CN111287759A - 一种浅埋近接暗挖隧道施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,包括以下步骤:S1:暗挖连接隧道从盾构井和车站两个工作面双向掘进,车站端掘进43.8m,盾构端掘进14m,采用CRD法施工,预留核心土,利用盾构井和车站作为吊出井,土方吊出采用10t行吊和钢板吊斗;S2:降水施工,暗挖区间全线地面降水,采用管井降水,施工期间将地下水降至开挖面以下1米,同时结合洞内明排方式进行处理;左线暗挖隧道两侧各设置2口降水井,减少地下水对该区域内暗挖隧道的影响。在隧道内设置排水明沟或盲管和集水井,使地下水沿明沟或盲管流入集水井,然后用水泵将水抽出隧道之外,确保无水施工。利用超前锚杆、深孔注浆技术封堵地下水,并且能够起到加固围岩稳定地层的作用。

Description

一种浅埋近接暗挖隧道施工方法
技术领域
本发明属于地铁施工技术领域,尤其涉及一种浅埋近接暗挖隧道施工方法。
背景技术
隧道下穿既有1号线车站段地面环境复杂,洞身穿越区域上部为卵石土、下部为中风化泥岩,富水,且新建隧道与既有车站之间的净距约为2.3~2.6m,如何在施工过程中近距离穿越既有地铁1号线和地质情况复杂的地层来减小地层沉降,从而将既有地铁线变形控制在允许范围之内,避免因沉降过大而影响既有线隧道的正常运营是本工程的重难点。
发明内容
本发明提供一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,旨在解决上述存在的问题。
本发明是这样实现的,一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,包括以下步骤:
S1:暗挖连接隧道从盾构井和车站两个工作面双向掘进,车站端掘进43.8m,盾构端掘进14m,采用CRD法施工,预留核心土,利用盾构井和车站作为吊出井,土方吊出采用10t行吊和钢板吊斗;
S2:降水施工,暗挖区间全线地面降水,采用管井降水,施工期间将地下水降至开挖面以下1米,同时结合洞内明排方式进行处理;
S3:进洞施工在明暗挖交界处结构侧墙以及相邻底板、顶板、管棚施做完毕后进行,洞口处先破除围护桩,且洞口处采用三榀钢架并联密排加强处理;
S4:隧道贯通且初支封闭成环后,施工下穿段断面二部分二次衬砌,采用简易I16钢拱架和组合钢模施工,单次施工长度6m;
S5:待断面二部分二次衬砌达到设计强度后,利用车站作为通道,采用绳锯由小里程向大里程方向破除1号线桩,人工打磨修整桩头:
S6:内层衬砌由大里程向小里程方向逐环施工,分仰拱及拱墙两部施工,仰拱采用弧形钢模施工,拱墙采用整体式台车施工,仰拱及拱墙每环施工长度6m,仰拱超前衬砌1环;
S7:临时支撑拆除由大里程向小里程方向逐榀拆除,每次拆除长度6m,超前仰拱1环,初支及衬砌施工后要及时进行回填注浆,确保背后密实。
进一步的,在步骤S2中,在既有地铁车站西侧左线暗挖隧道区间,设置4口降水井,左右侧各设置1口,每口井深25m,间距15m;其余区间段落在无法施工地面降水井的情况下,开挖过程中,在掌子面开挖轮廓线附近,泥岩交界面高度,左右侧各施工一个超前钻孔,孔径Φ80,每10~15m施工一次,并在洞内设置排水明沟,水沟设置在中心位置,及时将地下水引排至洞外,确保掌子面开挖无积水,避免两侧拱脚被水泡软造成隧道变形。
进一步的,在步骤S3中,暗挖区间隧道全段设置超前大管棚支护,暗挖段左右线分别分3组施作管棚,第一组设置在车站处洞口+561,水平长12m;第二组设置在变截面二处+570,水平长26m,设置双层管棚;第三组设置在盾构井处洞口+618.8,水平长26m。
进一步的,暗挖连接通道全段设置超前小导管,小导管每循环施工长度与钢架间距匹配,保证搭接不小于1m,+561~+570、+618.8~+594.8段每2榀施作1循环,水平长2m;+570~+594.8段每榀施作1循环,水平长1.5m。
进一步的,在步骤S4中,开挖支护,洞身段超前大管棚和超前小导管支护与开挖循环进尺协同进行施工。
进一步的,还包括防水施工,包括变形缝结构防水、施工缝结构防水、混凝土结构自防水,并在结构迎水面设置全包防水层加强防水。
