暗挖通道跳格法施工工法
時(shí)間:2006-10-13 16:18:00來(lái)源:wangsl
導(dǎo)語(yǔ):?北京地鐵5號(hào)線東四車站西南出入口暗挖通道長(zhǎng)42m,為平頂直墻結(jié)構(gòu),暗挖段為復(fù)合式襯砌
1 工程概況
北京地鐵5號(hào)線東四車站西南出入口暗挖通道長(zhǎng)42m,為平頂直墻結(jié)構(gòu),暗挖段為復(fù)合式襯砌,初期支護(hù)凈空5.9(寬)×4.3(高)m,設(shè)有中隔壁,CD法開(kāi)挖,采用格柵結(jié)合噴射混凝土作為初期支護(hù),初期支護(hù)鋼格柵主筋4Φ22,格柵間距0.5m,縱向連接筋Φ22,環(huán)向間距1.0m,C30防水混凝土襯砌,襯砌外包2mm厚ECB防水板全封閉防水,防水等級(jí)一級(jí),表面不允許有濕漬。西南出入口通道位于東四路口西南角,暗挖下穿東四南大街,東四南大街為南北交通要道,車流量大,暗挖頂部覆土厚度5m~5.6m,土質(zhì)為雜填土、砂粘土。暗挖下穿東四南大街,地下有φ1.0m的污水管、φ0.8m的污水管、φ0.4m的給水管。
2 施工方法
2.1 工藝流程
西南通道出入口采用CD法開(kāi)挖,以往出入口襯砌一般采用分幅法施工,即導(dǎo)洞開(kāi)挖完成后,先襯砌左導(dǎo)洞半輻混凝土,采用臨時(shí)型鋼支撐替換中隔襯期支護(hù)臨時(shí)支撐,東四站西南出入口采跳格法襯砌混凝土,施工流程見(jiàn)圖1。
2.2 施工原理
暗挖通道初期支護(hù)斷面一般由若干個(gè)小導(dǎo)洞合并而成。破除中隔壁,進(jìn)行防水襯砌是施工中的關(guān)鍵技術(shù)。采用跳格法襯砌邊墻和頂板,通過(guò)減小襯砌長(zhǎng)度,達(dá)到全斷面破除、襯砌的目的。
采用CD法或CRD法施工的暗挖通道,襯砌時(shí)需破除臨時(shí)仰拱和中隔壁臨時(shí)支護(hù)。跳格法即是將襯砌段分為若干小段,采用分段間隔跳段法破除,減小每段的破除長(zhǎng)度,此方法可以多段間隔同時(shí)破除,以增加工作面達(dá)到加快施工進(jìn)度的目的,同時(shí)可以充分利用土體的自然拱效應(yīng),結(jié)構(gòu)檢算僅考慮自然拱以下的、短時(shí)間的荷載,配合監(jiān)控量測(cè)等措施,達(dá)到安全施工的目的,以代替早期逐段破除順序襯砌或分邊襯砌施工方法。
2.3 適用范圍
該方法適用于初期支護(hù)形式為平頂、直墻或拱形斷面,鋼格柵噴錨初期支護(hù)厚度30cm以上,二次襯砌結(jié)構(gòu)寬5m~8m,覆土厚2m以上的暗挖通道施工;類似于以上結(jié)構(gòu)的曲墻、單層地下車站局部破除、襯砌施工均可以參照本方法;遇拱頂有重要建筑物,重型車輛通過(guò),跨度過(guò)大,沉降量過(guò)大等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)在跨中適當(dāng)位置設(shè)置鋼支撐;頂部土質(zhì)松散,含水量大,淤泥及形不成自然拱的地段不適應(yīng)本技術(shù)。
2.4 跳格法優(yōu)缺點(diǎn)
(1)有利于防水板施工。做到了ECB防水板全斷面、整幅鋪設(shè),避免防水板接頭多,成品不易保護(hù)等不足。
(2)有利于鋼筋綁扎。先綁扎底板、邊墻,后綁扎頂板,類似于明挖地段的綁扎方法。避免了環(huán)向受力鋼筋設(shè)置接頭,克服了以往分邊襯砌法因設(shè)置臨時(shí)鋼支撐鋼筋綁扎困難的不足,及鋼筋接頭錯(cuò)開(kāi)困難的不足。
(3)有利于混凝土施工。通道縱向分4.8m~5.9m一段,跳格法分段流水作業(yè),全斷面襯砌,提高工效,易保證質(zhì)量。避免在底板、頂板部位設(shè)縱向施工縫,同時(shí)克服了分邊襯砌法施工因設(shè)鋼支撐損壞頂部鋼模板的不足。
(4)節(jié)省鋼支撐,操作空間大,工序之間干擾少。
2.5 施工方法
