地下空間工程智能建造概論

IntroductiontoIntelligentConstructionforUndergroundSpaceEngineering授課：李濤教授Email:litaocumtb@163.com12第5章

裝配式地下建筑3裝配式建筑是一種以工廠化生產(chǎn)構(gòu)件和現(xiàn)場組裝為特征的建筑方式，也稱為預(yù)制建筑，是一種現(xiàn)代化的建筑技術(shù)，核心在于將傳統(tǒng)建筑過程中的大部分現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠中進行在工廠內(nèi)，通過標準化的生產(chǎn)流程制作出各種建筑用構(gòu)件和配件，然后將這些預(yù)制好的構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式組裝成為完整的建筑地下工程使用預(yù)制構(gòu)件的建造方式就稱為地下裝配式建筑第5章 裝配式地下建筑5.1裝配式地下建筑概述

裝配式建筑的概念地下裝配式建筑的概念4地面建筑涉及預(yù)制構(gòu)件樓板、墻板、樓梯、陽臺等常規(guī)構(gòu)件地下裝配式建筑形式多樣，涉及的構(gòu)件種類較多，且隨著技術(shù)提升還在不斷演化出新的結(jié)構(gòu)體系。現(xiàn)階段，地下裝配式建筑主要應(yīng)用場景包括：第5章 裝配式地下建筑5.1裝配式地下建筑概述

地下裝配式建筑的概念盾構(gòu)隧道裝配式綜合管廊裝配式地鐵車站5（1）提高建筑質(zhì)量建筑構(gòu)件標準化、規(guī)模化生產(chǎn)——從而保證建筑構(gòu)件的質(zhì)量（2）提高施工效率

可多項目同時進行，提高施工效率建筑構(gòu)件運輸?shù)浆F(xiàn)場后進行快速組裝，大大縮短了施工周期5.2

發(fā)展裝配式建筑的意義

（3）節(jié)約資源

建筑構(gòu)件可以根據(jù)實際需要進行精確計算減少現(xiàn)場施工過程中的材料損耗實現(xiàn)建筑廢棄物的回收利用（4）利于環(huán)境保護

減少現(xiàn)場施工污染物排放降低建筑過程中的能耗第5章 裝配式地下建筑1891年，巴黎Ed.Coigent公司首次在建筑中使用裝配式混凝土梁巴黎在20世紀50年代開始大規(guī)模推廣裝配式建筑，采用鋼結(jié)構(gòu)加PC掛板組合結(jié)構(gòu)，能夠滿足高抗震設(shè)防要求美國到20世紀60年代中期，西歐、北歐各國裝配式住宅的占比已達18%~26%。歐洲到80年代，裝配式住宅占比達20~25%，日本

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國內(nèi)發(fā)展歷程5.1.3裝配式建筑的發(fā)展歷程

第5章 裝配式地下建筑7盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)法國工程師M.I.Brunel：發(fā)明了全封閉螺旋式盾構(gòu)工法，即土壓平衡盾構(gòu)的原型英國工程師J.H.Greathead采用新開發(fā)的圓形盾構(gòu)于成功修建了穿越泰晤士河的水底隧道，是隧道裝配式襯砌首次應(yīng)用。隨著盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了采用盾構(gòu)機修建地鐵車站的工程案例。

(b)東京

7號線白金臺站三圓結(jié)構(gòu)(a)日本

JR京葉線京橋站雙圓結(jié)構(gòu)1818年1869年后期

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第5章 裝配式地下建筑8蘇聯(lián)——堡體育館地鐵車站利用盾構(gòu)技術(shù)先行掘進了左右2個支座隧道，并以此為基礎(chǔ)擴挖車站主體結(jié)構(gòu)區(qū)域的巖土體，最后安裝預(yù)制的襯砌結(jié)構(gòu)，形成了最終的車站。該地鐵車站相當(dāng)于采用了礦山法為主、盾構(gòu)法為輔的施工技術(shù)圖5-2彼得堡體育館站橫截面圖

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第5章 裝配式地下建筑9明挖地鐵車站起源于上世紀七十年代，目的是為了解決冬季低溫條件下混凝土結(jié)構(gòu)施工的難題。明挖矩形裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)示意圖(單位:mm)明斯克地鐵車站早期的裝配式車站基本均采用矩形框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系較為復(fù)雜有的建造時采用單拱的大跨度結(jié)構(gòu)形式，利用大塊裝配式鋼筋混凝土構(gòu)件拼裝而成

