洞樁法施工在北京地鐵中的應(yīng)用

1、洞樁法施工在北京地鐵中的應(yīng)用摘要:結(jié)合北京地鐵十號(hào)線光華路站中洞施工實(shí)例,介紹了洞樁法的施工工藝,進(jìn)一步討論洞樁法的施工關(guān)鍵和施工難點(diǎn),提出了相應(yīng)的解決措施,為其他大跨地鐵施工提供重要的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞:地鐵車站,淺埋暗挖,洞樁法引言隨著地鐵施工技術(shù)的不斷進(jìn)步,地下工程界不斷創(chuàng)新,提出了許多新的施工方法,其中淺埋暗挖洞樁法就是很有代表性的一種。該方法在傳統(tǒng)淺埋暗挖分部法的根底上吸收了蓋挖法的特點(diǎn),靈敏多變,適用范圍極廣1。淺埋暗挖洞樁法在北京地鐵十號(hào)線多個(gè)車站工程中得到成功應(yīng)用,充分證明其在松散軟弱地層中進(jìn)展淺埋大斷面洞室開挖是可行的,該方法具有良好的開展前景和推廣價(jià)值?，F(xiàn)以北京地鐵十號(hào)線光華

2、路站中洞施工為例,介紹洞樁法的施工技術(shù),討論淺埋暗挖洞樁法的施工關(guān)鍵和技術(shù)難點(diǎn),并提出相應(yīng)的解決措施。1工程概況光華路位于東三環(huán)路與規(guī)劃商務(wù)中心街穿插口,為單跨三洞地下部分雙層別離島式車站,中間為雙層構(gòu)造,兩側(cè)站臺(tái)為單層構(gòu)造,三洞間以通道相連,車站的主體為南北向布置,起點(diǎn)里程為K20+526.084,終點(diǎn)里程為K20+695.284。車站總長(zhǎng)169.2,總寬度46.7,中間洞寬14.4,兩側(cè)洞寬10.81。單側(cè)站臺(tái)寬度4.5,線間距40。車站共設(shè)東南、東北、西北、西南四個(gè)出入口,兩個(gè)風(fēng)井和風(fēng)道分別位于車站南北兩端。車站構(gòu)造剖面圖如圖1所示。中洞為雙層構(gòu)造,覆土厚度為7.4,采用洞樁法施工。2光

3、華路地鐵站中洞洞樁法施工2.1中洞洞樁法施工工序光華路車站主體中洞為單跨雙層構(gòu)造,采用洞樁法施工。首先施作兩側(cè)小導(dǎo)洞,小導(dǎo)洞開挖尺寸寬高為56006400,初支厚度為300。再在小導(dǎo)洞內(nèi)施作8001200的鉆孔灌注樁,樁頂設(shè)16001650的縱梁,然后施作中洞拱部初支和二襯,在中洞拱部構(gòu)造的支護(hù)下向下開挖土方,逐層架設(shè)程度施工橫撐,直到構(gòu)造底板,然后再由下至上逐層撤除橫撐施作二襯底板和邊墻。2.2主要施工方法和技術(shù)措施2.2.1導(dǎo)洞內(nèi)灌注樁施工中洞圍護(hù)樁樁徑為800,間距1200,樁長(zhǎng)22.5,錨入車站底板下13.83,樁身混凝土標(biāo)號(hào)為30,共計(jì)240個(gè)樁。圍護(hù)樁需在中洞兩側(cè)導(dǎo)洞內(nèi)進(jìn)展施工,導(dǎo)

4、洞凈高5.80,凈寬5.00,樁位在導(dǎo)洞底板靠邊墻側(cè),操作凈高度約為5左右。鉆孔樁施工需在中洞導(dǎo)洞初支構(gòu)造施工驗(yàn)收后進(jìn)展,由于施工場(chǎng)地條件的限制,鉆進(jìn)和運(yùn)輸都存在相當(dāng)難度。由于東南豎井進(jìn)場(chǎng)較晚,南端橫通道尚未施工,只能從北端橫通道施工鉆孔樁,為防止鉆機(jī)間施工的互相干擾,將鉆孔樁分為4組,每臺(tái)鉆機(jī)施工1組,即60根樁。鉆孔樁施工采用改型反循環(huán)鉆機(jī),每個(gè)導(dǎo)洞安排兩臺(tái)鉆機(jī),按由內(nèi)向外跳二鉆一順序施工,從就近風(fēng)道出渣運(yùn)輸,兩端風(fēng)道導(dǎo)洞內(nèi)設(shè)泥漿沉淀池,廢漿經(jīng)就近風(fēng)道運(yùn)出。2.2.2縱梁施工鉆孔灌注樁施作完成后,鑿除樁頭,進(jìn)展樁頂縱梁施作,縱梁長(zhǎng)143.8,截面尺寸寬高為16001650,采用30商品混凝

