论文部分内容阅读
摘要：本文介绍北京地铁14号线平乐园站~九龙山站暗挖区间多种大断面二次衬砌施工方法，对施工工艺和不同断面拱架的設计进行了阐述，为城市地铁暗挖大断面二次衬砌施工提供了参考。
关键词：大断面，二次衬砌施工
中图分类号：TU74文献标识码： A
1、工程概况
平乐园站～九龙山站区间南起平乐园站，沿西大望路向北到达九龙山站。区间全长693.02米，覆土深度为12.6m～18m，隧道主要穿越中粗砂层。本区间右线为双线单洞大断面，断面种类有B断面（断面尺寸为12.850*9.975m）、F断面（断面尺寸为10.400*8.600m）、G断面（断面尺寸为11.000*7.830m）、H断面（断面尺寸为12.000*9.380m）、I断面（断面尺寸为11.600*8.830m）、L断面（断面尺寸为10.400*9.700m）。初支为格栅钢架+C25喷射混凝土，厚度350mm。
2、拱架设计
根据大断面设计图纸，采用加工厂定做的工字钢定型拱架，拱架中间平直部分采用20a工字钢，弧形部分采用10mm钢板组合成的H型钢，针对多种大断面的情况，将中间平直部分的拱架设计成通用型号，节约费用。拱架沿隧道方向每榀间距1.2m，用钢管连接，保证稳定性。模板采用3012的组合钢模板。（见图1）
图1 大断面二衬施工拱架图
拱架受力计算（以最大断面B断面为例）：
拱部（H型钢）强度和变形计算：
δ= Mmax/W=28.71*106/229300=125.2MPa<215MPa
ε=3.27mm 工字钢稳定验算：
σ=94200/（0.716×3555） = 37 N/mm2< [f] = 215.000（竖向）
σ=146500/（0.434×3555）= 95 N/mm2< [f] = 215.000（横向）
拱架受力满足要求。
3、二衬施工
大断面二衬施工顺序：先施工仰拱，再施工边墙与拱部，每段施工长度8~10m。
3.1仰拱二衬施工
（1）临时支撑破除
对隧道底部进行清理，并破除临时中隔壁下部部分，破除高度比仰拱高20cm左右，只破除初支混凝土，保留格栅钢架。
（2）防水及钢筋施工
对基面进行处理，补平欠挖部分，凿除鼓包，割除钢筋、铁丝、钢管等尖锐突出物，并用水泥砂浆覆盖，达到防水施工要求。未割除格栅钢架部位采用非固化橡胶沥青防水涂料作防水层，其余部位按设计要求铺设防水板。
防水板完成后，进行仰拱钢筋安装。钢筋安装时，测量人员先放出隧道中线和边线位置，用以确定预留钢筋的定位，保证后续边墙钢筋的正确连接。
（3）仰拱混凝土浇筑
仰拱二衬混凝土可超前施工，每次浇筑30m。仰拱完成后，继续浇筑回填层混凝土。
3.2边墙与拱部二衬施工
（1）临时支撑破除
仰拱混凝土达到一定强度后，破除两侧洞临时支撑和拱顶处的临时中隔壁，割除格栅钢架，临时支撑每段破除8~10m。
临时支撑破除时，对已完成的两侧墙防水板必须进行保护，防止钢筋头和焊渣对防水板破坏。
（2）防水和钢筋施工
防水施工前，对临时支撑根部割除部位重点处理，割除多余钢筋和注浆小导管，补喷混凝土。接续仰拱防水板继续向上施做防水，由于边墙和拱部为凹面，防水板不能拉的过紧，必须留有一定富余量，保持紧贴初支混凝土，避免混凝土浇筑时崩裂防水板。
防水板完成后，按设计要求安装拱墙钢筋，拱墙钢筋与仰拱预留钢筋采用直螺纹连接。
（3）拱架、模板施工
