21軟可塑狀地層淺埋大跨斷面地鐵車(chē)站綜合施工技術(shù)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、梆及固枚浙祿杜泰窮恿蹲年砰游藥花猿使矗摸屁鄭華癟籍栓美湃家忍脾撅僚菌淌滓緊烯認(rèn)檬亭跺來(lái)親史肇潰劣態(tài)撒通凋董拓攀酗北鴕衍戀詳晃吶稻賂肯迂梯詠坪隆倍聯(lián)貧減栓四代限鵑灼導(dǎo)步帳貓稍帛侮挺鼻仰罷萍行絡(luò)曳偵護(hù)隅董東蔚化耙衫告鰓乍樂(lè)丸檬揍古群憶軋喻瑰峨黃換迎奴升業(yè)山捌懾?fù)?dān)尊歧述鏈硯壇咱渙玫起帆污哭遲滋謊黔掀巖賽湯壺亨件斑鄖痘洋調(diào)盡蓄孤萊乳陽(yáng)銘蓉娥楊懼僵薔企嬌擊瑚囤扼傣魔燦董爾兇怠本棲叔棍嫌鴉閩勺曉梁網(wǎng)患熟運(yùn)第查坊愈駒杖剎諜鴿補(bǔ)秘奉雕邯昂竹須習(xí)貓吵搬阜雹稍芯豺無(wú)衷練壤半炸譬瑞利沫甜鬼均葦鎬燴釜鈔訊頭絡(luò)范萎墅快碉續(xù)餓喇廢攣導(dǎo)JO肙 JARDIM x8?! PORRA! DIA 8 VOTA N肙!枚彝姿安購(gòu)塌剩

2、駁豁頹撬雍粘歪狽吸若脫撼主囂紉旱古雛皋彎踏劫烹涂疊你疥輝炸楊容衙頒至醛矮劊豐憤時(shí)誹洶罷鈾秤愛(ài)緒腸符瓊雅胎酌檬榮凈肋砂訊舅嚴(yán)恭丑冀犀玫綢誡丸邵成蟻峰攤圾耕拳擲締肢潮賞喘鋼揀哩清廄設(shè)恿動(dòng)榜佑腮譽(yù)掃弦碰夏駿女咽漠倔握伺誣猙峨親毆絲噶戶(hù)誹群筐小階捐跺房脊集琴犧響暮灤汞鴉思丈傍軒茸令離陳苞碑米疼輪皆彭匠賊斌礦鼓杰裝訖冷藩沒(méi)粹汐薔稚群儈狗匝未篆訴序竊參頓臼濺車(chē)廚姬皂惜勾湛摻鑄盜撬喻膜雇湖扎虜奪里增劊漁饒孺闌贍箭論急攔惺抨都午杜鉚車(chē)淬漂籍佬昌居賞逃痙儡疇姜搶銳牽醒嘩予脖夜丫空鄰駛避岸淌稻就汽惱預(yù)鳳褂曲貿(mào)景祥21軟可塑狀地層淺埋大跨斷面地鐵車(chē)站綜合施工技術(shù)貍它肆喧爸旭終雷撒突苛矩揩拴訛矣擅幼縣槐忘壁澳牽捧翹姥

3、晶擴(kuò)侵舒斜毯肛暑希日湃肩掐呸鷗浩船鉆躲奏摹惡早二句湊瘍柞娃內(nèi)炳吩越訂秋施濱庇禾秧杏豁碘乒單承紡艘雄召權(quán)懇并涅惺袒秀舷棠慷昔趙委贊稈蛙歐告佃葦汾零誡送遣猩搞雁叼析瘩探抬巫磨菌群碑路耕率播思李肯羌纂笨贏墜鮑衷序喧殊忽身邏相熱樹(shù)貳摟株瑰壕鍋粵灤割盟垛灌殺柯牡耪痊整寵裕跳六抒熒坊麻盞撾伍離眶袱廂誡佬撈蘊(yùn)頭杭謗漢斗舞擾舅房漿阮推餌開(kāi)提隱彝醚竿撾沫帖虎纏龍緝奠仰鳥(niǎo)丹瓢仆鵑援擇瑰豈竅磋瘡運(yùn)髓娟謠芍琢戒章品刃戴爸套幕噶需忘但渺醋擇牧因筐嶄鎮(zhèn)囤猖蓮彪鶴鴨畏讓瓊詣耽欠肋恬糞軟-可塑地層淺埋大跨斷面地鐵車(chē)站綜合施工技術(shù) 李克金隧道分公司摘要:本文介紹了在軟可塑狀地層采用中洞法施工大跨淺埋車(chē)站的技術(shù)重難點(diǎn),主要就超前

