暗挖地鐵車站拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)課件

暗挖地鐵車站拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)呂波中建交通建設(shè)集團(tuán)有限公司2014年9月25日暗挖地鐵車站拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)呂波目錄一、拱蓋法的概念及其基本原理二、拱蓋法地鐵車站施工順序三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)四、結(jié)論與建議目錄一、拱蓋法的概念及其基本原理二、拱蓋法地鐵車站施工順一、拱蓋法的概念及其基本原理PBA法是在傳統(tǒng)淺埋暗挖分部開挖法的基礎(chǔ)上結(jié)合了蓋挖法的特點而形成的一種施工方法，該工法的核心思想在于設(shè)法形成由邊樁、中樁（柱）、頂?shù)琢?、頂拱共同?gòu)成的整體支護(hù)體系，承受施工過程的荷載，并在頂蓋的保護(hù)下順作或逆作二襯結(jié)構(gòu)，最終形成永久承載體系。PBA工法是淺埋暗法方法的一種，用于地鐵暗挖車站，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差、斷面較大時，一般設(shè)計成多跨結(jié)構(gòu)，跨與跨之間有梁、柱連接。拱蓋法形成背景一、拱蓋法的概念及其基本原理PBA法是在傳統(tǒng)淺埋暗挖分部開挖一、拱蓋法的概念及其基本原理PBA工法

邊樁的抗傾覆能力和拱頂土體的穩(wěn)定是保證施工安全的關(guān)鍵。

一、拱蓋法的概念及其基本原理PBA工法邊樁的抗傾覆能力和拱一、拱蓋法的概念及其基本原理大連地鐵一號線工程在吸取軟土地層PBA工法的設(shè)計施工經(jīng)驗基礎(chǔ)上，針對風(fēng)化巖石地層強度高的特點，采用了一種新型暗挖車站施工方法——拱蓋法。拱蓋法是利用風(fēng)化巖的高強度，充分發(fā)揮巖石地基的承載作用，以大拱腳方案取代PBA工法中的邊樁，在先期扣拱的保護(hù)下，采用逆作法或順作法完成主體結(jié)構(gòu)的施工方法。拱蓋法能夠很好的破解地鐵工程面臨的地層上軟下硬的難題，非常適合風(fēng)化巖石地層淺埋暗挖大跨地鐵車站的施工。中山廣場站、勝利廣場站、長春路站、西安路站、興工街站等14個暗挖車站都采取了這種新工法。拱蓋法形成背景一、拱蓋法的概念及其基本原理大連地鐵一號線工程在吸取軟土地層一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法

