明挖法在地鐵車站施工中的應(yīng)用

明挖法在地鐵車站施工中的應(yīng)用

1車站地面高程皇花園站車站采用地下兩層單柱雙跨框架結(jié)構(gòu)。有效站長(zhǎng)180m，寬12.0m。這是島上的車站，左、右線之間的距離為15.2m。車站總長(zhǎng)262.5m，車站站臺(tái)中心里程為YCK11+115.659，地面高程約516.481m，站臺(tái)中心里程處覆土3.100m，底板埋深17.47m，標(biāo)準(zhǔn)段寬21.1m，車站頂板覆土2.751～3.100m，底板埋深17.307～19.297m。車站的主體結(jié)構(gòu)及相關(guān)附屬結(jié)構(gòu)在建設(shè)時(shí)均采用明挖法，其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用內(nèi)支撐體系。2鋼管支撐體系主體基坑采用工雙拼45b工字鋼，將鋼板焊接為鋼圍檁，將直徑609mm、壁厚16mm鋼管支撐作為基坑內(nèi)的支撐體系。在主體基坑的兩端擴(kuò)大端設(shè)置斜撐，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)段采用直撐體系，第一道鋼管在冠梁中部進(jìn)行支撐，第一、二道鋼支撐中心相距6.35m，第二、三道鋼支撐中心相距4.9m。第一道鋼支撐水平間距為6m，第二、三道鋼支撐水平間距為3m。2.1托架安裝前準(zhǔn)備第一道鋼支撐兩端位于冠梁側(cè)面上，放置前應(yīng)先確定每道鋼支撐的具體位置，并安裝Z型掛板，對(duì)掛板打孔便于掛在植入的鋼筋上。第二、三道鋼支撐在實(shí)施安裝前，應(yīng)確保鋼圍檁及其托架安裝到位，提前測(cè)量托架的位置。在起頂部標(biāo)高處做好標(biāo)記，確保托架托面與車站的縱向軸線保持平行，并將基坑兩側(cè)的托架對(duì)稱放置、標(biāo)高相同。2.2型鋼圍的安裝在安裝直撐前，首先根據(jù)施工要求計(jì)算所需管件長(zhǎng)度，然后在地面進(jìn)行預(yù)拼接，并檢查支撐的總長(zhǎng)、平整度等，保證其兩端中心線的偏差≤20mm。經(jīng)檢查符合施工標(biāo)準(zhǔn)后對(duì)各部位進(jìn)行編號(hào)，最后利用起重機(jī)將其吊裝到設(shè)計(jì)位置。吊裝前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)中的標(biāo)高要求在圍護(hù)樁上打眼并設(shè)置牛腿，通過焊接的方式設(shè)置型鋼圍檁。當(dāng)鋼支撐吊裝到相應(yīng)位置后，利用千斤頂向其施加一定的預(yù)加軸力，用鋼楔子塞緊加強(qiáng)其穩(wěn)固性。2.3斜撐控制與鋼圍連接斜撐的安裝方式與直撐基本一致。在鋼圍檁內(nèi)側(cè)安裝斜撐支座，通過焊接的方式與支鋼圍檁連接，鋼圍檁與圍護(hù)樁之間存在的空隙則使用C30混凝土進(jìn)行緊密填充。2.4壓轉(zhuǎn)移至中小型程度支撐體系的拆除過程就是“倒換”支撐安裝的過程，將鋼管橫撐所承受的側(cè)壓轉(zhuǎn)移至永久性支撐結(jié)構(gòu)或者其他臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)上。先在鋼支撐端部設(shè)置千斤頂，逐步卸除管撐的荷載，荷載完全卸除后拆除端頭的鋼斜楔。然后將千斤頂逐漸減壓至初始位置后移走，利用起重機(jī)將鋼支撐吊起運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。