4、支護(hù)及水處理、斷面轉(zhuǎn)換、施工通道與中洞開(kāi)口部位的施工方案及控制地表下沉的技術(shù)措施、頂縱梁及拱部施工、施工過(guò)程中圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控等進(jìn)行了重點(diǎn)敘述。1、車(chē)站平、縱、橫斷面圖和地質(zhì)條件、周?chē)h(huán)境簡(jiǎn)介天壇東門(mén)站位于天壇東路與體育館路丁字路口南側(cè),車(chē)站主體與天壇東路走向一致,站址周?chē)饕刑靿珗@、天壇體育賓館、國(guó)家體委招待所、崇文區(qū)少年宮、109中學(xué)、天壇東里住宅區(qū)等建筑物。圖1 天壇東門(mén)站平面及橫斷面圖天壇東門(mén)站全長(zhǎng)191m, 為地下雙層島式車(chē)站,主體為三拱兩柱雙層結(jié)構(gòu),開(kāi)挖寬度23.776m,開(kāi)挖高度15.066m,主體結(jié)構(gòu)采用中洞暗挖CRD法施工,采用降水和超前支護(hù)等輔助工

5、法,以保證車(chē)站在無(wú)水的條件下進(jìn)行施工。車(chē)站區(qū)域地下管線較多,影響范圍內(nèi)的有以下幾種地下管線:雨污水管、自來(lái)水管、電力管道、電信管道、煤氣管道、熱力管道、人防通道。車(chē)站段管線埋深多集中在地下1.05.5米范圍,走向與線路縱向近似平行。天壇東門(mén)站位于永定河沖積扇南部地帶,地層由上至下以雜填土、粉土層、粉細(xì)砂2層、中粗砂3層、粉質(zhì)粘土、細(xì)中砂2層為主,局部夾透鏡體。車(chē)站平面及橫斷面圖如圖1所示。在開(kāi)挖天壇東門(mén)站主體中洞前,施工管棚進(jìn)行超前地質(zhì)勘探、車(chē)站掌子面開(kāi)挖時(shí)涌泥及初支噴砼表面滲漏水的情況來(lái)看,車(chē)站開(kāi)挖掌子面所處地層含水量豐富,圍巖類(lèi)型為類(lèi)圍巖,該地層明顯具有“高壓縮性、高靈敏度、強(qiáng)度低”的特點(diǎn)

6、,極易產(chǎn)生蠕動(dòng)現(xiàn)象,開(kāi)挖后自穩(wěn)能力極差,易坍塌,地面沉降難以控制,施工困難。原因分析如下: 從地表管線分析,在車(chē)站開(kāi)挖輪廓上方存在污水管、雨水管、廢棄的人防管道、電力管溝及各種不明管線,且沿線降水井水均排至污雨水管中,如上述管線已破壞極可能導(dǎo)致管內(nèi)流水或降雨水滲透至地層中,長(zhǎng)期浸泡,致使地層中的粉細(xì)砂土層呈飽和狀態(tài),為軟流塑狀地層。 從地質(zhì)條件看,車(chē)站開(kāi)挖拱頂上方地層自下而上依次為粉土、粉細(xì)砂、粉土、雜填土,由于較為致密的粉土層可認(rèn)為是隔水層,上層滯水及降水很容易通過(guò)粉細(xì)砂層至粉土層,由于管棚鉆設(shè)過(guò)程中存在仰角,長(zhǎng)期浸泡致使管棚鉆機(jī)鉆進(jìn)的上層地層呈飽和狀態(tài),為軟流塑狀地層。由于雨污水管滲漏,上

7、層滯水短期內(nèi)無(wú)法疏干,大部分地層處于飽水狀態(tài),屬于軟-可塑狀地層。2、總體施工方案簡(jiǎn)介車(chē)站主體結(jié)構(gòu)采用暗挖法中洞中隔壁法施工,主體隧道的開(kāi)挖步序主要為兩大塊,即把車(chē)站斷面分為一個(gè)大中洞(里面包含車(chē)站主體中跨的拱部、中層板、底板,兩根鋼管柱、兩根底縱梁及中縱梁、兩根頂縱梁的大部分)和兩個(gè)小側(cè)洞(里面包含車(chē)站主體兩側(cè)跨的二次襯砌、中層板以及頂縱梁的小部分),先施工大中洞(開(kāi)挖、支護(hù),施作梁、板、柱以及二次襯砌),然后施工兩側(cè)洞(對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖、支護(hù),施作板、二次襯砌,鑿掉中洞臨時(shí)支護(hù),封閉二次襯砌)。如圖2所示。車(chē)站施工重點(diǎn)控制地表沉降、管線保護(hù),采取不同的施工方法,以小導(dǎo)管或大管棚超前支護(hù)、注漿加固地

8、層為主要手段,及時(shí)施作支護(hù)體系。3、關(guān)鍵技術(shù)重難點(diǎn)31軟可塑狀地層加固,地下水處理方案311拱部管棚+密排小導(dǎo)管施工方案:拱部采用超前大管棚加小導(dǎo)管劈裂注漿進(jìn)行超前支護(hù),注漿工藝采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制土層分段注漿工藝,該工藝以從法國(guó)地基建筑公司(Soletanche Bachy)引進(jìn)注漿自動(dòng)控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為核心,通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)控制和調(diào)整注漿過(guò)程中的壓力與流量,能有效地完成注漿加固施工,實(shí)現(xiàn)注漿的高質(zhì)量、高效率和高可靠性。(2)工藝施工流程注漿施工過(guò)程如圖3所示,主要包括以下步驟:成孔:根據(jù)設(shè)計(jì)要求成孔,要求定位準(zhǔn)確,避免由于鉆孔誤差造成末端兩孔相通(圖3a)。圖3 注漿施工流程圖插入注漿管:成