进一步的,所述衬砌施工,包括断面二+570~+594.8段二次衬砌施工,分仰拱、拱墙两部分施工,以轨顶面上20cm为施工缝位置,每环施工长度6m,仰拱部分采用弧形钢模施工,拱墙部分模板采用P2012标准组合钢模板,钢架采用工16工字钢弯制而成,钢架纵向间距600mm,支架采用48*3.2mm钢管搭设,工字钢之间采用M24螺栓连接;以及断面一及管棚工作室断面二次衬砌及断面二+572~+593.8段三次衬砌,暗挖区间内侧衬砌分仰拱、填充、拱墙三部分施工,以内轨顶面下30cm为施工缝位置,每环施工长度6m,仰拱浇筑完成且终凝后施工填充,同步进行,仰拱及填充超前拱墙施工2~3环,仰拱部分采用弧形钢模施工,拱墙部分采用一台6m整体式台车施工,外模板采用大块钢模,防水板的铺设和钢筋绑扎采用自制作业台架施工,地泵放置车站底部,混凝土采用行吊或吊车吊至地泵斗,再利用地泵泵送至浇筑部位。
进一步的,在步骤S5中,待断面二的二次衬砌全部施工完成后,从大里程向小里程方向破除既有1号线桩基,先进行抗拔桩破除施工,在进行结构主体桩基破除施工,利用中隔壁作为施工作业平台;根据右线内抗拔桩长度及位置关系,采用绳锯分两段截断,自上而下,每次截断长度控制在1m内;右线内主体桩基采用人工风镐自上而下、逐步破除;根据左线内主体桩基长度及位置关系,采用绳锯分三段截断,自上而下,每次截断长度控制在1m内;截断后的桩基,先外运、再破碎;沿衬砌轮廓将截桩的根部采用人工风镐及砂轮打磨平整,并低于衬砌轮廓内缘3cm,采用干硬性水泥砂浆磨平。
进一步的,在步骤S7中,在仰拱初支封闭成环且背后注浆完成后,根据衬砌施工进度,临时支撑拆除由大里程方向向小里程方向施工,与仰拱施工同步进行,并超前仰拱1环施工,利用中隔壁横撑作为施工作业平台,由上至下拆除临时支撑,先拆除中隔壁上部单元,再拆除临时横撑单元,最后拆除中隔壁下部单元,其中,断面一:拆除前先人工风镐凿除接头处喷砼,采用氧焊割断连接板螺栓,拆除临时支撑;断面二:拆除前先人工风镐凿除接头处二衬表面砼,采用氧焊直接割断临时钢架。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:在既有1号线与盾构接收井之间,左线暗挖隧道两侧各设置2口降水井,减少地下水对该区域内暗挖隧道的影响。每隔一定距离在掌子面泥岩交界面处施工两个超前钻孔,提前对地下水进行引排,减少前方地方水的影响。在隧道内设置排水明沟或盲管和集水井,使地下水沿明沟或盲管流入集水井,然后用水泵将水抽出隧道之外,确保无水施工。利用超前锚杆(超前小导管)、深孔注浆技术封堵地下水,并且能够起到加固围岩稳定地层的作用。
附图说明
图1为本发明整体施工工序图;
图2为本发明超前大管棚施工工艺流程图;
图3为本发明超前小导管施工工艺流程图;
图4为本发明开挖支护正洞施工流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示,根据本隧道的工程规模、专业特点及工期要求,结合盾构接收井节点安排及车站中板施工进度,孵化园站暗挖连接通道矿山法隧道由盾构井和车站两个工作面双向掘进,贯通里程预计在+604.8,车站端掘进43.8m,盾构端掘进14m,采用CRD法施工,必要时预留核心土,利用盾构井和车站作为吊出井,土方吊出采用10t行吊和钢板吊斗,进洞施工须在明暗挖交界处结构侧墙以及相邻底板、顶板、管棚施做完毕后进行,洞口处先破除围护桩,且洞口处采用三榀钢架并联密排加强处理。隧道贯通且初支封闭成环后,施工下穿段断面二部分二次衬砌,采用简易I16钢拱架+组合钢模施工,单次施工长度6m。待断面二部分二次衬砌达到设计强度后,利用车站作为通道,采用绳锯由小里程向大里程方向破除1号线桩,人工打磨修整桩头。内层衬砌由大里程向小里程方向逐环施工,分仰拱及拱墙两部施工,仰拱采用弧形钢模施工,拱墙采用整体式台车施工,仰拱及拱墙每环施工长度6m,仰拱超前衬砌1环。临时支撑拆除由大里程向小里程方向逐榀拆除,每次拆除长度6m,超前仰拱1环。初支及衬砌施工后要及时进行回填注浆,确保背后密实。本暗挖区间全线地面降水,采用管井降水,施工期间将地下水降至开挖面以下1米,同时结合洞内明排方式进行处理,确保隧道无水施工。
降水施工,暗挖区间隧道受既有地铁1号线及其出入口、奥克斯广场地下通道的影响,地面降水井施工场地受限,左右线暗挖区间无法全线设置降水井,为了尽可能减少地下水对隧道开挖的影响,主要采取以下降水措施。地铁1号线西侧左线暗挖隧道区间,设置4口降水井,左右侧各设置1口,每口井深25m,间距15m。其余区间段落在无法施工地面降水井的情况下,开挖过程中,在掌子面开挖轮廓线附近,泥岩交界面高度,左右侧各施工一个超前钻孔,孔径Φ80,每10~15m施工一次,并在洞内设置排水明沟,水沟设置在中心位置,及时将地下水引排至洞外,确保掌子面开挖无积水,避免两侧拱脚被水泡软造成隧道变形。
