淺談地鐵淺埋暗挖區(qū)間地裂縫段的結(jié)構(gòu)施工

姚念軍

摘 要：地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以及施工技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展已經(jīng)很成熟了，因此在西安地鐵設(shè)計(jì)施工過程中對于地裂縫的變形發(fā)展問題可以很好的解決。文章結(jié)合西安地鐵工程的實(shí)際情況，在闡述地裂縫段結(jié)構(gòu)防水施工的基礎(chǔ)上，詳細(xì)解釋了軌道可調(diào)式框架板施工過程中需要注意的問題，希望可以為推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的一份力量。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；淺埋暗挖法；地裂縫段結(jié)構(gòu)施工

中圖分類號：U455.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）18-0146-02

1 西安地鐵施工中地裂縫的現(xiàn)狀

西安市在地下已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的地裂縫有15條，這些地裂縫都是由正斷層組上發(fā)育生長起來的，這些裂縫由南向北在黃土梁洼中以某種規(guī)律排列著，在地下呈袋狀分布。這些地裂縫具有垂直錯位、扭動以及水平拉裂三種變形性質(zhì)，其中主要的變形性質(zhì)就是垂直錯位。這些地裂縫發(fā)展的誘因就是過度開采深層地下水。

2 地裂縫產(chǎn)生的原因及危害

2.1 地裂縫產(chǎn)生的原因

地裂縫是基底斷裂活動在地表的反映，地裂縫一般出現(xiàn)在地面沉降槽邊緣的陡變形帶上，地裂縫的形成與深部構(gòu)造活動有關(guān)。現(xiàn)今的超常活動與過量抽吸深層承壓水導(dǎo)致地面不均勻沉降，造成城市地下水持續(xù)下降以及地面沉降，加劇了地裂縫。

2.2 地裂縫的影響

地裂縫活動對地鐵建設(shè)的影響主要是其上、下盤地層在豎直方向上的相對錯動，引起地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)變形、開裂、地基拖空、行車限界影響等。

3 結(jié)構(gòu)防水施工

3.1 防水體系和原則

地裂縫設(shè)防段設(shè)置特殊變形縫，特殊變形縫寬100 mm，縱向間距10～15 m。

結(jié)構(gòu)防水除了遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的規(guī)原則，還應(yīng)保證“可修便修”原則的實(shí)現(xiàn)。

首先確立鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水體系，即以結(jié)構(gòu)自防水為根本，采取在二襯混凝土中添加聚丙烯單絲纖維等措施控制混凝土裂縫的展開，增加混凝土的抗?jié)B性能，同時在施工縫、變形縫位置，根據(jù)不同類型及部位，通過多道防水防線的有效設(shè)置、注漿管的準(zhǔn)確預(yù)埋，保證使用期間真正具備可修、便修的條件，滿足地裂縫部位結(jié)構(gòu)防水的耐久性要求。

變形縫除輔助外防水層外，另加兩道止水帶：外側(cè)設(shè)置且型止水帶，內(nèi)側(cè)設(shè)置U型止水帶，將滲漏水有組織排入?yún)^(qū)間排水溝。

特殊變形縫處防水大樣圖，如圖1所示。

3.2 外側(cè)且形橡膠止水帶施工流程

3.2.1 檢查安裝部位外包防水層

按照隧道主體結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙驗(yàn)收安裝基面并對外包防水層進(jìn)行檢驗(yàn)，確保外包防水層無破損、無皺褶等。

3.2.2 預(yù)置且型橡膠止水帶

將且形橡膠止水帶用鋼筋緊貼外包防水層預(yù)置，止水帶的環(huán)向中心線要與特殊變形縫的設(shè)置位置相同，止水帶的合攏接頭部位應(yīng)處于隧道頂部±5 ？觷的范圍內(nèi)。

3.2.3 裝配背板和螺栓

用開孔鉆頭在且形止水帶兩翼距邊緣50 mm處間距300 mm鉆孔，將1 100 mm×60 mm×3 mm鋼壓條、M14長螺栓、螺母、墊片及螺孔遇水膨脹橡膠圈有序地固定在且形止水帶上。

3.2.4 綁扎二襯鋼筋

按設(shè)計(jì)要求綁扎二襯鋼筋，在綁扎過程中要預(yù)留止水帶、端模板的裝配空間和特殊變形縫，特殊變形縫寬度按100 mm預(yù)留。

3.2.5 特殊變形縫處固定且形止水帶

在支架端模板安裝之前，應(yīng)將且形止水帶預(yù)置在特殊變形縫處；為避免止水帶與二襯結(jié)構(gòu)之間的松脫，將止水帶螺栓與二襯鋼筋用電焊連接，在連接時要保證止水帶螺栓與初襯表面垂直。

