述地铁暗挖车站洞桩法扣拱施工技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 述地铁暗挖车站洞桩法扣拱施工技 术 摘要:介绍了沈阳地铁工程地铁暗 挖车站“PBA”洞桩法施工中的关键技 术扣拱施工技术,包括施工难点、 施工方法及施工注意事项等,可为类似工 法施工提供借鉴和参考。 中国论文网 /2/view-12896090.htm 关键词:地铁车站;洞桩法;扣拱施 工技术 Abstract: the article introduces the shenyang subway engineering underground subway station “PBA” hole pile construction method of the key technology, the construction technology of the buckle arch, including the construction -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 difficulties, construction method and construction points for attention, but for similar construction method of reference and reference. Key words: the subway station; Hole pile, the method of Buckle arch construction technology 中图分类号：U231+.4 文献标识 码：A 文章编号： “PBA”洞桩法的原理就是将传统 的地面框架结构施工方法(即在地面先 做基坑围护桩,然后从上向下进行基坑土 方开挖,必要时加撑防止基坑变形,开挖 到底后从下向上施作框架结构)和暗挖 法进行有机结合,即在地面上不具备施作 基坑围护结构条件时,改在地下提前暗挖 好的导洞内施作围护边桩、中柱、底梁 和顶梁、顶拱,共同构成桩、梁、拱 (PBA)支撑框架体系,承受施工过程的外 部荷载,然后在顶拱和边桩的保护下,逐 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 层向下开挖土体,施作内部结构,最终形 成由外层边桩及顶拱初期支护和内层二 次衬砌组合而成的永久承载体系。在桩、 梁体系完成后,则进行支撑拱的施工,俗 称扣拱施工。由于本工法对施工引起的 地层沉降变形要求相对较高,因此安全顺 利地将顶部大拱施作完成就成为本工法 成败的关键。 一、 地铁车站暗挖法施工的重 要性 面对 城市人口的膨胀,城市化进程的加深,从 地面走向地下,是在空间资源有限的条件 下的必然选择,这也将为城市地铁建设带 来更多的机遇和挑战。大家都知道:城市 施工无小事。尤其在政治文化中心的首 都,施工更是不能出任何一点纰漏。从设 计到施工,关于施工方法的比选和斟酌, 是一项非常严肃而又必不可少的程序。 城市地铁车站施工,从安全、防水及投资 方面考虑,常采用明挖法。当受各种条件 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 限制,不能采用明挖法施工时,暗挖法就 成为一种选择方案。 二、洞桩法暗挖施工地铁车站的 必要性 城市 地铁车站开挖断面大,为了控制地表沉降、 保证周边建筑物安全,施工时必须将开挖 断面化大为小。虽然在暗挖区间隧道时 常用的台阶法、侧壁导坑法、中洞法、 CRD(CD)法等也能将开挖断面化大为小,但 是在车站这种超大断面开挖时,施工安全 及控制沉降等方面就无法保障,这样就衍 生出了洞桩法。洞桩法施工为我们成功 地解决了在控制地表沉降、保证周边建 筑物安全的同时实现地下大断面暗挖结 构形成的施工难题,它如同早期的双侧壁 导坑法及近年来在城市中不断尝试的盖 挖逆作法一样,都是城市施工的新思路。 三、施工工艺 由于受周围环境的限制,为减少对 周边居民、商业经营活动。首先沿帷幕 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 做 1 条盲沟,然后由降水井井壁下挖 0.8 m,铺纱网,井壁凿小洞(利于进水),填卵石 料,再挖再填(动作要快,防砂壁塌入),纱 网封卵石后填中细砂,以一定递增坡度向 帷幕施工,与帷幕盲沟相接,垂向完工后, 再斜向施工。如此中细砂进不了盲沟,河 卵石间的缝隙保证了水的畅通。随着基 坑开挖工作的进行,我们按预定方案有条 不紊地进行盲沟施工,基坑面随之变得干 燥,未影响后期垫层的施工。盲沟的结构 及布置详见图 1、图 2、图 3、图 4。 本降水工程场地狭小,周围条件复 杂,在帷幕开叉、加强了基坑内外水力联 系的情况下,我们经过多方考虑,选择了 盲沟辅助降排的方法。通过试验,找到了 适宜的盲沟制作方法,既避免了基坑外水 位下降过大引起的地质灾害,又保证了基 坑的干燥,为土建施工创造了条件。车站 施工采用矿山法全暗挖施作。