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1、中洞法暗挖地铁车站梁拱施工方案工程概况某地铁车站全长180m,车站为三拱两柱双层结构形式，上层为站厅层，下 层为站台层。车站主体宽21.87m,高14.933m施工采用中洞法暗挖施工。施工 顺序简单概括为：先施工中洞初期支护，中洞初期支护贯通以后，施做中洞二衬 结构，中洞的施工整体完成后，再对中洞两侧的边洞的进行开挖初支及二衬施工， 施工时完成边洞与中洞的结构连接。即将一个整体的大断面结构分成三个小断面 结构，三个小断面结构相对独立但又相互联系，最终组成一个整体的大断面结构。中洞二衬及体系转换方法中洞二衬结构施工包括：底纵梁及底板、钢管柱、中纵梁及站厅板、顶芯梁 及顶拱等结构的施工。本次二衬结
2、构施工范围为：中洞两端两对钢管柱之间的所 有主体二衬结构，所施工的各部位尺寸如图 1 所示：车站中洞纵剖面图车站中洞横断面图I-IIEZJ图1拆除中洞中隔壁初支混凝土时，要逐渐拆除，及时监测，根据监测数据确定 是否继续增大拆除初支的长度，若监测数据满足安全值要求，便逐渐扩大拆除长 度并继续监测，直至拆除长度达到方案要求。根据现场监测数据，初支拆除期间， 各种监测数据一直在安全范围以内。在中洞二衬施工过程中，我们采取了两种不同的施工方案进行比较，分析其 中的优缺点，为以后的施工积累数据。方案一:中洞二衬结构施工顺序：底纵梁分段仰拱施工f钢管柱底节施工f中纵梁与 分段站厅板施工f钢管柱顶节施工f顶
3、芯梁施工f顶拱施工f剩余站厅板施工 f剩余仰拱施工。 底纵梁仰拱施工底纵梁和部分仰拱施工同时进行，施工时跳槽拆除初支、跳槽施工二衬。每 次施工底纵梁长度18m、底板长度为9m。施工时考虑到中洞初支中隔壁为型钢支 撑，所以在拆除初支支撑时，型钢支撑每隔1m预留30cm到底板二衬混凝土面以 下，待底板二衬达到设计强度以后，施作剩余部位的底纵梁，底板不做以使该部 位的中隔壁保持原状。该步施工时，须作好监控量测工作，并根据现场监测的数 值确定施工工序。图3-10 中纵梁站厅板板、顶芯梁中拱的施工底板底纵梁二衬完成后，安装站台层钢管柱并浇筑钢管柱混凝土，施工中纵 梁与局部站厅板，使中纵梁、站厅板与钢管柱
4、纵向形成框架结构。中纵梁每节施 工长度为18m，站厅板每节施工长度为6m，两者间的关系是：每施工18m中纵梁, 同时施工 6m 站厅板联接左右侧中纵梁，使中纵梁与站厅板形成框架结构，增加 稳定性。未施工的 12m 站厅板部位的中隔壁初支混凝土不破除，保持初支结构的 整体性。如图 3：II-I咅0面图站厅板施工断面图中隔壁混凝土拆除时，每隔12m拆除6m中洞2号和4号洞室之间临时中隔 墙，拆除前埋设观测点，采集拆除过程中中洞初期内力变化至关重要，做好拱部 沉降观测，格栅应力变化监测，隧道净空收敛量测，根据量测数据变化确定是否 恢复底板临时中隔壁及拆除的长度。中隔壁拆除高度高于站厅板顶 30cm
5、左右即 可以便后期恢复。然后按照同样的方法继续施工另外的中纵梁与站厅板。分段预 留的站厅板二衬待上面的顶芯梁施工完毕后即可施工。顶芯梁中拱的施工同时，在施工完毕的继续纵梁与站厅板上继续安装站厅层钢管柱并浇筑混凝 土，施工顶芯梁。顶芯梁施工完毕以后，中间加设219mm的钢管横撑，这样拱 顶初支增加了顶芯梁作为支撑结构，然后分段拆除拱顶中隔壁初支，施工顶拱二 衬。如图4所示：顶芯梁顶芯梁 -,顶芯梁顶芯梁防变形横撑L1.施工顶芯梁并安装?219钢支撑，顶芯梁一次施工长度18米。2.拆除中隔壁，施工顶板，一次施工长度12米。图4顶芯梁即钢管混凝土柱上的纵梁，也是车站主体结构的主要承载结构，芯梁 底部
