暗挖地铁车站钢管柱安装施工技术

暗挖地铁车站钢管柱安装施工技术（精选5篇）

暗挖地铁车站钢管柱安装施工技术 篇1

暗挖地铁车站钢管柱安装施工技术

摘 要：本文着重介绍了暗挖逆作法地铁车站主体结构钢管混凝土柱地面施工的方法。包括成孔、护壁、定位器安装、钢管柱安装、钢管柱内混凝土浇筑等环节的施工方法，以及在施工过程中不断摸索总结改进的重点环节施工经验。

关键词：地铁施工 暗挖法 钢管柱安装工程概况

南京地铁南京南站为地下两层岛侧式站台车站，主体结构采用钢筋混凝土箱体框架结构，车站长252.4m，标准段宽度47.2m，车站基坑开挖深度约为14.3m～15.6m。车站采用暗挖逆作法施工，车站共设102根钢管混凝土柱，钢管混凝土柱作为施工过程的中间支撑柱，在车站底板结构尚未封闭时，承受地下各层已施作完毕的框架结构自重和各种施工荷载，顶板封闭后，中间柱作为车站主要竖向承载和传力结构。

钢管混凝土柱基础深度分别为9m和17m，直径为1.5米，采用C35钢筋混凝土。钢管柱长度约16m，直径800mm，壁厚20mm，共102个，锚入桩基础深2m。钢管柱心填充C50补偿收缩混凝土，与顶板、中板和底板相接位置设置钢牛腿。

该区段近地表主要分布可-硬塑的粉质粘土或粘土，底部主要为风化的泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，地形较平坦，工程地质性能良好。

施工方案

根据现场地质图以及现场实际地质情况，在粉质粘土层较厚范围钢管柱有效部位采用人工挖孔桩+桩基础采用旋挖钻机成孔；粉质粘土层浅，砂岩层厚的范围可以采用机械成孔+长大钢护筒护壁的施工方法。定位器采用人工安装。钢管柱基础混凝土灌注采用导管干灌法灌注工艺，钢管安装完毕后，向挖孔桩护壁与钢管柱之间回填细砂，然后进行钢管内混凝土浇筑。

施工步骤

3.1采用人工挖孔+机械成孔施工步骤

在粉质粘土层和杂填土较厚范围采用人工挖孔+机械成孔方案施工，人工挖孔至钢管柱底，然后采用旋挖钻机施作钢管柱基础。

施工方法见下图：

图3.1-1（钢管柱及基础施工流程图）序号图示说明序号图示说明1 人工挖孔至钢管柱底2 旋挖钻机成孔至基础桩底3 吊放钢管柱基础钢筋笼4 第一次浇筑基础混凝土至定位器下60cm5 安装定位器下定位钢板6 灌注钢管柱下桩基混凝土至定位器底7 安装钢管 柱定位器8 准确定位钢管柱9 浇筑2m高杯口混凝土10 钢管柱与护壁之间回填细砂11 浇筑钢管柱混凝土

3.2采用长大钢护桶配套机械成孔施工步骤

在地质条件好，能够满足机械成孔要求时，可以采用机械成孔。采用旋挖钻成孔至钢管柱基础底，吊安基础桩钢筋笼，浇筑混凝土至钢管柱底部，安装钢护桶，钢护桶采用8mm厚钢板制作，钢护桶安装完毕合格后，人工安装定位器、安装钢管柱、浇筑柱内混凝土等工作。

机械成孔至钢管柱基础底2 吊装基础钢筋笼3 浇筑砼至定位器下60cm4 安装钢护桶及定位器底定位钢板5 灌注基础混凝土至定位器底6 人工安装钢管柱定位器7 准确定位钢管柱，拔出钢护桶8 浇筑锚固钢管2m范围混凝土9 钢管柱与护壁之间回填细砂10 浇筑钢管柱混凝土

关键施工技术

4.1 人工挖孔桩施工技术

4.1.1 成孔工艺流程

挖孔桩施工内容主要包括：测量定位，井口防护，挖孔桩成孔，护壁施做等工序施工。人工挖孔桩成孔工艺流程见图4.1-1所示。

4.1.2 成孔工艺流程

人工挖孔桩采用分节挖土，分节支护的施作方法。挖孔前，在孔口处锁口环设置四个桩心控制点，并牢固标定，以便随时检查挖孔垂直度和孔深。护壁支模时必须吊大线锤校定。桩孔人工开挖，挖土次序为先中间后周边，弃土装入吊桶，用多功能提升架提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场。