超前大管棚施工,如图2所示,下穿1号线暗挖区间隧道长57.8m,全段设置超前大管棚支护,由于受既有1号线影响,本暗挖段左右线分别分3组施作管棚,第一组设置在车站处洞口+561,水平长12m;第二组设置在变截面二处+570,水平长26m,设置双层管棚;第三组设置在盾构井处洞口+618.8,水平长26m。相邻两组管棚搭接长度不小于2m;
管棚加工采用Φ108无缝钢管,壁厚6mm,在管节两端车内、外丝,采用丝扣连接,丝扣长15cm,丝纹深不小于2mm。管壁四周钻10mm注浆孔,孔口1.5m内不钻孔,孔间距15cm,梅花型布置。相邻管棚接缝错开不小于1m,在每孔的第一节管打设时,奇数孔用3m的钢管,偶数孔用1.5m的钢管,以后每节均采用3m钢管。为防止反转脱扣,并保持连接密封,丝扣上紧后,接缝外应满焊。
钻机定位,开孔前以拱架上预埋导管为准调正钻机,套管从导管中穿过,依导管的方位角为准,尽量调正接近设计所需的方位角。钻进开始前,钻机水平精度必须反复测量,并根据地质情况控制进度。
钻进时应以排屑顺畅为准。浅部时控制进尺,以免岩屑太多,排除不及时产生回转困难的状况。钻进中发现回转阻力大或外套管跟着旋转的情况时要轻提钻具吹孔。钻进前须先开气泵,待压缩空气流通正常后,方可钻进;钻进时,空气压力应控制在0.6~1.0MPa。保持中低压力、匀速钻进。为保证管棚打设精度,在每打设6~10m时,测量管棚的仰角,然后通过钻机的钻具进行调整。定向钻进终孔后退出内锤头、冲击器及钻杆,准备注浆。
安装管棚钢管,钻孔合格后及时安装钢管,下管前要先对每个钻孔的钢管进行配管和编号。下管时按照编号分段施工。前期靠人工送管,后期借助钻机顶进,直至孔底,达到设计长度。钻机顶进时注意人身安全、防碰、防止机械伤害。地质条件较差时,下管要及时、快速;或采用套管下管。钢管节与节之间采用丝扣连接。相邻钢管的接头前后错开,同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1m。为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管,编号为偶数的第一节管采用6m钢管,以后每节均采用6m长钢管。纵向两组管棚搭接长度不得小于设计要求,且不小于2m。钢管内插入注浆管和排气管,排气管要深入孔底。对预留的管口进行保护后,对孔口空隙进行封堵和施作掌子面喷射砼止浆墙。钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密,以防浆液冒出。堵塞时设置进浆孔和排气孔(排气阀)。为增加管棚的抗弯能力,钢管中增设钢筋笼(需要时)。钢筋笼由四根主筋和固定环组成,主筋直径为18mm,钢筋之间每1m间距用5cm长φ42钢管连接,钢管壁厚3.5mm。洞身段钢管尾部与钢架焊接为一体形成的拱部预支护结构。
在导向管上安装止浆阀,对孔口空隙进行封堵、掌子面施作10cm厚C25早强喷射砼止浆墙,以防浆液冒出。水泥浆水灰比0.5:1~1:1。为防止注浆压力过大影响1号线运营,注浆压力控制在0.3~0.5MPa。在压力作用下,浆液沿着大管棚的小孔渗入到围岩内且达到一定范围,并且充填围岩裂隙。水泥浆凝固后,各个钢管与围岩固结在一起,形成一个承载圈,围岩得到加固,提高围岩开挖后的自稳强度。注浆采用隔孔灌注,注浆顺序由低到高、由下往上,交错进行。
超前小导管施工,如图3所示,暗挖连接通道长57.8m,全段设置超前小导管,小导管每循环施工长度与钢架间距匹配,保证搭接不小于1m。+561~+570、+618.8~+594.8段每2榀施作1循环,水平长2m;+570~+594.8段每榀施作1循环,水平长1.5m。
小导管的制作,采用直径φ42mm的无缝钢管制作,前端做成约10cm长的尖锥形,在尾端焊接φ8钢筋加劲箍;管壁上每隔15cm梅花型钻眼,眼孔直径10mm;尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。成孔后将小导管按设计插入孔中,小导管采用风钻顶入,且导管后端带好好丝扣保护帽,顶进长度不小于90%的管长,导管外漏控制在20cm且支撑于后方钢架上,与钢架共同组成支护体系;相邻两排导管搭接长度不小于1m。
小导管安装完成后,应先检查导管孔口是否达到密闭标准,进行压水试验,压力一般不大于1.0MPa,并根据设计和试验结果确定注浆参数。采用专用注浆泵注浆,为加速注浆,可安装分浆器同时多管注浆;水泥浆液采用搅拌桶配制,配制好的浆液应在规定时间内注完,随配随用。注浆顺序为由下至上,浆液先稀后浓、注浆量先大后小,注浆压力由小到大(0.5~1Mpa)。注浆前先喷射混凝土5~10cm封闭掌子面,形成止浆盘,注浆后要堵塞密实注浆孔。