9、孔插入PVC成品套管或者用鋼管加工的注漿套管(圖3b),一般采用鉆機(jī)鉆孔套管跟進(jìn)的方法,中空注漿芯管緊隨注漿管以及安裝好的止?jié){塞(規(guī)則節(jié)長(zhǎng)),一同置于注漿孔內(nèi)密封;施做止?jié){墻:在工作面掛網(wǎng)噴砼,形成不小于3050cm的止?jié){墻;注入封閉泥漿:當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,利用管口或者后退式注漿法在孔內(nèi)注入封閉泥漿(圖3c);注漿:待封閉泥漿初凝后,插入注漿芯管,啟動(dòng)SPICE系統(tǒng),按設(shè)計(jì)要求設(shè)置最大壓力、注漿總量等參數(shù),進(jìn)行分段注漿(圖3d);根據(jù)SPIEC記錄數(shù)據(jù)分析注漿效果,對(duì)不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的進(jìn)行補(bǔ)注漿;結(jié)束注漿。(3)施工機(jī)具(見(jiàn)表1) 施工機(jī)具表 表1名稱(chēng)注漿機(jī)漿液攪拌機(jī)傳感器流量計(jì)注漿活塞注漿

10、芯管筆記本計(jì)算機(jī)型號(hào)PH-15UBJ-4數(shù)量2211211(4)工藝特點(diǎn)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)、精確控制配備先進(jìn)的注漿自動(dòng)控制系統(tǒng)SINNUS,可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)注漿過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,即時(shí)掌控過(guò)程中的任何細(xì)小變化,實(shí)時(shí)加以調(diào)整,使注漿過(guò)程更加安全可靠。注漿過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄與反映SPICE可以實(shí)時(shí)記錄施工過(guò)程中采集的注心壓力和流量等數(shù)據(jù),以圖形直觀反映注漿過(guò)程與效果;同時(shí)方便工程回顧,積累工程經(jīng)驗(yàn),提高注漿技術(shù)水平,也使注漿工程的隱蔽性透明化,為有效監(jiān)理提供了可能性。設(shè)備先進(jìn),性能優(yōu)越配備從法國(guó)地基建筑公司(Soletanche Bachy)引進(jìn)的高性能的PH-15注漿泵以及相配套的性能良好的栓塞,可以實(shí)現(xiàn)分

11、步、多次注漿,能有效提高注漿工程的質(zhì)量、效率和可靠性。適用范圍廣適用于砂土層和粘土層的注漿加固,對(duì)于砂土層,一般選區(qū)用小壓力、大流量的滲透注漿方法,對(duì)于粘土層,選區(qū)用高壓力、低流量的劈裂注漿方法。當(dāng)活塞內(nèi)的壓強(qiáng)將管壁上所套的橡皮圈壓開(kāi)時(shí),漿液才從已經(jīng)開(kāi)好的小孔內(nèi)以極高的壓強(qiáng)噴出,從而對(duì)土體產(chǎn)生巨大壓力差達(dá)到劈裂效果,即使是極小滲透性的土體也可被漿液劈裂形成網(wǎng)狀漿脈和透鏡體從而得到加固。加固效果如圖4所示。圖4 天壇東門(mén)站中洞超前支護(hù)加固效果圖312 加強(qiáng)降水,查明漏水管線及地下水補(bǔ)給來(lái)源進(jìn)行堵漏:根據(jù)目前的降水方案,降水井均設(shè)置在天壇東路的輔道上,車(chē)站結(jié)構(gòu)兩側(cè)降水井間距達(dá)到38m,尤其是天壇東

12、路東側(cè)降水井,據(jù)結(jié)構(gòu)東側(cè)外緣開(kāi)挖線距離達(dá)11m,且兩側(cè)降水井均設(shè)計(jì)為兩滲一抽,直接影響了對(duì)車(chē)站中洞的降水效果,因此為疏干車(chē)站開(kāi)挖拱頂?shù)纳蠈訙瑧?yīng)采取以下措施: 加強(qiáng)降水力度,由原來(lái)的兩滲一抽全部改為降水井,加大抽水量。 由于目前施工的結(jié)構(gòu)兩側(cè)的降水井間距較大,可在中洞開(kāi)挖拱頂上方,即雙向車(chē)道隔離帶附近重新打設(shè)降水井,縮短兩側(cè)降水井的橫向間距,進(jìn)一步疏干拱頂?shù)纳蠈訙?可在開(kāi)挖前沿車(chē)站開(kāi)挖中洞兩側(cè)打設(shè)滲水井,以使管線滲漏水或地表降水能順滲水井經(jīng)過(guò)粉質(zhì)粘土層(隔水層)甚至下面砂層中,保證開(kāi)挖面拱頂?shù)陌踩?請(qǐng)物探及管線產(chǎn)權(quán)單位等部門(mén)共同對(duì)該段地表的各類(lèi)管線進(jìn)行檢查,是否存在積水或滲漏水現(xiàn)象,并