4.1.3 护壁的施做

挖孔桩护壁每节进尺0.5～1.0m。在开挖第一节桩孔前，先破除桩位置地面，开挖第一节桩孔，支第一节护壁模板，灌筑护壁混凝土。第一节护壁混凝土高出地面30～50cm，便于挡水和定位。第一节孔圈护壁应比下面的护壁厚100～150mm，上、下护壁间的搭接长度不得小于50mm。中心线应与桩孔轴线重合，偏移控制在0～50mm，其轴线的垂直度允许偏差不大于0.3%。每两节护壁必须进行桩的中心位置和垂直度检查一次，以保证桩的垂直度。在地质条件较好的土层中，每开挖1m深，即施工混凝土护壁，在容易发生坍塌的粉细砂层中，每开挖0.5m深，即施工混凝土护壁

随着开挖的完成，清理桩孔壁淤泥，复核桩孔垂直度和直径，按设计图纸插入竖向钢筋并保证向下预留长度为35d，再布设环向箍筋并绑扎成形，及时安设模板。护壁模板采用组合式异形钢模板，模板由四块拼装组成，模板间用U型卡连接，同时以利拆除每节护壁适当设置L形调节缝板。本护壁混凝土上部厚150mm，下部厚100mm，上节护壁的下部应嵌在下一节护壁的上部混凝土中，上下搭接50mm，桩孔开挖后应尽快灌注护壁混凝土并振捣密实。待护壁砼达到一定强度时进行拆模工作。护壁砼浇筑见图4.1-2。

4.2 机械成孔垂直度控制技术

成孔时，要确保钻机定位准确、水平、稳固。钻机定位后，用钢丝绳将护筒上口挂带在钻架底盘上，成孔过程中，钻机塔架头部滑轮组、回转器与钻头始终保持在同一铅垂线上，保证钻头在吊紧的状态下钻进。成孔直径须达到设计桩径。

当挖孔至设计深度时，对成桩孔径、桩底标高、桩位中线、垂直度、虚土厚度、嵌入深度进行全面测定，做好施工记录。

4.3 定位器安装、定位施工技术

定位器是钢管柱施工精度控制的关键工序，施工控制坚持做到安装前放线，安装后重新复核安装位置。

4.3.1 自动定位器的原理及作用

钢管柱采用上下两端同时定位法固定。钢管柱下端定位主要依赖于自动定位器，上端用花篮螺栓调节定位。自动定位器是一种预先加工的装置，精确校正其平面位置、高程和垂直度后，上端固定于挖孔桩护壁预埋钢板上，浇筑桩基混凝土后其下端锚固于桩基混凝土中。其构造特点决定了可实现对钢管柱的引渡、限定、精确定位的功能。

4.3.2 自动定位器的安装

自动定位器的安装首先在地面加工好预埋钢板和定位器支撑钢板，第一步：待基础桩混凝土达到强度后，在井口将标高控制点投测于挖孔桩护壁上，采用悬挂钢尺精确定出定位器支撑钢板顶面标高（既定位器底板底面标高），第二步：安装好支撑钢板并浇筑钢管柱基础桩剩余60cm高范围混凝土。第三步：在支撑钢板上焊接安装定位器，采用激光垂准仪以和吊线锤相结合的方法确定定位器中心。

4.4 钢管柱安装垂直度控制

4.4.1 定位器定位测量

定位器的中心点确定先从地面用锤球将桩心引至钢管柱基础顶面上，精确定出定位器的中心位置，以之为依据指导定位器的初定位安装。其后将1/20万的投点仪复核定位器中心位置，将桩心直接投测于定位器中心指挥定位器精确定位，直至安装完毕。为避免投点仪投点视镜不铅垂误差，每次投点时按90度变化四个方向，如点位均落于同一点时，即是桩心。否则会产生四个方向点A、B、C、D并行成一个四边形，此时，取四边形的中心点O，即是桩心。

4.4.2 钢管柱体吊装就位测量控制

根据孔口轴线点位，用线绳拉出孔中心点，钢管由履带吊车吊装，在管底靠近孔口位置处停止，调整吊车大臂确保钢管中心与孔中心重合，吊车大臂不动，垂直下降。

管柱一次整体吊放入孔，中间不接驳。出厂前，在上节法兰盘底加肋板上对称焊接设置一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保柱体处于最不利位置时，吊耳不发生侧翻破坏现象。准备工作完成后，采用两台25吨履带吊相互配合作业。一台主吊，另一台吊车辅助吊http:/// http:///

http:/// 装，以防止钢管柱底部戳地变形。操作时一台吊车在钢管柱上端两点起吊钢管柱，同时另一台吊车起吊钢管柱底部，使钢管柱上端起吊过程中，其底部脱离地面。辅助吊车缓慢放绳，待钢管柱完全垂直吊离地面，且相对稳定后，将其与辅助吊车分离。对准桩位，下放钢管柱，慢插入孔，钢管柱底部可直接嵌入定位器，其管端稳固座落于定位器环行定位板上，通过复核钢管柱顶标高确定柱底与定位器的吻合程度。然后对柱上端精确定位，柱上端采用轴线重合的方法确定，既在钢管柱下吊前确定好钢管柱的轴线，根据护壁（钢护筒或人工护壁）上定位的轴线吊线锤确定钢管柱柱顶的位置。由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位器确定，钢管柱上端空间位置校定后，即可认为柱顶与柱底在垂直方向投影重合，钢管柱位置已精确定位。柱顶钢筋待柱芯混凝土浇筑完毕后插入固定。5 结束语

