CN111594181A - 新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工方法，本发明破除既有站厅层侧墙，从而实现与新增暗挖通道连通接驳时采用的施工方法，破除既有站厅层侧墙，从而实现与新增暗挖通道连通接驳时采用的施工方法。为保障结构安全稳定，架设满堂红条件下破除既有隧道侧墙。采用分块分步骤绳锯切割方式对既有隧道侧墙进行切割，并且在随拆随支护的原则下破除分割块体。本发明采用的接驳侧墙破除方法从多角度保障施工结构稳定与施工安全，并且对既有轨道线路的影响降低至最低。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对浅埋城市地下空间连通接驳接口方法，特别是一种浅埋城市地下空间中新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳接口形式，属于城市轨道交通连接技术领域。
背景技术
随着经济的发展、时代形式的变迁，既有地铁运营能力差、既有地下空间拥挤等城市矛盾爆发，开发拓展地下空间是缓解城市发展瓶颈的有效措施，因此引发出既有结构拓建的需求。施工中通常采用的方法是先建新结构，在新老结构衔接处破除老结构侧墙，从而实现搭接。
中国专利201710115981.8公开了一种构筑导墙用的砌块及该砌块构筑导墙的施工方法，属于建筑用导墙施工领域，具体的，砌块呈矩形条状结构，包括上接驳面和下粘接面及左、右侧面，所述的上接驳面为曲面结构，砌块沿其轴向设置有竖直的通孔。其设计的接驳结构中，采用预制的砌块，省去在现场施工的繁琐步骤，现场只需要进行粘接固定就完成导墙的工序，省时省力，并且采用预制导墙，避免了现场施工中导墙未干透造成的导墙与墙体开裂，影响美观及防潮防水性的问题。
导墙的砌筑方法不适用于地下结构拓建，尤其对新老结构接驳口强度要求较低，难以满足地下结构的整体稳定性。地下结构拓建，通常要在既有结构上开洞破口，再与新建结构连通接驳，通常接驳口处会出现应力集中，是结构失稳的薄弱点。一方面，施工环节既有结构破口时应力释放，会导致破除口应力集中易于失稳；另一方面，接驳结构完成后，新老结构应力重分布，接驳部位仍然是薄弱部位。
发明内容
本发明涉及一种对既有站厅层的破除方法，从而实现与新增暗挖通道连通接驳，并能保证新旧结构接驳过程安全、使用过程安全。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工方法，该方法在不影响既有站厅层1正常运营的条件下采用暗挖法施做新增暗挖通道2，接驳过程施工原则包括“薄弱地段超前预加固，施工过程先支护后拆除，接驳口结构处理要加强”。由于新老结构接驳口安全风险较大，如果接驳口周边地质条件较差需要采取超前预加固措施。深孔注浆是一种技术较为成熟的预加固措施，但是由于地层可注性的不同，以及注浆压力对既有结构的影响作业，需要对注浆压力进行量化控制，因此采用安装有压力保护装置的注浆机作业。施工过程先支护后拆除，即在施工过程中为了避免结构失稳，首先架设满堂红，再施做暗挖通道防水、二衬、接驳器等接驳口工序。接驳口结构处理要加强，是指采用高强混凝土、高强钢筋砌筑的加厚加强环梁，并植入植筋、锚筋的措施来强化处理接驳口结构。具体连通接驳步骤如下：
第一步：采用深孔注浆、贯通新增暗挖通道。从地面对暗挖通道2的注浆范围3进行深孔注浆，对连通接驳口进行预加固，保护车站驳接口周边结构不受破坏，提高接驳施工作业安全性。新增暗挖通道2的土方采用CRD法开挖，土方开挖过程中的各导洞间保持步距为1.5倍的洞径，土方开挖时要留够核心土作为稳固支撑，保持新增暗挖通道内的土体平衡。依次贯通新增暗挖通道2的1号洞室4、2号洞室5、3号洞室6、4号洞室7，然后在新增暗挖通道的内部喷射暗挖通道初支14。