2.5.1 導(dǎo)洞開(kāi)挖支護(hù)
在相鄰的明挖段護(hù)壁樁、冠梁、土方開(kāi)挖、支護(hù)施工完畢后,布置暗挖作業(yè)面施工場(chǎng)地,安設(shè)龍門吊、空壓機(jī)、步梯等設(shè)施。按導(dǎo)洞施工順序逐步破除護(hù)壁樁,進(jìn)行導(dǎo)洞施工。導(dǎo)洞的上、下臺(tái)階相距3m~5m,左右側(cè)相距8~10m。
(1)小導(dǎo)洞施工:超前支護(hù)采用導(dǎo)管注漿固結(jié)地層,在開(kāi)挖輪廓線拱部打小導(dǎo)管,注水玻璃漿,導(dǎo)管直徑φ32mm,長(zhǎng)2.5m,間距0.33m,上仰角20o,排距1.5m,固結(jié)厚度1.0m。
(2)土方開(kāi)挖:采用人工開(kāi)挖,雙輪車運(yùn)輸,龍門吊提升到存土場(chǎng),每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺0.5m,上導(dǎo)洞掌子面留核心土,安裝格柵1榀。
(3)格柵施工:首先制作標(biāo)準(zhǔn)模具,制作樣品后試拼裝,經(jīng)檢查合格后成批加工備用。安裝格柵采用偏中線,上腰線,下腰線控制。初期支護(hù)富余量:頂部10cm(包括沉降量),邊墻5cm,底板5cm(包括防水板細(xì)石混凝土保護(hù)層)。格柵一般節(jié)點(diǎn)采用角鋼、螺栓及幫Φ22鋼筋單面焊接,焊接長(zhǎng)度不少于10d,格柵縱向設(shè)置Φ22縱向連接筋,縱向連接筋采用5d雙面焊接,在格柵內(nèi)側(cè)掛φ6、@=10×10cm鋼筋網(wǎng)。
(4)噴射混凝土:采用32.5水泥、中砂、3~5mm豆石或碎石,配比1:2:2進(jìn)行拌合,隨拌隨噴,要求拌合料在20分鐘內(nèi)使用完畢。失效拌合料及回彈料不許使用。噴射時(shí)應(yīng)按拱腳、底板、邊墻、頂板的先后順序進(jìn)行,噴混凝土完成后達(dá)到內(nèi)部密實(shí),表面平整,頂板上部無(wú)空洞。為減少沉降,噴混凝土前頂板間隔2.5m預(yù)埋φ42mm注漿管,在初期封閉成環(huán)后,注水泥漿進(jìn)行頂部充填,以保證初期支護(hù)與土體密貼。
2.5.2 襯砌施工
2.5.2.1 流水施工段劃分
襯砌采用跳格法施工,劃分流水作業(yè)施工段時(shí)應(yīng)綜合考慮以下因素:通道進(jìn)料方向;模板長(zhǎng)度;破除中隔壁長(zhǎng)度(根據(jù)跨度、初期支護(hù)配筋、覆土厚度、土質(zhì)情況,按雙向自然拱受力檢算后確定)。本通道施工作業(yè)進(jìn)料口設(shè)在西側(cè),模板長(zhǎng)度:1.2×4=4.8m;1.2×5=6.0m(包括每端搭接5cm)。破除中隔壁長(zhǎng)度為5.9m,即4.8+2×0.55(操作空間)。
2.5.2.2 模架制作
出入口模架采用16cm工字鋼及φ40mm鋼管制作,間距1.2m,縱向采用鋼管及管卡連接,底部設(shè)三角墊木調(diào)整高度,周邊采用1.2m長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)鋼模(鋼模需4mm厚鋼板制作),轉(zhuǎn)角處設(shè)置角模。二次襯砌凈空富余量:邊墻3cm,底板0,頂板5cm,頂板起拱3‰。
2.5.2.3 破除中隔壁,二次襯砌施工
(1)破除中隔壁。按1、2、3、4段混凝土分段長(zhǎng)度每端加0.55m劃出中隔壁破除邊線,每次破除2m,頂板沉降監(jiān)測(cè)配合進(jìn)行。如沉降過(guò)大,可適當(dāng)增設(shè)鋼支撐,如沉降量穩(wěn)定,則繼續(xù)破除。頂板總沉降量正常情況應(yīng)在3mm~8mm范圍內(nèi),(設(shè)有臨時(shí)仰拱的結(jié)構(gòu)要進(jìn)行凈空收斂監(jiān)測(cè))。待1、2、3、4段襯砌完畢后,繼續(xù)破除5、6、7、8段中隔壁。
