地鐵區間隧道穿越建筑物施工技術

鄒朝陽

1 工程概況

1.1 工程簡介

花八區間右線起始里程為K7+049.241,終點里程為K7+745.541。區間右線隧道在里程K7+574～K7+607段下穿土城河道管理所辦公樓。

1.2 路面建(構)筑物

區間穿越土城河道管理所辦公樓,該樓主體結構為地面三層,一層為四川孫鯰魚飯店。正洞區間結構頂與土城河道管理所樓房條形基礎距離9.13 m,北側為區間左線隧道,線路中心距離15 m,南側為小月河。

2 施工方案

施工方案示意圖見圖1。

2.1 施工技術措施

2.1.1 右線區間隧道穿越土城河道管理所辦公樓施工技術措施

1)施工到設計里程,架設最后一榀格柵的同時對掌子面進行封端,封端的方法采用網噴混凝土墻配注漿錨管,在標準斷面范圍噴混凝土封閉,以便后期破除。2)施工前加強隧道兩側地面降水井的降水。3)開挖前在隧道拱部施工φ 159@330 mm大管棚超前支護,邊墻采用外插角30°的φ 42@330 mm,L=2.5 m小導管預注漿超前支護(每1.0 m一環)。4)環狀開挖,保留核心土并采用C20噴射混凝土封閉掌子面,保持開挖面的穩定。5)設置鎖腳錨管,減小拱頂下沉。

2.1.2 臺階法施工技術措施

1)采用大管棚、小導管超前支護。2)施工前提前降水,確保無水作業。3)加強監測,實施信息化施工,及時修正支護參數。

2.2 施工方法

2.2.1 臺階法施工

本標準斷面段采用臺階法施工,施工里程為區間右線K7+564～K7+612。斷面開挖尺寸為6 000 mm×6 330 mm,拱部采用大管棚與小導管注漿超前支護,小導管支護(每1.0 m一環);初支格柵間距0.50 m,250 mm厚C20網噴混凝土,300 mm厚C30防水鋼筋混凝土。區間下穿樓房時采用打設大管棚和超前小導管聯合支護,此段施工長度為48 m。首先沿全斷面拱部開挖輪廓線外施作大管棚與小導管注漿超前支護,鋼管采用φ 159 mm,壁厚8 mm的無縫鋼管,環向間距每米3根,鋼管內注水泥砂漿。小導管采用φ 42 mm,L=2 500,環向間距每米3根,縱向搭接1.5 m。小導管注漿參數為:漿液擴散半徑按0.5 m;注漿材料為改性水玻璃;注漿壓力為0.1 MPa～0.3 MPa。區間通過時加密初期支護格柵間距至0.5 m。然后開挖1部土體,初噴混凝土后架格柵,噴混凝土封閉1部,開挖進尺0.50 m,然后依次開挖2,3,4部土體,管棚布設及開挖步序見圖2。

2.2.2 大管棚施工

1)導向架架立。大管棚施作前,應先安裝導向架,導向架位置無誤后,用C20噴射混凝土將導向架與工作室連成整體。噴混凝土前用棉紗將導向管封堵保護。2)鉆機就位。移動鉆機至鉆孔部位,調整鉆機高度,將鉆桿放入導向管中,使導向管、鉆機轉軸和鉆桿在一條直線上,并用儀器量測這一直線的角度。3)鉆孔。經儀器量測,并在鉆桿方向和角度滿足設計要求后方可開鉆。鉆孔開始時選用低擋,待鉆到一定深度后,退出、接鉆桿,繼續鉆進。鉆孔過程中要始終注意鉆桿角度的變化,并保證鉆機不移位。每鉆進5 m要用儀器復核鉆孔的角度是否正確,以確保鉆孔方向。4)偏斜修正。a.鉆孔偏斜過大時,采用特殊鉆頭等修正偏斜的方法進行修正。b.下管:下管前要預先按設計對每個鉆孔的鋼管進行配管和編號,以保證同一斷面上的管接頭數不超過50%。地質條件較差時,下管要及時、快速,以保證在鉆孔穩定時將鋼管送到孔底。前期靠人工送管,當阻力增大,人力無法送進時,借助鉆機頂進。c.注漿:管棚施工完成一根,注漿一根,其目的是充填管棚,增加管棚的剛度。注漿時鋼管尾部設止漿塞,并在止漿塞上設注漿孔和排氣孔,當排氣孔出漿后,應立即停止注漿。注水泥漿時,水灰比為0.5～1.0,注漿壓力不大于 0.2 M Pa;注水泥砂漿時,灰砂比為1∶2～1∶2.5,注漿壓力不小于0.2 MPa。

