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青岛地铁中山公园站施工技术.doc

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青岛 地铁 中山 公园 施工 技术
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1中山公园站大跨段施工技术中铁十七局集团第一工程有限公司青岛地铁项目1 工程概况1.1 工程概况中山公园站位于天台体育场南侧,香港西路北段,车站范围内有荣成路,韶关路与香港西路交汇,交通流量大,车站北侧为北舰司操场,车站周围无高大建筑物,车站西北侧临近青岛中山公园,有 50 年代市政管线从香港西路下方通过。车站起点里程为 K3+604.579(左线) 、K3+584.183(右线) ,终点里程为K3+761.078(左线) 、K3+761.078(右线), 全长 176.9m,均为减震断面。本站覆土厚度为 10~12m,车站底板位于微风化岩土。围岩设计级别为Ⅲ~Ⅴ级,实际开挖时围岩基本为Ⅳ~Ⅴ。采用单拱直墙暗挖断面,大拱脚拱盖法施工、钻爆法开挖,上断面开挖宽度为 21.8m,下断面开挖宽度为 19.2m,车站高 16.2m,结构采用全包防水。 车站附属结构包括 2 个风亭,3 个出入口,1 个疏散通道。1 号风道位于车站小里程端墙,挑高进入车站,兼做汇中区间施工竖井。2 号风道位于车站大里程端墙,平行进入车站,2 号风道兼做施工竖井。1.2 工程地质及水文地质1.2.1 工程地质本暗挖车站经过的岩层主要为强~微风化花岗岩、黄斑岩,部分地段经过青岛派生断裂,断裂带内主要为砂土状碎裂岩、块状碎裂岩,其隧道围岩分级为 IV,其余段的强~微风化隧道围岩分级为Ⅲ~Ⅴ级。强风化上、中亚带、强风化花岗斑岩、砂土状碎裂岩隧道围岩分级为 V 级、该层岩土开挖时,拱部无支护时可能产生较大的塌方,侧壁有时会失去稳定,局部岩石软硬不均匀。1.2.2 水文地质本区内地下水类型为:第四系松散土层孔隙水、基岩裂隙水,以基岩裂隙水为主。场地地下水位埋深为 4.8~13.6m,基坑涌水量为 376m3/d,属富水性较差地层。1.2.3 地质断面图231.3 施工场地平面布置1.3.1 施工场地平面布置图二 级 古 树 88X=10246.928Y3172号 风 道大 门厨 房 食 堂 1厨 房 食 堂工 程 部走 廊 走 廊走 廊 女 浴 室 男 厕 所女 厕 所走 廊宿 舍 宿 舍 宿 舍 宿 舍 宿 舍会 议 室宿 舍宿 舍宿 舍男 浴 室 宿 舍宿 舍宿 舍宿 舍工 区 总 工宿 舍工 区 经 理宿 舍工 区 经 理办宿 舍 宿 舍 宿 舍 宿 舍宿 舍 宿 舍 宿 舍 宿 舍宿 舍1层2层1层 2层中 山 公 园 站 2号 风 道 施 工 场 地 平 面 布 置 图宿 舍 宿 舍 宿 舍 宿 舍宿 舍安 质 部食 堂 2房 屋 围 墙 房 屋 围 墙1.3.2 主要临时设施(1)施工围挡及便道围挡按照青岛市地铁公司统一标准进行施工,靠近香港西路一侧向内收缩约 2m,让出人行道,方便市民通行。靠香港西路一侧围挡高 5m,其他地方围挡高度为 2.5m。现场施工便道采用厚 20㎝ C25 商品混凝土进行分段硬化,硬化前对地基进行局部换填处理。(2)提升设施施工现场设置 1 台 12t 龙门吊,2 个电动葫芦,2 个 1.2m×1.5m×1.5m 提升料斗,均由江苏靖江起吊设备厂生产、安装以及调试合格。(3)施工住房现场生活、办公区域设置住房 34 间,办公室 4 间,厨房 2 间,食堂 2 间,施工区4域设置水泥库房 1 间,门卫岗亭 1 处。(4)施工用水从青岛市海润自来水公司提供的 自来水接头处接驳 Φ100mm 供水管,设三通管,地面施工、生活区域采用 Φ50mm 管供水,井内供水采用 Φ100mm 水管供水。