2024年6月6日发(作者:义高逸)
地下空间轨道连接通道工程施工方法
【摘 要】:随着城市轨道交通建设工程的不断推进,路线周边的地下空间开发时往往需要考虑到与轨道交通站点之间
的联动。因此相关项目往往引入隧道、连廊等方式以达到自身地下空间与站点联通的目的。本文就地下空间轨道连接通道工程施
工方法进行简要介绍与分析。
【关键词】:轨道交通;连通隧道;地下空间开发;施工方法
引言:
随着城市轨道交通建设工程的不断推进,路线周边的地下空间开发时往往需要考虑到与轨道交通站点之间的联动。一方面,
具备人防工程地下空间项目可以为轨道交通站点的人员疏导提供场地;另一方面,轨道交通的人员吞吐能力能极大地提升相关地
块的商业价值与城市服务能力。由此,轨道交通站点周边地下空间开发项目往往引入隧道、连廊等方式以达到自身空间与站点联
通的目的。本文以鲁能城三期(商业)F55-2、F55-3地块项目地下空间轨道连接通道施工作为例证对该类工程的施工方法进行简
要介绍与分析。
1 工程应用概况
1.1 项目概况
鲁能城三期(商业)F55-2地块、F55-3地块建设工程是一座包括大型商业、写字楼、地下交通与车库等在内的高标准城
市综合体。本工程地处重庆市渝北区中央公园片区同茂大道北侧,规划建设四栋83.6m~98.0m的高层办公楼和商业裙楼。总建筑
面积27.6㎡,其中F55-2地块建筑面积15.9万㎡,包含两栋塔楼及附属裙楼;F55-3地块建筑面积11.82万㎡,包含两栋塔楼
及附属裙楼;物业形态为公寓、商业及附属车库。F55-2、F55-3地块东西相连,大部分位于轨道9、10号线50米控保区范围内。
拟建场地西侧为鲁能F55-1地块,北侧为鲁能城二期地块,南侧临近同茂大道及同茂大道下方的运营线路轨道十号线中央公园东
站车站主体及部分附属结构,东侧临近运营线路轨道十号线中央公园东站一号出入口及在建轨道九号线中央公园东站车站主体。
1.2 地下空间轨道连接通道工程概况
鲁能城三期(商业)F55-2地块、F55-3地块建设工程轨道连接通道共分为两处,F55-2地块、F55-3地块各一处。3#地块
的隧道先施工,该隧道水平长度9866mm;2#地块内隧道需在商业施工至正负零后再进行施工,该隧道水平长度10050mm。
1.3 连接通道结构形式及支护参数
连接通道结构按新奥法原理进行设计,施工时采用复合衬砌,以小导管、管棚、注浆小导管为超前支护,以锚杆、挂钢筋
网、湿喷混凝土等为初期支护,并辅以钢拱架、中空注浆锚杆、自进式锚杆等支护措施,充分调动和发挥围岩的自承能力,在监
控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。
2 总体施工方案
连接通道采用暗挖法施工,台阶法开挖,由于周边存在轨道结构,采用机械开挖。
连接通道从进口独头掘进。连接通道施工以新奥法的基本原理为依据,以“早预报、勤量测、管超前、短进尺、强支护、
快封闭、紧衬砌”为指导进行施工,采用无轨运输,压入式通风。连接通道进洞及洞口加强段、断层破碎带地段,为改善围岩状
态,提高围岩自身的自稳能力,防止可能发生的坍塌,采用注浆小导管超前支护,对围岩进行预加固。根据地质情况,先施作超
前支护,再进行开挖;先对中夹岩柱进行加固,再进行全断面施工;开挖作业由上至下,衬砌施工由下而上并及时封闭仰拱。衬
砌施工由下而上,及时施作(仰拱)二次衬砌。其中上台阶采用环形开挖,拱部预留核心土。台阶长度控制在1米左右。台阶法
的下台阶均采用凿岩机钻眼。出渣采用侧卸式装载机装渣,自卸汽车出渣,采用台阶法时上台阶出渣采用人工翻渣至下台阶。衬
砌采用衬砌台车,混凝土由拌和站拌和,输送车运输,混凝土输送泵泵送入模灌筑,二次衬砌全断面一次施作。循环进尺控制在
0.5m以内,使初期支护尽早封闭成环。这些地段仰拱先行,二次衬砌及时施作,以策安全。
本连接通道按钻破法施工,开挖采用液压台车和风枪钻孔,拱部光面破除,边墙切割,以控制开挖轮廓,减少超欠挖;初
期支护采用迈式锚杆、钢筋网和湿喷混凝土联合支护,洞口加强段和断层破碎带增设工字钢钢架予以加强;防水板采用背吊式无
钉铺设工艺,确保无顶眼,防止渗漏水;出碴采用ZC50型装载机装碴,15t以上自卸汽车运碴;衬砌采用洞外15-30m/h自动计
量拌和站供料,6m³混凝土输送车运料,15-30m³/h混凝土输送泵灌筑,配以6.5m衬砌钢模台车;施工排水,进口工区顺坡施工,
采用两侧临时排水沟顺坡排水,出口工区为反坡施工,采用两侧水沟逐级抽水排出洞外;施工通风采用管路压入式通风,各洞口
外配置两台SDA110AD(1200m/min)型转速可调式轴流通风机。
3 主要施工方法与施工工艺
施工前根据连接通道开口位置对应的项目地下室楼层板面标高确定通道掘进作业的操作面,在核算开掘机械及土方转运车
辆的荷载与地下室楼版面承载力后,规划出作业车辆的进出路线并汇同结构设计师加强区域内楼板的载荷能力。同时考虑到,对既
有轨道结构进行摸排,现场定位处轨道预留接口环梁的实际位置后,与本项目图纸进行对比,确认无误后进行施工。若发现环梁实际
位置与图纸不一致时,则暂定施工,并通知参建各方。
首先实施超前支护,超前支护实施完成并达到设计要求后再开挖连接通道。待连接通道开挖至轨道出入口侧墙后,在轨道出
入口内设置围挡对开口处进行封闭防护,对原轨道出入口临时封堵的侧墙进行分块拆除。开洞后施做防水层,将连接通道分布筋植
入轨道预留环梁中,绑扎连接通道二衬钢筋,浇筑连接通道二衬,浇筑混凝土前须对既有环梁结构表面凿毛并清洗干净。
3.1 洞口施工
洞口施工包括洞口土石方开挖、洞口截排水系统的施工、洞口边仰坡的防护等项目的施工。进洞方案包括进洞时采取的防
护措施,进洞时的开挖方法及支护类型等。
(1)截水沟施工。连接通道洞口开挖前,在洞口开挖施工截水沟,截水沟通向路基边沟,以防雨季山坡汇积水冲洗已开挖
的坡面。截水沟人工开挖,用现浇固模成形。截水沟按梯形断面施工,沟底宽60cm,沟深60cm。截水沟的上游进水口与原地面衔
接紧密、或略低于原地面,下游出水口与路堑排水系统顺接。
(2)洞口土石方的施工。首先按设计图纸的坡度进行施工测量,精确测设出边、仰坡开挖轮廓线。第二步,履带式挖掘机
进入施工场,并沿路修筑车辆通行的道路。用吊车吊装至操作平台,第三步,进行开挖作业。对坡积亚粘土、残坡积砂质粘性土
等土质直接用挖掘机开挖,门洞现为锚索加固成形,采用切割方式进行门洞切割,用装载机装土,汽车运输。第四步,清理坡面
上的浮泥、虚碴,并修整坡面凹凸不平的地方。
(3)洞口边仰坡的防护。坡面防护为锚网喷结构,在已清理好的岩质坡面上钻孔施作Φ22普通砂浆锚杆,锚杆长3.5m,间
排距为1.5m;然后挂φ6.5、网孔间距30×30cm的钢筋网,钢筋网与锚杆头采用焊接连接。钢筋网挂好后,湿喷C20混凝土
10cm厚将钢筋网与锚杆头进行覆盖包裹,并及时进行养护。
(4)进洞方法,采用台阶法施工。进洞前根据围岩状况采用超前注浆小导管对围岩进行预加固,即沿开挖轮廓线外20cm处
施工一环注浆小导管,导管采用外径为φ42mm,壁厚为4mm的热轧无缝钢管,导管长4.5m,钢管前端加工成锥形,尾部30cm不
钻注浆孔作为止浆段,管壁四周钻四排φ6mm的注浆孔,注浆孔按梅花型布置。施工时导管沿连接通道周边以5-10度外插角打入
围岩。导管环向间距 40cm。导管打入地层后,对相应地段进行注浆处理,通过注入的水泥浆将洞口松散的土层固结为整体性较强
的岩体。注浆常采用纯水泥浆(w/c=1.0),当地下水大时采用水泥-水玻璃双浆液,其参数为:水泥浆/水玻璃=1:0.8(体积
比),水泥浆w/c=1.0,水玻璃模数m=2.6,浓度Be=35,注浆压力在0.5-1.0Mpa,注浆所用水泥为425号普通硅酸盐水泥;若围