5、土。每個(gè)縱梁分五段施工,各段長(zhǎng)度30左右,鉆孔灌注樁樁頂清理、樁身質(zhì)量檢查、鋼筋綁扎、模板和支撐的安裝及混凝土澆筑等工序的施工采用流水作業(yè),加快工程進(jìn)度。出入口段應(yīng)先將縱梁下部的鉆孔樁接高至梁底標(biāo)高位置后再施工縱梁?？v梁模板及支撐采用組合鋼模板+方木支撐體系,應(yīng)保證鋼模板及支撐體系的剛度和強(qiáng)度?；炷翝仓捎帽盟?0商品混凝土,插入式振搗棒振搗。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.2.2.3扣拱施工在中洞扣拱施工中,先施作導(dǎo)洞內(nèi)初支構(gòu)造,再開挖兩個(gè)導(dǎo)洞之間拱部土方,施作導(dǎo)洞之間的拱部初支,中洞拱部連為一體,共同受力。施工中格柵鋼架的連接處理的好壞,直接影響格柵安裝的精度以及初期支護(hù)的機(jī)構(gòu)質(zhì)量,是洞樁法施工中

6、的關(guān)鍵問題。下面對(duì)施工中格柵拱架連接主要的幾個(gè)問題及相應(yīng)的施工措施加以說明。1)拱腳處連接。施工中首先在縱梁上預(yù)埋地腳螺栓和鋼板,小導(dǎo)洞內(nèi)格柵連接板與縱梁上預(yù)埋的地腳螺栓直接連接,同時(shí)與預(yù)留鋼板焊接,地腳螺栓錨固長(zhǎng)度不小于35d。2)小導(dǎo)洞內(nèi)格柵和小導(dǎo)洞之間格柵的連接。在小導(dǎo)洞內(nèi)超前24破除導(dǎo)洞與拱部格柵連接處的混凝土,割除下部導(dǎo)洞格柵,將小導(dǎo)洞之間的初支格柵與切割后的導(dǎo)洞格柵直接連為一體,施工中預(yù)埋注漿管,噴混凝土后及時(shí)背后注漿。3)拱頂格柵連接及下部土方開挖施工。兩個(gè)導(dǎo)洞之間初支構(gòu)造凈寬度為9.063,弧長(zhǎng)為9.615。構(gòu)造拱部處于粉細(xì)砂層中,開挖易引起塌方,因此初支格柵采用3段,使格柵連

7、接點(diǎn)偏移拱頂,防止拱頂變形過大。同時(shí)施工中分三部分開挖,先開挖兩側(cè)土方,安裝鋼格柵噴射混凝土后再開挖中部土方,安裝鋼格柵噴射混凝土封閉上拱。為控制地表沉降,開挖施工中留置核心土。2.2.4大管棚超前加固施工由于車站主體構(gòu)造中洞位于東三環(huán)道路中心下面,中洞長(zhǎng)148.2,從北向南為下坡,坡度為2,上覆土只有7.4,地面交通繁忙,車流密度較大,而且地下管線密布,為減小地表沉降,保證地下管線和地面交通平安,在車站中洞洞樁法施工中采取大管棚施工和小導(dǎo)管注漿結(jié)合超前支護(hù)方法。大管棚施工兩側(cè)對(duì)打,每側(cè)管棚長(zhǎng)度77.5,設(shè)在拱部60范圍內(nèi),每側(cè)33根。管棚采用1598無縫鋼管,環(huán)向間距300,開口處每根管棚中