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第5章 裝配式地下建筑接頭較多，而且均采用濕式連接，施工效率和施工質(zhì)量難以得到較好的保障，且過多的接頭非常不利于結(jié)構(gòu)的防水。缺點10線路站名結(jié)構(gòu)型式技術(shù)方法日本JR京葉線京橋站雙圓結(jié)構(gòu)盾構(gòu)法日本東京7號線白金臺站三圓結(jié)構(gòu)盾構(gòu)法白俄羅斯明斯克1號線列寧廣場站拱形結(jié)構(gòu)明挖法裝配式俄羅斯圣彼得堡5號線體育館站拱形結(jié)構(gòu)礦山法裝配式

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第5章 裝配式地下建筑國外預(yù)制裝配式典型地鐵車站11裝配式建筑起步于20世紀50年代，最早應(yīng)用主要在地上建筑，以大板住宅體系為代表，同時還有內(nèi)澆外掛住宅體系、框架輕板住宅體系等其他形式。地下裝配式建筑我國地下裝配式建筑除盾構(gòu)隧道外，起步均較晚，且相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用尚不成熟。2012年，東北地區(qū)長春地鐵二號線的建設(shè)率先采用了裝配式建造技術(shù)，標志著我國地鐵車站的建設(shè)正式進入裝配式技術(shù)應(yīng)用階段。

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第5章 裝配式地下建筑長春地鐵2號線興隆堡站12應(yīng)用現(xiàn)狀近年來，裝配式技術(shù)在地鐵車站的應(yīng)用逐步在推廣，目前北京、上海、青島、濟南等地均開展了裝配式地鐵車站的建設(shè)，提高了施工效率、保障了施工質(zhì)量。裝配式技術(shù)的應(yīng)用：有效地解決了我國東北嚴寒地區(qū)年施工時間短的問題，工廠化預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場快速拼裝建成，同時具備綠色環(huán)保、機械化作業(yè)、施工干擾小等優(yōu)點。

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第5章 裝配式地下建筑13地下綜合管廊是指在城市地下用于集中敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃氣等市政管線的公共隧道。優(yōu)點綜合管廊是新型城鎮(zhèn)化發(fā)展下城市地下管線建設(shè)方面大力發(fā)展的地下結(jié)構(gòu)，其能夠有效利用城市地下空間、保障地下管線的安全，同時美化了城市環(huán)境、減小了管線維修難度。

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第5章 裝配式地下建筑14裝配式技術(shù)在綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用起步要稍晚于地鐵車站，目前裝配式綜合管廊技術(shù)仍處于起步階段，研究同步于建設(shè)，尚未像地面建筑一樣形成較為完整的技術(shù)體系。地下裝配式建筑要推進地下綜合管廊主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件標準化，積極推廣應(yīng)用預(yù)制拼裝技術(shù)，提高工程質(zhì)量和安全水平，同時有效帶動工業(yè)構(gòu)件生產(chǎn)、施工設(shè)備制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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第5章 裝配式地下建筑北京通州文旅區(qū)綜合管廊上海白糧路綜合管廊155.2

裝配式地下建筑類型盾構(gòu)法隧道裝配式綜合管廊裝配式地鐵車站16裝配式綜合管廊是一種采用預(yù)制構(gòu)件進行現(xiàn)場快速拼裝的城市地下管線通道，工廠流水線生產(chǎn)，運輸?shù)浆F(xiàn)場拼裝，采用類似于“搭積木”的施工方式，它融合了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和預(yù)制結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，能夠有效提高施工效率、降低成本并減少對環(huán)境的影響。5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑（1）結(jié)構(gòu)形式：常見的混凝土結(jié)構(gòu)綜合管廊包括:①