岩裂隙较不发育,整体性较好,估计注浆加固难以起作用时,可只用水泥砂浆(w/c=0.5~0.8),以填充导管孔。超前小导管的端
部与洞口型钢支撑焊接。如洞口仰坡围岩较松散,则在超前小导管外围增设一环注浆小导管,以加大洞口固结围岩的范围。当所
有超前预支护施作完毕后,湿喷混凝土将注浆小导管及型钢拱架裹住。以上超前支护完毕后,方可进行台阶钻破开挖。
3.2 洞身开挖
经地表工程地质测绘和钻探揭露,建筑场地地层主要由第四系全新统(Q4ml)素填土及基岩为侏罗系中统新田沟组(J2x)泥岩
及砂岩组成。
(1)开挖方法
①Ⅱ类围岩小净距地段开挖方法
由于Ⅱ类围岩以松散低液限粘土及强风化泥岩为主,岩性呈松散及碎裂结构。围岩稳定性差,易坍塌。故Ⅱ类围岩开挖时,
采用台阶法施工,根据围岩情况,每次开挖进尺控制在1m左右。主要采用风镐等小型机具开挖。
施工台阶长度为1m,每次开挖进尺控制在0.5m以内。为减少对围岩的扰动,开挖采用人工配合风镐进行施工,上台阶出
渣采用人工出渣,其余均用装载机装渣、自卸汽车运输的方法施工。
开挖顺序见“Ⅱ类小净距段施工工序图”。
②Ⅲ类围岩小净距地段开挖方法
由于Ⅲ类围为岩泥质粉砂岩、泥岩夹粉细砂岩,属软质岩,受构造影响轻微,岩石为弱风化,裂隙较发育--不发育,岩体
较完整,局部地段较破碎,呈块状砌体结构及块石状镶嵌结构。围岩基本稳定,由于岩层倾角平缓,层间结合一般--较差,加之
裂隙切割,洞室开挖后拱部无支护时易顺层面塌落,小坍塌,侧壁基本稳定。采用台阶法,上台阶采用全断面法或预留核心土环
形开挖施工,根据围岩情况,台阶长度为1m,每次开挖进尺控制在0.5m左右,主要采用机械破掘进作业。
出渣使用侧卸装载机装渣,自卸汽车运输。
采用台阶法施工时,开挖方法适时调整,上台阶采用全断面或预留核心土环形开挖,施作初期支护(留核心土);下层台
阶先挖中间核心土,后挖侧槽,及时初期支护,再灌筑仰拱,形成封闭环开挖。
开挖顺序见“Ⅲ类小净距段施工工序图”。
(2)钻爆设计
①炮眼布置、起爆网络
②掏槽
采用中空直眼掏槽形式,中空眼使用φ102钻头钻成。
3.3 初期支护与超前支护
本连接通道锚喷支护类型根据围岩类别的不同,具体有如下几种组成结构。超前小导管、大管棚、喷射混凝土、中空注浆
锚杆、自进式锚杆、工字钢架、格栅钢架。
锚喷支护施工程序如下:清理掌子面危石、清洗岩面——初喷3~5cm厚混凝土并补平超挖——架立格栅拱架或型钢拱架
——施工锚杆——复喷每次7~10cm直至设计厚度。
(1)超前支护
①超前小导管注浆
超前小导管设置在Ⅱ类围岩浅埋、石质地段,在掌子面超前施作后可以为后续初期支护的施工提供足够的时间和安全保护。
超前支护采用φ42mm,壁厚3.5mm,长4.5m的无缝钢管制作而成的小导管,管壁梅花形布置6mm的注浆孔,注浆孔间距15cm,导
管端部预留30cm止浆段。导管环距0.4m,长4.5m,外插角5~10度,搭接长度1米,拱部120度范围布置。前后两排导管水平投
影的搭接长度1.0m,呈梅花型布置,采用水泥浆,水泥浆水灰比1:0.4~0.6,注浆压力初压0.5~1.0Mpa。
其施工步骤为:
a.沿开挖面周边布置注浆眼。
b.按布置的注浆眼位置钻眼,眼深4.5米(按设计),将压浆管顶入岩层。
c.孔口止浆封堵。导管打入后用塑胶泥封堵孔口导管与孔壁间隙,并在导管附近及工作面喷混凝土,以防工作面上岩土坍
塌,同时作为注浆止浆岩墙。
d.压注浆液。注浆压力控制在0.7~1.0Mpa,注浆达到设计注浆量和注浆压力时可结束注浆。注浆过程中随时观察注浆压
力,分析注浆情况,防止堵塞、跑浆,做好注浆记录,以便分析注浆效果。
小导管注浆工艺流程图见“小导管注浆施工工艺框图”。
(2)钢筋网喷射混凝土施工
材料:C25早强混凝土,1d龄期抗压强度不低于8MPa。
锚喷作业前,认真检查和处理锚喷支护作业区的危石;锚喷支护紧跟开挖工作面,采用湿喷工艺;
为提高喷射混凝土的效果,减少回弹量和粉尘对人体的危害,喷射混凝土全部采用重庆生产的TK-961型混凝土喷射机施
喷。
在喷射混凝土之前,用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净。
喷射距离一般为0.8~1.2m,且垂直于岩面。初喷厚度3~5cm,复喷每次7~10cm,直至设计厚度。
施喷时分段、分片、分层,由下而上依次进行。台阶法开挖中拱部喷混凝土时,先喷拱脚、后喷拱顶,每段长度不大于4m。
如岩面凹凸不平时,先喷凹处找平。喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动,一圈压半圈,行与行之间搭接20~30cm。后一层喷射则在前一
层混凝土终凝后进行。终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时,则在后一层施喷前要将受喷面用风水清洗喷层表面。
漏水地段先用塑料管将水引出,并根据实际情况调整混凝土用量,再喷射混凝土。
喷射混凝土的施工要求:
a.支护紧随开挖面及时施作,以控制围岩变形和减少围岩暴露时间。
b.C25早强混凝土,1d龄期抗压强度不低于8MPa;
c.喷射混凝土的用水采用清洁的饮用水,PH值不小于4。
d.喷射设备需连续均匀混料并喷射。混料设备要严格密封,以防外来物质侵入。
e.空压机要能适用于所选用的喷射设备,并具有足够的气压和流率,且可以保持连续优质作业。
f.喷射混凝土的回弹物不得重复利用,所有回弹料均从工作面清除。
g.喷嘴与受喷面保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,一般可取1m。
h.喷射混凝土料要确保密实填充格栅或钢架内的空隙及格栅、钢架与围岩之间的空隙。
i.喷射混凝土终凝2h后进行喷水养护,一般工程养护时间不小于7d,重要工程养护时间不少于14d,气温低于5℃不喷水
养护。
j.钢筋网在岩面喷射一层混凝土后铺设,钢筋网与壁面的间距为30mm;
k.钢筋网应与锚杆连接牢固,喷射时钢筋不得晃动;
l.示意当发现喷射混凝土表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水情况时,予补修,凿除重喷或进行整治。
喷射混凝土的施工质量管理:
a.材料检验工作要连续进行,以保证产品满足规范要求,非规定的和非批准的材料不使用。
b.混凝土试件的强度试验按GBJ86附录六的规定进行。若混凝土试件的试验结果未能达到设计强度、未能满足规范要求时,
则要研究其原因,并报监理工程师,同时采取补救措施。
c.工地现场有专职工程师负责喷射混凝土的质量管理。负责混凝土的测试、制作、操作及验收。
(3)锚杆施工
在连接通道横剖面上,锚杆与岩体主结构面成较大角度布置。在主结构面不明显时,可与连接通道周边轮廓垂直布置;
CФ22砂浆锚杆保护层厚度不小于8mm,钻孔直径为40mm;锚杆使用前平直、除锈、除油;砂浆配合比:水泥比砂宜为1:1~1:2(重量
比),水灰比宜为0.38~0.45;杆体插入孔内长度不小于设计规定的95%,锚杆安装后,不随意敲击;锚杆尾端的垫板紧贴壁面,未接触
部位必须楔紧;全长粘结型锚杆检查砂浆密实度,注浆密实度应大于75%;砂浆锚杆的抗拔力:R22不小于80kN。
施工工艺为:在岩面上标出锚杆位置→钻孔→清除孔内粉尘→孔内注浆,注浆压力控制在0.4~0.6Mpa之间→打入锚杆→
安设挡头板,其尺寸为150×150×5mm。
锚杆施工要求
a.锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天内不得悬挂重物。