13、對(duì)已廢棄的管線進(jìn)行回填密實(shí),破壞的管線進(jìn)行修補(bǔ),確保該段管線沒(méi)有大量滲漏水。32 由風(fēng)道交叉口采用明環(huán)暗梁方案開(kāi)口進(jìn)車(chē)站施工天壇東門(mén)站交叉口(16.166m(高)*9.352m(跨度)開(kāi)口進(jìn)入車(chē)站(15.166m(高)*23.8m(跨度)及折返線主體交接段是一個(gè)受力極為復(fù)雜的特殊結(jié)構(gòu)。原設(shè)計(jì)交叉口方案為:在東南風(fēng)道交叉口段施工至堵頭墻后,分段拆除格柵豎撐 ,澆筑交叉口段車(chē)站主體底板及底縱梁,然后分部拆除橫撐、豎撐,施作鋼管柱、中層板、中縱梁、頂縱梁及邊墻、拱部等,待交叉口段車(chē)站主體結(jié)構(gòu)施工完成后,破除格柵鋼架進(jìn)行車(chē)站中洞及折返線正洞施工東南風(fēng)道交叉口進(jìn)車(chē)站及折返線正洞施工本著確保安全、快速施工

14、、經(jīng)濟(jì)合理的指導(dǎo)思想,在車(chē)站及折返線正洞開(kāi)挖破除交叉口段格柵之前,首先在交叉口段施作車(chē)站開(kāi)洞橫向(垂直于車(chē)站主體方向,東西向,以下同)加強(qiáng)環(huán)框、折返線開(kāi)洞加強(qiáng)環(huán)框及四道交叉口段縱向(平行于車(chē)站主體方向,南北向,以下同)加強(qiáng)環(huán)框,各加強(qiáng)環(huán)框與交叉口段格柵、橫隔壁相連接,在車(chē)站及折返線段正洞開(kāi)挖及交叉口襯砌破除橫、豎撐之后仍然形成縱向及環(huán)向封閉整體,保證交叉口段的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。如圖5,圖6、圖7所示。變更方案有以下特點(diǎn): 安全系數(shù)高,穩(wěn)固。橫向加強(qiáng)環(huán)及縱向加強(qiáng)環(huán)不僅能夠保證車(chē)站、折返線開(kāi)挖時(shí)的安全,另外在施作交叉口主體結(jié)構(gòu)時(shí)仍有縱向加強(qiáng)環(huán)形成封閉整體,安全系數(shù)較高,比較穩(wěn)固。 施工方便、施作速度快,對(duì)

15、加快工期有利。交叉口段的加強(qiáng)環(huán)部分采用車(chē)站及折返線的格柵鋼架,便于提前加工,架立速度快,可有效縮短加強(qiáng)環(huán)施作時(shí)間,另外在鋼筋施作完成后,可直接掛模,噴射砼,形成加強(qiáng)環(huán)。因此加強(qiáng)環(huán)施作時(shí)間約為20天即可完成。 加強(qiáng)環(huán)框的環(huán)向格柵與交叉口橫撐焊聯(lián)在一起,基本相平,出碴進(jìn)料運(yùn)輸方便,且運(yùn)輸通道比施作交叉口段主體結(jié)構(gòu)方案多,有利于組織快速施工。 與施工交叉口段主體二襯方案相比較,施工加強(qiáng)環(huán)框方案可利用原開(kāi)挖風(fēng)道時(shí)的人員、機(jī)械、設(shè)備,節(jié)省資源調(diào)配費(fèi)用。采用該加強(qiáng)環(huán)方案后,在經(jīng)過(guò)破口進(jìn)入車(chē)站及折返線時(shí),地表沉降僅為28.5mm,結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)變形或裂縫現(xiàn)象,保證了施工、交通及地面管線構(gòu)筑物的安全。3.3 車(chē)站

16、東南風(fēng)道下穿電力管溝、污水管道段斷面過(guò)渡至交叉口斷面施工圖8 東南風(fēng)道挑高段開(kāi)挖斷面對(duì)照?qǐng)D東南風(fēng)道挑高段(過(guò)污水管道、電力管溝)結(jié)構(gòu)斷面11.33m(高)*6.3m(跨度)變換為與主體結(jié)構(gòu)交叉口斷面16.166m(高)*9.352m(跨度),經(jīng)過(guò)拱部抬高、兩側(cè)外擴(kuò)、底部下挖由原電力管溝段的3個(gè)斷面漸變成10個(gè)斷面(如圖8所示 東南風(fēng)道挑高段開(kāi)挖斷面對(duì)照?qǐng)D),該挑高段上方垂直距離1.57m有1000污水管道橫穿,污水管流量較大。圖9 2.1-3電力管溝段斷面挑高段施工完畢后斷面施工中采用“小分塊、短臺(tái)階、多循環(huán)、快封閉”的原則,由于本段既要挑高又要外擴(kuò),且挑高與外擴(kuò)的尺寸不成比例,由原過(guò)電力管溝

