地鐵特大風(fēng)道進(jìn)主體暗挖施工轉(zhuǎn)換技術(shù)

1、地鐵特大風(fēng)道進(jìn)主體暗挖施工轉(zhuǎn)換技術(shù)摘要北京地鐵黃莊站是目前國內(nèi)最大的一次性暗挖車站,車站南北端風(fēng)道是北京地鐵中最大的風(fēng)道。由風(fēng)道進(jìn)入車站主體施工,受力轉(zhuǎn)換工序是關(guān)系構(gòu)造平安、質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。詳細(xì)介紹了黃莊站特大風(fēng)道進(jìn)主體暗挖施工時采取增加構(gòu)造整體性和開口加強(qiáng)的措施、受力轉(zhuǎn)換技術(shù),提出了施工中質(zhì)量、平安控制要點(diǎn)。關(guān)鍵詞地鐵風(fēng)道主體導(dǎo)洞加強(qiáng)環(huán)梁受力轉(zhuǎn)換1工程概述北京地鐵黃莊站位于海淀區(qū)中關(guān)村大街與知春路、海淀南路的十字穿插路口處,為四號線和十號線的穿插換乘車站,建筑面積250002,是目前國內(nèi)最大的一次性暗挖車站。四號線車站主體雙層暗挖段施工通過南北兩端的風(fēng)道進(jìn)展,風(fēng)道尺寸為12.96(寬)19.

2、574(高),是目前北京地鐵最大斷面的風(fēng)道,在風(fēng)道施工完成后,即轉(zhuǎn)入四號線車站主體68雙層暗挖段施工。風(fēng)道與四號線車站主體洞口關(guān)系見圖1。四號線車站主體雙層段為暗挖的三連拱的兩層三跨構(gòu)造,開挖總寬度為26.4。兩側(cè)拱采用上、下四導(dǎo)洞的洞樁(柱)法施工。施工導(dǎo)洞初期支護(hù)均為馬蹄形暗挖構(gòu)造,導(dǎo)洞開挖斷面為10.825.97,車站上下施工導(dǎo)洞拱頂覆土厚分別為7.1和18.0。車站上下施工導(dǎo)洞地質(zhì)分別為粉質(zhì)黏土和卵石層。拱頂主要有600承插鑄鐵上水管,3001000雨污水管5條,地面車流量大。2施工風(fēng)險分析及其對策首先,由于風(fēng)道高度近20,主體導(dǎo)洞開口施工時,需要破除的初期支護(hù)面積比擬大,在風(fēng)道二次襯

3、砌施作之前直接破除馬頭門,將土體側(cè)壓力等外力釋放,受力轉(zhuǎn)換施工是地鐵淺埋暗挖施工的特殊工序,如不采取加固措施,風(fēng)險極大。其次,上導(dǎo)洞拱頂間隔 地面覆土較淺,且對管線保護(hù)要求高,下導(dǎo)洞拱頂處于卵石層上,極易塌方,需要采取實(shí)在可行的超前支護(hù)措施。第三,由于多導(dǎo)洞開挖,容易產(chǎn)生群洞效應(yīng),對控制地表沉降不利。鑒于以上原因,在施工中采取的對策是:第一,在風(fēng)道內(nèi)施作加強(qiáng)環(huán)梁,進(jìn)展受力轉(zhuǎn)換;第二,上、下導(dǎo)洞均打設(shè)159大管棚與42小導(dǎo)管進(jìn)展超前支護(hù),并在下導(dǎo)洞卵石層進(jìn)展超前支護(hù)時配合注改性水玻璃漿,以杜絕塌方,保證路面和管線的平安。第三,采取科學(xué)有效的施工順序和步距,減小沉降。第四,加強(qiáng)監(jiān)控量測,以信息化手

