暗挖地鐵車站拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)

暗挖地鐵車站拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)2014年9月25日目錄一、拱蓋法的概念及其基本原理二、拱蓋法地鐵車站施工順序三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)四、結(jié)論與建議一、拱蓋法的概念及其基本原理PBA法是在傳統(tǒng)淺埋暗挖分部開挖法的基礎(chǔ)上結(jié)合了蓋挖法的特點而形成的一種施工方法，該工法的核心思想在于設(shè)法形成由邊樁、中樁（柱）、頂?shù)琢?、頂拱共同?gòu)成的整體支護(hù)體系，承受施工過程的荷載，并在頂蓋的保護(hù)下順作或逆作二襯結(jié)構(gòu)，最終形成永久承載體系。PBA工法是淺埋暗法方法的一種，用于地鐵暗挖車站，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差、斷面較大時，一般設(shè)計成多跨結(jié)構(gòu)，跨與跨之間有梁、柱連接。拱蓋法形成背景一、拱蓋法的概念及其基本原理PBA工法

邊樁的抗傾覆能力和拱頂土體的穩(wěn)定是保證施工安全的關(guān)鍵。

一、拱蓋法的概念及其基本原理xx地鐵一號線工程在吸取軟土地層PBA工法的設(shè)計施工經(jīng)驗基礎(chǔ)上，針對風(fēng)化巖石地層強(qiáng)度高的特點，采用了一種新型暗挖車站施工方法——拱蓋法。拱蓋法是利用風(fēng)化巖的高強(qiáng)度，充分發(fā)揮巖石地基的承載作用，以大拱腳方案取代PBA工法中的邊樁，在先期扣拱的保護(hù)下，采用逆作法或順作法完成主體結(jié)構(gòu)的施工方法。拱蓋法能夠很好的破解地鐵工程面臨的地層上軟下硬的難題，非常適合風(fēng)化巖石地層淺埋暗挖大跨地鐵車站的施工。xx廣場站、勝利廣場站、長春路站、西安路站、興工街站等14個暗挖車站都采取了這種新工法。拱蓋法形成背景一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法

一、拱蓋法的概念及其基本原理xx廣場站暗挖主體結(jié)構(gòu)穿越震旦系長嶺子組板巖，地層上軟下硬。其中，中風(fēng)化板巖呈黃色-灰色，薄層狀結(jié)構(gòu)，層理和節(jié)理裂隙較發(fā)育，礦物主要為云母、石英，局部夾石英巖脈，巖芯呈餅狀、短柱狀。中風(fēng)化板巖地基承載力特征值fa=1000kPa，天然單軸抗壓強(qiáng)度20.6～36.2MPa，平均值為27.06MPa。場地中風(fēng)化板巖巖芯較破碎，屬于IV級圍巖，可挖性等級為Ⅴ級，屬于次堅石，需要采用鉆爆法開挖。一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法是在PBA工法基礎(chǔ)上創(chuàng)建的適用于上軟下硬、風(fēng)化巖石地層的一種暗挖施工方法。該方法的核心思想是充分利用下覆圍巖的承載能力和穩(wěn)定性，在不爆破或弱爆破的條件下，采用PBA工法的小導(dǎo)洞形式進(jìn)行初支扣拱施工，同時采用大拱腳方案取代PBA工法中的邊樁，將拱部初支與二襯結(jié)構(gòu)支撐在兩側(cè)穩(wěn)定基巖上，形成拱蓋；在拱蓋的保護(hù)下，進(jìn)行地下蓋挖逆作或順作施工。拱蓋法基本原理一、拱蓋法的概念及其基本原理為了保證拱蓋的整體穩(wěn)定性，大拱腳下設(shè)縱向冠梁，將拱蓋上部荷載均勻地傳遞給下覆基巖。為了實現(xiàn)大跨或多跨結(jié)構(gòu)，扣拱過程采用淺埋暗挖分部開挖法，實現(xiàn)由小跨到扣拱大跨的轉(zhuǎn)換。為了保持地下高邊墻圍巖的穩(wěn)定，采取預(yù)應(yīng)力錨索+錨噴支護(hù)，實現(xiàn)了地下大空間作業(yè)。