(5)施工供电现场安置 1 台 800KV 变压器,配备 1 台 120KW 的发电机。(6)临时弃碴场施工现场内设临时弃碴场,面积为 150m2,可存碴 300m3,满足一天弃碴堆放要求。(7)施工排水施工场地内设置排水沟,排水沟界面尺寸为 300mm×300mm,排水沟流水坡度为 0.3%,施工、生活废水经沉淀池沉淀后排入市政排水系统。2 现场管控2.1 施工方案中山公园站位于香港西路正下方,车流量大。车站拱顶埋深 10-12 米,覆土浅,且拱部围岩差,围岩级别为 IV 级和 V 级。车站 B 型断面跨度为 21.878m,A 型断面跨度为 22.9m,跨度较大。这种情况下,在开挖和支护过程中极易出现拱顶部分坍塌的情况,且在初支完成后,由于上部围岩应力缓慢释放,再加上降雨等影响,仍易出现支护结构不能承受上部荷载的情况。综合考虑以上情况,车站采用大拱脚拱盖法进行施工,用双侧壁导坑法施作上断面开挖及初支,然后施作两侧托梁,接着施作拱盖衬砌结构,由托梁托起拱盖,支撑上部荷载。以上工序施工结束后,车站施工安全可以得到有效的保障,开始进行车站下端面施工。大跨度浅埋暗挖隧道施工中,要严格把握以下原则:管超前、短进尺、弱爆破、早封闭、强支护、勤量测。2.2 施工工艺2 号风道兼做施工竖井,2 号风道上断面和中断面开挖支护结束后,进入车站施工。中山公园站采用大拱脚拱盖法,分上下断面施作。上断面采用双侧壁导坑法,分左、中、右 3 个导洞,其中左、右导洞分 2 台阶进行开挖支护,中导洞分 3 台阶。5上断面初期支护形式为格栅钢架+中空锚杆+钢筋网片+喷射混凝土;格栅钢架主筋为 Φ28 螺纹钢,间距为 0.75m 和 0.5m;中空锚杆布置在拱顶部位,单根长 4m,布置尺寸为 1m*1m,梅花形布置;钢筋网片采用 Φ8 圆钢,网格尺寸为 200mm*200mm,搭接长度为 200mm;喷射混凝土强度等级为 C25,采用湿喷工艺。超前支护为超前小导管,采用 Φ42 热轧无缝钢管,单根长 3.5m,环距为 0.4m,排距为 1.5m 和 1.0m。中隔壁为型钢支撑,采用 22b 工字钢,打设 Φ22 砂浆锚杆,单根长度 2.5m,布置尺寸为1.2m*0.75m。上断面两侧伸出部位为拱脚托梁,是独立的钢筋混凝土结构,用于支撑车站拱部衬砌。施工过程中,发现车站上断面底部围岩与原地勘不符,原地勘为中风化花岗岩,现场实际为强风化花岗岩,不满足承受上部所有荷载的要求,使车站下端面的施工存在极大的安全隐患。我项目随即进行地质补堪并进行变更,改变托梁尺寸,托梁底部增加人工挖孔桩,尺寸为 1.8m*0.8m。且衬砌厚度整体增加 150mm。人工挖孔桩及托梁施工结束后,拆除中隔壁,施作拱盖衬砌结构,为 C45P10 防水钢筋混凝土结构,拱盖坐落于托梁上。拱部衬砌施作完成后,施工安全得到有效的保障。上断面施工结束,开始施作车站下断面。下断面中部爆破拉槽,左、右边墙间隔30m 同时跟进。左、右边墙施工时,均分上下台阶进行施作。下断面支护形式为喷锚支护结构,主要由喷射混凝土、钢筋网片、砂浆锚杆和注浆小导管组成。下端面开挖至一定距离,仰拱及边墙衬砌随后紧跟,最后施作内部结构(柱、中板、楼梯、电梯井等) 。中山公园站施工工艺流程图如下:672.3 操作要点82.3.1 超前小导管 2.3.1.1 小导管的制作:小导管采用热轧无缝钢管,外径 Φ42mm,壁厚 4mm,前端加工成 50mm 长锥形,尾部焊接 Φ6.5mm 钢筋进行加强,防止顶入施工时效导管尾部开裂。管壁四周钻设 4 排Φ6mm 注浆孔,孔距 375mm,呈梅花形布置。小导管尾部留 1050mm 段不钻孔,作为止浆段。小导管构造见下图。小导管构造示意图2.3.1.2 小导管安装1)测量放样:在设计孔位上用红油漆做好标记,用凿岩机钻孔,孔径比小导管管径大 20mm。2)装管:成孔后,进行验孔,深度及角度要满足设计要求,将小导管插入孔中,插入困难时可以用凿岩机将小导管顶入孔内。小导管尾部与型钢格栅焊接在一起。