其中主站 体两端设计为单柱双层双跨拱形结构,拱 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 部初支厚 350 mm,边桩为 d 1 000 mm 挖 孔桩,拱部及边墙结构厚 600mm,中板厚 550mm,底板厚 1000mm,中柱为 d1000mm 钢管混凝土柱,双层暗挖段共 长 166.0 m,开挖宽度 22.5 m,开挖高度 17.15 m,覆土厚 6.0 m7.0 m,局部仅有 3.4 m4.5 m。为控制地面沉降变形和 确保周边环境的安全稳定,双层结构采用 了对地层和周边环境影响均较小的 “PBA”洞桩法进行全暗挖施作。施工竖 井开挖到位井底封闭后,通过横通道按先 下后上,先两边后中间顺序进行主站体 6 个导洞的开挖;然后在主体下部边导洞内 施作条形基础,下部中导洞内施作底纵梁;之 后在上部边导洞内施工挖孔灌注桩和桩 顶冠梁,中部上导洞内挖孔吊装钢管柱, 接着浇筑柱顶纵梁;待主体桩柱梁体系形 成后,开挖车站主体上部导洞间主体拱部 土体,及时施作初期支护,形成主体初支 顶拱;然后在桩、梁、拱框架支撑体系的 保护下,边向下开挖土体边施作结构混凝 土,按逆筑法完成车站主体结构。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 四、扣拱施工难点 本工法在桩、梁体系(即边洞内 条基、边桩及桩顶冠梁,中洞内底纵梁、 钢管混凝土柱和顶纵梁)完成后,接下来 将进行初期支护主拱的施作,以形成桩、 梁、拱框架支撑体系。扣拱施工存在以 下难点: (1)大跨度开挖施工风险大。一是 单个主拱开挖跨度已达 11.3 m,双跨对称 同时开挖则将达 22.6 m,中间顶纵梁相对 较窄,中上导洞土层受主拱开挖影响受力 复杂。二是结构所处位置地下水位高,工 程地质条件差,局部位于粉细砂层中,自 稳性较差,开挖后易坍塌。拱顶存在管线 渗漏水等上层滞水,是施工中的一大隐患。 三是对称开挖作业时间长,又需破除主拱 与边洞连接处边洞初支,作业时间会更长,并 且破除初支过程中对地层扰动大。 (2)大跨对称开挖对管线安全影响 大。由于本站地下管线密集,需进行保护 管线较多,双层结构顶部有 6 条管线与结 构并行,距结构较近且多是雨污水管,在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 中上导洞开挖过程中已发现雨污水管存 在渗漏,对主拱开挖施工安全存在很大隐 患。因此扣拱施工中确保众多管线不渗 不裂正常使用也是本工程的一大难点。 五、施工方法 为降低施工风险,确保结构上方地 下管线安全和周边环境稳定,在主体桩柱、 梁体系形成后,采取分部扣大拱的施工方 案。首先施作边洞内主拱拱脚初支并对 初支背后进行回填,然后分部开挖车站主 体上部导洞间主拱土体,并及时施作初期 支护,分部闭合形成主体初支大拱,完成 初支扣拱的施工。桩、梁、拱框架支撑 体系形成后,再拆除临时支护,由上向下 进行结构的施工。 具体做法如下: (1)导洞内桩、梁体系形成后,在 中上边导洞内架立工字钢竖撑,施作主拱 拱脚初期支护和背后回填混凝土。 (2)分部开挖主拱边导洞侧半拱并 及时进行初期支护和临时支护。 (3)对称同时开挖支护主拱剩余部 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 分,并破除中上导洞初期支护。 (4)破除主拱下临时支护,进行二 衬混凝土拱的施工。分部扣拱施工具有 以下优点:一是主拱采取分部开挖,减小 了开挖跨度,相应开挖断面减小,每循环 作业时间大大缩短,能尽快将开挖后地层 成环闭合,大大加强了施工安全。二是中 部预留土层较宽,两侧分部开挖相互干扰 明显减弱。三是采取分部开挖,同时位于 开挖面结构正上方管线数量大大减少 (由 6 条减为 2 条), 降低了施工风险。因 此施工对管线的影响也相对减小,有利于 地下管线和地面行车安全。 六、施工注意事项 (1)扣拱施工的关键在于减少对地 层的扰动。分部开挖时应缩短每循环作 业时间,尽快将开挖后地层闭合成环。 (2)主拱两侧洞开挖时纵向应拉开 8 m10 m 的距离,避免相互干扰。中间 主拱施工时应对称同时进行,防止两边不 同步对顶梁产生推力而发生剪切破坏。 (3)在施工中应加强测量工作,防 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 止分部连接处出现反弯点而对主拱受力 产生影响。 (4)在施工接近管线位置时,打超 前水平探孔,以探明前方的水文地质情况,如 存在残留水,通过探孔排出。 (5)加强施工中的监控量测,重点 监测洞室拱顶沉降和管线本身沉降。如 果变形量和变形速率超过允许值时,立即 采取应急措施,包括加强超前支护、初期 支护、增设临时支撑、改变开挖步骤、 修改施工方案等。 (6)施工中严格遵循“ 管超前、严 注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量 测”的十八字方针。 七、结语 由于受工程地质和水文条件、环 境