北京地鐵區(qū)間大斷面開挖銜接施工技術(shù)

范學(xué)鵬

1 工程概述

陶然亭站—菜市口站區(qū)間(簡(jiǎn)稱陶—菜區(qū)間)。

陶—菜區(qū)間穿越于菜市口大街下方,隧道中線與道路中線基本平行,陶—菜區(qū)間起點(diǎn)里程K 5+608.9,終點(diǎn)里程K 6+590.1,全長(zhǎng)981.2雙線米。

設(shè)施工豎井 1座,1個(gè)施工通道,2個(gè)聯(lián)絡(luò)通道,南端有人防段及迂回風(fēng)道,北端有停車線、渡線總長(zhǎng) 346.1m。

北端停車線在區(qū)間右線,起點(diǎn)里程K 6+244,終點(diǎn)里程K 6+ 556,全長(zhǎng) 312m。渡線在區(qū)間左線里程 K6+540～K 6+590.1,在K6+540～K 6+548.8處連通左右線。

2 施工方法實(shí)施要點(diǎn)

2.1 臺(tái)階法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡銜接

從菜市口站向南開挖右線至區(qū)間里程K 6+540.7處為臺(tái)階法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡,即由右線QYH斷面,渡線QYJ斷面向QYG雙側(cè)壁導(dǎo)坑法大斷面過渡施工,拱部抬高 3.34m,如圖 1所示。

1)QYH斷面、QYJ斷面挑高、加寬。由于斷面抬高高度大,采用提前4m抬高過渡,將QYH,QYJ斷面從臺(tái)階法過渡到類似CRD法。QYJ斷面過渡方法與QYH斷面過渡方法相同,QYH, QYJ斷面在開挖過程中均安裝臨時(shí)中隔壁與臨時(shí)仰拱,轉(zhuǎn)換成CRD法施工。

2)QYG斷面開挖順序。當(dāng)QYH斷面左側(cè)開挖到銜接里程后繼續(xù)向前開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑的右側(cè)上導(dǎo)坑,進(jìn)入雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工,如圖 2所示。

當(dāng)QYG雙側(cè)壁導(dǎo)坑段左上部導(dǎo)坑開挖進(jìn)入5m后,再進(jìn)行左下部導(dǎo)坑開挖。QYJ渡線斷面過渡抬高至QYG斷面后進(jìn)行QYG斷面右側(cè)導(dǎo)坑開挖,并保證與左側(cè)導(dǎo)坑至少 15 m的距離。當(dāng)QYH/QYJ斷面轉(zhuǎn)換后的CRD法第3部洞室開挖至QYG斷面中上部后再進(jìn)行QYG斷面中部導(dǎo)坑的施工。

首先施工QYG雙側(cè)壁左右兩側(cè)上下導(dǎo)坑,然后再開挖QYH, QYJ斷面CRD法3部洞室,然后再施工雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間部分。

2.2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向臺(tái)階法過渡施工

在里程K 6+548.1處左線由QZB向區(qū)間左線標(biāo)準(zhǔn)段和渡線QYJ斷面過渡,此接口為大斷面向小斷面過渡。

當(dāng)QZB斷面開挖至銜接面時(shí),開始施工堵頭墻。

堵頭墻施工順序如下:

1)左右兩側(cè)上導(dǎo)坑開挖至銜接斷面處,停止下導(dǎo)坑的開挖,并保證下導(dǎo)坑與上導(dǎo)坑距離不得小于 5m。然后開始從上至下逐層封閉上導(dǎo)坑開挖面,按照堵頭墻設(shè)計(jì)圖紙施作堵頭墻,并安裝渡線斷面和區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面第一榀格柵,在渡線QYJ斷面和區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面開挖線內(nèi)設(shè)置臨時(shí)堵頭墻。上導(dǎo)坑封閉完成后再進(jìn)行下導(dǎo)坑開挖,下導(dǎo)坑開挖至銜接斷面處,立即封閉開挖面,并施工堵頭墻。注意左右兩側(cè)導(dǎo)坑距離不得小于 15m。

2)中間上導(dǎo)坑開挖至銜接斷面處時(shí),從上至下開挖并安裝堵頭墻工字鋼,掛鋼筋網(wǎng)并噴射C20混凝土。當(dāng)開挖至渡線斷面和區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面高度時(shí)安裝渡線及區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)段格柵。渡線斷面與區(qū)間左線標(biāo)準(zhǔn)斷面開挖線內(nèi)設(shè)置臨時(shí)堵頭墻。

3)當(dāng)堵頭墻全部施工完畢后開始破除渡線開挖線內(nèi)臨時(shí)堵頭墻,按照從上至下的施工順序。先施工上臺(tái)階 5m后,再破除渡線開挖線內(nèi)下部堵頭墻,進(jìn)入渡線臺(tái)階法開挖。