3.2.6 安裝端模板和橡膠止水帶（且形止水帶）配合基面鋼板

端模板應(yīng)在裝配前，按照相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行加工，其外緣要求與已經(jīng)預(yù)置到位的且形止水帶拐角部位密貼，安裝到預(yù)留位置后，并使二襯上下兩層縱向鋼筋與端模板焊接固定。固定端模板后，將橡膠止水帶（且形止水帶）配合基面鋼板與端模板焊接。

3.2.7 澆注混凝土前的清理

為保證止水帶表面與混凝土結(jié)構(gòu)表面形成良好的界面密貼，在澆注混凝土以前，要用清水清洗且形橡膠帶，去除表面的灰塵、油污等；安裝二襯模板、澆筑二襯混凝土。

3.2.8 拱頂回填注漿

待混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時，進(jìn)行二襯結(jié)構(gòu)拱頂回填注漿，按上述步驟施做特殊變形縫另一側(cè)的結(jié)構(gòu)。

3.3 內(nèi)側(cè)U型橡膠止水帶施工流程

3.3.1 向止水帶安裝基面上粘貼防水膩?zhàn)?/p>

在預(yù)置U形橡膠止水帶前，將2 mm厚的未硫化丁基橡膠膩?zhàn)友犹厥饪p的口部邊緣粘貼于止水帶安裝基面上。

3.3.2 預(yù)置U形橡膠止水帶

將U形橡膠止水帶緊貼特殊縫預(yù)置，止水帶的環(huán)向中心線要與特殊變形縫的設(shè)置位置相同，在確定止水帶的合攏接頭部位處于隧道仰拱部位，且在垂直中心線±5 ？觷的范圍內(nèi)時，在隧道頂部基面布置錨栓對應(yīng)的止水帶裝配孔位置鉆直徑為Φ16 mm孔，然后將止水帶用鋼壓板和螺母配合懸掛于隧道基面上。

3.3.3 U形橡膠止水帶的打孔和安裝

將止水帶預(yù)置在安裝基面上后，從隧道拱頂部位開始，以布置的錨栓位置為基準(zhǔn)，在止水帶的鉆孔區(qū)域逐個鉆孔，鉆孔直徑為Φ16 mm，然后將錨栓通過止水帶，依次加裝鋼壓條、鋼壓板、橡膠墊圈、鋼墊圈、雙螺母；雙螺母可先用手工方式預(yù)緊后在進(jìn)行整體鎖緊操作；在隧道仰拱和低于2 m的邊墻區(qū)域，應(yīng)在錨栓的頂端加蓋蓋帽螺母，以保護(hù)錨栓的螺紋不被損壞。

3.3.4 止水帶的整體合攏搭接

由于受隧道內(nèi)設(shè)施限制，止水帶以斷開的形式繞穿電纜等設(shè)施，在拱頂和側(cè)墻安裝完成后，要進(jìn)行止水帶斷開部位的合攏搭接。

4 軌道可調(diào)式框架板

為消除地裂縫垂直位移對軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的嚴(yán)重不平順及對地鐵運(yùn)營安全的影響，碎石道床地裂縫區(qū)段軌道結(jié)構(gòu)采用可調(diào)式框架板。

4.1 可調(diào)式框架板道床結(jié)構(gòu)組成

一套可調(diào)式框架板由1塊預(yù)應(yīng)力混凝土主體框架板結(jié)構(gòu)、4塊彈性墊板Ⅰ（板下彈性墊板），8塊彈性墊板Ⅱ（側(cè)面限位彈性墊板）組成。

4.2 施工工藝

4.2.1 基底處理

施工前應(yīng)對結(jié)構(gòu)地板進(jìn)行檢查，要求無浮漿、積水和滲漏；采用風(fēng)鎬進(jìn)行密集鑿毛，鑿坑的深度和間距符合設(shè)計(jì)要求。

4.2.2 測設(shè)基標(biāo)及軌節(jié)表編制

鋪軌基標(biāo)設(shè)置按照GB 50299《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》測設(shè)。放樣出框架板的起、止點(diǎn)位置，測量出每處變形縫的里程，變形縫里程精確到毫米位為軌節(jié)表編制提供準(zhǔn)確里程；如進(jìn)入曲線鋪設(shè)時在釘聯(lián)廠放樣出相同半徑的曲線中線并不小于37.5 m。

4.2.3 鋪設(shè)門吊走行軌

走行軌支承點(diǎn)間距為1.5 m，布設(shè)鋪軌門吊走行軌時，先利用4個M16膨脹螺絲將鋼支墩底板固定在隧道底板上，再調(diào)整鋼支確定位置。

4.2.4 框架板組裝

①框架板布置有限位隼的一端向一個方向依次順接，根據(jù)軌節(jié)表提供在地裂縫處，調(diào)整限位隼臨近地裂縫的板塊方向，保證限位隼遠(yuǎn)離地裂縫。

②扣件組裝前用膨脹塑料管固定好4塊板下彈性墊板I，用萬能膠粘貼4塊側(cè)面限位彈性墊板II，粘貼時注意將框架板表面擦洗干凈待干燥后粘貼。

③扣件組裝時鐵墊板上“▲”符號的三角尖指向里程增加方向的左側(cè)。框架板扣件組裝前將尼龍?zhí)坠軆?nèi)的雜物清理干凈，依次放置板下彈性墊板、鐵墊板。