b.锚杆材料、类型、规格、质量以及性能要符合设计和规范要求。
c.锚杆孔位准确,孔位允许偏差为15mm,孔洞保持直线,孔深不得小于图纸设计锚杆长度,杆体露出面长度,不得大于喷
层厚度。
d.钻孔方向与岩面垂直。
e.砂浆制作符合设计要求。
f.按规范规定进行锚杆抗拔力试验,对锚杆拉拔力达不到设计要求的,要分析原因,报监理工程师,并进行补打锚杆。
(4)钢架施工
a.初衬钢架设纵向拉结筋,拉结筋与拱架可靠焊接;
b.钢架在洞外加工,洞内拼装。洞内安装时,全剖面内每一循环步的钢架应架设在同一平面内,步距差不大于l0mm。钢架先
在地面加工成榀,并进行试拼装,环向长度误差不大于30mm,平面跷曲误差不大20mm,经调整合格,无误后编号后成批生产,并在洞内
使用。
c.钢架安装过程中,确保每一个节点准确到位且连接可靠;
d.钢架立柱埋入地坪下不小于250mm,并不置于浮渣上;
e.钢架与围岩间设置垫块,垫块间距宜为1.2m,钢架与壁面之间须楔紧;
f.钢架与壁面之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实;
g.钢架纵向连接筋内、外双排布置。
(5)连接通道注浆施工
a.初支完成后及时进行充填注浆,初支背后充填注浆跟随开挖工作面、并距开挖工作面5m的地方进行;
b.初支背后充填注浆孔滞后工作面3~5m,在初衬的拱部和侧墙埋设%%13042注浆管,及时对初衬背后进行注浆填充,注浆管
环向间距2m,纵向距离2~3m,梅花形布置,注浆材料采用水泥浆,压力控制在0.1~0.3MPa,以初衬与土层密贴为原则;
c.二衬混凝土达到设计强度75%后,应对初衬和二衬之间的空隙进行回填注浆,在二衬的拱顶及边墙埋设Ф42注浆管注浆管
(或利用防水注浆圆盘进行),注浆管纵向距离3~4m,梅花形交错布置,采用高强微膨胀水泥砂浆,注浆压力控制在0.2MPa以内。
3.4 洞身防排水
(1)连接通道防排水原则
以排为主,防、排截、堵相结合。
(2)防水系统组成
a.全洞满铺防水层,环向封闭,防水层采用EVA防水卷材和无纺布,采用热风双焊缝无钉施工工艺,防水卷材厚1.2mm,
无纺布300g/m2(无纺布设于围岩一侧);连接通道衬砌变形缝应设置橡胶止水带,施工缝应设置膨胀橡胶止水条。
b.模筑混凝土采用防水混凝土浇筑,混凝土中应加入UEA-H膨胀剂,以达到衬砌密实、防裂及防水目的,其抗渗标号不低
于S8。
(3)连接通道排水系统的组成
a.墙背有集中股水流处设φ50HDPE环向排水管,间距为20m。墙背渗水处设橡塑排水板一道,间距为10m。
b.连接通道内两侧路缘带下埋设φ200PVC纵向排水管,每隔30m设一处沉沙池。
c.连接通道左右边墙背后设置φ100HDPE单壁打孔波纹排水软管各一道,其纵坡与路面纵坡一致。
d.连接通道左右边墙底部横向每隔10m各设置一道φ50HDPE单壁无孔波纹排水软管,使墙背水排入路面两侧暗埋的纵向
排水主管内。
(4)防排水系统施工要求
a.防排水系统必须安排有经验的、经过专门培训的专业人员进行操作。
b.防排水系统所使用的材料必须符合设计和规范要求。
c.防水层施工要在初期支护变形基本稳定后,二次衬砌施工作前进行。
d.防水层铺设前,喷混凝土层表面不得有锚杆头或钢筋端头外露,钢纤维表面的钢纤维要清除干净。对凹凸不平部位要进
行修凿、补喷,使混凝土表面平顺。喷层表面漏水时,要及时引排。
e.防水板与无纺布要密切叠合,整体铺挂。
f.止水带在安装时以及在混凝土浇捣作业过程中,要注意止水带的保护,不得被钢筋、石子和钉子刺破,如发现有被刺破、
割裂现象,必须及时修补。
g.防排水系统施工要以防、排、截、堵相结合,因地制宜、综合治理为原则,达到防水可靠、排水畅通,经济合理,施工
方便的目的。
h.防排水系统施工完成后 ,洞内要达到如下标准:洞内无渗漏水;安装孔眼不渗水;洞内路面不冒水、不积水。
3.5 模筑衬砌及仰拱施工
仰拱和底板施做前,将隧底虚渣、杂物、积水等清除干净,超挖部分应采用同等级混凝土回填或找平;仰拱超前拱墙衬砌施
做,其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度;仰拱或底板施工缝、变形缝应做防水处理,其工艺按有关规定办理;仰拱或底板
施做应各段一次成型,不得分部灌筑;严禁仰拱回填混凝土与二衬混凝土一起浇筑。
在连接通道进口洞口附近分别设自动计量拌和站生产混凝土,采用混凝土泵和混凝土输送车输送混凝土。连接通道左右洞
共设2台衬砌台车,衬砌由洞口向洞身推进,台车长度9m。
为便于衬砌台车准确就位和拆摸,在两侧边墙底部预先灌筑矮边墙,其顶面标高与水沟盖板底面齐平。
衬砌台车下留有一定空间以利于车辆的通行,以保证衬砌施工的同时,其他工序的施工能正常进行。衬砌台车采用I24号
工字钢加工制作而成,拱架采用工字钢或轻型钢轨制作,模板采用大块组合钢模板并与拱架焊接牢固。衬砌台车模板长9m。立模
时台车模板紧贴事先打好的矮边墙。拆模时,依靠台车的伸缩装置,收缩拱架,使模板脱离混凝土,然后行走台车,达到新的位
置,灌筑下一段混凝土。
二次衬砌的施工时间。除洞口加强段和断层破碎带二次衬砌及时施作外,其余地段根据围岩和支护量测的变化规律,确定
二次衬砌和仰拱的施作时间。二次衬砌施作时初期支护变形要满足下列条件:A、各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳
定。B、已产生的各项位移已达预计位移量的80%~90%。C、周边位移速率小于0.1~0.2mm/d,或拱顶下沉速率小于0.07~
0.15mm/d。当上述条件满足时,则要尽快施作二次衬砌。二次衬砌施作前,应做好防排水的施工,当防排水系统经检查符合要求
后,方可进行二次衬砌的施工。
钢模台车由台车、拱架、模板及动力系统四大部分组成。通过动力装置立、拆模板,台车由电动机驱动,在轨道上行走,
一次可完成连接通道全断面衬砌9m。台车设计预留直径1.4m通风管穿越空间,以防风管弯曲缩径,影响通风效果 。二次衬砌施
工工艺流程图见“衬砌施工工艺框图”。
(1)立模
a.根据测量的连接通道中线及标高,铺设台车运行轨道。台车运行轨道中心与连接通道中心线一致,其误差不得大于3cm。
b.将钢模台车运行到待浇混凝土地段,紧贴矮边墙调整就位。
c.钢模台车就位后,锁定卡轨器,交替启动垂直油缸和侧向油缸,使模板立于设计要求位置。
d.调整基脚千斤顶使其支顶于垫木和木楔上。然后安装并固定基脚模板。
e.检查模板的位置,如发现有偏差,采用千斤顶进行调整,如偏差过大,则需移走台车,重新定位运行轨道,重新立模。
f.安装并固定堵头板和接缝模板。
g.安放基脚模板,下部紧靠基脚千斤顶下的垫木外侧,上部用木撑使其与边墙模板密贴。
(2)钢筋加工
a.材料要求;带肋钢筋要符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499)的规定,光圆钢筋要符合《钢筋混凝土用热轧光
圆钢筋》(GB13013)的规定。
b.向监理工程师提供拟用于工程的钢筋的一式三份工厂试验报告。工厂试验报告要有具有法律资格且能制约制造商的保证
人(如政府质量监督部门)签字,且提供以下资料:轧制钢筋的生产方法;每炉或每批钢筋的鉴定(包括拉力试验,弯曲试验结
果);每炉或每批钢筋的物理化学性能。
c.进场后的钢筋每批(同品种、同等级、同一截面尺寸、同厂家生产的每60t为一批)内任选三根钢筋,各截取一组试样,
每组3个试件,一个试件用于拉力试验(屈服强度、抗拉强度及延伸率);一个试件用于冷弯试验;一个试件用于可焊性试验。
d.钢筋贮存于地面以上0.5m的平台、垫木或其他支承上,并要做使其不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面
