上海地鐵車(chē)站盾構(gòu)工作井蓋挖逆作施工技術(shù)

1、上海地鐵車(chē)站盾構(gòu)工作井蓋挖逆作施工技術(shù)【 摘 要】以上海地鐵 2 號(hào)線虹橋臨空?qǐng)@區(qū)站盾構(gòu)工作井工程為例, 介紹了蓋挖逆作法施工工藝及關(guān)鍵技術(shù)措施, 該工藝對(duì)地鐵深基坑提高施工效率, 節(jié)約工期, 減少基坑變形, 降低施工風(fēng)險(xiǎn)等方面具有一定的 參考 價(jià)值?！?關(guān)鍵詞】地鐵車(chē)站 盾構(gòu)工作井 蓋挖逆作 施工工藝0 引言 地下基坑通常有以下幾種施工 方法 : 明挖法、新奧法、淺埋暗挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法等。暗挖法在技術(shù)上我國(guó)走在世界的前列, 一般在繁華的市區(qū), 不中斷 交通 , 減少對(duì)城市人民生活的干擾, 特別是在地下水位較深、不需要降水的條件下采用。明挖法是最常用、 應(yīng)用 最廣泛的一種施工方法, 該法施

2、工簡(jiǎn)單、安全、快速、造價(jià)較低, 但對(duì)城市生活干擾大, 限制因素較多。蓋挖法是修建地鐵的重要使用方法, 通過(guò)合理組織施工及疏導(dǎo)交通可以做到基本上不 影響 交通, 在北京、上海、南京、廣州等都有成功的經(jīng)驗(yàn), 并逐漸成為我國(guó)地下工程施工中重要的施工方法, 但在高水位、飽和的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中修建地下深基坑較為少見(jiàn)。上海地鐵 2 號(hào)線虹橋臨空?qǐng)@區(qū)站的主體結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工, 北盾構(gòu)井采用蓋挖逆作法施工。1 工程概述 上海地鐵 2 號(hào)線虹橋臨空?qǐng)@區(qū)站位于上海市長(zhǎng)寧區(qū)天山西路南側(cè), 協(xié)和路與淞虹路兩路口之間, 車(chē)站設(shè)計(jì)總長(zhǎng)為454.954 m, 標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)凈寬為 18.6 m, 車(chē)站地下連續(xù)墻厚800

3、mm, 西端頭井墻深為 33 m, 標(biāo)準(zhǔn)段墻深為 29.5 m, 東端頭墻深為 31 m, 設(shè)有 3 個(gè)風(fēng)道和 5 個(gè)出入口。該車(chē)站為地下兩層雙跨單柱框架結(jié)構(gòu), 島式車(chē)站, 車(chē)站埋深 15.195 m( 至站臺(tái)有效長(zhǎng)度中線的底板底) 。 北盾構(gòu)井位于車(chē)站北側(cè) 14 軸到 17 軸之間, 為二期工程預(yù)留的盾構(gòu)井。北盾構(gòu)井設(shè)置在車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段上, 向外擴(kuò)大凸出約 14 m, 因此, 北盾構(gòu)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)已緊貼施工圍檔, 圍檔外就是車(chē)輛頻繁通行的道路, 而且北盾構(gòu)井基坑距天山電話分局 4 層樓房很近, 只有 10 m左右。保護(hù)天山電話分局 4層樓房的安全及圍擋處道路交通暢通, 是北盾構(gòu)井施工的重難點(diǎn)。 北盾

4、構(gòu)井長(zhǎng)度約 23 m, 寬度 14 m 左 右 , 開(kāi)挖 深 度17.2 m。為了保護(hù)天山電話分局, 東西向設(shè)置了一道隔斷墻,隔斷墻南側(cè)結(jié)構(gòu)已完成。隔斷墻以北部分工程量較小, 長(zhǎng)度約 22 m, 寬度 59 m, 土方量 2 000 m3, 破除隔斷墻鋼筋混凝土 220 m3。施工主要包括土方開(kāi)挖、支撐, 頂、中、底板及邊墻鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工, 盾構(gòu)鋼環(huán)安裝等。2 方案確定 虹橋臨空?qǐng)@區(qū)站北盾構(gòu)井原設(shè)計(jì)方案采用明挖順作施工, 自上而下需要設(shè)置 5 道鋼支撐。由于隔斷墻厚 600 mm,剛度不大, 且南側(cè)已開(kāi)挖完成, 并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)施工, 其中隔斷墻南側(cè)頂板、中板為預(yù)留吊裝孔, 不能直接提供支反力

