北京地鐵區間大斷面開挖銜接施工技術

范學鵬

1 工程概述

陶然亭站—菜市口站區間(簡稱陶—菜區間)。

陶—菜區間穿越于菜市口大街下方,隧道中線與道路中線基本平行,陶—菜區間起點里程K 5+608.9,終點里程K 6+590.1,全長981.2雙線米。

設施工豎井 1座,1個施工通道,2個聯絡通道,南端有人防段及迂回風道,北端有停車線、渡線總長 346.1m。

北端停車線在區間右線,起點里程K 6+244,終點里程K 6+ 556,全長 312m。渡線在區間左線里程 K6+540～K 6+590.1,在K6+540～K 6+548.8處連通左右線。

2 施工方法實施要點

2.1 臺階法向雙側壁導坑法過渡銜接

從菜市口站向南開挖右線至區間里程K 6+540.7處為臺階法向雙側壁導坑法過渡,即由右線QYH斷面,渡線QYJ斷面向QYG雙側壁導坑法大斷面過渡施工,拱部抬高 3.34m,如圖 1所示。

1)QYH斷面、QYJ斷面挑高、加寬。由于斷面抬高高度大,采用提前4m抬高過渡,將QYH,QYJ斷面從臺階法過渡到類似CRD法。QYJ斷面過渡方法與QYH斷面過渡方法相同,QYH, QYJ斷面在開挖過程中均安裝臨時中隔壁與臨時仰拱,轉換成CRD法施工。

2)QYG斷面開挖順序。當QYH斷面左側開挖到銜接里程后繼續向前開挖雙側壁導坑的右側上導坑,進入雙側壁導坑法施工,如圖 2所示。

當QYG雙側壁導坑段左上部導坑開挖進入5m后,再進行左下部導坑開挖。QYJ渡線斷面過渡抬高至QYG斷面后進行QYG斷面右側導坑開挖,并保證與左側導坑至少 15 m的距離。當QYH/QYJ斷面轉換后的CRD法第3部洞室開挖至QYG斷面中上部后再進行QYG斷面中部導坑的施工。

首先施工QYG雙側壁左右兩側上下導坑,然后再開挖QYH, QYJ斷面CRD法3部洞室,然后再施工雙側壁導坑中間部分。

2.2 雙側壁導坑法向臺階法過渡施工

在里程K 6+548.1處左線由QZB向區間左線標準段和渡線QYJ斷面過渡,此接口為大斷面向小斷面過渡。

當QZB斷面開挖至銜接面時,開始施工堵頭墻。

堵頭墻施工順序如下:

1)左右兩側上導坑開挖至銜接斷面處,停止下導坑的開挖,并保證下導坑與上導坑距離不得小于 5m。然后開始從上至下逐層封閉上導坑開挖面,按照堵頭墻設計圖紙施作堵頭墻,并安裝渡線斷面和區間標準斷面第一榀格柵,在渡線QYJ斷面和區間標準斷面開挖線內設置臨時堵頭墻。上導坑封閉完成后再進行下導坑開挖,下導坑開挖至銜接斷面處,立即封閉開挖面,并施工堵頭墻。注意左右兩側導坑距離不得小于 15m。

2)中間上導坑開挖至銜接斷面處時,從上至下開挖并安裝堵頭墻工字鋼,掛鋼筋網并噴射C20混凝土。當開挖至渡線斷面和區間標準斷面高度時安裝渡線及區間標準段格柵。渡線斷面與區間左線標準斷面開挖線內設置臨時堵頭墻。

3)當堵頭墻全部施工完畢后開始破除渡線開挖線內臨時堵頭墻,按照從上至下的施工順序。先施工上臺階 5m后,再破除渡線開挖線內下部堵頭墻,進入渡線臺階法開挖。

4)渡線全部開挖完畢后,開始破除左線標準斷面開挖線內臨時堵頭墻,按照從上至下的順序施工,上臺階開挖 5m后,再破除左線開挖線內下部臨時堵頭墻,進入左線標準段臺階法開挖。

