城市地下工程概论大全11篇

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中图分类号：TU984文献标识码： A

一、背景

地下空间是重要的自然资源,合理有序地开发利用地下空间,有利于拓展城市空间、缓解交通拥堵、优化城市环境、加强城市防灾避灾能力、提高土地资源的使用效益。目前，大多数城市土地资源缺乏、人口和建筑密集,地下空间在城市建设发展中的作用越来越重要。虽然我国地下空间开发利用起步较早,但大多数城市缺少科学、系统的规划,也没有专门的建设管理体系加以规范。导致地下建筑数量虽多,却呈现碎片化的状态,布局分散,各自为政,不仅造成资源浪费,也使得地下空间的整体功能不能得到有效发挥,甚至对后续的地下基础设施建设造成了阻碍。

二、目前城市地下空间开发利用建设管理存在的问题

我国城市地下空间开发利用中存在的普遍问题表现如下：

（一）地下空间规划体系尚未健全。地下空间规划尚未成为本市总体规划、分区规划和控制性详细规划的强制性内容，竖向分层、横向连通等地下空间开发中的基本要求尚未成为规划管理的法定原则，影响了整个规划体系对地下空间开发的引导和规范作用的有效发挥。

（二）建设过程中地下工程与地上工程之间、地下工程相互之间缺少应有的统筹协调。各类地下设施之间还存在争抢空间的无序现象，综合管沟等集约利用措施缺乏有效地推进。不仅难以实现地下工程间应有的互连互通以及地下公共设施的合理布局，而且影响了地下空间整体使用效能的提高。

（三）地下空间的信息数据不全、不准。地下管线的跟踪测量和地下空间地理信息集中汇交方面存在着制度不完善、执行不到位的问题，致使既有管线信息缺漏、失准，不仅使得后续地下空间规划的制定缺乏可靠的数据基础，而且存在着管线安全事故等城市安全运营的隐患，导致建筑施工过程中地下管线被挖断的事故时有发生。

（四）地下建设用地使用权供应制度不完善。地上建设用地使用权供应制度已形成体系，较为完善，但地下建设用地使用权供应与取得制度仍然存在着针对性不强、政策导向不清的问题，不利于地下空间开发活动有效和有序地进行。

（五）开发利用率还不够。地下道路、地下停车库等设施建设还需要积极推进，以有效解决交通拥挤、停车难等现实问题；市政场站、架空线等市政设施利用地下空间的程度还有待提高，以释放更多地面空间、优化城市景观；文化、体育、商业、物流等可地下化的功能还有待扩大应用，以完善用地结构、优化城市功能。

三、城市地下空间开发利用建设管理的对策

针对以上问题，我国的地下空间开发利用建设管理应该从管理机制、规划体系、建设模式、技术体系、信息管理等全方位、多角度考虑，建立综合体系，引导和规范地下空间的开发建设行为，为安全、有序、高效的开发城市地下空间提供保障。

（一）关于地下空间的行政管理机制

通过地方立法或发文的形式，明确城市地下空间规划建设的部门职责，要从有利于组织实施的角度考虑，设立或指定综合统筹部门；按照各自职能分工，明确相关专业部门的各自职责，分别负责地下空间开发的规划和用地管理、地下空间开发建筑活动的监督管理和地下市政基础设施建设管理的综合协调、民防工程建设的监督管理和地下空间开发兼顾民防工程的监督管理、地下建构筑物的权籍管理和交易管理等。涉及到的有关部门，按照各自职责，做好相关管理工作。

（二）关于地下空间的规划体系

城乡规划是引导和规范土地开发活动的重要法律制度，将地下空间规划内容纳入城乡规划编制范围，是有序合理利用地下空间的法定保障。针对目前城乡规划编制中地下空间规划内容缺漏不全的问题，需明确城乡规划编制中关于地下空间规划的要求：其一，在总体规划层面，明确地下空间规划是总体规划的组成部分，所有总体规划均应包含地下空间规划内容。其二，在控制性详细规划层面，从必要性和可行性考虑，区分重点地区和其他地区，实行差别化管理。对重点地区控制性详细规划编制中地下空间规划内容规定的编制深度是：明确地下交通设施之间、地下交通设施与相邻地下公共场所的连通要求；明确地下空间的开发范围、开发深度、使用性质，明确建筑量控制要求、出入口位置等内容。其三，在专项规划层面，强调专项规划与控制性详细规划的衔接，控制性详细规划覆盖区域内涉及利用地下空间安排的专项规划内容，经批准后需纳入控制性详细规划。

（三）关于地下空间的整体设计与统一建设

设计与建设是解决地下空间开发利用中地下工程与地上工程、相邻地下工程之间不衔接、不协调问题的关键环节。控制性详细规划中地下空间规划内容、建设用地使用权出让合同或划拨决定书中核定的地下建设项目规划条件，需要通过设计与建设才能最终实施。大部分城市在集中开发区域，虽然在控制性详细规划中有明确的地下空间规划要求，但由于设计环节未予落实而未能实施。地下空间开发具有不可逆性的特点，地下工程一旦完工后，不仅难以通过重建来弥补既有缺陷，而且致使整个区域相关地下空间的互连互通规划要求都受到影响，甚至无法实施。针对以上问题，可规定集中开发区域的地下空间开发必须实行整体设计制度：一是整体设计、分别建设，即涉及地下空间的各项建设工程设计方案必须首先由集中开发区域的管理机构综合平衡后报规土部门审批；然后由各建设单位按照规土部门批准的、经过综合平衡的设计方案分别进行建设。二是整体设计、统一建设，即由集中开发区域的管理机构对地下建设工程进行整体设计、统一建设；建成后的地下空间，可以单独供应，也可以结合地上建设用地使用权一并供应。

（四）关于地下空间的信息管理

地下空间信息的准确与否，直接关系地下设施能否有效运行和城市安全。纵横交错的各类管线在地下形成了庞大、复杂的网络系统。但是管网信息不全、数据失准的问题较为严重，是威胁城市安全的一大隐患。为此可将管线跟踪测量制度纳入地方性法规或文件的规范内容，要求建设单位必须在地下管线工程覆土前，通知测绘单位实施跟踪测量。

四、结语

综上所述，城市地下空间开发利用要用超前的理念去谋划，用科学的规划去引领，要完善规划体系，提高地下空间开发利用在规划中的地位。将地下空间开发利用作为各层面规划的强制性内容；要强化地下空间规划与其他相关规划的统筹与协调。要积极探索建设模式，因地制宜地推进地下空间开发利用。

参考文献

[1]童林旭.地下空间概论（一）.地下空间.2004（1）

[2]李传斌，高军.青岛市城市地下空间开发利用的问题与对策[J].规划师.2007（10）

[3]倪彬，刘新荣.我国城市地下空间立法体系构想[J].地下空间.2005（1）

[4] 建设部.城市地下空间开发利用管理规定.1997

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1 隧道技术

隧道技术对应于修筑隧道过程的各个阶段，可以大致分为：运用技术（照明、通风、维修管理防灾等）；调查计划技术（与地质、水文等的调查和预测、测量等有关）；设计技术（指岩石力学、土力学和结构力学、材料等）；施工技术（指开挖、运输、支撑衬砌的施工、基地改良、改善施工条件而采用的特殊施工方法、安全卫生等）；隧道技术是与地质学、水文学、沿途学和土力学、应用力学和材料力学等有关理工科各部门有着密切的联系。它同时应用测量、施工机械、炸药、照明、通风、通讯等各类工程学科，并因对水泥、金属、混凝土、压注药剂等之类化学品的有效利用，而使其与广泛的领域保持着关联。因此，有关隧道技术的基础理论和实际应用，不但涉及土木工程等有关学科，还联系到其他工科、理科的范围。