浆液应充满钢管及其周围的空隙。注浆结束标准:一般按单孔注浆量达到设计要求值,持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束。当发生串浆时,应采用分浆器多孔注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆。当注浆压力突然升高时应停机查明原因;当水泥浆进浆量很大、压力不变时,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,采用小流量低压力注浆或间歇式注浆。
开挖支护,如图4所示,3CRD法开挖施工,暗挖连接通道长57.8m,为马蹄形结构,1号线下穿段开挖尺寸为8.5×7.95m(大里程段7.9×7.35m,管棚室段8.7×8.65m)(宽×高),根据断面大小、地质及周边结构物情况,受下穿既有1号线施工影响,采用CRD法施工,上部导坑可结合揭示地质情况,预留核心土;人工开挖为主,机械开挖为辅,轮廓线周边采用风镐等小型机具人工开挖,核心土及局部位置以机械开挖为主;洞内人工装碴,小型车辆出碴运输至盾构井或车站底,通过龙门吊垂直提升至地面临时堆碴场,待碴土能够外运时弃土至永久碴场。
初支施工,R32S(32/6.0)自进式中空锚杆采用YT-28风钻推入法施工,注浆机压力注浆;R32S锁脚锚杆采用风钻直接钻入,排气法注浆;钢架在洞外分段加工,洞内拼装,正洞拱架为I22b型钢拱架+I20临时支护;钢筋网洞外加工成网片,洞内铺设,φ8@150mm×150mm双层钢筋网;喷射混凝土采用喷射机湿喷C25混凝土,永久侧350cm、临时侧270cm。钢筋网采用φ8钢筋,网格间距150mm×150mm,均在洞外分片加工成0.65×1.0m的网片,经检验合格后运至现场,洞内人工安装。
洞身开挖完成后,首先在围岩表面初喷混凝土4cm,并保证开挖面喷射平整,然后在喷射面铺设第一层钢筋网,并合理设置定位钢筋与钢筋网焊接固定。钢架安装固定后,在钢架内侧铺设第二层钢筋网,与连接筋和钢架焊焊接牢固。
本区间隧道钢架为I22b型钢拱架+I20临时支护两种,拱架间距为0.5m;各单元间通过联接角钢用螺栓连接,拱架(含竖撑)纵向间用Φ22螺纹钢筋焊接在一起,环向间距1m,内外侧交错布置;各开挖分部拱脚每处打设2根3.5m长的R32S自进式锁脚锚杆。拱架按设计尺寸及交底分节段在洞外加工厂集中制作,出厂前经检验及试拼合格后运至现场,洞内人工安装,拱架由各单元拼装而成。各单元大小根据施工台阶尺寸及便于施工的原则,划分如下图。
拱架安装,在铺设第一层网片后及时安装拱架,安装拱架前要准确吊中线,定拱部标高,控制拱架中心及半宽尺寸、高度。利用核心土平台(或简易支架)安装拱架,从中心向两侧拼装,各单元间采用4个螺栓进行连接,连接板应密贴。拱架按设计放样点位安装到位后,要利用定位锚杆进行固定,同时每榀拱架拱脚处必须分别打设2根3.5m长R32S锁脚锚杆将其锁定,共计12根/榀;拱部接头处分别打设2根2m长R32N自进式锚杆锁定,共计6根/榀。拱架是初期支护对软弱围岩的主要加固体,拱架(临时支撑)纵向间用Φ22螺纹钢筋焊接成受力整体,环向间距1m,内外侧交错布置。拱架应按设计位置安设,当钢架和喷层之间有较大间隙时应沿拱架外缘每隔2m设骑马垫块。本设计每处垫块数量按1号垫块一块,2号垫块二块计列。钢架架立后应尽快施作喷混凝土,并将钢架全部覆盖,使钢架与喷混凝土共同受力。喷混凝土应分层进行,每层厚度:拱部为50~100mm;边墙为70~150mm,先从拱脚或向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)而不密实,强度不够,造成拱脚(墙脚)失稳。钢架保护层厚度不小于3.5cm。分部开挖时,下半部开挖后钢架及时落底接长,封闭成环。
喷射混凝土,初支永久侧采用C25早强型喷射混凝土35cm、临时侧采用C25早强型喷射混凝土27cm,采取湿喷工艺,及时封闭。湿喷作业,砼分两次喷射完成,初喷砼:隧道开挖后,及时进行初喷砼封闭开挖面,必要时喷射砼封闭掌子面,防止岩层风化、坍塌。喷射前,在开挖面上埋设控制喷射砼厚度标志。复喷砼:拱顶R32自进式超前锚杆、拱架及R32S自进式锁脚锚杆、拱架接头R32N自进式锚杆、钢筋网、预埋注浆管等施工完成后,复喷砼至设计厚度。喷射砼终凝2小时后,喷水养护,养护时间不少于7天。开始时先给风,再开机,后给料;同时用高压风吹扫受喷面,清除受喷面上的尘埃。结束时待料喷完,先停机,后关风。喷射砼采用人工撑握喷头,由两人共同操作喷头。喷射路线应自上而下,呈“S”形运动;喷射时,喷头作连续不断的圆周运动,并形成螺旋状前进,后一圈压前一圈三分之一。喷射机要求风压为0.3~0.5Mpa,喷头距受喷面的距离控制在1.5~2.5m时较好。喷头与受喷面保持垂直,如遇受喷面被钢筋网片、格栅覆盖时,可将喷头稍微偏斜10°~20°。喷射厚度受砼进入喷射机的坍落度、速凝剂的效果、气温的影响,湿喷机喷射墙部时,一次喷射厚度不超过10cm,喷射拱部时,一次喷射厚度不超过7cm。
