（1）实验方法描述：
地铁车站施工虚拟仿真实验，主要包括以下四个方面，其中最重要的部分，就是地铁车站的施工过程。
①通过三维数字仿真及虚拟现实技术，让学生了解整个地铁车站的全貌、功能分区（进站口、出站口、电梯井、扶梯位置、候车区等等）以及结构特征。
②基于虚拟网络互动参数化实验操作平台，采用单人练习模式，熟悉各种混凝土标号、钢筋型号、施工机械、围护结构及相关材料和工具，及其各自适用范围。
③根据地铁车站的几何尺寸及周边所处环境，通过可视化手段，确定地铁车站的施工方法、施工机械及施工流程，并制定合理的地铁车站施工方案。
④依照制定的施工方案，采用人机交互方式，熟练运用各种材料、工具和施工机械，正确操作地铁车站的施工全过程。
以大智路站为例进行阐述。主要的实验步骤及方法如下：
图2-7-1 车站平面图
（2）学生交互性操作步骤：16
（3）学生交互性操作步骤说明：
2-7-1 总体施工方案制定
图2-7-2 大智路站概况
采用明挖顺作法施工的大智路车站工程。具体分部工程方案简述如下：
1、围护结构
根据工程范围的地质及水文情况，主体围护结构采用1000mm厚地下连续墙，主体结构采用钢筋混凝土框架结构。
车站主体基坑底位于粉砂层及粉质黏土、粉土、砂土互层两种地层上，地连墙底位于粉砂层上。连续墙施工采用液压抓斗式成槽机进行成槽，为了防止成槽过程中，对相邻槽段造成影响，施工时采用间隔跳槽施工。钢筋笼现场加工制作，用履带吊机吊装入槽，导管法进行水下混凝土灌注。
车站临时中立柱桩在施工时作为围护结构的临时支撑，后期基础桩作为车站结构的抗拔桩。临时中立柱采用Φ1200mm的钻孔桩，下部为钢筋混凝土结构，上部为钢格构柱支撑。临时中立柱采用旋挖钻机成孔，泥浆护壁，水下灌注C30混凝土成桩。
车站基底采用三轴搅拌桩φ850@600进行裙边抽条加固。
附属结构采用φ800@1000钻孔桩围护，外侧施做φ850@600高压旋喷桩止水，桩间网喷C20钢筋混凝土。结构采用钢筋混凝土框架结构。
附属结构基坑主要位于粉质黏土、粉土、砂土互层上。根据地层分布情况，基底采用三轴搅拌桩φ850@600进行裙边抽条加固及三轴搅拌桩φ850@600满堂加固两种形式。
2、基坑降水、开挖及支护
本站基坑总面积5770m2,共设27口降水井、2口观测井及回灌井（数量根据实际抽水试验情况相应调整），施工期间须保证承压水头降到基坑底面下2m。降水采用基坑内管井降水，采用水压法施工，降水井成孔直径为600mm。深度为37.5m, 其中井壁管长度22.5m,过滤管长度15m，管径250mm。
基坑开挖前按设计做好降水井，降水达到设计要求后，方可进行基坑开挖。车站主体基坑采用明挖顺做法施工。基坑开挖采用从两端向中间“纵向分段，竖向分层”的方法进行，基坑采用多型号挖掘机配合挖装，自卸汽车运输。基底从上30cm采用人工清底。自卸汽车统一运输到固定的弃土场内。
车站主体基坑采用四道支撑+1道换撑进行开挖临时支护。其中第一道支撑采用800×900mm钢筋混凝土米字型支撑，混凝土等级为C30；第二道至第四道以及一道换撑采用规格为 φ800/609，t =16钢支撑。在基坑开挖过程中严格遵循随挖随撑，严禁超挖”的原则。
附属结构大部分采用1道混凝土支撑+1道钢支撑，部分较深附属基坑多增设一道钢支撑兼做换撑。附属基坑降水、开挖可参见车站主体工艺。
3、主体结构施工
根据施工缝及变形缝设置原则，本工程主体结构拟划分为10段进行分段施工。横向施工缝间距一般不大于25m，控制在纵向柱距1/4～1/3跨附近且有效避开楼梯口、电梯井口、附属出入口、通道等结构。主体结构随基坑开挖顺序进行施工，采用分段平行流水作业方法。车站及附属结构模板支撑体系采用φ48mm×3.5mm碗扣式满堂脚手架，侧墙拟采用15mm厚的胶合板+背楞体系，泵送商品砼入模。
2-7-2 基坑围护施工方案
大智路站为地下二层14m岛式站台车站，共设四个出入口，二组风亭，车站主体及附属工程均采用明挖法施工。
主体围护结构采用1000mm厚地下连续墙+内支撑体系，地下连续墙底面位于车站基坑底面以下15m，墙底位均位于粉砂层。地下连续墙采用C30水下混凝土分段浇筑，采用I400×860×10×10型钢接头，最不利幅钢筋笼总重约42T，地连墙共102幅。
车站基底采用φ850@600三轴搅拌桩裙边抽条加固，加固深度为基底至基底以下3m。主体围护结构阴阳角处及围护结构接缝处采用φ800@650三重管高压旋喷桩加固，加固深度为地面至基底以下3m。
附属围护结构采用φ800@1000钻孔灌注桩+内支撑结构体系，Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号出入口及2号风亭桩底位于基坑底面以下13m，Ⅳ号出入口及Ⅰ号风亭桩底位于基坑底面以下16m，钻孔灌注桩采用C30水下混凝土浇筑。
1、地下连续墙
1）施工顺序