2 公路隧道

2.1公路隧道通风

①半横向式通风：为了对于除圆形断面之外的其他断面形式的隧道换风便利，1934年，英国人在修建莫尔西隧道（长3226米）时，对尽量减少管道断面的方式做了研究，首次采用半横向通风系统。 ②竖井式纵向通风：1976年，日本在修建关越隧道（长10855米），首次将纵向通风应用于10km以上的隧道通风。③自然通风： 利用自然风压、空气温差、密度差等对室内；矿井或井巷进行通风的方式。④横向式通风：美国纽约市的荷兰隧道，采用盾构法施工，圆形断面，所以车道下面作为送风道，上部作为排风道，气流从下往上横向流动。成为世界上首次采用全横向通风方式。⑤混合式通风：根据隧道的具体条件和特殊需要，由竖井与上述方式组成最为合理的通风系统。

2.2 公路隧道照明

隧道照明遵守的设计原则可以归纳为以下几点：

①隧道内不管是白天或夜间均需设基本照明；②白天车辆进入隧道时，路面亮度应逐渐下降，使司机的视觉有一个适应过程，将入口段分为引入段、适应段和过渡段；③确定引入段、适应段和过渡段的长度（S），通常按车速（V）以T=2s的适应时间来确定，可用S=V/3.6（m）来估算；④出口段也应设过度照明，在双向交通情况下和入口段相同；⑤夜间出入口不设加强照明，洞外应设路灯照明，亮度不低于洞内基本亮度的1/2；隧道内应设应急照明，其亮度不低于基本亮度的1/10。

3 铁路隧道

3.1铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物

根据其所在位置可分为三大类：为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

3.2 地下铁道是地下工程的一种综合体

地下铁道建设涉及众多技术领域，包括路网规划、线路设计、土建工程、建筑造型和装修、机电运营设备等系统，要作好地下铁道建设工作，不但要掌握各个系统的专门知识，而且还要能对名处系统进行全面协调。地下铁道路网规划作为城市总体规划的重要组成部分，就一定要适应城市的发展。地下铁道线路走向、埋深，车站站位与城市规划、工程地质和水文地质条件有关，尤其是和准备采用的施工方法关系密切。地铁车站建筑造型既要充分体现公共交通建筑的特点，又要考虑如何与本地城市建筑风格相协调，反映城市建筑特色。

4 水工隧洞

4.1水工隧洞是指在山体中或地下开凿的过水洞

水工隧洞可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航。水流在洞内具有自由水面的，称为无压隧洞；充满整个断面，使洞壁承受一定水压力的，称为有压隧洞。

4.2 水工隧洞的工作特点

4.2.1水力特点：深泄水孔：a 泄水能力与H1/2成正比；b 进口位置低，能预泄；c承受得水头较高，易引起空化、空蚀；d 水流脉动会引起闸门等振动；e 出口单宽流量大，能量集中会造成下游冲刷。

4.2.2结构特点：a 洞室开挖后，引起应力重分布，导致围岩变形甚至崩塌，为此常布置临时支护和永久性衬砌。b 承受较大得内水压力得隧洞，要求围岩具有足够得厚度和必要得衬砌。

4.2.3施工特点：隧洞一般断面小，洞线长，工序多，干扰大，施工条件差，工期较长。

4.2.4水工隧洞的组成，主要包括下列三部分：进口段，洞身段，出口段

4.3 水工隧洞得布置及线路选择

①总体布置及线路选择应根据枢纽得任务，对泄水建筑物进行总体规划。在合理得选定洞线得基础上，根据地形、地质、水流条件，选定进口得位置及进口结构形成，确定闸门在洞口中得位置。②确定洞身纵坡及洞身断面形状及尺寸。③根据地形、地质、尾水位等条件及建筑物之间得相互关系，选定出口得位置，底扳高程及消能方式。

隧道工程的发展对交通运输的作用具有相当重要的意义，尤其对公路和铁路运输具有相当显著的经济效益。隧道在公路和铁路中应用，不但大大节省了路程，避免绕行，缩短了里程，节省了运输时间，而且节省了燃油，节省了资金，对满足人们的生活需要外出需要以及人们的生活水平和健康水平有很大的改善作用；对物流的运输加速周转、提高了流通效率，在经济上也会带来很大的效益。

参考文献：

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中图分类号：TU921 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0134-02

1.主要施工步骤

明挖施工

①施工前期准备（含管线迁改）；

②围护桩施工；

③基坑降水施工，先开挖再支护，一步一步直到基坑底面；；

④接地网施工，同时进行垫层和底板防水层的施工，再进行底板施工；

⑤施工侧墙防水层、侧墙、中柱、中板及顶板、防水层施工；

⑥回填顶板覆土、撤除施工围挡、恢复路面交通；

⑦施工风井等附属结构，施工车站内部结构。

2.施工组织及进度安排

根据成都地铁7号线工程全线工程筹划的要求，车站土建施工总工期约27个月（包括4个月的前期管线拆迁等准备）。车站土建施工进度计划详见图。

3.施工场地布置及交通疏解

本站中心位于车流量大、交通繁忙的锦华路一段上，需要进行交通疏解。

车站施工分三期进行施工围挡及交通组织。

一期施工期间，主要进行围挡部分明挖段车站主体施工，科华南路交通疏解主要靠的是主道路进行车辆绕行疏解，施工期间围挡可以满足科华南路双向的6车道+非机动车道和行人的通行需求。二期施工围挡，施工围挡余下范围，车站施工期间，恢复科华南路非机动车道和行人通行能力。

三期施工围挡，顶板施工完毕后恢复锦华路交通，围挡范围扩到车站主体明挖段范围。

4.地面、地下管线迁改、防护措施

本车站施工范围内有很多的地下管线，诸如自来水管、煤气管、光纤和路灯电力线等，主要分布于科华南路、金桂路道路两侧的人行道下，埋深一般小于3m。控制性管线为晨辉东路道路中间的埋深4.8m的污水管，考虑到管线对车站埋深较大，该管线需永久迁至车站车站外侧。因此，开挖前应对管线进行迁移，本车站地下管线较多，施工容易造成路面及临近地下管线的下沉和变形，甚至造成破坏性影响。这些现状给施工带了很大的麻烦，我们在改变这些线路时，一定要采取安全合理经济的措施保证周围地下管线的安全，施工阶段要全体检测地下管线情况。埋深较浅管线改迁原则为沿车站纵向的管线在施工期间改迁至车站结构外侧，沿车站横向的管线悬吊保护，具体改移及防护措施如下：