第二步：破除新增暗挖通道的临时中隔壁、临时仰拱，并架设满堂红。采用分段分部破除新增暗挖通道的1号洞室4、2号洞室5、3号洞室6和4号洞室7之间的临时中隔壁9和临时仰拱8，并同步设置满堂红脚手架10，以保障新增暗挖通道2内部结构稳定。
第三步：施做新增暗挖通道的防水、二衬、钢筋接头。在满堂红脚手架10的支撑作用下，施做暗挖通道防水11、暗挖通道二衬12，暗挖通道防水11预留防水接头，暗挖通道二衬12预留钢筋接驳器13，用作接驳口的防水和二衬新老结构连接。
第四步：拆除既有站厅层1侧处1.2m范围的脚手架，为接驳的施工作业提供空间即开洞范围17。破除开洞范围17对应新增暗挖通道的侧墙以及暗挖通道初支14和既有站厅层初支15，并在暗挖通道初支14和既有站厅层初支15的表面施做防水搭接。采用双面丁基胶粘带对暗挖通道防水11和既有站厅防水16进行粘接。
第五步：分条分块破除开洞范围17的混凝土结构，贯通既有站厅层1和新增暗挖通道2。分条分块破除的切割方法采用绳锯切割法，开洞范围17的支护与切割破除同时进行，完成接驳口的初步破除。
第六步：对第五步施作完成的接驳口顶部和底部进行凿毛植筋20以及浇筑加强环梁21。
进一步地，加强环梁21浇筑在接驳口的顶部和底部，首先在加强环梁21范围内布置钢筋，然后通过钢筋接驳器13与暗挖通道二衬12的钢筋进行连接，分别在既有站厅层1的开洞范围17的顶部和底部布设植筋20，对接驳口的破除面进行凿毛处理并涂抹界面剂，浇筑加强环梁21。
进一步地，绳锯切割辅以喷水防护，保护绳锯切割刀头且避免扬尘；采用自上而下，自中间向两边的工序进行切割。
进一步地，侧墙破除开洞方法如下：破除新增暗挖通道的侧墙以及开洞范围上下两端的初支，并在破除后的区域新建初支；
进一步地，深孔注浆工艺如下：
在原有注浆机上搭载压力控制传感器，通过设定保护压力，当注浆机达到保护压力保护值时，注浆设备自动停机。压力控制传感器用以保护既有结构稳定与安全，保护压力P由既有结构的强度和安全系数等因素综合确定。当注浆设备达到压力保护值P但尚未满足注浆量要求时，通过调节注浆浆液配合比，增加浆液的可注性，保证注浆效果。
深孔注浆采用分组进行，梅花形布置，采用地表注浆方式；采用钻机引流钻孔，后退式注浆；采用AC浆液(水泥+水玻璃+填加剂)，当加固土体区域有明流水时则通过调整填加剂缩短浆液凝固时间达到注浆区域内沥干和挤出水份。
施工工序流程如下：
1)布孔：利用既有站厅层初支做为注浆止浆墙，采用深孔注浆加固区域内梅花形布孔，由测量人员在通道内放出的注浆区域轮廓线，按设计要求进行注浆加固，编号后由专人做孔位预检记录。
2)成孔：当孔位遇隔栅主筋时在3～5cm范围内调整，使注浆孔位避开钢筋。
3)配浆：浆液按配比调配，搅拌必须有足够的时间以保证浆液浓度均匀。
4)注浆：喷入管设置完毕后，将端点进行关闭而进行横喷射切换。将喷入材料施加压力，实现水平渗透效果。通过控制分段凝固时间来控制纵向不同距离的浆液喷射位置而开始新一轮注浆。
5)结束：当所有布置的注浆孔位注浆完毕且探孔确定无明水后，则注浆结束。
