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文档简介

PAGEPAGE17天坛东门站中洞主体结构施工方案1、概况1.1天坛东门站平面位置、周边环境及规模109中学天桥天坛东门站位于天坛东路与体育馆路丁字路口南侧,车站主体与天坛东路走向一致。天坛东路地面交通繁忙,车流密度比较大。109中学天桥天坛东门站中洞主体结构位于天坛东路的正下方,主体结构覆土7.5m左右,为地下双层岛式车站,主体为三拱两柱双层结构,宽度13.058m,高度15.066m,站厅层中板采用纵梁、板体系;顶纵梁采用型钢混凝土组合梁,组合梁的骨架(即芯梁)每6m一跨分成两片,在工厂预制成型,现场架设、安装钢筋并浇注混凝土。结构构件尺寸见下:边墙:500mm;车站端墙:800mm;拱部最小部位:500mm;底板:最小1100mm。中层板:400mm。钢管柱:φ800mm(钢板A3,壁厚18mm),横向柱跨为8.0m,纵向柱距4.6-6.3m(大部分柱距6m),管内为C40微膨胀混凝土。顶纵梁:1200(宽)×1700(高);中纵梁:800(宽)×700(高);底纵梁1400(宽)×1800(高)。天坛东门站中洞主体结构横断面见图1.1-1。1.2主要技术标准及要求1.2.1地下铁道结构中车站主要构件(二次衬砌、梁、中板、柱等)的设计使用年限为100年;设计基准期采用50年。结构的安全等级为一级。按荷载效应基本组合进行承载力能力计算时重要性系数取γ0=1.1。自成结构体系的站台板、楼梯及其梁、柱、墙构件的设计使用年限为50年。1.2.2结构的抗震设防烈度为8度,抗震等级取为二级。梁柱连接节点按抗震等级二级采取构造措施,其他墙板连接节点按抗震等级三级采取构造措施。1.2.3人防抗力等级为5级。1.2.4隧道施工引起的地面变形和沉降控制标准:地面变形沉降量控制在100mm以内,隆起量控制在10mm以内。1.2.5结构耐火等级为一级。1.2.6结构防水等级及标准:主体结构防水等级为一级。1.2.7结构裂缝宽度:防水混凝土构件迎水面的裂缝宽度控制在0.2mm以内,背水面的裂缝宽度控制在0.3mm以内;内部非防水混凝土构件的裂缝宽度控制在0.3mm以内。1.3地下管线:车站所处路段地下管线密集,种类繁多,主要有热力沟、给水、雨水、污水、电力沟、煤气、电信等管线,部分管线埋设较深,在车站范围内埋深较大且管线走向与主体结构平行的主要管线有热力沟(埋深5.74m,2200×2000)、电力沟(埋深8.52m,2000×2000)、污水管(埋深5.1m,φ1000)、人防(埋深7.6m,1500×2000),人防管道、污水管道、雨水管道的部分部位损坏较严重,造成管线渗漏水对车站防水极为不利。1.4地质条件(1)工程地质根据勘察所揭露岩土资料,隧道底埋深为21.2~22.5m,车站结构主体从上至下依次穿过的岩土层为粉土层、中粗砂层,粉细砂层,粉土层、粉质粘土层等,属Ⅵ级围岩,土体的稳定性差。其中中粗砂为含水量较大的含水层且透水性较好,对防水施工不利。(2)水文地质从开挖施工情况看,车站9m-55m(K4+809-K4+864)范围内地层含水量较大,掌子面经常发生涌泥及流砂现象,并且在车站各部横撑的施工过程中,拱脚处涌水量较大,初支过后渗水严重,漏水量约60m3/天,分析原因主要为地表管线(污水管、各种雨水管渗漏水所致),经过对地表管线进行堵漏,洞内大量回填注浆加固,目前洞内渗漏水已经明显改善;但考虑到地表管线破损严重、堵漏耐久性较差等问题,对车站的防水效果构成了较大的威胁;2施工准备工作2.1技术准备2.1.1确定中洞初支结构的拆除顺序、主体结构施工方案、施工顺序;2.1.2提前制定监测方案,预埋监测元件,保证结构施工安全;2.1.3准备钢构件、钢筋、支架、模板、砼等工序施工技术交底及安全技术措施;2.1.4准备质检资料及相应施工规范、标准;2.1.5制定钢管柱、型钢组合梁定位、运输、吊装的施工方案;2.1.6制定针对结构施工特点的应急处理预案;2.1.7组织测量技术人员对车站中洞初支中线、高程、净空进行检查,并报城勘院复核。2.2材料及现场准备2.2.1各种防水材料提前1个月进场,提前做好材料试验工作;2.2.2提前15天预制各种类型经过验收合格组合钢模板、型钢(木)支架、并提前做好试拼工作;2.2.3提前15天制作成型钢管柱、定位法兰、型钢组合梁,并通过检测合格;2.2.4提前制定防水砼(C30、P10)及钢管柱C40微膨胀砼的配合比及技术要求;2.2.5提前选定商品砼运输路线、砼泵管的设置数量、架设位置、线路及交通疏导方案;2.2.6制作钢管柱运输、架设平台,对架设钢管柱位置定位、凿除定位孔洞;2.2.7提前对钢筋进行交底、试验、加工,做好钢筋接驳器的选型及试验工作;2.2.8提前对需铺设防水板部位的初支表面进行处理,提前对渗漏水部位进行堵漏,达到铺设要求。2.3人员准备根据工程进度需要和监理工程师的要求足额安排熟练、有经验防水材料焊接及安装、钢筋加工及安装、模板架立、钢构件焊接、安装及砼施工技术工人,加强对现场的质量及技术监控。计划配备各工种人员表如下:工种防水施工钢筋加工及安装模板工砼工电焊工技术人员司机其他合计人数2650403015761803542.4机具准备序号设备名称单位数量型号、产地国、商标、能力设备状况(现有或新购)备注1电动空压机台3LGD-10-8、无锡、12m3/min现有2风镐台50G11-A、烟台现有3双液注浆泵台4PF40-A、沈阳、40L/min现有4泥浆泵台4NB75、郑州、2现有5油压千斤顶台10YQ-100、上海、100T现有6电葫芦台6DMJ110、郑州现有7强制式砼拌和机台2JS500、郑州、45m3/h现有8混凝土输送泵台4HBT60C、长沙、6010m3/h现有9热合爬行焊机台3TH-1、温州新购10热风焊机台4DSH-B、温州新购11平板式振动器台6ZW7-90-2、济南、4KW现有12插入式振动器台18ZN-50、济南、3KW现有13钢筋调直机台1GL4-14/1、济南、φ4-14现有14钢筋弯曲机台2WJ-40-1、泰安、φ6-40现有15钢筋切断机台2