（1）科华南路

通信管 砼 300x300mm 埋深约1m 需临时改迁围护桩范围外；

污水管 砼 500mm 埋深约4.8m 需永久迁至围护桩范围外；

雨水管 砼 700mm 埋深约2.6m 需永久迁至围护桩范围外；

给水管 铸铁 300mm 埋深约1.25m需临时改迁围护桩范围外；

燃气管 PE 110mm 埋深约1.1m 临时改迁；

架空电力线 10KV 距地面高度约12m 需做电缆方沟，进行埋地处理；

（2）金桂路南北侧

燃气管 PE 160mm 埋深约1m。需临时改迁围护桩范围外；

污水管 砼 600mm 埋深约4.8m。需永久改迁到锦华路西侧；

雨水管 砼 900mm 埋深约3.2m。需永久改迁到锦华路西侧；

给水管 铸铁 300mm 埋深约1.2m。需临时改迁围护桩范围外；

5.与邻近建（构）筑物的关系及处理方案

车站位于科华南路与金桂路交叉路口。车站周围民房密集，东苑B区、东苑C区。

车站东侧为东苑小区，为6层、1～3层为现浇框架结构，4～6层为砖混结构，基础为预制桩础，桩长约8m，房屋2002年竣工，距离车站主体围护结构桩约2.7～4m；距离该侧附属结构通道围护结构桩约2m。

车站西侧为住宅小区，总层数为6层、1～3层为现浇框架结构，4～6层为砖混结构，基础为预制桩础，桩长约8m，房屋2002年竣工，距离车站主体围护结构桩约2.8～3.8m。

考虑到房屋距车站围护结构较近，车站围护结构均采用Φ1200@1800mm围护桩，同时在施工过程中还要监测周边建构筑物的基础沉降、变形、裂缝等，监测要进行全面的监测，不忽略任何一处。北侧附属结构通道围护结构桩距房屋最近距离约2m，围护结构均采用Φ1000@1500mm排桩支护，减小土体侧向位移；同时，施工期间采取预埋注浆管，施工过程中加强监测，根据房屋的变形情况进行注浆加固处理。

6.环境保护措施

环境保护在工程中越来越受重视，施工期间，我们必须多采取一些环境保护的措施，从而减少对周围环境的影响。施工场地应进行围挡封闭，做好场地内的地面排水沟；为了避免施工粉尘对环境的污染，产生的施工废水必须经过沉淀过滤后排入市政雨水管道；建筑垃圾土必须从珍惜土地资源，保护环境，充分利用土方考虑，并尽量移挖作填，施工弃土应及时运送到指定的垃圾土渣场排放，破坏自然环境；所有运渣车辆在每次出场前均应进行冲洗，以免污染城市道路及环境；施工噪声应满足有关规定及规范要求。

7.施工监控量测

根据施工方法，车站的环境和地质条件，其施工监测的项目和要求如下：

（1）围护结构的监测

在基坑开挖施工过程中，应对围护结构的变形、受力等进行施工监测，施工过程中监测的频率要达到每天至少两次的标准，测点大多数布置在10～20m的范围内，当结构距周边建筑物较近时，应适当加密测点，还要适当提高监测频率。

（2）地面沉降监测

施工期间，我们应对车站周围的道路、环境、地面等结构进行相应的监测，对这些结构的监测每两天至少进行一次，测点可以设置在20m左右，如果遇特殊的情况，允许适当提高监测频率，还可以加密测点布置。

（3）支撑的监测

施工过程中，我们应对基坑的支撑系统的各方面进行全系统的监测，监测内容涉及支撑的轴力、变形及稳定等内容，监测频率要达到每天至少两次。

（4）对周边建（构）筑物的监测

在车站施工过程中，应对施工所能影响到的所有建（构）筑物均应进行监测，监测项目有变形、沉降、裂缝以及建筑物的倾斜等。施工基坑过程中，每天最少要监测一次，施工主体结构时，每两天最少监测一次，队重点或特殊保护的建筑物监测时，监测频率应该有一定的提高。

（5）水位土压力的监测

在车站全过程中施工期间，我们应全面的监测地下水位，监测频率要达到两天最少进行一次的标准。每座车站施工时土压力的监测点应选择1～2个，监测频率一般要达到两天一次的标准，允许根据实际情况和试验需要作适当调整。

（6）地下管线的监测

车站施工期间，我们还要做好对车站基坑施工影响范围的所有地下管线的监测工作，依据各地下管线权属单位的要求来确定监测的频率和监测的控制标准。

（7）钢管柱的监测

在施工过程中应对钢管柱进行全方位的监测，监测内容包括立柱沉降、测斜等，监测频率每天至少两次。

参考文献

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1土木工程的涵义

土木工程既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测、设计施工、保养维修等专业技术。

2现代土木工程的特点

为适应高速发展经济的需要，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就使得现代的土木工程出现了新的特点，它的特点具体地表现在下述几个方面：

2.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。

2.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

2.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。

2.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况，达到适用、经济、安全、美观的目的。为此，已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值，研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律，积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析，进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论；同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。

3未来土木工程的发展趋势

3.1向高空方向发展

在高层建筑发展方面，目前人工建筑物最高的为646m的波兰Gabin227kHz长波台钢塔，由15根钢纤绳锚拉。中国台北的101大厦，高508m。上海的最高建筑为环球大厦，高492m。美国拟在芝加哥建Mglin-Beitler大厦，地上141层，高610m。中国拟在上海附近的1.6公里宽，200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦，居民可达10万。高空的距离是无限的，因此，只要技术允许的条件下，建筑物不断向高空发展是切实可行的一种策略。这种高层建筑可以集工作、休闲、娱乐、商业、购物等一系列功能，这就大大节约了土地资源，为城市的发展节省了土地。

3.2向海洋、地下、荒漠、太空发展

地球可以称作为一个“水球”，地球上有百分之七十的面积是海洋，而陆地面积仅占百分之三十，其中又有很大部分荒漠等是人类目前还没有使用的。因此，在技术条件允许的前提下，充分利用海洋、荒漠资源是非常必要的。例如如中国澳门机场、日本关西国际机场等都修筑了海上人工岛，在岛上建跑道和候机楼。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上，2000年时，日本围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功。

向地下进军。建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本1993年开建的东京新丰州地下变电所，将深达地下70m电站。我国城市地下空间的开发尚处于初级阶段，目前已有北京、上海、广州等六个城市建有地铁，已开通的总长度达215公里。

向沙漠进军。全世界约有1/3陆地为沙漠，目前还很少有开发。沙漠难以利用主要是缺水，生态环境恶劣，日夜温差太大，不适合人类居住。改造沙漠首先必须有水，然后才能绿化和改造沙土。在缺乏地下水的沙漠地区，国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案。我国沙漠输水工程试验成功，顺利地引黄河水入沙漠。我国首条沙漠高速公路――榆靖高速公路已全线动工。

向太空迈进。向太空发展使人类长期的梦想，在21世纪这一梦想已变为现实。由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现，人们发现月球上拥有大量的钛铁矿，由此可以制造出人类生存必需的氧和水。

3.3向计算机应用发展。随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善，计算结果将更能反映实际情况，从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设，以缩短工期、提高经济效益。

3.4向工业化方向发展。建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产；要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制，采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。

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中图分类号：U45 文献标识码：A

1、工程概况

某工程暗挖段长155.4 m (DK0+063.279～DK0+218.679)。该暗挖通道地表有火车站12条客运线、2条货运线、1条驼峰线、4座旅客站台、4座邮政通道（邮政通道底板距中跨开挖拱顶净距仅有1.2m）。

