二級(jí)建造師論文發(fā)表期刊推薦《建筑知識(shí)》是由建筑師、工程師的學(xué)術(shù)團(tuán)體中國建筑學(xué)會(huì)主辦的、建設(shè)部主管的一本科普期刊,創(chuàng)刊于1981年,現(xiàn)擁有讀者近4萬。他們遍及全國的各個(gè)設(shè)計(jì)院、建筑師、工程師、材料商、房地產(chǎn)開發(fā)公司、裝飾公司、大專院校的學(xué)生和各大企業(yè)的基建部門。
摘要:本文主要通過CD法在地鐵車站出入口暗挖通道支護(hù)中的應(yīng)用,介紹了CD法在淺埋暗挖方面的實(shí)際情況,結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)CD法施工中應(yīng)注意的方面進(jìn)行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞:CD法,淺埋,暗挖通道,支護(hù)
1工程概況簡(jiǎn)介
鄭州地鐵一號(hào)線西三環(huán)車站位于西三環(huán)立交和建設(shè)西路十字交叉路口東北象限的綠地里,車站呈東西向布置,I號(hào)出入口暗挖段設(shè)計(jì)坡度為0.6%、0.5%,隧道內(nèi)凈空為:6.0×4.75m,采用直墻拱頂斷面,詳見【圖一暗挖段橫斷面圖】。,其中I-b出入口通道位于建設(shè)西路南側(cè),結(jié)構(gòu)覆土3.7~4.1m,且穿越建設(shè)西路和西三環(huán)立交的過街通道及立交橋,屬于典型的復(fù)雜環(huán)境下的黃土淺埋隧道,為保證安全、快速掘進(jìn)施工,經(jīng)方案比選,決定采用暗挖法施工。
圖一暗挖段橫斷面圖
2工程水文地質(zhì)及周邊環(huán)境
2.1根據(jù)野外編錄資料,結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn),本場(chǎng)地45.0m深度范圍內(nèi)為第四系全新統(tǒng)及上、中更新統(tǒng)沖積地層,按地層的成因類型、巖性及工程地質(zhì)特性將其劃分為13個(gè)工程地質(zhì)單元層:第(1)層:雜填土。第(10)層:黃土狀粉土。第(20)層、第(23)-1層、第(23)層、第(26)層、第(27)層均為粉土。
本區(qū)淺層含水層巖性以粉土、粉質(zhì)粘土為主,屬松散巖類孔隙潛水,地下水類型為潛水?辈炱陂g地下水位埋深15.1~15.6m(水位標(biāo)高104.1~104.6m),暗挖段開挖下表面埋深為9.9~10.3m。
2.2暗挖通道周邊無管線,正上方為建設(shè)西路和西三環(huán)立交的過街通道及西三環(huán)立交橋。
3初期支護(hù)施工方案
I號(hào)出入口暗挖段初期支護(hù)采用“CD”法施工,具體開挖步序見【圖二I號(hào)出入口暗挖段初期支護(hù)施工步序圖】。I號(hào)出入口暗挖段初期支護(hù)采用“大管棚+鋼筋格柵+工字鋼網(wǎng)噴中隔壁+Φ22縱向連接筋+φ8@150×150mm單層鋼筋網(wǎng)片+C25P6噴射早強(qiáng)砼”的聯(lián)合支護(hù),并設(shè)置注漿小導(dǎo)管(φ42壁厚3.5mm無縫鋼管,L=3.5m)加固地層;在橋墩附近的暗挖直線段設(shè)置邊墻小導(dǎo)管(φ42@600*1000mm*3.5mm鋼花管,L=3.5m)注漿加固圍巖。二次襯砌采用“HRB335、HPB235鋼筋+C30P8模筑砼”襯砌。
圖二I號(hào)出入口暗挖段初期支護(hù)施工步序圖
4初期支護(hù)施工工藝
“CD”法右半部(即圖二中的①②部分)施工工藝如下,左半部施工工序與右半部相同。
4.1大管棚施工
4.1.1、鉆孔
a、鉆機(jī)開鉆時(shí),應(yīng)低速低壓,待成孔1.0m后可根據(jù)地質(zhì)情況逐漸調(diào)整鉆速及風(fēng)壓。
b、前節(jié)鉆桿鉆入巖層尾部剩余20~30cm時(shí)鉆進(jìn)停止,用兩把管鉗人工卡緊鉆桿(注意不得卡絲扣),鉆機(jī)低速反轉(zhuǎn),脫開鉆桿。鉆機(jī)沿導(dǎo)軌退回原位,人工裝入下一節(jié)鉆桿,并在鉆桿前端安裝好聯(lián)接套,鉆機(jī)低速送至第一根鉆桿尾部,方向?qū)?zhǔn)后聯(lián)接成一體。每次接長鉆桿,均可按上述方法進(jìn)行。
