城市地下工程概論大全11篇

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中圖分類號：TU984文獻標識碼： A

一、背景

地下空間是重要的自然資源,合理有序地開發利用地下空間,有利于拓展城市空間、緩解交通擁堵、優化城市環境、加強城市防災避災能力、提高土地資源的使用效益。目前，大多數城市土地資源缺乏、人口和建筑密集,地下空間在城市建設發展中的作用越來越重要。雖然我國地下空間開發利用起步較早,但大多數城市缺少科學、系統的規劃,也沒有專門的建設管理體系加以規范。導致地下建筑數量雖多,卻呈現碎片化的狀態,布局分散,各自為政,不僅造成資源浪費,也使得地下空間的整體功能不能得到有效發揮,甚至對后續的地下基礎設施建設造成了阻礙。

二、目前城市地下空間開發利用建設管理存在的問題

我國城市地下空間開發利用中存在的普遍問題表現如下：

（一）地下空間規劃體系尚未健全。地下空間規劃尚未成為本市總體規劃、分區規劃和控制性詳細規劃的強制性內容，豎向分層、橫向連通等地下空間開發中的基本要求尚未成為規劃管理的法定原則，影響了整個規劃體系對地下空間開發的引導和規范作用的有效發揮。

（二）建設過程中地下工程與地上工程之間、地下工程相互之間缺少應有的統籌協調。各類地下設施之間還存在爭搶空間的無序現象，綜合管溝等集約利用措施缺乏有效地推進。不僅難以實現地下工程間應有的互連互通以及地下公共設施的合理布局，而且影響了地下空間整體使用效能的提高。

（三）地下空間的信息數據不全、不準。地下管線的跟蹤測量和地下空間地理信息集中匯交方面存在著制度不完善、執行不到位的問題，致使既有管線信息缺漏、失準，不僅使得后續地下空間規劃的制定缺乏可靠的數據基礎，而且存在著管線安全事故等城市安全運營的隱患，導致建筑施工過程中地下管線被挖斷的事故時有發生。

（四）地下建設用地使用權供應制度不完善。地上建設用地使用權供應制度已形成體系，較為完善，但地下建設用地使用權供應與取得制度仍然存在著針對性不強、政策導向不清的問題，不利于地下空間開發活動有效和有序地進行。

（五）開發利用率還不夠。地下道路、地下停車庫等設施建設還需要積極推進，以有效解決交通擁擠、停車難等現實問題；市政場站、架空線等市政設施利用地下空間的程度還有待提高，以釋放更多地面空間、優化城市景觀；文化、體育、商業、物流等可地下化的功能還有待擴大應用，以完善用地結構、優化城市功能。

三、城市地下空間開發利用建設管理的對策

針對以上問題，我國的地下空間開發利用建設管理應該從管理機制、規劃體系、建設模式、技術體系、信息管理等全方位、多角度考慮，建立綜合體系，引導和規范地下空間的開發建設行為，為安全、有序、高效的開發城市地下空間提供保障。

（一）關于地下空間的行政管理機制

通過地方立法或發文的形式，明確城市地下空間規劃建設的部門職責，要從有利于組織實施的角度考慮，設立或指定綜合統籌部門；按照各自職能分工，明確相關專業部門的各自職責，分別負責地下空間開發的規劃和用地管理、地下空間開發建筑活動的監督管理和地下市政基礎設施建設管理的綜合協調、民防工程建設的監督管理和地下空間開發兼顧民防工程的監督管理、地下建構筑物的權籍管理和交易管理等。涉及到的有關部門，按照各自職責，做好相關管理工作。

（二）關于地下空間的規劃體系

城鄉規劃是引導和規范土地開發活動的重要法律制度，將地下空間規劃內容納入城鄉規劃編制范圍，是有序合理利用地下空間的法定保障。針對目前城鄉規劃編制中地下空間規劃內容缺漏不全的問題，需明確城鄉規劃編制中關于地下空間規劃的要求：其一，在總體規劃層面，明確地下空間規劃是總體規劃的組成部分，所有總體規劃均應包含地下空間規劃內容。其二，在控制性詳細規劃層面，從必要性和可行性考慮，區分重點地區和其他地區，實行差別化管理。對重點地區控制性詳細規劃編制中地下空間規劃內容規定的編制深度是：明確地下交通設施之間、地下交通設施與相鄰地下公共場所的連通要求；明確地下空間的開發范圍、開發深度、使用性質，明確建筑量控制要求、出入口位置等內容。其三，在專項規劃層面，強調專項規劃與控制性詳細規劃的銜接，控制性詳細規劃覆蓋區域內涉及利用地下空間安排的專項規劃內容，經批準后需納入控制性詳細規劃。

（三）關于地下空間的整體設計與統一建設

設計與建設是解決地下空間開發利用中地下工程與地上工程、相鄰地下工程之間不銜接、不協調問題的關鍵環節。控制性詳細規劃中地下空間規劃內容、建設用地使用權出讓合同或劃撥決定書中核定的地下建設項目規劃條件，需要通過設計與建設才能最終實施。大部分城市在集中開發區域，雖然在控制性詳細規劃中有明確的地下空間規劃要求，但由于設計環節未予落實而未能實施。地下空間開發具有不可逆性的特點，地下工程一旦完工后，不僅難以通過重建來彌補既有缺陷，而且致使整個區域相關地下空間的互連互通規劃要求都受到影響，甚至無法實施。針對以上問題，可規定集中開發區域的地下空間開發必須實行整體設計制度：一是整體設計、分別建設，即涉及地下空間的各項建設工程設計方案必須首先由集中開發區域的管理機構綜合平衡后報規土部門審批；然后由各建設單位按照規土部門批準的、經過綜合平衡的設計方案分別進行建設。二是整體設計、統一建設，即由集中開發區域的管理機構對地下建設工程進行整體設計、統一建設；建成后的地下空間，可以單獨供應，也可以結合地上建設用地使用權一并供應。

（四）關于地下空間的信息管理

地下空間信息的準確與否，直接關系地下設施能否有效運行和城市安全。縱橫交錯的各類管線在地下形成了龐大、復雜的網絡系統。但是管網信息不全、數據失準的問題較為嚴重，是威脅城市安全的一大隱患。為此可將管線跟蹤測量制度納入地方性法規或文件的規范內容，要求建設單位必須在地下管線工程覆土前，通知測繪單位實施跟蹤測量。

四、結語

綜上所述，城市地下空間開發利用要用超前的理念去謀劃，用科學的規劃去引領，要完善規劃體系，提高地下空間開發利用在規劃中的地位。將地下空間開發利用作為各層面規劃的強制性內容；要強化地下空間規劃與其他相關規劃的統籌與協調。要積極探索建設模式，因地制宜地推進地下空間開發利用。

參考文獻

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[3]倪彬，劉新榮.我國城市地下空間立法體系構想[J].地下空間.2005（1）

[4] 建設部.城市地下空間開發利用管理規定.1997

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1 隧道技術

隧道技術對應于修筑隧道過程的各個階段，可以大致分為：運用技術（照明、通風、維修管理防災等）；調查計劃技術（與地質、水文等的調查和預測、測量等有關）；設計技術（指巖石力學、土力學和結構力學、材料等）；施工技術（指開挖、運輸、支撐襯砌的施工、基地改良、改善施工條件而采用的特殊施工方法、安全衛生等）；隧道技術是與地質學、水文學、沿途學和土力學、應用力學和材料力學等有關理工科各部門有著密切的聯系。它同時應用測量、施工機械、炸藥、照明、通風、通訊等各類工程學科，并因對水泥、金屬、混凝土、壓注藥劑等之類化學品的有效利用，而使其與廣泛的領域保持著關聯。因此，有關隧道技術的基礎理論和實際應用，不但涉及土木工程等有關學科，還聯系到其他工科、理科的范圍。