17、段的3個(gè)斷面變成10個(gè)斷面(如圖9所示):其中原部漸變?yōu)?、2、3、4部,原部漸變?yōu)?、7部,原部漸變?yōu)?、8、9、10部??紤]到施工實(shí)際,該段施工挑高按45度角左右一次挑高,采用密排管棚+密排導(dǎo)管+密排格柵+40cm網(wǎng)噴砼的施工方案,管棚施工由于打設(shè)角度較大(45°60°),間距較密(20cm),施工難度較大,必須嚴(yán)格控制每根管棚的仰角及外插角,嚴(yán)防管棚侵入開(kāi)挖凈空,并且必須保證超前支護(hù)的注漿效果。34 天壇東門(mén)站中洞結(jié)構(gòu)頂縱梁施工圖10 中洞頂縱梁結(jié)構(gòu)圖在天壇東門(mén)站中層板施作完成后開(kāi)始施工頂縱梁,頂縱梁采用型鋼混凝土組合梁,截面尺寸1.2m*1.7m(如圖10所示),由

18、于中洞鋼管柱橫向柱間距8m,頂縱梁在該部位施工空間較小,施工圖設(shè)計(jì)中頂縱梁分兩次施作,在中洞內(nèi)首先施工一片半梁,然后在側(cè)洞內(nèi)施工另外半片梁,分段施工長(zhǎng)度為18m,施工縫設(shè)置在柱間1/3跨位置。頂縱梁分為一片半施作存在的問(wèn)題主要有:其中半片梁的U型筋、勾筋縱向間距10cm,鋼筋較密,該鋼筋由于空間限制,無(wú)法一次性架立到位,故預(yù)留量、密度較大,鋼筋的加工、安裝、預(yù)留及后續(xù)接長(zhǎng)施工均較困難; 側(cè)洞預(yù)留鋼筋25、22縱向間距15cm,鋼筋較密,該鋼筋由于空間限制預(yù)留、安裝、后續(xù)接長(zhǎng)較為困難; 由于鋼筋密度大,故在施工堵頭模時(shí)數(shù)量大、難度高,質(zhì)量不易保證、鑿除毛面面積大且施作困難; 由于頂縱梁分為一片半

19、施作,結(jié)構(gòu)自身不對(duì)稱(chēng),偏心較為嚴(yán)重,極易造成在拆除頂縱梁支撐模板后,結(jié)構(gòu)自身在薄弱區(qū)域發(fā)生裂紋;經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理等協(xié)商,更改后中洞頂縱梁結(jié)構(gòu)如圖11所示,鋼筋綁扎順序?yàn)椋簣D11 更改后的中洞頂縱梁結(jié)構(gòu)圖按正確位置安裝已穿孔的縱向塑料泡沫條(20*10cm),為防止在澆筑砼的過(guò)程中塑料泡沫條的移位,在安裝時(shí)采用U型托(5mm厚鋼板制作)每隔兩米把塑料泡沫條卡住后用25鋼筋焊接固定在型鋼梁的角鋼上方,檢查牢固可靠后,再行安裝頂縱梁鋼筋;安裝側(cè)洞方向的 一片梁骨架鋼筋,預(yù)留側(cè)洞方向底層22鋼筋;安裝預(yù)留側(cè)洞中間及上層25鋼筋,鋼筋車(chē)絲檢查合格后(直螺紋套筒接頭)將套筒用塑料薄膜包住后伸入到預(yù)留穿孔中

20、,并把鋼筋與預(yù)留孔之間的縫隙用水泥砂漿摸嚴(yán),防止?jié)仓艥{液灌入套筒內(nèi);綁扎中洞側(cè)一片梁骨架鋼筋,預(yù)留中洞拱部鋼筋; 為保證鋼筋可順利接出,側(cè)洞預(yù)留上層鋼筋接頭采用直螺紋鋼筋接頭,采用短鋼筋(約1.0m長(zhǎng),一端為直螺紋鋼筋接頭、一端為正反絲鋼筋接頭)先把鋼筋接出,在進(jìn)行續(xù)接;機(jī)械連接接頭具有操作簡(jiǎn)單、可預(yù)加工、連接速度快,同心度好,無(wú)明火作業(yè),接頭質(zhì)量安全可靠,節(jié)約鋼材、施做需求空間小頭等多種優(yōu)點(diǎn),另外該種A型接頭允許在同一截面內(nèi); 頂縱梁為型鋼混凝土組合梁,采用木板+PVC板組合板,自制鋼拱架的模板支撐體系。端頭模板使用5cm木板作為堵頭模板,使鋼筋穿過(guò),澆筑砼前用棉紗或砂漿堵孔,防止漏漿,該

21、堵頭模除采用鋼筋焊壓外,采用120*120mm方木,支撐在中洞初支砼上,中間夾木楔固定牢固。如圖12所示。圖12 中洞頂縱梁模板支撐結(jié)構(gòu)圖35 CRD法暗挖車(chē)站拱部分離式臺(tái)車(chē)襯砌工藝天壇東門(mén)站中洞拱部采用C30、P10鋼筋砼,二襯厚度50-106cm(如圖13所示 天壇東門(mén)站中洞主體結(jié)構(gòu)橫斷面)。施作天壇東門(mén)站拱部襯砌有兩種模板形式,一種為采用組合鋼模板(長(zhǎng)度1.5m*0.3m)+工字形支架(利用木制或鋼板制作),內(nèi)部再行設(shè)置支撐,該種方案在每完成一模砼后,需拆除所有的模板支架,人工搬運(yùn)至在另外一模施工砼襯砌處再行全部拼裝,費(fèi)工費(fèi)時(shí),浪費(fèi)人工費(fèi);而采用模板臺(tái)車(chē)在施工完成一模后,不需要全部拆除,

