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摘要:地铁隧道始发端与到达端的后浇洞门作为成型隧道的一个重要组成部分,是隧道渗漏水的关键和多发部位,后浇洞门的质量直接影响到竣工交验及后期地铁运营安全。本文以成都地铁17号线某盾构区间后浇洞门为例,阐述洞门施工的关键技术,为后续地铁隧道洞门施工提供参考。
关键词:地铁隧道;洞门;渗漏;质量;安全;关键技术
1、工程概况
成都地铁17号线盾构区间洞门衬砌为内径7500mm,外径8900mm的钢筋混凝土圈梁,混凝土等级为C35P10,与区间管片环组成一个整体,始发端洞门覆土厚度约9.8m,到达端洞门覆土厚度约18.6m。某盾构区间洞门所处地层为中密卵石土、密实卵石土,洞门以上依次分布稍密卵石土、粉质黏层及杂填土层,卵石成分主要以石英砂岩、花岗岩、灰岩、等为主,呈圆形、亚圆形,磨圆度好,分选性差,粒径20~200mm,卵石含量大于60%。地层赋存有大量的孔隙潜水,水量、水位较稳定,自然地下水位位于地面以下3.5m左右,区域内卵石土层渗透系数为25~32m/d,透水性较强。
2、关键施工技术
2.1工作平台搭设
采用Ø48×3.5mm钢管扣件式脚手架,双排钢管“田”字形搭设,7.9米高洞门搭设4层平台,4道剪刀撑及4道斜撑,立杆纵距900mm,横距900mm,步距900mm,钢管底部设木方支垫,侧面设防护栏杆并挂防护网。洞内轨道上方设置宽度2.7米,高度3.9米的门洞供洞内运输车辆通行,支架局部根据隧道内风筒位置适当调整,作业平台搭设如图1所示。
图1洞门作业平台示意图
图2二次注浆范围示意图
2.2洞门二次注浆
根据工程地质及水文情况,在拆除负环管片前,为防止洞口出现漏水及流沙等不利情况,在零环管片拆除前对洞门1~3环管片采用二次注浆填充密实,形成止水环,达到封堵洞门的效果,二次注浆范围如图2所示。
注浆浆液为水泥+水玻璃双液浆,浆液初凝时间20~30秒,浆液水灰比为0.8:1~1:1,注浆压力0.2~0.4Mpa,注浆点位1点、11点及6点(时钟点位),注浆由盾构隧道管片两侧对称进行,在注浆前先选择合适的注浆孔位,安装注浆单向逆止阀,用电锤钻穿该孔位后的保护层,接上三通及水泥浆管和水玻璃管。先注纯水泥浆液1min后,打开水玻璃阀进行混合注入,注浆压力达到0.4Mpa左右时终孔,终孔前加大水玻璃的浓度。在一个孔注浆完结5~10分钟后将该注浆头打开查看注入效果,如渗漏严重,应再次补注至渗水基本消失方可终孔,拆除注浆头并用双快水泥砂浆对注浆孔进行封堵,待注浆止水效果理想后方可进行负环拆除施工。
2.3零环管片拆除
零环管片拆除是洞门施工的关键工序之一,控制要点在于采取措施保证施工安全。由于零环管片位于车站主体结构与盾构隧道的交接处,无法进行垂直拆除,需采用电动葫芦将单块管片横向缓慢拉出后再上吊拆除。拆除前在水平向先用20t葫芦将连接块管片牵引至车站结构立柱,同时固定好葫芦,后在垂直方向利用吊装设备通过钢丝绳吊住管片,钢丝绳牵引就位后,工作人员撤至安全区域,通过葫芦缓慢将连接块拉出,同时垂直方向钢丝绳跟随移动,并略微使钢丝绳绷紧,待管片快脱离洞门后,垂直向钢丝绳拉紧,缓慢将管片拉出,待管片稳定后,解除20t葫芦连接钢丝绳,垂直起吊至地面,管片拆除时要注意观察开口处土体的稳定情况,发现异常立即采取措施。其余管片拆除方式与连接块拆除基本一致。
