城市轨道交通大断面隧道施工技术.doc

城市轨道交通大断面隧道施工技术科学之友FriendofScienceAmateurs2012年02月城市轨道交通大断面隧道施工技术王勇(中铁航空港建设集团第三工程公司,河北霸州065700)摘要:文章以重庆轨道交通1号线11标段高庙村车站隧道工程的施工为例,对城市深埋,地面建筑物错综复杂,大断面隧道的开挖支护,防排水,衬砌及回填注浆等工序的施工方法进行了阐述和总结.关键词:隧道施工;城市大断面;地面建筑物;轨道交通中图分类号:U455文献标识码:A文章编号:10008136(2012)050067021概述重庆市轨道交通1号线(朝天门一沙坪坝)工程11标段高庙村车站起讫里程K12+815.315一YK13+009.465(中心里程YK12+889),全长195.14m,为双层岛式车站结构,覆土深度33m.1.1工程与周边建筑物的关系高庙村车站位于高九路一石小路路口下方,该交叉口为既有的石小路立交,采用地上双层高架形式,地面为车行转盘,地下为一层人行通道,其中,东西向的石小路为下层高架桥,与高庙村车站方向基本一致,桥梁桩底距隧道拱顶约17.1in;南北向的高九路为上层高架桥,与高庙村车站基本垂直跨越,桥梁桩底距隧道边墙水平距离5.6m,车站周围地形高差较大,西南是殡仪馆,北面是建材家俱市场,车站偏路口东侧布置.1.2高庙村车站隧道水文地质情况场地属构造剥蚀中丘及丘顶的缓台地貌,且街道市政排水设施完备,因此,仅少量地表水沿着破裂的地下管道渗透于砂岩中,形成基岩裂隙水,拟建隧道基岩整体上含水性微弱且上覆土层也较薄,不利于上层滞水赋存.1.3高庙村车站隧道设计情况高庙村车站主体结构为双层曲拱结构,跨度20.74m,高度17.634II1,复合式衬砌.初期支护由格栅拱架(格栅采用28主筋,每段钢架由2节组成,环向间距0.5ITI),网喷C25混凝土(厚0.3m)组成,锚杆采用中空注浆锚杆(R25,长4m,0.80.5m,梅花形布置),8钢筋网网格为1515etn,20x20cm(双层),二衬采用模筑C30钢筋混凝土结构,环向钢筋采用HRB33528,间距20cm,纵向钢筋采用HPB23522,混凝土厚0.85rn.由于高庙村隧道基岩整体上含水性微弱且上覆土层较薄,不利于上层滞水赋存,且地下水不发育主要受大气降水的补给,水量贫乏,因此防排水设计偏重于防水措施设计.即主要通过ECB防水板及模筑衬砌防水混凝土的双重作用,以避免地下水从混凝土表面渗入,并将雨季可能出现的较大裂隙水通过防水体系引至隧道侧沟而排出洞外.2隧道施工方案及方法2.1隧道开挖支护高庙村车站隧道属城市轨道交通暗挖大断面隧道,结构开挖采用双侧壁导坑法施工,施工时由施工斜井进入车站主体隧道双向开挖掘进.在施工斜井洞门段开挖完毕后,发现洞口地质全部属于强风化泥质砂岩层,且岩层产状比较平缓,围岩比较稳,按照调整的开挖工法,采用上下台阶法进行施工.先进行上台阶的施工,直至全部隧道贯通后,再进行隧道的下部和仰拱开挖支护施工.在车站中心里程YK12+889处左右接入车站施工.根据设计建议施工工法及施工条件,计划按照设计采用双侧壁导坑法进行全部车站暗洞的开挖施工.本车站围岩级别为级,主体隧道首先施作超前锚杆,然后开挖拱部双侧导洞,立即施作拱部及临时仰拱,使临时中墙支撑与初期支护形成闭合受力结构,再向下扩挖两侧导洞,向下扩挖时不拆除已成环的临时支护体系,同时向下接长初期支护,临时中墙支撑,形成另一支护闭合环.边墙底部开挖完成以后进行仰拱钢筋混凝土及其填充施工,再进行边墙二次衬砌施工,仰拱及边墙初期支护和二次模注钢筋混凝土施工完成后,再跳格开挖拱部,立即进行拱部初期支护和二次衬砌施工,最后开挖核心土,开挖完成后进行仰拱钢筋混凝土灌筑及隧底填充施工.