TGQ-40、青岛、φ6-40现有16直流电焊机台4AX-300、上海现有17交流电焊机台12BX-500、上海现有18砂轮切割机台4J3G-400、济南现有19轴流通风机台2SDF(C)No.9,37×2KW/天津现有20轴流通风机台2SDF(C)No.10,37×2KW/天津现有21低压变压器台2S9-630/10、济南、10000/380现有22照明变压器台2S9-GD-3、济南、380/36现有23发电机组台1GF-250、徐州、250KW现有24潜水泵台22S-185、北京新购25接驳器机械台4通用新购26电锯台26通用新购27木工台床台2通用现有28压刨机台3通用现有29平刨机台2通用新购30冲击电钻台4通用现有2.5主体结构主要工程量C30、P10砼:19113立方,C40砼:267立方,钢筋:2028吨,钢管柱(钢板、角钢):348吨,防水卷材:13926平方米,型钢组合梁:267吨3车站中洞施工方案3.1总体施工思路待中洞开挖初支完毕(贯通里程K4+920),拟从中间(贯通里程)向两侧逐步拆除横竖撑施工中洞主体结构,采取分段跳槽施工的方法拆除竖撑,底纵梁分段长度18m,底板6m(钢管柱中心两侧3m),中纵梁及中层板18m,顶纵梁18m,顶拱6m。施工顺序制定的原则:(1)保证施工顺序为:底纵梁及分段底板施工→底节钢管柱施工→顶节钢管柱施工→中纵梁及中层板施工→顶纵梁施工→顶拱施工。根据横竖撑应力变化情况及时调整拆除横竖撑间距,必要时为保证安全进行加固。3.2底纵梁及分段底板施工3.2.1基面处理(1)清理施工现场,施工现场不得有杂物、流水。(2)防水基面要做到清洁、坚实、平整,其平整度应符合D/L=1/6~1/10(D为基面相邻两凸面间凹进去的深度,L为基面相邻两凸面间的距离)。(3)喷射混凝土施工完毕后,对漏水较严重的部位应在初支喷射混凝土背后进行注浆堵水处理;在铺设全包防水板前,基面上不得有明水。(4)铺设防水板的基面应平整,在铺设防水板前应对基面进行砂浆抹面处理。(5)基面上不得有尖锐的毛刺,特别是喷射混凝土表面经常出现较大的尖锐的石子等硬物,硬凿除干净并用1:2.5水泥砂浆覆盖处理,避免浇筑混凝土时刺破防水板。(6)基面上不得有铁管、钢筋、铁丝等突出物存在,否则应从根部割除,并在割除部位用1:2.5水泥砂浆覆盖处理。3.2.2测量检查、放样检查底板标高、中线及净空是否符合要求,检查合格后根据设计要求初步确定底纵梁、底板的中线位置及标高,利用施工线放样出底纵梁的施工边线、钢管柱定位法兰的中心等;3.2.3分段跳槽拆除竖撑为保证施工的安全(竖撑的安全及结构成型后整体结构受力安全),竖撑拆除位置选定在钢管柱中心两侧3m范围内,如附图所示,底纵梁每次施工长度30m,底板每次施工长度6m,这样在每根钢管柱均通过底板联结成一整体,有利于在车站竖撑顶端拆除后整体受力,另外施做底板时每次拆除3m,剩余3m起到立柱的作用(相对于每次拆除6m),有利于中洞初支的整体安全。拆除竖撑时,拆除高度控制在比底板顶标高高出约5cm,待底板砼达到设计强度后,利用钢楔塞紧,恢复竖撑受力。3.2.4底纵梁及底板防水层铺设(1)天坛东门站采用全包防水,防水板设置在喷射混凝土初期支护和二衬模筑防水混凝土之间。车站主体结构防水板表面设置注浆系统、附属结构内设置分区注浆系统。(2)配套材料:供应商应提供防水板的固定用配件包括塑料圆垫片、铁垫片、塑料胀管和木螺丝;分区注浆系统附属配件,包括分区止水带(背贴式止水带)、止水带专用注浆花管、注浆底座、注浆管。防水板铺设工艺流程图防水板铺设工艺流程图材料的检验与试验基面检查缓冲层铺设防水板大块焊接防水板铺设焊接质量检查钉塑料垫块结束铺设质量检查局部补焊NOYesYes保护层铺设钢钉(长度不小于2.7cm,垫圈直径不小于30mm)、木螺丝和塑料垫片将土工布固定在混凝土垫层上,固定的塑料圆垫片采用梅花性布设,间距1.5m。要求土工布与基层密贴。两幅土工布之间的搭接宽度为5cm,使用热风焊枪进行手工焊接。底板缓冲层与边墙缓冲层的实际搭接宽度为5cm,在铺设底板土工布缓冲层时,应视底板混凝土的浇注高度及预留钢筋的长度来决定土工布在边墙上的铺设高度,一般应超出预留钢筋长度30cm,(4)底板缓冲层铺设完毕后,即应开始铺设底板ECB防水板。底板防水板采用垂直于线路方向铺设,使用压焊器将防水板热熔贴于塑料圆垫片上。两幅防水板之间的搭接宽度为10cm,用自动热和机双缝焊接。铺设第二张防水板时,应先用自动热和机将第二张防水板热热和焊接在第一张卷材上,然后再将第二张防水板热熔粘贴在塑料圆垫片上。应视底板混凝土的浇注高度及预留钢筋长度来决定卷材在边墙上的铺设高度,一般应超出预留钢筋长度30cm,钢板预留后需用0.8mm厚度锌钢板进行保护,防止破除砼时破坏防水板。接着应立即在底板防水板在边墙上的预留部分上铺设土工布保护层。保护层的铺设是采用点粘法将土工布熔接在ECB防水板上,保护层一直铺到边墙底部。(5)底部防水层铺设完毕后,应及时浇注7cm厚的细石混凝土保护层,以免施工人员在防水板上来回走动造成破坏。待混凝土保护层达到规定强度后,便开始结构底板的浇注施工。(6)施做底板防水板时,注意对综合接地装置的接地引出线穿越底板时需采取防水措施,具体做法见BJ5-204-GD-SS-JD-005《接地引出线制作安装图》。(7)施工缝的防水做法:1)施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带进行防水处理。止水带纵向轴线与施工缝偏差不得大于2cm。止水带两侧埋入混凝土中任何部位的厚度均不得小于20cm。2)迎水面无法安装中埋式止水带的非洞口部位的施工缝均采用遇水膨胀止水条进行防水处理,止水条宜尽量安装在预留凹槽内。3)非迎水面结构的施工缝均采用遇水膨胀腻子条(非制品型)进行防水处理,要求施工缝表面预留凹槽。止水条采用对接做法,必要时在对接部位的上表面附加一道止水条。4)底纵梁施工缝防水采用水膨胀嵌缝胶(25*8mm),两条水膨胀嵌缝胶间距20cm,中间设置纵向注浆管,约每隔50cm采用射钉及固定夹件固定,每隔4-5m间距设置注浆管引出管,其安装示意图见上图。