④如有曲線時為了保證曲線圓順度，可先將單塊框架板按照設(shè)計(jì)方向擺放，框架板底部沿線路兩側(cè)支墊適量方木條，便于框架板左右撥移，再根據(jù)測量隊(duì)預(yù)先在鋪設(shè)地段每5 m設(shè)置的曲線點(diǎn)，調(diào)整框架板位置，調(diào)整后框架板擺放形狀呈現(xiàn)為圓弧形；然后先上外側(cè)鋼軌，后上內(nèi)側(cè)鋼軌，上鋼軌時需要撬棍配合用外力將鋼軌逐一落槽；上扣件時每塊板可先上一套扣件，待鋼軌全部落槽之后，再緊錮上股全部扣件。釘聯(lián)時嚴(yán)格按照軌節(jié)表中提供的板縫預(yù)留，每組軌節(jié)內(nèi)應(yīng)消除累計(jì)誤差。

⑤框架板組裝完成后，應(yīng)對每塊板的四周及底部用寬膠帶粘貼高密度泡沫，粘貼要求牢固。組裝完成的軌排利用軌道車運(yùn)輸進(jìn)洞。

4.2.5 軌排架設(shè)

組裝進(jìn)洞就位后，參照基標(biāo)，對架設(shè)于支撐架上的軌排進(jìn)行粗調(diào)，基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。進(jìn)行精調(diào)基標(biāo)位置調(diào)整軌向達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。軌道精調(diào)完成后，由現(xiàn)場技術(shù)人員確認(rèn)軌節(jié)到達(dá)里程。

4.2.6 模板支立

框架板模板分中心水溝模板、邊模、凸臺模板三種。第一次混凝土澆注時立邊模和中心水溝模板。二次澆筑時立凸臺模板。道床模板采用鋼模板，模板應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，接縫嚴(yán)密，裝拆靈活。模板支立應(yīng)牢固，所有與鋼軌及支撐架掛連部位要仔細(xì)論證，不得出現(xiàn)擺動、滑移等現(xiàn)象。

①第一次混凝土澆注施工。澆注砼前，應(yīng)檢查鋼筋網(wǎng)、線路幾何尺寸、模板支立、框架板四周泡沫、板下彈性墊板、側(cè)面限位彈性墊板，對損壞的進(jìn)行修補(bǔ)。并對鋼軌、扣件采取防污染措施，用編制袋覆蓋鋼軌，用塑料袋罩住扣件。自檢合格后報請監(jiān)理組織隱檢，認(rèn)定符合要求后方可灌筑混凝土。

②第二次混凝土澆注施工。混凝土澆筑前支立高出框架板兩側(cè)道床立面模板，在施工時應(yīng)特別注意不能向框架板一側(cè)傾斜，必須保持垂直或者略向外側(cè)傾斜，以免影響運(yùn)營期間框架板的抬升。根據(jù)第一次混凝土澆筑的伸縮縫，將伸縮縫延長至隧道邊墻并安裝牢固，清理干凈基地垃圾。二次澆筑前按照程序報檢，隱檢合格后方可澆注。

4.3 注意事項(xiàng)

建立實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)支承墊塊的不均勻沉降，特別是靠近軌道板邊上支承墊塊的沉降和連續(xù)多個支承墊塊沉降，并根據(jù)沉降監(jiān)測總結(jié)的規(guī)律，酌情提高軌道檢查頻率，杜絕達(dá)到5 mm以上的“三角坑”出現(xiàn)。為了保證地鐵列車的行車安全性與舒適性，軌道板與支承墊塊之間的空隙達(dá)到3 mm時，就應(yīng)該采用調(diào)高墊板和充填式墊板局部調(diào)整；累計(jì)達(dá)到5 mm時，則應(yīng)該進(jìn)行整塊板的協(xié)調(diào)調(diào)整，確保軌道準(zhǔn)確的幾何形位。對于地裂縫引起的不均勻沉降做到“及時發(fā)現(xiàn)、預(yù)案充分、措施得當(dāng)、可調(diào)可控”，確保地鐵列車運(yùn)行的安全性與舒適性。

5 結(jié) 語

地鐵地裂縫段結(jié)構(gòu)防水和軌道可調(diào)式框架板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)地裂縫的變形發(fā)展，軌道基礎(chǔ)發(fā)生沉降變形后，可調(diào)式框架板能夠在短時間內(nèi)調(diào)整恢復(fù)軌道的原有幾何尺寸，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的調(diào)高功能，減少對運(yùn)營的影響。目前，通車運(yùn)營的西安地鐵一號線、二號線在地裂縫活動的情況下能夠維持地面交通和地鐵的正常安全運(yùn)營。

參考文獻(xiàn)：

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