详细地，本发明新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工结构，具体如下，在新增暗挖厅2接驳口处设置加强环梁21和新增面层107，与既有站厅层1进行连通接驳。连通接驳处的结构包括植筋103、新旧结构交界面104、新旧结构钢筋搭接105和锚筋106。在顶板加强环梁101、底板加强环梁102中水平向一侧采用梅花形布置锚筋，另一侧作为植筋植入既有站厅层1破除口。在新增面层107中新增加强结构箍筋110，最外侧两排与既有站厅层1中的主筋进行焊接，形成新旧结构钢筋搭接105；中间两排加强结构箍筋110延长植入既有站厅层1中，作为老结构的植筋103。暗挖通道主筋108延长埋入顶板加强环梁101和底板加强环梁102中。在加强环梁21和新增面层107中布置加强结构主筋109、加强结构箍筋110；新旧结构交界面104的旧结构一侧涂抹界面剂，增强与新增结构的粘接性能。浇筑加强环梁21的混凝土和新增面层107的混凝土，完成接驳口结构施工。
进一步地，新旧结构钢筋搭接105的焊接长度不小于120mm。
进一步地，界面剂采用聚合物改性水泥浆沙、环氧砂浆或1:1水泥砂浆等材料。
与现有技术相比较，本方法能在不影响既有线路运营的封闭环境下施做新增暗挖通道以及加强连接结构，有效避免了长时间占用既有线运营空间降低乘客换乘体验，同时还避免了长时间产生粉尘、噪声等环境污染，避免影响既有地铁的正常运营；为保障结构安全稳定，架设满堂红条件下破除既有隧道侧墙。对新老结构防水、钢筋、混凝土等各部件进行加强设计，保障新老结构连通接驳接口安全稳定。采用分块分步骤绳锯切割方式对既有隧道侧墙进行切割，并且在随拆随支护的原则下破除分割块体。本发明采用的接驳侧墙破除方法从多角度保障施工结构稳定与施工安全，并且对既有轨道线路的影响降低至最低。
附图说明
图1是本发明的实施流程图。
图2是新建换乘厅与既有隧道连通的接驳侧墙结构示意图，(a)、(b)、(c)分别为接驳实施流程示意图。
图3是破注浆流程图示意图。
图4是接驳结构示意图I。
图5是接驳结构示意图II。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
以某市地铁十字交叉换乘线路的结构为例，在新增暗挖通道拱顶接口处设置顶板加强环梁101，尺寸450mm*800mm，上部两排主筋8C22，腰筋2C22，箍筋A12@150，新老结构之间150mm*300mm梅花型布置850mm长C20锚筋106，锚入既有站厅层1中400mm。
顶部新增面层107尺寸500mm*150mm，浇筑C40自密实混凝土，底部配置加强结构主筋1095C22，新增加强结构箍筋110C12@100/200，加强结构箍筋110作为植筋埋入既有站厅层1，锚固长度不小于250mm；
在新增暗挖通道仰拱接口处设置底板加强环梁102，尺寸450*1100mm，主筋、腰筋C22，箍筋A12@150；与既有站厅层1之间水平向布置长度850mmC20锚筋106，150mm*300mm梅花布置，锚入既有站厅层1长度不少于400mm。
底部新增面层107尺寸500*150mm，浇筑C40自密实混凝土，顶部配置C20主筋，增设加强结构箍筋110C12@100/200穿过新旧结构交界面104，埋入既有站厅层1。
如图1-2所示，一种新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工方法，在不影响既有站厅层1正常运营的条件下采用暗挖法施做新增暗挖通道2，连通接驳步骤如下：
第一步：采用深孔注浆、贯通新增暗挖通道。从地面对暗挖通道2的注浆范围3进行深孔注浆，对连通接驳口进行预加固，保护车站驳接口周边结构不受破坏，提高接驳施工作业安全性。新增暗挖通道2的土方采用CRD法开挖，土方开挖过程中的各导洞间保持步距为1.5倍的洞径，土方开挖时要留够核心土作为稳固支撑，保持新增暗挖通道内的土体平衡。依次贯通新增暗挖通道2的1号洞室4、2号洞室5、3号洞室6、4号洞室7，然后在新增暗挖通道的内部喷射暗挖通道初支14。