(8)变形缝的防水做法a.在变形缝部位的模筑混凝土外侧设置背贴式止水带,利用背贴式止水带表面突起的齿条与模筑防水混凝土之间的密实咬合进行密封止水,同时在背贴式止水带两翼的最外侧齿条的内侧根部固定注浆管,利用注浆管表面的出浆孔将浆液均匀地填充在止水带齿条与混凝土的空隙部位,达到密封止水的目的,注浆液可以采用水泥浆液,也可以采用化学浆液。背贴式止水带同时起到在隧道内形成防水封闭区的作用。b.在变形缝部位设置中埋式止水带,止水带采用橡胶止水带或钢边橡胶止水带,要求在止水带的表面现场粘贴缓膨胀型遇水膨胀腻子条。c.变形缝内侧采用密封膏进行嵌缝密封止水,密封膏要求沿变形缝环向封闭,任何部位均不得出现断点,以免出现窜水现象。d.结构施工时,在顶拱和侧墙变形缝两侧的混凝土表面预留凹槽,凹槽内设置镀锌钢板接水盒,便于渗漏水时将其直接排到道床的排水沟内。3.2.5底纵梁及底板钢筋加工及安装在上报监理检查防水层合格后,开始安装底纵梁及底板钢筋(底纵梁钢筋如图BJ5-204-SS-02-JG-022《底纵梁钢筋图》),在安装前核对已加工好的钢筋种类、型号、规格符合要求,钢筋具有材质证明书或实验报告单,分批堆放整齐。准备足够数量的铁丝(火烧丝)和水泥垫块;划出钢筋位置线,对于钢筋接头错开位置、型号根据规范要求在相应位置划线;对于底纵梁,先研究逐根钢筋穿插就位的顺序,并与模板工联系讨论支模与绑扎钢筋的先后顺序,以减少绑扎困难。注意预留站台板各种立柱、支撑墙钢筋,预留钢筋图详见BJ5-204-SS-02-JG-028《站台板及站台板下支撑墙、柱、梁配筋图》。为保护防水板及节约钢材,钢筋接头拟采用钢筋接驳器,钢筋接驳器具有工艺简单,可以预加工、连接速度快,同心度好,无明火作业,接头质量安全可靠,节约钢材等优点,底板及底纵梁预留钢筋位置主要在底纵梁纵向施工缝处、底纵梁与底板施工缝处、底板与底板施工缝处、底纵梁与侧洞底板施工缝处,尤其在底纵梁与侧洞底板施工缝处,钢筋预留长度不能满足规范要求,因此在该位置采用A级接头,在任一接头中心至长度为35d(钢筋直径)的区段范围内,有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋中截面面积不宜超过50%,在受拉区的钢筋受力较小部位,A级接头百分率不受限制,B级接头百分率不超过50%。3.2.6模板安装及钢管柱定位法兰的安装底纵梁及底板预留钢筋处采用5cm木板作为模板,预留钢筋处制作凹槽,使钢筋穿过,浇筑砼前用棉纱堵孔,防止漏浆;其它部位采用组合钢模板,抹角部位采用专制的钢模板;模板支撑采用120*120mm方木,支撑在中洞初支砼或钢筋上,中间夹木楔固定牢固,另外为防止在浇筑砼过程中模板上浮易位,架立方木支撑在临时横隔壁上。待拆模后,施工缝部位砼表面做凿毛处理。在中洞的底板防水层保护层上及中洞边墙上定出钢管柱中心点和中心交叉点,将基板悬吊在底纵梁上面,绑扎底板及底纵梁钢筋。当底纵梁钢筋绑扎完成后,用线绳定出基板中心,将基板放下就位,粗略调平后,将基板的定位杆固定在钢筋骨架上,浇注底纵梁的下半部分。待砼达到一定强度后,利用定位杆进一步将基板用精密水准仪调至设计标高,并严格基板的平整度。调平后浇注底纵梁混凝土,混凝土浇注过程中随时检查调整基板标高。柱脚锚固筋预埋时注意钢筋接头的错开布置和保护层厚度的准确。3.2.7砼浇筑及养护砼采用C30、P10商品混凝土,浇注为输送泵泵送,分块施工。浇注混凝土应注意以下几点:(1)浇注混凝土前,先清杂物,并注意保护已经铺挂好的防水板,如有不慎划破,或刺穿,应及时组织人员进行加强。(2)对模板上的杂物和钢筋上的油污等应清理干净;对模板的缝隙和孔洞应堵严。(3)为防止砼离析,砼自高处倾落的自由高度不应超过2m。(4)如发生降雨,必须采取有效的防雨措施,确保砼质量。(5)砼浇注应连续进行,不得间歇,浇筑砼前应做好充分准备。(6)在砼浇注过程中应经常观察模板及其支架,钢筋,埋设件和预留孔洞的情况。当发现有位移或跑模时,应立即停止浇注,并应在已浇注的砼初凝前修整完毕。(7)砼浇注采用螺旋上升分层浇注的方法浇注,每层砼厚30厘米。(8)砼振捣采用插入式振动棒,振动棒操作要点:①快插慢拔;②插点要均匀排列,防止漏振(间隔50cm),最边缘的插点距离模板不应大于15cm;③每一插点的振捣延续时间,应使砼表面呈现浮浆和不再沉落,一般每点振捣时间为20—30秒。④在振捣上一层时应插入下一层的深度不应小于5厘米,以清除两层之间的接缝。同时要在下层砼初凝前进行。在振捣过程中,宜将振动棒上下抽动,使上下振捣均匀。⑤振捣器应避免碰撞钢筋,模板,预埋件,支撑。(9)在内部振捣的基础上,经常地用锤子振动摸板,以消除摸板壁砼的气泡。(10)砼养护采用自然养护,对砼浇注后的12小时以内对砼用浇水养护,浇水次数应能保持砼处于湿润状态,浇水养护时间不得少于7天。(11)混凝土强度达2.5Mpa后方可拆模;3.2.8底板施工后临时竖撑的恢复待砼强度达到2.5Mpa后,及时利用工字钢楔块恢复支撑,保证竖隔壁及横撑的整体受力安全,如上图所示。3.3钢管柱加工及安装钢管混凝土柱是是车站施工和使用期间重要的受力、传力结构,在中洞开挖中,其受力相当复杂,关系到整个结构的安全与稳定,因此,该部分的施工质量至关重要。天坛东门站钢管柱管径为800mm,共计64根,分为两节施工,上节3.9m,下节5.225m,采用板厚18mm的钢板卷制焊接而成,加工厂分节加工定做、现场吊装连接,定位后现场焊接端承板牛腿,灌注C40微膨胀砼。钢管柱加工图如下图所示。钢管混凝土柱的施工工艺流程见下图。