初期支护回填注浆,注浆工艺,背后注浆管的安设:拱部120度范围初期支护背后注浆管采用Φ32钢花管,壁厚3.5mm,长0.5m,制作成小导管型式,注浆管间距2.0m×1.0m,梅花型布置。每当初期支护闭合成环一定长度后,即对初支拱背后压注水泥浆。一般均采用预埋方式布管,即在喷射砼前埋设。回填注浆压力不宜过高,只要能克服管道阻力、初期支护间空隙阻力即可,压力过高易引起初期支护变形。水泥砂浆注浆压力为0.1~0.3MPa。注浆之前,清理注浆孔,安装好注浆管,保证其畅通。注浆必须连续作业,不得任意停泵,以防浆液沉淀,堵塞管路,影响注浆效果。
结构防水施工,防水体系以结构自防水为根本,施工缝、变形缝等细部构造防水为重点,并在结构迎水面设置全包防水层加强防水。防水层主要材料为自粘高分子复合卷材。
隧道防水层施工,辅助附加外防水层:防水层设在初支与二衬之间,采用塑料防水板加分区注浆系统,靠初支设置一道土工布缓冲层(400g/㎡),再设置一层EVA塑料防水板,厚度不小于1.5mm。防水层全环设置,仰拱设置50mm细石混凝土保护层。辅助防水层是结构防水的重要组成部分,结构外防水层铺设的好坏将直接影响到整个工程的防水质量。
防水板铺设,防水层施工前,对影响防水层施工的初期支护结构渗漏水进行封堵、引排处理。清除基面、垫层、底板上的浮土、泥浆、油污等杂物。对初期支护表面尖锐突出物割除,水泥砂浆找平,断面变化或阴阳转角应抹成圆弧形。结构混凝土浇筑完毕前,坚持井点降水。铺设前进行精确放样,弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸,尽量减少接头。
防水层的铺设,防水层铺设采用专用台架作为施工平台,仰拱部位采用空铺法,边墙和拱顶部位采用塑料垫片固定法。土工布超前防水板一幅,防水板超前二次衬砌5~20m施工。在清理干净的基面上铺设一层土工布,土工布采用塑料垫片固定,垫片固定间距拱部为400*400mm、拱腰为800*800mm,两塑料防水板连接缝两侧400mm处加设一枚塑料垫片,塑料垫片采用射钉枪直接订入初支混凝土。EVA塑料防水板施工采用超声波加热机热熔防水板与防水垫片,使其相互粘贴牢固。仰拱防水板施工完成后立即施作50mm厚C20细石混凝土保护层,在下一阶段施工前连接部分注意加以保护,不得弄脏和破损。防水层铺设采用从中间向两边顺序铺设,松紧应适度并留有余量(实铺长度与弧长的比值为10:8),检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。防水层沿隧道方向搭接应根据隧道坡度由下游压上游的搭接方式,环向铺设下部防水层应压住上部防水层,两幅防水板的搭接宽度不小于10cm,土工布搭接宽度不小于5cm。防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接,细部处理或修补采用手持焊枪,单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm,焊接严密,不得焊焦焊穿。三层以上塑料防水板的搭接形式必须是“T”型接头,不得出现十字焊缝。防水板纵向搭接与环向搭接处,除按正常施工外,应再覆盖一层同类材料的防水板材,用热焊焊接。防水板的搭接缝焊接质量检查应按充气法检查,将5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,当压力表达到0.25MPa时停止充气,保持15min,压力下降在10%以内,说明焊缝合格;如压力下降过快,说明有未焊好处。用肥皂水涂在焊缝上,有气泡的地方重新补焊,直到不漏气为止。全断面结构防水层纵横向一次铺设长度可根据施工情况、混凝土循环灌筑长度等因素确定,铺设前,宜先行试铺,并加以调整。
