浅谈横通道标准段与挑高段施工技术论文_李洪伟

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【摘要】:本文以青岛地铁8号线为施工背景,简要分析了拱顶直墙、渐变挑高两种横通道施工的初支施工方式,对两种施工技术进行了总结。

【关键词】:拱顶直墙;渐变挑高;初支施工

1工程概况

拱顶直墙式横通道标准断面宽7m,高5.72m,横通道长25.8m,采用喷锚支护结构;渐变挑高式横通道标准断面宽6m,高5.6米,横通道长42.6m,采用锚喷支护结构。

2 拱顶直墙式横通道施工技术

2.1设计方案

自横通道洞顶逐步抬高,总的抬高高度为4.2m。高度达到后继续按照抬高后的高度进行开挖,直至开挖至侧洞结构外为止。因为在标准断面拱部以上范围内不可能一次爬坡至横通道洞顶以上,需要进行返挖达到。

2.2横通道形成过程分布介绍

2.2.1马头门施工

(1)竖井开挖至横通道洞顶,沿横通道开挖边线120°打设一排φ42注浆小导管,小导管环向间距0.4m,长度5m,角度为6°— 8°。

(2)竖井施工至相应标高位置时,进行临时封底,封底时按正式封底的要求进行。

(3)马头门施工时,先进行超前注浆,浆液配合比由试验室确定,根据设计要求确定浆液材料及参数。之后搭设施工脚手架,破除上台阶范围内的竖井井壁,密排3榀加强钢架,喷射C25混凝土。然后按台阶法进行横通道上、下台阶的循环作业。前3榀钢架密排,从第3榀开始按1m榀距架设格栅钢架正常施工。

2.2.2拱顶直墙式挑高段施工

横通道挑高段采用台阶法施工。

横通道挑高段为横通道进出入线区间正线段,横通道施工到挑高段时,连立五榀格栅钢架,喷射200mm厚C25混凝土,再开挖挑高段上台阶。挑高段立13榀门式钢架,前7榀每榀挑高0.6m。当挑高段高度超过一定高度时采用三台阶法施工(可根据现场实际情况考虑适合开挖高度),上台阶每循环进尺1m,打设φ25中空注浆锚杆,然后立工22a门式钢架,布设,8@200×200mm钢筋网片,打设锁脚锚杆,喷射250mm 厚C25混凝土,两榀门式钢架采用C22钢筋焊接。依次循环开挖,待开挖至5m后同时开挖中台阶,上中同时并进施工;上台阶施工到横通道端头时,同时施工下台阶,待横通道挑高段施工结束时根据设计要求封堵横通道端头。根据围岩状况,确定上台阶领进长度L,台阶长度一般不大于1倍洞径(7m);台阶高度以2~2.5m为宜;中下台阶应在上台阶喷砼强度大于70%后开挖。

横通道挑高段施工要严格按照施工步序施工,严格控制开挖进尺,及时封闭初支,并加强监测。

2.2.3拱顶直墙式横通道施工要点

横通道初支为拱顶直墙式结构,采用台阶法施工,横通道标准段采用钢筋格栅+拱部中空锚杆+钢筋网+喷混凝土联合支护,喷射混凝土厚度0.2m;挑高段采用出入线区间拱顶工22a门式钢架支撑,喷射混凝土厚度0.25m。初期支护时按设计位置设置钢筋格栅。挑高段上台阶长度控制在5.0m左右,施工时进行严格的监控量测,并根据量测结果来调整施工参数。

开挖由上至下逐层开挖,下台阶掌子面岩体预留坡度为1:0.8左右。下一榀开挖时必须将上一榀钢筋网片附着的虚渣清理干净,尤其是拱脚处落点必需坚实,不能留死角,否则导致喷射混凝土形成空洞或不密实。

2.2.4端头墙施工

横通道端墙封堵采用型钢+钢筋网片+竖向连接筋+喷射混凝土封堵体系,型钢采用工22a工字钢,间距1m,网片构成200mm×200mm网格,连接筋采用C22钢筋,水平间距1000mm,采用单面搭接焊,搭接长度10d,连接后及时喷射150mm厚C25混凝土;堵头墙后打设Φ25中空锚杆,L=3.0m,间距1.0×1.0m,梅花型布置。