全預(yù)制管廊②

部分預(yù)制管廊③

鋼結(jié)構(gòu)管廊④

其他新材料管廊等裝配式綜合管廊特點：（2）施工技術(shù)：包括：

①

整體預(yù)制拼裝

②

上下分體預(yù)制拼裝

③

分塊預(yù)制拼裝等

這些技術(shù)各有特點，適用于不同類型的管廊建設(shè)，如單艙、兩艙或多艙管廊。17（3）施工速度：與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆管廊相比，裝配式管廊可以大大縮短工期。例如，疊合裝配式管廊的結(jié)構(gòu)可以在5天內(nèi)完成，而現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)可能需要15天甚至更多。（4）環(huán)境影響：由于裝配式管廊采用的是預(yù)制構(gòu)件，因此可以減少現(xiàn)場的濕作業(yè)和廢棄物，減少對環(huán)境的影響，并且受天氣影響較小。（5）現(xiàn)代技術(shù)：裝配式管廊的建設(shè)通常采用BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)從設(shè)計、預(yù)制加工、現(xiàn)場吊裝到后期運維的全過程管理。5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑18全預(yù)制管廊所有的構(gòu)件都在工廠預(yù)制，運送到現(xiàn)場直接安裝，拼裝過程也不澆筑混凝土，因此結(jié)構(gòu)質(zhì)量好，環(huán)境污染小。部分預(yù)制管廊即將綜合管廊的某些結(jié)構(gòu)部分在工廠進行預(yù)制，然后運送至現(xiàn)場進行拼裝、澆筑混凝土的施工技術(shù)。該類管廊預(yù)制組件可以同時在工廠制造，而現(xiàn)場則可以進行其他施工活動，兩者并行作業(yè)可以顯著縮短工期；此外，由于部分為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，使得縱向的連接節(jié)點較少，防水薄弱部位也較少。疊合裝配式管廊以現(xiàn)澆底板為基礎(chǔ)，安裝工廠預(yù)制好的疊合式雙層外墻板、疊合式單層頂板、中隔墻板等組件后，再以疊合板為模具澆筑混凝土，最終形成完整的綜合管廊結(jié)構(gòu)。5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑預(yù)制疊合裝配式管廊19全預(yù)制管廊5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑(a)整體預(yù)制(b)上下分體預(yù)制拼裝(c)分塊預(yù)制拼裝即將管廊沿縱向分為一個個節(jié)段，每個節(jié)段預(yù)制成一個整體，現(xiàn)場直接按節(jié)段順序拼裝將管廊結(jié)構(gòu)分為上下兩部分進行預(yù)制，然后在現(xiàn)場按順序進行拼裝，適用于多艙管廊，可以減少單次吊重，便于運輸和吊裝即將管廊結(jié)構(gòu)分塊預(yù)制，由于分塊較小、質(zhì)量較輕，會更便于拼裝施工，但相應(yīng)地對結(jié)構(gòu)的防水性能會存在不利影響。20裝配式綜合管廊的施工工藝5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑大致流程為：綜合管廊構(gòu)件生產(chǎn)→構(gòu)件運輸→逐節(jié)、逐塊起吊安裝→接頭處理→竣工驗收。21我國裝配式綜合管廊的應(yīng)用案例工程名稱管廊長/km標準斷面寬×高/m設(shè)計艙型技術(shù)方法特點優(yōu)缺點聊城杭州路綜合管廊1.27.4×3.8矩形雙艙新型疊合預(yù)制裝配式施工技術(shù)現(xiàn)澆底板、預(yù)制墻板和疊合頂板降低施工難度、縮短施工工期、節(jié)約施工成本綿陽科技城核心區(qū)綜合管廊9.628.3×3.9矩形三艙分片預(yù)制綜合管廊關(guān)鍵技術(shù)按部位和受力特點進行分塊縮短工期，減少現(xiàn)場人工投入，但是連接部位較多上海世博會園區(qū)綜合管廊示范段6.44.8×3.6矩形單艙整艙預(yù)制拼裝橫截面方向整體預(yù)制，縱向需要劃分一定長度的節(jié)段預(yù)制節(jié)段自重較大，受運輸與吊裝限制，主要適用于單艙和雙艙管廊十堰鄖陽區(qū)滄浪大道綜合管廊4.167.95×4.0矩形雙艙預(yù)制節(jié)段綜合管廊拼裝技術(shù)縱向分段，主要運用于單艙或小斷面雙艙綜合管廊施工效率高，但吊裝設(shè)備受限北京市通州文旅區(qū)將軍府東路綜合管廊0.3263.1×3.5矩形單艙整艙預(yù)制拼裝北京市首個采用裝配式工藝的地下綜合管廊工程，采用了全機械化的拼裝方式機械化程度高，施工安全性高，節(jié)地節(jié)材，適用性強5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑22案例1——全預(yù)制綜合管廊標準橫示意圖北京市通州文旅區(qū)將軍府東路綜合管廊工程是全國第一個全機械化施工的預(yù)制裝配式綜合管廊位置：