防水板的防护措施,EVA塑料防水板应摆放整齐,挂标识牌并注明进货日期数量;塑料防水板应轻拿轻放,不许抛掷。防水板存放区应远离火源,做好防火措施。有电焊作业时采用石棉板遮挡;严禁穿带钉的鞋在防水层上或未上强度的保护层上走动。防水层施作完后及时施工保护层。分段铺设的卷材的边缘部位预留至少100cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。绑扎钢筋时,防水层表面放置薄木板,钢筋预留端头套塑料帽防止刮破防水板;灌注砼时输送泵管口不得直接对着防水板,避免混凝土冲击防水板引起防水板被带滑脱,防水板下滑;振动棒不得离防水层太近。发现防水层损坏时应及时进行修补,用相同材质的防水板修剪为φ100mm的圆形补丁,采用热风焊机补焊。
变形缝结构防水,本暗挖连接通道在+616.8、+563设置两道变形缝。变形缝部位防水结构,结构型式变化较大或地址条件变化较大的部位及区间与车站接口处设置变形缝,变形缝宽度一般采用20mm,本工程设置里程按设计里程布置。采用外侧背贴式止水带(齿槽处加设注浆管)+中埋式止水带(带注浆花管)+内侧不锈钢接水槽(拱部及边墙设置),变形缝中部采用聚氨酯发泡板填充,内缘口部采用密封胶封堵。
变形缝防水施工,止水带的安装确保“居中、平顺、牢固、无裂口脱胶”,并在浇筑混凝土的过程中注意随时检查,防止止水带移位、卷曲。为确保止水带位置准确居中,用间距150mm的特制钢筋箍夹紧止水带,在变形缝拐角处止水带安装成半径200mm以上的圆角。水带的安装确保形成全封闭的防水网,止水带接头搭接长度不小于20cm(热搭接不小于10cm),且接头应进行打磨处理。结构施工时,在顶拱和侧墙变形缝两侧的混凝土表面预留凹槽(3×8cm),待结构施工完后,凹槽内设置镀锌钢板接水盒,便于对渗漏水及时引排。在变形缝内侧采用密封膏进行嵌缝密封止水,密封膏要求沿变形缝环向封闭,任何部位均不得出现断点,以免出现窜水现象。端头模板应做成箱型,保护外漏侧止水带,同时止水带部位的混凝土应振捣密实。注浆管露出结构表面3~5cm,并做好口部保护,当变形缝部位出现渗漏水时,利用预埋注浆管进行注浆堵漏、防水,可采用超细水泥或化学浆液。注浆嘴间距4~6cm。
施工缝结构防水,施工缝部位防水结构,施工缝中部设置一道5mm厚镀锌钢板止水带(镀锌层厚度为90μm),所有施工缝外侧加设600mm宽加强防水层,其防水材料应选择能实现与主体结构粘结的EVA塑料防水板。
施工缝防水施工,环向施工缝设置部位根据施工情况及工装配置确定,但间距小于15m;水平施工缝不宜留在剪力与弯矩最大处或板与侧墙的交接处,应留在高出边墙与仰拱相交点不小于30cm的部位,且施工缝距预留孔洞不小于30cm。加强防水层布置在防水板内侧,四周与防水板热熔焊接密贴,居中全环设置。钢板止水带采用支架固定在结构钢筋上。安装平直、居中、牢固,钢板止水带现场采用双面对接焊接,十字交叉时,交叉部位的四面均应进行焊接处理。施工缝浇筑混凝土前,应将其表面浮浆及杂物清理干净,再涂刷混凝土界面处理剂或水泥基渗透结晶型防水涂料,水平施工缝处还需铺设3~5cm厚的1:1水泥砂浆,并及时浇筑混凝土。浇筑过程中要避免浇筑和振捣混凝土时固定点脱落导致止水带倒伏、扭曲影响止水效果;止水带部位的混凝土必须振捣充分,振捣时严禁振捣棒触及止水带,浇筑和振捣时用手将止水带扶正,保证止水带与混凝土咬合密实,这是止水带发挥止水作用的关键,应确实做好。止水带部位的模板应安装定位准确、牢固,避免跑模、胀模等影响止水带定位的准确性。
混凝土结构自防水,提高喷射混凝土防水效果的实质就是增加喷射混凝土的密实性,减少其收缩变形裂缝,达到防渗防漏目的。由于喷射混凝土水泥用量较多,易产生干缩裂缝,而且其质量与喷射混凝土技术关系密切,因此,要想喷射混凝土不裂不渗,必须设计好用料级配,控制水灰比,选择好施工工艺。具体实施时采取以下有效措施。当受喷面有滴水、淋水或涌水时,应先治水。根据现场情况,治水可用堵(采用注浆堵水)、排(采用埋管引水)方法,从而保证喷射混凝土不带水作业,不改变喷射混凝土的配合比。喷射混凝土使用材料主要有水泥、砂、石、水,对这些材料规格质量都应严格控制。其中石子最大粒径不大于15mm。为了提高喷射混凝土的早期强度和防水性能,喷射混凝土时一般都须添加一定数量的外加剂。外加剂的品种和用量也直接影响喷射混凝土的防水效果,必须合理选择。
二次衬砌模筑防水混凝土,本区间采用的是高性能补偿收缩混凝土。在施工中要加强管理,严格施工工艺,对混凝土施工进行全过程控制,选好合格的混凝土供应商。
暗挖施工防水辅助措施,本标段暗挖法施工部分虽然采用三道防线防水,为了保证结构不渗不漏,仍需采取一些必要的辅助措施。暗挖隧道拱顶混凝土灌筑采用泵送挤压混凝土施工工艺,由于客观原因,拱顶混凝土往往会产生不密实,灌不满等现象,对此部位的混凝土,采用在拱顶贴近防水板面预埋注浆管(拱顶、拱腰各1个)纵向间距3m,顶部适当加密,注浆管宜靠近施工缝和变形缝位置,注浆材料宜采用添加膨胀剂的水泥浆,一是作为排气孔,排除拱部空气,减小拱部泵送压力;二是通过灌筑过程观察流浆情况检查混凝土灌满程度;三是作为注浆管,对二衬实施回填注浆,以弥补混凝土因收缩或未灌满造成拱顶空隙。且进一步堵截渗漏水。
