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[摘要]文章主要介绍了北京地铁四号线陶至菜区间停车线、渡线大跨断面临时支护拆除施工技术,其经验可为今后类似城市地铁工程施工提供借鉴。
[关键词]停车线;渡线;双侧壁导坑法;CRD法
中图分类号:U455.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0165-01
1 工程概述
北京地铁四号线陶然亭至菜市口区间隧道穿越菜市口南大街下方,隧道中线与道路中线基本平行。区间隧道设计里程左线为K5+608.9-K6+590.1,长981.744m。右线设计里程为K5+608.9-K6+590.1,长981.2m。该区间设施工竖井2座(含菜市口站南端施工井),1个施工通道,2个联络通道,南端有人防段及迂回风道,北端有存车线、渡线。
该区间在靠近菜市口站一端设置停车线、渡线,里程为K6+244-K6+590.1,总长为346.1米。断面形式多次发生变化,断面宽度由7.45m突变到12.97m,再渐变到15.53m,断面高度由7.218m变到11.91m。
2 施工方法实施要点
2.1 临时支护拆除试验段
因双侧壁导坑法开挖的QYB断面是该区间大断面中比较典型断面,断面总高度和总宽度大于CRD法开挖断面,需要拆除长度小于其它双侧壁导坑法开挖断面。因此选择在QYB断面采取以下2段进行试验。
2.1.1 仰拱竖向临时支护拆除试验
(1)沿纵向在拱顶和竖向临时工字钢支撑上布设沉降监测点,监测点间距3米,在临时支护拆除前采取初始值,在拆除过程中开始监测,根据监测结果对结构稳定性进行分析。
(2)选取QYB断面进行6洞室两侧仰拱部分竖向臨时支护混凝土破除,破除长度由3米逐渐增加至13米,混凝土破除高度1.2米,然后割除竖向临时支护工字钢每隔2米保留1根,同时根据监测数据指导施工,如果累积沉降值达到2cm,应停止工字钢支撑拆除工作,并以此时拆除的长度定为最大可拆除长度,当沉降值达到3cm,应立即恢复并缩短工字钢竖向支撑的间距。根据监控量测结果再逐渐增加拆除长度。
(3)经过试验确定拆除13米下部支撑能够保证初支稳定后,即可满足连续进行仰拱二次衬砌施工。
2.1.2 整环拆除试验
(1)QYB断面仰拱试验段二次衬砌施工完毕后,恢复下部工字钢支撑。并进行该段临时支护与拱部连接处和临时仰拱与边墙连接处混凝土破除施工,破除长度6米,破除高度50cm,临时仰拱暂时在其下方采用工字钢支撑在二次衬砌仰拱上,并逐根割除所有连接处临时支撑工字钢3cm豁口,同时根据监控量测数据指导施工,当沉降值达到2cm时,应立即停止割除施工,并以此确定整环拆除的最大长度。如果沉降值达到3cm,应恢复部分支撑,立即进行衬砌施工。
(2)若经过监测观察,判断5天后初支结构已稳定,则连续再破除3米隔壁墙和临时仰拱砼,按上述方法继续量测观察5天判断初支结构稳定。
(3)按照以上方法逐渐破除至24米,观察QYB断面初支结构稳定性。
2.2 双侧壁导坑法施工段临时支护拆除
为有效加快施工进度,根据试验段及监控量测结果确定,如果整环临时支护可拆除长度小于等于13米,临时支护拆除按照下列2个步骤进行。一是仰拱衬砌前的拆除。仰拱破除按照试验段的方法,破除竖向临时支护混凝土纵向13米,高度1.2米,割除竖向工字钢每隔2米保留1根,然后施做该段防水及保护层时,进行临时支护倒换,遵循先支后拆的原则,在与该段南北两端相邻段,可先破除混凝土但不割除工字钢。二是顶拱衬砌前拆除。整环临时支护拆除按照试验段确定的结果,第一次拆除3米后根据监控量测情况,逐渐增加至13米,然后隔3米全断面拆除9米临时支护,以保证台车衬砌形成连续循环。当中3米预留段在与其相邻位置顶拱二次衬砌混凝土强度达到75%后,立即进行该预留段混凝土破除。
2.3 “CRD法”施工段临时支护拆除
“CRD”法开挖断面为区间左线QZE-QZJ断面,长度基本在6m左右。由于断面在跨度和长度上都小于双侧壁导坑法施工段,因此临时中隔壁可拆除长度,以双侧壁导坑法拆除试验段为依据,根据可拆除长度按照双侧壁导坑法施工段的拆除方式进行拆除。该段根据现场情况也可采用跳槽拆除的施工方案,跳槽拆除长度首段控制在6米,跳槽间隔控制在12米。两拆除段衬砌完毕后再逐渐拆除中间跳槽段。
