试述地铁暗挖联络线大断面拆除及衬砌施工技术

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摘 要: 本文结合工程实例, 对施工方案的确定进行了介绍, 着重阐述了采用暗挖法施工的联络线多变大断面初期支护结构形成后, 二次衬砌形成过程的施工方法, 并对洞内各监测项目的施工监测进行了论述, 从而为其他类似工程提供了参考。

关键词: 联络线, 暗挖法, 初期支护, 施工监测

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

前言

我国20 世纪80 年代以后修建大跨度铁路隧道的技术有所发展, 强调根据结构的受力特点和适应地质条件的变化来设置结构断面, 比较重视初期支护的作用, 断面形式上无论何种情况均设置临时仰拱, 受力比较合理,开挖方式较多, 并将工法与结构形式相联系来考虑, 在设计和施工方面作了一些有价值的尝试。

工程概况

北京地铁五号线与七号线十字交叉, 五号线与七号线联络线位于磁器口车站南端, 使五号线区间与七号线区间形成联系, 本次施工预留七号线接口。联络线一般均为从单线到双线或多线,因此, 结构断面从小到大有多次变化。尤其是采用暗挖法施工,初期支护和二次衬砌的形成都有很大的难度, 有许多方法值得讨论。文中所提供的联络线共有三个断面, 分别采用双侧壁导坑法和CRD 工法施工完成初期支护, 拆除其初期支撑, 再进行二次衬砌施工的施工方法。

2、联络线二衬施工概述

五号线与七号线联络线已完成初期支护工程施工, 其中,1-1, 5-5 断面为普通断面; 2-2, 3-3, 4-4 断面为特殊大断面。2 ) 2 断面和3) 3 断面开挖时采用“CRD”工法施工, 4-4 断面开挖时采用“双侧壁导坑法”施工。

3、施工总体安排

1) 各种断面长度分析: 4 - 4 断面长107. 6 m, 3 - 3 断面长114. 2 m, 2 - 2 断面长58. 7 m, 5 - 5 断面长12 m, 1- 1 断面长17 m, 长度308. 5 m。

2) 施工顺序是先完成小断面的拆除和二衬, 再逐步从小到大完成大断面施工, 以确保安全。

3) 采取逐段拆除的施工方法: 4- 4 断面分16 次拆除及进行二衬, 3- 3 断面分18 次拆除其长度的中隔壁进行二衬, 2 - 2 断面则分9 次进行施工。拆除前先做试验, 在中隔壁上割7 m ~ 10 m 长度的槽, 看是否变化, 怎样变化。通过试验段取得信息化数据, 指导下部施工。

4、具体施工方法

1) 临时支撑的替换。在拆除4 - 4 断面两侧中隔壁前, 在6洞室底部铺设防水层及细石混凝土保护层, 在5 洞室顶部铺设防水层。然后, 在防水层上设置临时支撑, 临时支撑采用25 工字钢, 沿断面中线布设, 间距1.0 m。工字钢与隧道接触面需对初支表面进行平整处理, 并采用300 mm × 300 mm × 10 mm 的钢板做垫板, 垫板下铺设三层土工布, 以防损坏防水层。

2) 临时中隔壁的拆除。临时支撑设置好后, 分三段破除4- 4断面临时中隔壁, 施作断面长度1/ 3 的仰拱, 拆除高度高于临时仰拱顶部50 cm, 便于恢复临时中隔壁, 拆除时全天监测各种数据的变化, 数据变化及时反馈施工。拆除后对其表面进行处理, 用砂浆把过梁与拱顶间凸凹不平处衔接涂抹圆顺, 准备施作防水层。

3) 仰拱下防水层施工。根据仰拱的设计宽度, 仰拱下的防水层按3.0 m 宽进行纵向铺设, 每次长度与仰拱施工长度相同。施工中先铺设缓冲层(土工布), 铺设要平整, 无褶皱现象, 将深褐色(有纺) 土工布向上, 沿底纵梁方向铺设。防水板铺设的长度及宽度同缓冲层(土工布) 相同, 施工中要注意轻拿轻放工具, 严禁固定用的锤子、钉子乱投在缓冲层(土工布)上, 以免搁坏缓冲层(土工布) 和ECB 防水板, ECB 防水板的铺设采用热风粘贴固定在缓冲层( 土工布) 上。施工重点为缓冲层( 土工布) 和塑料防水板的搭接, 搭接采用热合焊接的方法, 进行塑料防水板的搭接, 焊接中热合机加热温度必须按设计要求进行, 因温度低焊接不上, 温度过高给塑料防水板烫坏造成孔洞。最后进行浇筑7 cm 厚C15 细石混凝土施工。混凝土采用商品混凝土, 泵送到施工现场, 防水层顶面用8 cm 厚的木板做模板, 模板内浇筑混凝土要做到均匀布料, 严禁用铁锹乱铲, 以防铲坏防水层,为保护防水层不被破坏及混凝土振捣密实, 施工中采用平面振捣器进行振捣, 洒水进行养生。