c、施鉆時(shí),鉆機(jī)盡量靠近掌子面上,以防止過大顫動(dòng),提高施鉆精度。
d、引導(dǎo)孔直徑應(yīng)比棚管外徑大8~15mm,孔深要大于管長0.5m以上。
e、清孔時(shí),用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭進(jìn)行來回掃孔,清除浮渣至孔底,確?讖健⒖咨罘弦、防止堵孔,用高壓氣從孔底向孔口清理鉆渣。
4.1.2鉆孔頂管作業(yè)
先將加工好鋼管安放在鉆臂上后,鉆機(jī)要對(duì)已鉆好的引導(dǎo)孔,低速推進(jìn)鋼管,其沖擊壓力控制在18~22Mpa,推進(jìn)壓力控制在4.0~6.0Mpa。當(dāng)?shù)谝桓摴芡七M(jìn)孔內(nèi),孔外剩余30~40cm時(shí),開動(dòng)鉆機(jī)反轉(zhuǎn),使頂進(jìn)聯(lián)接套與鋼管脫離,鉆機(jī)退回原位,人工裝上第二節(jié)鋼管,鉆機(jī)臂重新對(duì)正,鉆機(jī)緩慢低速前進(jìn)對(duì)準(zhǔn)第一節(jié)鋼管端部(嚴(yán)格控制角度),人工持鏈鉗進(jìn)行鋼管聯(lián)接,使兩節(jié)鋼管在聯(lián)接套處聯(lián)成一體。鉆機(jī)再以沖擊壓力和推進(jìn)壓力低速頂進(jìn)注漿管。根據(jù)管棚設(shè)計(jì)長度,按同樣方法繼續(xù)接長鋼管。
4.1.3鉆孔注漿
注漿漿液采用水泥漿,水泥漿水灰比:0.6:1~1:1;注漿壓力擬采用0.6~1.5MPa,施工中應(yīng)據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況,并通過試驗(yàn)確定有關(guān)施工參數(shù)。
4.2超前小導(dǎo)管及注漿
4.2.1小導(dǎo)管布置
超前小導(dǎo)管采用φ42熱軋無縫鋼花管(壁厚3.5mm),長度為3.5m,環(huán)向間距0.4m,縱向間距1.5m,外插角10°。注漿管一端做成尖形,另一端焊上鐵箍,在距離鐵箍0.6m處開始鉆孔,鉆孔沿管壁間隔200mm,呈梅花型布設(shè),孔位互成90°,孔徑6~8mm。
4.2.2注漿施工流程
a、打孔布管:小導(dǎo)管在打管前,按照設(shè)計(jì)要求放出小導(dǎo)管的位置。采用高壓風(fēng)吹孔,用風(fēng)鎬將小導(dǎo)管頂入。小導(dǎo)管尾部置于鋼架腹部,增加共同支護(hù)能力。小導(dǎo)管安裝后用塑膠泥封堵導(dǎo)管外邊的孔口。
b、封面:注漿前,噴5cm厚混凝土封閉工作面,以防止漏漿。
c、注漿:注漿過程中,壓力逐漸上升,流量逐漸減少,當(dāng)壓力達(dá)到注漿終壓(擬用0.5MPa),注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的80%以上,可結(jié)束該孔注漿;注漿壓力未能達(dá)到設(shè)計(jì)終壓,注漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量,并無漏漿現(xiàn)象,亦可結(jié)束該孔注漿。
4.3開挖
4.3.1①部上臺(tái)階環(huán)形開挖
開挖前對(duì)洞內(nèi)拱部超前錨桿預(yù)注漿,采用人工環(huán)形切槽預(yù)留核心土方法開挖,循環(huán)進(jìn)尺0.5m。及時(shí)架設(shè)鋼架、網(wǎng)噴砼及施作超前錨桿支護(hù)、人工裝碴,機(jī)動(dòng)車運(yùn)輸。
4.2.2②部下臺(tái)階開挖
下臺(tái)階及上部核心土一起開挖,在①部上臺(tái)階一定距離后(2~3米)開挖,開挖循環(huán)進(jìn)尺0.5m,并及時(shí)網(wǎng)噴、架設(shè)鋼架及施作錨桿超前支護(hù)、側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)。采用人工或風(fēng)鎬開挖。