為了控制沉降、保護(hù)已施工結(jié)構(gòu)，采用減震爆破和松動爆破，減小了對地層與已施工結(jié)構(gòu)的擾動。拱蓋法基本原理一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法優(yōu)缺點拱蓋法的優(yōu)點：相比PBA等其他工法，拱蓋法導(dǎo)洞少、工序少、擾動少、地面沉降小，支護(hù)簡單、廢棄工程量小，沒有邊樁、無臨時支撐，造價低，拱蓋形成后，即可大面積作業(yè)，效率高，工期短。拱蓋法的缺點：圍巖強(qiáng)度要求高，主要適用于風(fēng)化巖石地層，尤其是上軟下硬的土巖復(fù)合地層。二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法地地鐵車站站施工順順序序先扣初支支拱蓋，，再扣二襯拱，下挖至中板板以下，，施做中中板及上上部邊墻墻后，繼續(xù)下下挖至基基底，施施做底板板和中板板以下邊邊墻。全逆作法全順作法半逆作半半順作先扣初支支拱蓋，，再扣二襯拱，然后在在主體結(jié)結(jié)構(gòu)拱蓋蓋的保護(hù)護(hù)下，下下挖至基底，，順作結(jié)結(jié)構(gòu)底板板、側(cè)墻墻和中板板的過程程。先扣初支支拱蓋，，然后直接開挖挖下部巖巖體至基基底，順順作底板板、側(cè)墻墻、中板板和二襯拱蓋全部部主體結(jié)結(jié)構(gòu)。二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全全逆作施施工步驟驟圖圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全全逆作施施工步驟驟圖圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全全逆作施施工步驟驟圖圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法半逆作施工二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法半逆作施工二、拱蓋法地鐵車站施工順序方案比選指標(biāo)方案安全性質(zhì)量進(jìn)度需采取的加強(qiáng)措施全逆作法方案高一般慢須對已做中板結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。半逆作半順作方案待驗證較好較快須對高邊墻圍巖采取增加支撐或錨索加固等措施；對鋼管柱的雙向穩(wěn)定問題需要格外重視，并采取措施確保壓桿穩(wěn)定。全順作方案低好快適宜跨度小，需要提高初支扣拱厚度以滿足結(jié)構(gòu)受力要求，必要時需增設(shè)大管棚超前預(yù)加固，對高邊墻的支護(hù)以及鋼管柱的穩(wěn)定問題同半順作法。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)大拱腳施工初支扣拱鉆爆法施工鋼管柱與中板施工高邊墻支護(hù)二襯扣拱三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)大拱腳施施工車站主體拱蓋蓋拱腳落在在2000×800mm的冠梁上上，為保保證冠梁梁下地基基有足夠夠的承載載能力，，圖（a）中采用用錨管對對冠梁側(cè)側(cè)向和豎豎向兩個個主要受受力方向向的圍巖巖進(jìn)行注注漿加固固。要求求加固后后的地基基強(qiáng)度達(dá)達(dá)到中風(fēng)風(fēng)化板巖巖的強(qiáng)度度，該方方法適用用于處理理軟弱層層較深的的地段。。圖（b）中采用用導(dǎo)洞底底板局部部加深，，開挖至至中風(fēng)化化巖面，，加深段段冠梁下下方回填填C20混凝土做做地基，，該方法法適用于于處理軟軟弱層較較淺的地地段。