暗挖段通道结构形式为双柱三连拱，跨度16.2m，拱顶最大高度7.3m，拱顶最小覆土厚度4.5m，拱底至地面最大埋深12.3m，施工工法为大管棚、超前小导管支护，双侧壁导洞法结合台阶法、CD法施工，采用复合式衬砌，初期支护为格栅钢架+C20干喷砼锚喷支护，二衬为钢筋混凝土结构，防水工程采用ECB防水板全断面封闭+二衬C40P8抗渗混凝土。

区间结构抗震烈度为Ⅶ级。

2、地质情况

0（轨面标高）～-2.17m为杂填土，褐黑色；-2.17m～-8.57m为粉质粘土，呈褐黄色，湿粘性较好；-8.57m以下为粘土，呈褐黄色，湿、可塑状；地下水埋深为-2.1m～-3.8m，对砼无侵蚀性，渗透速度为0.87m/d；土壤最大冻结深度1.7m。

3、工程难点

3.1地质条件复杂，地下水丰富。

粉质粘土、粘土自稳性差，遇水就变成稀泥，而且车站各类地下管线繁多，日伪时期的管线走向、高程资料无处可查，给施工带来极大的不便。

3.2隧道埋深浅

铁道轨面至中跨开挖拱顶净距仅4.5m。

3.3地表建筑物对沉降控制要求高

在列车正常运营情况下，隧道穿越15条既有铁路线（包括客、货运线），4座邮政通道及4座旅客站台，为避免形成三角坑冲击效应，铁路轨面绝对沉降值不得超过10mm。

3.4施工工艺复杂

超前支护采用大管棚，中跨和左右两侧边跨各设置5座管棚工作室；暗挖施工工法有双侧壁导洞法+台阶法+CD法；衬砌施工时需进行结构受力体系转换。

4、施工方案的确定

根据隧道地质条件及工程特点，总体方案为：降水施工轨道加固西跨初期支护东跨初期支护（滞后西跨10m）中跨初期支护（滞后东跨15m）东、西跨二次衬砌拆除东西跨中隔墙（待衬砌混凝土强度达到设计强度的100％时施工）中跨二次衬砌。

4.1降水施工

根据场地水文地质条件和设计要求，采用井点降水，保证降水效果。

4.2轨道加固

对铁路轨道进行3－5－3扣轨加固，增强钢轨抵抗变形能力。

4.3超前支护

采用φ108mm注浆大管棚、φ42mm小导管超前支护，格栅钢架（间距500mm）随挖随喷，尽早封闭成环。。

4.4双侧壁导洞法、CD法、台阶法暗挖施工

充分发挥围岩自身支护作用，根据围岩的性质采用工法为双侧壁导洞法+台阶法+CD法，及时收集、分析监测的数据，进行反馈并指导下一步施工。

4.5受力体系转换

左右两侧边跨衬砌混凝土强度达到设计强度的100％，开始拆除中隔墙，结构受力体系转换，进行中跨衬砌施工。

5.井点降水施工

5.1井位布置

降水井深19m，井径600mm，因地表既有设施复杂，降水井尽最大可能沿轴线按10m/眼布设，考虑到降水效果及防止边跨施工时锁脚锚杆打到降水井壁上，降水井横向间距为21m。管井内的水经支管汇入ф150mm总管内，经汇水总管排入车站排水管沟。

5.2施工工艺

测量放线定井位探明地下管线人工钻孔成孔下管填砾石下泵洗井接总管

5.3降水设备选型

根据现场实际情况及以往经验，降水设备选型为Q6－32/3－1.1三相潜水电泵，参数如下：

流量：6m3/h 扬程：32m 功率：1.1KW配管内径：40mm

5.4降水系统运行情况

降水井抽水开始时间为预计开挖掌子面到降水井里程处提前45天，直到二次衬砌施工完毕停止。降水方式为循环式降水，降水随时间的延续抽水量递减。最初抽水量统计： 24m3/天/眼。根据现场实测情况，井内水位一直保持在轨面下17m左右，降水效果比较理想。

6.轨道加固施工

6.1方案选择的依据和原则

轨面绝对沉降值不得超过10mm，防止形成“三角坑冲击效应”。在地表沉降不超过30mm的情况下，轨道加固必须保证列车的正常运营。

6.2轨道加固方案

轨道加固方案为3-5-3扣轨：以重型钢轨加钢扣件、螺栓连接形成为纵、横梁。（3－5－3扣轨断面见图1）通过监测所得的数据，及时反馈给线路专业维护队伍，进行填碴整道。

6.3方案实施过程

6.3.1轨道加固的时间

在开挖掌子面距轨道15米时形成加固体系。（单侧导洞开挖纵向影响范围12米）

6.3.2加固范围

沿通道中线每侧各12.5米为加固范围。

6.3.3加固材料

横梁：1.5m钢轨每隔一根枕木下一根；

纵梁：3-5-3扣轨形式需共11根25m长钢轨；

钢扣件、配套螺栓若干。

6.3.4扣轨施工工艺

扣轨施工顺序为：清理道碴架设横、纵钢轨扣件连接回填道碴监控量测填碴整道。

6.3.5既有线路维护：

设计要求挖支施工过程中地表沉降不得超过30mm，轨面绝对沉降值不得超过10mm，虽然对线路进行了3－5－3扣轨加固，但加固后的钢轨抵抗变形能力不足以抵抗挖支引起的地表下沉对线路的影响。故线路加固后的施工重点为：列车限速、加强监测、及时维护。

6.3.5.1列车限速

为了减小列车对线路的冲击，列车通过扣轨段线路时的速度限制在40km/h。

6.3.5.2加强监测

地表布设沉降点、轨道布置轨面沉降点，测得的数据及时反馈给专业维护队伍。

6.3.5.3及时维护

保证列车正常运营的关键在于对既有线路的维护保养，根据地表沉降、轨面沉降值及铁路轨距仪测得的数据，及时进行填碴整道，是保证既有线安全的关键所在。

7.大管棚超前支护及注浆

暗挖155.4m范围内共设7组管棚，每组60根，管棚长25m，每循环搭接长度3m，利用两座竖井做为管棚施工的起点工作室，洞内工作室尺寸为初支外扩600mm、长6.5m。

7.1管棚材料及加工方式

大管棚采用φ108mm、壁厚8mm的无缝钢管打设梅花孔，单根长2.5、3.5、4.5m，采用公、母丝扣连接，丝扣长度不小于200mm。

7.2管棚施工及格栅钢架布置

管棚仰角2.50～30，方向与线路纵向一致，在管棚工作室末端一榀外放600mm格栅同一里程处支立一榀标准段格栅，做为管棚施工的钢支架。

7.3止浆墙设计

垂直于洞内上导掌子面施作长3.0m锚杆、间距1.0m、梅花型布置，网喷C20混凝土20cm厚封闭，做为止浆墙。

7.4注浆参数的确定

根据现场土体条件，综合考虑工程质量、安全、工期及成本，大管棚注浆采用水泥单液浆。水泥浆水灰比W/C =1:1注浆初压在0.5～1.0Mpa，终压2.0 Mpa。

7.5注浆工艺

将预制好的φ42mm钢管及150×150mm封端钢板（3mm厚）焊接在已施工的管棚端头上。

8.双侧壁导洞法、台阶法、CD法挖支施工

本隧道采用新奥法施工，初期支护做为永久衬砌的一部分是施工中重要的一环，主要有φ108mm注浆大管棚、φ42mm注浆小导管、格栅钢架和C20网喷混凝土。支护参数见表1。开挖后及时对围岩喷射50mm厚混凝土，尽快封闭岩面，形成封闭的受力环，防止围岩松动，然后准确支立格栅钢架复喷砼至设计厚度。详见挖支施工顺序图。

