CN110159298B - 一种地铁暗挖车站初支扣拱施工方法 - Google Patents

一种地铁暗挖车站初支扣拱施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,包括步骤:在边桩及冠梁施工完成后,边导洞内施作初支扣拱,外侧用C20混凝土回填密实;施工横通道拱梁;横通道与初支扣拱交叉处马头门加工及分区破除马头门;破除马头门后,自横通道进洞台阶法施作初期支护并及时进行初支背后回填注浆;车站东西头加宽段“CRD”法施作初支扣拱;初支扣拱开挖至车站主体结构侧墙处封端墙施工。分段开挖施工、横通增加拱梁,分阶段开挖中跨及边跨初支扣拱,封堵断头墙。尽快形成了受力体系,降低了受力转换带来的安全风险,减少了群洞效应和多导洞多次开挖初支对地层的扰动,保证了初支结构稳定,有效的控制了地面沉降,确保了后续施工的安全进行。

Description

一种地铁暗挖车站初支扣拱施工方法
技术领域
本发明涉及一种工程施工技术,尤其涉及一种地铁暗挖车站初支扣拱施工方法。
背景技术
地铁暗挖车站PBA工法是在洞内施做边桩、中柱、冠梁及顶纵梁,然后施做边桩及中桩的初支扣拱和二衬扣拱,由此形成支护体系,保证车站正常开挖。由于车站结构各连接部位较多,施工过程中需要完成复杂的受力转换,如何保证转换时受力稳定,减少地面沉降是主要控制要点。
初支扣拱作为结构受力转换主要环节,要保证扣拱格栅节点连接质量,减少土方开挖过程中暗挖风险,尽快形成支撑体系,有效控制地面沉降,以减少地层扰动,保证初支结构稳定,有利于地下管线和地面行车安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地铁暗挖车站初支扣拱的施工方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,包括以下步骤:
S1:在边桩及冠梁施工完成后,边导洞内施作初支扣拱,外侧用C20混凝土回填密实;
S2:施工横通道拱梁;
S3:横通道与初支扣拱交叉处马头门加工及分区破除马头门;
S4:破除马头门后,自横通道进洞台阶法施作初期支护并及时进行初支背后回填注浆;
S5:车站东西头加宽段“CRD”法施作初支扣拱;
S6:初支扣拱开挖至车站主体结构侧墙处封端墙施工。
由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,结合工程实际情况,通过施工步序和增加横通道拱梁,改进初支扣拱与小导洞连接质量,有效的提高了施工效率,快速形成支撑体系,保证了受力转换稳定。
附图说明
图1为本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工工序平面示意图;
图2a、图2b分别为本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工工序边导洞边拱施工及拱格栅与冠梁预埋件连接的正面和侧面示意图;
图3为本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工工序横通道拱梁施工示意图;
图4为本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工工序马头门加固及破除示意图;
图5为本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工工序台阶法开挖示意图;
图6为本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工工序车站东西加宽段开挖示意图;
图7为本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工工序初支扣拱堵头墙格栅钢架示意图。
图8为本发明实施例提供的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,其较佳的具体实施方式是:
包括以下步骤:
S1:在边桩及冠梁施工完成后,边导洞内施作初支扣拱,外侧用C20混凝土回填密实;
S2:施工横通道拱梁;
S3:横通道与初支扣拱交叉处马头门加固及分区破除马头门;
S4:破除马头门后,自横通道进洞台阶法施作初期支护并及时进行初支背后回填注浆。
S5:车站东西头加宽段“CRD”法施作初支扣拱;
S6:初支扣拱开挖至车站主体结构侧墙处堵头墙施工。
所述步骤S1中:
边导洞初支扣拱边拱与边桩桩顶冠梁同期施工,冠梁施工时预留边拱连接钢板,冠梁混凝土浇筑完成并拆模后开始安装边拱钢格栅,喷射C25混凝土,待达到设计强度后进行扣拱背后回填,回填使用C25泵送混凝土。
