浅谈暗挖区间施工技术
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浅谈暗挖区间施工技术
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内容提要:区间正线隧道标准段结构处在砾岩层中,开挖施工难度大。区间正线隧道标准段结构上方地下管线众多,周边环境复杂,对施工干扰大;而且穿越人行过街天桥、新兴桥桥桩,施工风险高。
关键词:暗挖初期支护马头门
一、工程概况
********区间为暗挖区间隧道,位于西三环中路*******之间,呈南北走向,起讫里程为K47+614.837~K48+471.244,线路双线长度为856.407m,区间内设置渡线及停车线,共设两个施工竖井和两个施工横通道、一个联络通道兼排水泵房,其中1#横通道分a、b两支,2#横通道兼迂回风道。左右线线间距15m~70.6m,线路在纵断面上采用V形坡,下坡坡度2‰,上坡坡度依次为17.1‰、27.012‰,线路在里程K47+982.25达到最低点。
区间正线隧道北端标准段的开挖施工任务主要由2#施工竖井及横通道承担,右线标准段总长约750m,左线标准段总长约500m,断面初支净空尺寸为5.7m×6.0m(宽×高),洞身开挖采用台阶法施工,支护型式采用超前小导管注浆+双层网片+钢格栅+喷射混凝土支护。
二、施工方案
2.1总体规划
总体筹划:因2#横通道还有约65m不具备开挖支护条件,目前2#横通道已经做了封端处理,为了确保洞通节点工期,计划在2#横通道处于初支状态下进入区间正线标准段开挖支护施工。先进行区间右线向南、向北开挖,待剩余横通道开挖支护完成后,再进行区间左线向南、向北开挖支护。
区间正线施工顺序:先施做2#横通道向区间正线标准段开口超前大管棚及小导管并注浆,接着架设开口段的横向支撑及施做开口加强环梁,再分部破除区间正线开口位置的横通道侧壁混凝土施做开口马头门,然后进行区间正线标准段的开挖支护,必须做到“先转换后施工”。
2.2主要施工方案、工序及工艺
2.2.1区间正线标准段开口加强环梁施工
为了保证2#横通道向区间开口节点部位的结构安全,在超前大管棚施工完成后,再在
区间开口处紧贴横通道侧壁、沿区间开口外轮廓施工一道加强环梁。环梁结构采用绑扎钢筋+喷射混凝土结构。环梁施工前,先进行受力转换,在正线开口拱顶上方增加一道横向支撑,支撑纵向加强长度8m,架设间距500mm,采用20工字钢+网喷混凝土。
1、施工步序
开口大管棚及超前小导管注浆施工完成后,架设横向支撑并网喷混凝土,再施工开口加强环梁,待环梁混凝土达到一定强度后,接着进行开口马头门加强环施工。
2、施工方法
⑴横向支撑架设
以区间开口中线为基准,架设范围8m,支撑架设间距500mm,采用20工字钢,两端焊接尺寸200×200mm、厚度为10mm的钢板,用膨胀螺栓与横通道侧壁喷射混凝土实现有效连接,架设完成后挂网喷射混凝土。
⑵加强环梁施工
横向支撑架设施工完成后,先破除与环梁紧贴的横通道侧壁及环梁的中间横梁所对应的临时中隔板混凝土,使横通道侧壁格栅内侧主筋外漏,中隔板的破除范围以适合梁长、梁宽为准。接着绑扎加强环梁钢筋,使区间开口部位外漏长500mm的管棚处于环梁拱部绑扎的钢筋笼中,中间的横梁钢筋与临时中隔板格栅的钢筋绑扎成为一体,环梁钢筋与横通道侧壁格栅主筋实现有效连接。然后支立必要的环梁模板,环梁混凝土采用喷射混凝土,环梁混凝土达到一定强度后,再进行开口马头门施工。
⑶施工注意事项
①正线开口部位的临时中隔板不得拆除。
②加强环梁钢筋与横通道侧壁格栅采用Φ14钢筋实现有效连接。将Φ14钢筋制作成L 型,环向间距300mm、内外各一层布设,一端与横通道侧壁格栅内侧主筋焊接,另一端锚入环梁混凝土内,锚固长度不小于35d,与环梁主筋之间采用点焊连接。
③环梁钢筋绑扎时,将环梁拱部的下层主筋置于管棚之下,中间横梁的下层主筋置于临时中隔板格栅之下,以使它们之间共同受力,保证结构安全。
④喷射混凝土强度采用C25,严格按照配合比及操作工艺施工,保证环梁结构施工质量。
2.2.2 2#横通道向区间正线开口马头门加强环施工
2#横通道向区间正线加强环梁施工完成后,分块破除横通道侧壁混凝土施工开口马头门,开口处密排三榀格栅作为马头门加强环。马头门加强环分上下台阶两部分施工,先施工上台阶加强环,向洞内开挖3~5m后,再施工下台阶加强环。上台阶加强环分三步施工,先分别施
做两侧,再闭合中间拱部。施工时破除加强环所在位置的横通道侧壁混凝土,塞入钢格栅,格栅和通道侧壁的格栅钢筋焊接牢固,喷混凝土并养护。
2.2.3区间正线标准段开挖支护
区间正线标准段开挖支护采用台阶法施工,支护型式采用超前小导管注浆+双层网片+钢格栅+喷射混凝土,格栅间距500mm或750mm,区间标准断面下穿风险源段500mm,正常段750mm。
2.3关键技术及工艺
2.3.1超前大管棚施工
施工总体规划:横通道封端后,搭设钻机作业平台,测量放线标示管棚孔位,钻机就位,钻孔下管,孔口封闭、注浆。管棚孔位布置如图5.3-1所示。
1、管棚打设参数及布设
大管棚施工采用Φ108×5mm热轧钢管,打设角度2~5°,环向布设间距300mm,打设长度L=8m,2#横通道向区间正线每个开口部位共打设24根。本工程大管棚施工主要采用水平钻机成孔,人工配合机械送管,随打随注浆的施工工艺。
三、质量保证措施
3.2.1小导管注浆施工质量保证措施
1、严格控制配合比与凝胶时间,初选配合比后,用凝胶时间控制调节配合比,并测定注浆结实体的强度,选定最佳配合比。
2、注浆过程中,严格控制注浆压力,注浆过程稳压,保证浆液的渗透范围,防止出现结构变形、串浆而危及地下构筑物、地面建筑物的异常现象。注浆过程进行跟踪监测。
3、注浆效果检查:因为注浆方法为周边单排固结注浆,开挖隧道后检查固结厚度,如达不到要求,及时调整配合比并改善注浆工艺。
3.2.2桥桩的保护措施
在穿越的桥桩之中,异形板区左右线各有两根桥桩距离隧道结构顶部2.4m、隧道在其正下方穿过,此两根桥桩进行桥桩托换之外,桥桩托换见以后的专项方案,其他保护措施同其余桥桩的保护措施。其措施如下:
1、区间正线在桥区范围,格栅间距加密为500mm,采用单排小导管超前支护,注浆加固拱顶土体,在下穿新兴桥异形板段,前后2.0m范围之内,隧道初期支护增设临时仰拱。必要时根据监测及地质情况打设锁脚锚管,减少对管线周围土体扰动。