環(huán)球旅游區(qū)的東北方位總長度：326m，結(jié)構(gòu)橫斷面：矩形，外輪廓尺寸：3.1m（寬）×3.5m（高）

2.5m

（

寬）×2.8m（高）管廊：采用全預(yù)制結(jié)構(gòu)，單艙型式

管線設(shè)置：電力、給水、電信、再生水

四類管線結(jié)構(gòu)：沿縱向2m一個節(jié)段預(yù)制，單節(jié)段重度：20t（1)項目概況5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑23施工準備導(dǎo)軌安裝基礎(chǔ)層澆筑首節(jié)段固定節(jié)段順次拼裝底板注漿拼縫處理（3)具體施工流程概況5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑預(yù)制節(jié)段運輸?shù)浆F(xiàn)場后進行全機械化拼裝施工

項目初期施工現(xiàn)場圖工人在施工過程中進行一些糾偏輔助調(diào)整實現(xiàn)了運輸、對位、拼裝全流程的機械化施工場（2)施工現(xiàn)場24（4）案例總結(jié)：從該工程實踐中，可以發(fā)現(xiàn)單艙綜合管廊采用裝配式工藝能實現(xiàn)高度機械化作業(yè)，有效提高施工效率，經(jīng)測算，100m長的綜合管廊，按3名工人一天完成6節(jié)管廊的拼裝工作計算，需要十余天能夠完成施工，而采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，則除了需要更多地起重機械外，大概需30余名工人開展一個多月的工作才能完成。機械化施工提高了拼裝精度，能夠控制在2mm以內(nèi)。施工安全性也得到大幅提升:工人可以避開危險區(qū)域，通過遙控設(shè)備完成各項工序5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑25（1）工程概況：管廊采用疊合式結(jié)構(gòu)，縱向3m為一段管廊標準段斷面尺寸：7.7m（寬）×4.4m（高）結(jié)構(gòu)形式：兩艙型式，一艙為水電艙，一艙為綜合艙，主要布設(shè)通信電纜、高壓電纜、給水管、污水管、中水管等重要管線。右圖為項目初期施工現(xiàn)場圖案例2——疊合裝配山西省晉中市地下綜合管廊工程5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑26（2）工藝流程現(xiàn)場基坑開挖、地基處理完成后，將工廠預(yù)制好的疊合板吊裝就位，安裝好底板、墻板并完成校正加固工作，澆筑底板混凝土，待混凝土達到一定強度后吊裝疊合頂板，綁扎頂板鋼筋后一并澆筑墻、頂板混凝土，逐段重復(fù)進行，期間穿插止水帶、預(yù)埋件安裝等其他工作5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑案例2——疊合裝配山西省晉中市地下綜合管廊工程27（3）工程總結(jié)：疊合裝配優(yōu)勢昔陽經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)地下綜合管廊工程有效提高施工效率：根據(jù)測算，30m長的該類結(jié)構(gòu)管廊采用現(xiàn)澆混凝土施工需要約12天完工，而采用疊合式預(yù)制工藝施工則僅需約5天。有利于環(huán)境保護：疊合板可作為現(xiàn)澆混凝土的模具，因此減少了大量的模具使用，節(jié)約了木材的使用；降低成本：人工費用和管理成本相較于傳統(tǒng)工藝也有所下降，有較好的社會和經(jīng)濟效益。5.2.1裝配式綜合管廊

第5章 裝配式地下建筑案例2——疊合裝配山西省晉中市地下綜合管廊工程28是地下裝配式建筑中規(guī)模較大的一種形式，是將地鐵車站的預(yù)制構(gòu)件在工廠內(nèi)生產(chǎn)完成后，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行快速組裝的一種建造方式。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑1、裝配式地鐵車站特點：施工效率高：由于大部分工作在工廠內(nèi)完成，現(xiàn)場只需進行基坑施工、構(gòu)件組裝、覆土回填等工作，且可以與工廠工作同步，因此大大縮短了施工周期。施工質(zhì)量好：工廠化的生產(chǎn)環(huán)境、高精度模具可以更有效地控制材料和工藝的質(zhì)量，提高整體施工質(zhì)量。節(jié)能環(huán)保：現(xiàn)場以干作業(yè)為主，減少了施工過程中的噪音、粉塵等污染，有利于環(huán)境保護。施工安全：機械化施工占比高，減少了現(xiàn)場作業(yè)的人員數(shù)量，降低了安全風(fēng)險。29全預(yù)制：主體結(jié)構(gòu)所有的構(gòu)件均在工廠流水線預(yù)制生產(chǎn)，然后將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后按順序進行組裝，構(gòu)件與構(gòu)件的連接采用干式連接方式。部分預(yù)制：即不是所有的構(gòu)件均在工廠內(nèi)預(yù)制。該分類以疊合裝配式為代表，在工廠預(yù)制主體結(jié)構(gòu)中的部分構(gòu)件，如疊合板、疊合墻、疊合梁等，運輸?shù)浆F(xiàn)場作為模板替代現(xiàn)澆使用的木模板，進而澆筑剩余結(jié)構(gòu)的混凝土，如前述疊合式綜合管廊結(jié)構(gòu)，這種裝配形式不僅可以控制質(zhì)量，還能提高生產(chǎn)效率。安全風(fēng)險。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑2、裝配式地鐵車站裝配形式：30全預(yù)制單拱大跨車站：采用多個大塊預(yù)制構(gòu)件直接拼裝，站廳層沒有中柱，空間開闊，需采用單拱形式以改善大跨度車站頂板的受力情況部分預(yù)制矩形單柱車站是以現(xiàn)澆底板為基礎(chǔ)，將預(yù)制疊合墻、板、柱、梁等構(gòu)件進行連接，并作為模板完成剩余混凝土澆筑，因此整體結(jié)構(gòu)型式與普通現(xiàn)澆明挖車站較為類似。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑3、裝配式地鐵車站的結(jié)構(gòu)型式：(a)單拱大跨車站