所述步骤S2中:
边跨初支扣拱及顶纵梁施工完成后,施工横通道拱梁,绑扎钢筋并浇筑C30混凝土。梁两边座落在边导洞冠梁上,中间座落在顶纵梁顶部,整体在横通道二衬扣拱正上方。
所述步骤S3中:
横通道拱梁施工完后开始施工导洞初支扣拱,初支扣拱施工先进行马头门加固并根据开挖计划,分区破除马头门。
所述步骤S4中:
马头门破除后,台阶法进行土方开挖,及时进行小导管打设,格栅架设,喷射C20混凝土并对初支背后回填注浆。施工部序为中跨拱部土体首先开挖,领先边跨不小于10m,两边跨拱部土体同步开挖。
所述步骤S5中:
对车站两侧端头位置进行扣拱施工,施工方法为CRD法,分区分块进行土方开挖及初期支护。
所述步骤S6中:
初支扣拱开挖至车站结构端头位置,施工封端墙,封端墙采用C25网喷混凝土+钢格栅+竖向连接筋+锚管注浆方式。
具体实施例,如图1至图8所示:
1.边导洞边拱施工
边导洞初支扣拱边拱与边桩桩顶冠梁同期施工,冠梁施工时预留边拱连接钢板,冠梁混凝土浇筑完成并拆模后开始安装边拱钢格栅。格栅上部与边导洞预留钢筋连接,连接方式为每根主筋双面焊接,焊接长度大于5d,格栅下部连接板与冠梁预埋钢板连接,采用三面围焊方式连接。边拱格栅主筋焊接拉筋,拉筋环向间距750mm,与导洞预留的拉筋焊接。格栅钢架安装完成后报监理验收,验收合格后采用15mm厚木模板在拱架内侧试作底模,底模应平顺圆滑,满足模板安装要求。模板安装完成并验收合格后喷射边拱混凝土,混凝土达到设计强度后施工边拱背后回填C25素混凝土。
2.横通道拱梁施工
横通道处冠梁及顶纵梁施工完成后,先施工拱梁、再破除马头门处小导洞侧壁,起到受力转换的作用,减少地层扰动;拱梁采用钢模板(钢模板面板厚4mm,肋板尺寸5mm*50mm,间距200mm300mm),标准尺寸600*1500mm,各模板之间采用螺栓连接,螺栓孔间距150mm;拱架采用10#、14#工字钢加工成型拱架,横向500mm设置一道,拱架与拱架之间采用直径22钢筋连接成整体。拱梁分两层浇筑,第一次浇筑至距拱顶850mm,第二次为C30素混凝土回填。混凝土浇筑前拱部预埋背后回填注浆管,注浆管为直径32mm钢焊管,顶部水平布置一根。混凝土浇筑完成后,通过预埋的注浆管压注1:1水泥浆液,注浆压力为0.1~0.3MPa。
3.横通道与初支扣拱交叉处马头门加固及分区破除马头门
顶纵梁及横通道拱梁施工完后开始施工初支扣拱,初支扣拱施工先进行马头门加固。在横通道壁上画出初支扣拱开挖外轮廓线的位置,在拱部范围内施作Φ32超前导管,Φ32超前导管环向间距200mm,长度3.5m,双排交叉布置,沿开挖轮廓线外10~30cm范围内水平打设超前小导管。采用风钻钻孔的方式破除小导管位置护壁喷射砼,用风镐将小导管顶入,小导管打设角度尽量与初支扣拱中线保持平行。由于马头门为横通道与初支扣拱交叉处,该处结构受力的转换、土体扰动多,受力复杂,为施工难点。为了避免马头门处的应力集中,保证施工安全,对马头门进行加固并分段破除。破除马头门施工采用人工分区进行破除。首先破除上台阶马头门处横通道侧壁混凝土,剩余上台阶核心土部位横通道侧壁不破除,割除钢格栅,及时架立初支扣拱格栅钢架,并采用与横通道初支扣拱格栅主筋同型号“L”形钢筋将横通道格栅主筋与初支扣拱格栅主筋焊接牢固,喷射混凝土封闭,马头门开口段3榀格栅密排设置,以加强交叉口部的支护。马头门破除后开始正常进行初支扣拱开挖、支护施工,当上台阶进尺5m后,再进行横通道临时中隔板破除,然后进行下台阶及核心土部位马头门破除施工,破除时应从上至下破除,每破除50cm,割除破除出的横通道格栅。
4.标准段中跨及边跨初支扣拱施工
开始中跨扣拱及边跨扣拱施工,中跨扣拱先行施工,待进尺12m后,开始对称施工边跨扣拱,且初支扣拱中跨领先边跨不小于12m;施工顶纵梁顶与初支间空隙采用与主体结构同等级微膨胀混凝土回填密实并留设二次回填注浆管,后续进行二衬背后回填注浆。初支背后回填注浆应及时进行,距离工作面不超过5m,采用1:1水泥浆填充,注浆孔应沿拱部和边墙布设,环向间距:起拱线以上为2.0m,边墙为3.0m;纵向间距:3.0m,呈梅花型布置,注浆终压0.5MPa。初支背后注浆分两次进行:第一次距开挖面3~5m,为低压注浆,注浆压力以控制浆液从开挖面溢出结束;第二次距开挖面8~10m,为饱压注浆,注浆压力0.5MPa。根据监测结果需进行多次补充注浆。初支背后注浆管长度:600(650)mm。注浆时从两边墙底部向拱顶交叉进行。从少水(或无水)孔向有水孔(大水孔)进行。注浆时要做好注浆记录,每隔5min记录一次压力、流量值及串、漏浆情况,以便分析注浆效果。