4) 钢筋、模板及混凝土施工。混凝土强度达到要求后, 用墨线弹出结构钢筋线, 绑扎结构钢筋。钢筋与边墙和下段浇筑仰拱钢筋连接采用钢筋接驳器。接驳器预留接口采用胶布包裹, 防止混凝土进入。支撑采用150@ 150 方木支撑, 内侧04 弧段模板采用特制可调钢模板, 与木拱架组合支撑。在接茬的两侧堵头, 由于设有接茬钢筋, 所以采用竹胶板制作模板。

5) 墙身及顶拱的施工。全部凿除纵、横向临时隔壁, 保留断面中线临时支撑。拆除后对其表面进行处理, 用防水砂浆把拱顶凸凹不平处涂抹圆顺, 铺设防水层, 绑扎钢筋, 立模浇筑二衬混凝土。防水层的铺设工艺与仰拱铺设工艺相同, 边墙和顶拱防水层只设一层土工布和一层塑料板, 不需要施作保护层。支撑及模板采用18 工字钢拱架, 18 工字钢横、纵向支撑。模板使用3015 可调组合钢模板。拱架间纵向连接为直径20 mm 的圆钢对拉和75 mm × 75 mm × 8 mm 的支撑角钢相结合的方式。在拱顶中央及拱腰部位纵向每隔3 m 相错预留混凝土灌注孔及振捣孔, 利用混凝土输送泵灌注C30 商品混凝土, 浇筑边墙及顶拱混凝土。

5、施工监测

由于联络线节点段断面变化较多, 施工跨较大, 因此, 施工监测工作尤其重要。在施工中要结合中隔壁拆除等工序做好各项监测工作。在该工程所有监测项目中, 地表沉降监测点在初期支护开挖时就已布置并一直在按计划实施监测。联络线二衬施工中重点是十字中隔壁法及双侧壁导坑法施工的2- 2, 3 - 3, 4- 4 断面。洞内监测项目的实施, 这些监测项目包括拱顶下沉、底部隆起、周边收敛。

1) 拱顶沉降观测。目的是拱顶下沉值是反映通道安全、稳定的重要数据, 是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映, 易于量测和反馈。监测仪器使用日本AT-G2 精密水准仪、FS测微器钢尺量测精度? 0. 1 mm。监测方法是在施工底板二次衬砌中隔壁破除前, 在拱顶中部格栅上焊挂钩, 及时进行初始读数,算出测点标高, 布点断面间距5 m。每测得的高程数据与初始测量的数据之差, 即为累计沉降值。

2) 净空收敛。目的是为了防止在破除水平中隔壁后, 边墙向内偏移过大。根据量测结果采取对应措施, 确保施工安全。监测仪器使用QJ- 85 型坑道周边收敛仪, 监测精度? 0. 1 mm。监测实施方法是埋设与拱顶沉降测点断面相对应的测点, 在破除临时仰拱之前测出初始读数, 本次测出的读数与初始测出的读数相减即为本次累计收敛值。

CRD 工法施工段和双侧壁导坑法施工段监测布置: CRD工法段监测点布置如图1 所示; 双侧壁导坑法施工段监测点布置如图2 所示。

拆除过程监控量测分析。分析表明: 沉降主要发生在拆除的前几天, 通过几组数据分析可得, 一般在第7 天以后沉降趋于平稳, 结构受力转换基本完成, 整个初期支护结构受力体系又形成了新的平衡, 结构处于稳定状态。

结语：在大跨度铁路隧道施工中一定要注重施工技术，同时注意施工的监测工作，才能保证大跨度铁路隧道施工的质量。本文仅对此提供几点具体的参考。

参考文献：

[ 1] 王梦恕. 地下工程浅埋暗挖技术通论[M ]. 合肥: 安徽教育出版社, 2004

[ 2] 彭泽瑞, 郭建国. 北京地铁复- 八线土建工程施工技术[ R] . 2003