超浅埋弧形暗挖隧道施工技术研究

发表时间:2021/4/15   来源:《工程管理前沿》2021年第2期   作者:李达
[导读] 本文以郑州市轨道交通2号线北环路站3号出入口暗挖施工为工程背景,
        李达
        中铁发展投资有限公司,山东省青岛市,266000
        摘要:本文以郑州市轨道交通2号线北环路站3号出入口暗挖施工为工程背景,采用弧形暗挖施工,有效避开了上方既有管线,节约成本。超浅埋深覆土施工(覆土深度3.75m,小于1倍洞径5.57m),先进行地面旋喷桩超前加固,再用CRD法进行暗挖施工。二衬成形后为弧形进出通道,线型流畅、视觉美观,为郑州市民所称赞,可为类似工程提供参考借鉴。
        关键词:超浅埋  弧形暗挖施工
1.工程概况
        北环路站为郑州市轨道交通2号线一期工程的一个中间站,车站位于花园路与徐寨路交叉口处,车站沿花园路方向平行设置,偏花园路东侧。
        3号出入口位于路口的东南象限,出入口穿越花园路向南在如家酒店位置出地面,其中穿越花园路段受河南电视台通讯管廊、DN600给水、DN 325燃气以及DN900污水影响,设计采用超前小导管注浆加固后CRD法开挖。



        
2.施工方法与技术措施
2.1初期支护施工
        初期支护施工遵循“先支护、后开挖”的原则,施工中坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”十八字方针,用监测信息指导施工。
        初期支护为超前小导管注浆+格栅钢架 +锁脚锚管+挂网喷浆+初衬背后钢花管注浆。
        首排密布超前小导管安装及注浆完成后,进行接口处洞门破除、土方法开挖及初期支护的施工。暗挖施工从车站主体与3号出入口接口处开始施工。3号出入口暗挖段开挖采用“CRD”法施工,开挖方式采用人工手持风镐进行土方开挖。
2.2防水施工
        防水层在初支基面处理后、二衬钢筋安装之前施工。
        ①基层表面应平整、洁净、无疏松、空鼓、无裂缝,其平整度应满足D/L≦1/6。
        (D---初期支护基层相邻两凸面凹进去的深度,L---初期支护基层两凸面的距离)。
        ②对穿出基层的金属构件,如钢筋头、锚管头等构件切除并用砂浆抹平,不能切除的金属构件,必须采用喷混凝土或砂浆将其覆盖,其圆弧半径R大于200mm。
        ③基层面阴、阳角和棱角部位需用砂浆抹成圆弧,圆弧半径100mm。
        ④基层表面只允许少量偶见湿渍,不得有滴水、漏水、线流或泥沙流出。敷设前应进行彻底清理基层上的所有杂物。
2.3二次衬砌施工
        初期支护施工完成后,通过对监控量测数据分析,确定隧道拱顶沉降,净空收敛等变形稳定后,开始进行防水及二衬施工。为确保施工安全及混凝土灌注质量,防水及二次衬砌纵向分两段施工,每段长度约12m。
        混凝土采用商品混凝土,在灌注作业现场设置对讲机或有线电话等通讯设施,以利于和地面砼下料口值班人员联系,随时控制砼的用量。
        底板施工期间需保留中隔壁,混凝土浇筑应分层连续进行,采用人工插入式振动器振捣。用插入式振捣器振捣时要轻提轻放以免破坏防水层。底板浇筑完成后立即用麻袋片覆盖洒水养护,防水混凝土养护不少于14天。
        底板达到一定强度后,开始直墙施工,直墙施工期间需保留中隔壁及临时仰拱,待完成直墙钢筋、模板施工并验收合格后,进行直墙混凝土灌注;直墙混凝土浇筑应按照分层、均匀、对称的方式进行浇筑,且每隔一块模板开设一个振捣口,边浇筑边振捣。
        直墙混凝土达到一定强度后,再进行拱顶施工,拱顶施工期间继续保留中隔壁及临时仰拱,待完成拱顶钢筋绑扎及模板安装并报验合格后,进行拱顶混凝土灌注,混凝土灌注自落高度不得大于2m,且浇筑顺序应严格按照拱顶模板上设置的灌注窗口顺序进行。灌注混凝土应连续进行,并在拱顶埋设补偿收缩注浆管,考虑到拱顶混凝土灌注难度较大,拱顶混凝土的灌注采用加强封堵板泵送剂压灌注混凝土施工工艺。
2.4工程重、难点及对策
        2.4.1进洞挑高施工
        由于接口处站厅层主体结构已经施工完成,在进行车站主体结构施工过程中,已提前将3号出入口接口处的结构环梁施做完毕。因此在由车站破口进入3号出入口暗挖施工时,面临着破口进洞挑高的施工情况,3号出入口暗挖段支护结构为拱顶直墙,开挖期间需挑高施工反掏破除门洞口上部围护桩,根据类似工程施工经验,采取措施如下:
        根据设计要求,对首排进洞小导管采取加长、密排布置,小导管L=4m,环向间距0.15m,水平倾角15°,在完成超前加固后,进行洞门破除及开挖施工,进洞后拱顶缓慢挑高,并随开挖进尺进行支立临时拱架支护,待挑高至设计标高后对挑高段由里至外进行反掏开挖,并换临时拱架为设计钢格栅。
        2.4.2确保周边管线安全
        暗挖段隧道邻近通讯、给水、燃气、污水管线,环境保护要求高,同时工程区域地质复杂,软土层暗挖隧道存在掌子面失稳风险,易造成周边管线破坏。如何做好管线保护工作是本工程重点。结合前期主体结构施工期间对周边管线的了解,采取措施如下:
        (1)建立健全应急预案体系,做好应急储备,积极响应。
        (2)加强及初期支护施工质量控制,通过超前支护、开挖进尺控制措施防止渗漏水及塌方事故发生,根据监测数据灵活调整现场顺序。
        (3)做好超前注浆监控、做好隧道变形监测、加强地面建筑物和道路观测和监测。严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的方针组织施工。
        (4)“监测是施工的眼睛”,施工全过程都必须在严密的监测下进行,以便及时发现问题及时处理,将事故制止在萌芽状态。
监测项目一览表
        

