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城市地铁区间喇叭口段双联拱隧道施工技术
(6)安排有经验的工程技术人员进行现场 观测,并作记录,监测马头门处侧向收敛,地面 沉降值。通过现场监测、观察及时发现, 及 时处理, 消除可能出现的隐患。 4.2 洞身段施工
本段隧道采用中洞法分 6 个导洞施工,初 支施工严格遵守“管超前、严注浆、短开 挖、强支护、快封闭、勤量测”基本原 则。各导洞施工顺序如图 3 所示。
1 工程概况
北京地铁四号线马家楼~石榴庄路区间 全长 705m,沿马家堡西路下方布置,呈南北走 向。区间隧道在喇叭口处通过一段双联拱隧 道,将区间线路由单洞双线大断面隧道过渡到 两个单洞单线小断面隧道,并在喇叭口处设一 座施工竖井,竖井承担向北 510m 区间隧道的 施工任务,本文重点探讨竖井向北段的双联拱 段施工技术。
图 3 双联拱中洞法施工步骤图 图 4 双联拱全包防水施工图
示。 (2)竖井完成后,进行竖井底投点测量,通
过竖井投点定出双联拱隧道在竖井壁的开挖 轮廓线。
(3)采用钢管脚手架搭设操作平台,沿隧 道开挖线环形破槽,施作双排φ 42 小导管,长 L=4.0m,环向间距 300mm,进行超前注浆加 固拱部土体。
┉┉┉ G00 X20 Z10 G76 X27.05 Z-24 K0.9367 F1.5 A60 D0.4 ┉┉┉ (2)与内螺纹配合加工 M27 × 1.5-6g。 根据 G B / T 1 9 7 — 8 1 《普通螺纹 公 差与配合》标准:外螺纹的螺纹大径、中径 的基本偏差 e s = - 0 . 0 3 2 m m , 中径公差 Td2=0.15mm;螺纹大径公差 Td=0.236mm 编程大径取螺纹大径的中值, 为 2 6 . 8 m m , 由外圆加工到位。 按(1)式 K=0.7578P-R,计算得外螺纹 的总切深 K=0.7578 × 1.5-0.2=0.9367 (mm)。由于与 M27 × 1.5-6g 配合加工的内 螺纹的总切深已经修正为 K ′= 0 . 9 3 6 7 ( m m ) ,因此在加工 M 2 7 × 1 . 5 - 6 g 外螺纹 时,外螺纹总切深无须修正,即 K′=0.9367 (mm)。
双联拱段紧连施工竖井,安全顺利进洞是 先期施工的关键,总体施工步序如下:
①作者简介: 杨安治( 1 9 7 5 - ) , 男, 安徽合肥人, 工程师, 毕业于安徽理工大学。
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工 业 技 术
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6 监控量测
监控制量是浅埋暗挖中洞法施工中不可 缺少的重要组成部分, 根据本工程情况, 建立 了监控量测体系, 重点对地表下沉、拱顶沉 降、净空收敛等项目量测。施工期间对该段隧 道上方地表道路及竖井结构的位移沉降实施 监测,并对可能发生的危及环境安全的隐患提 供及时、准确的预报,以便及时采取措施,确 保安全。
(2)根据隧道上台阶及拱顶处于砂夹卵石 层中,且含水量较大,采用小导管超前注浆,水 泥 - 水玻璃双液浆,工人开挖,最大限度的减 小开挖对周边围岩的扰动。
(3)竖井开挖支护到底结构变形稳定后, 进行马头门超前加固,分部破除井壁,保证安 全进洞。
(4)加强监控量测,强化信息化施工,及时 全面掌握暗挖隧道在施工过程中对道路及竖 井结构的影响程度, 以及支护结构的变形状 况。 3.2 总体施工步序