2 公路隧道

2.1公路隧道通風

①半橫向式通風：為了對于除圓形斷面之外的其他斷面形式的隧道換風便利，1934年，英國人在修建莫爾西隧道（長3226米）時，對盡量減少管道斷面的方式做了研究，首次采用半橫向通風系統。 ②豎井式縱向通風：1976年，日本在修建關越隧道（長10855米），首次將縱向通風應用于10km以上的隧道通風。③自然通風： 利用自然風壓、空氣溫差、密度差等對室內；礦井或井巷進行通風的方式。④橫向式通風：美國紐約市的荷蘭隧道，采用盾構法施工，圓形斷面，所以車道下面作為送風道，上部作為排風道，氣流從下往上橫向流動。成為世界上首次采用全橫向通風方式。⑤混合式通風：根據隧道的具體條件和特殊需要，由豎井與上述方式組成最為合理的通風系統。

2.2 公路隧道照明

隧道照明遵守的設計原則可以歸納為以下幾點：

①隧道內不管是白天或夜間均需設基本照明；②白天車輛進入隧道時，路面亮度應逐漸下降，使司機的視覺有一個適應過程，將入口段分為引入段、適應段和過渡段；③確定引入段、適應段和過渡段的長度（S），通常按車速（V）以T=2s的適應時間來確定，可用S=V/3.6（m）來估算；④出口段也應設過度照明，在雙向交通情況下和入口段相同；⑤夜間出入口不設加強照明，洞外應設路燈照明，亮度不低于洞內基本亮度的1/2；隧道內應設應急照明，其亮度不低于基本亮度的1/10。

3 鐵路隧道

3.1鐵路隧道是修建在地下或水下并鋪設鐵路供機車車輛通行的建筑物

根據其所在位置可分為三大類：為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道；為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道；為適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。

3.2 地下鐵道是地下工程的一種綜合體

地下鐵道建設涉及眾多技術領域，包括路網規劃、線路設計、土建工程、建筑造型和裝修、機電運營設備等系統，要作好地下鐵道建設工作，不但要掌握各個系統的專門知識，而且還要能對名處系統進行全面協調。地下鐵道路網規劃作為城市總體規劃的重要組成部分，就一定要適應城市的發展。地下鐵道線路走向、埋深，車站站位與城市規劃、工程地質和水文地質條件有關，尤其是和準備采用的施工方法關系密切。地鐵車站建筑造型既要充分體現公共交通建筑的特點，又要考慮如何與本地城市建筑風格相協調，反映城市建筑特色。

4 水工隧洞

4.1水工隧洞是指在山體中或地下開鑿的過水洞

水工隧洞可用于灌溉、發電、供水、泄水、輸水、施工導流和通航。水流在洞內具有自由水面的，稱為無壓隧洞；充滿整個斷面，使洞壁承受一定水壓力的，稱為有壓隧洞。

4.2 水工隧洞的工作特點

4.2.1水力特點：深泄水孔：a 泄水能力與H1/2成正比；b 進口位置低，能預泄；c承受得水頭較高，易引起空化、空蝕；d 水流脈動會引起閘門等振動；e 出口單寬流量大，能量集中會造成下游沖刷。

4.2.2結構特點：a 洞室開挖后，引起應力重分布，導致圍巖變形甚至崩塌，為此常布置臨時支護和永久性襯砌。b 承受較大得內水壓力得隧洞，要求圍巖具有足夠得厚度和必要得襯砌。

4.2.3施工特點：隧洞一般斷面小，洞線長，工序多，干擾大，施工條件差，工期較長。

4.2.4水工隧洞的組成，主要包括下列三部分：進口段，洞身段，出口段

4.3 水工隧洞得布置及線路選擇

①總體布置及線路選擇應根據樞紐得任務，對泄水建筑物進行總體規劃。在合理得選定洞線得基礎上，根據地形、地質、水流條件，選定進口得位置及進口結構形成，確定閘門在洞口中得位置。②確定洞身縱坡及洞身斷面形狀及尺寸。③根據地形、地質、尾水位等條件及建筑物之間得相互關系，選定出口得位置，底扳高程及消能方式。

隧道工程的發展對交通運輸的作用具有相當重要的意義，尤其對公路和鐵路運輸具有相當顯著的經濟效益。隧道在公路和鐵路中應用，不但大大節省了路程，避免繞行，縮短了里程，節省了運輸時間，而且節省了燃油，節省了資金，對滿足人們的生活需要外出需要以及人們的生活水平和健康水平有很大的改善作用；對物流的運輸加速周轉、提高了流通效率，在經濟上也會帶來很大的效益。

參考文獻：

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中圖分類號：TU921 文獻標識號：A 文章編號：2306-1499（2014）13-0134-02

1.主要施工步驟

明挖施工

①施工前期準備（含管線遷改）；

②圍護樁施工；

③基坑降水施工，先開挖再支護，一步一步直到基坑底面；；

④接地網施工，同時進行墊層和底板防水層的施工，再進行底板施工；

⑤施工側墻防水層、側墻、中柱、中板及頂板、防水層施工；

⑥回填頂板覆土、撤除施工圍擋、恢復路面交通；

⑦施工風井等附屬結構，施工車站內部結構。

2.施工組織及進度安排

根據成都地鐵7號線工程全線工程籌劃的要求，車站土建施工總工期約27個月（包括4個月的前期管線拆遷等準備）。車站土建施工進度計劃詳見圖。

3.施工場地布置及交通疏解

本站中心位于車流量大、交通繁忙的錦華路一段上，需要進行交通疏解。

車站施工分三期進行施工圍擋及交通組織。

一期施工期間，主要進行圍擋部分明挖段車站主體施工，科華南路交通疏解主要靠的是主道路進行車輛繞行疏解，施工期間圍擋可以滿足科華南路雙向的6車道+非機動車道和行人的通行需求。二期施工圍擋，施工圍擋余下范圍，車站施工期間，恢復科華南路非機動車道和行人通行能力。

三期施工圍擋，頂板施工完畢后恢復錦華路交通，圍擋范圍擴到車站主體明挖段范圍。

4.地面、地下管線遷改、防護措施

本車站施工范圍內有很多的地下管線，諸如自來水管、煤氣管、光纖和路燈電力線等，主要分布于科華南路、金桂路道路兩側的人行道下，埋深一般小于3m。控制性管線為晨輝東路道路中間的埋深4.8m的污水管，考慮到管線對車站埋深較大，該管線需永久遷至車站車站外側。因此，開挖前應對管線進行遷移，本車站地下管線較多，施工容易造成路面及臨近地下管線的下沉和變形，甚至造成破壞性影響。這些現狀給施工帶了很大的麻煩，我們在改變這些線路時，一定要采取安全合理經濟的措施保證周圍地下管線的安全，施工階段要全體檢測地下管線情況。埋深較淺管線改遷原則為沿車站縱向的管線在施工期間改遷至車站結構外側，沿車站橫向的管線懸吊保護，具體改移及防護措施如下：

（1）科華南路

通信管 砼 300x300mm 埋深約1m 需臨時改遷圍護樁范圍外；

污水管 砼 500mm 埋深約4.8m 需永久遷至圍護樁范圍外；

雨水管 砼 700mm 埋深約2.6m 需永久遷至圍護樁范圍外；

給水管 鑄鐵 300mm 埋深約1.25m需臨時改遷圍護樁范圍外；

燃氣管 PE 110mm 埋深約1.1m 臨時改遷；

架空電力線 10KV 距地面高度約12m 需做電纜方溝，進行埋地處理；

（2）金桂路南北側

燃氣管 PE 160mm 埋深約1m。需臨時改遷圍護樁范圍外；

污水管 砼 600mm 埋深約4.8m。需永久改遷到錦華路西側；

雨水管 砼 900mm 埋深約3.2m。需永久改遷到錦華路西側；

給水管 鑄鐵 300mm 埋深約1.2m。需臨時改遷圍護樁范圍外；

5.與鄰近建（構）筑物的關系及處理方案

車站位于科華南路與金桂路交叉路口。車站周圍民房密集，東苑B區、東苑C區。

車站東側為東苑小區，為6層、1～3層為現澆框架結構，4～6層為磚混結構，基礎為預制樁礎，樁長約8m，房屋2002年竣工，距離車站主體圍護結構樁約2.7～4m；距離該側附屬結構通道圍護結構樁約2m。

