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1、一次性扣拱暗挖逆作施工XXXX公司XX公司2021年07月XXXX公司、中XX公司谢晋水 苗春刚 付款峰 历朋林 冯振鲁 1前言地铁车站采用暗挖法施工时,传统的工法是先开挖出若干个独立的小导洞,在小导洞内浇筑顶纵梁,然后开挖中导洞间上部土体,施作中拱拱部初衬,再开挖边导洞与中导洞间上部土体,破除部分导洞临时支护,施作拱部初衬。第三步是开挖拱部剩余土体,破除导洞初衬结构,施做结构拱部二衬。采用一次扣拱暗挖逆作施工方法,有效地解决多次扣拱施工及作业空间狭小的问题,能够快速、安全地完成地铁暗挖车站初支及二衬扣拱浇筑施工。因此,采用一次扣拱暗挖逆作施工工法可以科学先进、快速高效、安全可靠地完成暗挖拱部
2、衬砌浇筑及其过程中支护结构受力转换,对降低施工风险和成本,确保衬砌结构及施工安全有重要的意义。地铁黄庄车站位于XX市海淀区中关村大街与知春路交叉口处,是地铁4号线与10号线的换乘车站,两线在该站立体斜交叉(斜交角度为75O),10号线在上,4号线在下,4号线车站在现状中关村大街下,呈南北走向；10号线车站位于海淀南路和知春路下方,呈东西走向。车站为地下两层端头厅式暗挖车站,总建筑面积为25122.164 m2。采用一次扣拱暗挖逆作工法施工。车站周边高楼栉比鳞次,地面交通异常繁忙,地上地下建构筑物众多。如何保证周边环境安全及工程施工安全的情况下高质量、高效率、低成本地完成车站XXXX公司联合设计
3、单位、大专院校及科研机构,在工程实施中展开持续的技术总结及科技创新,在工程施工实践中形成了“一次扣拱暗挖逆作法新技术”；经实际应用并完善后,形成了“一次扣拱暗挖逆作施工工法”；该工法通过优化施工工序和导洞尺寸,减少结构受力转换次数,在暗挖导洞内一次性形成由基础底板、竖向构件和顶拱组成稳定的结构受力体系,在其支护下实现隧道内土体大面积开挖和衬砌作业。采用一次扣拱暗挖逆作工法施工具有施工工序简单、作业效率高、施工安全性高、工程质量易保证和废弃量工程少的优点,具有明显的社会效益及经济效益。2工法特点2.1通过开挖形成四个空间相对较大的导洞,从传统的多洞式小空间作业转变为单洞式大空间作业,使施工变繁为
4、简,施工效率高。2.2在暗挖导洞内一次性形成由基础底板、竖向构件和顶拱组成稳定的结构受力体系在其支护下实现隧道内土体大面积开挖和衬砌作业,结构稳定、施工安全性高。2.3 一次扣拱暗挖逆作工法施工工序简单、施工缝减少,结构及防水质量易保证。2.4基本没有废弃工程量,可以最大限XX省工费及其它额外费用,并能最大限度节约工期。3适用范围“一次扣拱暗挖逆作工法”不但适用地铁工程,同样适用XX市修建各种大型的人防洞库、地下商场、地下道路、地下停车场等多层多跨地下建筑物,具有极大的可扩展性,应用非常广泛。 4工艺原理一次扣拱暗挖逆作施工工法主要是通过暗挖形成四个空间较大的导洞,在暗挖导洞内一次性形成由基础
5、底板、竖向构件和顶拱组成稳定的结构受力体系,然后进行中导洞开挖及二衬施工形成中跨支护,在拱部结构支护下实现隧道内土体大面积开挖和侧墙、楼板及底板衬砌作业,最终形成拱顶直墙形式的车站主体结构。5结构构成形式、工艺流程及注意事项5.1 结构构成形式一次扣拱暗挖逆作施工工法结构断面形式分为初支结构和二村结构,其中二村结构主要由结构底板、桩底拉梁、底纵梁、边桩、钢管柱、侧墙、中楼板、桩顶冠梁、顶纵梁及拱顶二村构成。导洞初支结构详图见5-1,二衬结构详图见5-2。图5-1 一次扣拱暗挖逆作工法导洞初支结构示意图图5-2 一次扣拱暗挖逆作工法二衬结构断面示意图5.2 工法工艺流程第一步:在风道或临时施工横