表1初期支护参数表

9.受力体系转换

为保证边跨、中跨洞室施工安全而施作的临时中隔墙，中跨开挖、初支后形成的受力结构在中跨衬砌时必须拆除，受力体系将发生转换，如何安全转换受力体系是本隧道施工的重点，只有当边跨衬砌强度达到设计强度的100％时，才能拆除中隔墙，进行中跨衬砌施工。

中隔墙凿除过程中加强地表沉降监测，通过数据分析来确定一次凿除长度，施工顺序见表2（受力体系转换说明）。

10.监控量测

隧道开挖后，在应力重分布和应力释放过程中，围岩表现出各种状态，如位移、性质变化等，特别是采用双侧壁导洞法施工步骤多，且列车动荷载作用下的超浅埋隧道又没有成熟的经验可循，所以在施工中建立严密的监控量测体系是保证安全的主要手段，同时也是调整支护参数的依据。

根据现场实际情况，主要量测的项目有：地表及轨面下沉、拱顶下沉、收敛位移及地下水位观测。

10.1地表及轨面下沉监测

10.1.1测点布置（见图3）

10.1.2开挖施工至衬砌完成，测得地表最大下沉量为29mm，轨面下沉量为10mm，施作二次衬砌后，地表下沉呈收敛趋势，经过一段时间观测没有发生下沉现象。

10.1.2.1两侧导洞开挖到该断面至成环前地表沉降较大，这主要与拱脚积水和拱脚下垫钢板不实有关，应在降排水和开挖上控制拱脚土体的密实性。

10.1.2.2上下导成环快慢直接影响地表沉降，应控制上下导距离，及时封闭成环。

10.1.2.3轨道沉降随地表沉降进行，当累计超过10mm时必须及时填碴整道，确保安全。

10.1.2.4中跨上导开挖采用CD法施工，主要沉降是在上导成环前后，应该控制的重点是中跨拱顶处的立柱支撑要支立稳固，缩短两侧开挖距离，及时成环。

10.2收敛监控量测

10.2.1测点布置（见图4）

10.2.2根据实测结果的回归分析，收敛值大部分未突破控限标准的80％就已趋于稳定，且后施工导洞与先施工导洞变形相差不大，说明支护参数和施工方法是安全、可行的，衬砌施工后位移收敛观测无变化，说明洞室变形已稳定。

10.3地下水位监控量测

在粉质粘土、粘土岩层中，降水效果是工程成败的关键，因为粘土遇水即变成稀泥。必须加强对地下水位的观测，确保挖支的正常进行。

表2受力体系转换说明

10.3.1测点布设

测点布设在通道两侧水文条件影响施工的范围内，沿隧道轴线方向每10米一个断面，考虑与降水井对应。用地质钻机成孔，孔深18米（大于隧道埋深13米），测管采用直径为100mm的硬塑料管，水位线以下至隔水层间安装相同直径的滤管，滤管外裹滤布，用胶带纸固定在滤管上，孔底部设1米深的沉淀管。

10.3.2降水效果分析

根据现场实测情况，降水需提前45－60天开始，以保证降水效果达到最佳效果后开始开挖支护施工，降水开始进行的前10天速率较快，能达到整个降水深度的60%以上。

11.施工效果

该工程在挖支及受力体系转换过程中，克服了埋深浅、地表列车动荷载作用、地质条件差、地下管线复杂等困难，施工中始终未发生任何大小坍塌事故，也未对列车的正常运转造成任何影响。施工中的量测结果表明，地表下沉最大只有29mm；二次衬砌施工前初期支护未出现过裂缝或表皮剥落等现象；二次衬砌施作后同样未发现裂缝等质量问题。这说明我们选择的施工方案是安全可靠的，为今后在超浅埋、软弱围岩、穿越铁路既有线路、动荷载作用下的隧道、地铁工程施工技术提供了值得借鉴的经验。

隧道开挖支护过程中的信息化施工、动态管理，综合控制地表沉降，优化了四座站台雨棚柱基础的地梁托换；大管棚一次施作长度的优化，节省了三座管棚工作室；通过与原设计方案比较，综合降低造价275万元，节约工期四个月。

12.几点体会

12.1粉质粘土、粘土层中降水效果是暗挖施工成败的关键。

12.2轨道加固是保证列车正常运营的必要手段。

12.3建立监控量测体系，确保地表设施及洞室结构的安全。

12.4双侧壁导洞法施工时，两侧边跨格栅里程必须相对应，确保中跨格栅与两边跨格栅连接时在同一平面上。

12.5台阶法施工上台阶拱脚处加设临时钢垫板，必须落到实处，不得有虚碴、积水，这样能够有效的控制地表沉降。

【参考文献】

1、地下工程概论关宝树、杨其新西南交通大学出版社2001年6月第一版

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1 概述

深基坑施工中止水和降水技术是工程实施的关键问题，又是岩土学中比较复杂和困难的问题，归其影响因素多，隐蔽情况多，随机性强。我国幅员辽阔，土层性质复杂多样，没有一种通用的方法能解决所有问题。随着国家把资源的可持续性利用作为战略任务提上日程后，城市地下空间正被广泛的开掘出来。像地铁、地下停车场、地下商场如雨后春笋般地走进人们工作和生活中去。我国深基坑工程已从原来的几米发展到20-30m深。其中不少基建工程由于降水、止水施工做得不到位，导致重大经济损失，并延误建设工期。因此，如何保证基坑工程的安全和经济已成为当前城市的一项重要课题。

2 工程简介

天津市地铁一号线中DK0+690～DK1+130段是天津地铁一号线部分工程，是线路的区间工程。工程全长440m。该段属滨海平原地区，地势平坦，本工程段紧邻子牙河。子牙河常年流水，所以周边地下水位高，所在地区土质为河床后回填土，地质复杂且不稳定。所以洞身易发生坍塌变形。区间隧道横穿管道、高压线、电缆等多种障碍，给施工带来—定难度。

深基坑工程如何有效地进行止水、降水问题，如何在错综复杂的不利条件下进行基坑工程的实施是保证工程实现首要解决的问题。

本区间工程支护结构采用φ800@1 000的单排灌注桩挡土，其深度在20m～28．5m之间，支撑采用φ600壁厚14mm钢管，纵向每3m一道，横向根据基坑深度的不同分设3～5道。区间降水采用止水帷幕截水和井点降水两种方法相结合，具体见图1。

止水帷幕采用φ800@600的单排搅拌桩截水，止水帷幕的底部插入到不透水层，其深度为17～24m，其插入深度可按以下公式计算：

l=0．2h—0．5b

(1)

式中，J为帷幕插入不透水层的深度；A为作用水头；b为帷幕宽度。

止水形成后，基坑内的水量或水压仍较大，采取在基坑内用井点降水。这样既有效地保护了周边环境，同时使坑内一定深度的土层疏干，改善了施工作业条件，有利于支护结构及基底稳定。本区间工程段处于地下管道和建筑物、居民集中地域，降水时为防止对周边建筑物和地下管线产生不利影响做到安全施工，万无一失我们用了小范围的回灌技术。

