地铁项目暗挖施工难点及质量控制分析

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地铁项目暗挖施工难点及质量控制分析

1项目概述

1.1工程概况

青岛地铁2号线一期工程汽车东站是2号线与4号线换乘站,车站站址位于辽阳东路与深圳路交叉口,总长204.8m,采用半明挖半暗挖施工,北侧明挖长度约117.71m,南侧暗挖长度约87.09m。暗挖段为拱顶曲墙加仰拱的结构形式,明挖段为两层两跨及局部三层两跨框架结构体系。南端暗挖车站采用矿山法暗挖施工,结构为单拱曲墙大跨断面,总长度为87.09m,开挖宽度23.956m,高度17.988m,复合式衬砌结构。南端暗挖车站埋深10~11m,开挖工法为双侧壁导坑法。车站周边地下管线复杂,电力管廊埋深1.3m,与车站主体结构水平距离为4m;中压然气埋深1.5m,与车站主体结构水平距离为8.5m;通信管线埋深1m,与车站主体结构水平距离10m;给水管线埋深2m,与车站水平距离11.5m;雨水管道埋深3m,与车站主体结构水平距离为15.6m。

1.2设计概述

南端暗挖段结构为双柱三跨椭圆形断面,复合式衬砌结构。暗挖工法为双侧壁导坑法施工,初期支护采用格栅钢架配合超前小导管和中空注浆锚杆及锚网喷支护,衬砌为70cm厚C45,P10混凝土。防水等级为一级,不允许渗水,结构表面无湿渍。结构以自防水为主,二次衬砌采用C45、P10防水钢筋混凝土,在初期支护与二次模筑衬砌之间采用2mm厚ECB塑料防水板进行全包防水。防水板与基层间设置300g/m2的无纺布缓冲层,底板平面部位的防水层上表面设置300g/m2的无纺布缓冲层并浇筑5cm厚的C20细石混凝土保护层。二衬混凝土浇筑前,设置防水层表面注浆系统,在二衬施做完毕后注浆填充防水板与二衬之间的空隙。施工缝表面涂刷双层水泥基渗透结晶型防水涂料;变形缝采用宽度350mm的中孔型钢边橡胶止水带和宽度350mm的中孔型外贴式橡胶止水带进行防水处理。

1.3工程地质条件

地势起伏较大,总体从北向南、从西向东缓倾。地貌类型主要为剥蚀地貌,地貌形态为剥蚀残丘,局部为山麓斜坡堆积地貌,形成山前准平原。南端暗挖段围岩级别以Ⅱ~Ⅲ级为主,右线部分为Ⅳ级围岩,位于中~微风化花岗岩层中,拱顶埋深约10~11m,地下水类型主要为基岩裂隙水,主要含水层为强、中风化岩带基岩风化裂隙水,属弱透水性地层。场地地下水埋深1.90m~10.30m,稳定水位标高为36.99~45.90m。

2工程重难点分析

汽车东站南端暗挖车站长度87.09m,围岩级别以Ⅱ~Ⅲ级为主,部分Ⅳ级围岩,拱部埋深10~11m,主要难点是:暗挖车站跨度大,隧道开挖宽度23.956m,高度17.988.3m,采用双侧壁法施工,开挖步骤多,工序转换风险大。针对以上难点主要采取以下应对措施:

(1)采用双侧壁法分部开挖,减小开挖跨度。严格按照“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护,早封闭、勤量测、速反馈、控沉陷”原则施工,在施工中减少工序转换时间,降低因工序转换造成风险的概率。

(2)开挖循环进尺控制在1.0~1.5m,根据爆破振动监测数据,对每循环爆破参数进行调整,控制单段最大装药量,当雷管段数量不够时,采用多次起爆或分组串联起爆的方法达到减少单段最大用药量的目的。

(3)在爆破振动方面采用多级毫秒微差控制爆破,优化掌子面上的掏槽方式,控制爆破进尺,减小孔排距,增加炮孔数量,降低单孔装药量,控制单段最大药量等措施,降低爆破产生的地面振动速度。

(4)在双侧壁导坑开挖支护时,加强导洞拱架安装和拼接质量。一方面加强拱架制作过程的控制,制作标准模具,安装前做好试拼和验收工作;另一方面安装时要对拱架进行测量定位,确保断面位置,保证净宽,同时对每榀拱架的平整度进行调整,确保拱架链接密贴。拱架安装要保证拱脚落到岩石上,并用锁脚锚杆固定牢固。