临时中隔墙以2O工字钢作为主要支撑,辅以喷射100mm厚的C25混凝土,长500mm的22普通药包短锚杆支护,28主筋格栅间距为500mm,600mm.2.2高庙村车站隧道暗洞监控量测情况施工中把高庙村车站隧道监控量测作为一个重点工序进行控制,包括地表及周边建筑物的形变监控量测,隧道拱顶变形及水平收敛的监控,施工中地表下沉及洞顶下沉采用水准仪,全站仪进行监测,周边收敛采用电子记录收敛仪进行监测,地表沉降及周边建筑物沉降观测点布置于石小路立交桥路面及周边建筑墙角,车站自从2008年9月进入开挖以来,开始布设地表爆破震速监测点.到2009年10月底,车站开挖完毕,爆破监测点共测试1125次,最大垂直震速1.497cm/s,最大水平振速1.355cm/s,均未超过1.5em/s,设计爆破震动允许1.5em/s以下,以上数据为施工过程中出现的最大振速值,说明爆破振速符合要求,确实起到了指导施工的作用.2.3高庙村车站隧道各项防排水措施施工方法2.3.1无纺布,ECB防水板铺设铺设无纺布首先用作业台车将单幅无纺布固定到预定位置,然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射砼上.ECB防水板问搭接缝与变形缝,施工缝等防水薄弱环节错开1m以上,单条焊缝的有效焊缝宽度不小于15Film,焊接后两条缝问留一条空气道.2.3.2环向及纵向盲沟一67王勇:城市轨道交通大断面隧道施工技术盲沟在初期支护施作完成后,ECB防水板铺设之前安装,结合施工缝布置.2.3.3沉降缝及环,纵向施工缝处复合防水处理措施施工缝在施工过程中由于混凝土一次性连续浇注不能过长而需分步施工所设置的施工接缝,分为纵向和环向施工缝.环向施工缝除采用背贴式止水带外,纵向施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带的方法进行防水处理.拱墙环向施工缝止水带外侧设置环向排水管即注浆止水管,此排水管采用5O打孑L波纹管,外包无纺布.在车站和区间,车站和出入口以及车站和风道的接口部位设变形缝,变形缝宽20mm.在变形缝部位的模筑混凝土外侧设置背贴式止水带,变形缝中部设中埋式注浆止水带进行加强防水处理,变形缝内侧采用密封膏进行嵌缝密封止水,密封膏沿变形缝环向封闭.在顶拱和侧墙变形缝两侧的混凝土上预留300mln的凹槽,槽深为50mm,内设不锈钢板接水盒.2.4隧道二次衬砌2.4.1二次衬砌钢筋施工高庙村车站隧道全环设置钢筋,纵向筋采用020螺纹钢筋,环向间距20Cm:环向筋采用025,028螺纹钢筋,纵向间距20cm;箍筋采用西16盘条加工制作,钢筋净保护层厚度为5cm.R中16的钢筋采用机械连接钢筋,其他钢筋连接采用搭接焊时,其搭接直径不小于10d.2.4.2仰拱衬砌及填充施工仰拱和填充砼超前拱墙施工,仰拱及填充分开施作且严禁半幅施工.仰拱混凝土分段连续浇筑,一次成型,在仰拱混凝土自中间向两侧对称浇筑,插入式振捣器进行振捣密实.仰拱砼终凝后才进行填充砼的施工,砼强度达到规范要求后才允许其上方行车.2.4.3拱墙衬砌施工隧道衬砌在初期支护完成后适时进行.即在围岩量测净空变化速率小于0.2mm/d,变形量已达到预计总量的80%以上,且变形速率有明显减缓趋势时进行,适度紧跟开挖面,拱墙采用整体8m液压模板台车衬砌,每次衬砌长度7.5m.模板台车由专业模板厂家设计制造,单件最大重量不超过5t,以便于运输和洞内现场拼装.模板台车加工完成后,在厂内试拼装,各项性能检查合格后,用于衬砌施工.