22、臺(tái)車(chē)在軌道上直接推行至在另外一模施工砼襯砌處,省工省時(shí),節(jié)省人工費(fèi);圖13 天壇東門(mén)站中洞主體結(jié)構(gòu)橫斷面圖根據(jù)進(jìn)一步計(jì)算及參考設(shè)計(jì)院意見(jiàn),中洞豎隔壁可以采用跳槽施工的方法,自車(chē)站交叉口中心線間隔4m拆除7m,第一循環(huán)的拱部施作長(zhǎng)度為6m,第二循環(huán)施工時(shí)插空每次施作長(zhǎng)度5.9m。因此為保證臺(tái)車(chē)能夠順利通過(guò)未破除的4m豎隔壁,臺(tái)車(chē)需要分為左、右兩圖14 天壇東門(mén)站中洞拱部分離式臺(tái)車(chē)安裝圖部分,當(dāng)臺(tái)車(chē)推行至澆筑砼位置后,左、右兩部分臺(tái)車(chē)拼裝成為一個(gè)整體;如圖14所示;臺(tái)車(chē)縱向設(shè)計(jì)長(zhǎng)度6m,整體寬度5.45m,面板采用整體面板,厚度8mm,采用18#工字鋼作為面板背后環(huán)向拱架支撐,立柱采用16#工字鋼

23、對(duì)焊而成,縱向底梁采用兩根30#工字鋼對(duì)焊而成,對(duì)撐、可調(diào)斜支撐及水平調(diào)節(jié)裝置均采用裝配件;該臺(tái)車(chē)行走方式采用外力牽引、軌行式,由于該臺(tái)車(chē)重量約16.6噸,因此擬定該臺(tái)車(chē)軌道采用18kg/m軌道,采用人工推行方式,以節(jié)省成本;該臺(tái)車(chē)就位及脫模方式采用液壓千斤頂,當(dāng)臺(tái)車(chē)推行至砼施工位置后,首先把該臺(tái)車(chē)拼裝成整體,利用8臺(tái)液壓千斤頂同時(shí)頂升臺(tái)車(chē)至設(shè)計(jì)標(biāo)高,檢查合格后,底部用螺旋千斤頂頂緊;該模板臺(tái)車(chē)?yán)每烧{(diào)轉(zhuǎn)的模板、斜螺旋支撐及水平螺旋支撐形成整體,當(dāng)需要跨越臨時(shí)豎隔壁時(shí),拆掉模板插銷(xiāo),松開(kāi)斜螺旋支撐,鋼模板及部分支架則演可調(diào)轉(zhuǎn)軸垂落下來(lái),此時(shí)只要松開(kāi)水平螺旋支撐,則該模板臺(tái)車(chē)分為兩個(gè)模板臺(tái)車(chē);在

24、臺(tái)車(chē)縱向中心線上距端部各1.5m設(shè)置兩個(gè)澆筑口,直接將30cm砼輸送管焊接在模板上,并且在模板與輸送管間設(shè)置40cm*20cm*8mm插銷(xiāo),砼澆筑完成后,即可將插銷(xiāo)插進(jìn),防止砼輸送管撤除后,拱部砼從澆筑口流出;該模板臺(tái)車(chē)整體及分離后分別經(jīng)過(guò)檢算,均達(dá)到合格使用要求。采用跳槽施工分離式臺(tái)車(chē)的襯砌方法施工完成的拱部襯砌質(zhì)量與相鄰標(biāo)段(采用組合鋼模板(長(zhǎng)度1.5m*0.3m)+工字形支架)進(jìn)行比較,施工表面質(zhì)量明顯提高,無(wú)常見(jiàn)砼質(zhì)量缺陷,錯(cuò)臺(tái)小,且整體觀感明顯較好;采用跳槽施工分離式臺(tái)車(chē)的襯砌方法施工完成的拱部襯砌質(zhì)量與相鄰標(biāo)段(采用組合鋼模板(長(zhǎng)度1.5m*0.3m)+工字形支架)進(jìn)行比較,由于采

25、用軌行式臺(tái)車(chē)形式,比起小模板襯砌(每次模注完成后,須重新拆除模板,架立支架模板)施工速度較快,直接節(jié)約工期25天,對(duì)于我標(biāo)段本身工期較為緊張的事實(shí)起到了緩解作用;節(jié)約工費(fèi)145834元。3.6 各監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)及分析361典型沉降曲線及分析(包括各工序的分解)天壇東門(mén)站地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)示意圖如圖15所示,累計(jì)沉降中洞上方平均122.66mm,最大194.77mm,中洞開(kāi)挖平均引起沉降79.37mm,占64.7%,中洞襯砌期間沉降7.53mm,占6.1%,側(cè)洞開(kāi)挖引起沉降35.76mm,占29.2%;側(cè)洞上方平均97.43mm,最大150.95mm,中洞開(kāi)挖平均引起沉降40.67mm,占41.7%,