在本工程中，对定位器安装环节分解为两步骤，既多增加了安装支撑垫板工序，大大的降低了施工测量控制难度，加快了施工进度。目前，此基坑开挖工作已经完成，通过验收检查，该工程施工的钢管柱垂直度在允许的偏差范围内，柱芯混凝土完整性好，说明此施工方法切合实际，最大限度的缩短了施工工期，对于同类施工具有指导作用。

暗挖地铁车站钢管柱安装施工技术 篇2

1.1工程简介

五四广场站位于香港中路与山东路相交处, 沿香港中路呈东西向布置, 车站有效站台中心里程为K6+962.786, 设计终点里程K7+058.286.本站为三号线与二号线换乘站。车站西北角为香格里拉大饭店, 主体结构设置变形缝。

本站主体总长度277.6m, 标准段长44.8m, 主体车站高度为16.3m主体顶板最大覆土厚度:5.6m。车站主体围护结构采用桩+预应力锚索与岩石锚杆相结合的形式, 基坑深度:19.34m。

车站主体共181根钢管柱, 其中Φ600×16临时钢管柱8根, 1200×600矩形钢管柱4根 (壁厚20mm) , 变形缝Φ600×16钢管柱20根, Φ1000×20钢管柱59根, Φ800×16钢管柱90根 (图1) 。

1.2工程水文地质

本施工区段地貌类型为剥蚀斜坡和山前侵蚀堆积坡地, 所处地形变化不大。

地下水类型按赋存方式分为:第四系松散岩类孔隙水、块状基岩裂隙水两类。

车站内西侧第四系土层不发育, 东半侧第四系土层较厚, 赋水性较好, 岩石全风化带和强风化带赋水性较差, 地下水不丰富。地下水对混凝土结构具有微腐蚀性, 对混凝土结构钢筋具有弱腐蚀性, 不需做特殊处理。

2钢管柱制作工艺

2.1钢管柱制作工艺流程 (图2)

2.2钢管柱制作工序操作要点

1) 放样、号料应根据工艺要求预留制作和安装的焊接收缩量;制作时切割、刨边等加工余量。

2) 切割后出现变形的零件, 要矫正其平直度, 质量要求为局部挠曲矢高f的允许偏差值在1m范围内f≤1.0mm。

3) 板材坡口加工及端面加工, 为保证施工质量, 进行刨平加工, 其加工余量不应小于2.0mm。

4) 组装前, 应先检验合格, 所有焊接面需按要求打磨。打磨范围:焊缝边缘每边30-50mm, 并不得有大于1mm的局部缺口。

5) 钢管卷制:在卷板过程中, 应注意保证管端平面与管轴线严格垂直。卷压钢板时, 考虑到一次变形量不能太大, 应及时调整上滚间隙。钢管卷制后应在管端打上十字轴线并作标记。

6) 钢管焊接成型后, 为消除焊接变形, 应采用机械校正, 直至达到尺寸精度要求。机械校正无法完成的可用热加工来校正。

7) 钢管对接时, 为确保对接处的焊接质量, 采用全熔透焊缝。

8) 钢管柱制作焊接纵焊缝均采用自动埋弧焊焊接。施焊前应清除焊丝上的油污和铁锈, 对焊剂进行烘焙至350℃~400℃, 保温2h。焊缝两端设置引弧板和引出板。焊接完毕后, 应采用气割切除引弧和引出板, 并修磨平整, 不得用锤击落 (图3) 。

3施工方法

3.1钢管柱定位

利用车站控制网中的导线点, 经过全站仪和配套使用的激光垂准仪 (既是激光垂准仪又是棱镜基座) 确定钢管柱的中心, 进行定位器精确定位, 应使误差小于3mm。在投点仪投点时, 每次投点按90°变化四个方向, 如点位均落于同一点, 即是桩心。否则会产生四个方向点, 并形成一个四边形, 此时四边形的中心点即为桩心, 见图4。

3.2定位器安装

通过垂准仪从孔口将钢管中心点转投至孔底。根据所投的中心点确定定位器中心, 同时测设定位器的标高, 然后固定定位器。定位器用预埋联接螺栓固定, 安装时反复测量调整锚固脚的标高及水平度, 定位器的安装必须复测达到精度要求。