6、钢板通过钢管柱顶部的预埋锚固螺栓与钢管柱连接。顶芯梁分段施工长度为 18m。为防止中洞顶拱施工中和施工后拱脚受力而使顶芯梁及钢管柱产生位移。 在两顶芯梁间设置纵向间距6m，0 219mm的钢管横撑顶芯梁，以平衡拱脚受力。 顶芯梁的混凝土达到强度要求后，分段拆除拱顶中隔壁初支，拆除长度12m，施 工顶拱二衬。方案二：中洞二衬结构施工顺序：底纵梁仰拱施工f钢管柱底节施工f中纵梁与站厅 板施工f钢管柱顶节施工f顶芯梁与中拱施工。先跳槽施工底板、底纵梁，每隔9m浇筑9m,然后在浇筑完毕的底板上恢复 中隔壁型钢支撑，然后依次施作剩余部分底板、底纵梁。中纵梁和站厅板施工时， 中纵梁和站厅板施工同时进行，施
7、工时跳槽拆除初支、跳槽施工二衬。每次施工 中纵梁、站厅板长度为9m,间隔9m施工9m。施工时考虑到中洞初支中隔壁为型 钢支撑，所以在拆除初支支撑时，型钢支撑每隔2m预留1根不割除直接穿越站 厅板，保持结构的整体稳定性。待先期施工的混凝土达到设计强度后，施工剩余 部分的中纵梁、站厅板，并按照 1m 的间距预留中隔壁型钢支撑。依次施工，直 至中纵梁站厅板二衬完成。在顶芯梁及顶拱的施工中，顶芯梁和顶拱施工同时进行，施工时跳槽拆除初 支、跳槽施工二衬。每次施工顶芯梁、顶拱长度为6m（一跨梁的长度），间隔6m 施工6m。待先期施工的混凝土达到设计强度后，施工剩余部分的顶芯梁及顶拱。采取该方案施工时，须作
8、好监控量测工作，并根据现场监测的数值确定施工 工序。两种方案比较： 方案一应用在车站南端施工中，方案二应用在车站的北端施工中，二者相比： 方案一先期拆除工作量小，施工速度明显加快，先形成支撑框架，然后施 工剩余部分，梁拱分开，对梁的施工质量控制效果好。 方案一的主要缺点施工缝增多，增加钢筋接头数量，给防水质量控制增加 难度。 方案二分段跳槽施做，拆除时有一定风险，但混凝土施工缝少，整体性好。 方案二的主要缺点梁拱共同施做需加强混凝土的浇筑质量控制。边洞二衬及体系转换方法 由于中洞二次衬砌结构在边洞开挖之前就已经完成，所以，边洞二次衬砌施 工时关键因素在于临时仰拱拆除时土体侧压力对边洞初支引起的
9、收敛。经过现场 实际监测，临时仰拱在割除后引起的边洞初支收敛很小，完全在安全范围内，而 拱顶沉降也很微小。根据实际的监测数据，确定了以下的施工方案。边洞断面共 分 3 次施工，边洞形式及施工顺序见图 5：边洞二衬施工顺序：仰拱施工f边墙与站厅板施工f顶拱施工。施工时采用分段跳槽的施工方法，隔一打一：底板分段长度为9m，跳槽间 隔一衬砌段施做一段，待先期浇筑的底板混凝土达到设计强度后，将中洞边墙的 格栅恢复到底板上，施作剩余的底板二衬。同时开始上层站台层边墙、站厅板二 衬混凝土施工。站台层边墙、站厅板和拱部分段长度为6m，每间隔一衬砌段施 做一段，待先期浇筑的站厅板混凝土达到设计强度后，将中洞边
10、墙的格栅恢复到 站厅板上，并在站厅板下设好支撑，21870施作剩余的站厅板二衬。同时开始上层拱部二衬混凝土施工。拱部分段长度为 6m,每间隔一衬砌段施做一段，待浇筑的拱部混凝土达到设计强度后，施作剩 余部分。该施工方法简单，与中洞二衬施工方案二类似。对比设计的改进 与设计相比较，变化之处主要体现在每环二次衬砌的长度上。中洞二衬底板，设计长度为6m,实际施作9m；改进理由：通过监测数据，拆除 9m 结构变形微小，为加快进度，减少施工缝。边洞二衬底板，设计长度为18m，实际施作9m；改进理由：由于边洞开挖期间中洞拱部出现裂缝，出于安全考虑，将18m改为9m,也方便施工。边洞二衬站厅板、边墙、顶拱，设计长度为9m,实际施作6m；改进理由：由于边洞开挖期间中洞拱部出现裂缝，出于安全考虑，将9m改为6m,同时减少 拱架数量，提高周转料的利用效率，方便施工。