(1)钢管柱的制作钢管加工厂预制钢管探伤检测、验收钢管加工厂预制钢管探伤检测、验收涂刷防锈漆运抵现场钢管柱定位拆除部分支撑,吊装钢管柱钢管柱定位后,固定现场焊接端承板牛腿灌注钢管混凝土结束不合格底纵梁预埋端承板钢管混凝土柱施工工艺流程图钢管柱焊接前首先检验焊条、焊剂、焊丝及施焊用的保护气体必须符合钢结构焊接的专门规定;焊工取得相应施焊条件的合格证书;焊接构件的焊缝表面严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅等缺陷;检查钢板的品种、型号、规格及质量必须满足设计及规范的要求,具备出厂合格证书和试验报告单,钢板切割面无裂纹、夹层及1mm的缺楞,钢板必须平直,不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板,钢板卷管方向应与钢板压延方向一致,接触面进行抛光处理,以保证其接触面密贴;构件中的连接处均为双侧焊缝,且要经过超声波检查,若超声波探测不能对缺陷做出判断时,采用射线探伤,必须达到一级焊缝质量要求,并出具探伤试验报告;⑥在对钢管柱的焊缝质量检查均合格后,进行下一步的对钢管柱作防腐、防火处理,所使用的防腐涂料、稀释剂和固化剂的品种、规格、性能必须满足设计要求及规范规定;⑦钢管的加工精度要求较高,长度≯±3mm,纵向挠度<5mm,椭圆度<3mm。加工要求见下表。焊接坡口允许偏差(mm)坡口名称焊接方法厚度d钝边a板厚度b内侧间隙坡口角度坡口形式V型坡口手工焊182±12±l60±5自动焊187±10±160±5钢管制作允许偏差序号偏差名称示意图允许值1纵向弯曲f<1/1000f≤10mm2钢管柱长△L≤+3mm3钢管柱纵向对接L≤t/104椭圆度f/D=3/10005端部不平度f/D=1/1500f≤0.3mmm6钢管柱环向对接e≤t/10(2)钢管柱的运输及吊装:钢管柱在地面及地下运输过程中,需轻吊轻放,并在运输中固定牢固,严防摩擦及碰撞,保证钢管柱不产生变形;另外钢管柱在从地面向地下吊送前,首先在竖井内搭设钢管柱吊装平台,确定洞内运输路线,保证洞内路线具备足够的旋转运输空间,并采用专门加工的运输车向洞内运输。在钢管柱吊装之前,在钢管柱就位正上方凿出对应位置的格栅钢架主筋(Φ25钢筋)作为吊钩,经过检算(Ag=(K*G*1000)/(n*Rg*sina)),下节钢管柱重量约2.3t,采用格栅钢架主筋作为吊钩符合要求。吊装采用手拉葫芦和人工配合就位,在各层临时横撑上破除1.5*2.5m空洞,为保证破除空洞后的安全,在破除底梁下方焊接牛腿支撑,并对破除洞口的临时横撑用工字钢焊连成为一个整体,保证临时横撑破除后的整体的安全。以做钢管柱吊装使用。如图所示(3)钢管柱的安装及定位①定位法兰安装、定位在中洞的底板防水层保护层上及中洞边墙上定出钢管柱中心点和中心交叉点,将基板悬吊在底纵梁上面,绑扎底板及底纵梁钢筋。当底纵梁钢筋绑扎完成后,用线绳定出基板中心,将基板放下就位,粗略调平后,将基板的定位杆固定在钢筋骨架上,浇注底纵梁的下半部分。待砼达到一定强度后,利用定位杆进一步将基板用精密水准仪调至设计标高,并严格基板的平整度。调平后浇注底纵梁混凝土,混凝土浇注过程中随时检查调整基板标高。柱脚锚固筋预埋时注意钢筋接头的错开布置和保护层厚度的准确。②钢管柱吊装、定位、测量在洞内将钢管柱中心用全站仪精确投至基板上。根据中心点用分规在基板上划一直径为80的圆,即为钢管柱的位置。沿直径为800的圆外缘焊两块呈90角布置的筋板,作为钢管柱的外定位标志。另外为补充检查钢管柱的中心与定位钢板中心是否重合,在距离定位板中心点0.45m设定三个点(A、B、C),钢管柱架立完成后,检查从该三点到钢管柱外边缘的距离是否一致即可,具体见上图;A、在架设钢管柱前首先对预埋的定位法兰标高进行检查,高程满足设计要求,如超限则必须经过处理,标高高则采用砂轮机打磨,标高低采用垫设镀锌钢板的方法抬高;直到调整至符合设计要求后,架设钢管柱,并采用测量所放的中心线和钢管几何中心重合的方法来确定。B、在柱顶标高和顶面不平度可采用精密水准仪量测确定。C、立柱的不垂直度可采用自柱顶至柱脚通长的垂球量测线绳至钢管外壁的距离相等即可确定。并量测钢管周围三个方向。D、各柱之间的距离和各柱上下两平面相应对角线之差可采用全站仪确定。③钢管柱固定在破除临时横撑的空洞上焊连工字钢(I16),形成锁口圈,工字钢与钢管柱四周的空隙用喷射砼加以回填密实,钢管柱上段采用花篮螺栓扣件与中洞初支钢筋焊连固定,防止在浇筑及振捣钢管柱砼时,钢管柱发生移位。钢管柱加劲板焊接遵循对称的原则,焊接时每一根钢管柱由两个焊工,沿四周同向旋转对称施焊。首先进行底焊,在进行补强焊。直到达到设计要求。注意施焊应间歇进行,以免局部过热影响下面底纵梁砼的质量。焊缝进行超声波无损检测,达到一级焊缝的质量要求。钢管柱吊装允许偏差表序号检查项目允许偏差1立柱中心线和基础中心线±5mm2立柱顶面标高和设计标高0~-20mm3立柱顶面不平度±5mm4各柱之间的距离柱间距的1‰5各立柱不垂直度长度的1‰,最大不超过15mm6各立柱上下两平面相应对角线差长度的1‰,最大不超过20mm(5)钢管柱砼浇筑①在检查钢管柱安装无误及加固牢固后即可进入灌注砼工序。为防止管内砼收缩,管内灌入C40微膨胀混凝土,其掺入量由设计确定,并由试验室确定最佳的配比,原则是使混凝土的收缩量与膨胀量大体相抵消。如果膨胀剂掺量过大,将会使管壁过早环向受力,影响钢管混凝土柱的承载膨胀力。严格控制水泥用量和各种外加剂的用量,搅拌时间要比普通混凝土延长30s以上,现场严禁任意加水。②管内砼为C40微膨胀混凝土,浇筑前先灌注一层厚度为3-5cm的与砼等级相同的水泥砂浆,以免自由下落的砼粗骨料产生弹跳现象。浇注采用泵送手工浇捣法浇筑,用串筒进行钢管内混凝土浇注,串筒用φ150钢管。由于钢管顶部作业空间限制,串筒分节长度1~1.5m,随着钢管内混凝土的上升逐节上拔并拆除钢管,钢管埋在混凝土内的深度不少于一节,自由倾落高度不得超过2m。③采用接长插入式振动器分层振捣,每隔0.5m振捣一次,作业时使震动棒自然沉入砼,并插入到下层砼0.5m-1.0m,保证上下层之间的结合,震动过程中插点均匀,快插慢拔,一次振捣时间30秒左右,充分振实砼。④钢管柱的混凝土浇灌应连续进行;必须间歇时,间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。浇筑混凝土之前应先灌注一层厚度为10~20cm的与混凝土等级相同的水泥砂浆。⑤灌注过程需排气通畅,加强振捣,保证混凝土的密实度。钢管柱中间及柱顶锚固钢筋采用在钢管柱外绑扎,待混凝土浇筑接近柱顶时再安装。并用φ25钢筋将其固定后再继续浇筑。