测量人员放出隧道中心线和仰拱回填层设计标高，每榀拱架的中线与隧道中心线重合，第一层拱架高出回填层设计标高5cm，定位好第一层拱架后，按照拱架设计图纸向上进行拼装，拱架之间采用螺栓连接，拱架安装完毕后，通过从顶部正中位置吊垂球的方法来检查调整拱架的位置。经检查符合要求后，拧紧拱架连接板的螺栓和扣紧纵向联结钢管。
拱架安设并经检查无误后，再进行模板安装。为保证模板间的接缝密贴，防止砼的浆液向外渗漏，钢模板之间采用U形卡或螺栓进行连接。
（4）拱墙混凝土浇筑
拱墙混凝土浇筑时，应从两侧向中间同步分层浇筑，采用小型附着式平板捣固器进行捣固。模板上留观察孔，时刻注意混凝土浇筑界面，混凝土尽量浇满。
3.3拱架拆除
拱部混凝土达到设计强度后，方可拆除拱架，按照“先装后拆，后装先拆”的原则，顺序拆除。
3.4监控量测
监测项目有：拱顶沉降、洞内收敛、地表和管线沉降。
二衬施工前，重新布设监测点，监测点间距5m，保证每段施工时至少有两个监测点。从破除临时支撑开始进行监测，直至二衬完成。本工程二衬施工期间监测数据均在可控范围内，无预警点。
4、工法分析
4.1缩短工期
由于拱架安拆方便快捷，提高了施工速度，经试验证明，每施工段的二衬施工时间与破除临时支撑时间基本一致，可以更好的组织等节拍流水施工，缩短了施工工期。
4.2确保质量
拱架在加工厂根据设计断面图纸定制，在安装时，只要控制好拱架中心线和第一层拱架标高，再进行微调，就可以保证整个隧道的断面尺寸，达到设计和规范要求。
4.3节约费用
本工程有多种断面形式，将拱架的平直部分设计成通用型号，既能确保各个断面拱架的正常使用，又能减少拱架的浪费。
5、结论
本工程采用拱架提高了施工进度，解决了多种断面二衬施工的难题，确保了施工质量，对以后同类工程的施工有一定借鉴作用。
关键词：大断面，二次衬砌施工
中图分类号：TU74文献标识码： A
1、工程概况
平乐园站～九龙山站区间南起平乐园站，沿西大望路向北到达九龙山站。区间全长693.02米，覆土深度为12.6m～18m，隧道主要穿越中粗砂层。本区间右线为双线单洞大断面，断面种类有B断面（断面尺寸为12.850*9.975m）、F断面（断面尺寸为10.400*8.600m）、G断面（断面尺寸为11.000*7.830m）、H断面（断面尺寸为12.000*9.380m）、I断面（断面尺寸为11.600*8.830m）、L断面（断面尺寸为10.400*9.700m）。初支为格栅钢架+C25喷射混凝土，厚度350mm。
2、拱架设计
根据大断面设计图纸，采用加工厂定做的工字钢定型拱架，拱架中间平直部分采用20a工字钢，弧形部分采用10mm钢板组合成的H型钢，针对多种大断面的情况，将中间平直部分的拱架设计成通用型号，节约费用。拱架沿隧道方向每榀间距1.2m，用钢管连接，保证稳定性。模板采用3012的组合钢模板。（见图1）
图1 大断面二衬施工拱架图
拱架受力计算（以最大断面B断面为例）：
拱部（H型钢）强度和变形计算：
δ= Mmax/W=28.71*106/229300=125.2MPa<215MPa
ε=3.27mm
σ=94200/（0.716×3555） = 37 N/mm2< [f] = 215.000（竖向）
σ=146500/（0.434×3555）= 95 N/mm2< [f] = 215.000（横向）