車站西側為住宅小區，總層數為6層、1～3層為現澆框架結構，4～6層為磚混結構，基礎為預制樁礎，樁長約8m，房屋2002年竣工，距離車站主體圍護結構樁約2.8～3.8m。

考慮到房屋距車站圍護結構較近，車站圍護結構均采用Φ1200@1800mm圍護樁，同時在施工過程中還要監測周邊建構筑物的基礎沉降、變形、裂縫等，監測要進行全面的監測，不忽略任何一處。北側附屬結構通道圍護結構樁距房屋最近距離約2m，圍護結構均采用Φ1000@1500mm排樁支護，減小土體側向位移；同時，施工期間采取預埋注漿管，施工過程中加強監測，根據房屋的變形情況進行注漿加固處理。

6.環境保護措施

環境保護在工程中越來越受重視，施工期間，我們必須多采取一些環境保護的措施，從而減少對周圍環境的影響。施工場地應進行圍擋封閉，做好場地內的地面排水溝；為了避免施工粉塵對環境的污染，產生的施工廢水必須經過沉淀過濾后排入市政雨水管道；建筑垃圾土必須從珍惜土地資源，保護環境，充分利用土方考慮，并盡量移挖作填，施工棄土應及時運送到指定的垃圾土渣場排放，破壞自然環境；所有運渣車輛在每次出場前均應進行沖洗，以免污染城市道路及環境；施工噪聲應滿足有關規定及規范要求。

7.施工監控量測

根據施工方法，車站的環境和地質條件，其施工監測的項目和要求如下：

（1）圍護結構的監測

在基坑開挖施工過程中，應對圍護結構的變形、受力等進行施工監測，施工過程中監測的頻率要達到每天至少兩次的標準，測點大多數布置在10～20m的范圍內，當結構距周邊建筑物較近時，應適當加密測點，還要適當提高監測頻率。

（2）地面沉降監測

施工期間，我們應對車站周圍的道路、環境、地面等結構進行相應的監測，對這些結構的監測每兩天至少進行一次，測點可以設置在20m左右，如果遇特殊的情況，允許適當提高監測頻率，還可以加密測點布置。

（3）支撐的監測

施工過程中，我們應對基坑的支撐系統的各方面進行全系統的監測，監測內容涉及支撐的軸力、變形及穩定等內容，監測頻率要達到每天至少兩次。

（4）對周邊建（構）筑物的監測

在車站施工過程中，應對施工所能影響到的所有建（構）筑物均應進行監測，監測項目有變形、沉降、裂縫以及建筑物的傾斜等。施工基坑過程中，每天最少要監測一次，施工主體結構時，每兩天最少監測一次，隊重點或特殊保護的建筑物監測時，監測頻率應該有一定的提高。

（5）水位土壓力的監測

在車站全過程中施工期間，我們應全面的監測地下水位，監測頻率要達到兩天最少進行一次的標準。每座車站施工時土壓力的監測點應選擇1～2個，監測頻率一般要達到兩天一次的標準，允許根據實際情況和試驗需要作適當調整。

（6）地下管線的監測

車站施工期間，我們還要做好對車站基坑施工影響范圍的所有地下管線的監測工作，依據各地下管線權屬單位的要求來確定監測的頻率和監測的控制標準。

（7）鋼管柱的監測

在施工過程中應對鋼管柱進行全方位的監測，監測內容包括立柱沉降、測斜等，監測頻率每天至少兩次。

參考文獻

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1土木工程的涵義

土木工程既指建設的對象，即建造在地上，地下，水中的工程設施，也指應用的材料設備和進行的勘測、設計施工、保養維修等專業技術。

2現代土木工程的特點

為適應高速發展經濟的需要，人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物，既要求高質量和快速施工，又要求高經濟效益。這就使得現代的土木工程出現了新的特點，它的特點具體地表現在下述幾個方面：

2.1建筑材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼）已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低，有些價格過高，應用范圍受到限制，因而尚待作新的探索。另外，對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性，雖已取得顯著成果，仍繼續進展。

2.2工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能，不僅直接決定基礎的設計和施工，還常常關系到工程設施的選址、結構體系和建筑材料的選擇，對于地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術，目前主要仍然是現場鉆探取樣，室內分析試驗，這是有一定局限性的。為適應現代化大型建筑的需要，急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。

2.3工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案，從中選優。由于土木工程設施的規模日益擴大，現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程，例如高大水壩，會引起自然環境的改變，影響生態平衡和農業生產等，這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中，對于趨利避害要作全面的考慮。

2.4工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況，達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此，已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值，研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律，積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖同作用的分析，進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論；同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。

3未來土木工程的發展趨勢

3.1向高空方向發展

在高層建筑發展方面，目前人工建筑物最高的為646m的波蘭Gabin227kHz長波臺鋼塔，由15根鋼纖繩錨拉。中國臺北的101大廈，高508m。上海的最高建筑為環球大廈，高492m。美國擬在芝加哥建Mglin-Beitler大廈，地上141層，高610m。中國擬在上海附近的1.6公里寬，200m深的人工島上建造一棟高1250m的仿生大廈，居民可達10萬。高空的距離是無限的，因此，只要技術允許的條件下，建筑物不斷向高空發展是切實可行的一種策略。這種高層建筑可以集工作、休閑、娛樂、商業、購物等一系列功能，這就大大節約了土地資源，為城市的發展節省了土地。

3.2向海洋、地下、荒漠、太空發展

地球可以稱作為一個“水球”，地球上有百分之七十的面積是海洋，而陸地面積僅占百分之三十，其中又有很大部分荒漠等是人類目前還沒有使用的。因此，在技術條件允許的前提下，充分利用海洋、荒漠資源是非常必要的。例如如中國澳門機場、日本關西國際機場等都修筑了海上人工島，在島上建跑道和候機樓。阿拉伯聯合酋長國首都迪拜的七星大酒店也建在海上，2000年時，日本圍海建造的1000m長的關西國際機場試飛成功。

向地下進軍。建造地下建筑將有效改善城市擁擠、節能和減少噪聲污染等優點。日本1993年開建的東京新豐州地下變電所，將深達地下70m電站。我國城市地下空間的開發尚處于初級階段，目前已有北京、上海、廣州等六個城市建有地鐵，已開通的總長度達215公里。

向沙漠進軍。全世界約有1/3陸地為沙漠，目前還很少有開發。沙漠難以利用主要是缺水，生態環境惡劣，日夜溫差太大，不適合人類居住。改造沙漠首先必須有水，然后才能綠化和改造沙土。在缺乏地下水的沙漠地區，國際上正在研究開發使用沙漠地區太陽能淡化海水的可行方案。我國沙漠輸水工程試驗成功，順利地引黃河水入沙漠。我國首條沙漠高速公路――榆靖高速公路已全線動工。

向太空邁進。向太空發展使人類長期的夢想，在21世紀這一夢想已變為現實。由于近代天文學宇航事業的飛速發展和人類登月的成功實現，人們發現月球上擁有大量的鈦鐵礦，由此可以制造出人類生存必需的氧和水。

3.3向計算機應用發展。隨著計算機的應用普及和結構計算理論日益完善，計算結果將更能反映實際情況，從而更能充分發揮材料的性能并保證結構的安全。人們將會設計出更為優化的方案進行土木工程建設，以縮短工期、提高經濟效益。