3.3钢管柱精确定位及固定

钢管柱采用上、下两端同时定位的方法定位。钢管柱下端定位主要依赖于自动定位器, 上端采用安装3个方向花篮螺丝实现固定, 上部中心精确定位与自动定位器的定位方法相同。将钢管柱吊起, 在钢管柱底部嵌入定位器, 然后对钢管柱上端精确定位, 上端钢管柱之间设3根花篮螺丝的扣件, 对钢管柱位置进行微调。经过对钢管柱的花篮螺丝的精确校正, 钢管柱中心位置及垂直度满足设计精度要求, 并牢固焊接确保钢管柱的稳定性及强度。我们认为定位器一经安装就位就确定了中间钢管柱的位置参数, 因为钢管柱下端的平面位置、高程、垂直度将由定位器来决定。

3.4钢管柱吊装

成品钢管直接运至施工现场, 焊接完成经过超声波无损探伤后, 可进行安装。吊装时柱中心对准相交线, 同时用两台经纬仪在十字相交轴线上测量垂直度。

3.5钢管混凝土浇筑

钢管混凝土浇筑采用高位抛落无振捣法, 其原理是利用混凝土从高位顺钢管下落时产生的动能达到振实混凝土。此方法施工效率高, 无振动无噪音。

为避免钢管柱底部出现蜂窝, 在每次混凝土浇筑前, 每次先浇灌一层水泥砂浆厚度约为10-15cm。

料斗的下口应比钢管的内径至少小100-200mm, 以便混凝土下落时管内的空气能够排除。

浇筑时的最大自由落下高度宜在5m以下, 最大水平流动距离应根据施工部位对混凝土性能的要求而定, 最大不宜超过7m。

浇筑时应防止模板、定位装置的移动和变形。

分层浇筑混凝土时, 应在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。

混凝土浇筑后, 静停过程中因气泡溢出导致混凝土沉降, 可在浇筑时适当提高所要求的标高。

4结语

综上所述, 钢管混凝土柱施工操作简单, 安全, 易于推广, 施工设备和人员投入少, 与定位后锚固方法相比, 具有明显的经济效益和社会效益。

摘要：随着近年来国民经济的迅猛发展, 钢管混凝土结构凭其承载力高的特点在我国得到了广泛应用, 本文以青岛五四广场站盖挖法施工为背景, 详细介绍了钢管混凝土柱的制作工艺、施工方法和措施, 仅供同类工程参考。

关键词：钢管混凝土柱,钢管对接,精确定位

参考文献

[1]赵育红.地铁车站盖挖逆作法中间柱施工技术[J].四川建筑科学研究, 2014.

[2]王立玲.盖挖逆作法地铁车站钢管柱关键施工技术[J].工程与建设, 2014.

地铁暗挖车站施工保护技术探究 篇3

【关键词】地铁暗挖；保护技术；地铁施工

【中图分类号】U231.4 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0233-02

随着科学技术的发展，社会的不断进步，我国人口日益曾多，客流量的比较大，达到千万人口大关的城市也不胜枚举。现代化的交通工具也是必不可少得，所以，国内许多的大城市都已经开始着手大规模大批量的修建地铁。对地下空间的利用也向着立体化、多元化的趋势发展。因为城市的地表建筑面漆是不可能进行大面积的迁移的，这样地铁暗挖也就应运而生了。暗挖地铁隧道，通常会出现地铁网络互相交叉穿越的问题，为了日后运营安全地铁对隧道结构的变形情况要求的十分严格，其位移是不能超过二十毫米的，其暗挖的地下隧道变形曲率半径要足够大，半径值不得小于一万五千米，相对的弯曲变形值要求小于两千五百分之一。这样才能保证地铁安全、正常的运行。本文就一项地铁暗挖的施工为例，采取综合保护措施技术，这样可以对已有的地铁隧道隆起变形起到一个很到的控制作用。

一、工程施工现状简介

现有的地铁线路与地面的距离为五千八百米，新建地铁线路与现有地铁线路相距三千九百米。地铁车站为南北向布置，车站采取两段头双层结构的形式采用明挖、中间跨度处于城市交通主道下，所以必须得采用暗挖的施工方法。新建铁路线与旧址铁路线的净距只有零点六米，车站按娃娃段断面尺寸为二十三点六七米*九点八三米，采用大曾一拱双柱复合衬砌的结构方式，埋深为五点五米，根据这种建筑环境，我们可以采用“中柱法”即（PBA法）来进行施工。以下为PBA法做一些简单介绍：

