第七章大明路站前暗挖段施工方案及技術措施

2021-03-04 05:09:36 字數 4730 閱讀 4997

車站中間k28+878.142~k29+97.542部分採用暗挖施工,施工段長度約219.

4m,淨寬10.9m,覆土厚度2.3~6.

3m。洞身圍岩以粉質粘土層、強中風化泥質粉砂岩層為主,區域性為含卵礫石粉質粘土層。

暗挖段為單層三聯拱復合襯砌結構,初期支護為鋼筋格柵拱加噴射混凝土,超前支護採用管棚和小導管注漿加固。二襯採用縱樑體系,模築鋼筋混凝土結構。初期支護與二襯之間設定防水層。

立柱採用φ800mm的鋼管混凝土柱。

管棚採用φ108的熱軋鋼管,長度18m,搭接6m,鋼管沿隧道開挖輪廓傾角2~3度設定,環向間距500mm,鋼管內灌注水泥砂漿,在管棚中間插φ42的小導管,長度3.5m,搭接長度1.5m,間距500mm,與管棚間隔布置。

初期支護採用雙層掛網噴射混凝土加鋼拱架,縱向間距0.5~0.75m/榀。

隧道採用中洞法施工,中洞按crd法施工。施工採用資訊化施工,並遵循「管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測」的原則。

為確保施工安全,車站結構在開挖後盡快形成框架,開挖採用中洞法施工。開挖步序主要為兩大塊,即把車站斷面分為三個洞室,中間為乙個大中洞(包含車站主體的拱部、底板、兩根鋼管柱、兩根底縱樑、兩根頂縱樑的大部分),和兩個小側洞(包含主體兩側跨的二次襯砌、及頂縱樑的小部分)。施工總體順序為:

兩端明挖段第一段主體完成後,鑿除隧道開挖面範圍內的鑽孔灌注樁混凝土,先施工大中洞(開挖、支護、施作梁、柱以及二次襯砌),施工從兩端分頭施工,中洞施工採用交叉中隔壁法分三層6個小導洞施工,中洞貫通後,對稱施工兩側洞(開挖、支護、二次襯砌,鑿掉中洞臨時支護,封閉二次襯砌),最後施作站台板,完成全部主體結構。

施工順序流程如圖7-1-1

圖7-1-1 施工順序流程圖

經過認真研究車站暗挖隧道採用中洞crd法施工。

施工方法:

施工總體原則:淺埋暗挖法「十八字方針」。

(1)管超前:採用超前管棚加小導管注漿加固地層,該車站的預加固為二者聯合作用。

(2)嚴注漿:在管棚法超前支護後,立即進行壓注水泥漿填充砂層孔隙,凝固後砂土膠結成具有一定強度的「結石體」,使周圍地層形成乙個殼體,增強其自穩能力,為施工提供乙個安全環境。每次注漿前必須對掌子面進行噴混凝土封閉,以防漿液在壓力作用下溢位。

嚴注漿的概念是廣義的,既包括嚴格進行拱部導管注漿,也包含拱腳及牆部開挖前按規定預埋注漿管。

(3)短開挖:一次注漿多次開挖,當導管長度3.5m時,每次開挖進尺0.5m,先進行環狀開挖,預留核心土,預先噴5~8cm厚混凝土,再架設格柵鋼構,掛鋼筋網,再按設計噴混凝土。

(4)強支護:按照初噴混凝土掛鋼筋網架鋼格柵再噴混凝土的次序進行初期支護施工,採取加設拱腳鎖腳錨桿的辦法減小地基承受的壓力。

(5)快封閉:初期支護從上到下及早形成環狀結構,是減小地層擾動的重要措施。

(6)勤量測:堅持以量測資料進行反饋指導施工,是淺埋暗挖法的基點。地面、地中及地下量測資料每日輸入電腦進行資訊分析反饋,用以指導施工。

隧道採用中洞法施工,施工時,從兩端雙層結構進洞,先由上至下開挖中洞,然後對稱開挖兩邊側洞形成三連拱。由於中洞的寬度和高度均較大,加之拱頂處圍岩為粉土及中粗砂層,自穩能力差,採用交叉中隔壁法施工:將開挖的中洞大斷面分為6 個小斷面並逐個施作,再鑿除小斷面的隔牆(板),最後形成中洞大斷面。

待中洞內襯砌完成後,再採用台階法施工邊洞。

2.2.2.1開挖方法

隧道斷面按中洞法施工,中洞斷面大,按crd法施工。

開挖前在起拱線以上輪廓線以外設管棚,並輔以φ42小導管注漿加固土體。管棚採用φ108的熱軋鋼管,長度18m,搭接6m,鋼管沿隧道開挖輪廓傾角2~3度設定,環向間距500mm,鋼管內灌注水泥砂漿,在管棚中間插φ42的小導管,長度3.5m,搭接長度1.