破损的保护措施。
e.所有钢筋的截断及弯曲均在工地现场内进行。
f.钢筋要按图示的形状尺寸进行弯曲。所有钢筋均采用冷弯。
g.所有钢筋要准确安设,当浇混凝土时,用支承将钢筋牢固地固定。钢筋要可靠地系紧在一起,不允许在浇注混凝土时安
设或插入钢筋。
h.环向钢筋需在加工棚先弯制成形,然后搬到待浇筑地段进行绑扎。纵向钢筋与环向钢筋间采用焊接连接,内外层钢筋与
架立筋之间也采用焊接连接。
i.钢筋安装完毕后需经监理工程师检查合格后,方可浇筑混凝土。
j.钢筋安装加工时不得损坏防水卷材,如防水板出现划破,需立即进行焊补。
(3)灌筑混凝土
a.混凝土灌筑采用泵送浇筑的方法进行施工。混凝土浇筑方法在施工前报监理工程师批准。
b.混凝土对称分层连续进行。
c.采用插入式震动棒进行震捣,台车整体模板周壁有规律的布设浇灌窗口(30cm×30cm),用于混凝土输送泵的泵管及插
入式振动棒的伸入,窗口在混凝土浇筑到该标高之前,予以关闭,然后使用下一层窗口进行施工。
d.混凝土施工前,检查防排水系统、模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸,经检查合格后方可浇筑混凝土。
e.在混凝土浇筑时,施工现场设置足够的照明设施,以便观察模板拱架的变形以及在浇筑过程中防排水系统是否有损坏,
钢筋骨架是否有变形。
f.在浇筑开始之前,先泵送一部分水泥砂浆,以润滑管道。而后将最先泵出的混凝土废弃,直到排出监理工程师认可的、
质量一致的、和易性好的混凝土为止。
g.泵送混凝土作业,要使混凝土连续不断的输出,且不产生气泡。泵送作业完成后,管道里面残留的混凝土要及时排出,
并将全部设备彻底进行清洗。
h.混凝土泵机开始工作后,中途不得停机,如非停机不可,停机时间一般不超过30min,炎热气候不能超过10min。停机
时间内要每隔一定时间泵动几次,防止混凝土凝结堵塞管道。
i.当混凝土面超过拱顶时,泵管出口埋设在混凝土面以下,以保证能填满、填实拱顶所有空间。
j.整体式衬砌必需一次浇筑完毕,中途不得停顿,整体式衬砌内不允许存在水平或倾斜的施工缝。
k.有仰拱地段先施工仰拱,并在抑拱施工完毕后立即施工边墙和拱圈,以尽早形成封闭的衬砌断面。
l.衬砌浇筑10~20 h后立即进行养护,养护一般持续7~14d。
(4)二衬质量管理
a.准确测量放样,定出连接通道的中心线及标高。
b.按测量定出的中心线和标高,铺设台车运行轨道。
c.台车就位、模板安装后均要进行拉线检查,确保衬砌浇筑后表面平整度在20mm以内。
d.混凝土拌和严格按配合比下料,定时测定砂、石料的含水量,及时调整施工配合比以保证混凝土强度能达到设计要求。
e.砂、石料使用前均需进行筛分。
f.振捣器窗口布局合理,确保每个地方都能震到,避免出现蜂窝麻面。
g.防水剂按规定添加。
h.每次浇筑混凝土时均要制作抗压试块2组和抗渗试块1组。
i.混凝土拆模后要加强洒水养护,养护用水的温度与环境温度基本相同。
(5)仰拱、铺底施工工艺
a.仰拱的施工
连接通道衬砌采用先做仰拱后做墙拱的施工顺序。
仰拱采用架空道路就地灌注混凝土的方法,即仰拱底部挖够后,将防干扰平台架设在边墙的下部,支顶运输道路,其下捆
扎钢筋灌筑仰拱和仰拱填充,待仰拱混凝土达到设计强度后,撒出平台恢复运输道路,然后再进行下一环节的施工。
b.铺底
连接通道铺底待衬砌工序施工一段时间后与水沟一同施工。铺底铺设标高通过在已衬砌的边墙上标出路面设计标高线进行
控制。
3.6 内部装饰施工
(1)连接通道全断面喷涂防火涂料;拱部喷涂浅色(米黄色)防火涂料,边墙(检修道以上5.0m)喷涂象牙白色防火涂
料。防火涂料采用连接通道专用厚型防火材料,厚度根据具体性能确定。
(2)防火涂料性能要求:混凝土耐火极限的试验升温曲线采用HC曲线,判断标准为受火2小时后,距离混凝土底面25mm
处钢筋的温度不超过250℃,混凝土表面温度不超过380℃。
(3)内部装饰的施工工艺
①混凝土表面去尘除污;
②按1~2次喷涂防火涂料达到设计厚度;
③对防火涂料作抹平处理;
④均匀涂抹面层涂料1mm。
3.7 通道及其它附属工程施工
主洞水泥混凝土路面面层厚度为24cm(混凝土路面采用人工摊铺),其设计弯拉强度不小于5.0Mpa。纵缝为施工缝,设
置相应的φ16拉杆;缩缝采用锯缝形式。每个洞口各设一道胀缝;紧邻胀缝的三条缩缝设置φ32传力杆,传力杆间距不大于
30cm。胀缝均设角隅钢筋补强。每日施工终了,或浇筑混凝土过程中因故中断浇筑时,必须设置横向施工缝。其位置宜设在胀缝
或缩缝处。连接通道路面的施工安排在全部连接通道的二衬施工完成,连接通道的铺底接近完成时开始,目的是尽量减少施工干
扰。
施工注意事项:
①路面混凝土严格按设计配料施工,大小碎石分开堆放。
②混凝土浇筑24h后,要及时洒水养护。
③混凝土达到设计强度的25%~30%时,采用切缝机进行切缝。然后压注填缝料。
④横向缝的传力杆长度的一半固定于混凝土中,另一半涂沥青,能够滑动。传力杆要与缝壁垂直,且与中线平行,并要与
支承体一起安设。
⑤路面拉毛压槽采用专用工具,并在水泥硬结前做好。拉毛时严禁水泥浆体剥离路面,不得形成水泥渣。
3.8 连接通道内施工用水及渗水的排出
本连接通道进口位于上坡地段,出口位于下坡地段,采用自然排水,排水时注意排水沟保持顺畅。
3.9 施工通风及防尘
(1)通风:采用管路压入式通风方式。
通风系统的布置与使用:
①根据选定的风机,在洞口外30m左右灌筑风机的基础,安装支架和风机。
②根据软风管的安装位置,每隔5m施设一根锚杆用以紧拉铁丝吊装软风管。
③安装风管。风管安设做到平、紧、直。衬砌台车设计时,预留软风管的穿越空间,防止风管缩径、弯曲,影响通风效果。
经常检查软风管及接头的质量,发现缺陷时要立即进行修补。
⑷现场配置专职人员对通风系统进行管理。
(2)防尘措施:
①钻孔采用湿式凿岩,严禁干打眼。
②破除后及时喷雾、洒水,出碴前用水将石碴及附近岩面淋湿。
③调整连接通道供风风速以排除粉尘。
3.10 轨道保护专项措施
1.在工程实施前,施工单位根据道路与轨道的实际关系编制详细的施工组织方案,并报送轨道主管部门审查。轨道主管部
门审查同意后再组织施工,并需严格按照审查通过的施工组织方案进行施工。
2.施工中,保护区范围内禁止采取爆破施工,连接通道内施工及破除既有通道结构采用水钻等机械开挖方式施做,减少对
既有结构的影响。
3.施工前、及施工期间应做好地表的截排水措施,避免水渗入岩体中造成岩体强度降低,确保轨道区间结构围岩条件保持
不变,并有效保证基坑支护安全及稳定性。
4.开挖岩土体应及时清运,严禁在轨道交通控制保护区范围内大量堆载。
5.认真核实设计资料是否与实际情况相符,如有不符,应及时核实原设计图,并做相应的调整。
6.在建设工程实施过程中,加强风险的动态管理,不断检查各项风险对策的执行情况,并评价各项风险对策的执行效果。
7.施工过程中,应对施工影响区内既有轨道交通结构物进行实时监测,动态监测轨道交通结构物和边坡的变形、震动、应
力、裂缝等情况,以城市轨道交通结构安全控制预警值作为监测控制指标,如有异常应及时通知参建各方及轨道相关单位。
结语:
城市地下空间开发中轨道交通连接通道的施工方法受具体项目的工况限制,加之通道本身体量根据空间关系往往不大;因
此整体施工思路可以选用传统隧道的施工方式作为参考,但需要根据具体项目的具体工况对场地布置、开掘方式、支护方式等具
体施工措施进行因地制宜的规划。以本文论述的具体项目为例,轨道连接通道的开掘的基本思路参考新奥法暗挖方式,但现场工
况条件对轨道保护、作业面楼板强化等方面提出了要求。