2.3.1.3 注浆工艺及参数1)注浆参数:注浆压力:0.4Mpa-1.0Mpa。浆液初凝时间:1-2min。水泥:P.O42.5。2)注浆施工:采用 KBY50 型注浆泵压注水泥-水玻璃浆液,注浆前先冲洗管内沉积物,由下至上进行冲孔,单孔注浆压力达到设计值后,持续注浆 2min,进浆量为开始注浆进浆量1/4 或总注浆量达到设计值的 80%以上时方可停止注浆。作业班组长在注浆过程中必须认真填写注浆记录,随时分析和改进作业,注浆参数根据现场实际操作结果进行调整。3)注浆异常现象处理:①串浆时及时堵塞串浆孔。②泵压突然升高时,可能发生堵管,应及时检查管路。9③进浆量很大,但注浆压力长时间不升高,需要及时调整配合比,缩短胶凝时间。2.3.1.4 安全、质量注意事项注浆施工期间,应对支护的工作状态进行检查,当发现支护发生变形或破坏时,应立即停止注浆,并采取相应加固措施。注浆结束 4 小时后,方可进行掌子面的开挖施工。钢管要与拱架焊接牢固可靠,注浆后注浆孔要堵塞密实。当出现异常情况时,采取以下措施:1)降低压力或采取间歇注浆;2)改变注浆材料或缩短凝胶时间,调整注浆实施方案;3)为防止孔口漏浆,在钢管尾部用水泥-水玻璃胶体封堵钢管与钻孔之间的空隙;4)注浆顺序为由两侧对称向中间进行,自下而上逐孔注浆;2.3.2 开挖2.3.2.1 爆破方法1)爆破要求:正线爆破位于香港西路正下方,行人多,车流量大,必须采取严格的防护措施,实施控制爆破,才能保证行人和车辆的安全。由于车站所穿越区域文物较多,振动控制要求严格,为了避免振动对地面建筑物的危害,综合考虑,设计进尺为 1.0 米,振动速度控制为不超过 1.0cm/s,非文物地段振动速度控制为1.0~2.0cm/s,采用双楔形掏槽方式,非文物地段起爆采用非电导爆管文物地段应用电子雷管延期进行单孔单响,逐孔起爆,两响延期控制在 2~13 毫秒之间的周边眼预裂微差爆破。2)爆破办法:根据相应的技术条件,正线掘进采用浅眼爆破法,直线掏槽方式,周边光面爆破。3)爆破防护:爆破前,安全员鸣哨示警,确保所有人员撤出爆破区域。4)施工机械(炮孔直径)与单循环进尺以人工手持风钻钻孔,风钻型号为 YT-28 型,带气腿,风管供风,风压 5-7kg/m2。炮孔孔径 40mm。单循环进尺 1.0m。102.3.2.2 布孔及装药采用直线掏槽,炮眼类型由掏槽至周边依次为;掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼:孔深:掏槽眼比其他炮孔加深 20cm。炮孔间距:根据岩性及工作面的大小、炮孔深度,孔间距取 a=0.4~0.5m 。辅助眼:孔间距:辅助眼间距与岩石软硬、掌子面大小、炮孔深度密切相关,一般取a=0.6~ 0.8m。排距:排距一般取 b=0.5~0.8m。 周边眼:根据光面爆破参数表选定周边眼间距为 40cm、周边眼最小抵抗线 50cm。爆破参数表岩石种类 周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线 W(cm)相对距 E/W周边眼装药参数(kg/m)硬岩 55~70 60~80 0.8 ~1.0 0.25~0.3中硬岩 45~65 60~80 0.8~ 1.0 0.2~0.25软岩 35~50 60~80 0.5~0.8 0.07~0.12炸药单耗:根据岩性、节理裂隙发育程度以及岩石的可爆性,炸药单耗取 q=0.8~1.0kg/m 3。2.3.2.3 爆破安全及控制1)爆破施工前定人员、定岗位、定安全责任,作好安全警戒工作,安全措施不落实不准爆破。2)为确保钻爆施工所产生的地震效应不影响周围环境,施工期间,尤其是钻爆初期,每炮必进行爆破振速监测,以反馈信息及时调整钻爆参数,减轻地面振动,确保施工安全及地面建筑物安全。3)实施爆破施工时,按要求设置警戒区。所在人员、设备应撤至不受有害气体、
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