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)初支扣拱拱拱部初支支扣拱施施工分兩兩步進(jìn)行行，首先先施做導(dǎo)導(dǎo)洞內(nèi)初初支扣拱拱及其背背后回填填混凝土土，再進(jìn)進(jìn)行兩個個導(dǎo)洞間間的初支支扣拱施施工。初支扣扣拱施工工時，必必須確保保A、B、C三個節(jié)點點預(yù)埋接接頭或鋼鋼板在同同一里程程位置，，以便扣扣拱格柵柵能夠準(zhǔn)準(zhǔn)確連接接。開挖挖前，先先沿隧道道拱部打打設(shè)小導(dǎo)導(dǎo)管注漿漿加固地地層?？劭酃笆┕すr分上上下兩個個臺階開開挖。5、6號導(dǎo)洞對對稱同步步開挖，，防止對對中導(dǎo)洞洞內(nèi)頂縱縱梁及鋼鋼管柱產(chǎn)產(chǎn)生偏壓壓影響。?？酃巴晖戤?，及及時做好好初支背背后回填填注漿。。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)二襯扣拱拱初支扣拱拱貫通后后，由中中間向車車站兩端端后退，，沿車站站縱向分分段鑿除除導(dǎo)洞部部分初期期支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)，施施工拱部部防水層層及結(jié)構(gòu)構(gòu)二襯。。每段鑿鑿除長度度不大于于一個柱柱跨（7m），兩側(cè)側(cè)同步進(jìn)進(jìn)行。為為了實現(xiàn)現(xiàn)快速機(jī)機(jī)械化施施工，襯襯砌采用用6m長自行式式液壓模模板臺車車。模板板由4節(jié)寬度為為1.5m的模板組組成，每每節(jié)由頂頂拱和邊邊拱模板板組成，，頂拱和和邊拱模模板由鉸鉸連接，，面板采采用10mm厚鋼板。。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)鋼管柱與與中板施施工分段安裝裝、法蘭蘭連接、、防止偏偏心、細(xì)細(xì)砂填實實、側(cè)向向約束鋼管柱施施工關(guān)鍵鍵點中板施工工超挖1.8m、土?；蚧驖M堂支支架、臨臨空面三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)鉆爆法施施工為控制爆爆破震動動，采用用分臺階階微差減減震控制制爆破，，冠梁下下邊墻2米范圍內(nèi)內(nèi)采用松松動爆破破。為減減小一次次爆破影影響范圍圍，以設(shè)設(shè)計質(zhì)點點振動波波速度為為1.5cm/s作為控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，計算各部部分所需的單單段用藥量，，并進(jìn)行試爆爆，取得合理理的爆破參數(shù)數(shù)。同時采取取分步爆破以以創(chuàng)造多臨空空面條件，每每部分多段起起爆，控制爆爆破規(guī)模和循循環(huán)進(jìn)尺，以以達(dá)到控制質(zhì)質(zhì)點振動速度度的目的，并并且在臨近邊邊墻、鋼管柱柱和導(dǎo)洞初支支結(jié)構(gòu)的周邊邊眼間均設(shè)密密排減震空眼眼，減少爆破破對圍巖和結(jié)結(jié)構(gòu)的影響。。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)高邊墻支護(hù)1243在邊墻2m范圍內(nèi)采用松松動爆破或非非鉆爆法開挖挖等方法，保保證冠梁下巖巖石完整性。。邊墻采用鋼格格柵+300mm厚C25網(wǎng)噴混凝土支支護(hù)，并施做做系統(tǒng)錨桿。。中板以下圍巖巖開挖時，順順坡巖層一側(cè)側(cè)打設(shè)一道預(yù)預(yù)應(yīng)力錨索，，以鎖定圍巖巖，避免巖層層順坡滑移。。及時施做中板板結(jié)構(gòu)，以便便對高邊墻形形成有力支撐撐。四、結(jié)論與建議xx地鐵采用拱蓋蓋法施工的14個暗挖車站主主體結(jié)構(gòu)均已已順利完成，，絕大多數(shù)車車站地表沉降