2024年6月6日发(作者:义高逸)
地下空间轨道连接通道工程施工方法
【摘 要】:随着城市轨道交通建设工程的不断推进,路线周边的地下空间开发时往往需要考虑到与轨道交通站点之间
的联动。因此相关项目往往引入隧道、连廊等方式以达到自身地下空间与站点联通的目的。本文就地下空间轨道连接通道工程施
工方法进行简要介绍与分析。
【关键词】:轨道交通;连通隧道;地下空间开发;施工方法
引言:
随着城市轨道交通建设工程的不断推进,路线周边的地下空间开发时往往需要考虑到与轨道交通站点之间的联动。一方面,
具备人防工程地下空间项目可以为轨道交通站点的人员疏导提供场地;另一方面,轨道交通的人员吞吐能力能极大地提升相关地
块的商业价值与城市服务能力。由此,轨道交通站点周边地下空间开发项目往往引入隧道、连廊等方式以达到自身空间与站点联
通的目的。本文以鲁能城三期(商业)F55-2、F55-3地块项目地下空间轨道连接通道施工作为例证对该类工程的施工方法进行简
要介绍与分析。
1 工程应用概况
1.1 项目概况
鲁能城三期(商业)F55-2地块、F55-3地块建设工程是一座包括大型商业、写字楼、地下交通与车库等在内的高标准城
市综合体。本工程地处重庆市渝北区中央公园片区同茂大道北侧,规划建设四栋83.6m~98.0m的高层办公楼和商业裙楼。总建筑
面积27.6㎡,其中F55-2地块建筑面积15.9万㎡,包含两栋塔楼及附属裙楼;F55-3地块建筑面积11.82万㎡,包含两栋塔楼
及附属裙楼;物业形态为公寓、商业及附属车库。F55-2、F55-3地块东西相连,大部分位于轨道9、10号线50米控保区范围内。
拟建场地西侧为鲁能F55-1地块,北侧为鲁能城二期地块,南侧临近同茂大道及同茂大道下方的运营线路轨道十号线中央公园东
站车站主体及部分附属结构,东侧临近运营线路轨道十号线中央公园东站一号出入口及在建轨道九号线中央公园东站车站主体。
1.2 地下空间轨道连接通道工程概况
鲁能城三期(商业)F55-2地块、F55-3地块建设工程轨道连接通道共分为两处,F55-2地块、F55-3地块各一处。3#地块
的隧道先施工,该隧道水平长度9866mm;2#地块内隧道需在商业施工至正负零后再进行施工,该隧道水平长度10050mm。
1.3 连接通道结构形式及支护参数
连接通道结构按新奥法原理进行设计,施工时采用复合衬砌,以小导管、管棚、注浆小导管为超前支护,以锚杆、挂钢筋
网、湿喷混凝土等为初期支护,并辅以钢拱架、中空注浆锚杆、自进式锚杆等支护措施,充分调动和发挥围岩的自承能力,在监
控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。
2 总体施工方案
连接通道采用暗挖法施工,台阶法开挖,由于周边存在轨道结构,采用机械开挖。
连接通道从进口独头掘进。连接通道施工以新奥法的基本原理为依据,以“早预报、勤量测、管超前、短进尺、强支护、
快封闭、紧衬砌”为指导进行施工,采用无轨运输,压入式通风。连接通道进洞及洞口加强段、断层破碎带地段,为改善围岩状
态,提高围岩自身的自稳能力,防止可能发生的坍塌,采用注浆小导管超前支护,对围岩进行预加固。根据地质情况,先施作超
前支护,再进行开挖;先对中夹岩柱进行加固,再进行全断面施工;开挖作业由上至下,衬砌施工由下而上并及时封闭仰拱。衬
砌施工由下而上,及时施作(仰拱)二次衬砌。其中上台阶采用环形开挖,拱部预留核心土。台阶长度控制在1米左右。台阶法
的下台阶均采用凿岩机钻眼。出渣采用侧卸式装载机装渣,自卸汽车出渣,采用台阶法时上台阶出渣采用人工翻渣至下台阶。衬
砌采用衬砌台车,混凝土由拌和站拌和,输送车运输,混凝土输送泵泵送入模灌筑,二次衬砌全断面一次施作。循环进尺控制在
0.5m以内,使初期支护尽早封闭成环。这些地段仰拱先行,二次衬砌及时施作,以策安全。
本连接通道按钻破法施工,开挖采用液压台车和风枪钻孔,拱部光面破除,边墙切割,以控制开挖轮廓,减少超欠挖;初
期支护采用迈式锚杆、钢筋网和湿喷混凝土联合支护,洞口加强段和断层破碎带增设工字钢钢架予以加强;防水板采用背吊式无
钉铺设工艺,确保无顶眼,防止渗漏水;出碴采用ZC50型装载机装碴,15t以上自卸汽车运碴;衬砌采用洞外15-30m/h自动计
量拌和站供料,6m³混凝土输送车运料,15-30m³/h混凝土输送泵灌筑,配以6.5m衬砌钢模台车;施工排水,进口工区顺坡施工,
采用两侧临时排水沟顺坡排水,出口工区为反坡施工,采用两侧水沟逐级抽水排出洞外;施工通风采用管路压入式通风,各洞口
外配置两台SDA110AD(1200m/min)型转速可调式轴流通风机。
3 主要施工方法与施工工艺
施工前根据连接通道开口位置对应的项目地下室楼层板面标高确定通道掘进作业的操作面,在核算开掘机械及土方转运车
辆的荷载与地下室楼版面承载力后,规划出作业车辆的进出路线并汇同结构设计师加强区域内楼板的载荷能力。同时考虑到,对既
有轨道结构进行摸排,现场定位处轨道预留接口环梁的实际位置后,与本项目图纸进行对比,确认无误后进行施工。若发现环梁实际
位置与图纸不一致时,则暂定施工,并通知参建各方。
首先实施超前支护,超前支护实施完成并达到设计要求后再开挖连接通道。待连接通道开挖至轨道出入口侧墙后,在轨道出
入口内设置围挡对开口处进行封闭防护,对原轨道出入口临时封堵的侧墙进行分块拆除。开洞后施做防水层,将连接通道分布筋植
入轨道预留环梁中,绑扎连接通道二衬钢筋,浇筑连接通道二衬,浇筑混凝土前须对既有环梁结构表面凿毛并清洗干净。
3.1 洞口施工
洞口施工包括洞口土石方开挖、洞口截排水系统的施工、洞口边仰坡的防护等项目的施工。进洞方案包括进洞时采取的防
护措施,进洞时的开挖方法及支护类型等。
(1)截水沟施工。连接通道洞口开挖前,在洞口开挖施工截水沟,截水沟通向路基边沟,以防雨季山坡汇积水冲洗已开挖
的坡面。截水沟人工开挖,用现浇固模成形。截水沟按梯形断面施工,沟底宽60cm,沟深60cm。截水沟的上游进水口与原地面衔
接紧密、或略低于原地面,下游出水口与路堑排水系统顺接。
(2)洞口土石方的施工。首先按设计图纸的坡度进行施工测量,精确测设出边、仰坡开挖轮廓线。第二步,履带式挖掘机
进入施工场,并沿路修筑车辆通行的道路。用吊车吊装至操作平台,第三步,进行开挖作业。对坡积亚粘土、残坡积砂质粘性土
等土质直接用挖掘机开挖,门洞现为锚索加固成形,采用切割方式进行门洞切割,用装载机装土,汽车运输。第四步,清理坡面
上的浮泥、虚碴,并修整坡面凹凸不平的地方。
(3)洞口边仰坡的防护。坡面防护为锚网喷结构,在已清理好的岩质坡面上钻孔施作Φ22普通砂浆锚杆,锚杆长3.5m,间
排距为1.5m;然后挂φ6.5、网孔间距30×30cm的钢筋网,钢筋网与锚杆头采用焊接连接。钢筋网挂好后,湿喷C20混凝土
10cm厚将钢筋网与锚杆头进行覆盖包裹,并及时进行养护。
(4)进洞方法,采用台阶法施工。进洞前根据围岩状况采用超前注浆小导管对围岩进行预加固,即沿开挖轮廓线外20cm处
施工一环注浆小导管,导管采用外径为φ42mm,壁厚为4mm的热轧无缝钢管,导管长4.5m,钢管前端加工成锥形,尾部30cm不
钻注浆孔作为止浆段,管壁四周钻四排φ6mm的注浆孔,注浆孔按梅花型布置。施工时导管沿连接通道周边以5-10度外插角打入
围岩。导管环向间距 40cm。导管打入地层后,对相应地段进行注浆处理,通过注入的水泥浆将洞口松散的土层固结为整体性较强
的岩体。注浆常采用纯水泥浆(w/c=1.0),当地下水大时采用水泥-水玻璃双浆液,其参数为:水泥浆/水玻璃=1:0.8(体积
比),水泥浆w/c=1.0,水玻璃模数m=2.6,浓度Be=35,注浆压力在0.5-1.0Mpa,注浆所用水泥为425号普通硅酸盐水泥;若围
