地鐵隧道長(zhǎng)管棚施工相關(guān)技術(shù)研究

李偉

摘? 要：該路段的路線主要位于紅旗街的南北兩側(cè)。該路線從公濱路站出發(fā)，然后沿北前進(jìn)，經(jīng)過(guò)紅旗街高架橋和哈爾濱工業(yè)大學(xué)香坊筒子樓，接著穿越下方人防通道，繼而到達(dá)珠江路站，采用倒掛井壁法進(jìn)行豎井施工。根據(jù)物探資料，高層建筑為地面17層，地下1層，樁基礎(chǔ)，樁徑600mm，樁長(zhǎng)大于16.8m，框架結(jié)構(gòu);南側(cè)及北側(cè)多層建筑均為地面7層，地下1層，為磚混結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：南北敷設(shè)? 倒掛井壁法施工? 磚混結(jié)構(gòu)? 樁基礎(chǔ)

中圖分類號(hào)：TU94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2021）06（c）-0020-04

Abstract： The route of this section is mainly located on the north and south sides of Hongqi Street. The route starts from Gongbin Road Station， then goes north， passes through Hongqi Street Viaduct and Xiangfang Tongzilou of Harbin Institute of Technology， then crosses the civil air defense channel below， and then reaches Zhujiang Road Station. The shaft construction is carried out by upside down shaft wall method. According to geophysical data， the high-rise building has 17 floors on the ground and 1 floor underground， with pile foundation， pile diameter of 600mm， pile length of more than 16.8m and frame structure; The south and north multi-storey buildings have 7 floors on the ground and 1 floor underground， which are brick concrete structures.

Key Words： North-south laying; Upside-down shaft wall method construction; Brick-concrete structure; Pile foundation

1? 工程概況

哈爾濱市位于我國(guó)東北部，黑龍江省西南部，處于東北亞中心區(qū)域，哈爾濱市區(qū)的地域較平緩，哈爾濱的東部屬于丘陵地帶，它的東南地勢(shì)較高，西北地勢(shì)較低，東南高、西北低這樣就形成一種傾斜角度，哈爾濱市的平均海拔高度大概為151m。哈爾濱市區(qū)地理位置處于松花江形成的三級(jí)階地上：第一級(jí)階地海拔為132～140m，地勢(shì)平緩;第二級(jí)階地海拔為145～175m，由第一級(jí)階地演化而來(lái)，沒(méi)有較大界限，這部分地區(qū)長(zhǎng)期受流水侵蝕，地勢(shì)低洼，土地濕潤(rùn);第三級(jí)階地海拔為180～200m，主要為山地地區(qū)。施工場(chǎng)場(chǎng)地形平坦，標(biāo)高在141.90～144.30m。

2? 管棚斷面支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)

該施工場(chǎng)位于區(qū)段在穿越哈爾濱工業(yè)大學(xué)家屬院香坊筒子樓及其南北附近建筑時(shí)需設(shè)置管棚工作室，其設(shè)置點(diǎn)如表1所示。

大管棚分為兩段施工，施工方法采用水平定向的施工工藝和根管鉆孔的施工方法[1]。左DK19+451.507～ 左DK19+460.423處管棚工作室開(kāi)始打設(shè)第一段53m管棚，左DK19+400～左DK19+408.450開(kāi)始打設(shè)第二段50m管棚，第一段管棚與第二段管棚搭接長(zhǎng)度3m。在施工的過(guò)程中會(huì)因工程原因而產(chǎn)生向下扭曲變形，例如，會(huì)出現(xiàn)土體塌陷及鉆桿自身重力等原因。因此管棚上仰角度往往根據(jù)地質(zhì)情況、管棚直徑、鉆機(jī)選型和其他相似工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，通過(guò)這些因素的影響下，考慮仰角度的度數(shù)選取一般往往取為5°。

