本書面向北京市地下水資源保護(hù)的迫切需求，進(jìn)而推動(dòng)地鐵地下工程施工升級(jí)轉(zhuǎn)型而開(kāi)展研究。本書依托北京地鐵16號(hào)線看丹站工程，重點(diǎn)探討和分析了復(fù)雜環(huán)境下地鐵工程暗挖施工中地下連續(xù)墻的適用性及其施工關(guān)鍵技術(shù)，包括地下導(dǎo)洞狹小空間地下連續(xù)墻施工設(shè)備研發(fā)、施工工藝、地鐵開(kāi)挖過(guò)程中地下連續(xù)墻的力學(xué)性能及對(duì)周邊環(huán)境的影響等。
地下水一直是地鐵工程施工中必須克服的不利因素，以往地鐵車站施工大多采用降水施工來(lái)，市陸續(xù)頒布了《市建設(shè)工程施工降水管理辦法》《地區(qū)城市建設(shè)工程地下水控制技術(shù)導(dǎo)則》《市節(jié)約用水辦法》《市水資源稅改革試點(diǎn)實(shí)施辦法》等規(guī)范和文件，在地下水資源日益枯竭的今天，地鐵建設(shè)工程中地下水控制采用止水方案不僅是大勢(shì)所趨，更是切實(shí)踐行“就是金山銀山”理念，推動(dòng)地鐵工程地下水控制施工升級(jí)轉(zhuǎn)型的歷史機(jī)遇，不降水或少降水施工必將成為地鐵工程建設(shè)的新常態(tài)。因此，鑒于市政府的政策導(dǎo)向及地鐵施工中面臨的不宜大量降水的施工需求，研究并提出一種地鐵暗挖施工止水施工新方法勢(shì)在必行。
地下連續(xù)墻由于其優(yōu)良的止水效果和承載能力，在基坑工程中已得到廣泛應(yīng)用。然而，伴隨我國(guó)城市程的不斷，城市地鐵修建所處的空間環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，暗挖施工在地鐵工程施作中所占的比重越來(lái)越大。地鐵施工場(chǎng)地空間的局促性和復(fù)雜性導(dǎo)致已在基坑工程中普遍采用的地下連續(xù)墻的常規(guī)施工技術(shù)難以在地鐵暗挖施工中實(shí)施。故此，本書依托地鐵16號(hào)線看丹站工程，對(duì)復(fù)雜環(huán)境下地鐵工程暗挖施工中地下連續(xù)墻的適用性及其施工關(guān)鍵技行了系統(tǒng)研究，以期能為市乃至全國(guó)的地鐵建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。本書內(nèi)括地下導(dǎo)洞狹小空間地下連續(xù)墻施工設(shè)備研發(fā)、施工工藝、地鐵開(kāi)挖過(guò)程中地下連續(xù)墻的力學(xué)性能及墻體施工對(duì)周邊環(huán)境的影響等。書中討論了復(fù)雜環(huán)境下地下連續(xù)墻技術(shù)的適用性和可行性，尤其是研發(fā)地下狹小空間內(nèi)地下連續(xù)墻的施工工藝，為保證地鐵施工過(guò)程中城市道路的能，具有重要的工程價(jià)值和應(yīng)用前景。
本書所述工作由建工土木工程有限公司和工業(yè)大學(xué)巖土與地下工程共同完成，主要研發(fā)人員除了薛洪松(教授級(jí)高級(jí)工程師)、張志紅(教授)、杜昌隆(高級(jí)工程師)和李立云(教授)外，工業(yè)大學(xué)的姚愛(ài)軍(教授)也全身心參與其中，對(duì)本書依托項(xiàng)目的實(shí)施、內(nèi)容安排、文稿撰寫行了悉心指導(dǎo)和設(shè)計(jì)。此外，孫英韜碩士、朱雅倩碩士開(kāi)展了大量的數(shù)值模擬工作。本書能夠順利出版離不開(kāi)他們的參與和幫助，在此一并表示感謝!
