地下过街道浅埋暗挖工法.doc

地下过街道浅埋暗挖工法(TLEJGF979824)铁道部第十六工程局 一、前言 随着城市的高度发展，环境和交通问题向人们提出了严峻的挑战。在繁华城区的主要街道上修建地下过街通道，是缓解当前城市交通拥挤状况，减少交通事故，方便人群出行的有 效途径之一。地下通道的构筑方法有明挖法、盖挖法和暗挖法多种，铁道部第十六工程局地 铁指挥部在北京长安街西单、东单、全国妇联大楼等人行过街道工程中开发应用浅埋暗挖工 法获得成功，并取得较好的社会效益和经济效益。浅埋暗挖工法是当前城市繁华闹市区人行过街道的最佳构筑方法。本工法与明挖法、盖挖法相比具有占地小、交通干扰少、无环境污染、地下管线拆迁少等优点；与普通暗挖法相比具有通道浅、出入口占地少、便于人员通行等优点。 二、工法特点 1采用厚度为20mm的大钢板防护路面，减少了洞顶交通荷载强度及其对围岩的冲击、振动作用，有效地控制了围岩扰动变形； 2采用分部开挖、分部支护技术，由此形成的初期支护体系为稳定的格构式体系，确保了整个暗挖体的施工结构稳定； 3. 采用监控量测信息技术，使施工处于受控状态，施工稳妥，安全可靠； 4构筑物用地省，结构使用功能性强； 5. 不干扰城区交通，无环境污染；6. 不需特殊机械设备，资金投入少。 三、适用范围本工法适用于无水或少水条件下的I、类围岩(包括碎石土、砾石土、膨胀土、砂质、土质等)地层中的地下通道浅埋暗挖施工；在富水地层中采取井点降水，预注浆止水等降水、止水技术措施后亦可适用；对地下工程及其它交通通道工程亦有参考价值。 四、工艺原理及关键技术 浅埋暗挖工法以新奥法的基本原理为依据，以“短开挖、快封闭、强支护、勤量测”为指导；将开挖断面合理分割为若干个单元，自上而下实施有序分部开挖；及时施作格栅、网喷混凝土等初期支护体系，柔性初期支护系统与围岩共同组成承荷系统，协同变形一承荷，充分发挥围岩自身承载能力；建立监控量测体系，并实现自下而上的封闭，构筑成稳定的格构型体系；实施信息化管理，保证施工过程始终处于稳妥安全的受控状况；根据时间一空间效应原则及量测信息，确定实施混凝土衬砌，保证构筑物的整体性能。本工法的关键技术为：分部开挖，初期支护系统及量测分析信息管理。 五、施工工艺(一) (一)工艺流程(见图1) (二)施工步骤 1施工准备 包括电、风、水管线敷设，施工便道，场地布置，机具材料准备，修建防排水设施等。 2开挖竖井 施工程序为：测量放样表层开挖施作钢筋混凝土圈梁竖井分层开挖井壁支护。3过街道开挖及临时支护(见图2、图3)图2 分部开挖断面图3 主通道初期支护格栅 (1) 过街道开挖高度大于4.5m时，两侧导洞分上下两层开挖，先开挖导洞，后开挖核心土。 (2) 一侧导洞上部断面开挖进尺约0.5m后，施作格栅支撑，网喷混凝土支护，依此开挖另一侧导洞上部断面并予以初期支护。 (3) 当上半断面初期支护达到一定强度后，用台阶法分别开挖导洞下部断面，并分别施格栅，网喷混凝土初期支护，上下部格栅接头用螺栓连接牢固(见图3)。 (4) 最后分层开挖中导洞，先开挖上半断面，并施作顶部初期支护，上部格栅用螺栓连接，然后开挖下部断面，使初期支护系统实现闭合。4防水及衬砌结构(见图4、图5) 1-边洞底板钢盘混凝土；2- 边洞边墙钢盘混凝土；图4 防水结构 3-临时工字钢支撑；4-破除中隔墙； 5-顶板钢筋混凝土 6-拆除钢支撑； 7-剩余底板钢筋混凝土 图5 结构衬砌程序 (1) 导洞开挖支护完成后，在初期支护表面抹砂浆找平，再钉泡沫垫板，并敷设塑料板防水层。 (2) 绑扎钢筋，架立模板支撑，浇灌导洞部分底板及边墙二次衬砌混凝土。 (3) 中孔开挖支护完成后立即抹顶用砂浆找平，再施作防水层，架设工字钢临时支撑，拆除中隔墙。 (4) 将顶部两中隔墙处防水层连接起来，绑扎顶板钢筋，架设模板支撑，灌注顶板混凝土。 (5) 拆除工字钢临时支撑，施作中孔底板防水层，使防水结构闭合。 (6) 绑扎钢筋，架立模板，浇筑剩余的底板混凝土。 5泵房及梯道施工 (三) 施工方法 1竖井开挖 一般按门厅大小分层完成，每次开挖深度约1m，四周井壁打入25钢筋锚杆，深34m，间距0.81.0m，然后挂钢筋网，喷射混凝土护壁。锚杆、挂网、喷混凝土要连续完成，以免土壁暴露时间过长。第一层开挖时，用钢筋混凝土圈梁代替锚喷护壁(竖并靠通道一侧圈梁断面适当增大，以起加强梁的作用)，圈梁要高出四周地面，以防雨水流入井内。碴土提升可以在圈梁上安装电动葫芦和提升龙门架，也可在竖井一端设简易提升塔架。 2路面防护 路面必须铺设20mm厚、1.4m6m大钢板减载防护，格栅没有全部封闭前钢板不得撤除。 3通道开挖 地面条件好时通道开挖可双向进行。开挖时要求门厅与主通道处加强梁混凝土强度必须达到设计强度的70以上。施工方法采用风镐开挖，人力运土，机械提升至竖井外。 各导洞开挖每次进尺以0.5m为一循环，导洞上下断面间设水平临时格栅，使上台阶格栅及时成环。台阶长度约4m。当工作面土质均匀、坚硬、无渗水且开挖高度小于4.5m时，也可不设上下台阶，采用全断面同时掘进(但开挖时必须注意量测)。安装格栅时，接头处的螺栓要拧紧，角钢之间不留缝隙(可用小钢板塞垫)。格栅与格栅间设22纵向连接筋，间距0.5m。焊接钢筋头预留长度要满足要求并采取防护措施，以免喷混凝土时裹上水泥影响焊接强度。每作业工班在交班前必须完成格栅成环、网喷混凝土，并对开挖工作面用喷射混凝土罩面，以防工作面暴露时间过长而失稳。 两侧导洞支护混凝土达设计7天强度，或根据量测信息，洞内拱顶及侧壁变形趋于稳定时，中洞方可跟进开挖。底部格栅须分两次安装，先每隔一榀封闭一榀，利用此间隔安装底板下的排水管道，待管道按设计标准竣工后及时补安格栅，全部封闭。根据量测得来的信息，安装排水管道可分段进行，以利底板及时封闭，形成早强钢筋混凝土框架结构。 4喷射混凝土边墙处自下而上一次喷够厚度，顶部从两边往中间延伸，开始时一次喷够厚度，至中间还剩约1m时，左右一层一层往上贴喷，直至喷够厚度。 5注浆通过注浆增强土体自稳能力，防止路面下沉。顶部安装格栅后即预埋32注浆钢管，间距1m，垂直、斜埋均可，但需采取措施防止喷射混凝土灌入；若底板落在软弱土层上时，也必须埋设注浆管，深度及间距视软弱层厚度根据承载力而定。喷射混凝土前将露出的钢管头包裹好，以防止注浆管被堵塞。喷射混凝土完成24h后即可注浆，采用水灰比为l的水泥浆，注浆压力根据顶部覆盖层厚度而定，应小于覆盖压力，以防路面隆起。 底部软弱地层加固，一般采用0.5一1.0MPa压力逐管注入水灰比为1的水泥浆，通过 钢管四周的泄浆眼挤入地层缝隙内，当注浆泵表针压力达到1.5MPa时，注浆结束。 6进料及弃土锚喷混凝土用料在井外采用机械拌合，通过升降设备为并下混凝土喷射机供料，不得使用漏斗或滑槽垂直供料，以免水泥散失。 井外弃土槽用大钢板三面立焊围成(目的是节省占地面积及防止碴土被雨水冲至场 外)，一面留缺口供装载机装土。用密封较好的自卸汽车运土，以免污染城市环境。 7防水层施工采用0.8mm厚LDPE聚乙烯塑料板及6mm厚泡沫垫板全封闭式防水。先在完工后的初期支护表面抹一层砂浆找平，干燥后，用高强射钉和硬塑料锚固块将泡沫垫层钉在初期支护上(锚固间距0.8m)，再将防水板贴于垫层上，每个锚块处热烫焊牢。塑料防水板搭接长10cm，热焊2遍。拆除中隔墙后；该处的两边已完成的防水层如有破损，除按正常塔接焊实外，个别处须热焊补丁以防破裂处继续撕裂。 防水层除在梯道边墙处伸出地面外，其它如伸缩缝、施工缝处均不得断开，钢筋施工时 不得扎坏或电焊烤损防水板(钢筋端头用泡沫包扎，待钢筋绑扎结实后摘除。需焊接钢筋时， 在该处设隔热板)。 