地下连续墙采用跳挖法进行施工，静态泥浆护壁，接头采用H型钢。主体地下连续墙每12个槽段为一循环，每6个槽段为一组，采用跳跃式开挖，第一组开挖完成后，退回进行第二组开挖，采用流水作业，地下连续墙接头采用工字钢。地下连续墙施工顺序见图2-7-3：
图2-7-3 地下连续墙施工顺序图
2）地连墙施工工艺
图2-7-4 地下连续墙施工工艺流程图
3）导墙施工
① 导墙沟槽开挖
导墙分段施工，分段长度根据模板长度和规范要求，一般控制在30～50m。导墙开挖前根据测量放样成果，地下连续墙的厚度，实地放样出导墙的开挖宽度。导墙沟槽开挖采用反铲挖掘机开挖，翼缘底侧采用10cmC15素混凝土垫层，侧面人工进行修直，坍方或开挖过宽的地方做120砖墙外模。为及时排除坑底积水，在坑底中央设置排水沟，在一定距离设置集水坑，用抽水泵外排。在平面上导墙施工接头与地下连续墙接头错开。在开挖导墙时，若有废弃管线等障碍物进行清除，并严密封堵废弃管线断口，防止其成为泥浆泄漏通道。为了保证工期，使白天和雨天挖槽不能外运时也可进行挖槽作业，在施工现场布设一个集土坑，供白天和雨天临时堆放挖槽湿土，晚上集中装土外运。
②导墙的钢筋混凝土施工
导墙沟槽开挖后立即将导墙中心线引至沟槽中，将预先用方木制作好的底模放入槽内并调整至设计位置，再用自拌低标号混凝土固定。底模施工结束后绑扎导墙钢筋，导墙钢筋施工时按设计规格和间距双层双向布置，水平钢筋置于内侧，钢筋施工结束并经“三检”合格后，填写隐蔽工程验收单，报甲方、监理验收，经验收合格后进行下道工序施工。为确保导墙施工质量，在施工前先检查模板的平整度。
③导墙模板
侧墙模板采用组合钢模板，模板加固采用钢支撑头加钢管支撑加固，支撑的间距不大于1米，模板加固牢固，严防跑模，并保证轴线和净空的准确，混凝土浇注前先检查模板的垂直度和中线以及净距是否符合要求，经“三检”合格后报甲方、监理通过方可进行混凝土浇注。
④导墙混凝土
混凝土浇注采用人工与反铲配合，混凝土浇注时两边对称交替进行，严防走模。如发生走模，立即停止混凝土的浇注，重新加固模板，并校正到设计位置后，方可继续进行浇注。混凝土的振捣采用插入式振捣器，振捣间距根据振捣器的有效范围确定，防止振捣不均，同时也防止在一处过振而发生走模现象。
⑤ 模板拆除
混凝土达到一定强度拆除模板。拆模后立即再次检查导墙的中心轴线和净空尺寸以及侧墙混凝土的浇筑质量，如发现侧墙混凝土侵入净空或墙体出现空洞及时修凿或封堵，并召集相关人员分析讨论事故发生原因，制定出相应措施，防止类似问题再次发生。模板拆除后立即架设100×100mm木支撑，支撑上下各三道，间距1.0m。经检查合格后报甲方、监理验收，验收后立即回填，防止导墙内挤。同时在导墙顶翼面上用红油漆做好分幅线并标上幅号。
（1）地下连续墙成槽施工
成槽是地下连续墙施工中的关键工序，挖槽约占地下连续墙工期的一半，因此提高挖槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以成槽的精度和质量是保证地下连续墙质量的关键之一。
1）单元槽段分幅
地下连续墙标准槽段宽度5m一幅，对拐角等特殊地段，满足槽壁机最小施工宽度的要求。
2）成槽开挖宽度
单元槽段成槽前，先根据本幅槽段的分幅宽度b，加H型钢接头外露宽度C，考虑成槽时左右垂直度的偏差外放200mm，则先施工幅的开挖宽度为b+2c+400mm。这样以保证成槽结束后接头管和钢筋笼能顺利下放到位。同时尽量避免单元槽段之间的接头位置设在转角处。
3）单元槽段开挖顺序
单元槽段成槽时采用“三抓”开挖，先挖两端最后挖中间，使抓斗两侧受力均匀。在转角处部分槽段因一斗无法完全挖尽时或一斗能挖尽但无法保证抓两侧受力均匀时，根据现场实际情况在抓斗的一侧下放特制钢支架来平衡另一侧的阻力，防止抓斗因受力不匀导致槽壁左右倾斜。
4）成槽开挖
槽壁机定位后，抓斗平行于导墙内侧面，抓头下放自行坠入导墙内，不允许强力推入，以保证成槽精度。成槽时不宜满斗挖土，当抓斗提升到导墙顶面时，稍停，待抓斗上泥浆滴净后，再提升转运到临时堆土场，以防泥浆污染场地。掉在导墙上的泥土清至槽孔外，严禁铲入槽内。抓斗挖土过程中，上、下升降速度均缓慢进行，抓斗还要闭斗下放，开挖时再张开，以免造成涡流冲刷槽壁，引起塌孔。抓斗下放挖土时，抓斗中心对准放于导墙上的孔位中心标志，保成槽位置正确。土层成槽：槽壁机液压抓斗的冲击力和闭合力满足强风化岩以上地层成槽，成槽过程中，严格控制抓斗的垂直度及平面位置，尤其是开槽阶段。仔细观察监测系统，X，Y轴任一方向偏差超过允许值时，立即进行纠偏。抓斗贴临基坑侧导墙入槽，机械操作要平稳。并及时补入泥浆，维持导墙中泥浆液面稳定。
图2-7-5 地下连续墙成槽施工
（2）地下连续墙钢筋笼施工
1）钢筋笼制作