3工程实例

3.1区间止水帷幕施工

区间止水帷幕在灌注桩及压顶梁施工完毕后即可进行。其具体操作如下：

(1)经过测量，桩位轴线确定后，根据场地实际情况，一般需要挖掘机开导槽，考虑施工过程中搅拌桩水泥土上反情况，导槽尺寸确定为宽1m，深1m，遇有地下有障碍物时，一定要彻底全部挖出，挖到新鲜土后用素土回填。

(2)桩位轴线外侧(或里侧)，离搅拌桩中心线2m处没置一条线绳，以供复核桩位轴线之用。

(3)地槽两侧地面事先应予平整，应根据以往施工经验，帷幕桩漏水主要在桩与桩之间的咬合达不到要求所产生的冷缝，为了保证质量，尽量减少冷缝，采取以下措施：深层搅拌机两个搅拌头是夹板固定的，每组两根桩之间总保持咬合200mm，每根桩搅拌时搅拌头需一次下切、上搅都喷浆，然后向后回移车100mm，进行第二次下切搅拌，这时滞后搅拌头完成第一根桩上下二搅，这样就满足每根两喷四搅的目的，第一根桩与第二根桩的咬合由原来200mm，增加到300mm。减少了冷缝，保证施工质量。下组桩向前移动桩机1．10m，进行下一根桩的第一次下切。

(4)深基坑搅拌机试运转后先打两组试验桩，以摸索地层情况，检查设备运行状况，确定或调整施工工艺参数。

(5)深层搅拌机到达指定桩位，对中后预搅下沉，下沉速度根据电流表控制，工作电流不应大于120A，确保均匀下沉。

(6)深层搅拌下沉的同时，后台搅拌水泥浆，水泥掺量15％，计算水泥用量，水灰比采用0．5-0．6，

尽可能控制在0．55水灰比，搅拌好水泥浆通过筛网放人第二个搅拌筒，继续搅动，以免水泥沉淀，保证搅拌质量。

(7)深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，待水泥浆液到达喷浆口，边喷浆边提升。

(8)深层搅拌机喷浆提升至设计桩顶标高时，关闭灰浆泵，在此将深层搅拌机搅拌下沉至设计深度后，再次边喷浆边提升，深层搅拌机提升至设计桩顶标高时，单桩所需水泥浆应正好排空。根据SD型深层搅拌机的提升速度和每根桩所需水泥浆体积计算，两次喷浆提升都应采用2速(约0．5～0．78m／min)提升。

由于所有搅拌桩并非一次成型，其中因种种条件的限制会造成一组搅拌桩与另—组搅拌桩施工时间间隔24小时以上，这时，搅拌桩水泥已终凝，若只进行强行搭接就会破坏原有止水结构，不利于止水。为此要进行补桩。即在基坑外侧补人四根桩。具体见图2。这样就增大了止水帷幕的安全系数。

3．2 大口井降水施工

随着止水帷幕工序的进行，采用大口井降水且施工电相应进行。大口井钻进深度为钻至基坑底下5．5m处。基坑降水工作在土方施工前15-20天进行，基坑降水顺序根据开挖顺序而定，具体步骤如下：

(1)基坑降水在确定基坑开挖面后就可进行。降水是从确定的基坑面两口中井开始。配以一定功率的抽水泵，在抽水过程中要观察水位变化。

(2)同时两侧的四口降水井也相应进行抽水，抽水时确定大口井之间的降水成一定的比例：(具体见图3)

图3基坑降水示意图

(3)抽水时一次性将水仙到位，即一次性将水抽至基坑以下1．5m处。

(4)抽水时同时要进行周围观测井观测及地表沉降观测，观测井的水位下降速度不宜太快。

3．3 特殊环境下止水技术的应用

3．3．1 高压线下止水帷幕的施工

本区间段在里程DKI+066—DK10+093，27m长的地段有两条3．5万伏高压线横跨基坑，与区间大至成60度的夹角，净高6m。为保证安全施工，对原设计的区间支护及止水结构均进行了变更。

(1)在距基坑边线5m的地方设置四个大口井。由于在距基坑边线10m的地方有建筑物，还增设了2个回灌井，回灌井踺筑物约2m。先对区间进行降水。具体见图4、图5。

转贴于 (2)在区间的水降至地面下6．5m时，方可进行局部的基坑开挖，开挖深度为5m，宽14m，长27m。

(3)然后进行灌注桩施作，灌注桩施工如图。对于基坑以上的灌注桩部分按连续墙施作，其配筋可适当的调整，具体见图6。

(4)待支模施作完连续墙之后即可回填土，此时回填土无需碾压。

(5)止水结构施工，为安全施工将原来需高大塔架才能施作的搅拌桩改为只需小型塔架即可完成(塔架高约2．5m)的旋喷桩，旋喷桩规格为φ600@500按双排布置。具体见图7。

3．3．2 地下管道下止水结构施工

本区间段多处地下管道且不能拆除，其直径在300-2 500mm之间的有压和无压管道。这样原设计的止水帷幕在此处存在着止水缺口，如何对管道进行防护的问题，采取相应技术措施如下。

(1)先进行管道上方局部的土方清除，为防止全开挖容易导致管道下沉而被破坏，只对管道上方

30Cm的土方进行清除，该过程为全人工操作，目的是为探明管道的走向。

(2)将原设计大钻头改为小钻头的旋喷桩，并在旋喷桩施作时倾斜一定角度，逐层对地基土加固

和止水，并在管道的正下方加大旋喷桩的喷浆压力，增大其喷射面积，使管道下方形成一个止水墙。

具体见图8、图9。

(3)基坑内部开挖时，在支护结构的空缺处，铺设钢筋网并与两侧灌注桩相连，随之喷射高等级

防水混凝土(C40)，这样即可以挡土又可以止水。具体见图10。

3．3．3 管涌处止水结构的处理

本段区间紧邻子牙河，其含水量丰富，加之个别搅拌桩钻进时位置发生偏移，在区间段里程为DK0+890处发生管涌现象，该处有一处人防加宽段，附近有水产加工厂一幢车间厂房必须及时有效进行处理，管涌给施工造成了一定难度。为解决这一难题，特做了如下处理。

图10 管道下网喷混凝土示意图

(1)基坑外找出管涌位置，先辨明管涌的流线。在管涌附近的基坑外侧(搅拌桩后)选点，隔一米一孔，用小直径钻机缓慢往下钻，钻到搅拌桩下(约25m的位置)，在下钻过程中钻头向外喷红墨水，当发现红墨水由基坑内管涌的位置冒出时，立即停止下钻，查看钻杆的长度，这时可确定管涌的路线及大概高度。

(2)在管涌路线处，用扰动小的潜水钻打一排宽5m的索混凝土灌注桩，桩深根据管涌的深度来确定(多于深度2m)，直径为600mm，桩的间距为500mm。完成初步截流。

(3)在基坑内壁挂钢筋网并用速凝、抗渗水泥(C40)进行喷涂。

(4)在基坑内管涌位置处打一个5m宽、5m深的旋喷桩带。旋喷桩直径为600mm，间距为500mm。完成管涌的二次截流和地基加固。最后进行清底，完成箱馋施工。如图11、图12所示。

圈11 旋喷桩地基加固断面图

图12 旋喷桩地基加固平面图

由于土质条件、周边条件情况复杂多变，其随机性强。在实际工作中所遇到的不同情况下必须摸清水源，细致分析判定，必有成功止水降水的办法。

参考文献

【1】刘成宇土力学北京：中国铁道出版社，2000

【2】关树宝，钟新悄．地下工程概论。成都：西南交通大学出版社，1999

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中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