3.4向工業化方向發展。建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產方式上。解放后大規模的經濟建設推動了建筑業機械化的進程，特別是在重點工程建設和大城市中有一定程度的發展，但是總的來說落后于其他工業部門，所以建筑業的工業化是我國建筑業發展的必然趨勢。要正確理解建筑產品標準化和多樣化的關系，盡量實現標準化生產；要建立適應社會化大生產方式的科學管理體制，采用專業化、聯合化、區域化的施工組織形式，同時還要不斷推進新材料、新工藝的使用。

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中圖分類號：U45 文獻標識碼：A

1、工程概況

某工程暗挖段長155.4 m (DK0+063.279～DK0+218.679)。該暗挖通道地表有火車站12條客運線、2條貨運線、1條駝峰線、4座旅客站臺、4座郵政通道（郵政通道底板距中跨開挖拱頂凈距僅有1.2m）。

暗挖段通道結構形式為雙柱三連拱，跨度16.2m，拱頂最大高度7.3m，拱頂最小覆土厚度4.5m，拱底至地面最大埋深12.3m，施工工法為大管棚、超前小導管支護，雙側壁導洞法結合臺階法、CD法施工，采用復合式襯砌，初期支護為格柵鋼架+C20干噴砼錨噴支護，二襯為鋼筋混凝土結構，防水工程采用ECB防水板全斷面封閉+二襯C40P8抗滲混凝土。

區間結構抗震烈度為Ⅶ級。

2、地質情況

0（軌面標高）～-2.17m為雜填土，褐黑色；-2.17m～-8.57m為粉質粘土，呈褐黃色，濕粘性較好；-8.57m以下為粘土，呈褐黃色，濕、可塑狀；地下水埋深為-2.1m～-3.8m，對砼無侵蝕性，滲透速度為0.87m/d；土壤最大凍結深度1.7m。

3、工程難點

3.1地質條件復雜，地下水豐富。

粉質粘土、粘土自穩性差，遇水就變成稀泥，而且車站各類地下管線繁多，日偽時期的管線走向、高程資料無處可查，給施工帶來極大的不便。

3.2隧道埋深淺

鐵道軌面至中跨開挖拱頂凈距僅4.5m。

3.3地表建筑物對沉降控制要求高

在列車正常運營情況下，隧道穿越15條既有鐵路線（包括客、貨運線），4座郵政通道及4座旅客站臺，為避免形成三角坑沖擊效應，鐵路軌面絕對沉降值不得超過10mm。

3.4施工工藝復雜

超前支護采用大管棚，中跨和左右兩側邊跨各設置5座管棚工作室；暗挖施工工法有雙側壁導洞法+臺階法+CD法；襯砌施工時需進行結構受力體系轉換。

4、施工方案的確定

根據隧道地質條件及工程特點，總體方案為：降水施工軌道加固西跨初期支護東跨初期支護（滯后西跨10m）中跨初期支護（滯后東跨15m）東、西跨二次襯砌拆除東西跨中隔墻（待襯砌混凝土強度達到設計強度的100％時施工）中跨二次襯砌。

4.1降水施工

根據場地水文地質條件和設計要求，采用井點降水，保證降水效果。

4.2軌道加固

對鐵路軌道進行3－5－3扣軌加固，增強鋼軌抵抗變形能力。

4.3超前支護

采用φ108mm注漿大管棚、φ42mm小導管超前支護，格柵鋼架（間距500mm）隨挖隨噴，盡早封閉成環。。

4.4雙側壁導洞法、CD法、臺階法暗挖施工

充分發揮圍巖自身支護作用，根據圍巖的性質采用工法為雙側壁導洞法+臺階法+CD法，及時收集、分析監測的數據，進行反饋并指導下一步施工。

4.5受力體系轉換

左右兩側邊跨襯砌混凝土強度達到設計強度的100％，開始拆除中隔墻，結構受力體系轉換，進行中跨襯砌施工。

5.井點降水施工

5.1井位布置

降水井深19m，井徑600mm，因地表既有設施復雜，降水井盡最大可能沿軸線按10m/眼布設，考慮到降水效果及防止邊跨施工時鎖腳錨桿打到降水井壁上，降水井橫向間距為21m。管井內的水經支管匯入ф150mm總管內，經匯水總管排入車站排水管溝。

5.2施工工藝

測量放線定井位探明地下管線人工鉆孔成孔下管填礫石下泵洗井接總管

5.3降水設備選型

根據現場實際情況及以往經驗，降水設備選型為Q6－32/3－1.1三相潛水電泵，參數如下：

流量：6m3/h 揚程：32m 功率：1.1KW配管內徑：40mm

5.4降水系統運行情況

降水井抽水開始時間為預計開挖掌子面到降水井里程處提前45天，直到二次襯砌施工完畢停止。降水方式為循環式降水，降水隨時間的延續抽水量遞減。最初抽水量統計： 24m3/天/眼。根據現場實測情況，井內水位一直保持在軌面下17m左右，降水效果比較理想。

6.軌道加固施工

6.1方案選擇的依據和原則

軌面絕對沉降值不得超過10mm，防止形成“三角坑沖擊效應”。在地表沉降不超過30mm的情況下，軌道加固必須保證列車的正常運營。

6.2軌道加固方案

軌道加固方案為3-5-3扣軌：以重型鋼軌加鋼扣件、螺栓連接形成為縱、橫梁。（3－5－3扣軌斷面見圖1）通過監測所得的數據，及時反饋給線路專業維護隊伍，進行填碴整道。

6.3方案實施過程

6.3.1軌道加固的時間

在開挖掌子面距軌道15米時形成加固體系。（單側導洞開挖縱向影響范圍12米）

6.3.2加固范圍

沿通道中線每側各12.5米為加固范圍。

6.3.3加固材料

橫梁：1.5m鋼軌每隔一根枕木下一根；

縱梁：3-5-3扣軌形式需共11根25m長鋼軌；

鋼扣件、配套螺栓若干。

6.3.4扣軌施工工藝

扣軌施工順序為：清理道碴架設橫、縱鋼軌扣件連接回填道碴監控量測填碴整道。

6.3.5既有線路維護：

設計要求挖支施工過程中地表沉降不得超過30mm，軌面絕對沉降值不得超過10mm，雖然對線路進行了3－5－3扣軌加固，但加固后的鋼軌抵抗變形能力不足以抵抗挖支引起的地表下沉對線路的影響。故線路加固后的施工重點為：列車限速、加強監測、及時維護。

6.3.5.1列車限速

為了減小列車對線路的沖擊，列車通過扣軌段線路時的速度限制在40km/h。

6.3.5.2加強監測

地表布設沉降點、軌道布置軌面沉降點，測得的數據及時反饋給專業維護隊伍。

6.3.5.3及時維護

保證列車正常運營的關鍵在于對既有線路的維護保養，根據地表沉降、軌面沉降值及鐵路軌距儀測得的數據，及時進行填碴整道，是保證既有線安全的關鍵所在。

7.大管棚超前支護及注漿

暗挖155.4m范圍內共設7組管棚，每組60根，管棚長25m，每循環搭接長度3m，利用兩座豎井做為管棚施工的起點工作室，洞內工作室尺寸為初支外擴600mm、長6.5m。