钢筋笼根据地下连续墙墙体设计配筋和单元槽段的划分来制作。钢筋笼制作在专门搭设的加工平台上进行，加工平台保证平台面水平，四个角成直角，并在四个角点作好标志，以保证钢筋笼加工时钢筋能准确定位和钢筋笼标准横平竖直，钢筋间距符合规范和设计的要求。钢筋笼均采用整体制作成型，所有纵横向钢筋相交部位点焊，增加钢筋笼的整体刚度。钢筋笼施工前先制作钢筋笼桁架，桁架在专用模具上加工，以保证每片桁架平直，桁架的高度一致，以确保钢筋笼的厚度。钢筋笼在平台上先安放下层水平分布筋再放下层的主筋，下层筋安放好后，再按设计位置安放桁架和上层钢筋。考虑到钢筋笼起吊时的刚度和强度的要求，幅宽6m钢筋笼采用4榀主桁架，桁架间距不大于1500mm。钢筋笼制作时同步进行超声波检测管安装。声测管的分节长度跟钢筋笼的分节情况基本一致。声测管与钢筋笼主筋之间每隔2m用铁丝绑扎临时固定，现场对接时先将管道对好，在调整管道的位置，保证管道顺畅后再进行安装。
钢筋笼制作技术要求如下：
纵向钢筋的底端50cm范围内稍向内侧弯折以避免吊放钢筋笼时擦伤槽壁，但向内侧弯折的程度不影响浇灌混凝土的导管插入。在密集的钢筋中预留出导管的位置，以便于灌注水下混凝土时插入导管，同时周围增设箍筋和连接筋进行加固。为防止横向钢筋有时会阻碍导管插入，钢筋笼制作时把主筋放在内侧，横向钢筋放在外侧，槽段的每幅预留两个混凝土浇注的导管通道口，两根导管相距2～3米，导管距两边1.5米，每个导管口设4根通长的φ16导向筋，以利于混凝土灌注时导管上下顺利。钢筋笼的主筋采用闪光对焊连接，主筋与水平筋采用点焊连接，在混凝土腰梁部位预埋φ20@500钢筋，竖向预埋三排，施工腰梁时板直锚入；标准段地连墙与钢支撑（800/609mm）结合部位分别预埋规格为1100*1100mm及（1000*1000mm）厚度均为20mm的Q235材质钢板，施工过程中钢板与钢筋笼主筋满焊且严格控制钢板的定位。主筋与水平筋的交叉点除四周、桁架与水平筋相交处及吊点周围全部点焊外其余部分采用50％交错点焊。为保证钢筋的保护层厚度，在钢筋笼外侧焊定位垫块，钢筋笼内预埋件与钢筋笼水平筋点焊固定，防止钢筋笼起吊时脱落。为了增加钢筋笼的整体稳定性，在钢筋笼外侧布设X形剪力拉筋Φ20@5000。
2）工字钢制作及焊接
地连墙接头工字钢为10mm钢板焊接而成，长度与钢筋笼长度相等，翼缘板长度为400mm、腹板长度为840mm，腹板将翼缘板分为150mm及250mm，钢板采用焊接，焊缝不得低于10mm，工字钢制作完成后需与地连墙钢筋笼横向钢筋连接，并符合焊接规范要求。
3）钢筋笼吊放
钢筋笼起吊采用180t履带吊作为主吊，80t履带吊作为副吊（行车路线离槽边不小于3.5m），直立后由180T履带吊吊装钢筋笼入槽。地下连续墙钢筋笼起吊采用钢扁担10点起吊法，详见下图所示。起吊时两台吊机同时平行起吊，然后缓慢起主吊，放副吊，直至钢筋笼吊竖直。吊点设于桁架筋上，施工时根据每种墙型及其重量以及吊装等情况确定吊点位置，以保证钢筋笼在起吊过程中的变形控制在允许的范围内。
（3）地下连续墙混凝土灌注
为保证水下灌注混凝土的质量，选定配合比时除了满足结构强度要求外，还考虑坍落度指标，保证混凝土具有良好的和易性和流动性。水泥采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，并根据设计规定掺加定量外加剂；混凝土的和易性符合导管法灌注的要求指标，抗压强度等级、抗渗性能及弹性模量指标均满足设计要求。采用商品混凝土进行灌注，定时检测商品混凝土各项指标以保证达到上述各项要求。连续墙混凝土设计强度等级、混凝土的坍落度符合规范及水下混凝土要求。采用导管法灌注水下混凝土。混凝土浇灌采用龙门架配合混凝土导管完成，导管采用法兰盘连接式导管，导管连接处用橡胶垫圈密封防水。
2、临时立柱桩
（1）设计概况
大智路车站主体支撑立柱系统采用钢构格柱+混凝土钻孔灌注桩基础。车站临时中立柱桩在施工时作为围护结构的临时支撑，后期基础桩作为车站结构的抗拔桩。大智路站主体围护结构内有26根临时立柱桩，桩底位于粉砂层。灌注桩直径为1.2m，桩身混凝土强度等级水下灌注C30。坑底至桩底标高放置钢筋笼。地面往下1m至坑底下3.6m为独立的钢立柱，钢格构柱截面尺寸550×550mm，主受力构件为4L160×16mm等肢角钢，缀板为4—500×300×12mm。钢筋笼主筋为20根Ф20的螺纹钢。临时立柱桩主筋净保护层厚度为70mm。
本工程钻孔灌注桩及临时立柱桩均采用正循环工艺施工。钻孔灌注桩钻进、钢筋制安、灌注工艺同临时立柱桩。
（2）立柱桩成孔施工工艺及方法
立柱桩主要包括钢构格柱和钻孔灌注桩两部分，上部钢立柱为钢格构柱，下部立柱桩为钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。
1)钻孔灌注桩平台及便道施工
为保证钻机平整及控制钻进过程的沉降，钻机下铺垫4根长6m枕木，断面尺寸为20×20cm。钻孔灌注桩施工前，完成施工区域内的临时道路以及清表和钻孔平台建设工作，临时施工道路宽4.0m，满足25t及以上吊车行走及作业的需要。为避免雨季施工时作业区受雨水浸泡，在平台范围外侧设置土沟，并顺接到既有排水沟，做到场内无积水。