5、。如采用 5 道鋼支撐則支撐效果欠佳, 基坑變形較大, 不利于保護(hù)天山電話分局及坑外交通要道的安全穩(wěn)定。 鑒于此種情況, 經(jīng)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工承包商研討后達(dá)成一致意見(jiàn), 調(diào)整原設(shè)計(jì)方案, 改明挖順作施工為蓋挖逆作施工。逆作法施工, 其先決條件必須要有支撐頂板、中板載荷的可靠的支承力, 由于北盾構(gòu)井剩余部分尺寸較小, 四周均已預(yù)埋與板相連的接駁器, 同時(shí)設(shè)置的框架梁與連續(xù)墻以接駁器方式連接, 缺損的接駁器由植筋方式補(bǔ)足, 支承頂板和中板的支承力非?？煽? 因此采用蓋挖逆作法施工。3 施工方案 首先將土方包括隔斷墻破 除至 頂 板下 10 cm, 施 工10 cm厚的 C20 細(xì)石混凝土底模

6、, 仔細(xì)抹平抹光, 達(dá)到一定強(qiáng)度后, 表面涂刷脫模劑, 然后綁扎鋼筋, 進(jìn)行頂板及頂框架梁澆混凝土, 并噴水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到 80%90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí),開(kāi)挖頂板以下土方, 破除頂板以下隔斷墻至中板以下 10cm, 同時(shí)鑿除頂板以下底模; 然后施作中板細(xì)石混凝土底模, 涂刷脫模劑, 進(jìn)行中板及中框架梁施工。待中板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 80%90% 時(shí), 開(kāi)挖中板以下土方, 破除中板以下隔斷墻, 同時(shí)鑿除中板底模; 下挖至底板下 20 cm后,施工底板墊層及底板。最后施工邊墻, 邊墻施工順序?yàn)? 先站臺(tái)層邊墻, 安裝盾構(gòu)鋼環(huán); 再施工站廳層邊墻。4 施工工藝4.1 第一分層土方開(kāi)挖及頂板頂框架梁施

7、工4.1.1 開(kāi)挖 采用蓋挖逆作法施工, 第一分層土方開(kāi)挖與明挖順作相同,即用普通的液壓反鏟挖掘機(jī)由西向東開(kāi)挖, 渣土從福泉路運(yùn)出。機(jī)械開(kāi)挖標(biāo)高至底模底面以上 2030 cm, 下部2030 cm采用工人開(kāi)挖抄平, 準(zhǔn)確控制標(biāo)高。同時(shí)破除隔斷墻至底模底面標(biāo)高。詳見(jiàn)圖 1、圖 2、圖 3、圖 4。 由于剩余部分結(jié)構(gòu)中間為盾構(gòu)吊裝孔, 吊裝孔部分不需施工底模, 可將吊裝孔中間深挖 3050 cm, 將四周積水引到中間集水井排出地表。這樣可以將吊裝孔周邊土體積水排出, 保證四周底模施工時(shí), 基底土體含水量減少, 可以提高土體強(qiáng)度。如果圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏, 必須及時(shí)封堵, 防止?jié)B漏水浸泡土體。施工 C20

8、細(xì)石混凝土底模時(shí), 基底有爛泥, 必須工人鏟除, 換填干土或填砂。4.1.2 底模施工 底模施工包括梁模、邊墻模及板底模施作。底模 C20 細(xì)石混凝土厚 810 cm, 表面要求抹平、抹光, 棱角清晰, 尺寸準(zhǔn)確。底模施工完后, 注意保護(hù), 在未硬化前, 不允許人工踩踏。底模標(biāo)高誤差±1 cm。底模硬化后, 涂刷脫模劑, 待脫模劑干燥后, 再進(jìn)行鋼筋綁扎, 綁扎鋼筋過(guò)程中, 盡量減少人工踩踏, 避免損壞脫模劑涂層。4.1.3 鋼筋綁扎 施工方案采用自上而下施作頂板、中板、底板, 最后施工邊墻。邊墻先施工站臺(tái)層, 后施工站廳層。板、頂鋼筋綁扎按設(shè)計(jì)配筋圖布筋。邊墻因分兩次施工,

9、 在施工板鋼筋時(shí), 頂板下部必須預(yù)留邊墻及柱鋼筋, 預(yù)留鋼筋必須長(zhǎng)短間隔錯(cuò)開(kāi)排列, 以保證鋼筋接頭錯(cuò)開(kāi)距離不小于 500 mm, 短鋼筋板下預(yù)留長(zhǎng)度不小于 400 mm, 長(zhǎng)鋼筋板下預(yù)留長(zhǎng)度 1 000 mm。鋼筋規(guī)格, 排列間距按設(shè)計(jì)圖要求。邊墻及柱預(yù)留鋼筋, 按長(zhǎng)度要求下好料, 安裝時(shí), 在梁槽底部、柱坑底部的模板孔中, 用錘打入土中, 注意控制鋼筋垂直度及標(biāo)高位置。4.1.4 混凝土澆筑及施工縫防水 頂板、中板、底板混凝土和邊墻混凝土由于分次澆搗, 因而, 站臺(tái)層邊墻, 站廳層邊墻均存在上下兩道水平施工縫, 下部施工縫采用鋼板膩?zhàn)又顾畮Х浪? 與明挖順作方式相同。上部一道水平施工縫采用膨

