超大斷面地鐵隧道二襯模架技術(shù)研究與應(yīng)用

楊春雷 王二平 郭 恒 曾懷明

(中建市政工程有限公司，北京 100036)

超大斷面地鐵隧道二襯模架技術(shù)研究與應(yīng)用

楊春雷 王二平 郭 恒 曾懷明

(中建市政工程有限公司，北京 100036)

徐州地鐵1號線一期工程CRD工法單洞雙線超大斷面隧道全長288 m，二襯輪廓為橢圓形。通過方案比較分析，首次采用單側(cè)配備定型化可調(diào)模板的大跨度自行臺架，拱部及另一側(cè)采用定型模架加鋼模板的組合模板支架施工技術(shù)，取得了良好的效果。

地鐵,CRD工法,超大斷面,二襯,模板支架

1 工程背景

徐州地鐵1號線是貫穿徐州市東西向的一條重要地鐵線路，本合同段為第五合同段，包括兩站一區(qū)間，區(qū)間為礦山法暗挖隧道。站銅區(qū)間單洞雙線超大斷面隧道采用CRD工法，設(shè)置一座施工豎井，設(shè)計(jì)起止里程左DK13+224.405～右DK13+512.654，全長288.249 m，線路轉(zhuǎn)角99°26′31.3″，隧道斷面呈橢圓形，共分為5個(gè)類型。初期支護(hù)采用型鋼鋼架+錨桿+噴漿支護(hù)體系，拱架間距0.5 m，初支厚度350 mm，二襯厚度600 mm。

由于大斷面隧道穿越地層巖溶發(fā)育，泥包石嚴(yán)重，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，所以初支結(jié)構(gòu)自穩(wěn)性差，原設(shè)計(jì)按照6 m/組劃分，整體拆除全部“十”字形臨時(shí)支撐，再施工仰拱和拱墻，該方案安全風(fēng)險(xiǎn)較大，且隧道線路位于曲線段，左右邊墻長度相差5.38 m，原設(shè)計(jì)方案操作難度大，必須對原二襯施工方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

通過對CRD工法超大斷面隧道二襯施工方法和工藝進(jìn)行詳細(xì)研究，本工程首先采用了“可移動(dòng)式門式臺架+搭設(shè)滿堂紅碗扣式腳手架+定型鋼模板”組合模板支架體系，不僅保證了隧道施工安全，而且提高了施工效率，達(dá)到了工程預(yù)期效果。

2 二襯施工方案比選

2.1可供選擇的二襯施工方案

本工程CRD法超大斷面隧道通過施工豎井二襯，受空間和工序頻繁轉(zhuǎn)換限制，用整體襯砌臺車不可行，一般采用散拼模架或搭設(shè)滿堂腳手架的施工方法。經(jīng)過多方論證和研究，本工程拆撐采用“隔一拆一”施工工藝，按照6 m/組進(jìn)行劃分，先全部完成隧道底板，再采用“可移動(dòng)式門式臺架+搭設(shè)滿堂紅碗扣式腳手架+定型鋼模板”組合模板支架體系施作拱墻，該方案可實(shí)現(xiàn)一線多點(diǎn)大面積平行作業(yè)。兩者不同之處在于：1)原設(shè)計(jì)方案整體拆除臨時(shí)支撐完成第一組仰拱、拱墻二襯后，拆除第二組時(shí)，由于地板高度超過2 m，造成第二組破除的初支混凝土渣塊落入第一組底板甩頭位置，難以清理。2)采用先拉通底板，再用組合模架體系施作拱墻，不僅便于清理渣石，而且為拱墻大面積施作提供了一個(gè)安全可靠便利的作業(yè)面。

2.2方案比選

與目前地鐵區(qū)間超大斷面隧道二襯施工普遍采用的散拼模架、滿堂腳手架相較而言，采用組合模架體系進(jìn)行超大斷面二襯施工尚無經(jīng)驗(yàn)可循。經(jīng)過對比研究分析，采用組合模架體系方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)風(fēng)險(xiǎn)較低：拆撐時(shí)先拆下部導(dǎo)洞間的豎向支撐，且“隔一拆一”，待底板拉通后，再逐組拆除剩余臨時(shí)支撐，最大程度上減小臨時(shí)支撐拆除對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，有利于控制初支變形和地表沉降。2)節(jié)約工期：減少了模架、腳手架體系拆除、搬運(yùn)和拼裝的次數(shù)，定型門式臺架組裝完成后，在驅(qū)動(dòng)裝置推動(dòng)下，自行移動(dòng)，方便快捷，效率明顯提高，且在288 m的大斷面區(qū)段上，共計(jì)采用4組組合模架體系，可最大限度節(jié)約工期。3)節(jié)約成本：采用滿堂腳手架體系，由于拆除、搬運(yùn)、拼裝等大量重復(fù)性工作，需要大量人工作業(yè)，而采用組合模架體系將顯著降低人工消耗量，工費(fèi)降低明顯?？紤]到設(shè)備投入相比滿堂腳手架投入稍大，總體而言，采用組合模架體系能夠使工程直接費(fèi)用降低5 000元/m。4)安全性好：組合模架體系，較少高空拆裝腳手架作業(yè)量和作業(yè)時(shí)間，將必然降低有限空間內(nèi)物體打擊等安全事故風(fēng)險(xiǎn)。