4、段指導(dǎo)施工。3風(fēng)道進(jìn)主體受力轉(zhuǎn)換施工技術(shù)在風(fēng)道開挖封端施工完成后進(jìn)展主體開口施工,通過采用超前支護(hù)及設(shè)置加強(qiáng)環(huán)梁等措施,確保風(fēng)道在二襯構(gòu)造未施作的情況下開口和受力轉(zhuǎn)換的平安,四號線車站主體開口施工流程見圖2。3.1土體超前預(yù)支護(hù)3.1.1超前管棚沿主體上、下導(dǎo)洞初支拱部設(shè)置超前管棚,管棚選159熱軋鋼管,t=8,間距400,上導(dǎo)洞采用非開挖鋪管技術(shù)一次施作68,下導(dǎo)洞采用螺旋鉆施打18,鋼管內(nèi)灌筑水泥砂漿。3.1.2超前小導(dǎo)管管棚間采用小導(dǎo)管周壁預(yù)注漿,小導(dǎo)管選用32的熱軋鋼管,t=3.25,長度2.5,外插角510,環(huán)向間距0.4。注漿漿液根據(jù)地層情況選用,尤其在卵石層,采用注改性水玻璃漿液

5、,注漿壓力控制在0.40.6Pa,詳細(xì)超前支護(hù)如圖3所示。3.2施作加強(qiáng)環(huán)待車站主體159管棚和超前小導(dǎo)管施作完成后,在風(fēng)道內(nèi)設(shè)置寬100、厚50的加強(qiáng)環(huán)梁,加強(qiáng)環(huán)梁的鋼筋與管棚、小導(dǎo)管外露50局部連成整體,噴射混凝土以增加剛度。為加快施工進(jìn)度,首先封閉下面兩導(dǎo)洞加強(qiáng)環(huán)梁后,進(jìn)展導(dǎo)洞一、二的開口轉(zhuǎn)換施工;再封閉上面兩導(dǎo)洞加強(qiáng)環(huán)梁,全部加強(qiáng)環(huán)梁施工完成后,進(jìn)展上面兩導(dǎo)洞開口轉(zhuǎn)換施工。施工時分段破除風(fēng)道初襯輪廓,留置鋼格柵,將環(huán)梁主筋從鋼格柵穿過并錨固在一起,噴射混凝土進(jìn)展封閉,依次破除初襯另一段輪廓直到整個馬頭門輪廓完成,加強(qiáng)環(huán)構(gòu)造見圖4。通過馬頭門加強(qiáng)環(huán)的施作,將導(dǎo)洞一與導(dǎo)洞二、導(dǎo)洞三與導(dǎo)洞四

6、連為一體,各個導(dǎo)洞變?yōu)橐粋€受力整體。從圖4可以看出,上、下導(dǎo)洞通過格柵錨筋與風(fēng)道、主體進(jìn)洞拱部加強(qiáng)環(huán)梁聯(lián)結(jié)為一個整體,從而保證了破除馬頭門時構(gòu)造的整體性和穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.4車站主體開口轉(zhuǎn)換施工四號線主體先開挖下導(dǎo)洞后開挖上導(dǎo)洞,主體開口待風(fēng)道管棚及正洞加強(qiáng)環(huán)梁施作完畢后進(jìn)展。上導(dǎo)洞采用RD法施工,下導(dǎo)洞采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞法施工,上、下導(dǎo)洞均以臺階法施工為根底進(jìn)展。主體開挖斷面為10.8207.972,上導(dǎo)洞分4部、下導(dǎo)洞分3部進(jìn)展施工,如圖5所示。4.1主體開挖輪廓定位放樣由測量班準(zhǔn)確定位主體導(dǎo)洞開挖輪廓線。4.2撤除風(fēng)道初支面首先注漿加固地層,破除風(fēng)道靠主體側(cè)邊墻格柵部位的支護(hù)構(gòu)造

7、,破除寬度按50進(jìn)展,安裝主體第一榀格柵及鎖腳錨管并噴混凝土支護(hù),再撤除該部位主體掌子面其余支護(hù)構(gòu)造。4.3主體第一榀格柵施工第一榀格柵安裝時應(yīng)與風(fēng)道預(yù)埋主筋焊接,確保焊接長度,格柵安裝完畢后及時噴射混凝土支護(hù)。4.4確保掌子面土體穩(wěn)定在掌子面支護(hù)構(gòu)造破除后,第二榀鋼格柵開挖安裝前,掌子面部位土體先采用素噴混凝土封閉,確保土層穩(wěn)定。4.5開挖工法一、二導(dǎo)洞采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。部采用上下臺階法施工,臺階寬度23,高度為格柵節(jié)點(diǎn)高度。由于導(dǎo)洞開挖高度近6,為保證上臺階作業(yè),上臺階采用預(yù)留核心土法施工,核心土尺寸:寬度高度=11.5,先開挖周邊土體安裝拱部格柵,開挖進(jìn)尺按每榀50,格柵安裝完畢,及