(b)矩形單柱車站31國內(nèi)預(yù)制裝配式典型地鐵車站線路站名裝配型式裝配段車站長度特點長春地鐵2號線雙豐站部分預(yù)制裝配式174m全國首個裝配式車站長春地鐵6號線新城西站全預(yù)制裝配式158m全國首座“明挖現(xiàn)澆+明挖裝配+蓋挖逆作”組合式施工車站青島地鐵6號線可洛石站全預(yù)制裝配式130m梁、板、柱、墻100%預(yù)制裝配深圳地鐵16號線龍興站全預(yù)制裝配式約230m全國首創(chuàng)“內(nèi)支撐+大分塊+全裝配式”施工車站無錫地鐵S1線南門站疊合裝配式150m唯一地下標準車站，采用“預(yù)制構(gòu)件+現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)”相結(jié)合的疊合方案上海地鐵15號線吳中路地鐵站疊合裝配式170m全國首座大跨度無柱預(yù)制拱形頂板地鐵車站，采用“預(yù)制構(gòu)件+現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)”相結(jié)合的疊合方案第5章 裝配式地下建筑32是我國最早實踐裝配式設(shè)計和施工的地鐵車站車站裝配段長174m，高17.5m、寬20.5m，涉及609個預(yù)制構(gòu)件的制作和拼裝車站沿縱向每一環(huán)寬度2m，由7塊預(yù)制構(gòu)件拼裝而成，涉及A、B、C、D、E五個類型環(huán)塊連接：均采用榫接的方式，并用精軋螺紋鋼拉緊，“公”、“母”榫間隙采用改性環(huán)氧樹脂進行填充，使這些構(gòu)件形成一個堅固的整體；車站的中板：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，口部采用預(yù)制環(huán)梁的結(jié)構(gòu)形式5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例1——長春地鐵2號線雙豐站雙豐站結(jié)構(gòu)型式33（1）該工程在施工過程中的重難點：①預(yù)制塊塊數(shù)較多，每環(huán)7塊如何能夠?qū)崿F(xiàn)快速拼裝，保證工程進度；②首次吊裝該類大型預(yù)制構(gòu)件至深基坑內(nèi)，市面上沒有合適的吊裝和拼設(shè)備，需要進行設(shè)備研發(fā)；③拼裝精度要求高，如何保證每一塊的拼裝精度，避免因為累積誤差造成施工過程“卡殼”，無法繼續(xù)拼裝；④連接節(jié)點的榫接結(jié)構(gòu)存在空隙，需要專用的填充材料，保證節(jié)點的抗震性能滿足要求。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例1——長春地鐵2號線雙豐站34（2）解決措施①拼裝形式的選擇經(jīng)研究通縫拼裝：滿足受力要求

且提高了施工效率(a)錯縫

(b)通縫②拼裝步序的選擇（a）成環(huán)拼裝：即一環(huán)拼完拼下一環(huán)（b）梯次拼裝底板、側(cè)墻、頂板錯開一定距離拼裝受力更好，但施工難度大，測量工作量大