7.1管棚材料及加工方式

大管棚采用φ108mm、壁厚8mm的無縫鋼管打設梅花孔，單根長2.5、3.5、4.5m，采用公、母絲扣連接，絲扣長度不小于200mm。

7.2管棚施工及格柵鋼架布置

管棚仰角2.50～30，方向與線路縱向一致，在管棚工作室末端一榀外放600mm格柵同一里程處支立一榀標準段格柵，做為管棚施工的鋼支架。

7.3止漿墻設計

垂直于洞內上導掌子面施作長3.0m錨桿、間距1.0m、梅花型布置，網噴C20混凝土20cm厚封閉，做為止漿墻。

7.4注漿參數的確定

根據現場土體條件，綜合考慮工程質量、安全、工期及成本，大管棚注漿采用水泥單液漿。水泥漿水灰比W/C =1:1注漿初壓在0.5～1.0Mpa，終壓2.0 Mpa。

7.5注漿工藝

將預制好的φ42mm鋼管及150×150mm封端鋼板（3mm厚）焊接在已施工的管棚端頭上。

8.雙側壁導洞法、臺階法、CD法挖支施工

本隧道采用新奧法施工，初期支護做為永久襯砌的一部分是施工中重要的一環，主要有φ108mm注漿大管棚、φ42mm注漿小導管、格柵鋼架和C20網噴混凝土。支護參數見表1。開挖后及時對圍巖噴射50mm厚混凝土，盡快封閉巖面，形成封閉的受力環，防止圍巖松動，然后準確支立格柵鋼架復噴砼至設計厚度。詳見挖支施工順序圖。

表1初期支護參數表

9.受力體系轉換

為保證邊跨、中跨洞室施工安全而施作的臨時中隔墻，中跨開挖、初支后形成的受力結構在中跨襯砌時必須拆除，受力體系將發生轉換，如何安全轉換受力體系是本隧道施工的重點，只有當邊跨襯砌強度達到設計強度的100％時，才能拆除中隔墻，進行中跨襯砌施工。

中隔墻鑿除過程中加強地表沉降監測，通過數據分析來確定一次鑿除長度，施工順序見表2（受力體系轉換說明）。

10.監控量測

隧道開挖后，在應力重分布和應力釋放過程中，圍巖表現出各種狀態，如位移、性質變化等，特別是采用雙側壁導洞法施工步驟多，且列車動荷載作用下的超淺埋隧道又沒有成熟的經驗可循，所以在施工中建立嚴密的監控量測體系是保證安全的主要手段，同時也是調整支護參數的依據。

根據現場實際情況，主要量測的項目有：地表及軌面下沉、拱頂下沉、收斂位移及地下水位觀測。

10.1地表及軌面下沉監測

10.1.1測點布置（見圖3）

10.1.2開挖施工至襯砌完成，測得地表最大下沉量為29mm，軌面下沉量為10mm，施作二次襯砌后，地表下沉呈收斂趨勢，經過一段時間觀測沒有發生下沉現象。

10.1.2.1兩側導洞開挖到該斷面至成環前地表沉降較大，這主要與拱腳積水和拱腳下墊鋼板不實有關，應在降排水和開挖上控制拱腳土體的密實性。

10.1.2.2上下導成環快慢直接影響地表沉降，應控制上下導距離，及時封閉成環。

10.1.2.3軌道沉降隨地表沉降進行，當累計超過10mm時必須及時填碴整道，確保安全。

10.1.2.4中跨上導開挖采用CD法施工，主要沉降是在上導成環前后，應該控制的重點是中跨拱頂處的立柱支撐要支立穩固，縮短兩側開挖距離，及時成環。

10.2收斂監控量測

10.2.1測點布置（見圖4）

10.2.2根據實測結果的回歸分析，收斂值大部分未突破控限標準的80％就已趨于穩定，且后施工導洞與先施工導洞變形相差不大，說明支護參數和施工方法是安全、可行的，襯砌施工后位移收斂觀測無變化，說明洞室變形已穩定。

10.3地下水位監控量測

在粉質粘土、粘土巖層中，降水效果是工程成敗的關鍵，因為粘土遇水即變成稀泥。必須加強對地下水位的觀測，確保挖支的正常進行。

表2受力體系轉換說明

10.3.1測點布設

測點布設在通道兩側水文條件影響施工的范圍內，沿隧道軸線方向每10米一個斷面，考慮與降水井對應。用地質鉆機成孔，孔深18米（大于隧道埋深13米），測管采用直徑為100mm的硬塑料管，水位線以下至隔水層間安裝相同直徑的濾管，濾管外裹濾布，用膠帶紙固定在濾管上，孔底部設1米深的沉淀管。

10.3.2降水效果分析

根據現場實測情況，降水需提前45－60天開始，以保證降水效果達到最佳效果后開始開挖支護施工，降水開始進行的前10天速率較快，能達到整個降水深度的60%以上。

11.施工效果

該工程在挖支及受力體系轉換過程中，克服了埋深淺、地表列車動荷載作用、地質條件差、地下管線復雜等困難，施工中始終未發生任何大小坍塌事故，也未對列車的正常運轉造成任何影響。施工中的量測結果表明，地表下沉最大只有29mm；二次襯砌施工前初期支護未出現過裂縫或表皮剝落等現象；二次襯砌施作后同樣未發現裂縫等質量問題。這說明我們選擇的施工方案是安全可靠的，為今后在超淺埋、軟弱圍巖、穿越鐵路既有線路、動荷載作用下的隧道、地鐵工程施工技術提供了值得借鑒的經驗。

隧道開挖支護過程中的信息化施工、動態管理，綜合控制地表沉降，優化了四座站臺雨棚柱基礎的地梁托換；大管棚一次施作長度的優化，節省了三座管棚工作室；通過與原設計方案比較，綜合降低造價275萬元，節約工期四個月。

12.幾點體會

12.1粉質粘土、粘土層中降水效果是暗挖施工成敗的關鍵。

12.2軌道加固是保證列車正常運營的必要手段。

12.3建立監控量測體系，確保地表設施及洞室結構的安全。

12.4雙側壁導洞法施工時，兩側邊跨格柵里程必須相對應，確保中跨格柵與兩邊跨格柵連接時在同一平面上。

12.5臺階法施工上臺階拱腳處加設臨時鋼墊板，必須落到實處，不得有虛碴、積水，這樣能夠有效的控制地表沉降。

【參考文獻】

1、地下工程概論關寶樹、楊其新西南交通大學出版社2001年6月第一版

篇（6）

1 概述

深基坑施工中止水和降水技術是工程實施的關鍵問題，又是巖土學中比較復雜和困難的問題，歸其影響因素多，隱蔽情況多，隨機性強。我國幅員遼闊，土層性質復雜多樣，沒有一種通用的方法能解決所有問題。隨著國家把資源的可持續性利用作為戰略任務提上日程后，城市地下空間正被廣泛的開掘出來。像地鐵、地下停車場、地下商場如雨后春筍般地走進人們工作和生活中去。我國深基坑工程已從原來的幾米發展到20-30m深。其中不少基建工程由于降水、止水施工做得不到位，導致重大經濟損失，并延誤建設工期。因此，如何保證基坑工程的安全和經濟已成為當前城市的一項重要課題。

2 工程簡介

天津市地鐵一號線中DK0+690～DK1+130段是天津地鐵一號線部分工程，是線路的區間工程。工程全長440m。該段屬濱海平原地區，地勢平坦，本工程段緊鄰子牙河。子牙河常年流水，所以周邊地下水位高，所在地區土質為河床后回填土，地質復雜且不穩定。所以洞身易發生坍塌變形。區間隧道橫穿管道、高壓線、電纜等多種障礙，給施工帶來—定難度。

深基坑工程如何有效地進行止水、降水問題，如何在錯綜復雜的不利條件下進行基坑工程的實施是保證工程實現首要解決的問題。

本區間工程支護結構采用φ800@1 000的單排灌注樁擋土，其深度在20m～28．5m之間，支撐采用φ600壁厚14mm鋼管，縱向每3m一道，橫向根據基坑深度的不同分設3～5道。區間降水采用止水帷幕截水和井點降水兩種方法相結合，具體見圖1。

止水帷幕采用φ800@600的單排攪拌樁截水，止水帷幕的底部插入到不透水層，其深度為17～24m，其插入深度可按以下公式計算：

l=0．2h—0．5b

(1)