        
        
        (5)施工期间,备好各种应急物资,成立抢险应急分队,时常组织抢险演练,做到有备无患。一旦发生险情时便可以做到“发现早,反应快,处理及时”,把损失降低到最小。
        2.4.3确保二次衬砌无渗漏
        暗挖出入口防水要求高,由于本暗挖隧道埋深很浅,且周边存在通讯、给水、燃气、污水等管线,因此防水是本工程施工控制的难点、重点。施工过程中必须认真加以控制。
3.质量控制要点
        3.1洞身土方开挖
        采用人工开挖,严禁超欠挖。开挖时采用小导管注浆加固地层,为了保证注浆质量,对注浆效果进行定时取样检测。
        3.2钢格栅加工与安装
        加工的钢格栅构件必须试拼,报请监理、业主、质监站等相关部门联合验收,待首件验收合格后进行批量生产。
        钢格栅安装应符合设计要求,连接螺栓必须拧紧,数量符合设计要求,连接钢板密贴对正,钢格栅连接应圆顺。
        3.3钢格栅连接筋与钢筋网
        连接筋焊接采用单面焊,焊缝长度不小于10d,要求焊接质量符合规范要求,确保无漏焊、咬边等现象。连接筋纵向成一条直线,环向间距误差控制在3cm之内。钢筋网满铺,相邻钢筋网片搭接长度不小于15cm,并与钢格栅主筋点焊。
        3.4钢筋工程
        ①施工班组要严格按照设计图纸、技术交底和有关施工规范、操作规程进行施工。
        ②施工前要核对钢筋规格、形状、尺寸、数量是否符合设计要求。
        ③施工中要随时检查钢筋绑扎是否牢固,间距、排距、保护层厚度是否正确。
        ④绑扎完成后,班组长要按标准进行认真自检并填写工序质量自检表,合格后报质检员进行复检。
        ⑤质检员检查合格后,上报监理进行检查验收。
        3.5模板工程
        ①在模板支立前质检员要对钢筋安装的位置、数量、保护层厚度、模内清理是否干净等项目进行复查。
        ②模板支立前需对模板表面进行仔细清理、修整,并涂刷脱模剂。
        ③模板支立过程中要严格控制结构尺寸、垂直度、模板相邻高差、轴线位置。做到不清理的模板不安装,不修整的模板不安装,不涂刷脱模剂的模板不安装。
        ④模板安装完成后要检查模板安装的轴线、高程、垂直度、支撑牢固情况是否按技术交底施工、模内清理情况,确认合格后报质检员验收,待质检员验收合格后报请监理验收,验收合格后方可进行下道工序施工。
参考文献:
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[3]孙文文,刘涛,单红仙.地铁隧道的下穿施工对上部路基沉降影响分析[J].隧道建设,2011,(0S1).220-225.
[4]李宏安,陆琰.富水砂卵石地层浅埋暗挖法超前深孔注浆加固技术[J].市政技术,2014,(5).83-86.
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