地铁场站沿线市政道路路基回填施工优化设计

发表时间:2021/2/3   来源:《建筑实践》2020年10月30期   作者:楚泽龙
[导读] 随着经济和各行各业的快速发展,为了减小场站结构对沿线市政道路的不良影响,提高地铁主体结构完工后恢复道路施工质量。
        楚泽龙
        中国水利水电第十一工程局有限公司  河南郑州  450001
        摘要:随着经济和各行各业的快速发展,为了减小场站结构对沿线市政道路的不良影响,提高地铁主体结构完工后恢复道路施工质量。本文分析了场站沿线市政道路病害形成的原因,提出了采用人工再生集料替代杂填土的方案,台背回填在市政道路工程的建设过程中是较为重要的环节,若施工技术不合理则会造成路面产生不均匀沉降,形成不同程度地跳车现象,严重影响行车安全与舒适体验。
        关键词:市政道路;地铁场站;人工再生集料;基坑回填
        引言
        地铁的建设给市民带来便利的同时,也给地铁场站沿线的市政道路造成了一定的不良影响。地铁场站顶板基坑回填同时作为沿线市政道路的路基使用,基坑中各类建(构)筑物影响了基坑的回填质量,进而造成了场站沿线道路的病害。本文分析了地铁场站对沿线市政道路造成不良影响的原因,提出了采用人工再生集料替换传统杂填土回填地铁基坑的方案。
        1场站对道路回填施工不利因素分析
        (1)场站-土体交界处刚柔过度较大。场站是由混凝土构成的结构,其通常布置于较为繁忙的市政道路下方,其材料性质与土体存在较大的差异,在市政道路车辆往复荷载和上覆结构荷载的共同作用下,两者变形差异较大。因此,在场站与土基交界处会产生差异沉降,进而导致路面的病害。(2)场站基坑回填施工空间受限。首先,上翻梁、端头墙、冠梁等建(构)筑对回填施工的空间进行了若干次切割,压缩了施工器械工作的空间,如压路机、推土机等大型施工器械难以进入基坑中进行施工,施工过程难以严格按照规范要求进行。同时,建(构)筑物形成了大量难以压实的边角盲区,导致了回填施工压实质量差。其次,场站顶板基坑形成了一个封闭的回填空间,积水难以从中排出,路基在积水浸泡下易出现不均匀沉降,从而造成路面的病害。最后,在地铁车站上方基坑的回填施工中,因大型压路器械在施工过程中会产生较大的激振力,若回填过程中摊铺厚度过小,振动式压路机所产生的激振力易对车站顶板造成损伤。
        2施工质量解决措施
        2.1超前大管棚和小导管联合支护
        在地铁场站沿线市政道路路基超前支护施工中,大管棚施工技术比较常见,主要被应用于地铁场站沿线市政道路路基洞口进洞超前加固施工中。洞内作业空间小,如果采用管棚施工技术,需在洞身开挖轮廓线以外进行支护施工。如果在洞内进行大管棚施工,则需对洞身进行扩挖施工。在该工程大管棚施工中,应用履带式高风压潜孔钻,与拱顶距离在50cm以上,在开挖断面之前5m,需扩大断面,确保钻机具有充足操作空间。(1)超前大管棚。超前大管棚可采用热轧无缝钢管以及钢花管进行加固,钢管两端需采用预加工施工方式制作为外丝扣。管棚可设置在拱腰以上2m位置,并沿开挖轮廓线进行布设,钢花管采用梅花形布置形式。①导向墙可采用两榀格栅钢架作为支撑结构,对导向管进行焊接连接,并喷射C20混凝土,进而形成导向墙。②管棚安装。根据设计深度要求进行钻孔施工,钻孔完成后,将管棚顶入钻孔中,在管棚施工完成后,即可进行一次性注浆施工,注浆压力为0.5-1.0MPa。(2)超前小导管支护。管棚长度为10m每环,在两个环之间,需应用超前小导管作为支护结构,两环之间的搭接长度应控制在3m以上。超前小导管可采用热轧无缝钢管制作,钢管前端应制作为尖锥状,同时钢管尾端需焊接加劲箍,并设置压浆孔,管壁四周需钻压浆孔。在超前小导管施工中,管棚需与隧道衬砌中线保持平行,然后再以10-15°仰角打入至拱部围岩中,在完成一排钢管后,即可封闭掌子面,并进行注浆施工,采用小导管超前支护断面形式。