通縫拼裝則降低了測量工作量，和施工難度，受力有所下降5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例1——長春地鐵2號線雙豐站35③吊裝技術(shù)采用龍門吊并設(shè)計了5個檔位，滿足拼裝精度要求。為鋼箱梁結(jié)構(gòu)，安置了大量液壓設(shè)備④定位與糾偏底板構(gòu)件的定位依靠龍門吊及輔助定位裝置完成側(cè)墻構(gòu)件的定位依靠吊掛架、千斤頂完成接力及三維調(diào)整動作頂板依靠頂部平臺和千斤頂完成三維調(diào)整精確定位。⑤節(jié)點充填——改性的環(huán)氧樹脂能夠?qū)蓚?cè)的構(gòu)件緊密粘合在一起，有效提升了節(jié)點的抗震性能。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例1——長春地鐵2號線雙豐站36與傳統(tǒng)現(xiàn)澆車站工藝相比，裝配式施工車站具有以下顯著優(yōu)點：①節(jié)能環(huán)保，作業(yè)空間大據(jù)統(tǒng)計，僅木材一項材料，節(jié)約了800m3，減少了80%的建筑垃圾量。同時，施工現(xiàn)場材料占地減少，使得施工作業(yè)空間增大。②節(jié)約勞動力，工期顯著縮短。據(jù)統(tǒng)計，施工現(xiàn)場勞動力節(jié)省50%以上，工期減少約1~2個月，因此能夠?qū)崿F(xiàn)我國北方寒冷地區(qū)的地鐵標準站在一年內(nèi)建設(shè)完工。③施工噪音小，安全隱患少。顯著降低了施工對周邊居民正常生活的影響。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例1——長春地鐵2號線雙豐站37工程概況：車站類型：地下雙層島式車站裝配型式：疊合裝配式站底板采用現(xiàn)澆混凝土完成建造，中柱采用了預(yù)制的鋼管混凝土柱，其他構(gòu)件如頂板、中板、側(cè)墻和縱梁等均為疊合構(gòu)件，在工廠內(nèi)預(yù)制完成車站橫截面及預(yù)制塊編號A代表站臺層側(cè)墻疊合板，B代表站廳層側(cè)墻疊合板，C代表中板疊合板，5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例2——無錫地鐵S1線南門站D代表預(yù)制鋼管混凝土柱，E代表頂板疊合板，F(xiàn)代表預(yù)制型鋼頂縱梁，G代表預(yù)制型鋼中縱梁38（1）該工程在施工過程中的重難點：①構(gòu)件質(zhì)量較重，吊運和拼裝的難度較高；②深基坑內(nèi)作業(yè)，空間較小，且內(nèi)支撐會成為吊裝和裝配過程中的障礙物；③如何保證拼裝精度，保障施工質(zhì)量。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例2——無錫地鐵S1線南門站39（2）解決措施①設(shè)計了新型的多功能龍門吊、360°旋轉(zhuǎn)吊具、多功能拼裝機、翻板機等吊運、拼裝設(shè)備。

吊裝設(shè)備

側(cè)墻翻板機5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例2——無錫地鐵S1線南門站40（2）解決措施②拼裝施工的精度控制涉及多方面。1、在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)時——研發(fā)和制造高精度模具2、構(gòu)件連接部位的施工精度使用定制鋼筋卡距，確保預(yù)留環(huán)扣鋼筋的精度；3、車站還采用了裝配化吊頂、管線分離等裝配化裝修技術(shù)側(cè)墻拼裝拼裝后車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)表面光滑平整5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例2——無錫地鐵S1線南門站41車站類型：地下2層島式站臺車站車站全長：238.7m預(yù)制裝配段位于車站中部，總長度：158m預(yù)制裝配段車站主體寬度：20.5m高度:17.45m，沿車站縱向共布置79環(huán)。