2)测量放样
采用全站仪和水准仪时进行施测及复测,确定桩位,桩位坐标必须复核无误后方可使用。桩位确定后,在不易破坏的地方设立保护桩,以备经常校核,防止桩心移位。放样后由主管技术进行复核确认无误后，报检监理工程师检验，检查合格后进入下一道工序。施工中对护桩要妥善保护，不得移位或丢失。
3)护筒制作及沉放
桩位放样完成后用挖掘机开挖护筒埋设基础,开挖宽度应超过护筒半径0.5m～1.0m,护筒就位后人工锤击压实,护筒平面偏位控制在50mm内,旱地位置护筒顶面高出地面0.3m,护筒埋设时由护桩校核护筒位置,并严格控制护筒垂直度,保证垂直度≤1%,护筒安放就位，基础回填50cm粘土，外侧回填粘土并夯实填平。
4）钻孔过程中泥浆性能的检测
（3）立柱桩钢筋笼、钢立柱制作定位施工工艺
格构柱基础钢筋笼加工
1）钢筋笼采用现场加工制作，将钢筋笼进行分段加工，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制。钢筋笼主筋采用焊接，连接形式满足规范要求；主筋与加强筋采用焊接，焊接必须牢固，以保证钢筋笼的刚度满足吊装要求；主筋与箍筋采用点焊。
2）钢筋笼主筋保护层厚度为70mm，为保证基础灌注桩的保护层厚度，采用钢筋“耳朵”的方法。钢筋“耳朵”焊在钢筋笼主筋外侧，间距1.5m。
3）钢立柱必须插入钢筋笼基础中4m。
立柱桩上部钢立柱加工
钢立柱采取现场整体加工制作，采用550×550mm，主受力构件为4L160×16mm等肢角钢，缀板为4—500×300×12mm。钢立柱加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制，角钢与钢板之间连接形式采用焊接，焊接施工及验收严格遵循《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2003）的有关要求。
钢立柱与钢筋笼连接
现场钢筋笼和钢立柱加工完成后，将钢筋笼和钢立柱进行连接，按照要求设计要求钢立柱必须插入基础3.6m，钢立柱与钢筋笼主筋连接，连接形式采取焊接连接，连接筋与钢板焊接要求焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤，焊接接头区域不得有肉眼可见裂纹，咬边深度、气孔、夹渣等缺陷满足《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）的有关要求，连接筋与钢筋笼主筋连接采用单面搭接焊，施工中钢筋笼和钢立柱连接必须牢固，以保证格构柱的刚度满足吊装要求。格构柱定位检测及误差要求、格构柱吊放、混凝土浇筑。
图2-7-6 临时立柱施工
图2-7-7 临时立柱拆除
3、三轴搅拌桩
（1）设计概况
大智度站基底采用∅850@600三轴搅拌桩进行裙边抽条加固，加固范围3850×3000 mm，加固深度为地面至基底以下3米。Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号出入口、换乘通道基坑基底采用φ850@600三轴搅拌桩进行满堂加固，加固深度为基坑底以下3000mm；Ⅳ号出入口及1号风亭、2号风亭基坑基底采用φ850@600三轴搅拌桩进行裙边加固，加固范围3850×3000mm。基底加固应在基坑开挖前完成，加固后28天无侧向单轴抗压强度不小于1.0MPa。若达不到设计要求应及时采取弥补措施，抽芯数量不少于总桩数的2%，且不得少于3根。地面至基地处采用弱加固，弱加固土体水泥掺量为7%；基地及其以下3m范围为强加固区域，强加固土体水泥掺量为15%，采用42.5普通硅酸盐水泥。
（2）施工工艺及方法
深层搅拌桩定位→第一次预搅下沉→配制水泥浆→第一次喷浆搅拌、提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩、重复以上工序。搅拌桩加固拟采用两喷两搅施工工艺，首次喷浆量控制在60%，二次喷浆量控制在40%，根据工艺试桩情况做相应调整。
4、高压旋喷桩
（1）工程概况
大智路站主体围护结构阳角处及围护结构接缝处采用∅800@650三重管高压旋喷桩加固，附属围护结构钻孔灌注桩采用三重管高压旋喷桩作为止水帷幕，高压旋喷桩采用三重管工艺施工，用作止水帷幕时布置方式为Φ800@600，用作地基加固时布置方式为Φ800@650，施工时要求垂直度不大于1/200。地基加固高压旋喷桩深度基地以下3m；止水帷幕高压旋桩深度同围护结构钻孔桩，施工用喷浆水泥采用P.0 42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.8。施工完毕后应进行抽芯检测。28天后其无侧限抗压强度应不小于1.0MPa， 渗透系数应小于1.0×10-7cm/s。
（2）施工准备
