CN109372522B - 城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，包括以下步骤：步骤1，采用CRD法进行开挖、并施做初期支护和临时支护，将大断面隧道分成8个相对独立的导洞分部施工，所述导洞的编号按由左至右、由上至下的顺序依次排序为1‑8号导洞；步骤2，同步进行仰拱施工及上部临时支护拆除施工；步骤3，待步骤2施工达到安全施工距离后拆除下部临时支护；步骤4，采用定型液压台车进行下部侧墙及行车板二衬施工；步骤5，待步骤4施工达到合格强度与安全距离后，采用简易模板支架进行上部拱墙二衬施工。本发明提供的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，有效抑制了二衬因临时支护拆除滞后及二衬施工缓慢的问题，确保了工期，保证结构稳定、施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及交通道路施工技术领域，具体涉及一种城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法。
背景技术
地铁重落隧道高度高，断面变化大，从而导致施工困难，进度缓慢。特别是钻爆法开挖支护重叠隧道一般采用CRD法，常规仰拱及二衬施工要待临时支护拆除完成后方可施工。临时支护拆除过早影响初支结构的稳定性，而拆除过晚则影响仰拱及二衬结构的施工进度。在这个工作效率就是经济效益的时代，既能保证结构稳定性的情况下如何快速的施工完仰拱及二衬结构，这一直是隧道施工最为棘手的难题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：对于重叠隧道断面变化大，交错频繁、重叠段长从而导致施工困难，进度缓慢，本发明提供了解决上述问题的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，有效抑制了二衬因临时支护拆除滞后及二衬施工缓慢的问题，确保了工期，保证结构稳定、施工安全。
本发明通过下述技术方案实现：
城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，包括以下步骤：
步骤1，采用CRD法进行开挖、并施做初期支护和临时支护，将大断面隧道分成8个相对独立的导洞分部施工，所述导洞的编号按由左至右、由上至下的顺序依次排序为1-8号导洞；
步骤2，同步进行仰拱施工及上部临时支护拆除施工；
步骤3，待步骤2施工仰拱的混凝土达到设计强度的75％后拆除下部临时支护；
步骤4，采用定型液压台车进行下部侧墙及行车板二衬施工；
步骤5，待步骤4施工达到合格强度与安全距离后，采用简易模板支架进行上部拱墙二衬施工。
本发明针对多断面、长隧道且断面型式交错频繁的重叠隧道条件，在临时支护形成并未拆除的情况下，通过先施做仰拱，提高了初期支护与临时支护基础的承载力，有效抑制了两侧土体传递的侧压力和初支拱顶的沉降、收敛，同时为二衬快速跟进使初期支护变形最终趋于稳定创造了条件；待达到安全施工距离后先拆除上部临时支护，继而拆除下部临时支护；二衬侧墙及行车板施工采用定型液压台车施工，快速施工下部二衬，达到合格强度与安全距离后再用简易模板支架体系施做上部拱墙二衬结构。本发明采用“下部台车、上部简易模板支架”方式施工二衬结构，主要是利用侧墙与行车板的防水材料、钢筋便于下料安装，施工工艺相对简单，可以快速形成循环施工；而上部拱墙考虑到侧墙及行车板施工因素制约及混凝土结构强度影响，采用简易模板支架施工；简易模板支架自重相比满堂模板支架，自重较轻、拆装简易，既可以减轻行车板的荷载又可根据下部二衬结构的施工进度随意调整每模长度，起到安全、灵活、快速施工作用。通过多种施工面循环作业，有效抑制了拆除临时支护因沉降及收验引起的变形，确保了衬砌的快速跟进，保证了施工安全。
进一步地，所述步骤2的具体操作方法为：
步骤21，在进行仰拱施工前，先对7号和8号导洞底面到仰拱填充面标高位置的中隔壁进行分段破除；
步骤22，浇筑仰拱混凝土时将中心部位浇高4-6cm，使中隔壁底座支撑在砼底板上；
步骤23，待步骤22浇筑混凝土达到设计强度的50％后，继而拆除1-4导洞处临时支护，后续步骤21循环作业。
进一步地，所述步骤4中，具体步骤为：
步骤41，利用定型液压台车前方加长平台挂设防排水设施及安装二衬钢筋，采取定型液压台车逐步行走、逐步推进完成防水布铺设及衬砌钢筋安装；
