大跨度地鐵車站拱部鋼筋下沉控制技術(shù)研究

【摘要】在地鐵暗挖車站施工中，柱拱法或者拱蓋法已作為一種新的工法廣泛運(yùn)用于地鐵設(shè)計(jì)中，但其擁有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是施工跨度較大，在結(jié)構(gòu)施工過程中防止拱部鋼筋因跨度大、自重導(dǎo)致?lián)隙燃哟?，不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)常發(fā)生，為解決該類問題，筆者引入了骨架梁施工方法，可以有效防止鋼筋下沉，不但成本低，而且便于操作，在地鐵施工中具有參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】大跨度；鋼筋；彎沉；骨架梁

在隧道二襯鋼筋施工中，經(jīng)常會(huì)因鋼筋自重導(dǎo)致拱部鋼筋自然下沉。在半徑較小的隧道中，由于拱度大，矢量大，二襯鋼筋下沉較小，一般不采取措施；但在大跨度隧道二襯鋼筋施工中，會(huì)因跨度大，拱度小，矢量小，導(dǎo)致拱部鋼筋下沉量較大，一般會(huì)采取在拱部預(yù)留吊鉤或在二襯鋼筋作業(yè)臺車上加設(shè)支撐來控制二襯鋼筋的下沉。采用預(yù)埋吊鉤會(huì)破壞防水，造成隧道防水質(zhì)量無法保證；采用在臺車上加設(shè)支撐，會(huì)造成現(xiàn)場施工繁瑣，且不方便，總體施工難度增大。隨著大跨度隧道在地鐵工程中的應(yīng)用，加之地鐵工程防水等級的提高，原有控制拱部二襯鋼筋下沉量的措施已無法滿足和確?，F(xiàn)有施工需要，因此，解決大跨度地鐵車站拱部二襯鋼筋下沉量施工技術(shù)顯得極為重要，為此，我們引入了增加骨架梁（也叫格柵骨架），利用骨架梁的剛性來克服大跨度隧道二襯鋼筋的撓度，從而控制拱部二襯鋼筋的下沉量。

1、骨架梁的原理及特點(diǎn)

采用格柵骨架作為單個(gè)受力體系，縱向?qū)⒏鏖駯殴羌芰哼B接成整體，形成整體受力體系，利用格柵骨架的整體剛度來控制二襯拱部鋼筋由于自重而發(fā)生下沉，格柵骨架各節(jié)段間采用角鋼和螺栓連接，拱腳處采用L型鋼筋將格柵骨架與冠梁處鋼板牢固焊接，格柵骨架梁各榀之間，利用二襯縱向鋼筋連接，形成整體受力體系，最終達(dá)到控制二襯拱部鋼筋下沉的目的。采用該方法不但簡單易操作，加大施工工效，還可以有效的控制大跨度地鐵車站拱部二襯鋼筋施工中的鋼筋下沉量，避免拱部二襯鋼筋下沉而破壞拱部防水，確保了車站整體防水效果及防水質(zhì)量。

2、骨架梁施工方法及工藝流程

2.1施工方法

按照設(shè)計(jì)圖紙對骨架梁進(jìn)行加工并試拼完成后，現(xiàn)場進(jìn)行鋼骨架的架設(shè)，架設(shè)間距嚴(yán)格按照檢算間距進(jìn)行，架設(shè)過程中必須確保骨架各單元之間連接牢固，架設(shè)高度由技術(shù)人員現(xiàn)場測量控制，確保架設(shè)精度，骨架之間可利用二襯縱向鋼筋進(jìn)行連接，完成后開始進(jìn)行二襯鋼筋的綁扎，綁扎時(shí)二襯的外層縱向筋與骨架的外層鋼筋進(jìn)行連接，二襯的內(nèi)層縱向筋通過拉結(jié)筋進(jìn)行連接，二襯環(huán)向鋼筋按照設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，具體如下圖所示：

3、操作要點(diǎn)