限于作者水平，書中錯(cuò)誤與疏漏之處在所難免，歡迎讀者批評(píng)指正。
第1章 概述 1
1.1 市地下工程施工控水新形勢(shì)和新要求 1
1.2 項(xiàng)目研究依托工程 2
1.3 本書的主要內(nèi)容 6
第2章 洞內(nèi)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)特征及適用性 8
2.1 地下連續(xù)墻的發(fā)展歷史 8
2.2 地下連續(xù)墻控水理論 17
2.3 洞內(nèi)地下連續(xù)墻的特點(diǎn) 21
2.4 洞內(nèi)地下連續(xù)墻實(shí)施可行性 22
參考文獻(xiàn) 30
第3章 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工關(guān)鍵技術(shù) 33
3.1 洞內(nèi)地下連續(xù)墻的適用條件 33
3.2 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工設(shè)備 33
3.3 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工配套設(shè)施 35
3.4 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工所需材料 37
3.5 洞內(nèi)地下連續(xù)墻的施工工藝 38
3.6 質(zhì)量控制 51
3.7 應(yīng)用實(shí)例 52
第4章 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工成槽穩(wěn)定性及規(guī)律研究 55
4.1 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工成槽特征與影響因素 55
4.2 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工成槽數(shù)值模擬與變形規(guī)律分析 58
4.3 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工成槽的可行性討論 69
4.4 結(jié)論 75
參考文獻(xiàn) 75
第5章 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工過(guò)程中導(dǎo)洞的力學(xué)響應(yīng) 77
5.1 數(shù)值計(jì)算模型 77
5.2 計(jì)算結(jié)果分析 81
5.3 實(shí)測(cè)與數(shù)值結(jié)果對(duì)比 91
5.4 結(jié)論 93
參考文獻(xiàn) 93
第6章 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工過(guò)程中周邊場(chǎng)地響應(yīng) 95
6.1 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析 95
6.2 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施作順序?qū)Φ乇沓两档挠绊懛治?nbsp; 105
6.3 實(shí)測(cè)與數(shù)值結(jié)果對(duì)比 106
結(jié)論 109
參考文獻(xiàn) 110
第7章 車站主體施工全過(guò)程洞內(nèi)地下連續(xù)墻的力學(xué)響應(yīng) 111
7.1 數(shù)值計(jì)算模型 111
7.2 地表沉降結(jié)果分析 114
7.3 地下連續(xù)墻位移變形結(jié)果分析 115
7.4 結(jié)論 119
參考文獻(xiàn) 1
第8章 洞內(nèi)地下連續(xù)墻防滲性能分析 121
8.1 數(shù)值計(jì)算模型 121
8.2 地下連續(xù)墻防滲性能分析 125
8.3 結(jié)論 128
參考文獻(xiàn) 128
第9章 洞內(nèi)地下連續(xù)墻質(zhì)量檢測(cè) 129
9.1 質(zhì)量檢測(cè)方法概述 129
9.2 洞內(nèi)地下連續(xù)墻回彈儀強(qiáng)度檢測(cè) 130
9.3 洞內(nèi)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)探達(dá)檢測(cè) 140
9.4 洞內(nèi)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)TRT檢測(cè) 145
9.5 洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工質(zhì)量評(píng)估 151
參考文獻(xiàn) 151
第1章概述