10、脹膩?zhàn)又顾畻l防水。為了克服上一道水平施工縫接觸面混凝土難以充滿、難以澆搗的弊端,在頂板、中板邊墻部位每隔 1.21.5 m預(yù)留 120150 mm澆搗孔, 上通板上過(guò)預(yù)留孔澆搗邊墻混凝土, 實(shí)踐證明, 該 方法 能保證上部水平施工縫部位混凝土密實(shí)及接縫的嚴(yán)密, 保證防水效果。4.2 第二分層土方開(kāi)挖及中板中框架梁施工 第二分層土方開(kāi)挖, 必須在頂板( 梁) 的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 80%90% 后, 才能進(jìn)行。首先在吊裝預(yù)留孔中, 用伸縮臂或長(zhǎng)臂挖掘機(jī), 下挖 1.8 m左右, 預(yù)留吊裝孔四周土方用工人鏟到吊裝孔中, 以便于挖機(jī)直接將土挖到地面裝車(chē)。開(kāi)挖頂板以下土方時(shí), 同時(shí)要破除頂板下的底模,

11、 底模懸空長(zhǎng)度不能超過(guò) 1 m, 防止底模脫落砸傷人員, 確保安全。先開(kāi)挖 1.8 m高度, 目的是便于人工脫底模。脫底模鋼釬應(yīng)加工成扁鑿, 防止脫模時(shí), 鑿壞頂板混凝土。底模破除后, 再往下開(kāi)挖至中板以下 10 cm左右, 施作中板底模。應(yīng)說(shuō)明的是, 在土方開(kāi)挖時(shí), 盡量作到同步破除隔斷墻 , 加快施工進(jìn)度。為了排除底部積水, 吊裝孔中多挖深 3050cm。中板下底模施工, 鋼筋綁扎, 混凝土澆搗及施工縫防水方式同頂板。4.3 第三分層土方開(kāi)挖及底板施工 當(dāng)中板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 80% 90% 時(shí), 開(kāi)挖第三分層土方, 第三分層土方開(kāi)挖、墊層和底板施工同第二分層。4.4 邊墻施工 底板

12、施工完以后, 強(qiáng)度達(dá)到 1.2 MPa 以上, 即可施工站臺(tái)層邊墻, 安裝盾構(gòu)鋼環(huán)。站臺(tái)層邊墻完成后, 再施工站廳層邊墻。邊墻施工采用鋼模 900 mm×1 500 mm, 對(duì)拉螺栓14 mm。對(duì)拉螺栓用三角鐵片與連續(xù)墻主筋焊接, 焊接必須牢固可靠, 嚴(yán)格檢查。邊墻鋼筋及柱鋼筋接長(zhǎng)采用電渣壓力焊。邊墻鋼筋與板下預(yù)留鋼筋連接時(shí), 采用焊接或綁扎, 綁扎搭接長(zhǎng)度必須達(dá)到規(guī)范錨固長(zhǎng)度。 邊墻混凝土澆搗是施工的關(guān)鍵。要振搗好, 保證混凝土密實(shí)。采取如下施工方法: ( 1) 站臺(tái)層邊墻相對(duì)較高, 約 7 m。先立下部模板, 立至距中板 1 m左右, 在中板下澆注混凝土和進(jìn)行振搗, 確保

13、下部混凝土振搗密實(shí)。 ( 2) 下部混凝土澆完, 迅速將上部的模板立好對(duì)拉螺栓固定, 再?gòu)闹邪孱A(yù)留的澆注孔中, 將混凝土澆入, 并進(jìn)行振搗, 這樣利用 0.7 m高的混凝土壓力差將施工縫充滿、密貼。要求周密組織, 模板工足夠, 能盡快將上部模板立好, 在下部混凝土初凝之前, 澆搗上部混凝土。站廳層邊墻施工方法與站臺(tái)層相同。5 施工關(guān)鍵措施 ( 1) 基坑距天山電話分局 4 層樓較近, 在施工期間, 加強(qiáng)對(duì)電話分局 4 層房屋監(jiān)測(cè), 加密頻率。 ( 2) 基坑緊貼圍擋, 圍擋外就是主要 交通 道路, 車(chē)輛很多, 如果車(chē)輛碰撞圍擋, 圍擋就會(huì)砸入基坑內(nèi), 發(fā)生安全事故。為此, 在緊貼基礎(chǔ)的圍擋上, 懸掛警示燈光信號(hào)及彩燈,以提醒駕車(chē)司機(jī)小心。 ( 3) 加快施工進(jìn)度, 快挖快施工層板結(jié)構(gòu), 減小基坑形變, 保護(hù)電話分局房屋安全。 ( 4) 連續(xù)墻預(yù)埋的板、梁鋼筋接駁器, 缺損的必須植筋補(bǔ)足。 ( 5) 在挖掘機(jī)作業(yè)范圍內(nèi), 嚴(yán)禁在其下方進(jìn)行混凝土破除或其他作業(yè)。 ( 6) 北盾構(gòu)井邊墻未施工前, 北盾構(gòu)井的頂板、中板嚴(yán)禁堆載。 ( 7) 破除隔斷墻, 盾構(gòu)孔部分梁、板處于懸