钢管柱内砼灌注到钢管顶部(稍低于管内),等砼强度达到设计强度的50%后,再用同强度等级的水泥砂浆填满。⑥管内混凝土的浇灌质量,可采用敲击钢管的方法进行初步检查,如有异常,则应用超声波检测,对于不密实的部位,采用钻孔压浆的方法进行补强,然后将钻孔补焊封固。(6)钢管柱的连接底纵梁与钢管柱连接构件主要有钢板、连接钢筋笼及柱脚螺栓(采用喜利得HSL重型安卡锚栓);中层板主筋在遇到钢管柱时绕行并焊接在抗剪、抗拉的钢板上;钢管柱与顶纵梁连接采用16个Φ36的螺栓与钢管柱顶部相联接钢管柱顶盖板、垫板及顶纵梁底钢板间沿车站纵向焊接牢固。钢管柱上下层之间通过法兰钢板及钢筋笼连接密贴。经灌注砼后,施工荷载及结构荷载由各纵梁及钢管柱共同支撑。钢管柱与底纵梁的连接底纵梁与钢管柱采用钢管柱定位法兰、锚固钢筋笼、锚固地脚螺栓进行连接,精确定位检查合格后,浇筑底纵梁砼,钢管柱定位完成后对称焊接牛腿钢板,具体连接如上图所示。上、下节钢管柱、中纵梁的连接上、下节钢管柱通过钢板法兰(16mm钢板)进行连接,法兰与钢管柱、法兰与法兰间利用10mm高焊缝周圈进行焊接,各连接钢板的接触面要进行抛光处理,以保证接触密贴;另外在上、下节钢管柱连接处设置钢筋笼,增加该处钢管柱之间及中层板之间的锚固力;中纵梁钢筋与钢管柱交叉时,采用绕行方式与钢管柱焊接,如下图所示。③钢管柱与顶纵梁的连接钢管柱与顶纵梁连接采用16个Φ36的螺栓与钢管柱顶部相联接钢管柱顶盖板、垫板及顶纵梁底钢板间沿车站纵向焊接牢固。如下图所示。3.4中纵梁及中层板施工架立完成钢管柱后,钢管柱整体高度9.125m,为保证钢管柱的安全须及时施做中纵梁及中层板,形成稳定的框架结构,因此在上节钢管柱施工完成后,拟分段施做中纵梁及中层板,每循环施做长度为12m(包含两排四根钢管柱的施工长度),中纵梁及中层板共同施做,拆除中层板与临时竖隔壁交叉部位时,仅破除临时竖隔壁砼,不破除竖隔壁钢筋,使临时竖隔壁仍然形成上下封闭体系。中纵梁断面尺寸高为70cm,宽度为80cm,中层板厚度为40cm,中洞段施工宽度为11.9m,各部位尺寸及位置关系图如下图所示。3.4.1临时隔壁的拆除根据中纵梁及中层板的施工顺序,临时竖隔壁一次拆除长度12m,由于车站中洞临时竖隔壁采用钢筋格栅钢架,因此在施做中层板凿除临时竖隔壁砼时,不割断格栅主筋,中层板钢筋从格栅钢筋中穿过,竖隔壁仍然自上而下受力,保证整体结构的安全;同时在凿除砼的过程中,对临时竖隔壁钢筋应力、拱顶沉降、拱脚收敛情况进行及时观测,根据变化情况调整一次破除砼的长度。3.4.2中纵梁及中层板模板支立中层板底标高与临时横撑顶面的间距仅有615mm,因此该处立模拟采用满堂红脚手架,为保证临时横撑的安全,碗扣型脚手架支撑在底板最低部,横纵向间距0.6m,上铺15*15cm方木,如下图所示。方木上方满铺竹胶板,在中纵梁位置纵向铺设3015组合钢模板,水平支撑在边墙及竖隔壁的喷砼上。堵头模板采用5cm厚的木板,预留钢筋在木板上穿孔通过,通过横肋、竖肋支撑在边墙喷砼上。中纵梁及中层板顶端不立模,注意浇筑砼时控制好标高,待砼初凝前刮平抹光3.4.3中纵梁及中层板钢筋绑扎在安装前核对已加工好的钢筋种类、型号、规格符合要求,钢筋具有材质证明书或实验报告单,分批堆放整齐。准备足够数量的铁丝(火烧丝)和水泥垫块;划出钢筋位置线及标高,用短头钢筋进行标识;对于钢筋接头错开位置、型号根据规范要求在相应位置划线;对于中纵梁,先研究逐根钢筋穿插就位的顺序,并与模板工联系讨论支模与绑扎钢筋的先后顺序,以减少绑扎困难。钢筋绕过钢管柱时,与钢管柱焊接牢固,不得中断。注意预留各种预留孔洞及孔边梁钢筋,详见BJ5-204-SS-02-JG-026、27《中板孔边梁配筋图(一)》、《中板孔边梁配筋图(二)》。3.4.4中纵梁及中层板砼浇筑及养护砼采用C30商品混凝土,浇注为输送泵泵送。浇注混凝土应注意以下几点:每次使用商品混凝土,商品混凝土厂家必须提供本次混凝土所用水泥、外加剂的质量保证书与检测报告,沙子与石子的检测报告与施工配合比。对每车的混凝土通过做坍落度试验对混凝土的和易性进行检测,对于不合格的砼退回。混凝土运到浇注地点时,应符合浇注要求的坍落度。当有离析现象时,必须在浇注前进行二次搅拌。混凝土应易最小的转动次数和最短的时间,从搅拌站运到浇注地点。混凝土从搅拌机卸出到浇注完毕的延续时间:气温不高于25℃时不超过120分钟,气温高于25℃时不超过90分钟先灌注砂浆或水润滑管路,并检查管路是否密封良好。混凝土应该连续灌注,不得不间歇时,间歇时间应满足下表的规定。灌注混凝土允许间歇时间(min)浇注时气温t(℃)普通硅酸盐混凝土20~309010~201355~10195混凝土灌注前应对模板、钢筋、预埋件、预留孔洞、施工缝、变形止水带等进行检查,清除模内杂物,隐检合格后,方可以灌注混凝土。在砼浇注过程中应经常观察模板及其支架,钢筋,埋设件和预留孔洞的情况当发现有位移或跑模时,应立即停止浇注,并应在已浇注的砼初凝前修整完毕。振捣器应避免碰撞钢筋,模板,预埋件,支撑。砼养护采用自然养护,对砼浇注后的12小时以内对砼用浇水养护,浇水次数应能保持砼处于湿润状态,浇水养护时间不得少于7天。3.5顶纵梁施工顶纵梁是中洞法施工车站的永久性主要竖向承载与传力结构,其施工质量直接影响车站中洞结构整体安全质量。顶纵梁采用型钢混凝土组合梁,截面尺寸1.2m*1.7m,由于该部为空间较小,顶纵梁要分两次施作,在中洞内首先施工一片半梁,然后在侧洞内施工另外半片梁,分段施工长度为12m,施工缝设置在柱间的1/4跨位置。为保证型钢梁的加工质量及加快施工进度,型钢梁拟采用招标的方式在加工厂预制,现场绑扎钢筋(预留中洞拱部及侧洞搭接筋),支立堵头模后,整体采用预制台架提升平移安装就位。施工顺序主要为:型钢梁加工厂加工→现场在型钢梁上绑扎钢筋→支立端头模板→铺设拱部防水板→型钢组合梁安装就位→模板支立→砼浇筑及养护。中洞施工一片半型钢组合梁尺寸如下图所示:3.5.1型钢梁加工型钢组合梁主要由18mm钢板及160*160*10mm角钢焊接而成,同时为增强型钢梁与砼之间的锚固力,设置Φ60mm焊钉,加工图如下图所示。为了保证型钢梁制作的精度和质量,型钢梁的制作全部在工厂进行。