施工前先平整场地，按设计图纸布设钻孔的具体桩位。施工机械安装到位，泥浆制备准备工作就绪。正式施工前，先进行现场试验性施工，记录各项旋喷参数，待水泥强度达到设计要求后，通过桩身取芯、现场开挖等手段对试验桩进行检验，以确定正式施工中采用的各项技术参数和浆液配合比。
（3）旋喷施工
2-7-3 基坑支护、开挖及回填施工方案
基坑开挖前需对基坑降水，降水工程完成后，须对降水井进行有效封闭，封闭原则为“以砂还砂，以土还土”，进行封闭，其上以钢板将井口满焊。
（1）钢筋混凝土支撑
1）冠梁+钢筋混凝土支撑体系
本工程围护结构顶设置钢筋混凝土冠梁，将地下连续墙（钻孔桩）连接为整体，与支撑梁、斜支撑梁连接，形成一个平面框架支撑体系。冠梁、支撑梁、连杆分单元整体浇筑。冠梁施工安排在围护结构地下连续墙（钻孔桩）施工完成后与支撑梁、连杆分段组织施工。其模板采用组合钢模板，现场绑扎钢筋，商品混凝土运至现场灌注，插入式振动器捣固密实，洒水养生。
2）冠梁施工工艺流程
开挖至冠梁底标高→人工破除墙（桩）顶浮浆→摊平压实支模施工工作面→绑扎冠梁钢筋→支模→浇注冠梁混凝土→养生。与支撑梁连续浇筑。按冠梁底标高人工用风镐凿除桩顶松散混凝土。破除完墙（桩）顶后，平整底面，在墙（桩）范围之外浇注C20混凝土垫层，作为底模。钢筋采取集中加工，现场绑扎，并符合设计和规范要求，冠梁主筋接长采用单面搭接焊，焊缝长度不小于10d；围护结构主筋锚入冠梁长度按照设计埋设。冠梁及混凝土支撑模板采用组合钢模板，采用ф48mm脚手架钢管配合斜撑进行加固。钢管水平向设两道，竖向间距不大于1米。模板经过除锈、打磨，表面平整、光滑，并支撑牢固。靠基坑侧用支撑加固钢模板，确保混凝土浇筑过程中不漏浆、跑模。混凝土浇注采用汽车输送泵，混凝土振捣采用插入式振捣器，以混凝土表面泛浆、无大量汽泡产生为止，严防混凝土振捣不足或过振。冠梁及混凝土支撑混凝土浇筑后，覆盖麻袋或草包，并进行保湿养护。冠梁及混凝土支撑混凝土强度达到要求后进行下步施工。
图2-7-8 冠梁浇筑
（2）钢支撑施工
1）钢支撑的选材
本工程钢支撑采用Ф800/609×16mm钢管支撑，钢支撑进场时项目部安排专人负责检查和验收，确保钢管支撑材料的质量，以免在今后使用过程中发生意外事故。每根钢支撑由固定尺寸的中间节、非定量的调整节、活络头和固定头组成。
2）钢支撑的安装
根据土方开挖的安排，提前配齐该开挖段所需的钢围檩、支撑及垫块等，并将钢管装配到设计长度，等待工作面挖出后进行安装。第一层土方开挖后，两侧地连墙需整平并将预埋钢筋凿出，安装围檩每段土方的两根钢支撑要立即同时安装，同时施加预应力，第二层土方开挖后则每段土方每根钢支撑随挖随撑。工作面挖出后，量出两个相对应接触点之间距离以校核已拼装好的支撑长度，长度适当后即在钢腰梁上烧焊牛腿，端头井斜撑处还需烧焊斜撑支座。在牛腿或斜撑支座焊接完成后用履带吊进行支撑架设；架设时要保证支撑与墙面垂直，位置适当, 保证钢支撑两端用钢丝绳悬吊，确保钢支撑不掉落。
图2-7-9 钢支撑施工
3）钢支撑预应力施加
4）钢支撑的拆除
在底板施工完成达到设计强度后先施工第四道钢支撑以下侧墙，侧墙达到设计强度后，拆除第四道钢支撑施做换撑再拆除第三道钢支撑，后进行后续侧墙及中板施工。在底板、中板和顶板施工过程中，根据施工进度合理安排支撑的拆除。拆除钢支撑时，先用汽车吊把钢支撑两端吊挂，在钢支撑活动端用千斤顶加力，在达到钢楔松动时，拔除钢楔，让吊车慢慢受力，然后千斤顶回油，进行钢支撑卸载。汽车吊把支撑吊离基坑，放到指定的堆放地点。
图2-7-10 钢支撑拆除
（3）混凝土角撑施工
（4）桩间网喷施工
（5）基坑开挖
1）基坑开挖采用“纵向分段、竖向分层先撑后挖”的原则明挖施工。
2）基坑支撑下土方采用小型挖掘机倒拨至明挖区，利用普通或长臂挖掘机挖装土方，自卸汽车覆盖外运。
3）基坑开挖过程中掌握“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，在长条形基础的开挖中，分层后再分段开挖，在第一、二道支撑中的土层中开挖，每小段开挖宽度一般为6m左右。小段土方要在16小时内完成，随即在8小时内安装好该小段的支撑并施加预应力；在第三、四道支撑的土层开挖，每小段开挖宽度一般为3m左右，小段土方要在8小时内完成，随即在8小时内安装好该小段的支撑，并施加预应力。
4）机械开挖土时，坑底应保留200～300mm厚土层，用人工挖除整平，以便防止坑底土被扰动。
图2-7-11 基坑开挖示意图
（6）土方外运、土方回填
回填土施工待结构顶板及防水保护层的砼强度达到设计要求后，才可开始，回填时注意加强对管线的保护。土方回填分层进行并压实，回填时对每层的填土厚度严格控制。结构顶板以上500mm内采用粘土人工回填并夯实，其余部分采用机械回填。
图2-7-12 土方回填
（7）路面恢复
