车站主体结构与区间盾构同步施工技术

(整期优先)网络出版时间:2022-07-16
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车站主体结构与区间盾构同步施工技术

袁航飞

(中交城市投资控股有限公司,广东广州,510300)

摘要:目前我国经济和社会快速发展,国内市政建设、轨道交通行业发展也十分迅猛。车站主体与内部结构、附属结构同步实施是降低工程施工成本、减少二次投入、人员和设备合理化调配的优选方案,同时也是综合进度较优的方案,这在常规地铁项目先主体后附属,先主体封顶后内部的施工方案有较大不同之处。工区项目部的末端管控措施与沟通、协调机制构建,特别是应急机制的构建贯穿整个施工过程,需要高度重视资源匹配,这是地铁项目建设的重要特点。

关键词:盾构施工;同步施工;

引言

工程成功地利用导台远距离始发盾构机,解决了盾构始发下穿既有运营地铁车站的难题,为有类似工况的盾构机始发提供了宝贵的施工经验。地铁车站以及隧道内部二氧化碳浓度较高,地下水丰富,并含有大量侵蚀性离子,这些因素均会对地铁结构产生影响。此外,地铁建成投入运营后,会产生较强的杂散电流,对于地铁结构的钢构件会产生腐蚀作用,降低地铁结构强度。考虑到影响地铁结构耐久性的因素较为复杂,因此,在设计中必须把握主体结构及围护结构设计等关键点,从而提高地铁结构的耐久性。

1主体结构与盾构施工同步实施方案

1.1主体结构施工方案

地铁车站主体结构施工主要考虑如下因素:一是车站分段和施工时序问题,由于车站采用超筋结构方案,整个车站没有伸缩缝和沉降缝,施工分段长度和时序特别重要,经过本项目实践验证,分段长度在18m~22m以内较合理,车站后期产生的温度裂缝较少。二是车站周边环形通道设置,主要考虑车站主体结构垂直起重吊装工作量大、运输车辆和人员干扰大等特点,吊装位置与通行能力必须同时具备为前提。三是从项目成本管理、安全管理考虑,吊装设备的选择以固定式群吊方案为主、移动式吊装设备为辅。四是车站内部结构、夹层板、隔墙、轨顶风道等能与主体结构同步实施的项目,调整为与主体结构同步实施,减少车站内部结构二期工程量。五是车站附属性结构复杂,实体工程量小,构件多,耗费的人力、物力较大,尽量考虑与主体结构同步实施,减少二次开挖和人员的二次进场实施。六是车站主体结构支架体系的选择,主要有盘扣式支架、碗扣式支架两种,从综合成本考虑和安全考虑,首选盘扣式支架体系,但针对一些特殊结构(如出入口斜坡段),则选用碗扣式支架系灵活处理。

1.2门字架施工方案

门字架立柱之间宽度为6.22米,净高为5米,可以满足盾构机组装调试的空间。因紧临车站扩大端和标准段之间,盾构机到边墙的距离不能满足门字架外侧立柱安装空间要求,利用边墙代替外侧立柱,采用单柱形式的7字架,主体结构侧墙采用预埋钢板+牛腿形式。在主体结构负二层侧墙钢筋绑扎时需提前预埋7字架预埋钢板,门字架钢横梁采用双拼36b槽钢,门字架立柱采用双拼22a槽钢,立柱脚采用钢板进行加固,门子架横梁端部与立柱上部采用槽钢进行连接加固,防止门架变形,门架立柱之间纵向采用槽钢设置剪刀撑进行贯通连接,增加架体的稳定性。为了保证结构中板施工后门字架拆除,门子架钢横梁顶部设置工字钢纵向贯通连接,工字钢中部脚手架立杆。其余部位按照扣件式脚手架进行布置。构造大样如图1所示。为确保科丰路站门字架(七字架)焊接质量符合设计及规范要求,施工安装前委托有资质的单位对加工试件进行焊缝探伤检测,检测门字架焊缝共7条,焊缝未发现存在内部缺陷超标,焊缝质量满足GB50205-2020标准Ⅲ级以上要求,符合设计要求。