骨架梁的加工必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行加工，其加工后拼裝偏差需在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)；當(dāng)骨架節(jié)點(diǎn)部位螺栓連接達(dá)不到等強(qiáng)要求時(shí)應(yīng)在節(jié)點(diǎn)部位每根主筋焊接與主筋直徑相同鋼筋連接，以保證節(jié)點(diǎn)部位強(qiáng)度。骨架梁所有焊縫均為雙面搭接電弧焊，焊縫高度不應(yīng)小于8毫米。焊接完成后應(yīng)將焊渣清理干凈。

4、質(zhì)量控制

4.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

4.1.1接頭連接質(zhì)量

骨架梁加工過程中接頭連接主要是鋼架兩頭連接腳板及螺栓孔加工，連接腳板和螺栓孔在鋼架加工過程中出現(xiàn)角度或尺寸上的小偏差，就會(huì)導(dǎo)致鋼架在拼裝時(shí)連接變形或無法連接。

4.1.2焊接質(zhì)量

骨架梁主要是將原材經(jīng)過焊接而連接起來的產(chǎn)品，而焊接是一件技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)兼?zhèn)涔ぷ?，操作人員的任何失誤都有可能造成質(zhì)量的不合格。

4.2 保證措施

骨架梁的鋼材品種和規(guī)格必須符合設(shè)計(jì)要求，每批鋼材必須檢查質(zhì)量證明文件并進(jìn)行相關(guān)性能試驗(yàn)。骨架梁的原材應(yīng)平順，無損傷，表面不得有裂紋、油污、銹蝕。骨架梁加工操作人員必須持證上崗，規(guī)范操作，確保加工質(zhì)量。由于已加工骨架梁部分變形，接頭不能正確對位時(shí)，采取綁焊等措施必須可靠，確保骨架梁整體受力滿足要求。骨架梁焊接不得有假焊，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。每榀骨架梁加工完成后，先在加工場地上進(jìn)行試拼，各節(jié)骨架梁拼裝，要求尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順。骨架間間距嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸布置，質(zhì)檢不合格的返工直至合格。

5、應(yīng)用實(shí)例

5.1工程簡介

大連地鐵一期工程106標(biāo)段一二九街站設(shè)在中山路與高爾基路交口處、沿中山路由東向西設(shè)置，車站全長173.6米，車站頂板覆土厚度最大13.74米，最小8.22米，車站主體結(jié)構(gòu)位于微風(fēng)化輝綠巖、中風(fēng)化板巖中，圍巖等級主要為Ⅳ級，地下水主要為孔隙水及基巖裂隙水，地下水埋深4.5米～11米之間。結(jié)構(gòu)寬度為22.4米，高度為17.8米，屬大跨度隧道施工。

5.2施工情況

本車站自2010年10月19日主體開始施工以來，采用國內(nèi)首創(chuàng)的大跨度拱蓋法施工，至目前已順利完成了173.6米的拱部開挖支護(hù)工作。自2011年11月10日開始拱部二襯施工以來，現(xiàn)已完成拱部二襯施工120米，施工中針對大跨度拱部二襯鋼筋的下沉問題，我們采取了增加骨架梁的措施來確保其下沉量在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，既保證了防水質(zhì)量，也提高了施工工效，為此，我們成立的QC攻關(guān)小組研究的《降低大跨度隧道施工中拱部二襯鋼筋下沉量》獲得了陜西省建筑業(yè)協(xié)會(huì)優(yōu)秀QC小組一等獎(jiǎng)，目前正在申報(bào)國家級優(yōu)秀QC成果。

結(jié)語：

在地鐵暗挖車站PBA工法施工中，頂縱梁施工是一個(gè)重要的節(jié)點(diǎn)，頂縱梁體積大，作業(yè)空間小，施工難度大，質(zhì)量要求高，模板及支撐體系要求堅(jiān)固安全且保持精度，黑石礁車站頂縱梁模板及支撐體系的設(shè)計(jì)及受力檢算在實(shí)際工作中收到良好效果，頂縱梁施工質(zhì)量得到保證，在地鐵施工中具有參考價(jià)值。

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