式中，J為帷幕插入不透水層的深度；A為作用水頭；b為帷幕寬度。

止水形成后，基坑內的水量或水壓仍較大，采取在基坑內用井點降水。這樣既有效地保護了周邊環境，同時使坑內一定深度的土層疏干，改善了施工作業條件，有利于支護結構及基底穩定。本區間工程段處于地下管道和建筑物、居民集中地域，降水時為防止對周邊建筑物和地下管線產生不利影響做到安全施工，萬無一失我們用了小范圍的回灌技術。

3工程實例

3.1區間止水帷幕施工

區間止水帷幕在灌注樁及壓頂梁施工完畢后即可進行。其具體操作如下：

(1)經過測量，樁位軸線確定后，根據場地實際情況，一般需要挖掘機開導槽，考慮施工過程中攪拌樁水泥土上反情況，導槽尺寸確定為寬1m，深1m，遇有地下有障礙物時，一定要徹底全部挖出，挖到新鮮土后用素土回填。

(2)樁位軸線外側(或里側)，離攪拌樁中心線2m處沒置一條線繩，以供復核樁位軸線之用。

(3)地槽兩側地面事先應予平整，應根據以往施工經驗，帷幕樁漏水主要在樁與樁之間的咬合達不到要求所產生的冷縫，為了保證質量，盡量減少冷縫，采取以下措施：深層攪拌機兩個攪拌頭是夾板固定的，每組兩根樁之間總保持咬合200mm，每根樁攪拌時攪拌頭需一次下切、上攪都噴漿，然后向后回移車100mm，進行第二次下切攪拌，這時滯后攪拌頭完成第一根樁上下二攪，這樣就滿足每根兩噴四攪的目的，第一根樁與第二根樁的咬合由原來200mm，增加到300mm。減少了冷縫，保證施工質量。下組樁向前移動樁機1．10m，進行下一根樁的第一次下切。

(4)深基坑攪拌機試運轉后先打兩組試驗樁，以摸索地層情況，檢查設備運行狀況，確定或調整施工工藝參數。

(5)深層攪拌機到達指定樁位，對中后預攪下沉，下沉速度根據電流表控制，工作電流不應大于120A，確保均勻下沉。

(6)深層攪拌下沉的同時，后臺攪拌水泥漿，水泥摻量15％，計算水泥用量，水灰比采用0．5-0．6，

盡可能控制在0．55水灰比，攪拌好水泥漿通過篩網放人第二個攪拌筒，繼續攪動，以免水泥沉淀，保證攪拌質量。

(7)深層攪拌機下沉到達設計深度后，開啟灰漿泵，待水泥漿液到達噴漿口，邊噴漿邊提升。

(8)深層攪拌機噴漿提升至設計樁頂標高時，關閉灰漿泵，在此將深層攪拌機攪拌下沉至設計深度后，再次邊噴漿邊提升，深層攪拌機提升至設計樁頂標高時，單樁所需水泥漿應正好排空。根據SD型深層攪拌機的提升速度和每根樁所需水泥漿體積計算，兩次噴漿提升都應采用2速(約0．5～0．78m／min)提升。

由于所有攪拌樁并非一次成型，其中因種種條件的限制會造成一組攪拌樁與另—組攪拌樁施工時間間隔24小時以上，這時，攪拌樁水泥已終凝，若只進行強行搭接就會破壞原有止水結構，不利于止水。為此要進行補樁。即在基坑外側補人四根樁。具體見圖2。這樣就增大了止水帷幕的安全系數。

3．2 大口井降水施工

隨著止水帷幕工序的進行，采用大口井降水且施工電相應進行。大口井鉆進深度為鉆至基坑底下5．5m處。基坑降水工作在土方施工前15-20天進行，基坑降水順序根據開挖順序而定，具體步驟如下：

(1)基坑降水在確定基坑開挖面后就可進行。降水是從確定的基坑面兩口中井開始。配以一定功率的抽水泵，在抽水過程中要觀察水位變化。

(2)同時兩側的四口降水井也相應進行抽水，抽水時確定大口井之間的降水成一定的比例：(具體見圖3)

圖3基坑降水示意圖

(3)抽水時一次性將水仙到位，即一次性將水抽至基坑以下1．5m處。

(4)抽水時同時要進行周圍觀測井觀測及地表沉降觀測，觀測井的水位下降速度不宜太快。

3．3 特殊環境下止水技術的應用

3．3．1 高壓線下止水帷幕的施工

本區間段在里程DKI+066—DK10+093，27m長的地段有兩條3．5萬伏高壓線橫跨基坑，與區間大至成60度的夾角，凈高6m。為保證安全施工，對原設計的區間支護及止水結構均進行了變更。

(1)在距基坑邊線5m的地方設置四個大口井。由于在距基坑邊線10m的地方有建筑物，還增設了2個回灌井，回灌井踺筑物約2m。先對區間進行降水。具體見圖4、圖5。

轉貼于 (2)在區間的水降至地面下6．5m時，方可進行局部的基坑開挖，開挖深度為5m，寬14m，長27m。

(3)然后進行灌注樁施作，灌注樁施工如圖。對于基坑以上的灌注樁部分按連續墻施作，其配筋可適當的調整，具體見圖6。

(4)待支模施作完連續墻之后即可回填土，此時回填土無需碾壓。

(5)止水結構施工，為安全施工將原來需高大塔架才能施作的攪拌樁改為只需小型塔架即可完成(塔架高約2．5m)的旋噴樁，旋噴樁規格為φ600@500按雙排布置。具體見圖7。

3．3．2 地下管道下止水結構施工

本區間段多處地下管道且不能拆除，其直徑在300-2 500mm之間的有壓和無壓管道。這樣原設計的止水帷幕在此處存在著止水缺口，如何對管道進行防護的問題，采取相應技術措施如下。

(1)先進行管道上方局部的土方清除，為防止全開挖容易導致管道下沉而被破壞，只對管道上方

30Cm的土方進行清除，該過程為全人工操作，目的是為探明管道的走向。

(2)將原設計大鉆頭改為小鉆頭的旋噴樁，并在旋噴樁施作時傾斜一定角度，逐層對地基土加固

和止水，并在管道的正下方加大旋噴樁的噴漿壓力，增大其噴射面積，使管道下方形成一個止水墻。

具體見圖8、圖9。

(3)基坑內部開挖時，在支護結構的空缺處，鋪設鋼筋網并與兩側灌注樁相連，隨之噴射高等級

防水混凝土(C40)，這樣即可以擋土又可以止水。具體見圖10。

3．3．3 管涌處止水結構的處理

本段區間緊鄰子牙河，其含水量豐富，加之個別攪拌樁鉆進時位置發生偏移，在區間段里程為DK0+890處發生管涌現象，該處有一處人防加寬段，附近有水產加工廠一幢車間廠房必須及時有效進行處理，管涌給施工造成了一定難度。為解決這一難題，特做了如下處理。

圖10 管道下網噴混凝土示意圖

(1)基坑外找出管涌位置，先辨明管涌的流線。在管涌附近的基坑外側(攪拌樁后)選點，隔一米一孔，用小直徑鉆機緩慢往下鉆，鉆到攪拌樁下(約25m的位置)，在下鉆過程中鉆頭向外噴紅墨水，當發現紅墨水由基坑內管涌的位置冒出時，立即停止下鉆，查看鉆桿的長度，這時可確定管涌的路線及大概高度。

(2)在管涌路線處，用擾動小的潛水鉆打一排寬5m的索混凝土灌注樁，樁深根據管涌的深度來確定(多于深度2m)，直徑為600mm，樁的間距為500mm。完成初步截流。

(3)在基坑內壁掛鋼筋網并用速凝、抗滲水泥(C40)進行噴涂。

(4)在基坑內管涌位置處打一個5m寬、5m深的旋噴樁帶。旋噴樁直徑為600mm，間距為500mm。完成管涌的二次截流和地基加固。最后進行清底，完成箱饞施工。如圖11、圖12所示。