1 前言

自四川2008年5.12大地震后，人们加快了对抗震建筑研究的步伐，传统的抗震措施从单一的构筑物结构受力方面考虑，用大量钢材加固房屋结构，由于建筑物与地基紧密相连，尽管高层建筑修建得十分坚固，但在强大的地震波作用下，建筑物基础顶部仍会产生巨大的弯矩，使建筑物摇摆晃动，造成建筑物破损倒塌、人民生命财产损害等现象。

科学家们通过长期的研究和探索，在基础顶部设置隔震橡胶支座，其横向的柔性缓冲、释放了大部分的地震波，确保了结构的安全。隔震橡胶支座上下为法兰盘，中间部分由橡胶和钢板多层叠合经高温硫化粘接而成。法兰盘上有螺栓孔，通过钢筋、套筒、高强螺栓与上下混凝土支墩连接。

常见的隔震橡胶支座有LNR型（天然橡胶隔震支座）、LRB型（铅芯橡胶隔震支座），直径φ500～1000mm，法兰盘厚20～30mm，锚固螺栓孔4个或8个。隔震橡胶支座安装精度要求：中心位置＜5mm；中心标高＜5mm；支座与支座之间高差＜5mm；下支墩平整度＜5‰；上支墩平整度＜8‰。

2 工程概况

云南省是强地震多发地区，我单位承建的昆明“两区”第一高级中学项目总建筑面积10.2万平方米，其标准高、功能齐全、按特级抗震标准设防，是市政府重点工程。其中教学楼部分设计为φ500～700mm隔震橡胶支座共332个，因工艺新，质量要求高，施工稍有不慎将引起螺栓对不上、水平中线偏差过大、支座底部不平、空洞等不良现象，影响工程质量；为此我们经过多种方案试验、研究，确定了隔震橡胶支座施工方法。

3 工艺原理

3.1根据柔性层可以矢放、阻隔、衰减地震波的原理设计隔震支座。科学家们通过长期的研究和探索，发明了隔震减震技术。隔震减震技术是指在建筑物基础处设置隔震支座等部件形成隔震层（见图3.1-1）：

图3.1-1隔震橡胶支座布置图

图3.1-1中的①指法兰盘；②指橡胶隔震垫；③指高强螺栓；④指套筒；⑤指锚固筋；A指隔震层以下结构，包括板、梁、柱；如果隔震层以下不设地下室，A指板、梁、柱、承台、桩基（基础具体按设计）；B指下支墩；C指上支墩；D指隔震层顶部结构，包括梁、板、柱。

以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期防震的要求，通过地震模拟实验结果表明：设置了隔震层的结构变形集中在隔震层，上部结构的相对变形很小，地震波加速度减小到不设隔震层的1/4～1/8，房屋缓慢摆动，上部结构完好，确保了结构安全；而不设隔震层的结构相对变形很大，造成了上部结构的破坏，其地震波加速度放大1～4倍，房屋激烈晃动，梁柱损坏，内部装修、设备破坏。

3.2根据竖向承载力、侧向刚度、阻尼要求，再根据橡胶的柔性原理，由橡胶和钢板多层叠合经高温硫化粘接而成的层体作为隔震橡胶支座的理想材料；隔震橡胶支座有很高的竖向承载力和很小的压缩变形；有较大的水平变形能力，剪切变形可达到100％而不破坏；有弹性复位特性，地震后可使建筑物自动恢复原位。

3.3根据隔震橡胶支座的使用状态、地震时的摆动范围、防护措施，再根据水平面积均衡承受压强的原理，制定隔震橡胶支座安装标准，根据安装标准制定隔震橡胶支座安装方法，通过实践，逐步完善。

4 施工方案

施工前认真核对图纸，对工程所需的隔震橡胶支座不同的型号、数量、使用部位等进行列表统计，及时与厂家签订供货合同，便于厂家提前制作；对各种零配件、产品运输、保管、安装、维护等技术问题提前与有关人员进行交底；材料进场时，按清单点货、检查、验收，分类堆放、覆盖，备用。其施工步骤及做法见（图4-1）：

图4-1隔震橡胶支座施工步骤图

图4-1中的①～⑦指工序1～工序7；A指定位钢板，5mm厚，尺寸、螺栓孔洞同法兰盘一致，用于预埋套筒定位，钢板中部有砼进料口，用于进料；B指朔料套管，厚20mm，代替法兰盘的厚度；C指下支墩钢筋；D指上支墩模板面铺一层1mm厚的油毡，便于隔震橡胶支座的更换；E指上支墩钢筋；F指预埋结构柱钢筋。

4.1下支墩绑扎钢筋，预埋套筒、锚筋

下支墩钢筋绑扎按常规施工顺序进行，要求控制顶部钢筋距上支墩顶标高30～50mm为宜，其主筋、箍筋位置如果影响锚筋安装，应适当调整，要设临时支撑控制钢筋柱体的平面位置及垂直度；待梁、板的模板钢筋施作完毕后预埋锚筋、套筒，做法是：1）在支墩的四角焊短钢筋，抄平画出支墩顶部设计标高线；2）支墩顶部拉上十字线；3）定位钢板用墨斗弹上十字线；4）将定位钢板的水平、中线准确定位，点焊固定；5）在定位钢板的孔洞安装套筒及锚筋，安放塑料套管、垫圈、螺栓后拧紧；6）将套筒、锚筋焊接在钢筋骨架上，钢筋骨架点焊加固，防止变形。见图3（以下均同）。

4.2浇筑隔震层楼（地）面以下的砼

注意加强定位钢板及套筒的保护

4.3下支墩立边模，浇筑砼

重点做到：1）浇筑砼前对定位钢板及套筒进行检查，遇有错位、变形之处及早纠正；2）注意砼密实度，定位钢板底部砼容易空洞，砼进料宜高出定位钢板面，并加强振捣；3）注意砼表面平整度，砼浇捣完毕后，按照标高线用铁抹子找平；4）待砼初凝后，拆除定位钢板，将砼面精细抹平，注意防止水泥砂浆调入套筒内。

4.4安装隔震橡胶支座

下支墩砼强度达到70%后可以进行安装，做法是：1）对下支墩砼面用水平尺进行检查，不平之处采用手提砂轮进行打磨；2）对照设计型号，采用塔吊将隔震橡胶支座就位；3）用撬棍等小型工具移动隔震橡胶支座，安放螺栓后，检查其表面平整度及底部密实度；4）起高隔震橡胶支座，在其缝隙处垫2～3mm厚（水灰比稍干）的水泥浆，然后就位，拧紧螺栓，此螺栓为高强螺栓，采用扭矩扳手对称拧紧，拧紧过程分为初拧、终拧两个阶段，并在同一天完成。5）复测隔震橡胶支座标高、平面位置、平整度，作好检查、验收记录。

4.5上支墩立模

首先安装上部套筒、锚筋，采用扭矩扳手拧紧；然后按设计尺寸支立上支墩模板，同时支立梁、板模板；最后在上支墩底部铺一层1mm厚油毛毡，便于将来隔震橡胶支座的拆卸，更换。