衬砌施工,断面二+570~+594.8段二次衬砌施工,采用C35模筑钢筋混凝土、厚度30cm,抗渗等级P10,主筋Φ25@150mm、纵向分布筋Φ16@150mm、箍筋φ10环@150mm纵@300mm梅花型布置。二次衬砌分仰拱、拱墙两部分施工,以轨顶面上20cm为施工缝位置,每环施工长度6m。仰拱部分采用弧形钢模施工;拱墙部分模板采用P2012标准组合钢模板,钢架采用工16工字钢弯制而成,钢架纵向间距600mm,支架采用48*3.2mm钢管搭设,工字钢之间采用M24螺栓连接。地泵放置盾构井底部,混凝土采用行吊或吊车吊至地泵斗,再利用地泵泵送至浇筑部位。
断面一及管棚工作室断面二次衬砌及断面二+572~+593.8段三次衬砌施工,采用C35模筑钢筋混凝土、厚度50cm,抗渗等级P10,主筋Φ25@150mm、纵向分布筋Φ16@150mm、箍筋φ10环@150mm纵@300mm梅花型布置。根据暗挖区间整体工序安排,内侧衬砌从盾构井方向向车站方向单向组织施工。暗挖区间内侧衬砌分仰拱、填充、拱墙三部分施工,以内轨顶面下30cm为施工缝位置,每环施工长度6m,仰拱浇筑完成且终凝后施工填充,同步进行;仰拱及填充超前拱墙施工2~3环。仰拱部分采用弧形钢模施工;拱墙部分采用一台6m整体式台车施工,外模板采用大块钢模,防水板的铺设和钢筋绑扎采用自制作业台架施工。地泵放置车站底部,混凝土采用行吊或吊车吊至地泵斗,再利用地泵泵送至浇筑部位。
仰拱及填充施工,滞后先行导坑掌子面30~35m施工盾构井与暗挖区间的首环仰拱。仰拱应超前二衬1倍的二衬循环长度。仰拱施工前,应用高压水或高压风将基面清理干净,且对临时支撑破除基面处理圆顺平整后铺设防水板卷材,绑扎钢筋。为保证仰拱及填充混凝土的振捣质量,混凝土采用插入式振捣,边浇筑边振捣,振捣时振捣棒竖直,且快入慢出,并远离模板10cm-15cm,振捣至混凝土不冒气泡、不下沉、表面开始泛浆为止。仰拱施工时仅在两侧弧度较大位置设置模板,其余地方人工收光抹平成型。仰拱及填充灌注完毕后,要加强养护作业,待其强度达要求时方可拆模;填充砼强度达到5Mpa后允许行人通过,达到设计强度后允许车辆通行。
拱墙衬砌,拱墙衬砌根据量测情况在围岩及初期支护变形趋于稳定后进行;同时根据地面沉降及上部结构物变形情况,及时施工跟进。模板台车净空要预留5cm的施工误差,以保证衬砌内净空。铺设防水板时要根据岩面情况预留一定的富余量,使衬砌浇筑完成后,防水板与初期支护表面自然密贴,防止混凝土挤压拉破防水板或造成衬砌背后脱空。在拱顶处预留排气孔兼注浆孔,以防在浇筑顶拱混凝土时出现气囊,同时观察拱顶浇筑饱满情况。模板台车安装就位准确,锁定牢固,接头密贴上一循环,保持衔接和衬砌轮廓的正确。检查衬砌厚度达到设计要求且各种预埋管件安装准确后,方可进行浇筑。模板每侧设两排布料窗口,梅花型布置,距离水平施工截面1.8m布置第一排4个窗口,距离第一排1.8m布置第二排3个窗口,窗口距离端头控制1m内;拱顶布置2个压顶孔;台车每侧布置3排附着式振捣器,采用2(底)+3(中)+3(拱腰),结合布料窗口梅花型布置,两端距离模板边缘0.5~1m,中间间距2~3m。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:暗挖连接隧道从盾构井和车站两个工作面双向掘进,车站端掘进43.8m,盾构端掘进14m,采用CRD法施工,预留核心土,利用盾构井和车站作为吊出井,土方吊出采用10t行吊和钢板吊斗;
S2:降水施工,暗挖区间全线地面降水,采用管井降水,施工期间将地下水降至开挖面以下1米,同时结合洞内明排方式进行处理;
S3:进洞施工在明暗挖交界处结构侧墙以及相邻底板、顶板、管棚施做完毕后进行,洞口处先破除围护桩,且洞口处采用三榀钢架并联密排加强处理;
S4:隧道贯通且初支封闭成环后,施工下穿段断面二部分二次衬砌,采用简易I16钢拱架和组合钢模施工,单次施工长度6m;
S5:待断面二部分二次衬砌达到设计强度后,利用车站作为通道,采用绳锯由小里程向大里程方向破除1号线桩,人工打磨修整桩头:
S6:内层衬砌由大里程向小里程方向逐环施工,分仰拱及拱墙两部施工,仰拱采用弧形钢模施工,拱墙采用整体式台车施工,仰拱及拱墙每环施工长度6m,仰拱超前衬砌1环;
S7:临时支撑拆除由大里程向小里程方向逐榀拆除,每次拆除长度6m,超前仰拱1环,初支及衬砌施工后要及时进行回填注浆,确保背后密实。