2.3 臺階法向CRD法過渡

右線從南向北開挖至K 6+271里程處為由QYA臺階法斷面進入停車線QYB斷面CRD法開挖。此銜接面為由小斷面向大斷面開挖。左側邊墻外擴4.8m,拱部抬高0.8m。

采用提前5m向左側擴挖的施工方法。由于斷面加寬需設置臨時支撐,在過渡過程中即轉入CRD法。當施工至銜接面后轉入QYB斷面CRD法施工。

2.4 CRD法向雙側壁導坑法過渡

當區間右線從南向北開挖至K 6+318里程或從北向南開挖至K6+327里程處時,為由停車線QYB斷面向停車線QYC雙側壁導坑法開挖過渡,斷面為由小斷面向大斷面過渡。左側外擴0.7m。采用前 1榀格柵先過渡的方法施工。

開挖順序如下:

1)當CRD法斷面左上部洞室開挖至銜接里程后,開挖雙側壁導坑左側導坑上導洞,并設置雙側壁導坑中間導坑左半部分臨時堵頭墻。當CRD法斷面右上部洞室開挖至銜接面里程時,開挖雙側壁導坑右側上部導坑,并設置雙側壁導坑中間導坑右半部分臨時堵頭墻。2)當雙側壁導坑段右側上導坑開挖 15m后破除雙側壁導坑中間上部臨時堵頭墻,施工雙側壁導坑中間上部導坑。當上導坑開挖支護5m后破除中間下部導坑臨時堵頭墻,施工雙側壁導坑中間下部導坑。

左線QZE向QZD過渡與此方法相同,只是抬高尺寸和外擴尺寸不同。

2.5 雙側壁導坑法向CRD法過渡

雙側壁導坑法向CRD法過渡為大斷面向小斷面過渡。在本區間停車線、渡線大斷面中K6+473里程處QYC斷面與QYB斷面銜接由北向南施工,和K 6+327里程處QYC與QYB斷面銜接由南向北施工,均為雙側壁導坑法向CRD法過渡施工。

施工方法如下:

當雙側壁導坑法施工段左上部導坑開挖至銜接面里程后,施作臨時堵頭墻,然后依次進行其他導坑的施工,在銜接面施作臨時堵頭墻。當雙側壁導坑段中上部開挖至銜接面后,安裝CRD法施工段第一榀臨時中隔壁,與臨時堵頭墻焊接牢固。

2.6 雙側壁向雙側壁過渡

不同結構尺寸的雙側壁導坑法之間過渡主要為:右線的較大斷面向較小斷面過渡,左線的較小斷面向較大斷面過渡,雙側壁導坑法過渡斷面尺寸變化量不超過 80 cm,施工難度不大。施工時在接口斷面施工方法不變,只需適當擴挖或縮放結構尺寸至設計要求即可。

3 結語

1)區間停車線、渡線大跨斷面由于斷面跨度較大,斷面轉換頻繁。斷面長度相對較長,因初期支護施工難度較大、時間較長,從而造成二次襯砌工期緊張。2)在暗挖工程施工中,要注意左右洞室、上下洞室的間距要控制在規范要求內。3)組織專門的測量組,定期對隧道的控制點、中線進行測量,同時控制好各洞室的同步里程。4)施工中要切實做好格柵加工與連接、超前注漿支護工作。5)在斷面變化的銜接上,爭取由大斷面向小斷面過渡,在施工工藝上更簡便,而且節約成本,縮短工期。

總之,本工程通過采用北京市府地鐵專家意見,既保證了工期、節約了成本,又有效地保證了施工生產的安全性,為類似地下工程施工創造了一個成功實例。

[1] GB 50299-1999,地下鐵道工程施工及驗收規范[S].

[2] 施仲衡.地下鐵道設計與施工[M].西安:陜西科學技術出版社,1997.

[3] 陳康能.地鐵的發展及其盾構施工環境巖土工程問題[J].山西建筑,2010,36(10):322-323.