其中標準環(huán)為71環(huán)，附屬環(huán)為8環(huán)全國首座“明挖現(xiàn)澆+明挖裝配+蓋挖逆作”組合式施工車站長春地鐵6號線新城西站實景圖5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑站案例3——長春地鐵6號線南部新城西站42車站類型：地下兩層島式車站預(yù)制裝配段位于車站中部長：148m，寬20.5m，高18.5m裝配構(gòu)件共計74環(huán)、410塊，最重的頂板構(gòu)件長度超過10m，重67t，拼裝總重1.66萬噸。全國首座“普通門吊+分離式”整體拼裝臺車樁撐體系裝配式地鐵車站車站結(jié)構(gòu)型式和構(gòu)件組成5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例4——青島地鐵6號線朝陽路站43車站全長298m，整體裝配率達79.5%，是目前國內(nèi)最大的全裝配式地鐵車站，也是粵港澳大灣區(qū)首批裝配式試點地鐵車站整座車站由595塊“積木”現(xiàn)場按順序拼接成型，其中頂板首次采用單塊的坦拱結(jié)構(gòu)，重達128.8t，為國內(nèi)地鐵裝配式車站單塊構(gòu)件重量之最也是全國首創(chuàng)“內(nèi)支撐+大分塊+全裝配式”施工地鐵車站。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑案例5——深圳地鐵16號線龍興站44案例6——上海地鐵15號線吳中路地鐵站施工中采用了新研制的運架一體機，由兩臺無線遙控的液壓模塊車和中間桁架組成，利用車站中板行走，實現(xiàn)了頂板高精度的移動、就位和拼裝案例7——廣州地鐵11號線上涌公園站明挖地下3層島式站臺車站頂板采用了疊合結(jié)構(gòu)，中樓板為預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)，其他為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)采用了永臨結(jié)合的設(shè)計理念。5.2.2裝配式地鐵車站

第5章 裝配式地下建筑455.3

裝配式地下建筑關(guān)鍵建造技術(shù)裝配式襯砌拼裝技術(shù)裝配式結(jié)構(gòu)防水技術(shù)裝配式建造與信息化技術(shù)465.3.1裝配式襯砌拼裝技術(shù)

第5章 裝配式地下建筑襯砌拼裝最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是節(jié)點連接，常用的地下結(jié)構(gòu)節(jié)點連接方式有①直接灌注混凝土節(jié)點——最簡單、最經(jīng)濟、最可靠的傳統(tǒng)連接方式——安裝方便，節(jié)點整理性能好。②普通螺栓連接——構(gòu)造簡單施工簡便——更多地應(yīng)用在了盾構(gòu)隧道管片拼裝螺栓孔稍大于螺栓直徑，因此對一定范圍的誤差能夠較好地適用。③預(yù)應(yīng)力緊固螺栓連接等能夠?qū)崿F(xiàn)較好的防水效果，但必須采用特殊的連接構(gòu)件，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，連接后還需充填螺栓周邊的縫隙。475.3.1裝配式襯砌拼裝技術(shù)

第5章 裝配式地下建筑榫槽注漿式接頭采用榫槽式插入連接方式，接頭榫槽面咬合對接，并設(shè)置了定位銷和連接鋼棒，結(jié)構(gòu)拼裝完成后，還需要進行接縫注漿，使接縫接觸面充分彌合。這種連接方式能夠?qū)崿F(xiàn)快速拼裝、有效防水，且具有較高的剛度，在長春地鐵2號線的建設(shè)中得到了廣泛使用和實踐驗證。對于一些地鐵區(qū)間暗挖隧道工程，也可采用裝配式施工工藝的榫槽注漿式接頭隧道斷面及管片分塊示意圖485.3.1裝配式襯砌拼裝技術(shù)

第5章 裝配式地下建筑采用裝配式施工工藝的暗挖隧道工程其拼裝施工參考了盾構(gòu)隧道，采用全機械化拼裝，預(yù)制塊即隧道管片，管片之間采用平直螺栓連接并擰緊。為此，特別研制了“新時代號”拼裝機用于隧道襯砌的拼裝。優(yōu)勢：相比于傳統(tǒng)的整體式模筑混凝土襯砌技術(shù)，機械化拼裝技術(shù)大幅度減少現(xiàn)場作業(yè)人員，顯著提高了施工效率。國內(nèi)首例地鐵區(qū)間裝配式二次襯砌施工“新時代號”管片拼裝機495.3.2裝配式結(jié)構(gòu)防水技術(shù)

第5章 裝配式地下建筑大量的實際工程證明，地下結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性很大程度上取決于地下結(jié)構(gòu)的防水性能。地下工程防水設(shè)計原則：防、排、截、堵相結(jié)合，剛?cè)嵯酀虻刂埔耍C合治理即以結(jié)構(gòu)自防水為根本，施工縫、變形縫等接縫防水為重點，輔以防水加強層防水，并應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)情況、施工方法、結(jié)構(gòu)型式、防水標準和使用要求、技術(shù)經(jīng)濟指標綜合確定有效、可靠、操作方便的防水方案，做到地下工程防水萬無一失。505.3.2裝配式結(jié)構(gòu)防水技術(shù)