1.1市地下工程施工控水新形勢(shì)和新要求伴隨我國(guó)城市程的，城市地面可利用空間逐漸減小，城市交通擁堵成為常態(tài)，極大地影響了城市運(yùn)輸效率，浪費(fèi)了能源，并造成大氣和噪聲污染等多種問(wèn)題。因此，地下空間的開(kāi)發(fā)利用已成為今后的發(fā)展方向。地下軌道交通具有、便捷、客運(yùn)量大和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是解決大城市交通擁堵問(wèn)題的有效途徑�！笆奈濉币�(guī)劃(21--25年)期間，中國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程有望新增5000 km，年均新增1000 km左右里程達(dá)1.3萬(wàn)km，預(yù)計(jì)到25年，中國(guó)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)城市軌道交通的城市將達(dá)到50個(gè)，運(yùn)營(yíng)里程將超過(guò)15 000 km，其中，上海和將分別形成1000 km以上的龐大線網(wǎng)。據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院出版的《23-27年中國(guó)城市軌道交通行業(yè)全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報(bào)告》:22年全年，新增城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線路21條，新增運(yùn)營(yíng)里程247 km，新增南通和黃石2個(gè)城市開(kāi)通城市軌道交通。截至22年12月31日，31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)和生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)共有53個(gè)城市開(kāi)通運(yùn)營(yíng)城市軌道交通線路290條，運(yùn)營(yíng)里程9 584 km，車站5609座。水的負(fù)面作用一直是地鐵地下工程修建中無(wú)法回避的問(wèn)題，地鐵修建中的工程事故大多有水的參與。以往在地鐵修建中多采用降水手段控制施工區(qū)內(nèi)地下水，從而保證干燥的作業(yè)環(huán)境。目前市修建地鐵大部分采用降水施工，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前市在建地鐵線降水量達(dá)到4~5m’，據(jù)市統(tǒng)計(jì)局0年全地下水資源量15.9m來(lái)南水北調(diào)工程不斷向市輸水，但全地下水資源量不超過(guò)m，在建地鐵線路降水量地下水資源量的%。而地下水在市供水中占有舉足輕重的地位，其供水量約占全市供量的70%~80%，是市水資源的重要組成部分，是社會(huì)濟(jì)發(fā)展的生命線，在生活飲水、農(nóng)田灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、城市發(fā)展和維系良好生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用。目前，市平原區(qū)地下水超采，導(dǎo)致生態(tài)與環(huán)境惡化趨勢(shì)加劇，嚴(yán)重影響了濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。如何科學(xué)有效地保護(hù)地下水資源，保證地下水供水的健康運(yùn)行，是當(dāng)前急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。自07年起，市陸續(xù)頒布了《市建設(shè)工程施工降水管理辦法》《地區(qū)城市建設(shè)工程地下水控制技術(shù)導(dǎo)則》《市節(jié)約用水辦法》《市水資源稅改革試點(diǎn)實(shí)施辦法》等文件，在地下水資源日益枯竭的今天，地鐵建設(shè)工程中地下水控制采用止水方案不僅是大勢(shì)所趨，更是切實(shí)踐行“就是金山銀山”理念，推動(dòng)地鐵工程地下水控制施工升級(jí)轉(zhuǎn)型的歷史機(jī)遇。
地下連續(xù)墻技術(shù)起始于，1958年地下連續(xù)墻技術(shù)引入我國(guó)。地下連續(xù)墻施工噪聲、振動(dòng)較小，對(duì)鄰近地基和建筑物結(jié)構(gòu)影響甚微，適宜在城市建筑密集和人流多及管線多的地域施工。幾十年來(lái)，地下連續(xù)墻技術(shù)得到了不斷發(fā)展和完善，并用于地下鐵道、地下停車場(chǎng)、船塢、港口駁岸、橋梁基礎(chǔ)、水壩、大型基礎(chǔ)支護(hù)、高樓地下室、地下油罐、豎井、深路塹和深開(kāi)挖邊坡的擋土墻等許多重大工程，如上海軌道交通4號(hào)線修復(fù)工程、南水北調(diào)穿黃工程等。地下連續(xù)墻具有防滲、防水、擋土和能，對(duì)土壤的適用范圍廣，而且其防滲性能好，幾乎可以做到不透水。但是，在砂層、粉質(zhì)黏土層、中強(qiáng)風(fēng)化層、斷層破碎帶的富水和動(dòng)水條件下，地下連續(xù)墻的施工效果和工期均難以保證，且施工造價(jià)高。隨著城市的不斷發(fā)展，地鐵的施工環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜。為了減少對(duì)城市正常運(yùn)行的影響，施工場(chǎng)地逐漸轉(zhuǎn)移到地面以下。因此，開(kāi)展復(fù)雜環(huán)境下地下連續(xù)墻技術(shù)的適用性和可行性研究，尤其是研發(fā)地下狹小空間內(nèi)地下連續(xù)墻的施工工藝，保證地鐵施工過(guò)程中城市道路的能，具有重要的工程價(jià)值和應(yīng)用前景。
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