3 渐变式横通道工程施工技术

3.1设计方案

靠近正线段设第一个过渡段抬高,总的抬高高度为3.6m。高度达到后继续按照抬高后的高度进行开挖,直至开挖至标准段,标准段施工结束后,继续施工第二段过渡段,高度达到后继续按照抬高后的高度进行开挖,直至开挖至侧墙结构为止。

3.2横通道形成过程分布介绍

3.2.1马头门施工

(1)竖井开挖至横通道洞顶,沿横通道开挖边线120°打设一排φ42注浆小导管,小导管环向间距0.4m,长度5m。

(2)竖井施工至相应标高位置时,进行临时封底,封底时按正式封底的要求进行。

(3)马头门施工时,先进行超前注浆,浆液配合比由试验室确定,根据设计要求确定浆液材料及参数。之后搭设施工脚手架,破除上台阶范围内的竖井井壁,密排3榀加强钢架,喷射C25混凝土。然后按台阶法进行横通道上、下台阶的循环作业。前3榀钢架密排,从第3榀开始按1m榀距架设格栅钢架正常施工。

3.2.2渐变式式挑高段施工

横通道标准段采用台阶法施工, 在通道过渡段和挑高段, 由于断面高度较高, 采用台阶法法进行施工,横通道施工到挑高段时,连立三榀格栅钢架,喷射200mm厚C25混凝土,再开挖过渡段上台阶。过渡段共6米与横通道呈30°角开挖,有12榀格栅钢架,过渡段施工到挑高段时,连立两榀格栅钢架,喷射200mm厚C25混凝土,再开挖挑高段上台阶,挑高段继续施工到标准段,重复过渡段、挑高段施工,直至42.6m横通道施工完毕。

3.2.3施工要点及技术措施

(1)初期支护施工工序:横通道土体开挖,架立钢格栅及临时支撑,焊接连接筋及钢筋网片,打设超前小导管及锁角锚管,排设回填注浆管,喷混凝土,下一循环。

(2)严格控制隧道开挖的中线和水平, 开挖轮廓要圆顺, 防止超挖, 局部欠挖处人工修凿, 但要充分考虑施工误差及预留变形。

(3)当隧道围岩自稳能力较差时, 应尽可能缩短开挖台阶长度, 尽快使初期支护闭合。

(4)开挖过程中必须加强监控量测,当发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时, 应及时施工临时支撑或仰拱, 形成封闭环, 控制位移和变形。对连续沉降的地段, 根据量测结果进行跟踪注浆。

3.2.4端头墙施工

横通道端墙封堵采用型钢+钢筋网片+竖向连接筋+喷射混凝土封堵体系,型钢采用工22a工字钢,间距1m,网片构成200mm×200mm网格,连接筋采用C22钢筋,水平间距1000mm,采用单面搭接焊,搭接长度10d,连接后及时喷射150mm厚C25混凝土;堵头墙后打设Φ25中空锚杆,L=3.0m,间距1.0×1.0m,梅花型布置。

4 结论

通过实践表明,施工过程中没有出现较大的地基沉降, 这表明两种横通道的施工技术是较为成功的。但是其各有优劣,渐变挑高式横通道施工相比较于拱顶直墙式挑高横通道施工更安全,开挖过程中,更能有效的控制超、欠挖,施工难度更低,但是其开挖土方量较拱顶直墙式大,格栅钢架、工字钢等初期支护的费用比好高。两种横通道施工中,横通道的环境均不太理想,空气质量很差,在利用多台大功率风机都不能有效的解决这一问题,因此,在加强施工现场的通风换气方面还需要进一步的研究与改进。

参考文献

[1]王海峰.地铁大断面单洞重叠浅埋暗开挖施工技术[J].广东科技,2007(S1).

[2]关宝树.隧道施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]夏明耀.地下工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

[4]时玉才. 富水弱成岩砂岩地层隧道挑高段施工技术研究[D].山东大学,2017.

论文作者:李洪伟

论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第03期

论文发表时间:2019/5/27

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