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[摘 要] 针对轨道交通站区间隧道中间井施工工程在施工过程中的技术要点和问题,以上海轨道交通10号线龙柏新村站上的龙溪路站区间隧道中间井施工为借鉴,浅析中间井的施工技术,以及在工程中的注意事项。从成槽设备选取、钻孔辅助成槽、在导墙处加设支撑、分阶段施工连续墙等施工技术方面进行介绍,同时也对施工中可能出现的某些接缝渗漏封堵问题的解决方法进行了相关分析。
[关键词] 区间隧道;中间井;施工技术
针对现在城市轨道交通站区间隧道中间井的施工难度较大、安全风险较高、但是却又普遍工期非常紧的工程现状,通过在技术上进行不断的完善与创新,以实现安全却又快速施工的目的[1]。从成槽设备的认真选取与相应施工方法的合理选择,到成槽工艺的辅助方法,再到导墙的支撑方式、连续墙的施工方法、土泥浆的使用,直至最后的接头防渗处理,每一个阶段的施工方案都仔细斟酌完善,最终实现了工程的快速安全完成。
对于中间井的施工技术,参照上海轨道交通10号线上的龙溪路站区间隧道中间井施工方案,主要可以提取出以下几个部分[2]。
一、 成槽设备的选取
首先要选择合理正确的成槽设备,就一定要先对场区的地貌类型有一个正确的判断。所以应该先对施工场区进行实地勘测,然后将施工场区按成因类型、土层结构及其性状特征来划分层次,分析各土层分布稳定与否,拿出施工场区的土层力学性质表,最后再根据考察的结果——土层力学性质表来进行成槽设备的合理选择。就拿上海轨道交通10号线上的龙溪路站区间隧道中间井施工场区来说,施工场区的第七层土层是草黄—灰色粉细砂,该层土质非常坚硬,标贯最高击数达40击,这时如若采用常规液压抓斗工法施工,则闭斗抓土时会存在严重的斗体上浮现象,且成槽工效低下。这时便必须选择德国利勃海尔HS855HD型成槽机进行开挖作业,以保证成槽效率,并且必须同时提高施工速度,以减少槽孔的暴露时间,保证槽孔的稳定。
选择了合理的成槽设备以后,就要进行成槽的施工了,这个时候,我们就可以采用钻孔辅助成槽工艺了。针对穿越某些土层较厚的区域,我们可以采取在反力箱的位置钻先导孔的技术措施,通过钻孔使液压抓斗的斗齿直接伸入孔内进行成槽,从而提高地下连续墙的成槽效率,并可确保成槽端头的垂直度要求。钻先导孔可选用GPS20型钻机正循环钻进,反循环清孔。反循环清孔时要求将孔内泥浆全部置换成膨润土泥浆,钻进深度同地下连续墙深度。
二、井内施工
成槽施工完成后,就要进行井内施工,这时候我们可以在导墙处加设钢筋混凝土支撑。导墙的施工是用于将井内部与周围的土体隔开,但是这同时也将井内部变成了一个孤岛,很不稳定。无论是重型设备行走、停置或者液压千斤顶顶拔反力箱时,井内部都有可能发生沉降,给工程施工带来不利影响。因此,我们需要在导墙处加设钢筋混凝土支撑,以维持井内部的稳定环境。而钢筋混凝土支撑要根据施工顺序,设置在接头装置的外侧,这样既可以避免在成槽时挖掉支撑,又可以保证在顶拔反力箱过程中导墙能够更稳定。
为了增加井内部的稳定性,我们还可以继续采取分阶段施工地下连续墙的方法。分段施工地下连续墙的方法主要就是说,当我们在施工一边的地下连续墙时,另一边未进行施工的连续墙则需要先用钢筋混凝土板将导墙两侧的路面连接起来。这一边的地下连续墙施工完成后,即该边地下连续墙混凝土进入导墙,将导墙和两边路面进行了连接后,这时候,再凿除另一边连接的钢筋混凝土板,并开始施工该侧的地下连续墙。这种分段施工地下连续墙的方法增加了井内部的稳定性,也就同时保证了施工人员以及路面周围建筑、人群的安全,大大提高了工程的安全性。