土方回填好后，进行路面工程施工。按照招标文件要求，道路恢复工程含80cm厚土路床处理、30cm水泥稳定碎石基层、25cm C35砼路面、7cm厚粗粒式沥青砼面层、5cm厚中粒式沥青砼面层，施工时应严格按照相关规范要求进行，确保施工质量。
2-7-4 主体结构施工方案
大智路站板和梁模板支撑体系采用φ48mm×3.5mm碗扣式钢管满堂脚手架，主体结构施工过程中侧墙与中板及顶板同期浇筑，垂直碗扣支架兼做侧墙支撑体系。主体结构施工总体为流水性施工作业，总体遵循分段分层施工。大智路车站主体施工流程如下：基底清理找平→接地网施工→底板垫层施工→底板防水保护层施工→防水保护层施工→站台层结构施工→立柱、第四道钢支撑以下侧墙施工→第四道钢支撑以上中板以下侧墙施工→站厅层楼板结构施工→立柱、站厅层侧墙施工→顶板结构施工→顶板防水层铺设→土方回填→路面恢复。
车站主体施工主要工序流程图如下：
（1）钢筋工程
本工程钢筋具有数量多、规格多、直径粗等特点。特别是梁、柱、板交接处的钢筋相当密，施工要求高。钢筋进场时，应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件做力学性能试验，保证其质量符合有关标准的规定。当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常时要对该批钢筋进行化学成份检验或其他专项检验。进场钢筋必须有出厂证明、材质保证书、相关的试验检验资料、有关物理性能及材质标准，合格的钢筋方可使用，进场钢筋必须挂牌分级分类堆码。
1）钢筋制作
钢筋制作前应首先读懂读透结构图纸，领会设计意图，根据设计图纸对各编号钢筋放样，形成钢筋下料单。钢筋下料单必须标明钢筋编号、型状、尺寸、数量。下料前首先对下料单逐一进行核实，核实无误后进行下料，按编号分类挂牌堆码，便于制作时使用。钢筋制作前，首先试运行各种钢筋加工机械是否能正常运转，检查弯曲机芯轴是否与加工钢筋直径，弯曲半径相符，对焊机配置电源能否满足钢筋预热，熔化参数的要求等，各项准备工作完成后进行试加工，试加工钢筋的各项指标均能达到设计要求后，进行批量加工，加工好的钢筋应按编号分类堆码整齐，堆码执行先安装的钢筋离安装地点越近，反之越远的原则。
2）钢筋安装
钢筋安装前应首先检查框架轴线，边线是否正确，理顺钢筋安装顺序，本着由外至内，由下至上的原则进行钢筋安装。安装上层钢筋前应先安装支撑铁(俗称马凳)，高度根据底(顶)板厚度减去保护层及上下排受力筋直径计算。严禁支撑铁直接放置在基底的防水毯上，以避免损坏防水毯的防水性能。
（2）垫层施工
1）垫层浇筑前及结构施工期间，将地下水位控制到垫层底以下1.0m。并注意对管井的保护；
2）垫层采用200mm厚C20混凝土，灌注前认真检查、核对接地网线。垫层施工时采用商品砼泵送入模，平板振动器振捣，分段连续浇注成型；
3）因为底板直接在已做好的垫层上施工，为向底板施工创造条件，在垫层施工时注意以下几点：
①采用人工开挖一次成型，避免二次开挖扰动原状地基，增加回填数量和施工难度。
②根据预先埋设的标高控制桩控制垫层施工厚度满足设计要求，并及时收面、养护，确保垫层面无蜂窝、麻面、裂缝。
图2-7-13 垫层施工
（3）底板施工
1）底板施工的纵向水平分段的垂直施工缝设置在结构受剪力较便于施工的部位，并注意保证车站内部设施（如水池、电梯井、出入口等）的完整性，基底底板为保证防水不设置纵向施工缝。
2）底模板及支撑体系
①底板钢筋及部分侧墙绑扎完成，对底板外侧及内侧倒角进行立模施工。
②底板施工时在侧墙预留水平施工缝位于地板刃脚上20cm处。底纵梁与底板同时施工。
③底板模板采用厂制新定型组合钢模板组拼而成，面板厚4mm，具有良好的强度和刚度。
④底板与侧墙、底板与底纵梁处的倒角模整体一次性拼装，拼装时两模板间粘胶带以防止砼施工时漏浆。
3）底板施工步骤
①先测量放样，测量出底标高和坡度。
②地面加工好的钢筋从钢筋笼半成品吊入基坑内绑扎，检查合格后安装模板、各种预埋件，经监理工程师同意后浇注底板砼，采用泵送商品砼入模。
③泵送混凝土入模，分层分段对称浇注至设计标高。采用插入式振捣棒为主，附着式振捣器为辅保证立柱混凝土密实度。
图2-7-14 浇筑底板
（4）中立柱施工
底板及底梁施工完毕且强度符合要求后，可进行立柱施工。立柱采用C50混凝土。本工程方柱截面尺寸为700mm×1200mm，采用15mm厚胶合木模板，尺寸为2.44× 1.22 m。内楞100×50木方竖向布置，横向布置5道方木，纵向布置4道方木。外楞Φ48×3.5双钢管水平向布置，间距400 mm，M14对拉螺杆间距400×400 mm，底部四周对称设置斜撑，木模板竖向接缝处加强一圈柱箍。
图2-7-15 施工立柱
（5）顶板（中板）、侧墙施工
1）本工程顶板厚度为800mm，支架搭设按最不利高度6.8m来验算。经验算采用φ48×3.5mm的碗扣式钢管搭设满堂架支撑系统。立杆的纵距0.6m，立杆的横距0.9m，立杆的步距 h=1.20m。支架体系采用15mm厚胶合板作为面板，横梁为0.05m×0.1m方木，跨径0.6m，方木中心间距0.30m。纵梁采用0.1m×0.1m方木兼做托梁。