管棚工作室斷面初始支護(hù)的格柵鋼架縱向間距按照管棚工作室變更圖紙執(zhí)行的，在從標(biāo)準(zhǔn)斷面過(guò)渡到擴(kuò)大斷面位置，是通過(guò)兩榀格柵鋼架進(jìn)行過(guò)渡處理的，詳見(jiàn)圖1至圖5。這種施工的開(kāi)挖方法采取上下臺(tái)階法工藝，在施工的過(guò)程中上臺(tái)階核心土留置大小以滿足施工管棚場(chǎng)地為準(zhǔn)，上下臺(tái)階之間應(yīng)該按照要求設(shè)置臨時(shí)的仰拱;在上臺(tái)階擴(kuò)大斷面的施工中，對(duì)于間隙的處理采用同等級(jí)的素混凝土二襯一起進(jìn)行澆筑。現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝按照區(qū)間施工專項(xiàng)方案進(jìn)行施工[2]。在施工過(guò)程中也要對(duì)施工部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所以在施工中按照監(jiān)測(cè)方案要求對(duì)地面及筒子樓進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地反應(yīng)，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患，及時(shí)處理防止工程事故的發(fā)生。發(fā)揮監(jiān)測(cè)的功能，讓施工更加安全、可靠、合理，保證施工穩(wěn)步推進(jìn)[3]。

施工的地理位置是側(cè)穿哈工大家屬院香坊筒子樓，其風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)和其他支護(hù)參數(shù)按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，保證其安全可靠。

管棚上臺(tái)階處需設(shè)置一處由C25混凝土澆筑而成的長(zhǎng)80cm，厚70cm的導(dǎo)向墻，導(dǎo)向管采用Φ140鋼管，每根鋼管長(zhǎng)為0.8m，厚為4mm。

拱部及邊墻在前期的支護(hù)施工時(shí)需鋪設(shè)長(zhǎng)度為0.8m的φ42注漿鋼管，設(shè)置相應(yīng)的間隔為：環(huán)向的起拱線為2m，邊墻為3m，縱向?yàn)?m;依梅花形狀進(jìn)行布置。管棚工作室首先閉合成環(huán)形，待變形趨于穩(wěn)定后，在用水泥砂漿進(jìn)行壓實(shí)固定，注漿小導(dǎo)管末端應(yīng)與格柵鋼架焊接。注漿工藝同標(biāo)準(zhǔn)段施工工藝[4]。

3? 大管棚施工工藝

大管棚施工的主要工序包括第一搭建平臺(tái)、然后安裝鉆機(jī)、開(kāi)始鉆孔、清潔鉆孔、檢查鉆孔、鋼管就位、1∶0.5水泥漿注漿、清潔鉆孔、水泥砂漿（M30）填充等。

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）上臺(tái)階位置平整潛孔鉆車(chē)停放場(chǎng)地。

（2）然后對(duì)大管棚孔位從左向右順次進(jìn)行孔位編號(hào)，要確保編號(hào)的正確性。

（3）要確保潛孔鉆車(chē)的穩(wěn)定性，還要保證鉆孔的質(zhì)量，確保鉆機(jī)在工作時(shí)保證鉆機(jī)的穩(wěn)定，一定不能使其發(fā)生較大位移[5]。

（4）鉆機(jī)定位：首先要求鉆機(jī)平行于已設(shè)置的預(yù)埋導(dǎo)管的方向，并且必須準(zhǔn)確檢查鉆機(jī)的位置，并在施工現(xiàn)場(chǎng)放線隧道的中心線作為控制鉆機(jī)定位線。鉆桿設(shè)置的角度由水平儀來(lái)進(jìn)行確認(rèn)，水平儀是由吊線和鉆桿導(dǎo)向裝置共同控制的，如果不能一次性確定鉆桿，就需要多次調(diào)整至鉆桿的軸線與孔口管的軸線相吻合為止。鉆機(jī)的定位一定要確保準(zhǔn)確，這是至關(guān)重要的一個(gè)步驟。