三、工期的设计
城市轨道交通站隧道中间井的工期一般比较紧,所以对于施工人员来说,对工期的长短的考虑也是非常重要的,既需要保证工程的安全性、工程的最终质量,同时也需要考虑工期的长短。这时我们就可以采取缩短槽段分幅的施工方式,来达到缩短工期的目的。依然是上海轨道交通10号线上的龙溪路站区间隧道中间井应用的例子,龙溪路站区间隧道中间井原设计地下连续墙分幅为4.25m,转角位置最大达到了5.85m。这时,为了加快地下连续墙的施工速度 确保周边环境安全及有利于钢笼的起吊安全,相关工程负责人便将先行幅幅宽改为2.3m,同时将其他分幅宽度控制在3.0~4.6m宽度不等,由原有的14幅改为18幅,通过缩短分幅,一方面有效的利用了槽段开挖后形成的土拱效应,减少了槽壁坍:而另一方面,因为分幅的缩短,各道工序的施工时间也就相应的缩短了,这样有利于成槽的稳定,也确保了施工质量[3]。
四、泥浆选择
上海轨道交通10号线上的龙溪路站区间隧道中间井的地下连续墙成槽深度达61m 虽上部土层没有流变型砂质粉土,但地面以下30m就进入草黄—灰色粉细砂层土,该层土的硬度值高、成槽困难,又容易径缩。因为地下墙深,而各道工序施工时间又长,这就造成了槽孔长时间暴露,很容易引起沉碴增厚和槽段失稳等问题。由于常规泥浆在地下连续墙施工中,尤其是在超深地下连续墙施工中,护壁性能、携碴能力、稳定性,以及回收处理等方面存在着不足,已经不能应对此类较深中间井地下连续墙的需求。因此,选用新型的复合钠基膨润土是非常必要的,该膨润土是一种高造浆率,添加特制聚合物的200目钠基膨润土,能够解决常规泥浆所不能解决的大部分超深地下连续墙的施工问题,并且适合于各种土层。
龙溪路站区间隧道中间井采用了地下连续墙接头采用十字止水钢板接头形式。由于基坑开挖到了30m的深度,所以如果一旦发生了围护接缝渗漏水的险情,要进行堵漏就会变得极其的困难,这将会给基坑安全和周边环境带来致命的问题。因此,对十字止水钢板接头施工进行优化是十分关键的。于是施工人员将十字钢板和钢筋笼制作为整体进行起吊、沉放形式,以确保地下连续墙的接头质量。由于十字钢板存在,故使浇灌时的混凝土不和接头装置直接接触,确保了反力箱的安全起拔。
五、接头防渗处理
在中间井的施工中,如果槽段超深,那么即使有反力箱直接保护十字止水钢板,但是超长反力箱和十字钢板却很难完全紧密贴合。在浇灌混凝土的过程中, 混凝土砂浆往往会从反力箱和十字钢板夹缝内进入,继而与土体、石子混合结牢,以至于地下连续墙接头就形成了夹泥,成为基坑开挖后渗漏水的渠道。这个时候就需要清除接头的夹泥,而清除接头夹泥的措施有以下几点:
1、拔出反力箱后,立即紧贴十字钢板成槽,然后装上特制的液压抓斗铲刀,铲除十字钢板两仓混合附着物。
2、加强清孔力度,将含砂量多的泥浆抽除,降低泥浆中的含砂量。
3、保持泥浆黏度>30s使砂能较长时间悬浮在泥浆中,避免在浇灌混凝土过程中大量沉淀流向接头处,影响混凝土浇灌速度。
4、在泥浆系统中设置泥浆分离系统,回收泥浆均需通过泥浆分离系统中的震动筛和旋流器,将小颗粒的粉土分离出来,使回收分离后的泥浆含砂量<4%回收除砂后的泥浆,经循环池调整成可使用泥浆。
总结:
目前城市轨道交通站区间隧道中间井的施工难度较大、安全风险较高、但是却又普遍工期非常紧的工程现状,必须在技术上进行不断的完善与创新,才能实现安全却又快速施工的目的
参考文献:
[1]唐亮,吴敏之,城市地铁隧道安全快速施工技术[J],2009,(10),第五期