8、心距中洞拱部初支構(gòu)造外皮輪廓線250,縱向搭接5,管內(nèi)填充水泥砂漿。2.2.5橫撐施工中洞開挖過程中,在中洞拱腳處會(huì)產(chǎn)生很大的程度力,使拱腳產(chǎn)生程度位移,施工中假設(shè)不采取相應(yīng)措施,中洞拱部會(huì)因拱腳程度位移過大而失穩(wěn),或引起地表沉降過大。針對(duì)這種情況,在兩側(cè)拱頂縱梁之間設(shè)置拉桿并預(yù)加拉力,即施工中的第一道橫撐。橫撐采用的是600的鋼管,長(zhǎng)13,程度間距為3.0。第一道橫撐位于縱梁處,兩端需與縱梁施工時(shí)預(yù)埋螺栓連接。施工時(shí),橫撐兩端鋼板與梁內(nèi)預(yù)留鋼板沿周邊焊接在一起,以保證橫撐的抗拉強(qiáng)度。之后的第二道、第三道格柵設(shè)置方法一樣。施工中對(duì)初期支護(hù)進(jìn)展監(jiān)控測(cè)量,及時(shí)調(diào)整橫撐預(yù)應(yīng)力值,以控制變形和地表沉降

9、。2.3施工的特點(diǎn)和平安保證措施1)由于中洞構(gòu)造跨度很大,中洞拱部初支構(gòu)造凈寬度為16.271,覆土厚度8左右,扣拱時(shí)機(jī)的選擇對(duì)初支構(gòu)造變形和地面沉降的影響很大。2)光華路站是在中洞導(dǎo)洞之間初支構(gòu)造完成后進(jìn)展扣拱,扣拱完成后施工下部土方及構(gòu)造,確保構(gòu)造施工的平安。3)扣拱施工需鑿除導(dǎo)洞的部分構(gòu)造,分段進(jìn)展施工。4)拱部初支構(gòu)造和扣拱施工中加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),包括拱頂沉降、收斂和鋼筋應(yīng)力等。5)施工中必須嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、強(qiáng)支護(hù)、短開挖、早封閉、勤量測(cè)的施工原理,做到隨挖隨支。6)施工中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),地表下沉、拱頂下沉及周邊收斂等常規(guī)監(jiān)測(cè)工程必須認(rèn)真監(jiān)測(cè),掌握第一時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),指導(dǎo)開挖頻率

10、、格柵間距、上下臺(tái)階間距和注漿情況的控制,并及時(shí)反應(yīng)信息,以根據(jù)實(shí)際情況修正設(shè)計(jì)參數(shù),確保施工平安。3體會(huì)與建議1)在洞樁法施工中,前后施工環(huán)節(jié)都互相影響,這種聯(lián)絡(luò)是由預(yù)埋件來實(shí)現(xiàn)的,預(yù)埋件的準(zhǔn)確定位直接影響洞樁法的施工質(zhì)量及施工進(jìn)度。準(zhǔn)確的預(yù)埋件可以為后續(xù)施工帶來便利,預(yù)埋件的偏向給后續(xù)施工帶來極大的困難。因此,施工過程中應(yīng)加大測(cè)量力度,準(zhǔn)確定位預(yù)埋件,確保前后工序的順利銜接。2)在洞樁法施工中要合理考慮施工工序,既要考慮洞樁法自身的施工工序,又要考慮整個(gè)施工過程的施工工序。例如光華路車站主體施工中,兩側(cè)洞的開挖和中洞的開挖是互相影響的。中洞向下開挖會(huì)釋放側(cè)洞邊墻的部分被動(dòng)土壓力,加大側(cè)洞邊墻的側(cè)向變形;同時(shí)側(cè)洞開挖產(chǎn)生的土體沉降會(huì)加大中洞圍護(hù)樁側(cè)向受力。因此,施工中要合理組織主體群洞構(gòu)造的施工工序,充分利用地層的時(shí)間、空間效應(yīng),降低工序的互相影響。3)洞樁法在施工大跨隧道中的應(yīng)用前景極好,但同時(shí)它又是一種較新的地鐵隧道施工方法,可以借鑒的經(jīng)歷比擬少,在施工過程中需要不斷改善工序和施工工藝。目前光華路地鐵工程正在進(jìn)展中,文中提到的各項(xiàng)施工技術(shù)仍需要驗(yàn)證和不斷創(chuàng)新推廣。參考文獻(xiàn):1施仲衡.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工.西安:陜西科技出版社,1997.2申家國(guó).淺埋暗挖地鐵車站洞樁支承法施工技術(shù)J.隧道/地下工程,2001(2):10