为保证台车不偏压,不移位,两边混凝土浇筑高差均为超过1ITI.每环在拱顶预留压浆管兼排气管,保证拱顶混凝土与围岩密贴.衬砌台车在洞内铺轨进行组装,对开挖断面和防排水系统检验合格后移动台车就位.测量定位,加固并清洁台车,均匀涂脱模剂.由于隧道采用高性能防水混凝土,而且断面大,台车启动垂直和侧向油缸,使模板位于设计要求位置,配置专用螺旋千斤顶及丝杠,以防止台车侧偏和减少轨道承受的重压.为保证拱顶封堵密实,在顶部共设置3个封口器,有效地封堵密实顶拱.台车设液压收支与丝杆顶升两套装置,增加台车使用可靠度与收支灵活性.钢模采用8inm的钢板.2.5水沟施工水沟在二次衬砌全部完成后,与整体道床同时施作,采用架立定型钢模板立模,人工灌注砼,插入式振捣器捣固密实.2.6综合接地,电缆排架预埋件施工综合接地,过轨预埋件在仰拱砼填充之前施工,电缆排架预埋件二次衬砌及整体道床之后施工,综合接地,电缆排架预埋件及过轨预埋件位置严格按设计要求进行施作,保证综合接地线,预埋件位置及质量要求符合设计和施工规范要求.2.7衬砌背后回填注浆纵向注浆管设于拱顶模筑衬砌外缘,即ECB防水板内侧,每环衬砌前拱顶预埋3根42注浆管,长800mm,出浆13加工锯齿口,以利于浆液的排出,入浆口车螺纹,以便与管路相连,中部设法兰式止水环,注浆管固定在模板上,人浆口螺纹部分涂防锈油,用旧编织袋包扎,防止螺纹和孔口堵塞.3施工小结及体会(1)在城市轨道交通大断面隧道开挖施工且在多种断面形式相互转变,以及周边建筑物繁密的情况下,对设计工法的调整和优化上,必须因时因地考虑周全,科学合理,谨慎地制定详尽的安全质量保证措施,确保施工安全.(2)城市轨道交通隧道防水等级的要求很高,要求达到国家标准地下工程防水技术规范)(GB50108)规定的一级防水标准,二次衬砌结构不允许渗水,二次衬砌结构表面无湿渍.因此,施工中尽最大努力从根本上解决以往隧道防排水施工中的一些通病,重视防排水施工过程中的质量控制.(3)城市轨道交通隧道基底处理,在开挖成形后仰拱施作前,利用地质雷达或钻孔进行底部5m内的地质探测,预测预报仰拱地质情况,与设计不符或存在岩溶或软岩层等隐患时及时进行变更,采取加固措施后进行仰拱的施工.(4)加强隧道拱墙衬砌时拱顶封闭施工的监控,确保拱顶密实度达到要求.改善台车封堵孔的布置间距.在节长8m的台车上合理布置封堵孔,在顶模布置3个封堵孔,避免空洞出现.(5)城市轨道交通隧道衬砌采用满足耐久性要求的高性能混凝土,对混凝土原材料,配合比设计,施工工艺,质量控制提出了更高要求.因此在施工中,应加强与之配套的试验工作,从混凝土原材料的质量,混凝土配合比,混凝土的拌制,运输,混凝土的灌筑,振捣,混凝土的养护等方面从严要求,规范施工.(6)城市轨道交通隧道电缆排架预埋件,过轨管预埋,综合接地等接口的施工是城市轨道交通隧道施工的一大特色.施工中要领会设计意图,看清看懂图纸,施工各方给予足够重视,责任到人并设专人关注和监控.(7)重庆轨道交通1号线(朝天门一沙坪坝)全线设计为地下工程,适宜重庆狭长的山地地貌,最大程度上减少了对地面交通以及居民和建筑物的影响,成为城市轨道交通隧道的特色之一,隧道之多,隧道之长,断面之大以及隧道断面形式变化之大,都是全国地铁建设范围内很少见到的.(编辑:贾芳)Big-sectionTunnelConstructionTechnologyurbanrailtransitWangYongAbstract:TakingtheconstructionofGaomiaocunTunnelofSeetiosixteenthonelineinChongQin