4.6上支墩钢筋绑扎

上支墩钢筋下料、弯制成形后，在施工场地绑扎成钢筋笼，钢筋笼底部绑2cm厚水磨石垫块作为保护层，通过塔吊安装就位；然后绑扎梁板钢筋，最后绑扎上部结构柱钢筋。

4.7上支墩浇筑砼

上支墩及梁、板模板钢筋通过检查合格后同时浇筑砼；砼入模前，要用塑料布将隔震橡胶支座周边进行包裹，防止水泥砂浆污染；上支墩是梁、柱钢筋的交会处，钢筋密集，砼入模前要浇水湿润，浇筑时要加强振捣，确保密实无空洞；砼养护、拆模等其它工序均按规范进行。

5操作要点

5.1下支墩不能立吊模浇筑砼

下支墩边模不能立吊模与底板同步浇筑砼，因为压力差，砼下滑，上支墩砼无法振捣密实，定位钢板下方砼无法充填饱满。

5.2套筒及锚筋一定要垂直、点焊牢固

下支墩钢筋笼一定要垂直，稳固，整体焊牢不得晃动；套筒、锚筋就位一定要垂直，不得偏斜，并与钢筋笼点焊牢固，防止套筒发生位移、螺栓孔对不上的现象。

5.3下支墩砼初凝时，必须拆掉定位钢板，砼表面采用人工抹平

下支墩砼初凝后，定位钢板必须拆掉后，表面才能抹平。实践证明：带定位钢板浇筑砼，钢板底下砼达不到密实、平整的要求，灌浆方法不适应这种工艺要求。

5.4隔震橡胶支座底部必须垫2～3mm厚水泥浆

下支墩砼表面在放置隔震橡胶支座后，其底部不同程度存在缝隙，在安装隔震橡胶支座时，其底部垫2～3mm厚（水灰比稍干）的水泥浆，非常必要。

6 质量保证措施

6.1质量目标

隔震橡胶支座安装质量目前按行业标准验收，见（表6.1-1）：

表6.1-1隔震支座安装允许偏差

6.2采取的措施

6.2.1建立质量管理体系。健全各项规章制度，明确责任到人，做好质量宣传、技术培训工作。

6.2.2做好日常性的技术工作。做好图纸会审、施工组织设计、原材料供应、原材料检测、设备保障、技术交底、现场指导、监督检查、质量验收、质量评定等工作；狠抓质量管理工作，做到重点把首，标准化作业。

6.3抓好质量关键点

6.3.1提高测量服务质量。做到精心测量，换手复核，认真清晰地标注轴线、标高点，并交代清楚，做到人人清楚、人人明白，及时检查各工作节点部位，防止出现不可挽回的差错，作好关键部位的结构验收测量工作。

6.3.2按型号对号入座。隔震橡胶支座型号繁多，锚筋、套筒粗细长短不一，其布置错综复杂，要认真核对图纸，作好标识，对号入座，细心检查，防止安放位置出错，出现质量事故。

6.3.3套筒锚筋的位置是关键。支墩钢筋从下料、预埋开始，就要考虑错开套筒锚筋的位置，并留有充分的余地，防止钢筋重叠，乱砸、偏斜、引起套筒螺栓对不上的现象。

6.3.4确保下支墩平整度、密实度。下支墩平整度、密实度是结构受力的关键部位，要安排高度负责的人员重点把首，严格按工艺流程作业，防止出现质量隐患。

6.4加强成品保护

6.4.1隔震橡胶支座存放时，应采用篷布覆盖，不容许长期在太阳底下暴晒，防止橡胶老化影响使用寿命。

6.4.2隔震橡胶支座重量大，其装卸车时要采用机械吊装，不宜人工装卸，更不能直接从车上往下扔；其运输、堆放时，要平放，不容许立放、斜放，防止发生变形。

6.4.3不能让隔震橡胶支座接触酸、碱、盐、溶剂、油类等化学物资，防止腐蚀橡胶，影响使用寿命。

6.4.4上支墩浇筑砼时，隔震橡胶支座表面要包裹塑料进行保护，防止水泥浆污染，土建工程完毕后，要及时清洗，保持产品原貌。

6.4.5隔震橡胶支座周围不能砌砖、堆放物资，不能影响地震时隔震橡胶支座的活动范围。

6.4.6隔震层应保持通风干燥，其隔震橡胶支座附近不能有烟火，不能有潮湿水汽，不能处于腐蚀、霉菌、虫害、鼠害的环境中，更不能长期浸泡在水中，如遇铁件锈蚀应及时除锈，加涂防锈漆。

6.4.7隔震橡胶支座每半年进行一次检查，观其外观变化、不均匀压缩、水平变形情况，并做好记录。

6.4.8遇5级以上地震、火灾、水灾等情况后，要对隔震橡胶支座进行检查，对引起的变形、损坏等异常情况应及时通知上级有关部门进行处置。

6.4.9需要妥善保管有关隔震橡胶支座的档案资料，隔震橡胶支座的设计使用年限为80年，当使用年限接近或达到设计年限时，需要对其重点检查或更换，确保安全。

7实施效果

7.1大力推广隔震减震技术，有利于提高我国建筑设计水平，繁荣民族文化，节约宝贵的用地资源。在云南、四川等强地震多发区，大型公共建筑通常设计不宜超过3层；当设置隔震橡胶支座后，可以设计10～20层，目前世界上最高纪录是50层。

7.2有利于社会的安宁与稳定。当不设隔震层的建筑遇到地震时，会遇到建筑物墙体、门窗变形，家具、设备破坏严重，震感强烈，人体不适；设置隔震支座后，其地震水平作用力降低了2～6倍，地震时只在支座处轻微摇摆，人体均衡晃动，建筑、室内物品、人员毫发无损，公民的安全感大大增强。

7.3有利于降低工程造价。由于隔震支座吸收、减缓了大量的地震波，地震波只有原来的1/4～1/8，加速度反映降低6倍，因此结构受力大大减小，隔震层上部结构钢筋用量减少50%，砼用量减少20%，减去隔震层钢筋砼结构及隔震橡胶支座费用后，综合效益节约5%～9%，本教学楼实例如下：

昆明“两区”第一高级中学校舍总建筑面积101894㎡，总投资25000万元；其中教学楼、实验楼、图书馆设置隔震橡胶支座，设置隔震橡胶支座的建筑面积共计40886㎡；

如果不设隔震橡胶支座，每平米综合造价：25000/(101894-40886×7%)=0.25244万元/㎡；

如果不设隔震橡胶支座，本工程总造价：0.25244万元/㎡×101894=25722万元；

设置隔震橡胶支座后，节约工程造价（按平均值7%效益计算）：25722-25000=722万元；

其经济、社会效益十分显著。

7.4我单位研究、开发隔震橡胶支座施工技术，有利于推广、普及隔震橡胶支座新产品的应用，提升我国建筑行业向高科技方向发展；有利于发展隔震技术这一科研成果；有利于提高我单位的施工技术水平，进一步掘宽建筑市场，其技术效益不可估量。

8结语

目前，本工程332个隔震橡胶支座均已施工完毕，其中教学楼结构主体工程已施工完毕；在操作过程中，由于采用了以上技术和措施，使工程进展顺利，质量均满足设计及规范要求。昆明市领导、昆明市地震研究所专家、设计院专家多次来现场观摩，给予了很高的评价，为隔震橡胶支座施工树立了典范。

参考文献：