为了能有效的控制地面沉降变形，确保周边高层建筑物和地下管线的安全稳定，车站建设采用了对地层和周边环境影响都比较小的洞桩法（以下简称PBA法）施工。

（1）工程原理

PBA法的工程原理就是结合明挖框架结构施工方法和暗挖法，即地表缺少施工基坑围护结构条件时，改为在地下先进行暗挖的导洞内施作围护边桩、桩顶纵梁，使围护桩、桩顶纵梁、顶拱共同构成桩（Pile）、梁（Beam）、拱（Arc）支撑框架框架体系（PBA为Pile、Beam、Arc三个英文单词的首位字母组合），以此来分担施工过程的外部荷载；然后在顶拱和编著的保护下，一层一层的向下开始挖掘（必要时设预加力横向支撑），施工内部结构，最终形成由外层边桩及顶拱初期支护和内层二次衬砌组合而成的永久承载体系。

（2）工程特点

①在布什强透水的地层中，将有水地层的施工变为无水、少水施工，避免因长期大量降水引起的地表沉降和耗资的增加，能有效的保护地下水资源并降低施工费用。

②以桩作支护，稳定而且安全，也对地层沉降的控制很有利，能有效避免中洞法、CD、CRD、双侧壁导坑法多次开挖引起的地面沉降量过大的缺陷和对初期支护的刚度弱化。

③与其它工程先比，拆除的临时工作量相对较少，结构的受力条件也比较不错，符合经济合理的施工规则。

④对结构层的限制数少，对保护暗挖结构附近的地下建筑结构和周边建筑物的完全影响较小。

⑤在PBA工程体系形成以后，会创造出较大的施工空间，有利于机械化作业，进而加快工程总实施进度。

⑥在水位线以上的地层中开设的导洞内施工孔桩，利用其“排桩效应”对两侧层体起到了很好的支挡作用，可进一步减少因流沙、地下水带来的施工安全隐患。

（3）具体施工方法

首先，超前注浆小导管加固地层，先开挖近桥桩侧导洞，导洞台阶法施工，格栅喷混凝土支护。导洞开挖支护完成后，用特制和改进的钻机由里及外跳孔施工钻孔桩，导管法灌注水下混凝土，凿除桩头后，施作桩顶纵梁。在导洞内施作主拱格栅钢架拱脚（即拱边段），与导洞格栅钢架预留街头相连。其次，在对拱边段浇筑后再进行回填。超前注浆小导管加固地层后弧形导坑法开挖导洞间的拱部土体、施作初期支护结构，必要时设置临时竖撑结构。拆除临时竖撑后向下开挖至中板下一定距离，拆除永久结构断面内导洞格栅钢架，拆除长度应根据监控量测进行严格控制。最后，依次施作拱墙部防水层、中板底模、中板浇筑、拱墙浇筑，预留边墙钢筋和防水层。向下开挖至钢管撑标高下零点五米，桩间喷射五十毫米厚C20混凝土找差平，必要时进行桩间注浆加固，架设腰梁及钢管支撑。

二、地铁暗挖施工技术分析

根据对实际工程实施的分析，所处的位置既有的地铁线路为双线单洞隧道线，其间距为十六点八米，多采用复合式的衬砌结构，它的断面为五点七米*六点一米的方案，断面形状采用马蹄形状。整体设计的暗挖隧道与已有地铁线路关系的平面图如下图所示。暗挖地铁隧道与已有地铁线路关系平面图

根据上图所示，在经过地质勘探人员对暗挖隧道的地质情况进行勘测分析后可知，暗挖车站的上班断面位置于粉土层和粉质粘土层，下半断面位于细砂层。整个底板的地层机构基本如下：卵石圆砾层其厚度为四米，粉土层的厚度为二十二米细中砂层的厚度为三点七米，卵石圆砾层的厚度为七米。以上数据为地层土质由上而下的顺序表现形式。

三、地铁暗挖车站施工保护技术

暗挖地铁车站钢管柱安装施工技术 篇4

随着城市地铁建设规模的不断扩大, 新建地铁车站下穿既有线的情况也越来越多, 新建隧道的下穿施工如何保证既有线结构的安全, 不影响既有线的正常运营, 越来越受到研究人员的重视。

1 地铁车站下穿既有地铁隧道施工保护既有结构措施

新建地铁车站施工下穿既有地铁线路在施工中必然会对既有地铁线路产生一定的影响, 如果严重可能会对既有线路结构产生严重的破坏, 影响既有线路的正常使用, 影响到既有线路的安全运营。所以新建地铁车站施工与既有线路的安全性保护构成一对矛盾体, 结构损坏 (广义上安全或部分功能的丧失) 发生的充要条件是:新建工程施工的附加影响已经超过既有结构的强度 (如承受变形的极限能力等) , 所以新建地铁车站施工中对保护既有线路不发生破坏的主要措施有以下两个方面:

(1) 对施工过程中产生的附加影响进行减少, 使得附加影响不超过既有线路能够承受的强度极限。

(2) 对既有线路进行加固, 从而将其抗变形能力以及强度进行提高。

2 地铁车站施工对既有线安全控制的技术措施

在地铁施工中, 对既有线安全的管理即是对风险源 (如重要建 (构) 筑物) 的全过程控制, 通常包括以下五个环节:

(1) 既有结构物 (如地铁区间或车站) 的现状评估和安全性评价, 由此可确定出既有结构的沉降和变形控制标准, 即既有结构所能够承受的极限变形值。

(2) 施工附加影响的分析和评价, 由此可确定出合理的施工方案。实际上为施工方法以及辅助施工方法的优化, 并且包括工法的优化以及细部优化 (如到洞开挖以及支护顺序等细节问题) 。

(3) 控制方案制定。考虑到隧道开挖对地层影响的时空效应, 依据地层和结构的变位分配原理, 初步拟定相应施工方案下的既有结构变形及稳定性控制方案并实施。方案制定的依据主要包括:既往经验及资料、数值模拟及理论分析、工程特点等。

(4) 监测及反馈。基于信息化施工的原理, 通过监测结果与既定控制方案的对比, 可及时对施工方案和控制标准进行调整, 以及在必要时对地层和结构进行加固, 以达到预期的目标。加固地层的作用是减小施工对结构的附加影响, 加固结构的作用则在于提高结构的抗变形能力。

(5) 工后评估及恢复方案制定。无论采取怎样的施工方案和技术措施, 施工结束后都会或多或少地对既有结构造成影响, 因此待施工完成后应对既有结构的损坏状况进行检测和评估, 并据此制定恢复方案和具体措施, 包括恢复的必要性、恢复程度以及工后沉降和变形的预测等。

3 案例分析

3.1 工程概况

该工程位于一交通繁忙的十字路口下方, 且管网密布, 通讯电缆、自来水管和污水管道等纵横穿插。该车站宽23m, 高8.6m, 拱顶距既有地铁线4m。柱体纵向上为墙状连续结构, 以隔离行车时的噪音和空气污染。车站所赋存地层上部为风化软岩, 下部为硬岩。

3.2 施工方案

因为该地铁车站下穿既有地铁线路, 所以只能采用暗挖法。大断面浅埋暗挖地铁车站可以采用中洞法、柱洞法和侧洞法施工, 不同施工方法对既有结构沉降的影响是不同的, 为此以既有结构的最大沉降量为目标, 对不同工法的附加影响进行分析, 由此实现对施工方法的优化。施工方法的附加影响分析及优化, 包括工法的优化和施工步骤的细部优化。图1为中洞法、柱洞法和侧洞法施工示意图。

图2为中洞法、柱洞法和侧洞法施工累计沉降量。

从上述综合既有结构沉降分析, 可以得出以下结论:

柱洞法以最小的挖土量, 提供了前期衬砌的施作空间, 其永久衬砌结构施作最早, 支撑作用发挥得最早, 所以对土体沉降和既有结构的变位控制最为有利, 应是穿越施工的最佳方案。但是具体方案的实施需要结合具体项目施工的实际情况进行选择。在本工程中, 为控制既有线的沉降和工作面的稳定, 采用侧洞法进行施工, 并且采用钢管复合注浆支护技术。在隧道拱顶轮廓外3m范围内高压注浆, 所用钢管长度26m, 中洞上方布置五层, 侧洞上方布四层。车站开挖方法见图3, 采用先挖侧洞, 后挖中洞的方法, 初支为厚度25cm的加钢筋喷射混凝土配以锚杆。经量测, 侧洞开挖时拱顶沉降3~4mm, 初支中应力达4.6MPa, 且主要沉降发生在上导坑开挖过程中。中洞施工时, 拱顶沉降3mm, 初支应力达0.5MPa, 柱体中应力为0.35MPa。

3.3 监控量测方案

3.3.1 施工监测目的和任务

对既有线进行自动化动态实时监测, 以保证既有地铁结构安全和正常运营。通过对测量数据的分析、处理掌握隧道和围岩稳定性的变化规律、修改和确认设计和施工参数。通过监控量测了解施工方法和施工手段的科学性和合理性, 以便及时调整施工方法, 保证施工安全及既有线车站的安全。

3.3.2 监测项目

针对地面建筑物监测项目主要包括:地表沉降;初期支护结构拱顶沉降;初期支护结构净空收敛;既有线路沉降;轨道沉降变形等。

3.3.3 监测点布置原则

根据该工程性质、地质条件、设计要求、施工特点及周边环境等综合因素确定监测对象。为能及时掌握隧道和围岩稳定性的变化规律, 及时布点进行监测, 所有观测点埋设必须稳固, 初始值在确认点位已稳定才能采用。