圈11 旋噴樁地基加固斷面圖

圖12 旋噴樁地基加固平面圖

由于土質條件、周邊條件情況復雜多變，其隨機性強。在實際工作中所遇到的不同情況下必須摸清水源，細致分析判定，必有成功止水降水的辦法。

參考文獻

【1】劉成宇土力學北京：中國鐵道出版社，2000

【2】關樹寶，鐘新悄．地下工程概論。成都：西南交通大學出版社，1999

篇（7）

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A 文章編號：

1 前言

自四川2008年5.12大地震后，人們加快了對抗震建筑研究的步伐，傳統的抗震措施從單一的構筑物結構受力方面考慮，用大量鋼材加固房屋結構，由于建筑物與地基緊密相連，盡管高層建筑修建得十分堅固，但在強大的地震波作用下，建筑物基礎頂部仍會產生巨大的彎矩，使建筑物搖擺晃動，造成建筑物破損倒塌、人民生命財產損害等現象。

科學家們通過長期的研究和探索，在基礎頂部設置隔震橡膠支座，其橫向的柔性緩沖、釋放了大部分的地震波，確保了結構的安全。隔震橡膠支座上下為法蘭盤，中間部分由橡膠和鋼板多層疊合經高溫硫化粘接而成。法蘭盤上有螺栓孔，通過鋼筋、套筒、高強螺栓與上下混凝土支墩連接。

常見的隔震橡膠支座有LNR型（天然橡膠隔震支座）、LRB型（鉛芯橡膠隔震支座），直徑φ500～1000mm，法蘭盤厚20～30mm，錨固螺栓孔4個或8個。隔震橡膠支座安裝精度要求：中心位置＜5mm；中心標高＜5mm；支座與支座之間高差＜5mm；下支墩平整度＜5‰；上支墩平整度＜8‰。

2 工程概況

云南省是強地震多發地區，我單位承建的昆明“兩區”第一高級中學項目總建筑面積10.2萬平方米，其標準高、功能齊全、按特級抗震標準設防，是市政府重點工程。其中教學樓部分設計為φ500～700mm隔震橡膠支座共332個，因工藝新，質量要求高，施工稍有不慎將引起螺栓對不上、水平中線偏差過大、支座底部不平、空洞等不良現象，影響工程質量；為此我們經過多種方案試驗、研究，確定了隔震橡膠支座施工方法。

3 工藝原理

3.1根據柔性層可以矢放、阻隔、衰減地震波的原理設計隔震支座。科學家們通過長期的研究和探索，發明了隔震減震技術。隔震減震技術是指在建筑物基礎處設置隔震支座等部件形成隔震層（見圖3.1-1）：

圖3.1-1隔震橡膠支座布置圖

圖3.1-1中的①指法蘭盤；②指橡膠隔震墊；③指高強螺栓；④指套筒；⑤指錨固筋；A指隔震層以下結構，包括板、梁、柱；如果隔震層以下不設地下室，A指板、梁、柱、承臺、樁基（基礎具體按設計）；B指下支墩；C指上支墩；D指隔震層頂部結構，包括梁、板、柱。

以延長整個結構體系的自振周期、增大阻尼，減少輸入上部結構的地震能量，達到預期防震的要求，通過地震模擬實驗結果表明：設置了隔震層的結構變形集中在隔震層，上部結構的相對變形很小，地震波加速度減小到不設隔震層的1/4～1/8，房屋緩慢擺動，上部結構完好，確保了結構安全；而不設隔震層的結構相對變形很大，造成了上部結構的破壞，其地震波加速度放大1～4倍，房屋激烈晃動，梁柱損壞，內部裝修、設備破壞。

3.2根據豎向承載力、側向剛度、阻尼要求，再根據橡膠的柔性原理，由橡膠和鋼板多層疊合經高溫硫化粘接而成的層體作為隔震橡膠支座的理想材料；隔震橡膠支座有很高的豎向承載力和很小的壓縮變形；有較大的水平變形能力，剪切變形可達到100％而不破壞；有彈性復位特性，地震后可使建筑物自動恢復原位。

3.3根據隔震橡膠支座的使用狀態、地震時的擺動范圍、防護措施，再根據水平面積均衡承受壓強的原理，制定隔震橡膠支座安裝標準，根據安裝標準制定隔震橡膠支座安裝方法，通過實踐，逐步完善。

4 施工方案

施工前認真核對圖紙，對工程所需的隔震橡膠支座不同的型號、數量、使用部位等進行列表統計，及時與廠家簽訂供貨合同，便于廠家提前制作；對各種零配件、產品運輸、保管、安裝、維護等技術問題提前與有關人員進行交底；材料進場時，按清單點貨、檢查、驗收，分類堆放、覆蓋，備用。其施工步驟及做法見（圖4-1）：

圖4-1隔震橡膠支座施工步驟圖

圖4-1中的①～⑦指工序1～工序7；A指定位鋼板，5mm厚，尺寸、螺栓孔洞同法蘭盤一致，用于預埋套筒定位，鋼板中部有砼進料口，用于進料；B指朔料套管，厚20mm，代替法蘭盤的厚度；C指下支墩鋼筋；D指上支墩模板面鋪一層1mm厚的油氈，便于隔震橡膠支座的更換；E指上支墩鋼筋；F指預埋結構柱鋼筋。

4.1下支墩綁扎鋼筋，預埋套筒、錨筋

下支墩鋼筋綁扎按常規施工順序進行，要求控制頂部鋼筋距上支墩頂標高30～50mm為宜，其主筋、箍筋位置如果影響錨筋安裝，應適當調整，要設臨時支撐控制鋼筋柱體的平面位置及垂直度；待梁、板的模板鋼筋施作完畢后預埋錨筋、套筒，做法是：1）在支墩的四角焊短鋼筋，抄平畫出支墩頂部設計標高線；2）支墩頂部拉上十字線；3）定位鋼板用墨斗彈上十字線；4）將定位鋼板的水平、中線準確定位，點焊固定；5）在定位鋼板的孔洞安裝套筒及錨筋，安放塑料套管、墊圈、螺栓后擰緊；6）將套筒、錨筋焊接在鋼筋骨架上，鋼筋骨架點焊加固，防止變形。見圖3（以下均同）。

4.2澆筑隔震層樓（地）面以下的砼

注意加強定位鋼板及套筒的保護

4.3下支墩立邊模，澆筑砼

重點做到：1）澆筑砼前對定位鋼板及套筒進行檢查，遇有錯位、變形之處及早糾正；2）注意砼密實度，定位鋼板底部砼容易空洞，砼進料宜高出定位鋼板面，并加強振搗；3）注意砼表面平整度，砼澆搗完畢后，按照標高線用鐵抹子找平；4）待砼初凝后，拆除定位鋼板，將砼面精細抹平，注意防止水泥砂漿調入套筒內。

4.4安裝隔震橡膠支座

下支墩砼強度達到70%后可以進行安裝，做法是：1）對下支墩砼面用水平尺進行檢查，不平之處采用手提砂輪進行打磨；2）對照設計型號，采用塔吊將隔震橡膠支座就位；3）用撬棍等小型工具移動隔震橡膠支座，安放螺栓后，檢查其表面平整度及底部密實度；4）起高隔震橡膠支座，在其縫隙處墊2～3mm厚（水灰比稍干）的水泥漿，然后就位，擰緊螺栓，此螺栓為高強螺栓，采用扭矩扳手對稱擰緊，擰緊過程分為初擰、終擰兩個階段，并在同一天完成。5）復測隔震橡膠支座標高、平面位置、平整度，作好檢查、驗收記錄。