2.2.3 主要工序施工作業指導

1)注漿技術要點。a.采用多臺注漿機同時注漿時,采用注漿跳3個～5個孔注漿,可節約注漿時間和保證注漿質量。b.注漿前應對注漿孔、管、泵系統進行注水試壓,試水壓力宜高于注漿終壓0.2 MPa左右,保持1 min不漏水為宜。c.注漿(含注水)開泵前系統全部閘閥要打開,開泵后調節回漿(水)閥逐步控制高注漿壓力,增加進漿量到預計進漿量(單位時間進漿量)。d.耗漿量的預計:按設計要求每米漿液消耗量計算到每孔耗漿和同時注漿孔數的耗漿量。e.隨著注漿時間增長,注漿表壓增加,到預定時間進漿總量與計算耗漿量相近,壓力也達到或接近注漿終壓這是理想狀態。f.當漿液消耗已達設計標準,注漿壓力較低,宜于提高漿液濃度(如水灰比0.5),注漿壓力提高,單位時間進漿量迅速減小而結束。g.當圍巖、土層致密,進漿量小,宜略提高注漿終壓力和適當增加水灰比(如1∶1)以增加進漿量。h.結束注漿應先逐孔關閉孔口閘閥,逐步調節回漿閥(不準漿液回流)以避免泵壓過高,爆管等事故,關閘后,卸下注漿軟管,用清水沖洗備用。2)噴射混凝土施工。a.噴射作業時,應由專人負責,仔細檢查接頭噴射機等設備和機具是否耐損,接頭斷開等不良現象,確保各種機具處于良好狀態時方可進行。b.進行噴射混凝土作業時,必須佩戴防護用品,如膠手套,防塵口罩,眼鏡等。c.噴射混凝土施工作業中,要經常檢查出料彎頭、輸料管和管路接頭等有無磨薄、擊或松脫現象,發現問題應及時處理。

3 監控量測

3.1 監測方法及監測頻率

1)沉降監測。在開挖前,采用精密水準儀和鋼尺按二級水準測量進行,包括地表沉降、周邊建筑物沉降。首次觀測時,適當增加測回數,一般取3次～5次的數據作為測點的初始讀數。2)凈空收斂監測。監測點在支護結構施工時埋設,在支護結構完成后最短時間內取得的讀數為初始值,之后按前述監測頻率要求進行日常監測。3)初支與二襯鋼筋應力監測。將鋼筋計串聯焊接在被測主筋上,安裝時應注意盡可能使鋼筋計處于不受力狀態,特別不應處于受彎狀態,將鋼筋計的導線逐段捆在鄰近鋼筋上,引到外露的測試匣中,噴混凝土或二襯混凝土施作后,檢查鋼筋計的電阻值和絕緣情況,做好引出線和測試匣的保護措施。

3.2 地表建筑物的控制標準

根據設計說明土城河道管理所辦公樓基礎的局部傾斜不超過0.003H,本工程監測管理執行基準值詳見表1。

表1 監控量測管理基準值

4 質量保證措施

4.1 施工管理措施

1)隱蔽工程檢查以班組檢查與專職檢查相結合。施工班組在下班前應對當天工程質量進行自檢,對不符合質量要求的予以糾正。2)各工序工作完成后,由分管工序的技術人員、質檢工程師組織工班長按有關技術規范要求進行檢查,不合格的堅決返工。上道工序不合格不準開始下道工序施工。3)每道工序完成后并經自檢合格后,邀請駐地監理工程師驗收,并做好隱蔽工程驗收記錄和隱蔽工程檢查簽證資料的整理工作。所有隱蔽工程必須經監理工程師簽證后才能進入下道工序施工。4)隱蔽工程施工過程中加強技術人員旁站監督并做好施工記錄。隱蔽工程施工記錄應有檢查項目、技術要求及檢查驗收部位等,施工員和技術員、質檢工程師、試驗員均應在相應欄目簽名。

4.2 建立技術交底制度

施工前,由主管工程師進行技術交底,講清該技術標準、定位方法、幾何尺寸、功能作用、施工方法、注意事項等,使施工人員在徹底明了施工對象的情況下投入施工。

[1] 馮 勇.長管棚技術在藝坡嶺隧道施工中的應用[J].山西建筑,2009,35(10):330-331.