岩裂隙较不发育,整体性较好,估计注浆加固难以起作用时,可只用水泥砂浆(w/c=0.5~0.8),以填充导管孔。超前小导管的端
部与洞口型钢支撑焊接。如洞口仰坡围岩较松散,则在超前小导管外围增设一环注浆小导管,以加大洞口固结围岩的范围。当所
有超前预支护施作完毕后,湿喷混凝土将注浆小导管及型钢拱架裹住。以上超前支护完毕后,方可进行台阶钻破开挖。
3.2 洞身开挖
经地表工程地质测绘和钻探揭露,建筑场地地层主要由第四系全新统(Q4ml)素填土及基岩为侏罗系中统新田沟组(J2x)泥岩
及砂岩组成。
(1)开挖方法
①Ⅱ类围岩小净距地段开挖方法
由于Ⅱ类围岩以松散低液限粘土及强风化泥岩为主,岩性呈松散及碎裂结构。围岩稳定性差,易坍塌。故Ⅱ类围岩开挖时,
采用台阶法施工,根据围岩情况,每次开挖进尺控制在1m左右。主要采用风镐等小型机具开挖。
施工台阶长度为1m,每次开挖进尺控制在0.5m以内。为减少对围岩的扰动,开挖采用人工配合风镐进行施工,上台阶出
渣采用人工出渣,其余均用装载机装渣、自卸汽车运输的方法施工。
开挖顺序见“Ⅱ类小净距段施工工序图”。
②Ⅲ类围岩小净距地段开挖方法
由于Ⅲ类围为岩泥质粉砂岩、泥岩夹粉细砂岩,属软质岩,受构造影响轻微,岩石为弱风化,裂隙较发育--不发育,岩体
较完整,局部地段较破碎,呈块状砌体结构及块石状镶嵌结构。围岩基本稳定,由于岩层倾角平缓,层间结合一般--较差,加之
裂隙切割,洞室开挖后拱部无支护时易顺层面塌落,小坍塌,侧壁基本稳定。采用台阶法,上台阶采用全断面法或预留核心土环
形开挖施工,根据围岩情况,台阶长度为1m,每次开挖进尺控制在0.5m左右,主要采用机械破掘进作业。
出渣使用侧卸装载机装渣,自卸汽车运输。
采用台阶法施工时,开挖方法适时调整,上台阶采用全断面或预留核心土环形开挖,施作初期支护(留核心土);下层台
阶先挖中间核心土,后挖侧槽,及时初期支护,再灌筑仰拱,形成封闭环开挖。
开挖顺序见“Ⅲ类小净距段施工工序图”。
(2)钻爆设计
①炮眼布置、起爆网络
②掏槽
采用中空直眼掏槽形式,中空眼使用φ102钻头钻成。
3.3 初期支护与超前支护
本连接通道锚喷支护类型根据围岩类别的不同,具体有如下几种组成结构。超前小导管、大管棚、喷射混凝土、中空注浆
锚杆、自进式锚杆、工字钢架、格栅钢架。
锚喷支护施工程序如下:清理掌子面危石、清洗岩面——初喷3~5cm厚混凝土并补平超挖——架立格栅拱架或型钢拱架
——施工锚杆——复喷每次7~10cm直至设计厚度。
(1)超前支护
①超前小导管注浆
超前小导管设置在Ⅱ类围岩浅埋、石质地段,在掌子面超前施作后可以为后续初期支护的施工提供足够的时间和安全保护。
超前支护采用φ42mm,壁厚3.5mm,长4.5m的无缝钢管制作而成的小导管,管壁梅花形布置6mm的注浆孔,注浆孔间距15cm,导
管端部预留30cm止浆段。导管环距0.4m,长4.5m,外插角5~10度,搭接长度1米,拱部120度范围布置。前后两排导管水平投
影的搭接长度1.0m,呈梅花型布置,采用水泥浆,水泥浆水灰比1:0.4~0.6,注浆压力初压0.5~1.0Mpa。
其施工步骤为:
a.沿开挖面周边布置注浆眼。
b.按布置的注浆眼位置钻眼,眼深4.5米(按设计),将压浆管顶入岩层。
c.孔口止浆封堵。导管打入后用塑胶泥封堵孔口导管与孔壁间隙,并在导管附近及工作面喷混凝土,以防工作面上岩土坍
塌,同时作为注浆止浆岩墙。
d.压注浆液。注浆压力控制在0.7~1.0Mpa,注浆达到设计注浆量和注浆压力时可结束注浆。注浆过程中随时观察注浆压
力,分析注浆情况,防止堵塞、跑浆,做好注浆记录,以便分析注浆效果。
小导管注浆工艺流程图见“小导管注浆施工工艺框图”。
(2)钢筋网喷射混凝土施工
材料:C25早强混凝土,1d龄期抗压强度不低于8MPa。
锚喷作业前,认真检查和处理锚喷支护作业区的危石;锚喷支护紧跟开挖工作面,采用湿喷工艺;
为提高喷射混凝土的效果,减少回弹量和粉尘对人体的危害,喷射混凝土全部采用重庆生产的TK-961型混凝土喷射机施
喷。
在喷射混凝土之前,用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净。
喷射距离一般为0.8~1.2m,且垂直于岩面。初喷厚度3~5cm,复喷每次7~10cm,直至设计厚度。
施喷时分段、分片、分层,由下而上依次进行。台阶法开挖中拱部喷混凝土时,先喷拱脚、后喷拱顶,每段长度不大于4m。
如岩面凹凸不平时,先喷凹处找平。喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动,一圈压半圈,行与行之间搭接20~30cm。后一层喷射则在前一
层混凝土终凝后进行。终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时,则在后一层施喷前要将受喷面用风水清洗喷层表面。
漏水地段先用塑料管将水引出,并根据实际情况调整混凝土用量,再喷射混凝土。
喷射混凝土的施工要求:
a.支护紧随开挖面及时施作,以控制围岩变形和减少围岩暴露时间。
b.C25早强混凝土,1d龄期抗压强度不低于8MPa;
c.喷射混凝土的用水采用清洁的饮用水,PH值不小于4。
d.喷射设备需连续均匀混料并喷射。混料设备要严格密封,以防外来物质侵入。
e.空压机要能适用于所选用的喷射设备,并具有足够的气压和流率,且可以保持连续优质作业。
f.喷射混凝土的回弹物不得重复利用,所有回弹料均从工作面清除。
g.喷嘴与受喷面保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,一般可取1m。
h.喷射混凝土料要确保密实填充格栅或钢架内的空隙及格栅、钢架与围岩之间的空隙。
i.喷射混凝土终凝2h后进行喷水养护,一般工程养护时间不小于7d,重要工程养护时间不少于14d,气温低于5℃不喷水
养护。
j.钢筋网在岩面喷射一层混凝土后铺设,钢筋网与壁面的间距为30mm;
k.钢筋网应与锚杆连接牢固,喷射时钢筋不得晃动;
l.示意当发现喷射混凝土表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水情况时,予补修,凿除重喷或进行整治。
喷射混凝土的施工质量管理:
a.材料检验工作要连续进行,以保证产品满足规范要求,非规定的和非批准的材料不使用。
b.混凝土试件的强度试验按GBJ86附录六的规定进行。若混凝土试件的试验结果未能达到设计强度、未能满足规范要求时,
则要研究其原因,并报监理工程师,同时采取补救措施。
c.工地现场有专职工程师负责喷射混凝土的质量管理。负责混凝土的测试、制作、操作及验收。
(3)锚杆施工
在连接通道横剖面上,锚杆与岩体主结构面成较大角度布置。在主结构面不明显时,可与连接通道周边轮廓垂直布置;
CФ22砂浆锚杆保护层厚度不小于8mm,钻孔直径为40mm;锚杆使用前平直、除锈、除油;砂浆配合比:水泥比砂宜为1:1~1:2(重量
比),水灰比宜为0.38~0.45;杆体插入孔内长度不小于设计规定的95%,锚杆安装后,不随意敲击;锚杆尾端的垫板紧贴壁面,未接触
部位必须楔紧;全长粘结型锚杆检查砂浆密实度,注浆密实度应大于75%;砂浆锚杆的抗拔力:R22不小于80kN。
施工工艺为:在岩面上标出锚杆位置→钻孔→清除孔内粉尘→孔内注浆,注浆压力控制在0.4~0.6Mpa之间→打入锚杆→
安设挡头板,其尺寸为150×150×5mm。
锚杆施工要求
a.锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天内不得悬挂重物。