8工字钢临时支撑采用20号工字钢，间距1m，在中导洞沿中隔墙方向架设2排，代替中隔墙受力，施工时上下两端必须用钢垫板塞紧，以便拆除中隔墙时力平稳转换到钢支撑 上。 拆除中隔墙前要检查钢支撑是否均匀受力，拆除过程中严密监视钢支撑是否移位或变 形，以便及时增补或校正支撑。 9二次衬砌混凝土施工底板及边墙可采用由一端向另一端连续浇筑。混凝土用机械现场搅拌或用商品混凝土，输送泵或人力车运送均可，用插入式震动器振捣成型。 顶板须由通道中段向两端分段灌注，一次长度以46m为宜，由混凝土输送泵将混凝 土由井外送到灌注面。输送预埋管间距不得超过3m，并在支模板的同时在两输送管内预埋 小钢管作检查管(3m间距，按梅花状布置，小钢管紧顶上部初期支护面)，当该处混凝土灌满时，小钢管内有水泥浆流出。灌注时应由已成型混凝土处背离方向推进，以排挤空气，借送泵的压力将顶板混凝土压满。模板下附着式震动器的间距视其功率大小而定，一般为2m左右。每段顶板浇筑后，通过检查管用1.5MPa的工作压力注入水灰比为l的水泥浆，使残留的空气由一端排出，达到完全密实的目的。待顶板混凝土强度达到设计强度的75以上时拆除工字钢临时支撑。六、机具设备(见表1)表1 机具设备序号机具名称规格数量用 途序号机具名称规格数量用 途123456789卷扬机自卸汽车装载机空压机喷锚机输送车输送泵注浆泵风 镐20kN810t10m32台2辆1台2台2台若干1台1台4个提升土运土进料装土喷锚注浆喷射混凝土输送混凝土浇注混凝土压浆挖土破除混凝土1011121314151617弯筋机断筋机搅拌机震动器双轮车电焊机氧焊器具热焊机350L1台1台1台8个8辆2台1套1套加工钢筋加工钢筋拌合混凝土运土钢筋焊接切割焊接防水板 七、劳动组织 本工法涉及通道成洞的全过程，许多工序与普通施工相似，其劳动组织不再赘述，下面仅列出关键工序导洞开挖的劳动组织。 1后勤保障格栅制作4人，电工2人，卷扬机司机1人，空压机司机2人，合计9人。 2开挖掘进风镐手34人，装碴46人，出碴24人，质检1人(开挖前全体人员利用夜间先铺路面大钢板)合计1015人。 3初期支护格栅安装和挂网由开挖人员完成，混凝土供料56人，搅拌机司机1人，混凝土喷射手l一2人，合计810人。 4测量及量测5人。5其他人员试验员1人，调度及管理24人，管道工2人、安全员1人，普工3人，合计9一11人。 八、质量控制和安全措施 本工法除应遵照铁路隧道工程质量评定及验收标准、铁路隧道施工安全规则外，还应遵照市政、城市建设有关法规，特别是交通、消防、环保、环卫有关方面的规定。 1质量控制 (1) 本工法以铁路隧道工程质量评定及验收标准、铁路隧道新奥法指南、铁路隧道施工规范入市政通道质量检验评定标准为依据进行质量控制。 (2) 开挖中严格控制进尺长度，每次以0.5m为限，快速安装格栅，格栅平面翘曲应小于士2cm，整榀格栅应垂直于洞室中线，其上下、左右偏差应小于士5cm，格栅倾斜应小于20，喷射混凝土厚度尽量不超过规范允许值，且误差不能大于2cm。 (3) 格栅加工要求尺寸准确，焊缝符合规范要求。出厂前试拼装时，应无扭曲、翘曲现象，其周边轮廓误差不得大于士3cm。 (4) 地面最大沉降不大于30mm，洞内拱顶下沉不大于40mm，边墙收敛值不大于 20mm。 2施工安全 (1) 加强全员安全质量意识教育，特别是城市施工意识教育。 (2) 洞室开挖间歇时，掌子面必须喷射混凝土罩面，防止暴露时间过长而失稳。 (3) 随时对量测数据进行分析，根据围岩变形及时采取加固措施。 (4) 对靠近开挖面的建筑物及各种管线(电力、电讯、自来水、热力、煤气、污水等)采取防护措施，必要时设点观测。 (5) 竖井口严禁堆放材料、机具，严防落入井内。(6) 贯彻执行消防法规、规章和消防技术规范，使施工符合城市施工消防要求。 九、效益分析本工法主要用于城市地下通道，与明挖法相比，速度快，工期短，不改移管道线，可节省几十万乃至一百多万元；能保持城