图17字架横断面图

1.3侧墙支撑体系

标准段侧墙采用大钢模支撑体系,面板采用5mm厚钢板,竖肋为8#槽钢,横肋采用双10#槽钢;竖肋两端水平间距为约330mm,中间水平间距为667mm,第一道横背楞距模板下端250mm,其余间距约为1000mm。两块模板之间采用M16螺栓连接,保证模板的整体性,使模板受力合理、可靠。大钢模采用三脚架斜撑支撑,斜撑立杆为14a#槽钢、主斜撑为12#槽钢、其余斜撑为10#槽钢,大模板底部采用预埋φ25mm地脚螺栓进行连接,支架后支座采用调节螺栓进行左右调节,调节螺栓与底板顶面之间,采用I28a工字钢找平,工字钢采用两侧插筋进行固定,避免工字钢左右晃动,插筋沿工字钢方向间距2000mm设置。单块模板背后设置三道三角支架,4.5m高单块模板重约825.9kg,1.5m高单块模板重约305.6kg,1m高单块模板重约238.7kg,单个三角支架重约680kg,根据模板及支架组合情况,模板及支架组装完成后最重约3.1t,施工过程中可采用塔吊或16T龙门吊进行吊运,局部采用50T汽车吊进行吊运。

1.4优化地铁结构构造设计

在地铁结构构造设计方面,从耐久性角度考虑,需要在确保设计效果的基础上最大限度地优化地铁结构构造设计。具体而言,需要考虑以下几方面:(1)在地铁结构构造设计上,要充分确保构件的均匀性,尽可能减少棱角,从而有效控制混凝土结构的荷载应力与收缩应力。由于地铁结构通常为长条形结构,因此,需要合理设计纵向钢筋的布设,同时,要根据地下环境以及项目设计要求合理确定混凝土保护层厚度,从而确保混凝土结构耐久性。(2)在地铁结构各部分构件设计上,要确保构件形态的合理性,尽可能地避免构件附近出现有害物质或地下水聚集,若有必要应做好排水设计。(3)要考虑到当地铁局部结构被破坏后整体结构的耐久性,尤其是易受到侵蚀的局部结构,应尽可能弱化这部分结构与整体结构的关联性,从而确保地铁整体结构的耐久性。

2盾构接收施工控制措施

通过上述数值分析,最终确定采用先施作底板及中板后,分别进行左右线盾构出洞施工。实际盾构接收过程中需要加强以下几点控制措施:1)控制接收端端头加固质量。盾构端头加固采用地面φ800mm@600mm双重管旋喷桩加固,加固长度为8m,加固宽度为盾构外径两侧3m、底部3m、顶部3m。当桩体强度达到检测要求时,根据图纸设计要求,随机抽取2根桩每根桩3点进行检测。2)确保接收端混凝土结构达到强度要求。盾构接收前提条件需保证中板及侧墙混凝土浇筑后及时养护到位,经强度检测合格后才可拆除模板支架,为盾构接收提供工作空间。3)盾构接收过程中加强监测点的布设及监测频次。在按照原有监测方案进行监测点布设的同时,还需在接收端结构(第一流水段)临空面新增监测点的布设,以监测盾构出洞过程中对接收端结构的水平位移的影响。

结语

随着盾构法在城市建设中的广泛应用,工程建设者会遇到越来越多的非常规盾构接收方法,侧墙利用大钢模整体安装,减少模板接缝,有效控制了模板拼装变形,中顶板及梁采用木胶合板做底模,工字钢及方木做主次楞,盘扣式支架支撑的组合体系,可保证主体大体积混凝土浇筑安全快速、无变形,混凝土外观质量良好,有很大的推广价值。因此可根据实际施工条件对不同工况进行数值模拟分析比选,确定方案后应制定严密的施工方案及安全保证措施,确保盾构的安全顺利接收。施工效果达到了预期的目的;提前提供盾构机下井空间,加快盾构机安装调试工作,提前完成盾构始发节点目标。

参考文献

[1]胡俊杰.地铁盾构施工安全风险管理与控制措施[J].交通世界,2022(Z2):75-76.

[2]和伟.地铁盾构施工隧道内平面控制网建立方法分析[J].中国设备工程,2021(24):246-247.

[3]周鑫.地铁盾构施工穿越既有铁路预加固施工技术研究[J].交通世界,2021(33):83-84.