地铁连通口开洞施工工法

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1、地铁连通口开洞施工工法1.前言近年来,随着城市化的大发展,加之土地资源的日趋紧张 ,地下空间建设的需求量越 来越大；然后,随着先期地铁的建设,地下空间的建设势必会受到地铁箱体的影响,使得地 下空间不能形成一个完整的整体;为了合理利用地下空间,使地下空间形成整体,必须要对 地铁箱体进行开洞;浦东世纪大都会2-3地块工程被地铁6号线分割为2个基坑,为了合理利用地下空间, 使地下空间形成整体,必须要对地铁箱体进行开洞;上海建工五建集团开展科技研究,取得了一套地铁连通口开洞的施工工艺,该工艺已 申请发明专利申请号0759X;使用此工艺能使分割地下空间形成整体,并能有效控制基坑施 工变形、保护地铁的正常

2、运营;根据查新报告,该工法具有一定新颖性,达到国内领先水平;2. 工法特点2. 必须先对通道箱体内的积水进行抽出,开出 1 米宽、米高的抽水洞,放入水泵进行 抽水;考虑到对通道内积水的抽出等同于对地铁进行卸载,在抽水的过程中严格控制每天的 抽水量不多于80吨;在抽水的同时进行地铁隧道地墙的沉降观测,为此在洞口范围设置5个 地墙沉降监测孔,每天2 次进行沉降监测;对原地铁结构进行钢立柱撑牢后,方可进行地下墙门洞静力切割施工;因此,在正式地 下墙开洞前,设置钢立柱支撑,并对钢立柱进行预加压力30吨;保证了地铁的安全运营,充分利用了地铁的箱体,使临近地铁的2个单独的地下空间形 成有机的整体;3. 适

3、用范围适用于被地铁箱体分隔的相邻地下空间 ,利用地铁箱体连续墙开洞工法使分割地下空 间形成一个统一的整体;4. 工艺原理先撑后拆,中间换撑;先行开凿洞门,施工地铁侧结构;5. 工艺流程及操作要点工艺流程地墙水钻开孔、抽水地墙开槽通道结构钢立柱支撑安装地墙洞口钢立柱支撑安装洞口结构柱开洞及施工剩余地墙切割洞口结构梁施工52 操作要点地墙水钻开孔、抽水必须先对通道箱体内的积水进行抽出,开出 1 米宽、米高的抽水洞,放入水泵进行 抽水;1）开槽前先采用水钻从上而下间距500mm开一列200洞，以确定箱体内积水的水位;2）确定水位后，在水位线的上方用200水钻钻出1000X700洞口，将抽水泵放入 原

4、箱体中，将箱体中的积水全部抽入地下室集水井中;地墙开槽1）地墙开槽位于中央洞口钢立柱位置;槽宽1000mm,高度从上梁顶面600mm至下梁 底面 600mm;2箱体积水排除后，采用静力切割的方式将1000宽槽全部开出，为型钢立柱施工提供 材料运输通道;钢支撑安装图1因型钢立柱须从箱体底板开始设置，因此型钢立柱由下而上施工，施工前，先进行 16 钢筋吊钩安装，吊钩采用植筋施工，植筋长度 35d，A 级胶，植筋应满足混凝土 加固设计规范要求;1根据开槽进度，及时配齐所需的支撑及后置埋板等;支撑材料进场，并将型钢立柱装 配到设计长度，等待工作面提供后进行安装，支撑安装在通道内进行;2 钢支撑先通过1

5、6 钢筋吊钩安装，吊起后，上端与后置钢板焊接，固定好才能松开葫芦;3 钢立柱采用油压千斤顶按设计要求施加预应力;4千斤顶施压完毕后，用 20厚钢板塞补立柱下端翼缘板及腹板进行全焊缝焊接连接， 千斤顶卸载拆除后用 20 厚钢板对翼缘连接板及腹板连接板进行加劲板焊接连 接;5 当下一层支撑安装完成后,验收合格后即可进行上一层钢立柱的安装;6所有节点构造均需按设计及规范要求采用全焊接连接，焊缝高度不小于8mm，局部并设置加筋板;7 连通口结构全部施工完毕后，才能进行钢支撑拆除;图1洞口结构柱开洞及施工通道口在营运地铁下面，安全要求比较高;为保证行车安全，采取静力切割和人工破碎地墙钢筋混凝土的方式，不