3.1.2 鉆孔

（1）在鉆孔前要做一些準(zhǔn)備，首先要求鉆機(jī)的質(zhì)量必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)施工的要求，在機(jī)械運(yùn)作的時(shí)候必須要保證機(jī)械的正常運(yùn)行;在開(kāi)始施工鉆井的時(shí)候，若遇到不良地質(zhì)、例如遇到易沉陷土壤的時(shí)候則需要添加水泥砂漿以用來(lái)加固墻體，這樣能保證鉆孔進(jìn)行正常的施工;例如在遇到成孔困難的情況下，就可以在鋼管前段做加固措施如焊接鋼管，添加套筒等這些方法進(jìn)行處理。保證施工進(jìn)度按照時(shí)間進(jìn)度穩(wěn)步推行的。

（2）鉆機(jī)安裝到位后，在鉆孔的時(shí)候首先要根據(jù)預(yù)先測(cè)量和放樣的位置進(jìn)行鉆孔，頂緊掌子面以用來(lái)提高鉆孔的精度，并由現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行檢查鉆桿的角度、相應(yīng)的位置。這樣剛開(kāi)始的時(shí)候首先以低速啟動(dòng)鉆機(jī)，以確保鉆機(jī)正常工作。鉆孔深度達(dá)到6m并且鉆機(jī)穩(wěn)定后，將其慢慢加載到正常的鉆孔速度。在施工的鉆孔過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的工程實(shí)際情況來(lái)不斷調(diào)整鉆機(jī)的位置和方向，來(lái)確保鉆孔的質(zhì)量。

（3）將鉆桿的第一部分鉆入導(dǎo)向壁后，當(dāng)剩余20～30cm的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候要停止鉆孔。需要利用2個(gè)管扳手手動(dòng)夾緊鉆桿，以緩慢逆向旋轉(zhuǎn)鉆頭，然后慢慢松開(kāi)鉆桿。使鉆機(jī)將沿著導(dǎo)軌返回到原先位置，接著手動(dòng)安裝鉆桿的第二部分，并在鉆桿的前端安裝套筒，以方便連接。緩慢移動(dòng)鉆機(jī)以到達(dá)第一個(gè)鉆孔的后部，與鉆孔對(duì)齊之后再進(jìn)行整體的連接。

（4）在更換鉆桿的時(shí)候，要注意檢查鉆桿是否鉛直。完整，中心氣孔是否暢通等情況，如果不符合施工的要求，應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的更換，以保證正常工作。

（5）鉆桿在工作過(guò)程中可能在力的相互作用下發(fā)生上下振動(dòng)的情況，從而導(dǎo)致鉆桿發(fā)生彎曲或傾斜等意外情況。因此在鉆孔時(shí)應(yīng)將扶直器固定在鉆桿上，使其隨著鉆桿移動(dòng)，以保證鉆桿的平直[6]。

4? 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)實(shí)際情況確定了管棚工作室斷面支護(hù)設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，確定根管鉆孔的方法、管棚的仰角、開(kāi)挖的方法等施工要點(diǎn)。研究了大管棚施工工藝，大概分為：搭建平臺(tái)、安裝鉆機(jī)、開(kāi)始鉆孔、清潔鉆孔等。還要注意使鉆機(jī)位置平行于已設(shè)置的預(yù)埋導(dǎo)管，并按照事先測(cè)量放樣的點(diǎn)位進(jìn)行鉆孔，不得隨意鉆孔。

參考文獻(xiàn)

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[3] 熊熊，軟弱圍巖隧道長(zhǎng)管棚超前支護(hù)施工技術(shù)探討[J].四川建材， 2018， 44 （6） ：108-109.

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[5] 李兆平，史磊磊.北京地區(qū)暗挖地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究進(jìn)展綜述[J].隧道與地下工程災(zāi)害防治，2019，1（3）：14-21.

[6] 鄧一，沙鵬，練浩，等.層狀巖體隧道CRD法施工工序數(shù)值模擬研究[J].公路，2020（4）：377-382.