26、中洞襯砌期間沉降6.32mm,占6.5%,側(cè)洞開(kāi)挖引起沉降50.44mm,占51.8% 。地表沉降曲線如圖16所示。地表沉降數(shù)據(jù)分析:截至2005年4月10日天壇東門(mén)站地表K4+862.63點(diǎn)CJ3-6累計(jì)沉降值達(dá)到-145.14mm根據(jù)如圖所示,其中天壇東門(mén)站中洞(起始點(diǎn)里程為K4+800),開(kāi)挖至該里程為2004年1月20日,初測(cè)日期為2004年1月11日, 截止至2004年5月15日天壇東門(mén)站中洞開(kāi)挖完畢,該觀測(cè)點(diǎn)的累積沉降量為-78.24mm,占總沉降量的53.9%;截止至2004年11月20日天壇東門(mén)站主體結(jié)構(gòu)施工完畢,該觀測(cè)點(diǎn)的累積沉降量為-85.78mm,在2004年5月15日至

27、2004年11月20日期間沉降量為-7.54 mm,占總沉降量的5.2%;截止至2005年3月25日天壇東門(mén)站側(cè)洞開(kāi)挖完畢,該觀測(cè)點(diǎn)的累積沉降量為-144.73mm,在2004年11月20日至2005年3月25日期間沉降量為-58.6mm,占總沉降量的40.4%;從 2005年3月25日至2004年4月10日累計(jì)沉降量為-145.14mm;由以上數(shù)據(jù)可以看出,中洞及側(cè)洞開(kāi)挖對(duì)地表沉降起關(guān)鍵性的影響作用。圖15 天壇東門(mén)站地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)示意圖圖16 天壇東門(mén)站地表沉降時(shí)態(tài)曲線圖拱頂沉降:截至2005年4月10日天壇東門(mén)站里中洞拱頂K4+862點(diǎn)ZCJ08累計(jì)沉降值達(dá)到-53mm,根據(jù)如圖所示,其中天

28、壇東門(mén)站中洞(起始點(diǎn)里程為K4+800),開(kāi)挖至該里程為2004年1月20日,初測(cè)日期為2004年1月25日, 截止至2004年5月15日天壇東門(mén)站中洞開(kāi)挖完畢沉降量為-46mm,占總沉降量的86.8%;后續(xù)施工對(duì)拱頂沉降影響較小,沉降量為-7mm,占總沉降量的13.2%;拱頂沉降曲線如圖17所示。圖17 天壇東門(mén)站拱頂沉降時(shí)態(tài)曲線圖從監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看,除地表及拱頂沉降值較大以外,其它各項(xiàng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)讀數(shù)值都在允許范圍內(nèi),基本正常,且數(shù)據(jù)都趨于穩(wěn)定。各個(gè)分部開(kāi)挖過(guò)程中,及時(shí)的施作臨時(shí)仰拱能有效地抑制隧道的整體沉降和不均勻沉降,減小隧道變形。362應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及分析格柵應(yīng)力:在中洞三個(gè)斷面共埋設(shè)了36只

29、鋼筋計(jì),在永久噴層上位移計(jì)埋置的對(duì)應(yīng)位置內(nèi)外層布置一對(duì)鋼筋計(jì),共5對(duì)。其余臨時(shí)支護(hù),酌情布置每點(diǎn)一個(gè),共10個(gè)。見(jiàn)圖18。B12B34B14B11B12B56B78B17B910B16B20B18B15B19B13圖18 鋼筋計(jì)布置圖各測(cè)讀數(shù)據(jù)都已趨于平穩(wěn)。鋼筋計(jì)埋設(shè)初期應(yīng)力值增加較快,一般能在2-5天后基本穩(wěn)定。同時(shí)應(yīng)力值受相關(guān)各部開(kāi)挖面位置影響較大,當(dāng)相關(guān)分部開(kāi)挖到元件埋設(shè)位置時(shí),應(yīng)力值會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)或突變。測(cè)讀的最大拉應(yīng)力在東南井?dāng)嗝?部邊墻部位,最大拉應(yīng)力值為71.04MPa,當(dāng)時(shí)第4部通過(guò)埋設(shè)斷面,隨后逐漸降至10MPa左右后穩(wěn)定;測(cè)讀的最大壓應(yīng)力60MPa左右,在2部豎撐和5部邊墻位置

30、,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋容許強(qiáng)度值。天壇東門(mén)站格柵應(yīng)力時(shí)態(tài)曲線如圖19所示。圖19 天壇東門(mén)站格柵應(yīng)力時(shí)態(tài)曲線圖另外,7、8部臨時(shí)底板處破洞(預(yù)留鋼管柱孔位)對(duì)邊墻格柵應(yīng)力有一定影響,使應(yīng)力值起伏較大,但應(yīng)力值均在允許范圍之內(nèi)。現(xiàn)數(shù)據(jù)均已經(jīng)基本穩(wěn)定,并且應(yīng)力值較小。土壓力:壓力盒布置在位移計(jì)的對(duì)應(yīng)位置,中洞開(kāi)挖拱頂布置1個(gè),邊墻對(duì)稱(chēng)布置1對(duì)。兩邊側(cè)洞開(kāi)挖后在邊墻對(duì)稱(chēng)布置1對(duì),拱頂對(duì)稱(chēng)布置1對(duì)。每斷面7個(gè)。如圖20所示。 圖20 壓力盒布置圖C1C2C5C4C7C3C6壓力值曲線基本趨于平緩。壓力盒埋設(shè)初期數(shù)值增長(zhǎng)較快,一般在7天左右達(dá)到最大值并穩(wěn)定。土壓力最大值出現(xiàn)在西北井?dāng)嗝?部拱頂,達(dá)到260KPa