(2)防水板施工。首先進(jìn)行基面抹灰找平,滲水地段采取抽、堵、排相結(jié)合的方法治理,直到墻面無(wú)明顯滲水為止。然后鋪一層4mm厚無(wú)紡布,用塑料墊圈和水泥釘固定。鋪設(shè)2mm厚ECB防水板,采用電烙鐵將防水板、塑料墊圈熔合焊接,防水板間搭接處接縫寬不小于10cm,采用自動(dòng)爬行焊機(jī)焊接。困難地段采用熱風(fēng)機(jī)手工焊接。焊縫采用沖氣檢查,壓力0.15MPa,5分鐘內(nèi)壓降小于20%為合格。
(3)鋼筋綁扎。先綁扎底板和邊墻,底板混凝土澆注完畢后綁扎頂板,頂板鋼筋設(shè)臨時(shí)支撐,為防止混凝土表面裂紋,鋼筋保護(hù)層要嚴(yán)格控制,結(jié)構(gòu)迎水面保護(hù)層為5cm,背水面為4cm。保護(hù)層采用與混凝土同標(biāo)號(hào)的砂漿墊塊或購(gòu)買塑料墊塊,以確保保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求。
(4)灌注混凝土施工。首先澆注底板,包括同時(shí)澆注邊墻0.3m。然后支模架,安裝邊墻、頂板鋼模,灌注C30防水混凝土。抗?jié)B等級(jí)不小于S8,灌注混凝土采用商品混凝土,通過(guò)輸送泵、輸送管與頂板特制模板連接,直接入模,混凝土坍落度以20cm~22cm為宜,為保證頂板混凝土灌滿無(wú)空隙,每段頂板設(shè)4根φ40mm的注漿管,管頂距板頂5mm(宜設(shè)在最高處),對(duì)混凝土灌滿程度進(jìn)行觀察,同時(shí)混凝土澆筑完畢,利用此管對(duì)頂板注水泥漿進(jìn)行充填,以保證初襯混凝土與二襯混凝土密貼。
3 效益分析
東四站西南出入口暗挖通道長(zhǎng)42m,原設(shè)計(jì)為先襯砌導(dǎo)洞的一側(cè),破除中隔壁后再襯砌導(dǎo)洞的另一側(cè)。原設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖2。
通過(guò)分析,我們認(rèn)為原設(shè)計(jì)方案環(huán)向主筋接頭太多,施工作業(yè)面窄小,結(jié)構(gòu)的整體性差。經(jīng)研討采用跳格法施工。該方法節(jié)省φ20直螺紋鋼筋接駁器1260個(gè),節(jié)省臨時(shí)鋼支撐3.5t,而且方便了施工,縮短了工期,提高了質(zhì)量。直接經(jīng)濟(jì)效益:(6.5×1260+2000×3.5)×1.35=20500元。按每座車站4個(gè)出入口估算,共節(jié)約資金82000元。
4 結(jié)論
在城市地下通道、地鐵車站等出入口施工中,為減少對(duì)地面交通干擾,減少拆遷,暗挖法施工越來(lái)越多地應(yīng)用到施工中,北京地鐵五號(hào)線在通道施工中,采用跳格法襯砌,僅用3個(gè)月就完成了通道的開(kāi)挖、襯砌施工。襯砌完成后,混凝土接縫少,整體性好,防水效果好,未出現(xiàn)滲漏,東四南大街最大沉降量小于15mm,滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,為類似工程施工提供為寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王夢(mèng)恕等.《淺埋暗挖法設(shè)計(jì)施工問(wèn)題新探》,隧道建設(shè).1992;2
[2]王夢(mèng)恕著.《地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論》,合肥,安徽教育出版社.2004
[3]施仲衡主編.《地下鐵道設(shè)計(jì)與施工.西安,陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1997
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