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(diǎn)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(shí)，一般設(shè)計(jì)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(jì)施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對風(fēng)化巖石地層強(qiáng)度高的特點(diǎn)，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(gè)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(jiān)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)爆破，減小了對地層與已施工結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)。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(diǎn)拱蓋法的優(yōu)點(diǎn)：相比PBA等其他工法，拱蓋法導(dǎo)洞少、工序少、擾動(dòng)少、地面沉降小，支護(hù)簡單、廢棄工程量小，沒有邊樁、無臨時(shí)支撐，造價(jià)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(diǎn)：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鐵車站施工順序先扣初支拱蓋，再扣二襯拱，下挖至中板以下，施做中板及上部邊墻后，繼續(xù)下挖至基底，施做底板和中板以下邊墻。全逆作法全順作法半逆作半順作先扣初支拱蓋，再扣二襯拱，然后在主體結(jié)構(gòu)拱蓋的保護(hù)下，下挖至基底，順作結(jié)構(gòu)底板、側(cè)墻和中板的過程。先扣初支拱蓋，然后直接開挖下部巖體至基底，順作底板、側(cè)墻、中板和二襯拱蓋全部主體結(jié)構(gòu)。二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、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(yàn)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(shí)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)大拱腳施工車站主體拱蓋拱腳落在2000×800mm的冠梁上，為保證冠梁下地基有足夠的承載能力，圖（a）中采用錨管對冠梁側(cè)向和豎向兩個(gè)主要受力方向的圍巖進(jìn)行注漿加固。要求加固后的地基強(qiáng)度達(dá)到中風(fēng)化板巖的強(qiáng)度，該方法適用于處理軟弱層較深的地段。圖（b）中采用導(dǎo)洞底板局部加深，開挖至中風(fēng)化巖面，加深段冠梁下方回填C20混凝土做地基，該方法適用于處理軟弱層較淺的地段。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)初支扣拱拱部初支扣拱施工分兩步進(jìn)行，首先施做導(dǎo)洞內(nèi)初支扣拱及其背后回填混凝土，再進(jìn)行兩個(gè)導(dǎo)洞間的初支扣拱施工。初支扣拱施工時(shí)，必須確保A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)埋接頭或鋼板在同一里程位置，以便扣拱格柵能夠準(zhǔn)確連接。開挖前，先沿隧道拱部打設(shè)小導(dǎo)管注漿加固地層?？酃笆┕r(shí)分上下兩個(gè)臺階開挖。5、6號導(dǎo)洞對稱同步開挖，防止對中導(dǎo)洞內(nèi)頂縱梁及鋼管柱產(chǎn)生偏壓影響?？酃巴戤叄皶r(shí)做好初支背后回填注漿。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)二襯扣頁拱初支扣拱董貫通后，規(guī)由中間向母車站兩端驚后退，沿改車站縱向抗分段鑿除勞導(dǎo)洞部分岸初期支護(hù)刑結(jié)構(gòu)，施粗工拱部防觸水層及結(jié)昌構(gòu)二襯。所每段鑿除可長度不大蔬于一個(gè)柱仁跨（7m），兩英側(cè)同步喇進(jìn)行。旱為了實(shí)狂現(xiàn)快速鴉機(jī)械化芽施工，旅襯砌采鹽用6m長自行式吊液壓模板丹臺車。模耍板由4節(jié)寬度為1.5m的模板菊組成，他每節(jié)由也頂拱和醫(yī)邊拱模侵板組成遼，頂拱波和邊拱飽模板由目鉸連接烈，面板寫采用10mm厚鋼板嚴(yán)。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)鋼管柱與腐中板施工分段安裝緒、法蘭連歡接、防止絕偏心、細(xì)佳砂填實(shí)、聾側(cè)向約束鋼管柱施今工關(guān)鍵點(diǎn)中板施貴工超挖1.8跪m、土?；蛎魸M堂支架裁、臨空面三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)鉆爆法施膝工為控制爆斃破震動(dòng)，芒采用分臺稈階微差減訂震控制爆耗破，冠梁餓下邊墻2米范圍站內(nèi)采用屬松動(dòng)爆留破。為欠減小一申次爆破警影響范瘋圍，以軌設(shè)計(jì)質(zhì)嫩點(diǎn)振動(dòng)耽波速度禾為1.5悶cm/臺s作為控居制標(biāo)準(zhǔn)餅，計(jì)算娃各部分禽所需的植單段用混藥量，唉并進(jìn)行狗試爆，候取得合歲理的爆英破參數(shù)鐵。同時(shí)揀采取分途步爆破呆以創(chuàng)造為多臨空雅面條件光，每部悅分多段凱起爆，編控制爆匆破規(guī)模值和循環(huán)獻(xiàn)進(jìn)尺，夾以達(dá)到麗控制質(zhì)天點(diǎn)振動(dòng)隆速度的哭目的，活并且在落臨近邊擋墻、鋼易管柱和君導(dǎo)洞初快支結(jié)構(gòu)紀(jì)的周邊賀眼間均將設(shè)密排再減震空奔眼，減陷少爆破喚對圍巖暮和結(jié)構(gòu)閑的影響簽。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)高邊墻支躁護(hù)1243在邊墻2m范圍內(nèi)除采用松落動(dòng)爆破肌或非鉆雅爆法開升挖等方撕法，保冰證冠梁捎下巖石鐮完整性賞。邊墻采靜用鋼格煮柵+30遠(yuǎn)0mm厚C25網(wǎng)噴混般凝土支循護(hù)，并璃施做系餃統(tǒng)錨桿含。中板以烤下圍巖幟開挖時(shí)碗，順坡到巖層一獄側(cè)打設(shè)食一道預(yù)死應(yīng)力錨性索，以供鎖定圍繪巖，避喬免巖層倍順坡滑男移。及時(shí)施做積中板結(jié)構(gòu)搬，以便對搭高邊墻形富成有力支蛛撐。四、結(jié)論與建議xx地鐵采用異拱蓋法施止工的14個(gè)暗挖車表站主體結(jié)室構(gòu)均已順英利完成，辰絕大多數(shù)爬車站地表輕沉降控制那在25m錯(cuò)m以內(nèi)。瓜實(shí)踐證碎明，在宅風(fēng)化巖球石地層俘中采用價(jià)拱蓋法主施工淺