[2]徐国庆,轨道交通站区间隧道中间井施工技术[J],2010,(6),第三期
[3]徐国庆,上海轨道交通10号线龙溪路站基坑工程施工技术[J],2010(6)
[4]王健,李晓锋,隧道穿越软~流塑段地层施工技术[J],2008,第五期 ■
[关键词] 区间隧道;中间井;施工技术
针对现在城市轨道交通站区间隧道中间井的施工难度较大、安全风险较高、但是却又普遍工期非常紧的工程现状,通过在技术上进行不断的完善与创新,以实现安全却又快速施工的目的[1]。从成槽设备的认真选取与相应施工方法的合理选择,到成槽工艺的辅助方法,再到导墙的支撑方式、连续墙的施工方法、土泥浆的使用,直至最后的接头防渗处理,每一个阶段的施工方案都仔细斟酌完善,最终实现了工程的快速安全完成。
对于中间井的施工技术,参照上海轨道交通10号线上的龙溪路站区间隧道中间井施工方案,主要可以提取出以下几个部分[2]。
一、 成槽设备的选取
首先要选择合理正确的成槽设备,就一定要先对场区的地貌类型有一个正确的判断。所以应该先对施工场区进行实地勘测,然后将施工场区按成因类型、土层结构及其性状特征来划分层次,分析各土层分布稳定与否,拿出施工场区的土层力学性质表,最后再根据考察的结果——土层力学性质表来进行成槽设备的合理选择。就拿上海轨道交通10号线上的龙溪路站区间隧道中间井施工场区来说,施工场区的第七层土层是草黄—灰色粉细砂,该层土质非常坚硬,标贯最高击数达40击,这时如若采用常规液压抓斗工法施工,则闭斗抓土时会存在严重的斗体上浮现象,且成槽工效低下。这时便必须选择德国利勃海尔HS855HD型成槽机进行开挖作业,以保证成槽效率,并且必须同时提高施工速度,以减少槽孔的暴露时间,保证槽孔的稳定。
选择了合理的成槽设备以后,就要进行成槽的施工了,这个时候,我们就可以采用钻孔辅助成槽工艺了。针对穿越某些土层较厚的区域,我们可以采取在反力箱的位置钻先导孔的技术措施,通过钻孔使液压抓斗的斗齿直接伸入孔内进行成槽,从而提高地下连续墙的成槽效率,并可确保成槽端头的垂直度要求。钻先导孔可选用GPS20型钻机正循环钻进,反循环清孔。反循环清孔时要求将孔内泥浆全部置换成膨润土泥浆,钻进深度同地下连续墙深度。
二、井内施工
成槽施工完成后,就要进行井内施工,这时候我们可以在导墙处加设钢筋混凝土支撑。导墙的施工是用于将井内部与周围的土体隔开,但是这同时也将井内部变成了一个孤岛,很不稳定。无论是重型设备行走、停置或者液压千斤顶顶拔反力箱时,井内部都有可能发生沉降,给工程施工带来不利影响。因此,我们需要在导墙处加设钢筋混凝土支撑,以维持井内部的稳定环境。而钢筋混凝土支撑要根据施工顺序,设置在接头装置的外侧,这样既可以避免在成槽时挖掉支撑,又可以保证在顶拔反力箱过程中导墙能够更稳定。
为了增加井内部的稳定性,我们还可以继续采取分阶段施工地下连续墙的方法。分段施工地下连续墙的方法主要就是说,当我们在施工一边的地下连续墙时,另一边未进行施工的连续墙则需要先用钢筋混凝土板将导墙两侧的路面连接起来。这一边的地下连续墙施工完成后,即该边地下连续墙混凝土进入导墙,将导墙和两边路面进行了连接后,这时候,再凿除另一边连接的钢筋混凝土板,并开始施工该侧的地下连续墙。这种分段施工地下连续墙的方法增加了井内部的稳定性,也就同时保证了施工人员以及路面周围建筑、人群的安全,大大提高了工程的安全性。
三、工期的设计