5m,間距500mm,與管棚間隔布置。

在施作完拱部超前預加固後,即進入開挖支護工序,分六部進行,各部之間的步距為3m。

開挖以人工為主,配合一些小型機械,開挖時根據地質情況,在掌子面預留核心土或噴射混凝土,以防止掌子面土體失穩。

2.2.2.2 縱樑及立柱施工

中洞開挖支護完成後,進行基地處理,鋪設底板防水層,施做結構底板及底縱樑,底縱樑施工採用混凝土輸送幫浦模築混凝土,模板採用大塊膠合板。同時預留防水層和鋼筋搭接長度。底板及底縱樑達到設計強度後,開始立柱的施工。

立柱為鋼管混凝土柱,直徑φ800mm,鋼管壁厚18mm,管內採用c40微膨脹混凝土。立柱鋼管分2節吊裝,鋼管之間用高強螺栓連線,混凝土輸送幫浦灌注。頂縱樑採用型鋼混凝土組合梁(芯梁截面尺寸為1200×1700mm),組合梁的骨架(即芯梁)每6公尺一跨分成兩片,在工廠預製成型,現場架設並澆築混凝土。

鋼管立柱施工兩段施工,立柱範圍內要拆除部分橫隔板,立柱鋼管內的鋼筋和立柱固定在一起,從下往上斜穿,為保證結構穩定和有效控制地面沉降,拆除橫隔板時只限制在立柱範圍內,同時在立柱兩側增設臨時鋼支撐,確保結構穩定。

施做頂終梁時,架設多功能可調腳手架作業平台,用φ50mm鋼管以600mm×600mm的步距架設。鋼管頂設「u」形託柱,在「u」形託柱內放一根15cm×15cm方木,方木上鋪設鋼模板(鋼管柱托盤處用5cm厚的木模)作為底模,然後綁紮拱頂鋼筋,與頂縱樑鋼筋焊接,同時預埋排氣孔和注漿管,管口用油紙包住,經驗收合格後澆築混凝土。當混凝土達到一定強度後通過預留注漿管壓注水泥砂漿(新增適量微膨脹劑),使拱部充填密實。

中洞施工完畢,混凝土達到強度後,拆除中隔壁。形成乙個強有力的支撐體系。

施工注意事項:

1、施工時,加強支護,及時觀測,確保地表及拱頂下沉控制在招標檔案要求範圍內:

2、每部拱腳部位均設定鎖腳錨管,注漿加固拱腳,控制拱腳變位。

3、縮短分部開挖距離,盡快支護封閉成環,各台階長度控制在3m左右。

4、臨時支撐每次拆除6m,並視監測情況進行相應的調整。

1.2.2.3 側洞施工

側洞施工採用正台階法,開挖分4個台階進行,各台階步距為3~5m。輔以大管棚、小導管注漿加固地層。初期支護和臨時仰拱設定與中洞相同。

開挖完成後,拆除下部臨時仰拱,同時在中板下加臨時支撐,鋪設底板及中板以下邊牆防水層,澆築仰拱混凝土。鋪設防水層和澆築二次襯砌時留好鋼筋和防水板接頭。邊牆襯砌緊跟其後,採用移動式邊牆模板台架,幫浦送防水混凝土灌注。

