暗挖地鐵車站拱蓋法關鍵施工技術

暗挖地鐵車站拱蓋法關鍵施工技術2014年9月25日目錄一、拱蓋法的概念及其基本原理二、拱蓋法地鐵車站施工順序三、拱蓋法關鍵施工技術四、結論與建議一、拱蓋法的概念及其基本原理PBA法是在傳統(tǒng)淺埋暗挖分部開挖法的基礎上結合了蓋挖法的特點而形成的一種施工方法，該工法的核心思想在于設法形成由邊樁、中樁（柱）、頂底梁、頂拱共同構成的整體支護體系，承受施工過程的荷載，并在頂蓋的保護下順作或逆作二襯結構，最終形成永久承載體系。PBA工法是淺埋暗法方法的一種，用于地鐵暗挖車站，當地質條件差、斷面較大時，一般設計成多跨結構，跨與跨之間有梁、柱連接。拱蓋法形成背景一、拱蓋法的概念及其基本原理PBA工法

邊樁的抗傾覆能力和拱頂土體的穩(wěn)定是保證施工安全的關鍵。

一、拱蓋法的概念及其基本原理xx地鐵一號線工程在吸取軟土地層PBA工法的設計施工經驗基礎上，針對風化巖石地層強度高的特點，采用了一種新型暗挖車站施工方法——拱蓋法。拱蓋法是利用風化巖的高強度，充分發(fā)揮巖石地基的承載作用，以大拱腳方案取代PBA工法中的邊樁，在先期扣拱的保護下，采用逆作法或順作法完成主體結構的施工方法。拱蓋法能夠很好的破解地鐵工程面臨的地層上軟下硬的難題，非常適合風化巖石地層淺埋暗挖大跨地鐵車站的施工。xx廣場站、勝利廣場站、長春路站、西安路站、興工街站等14個暗挖車站都采取了這種新工法。拱蓋法形成背景一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法