3.4 施工安全应急措施

3.4.1 暗挖施工防坍塌应急措施

在地铁车站下穿既有线段工程施工时, 制定并严格落实各项防塌措施, 同时施工掌子面储备好各种抢险物资。在发生施工掌子面突发性塌方时立即启动抢险预案, 采取下列措施: (1) 立即使用抢险物资对塌方处进行封闭回填和加固处理, 同时把有关信息上报相关各个单位和部门, 各单位联合采取必要的抢险措施, 加强对既有结构的检查和量测工作; (2) 组织专家讨论分析造成掌子面突发性塌方的原因和相应的控制措施; (3) 根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织, 进行施工交底, 严格落实各项措施, 进行开挖施工。

3.4.2 既有线结构沉降速率超限影响应急措施

在地铁车站下穿既有线段工程施工时, 首先建立严密的结构受力、变形、沉降的监控量测体系, 对施工过程进行全面的监控量测, 随时反馈信息, 指导施工生产。在发生既有结构沉降速率超限时, 立即启动抢险预案, 采取下列措施: (1) 立即停止开挖施工, 封闭所有施工掌子面, 加强结构监控量测工作; (2) 上报甲方及地铁公司运营单位, 根据具体沉降情况确定是否采取限速、停运及疏导客流等措施; (3) 组织专家讨论分析造成既有结构沉降速率超限的原因和相应的控制措施; (4) 根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织, 进行施工交底, 严格落实各项措施, 进行开挖施工; (5) 若既有结构沉降速率超限未得到有效控制, 再次重复上述过程直到完全解决既有结构沉降速率超限问题。

3.5 隧道穿越既有线核心问题

隧道穿越既有线的核心问题是如何控制既有线结构的变形量和变形速率 (防止灾难事故发生) , 因此从研究思路上可以采取以下三种方法: (1) 结构托换, 即通过托换手段对既有结构进行预支护, 如美国波士顿中央交通主动脉公路隧道工程穿越既有地铁线时使用了此方法。 (2) 减小开挖断面, 即在满足工程要求的条件下尽量减小隧道断面, 或将大断面隧道分解成小断面, 如4号线宣武门站拟采用的方法。 (3) 隧道分部开挖, 即将大断面隧道分多次开挖完成, 从而减小对既有结构的扰动和变形, 如5号线崇文门车站、东单车站以及穿越雍和宫车站所采用的方法。

4 结语

综上所述, 在新建地铁车站施工中, 车站与既有线路之间的影响是互相的。既有线路的存在影响到新建车站的施工和安全, 而新建车站施工必然也会对既有线路产生影响。在实际工程施工中, 运用暗挖法, 做好隧道支护施工, 避免新建地铁车站施工对自身和既有线路产生不良影响, 保证地铁运营安全。

摘要：随着城市经济的快速发展以及交通建设的不断发展, 不可避免的会出现地铁线路之间出现交叉和换乘的情况。受到地下空间的限制以及换乘地铁的需要, 在进行新建地铁工程的施工中经常出现穿越既有地铁线路的情况。其中暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道工程施工的难度是非常大的, 并且风险也是非常高的。本文主要根据实例阐述了暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道施工与控制。

关键词：暗挖,地铁,车站,下穿,既有地铁,隧道,施工,控制

参考文献

[1]陈星欣, 白冰.隧道下穿既有结构物引起的地表沉降控制标准研究[J].工程地质学报, 2011 (01) :56~57.

[2]郭亚宇, 苏兆仁.大连地铁2号线下穿铁路的设计与施工[J].现代城市轨道交通, 2010 (04) :70~72.

[3]陈孟乔, 杨广武.新建地铁车站近距离穿越既有地铁隧道的变形控制[J].中国铁道科学, 2011 (04) :62~63.

暗挖地铁车站钢管柱安装施工技术 篇5

1、工程概况

光电园车站位于重庆市渝北区高新园于黄山大道中段与黄杨路的交汇处, 里程为CK27+190.383~CK27+392.083, 车站全长201.70m, 采用曲墙+仰拱的五心圆马蹄形断面, 隧道高19.38m, 宽24.84m, 开挖面积413.26m2, 洞顶埋深24~26.5m, 工程地质为Ⅳ级围岩, 属于特大断面暗挖隧道, 采用双侧壁导坑法施工。

光电园车站施工通道全长355.58m, 施工通道净宽6m~9m, 净高5.5m~7.5m, 其中AK0+0~AK0+60.00为明挖段, 其余地段为暗挖法施工的直墙拱形隧道, 坡度为2%~14%。与车站设2个口连接, 主通道利用车站预留通道, 主要施工车站站厅层以上的主体隧道开挖支护、站内结构、出入口、风道、风井及紧急疏散口等附属结构的开挖支护;支通道口在距车站大里程端约60m处与车站相接, 主要施工车站站厅层以下的车站主体结构的开挖支护和站内结构。施工通道与车站的平面位置关系具体见图1。