城市轨道交通站隧道中间井的工期一般比较紧,所以对于施工人员来说,对工期的长短的考虑也是非常重要的,既需要保证工程的安全性、工程的最终质量,同时也需要考虑工期的长短。这时我们就可以采取缩短槽段分幅的施工方式,来达到缩短工期的目的。依然是上海轨道交通10号线上的龙溪路站区间隧道中间井应用的例子,龙溪路站区间隧道中间井原设计地下连续墙分幅为4.25m,转角位置最大达到了5.85m。这时,为了加快地下连续墙的施工速度 确保周边环境安全及有利于钢笼的起吊安全,相关工程负责人便将先行幅幅宽改为2.3m,同时将其他分幅宽度控制在3.0~4.6m宽度不等,由原有的14幅改为18幅,通过缩短分幅,一方面有效的利用了槽段开挖后形成的土拱效应,减少了槽壁坍:而另一方面,因为分幅的缩短,各道工序的施工时间也就相应的缩短了,这样有利于成槽的稳定,也确保了施工质量[3]。
四、泥浆选择
上海轨道交通10号线上的龙溪路站区间隧道中间井的地下连续墙成槽深度达61m 虽上部土层没有流变型砂质粉土,但地面以下30m就进入草黄—灰色粉细砂层土,该层土的硬度值高、成槽困难,又容易径缩。因为地下墙深,而各道工序施工时间又长,这就造成了槽孔长时间暴露,很容易引起沉碴增厚和槽段失稳等问题。由于常规泥浆在地下连续墙施工中,尤其是在超深地下连续墙施工中,护壁性能、携碴能力、稳定性,以及回收处理等方面存在着不足,已经不能应对此类较深中间井地下连续墙的需求。因此,选用新型的复合钠基膨润土是非常必要的,该膨润土是一种高造浆率,添加特制聚合物的200目钠基膨润土,能够解决常规泥浆所不能解决的大部分超深地下连续墙的施工问题,并且适合于各种土层。
龙溪路站区间隧道中间井采用了地下连续墙接头采用十字止水钢板接头形式。由于基坑开挖到了30m的深度,所以如果一旦发生了围护接缝渗漏水的险情,要进行堵漏就会变得极其的困难,这将会给基坑安全和周边环境带来致命的问题。因此,对十字止水钢板接头施工进行优化是十分关键的。于是施工人员将十字钢板和钢筋笼制作为整体进行起吊、沉放形式,以确保地下连续墙的接头质量。由于十字钢板存在,故使浇灌时的混凝土不和接头装置直接接触,确保了反力箱的安全起拔。
五、接头防渗处理
在中间井的施工中,如果槽段超深,那么即使有反力箱直接保护十字止水钢板,但是超长反力箱和十字钢板却很难完全紧密贴合。在浇灌混凝土的过程中, 混凝土砂浆往往会从反力箱和十字钢板夹缝内进入,继而与土体、石子混合结牢,以至于地下连续墙接头就形成了夹泥,成为基坑开挖后渗漏水的渠道。这个时候就需要清除接头的夹泥,而清除接头夹泥的措施有以下几点:
1、拔出反力箱后,立即紧贴十字钢板成槽,然后装上特制的液压抓斗铲刀,铲除十字钢板两仓混合附着物。
2、加强清孔力度,将含砂量多的泥浆抽除,降低泥浆中的含砂量。
3、保持泥浆黏度>30s使砂能较长时间悬浮在泥浆中,避免在浇灌混凝土过程中大量沉淀流向接头处,影响混凝土浇灌速度。
4、在泥浆系统中设置泥浆分离系统,回收泥浆均需通过泥浆分离系统中的震动筛和旋流器,将小颗粒的粉土分离出来,使回收分离后的泥浆含砂量<4%回收除砂后的泥浆,经循环池调整成可使用泥浆。
总结:
目前城市轨道交通站区间隧道中间井的施工难度较大、安全风险较高、但是却又普遍工期非常紧的工程现状,必须在技术上进行不断的完善与创新,才能实现安全却又快速施工的目的
参考文献:
[1]唐亮,吴敏之,城市地铁隧道安全快速施工技术[J],2009,(10),第五期
[2]徐国庆,轨道交通站区间隧道中间井施工技术[J],2010,(6),第三期
[3]徐国庆,上海轨道交通10号线龙溪路站基坑工程施工技术[J],2010(6)
[4]王健,李晓锋,隧道穿越软~流塑段地层施工技术[J],2008,第五期 ■