一、拱蓋法的概念及其基本原理xx廣場站暗挖主體結構穿越震旦系長嶺子組板巖，地層上軟下硬。其中，中風化板巖呈黃色-灰色，薄層狀結構，層理和節(jié)理裂隙較發(fā)育，礦物主要為云母、石英，局部夾石英巖脈，巖芯呈餅狀、短柱狀。中風化板巖地基承載力特征值fa=1000kPa，天然單軸抗壓強度20.6～36.2MPa，平均值為27.06MPa。場地中風化板巖巖芯較破碎，屬于IV級圍巖，可挖性等級為Ⅴ級，屬于次堅石，需要采用鉆爆法開挖。一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法是在PBA工法基礎上創(chuàng)建的適用于上軟下硬、風化巖石地層的一種暗挖施工方法。該方法的核心思想是充分利用下覆圍巖的承載能力和穩(wěn)定性，在不爆破或弱爆破的條件下，采用PBA工法的小導洞形式進行初支扣拱施工，同時采用大拱腳方案取代PBA工法中的邊樁，將拱部初支與二襯結構支撐在兩側穩(wěn)定基巖上，形成拱蓋；在拱蓋的保護下，進行地下蓋挖逆作或順作施工。拱蓋法基本原理一、拱蓋法的概念及其基本原理為了保證拱蓋的整體穩(wěn)定性，大拱腳下設縱向冠梁，將拱蓋上部荷載均勻地傳遞給下覆基巖。為了實現大跨或多跨結構，扣拱過程采用淺埋暗挖分部開挖法，實現由小跨到扣拱大跨的轉換。為了保持地下高邊墻圍巖的穩(wěn)定，采取預應力錨索+錨噴支護，實現了地下大空間作業(yè)。為了控制沉降、保護已施工結構，采用減震爆破和松動爆破，減小了對地層與已施工結構的擾動。拱蓋法基本原理一、拱蓋法的概念及其基本原理拱蓋法優(yōu)缺點拱蓋法的優(yōu)點：相比PBA等其他工法，拱蓋法導洞少、工序少、擾動少、地面沉降小，支護簡單、廢棄工程量小，沒有邊樁、無臨時支撐，造價低，拱蓋形成后，即可大面積作業(yè)，效率高，工期短。拱蓋法的缺點：圍巖強度要求高，主要適用于風化巖石地層，尤其是上軟下硬的土巖復合地層。二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法地鐵車站施工順序先扣初支拱蓋，再扣二襯拱，下挖至中板以下，施做中板及上部邊墻后，繼續(xù)下挖至基底，施做底板和中板以下邊墻。全逆作法全順作法半逆作半順作先扣初支拱蓋，再扣二襯拱，然后在主體結構拱蓋的保護下，下挖至基底，順作結構底板、側墻和中板的過程。先扣初支拱蓋，然后直接開挖下部巖體至基底，順作底板、側墻、中板和二襯拱蓋全部主體結構。二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法全逆作施工步驟圖二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法半逆作施工二、拱蓋法地鐵車站施工順序拱蓋法半逆作施工二、拱蓋法地鐵車站施工順序方案比選指標方案安全性質量進度需采取的加強措施全逆作法方案高一般慢須對已做中板結構進行保護。半逆作半順作方案待驗證較好較快須對高邊墻圍巖采取增加支撐或錨索加固等措施；對鋼管柱的雙向穩(wěn)定問題需要格外重視，并采取措施確保壓桿穩(wěn)定。全順作方案低好快適宜跨度小，需要提高初支扣拱厚度以滿足結構受力要求，必要時需增設大管棚超前預加固，對高邊墻的支護以及鋼管柱的穩(wěn)定問題同半順作法。三、拱蓋法關鍵施工技術大拱腳施工初支扣拱鉆爆法施工鋼管柱與中板施工高邊墻支護二襯扣拱三、拱蓋法關鍵施工技術大拱腳施工車站主體拱蓋拱腳落在2000×800mm的冠梁上，為保證冠梁下地基有足夠的承載能力，圖（a）中采用錨管對冠梁側向和豎向兩個主要受力方向的圍巖進行注漿加固。要求加固后的地基強度達到中風化板巖的強度，該方法適用于處理軟弱層較深的地段。圖（b）中采用導洞底板局部加深，開挖至中風化巖面，加深段冠梁下方回填C20混凝土做地基，該方法適用于處理軟弱層較淺的地段。三、拱蓋法關鍵施工技術初支扣拱拱部初支扣拱施工分兩步進行，首先施做導洞內初支扣拱及其背后回填混凝土，再進行兩個導洞間的初支扣拱施工。初支扣拱施工時，必須確保A、B、C三個節(jié)點預埋接頭或鋼板在同一里程位置，以便扣拱格柵能夠準確連接。開挖前，先沿隧道拱部打設小導管注漿加固地層?？酃笆┕r分上下兩個臺階開挖。5、6號導洞對稱同步開挖，防止對中導洞內頂縱梁及鋼管柱產生偏壓影響。扣拱完畢，及時做好初支背后回填注漿。三、拱蓋法關鍵施工技術二襯扣頁拱初支扣拱董貫通后，規(guī)由中間向母車站兩端驚后退，沿改車站縱向抗分段鑿除勞導洞部分岸初期支護刑結構，施粗工拱部防觸水層及結昌構二襯。所每段鑿除可長度不大蔬于一個柱仁跨（7m），兩英側同步喇進行。旱為了實狂現快速鴉機械化芽施工，旅襯砌采鹽用6m長自行式吊液壓模板丹臺車。模耍板由4節(jié)寬度為1.5m的模板菊組成，他每節(jié)由也頂拱和醫(yī)邊拱模侵板組成遼，頂拱波和邊拱飽模板由目鉸連接烈，面板寫采用10mm厚鋼板嚴。三、拱蓋法關鍵施工技術鋼管柱與腐中板施工分段安裝緒、法蘭連歡接、防止絕偏心、細佳砂填實、聾側向約束鋼管柱施今工關鍵點中板施貴工超挖1.8跪m、土?；蛎魸M堂支架裁、臨空面三、拱蓋法關鍵施工技術鉆爆法施膝工為控制爆斃破震動，芒采用分臺稈階微差減訂震控制爆耗破，冠梁餓下邊墻2米范圍站內采用屬松動爆留破。為欠減小一申次爆破警影響范瘋圍，以軌設計質嫩點振動耽波速度禾為1.5悶cm/臺s作為控居制標準餅，計算娃各部分禽所需的植單段用混藥量，唉并進行狗試爆，候取得合歲理的爆英破參數鐵。同時揀采取分途步爆破呆以創(chuàng)造為多臨空雅面條件光，每部悅分多段凱起爆，編控制爆匆破規(guī)模值和循環(huán)獻進尺，夾以達到麗控制質天點振動隆速度的哭目的，活并且在落臨近邊擋墻、鋼易管柱和君導洞初快支結構紀的周邊賀眼間均將設密排再減震空奔眼，減陷少爆破喚對圍巖暮和結構閑的影響簽。三、拱蓋法關鍵施工技術高邊墻支躁護1243在邊墻2m范圍內除采用松落動爆破肌或非鉆雅爆法開升挖等方撕法，保冰證冠梁捎下巖石鐮完整性賞。邊墻采靜用鋼格煮柵+30遠0mm厚C25網噴混般凝土支循護，并璃施做系餃統(tǒng)錨桿含。中板以烤下圍巖幟開挖時碗，順坡到巖層一獄側打設食一道預死應力錨性索，以供鎖定圍繪巖，避喬免巖層倍順坡滑男移。及時施做積中板結構搬，以便對搭高邊墻形富成有力支蛛撐。四、結論與建議xx地鐵采用異拱蓋法施止工的14個暗挖車表站主體結室構均已順英利完成，辰絕大多數爬車站地表輕沉降控制那在25m錯m以內。瓜實踐證碎明，在宅風化巖球石地層俘中采用價拱蓋法主施工淺