4)渡線全部開挖完畢后,開始破除左線標(biāo)準(zhǔn)斷面開挖線內(nèi)臨時(shí)堵頭墻,按照從上至下的順序施工,上臺(tái)階開挖 5m后,再破除左線開挖線內(nèi)下部臨時(shí)堵頭墻,進(jìn)入左線標(biāo)準(zhǔn)段臺(tái)階法開挖。

2.3 臺(tái)階法向CRD法過渡

右線從南向北開挖至K 6+271里程處為由QYA臺(tái)階法斷面進(jìn)入停車線QYB斷面CRD法開挖。此銜接面為由小斷面向大斷面開挖。左側(cè)邊墻外擴(kuò)4.8m,拱部抬高0.8m。

采用提前5m向左側(cè)擴(kuò)挖的施工方法。由于斷面加寬需設(shè)置臨時(shí)支撐,在過渡過程中即轉(zhuǎn)入CRD法。當(dāng)施工至銜接面后轉(zhuǎn)入QYB斷面CRD法施工。

2.4 CRD法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡

當(dāng)區(qū)間右線從南向北開挖至K 6+318里程或從北向南開挖至K6+327里程處時(shí),為由停車線QYB斷面向停車線QYC雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖過渡,斷面為由小斷面向大斷面過渡。左側(cè)外擴(kuò)0.7m。采用前 1榀格柵先過渡的方法施工。

開挖順序如下:

1)當(dāng)CRD法斷面左上部洞室開挖至銜接里程后,開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑左側(cè)導(dǎo)坑上導(dǎo)洞,并設(shè)置雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間導(dǎo)坑左半部分臨時(shí)堵頭墻。當(dāng)CRD法斷面右上部洞室開挖至銜接面里程時(shí),開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑右側(cè)上部導(dǎo)坑,并設(shè)置雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間導(dǎo)坑右半部分臨時(shí)堵頭墻。2)當(dāng)雙側(cè)壁導(dǎo)坑段右側(cè)上導(dǎo)坑開挖 15m后破除雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間上部臨時(shí)堵頭墻,施工雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間上部導(dǎo)坑。當(dāng)上導(dǎo)坑開挖支護(hù)5m后破除中間下部導(dǎo)坑臨時(shí)堵頭墻,施工雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間下部導(dǎo)坑。

左線QZE向QZD過渡與此方法相同,只是抬高尺寸和外擴(kuò)尺寸不同。

2.5 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向CRD法過渡

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向CRD法過渡為大斷面向小斷面過渡。在本區(qū)間停車線、渡線大斷面中K6+473里程處QYC斷面與QYB斷面銜接由北向南施工,和K 6+327里程處QYC與QYB斷面銜接由南向北施工,均為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向CRD法過渡施工。

施工方法如下:

當(dāng)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工段左上部導(dǎo)坑開挖至銜接面里程后,施作臨時(shí)堵頭墻,然后依次進(jìn)行其他導(dǎo)坑的施工,在銜接面施作臨時(shí)堵頭墻。當(dāng)雙側(cè)壁導(dǎo)坑段中上部開挖至銜接面后,安裝CRD法施工段第一榀臨時(shí)中隔壁,與臨時(shí)堵頭墻焊接牢固。

2.6 雙側(cè)壁向雙側(cè)壁過渡

不同結(jié)構(gòu)尺寸的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法之間過渡主要為:右線的較大斷面向較小斷面過渡,左線的較小斷面向較大斷面過渡,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡斷面尺寸變化量不超過 80 cm,施工難度不大。施工時(shí)在接口斷面施工方法不變,只需適當(dāng)擴(kuò)挖或縮放結(jié)構(gòu)尺寸至設(shè)計(jì)要求即可。

3 結(jié)語(yǔ)

1)區(qū)間停車線、渡線大跨斷面由于斷面跨度較大,斷面轉(zhuǎn)換頻繁。斷面長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng),因初期支護(hù)施工難度較大、時(shí)間較長(zhǎng),從而造成二次襯砌工期緊張。2)在暗挖工程施工中,要注意左右洞室、上下洞室的間距要控制在規(guī)范要求內(nèi)。3)組織專門的測(cè)量組,定期對(duì)隧道的控制點(diǎn)、中線進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)控制好各洞室的同步里程。4)施工中要切實(shí)做好格柵加工與連接、超前注漿支護(hù)工作。5)在斷面變化的銜接上,爭(zhēng)取由大斷面向小斷面過渡,在施工工藝上更簡(jiǎn)便,而且節(jié)約成本,縮短工期。

總之,本工程通過采用北京市府地鐵專家意見,既保證了工期、節(jié)約了成本,又有效地保證了施工生產(chǎn)的安全性,為類似地下工程施工創(chuàng)造了一個(gè)成功實(shí)例。

[1] GB 50299-1999,地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] 施仲衡.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1997.

[3] 陳康能.地鐵的發(fā)展及其盾構(gòu)施工環(huán)境巖土工程問題[J].山西建筑,2010,36(10):322-323.