第5章 裝配式地下建筑裝配式建筑的防水設(shè)計原則：導(dǎo)水優(yōu)于阻水，排水優(yōu)于防水裝配式地下結(jié)構(gòu)的防水應(yīng)以結(jié)構(gòu)自防水為根本，以構(gòu)件接縫防水為重點，并采取與其相適應(yīng)的防水措施。實例1——長春地鐵裝配式車站用了注漿式榫槽接頭，從實際工程的應(yīng)用情況來看，采用該接頭不僅施工快速、連接可靠，而且車站結(jié)構(gòu)接縫無滲漏現(xiàn)象，應(yīng)用效果較好。長春地鐵注漿式榫槽接頭接縫防水示意圖a)接頭接縫防水構(gòu)造b)內(nèi)嵌縫防水構(gòu)造515.3.2裝配式結(jié)構(gòu)防水技術(shù)

第5章 裝配式地下建筑實例2——天津南站科技商務(wù)區(qū)綜合管廊防水施工中采用TPO自粘預(yù)鋪防水卷材①柔韌性好，更便于底板基坑及轉(zhuǎn)角部位的鋪貼；②穩(wěn)定良好，不會出現(xiàn)大的起皺變形，能夠更好地保障施工質(zhì)量；③耐候性及耐水浸泡性能也更優(yōu)異，可滿足地下工程一級防水設(shè)防要求。a)雄安新區(qū)地下綜合管廊b)漳州市地下綜合管廊

TPO自粘預(yù)鋪防水卷材應(yīng)用525.3.3裝配式建造與信息化技術(shù)第5章 裝配式地下建筑1.BIM技術(shù)——在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計階段①用于三維模型的建立（圖5-35），實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計的目標（圖5-36）②進行碰撞檢測，及時調(diào)整設(shè)計解決問題，③進行工程量統(tǒng)計，尤其是當(dāng)模型改變時，能夠及時更新數(shù)據(jù)，提高工作效率。裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)BIM模型預(yù)埋吊鉤分布535.3.3裝配式建造與信息化技術(shù)第5章 裝配式地下建筑1.BIM技術(shù)——裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段應(yīng)用實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)管理的信息化，所有預(yù)制構(gòu)件的三維模型和數(shù)據(jù)信息能夠通過BIM數(shù)據(jù)庫供生產(chǎn)廠家提取使用。隨后，生產(chǎn)過程中通過在構(gòu)件中置入射頻識別（RFID）標簽，能夠供后續(xù)環(huán)節(jié)工作人員通過專用設(shè)備讀寫構(gòu)件信息。545.3.3裝配式建造與信息化技術(shù)第5章 裝配式地下建筑1.BIM技術(shù)——裝配式結(jié)構(gòu)施工階段應(yīng)用①實現(xiàn)施工的信息化管理，RFID標簽?zāi)軌蜃尙F(xiàn)場管理人員實時掌握構(gòu)件的存儲位置、安裝信息等。②通過BIM軟件追蹤現(xiàn)場的施工進度，更高效、準確地進行施工進度管理。③提高施工安全管理效率，通過引入BIM、虛擬現(xiàn)實（VR）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、智能監(jiān)控、視頻人工智能（AI）大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，降低安全事故的發(fā)生率。頂板拼裝施工模擬555.3.3裝配式建造與信息化技術(shù)第5章 裝配式地下建筑1.BIM技術(shù)工程實例——無錫地鐵S1線南門站地下空間裝配式結(jié)構(gòu)的智能化和信息化將車站構(gòu)配件從生產(chǎn)、出廠、進場、施工以及現(xiàn)場質(zhì)量的檢查與整改等全過程數(shù)據(jù)與模型相互關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)管理有痕跡、信息可追溯。軌頂風(fēng)道拼裝效果圖軌頂風(fēng)道拼裝效果圖預(yù)制樓梯安裝565.3.3裝配式建造與信息化技術(shù)第5章 裝配式地下建筑1.BIM技術(shù)工程實例——廣州地鐵11號線上涌公園站用了BIM技術(shù)建立了預(yù)制構(gòu)件布置的模型，也能查看預(yù)制疊合板、頂橫梁、中板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的單一模型，能夠高效地指導(dǎo)生產(chǎn)和施工。廣州地鐵11號線上涌公園站BIM575.3.3裝配式建造與信息化技術(shù)第5章 裝配式地下建筑2.其他信息化技術(shù)——無錫地鐵S1線南門站①為確保地連墻修筑過程的質(zhì)量，探索出了一套全新的工藝工法：在成槽開挖前，先使用三軸攪拌樁機，對地連墻兩側(cè)土壤注入水泥漿加固處理，可以有效地避免施工過