3錨防護(hù)3.1鉆機(jī)鉆進(jìn)設(shè)計(jì)相關(guān)注由于施工場(chǎng)地的地質(zhì)以砂卵石為主，容易發(fā)生踏空，因此采用跟管鉆進(jìn)的方式鉆孔，孔徑Φ150mm。在第一節(jié)鉆桿裝好后安裝首節(jié)帶牙套管，然后將其與鉆頭對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)孔位進(jìn)行施工。鉆機(jī)就位先調(diào)整其入射角度（150°），確認(rèn)無誤后啟動(dòng)鉆機(jī)實(shí)施鉆進(jìn)作業(yè)。開孔時(shí)將鉆頭多次對(duì)準(zhǔn)孔口實(shí)施鉆進(jìn)，當(dāng)鉆進(jìn)1m左右時(shí)利用角度計(jì)嚴(yán)格復(fù)核鉆機(jī)角度。鉆進(jìn)深度應(yīng)比設(shè)計(jì)深大0.5～1.0m，以利于部分不能徹底清除的殘?jiān)练e底部，從而保證錨桿深度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。鉆進(jìn)長(zhǎng)度可以通過測(cè)量鉆桿確認(rèn)。在錨索鉆孔過程中，錨索水平方向與孔距的偏差應(yīng)控制在100mm內(nèi)，垂直方向上與孔距誤的偏差控制在50mm以內(nèi)。確保偏斜角度<3%，終孔孔徑與設(shè)計(jì)孔徑的偏差≤10mm。3.2預(yù)留錨桿錨桿該環(huán)節(jié)采用人工下錨索的方式。首先將錨桿沿著孔中心線插入，并且下端與孔底相距0.5cm。下錨索時(shí)錨索體通過套管導(dǎo)向，施工人員相互配合，均勻用力將錨桿向孔內(nèi)插入，確保錨桿始終位于孔的中心線上。當(dāng)錨桿下方距孔底0.5m時(shí)，還需在孔外預(yù)留1.5m的鋼絞線。錨索安放時(shí)搬運(yùn)支點(diǎn)不能超過2m，轉(zhuǎn)彎半徑控制在10m內(nèi)，防止錨索在搬運(yùn)過程發(fā)生變形。鉆孔完成后應(yīng)及時(shí)清洗孔壁，確?？妆谖凑掣侥酀{等雜物，然后復(fù)核鋼絞線的規(guī)格、型號(hào)、長(zhǎng)度、重要部位的質(zhì)量等，是否復(fù)核施工標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)核合格后，將錨索抬起緩慢放入孔內(nèi)。錨索下到孔底后，將鉆機(jī)動(dòng)力頭連接到套管上，然后啟動(dòng)電機(jī)將套管緩慢拔出。3.3砂漿注入3.3.1預(yù)應(yīng)力錨點(diǎn)注漿注漿管與錨索同時(shí)放入孔內(nèi)，注漿管頭部與孔底保持50～100mm的距離，利于漿液的順利流出。制作漿液時(shí)控制水灰比為0.45～0.5，水泥選取42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥。當(dāng)孔內(nèi)的泥漿與雜質(zhì)均溢出孔口，應(yīng)一邊降低注漿速度一邊將注漿孔緩慢拉出孔外。在拔管過程中，應(yīng)確保注漿管在漿液中的埋置深度符合施工要求，并及時(shí)補(bǔ)漿完成第一次注漿作業(yè)。3.3.2次注漿注漿當(dāng)?shù)谝淮巫{的漿液達(dá)到初凝強(qiáng)度后實(shí)施第二次注漿，注漿時(shí)水泥漿液的水灰比控制在0.45～0.50內(nèi)，注漿壓力應(yīng)保持在2.5～3.0MPa，并持續(xù)2min以上。