在进行超前小导管布设时,纵向间距为320cm,各排搭接长度应控制在1.0m以上。
        2.2材料要求
        选择填筑材料时务必注意透水性能这一项,不具透水性的材料不予选择。桥涵及结构物台背回填时最好选取水稳性较好的材料,如碎石、砂砾、天然碎石等,且级配也应满足施工要求。这些透水材料的优点是方便挖取,容易压实且强度高,不仅利于施工的进行,还可以在一定程度上减少施工投入。应引起关注的是,捣碎后的植物土、硅藻土、腐烂的泥炭土等不可用在回填中。黏性土则需要添加适量的石灰使其具有足够的稳定性,再用于回填低等级公路的结构物。在透水材料不充裕的地段,可以选取细粒土进行填筑,但是需要经过石灰、水泥、粉煤灰等无机结合料进行一定的处理。地铁场站沿线两侧紧靠涵台部分完成回填后的压实作业,最好通过小型夯实机配合人工操作的方式进行夯实,而大型的夯实机则不适用于该部分。两侧填土的长度应当满足设计中的相关要求,对于设计中未明确规定的部分,则应确保回填厚度是洞身回填厚度的两倍。“分层填筑,分层压实”是基坑回填过程中须遵守的要点,要保证每层的厚度在100~200mm之间。用小型夯实机进行二级及其以上的公路作业时,须确保每层厚度在150mm以下,夯实度务必同起初的设计相符。本工程的回填施工中,所选取的回填材料宜为渗水性强、易压实的砂砾或灰土,台背或墙后填土都要严格参照相应原则,回填时两侧保持对称,同时开始。选用人工夯实或小型压路机来处理每层松铺厚度不足30cm的情况。桥台背后填土与锥坡填土应同步进行;不能用重型或大型设备在地铁场站沿线市政道路路基顶部填筑厚度不足50cm或靠近构造物2m时进行施工;另外,板顶以上部分与路基需要采用碎石土进行同时填筑作业。
        2.3回填施工要点
        (1)台背回填范围严格参照设计文件、工艺控制规范标准等,道路过渡段路堤压实度应≥96%,且排水设施在横向和纵向上应连接畅通。(2)桥台背后与锥坡的填土与压实对称或同时进行,且压实整修后能达到设计宽度。(3)待墙身强度达设计强度80%以上时方可回填,并做到分层填筑、分层夯实,夯实时宜用轻型机具,以避免墙身受较大冲击。(4)在台背回填区域范围内选取一合适位置设置沉降观测标,实时监控路堤沉降,以便发现问题并及时整改处理,确保施工质量。
        结语
        (1)采用落锤式弯沉仪对场站沿线市政道路进行检测,场站内测点弯沉值比场站外测点弯沉值高出49%。(2)采用人工再生集料替代传统杂填土回填地铁基坑,其回弹模量高,水稳性能好,在相同施工工序下可获得更高强度。(3)回填现场受施工场地条件限制,采用挖掘机替代平路机、推土机等设备进行回填料的摊铺、整平。结构边角处采用人工打夯机进行补充碾压。(4)对人工再生集料回填区域及传统杂填土回填区域进行弯沉检测,人工再生集料回填区域弯沉值为杂填土回填区域弯沉值的36%。人工再生集料有效地提高了道路整体强度。另外,还需对施工现场地质地形条件进行勘查,对地表结构进行加固处理,进而有效控制地表变形,保障道路工程安全进行。
        参考文献:
        [1]许桂生.大跨浅埋暗挖隧道近接桥桩施工扰动影响及控制技术研究[J].中外公路,2019,39(1):185-189.
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        [3]余建.大跨径浅埋暗挖隧道管棚支护施工变形研究[J].安徽建筑,2019,26(4):133-134+160.
        [4]李俊.地铁车站基坑回填与道路永久恢复一体化设计施工要点分析[J].福建建筑,2019,26(6):64-66
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