6、通道内施作超前管棚及第一组超前小导管,注浆加固地层,先后开挖1、2号洞室土体,施作初期支护及锁脚锚管。具体见示意图5-3。图5-3 1、2号导洞开挖第二步:施作小导管注浆加固地层,继续开挖3、4号洞室,施作初期支护及锁脚锚管；1、3号洞室、2、4号洞室、3、4号洞室纵向步距15m左右。具体见示意图5-4。图5-4 3、4号导洞开挖 第三步:施作小导管注浆加固地层,先后开挖5、6号洞室,施作初期支护,完成下施工导洞；3、5号洞室、4、6号洞室纵向步距15m左右。具体见示意图5-5。图5-5 5、6号导洞开挖 第四步:施作小导管注浆加固地层,先后开挖7、8号洞室,施作初期支护及锁脚锚管；7、8号洞
7、室纵向步距15m左右,具体见示意图5-6。图5-6 7、8号导洞开挖第五步:施作小导管注浆加固地层,先后开挖9、10号洞室,施作初期支护及锁脚锚管,完成上施工导洞；9、10号洞室纵向步距15m左右,具体见示意图5-7。图5-7 9、10号导洞开挖第六步:分段凿除下导洞临时中隔壁(7m),敷设防水层,施作底纵梁、底板及桩底拉梁,在上导洞内自上而下施作边桩及桩顶冠梁、中间立柱,具体支护体系施作见示意图5-8。图5-8 在导洞内施作支护体系第七步:分段凿除上导洞内的临时中隔壁(7m),敷设拱部防水层,施作拱部二次结构,具体边拱施作见示意图5-9。图5-9 边拱二衬施工第八步:施作中跨拱部小导管,注浆
8、加固地层,开挖中跨拱部土体,纵向紧跟施作拱顶初期支护,具体中拱开挖见示意图5-10。图5-10 中拱初支开挖施工第九步:分段凿除上导洞部分初期支护,施作中跨拱部二次衬砌；待中跨拱部二次衬砌达到设计强度后,继续基坑开挖,具体中拱二衬施作见示意图5-11。图5-11 中拱二衬施工第十步:凿除基坑内上导洞剩余部分临时初期支护,边开挖边施作边桩间喷锚支护至中楼板底标高处；敷设侧墙防水层,施作内衬墙、中楼板,具体土方开挖、边墙及中楼板施作见示意图5-12。图5-11 地下一层剩余工程施作第十一步:继续开挖基坑并施作桩间喷锚支护,凿除基坑内下导洞的临时初期支护,分段开挖基坑至底板设计标高处,具体地下二层施
9、作见示意图5-12。图5-12 地下二层土方开挖施工第十二步:施作底板垫层,敷设防水层,施作底板及下层内衬墙,完成主体结构,具体地下二层施作见示意图5-13。图5-13 地下二层侧墙及底板施工6材料与设备本工法无须特别说明的材料,使用主要材料均为施工工地使用的钢材、混凝土、水泥、砂子、石子、防水材料等、采用的主要机具设备见表6-1:表6-1 机具设备表:序号名称规格型号单位数量备注1管棚钻机HTG-200套12装载机ZL-40台13自卸汽车15t辆64空压机4L-2021台45交流电焊机BX3-500台46钢筋切割机TFC-M台17钢筋弯曲机GUB-40-ED台18钢筋调直机GT4-10台19
10、圆盘锯MJ40套210电刨MB504套211抓斗提升系统套212风镐03-11台613铁锹/铁镐把30/4014抽水机6DA89台415注浆机HFV-5D台216砼喷射机TK-961台217运输机动三轮车台418防水板台车辆219热风焊枪台420射钉枪把621双焊缝热合机台222混凝土地泵台223插入振捣器ZY35套87质量控制7.1 土方开挖要求(1)开挖采用人工配合机械开挖,严禁欠挖,超挖控制在15cm之内,每一循环开挖长度不超过50cm；(2)严格控制台阶长度及核心土留设面积,下台阶开挖留设适当的坡度,严禁“神仙土”开挖；(3)不能连续施工时,对掌子面采取网喷临时封闭,确保掌子面土体稳定