6、采用机械拆除的方案，尽量避免对地铁老结构造成 扰动的不利影响，增加安全系数;1 如图 2 所示，部分凿除钢立柱支撑组件 20 两侧的地下墙墙体 ，形成两个洞口一 11-1，11-2;2 考虑到预设门洞的尺寸较大，其所在位置的特殊性，以及整个地下墙系统的受力 稳定性，需要分步骤安装门洞的结构柱和结构梁作为永久性的支撑结构 ;故在 钢立柱支撑组件20安装完成后，先凿除钢立柱20两侧的地下墙墙体，形成两个 洞口一 11-1，11-2，以方便后续浇筑结构柱的施工工作的开展;3 如图 3 所示，在洞口一 11-1，11-2 的边缘浇筑结构柱 21-1，21-2，并使得结构柱21-1， 21-2的钢筋与地

7、下墙 10 的主筋形成固定连接;4 待结构柱 21-1，21-2 的混凝土强度达到设计要求后，才可以进行后续凿除混凝土的施工图2图3剩余地墙切割1 如图 4 所示,待结构柱 21-1,21-2 混凝土强度达到设计要求后,凿除位于钢立柱支 撑组件 20 内的地下墙墙体,形成洞口二 12;2 结构柱 21-1,21-2 浇筑完成后,运营中地铁隧道地下墙 10 门洞的竖向受力体系基 本完成;为了保证运营中地铁的地下墙 10 开设门洞后原有地下墙以及运营中地 铁箱体受力体系的稳定性,待结构柱 21-1,21-2 的混凝土强度达到设计要求后, 才能进行位于钢立柱支撑组件 20 内的地下墙墙体的凿除施工;

8、3 待洞口二 12 施工完成后 ,开设门洞的混凝土凿除工作基本完成 ,此时洞口一 11-1,11-2与洞口二 12 互相连通;4 在进行分幅地下墙的上、下地块结构节点间开设门洞,打开下部节点时,要做好防 水措施防止地下水涌出 ,以保证运营中地铁箱体以及运营中地铁隧道地下墙的 整体安全性;5 在施工完成后投入使用的运营中地铁隧道箱体底板表面,采用可拆卸的花纹钢板, 以对混凝土地坪以及所述地铁隧道箱体连接板表面的混凝土进行保护;图4洞口结构梁施工1 如图 5 所示,在洞口二 12 的上、下边缘浇筑结构梁 22-1,22-2,且结构梁 22-1,22-2 的钢筋与地下墙 10 的主筋形成固定连接 ,

9、使得结构梁 22-1,22-2 与结构柱 21-1,21-2 形成连为一体的矩形框架结构,2 待梁混凝土打到设计要求强度后,拆除钢立柱支撑组件 20;最后运营中地铁隧道地 下墙 10 上形成如图 6 所示的门洞结构;图5图6劳动力组织序号单项工程所需人数备注1管理人员15人2测量复核人员2人3电焊工4人4架子工10人5凿工10人6钢筋工15人7木工15人8防水工10人9钢立柱安装工10人10合计91人6.材料与设备名称规格数量用途电子全站仪SOKKIASET2C1台测量定位水准仪1台测量定位电焊机21KVA3台钢立柱焊接塔吊ST2931台材料运输H型钢H400X400X20X32地铁箱体结构钢