拱架受力满足要求。
3、二衬施工
大断面二衬施工顺序：先施工仰拱，再施工边墙与拱部，每段施工长度8~10m。
3.1仰拱二衬施工
（1）临时支撑破除
对隧道底部进行清理，并破除临时中隔壁下部部分，破除高度比仰拱高20cm左右，只破除初支混凝土，保留格栅钢架。
（2）防水及钢筋施工
对基面进行处理，补平欠挖部分，凿除鼓包，割除钢筋、铁丝、钢管等尖锐突出物，并用水泥砂浆覆盖，达到防水施工要求。未割除格栅钢架部位采用非固化橡胶沥青防水涂料作防水层，其余部位按设计要求铺设防水板。
防水板完成后，进行仰拱钢筋安装。钢筋安装时，测量人员先放出隧道中线和边线位置，用以确定预留钢筋的定位，保证后续边墙钢筋的正确连接。
（3）仰拱混凝土浇筑
仰拱二衬混凝土可超前施工，每次浇筑30m。仰拱完成后，继续浇筑回填层混凝土。
3.2边墙与拱部二衬施工
（1）临时支撑破除
仰拱混凝土达到一定强度后，破除两侧洞临时支撑和拱顶处的临时中隔壁，割除格栅钢架，临时支撑每段破除8~10m。
临时支撑破除时，对已完成的两侧墙防水板必须进行保护，防止钢筋头和焊渣对防水板破坏。
（2）防水和钢筋施工
防水施工前，对临时支撑根部割除部位重点处理，割除多余钢筋和注浆小导管，补喷混凝土。接续仰拱防水板继续向上施做防水，由于边墙和拱部为凹面，防水板不能拉的过紧，必须留有一定富余量，保持紧贴初支混凝土，避免混凝土浇筑时崩裂防水板。
防水板完成后，按设计要求安装拱墙钢筋，拱墙钢筋与仰拱预留钢筋采用直螺纹连接。
（3）拱架、模板施工
测量人员放出隧道中心线和仰拱回填层设计标高，每榀拱架的中线与隧道中心线重合，第一层拱架高出回填层设计标高5cm，定位好第一层拱架后，按照拱架设计图纸向上进行拼装，拱架之间采用螺栓连接，拱架安装完毕后，通过从顶部正中位置吊垂球的方法来检查调整拱架的位置。经检查符合要求后，拧紧拱架连接板的螺栓和扣紧纵向联结钢管。
拱架安设并经检查无误后，再进行模板安装。为保证模板间的接缝密贴，防止砼的浆液向外渗漏，钢模板之间采用U形卡或螺栓进行连接。
（4）拱墙混凝土浇筑
拱墙混凝土浇筑时，应从两侧向中间同步分层浇筑，采用小型附着式平板捣固器进行捣固。模板上留观察孔，时刻注意混凝土浇筑界面，混凝土尽量浇满。
3.3拱架拆除
拱部混凝土达到设计强度后，方可拆除拱架，按照“先装后拆，后装先拆”的原则，顺序拆除。
3.4监控量测
监测项目有：拱顶沉降、洞内收敛、地表和管线沉降。
二衬施工前，重新布设监测点，监测点间距5m，保证每段施工时至少有两个监测点。从破除临时支撑开始进行监测，直至二衬完成。本工程二衬施工期间监测数据均在可控范围内，无预警点。
4、工法分析
4.1缩短工期
由于拱架安拆方便快捷，提高了施工速度，经试验证明，每施工段的二衬施工时间与破除临时支撑时间基本一致，可以更好的组织等节拍流水施工，缩短了施工工期。
4.2确保质量
拱架在加工厂根据设计断面图纸定制，在安装时，只要控制好拱架中心线和第一层拱架标高，再进行微调，就可以保证整个隧道的断面尺寸，达到设计和规范要求。
4.3节约费用
本工程有多种断面形式，将拱架的平直部分设计成通用型号，既能确保各个断面拱架的正常使用，又能减少拱架的浪费。
5、结论
本工程采用拱架提高了施工进度，解决了多种断面二衬施工的难题，确保了施工质量，对以后同类工程的施工有一定借鉴作用。