8、時噴射混凝土支護(hù)封閉,根據(jù)地層情況進(jìn)展小導(dǎo)管注漿作業(yè)。三、四導(dǎo)洞采用RD工法施工,施工中按照編號14的順序施工。4.6施工順序以四號線導(dǎo)洞開挖斷面(圖3)為例作一介紹。第一步:初期支護(hù)及地層加固后,先后開挖1、2號導(dǎo)洞土體,施作初期支護(hù)及鎖腳錨桿。第二步:繼續(xù)開挖3、4號導(dǎo)洞土體并進(jìn)展初期支護(hù)。1、3導(dǎo)洞,2、4導(dǎo)洞,3、4導(dǎo)洞之間縱向步距1218。再先后開挖5、6導(dǎo)洞,施作初期支護(hù),完成下導(dǎo)洞施工。3、5導(dǎo)洞,4、6導(dǎo)洞縱向步距錯開1218。第三步:上導(dǎo)洞開挖按照714的順序施工(見圖3),施工縱向步距類似下導(dǎo)洞,原那么是上、下,左、右導(dǎo)洞的步距控制在1218。5監(jiān)控量測監(jiān)控量測是保證施工平

9、安的重要環(huán)節(jié),通過監(jiān)控量測數(shù)據(jù)可以分析確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性,監(jiān)測風(fēng)道和導(dǎo)洞初期支護(hù)構(gòu)造受力變形情況,通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的反應(yīng)信息及時調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工方案,控制并減少沉降,防止造成地面塌陷和管線損壞,保證施工平安又可科學(xué)地加快施工進(jìn)度。下面以風(fēng)道監(jiān)測為例說明(見圖6)。5.1量測工程(1)地表下沉;(2)拱頂下沉;(3)凈空程度收斂;(4)格柵鋼筋應(yīng)力應(yīng)變;(5)圍巖接觸壓力;(6)格柵支撐軸力;(7)管線的沉降。5.2監(jiān)測儀器精細(xì)水準(zhǔn)儀,收斂計(jì),鋼筋計(jì),軸力計(jì),壓力盒等量測儀器。5.3監(jiān)測地表沉降基準(zhǔn)值(見表1)6施工中質(zhì)量平安控制要點(diǎn)(1)加強(qiáng)構(gòu)造受力轉(zhuǎn)換時的監(jiān)測,及時反應(yīng)信息,由監(jiān)測反應(yīng)信息指導(dǎo)施

10、工,做到信息正常,嚴(yán)密監(jiān)測;信息反常,即刻采取應(yīng)對措施。(2)嚴(yán)格遵循淺埋暗挖“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測十八字方針。(3)嚴(yán)格控制各導(dǎo)洞開挖步距及各部工作面間隔間隔 ,防止出現(xiàn)群洞效應(yīng)。假如導(dǎo)洞間工作面齊頭并進(jìn),會造成多個導(dǎo)洞的應(yīng)力和沉降疊加,加大地表沉降,危及地面管線平安。根據(jù)施工中的經(jīng)歷,各導(dǎo)洞間工作面的合理間隔 應(yīng)控制在1218。(4)為了減小地面沉降,導(dǎo)洞暗挖施工中,重點(diǎn)采取及時打設(shè)鎖腳錨桿,格柵底部鋪木板增加受力面,及時進(jìn)展拱背回填注漿等加強(qiáng)措施。(5)格柵結(jié)點(diǎn)板處是初支構(gòu)造受力的薄弱環(huán)節(jié),連接筋的焊接質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制。(6)針對淺埋暗挖風(fēng)險比擬大的特點(diǎn),施工中應(yīng)制定防坍塌及管線保護(hù)措施以及詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案。裝備搶險應(yīng)急物資,如編織袋、方木、小導(dǎo)管等,放在掌子面位置,以便發(fā)生險情時立即到位。(7)如掌子面出現(xiàn)土體含水量增多、土體坍塌、管線滲漏