一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法一、拱蓋法的概念及其基本原理中山廣場站暗挖主體結(jié)構(gòu)穿越震旦系長嶺子組板巖，地層上軟下硬。其中，中風(fēng)化板巖呈黃色-灰色，薄層狀結(jié)構(gòu)，層理和節(jié)理裂隙較發(fā)育，礦物主要為云母、石英，局部夾石英巖脈，巖芯呈餅狀、短柱狀。中風(fēng)化板巖地基承載力特征值fa=1000kPa，天然單軸抗壓強度20.6～36.2MPa，平均值為27.06MPa。場地中風(fēng)化板巖巖芯較破碎，屬于IV級圍巖，可挖性等級為Ⅴ級，屬于次堅石，需要采用鉆爆法開挖。一、拱蓋法的概念及其基本原理中山廣場站暗挖主體結(jié)構(gòu)穿越震旦系一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法是在PBA工法基礎(chǔ)上創(chuàng)建的適用于上軟下硬、風(fēng)化巖石地層的一種暗挖施工方法。該方法的核心思想是充分利用下覆圍巖的承載能力和穩(wěn)定性，在不爆破或弱爆破的條件下，采用PBA工法的小導(dǎo)洞形式進(jìn)行初支扣拱施工，同時采用大拱腳方案取代PBA工法中的邊樁，將拱部初支與二襯結(jié)構(gòu)支撐在兩側(cè)穩(wěn)定基巖上，形成拱蓋；在拱蓋的保護(hù)下，進(jìn)行地下蓋挖逆作或順作施工。拱蓋法基本原理一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法是在PBA工法基礎(chǔ)上創(chuàng)建的一、拱蓋法的概念及其基本原理為了保證拱蓋的整體穩(wěn)定性，大拱腳下設(shè)縱向冠梁，將拱蓋上部荷載均勻地傳遞給下覆基巖。為了實現(xiàn)大跨或多跨結(jié)構(gòu)，扣拱過程采用淺埋暗挖分部開挖法，實現(xiàn)由小跨到扣拱大跨的轉(zhuǎn)換。為了保持地下高邊墻圍巖的穩(wěn)定，采取預(yù)應(yīng)力錨索+錨噴支護(hù)，實現(xiàn)了地下大空間作業(yè)。為了控制沉降、保護(hù)已施工結(jié)構(gòu)，采用減震爆破和松動爆破，減小了對地層與已施工結(jié)構(gòu)的擾動。拱蓋法基本原理一、拱蓋法的概念及其基本原理為了保證拱蓋的整體穩(wěn)定性，大拱腳一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法優(yōu)缺點拱蓋法的優(yōu)點：相比PBA等其他工法，拱蓋法導(dǎo)洞少、工序少、擾動少、地面沉降小，支護(hù)簡單、廢棄工程量小，沒有邊樁、無臨時支撐，造價低，拱蓋形成后，即可大面積作業(yè)，效率高，工期短。拱蓋法的缺點：圍巖強度要求高，主要適用于風(fēng)化巖石地層，尤其是上軟下硬的土巖復(fù)合地層。一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法優(yōu)缺點拱蓋法的優(yōu)點：二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法地鐵車站施工順序先扣初支拱蓋，再扣二襯拱，下挖至中板以下，施做中板及上部邊墻后，繼續(xù)下挖至基底，施做底板和中板以下邊墻。全逆作法全順作法半逆作半順作先扣初支拱蓋，再扣二襯拱，然后在主體結(jié)構(gòu)拱蓋的保護(hù)下，下挖至基底，順作結(jié)構(gòu)底板、側(cè)墻和中板的過程。先扣初支拱蓋，然后直接開挖下部巖體至基底，順作底板、側(cè)墻、中板和二襯拱蓋全部主體結(jié)構(gòu)。二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法地鐵車站施工順序先扣初支二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法半逆作施工二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法半逆作施工二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法半逆作施工二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法半逆作施工二、拱蓋法地鐵車站施工順序方案比選指標(biāo)方案安全性質(zhì)量進(jìn)度需采取的加強措施全逆作法方案高一般慢須對已做中板結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。半逆作半順作方案待驗證較好較快須對高邊墻圍巖采取增加支撐或錨索加固等措施；對鋼管柱的雙向穩(wěn)定問題需要格外重視，并采取措施確保壓桿穩(wěn)定。全順作方案低好快適宜跨度小，需要提高初支扣拱厚度以滿足結(jié)構(gòu)受力要求，必要時需增設(shè)大管棚超前預(yù)加固，對高邊墻的支護(hù)以及鋼管柱的穩(wěn)定問題同半順作法。