5.加宽段初支扣拱开挖施工
车站东西两端头为盾构加宽段,初支扣拱边跨跨度变大,最大跨度为5850mm,加宽段长18350mm,采用上下4洞室“CRD法”施工,中隔壁厚300mm,待施工二衬扣拱时与导洞壁同期破除。开挖步序为:1号洞室进尺9m→3号洞室开挖,进尺9m→2号洞室开挖,进尺9m→4号洞室开挖,直至所有洞室开挖完成。小导管采用Φ32钢管,壁厚2.75mm,长度2m。小导管前端加工成锥形,以便插打,并防止浆液前冲。
小导管中间部位钻Ф6-12mm溢浆孔,呈梅花形布置(防止注浆出现死角),尾部1.0m范围内不钻孔防止漏浆,末端距尾部10mm处焊接Ф6环形箍筋。小导管在打管前,按照设计要求在拱架上标示出小导管的位置,小导管尾部置于钢架腹部并点焊,增加共同支护能力。在插管的过程中,如插入困难,小导管采用风镐顶入或风枪吹孔后放入,用φ25mm钢管制作吹风管,将吹风管缓缓插入土中,用高压风射孔,成孔后将小导管插入。根据设计参照表选用配合比(质量)为1:1的单液水泥浆为注浆材料,注浆压力(0.5~1.5)Mpa,加固体半径不得小于0.25m。小导管注浆结束标准:注浆过程中,压力逐渐上升,流量逐渐减少,当压力达到终压,注浆量达到设计注浆量的80%以上,可结束该孔注浆;注浆压力未能达到设计终压,注浆量已达到设计注浆量,并无漏浆现象,亦可结束该孔注浆。所有注浆孔均达到上述标准时,无漏注现象,即可结束本循环注浆
6.初支扣拱堵头墙施工
初支扣拱开挖至车站主体结构侧墙外处时进行永久堵头封端。堵头墙设计采用C25网喷混凝土+钢格栅+竖向连接筋+锚管注浆。格栅设置内外双层钢筋网片,网片搭接1个网格,网片与格栅钢筋绑扎连接,格栅连接筋与横导洞格栅主筋焊接牢固。堵头墙采用DN32×2.75注浆锚管,L=3m,1*1m梅花形布置,注水泥浆(1:1),注浆压力为0.2~0.5MPa。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,其特征在于,包括步骤:
S1:在边桩及冠梁施工完成后,边导洞内施作初支扣拱,外侧用C20混凝土回填密实;
S2:施工横通道拱梁;
S3:横通道与初支扣拱交叉处马头门加固及分区破除马头门;
S4:破除马头门后,自横通道进洞台阶法施作初期支护并及时进行初支背后回填注浆;
S5:车站东西头加宽段“CRD”法施作初支扣拱;
S6:初支扣拱开挖至车站主体结构侧墙处封端墙施工。
2.根据权利要求1所述的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,其特征在于,所述步骤S1中:
边导洞初支扣拱边拱与边桩桩顶冠梁同期施工,冠梁施工时预留边拱连接钢板,冠梁混凝土浇筑完成并拆模后开始安装边拱钢格栅,喷射C25混凝土,待达到设计强度后进行扣拱背后回填,回填使用C25泵送混凝土。
3.根据权利要求2所述的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,其特征在于,所述步骤S2中:
边跨初支扣拱及顶纵梁施工完成后,施工横通道拱梁,绑扎钢筋并浇筑C30混凝土,横通道拱梁两边座落在边导洞冠梁上,中间座落在顶纵梁顶部,整体在横通道二衬扣拱正上方。
4.根据权利要求3所述的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,其特征在于,所述步骤S3中:
横通道拱梁施工完后开始施工导洞初支扣拱,初支扣拱施工先进行马头门加固并根据开挖计划,分区破除马头门。
5.根据权利要求4所述的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,其特征在于,所述步骤S4中:
马头门破除后,台阶法进行土方开挖,及时进行小导管打设,格栅架设,喷射C20混凝土并对初支背后回填注浆,施工部序为中跨拱部土体首先开挖,领先边跨不小于10m,两边跨拱部土体同步开挖。
6.根据权利要求5所述的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,其特征在于,所述步骤S5中:
对车站两侧端头位置进行扣拱施工,施工方法为CRD法,分区分块进行土方开挖及初期支护。
7.根据权利要求6所述的地铁暗挖车站初支扣拱施工方法,其特征在于,所述步骤S6中:
初支扣拱开挖至车站结构端头位置,施工封端墙,封端墙采用C25网喷混凝土+钢格栅+竖向连接筋+锚管注浆方式。
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