步骤42，当防排水设施及二衬钢筋满足一次砼浇注循环进尺时，测量定位、定型液压台车调整并加固台车，安装端头堵头板，进入二衬浇注工序；
步骤43，混凝土浇注左右交错进行，每层厚度控制在50cm，两侧高差控制在50cm；混凝土采用集中拌合、罐车运输、泵车泵送、附着式振动浇注。
进一步地，所述简易模板支架采用型钢和模板拼接制成；所述型钢在加工场用1:1比例编号冷弯制作而成，每榀两端焊接垫板，垫板预留对称螺栓孔，连接板靠模板侧与拱架胎膜齐平；所述模板采用3015小钢模，环向拼接成环，用螺栓连接并用型钢树型加固。
进一步地，所述型钢每榀垫板通过螺栓连接；每榀型钢拱架对撑采用DN150钢管加固，对撑钢管竖向间距0.9-1.3m；所述型钢型号I20、型钢间距＠＝1.5m。
进一步地，所述步骤1中，隧道开挖采用光面爆破施工，按照先挂眼、后支护、再爆破的开挖顺序，开挖完成后及时进行初喷；开挖过程中循环进尺控制在1.5m以内，周边眼间距控制在0.4m以内。
进一步地，所述步骤1中，初期支护和临时支护中进行喷浆操作方法为：喷混凝土支护前去除表面浮土和欠挖部分，用高压风清除杂物和浮尘；喷射混凝土时喷嘴与岩面的距离为80-120cm，喷射方向与受喷面垂直；一次喷射厚度不超过10cm，第二次喷至设定厚度，两层喷射的时间间隔为15-20min；按照从下往上施喷，呈现“S”形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm。
进一步地，所述步骤4或5中，防水施工过程中，阴角均采用1:25水泥砂浆做成20*20mm的钝角，阳角做成20*20mm的钝角或R20的圆弧，并在阴阳角处铺设50cm防水加强层；施工缝位置均铺设50cm防水加强层，变形缝铺设1m防水加强层；防水加强层材料为4.0mm厚自粘聚合物改性沥青防水卷材。
本发明具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的施工方法和传统施工方法相比，在质量、安全上得到了的保证，进度方面取得了较大的突破。在现在高速发展的社会，如何让快速有效的完成施工作业、缩短工期是经济利益的有效保证。面对复杂重叠隧道的困难施工，更是要合理的组织施工。本发明提供的施工方法有效的把初期临时支护和仰拱、侧墙行车板二衬和拱墙二衬结合起来，利用各施工工序的间隔空隙，“见缝插针”进行下步施工，并且保证了施工的质量安全，具有显著的经济效益，本发明提供的一种城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，适用于多断面、长隧道且断面型式交错频繁的重叠隧道施工，具有施工安全、工期可控以及增加作业空间、利于操作的优点：具体如下：
(1)施工安全：通过不拆除临时支护的情况下先施做仰拱，不但能有效抑制初期支护的整体沉降与收敛，并且能确保衬砌的快速跟进，保证施工安全；
(2)增加了作业空间、利于操作：在开挖支护的情况下仍可以施做仰拱，在利用定型液压台车施做侧墙行车板后继而施做拱墙，多种工序同时施工，增大了作业空间，组成合理的施工流程，操作工人更为熟悉，更易掌握；
(3)工期可控：在多个施工面同时进行的情况下，避免了不合理组织施工导致的下步工序的滞后，大量的缩短了施工工期。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的隧道端面开挖结构示意图；
图2为本发明的简易模板支架在隧道内安装结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：A-表示仰拱浇筑部位，B-表示角钢，C-表示钢管，D表示二衬结构，L1＝2472mm，L2＝4138mm，d1＝900mm，d2＝1300mm，d3＝1200mm，d4＝1200mm。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明提供了一种城市轨道交通复杂重叠隧道快速施工方法，具体工艺流程为：
开挖→初期支护、临时支护→仰拱施工，同时进行上部临时支护拆除→下部临时支护拆除→下部侧墙及行车板二衬施工→上部拱墙二衬施工。
具体施工方法如下：
步骤1，采用CRD法进行开挖、并施做初期支护和临时支护，将大断面隧道分成8个相对独立的导洞分部施工，所述导洞的编号按由左至右、由上至下的顺序依次排序为1-8号导洞，如图1所示。
具体地，操作如下：
