洞桩法施工在北京地铁中的应用

1、洞桩法施工在北京地铁中的应用摘要:结合北京地铁十号线光华路站中洞施工实例,介绍了洞桩法的施工工艺,进一步讨论洞桩法的施工关键和施工难点,提出了相应的解决措施,为其他大跨地铁施工提供重要的参考价值。关键词:地铁车站,浅埋暗挖,洞桩法引言随着地铁施工技术的不断进步,地下工程界不断创新,提出了许多新的施工方法,其中浅埋暗挖洞桩法就是很有代表性的一种。该方法在传统浅埋暗挖分部法的根底上吸收了盖挖法的特点,灵敏多变,适用范围极广1。浅埋暗挖洞桩法在北京地铁十号线多个车站工程中得到成功应用,充分证明其在松散软弱地层中进展浅埋大断面洞室开挖是可行的,该方法具有良好的开展前景和推广价值。现以北京地铁十号线光华

2、路站中洞施工为例,介绍洞桩法的施工技术,讨论浅埋暗挖洞桩法的施工关键和技术难点,并提出相应的解决措施。1工程概况光华路位于东三环路与规划商务中心街穿插口,为单跨三洞地下部分双层别离岛式车站,中间为双层构造,两侧站台为单层构造,三洞间以通道相连,车站的主体为南北向布置,起点里程为K20+526.084,终点里程为K20+695.284。车站总长169.2,总宽度46.7,中间洞宽14.4,两侧洞宽10.81。单侧站台宽度4.5,线间距40。车站共设东南、东北、西北、西南四个出入口,两个风井和风道分别位于车站南北两端。车站构造剖面图如图1所示。中洞为双层构造,覆土厚度为7.4,采用洞桩法施工。2光

3、华路地铁站中洞洞桩法施工2.1中洞洞桩法施工工序光华路车站主体中洞为单跨双层构造,采用洞桩法施工。首先施作两侧小导洞,小导洞开挖尺寸宽高为56006400,初支厚度为300。再在小导洞内施作8001200的钻孔灌注桩,桩顶设16001650的纵梁,然后施作中洞拱部初支和二衬,在中洞拱部构造的支护下向下开挖土方,逐层架设程度施工横撑,直到构造底板,然后再由下至上逐层撤除横撑施作二衬底板和边墙。2.2主要施工方法和技术措施2.2.1导洞内灌注桩施工中洞围护桩桩径为800,间距1200,桩长22.5,锚入车站底板下13.83,桩身混凝土标号为30,共计240个桩。围护桩需在中洞两侧导洞内进展施工,导

4、洞净高5.80,净宽5.00,桩位在导洞底板靠边墙侧,操作净高度约为5左右。钻孔桩施工需在中洞导洞初支构造施工验收后进展,由于施工场地条件的限制,钻进和运输都存在相当难度。由于东南竖井进场较晚,南端横通道尚未施工,只能从北端横通道施工钻孔桩,为防止钻机间施工的互相干扰,将钻孔桩分为4组,每台钻机施工1组,即60根桩。钻孔桩施工采用改型反循环钻机,每个导洞安排两台钻机,按由内向外跳二钻一顺序施工,从就近风道出渣运输,两端风道导洞内设泥浆沉淀池,废浆经就近风道运出。2.2.2纵梁施工钻孔灌注桩施作完成后,凿除桩头,进展桩顶纵梁施作,纵梁长143.8,截面尺寸宽高为16001650,采用30商品混凝

5、土。每个纵梁分五段施工,各段长度30左右,钻孔灌注桩桩顶清理、桩身质量检查、钢筋绑扎、模板和支撑的安装及混凝土浇筑等工序的施工采用流水作业,加快工程进度。出入口段应先将纵梁下部的钻孔桩接高至梁底标高位置后再施工纵梁。纵梁模板及支撑采用组合钢模板+方木支撑体系,应保证钢模板及支撑体系的刚度和强度。混凝土浇筑采用泵送30商品混凝土,插入式振捣棒振捣。转贴于论文联盟.ll.2.2.3扣拱施工在中洞扣拱施工中,先施作导洞内初支构造,再开挖两个导洞之间拱部土方,施作导洞之间的拱部初支,中洞拱部连为一体,共同受力。施工中格栅钢架的连接处理的好坏,直接影响格栅安装的精度以及初期支护的机构质量,是洞桩法施工中