2.4 拆除过程中应注意的细节
1)拆除应本着分段、跳槽、先撑后拆、信息化施工的基本原则进行。
2)分段拆除应先拆除3米,根据监测变形情况再扩大到6米,根据监测情况逐渐增大拆除长度。
3)竖向临时支护拆除方法
应先破除混凝土,不割断纵向连接筋,并应保证破除部位的工字钢不是悬空单独个体,避免工字钢倒向施工人员一侧,割断后应逐渐放倒。
4)横向临时支护拆除方法
应先破除混凝土,待混凝土破除完毕后,由一侧开始逐根割断工字钢横撑,割断前应用粗麻绳拴住工字钢两端,避免工字钢直接落到下层空间。
5)监测点布置应综合考虑拆除段位置,在拆除段长度的中间位置为变形最大处,监测时此处位置最能体现初支结构变形情况。
3 监测数据分析方法
1)沉降、收敛速率分析
因为临时支护拆除后,初期支护所承受的应力得到释放,结构在起初沉降速率会较大,但随着应力的逐渐释放完毕,结构会逐渐稳定,沉降和收敛速率会逐渐减小。所以在结构刚刚拆除时,拱顶沉降和周边收敛的变化速率有可能会达到5mm/天,应减缓拆除的速度,待沉降速率稳定后,再继续加大拆除长度,当拆除长度满足施工要求后,拱顶沉降周边收敛变化速率应分别小于0.1mm/天,和0.15mm/天,即可进行二次衬砌施工。
2)沉降、收敛极限值分析
累计拱顶沉降和周边收敛设2cm为警戒值,设3cm为极限值,在拆除过程中,如果累积沉降或累积收敛达到2cm应立即停止拆除,并观察其数值变化情况,并根据数值发展趋势,预测其可能达到的情况,并采取相对应的应急措施,如果数值已经稳定,可确定为此时拆除段的长度为可以安全拆除的最大长度。
3)监测数据综合分析
应根据监测极限值和速率综合分析结构 变化情况,以监测数据科学指导施工。
4)监测频率的确定
在结构刚刚拆除时,监测频率为4次/天,连续监测2天,当沉降或收敛速率小于2mm/天后监测频率可调整到2次/天,当沉降或收敛速率小于1mm/天,监测频率可调整为1次/天。当沉降或收敛速率突然增大时,应加密监测频率为4次/天。
5)信息反馈流程
指定专人按照监测频率进行数据采集。由技术人员进行监测数据分析,并将分析结果汇报给工区技术主管及工区主任。由工区技术主管按照监测分析结果,合理地进行拆除分段安排。做到有步骤、有计划、有根据的拆除。对于拆除阶段发生的变形过大,或变形异常,应立即进行上报。
参考文献
[1] 北京交通大学.《北京地铁施工监控量测技术要求》.
[2] 张发勇.地铁车站通风空调系统优化设计探讨[J].制冷与空调.2011(03).
[关键词]停车线;渡线;双侧壁导坑法;CRD法
中图分类号:U455.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0165-01
1 工程概述
北京地铁四号线陶然亭至菜市口区间隧道穿越菜市口南大街下方,隧道中线与道路中线基本平行。区间隧道设计里程左线为K5+608.9-K6+590.1,长981.744m。右线设计里程为K5+608.9-K6+590.1,长981.2m。该区间设施工竖井2座(含菜市口站南端施工井),1个施工通道,2个联络通道,南端有人防段及迂回风道,北端有存车线、渡线。
该区间在靠近菜市口站一端设置停车线、渡线,里程为K6+244-K6+590.1,总长为346.1米。断面形式多次发生变化,断面宽度由7.45m突变到12.97m,再渐变到15.53m,断面高度由7.218m变到11.91m。
2 施工方法实施要点
2.1 临时支护拆除试验段
因双侧壁导坑法开挖的QYB断面是该区间大断面中比较典型断面,断面总高度和总宽度大于CRD法开挖断面,需要拆除长度小于其它双侧壁导坑法开挖断面。因此选择在QYB断面采取以下2段进行试验。
2.1.1 仰拱竖向临时支护拆除试验
(1)沿纵向在拱顶和竖向临时工字钢支撑上布设沉降监测点,监测点间距3米,在临时支护拆除前采取初始值,在拆除过程中开始监测,根据监测结果对结构稳定性进行分析。
(2)选取QYB断面进行6洞室两侧仰拱部分竖向臨时支护混凝土破除,破除长度由3米逐渐增加至13米,混凝土破除高度1.2米,然后割除竖向临时支护工字钢每隔2米保留1根,同时根据监测数据指导施工,如果累积沉降值达到2cm,应停止工字钢支撑拆除工作,并以此时拆除的长度定为最大可拆除长度,当沉降值达到3cm,应立即恢复并缩短工字钢竖向支撑的间距。根据监控量测结果再逐渐增加拆除长度。