制作完成后,根据《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ2058-83)进行验收。焊接前首先检验焊条、焊剂、焊丝及施焊用的保护气体必须符合钢结构焊接的专门规定;②焊工取得相应施焊条件的合格证书;③焊接构件的焊缝表面严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅等缺陷;检查钢板的品种、型号、规格及质量必须满足设计及规范的要求,具备出厂合格证书和试验报告单,钢板切割面无裂纹、夹层及1mm的缺楞,钢板必须平直,不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板;角钢与钢板焊接后需校变形,当产生侧向变形与垂直弯曲时宜采用压力机冷校,扭转变形宜采用加热方法校正。钢板应按上图加工好坡口,角钢及钢板下料长度应留有足够的因焊接而引起的收缩量。由于顶纵梁与钢管柱连接时,每片梁骨架底钢板内设有螺栓孔,为保证螺栓孔边距正确,应待矫正焊接变形后再钻孔。圆柱头焊钉与柱身焊接或采用热墩工艺制作。其根部焊脚应均匀,焊脚立面的局部未熔合或不足360度的焊脚应进行修补,其热影响区不得有裂纹骨架外露钢件表面要彻底清除氧化铁皮、铁锈及焊渣,并做防腐及防火处理。梁骨架角钢及钢板内缘不得涂漆和油渍,在浇注混凝土前应清除铁锈、焊渣及其他污物以保证与混凝土粘结质量。两片梁骨架安装靠拢后,底钢板需采用点焊方法予以焊接。3.5.2型钢梁钢筋安装、堵头模支立根据设计图纸要求的尺寸,顶纵梁在架设完成后与中洞初支喷砼面之间的空间非常狭窄,无法完成预留钢筋及支立堵头模板的工作,因此拟采用型钢组合梁骨架整体安装完成后统一就位。型钢梁运至现场后,准备绑扎钢筋,配筋图如下图所示:侧洞预留钢筋钢筋接头采用径向挤压接头,该种钢筋接头具有操作简单、可预加工、连接速度快,同心度好,无明火作业,接头质量安全可靠,节约钢材、施做需求空间小等多种优点,另外该种接头允许在同一截面内;顶纵梁其它钢筋接头除箍筋外拟采用直螺纹接头,更具操作空间的要求选择A级接头或B级接头,在任一接头中心至长度为35d(钢筋直径)的区段范围内,有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋中截面面积不宜超过50%,在受拉区的钢筋受力较小部位,A级接头百分率不受限制,B级接头百分率不超过50%。由于型钢组合梁安装后立堵头模较为困难,因此在型钢梁整体就位前采用5cm厚的木板作为堵头模,预留钢筋穿孔而过,孔与钢筋之间用棉纱堵塞,防止浇筑砼时漏浆。安装完成后的型组合钢梁如上图所示。3.5.3顶纵梁防水层铺设3.5.3.1基面处理(1)清理施工现场,施工现场不得有杂物、流水。(2)防水基面要做到清洁、坚实、平整,其平整度应符合D/L=1/6~1/10(D为基面相邻两凸面间凹进去的深度,L为基面相邻两凸面间的距离)。(3)喷射混凝土施工完毕后,对漏水较严重的部位应在初支喷射混凝土背后进行注浆堵水处理;在铺设全包防水板前,基面上不得有明水。(4)铺设防水板的基面应平整,在铺设防水板前应对基面进行砂浆抹面处理。(5)基面上不得有尖锐的毛刺,特别是喷射混凝土表面经常出现较大的尖锐的石子等硬物,硬凿除干净并用1:2.5水泥砂浆覆盖处理,避免浇筑混凝土时刺破防水板。(6)基面上不得有铁管、钢筋、铁丝等突出物存在,否则应从根部割除,并在割除部位用1:2.5水泥砂浆覆盖处理。3.5.3.2测量检查、放样检查中洞标高、中线及净空是否符合要求,检查合格后根据设计要求初步确定顶纵梁的中线位置及顶、底标高,利用施工线放样出顶纵梁的施工边线、钢管柱定位法兰的中心等;3.5.3.3顶纵梁防水层铺设(1)天坛东门站采用全包防水,防水板设置在喷射混凝土初期支护和二衬模筑防水混凝土之间。车站主体结构防水板表面设置注浆系统、附属结构内设置分区注浆系统。(2)配套材料:供应商应提供防水板的固定用配件包括塑料圆垫片、铁垫片、塑料胀管和木螺丝;分区注浆系统附属配件,包括分区止水带(背贴式止水带)、止水带专用注浆花管、注浆底座、注浆管。(3)铺设土工布缓冲层,缓冲层采用垂直于隧道方向铺设.用塑料圆垫片、铁垫片、钢钉(长度不小于2.7cm,垫圈直径不小于30mm)、木螺丝和塑料垫片将土工布固定在混凝土垫层上,固定的塑料圆垫片采用梅花形布设,间距0.5-0.8m。要求土工布与基层密贴。两幅土工布之间的搭接宽度为5cm,使用热风焊枪进行手工焊接。缓冲层的实际搭接宽度为5cm,一般应超出预留钢筋长度30cm,(4)根据顶纵梁施做的位置首先铺设0.8mm厚度锌钢板,防止在破除中洞边墙砼是破坏防水板,待缓冲层铺设完毕后,即应开始铺设ECB防水板。防水板采用垂直于线路方向铺设,使用压焊器将防水板热熔贴于塑料圆垫片上。两幅防水板之间的搭接宽度为10cm,用自动热和机双缝焊接。铺设第二张防水板时,应先用自动热和机将第二张防水板热热和焊接在第一张卷材上,然后再将第二张防水板热熔粘贴在塑料圆垫片上。防水板预留后需用0.8mm厚度锌钢板进行保护,防止破除砼时破坏防水板,如上图所示。(5)施工缝的防水做法:1)施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带进行防水处理。止水带纵向轴线与施工缝偏差不得大于2cm。止水带两侧埋入混凝土中任何部位的厚度均不得小于20cm。2)迎水面无法安装中埋式止水带的非洞口部位的施工缝均采用遇水膨胀止水条进行防水处理,止水条宜尽量安装在预留凹槽内。3)非迎水面结构的施工缝均采用遇水膨胀腻子条(非制品型)进行防水处理,要求施工缝表面预留凹槽。止水条采用对接做法,必要时在对接部位的上表面附加一道止水条。4)顶纵梁施工缝防水采用水膨胀嵌缝胶(5*8mm),两条水膨胀嵌缝胶间距20cm,中间设置纵向注浆管,约每隔50cm采用射钉及固定夹件固定,每隔4-5m间距设置注浆管引出管,其安装示意图见上图。(6)变形缝的防水做法天坛东门站变形缝采用三道设防,采用背贴式止水带、中埋式钢边橡胶止水带以及背水面变形缝内嵌缝进行防水处理。