2.2.2.4 站台板施工

站台板在車站框架形成後,在不影響其它工序的情況下進行平行作業,採用膠合板模板,幫浦送混凝土澆築。

施工工藝流程

施工工藝流程見圖7-2-1。

圖7-2-1「crd」工法施工工藝流程圖

2.2.3.1 施工工藝

1大管棚施工

大管棚施工設專業小組,每組10人,共30人,三班制作業。負責配管、鑽孔、下管,注漿,另設技術幹部1人,負責解決現場的其它技術問題。

大管棚設計引數為:管長25m,管徑φ108mm,布設在拱部150°範圍內,環向間距500cm,外插角2~3°設定。大管棚採用4~6m的管節,由對口絲扣聯結。

管內注漿根據地質情況和地下水的情況決定,壓力0.3~0.4mpa。

當地質為粉細砂時,在無水狀態下採用改性水玻璃漿液注漿,對有少量水時用超細水泥水玻璃漿液注漿。

改性水玻璃漿液由水玻璃+硫酸+水玻璃漿液組成,主要引數如下:

甲液:水玻璃;

乙液:10~20%硫酸+緩凝劑

甲:乙=(6~7.5):1

有水時用超細水泥水玻璃漿液,超細水泥一般適用滲透係數k=5*10-5的地層。

(1)鑽孔:選用地質鑽機

① 鑽機定位

移動鑽機至鑽孔部位,調整鑽機高度,將鑽桿放入導向管中,使導向管、鑽機轉軸和鑽桿在一條直線上,並用儀器量測這一直線的角度。

② 鑽孔

經儀器量測,並在鑽桿方向和角度滿足設計要求後方可開鑽。鑽頭從導向管中伸入圍岩,鑽孔開始時選用低檔,待鑽到一定深度後,退出、接鑽桿,繼續鑽進。鑽孔過程中要始終注意鑽桿角度的變化,並保證鑽機不移位。

每鑽進5m要用儀器複核鑽孔的角度是否正確,以確保鑽孔方向。

③ 偏斜修正

鑽孔中和壓入鋼管時的偏斜,可由每隔5m測定的鑽孔偏斜而知,鑽孔偏斜過大時,採用特殊鑽頭等修正偏斜的方法進行修正。如:向下偏斜時,在偏斜部分填充水泥砂漿,等水泥砂漿凝固後再從偏斜開始處繼續鑽進;向上偏斜時,採用特殊合金鑽頭進行再次鑽進。

(2)下管:下管前要預先按設計對每個鑽孔的鋼管進行配管和編號,以保證同一斷面上的管接頭數不超過50%。由於地質條件較差,因此下管要及時、快速,以保證在鑽孔穩定時將管子送到孔底。

前期靠人工送管,當阻力增大,人力無法送進時,借助鑽機頂進。

(3)注漿:管棚施工完成一根,注漿一根,必要時加設鋼筋籠,其目的是充填管棚,增加管棚的剛度,同時,通過孔底兩節管管壁的孔眼使漿液滲入到管棚周圍加固地層。

注漿分兩步完成,當第一次注漿的漿液充分收縮後,再進行第二次注漿,以使管棚填充密實。

2超前小導管施工

隧道採用φ42的小導管,長度3.5m,在拱部150°範圍內布設,小導管間距環向500mm,縱向間距2m,縱向搭接長度1.5m。

軟弱地層採用風鎬直接將小導管頂入,稍硬地層採用風鑽鑽孔。注漿採用超細水泥水玻璃雙液漿或改性水玻璃漿液,注漿材料、注漿方式及注漿壓力在實際操作時將根據現場實際情況進行調整。

超前小導管注漿施工包括施工準備、鑽孔、安設小導管、掌子面封閉、注漿、效果檢驗等主要工序,其施工工藝流程見圖7-2-2。

圖7-2-2 超前注漿小導管施工工藝流程圖

3、初支背後回填注漿

初期支護超前5~10m後,即可進行拱背後回填注漿,以固結拱背後鬆散地層及充填可能存在的空隙,並最大限度地減少地層鬆動和地表沉降。

背後回填注漿管每斷面布置三根,分別設於拱頂和兩側拱肩部位,縱向間距3~5m。注漿管採用φ42小導管,長度50cm,在噴射混凝土前預埋,並與格柵鋼架焊接在一起,內端用牛皮紙包裹,外端露出支護表面10cm,用棉砂封堵加以保護。用0.

3~0.4mpa壓力注射改性水玻璃漿液或超細水泥水玻璃漿液。具體的選用根據地質情況和地下水情況決定。

第七章冬雨季施工措施

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