第二步：破除新增暗挖通道的临时中隔壁、临时仰拱，并架设满堂红。采用分段分部破除新增暗挖通道的1号洞室4、2号洞室5、3号洞室6和4号洞室7之间的临时中隔壁9和临时仰拱8，并同步设置满堂红脚手架10，以保障新增暗挖通道2内部结构稳定。
第三步：施做新增暗挖通道的防水、二衬、钢筋接头。在满堂红脚手架10的支撑作用下，施做暗挖通道防水11、暗挖通道二衬12，暗挖通道防水11预留防水接头，暗挖通道二衬12预留钢筋接驳器13，用作接驳口的防水和二衬新老结构连接。
第四步：拆除既有站厅层1侧处1.2m范围的脚手架，为接驳的施工作业提供空间即开洞范围17。破除开洞范围17对应新增暗挖通道的侧墙以及暗挖通道初支14和既有站厅层初支15，并在暗挖通道初支14和既有站厅层初支15的表面施做防水搭接。采用双面丁基胶粘带对暗挖通道防水11和既有站厅防水16进行粘接。
第五步：分条分块破除开洞范围17的混凝土结构，贯通既有站厅层1和新增暗挖通道2。分条分块破除的切割方法采用绳锯切割法，开洞范围17的支护与切割破除同时进行，完成接驳口的初步破除。
第六步：对第五步施作完成的接驳口顶部和底部进行凿毛植筋20以及浇筑加强环梁21。
图3是破注浆流程图示意图。深孔注浆工艺如下：：
深孔注浆采用分组进行，每组注浆长度12m，上一组与下一组之间的搭接2m，有效加固长度10m。注浆孔布置间距0.8*0.8m，梅花形布置，采用地表注浆方式。
采用钻机引流钻孔，后退式注浆，以压注WSS无收缩双液浆为主；均匀布孔，纵向钻孔，易控制，浆液扩散分布比较均匀，在卵石层加固效果好。
(1)浆材分类
采用AC浆液(水泥+水玻璃+填加剂)，当加固土体区域有明流水时则通过调整填加剂缩短浆液凝固时间达到注浆区域内沥干和挤出水份。AC浆液适用于粉质黏土层、中粗砂层、粉细砂层等地质条件。
(2)施工工序流程
1)布孔：利用既有站厅层初支做为注浆止浆墙，采用深孔注浆加固区域内梅花形布孔，由测量人员在通道内放出的注浆区域轮廓线，按设计要求进行注浆加固，编号后由专人做孔位预检记录。
2)成孔：孔径42mm，每次纵向水平深度为2m(以现场技术交底为准)，当孔位遇隔栅主筋时应在3～5cm范围内调整，使注浆孔位避开钢筋。
3)配浆：浆液必须严格按配比调配，搅拌必须有足够的时间以保证浆液浓度均匀。
4)注浆：喷入管设置完毕后，将端点进行关闭而进行横喷射切换。将喷入材料施加压力，实现水平渗透效果。止水加固范围内注浆压力P值控制在0.8～1.0Mpa，通过控制分段凝固时间来控制纵向不同距离的浆液喷射位置而开始新一轮注浆。回抽钻杆(注浆管)长度控制在0.3～0.5m范围内。
5)结束：当所有布置的注浆孔位注浆完毕且探孔确定无明水后，则注浆结束。
主要注浆参数如下：
注浆深度：纵深0～2m；钻孔直径：42mm；浆液扩散半径：0.6m～0.8m；
浆液凝结时间：8s～20s；注浆压力0.3～0.5Mpa。
注浆加固注意事项如下：
1)如果在导洞开挖过程中遇明流水需深孔注浆加固时，注浆前开挖掌子面需双层挂网喷锚形成挡浆层并形成强度后方可布孔钻孔注浆；挡浆层喷锚面厚度不小于300mm。
2)浆液配比凝固时间应根据现场实际条件灵活调整，如现场卵石层可灌性较差时，可适当降低浆液凝固时间，增加可灌性；当遇明水流时，可根据水流大小，浆液凝固时间以6～10s为宜。
3)地下实际岩土层标高和水位条件会因汛期及枯水期而与勘探报告有出入，施工时要依据实际水文地质条件灵活调整灌浆材料，加大注浆量，保证注浆加固效果。
4)注浆加固过程中，定时排查地下管线的地面检查井；及时监测监控点的标高变化，注浆地面抬升控制在允许的安全范围内。严禁跑浆冒浆发生；对既有管线管沟在注浆范围及接近注浆范围的区域，应适当调整钻杆角度，保证钻杆离既有管线管沟有足够的安全距离，采取减小注浆压力、浆液配比延长凝固时间和减小注浆量等综合措施减小注浆对既有管线管沟的扰动。