二、拱蓋法地鐵車站施工順序方案比選指標(biāo)安全性三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)大拱腳施工初支扣拱鉆爆法施工鋼管柱與中板施工高邊墻支護(hù)二襯扣拱三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)大拱腳施工初支扣拱鉆爆法施工鋼管柱與中三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)大拱腳施工車站主體拱蓋拱腳落在2000×800mm的冠梁上，為保證冠梁下地基有足夠的承載能力，圖（a）中采用錨管對冠梁側(cè)向和豎向兩個主要受力方向的圍巖進(jìn)行注漿加固。要求加固后的地基強度達(dá)到中風(fēng)化板巖的強度，該方法適用于處理軟弱層較深的地段。圖（b）中采用導(dǎo)洞底板局部加深，開挖至中風(fēng)化巖面，加深段冠梁下方回填C20混凝土做地基，該方法適用于處理軟弱層較淺的地段。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)大拱腳施工車站主體拱蓋拱腳落在2000三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)初支扣拱拱部初支扣拱施工分兩步進(jìn)行，首先施做導(dǎo)洞內(nèi)初支扣拱及其背后回填混凝土，再進(jìn)行兩個導(dǎo)洞間的初支扣拱施工。初支扣拱施工時，必須確保A、B、C三個節(jié)點預(yù)埋接頭或鋼板在同一里程位置，以便扣拱格柵能夠準(zhǔn)確連接。開挖前，先沿隧道拱部打設(shè)小導(dǎo)管注漿加固地層?？酃笆┕r分上下兩個臺階開挖。5、6號導(dǎo)洞對稱同步開挖，防止對中導(dǎo)洞內(nèi)頂縱梁及鋼管柱產(chǎn)生偏壓影響?？酃巴戤?，及時做好初支背后回填注漿。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)初支扣拱拱部初支扣拱施工分兩步進(jìn)行，首三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)二襯扣拱初支扣拱貫通后，由中間向車站兩端后退，沿車站縱向分段鑿除導(dǎo)洞部分初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，施工拱部防水層及結(jié)構(gòu)二襯。每段鑿除長度不大于一個柱跨（7m），兩側(cè)同步進(jìn)行。為了實現(xiàn)快速機械化施工，襯砌采用6m長自行式液壓模板臺車。模板由4節(jié)寬度為1.5m的模板組成，每節(jié)由頂拱和邊拱模板組成，頂拱和邊拱模板由鉸連接，面板采用10mm厚鋼板。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)二襯扣拱初支扣拱貫通后，由中間向車站兩三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)鋼管柱與中板施工分段安裝、法蘭連接、防止偏心、細(xì)砂填實、側(cè)向約束鋼管柱施工關(guān)鍵點中板施工超挖1.8m、土模或滿堂支架、臨空面三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)鋼管柱與中板施工分段安裝、法蘭連接、防三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)鉆爆法施工為控制爆破震動，采用分臺階微差減震控制爆破，冠梁下邊墻2米范圍內(nèi)采用松動爆破。為減小一次爆破影響范圍，以設(shè)計質(zhì)點振動波速度為1.5cm/s作為控制標(biāo)準(zhǔn)，計算各部分所需的單段用藥量，并進(jìn)行試爆，取得合理的爆破參數(shù)。同時采取分步爆破以創(chuàng)造多臨空面條件，每部分多段起爆，控制爆破規(guī)模和循環(huán)進(jìn)尺，以達(dá)到控制質(zhì)點振動速度的目的，并且在臨近邊墻、鋼管柱和導(dǎo)洞初支結(jié)構(gòu)的周邊眼間均設(shè)密排減震空眼，減少爆破對圍巖和結(jié)構(gòu)的影響。三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)鉆爆法施工為控制爆破震動，采用分臺階微三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)高邊墻支護(hù)1243在邊墻2m范圍內(nèi)采用松動爆破或非鉆爆法開挖等方法，保證冠梁下巖石完整性。

邊墻采用鋼格柵+300mm厚C25網(wǎng)噴混凝土支護(hù)，并施做系統(tǒng)錨桿。

中板以下圍巖開挖時，順坡巖層一側(cè)打設(shè)一道預(yù)應(yīng)力錨索，以鎖定圍巖，避免巖層順坡滑移。

及時施做中板結(jié)構(gòu)，以便對高邊墻形成有力支撐。

三、拱蓋法關(guān)鍵施工技術(shù)高邊墻支護(hù)1243在邊墻2m范圍內(nèi)采用四、結(jié)論與建議大連地鐵采用拱蓋法施工的14個暗挖車站主體結(jié)構(gòu)均已順利完成，絕大多數(shù)車站地表沉降控制在25mm以內(nèi)。實踐證明，在風(fēng)化巖石地層中采用拱蓋法施工淺埋暗挖大跨地鐵車站是適合的。大連地鐵暗挖車站拱蓋法全逆作方案的成功實施，對類似工程具有良好的借鑒意義。優(yōu)化建議洞型優(yōu)化施工順序優(yōu)化