地铁区间隧道穿越建筑物施工技术

邹朝阳

1 工程概况

1.1 工程简介

花八区间右线起始里程为K7+049.241,终点里程为K7+745.541。区间右线隧道在里程K7+574～K7+607段下穿土城河道管理所办公楼。

1.2 路面建(构)筑物

区间穿越土城河道管理所办公楼,该楼主体结构为地面三层,一层为四川孙鲶鱼饭店。正洞区间结构顶与土城河道管理所楼房条形基础距离9.13 m,北侧为区间左线隧道,线路中心距离15 m,南侧为小月河。

2 施工方案

施工方案示意图见图1。

2.1 施工技术措施

2.1.1 右线区间隧道穿越土城河道管理所办公楼施工技术措施

1)施工到设计里程,架设最后一榀格栅的同时对掌子面进行封端,封端的方法采用网喷混凝土墙配注浆锚管,在标准断面范围喷混凝土封闭,以便后期破除。2)施工前加强隧道两侧地面降水井的降水。3)开挖前在隧道拱部施工φ 159@330 mm大管棚超前支护,边墙采用外插角30°的φ 42@330 mm,L=2.5 m小导管预注浆超前支护(每1.0 m一环)。4)环状开挖,保留核心土并采用C20喷射混凝土封闭掌子面,保持开挖面的稳定。5)设置锁脚锚管,减小拱顶下沉。

2.1.2 台阶法施工技术措施

1)采用大管棚、小导管超前支护。2)施工前提前降水,确保无水作业。3)加强监测,实施信息化施工,及时修正支护参数。

2.2 施工方法

2.2.1 台阶法施工

本标准断面段采用台阶法施工,施工里程为区间右线K7+564～K7+612。断面开挖尺寸为6 000 mm×6 330 mm,拱部采用大管棚与小导管注浆超前支护,小导管支护(每1.0 m一环);初支格栅间距0.50 m,250 mm厚C20网喷混凝土,300 mm厚C30防水钢筋混凝土。区间下穿楼房时采用打设大管棚和超前小导管联合支护,此段施工长度为48 m。首先沿全断面拱部开挖轮廓线外施作大管棚与小导管注浆超前支护,钢管采用φ 159 mm,壁厚8 mm的无缝钢管,环向间距每米3根,钢管内注水泥砂浆。小导管采用φ 42 mm,L=2 500,环向间距每米3根,纵向搭接1.5 m。小导管注浆参数为:浆液扩散半径按0.5 m;注浆材料为改性水玻璃;注浆压力为0.1 MPa～0.3 MPa。区间通过时加密初期支护格栅间距至0.5 m。然后开挖1部土体,初喷混凝土后架格栅,喷混凝土封闭1部,开挖进尺0.50 m,然后依次开挖2,3,4部土体,管棚布设及开挖步序见图2。

2.2.2 大管棚施工

1)导向架架立。大管棚施作前,应先安装导向架,导向架位置无误后,用C20喷射混凝土将导向架与工作室连成整体。喷混凝土前用棉纱将导向管封堵保护。2)钻机就位。移动钻机至钻孔部位,调整钻机高度,将钻杆放入导向管中,使导向管、钻机转轴和钻杆在一条直线上,并用仪器量测这一直线的角度。3)钻孔。经仪器量测,并在钻杆方向和角度满足设计要求后方可开钻。钻孔开始时选用低挡,待钻到一定深度后,退出、接钻杆,继续钻进。钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化,并保证钻机不移位。每钻进5 m要用仪器复核钻孔的角度是否正确,以确保钻孔方向。4)偏斜修正。a.钻孔偏斜过大时,采用特殊钻头等修正偏斜的方法进行修正。b.下管:下管前要预先按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号,以保证同一断面上的管接头数不超过50%。地质条件较差时,下管要及时、快速,以保证在钻孔稳定时将钢管送到孔底。前期靠人工送管,当阻力增大,人力无法送进时,借助钻机顶进。c.注浆:管棚施工完成一根,注浆一根,其目的是充填管棚,增加管棚的刚度。注浆时钢管尾部设止浆塞,并在止浆塞上设注浆孔和排气孔,当排气孔出浆后,应立即停止注浆。注水泥浆时,水灰比为0.5～1.0,注浆压力不大于 0.2 M Pa;注水泥砂浆时,灰砂比为1∶2～1∶2.5,注浆压力不小于0.2 MPa。