3.5.4顶纵梁的整体安装及就位在加工钢管柱时,必须精确定位钢管柱的顶部钢板及预留螺栓孔,以便可与型钢梁的底部钢板精确的用16个Φ36的螺栓相联接,钢管柱与型钢梁的节点图如上图所示。在检查型钢组合梁的焊接、钢筋安装及堵头模均合格后需安装就位,为保证在型钢梁安装过程中不发生挠曲及变形,拟利用专门预制的可平移及升降台车进行安装就位,安装图如下图所示,首先利用两个1.5t手拉葫芦(标准段型钢组合梁骨架重约0.8t)进行提升,提升时要同时并且速度进行保持一致,将预制好的型钢组合梁提升至需要标高后,下方迅速垫设预制台车,把型钢组合梁平稳放置在台车面板上,然后台车侧向移动至钢管柱上方需安装位置,通过不断调整至型钢组合梁底钢板螺栓孔与钢管柱上方的螺栓孔对准后,把16个Φ36的螺栓与钢管柱顶部相联接钢管柱顶盖板、垫板及顶纵梁底钢板间沿车站纵向焊接牢固;为避免施工时由于顶纵梁及其它构件自重引起顶纵梁跨中挠度过大,故在施工中需在梁跨中加设1~2道临时支撑,待浇筑梁砼达到设计强度后再行拆除;为保证在破除中隔壁后浇筑顶拱砼及将来开挖侧洞时,中洞两侧荷载发生变化,防止中柱上端内移,中柱偏斜,为保证结构的安全,在安装顶纵梁前预埋钢板,已作为焊接拉杆(Φ219钢管)使用,支撑纵向间距1.5m。3.5.5顶纵梁模板支立顶纵梁为型钢混凝土组合梁,采用组合钢模板,自制钢拱架的模板支撑体系。模板采用弧度可调组合钢模板配合异型钢角模。端头模板使用5cm木板作为堵头模板,预留钢筋处制作凹槽,使钢筋穿过,浇筑砼前用棉纱堵孔,防止漏浆,该堵头模除采用钢筋焊压外,采用120*120mm方木,支撑在中洞初支砼上,中间夹木楔固定牢固。根据顶纵梁的结构外缘线安装梁模板安装自制异型组合钢模板,该模板可根据需要弧度通过调整丝杠进行调节,采用型钢拱架进行支撑,型钢拱架支撑在竖隔壁砼上,并用木楔固定牢固,如上图所示。由于浇筑混凝土纵梁体积大、重量大,因此对模板强度要求以及模板的纵梁下方支撑体系的稳定性和强度相应提高,对车站一层采用碗扣式管件满堂红布设,间距0.6m;车站二层也采用碗扣式管件满堂红布设,间距0.6m;车站三层采用碗扣式管件下端架立在车站底梁基面上,两组三排布设,间距0.6m,如下图所示。由于在吊装钢管柱时,对钢管柱四周仰拱进行了破除,后在吊装完后四边用工钢焊接固定位置,其余部位则用砼封面。考虑钢管周围封面比较薄弱,要求钢管柱周边架立支架时,一定要注意箍钢管柱的“井”字型工钢下面,横向每0.3m布设100×100方木,横向方木下方布设纵向方木架立在杆件顶托上,每层布置,上下对应。3.5.5顶纵梁砼浇筑、震捣与养护由于顶纵梁钢筋较为密集,且砼浇筑断面较高,因此浇筑砼需保证砼的密实度及梁顶部砼密实,因此混凝土浇注采用从结构侧面拱部最高点封堵侧模处预留混凝土浇筑孔进行浇注,浇注孔间距纵向3m。浇注孔位于拱部预留上层钢筋的下方,混凝土输送泵管从脚手架上方铺设,连接至浇注孔位置后采用弯管接入浇注孔,进行浇注,同时为减少混凝土浇注过程中弯管拆装的时间,拟准备两套弯管;混凝土浇注从一侧向另一侧浇注。为保证砼浇注灌满整个顶梁,减少初支和二衬砼之间空隙,决定由预留浇注孔位进行隔孔浇注;浇注孔标注顺序为1#—2#—3#—1#(见下图),浇注时先由1#和3#浇注孔浇注,2#振捣孔作为观察孔,1#和3#灌注完毕,再由2#振捣孔进行加压灌注,保证1#孔位置填充满。灌注示意图见下图顶纵梁钢筋间距较小,并且操作空间狭小,所用混凝土塌落度较小,为保证顶纵梁内部钢筋的密实度,振捣就显得非常重要。(1)由于塌落度较小(16—18cm),所以在操作时采取每隔3m预留1米宽振捣孔(见下图),同时预留振捣口可以作为观测口所用。计划在侧边模处预留振捣孔,振捣孔间距3.0m,与浇注孔交错布置。(2)顶纵梁底模、侧模振捣底部、侧模振捣比较困难,但为了天梁内部砼浇注密实,由预留孔洞处钻人进去振捣。为保证砼表观质量,底部、侧模振捣采用带平顶风镐进行振捣或分布工人用锤子锤击。(3)砼养护采用自然养护,对砼浇注后的12小时以内对砼用浇水养护,浇水次数应能保持砼处于湿润状态,浇水养护时间不得少于7天。(4)混凝土强度达2.5Mpa后方可拆模;(5)待拆模后,及时焊接梁顶纵梁之间的拉杆,纵向间距3.0m。3.6顶拱施工待顶纵梁达到强度要求后,开始分段拆除竖隔壁,分段长度6m,跳槽施工。拆除竖隔壁后对钢板螺栓基面进行处理,合格后铺设防水板,此时需把竖隔壁两侧防水板的外侧保护钢板去除,内侧钢板铺平,铺设土工布缓冲层,把两边防水板进行搭接焊,并预留注浆管,待浇筑完成砼后,进行二衬背后回填注浆处理;施工缝及变形缝部位处的防水做法同顶纵梁的防水做法。防水板铺设检查合格后,开始安装顶拱钢筋,由于在绑扎顶纵梁钢筋时已经预留钢筋接头,因此只需加工好钢筋后把左右两侧预留钢筋进行连接,接头满足设计及规范的要求。模板仍然利用浇筑顶纵梁时的型钢拱架及组合钢模板体系,中间加设组合模板并设立竖撑,纵向间距1.0m,与型钢拱架组成整体受力体系,在中间模板上预留浇筑孔,间距2.0m,采用附着式震动器对顶拱表面进行震捣。浇注过程中必须保证砼填充拱部密实,防止出现空洞。4、监控量测方案4.1监测目的在施做底板、中层板、钢管柱及顶拱时,需拆除横、竖撑,此时需对地表沉降、地层土压力、横竖撑的钢筋内力、应变进行监测,如有变化及时更改施工参数,保证施工安全;为下一步制定方案积累经验及资料,进一步优化方案;保证施工范围内的建筑物、管线及交通的安全。4.2监测内容中洞主体结构施工时监测项目主要有:地表沉降、拱顶下沉、拱脚收敛、钢筋应力、土层位移、土压力、钢管柱拉力及应力。地表沉降:采用精密水准仪测量,每5米一组监测断面,1次/天;拱顶沉降:根据中洞施工顺序的变化可适当调整,采用精密水准仪测量,每6米一组监测断面,1次/天;拱脚收敛:根据中洞施工顺序的变化可适当调整,采用精密水准仪测量,每6米一组监测断面,1次/天;(4)多点位移计的布置位移计长度以6米为宜,每根3个测点。由于中间有隔壁,位移最大在拱顶两侧,在拱顶布置1根。中洞边墙两侧对称布置多点位移计2根。(5)钢筋计布置对于格栅钢架加喷层做成的临时支护,计算所得的应力值相对于钢筋的强度是相当小的,因此在临时支护上可以酌情布置每点一个,共10个,在永久喷层上位移计埋置的对应位置内外层布置一对钢筋计,共5对。