b.锚杆材料、类型、规格、质量以及性能要符合设计和规范要求。
c.锚杆孔位准确,孔位允许偏差为15mm,孔洞保持直线,孔深不得小于图纸设计锚杆长度,杆体露出面长度,不得大于喷
层厚度。
d.钻孔方向与岩面垂直。
e.砂浆制作符合设计要求。
f.按规范规定进行锚杆抗拔力试验,对锚杆拉拔力达不到设计要求的,要分析原因,报监理工程师,并进行补打锚杆。
(4)钢架施工
a.初衬钢架设纵向拉结筋,拉结筋与拱架可靠焊接;
b.钢架在洞外加工,洞内拼装。洞内安装时,全剖面内每一循环步的钢架应架设在同一平面内,步距差不大于l0mm。钢架先
在地面加工成榀,并进行试拼装,环向长度误差不大于30mm,平面跷曲误差不大20mm,经调整合格,无误后编号后成批生产,并在洞内
使用。
c.钢架安装过程中,确保每一个节点准确到位且连接可靠;
d.钢架立柱埋入地坪下不小于250mm,并不置于浮渣上;
e.钢架与围岩间设置垫块,垫块间距宜为1.2m,钢架与壁面之间须楔紧;
f.钢架与壁面之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实;
g.钢架纵向连接筋内、外双排布置。
(5)连接通道注浆施工
a.初支完成后及时进行充填注浆,初支背后充填注浆跟随开挖工作面、并距开挖工作面5m的地方进行;
b.初支背后充填注浆孔滞后工作面3~5m,在初衬的拱部和侧墙埋设%%13042注浆管,及时对初衬背后进行注浆填充,注浆管
环向间距2m,纵向距离2~3m,梅花形布置,注浆材料采用水泥浆,压力控制在0.1~0.3MPa,以初衬与土层密贴为原则;
c.二衬混凝土达到设计强度75%后,应对初衬和二衬之间的空隙进行回填注浆,在二衬的拱顶及边墙埋设Ф42注浆管注浆管
(或利用防水注浆圆盘进行),注浆管纵向距离3~4m,梅花形交错布置,采用高强微膨胀水泥砂浆,注浆压力控制在0.2MPa以内。
3.4 洞身防排水
(1)连接通道防排水原则
以排为主,防、排截、堵相结合。
(2)防水系统组成
a.全洞满铺防水层,环向封闭,防水层采用EVA防水卷材和无纺布,采用热风双焊缝无钉施工工艺,防水卷材厚1.2mm,
无纺布300g/m2(无纺布设于围岩一侧);连接通道衬砌变形缝应设置橡胶止水带,施工缝应设置膨胀橡胶止水条。
b.模筑混凝土采用防水混凝土浇筑,混凝土中应加入UEA-H膨胀剂,以达到衬砌密实、防裂及防水目的,其抗渗标号不低
于S8。
(3)连接通道排水系统的组成
a.墙背有集中股水流处设φ50HDPE环向排水管,间距为20m。墙背渗水处设橡塑排水板一道,间距为10m。
b.连接通道内两侧路缘带下埋设φ200PVC纵向排水管,每隔30m设一处沉沙池。
c.连接通道左右边墙背后设置φ100HDPE单壁打孔波纹排水软管各一道,其纵坡与路面纵坡一致。
d.连接通道左右边墙底部横向每隔10m各设置一道φ50HDPE单壁无孔波纹排水软管,使墙背水排入路面两侧暗埋的纵向
排水主管内。
(4)防排水系统施工要求
a.防排水系统必须安排有经验的、经过专门培训的专业人员进行操作。
b.防排水系统所使用的材料必须符合设计和规范要求。
c.防水层施工要在初期支护变形基本稳定后,二次衬砌施工作前进行。
d.防水层铺设前,喷混凝土层表面不得有锚杆头或钢筋端头外露,钢纤维表面的钢纤维要清除干净。对凹凸不平部位要进
行修凿、补喷,使混凝土表面平顺。喷层表面漏水时,要及时引排。
e.防水板与无纺布要密切叠合,整体铺挂。
f.止水带在安装时以及在混凝土浇捣作业过程中,要注意止水带的保护,不得被钢筋、石子和钉子刺破,如发现有被刺破、
割裂现象,必须及时修补。
g.防排水系统施工要以防、排、截、堵相结合,因地制宜、综合治理为原则,达到防水可靠、排水畅通,经济合理,施工
方便的目的。
h.防排水系统施工完成后 ,洞内要达到如下标准:洞内无渗漏水;安装孔眼不渗水;洞内路面不冒水、不积水。
3.5 模筑衬砌及仰拱施工
仰拱和底板施做前,将隧底虚渣、杂物、积水等清除干净,超挖部分应采用同等级混凝土回填或找平;仰拱超前拱墙衬砌施
做,其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度;仰拱或底板施工缝、变形缝应做防水处理,其工艺按有关规定办理;仰拱或底板
施做应各段一次成型,不得分部灌筑;严禁仰拱回填混凝土与二衬混凝土一起浇筑。
在连接通道进口洞口附近分别设自动计量拌和站生产混凝土,采用混凝土泵和混凝土输送车输送混凝土。连接通道左右洞
共设2台衬砌台车,衬砌由洞口向洞身推进,台车长度9m。
为便于衬砌台车准确就位和拆摸,在两侧边墙底部预先灌筑矮边墙,其顶面标高与水沟盖板底面齐平。
衬砌台车下留有一定空间以利于车辆的通行,以保证衬砌施工的同时,其他工序的施工能正常进行。衬砌台车采用I24号
工字钢加工制作而成,拱架采用工字钢或轻型钢轨制作,模板采用大块组合钢模板并与拱架焊接牢固。衬砌台车模板长9m。立模
时台车模板紧贴事先打好的矮边墙。拆模时,依靠台车的伸缩装置,收缩拱架,使模板脱离混凝土,然后行走台车,达到新的位
置,灌筑下一段混凝土。
二次衬砌的施工时间。除洞口加强段和断层破碎带二次衬砌及时施作外,其余地段根据围岩和支护量测的变化规律,确定
二次衬砌和仰拱的施作时间。二次衬砌施作时初期支护变形要满足下列条件:A、各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳
定。B、已产生的各项位移已达预计位移量的80%~90%。C、周边位移速率小于0.1~0.2mm/d,或拱顶下沉速率小于0.07~
0.15mm/d。当上述条件满足时,则要尽快施作二次衬砌。二次衬砌施作前,应做好防排水的施工,当防排水系统经检查符合要求
后,方可进行二次衬砌的施工。
钢模台车由台车、拱架、模板及动力系统四大部分组成。通过动力装置立、拆模板,台车由电动机驱动,在轨道上行走,
一次可完成连接通道全断面衬砌9m。台车设计预留直径1.4m通风管穿越空间,以防风管弯曲缩径,影响通风效果 。二次衬砌施
工工艺流程图见“衬砌施工工艺框图”。
(1)立模
a.根据测量的连接通道中线及标高,铺设台车运行轨道。台车运行轨道中心与连接通道中心线一致,其误差不得大于3cm。
b.将钢模台车运行到待浇混凝土地段,紧贴矮边墙调整就位。
c.钢模台车就位后,锁定卡轨器,交替启动垂直油缸和侧向油缸,使模板立于设计要求位置。
d.调整基脚千斤顶使其支顶于垫木和木楔上。然后安装并固定基脚模板。
e.检查模板的位置,如发现有偏差,采用千斤顶进行调整,如偏差过大,则需移走台车,重新定位运行轨道,重新立模。
f.安装并固定堵头板和接缝模板。
g.安放基脚模板,下部紧靠基脚千斤顶下的垫木外侧,上部用木撑使其与边墙模板密贴。
(2)钢筋加工
a.材料要求;带肋钢筋要符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499)的规定,光圆钢筋要符合《钢筋混凝土用热轧光
圆钢筋》(GB13013)的规定。
b.向监理工程师提供拟用于工程的钢筋的一式三份工厂试验报告。工厂试验报告要有具有法律资格且能制约制造商的保证
人(如政府质量监督部门)签字,且提供以下资料:轧制钢筋的生产方法;每炉或每批钢筋的鉴定(包括拉力试验,弯曲试验结
果);每炉或每批钢筋的物理化学性能。
c.进场后的钢筋每批(同品种、同等级、同一截面尺寸、同厂家生产的每60t为一批)内任选三根钢筋,各截取一组试样,
每组3个试件,一个试件用于拉力试验(屈服强度、抗拉强度及延伸率);一个试件用于冷弯试验;一个试件用于可焊性试验。
d.钢筋贮存于地面以上0.5m的平台、垫木或其他支承上,并要做使其不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面