2.2.3 主要工序施工作业指导

1)注浆技术要点。a.采用多台注浆机同时注浆时,采用注浆跳3个～5个孔注浆,可节约注浆时间和保证注浆质量。b.注浆前应对注浆孔、管、泵系统进行注水试压,试水压力宜高于注浆终压0.2 MPa左右,保持1 min不漏水为宜。c.注浆(含注水)开泵前系统全部闸阀要打开,开泵后调节回浆(水)阀逐步控制高注浆压力,增加进浆量到预计进浆量(单位时间进浆量)。d.耗浆量的预计:按设计要求每米浆液消耗量计算到每孔耗浆和同时注浆孔数的耗浆量。e.随着注浆时间增长,注浆表压增加,到预定时间进浆总量与计算耗浆量相近,压力也达到或接近注浆终压这是理想状态。f.当浆液消耗已达设计标准,注浆压力较低,宜于提高浆液浓度(如水灰比0.5),注浆压力提高,单位时间进浆量迅速减小而结束。g.当围岩、土层致密,进浆量小,宜略提高注浆终压力和适当增加水灰比(如1∶1)以增加进浆量。h.结束注浆应先逐孔关闭孔口闸阀,逐步调节回浆阀(不准浆液回流)以避免泵压过高,爆管等事故,关闸后,卸下注浆软管,用清水冲洗备用。2)喷射混凝土施工。a.喷射作业时,应由专人负责,仔细检查接头喷射机等设备和机具是否耐损,接头断开等不良现象,确保各种机具处于良好状态时方可进行。b.进行喷射混凝土作业时,必须佩戴防护用品,如胶手套,防尘口罩,眼镜等。c.喷射混凝土施工作业中,要经常检查出料弯头、输料管和管路接头等有无磨薄、击或松脱现象,发现问题应及时处理。

3 监控量测

3.1 监测方法及监测频率

1)沉降监测。在开挖前,采用精密水准仪和钢尺按二级水准测量进行,包括地表沉降、周边建筑物沉降。首次观测时,适当增加测回数,一般取3次～5次的数据作为测点的初始读数。2)净空收敛监测。监测点在支护结构施工时埋设,在支护结构完成后最短时间内取得的读数为初始值,之后按前述监测频率要求进行日常监测。3)初支与二衬钢筋应力监测。将钢筋计串联焊接在被测主筋上,安装时应注意尽可能使钢筋计处于不受力状态,特别不应处于受弯状态,将钢筋计的导线逐段捆在邻近钢筋上,引到外露的测试匣中,喷混凝土或二衬混凝土施作后,检查钢筋计的电阻值和绝缘情况,做好引出线和测试匣的保护措施。

3.2 地表建筑物的控制标准

根据设计说明土城河道管理所办公楼基础的局部倾斜不超过0.003H,本工程监测管理执行基准值详见表1。

表1 监控量测管理基准值

4 质量保证措施

4.1 施工管理措施

1)隐蔽工程检查以班组检查与专职检查相结合。施工班组在下班前应对当天工程质量进行自检,对不符合质量要求的予以纠正。2)各工序工作完成后,由分管工序的技术人员、质检工程师组织工班长按有关技术规范要求进行检查,不合格的坚决返工。上道工序不合格不准开始下道工序施工。3)每道工序完成后并经自检合格后,邀请驻地监理工程师验收,并做好隐蔽工程验收记录和隐蔽工程检查签证资料的整理工作。所有隐蔽工程必须经监理工程师签证后才能进入下道工序施工。4)隐蔽工程施工过程中加强技术人员旁站监督并做好施工记录。隐蔽工程施工记录应有检查项目、技术要求及检查验收部位等,施工员和技术员、质检工程师、试验员均应在相应栏目签名。

4.2 建立技术交底制度

施工前,由主管工程师进行技术交底,讲清该技术标准、定位方法、几何尺寸、功能作用、施工方法、注意事项等,使施工人员在彻底明了施工对象的情况下投入施工。

[1] 冯 勇.长管棚技术在艺坡岭隧道施工中的应用[J].山西建筑,2009,35(10):330-331.