2.根据权利要求1所述的一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于,在步骤S2中,在既有地铁车站西侧左线暗挖隧道区间,设置4口降水井,左右侧各设置1口,每口井深25m,间距15m;其余区间段落在无法施工地面降水井的情况下,开挖过程中,在掌子面开挖轮廓线附近,泥岩交界面高度,左右侧各施工一个超前钻孔,孔径Φ80,每10~15m施工一次,并在洞内设置排水明沟,水沟设置在中心位置,及时将地下水引排至洞外,确保掌子面开挖无积水,避免两侧拱脚被水泡软造成隧道变形。
3.根据权利要求1所述的一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于:在步骤S3中,暗挖区间隧道全段设置超前大管棚支护,暗挖段左右线分别分3组施作管棚,第一组设置在车站处洞口+561,水平长12m;第二组设置在变截面二处+570,水平长26m,设置双层管棚;第三组设置在盾构井处洞口+618.8,水平长26m。
4.根据权利要求3所述的一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于:暗挖连接通道全段设置超前小导管,小导管每循环施工长度与钢架间距匹配,保证搭接不小于1m,+561~+570、+618.8~+594.8段每2榀施作1循环,水平长2m;+570~+594.8段每榀施作1循环,水平长1.5m。
5.根据权利要求4所述的一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于:在步骤S4中,开挖支护,洞身段超前大管棚和超前小导管支护与开挖循环进尺协同进行施工。
6.根据权利要求1所述的一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于:还包括防水施工,包括变形缝结构防水、施工缝结构防水、混凝土结构自防水,并在结构迎水面设置全包防水层加强防水。
7.根据权利要求1所述的一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于:所述衬砌施工,包括断面二+570~+594.8段二次衬砌施工,分仰拱、拱墙两部分施工,以轨顶面上20cm为施工缝位置,每环施工长度6m,仰拱部分采用弧形钢模施工,拱墙部分模板采用P2012标准组合钢模板,钢架采用工16工字钢弯制而成,钢架纵向间距600mm,支架采用48*3.2mm钢管搭设,工字钢之间采用M24螺栓连接;以及断面一及管棚工作室断面二次衬砌及断面二+572~+593.8段三次衬砌,暗挖区间内侧衬砌分仰拱、填充、拱墙三部分施工,以内轨顶面下30cm为施工缝位置,每环施工长度6m,仰拱浇筑完成且终凝后施工填充,同步进行,仰拱及填充超前拱墙施工2~3环,仰拱部分采用弧形钢模施工,拱墙部分采用一台6m整体式台车施工,外模板采用大块钢模,防水板的铺设和钢筋绑扎采用自制作业台架施工,地泵放置车站底部,混凝土采用行吊或吊车吊至地泵斗,再利用地泵泵送至浇筑部位。
8.根据权利要求1所述的一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于:在步骤S5中,待断面二的二次衬砌全部施工完成后,从大里程向小里程方向破除既有1号线桩基,先进行抗拔桩破除施工,在进行结构主体桩基破除施工,利用中隔壁作为施工作业平台;根据右线内抗拔桩长度及位置关系,采用绳锯分两段截断,自上而下,每次截断长度控制在1m内;右线内主体桩基采用人工风镐自上而下、逐步破除;根据左线内主体桩基长度及位置关系,采用绳锯分三段截断,自上而下,每次截断长度控制在1m内;截断后的桩基,先外运、再破碎;沿衬砌轮廓将截桩的根部采用人工风镐及砂轮打磨平整,并低于衬砌轮廓内缘3cm,采用干硬性水泥砂浆磨平。
9.根据权利要求1所述的一种浅埋近接暗挖隧道施工方法,其特征在于:在步骤S7中,在仰拱初支封闭成环且背后注浆完成后,根据衬砌施工进度,临时支撑拆除由大里程方向向小里程方向施工,与仰拱施工同步进行,并超前仰拱1环施工,利用中隔壁横撑作为施工作业平台,由上至下拆除临时支撑,先拆除中隔壁上部单元,再拆除临时横撑单元,最后拆除中隔壁下部单元,其中,断面一:拆除前先人工风镐凿除接头处喷砼,采用氧焊割断连接板螺栓,拆除临时支撑;断面二:拆除前先人工风镐凿除接头处二衬表面砼,采用氧焊直接割断临时钢架。
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