6、的关键问题。下面对施工中格栅拱架连接主要的几个问题及相应的施工措施加以说明。1)拱脚处连接。施工中首先在纵梁上预埋地脚螺栓和钢板,小导洞内格栅连接板与纵梁上预埋的地脚螺栓直接连接,同时与预留钢板焊接,地脚螺栓锚固长度不小于35d。2)小导洞内格栅和小导洞之间格栅的连接。在小导洞内超前24破除导洞与拱部格栅连接处的混凝土,割除下部导洞格栅,将小导洞之间的初支格栅与切割后的导洞格栅直接连为一体,施工中预埋注浆管,喷混凝土后及时背后注浆。3)拱顶格栅连接及下部土方开挖施工。两个导洞之间初支构造净宽度为9.063,弧长为9.615。构造拱部处于粉细砂层中,开挖易引起塌方,因此初支格栅采用3段,使格栅连

7、接点偏移拱顶,防止拱顶变形过大。同时施工中分三部分开挖,先开挖两侧土方,安装钢格栅喷射混凝土后再开挖中部土方,安装钢格栅喷射混凝土封闭上拱。为控制地表沉降,开挖施工中留置核心土。2.2.4大管棚超前加固施工由于车站主体构造中洞位于东三环道路中心下面,中洞长148.2,从北向南为下坡,坡度为2,上覆土只有7.4,地面交通繁忙,车流密度较大,而且地下管线密布,为减小地表沉降,保证地下管线和地面交通平安,在车站中洞洞桩法施工中采取大管棚施工和小导管注浆结合超前支护方法。大管棚施工两侧对打,每侧管棚长度77.5,设在拱部60范围内,每侧33根。管棚采用1598无缝钢管,环向间距300,开口处每根管棚中

8、心距中洞拱部初支构造外皮轮廓线250,纵向搭接5,管内填充水泥砂浆。2.2.5横撑施工中洞开挖过程中,在中洞拱脚处会产生很大的程度力,使拱脚产生程度位移,施工中假设不采取相应措施,中洞拱部会因拱脚程度位移过大而失稳,或引起地表沉降过大。针对这种情况,在两侧拱顶纵梁之间设置拉杆并预加拉力,即施工中的第一道横撑。横撑采用的是600的钢管,长13,程度间距为3.0。第一道横撑位于纵梁处,两端需与纵梁施工时预埋螺栓连接。施工时,横撑两端钢板与梁内预留钢板沿周边焊接在一起,以保证横撑的抗拉强度。之后的第二道、第三道格栅设置方法一样。施工中对初期支护进展监控测量,及时调整横撑预应力值,以控制变形和地表沉降

9、。2.3施工的特点和平安保证措施1)由于中洞构造跨度很大,中洞拱部初支构造净宽度为16.271,覆土厚度8左右,扣拱时机的选择对初支构造变形和地面沉降的影响很大。2)光华路站是在中洞导洞之间初支构造完成后进展扣拱,扣拱完成后施工下部土方及构造,确保构造施工的平安。3)扣拱施工需凿除导洞的部分构造,分段进展施工。4)拱部初支构造和扣拱施工中加强监控量测,包括拱顶沉降、收敛和钢筋应力等。5)施工中必须严格遵循“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测的施工原理,做到随挖随支。6)施工中应加强监控量测,地表下沉、拱顶下沉及周边收敛等常规监测工程必须认真监测,掌握第一时间的监测数据,指导开挖频率

10、、格栅间距、上下台阶间距和注浆情况的控制,并及时反应信息,以根据实际情况修正设计参数,确保施工平安。3体会与建议1)在洞桩法施工中,前后施工环节都互相影响,这种联络是由预埋件来实现的,预埋件的准确定位直接影响洞桩法的施工质量及施工进度。准确的预埋件可以为后续施工带来便利,预埋件的偏向给后续施工带来极大的困难。因此,施工过程中应加大测量力度,准确定位预埋件,确保前后工序的顺利衔接。2)在洞桩法施工中要合理考虑施工工序,既要考虑洞桩法自身的施工工序,又要考虑整个施工过程的施工工序。例如光华路车站主体施工中,两侧洞的开挖和中洞的开挖是互相影响的。中洞向下开挖会释放侧洞边墙的部分被动土压力,加大侧洞边墙的侧向变形;同时侧洞开挖产生的土体沉降会加大中洞围护桩侧向受力。因此,施工中要合理组织主体群洞构造的施工工序,充分利用地层的时间、空间效应,降低工序的互相影响。3)洞桩法在施工大跨隧道中的应用前景极好,但同时它又是一种较新的地铁隧道施工方法,可以借鉴的经历比拟少,在施工过程中需要不断改善工序和施工工艺。目前光华路地铁工程正在进展中,文中提到的各项施工技术仍需要验证和不断创新推广。参考文献:1施仲衡.地下铁道设计与施工.西安:陕西科技出版社,1997.2申家国.浅埋暗挖地铁车站洞桩支承法施工技术J.隧道/地下工程,2001(2):10