2、施工主通道与车站站厅层接口处施工措施

⑴施工顺序

(1) 先将施工通道开挖支护至与车站直腿开挖轮廓线, 在主施工通道架设门型框架完成通道锁口, 见图2中 (1) 位置;

(2) 从施工通道处开始平顶开挖, 车站横向开挖4.5m;再沿车站纵向扩挖总宽度10.5m, 以架设门型框架两侧的永久格栅拱架, 并完成锁口, 见图2中 (2) 位置, 对施工通道不能架设钢架支护段进行锚喷支护;

(3) 继续扩挖车站通道, 在完成施工通道开挖后, 进行车站扩挖通道开挖, 扩挖通道以12.3%的坡度上坡开挖。开挖宽度10.5m, 开挖高度以双侧壁导坑法1步底板标高按12.3%抬坡线至拱部开挖轮廓。见图2中 (3) 位置;

(4) 在扩挖通道横向扩挖完成后, 将底板开挖至双侧壁导坑1步底标高, 完成接口施工, 进行双侧壁导坑1步开挖。

⑵开挖支护技术措施

由于施工通道断面小且拱顶标高低于车站拱顶标高, 因此需要在施工通道与车站接口位置上挑以施工车站, 对车站进行横向扩挖, 扩挖完成后才能进行双侧壁导坑开挖, 由于车站跨度大, 约24m, 因此须进行多次扩挖才能将车站上部拱架封闭成环, 而本车站地质为Ⅳ级围岩, 须随挖随支。

在接口位置先对出入口不能架设钢架支护段进行支护 (图2中 (2) 位于车站轮廓外部分) ;采用锚喷支护, φ25中空锚杆间距按0.5×0.5m, 梅花形布置;长3.5m, 钢筋网采用φ8mm间距为200×200的钢筋网片, 拱部双层布设;为保证支护弧度用φ22mm的钢筋弯制成接口拱部弧形作为弧形主骨架, 喷射25cm厚C25早强混凝土。

在预留出入口锁口完成后, 进行车站扩挖通道的开挖、支护。扩挖通道以门型框架形式支护。在门型框架上焊接三角牛腿以使结构达到更好的受力支护效果。门型框架采用I22a在开挖面两侧作为临时立柱, 上架设临时I25a托梁, 托梁架设于车站环向钢拱架连接脚板处 (见图3) , 这样保证扩挖过程中车站环向钢拱架在没有成环的情况下将受力转换到临时立柱上, 保证整个掌子面的稳定。

在做好临时立柱与托梁的同时, 布设系统锚杆 (图3车站扩挖Ⅰ—Ⅰ) 剖面, 系统锚杆采用φ25的中空注浆锚杆, 梅花形布置, 间距为1×0.5m, 锚杆长度为L=3.5m;临时锚杆采用φ22的砂浆锚杆, 梅花形布置, 间距为1×0.5m, 锚杆长度L=2.5m。车站钢拱架采用格栅拱架, 间距为1000mm, 纵向连接筋采用φ25mm的钢筋按1m的间距内外二侧布置, 初期支护施工时, 在拱部150°范围预埋Φ4 2注浆管, 壁厚3.5 m m, 长500mm, 环、纵向间距为1.0×4.0m, 水泥浆液水灰比1:1, 注浆压力不大于2MPa, 达到注浆压力后, 钢管内用水泥砂浆充填。当初期支护闭合成环一定长度后, 应及时对初衬背后回填注浆加固, 以减少地面沉降量。

在施工过程中要加强监控量测, 尤其接口位置要加密布点加强监测频率, 及时反馈信息以指导施工。

3、施工支通道与车站站台层接口处施工措施

⑴施工顺序

(1) 将支通道开挖至与车站接口位置相差4m作为位置即停止开挖。

(2) 车站开挖支护完成双侧壁导坑上部开挖后, 放坡开挖落底,

(3) 架设车站拱架的同时在接口位置埋设托梁, 托梁架于支通道两侧拱架上。

(4) 锁口、开挖贯通。

⑵开挖支护技术措施

由于车站断面远大于施工支通道断面, 施工支通道与车站站台层接口施工主要为接口锁口与托梁埋设保证车站拱架的稳定。

洞口位置车站拱架断开采用托梁的方法, 通道边位置连续并排架立2榀拱架加强。并加强锁脚及系统锚杆以加强支护, 支通道方向布设Ф42超前小导管, 长4m, 环向间距0.4m, 并在注浆加固完成后再进行下步开挖。如图4。

4、结语

以上为矿山法暗挖地铁车站与施工通道接口的两种形式, 在施工中须严格根据“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的方针进行施工, 以保证施工接口这一特殊位置的施工安全与质量。