4.2.3③、④部開挖
、、④與①、②部相錯(cuò)5~10m開挖,開挖后及時(shí)施作初支,①、②與③、④整體錯(cuò)開5~10M依次推進(jìn)交替掘進(jìn)。
4.4鎖腳錨管注漿
上臺(tái)階鋼格柵安裝完畢后,及時(shí)施作鎖腳錨管。鎖腳錨管采用φ42熱軋無縫鋼管(壁厚3.0mm),L=3.5m,水平傾角為45°。采用采用高壓風(fēng)吹孔,插管時(shí)用風(fēng)鎬頂入。錨管安裝完成后,及時(shí)注漿填充。
4.5鋼格柵安裝
鋼格柵安裝施工工藝見【圖三鋼格柵安裝工藝流程圖】。
圖三格柵鋼架安裝工藝流程圖
拱墻部格柵鋼架安裝前應(yīng)清除拱腳下的虛碴及其它雜物,超挖部分用砼塊墊實(shí)。格柵在開挖作業(yè)面組裝,各格柵鋼架間以螺栓及幫焊筋連接。格柵與土層之間用砼塊楔緊,然后在格柵和土層間用噴砼噴密實(shí)。格柵精確定位,注意標(biāo)高、中線,防止出現(xiàn)“前傾后仰、左高右低、左前右后”等各個(gè)方位的位置偏差。
4.6噴射混凝土
格柵安裝與鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完成后,進(jìn)行C25P6噴射早強(qiáng)砼作業(yè),本工程采用濕噴作業(yè),混合料現(xiàn)場(chǎng)攪拌。噴射混凝土厚度為300mm,分層噴射,邊墻每次噴射70~100mm,拱部每次噴射50~60mm,喂料量2~3m3/h。后一層噴射應(yīng)在前一層噴射終凝后進(jìn)行;若終凝1h后再進(jìn)行噴射時(shí),應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴層表面。
4.7初期支護(hù)背后回填注漿
4.7.1采用φ42熱軋無縫鋼管(壁厚3.0mm),其環(huán)向布置間距為拱部2m,邊墻3m,縱向布置間距為3m,呈梅花型布置。
4.7.2初支背后注漿選用1:1水泥砂漿作為背后回填漿液。水泥漿水灰比為1:1,水泥選用Po.32.5#硅酸鹽水泥,內(nèi)摻高強(qiáng)無收縮外加劑,注漿壓力為0.3~0.5MPa,注漿深度為初期支護(hù)背后0.5m,漿液擴(kuò)散半徑為1.4m~1.8m。
4.3.3回填注漿應(yīng)隨開挖工作面、并距開挖工作面5m的地方進(jìn)行。
4.7.4注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓,再穩(wěn)定3分鐘,即可結(jié)束本孔注漿。
5施工總結(jié)
目前該暗挖通道已順利完成,通過監(jiān)測(cè)表明通道上方路面及立交橋處于正常,結(jié)構(gòu)本身處于安全可控狀態(tài)。在覆土淺(拱頂埋深為3.7~4.1m)且路面經(jīng)常有重車經(jīng)過的情況下,采用CD法施工I號(hào)出入口暗挖段時(shí),控制要點(diǎn)如下:
5.1采用地層注漿,固結(jié)拱頂以上地面以下的土層,控制好注漿參數(shù),確保注漿效果,確保施工安全。
5.2嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制開挖步距,保證超前小導(dǎo)管注漿質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
5.3加大預(yù)留核心土,須保證核心土面積占上半斷面面積的2/3以上,確保開挖安全。開挖完成后,立即安裝格柵、焊接網(wǎng)片及連接筋,打設(shè)鎖腳錨管并注漿。下導(dǎo)洞開挖及時(shí)跟上,確保結(jié)構(gòu)盡快封閉成環(huán)。
5.4根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果,如地面沉降速度或累計(jì)沉降量大于最大允許值,及時(shí)加設(shè)臨時(shí)支撐對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。
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