4.5上支墩立模

首先安裝上部套筒、錨筋，采用扭矩扳手擰緊；然后按設計尺寸支立上支墩模板，同時支立梁、板模板；最后在上支墩底部鋪一層1mm厚油毛氈，便于將來隔震橡膠支座的拆卸，更換。

4.6上支墩鋼筋綁扎

上支墩鋼筋下料、彎制成形后，在施工場地綁扎成鋼筋籠，鋼筋籠底部綁2cm厚水磨石墊塊作為保護層，通過塔吊安裝就位；然后綁扎梁板鋼筋，最后綁扎上部結構柱鋼筋。

4.7上支墩澆筑砼

上支墩及梁、板模板鋼筋通過檢查合格后同時澆筑砼；砼入模前，要用塑料布將隔震橡膠支座周邊進行包裹，防止水泥砂漿污染；上支墩是梁、柱鋼筋的交會處，鋼筋密集，砼入模前要澆水濕潤，澆筑時要加強振搗，確保密實無空洞；砼養護、拆模等其它工序均按規范進行。

5操作要點

5.1下支墩不能立吊模澆筑砼

下支墩邊模不能立吊模與底板同步澆筑砼，因為壓力差，砼下滑，上支墩砼無法振搗密實，定位鋼板下方砼無法充填飽滿。

5.2套筒及錨筋一定要垂直、點焊牢固

下支墩鋼筋籠一定要垂直，穩固，整體焊牢不得晃動；套筒、錨筋就位一定要垂直，不得偏斜，并與鋼筋籠點焊牢固，防止套筒發生位移、螺栓孔對不上的現象。

5.3下支墩砼初凝時，必須拆掉定位鋼板，砼表面采用人工抹平

下支墩砼初凝后，定位鋼板必須拆掉后，表面才能抹平。實踐證明：帶定位鋼板澆筑砼，鋼板底下砼達不到密實、平整的要求，灌漿方法不適應這種工藝要求。

5.4隔震橡膠支座底部必須墊2～3mm厚水泥漿

下支墩砼表面在放置隔震橡膠支座后，其底部不同程度存在縫隙，在安裝隔震橡膠支座時，其底部墊2～3mm厚（水灰比稍干）的水泥漿，非常必要。

6 質量保證措施

6.1質量目標

隔震橡膠支座安裝質量目前按行業標準驗收，見（表6.1-1）：

表6.1-1隔震支座安裝允許偏差

6.2采取的措施

6.2.1建立質量管理體系。健全各項規章制度，明確責任到人，做好質量宣傳、技術培訓工作。

6.2.2做好日常性的技術工作。做好圖紙會審、施工組織設計、原材料供應、原材料檢測、設備保障、技術交底、現場指導、監督檢查、質量驗收、質量評定等工作；狠抓質量管理工作，做到重點把首，標準化作業。

6.3抓好質量關鍵點

6.3.1提高測量服務質量。做到精心測量，換手復核，認真清晰地標注軸線、標高點，并交代清楚，做到人人清楚、人人明白，及時檢查各工作節點部位，防止出現不可挽回的差錯，作好關鍵部位的結構驗收測量工作。

6.3.2按型號對號入座。隔震橡膠支座型號繁多，錨筋、套筒粗細長短不一，其布置錯綜復雜，要認真核對圖紙，作好標識，對號入座，細心檢查，防止安放位置出錯，出現質量事故。

6.3.3套筒錨筋的位置是關鍵。支墩鋼筋從下料、預埋開始，就要考慮錯開套筒錨筋的位置，并留有充分的余地，防止鋼筋重疊，亂砸、偏斜、引起套筒螺栓對不上的現象。

6.3.4確保下支墩平整度、密實度。下支墩平整度、密實度是結構受力的關鍵部位，要安排高度負責的人員重點把首，嚴格按工藝流程作業，防止出現質量隱患。

6.4加強成品保護

6.4.1隔震橡膠支座存放時，應采用篷布覆蓋，不容許長期在太陽底下暴曬，防止橡膠老化影響使用壽命。

6.4.2隔震橡膠支座重量大，其裝卸車時要采用機械吊裝，不宜人工裝卸，更不能直接從車上往下扔；其運輸、堆放時，要平放，不容許立放、斜放，防止發生變形。

6.4.3不能讓隔震橡膠支座接觸酸、堿、鹽、溶劑、油類等化學物資，防止腐蝕橡膠，影響使用壽命。

6.4.4上支墩澆筑砼時，隔震橡膠支座表面要包裹塑料進行保護，防止水泥漿污染，土建工程完畢后，要及時清洗，保持產品原貌。

6.4.5隔震橡膠支座周圍不能砌磚、堆放物資，不能影響地震時隔震橡膠支座的活動范圍。

6.4.6隔震層應保持通風干燥，其隔震橡膠支座附近不能有煙火，不能有潮濕水汽，不能處于腐蝕、霉菌、蟲害、鼠害的環境中，更不能長期浸泡在水中，如遇鐵件銹蝕應及時除銹，加涂防銹漆。

6.4.7隔震橡膠支座每半年進行一次檢查，觀其外觀變化、不均勻壓縮、水平變形情況，并做好記錄。

6.4.8遇5級以上地震、火災、水災等情況后，要對隔震橡膠支座進行檢查，對引起的變形、損壞等異常情況應及時通知上級有關部門進行處置。

6.4.9需要妥善保管有關隔震橡膠支座的檔案資料，隔震橡膠支座的設計使用年限為80年，當使用年限接近或達到設計年限時，需要對其重點檢查或更換，確保安全。

7實施效果

7.1大力推廣隔震減震技術，有利于提高我國建筑設計水平，繁榮民族文化，節約寶貴的用地資源。在云南、四川等強地震多發區，大型公共建筑通常設計不宜超過3層；當設置隔震橡膠支座后，可以設計10～20層，目前世界上最高紀錄是50層。

7.2有利于社會的安寧與穩定。當不設隔震層的建筑遇到地震時，會遇到建筑物墻體、門窗變形，家具、設備破壞嚴重，震感強烈，人體不適；設置隔震支座后，其地震水平作用力降低了2～6倍，地震時只在支座處輕微搖擺，人體均衡晃動，建筑、室內物品、人員毫發無損，公民的安全感大大增強。

7.3有利于降低工程造價。由于隔震支座吸收、減緩了大量的地震波，地震波只有原來的1/4～1/8，加速度反映降低6倍，因此結構受力大大減小，隔震層上部結構鋼筋用量減少50%，砼用量減少20%，減去隔震層鋼筋砼結構及隔震橡膠支座費用后，綜合效益節約5%～9%，本教學樓實例如下：

昆明“兩區”第一高級中學校舍總建筑面積101894㎡，總投資25000萬元；其中教學樓、實驗樓、圖書館設置隔震橡膠支座，設置隔震橡膠支座的建筑面積共計40886㎡；

如果不設隔震橡膠支座，每平米綜合造價：25000/(101894-40886×7%)=0.25244萬元/㎡；

如果不設隔震橡膠支座，本工程總造價：0.25244萬元/㎡×101894=25722萬元；

設置隔震橡膠支座后，節約工程造價（按平均值7%效益計算）：25722-25000=722萬元；

其經濟、社會效益十分顯著。

7.4我單位研究、開發隔震橡膠支座施工技術，有利于推廣、普及隔震橡膠支座新產品的應用，提升我國建筑行業向高科技方向發展；有利于發展隔震技術這一科研成果；有利于提高我單位的施工技術水平，進一步掘寬建筑市場，其技術效益不可估量。

8結語

目前，本工程332個隔震橡膠支座均已施工完畢，其中教學樓結構主體工程已施工完畢；在操作過程中，由于采用了以上技術和措施，使工程進展順利，質量均滿足設計及規范要求。昆明市領導、昆明市地震研究所專家、設計院專家多次來現場觀摩，給予了很高的評價，為隔震橡膠支座施工樹立了典范。

參考文獻：