10、立柱支撑H型钢H500X200X18X18地墙洞口型钢立柱安装钻石链条锯SK-SD线据机1台地墙切割铁板600X900X20后置铁板钢管脚手架搭设水钻打孔机1台地墙打孔7. 质量要求工程质量控制标准7.1.1 工程质量控制标准、施工质量控制及验收标准按照植筋应满足混凝土加固设计规范GB50357-2005要求;建筑钢结构焊接技术规程JGJ81钢结构焊接技术规程 GB 50661-2011质量控制要求项目允许偏mm检验方法受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸10用尺量弯起钢筋的弯折位置20用尺量箍筋内净尺寸5用尺量箍筋弯钩尺寸角度135用角度尺量弯后平直部分10d用尺量质量保证措施7.2.1 地墙开洞

11、前由施工组织设计编制人员对施工员和班组长进行技术交底 ,明确每 道工序质量要求、符合质量标准,以及可能发生的质量事故预防措施 ,然后由现 场施工员和班组长向全体施工人员进行第二次交底;7.2.2 地墙开洞施工按设计图纸和方案交底要求;8. 安全措施认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针,根据国家有关规定、条例,结合施工单位 实际情况和工程具体特点 ,形成安全生产管理网络 ,执行安全生产责任制 ,明确 各级人员的职责,抓好工程的安全生产;钢立柱与后置铁板等焊接连接时必须采用与主体钢材相适应的焊条 ,焊缝必须达到 设计要求,并符合钢结构设计规范 GB50017 的要求;安装手动葫芦时应正确选择其型号

12、及承载能力 ,严禁超载 ;采取有效手段对手动葫 芦上部的固定挂钩进行检测,以保证施工安全;正确使用开洞施工中所用的工具 ,严禁野蛮施工 ,如遇工具损坏或不明故障应及时 通知值班人员,并经专业人员整修后方可继续使用,严禁随意拆装修理;表施工应急预案可能出现的险情应急措施地下连续墙通道有可能含有在开始墙体开洞前，对通道内进行有毒气体排查；未知气体地墙渗水立即用注浆材料采取堵漏地铁监测数据突变立即停止施工，展开专家讨论会，研究对策,确保地铁的正常运营；气体中毒事件现场人员应先用湿毛巾捂住口鼻抢救中毒人员，并 要求屋内通风良好、空气新鲜的地方，注意保暖;项 目负责人拨打120急救电话，详细说明中毒的症

13、状、 反映发生事故的地点，并派人到路口接应;安全员 应组织人员松解患者的衣扣，保持呼吸道通畅，清 除口、鼻分泌物，如果发现呼吸骤停，应立即口对口 进行人工呼吸，并实施心口体外按摩；9. 环保措施控制施工产生的污水流向 ,防止漫沿,并在现场设置污水回收容器 ,及时的清理回 收施工产生的污水;污水经沉淀回收后运至市政污水管线排放;施工现场遵照中华人民共和国建筑施工场界噪声限值GB12523-90制定降噪的相应制度和措施;10. 效益分析采用本工艺的施工方法,在运营中地铁隧道地下墙上开设尺寸较大的门洞施工过程 中,能够保证运营中地铁的沉降变形量不会超过报警值,且施工过程中施工区域上方的地铁 能够正常

14、运营,并实现了运营中地铁隧道地下墙两端的新的建筑结构互相贯通;促进了地下 空间施工的技术进步,社会效益和环境效益显着;11. 应用实例工程实例：浦东世纪大都会2-3地块工程. 1、工程概况浦东世纪大都会2-3地块工程位于上海市浦东新区2-3地块,即世纪大道以东、张杨路以南、福山路以西的三角地块内,拟建一组多功能的大型城市办公、商业 中心,由4幢连为一体的办公塔楼和一幢位于张杨路一侧的商业裙房构成,总建筑面积 278624m2,地上部分面积162339m2；. 2、工程结果评价浦东世纪大都会2-3地块工程地下空间被地铁6号线区间分隔为2个基坑,地下空间无法形成统一的整体；采用了地铁连通口的施工工艺,确保了地铁的正常运营, 有效的控制了基坑的变形,通过连通口使地下空间形成整体,减少了土地资源的浪费；