图4是接驳结构示意图I。
图5是接驳结构示意图II。
在新增暗挖厅2接驳口处设置加强环梁21和新增面层107，与既有站厅层1进行连通接驳。连通接驳处的结构包括植筋103、新旧结构交界面104、新旧结构钢筋搭接105和锚筋106。在顶板加强环梁101、底板加强环梁102中水平向一侧采用梅花形布置锚筋，另一侧作为植筋植入既有站厅层1破除口。在新增面层107中新增加强结构箍筋110，最外侧两排与既有站厅层1中的主筋进行焊接，形成新旧结构钢筋搭接105；中间两排加强结构箍筋110延长植入既有站厅层1中，作为老结构的植筋103。暗挖通道主筋108延长埋入顶板加强环梁101和底板加强环梁102中。在加强环梁21和新增面层107中布置加强结构主筋109、加强结构箍筋110；新旧结构交界面104的旧结构一侧涂抹界面剂，增强与新增结构的粘接性能。浇筑加强环梁21的混凝土和新增面层107的混凝土，完成接驳口结构施工。
新旧结构钢筋搭接105的焊接长度不小于120mm。
界面剂采用聚合物改性水泥浆沙、环氧砂浆或1:1水泥砂浆等材料。
以上所述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 (8)
1.新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工方法，其特征在于：该方法在不影响既有站厅层(1)正常运营的条件下采用暗挖法施做新增暗挖通道(2)，具体连通接驳步骤如下：
第一步：采用深孔注浆、贯通新增暗挖通道；从地面对新增暗挖通道(2)的注浆范围(3)进行深孔注浆，对连通接驳口进行预加固，保护车站接驳口周边结构不受破坏，提高接驳施工作业安全性；新增暗挖通道(2)的土方采用CRD法开挖，土方开挖过程中的各导洞间保持步距为1.5倍的洞径；依次贯通新增暗挖通道(2)的1号洞室(4)、2号洞室(5)、3号洞室(6)、4号洞室(7)，然后在新增暗挖通道的内部喷射暗挖通道初支(14)；
第二步：破除新增暗挖通道的临时中隔壁、临时仰拱，并架设满堂红；采用分段分部破除新增暗挖通道的1号洞室(4)、2号洞室(5)、3号洞室(6)和4号洞室(7)之间的临时中隔壁(9)和临时仰拱(8)，并同步设置满堂红脚手架10，以保障新增暗挖通道(2)内部结构稳定；
第三步：施做新增暗挖通道的防水、二衬、钢筋接头；在满堂红脚手架(10)的支撑作用下，施做暗挖通道防水(11)、暗挖通道二衬(12)，暗挖通道防水(11)预留防水接头，暗挖通道二衬(12)预留钢筋接驳器(13)，用作接驳口的防水和二衬新老结构连接；
第四步：拆除既有站厅层(1)侧处1.2m范围的脚手架，为接驳的施工作业提供空间即开洞范围(17)；破除开洞范围(17)对应新增暗挖通道的侧墙以及暗挖通道初支(14)和既有站厅层初支(15)，并在暗挖通道初支(14)和既有站厅层初支(15)的表面施做防水搭接；采用双面丁基胶粘带对暗挖通道防水(11)和既有站厅防水(16)进行粘接；
第五步：分条分块破除开洞范围(17)的混凝土结构，贯通既有站厅层(1)和新增暗挖通道(2)；分条分块破除的切割方法采用绳锯切割法，开洞范围(17)的支护与切割破除同时进行，完成接驳口的初步破除；
第六步：对第五步施作完成的接驳口顶部和底部进行凿毛植筋(20)以及浇筑加强环梁(21)。
2.根据权利要求1所述的新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工方法，其特征在于：绳锯切割辅以喷水防护，保护绳锯切割刀头且避免扬尘；采用自上而下，自中间向两边的工序进行切割。