3.4梁和錨頭施工3.4.1梁和支撐結(jié)構(gòu)腰梁通過兩根熱軋普通32b型槽鋼與綴板牢固焊接，給槽鋼局部焊接加勁肋。腰梁接縫處應(yīng)盡量位于圍護(hù)樁的中心，避免位于錨索位置。3.4.2錨頭施工錨頭由鐵靴、承壓鋼板組成。鐵靴通過焊條E43焊接，所有焊縫應(yīng)當(dāng)滿焊且焊縫厚度為12mm。鐵靴與腰梁焊接，兩側(cè)焊接加勁板提升其穩(wěn)固性。3.5錨索拉直張拉正式張拉前對(duì)錨索實(shí)施兩次預(yù)張拉，張拉力為設(shè)計(jì)荷載的10%，并確保錨索各部位緊密接觸及錨桿保持垂直，以有效消除桿體的隱蔽變形量。拉直后再次張拉，其變形量起點(diǎn)以此狀態(tài)作為零點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。錨體張拉分兩次進(jìn)行，第一次張拉分五級(jí)張拉，前四級(jí)保持6min穩(wěn)定，第五級(jí)保持30min，鎖定軸力為錨索軸力設(shè)計(jì)值的0.8倍。在第一次張拉結(jié)束后的6～10d監(jiān)測(cè)其變形量，當(dāng)預(yù)應(yīng)力明顯損失時(shí)需要實(shí)施補(bǔ)償張拉，從而補(bǔ)償錨索的松弛、地層的蠕變等因素引起的預(yù)應(yīng)力損失。4明挖車站土方工程4.1輸便道及懸吊管線初始數(shù)據(jù)獲取開挖前應(yīng)徹底清除基坑周圍區(qū)域的各種障礙物，設(shè)定暢通的運(yùn)輸便道和有序堆放需懸吊的管線等根據(jù)工程監(jiān)測(cè)要求合理布置類型全面的測(cè)點(diǎn)，并嚴(yán)格檢測(cè)獲取初始數(shù)據(jù)。按照設(shè)計(jì)方案中規(guī)定的支撐形式、軸力、腰梁形式等參數(shù)要求設(shè)計(jì)、制作支撐4.2方石開挖本車站基坑大部分采用明挖法施工，通過大型挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，同時(shí)運(yùn)渣車出土。本站基坑土方開挖分為三個(gè)階段：4.2.1土方開挖出土支護(hù)第一階段開挖車站第一層土，開挖深度至第一道鋼支撐底面標(biāo)高下0.8m，開挖厚度2～3.7m，土方開挖出土坡道為15°。挖機(jī)開挖時(shí)，北區(qū)從兩段逐漸向中間進(jìn)行，南區(qū)從南端向北端進(jìn)行，在花都大道鋼便橋處向南開挖。當(dāng)挖至該階段規(guī)定的深度后架設(shè)第一道鋼支撐。中間拉槽時(shí)嚴(yán)格控制拉槽兩側(cè)坡度為1:0.75，防止兩側(cè)土體坍塌。4.2.2鋼支撐無定徑施工第二階段開挖第二～四層土體，分層開挖至每道鋼支撐底面標(biāo)高以下0.8m時(shí)架設(shè)鋼支撐，每層開挖深度為2～3m，同時(shí)進(jìn)行馬道施工。當(dāng)基坑內(nèi)馬道基本成型后，按北區(qū)從兩端向中間、南區(qū)從兩端向中間的順序進(jìn)行階梯型出土，馬道坡度應(yīng)控制在15°以內(nèi)。4.2.3小型重機(jī)械基礎(chǔ)開挖引起的使用隨著基坑開挖的不斷深入，馬道坡度已經(jīng)不能滿足施工中運(yùn)土要求。該階段不再使用大型挖掘機(jī)退場(chǎng)，而是通過小型挖掘機(jī)配合長(zhǎng)臂挖掘機(jī)開挖剩余土體，長(zhǎng)臂挖機(jī)挖不到的少量土方可以利用起重機(jī)吊出解決。當(dāng)該階段土方開挖結(jié)束后，意味著車