2.4洞门防水施工
作业平台搭设完成后,对洞门环梁接触面进行清理,割除洞门钢环上的加固钢筋或型钢,采用手磨砂纸或铁丝刷进行除锈,确保无油污及泥水污染。清理完成后,查看洞门焊接钢板有无渗漏水情况,若有必须进行补焊或封堵,确保洞门施工防水质量,尽量减小后期堵漏工作量。洞门是后浇结构,其与隧道管片、车站结构交接部位极易出现渗漏水现象,在洞门环梁与管片接口处以及洞门环梁与车站结构侧墙接口处各预埋Φ20注浆管,并在每道注浆管两侧各设置一道缓膨型遇水膨胀聚氨酯止水条,立模前小导管管口用油脂封堵,管片与现浇洞门处设置不锈钢接口槽。遇水膨胀止水条安装前将施工缝处的混凝土凿毛,清除浮尘和杂物,冲洗干净,施工缝干燥后方可进行下一工序施工。
2.5洞门钢筋及模板施工
洞门钢筋安装要与车站洞门预埋的Φ12mm钢筋焊接在一起,洞门钢筋与管片采用螺栓连接,螺栓一端伸入洞门300mm,与钢板端块围焊牢靠,钢板端块与洞门钢筋焊接牢固,螺栓通过管片螺栓孔用垫片加螺母拧紧。洞门常常会出现负环管片拆除后,洞门环梁宽度不符合结构设计要求,故洞门管片需进行割除,管片螺栓孔一并被切割后,管片螺栓无法进行有效连接,为保证其结构安全性,在洞门管片上用手持式电钻钻孔进行植筋,植筋锚固深度及植筋胶质量要符合规范要求,植筋与钢环焊接形成整体,提高结构稳定性。
洞门环梁模板采用定型钢模,与隧道管片及环梁尺寸一致,模板与模板之间采用螺栓和“V”形卡扣连接固定。洞门直径方向模板支撑采用Ø48×3.5mm钢管脚手架及十字扣件,配合顶托调节长度顶紧模板,隧道线路方向采用钢筋与管片螺栓拉紧防止外移,端头模板采用洞门钢环环面焊接拉杆固定,并配合平台支架斜撑加固。模板安装支撑完成后,进行测量检查,确保洞门环梁内径真圆度和端面平齐,并保证接缝严密,个别孔洞焊接钢板进行封堵。模板安装完成后,检查钢筋的保护层厚度,设置垫块保证保护层厚度符合要求。
2.6洞门混凝土施工
洞门混凝土浇筑作业面狭小、浇筑时间长、自流性较弱,混凝土塌落度及和易性都要控制好,一般采用拱顶上部模板开口进行泵送连续浇筑,施工过程中加强振捣,混凝土振捣密实后具有良好的自防水能力,结构观感质量也有一定保证。端头模板在底部、两腰预留震捣窗口,顶部预留浇筑窗口并安装混凝土放料槽,设置活动钢板盖作为混凝土浇筑口,采用插入式振捣棒振捣,振捣时间为10~30秒,并以泛浆和不冒气泡为准,浇筑过程中派专人随时观察模板和支架,发现问题及时处理。
根据同条件试块强度情况确定拆模时间,一般为浇筑完成后7天左右拆模。模板拆除后,对局部麻面、孔洞、缺楞角及错台等缺陷进行修饰。根据气温情况,安排专人加强养护,防止混凝土产生裂纹,影响防水效果。
3、结束语
成都砂卵石地层卵石含量高,级配较差,渗透性好,洞门防水及混凝土施工质量是决定洞门是否渗漏水的关键,洞门管片二次注浆、防水施工及洞门钢筋混凝土施工是一个有机的整体,缺一不可。在有限的作业空间内,必须加强各工序的过程管控,才能安全、保质的完成施工任务。
参考文献
[1]孟庆军,马林坡.富水砂卵石地层联络通道施工技术.土工基础.2010年12月第6期