3.根据权利要求1所述的新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工方法，其特征在于：侧墙破除开洞方法如下：破除新增暗挖通道的侧墙以及开洞范围上下两端的初支，并在破除后的区域新建初支。
4.根据权利要求1所述的新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工方法，其特征在于：深孔注浆工艺如下：
深孔注浆采用分组进行，梅花形布置，采用地表注浆方式；采用钻机引流钻孔，后退式注浆；采用水泥+水玻璃+填加剂配置浆液，当加固土体区域有明流水时则通过调整填加剂缩短浆液凝固时间达到注浆区域内沥干和挤出水份；
施工工序流程如下：
1)布孔：利用既有站厅层初支做为注浆止浆墙，采用深孔注浆加固区域内梅花形布孔，由测量人员在通道内放出的注浆区域轮廓线，按设计要求进行注浆加固，编号后由专人做孔位预检记录；
2)成孔：当孔位遇隔栅主筋时在3～5cm范围内调整，使注浆孔位避开钢筋；
3)配浆：浆液按配比调配，搅拌必须有足够的时间以保证浆液浓度均匀；
4)注浆：喷入管设置完毕后，将端点进行关闭而进行横喷射切换；将喷入材料施加压力，实现水平渗透效果；通过控制分段凝固时间来控制纵向不同距离的浆液喷射位置而开始新一轮注浆；
5)结束：当所有布置的注浆孔位注浆完毕且探孔确定无明水后，则注浆结束。
5.新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工结构，其特征在于：在新增暗挖厅(2)接驳口处设置加强环梁(21)和新增面层(107)，与既有站厅层(1)进行连通接驳；连通接驳处的结构包括植筋(103)、新旧结构交界面(104)、新旧结构钢筋搭接(105)和锚筋(106)；在顶板加强环梁(101)、底板加强环梁(102)中水平向一侧采用梅花形布置锚筋，另一侧作为植筋植入既有站厅层(1)破除口；在新增面层(107)中新增加强结构箍筋(110)，最外侧两排与既有站厅层(1)中的主筋进行焊接，形成新旧结构钢筋搭接(105)；中间两排加强结构箍筋(110)延长植入既有站厅层(1)中，作为老结构的植筋(103)；暗挖通道主筋(108)延长埋入顶板加强环梁(101)和底板加强环梁(102)中；在加强环梁(21)和新增面层(107)中布置加强结构主筋(109)、加强结构箍筋(110)；新旧结构交界面(104)的旧结构一侧涂抹界面剂，增强与新增结构的粘接性能；浇筑加强环梁(21)的混凝土和新增面层(107)的混凝土，完成接驳口施工结构。
6.根据权利要求5所述的新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工结构，其特征在于：新旧结构钢筋搭接(105)的焊接长度不小于120mm。
7.根据权利要求5所述的新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工结构，其特征在于：界面剂采用聚合物改性水泥浆沙、环氧砂浆或1:1水泥砂浆材料。
8.根据权利要求1所述的新增暗挖通道与既有站厅层连通接驳施工结构，其特征在于：加强环梁(21)浇筑在接驳口的顶部和底部，首先在加强环梁(21)范围内布置钢筋，然后通过钢筋接驳器(13)与暗挖通道二衬(12)的钢筋进行连接，分别在既有站厅层(1)的开洞范围(17)的顶部和底部布设植筋(20)，对接驳口的破除面进行凿毛处理并涂抹界面剂，浇筑加强环梁(21)。
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