2 工程难点分析
(1)隧道浅埋,周身多以砂和卵石层为主,
图 1 双联拱段平面示意图
图 2 竖井壁预埋门洞示意图
含水量大,自稳能力极差,开挖后易产生坍塌; 采用中洞法分部开挖,施工中应力转换频繁, 对地层造成多次扰动,对上方右侧道路结构及 竖井结构稳定性不利。
(2)隧道中部的粉质粘土 量较大, 难以疏干完全。
本段地层处于北京市冲洪积平原的古河 床内, 自上而下分别为人工杂填土、粉土、 粉细砂层、圆砾卵石层、粉质粘土层、圆 砾卵石层。隧道周身多半处于砂卵石层中, 仅在隧道起拱线以下约有 1~2m 的粉质粘土 层, 围岩自稳能力差, 极易发生坍塌现象。
根据竖井施工时揭露地层情况,隧道周身 范围内上层滞水、层间水较丰富, 距离地面 约 8 m ~1 0 m 及 1 7 m ~2 2 m 。
耙进行遮挡。
5 双联拱防水施工技术
由于双联拱段纵环向施工缝较多、结构 复杂,故成为防水施工的薄弱环节。防水施工 遵循“以防为主,刚柔结合、多道防线、因地 制宜、综合治理”的原则,以结构自防水为主, 施工缝、变形缝等防水为重点。隧道采用外贴 E V A 防水板实现全包防水, 防水板外侧设置 单层无纺布作为缓冲层。纵、环向施工缝采用 背贴式止水带,对中洞拱顶与拱沟联结处,预 留注浆管注浆。详见图 4。
( 4 ) 超前支护、洞口格栅钢架施作完成 后,喷射 C25 早强砼封闭破槽,达到设计强度 后,再沿隧道拱部开挖轮廓线,环形开挖,安装 下一榀格栅钢架,喷射早强砼后,破除隧道格 栅钢架下部井壁,向洞内施工,依次放入拱部 格栅钢架, 网喷早强混凝土至设计厚度, 在隧 道洞口处形成三榀并列格栅钢架。
(5)井壁砼采用人工配合风镐破除,洞内 采用人工开挖, 尽量减小对土体的扰动, 在上 台阶进洞 5m ~6m 后开始施工下台阶。控制 开挖台阶间距, 按照短台阶、循序渐进, 稳步 前进。开挖前采用小导管注浆超前支护预加 固地层, 严格按既定的开挖步序、施工方法 组织施工。
(3)双联拱段紧连施工竖井,竖井断面较 大,在马头门处多次破除井壁,井壁应力变化 较大, 安全风险较高。隧道正上方为临时存 土场, 右侧为交通繁忙的城市道路, 距隧道外 边线仅 3m,施工及交通动载对隧道施工影响 较大。
3 施工方案
3.1 总体思路 根据以上分析,为保证上方竖井及右侧道
路结构的稳定, 同时保证隧道结构及施工安 全,在充分考虑工程所处的环境及地质条件的 基础上,为使本工程顺利完成,施工方案的总 体思路如下。
从监测结果看, 左右侧洞进洞破壁施工 时,竖井及上方地表沉降较大,而其余导洞的 施工, 对地表影响较小, 安全进洞后对竖井壁 及上方地表的影响逐渐减小。
该段隧道施工时监测结果: 地表沉降值: 1 6 m m ~2 8 m m , 特殊点 4 5 m m , 拱顶沉降为 30mm~4 9 m m , 特殊点为 5 5 m m , 洞内收敛值
(2)施工中应坚持“早封闭,勤量测”的原 则,一方面通过加强超前支护,合理安排施工 步序, 分部开挖, 初支及早成环。另一方面加 强监控量测、及时反馈,指导施工,确保在安 全的前提下顺利施工。本文通过对双联拱段 施工技术的探讨,为以后类似工程提供借鉴。
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纹切削总深度取修正值 K ′= 0 . 9 3 6 7 ( m m ) 。 程序如下:
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为 1 3 m m ~2 2 m m , 竖井收敛为 8 m m ~ 1 1 m m 。均控制在设计允许及预留值范围内。 通过监测结果,证明了以上步序、措施有效的 控制了地表沉降和隧道结构变形。
7 结语
(1)对于区间隧道喇叭口段紧连施工竖井 的双联拱隧道结构,施工过程受力情况复杂, 有效控制沉降是重要又关键的问题。
4.2.1 中导洞施工 中导洞施工一次开挖到端头,再从内向外 分四段进行防水及中墙混凝土的施工。因本 段双联拱为渐变断面,中墙自洞口向内逐渐增 厚, 最薄处厚度由 0 . 8 m 渐变到 2 m 。中导洞 设计开挖断面随中墙加厚而加大,开挖断面由 3.6m × 5.9m 渐变到 4.8m × 5.9m。由于 中导洞开挖断面外小内大,且每榀格栅钢架均 在变化, 不利于施工及安全。施工时进行了 变更, 统一按最大开挖断面进行开挖, 以方便 施工, 增大中隔墙施工作业空间。 中导洞按短台阶法施工,工人开挖,上下 台阶间距 3m~5m,每循环进尺为 0.5m。超 前φ 42 小导管,环向间距 0.3m,长度 2.5m, 与格栅拱脚焊牢。超前预注浆采用水泥水 玻璃双液浆, 注浆压力为 0 . 3 M P a ~0 . 5 M P a 。开挖完成后及时初喷 C 2 0 混凝土, 厚约 5cm,临时封闭掌子面,以防止掌子面失 稳而出现坍塌,然后依次设格栅钢架,间距 0. 5m,挂设钢筋网喷射混凝土至设计厚度,钢筋 网采用φ 6.5@150 × 150 双层钢筋网片铺设 于格栅内外侧, 外侧喷射厚 2 0 m m 以上。
施工竖井位于马家堡西路东侧主车道处, 施工期间交通道路向西侧改移,竖井及双联拱 段均在围挡范围内。竖井净断面尺寸 6 . 0 m × 1 3 . 2 m , 井深 1 8 . 9 3 m。竖井位于线路正 上方, 南与单洞双线大断面相连, 北端与双连 拱段相连,采用明挖逆作法施工,锚网喷井壁 支护。
双联拱段隧道长 34.3m, 开挖高 6.9m, 宽由 12.2m 过渡到 13.4m,双联拱中墙厚度 由 0 . 8 m 过渡到 2 . 0 m ; 隧道拱顶埋深 9 m ~ 1 2 m , 设计采用中洞法施工, 详见图 1 。
右线开挖面错开大于 1 0 m 同步向前施工。
4 隧道施工技术及措施
4.1 马头门段施工 (1)在竖井施工时预先在马头门上方将三
榀格栅拼在一起使用,隧道底部将二榀格栅拼 在一起使用,并在马头门破口断面井壁设置四 道格栅立柱,与竖井壁环向钢格栅连接为一个 整体, 形成马头门破口时的门洞。如图 2 所
4.2.2 左右侧洞施工 中导洞施工完成后,及时对中墙顶与初支 之间空隙充填注浆,控制沉降。待中墙混凝土 达到设计值的 70% 后方可进行左右侧洞的开 挖。开挖前必须对中导洞左右侧进行支撑,以 防中墙受偏压产生位移。左右侧洞仍按短台 阶法开挖,上下导拉开步距 3m ~5m,左右侧 洞必须错开 10m 以上。超前支护及初期支护 参数与同中洞施工。 施工中为减最大限度的减小对上方土体 的扰动,上下台阶均采用人工预留核心环形开 挖, 开挖后立即安装钢拱架与临时仰拱, 使上 断面支护能够及早封闭成环,减少沉降。临时 仰拱两端通过连接板与钢拱架栓接,为加强临 时仰拱与钢架的连接,在连接处增加三角钢板 焊接,并及时施作两侧锁脚锚杆与格栅拱架牢 固焊接。 二次衬砌施工前先拆除中导洞侧墙格栅 钢架及喷射混凝土,采用工人配合风镐破除, 施工过程中注意保护中墙混凝土面及中墙顶 预留的 EVA 防水板不受损环,对防水板采用 薄铁皮裹防护,对中墙混凝土表面用木板或竹