(6)围岩压力盒布置布置在多点位移计的对应位置,中洞拱顶和底板中心各布置1个,中洞边墙两边对称布置1对。(7)钢管柱及拉杆应力布置(表面式应变计)每断面两根钢管柱,上下两层,钢管柱在每层内外两侧安装一对应变计。拉杆下侧布置一个。2.3车站正洞的施工顺序2.3.1施工总方案的确于浅埋松散地层的三拱两柱式车站暗挖施工,可供选择的施工方法有PBA工法(洞柱法)、双侧眼镜法、侧洞法及中洞法。PBA工法(洞柱法)中小导洞施工是引起地表沉降的主要工序,小导洞中拱施工跨度比中洞法或侧洞法相对减小,且中拱支撑在桩或柱上,引起的地表沉降相对较小,而核部土体施工引起的地表沉降甚微,因而洞柱法引起的地表沉降最小;但其洞内施做柱难度大,工艺复杂,且施作的临时支护要多于其他方法,造价较高。双侧眼镜工法导坑众多,工序复杂,临时支护也较多,双侧眼镜法因不会在同一横断面上同时形成大的跨度,因而有利于地层的稳定,但同时施工进度较慢。侧洞法本身两侧洞跨度较大,两侧洞间距较小,中间土体不够稳定,除需注浆加固外,也是引起较大地表沉降的不良区域,可能比中洞法产生更大的地表下沉。中洞法梁柱施工方便,但两侧洞须待中跨结构完成后方可施工,且两侧洞应保持同步,以防止偏载的形成。把车站分为一个大中洞和两个侧洞,首先利用中隔壁法分部开挖中洞,中洞开挖至分界里程后,施作中洞主体结构(车站底板、底纵梁、钢管柱、中层板、中纵梁、顶板及顶纵梁等),待部分中洞主体结构完成后,对称分部开挖支护两侧洞。从经济、工艺、工期及造价等方面综合分析,决定车站主体结构采用中洞法施工,共分十六步开挖,施工顺序图详见图2.3-1。2.3.2技术重难点中洞法施工车站主要解决四个技术难点:中洞法总体施工方案、流程的确定;本着安全、快速、经济的原则,尽可能压缩位于关键线路上的工序时间,最大程度上实现平行施工,节约工期,拟对以下施工步序进行优化:中洞的开挖初支顺序及各台阶间距确定?根据施工交叉口段的经验,在同样的地层条件下,采用管棚及小导管的超前支护方案,中隔壁法施工时上下台阶间距控制在3~5m,左、右侧导洞间距控制在10m左右,相应产生的地表沉降较小(地表沉降数据见附表1、2),风道施工段地表沉降最大值为30.24mm,基本满足施工要求。中洞结构施作时机,是否可实现开挖及结构平行施工?中洞分左右两侧施工,能否考虑利用中洞一侧出碴进料,另一侧施作部分中洞的结构。侧洞的开挖时机,待中洞结构施作部分(合理距离)后即开挖侧洞?侧洞开挖的时机选定,如进行流水施工选在中洞结构全部完成后开挖,无疑将占用总工期中至少5个月时间,因此在保证中洞安全的条件下,需确定中洞结构施作与侧洞开始开挖的合理距离?施作底纵梁、底板、中纵梁及中板前各种横撑、竖撑拆除顺序及纵向长度;原方案中在施工底板时,拆除竖向支撑,对中洞整体受力不利。优化方案为在底板砼达到设计强度后,恢复竖向支撑,使中洞整体仍为稳定结构。原施工方案中中层板为一次性施作,需拆除中层板处竖向支撑,这样在荷载还未转移到顶纵梁及钢管柱上之前,拆除竖向支撑对中洞结构整体受力非常不利,且在施工中洞拱部砼时,还需考虑施工荷载需经过竖向支撑来传递。优化后方案为在施工中层板时预留中层板后浇带,不破除中洞竖向支撑,待中洞钢管柱、顶纵梁及拱部砼全部施作完成后,再行拆除中层板处竖向支撑,施作中层板。钢管柱及顶纵梁的施工工艺和精度控制;钢管柱及顶纵梁是中洞法施工车站的永久性主要竖向承载与传力结构,钢管柱及顶纵梁的施工质量直接影响车站中洞结构整体安全质量。钢管柱施工主要解决的两个问题为:a、钢管柱的定位及固定:传统方法为坐标定位与挂线结合,确定出钢管柱的中心位置及垂直度;另外可采用加工定位器的定位方法,常用的定位器有两种:插入式与套筒式,如2.3-1所示.图2.3-1套筒式定位器图2.3-1套筒式定位器Ⅰ图2.3-1插入式定位器图2.3-1插入式定位器Ⅰb、钢管柱与底纵梁、中纵梁及顶纵梁的连接底纵梁与钢管柱连接构件主要有钢板、连接钢筋笼及柱脚螺栓(采用喜利得HSL重型安卡锚栓);中层板主筋在遇到钢管柱时绕行并焊接在抗剪、抗拉的钢板上;钢管柱与顶纵梁连接采用16个Φ36的螺栓与钢管柱顶部相联接钢管柱顶盖板、垫板及顶纵梁底钢板间沿车站纵向焊接牢固。钢管柱上下层之间通过摩察型高强螺栓连接密贴。经灌注砼后,施工荷载及结构荷载由各纵梁及钢管柱共同支撑。(4)侧洞开挖水平方向推力的转换和平衡手段。侧洞开挖后,中洞两侧荷载发生变化,为防止破除中隔壁后,中柱上端内移,中柱偏斜,确保施工安全,在中垮顶梁之间设置Φ152钢管支撑,支撑纵向间距1.5m。2.3.3施工顺序⑴降水施工上层滞水及潜水需全部疏干,承压水水位控制在结构底标高以下1m,以满足车站施工要求。施工采用封闭式管井井点降水方案。⑵大管棚超前预支护和小导管超前加固地层为有效地超前支护洞室并预加固地层提高洞室稳定性,减少施工引起的地表沉降。首先沿中洞拱部施作Φ108mm大管棚,并辅以Φ42超前小导管注浆加固地层。大管棚环向间距0.30m,循环进尺15m,搭接3m,外插角3~5°,超前小导管环向间距0.30m,即在大管棚钢管间设置,管长2.5m,循环进尺1.0m,搭接1.5m。⑶中洞开挖遵循“小分块、短台阶、多循环、快封闭”的原则,中洞采用中隔壁法施工,分为四层八部分。在超前支护的保护下,首先开挖中洞侧壁顶部,环形开挖留核心土,循环进尺0.5m,架立格栅钢架并喷射混凝土支护,并尽早封闭临时仰拱。各部初期支护完成后及时对初期支护背后进行注浆回填控制地表沉降和初期支护的防水效果,施做上部初期支护时同时施做锁脚锚管。⑷底板及底纵梁的施作中洞开挖支护完成,形成稳定的初期支护体系后,分段间隔拆除部分竖向临时支撑(根据监控量测及模拟数据决定拆除长度,必要时加设临时横撑及斜撑)。底板及底纵梁施工前精确测量,严格按照设计平面位置及标高施作,铺设底板防水层并预留防水板搭接接头;底板在绑扎钢筋之前预先抹一层2~4cm的砂浆保护层,以保护防水层不被破坏。底板钢筋施工时先绑扎底层钢筋,后绑扎顶层钢筋,两层钢筋间设架立筋支撑,并使

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