11、。7.2格栅拱架架立要求(1) 网构钢架拼装允许误差 周边拼装允许偏差:10mm； 平面翘曲:小于2021； 每榀钢架的各段格栅之间应能互换连接。(2)格栅拱架架立安装要求 网构钢架安装前应清除底脚下的虚碴及其它杂物,超挖部分用混凝土或砖块垫实； 钢架在开挖作业面人工组装,各节钢架间应以螺栓连接拧紧； 钢架与土层之间应尽量接近,留4厘米间隙作为保护层； 网构钢架应精确定位,严格控制“标高、中线、前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差； 纵向连接筋、钢筋网与格栅钢架联结牢固,喷射混凝土时钢筋网不得晃动。(3)连接筋、钢筋网要求 连接筋焊接长度10d,单面焊接满焊,保证焊接质量,无漏焊
12、、焊伤现象。连结筋纵向成一直线,环向间距误差控制在3cm之内,与格栅钢架主筋焊实； 钢筋网满铺,搭接一个网格,与格栅钢架主筋点焊。7.3喷射砼施工要求 所用材料的品种和质量必须符合设计要求和施工规范的规定,其中水泥需先进行复试符合有关规定后方可使用； 喷射砼原材料配合比、计量、搅拌、喷射必须符合施工规范规定； 喷射砼强度必须符合设计要求； 对喷射砼的结构,不得出现脱落和露筋现象； 喷射砼结构不得夹泥夹碴,严禁出现夹层； 钢格栅间喷射砼厚度应满足设计要求,无大的起伏凹凸,表面应平整圆顺,作到内实外光。 7.4 钢筋工程施工要求 (1)保证项目 钢筋的品种和质量,焊条、焊剂的牌号、性能及接头使用的
13、钢板和型钢均必须符合设计要求和施工规范的规定； 钢筋表面必须清洁,不得有锈蚀,油漆,油化等污垢； 钢筋的规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度,接头和连接方式必须符合设计要求和施工规范规定； 钢筋弯曲成形后,表面不得有裂纹,鳞落或断裂现象。(2)钢筋加工 所有加工好的钢筋,一律按规格、型号挂牌,分别存放,并作好防锈工作； 钢筋用切断机切断,所有弯钩用弯曲机成型； 钢筋在加工弯制前调直,须符合下列规定:1)钢筋表面的油渍、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈都除净；2)钢筋调直,无局部折曲；加工后的钢筋不应有削弱钢筋截面的伤痕；3)钢筋的弯制和末端弯钩均严格按设计加工,设计无要求应符合以下规定:a
14、、弯起钢筋弯成平滑曲线,曲率半径R不小于钢筋直径的10倍(光圆)或12倍(螺纹)。b、钢筋末端设弯钩,弯钩的弯曲内直径大于受力钢筋直径,不小于箍筋直径的2.5倍,弯钩平直部分长度不小于箍筋直径的5倍。(3)钢筋连接质量应符合以下规定: 钢筋直径B2021用焊接连接或机械连接,钢筋直径B2021用绑扎连接。绑扎接头保证搭接长度35d,搭接时,中间和两端共绑扎三处,并必须单独绑扎后,再和交叉钢筋绑扎。焊接接头单面焊缝长10d,双面焊缝长5d,焊缝宽度0.8d,焊缝高度0.3d。用直螺纹套筒连接时,外露丝扣不得1个； 焊接接头或机械接头在受拉区不超过50%,绑扎接头受拉区不超过25%,或按设计要求施做； 钢筋接头设置在钢筋承受力较小处且应避开钢筋弯曲处,距弯曲点不小于10d。缺口、松扣的数量不超过应绑扎的10%,且不集中；7.5 模板工程施工要求(1)模板系统必须保证结构和构件的形状、尺寸及其空间位置准确；(2)模板与支撑均应有足够的刚度、强度及整体的稳定性；(3)模板的拼缝不应漏浆,模板的接缝不大于1.0mm；(4)模板的表面必须平整、光滑,脱模剂必须涂