破损的保护措施。
e.所有钢筋的截断及弯曲均在工地现场内进行。
f.钢筋要按图示的形状尺寸进行弯曲。所有钢筋均采用冷弯。
g.所有钢筋要准确安设,当浇混凝土时,用支承将钢筋牢固地固定。钢筋要可靠地系紧在一起,不允许在浇注混凝土时安
设或插入钢筋。
h.环向钢筋需在加工棚先弯制成形,然后搬到待浇筑地段进行绑扎。纵向钢筋与环向钢筋间采用焊接连接,内外层钢筋与
架立筋之间也采用焊接连接。
i.钢筋安装完毕后需经监理工程师检查合格后,方可浇筑混凝土。
j.钢筋安装加工时不得损坏防水卷材,如防水板出现划破,需立即进行焊补。
(3)灌筑混凝土
a.混凝土灌筑采用泵送浇筑的方法进行施工。混凝土浇筑方法在施工前报监理工程师批准。
b.混凝土对称分层连续进行。
c.采用插入式震动棒进行震捣,台车整体模板周壁有规律的布设浇灌窗口(30cm×30cm),用于混凝土输送泵的泵管及插
入式振动棒的伸入,窗口在混凝土浇筑到该标高之前,予以关闭,然后使用下一层窗口进行施工。
d.混凝土施工前,检查防排水系统、模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸,经检查合格后方可浇筑混凝土。
e.在混凝土浇筑时,施工现场设置足够的照明设施,以便观察模板拱架的变形以及在浇筑过程中防排水系统是否有损坏,
钢筋骨架是否有变形。
f.在浇筑开始之前,先泵送一部分水泥砂浆,以润滑管道。而后将最先泵出的混凝土废弃,直到排出监理工程师认可的、
质量一致的、和易性好的混凝土为止。
g.泵送混凝土作业,要使混凝土连续不断的输出,且不产生气泡。泵送作业完成后,管道里面残留的混凝土要及时排出,
并将全部设备彻底进行清洗。
h.混凝土泵机开始工作后,中途不得停机,如非停机不可,停机时间一般不超过30min,炎热气候不能超过10min。停机
时间内要每隔一定时间泵动几次,防止混凝土凝结堵塞管道。
i.当混凝土面超过拱顶时,泵管出口埋设在混凝土面以下,以保证能填满、填实拱顶所有空间。
j.整体式衬砌必需一次浇筑完毕,中途不得停顿,整体式衬砌内不允许存在水平或倾斜的施工缝。
k.有仰拱地段先施工仰拱,并在抑拱施工完毕后立即施工边墙和拱圈,以尽早形成封闭的衬砌断面。
l.衬砌浇筑10~20 h后立即进行养护,养护一般持续7~14d。
(4)二衬质量管理
a.准确测量放样,定出连接通道的中心线及标高。
b.按测量定出的中心线和标高,铺设台车运行轨道。
c.台车就位、模板安装后均要进行拉线检查,确保衬砌浇筑后表面平整度在20mm以内。
d.混凝土拌和严格按配合比下料,定时测定砂、石料的含水量,及时调整施工配合比以保证混凝土强度能达到设计要求。
e.砂、石料使用前均需进行筛分。
f.振捣器窗口布局合理,确保每个地方都能震到,避免出现蜂窝麻面。
g.防水剂按规定添加。
h.每次浇筑混凝土时均要制作抗压试块2组和抗渗试块1组。
i.混凝土拆模后要加强洒水养护,养护用水的温度与环境温度基本相同。
(5)仰拱、铺底施工工艺
a.仰拱的施工
连接通道衬砌采用先做仰拱后做墙拱的施工顺序。
仰拱采用架空道路就地灌注混凝土的方法,即仰拱底部挖够后,将防干扰平台架设在边墙的下部,支顶运输道路,其下捆
扎钢筋灌筑仰拱和仰拱填充,待仰拱混凝土达到设计强度后,撒出平台恢复运输道路,然后再进行下一环节的施工。
b.铺底
连接通道铺底待衬砌工序施工一段时间后与水沟一同施工。铺底铺设标高通过在已衬砌的边墙上标出路面设计标高线进行
控制。
3.6 内部装饰施工
(1)连接通道全断面喷涂防火涂料;拱部喷涂浅色(米黄色)防火涂料,边墙(检修道以上5.0m)喷涂象牙白色防火涂
料。防火涂料采用连接通道专用厚型防火材料,厚度根据具体性能确定。
(2)防火涂料性能要求:混凝土耐火极限的试验升温曲线采用HC曲线,判断标准为受火2小时后,距离混凝土底面25mm
处钢筋的温度不超过250℃,混凝土表面温度不超过380℃。
(3)内部装饰的施工工艺
①混凝土表面去尘除污;
②按1~2次喷涂防火涂料达到设计厚度;
③对防火涂料作抹平处理;
④均匀涂抹面层涂料1mm。
3.7 通道及其它附属工程施工
主洞水泥混凝土路面面层厚度为24cm(混凝土路面采用人工摊铺),其设计弯拉强度不小于5.0Mpa。纵缝为施工缝,设
置相应的φ16拉杆;缩缝采用锯缝形式。每个洞口各设一道胀缝;紧邻胀缝的三条缩缝设置φ32传力杆,传力杆间距不大于
30cm。胀缝均设角隅钢筋补强。每日施工终了,或浇筑混凝土过程中因故中断浇筑时,必须设置横向施工缝。其位置宜设在胀缝
或缩缝处。连接通道路面的施工安排在全部连接通道的二衬施工完成,连接通道的铺底接近完成时开始,目的是尽量减少施工干
扰。
施工注意事项:
①路面混凝土严格按设计配料施工,大小碎石分开堆放。
②混凝土浇筑24h后,要及时洒水养护。
③混凝土达到设计强度的25%~30%时,采用切缝机进行切缝。然后压注填缝料。
④横向缝的传力杆长度的一半固定于混凝土中,另一半涂沥青,能够滑动。传力杆要与缝壁垂直,且与中线平行,并要与
支承体一起安设。
⑤路面拉毛压槽采用专用工具,并在水泥硬结前做好。拉毛时严禁水泥浆体剥离路面,不得形成水泥渣。
3.8 连接通道内施工用水及渗水的排出
本连接通道进口位于上坡地段,出口位于下坡地段,采用自然排水,排水时注意排水沟保持顺畅。
3.9 施工通风及防尘
(1)通风:采用管路压入式通风方式。
通风系统的布置与使用:
①根据选定的风机,在洞口外30m左右灌筑风机的基础,安装支架和风机。
②根据软风管的安装位置,每隔5m施设一根锚杆用以紧拉铁丝吊装软风管。
③安装风管。风管安设做到平、紧、直。衬砌台车设计时,预留软风管的穿越空间,防止风管缩径、弯曲,影响通风效果。
经常检查软风管及接头的质量,发现缺陷时要立即进行修补。
⑷现场配置专职人员对通风系统进行管理。
(2)防尘措施:
①钻孔采用湿式凿岩,严禁干打眼。
②破除后及时喷雾、洒水,出碴前用水将石碴及附近岩面淋湿。
③调整连接通道供风风速以排除粉尘。
3.10 轨道保护专项措施
1.在工程实施前,施工单位根据道路与轨道的实际关系编制详细的施工组织方案,并报送轨道主管部门审查。轨道主管部
门审查同意后再组织施工,并需严格按照审查通过的施工组织方案进行施工。
2.施工中,保护区范围内禁止采取爆破施工,连接通道内施工及破除既有通道结构采用水钻等机械开挖方式施做,减少对
既有结构的影响。
3.施工前、及施工期间应做好地表的截排水措施,避免水渗入岩体中造成岩体强度降低,确保轨道区间结构围岩条件保持
不变,并有效保证基坑支护安全及稳定性。
4.开挖岩土体应及时清运,严禁在轨道交通控制保护区范围内大量堆载。
5.认真核实设计资料是否与实际情况相符,如有不符,应及时核实原设计图,并做相应的调整。
6.在建设工程实施过程中,加强风险的动态管理,不断检查各项风险对策的执行情况,并评价各项风险对策的执行效果。
7.施工过程中,应对施工影响区内既有轨道交通结构物进行实时监测,动态监测轨道交通结构物和边坡的变形、震动、应
力、裂缝等情况,以城市轨道交通结构安全控制预警值作为监测控制指标,如有异常应及时通知参建各方及轨道相关单位。
结语:
城市地下空间开发中轨道交通连接通道的施工方法受具体项目的工况限制,加之通道本身体量根据空间关系往往不大;因
此整体施工思路可以选用传统隧道的施工方式作为参考,但需要根据具体项目的具体工况对场地布置、开掘方式、支护方式等具
体施工措施进行因地制宜的规划。以本文论述的具体项目为例,轨道连接通道的开掘的基本思路参考新奥法暗挖方式,但现场工
况条件对轨道保护、作业面楼板强化等方面提出了要求。