2.3方案確定

經(jīng)過對區(qū)間隧道超大斷面二襯施工方案進(jìn)行比較，并綜合考慮，決定采用先行拉通底板，再采用組合模架體系施工大斷面拱墻的施工方案。

3 定型自行臺架+腳手架組合模架體系設(shè)計(jì)研究

3.1設(shè)計(jì)方案

由于受拆除初期支護(hù)臨時(shí)支撐卸載影響及施工工藝要求，隧道內(nèi)作業(yè)空間狹小，簡易臺車除滿足足夠的強(qiáng)度和剛度要求外，還必須具有較強(qiáng)的可操作性，構(gòu)(配)件可洞內(nèi)運(yùn)輸，洞內(nèi)組裝，能夠滿足4組拱墻平行作業(yè)的需求。經(jīng)過分析研究，最終確定以下組合模架體系設(shè)計(jì)方案：1)門式臺架總長度8 m，門架6榀，尺寸5.555 m×8.21 m(高×寬)，過車凈空7 000 mm×4 400 mm，臺階骨架采用15 mm,10 mm厚鋼板焊接箱體組裝；臺架左側(cè)配備定型模板，位于縱向中部，尺寸6 m×1.5 m(長×寬)，面板厚10 mm。2)拱部和右側(cè)邊墻腳手架采用碗扣式腳手架+定型模架；碗扣式腳手架橫向間距600 mm，縱向間距600 mm；模架每600 mm一榀，模架主要采用42 mm×3.5 mm鋼管加工而成，用環(huán)向間距600 mm@100 mm×100 mm方木縱向連接成為一個(gè)整體，依靠頂托加固。大斷面二襯模架體系橫斷面見圖1。

3.2組合模板支架體系特點(diǎn)

礦山法暗挖隧道二襯施工一般采用全液壓整體式臺車，與組合模架體系比較，區(qū)別在于：

1)整體式臺車施工隧道側(cè)墻和拱部一次澆筑成形，但對于斷面尺寸變化較大的二襯，整體式臺車不具備通用性，而組合模架

體系不僅具備側(cè)墻、拱部一次性成形的特點(diǎn)，而且可以大幅度調(diào)整模板輪廓和弧度，對于變斷面隧道適用強(qiáng)。2)整體式臺車設(shè)計(jì)為整體鋼模板、液壓油缸脫立模，施工中靠絲桿千斤頂支撐，油缸自進(jìn)式自動(dòng)行走，整體輪廓與初支輪廓間距小，不便于移動(dòng)，而組合模架體系，拱部和右側(cè)模架及碗扣腳手架拆除后，臺架與隧道初支輪廓間凈空大，對于本工程轉(zhuǎn)角較大的隧道線路，可以任意調(diào)整臺架位置，模架和腳手架安裝后，可與初支輪廓平行，保證二襯設(shè)計(jì)弧度。3)整體臺車需要較大組裝空間，必須在組裝完成后就位加固，而組合臺車更加靈活，底板拉通后，臺架可在隧道多個(gè)作業(yè)面上組裝，方便易行。

4 超大斷面隧道二襯施工技術(shù)

4.1總體施工順序

總體施工順序見表1。

表1 施工順序

4.2二襯施工工藝流程

可移動(dòng)式門式臺架→搭設(shè)滿堂紅碗扣式腳手架→鋪設(shè)作業(yè)跳板→鋪設(shè)全包防水→防水板驗(yàn)收→安裝、綁扎拱墻鋼筋→鋼筋驗(yàn)收→安裝主次龍骨及模板→校正模板高程、位置→模板驗(yàn)收。

5 施工監(jiān)控量測

本工程CRD法超大斷面隧道下穿東三環(huán)高架橋及輔路，過往車輛較多，給隧道上方圍巖帶來了一些擾動(dòng)，但隧道開挖期間拱頂沉降、地表沉降監(jiān)測結(jié)果顯示，沉降在規(guī)范允許范圍內(nèi)。在大斷面二襯施工期間，主要進(jìn)行地表沉降監(jiān)測、初支收斂監(jiān)測、拱頂沉降監(jiān)測，在經(jīng)過4個(gè)多月施工中的連續(xù)監(jiān)測，各項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)穩(wěn)定，方案可行。

6 結(jié)語

1)在滿足空間使用功能前提下，對隧道二襯施工順序進(jìn)行優(yōu)化，為組合模架體系提供了技術(shù)可行性。2)將隧道底板拉通后再施工拱墻，可在線路上提供多個(gè)作業(yè)面，充分利用有限空間進(jìn)行平行作業(yè)，加快了二襯施工進(jìn)度。3)通過本工程超大斷面隧道二襯施工實(shí)踐，采用組合模架體系成功解決了超大斷面、變斷面尺寸類型、大轉(zhuǎn)角線路隧道二襯施工難題，對后續(xù)類似地鐵區(qū)間二襯施工有非常的借鑒意義和較高的推廣價(jià)值。

Researchandapplicationoftwoliningformworktechnologyforsuperlargesectionmetrotunnel

YangChunleiWangErpingGuoHengZengHuaiming

(ChinaConstuctionMunicipalEngineeringCorporationLimited，Beijing100036,China)

Xuzhou Metro Line 1 phase one project CRD method, single hole double line super large section tunnel, length 288 m, two lining outline ellipse. Through comparative analysis, for the first time by unilateral standard span equipped with adjustable template to the bench, and on the other side of the arch construction technology with combination of formwork support formwork with steel formwork setting, and achieved good results.

metro, CRD method, super-large section, econdary lining, support formwork

1009-6825(2017)28-0185-02

2017-07-22

楊春雷(1992- )，男，助理工程師

U455

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