(5)组织信息化施工,严格根据量测监控数据,分析判断现状及预测变化趋势,及时调整施工方案,必要时对拱部实施超前预支护。

(6)严格按设计及规范要求的工艺进行初期支护的施工,加强爆破施工过程中对临时支撑的保护。

3质量控制措施

3.1原材料质量控制措施

设置现场工程质量控制机构,配备足够的有经验的材料员、试验员等。所有工程材料应事先进行检查,严格把好原材料进场关,不合格材料不准验收,保证使用的材料全部符合工程质量的要求。每项材料到工地应有出厂检验单,同时在再现场进行抽查,来历不明的材料不用,过期变质的材料不用,消除外来因素对工程质量的影响。

3.2钢筋施工保证措施

钢材进场后,按批量随机抽取规定数量的样品进行检查,并将检查报告报监理审查,经审查合格再使用。不合格产品立即清理出场,记录存档。钢筋加工制作时保持平直,无局部曲折。如遇有死弯时,将其切除。保证所使用钢筋表面洁净,无损伤、油漆和锈蚀。在常温下进行钢筋弯曲成型,不进行热弯曲,不用捶击或尖角弯折。受力钢筋采用焊接接头时,设置在同一构件内的焊接接头相互错开,错开距离为钢筋直径的35倍且不小于500mm。在该区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率为:受拉区不超过50%;受压区和装配构件边界处不限制。钢筋绑扎的交叉点用铁丝全部绑扎牢固,至少不少于90%。钢筋绑扎接头搭接长度及误差按规范和设计要求办理。

3.3模板施工质量技术措施

模板体系制作时,必须严格按设计图纸及木工翻样图要求进行加工,运至现场后,必须加强验收环节,进行预拼装工序以确保模板就位前的平整度和刚度。所有的定型模板都必须分区域进行分别编号,加以区别,有利于模板的安拆工作快速、便捷进行。模板和混凝土粘着力要小,接缝严密,不漏浆,预留孔和预埋件位置准确,固定可靠。浇筑混凝土时随时观察模板与支架变形情况,防止跑模。

3.4混凝土施工保证措施

结构混凝土的质量形成过程分为:原材料选定及配合比设计→混凝土拌合及运输→浇注前的准备→混凝土浇注、捣固→混凝土养护。这几个阶段中原材料选定及配合比设计是混凝土本身质量及质量形成的重要阶段,通过采取科学化的、严格的试验手段和管理措施,使混凝土品质较容易得到控制,而其余几阶段影响混凝土质量的因素较多,亦应采取合理措施加以控制。

3.5初支质量保证措施

开挖前采用小导管注浆超前支护预加固地层,为保证注浆质量,对超前注浆效果进行定时抽查。初期支护的钢格栅,其原材料必须符合设计要求和施工规范规定,架立前进行试拼,连接螺栓必须拧紧,数量符合设计,节点板密贴对正,钢格栅连接应圆顺。对喷射混凝土的结构,不得出现脱落和露筋现象。钢格栅间喷射混凝土厚度应满足设计要求,无大的起伏凹凸,表面应平整圆顺。

3.6监控量测保证措施

测点布置力求合理,应能反映出施工过程中结构的实际变形和应力情况及对周围环境的影响程度。测点埋设应达到设计要求的质量。并做到位置准确,安全稳固,设立醒目的保护标志。监测数据应及时整理分析,一般情况下,应每周报一次,特殊情况下,每天报送一次。监测报告应包括阶段变形值、变形速率、累计值,并绘制沉降槽曲线、历时曲线等,作必要的回规分析,及时监测结果进行评价。如发现监测数据异常,应立即复测,并检查监测仪器、方法及计算过程,确认无误后,立即上报给甲方、监理及单位主管,以便采取措施。

4结语

暗挖隧道施工质量控制总的原则是做好“超前支护、隧道开挖、控制爆破、防水衬砌”等几个关键工序,以科学管理、合理组织为手段,确保工期、质量、安全等各项目标的实现。

作者:杨园园 单位:中国中铁四局集团第七工程有限公司