2）中板厚度为400mm，支架搭设最不利高度7.65m验算。经验算采用φ48×3.5mm碗扣式钢管搭设满堂架支撑系统，立杆的纵距0.90m，立杆的横距0.90m，立杆的步距 h=1.20m。面板采用15mm厚胶合板，横梁为0.05m×0.1m方木，跨径0.9m，方木中心间距0.30m。纵梁采用0.1m*0.1m方木兼做托梁。
图2-7-16 浇筑侧墙
图2-7-17 施工中板
图2-7-18 拆除第二道支撑
图2-7-19 顶板浇筑
（6）梁模板施工
模板采用15mm厚的胶合板，尺寸为2.44×1.22m，梁下模板支撑50×100mm木方间距200 mm，平行于梁截面布置，顶托梁采用100×100mm木方，下翻梁M14对拉螺杆上下设置2道，主楞到梁底距离依次是：200mm，600mm，前后间距为400 mm。梁边主楞采用双钢管，次楞采用单方木，次楞间距400mm。采用可调支撑托节点，梁两侧翼边设一根立杆，立杆间距为1.20m。1200×2000mm梁底每排设5根立杆，垂直跨度方向的纵排400 mm，沿梁跨方向立杆间距与碗扣架同步，垂直梁跨方向采用钢管铰接。
图2-7-20 梁板施工
（7）侧墙模板
施工中侧墙与板一起浇筑。侧墙采用φ48×3.5mm碗扣式满堂支架，配合φ48×3.5mm钢管、扣件、顶托组成支撑系统。侧墙模板采用15mm厚的胶合板，尺寸为2.44×1.22m，模板背侧设100×100mm的木枋竖带（间距0.3m），之外设100×100mm方木横带（间距0.6m），与板施工时碗扣支架体系共同受力，竖向间距0.6m，沿基坑向间距0.6m（负一层）/0.9m（负二层）。杆件两端采用可调节托撑对口支撑在基坑两侧的侧墙模板外竖带上。
（8）剪刀撑搭设
（9）脚手架搭设与拆除
图2-6-1 地铁车站施工虚拟仿真实验完整实施过程实验教学采用线下与线上结合的方式进行。 线下主要由学生自主学习地铁车站的构造布置、施工方法、施工流程以及注意事项等理论知识，然后按照老师要求进行仿真练习，熟悉整套仿真系统的使用方法及步骤。 线上主要由专业教师进行集中教学管理、资源管理、考核管理等。而学生可以通过网络平台进行相应的地铁车站施工仿真操作练习，根据对系统嵌入的各文本、图片、动画和视频等素材资源的查看学习，随时针对发现的问题与专业教师交流。实验教学当中，教师通过提问、质疑和引导等方式，提高学生动手解决实际问题能力的同时，并可以对地铁施工方面提出新的想法，激发学生的创造潜能。教师可根据具体的课程需要进行线上的仿真试验考核，掌握学生的学习动态和学习效果，督促学生学习，提高学生学习的积极性和学习的有效性。 3)实施效果 通过人机互动可视化的仿真实验，能有效提高学生的兴趣，调动学生学习的积极性。生动形象的地铁车站施工全过程再现，让学生真实的感受到施工的场景，帮助学生掌握和巩固相关理论知识。实验采用3D虚拟现实技术，为学生逼真展现地铁车站的功能分区、各种土木工程材料的分类和性能、施工机械的种类和适用范围，对学生熟悉和掌握整个地铁车站结构布置、地铁车站的施工流程具有重要的指导意义。 虚拟仿真实验可以满足土木工程专业三年级约400名学生的实习需求，同时也为大一大二学生提供现场实践观摩的场景，每年节省了实习经费约12万元，并且有效地解决了土木工程专业实践教学环节遇到的诸多难题（场地和实习时间限制、施工周期长、资源消耗大及具有一定危险性等）。地铁车站虚拟仿真实验教学项目的推广使用，可以更好地让学生理解所学理论知识，做到理论和实践的有效结合。通过可视化操作，调动学生学习兴趣、激发创新创造能力。目前虚拟仿真实验在学校内进行了共享，在教学水平提高、教学资源整合及激发学生兴趣方面获得师生好评。图2-8-1 车站平面图
图2-8-2 车站标准横断面图 （2）基于虚拟网络互动参数化实验操作平台，熟悉各种混凝土标号及强度指标、钢筋型号和力学参数、围护结构类型、以及相关材料和工具等。 答：各种土木工程材料、工程机械及维护结构各参数如下：
工程机械：挖掘机、装载机、推土机、塔吊、卷扬机、混凝土搅拌车、旋挖钻机和打桩机等； 围护结构：墙板式桩、钢板桩、灌注桩、SMW工法桩、地下连续墙、水泥土挡墙／水泥土搅拌桩。 （3）根据动态演示的地铁车站周边环境，结合设计的车站主体结构平纵断布置形式，制定详细的地铁车站施工方案。 答：采用明挖顺作法施工的大智路车站工程，总体施工方案简述如下： 1）围护结构 主体围护结构采用1000mm厚地下连续墙，主体结构采用钢筋混凝土框架结构。 采用地下连续墙施作为维护结构，为了防止成槽过程中，对相邻槽段造成影响，施工时采用间隔跳槽施工。车站临时中立柱桩在施工时作为围护结构的临时支撑，后期基础桩作为车站结构的抗拔桩。临时中立柱采用Φ1200mm的钻孔桩，下部为钢筋混凝土结构，上部为钢格构柱支撑。