1、工程概况
哈尔滨市轨道交通一号线一期工程西大桥站~教化广场站区间起点里程SK8+160.285,讫点里程SK8+839.928,全长679.643m,隧道为标准五心圆马蹄型断面,宽8.9m,高7.7m。其中汉阳街大断面里程为SK8+263.7~SK8+338.00,长74.3m。该工程位于哈尔滨交通主干道西大直街正下方,隧道全部为利用既有“7381”隧道改造,采取单边扩挖法施工。既有结构大断面与新建标准段支撑墙最大净距离为5.6m。
区间隧道大断面与标准断面关系(图一):
2、隧道扩挖方法
区间隧道大断面扩挖工艺为(图二):
既有“7381”区间隧道改造施工至大断面段落时,首先应采用钢筋砼墙及型钢作为支撑加固完成后,才实施区间改造施工,区间改造施工应以快速开挖,快速封闭、二衬紧跟的原则,区间改造完成后,应立即施工仰拱二次衬砌。
3、既有隧道大断面施工加固
3.1大断面挡墙施工
3.1.1施工放样:将地面清理干净,用墨斗将墙线及1米控制线弹落在地面上,并用红油漆每隔3米画红色三角形加以标示;待底部钢筋植完后,搭设脚手架,顶部也同样用全站仪测设出点位,用红油漆标出控制线。墙线在正线隧道边缘处,外放10cm。
3.1.2植筋:在底板施工放线的范围内,距离墙线5厘米左右,各植入Φ22钢筋两排。每根钢筋间距150毫米。植筋所用粘接剂为高强度水泥固化剂。具体措施如下:
a、钢筋下料采用切割机切割,切口要平齐。
b、植筋钻孔采用手电钻进行施工,钻头采用Φ25型号。孔位确定后,即进行钻孔作业。当所钻孔位遇到桩体钢筋,无法继续进行钻进时,另行找设孔位,重新进行钻孔。所钻孔深为12d(33cm)。
c、成孔后,在植入钢筋前,先采用长柄小毛刷,探入孔内,刷出孔内钻孔时遗留的粉尘,再用气筒复吹一遍,以确保孔内彻底清洁。
d、取出固化剂,使用前按照说明书,把水和固化剂用工具搅拌均匀,并是使用专用注射器进行灌注,灌注时,应不应妨碍气体气体的排出,灌注的剂量以植入钢筋后,有少许粘接剂溢出为宜。
e、在粘接剂完全固化前,严禁触动所植钢筋。
3.1.3钢筋绑扎:搭设脚手架,在脚手架上铺设跳板,按照图纸要求进行钢筋绑扎,扎丝采用22号镀锌铁丝;先绑扎主筋,在主筋绑扎完成后,在主筋上用石笔按照图纸所示水平筋间距刻画记号,按照记号进行水平筋绑扎;钢筋搭接接头,采用双面焊进行焊接,焊接长度不少于5d,在同一横截面积内搭接接头数量不大于50%;拉结筋应绑扎牢固,弯钩应两侧都勾住主筋及水平筋,严禁随便挂放了事。在钢筋绑扎完毕后,安装上混凝土垫块。
3.1.4木模板安装:挡墙采用木模版进行作业。模板采用清水木模板制成,对拉螺栓连接的方式进行安装。模板按照图纸要求分成两部分安装施工,以混凝土变截面处为界限,具体措施如下:
a、在地面上用手电钻,在模板上打孔,横向间距为500,纵向间距为500;按照间距150mm,把纵向木楞用铁钉固定在模板上,涂刷隔离剂,然后对准事先放好的墙线,开始安装模板。采用从墙两侧模板同时安装。第一步模板边安装锁定边插入对拉螺栓和套管,并将两侧模对准墙线使之稳定,然后用钢卡或碟形扣件与钩头螺栓固定于模板边助上,调整两侧模的平直。
b、每次安装模板的高度为1.5米,底部600mm截面分三次模板安装、浇注混凝土完成,内木楞外侧安装两根并排钢管,并将其用铁钉固定,穿墙螺栓由钢管中间插入,用螺母将蝶形扣件拧紧,使两侧模板成为一体。安装底撑及斜撑;斜撑采用钢管,按照间距1米搭设,用钢管连成同一的体系,底撑也采用这样的方式进行操作。
c、待底部600mm横截面积的墙完成后,强度达到70%后,拆除模板后,在按照a、b所示方法进行相同的施工,在接近顶部的地方留有投料口。按照图纸要求,在距离顶拱1000mm左右,按照间距2000mm留置注浆孔。侧墙设置双层钢筋网片,松散土体内、外侧布置,控制塌方。
3.2、大断面型钢支撑施工
3.2.1用车辆把工字钢运到隧道内后,在施工场地直接焊接。每个工字钢间距为1.5米,按照图纸所示的位置放线定位,然后在所要架设支撑的位置用手电钻钻孔植筋,所植钢筋进行套丝。
3.2.2支撑底座采用20mm钢板制作,在其上事先做好孔和所植钢筋采用配套螺母紧固。钢支撑和底座采用电焊满焊。
3.2.3按照现场实地量测的数据,让钢支撑和顶拱接触用木楔填严密,不留有空隙。
3.3素土分层夯实回填施工
当达到回填条件后,就开始进行挡土墙外侧的素土夯填,素土夯填所采用的土体从地面上运进。素土回填时,回填土应分层铺摊。。一每层铺土厚度为200~250m。每层铺摊后,随之耙平。回填上每层至少夯打三遍。打夯应一夯压半夯,夯夯相接,行行相连,纵横交叉。并且严禁采用水浇使土下沉的所谓“水夯”法。待快回填到顶端的1.5m部分时,采用级配砂浆注浆。砂浆配比为水泥:粉煤灰:砂=1:2.5:3,水灰比为0.8-1.2。
4、变形沉降结果
设计允许值:
区间隧道大断面沉降收敛点布置图(图三):
根据施工时对监测点监测数据反映,对大断面侧墙破除后第二天,地表、顶拱、水平出现变形,分别为1.0mm、1.1mm、0.5mm并连续监测5天变化值均在允许位移控制值范围内,后期施工不断进行监测均在可控范围内,隧道处于稳定状态。
5、结束语
事实证明,既有“7381”区间隧道改造施工至大断面段落时,采用钢筋砼挡土墙及型钢作为支撑加固施工技术,通过开挖过程进行验证,保证了二衬结构的施工安全和进度,确保地面交通畅通提供了安全保证。
参考文献:
[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].安徽:安徽教育出版社.2004
[2]崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京:科学出版社,2005
[3]彭泽瑞等.北京地铁复—八线土建工程施工技术[M].北京:中国铁道出版社,2003