(1)、隧道采用光面爆破施工，过程中通过控制进尺、周边眼间距及角度等方式控制超欠挖，及时初喷，对围岩进行封闭。循环进尺控制在1.5m以内，周边眼间距控制在0.4m以内，为保证打眼角度，调整初支作业顺序，采用先挂眼、后支护、再爆破的开挖顺序(在围岩稳定性较好的情况下实施)，开挖完成后及时进行初喷。
(2)、初期支护和临时支护中进行喷浆操作方法为：喷混凝土支护前去除表面浮土和欠挖部分，用高压风清除杂物和浮尘；喷射混凝土时喷嘴与岩面的距离为80-120cm，喷射方向与受喷面垂直；一次喷射厚度不超过10cm，第二次喷至设定厚度，两层喷射的时间间隔为15-20min；按照从下往上施喷，呈现“S”形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。
步骤2，同步进行仰拱施工及上部临时支护拆除施工。
具体地，因隧道采用CRD法施工，二衬施工必须拆除中隔壁，为了在仰拱施工完成前保持临时支撑的作用，仰拱施工前，对7号和8号导洞底面到仰拱填充面标高位置的中隔壁进行分段破除，浇筑仰拱混凝土时适当将中心部位浇高5cm左右，以保证中隔壁底座在砼底板上，保证初支结构的完整，已达到支撑上部临时支护的目的。仰拱浇筑完毕并达到设计强度的50％后，继而依次拆除1号、2号、3号和4号导洞处临时支护，后续循环作业。
步骤3，待步骤2所施工仰拱的混凝土达到设计强度的75％后，拆除下部临时支护；依次拆除5号、6号、7号和8号导洞。
步骤4，采用定型液压台车进行下部侧墙及行车板二衬施工；具体地，操作如下：
(1)、行走台车：拆除下部临时支护，利用定型液压台车前方加长平台挂设防排水设施及安装二衬钢筋；采取定型液压台车逐步行走、逐步推进完成防水布铺设及衬砌钢筋安装；
(2)、台车就位：当防排水设施及二衬钢筋满足一次砼浇注循环进尺时，测量定位、定型液压台车调整并加固台车，安装端头堵头板，进入二衬浇注工序；
(3)、衬砌施工：混凝土浇注左右交错进行，每层厚度控制在50cm，两侧高差控制在50cm；混凝土采用集中拌合、罐车运输、泵车泵送、附着式振动浇注。
步骤5，待步骤4施工达到合格强度与安全距离后，采用简易模板支架进行上部拱墙二衬施工。
因二衬下部侧墙、行车板施工进度及行车板混凝土强度制约，二衬拱墙采用简易模板支架施工，既可以随侧墙及行车板施工进度调节每模施工长度，又可减少上部施工条件对行车板的荷载。
首先，在经过严格的简易模板支架体系结构受力计算与现场实际施工操作后，获得如下简易模板支架，如图2所示：
(1)、型钢加工：型钢在加工场用1:1比例编号冷弯制作而成，每榀两端焊接垫板，垫板预留对称螺栓孔，连接板靠模板侧与拱架胎膜齐平；
(2)、型钢安装：采用装载机运至现场，人工安装，每榀垫板通过螺栓连接；每榀型钢拱架对撑采用壁厚5.5mm的DN150钢管加固，对撑钢管竖向平均间距1.2m。
(3)、型钢技术参数：型钢型号I20、型钢间距＠＝1.5m、型钢垫板220mm*200mm*15mm、垫板预留孔径R＝14mm、螺杆AM20*70、螺母AM20。
(4)、模板：5.5mm厚*300mm宽*1500mm长的3015小钢模，环向拼接成环，用螺栓连接并用型钢树型加固。
其次，所述步骤4或5中，防水施工过程中：
(1)、防水板采用热风双焊缝施工工艺。焊接完毕后采用检漏器进行充气检测，充气压力为0.25Mpa，保持该压力不少于10分钟，允许压力下降10％。如压力持续下降，查出漏气部位并对漏气部位进行全面的手工补焊修补后再次检测，直到完全粘合；
(2)、所有阴角均采用1:25水泥砂浆做成20*20mm的钝角，阳角做成20*20mm的钝角或R20的圆弧，并在阴阳角处铺设50cm防水加强层；所有施工缝位置均铺设50cm防水加强层，变形缝铺设1m加强层。加强层材料为4.0mm厚自粘聚合物改性沥青防水卷材(PY-Ⅱ型)，双面自粘。
本发明提供了一种城市轨道交通复杂重叠隧道快速施工方法，每个工艺节点涉及到的具体操作如下：
(1)开挖：钻孔、装药、爆破、排险；
(2)初期支护：初支拱架、锚杆、网片等安装，喷浆；
(3)临时支护：临时支护拱架等安装、喷浆；
(4)仰拱施工：防水、钢筋、模板、混凝土浇筑；
(5)临时支护拆除：临时支护拱架等拆除；
(6)侧墙及行车板二衬施工：防水、钢筋、台车行走定位、混凝土浇筑；
(7)拱墙二衬施工：防水、钢筋、简易模板支架安装及拆除、混凝土浇筑。
实施例2