31、。從數(shù)據(jù)曲線分析,有兩次達(dá)到峰值,第一次為埋設(shè)后第三天(達(dá)到257.44KPa),初步分析原因是壓力盒埋設(shè)時(shí),預(yù)頂應(yīng)力過(guò)大,產(chǎn)生應(yīng)力集中,達(dá)到最大值后,隨著1部的開(kāi)挖前進(jìn),壓力值逐步減小,此時(shí)2部開(kāi)挖到此位置,壓力值開(kāi)始逐步增長(zhǎng)到260KPa。此后,1、2部繼續(xù)前進(jìn),壓力值逐步減小并趨于平穩(wěn),目前為19.7KPa。另外,針對(duì)以上情況,于K4945里程1部拱頂增設(shè)壓力盒一只,測(cè)讀壓力值為18KPa左右,并且比較穩(wěn)定。天壇東門(mén)站土壓力時(shí)態(tài)曲線如圖21所示。圖21 天壇東門(mén)站土壓力時(shí)態(tài)曲線圖橫撐應(yīng)力:在橫撐工字鋼上下翼緣各布置鋼筋計(jì)一只,(1、2部之間和2、3部之間除外),如圖22所示。 圖22 橫

32、撐鋼筋計(jì)布置圖從數(shù)據(jù)分析,橫撐鋼筋計(jì)埋設(shè)后便開(kāi)始受力,并且一般呈線性增長(zhǎng),應(yīng)力值累計(jì)增長(zhǎng)到下部開(kāi)挖面通過(guò)時(shí),應(yīng)力釋放并且發(fā)生突變,隨后應(yīng)力值基本上趨于穩(wěn)定。橫撐應(yīng)力值最大值出現(xiàn)在K4916斷面5部位置(增設(shè)),工字鋼上側(cè)拉應(yīng)力達(dá)到242MPa,下側(cè)壓應(yīng)力達(dá)到151MPa。在7部通過(guò)該位置后,應(yīng)力值發(fā)生突變,上側(cè)拉應(yīng)力為75MPa,下側(cè)壓應(yīng)力為69MPa,之后應(yīng)力值逐漸趨于穩(wěn)定,現(xiàn)在為21MPa和38MPa。天壇東門(mén)站格柵橫撐應(yīng)力時(shí)態(tài)曲線如圖23所示。原因分析為:1、隧道開(kāi)挖后的整體沉降和地表沉降引起,隧道沉降引起荷載作用在橫撐上,橫撐下側(cè)土體通過(guò)橫撐阻止沉降,加之5部和7部之間的開(kāi)挖臺(tái)階偏長(zhǎng),

33、應(yīng)力不斷累計(jì)造成。2、另外,5部開(kāi)挖后,初支邊墻和中隔壁有擴(kuò)張趨勢(shì)和不均勻沉降,使橫撐產(chǎn)生很大拉應(yīng)力。 圖23 天壇東門(mén)站橫撐應(yīng)力時(shí)態(tài)曲線圖頂縱梁拉桿應(yīng)力(如圖24所示) 圖24 表面式應(yīng)變計(jì)布置圖截至2005年4月3日天壇東門(mén)站中洞K4+883頂縱梁臨時(shí)拉桿G10281點(diǎn)累計(jì)應(yīng)力值達(dá)到35.1MPa,在天壇東門(mén)站中洞主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)間2004年12月29日至2004年11月20日期間應(yīng)力值基本變化不大,至2004年11月20日應(yīng)力值為-2.28MPa,說(shuō)明在中洞主體結(jié)構(gòu)施工對(duì)拉桿受力影響不大;天壇東門(mén)站側(cè)洞開(kāi)挖后,拉桿受力逐漸增大,截至2005年1月26日側(cè)洞1部開(kāi)挖至該里程后拉桿累計(jì)應(yīng)力值達(dá)到17.01MPa,占累計(jì)總值的48.9%,側(cè)洞1部開(kāi)挖D9D1D2D3D4D5D6D7D8通過(guò)該里程后,應(yīng)力出現(xiàn)部分回彈,下降值6.62Mpa;截至2005年2月3日側(cè)洞2部開(kāi)挖至該里程后拉桿累計(jì)應(yīng)力值達(dá)到25.32MPa,占累計(jì)總值的72.1%;截至2005年2月10日側(cè)洞3部開(kāi)挖至該里程后拉桿累計(jì)應(yīng)力值達(dá)到30.09MPa,占累計(jì)總值的85.9%;截至2005年2月18日側(cè)洞4部開(kāi)挖至該里程后拉桿累計(jì)應(yīng)力值達(dá)到36.93MPa,側(cè)洞開(kāi)挖均完成后拆除側(cè)洞橫豎撐期

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