临时中立柱采用旋挖钻机成孔，泥浆护壁，水下灌注C30混凝土成桩。附属结构采用φ800@1000钻孔桩围护，外侧施做φ850@600高压旋喷桩止水，桩间网喷C20钢筋混凝土。结构采用钢筋混凝土框架结构。 2）基坑降水、开挖及支护 本站基坑总面积5770m2，共设27口降水井、2口观测井及回灌井（数量根据实际抽水试验情况相应调整），施工期间须保证承压水头降到基坑底面下2m。降水采用基坑内管井降水，采用水压法施工，降水井成孔直径为600mm。深度为37.5m, 其中井壁管长度22.5m,过滤管长度15m，管径250mm。基坑开挖前按设计做好降水井，降水达到设计要求后，方可进行基坑开挖。车站主体基坑采用明挖顺做法施工。基坑开挖采用从两端向中间“纵向分段，竖向分层”的方法进行，基坑采用多型号挖掘机配合挖装，自卸汽车运输。基底从上30cm采用人工清底。车站主体基坑采用四道支撑+1道换撑进行开挖临时支护。其中第一道支撑采用800×900mm钢筋混凝土米字型支撑，混凝土等级为C30；第二道至第四道以及一道换撑采用规格为 φ800/609，t =16钢支撑。在基坑开挖过程中严格遵循随挖随撑，严禁超挖”的原则。附属结构大部分采用1道混凝土支撑+1道钢支撑，部分较深附属基坑多增设一道钢支撑兼做换撑。附属基坑降水、开挖可参见车站主体工艺。 3）主体结构施工 根据施工缝及变形缝设置原则，本工程主体结构拟划分为10段进行分段施工。横向施工缝间距一般不大于25m，控制在纵向柱距1/4～1/3跨附近且有效避开楼梯口、电梯井口、附属出入口、通道等结构。主体结构随基坑开挖顺序进行施工，采用分段平行流水作业方法。车站及附属结构模板支撑体系采用φ48mm×3.5mm碗扣式满堂脚手架，侧墙拟采用15mm厚的胶合板+背楞体系，泵送商品砼入模。 （4）基于制定的地铁车站施工方案，采用人机交互方式，熟练运用匹配施工方法的施工流程和施工工艺，正确操作地铁车站施工。 答：采用明挖顺作法施工，车站具有操作过程如下： ①施做基坑维护结构-地下连续墙：主体围护结构采用1000mm厚地下连续墙+内支撑体系，地下连续墙底面位于车站基坑底面以下15m，墙底位均位于粉砂层。地下连续墙采用C30水下混凝土分段浇筑，采用I400×860×10×10型钢接头，最不利幅钢筋笼总重约42T，地连墙共102幅。
图2-8-3 地下连续墙施做 ②基坑降水。本站基坑总面积5770m2，共设27口降水井、2口观测井及回灌井（数量根据实际抽水试验情况相应调整），施工期间须保证承压水头降到基坑底面下2m。降水采用基坑内管井降水，采用水压法施工，降水井成孔直径为600mm。深度为37.5m, 其中井壁管长度22.5m,过滤管长度15m，管径250mm。基坑开挖前按设计做好降水井，降水达到设计要求后，方可进行基坑开挖。 ③浇筑第一道钢筋混凝土内撑。本工程围护结构顶设置钢筋混凝土冠梁，将地下连续墙（钻孔桩）连接为整体，与支撑梁、斜支撑梁连接，形成一个平面框架支撑体系。冠梁、支撑梁、连杆分单元整体浇筑。 ④基坑开挖。基坑开挖采用从两端向中间“纵向分段，竖向分层”的方法进行，基坑采用多型号挖掘机配合挖装，自卸汽车运输。基底从上30cm采用人工清底。自卸汽车统一运输到固定的弃土场内。
图2-8-4 基坑开挖 ⑤设置第一道钢支撑。
图2-8-5 钢支撑 ⑥采用工程机械从上往下开挖，到需设置支撑部位时，停止开挖，设置内支撑。再将基坑内水位降低到开挖体以下，机械开挖到下个支撑部位，设置内支撑。以此类推，直至开挖到基坑底部。然后浇筑地铁车站底板、外墙，从下往上依次施工，并拆除相应位置的支撑，直到整个车站施工完成。
图2-8-6 开挖至支撑部位
图2-8-7 设置钢支撑
图2-8-8 铺设垫层
图2-8-9 浇筑底板
图2-8-10 砌筑侧墙
图2-8-11 施工中板
图2-8-12顶板施工/土体回填 2-8-2 结论要求 （1）通过三维数字仿真及虚拟现实技术动态演示地铁车站的全貌，主要包括主体结构、换乘通道、候车区、进出站口、风亭、电梯井和扶梯位置等。要求学生结合所学理论知识，熟悉并掌握车站的结构和组成；结合可视化操作，在满足车站功能需求的前提下，能够对地铁车站的结构布置进行设计。 （2）基于虚拟网络互动参数化实验操作平台，动态演示各材料和器械模块，并配有相应提示和说明。学生通过练习模式，熟悉各种混凝土标号及强度指标、钢筋型号和力学参数、施工机械工作性能、围护结构类型、以及相关材料和工具等，并熟悉各自适用范围。 （3）根据动态演示的地铁车站几何尺寸和周边环境，能够总体判断车站施工对周边结构物和交通的影响，权衡影响因素的利弊关系，对比分析遴选出合适的地铁车站施工方法，确定合理的施工流程及配套施工机械，最终制定合理详细的地铁车站施工方案。 （4）基于制定的地铁车站施工方案，采用人机交互方式，熟练各种施工方法的施工流程和施工工艺，灵活运用各种土木工程材料、施工机械和围护结构，正确操作地铁车站施工。