重庆轨道交通环线某段隧道包含一站两区间，两个区间隧道中均有典型的重叠隧道共710m，其中包含E、F、5、6、7五种断面，断面净空及长度不一，且断面交错频繁。针对该重叠隧道断面交错频繁、重叠段长的特点，为确保工期，保证施工安全，根据其实际地质条件，本发明提供了一种城市轨道交通复杂重叠隧道快速施工方法，有效抑制了二衬施工因临时支护滞后及二衬施工缓慢的问题，增强了二衬结构的自稳能力，保证了施工安全，确保了工期，获得了成功应用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，采用CRD法进行开挖、并施做初期支护和临时支护，将大断面隧道分成8个相对独立的导洞分部施工，所述导洞的编号按由左至右、由上至下的顺序依次排序为1-8号导洞；
步骤2，同步进行仰拱施工及上部临时支护拆除施工；对7号和8号导洞底面到仰拱填充面标高位置的中隔壁进行分段破除，浇筑仰拱混凝土使中隔壁底座在砼底板上；仰拱浇筑完毕并达到设计强度的50％后，继而依次拆除1号、2号、3号和4号导洞处临时支护；
步骤3，待步骤2施工仰拱的混凝土达到设计强度的75％后拆除下部临时支护；
步骤4，采用定型液压台车进行下部侧墙及行车板二衬施工；
步骤5，待步骤4施工达到合格强度与安全距离后，采用简易模板支架进行上部拱墙二衬施工。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，其特征在于，所述步骤2的具体操作方法为：
步骤21，在进行仰拱施工前，先对7号和8号导洞底面到仰拱填充面标高位置的中隔壁进行分段破除；
步骤22，浇筑仰拱混凝土时将中心部位浇高4-6cm，使中隔壁底座支撑在砼底板上；
步骤23，待步骤22浇筑混凝土强度达到设计强度的50％后，继而拆除1-4导洞处临时支护，后续步骤21循环作业。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，其特征在于，所述步骤4中，具体步骤为：
步骤41，利用定型液压台车前方加长平台挂设防排水设施及安装二衬钢筋，采取定型液压台车逐步行走、逐步推进完成防水布铺设及衬砌钢筋安装；
步骤42，当防排水设施及二衬钢筋满足一次砼浇注循环进尺时，测量定位、定型液压台车调整并加固台车，安装端头堵头板，进入二衬浇注工序；
步骤43，混凝土浇注左右交错进行，每层厚度控制在50cm，两侧高差控制在50cm；混凝土采用集中拌合、罐车运输、泵车泵送、附着式振动浇注。
4.根据权利要求1所述的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，其特征在于，所述简易模板支架采用型钢和模板拼接制成；所述型钢在加工场用1:1比例编号冷弯制作而成，每榀两端焊接垫板，垫板预留对称螺栓孔，连接板靠模板侧与拱架胎膜齐平；所述模板采用3015小钢模，环向拼接成环，用螺栓连接并用型钢树型加固。
5.根据权利要求4所述的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，其特征在于，所述型钢每榀垫板通过螺栓连接；每榀型钢拱架对撑采用DN150钢管加固，对撑钢管竖向间距0.9-1.3m；所述型钢型号I20、型钢间距＠＝1.5m。
6.根据权利要求1所述的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，其特征在于，所述步骤1中，隧道开挖采用光面爆破施工，按照先挂眼、后支护、再爆破的开挖顺序，开挖完成后及时进行初喷；开挖过程中循环进尺控制在1.5m以内，周边眼间距控制在0.4m以内。
7.根据权利要求1所述的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，其特征在于，所述步骤1中，初期支护和临时支护中进行喷浆操作方法为：喷混凝土支护前去除表面浮土和欠挖部分，用高压风清除杂物和浮尘；喷射混凝土时喷嘴与岩面的距离为80-120cm，喷射方向与受喷面垂直；一次喷射厚度不超过10cm，第二次喷至设定厚度，两层喷射的时间间隔为15-20min；按照从下往上施喷，呈现“S”形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm。
8.根据权利要求1所述的城市轨道交通复杂重叠隧道施工方法，其特征在于，所述步骤4或5中，防水施工过程中，阴角均采用1:25水泥砂浆做成20*20mm的钝角，阳角做成20*20mm的钝角或R20的圆弧，并在阴阳角处铺设50cm防水加强层；施工缝位置均铺设50cm防水加强层，变形缝铺设1m防水加强层；防水加强层材料为4.0mm厚自粘聚合物改性沥青防水卷材。
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