(3)经过试验确定拆除13米下部支撑能够保证初支稳定后,即可满足连续进行仰拱二次衬砌施工。
2.1.2 整环拆除试验
(1)QYB断面仰拱试验段二次衬砌施工完毕后,恢复下部工字钢支撑。并进行该段临时支护与拱部连接处和临时仰拱与边墙连接处混凝土破除施工,破除长度6米,破除高度50cm,临时仰拱暂时在其下方采用工字钢支撑在二次衬砌仰拱上,并逐根割除所有连接处临时支撑工字钢3cm豁口,同时根据监控量测数据指导施工,当沉降值达到2cm时,应立即停止割除施工,并以此确定整环拆除的最大长度。如果沉降值达到3cm,应恢复部分支撑,立即进行衬砌施工。
(2)若经过监测观察,判断5天后初支结构已稳定,则连续再破除3米隔壁墙和临时仰拱砼,按上述方法继续量测观察5天判断初支结构稳定。
(3)按照以上方法逐渐破除至24米,观察QYB断面初支结构稳定性。
2.2 双侧壁导坑法施工段临时支护拆除
为有效加快施工进度,根据试验段及监控量测结果确定,如果整环临时支护可拆除长度小于等于13米,临时支护拆除按照下列2个步骤进行。一是仰拱衬砌前的拆除。仰拱破除按照试验段的方法,破除竖向临时支护混凝土纵向13米,高度1.2米,割除竖向工字钢每隔2米保留1根,然后施做该段防水及保护层时,进行临时支护倒换,遵循先支后拆的原则,在与该段南北两端相邻段,可先破除混凝土但不割除工字钢。二是顶拱衬砌前拆除。整环临时支护拆除按照试验段确定的结果,第一次拆除3米后根据监控量测情况,逐渐增加至13米,然后隔3米全断面拆除9米临时支护,以保证台车衬砌形成连续循环。当中3米预留段在与其相邻位置顶拱二次衬砌混凝土强度达到75%后,立即进行该预留段混凝土破除。
2.3 “CRD法”施工段临时支护拆除
“CRD”法开挖断面为区间左线QZE-QZJ断面,长度基本在6m左右。由于断面在跨度和长度上都小于双侧壁导坑法施工段,因此临时中隔壁可拆除长度,以双侧壁导坑法拆除试验段为依据,根据可拆除长度按照双侧壁导坑法施工段的拆除方式进行拆除。该段根据现场情况也可采用跳槽拆除的施工方案,跳槽拆除长度首段控制在6米,跳槽间隔控制在12米。两拆除段衬砌完毕后再逐渐拆除中间跳槽段。
2.4 拆除过程中应注意的细节
1)拆除应本着分段、跳槽、先撑后拆、信息化施工的基本原则进行。
2)分段拆除应先拆除3米,根据监测变形情况再扩大到6米,根据监测情况逐渐增大拆除长度。
3)竖向临时支护拆除方法
应先破除混凝土,不割断纵向连接筋,并应保证破除部位的工字钢不是悬空单独个体,避免工字钢倒向施工人员一侧,割断后应逐渐放倒。
4)横向临时支护拆除方法
应先破除混凝土,待混凝土破除完毕后,由一侧开始逐根割断工字钢横撑,割断前应用粗麻绳拴住工字钢两端,避免工字钢直接落到下层空间。
5)监测点布置应综合考虑拆除段位置,在拆除段长度的中间位置为变形最大处,监测时此处位置最能体现初支结构变形情况。
3 监测数据分析方法
1)沉降、收敛速率分析
因为临时支护拆除后,初期支护所承受的应力得到释放,结构在起初沉降速率会较大,但随着应力的逐渐释放完毕,结构会逐渐稳定,沉降和收敛速率会逐渐减小。所以在结构刚刚拆除时,拱顶沉降和周边收敛的变化速率有可能会达到5mm/天,应减缓拆除的速度,待沉降速率稳定后,再继续加大拆除长度,当拆除长度满足施工要求后,拱顶沉降周边收敛变化速率应分别小于0.1mm/天,和0.15mm/天,即可进行二次衬砌施工。
2)沉降、收敛极限值分析
累计拱顶沉降和周边收敛设2cm为警戒值,设3cm为极限值,在拆除过程中,如果累积沉降或累积收敛达到2cm应立即停止拆除,并观察其数值变化情况,并根据数值发展趋势,预测其可能达到的情况,并采取相对应的应急措施,如果数值已经稳定,可确定为此时拆除段的长度为可以安全拆除的最大长度。
3)监测数据综合分析
应根据监测极限值和速率综合分析结构 变化情况,以监测数据科学指导施工。
4)监测频率的确定
在结构刚刚拆除时,监测频率为4次/天,连续监测2天,当沉降或收敛速率小于2mm/天后监测频率可调整到2次/天,当沉降或收敛速率小于1mm/天,监测频率可调整为1次/天。当沉降或收敛速率突然增大时,应加密监测频率为4次/天。
5)信息反馈流程
指定专人按照监测频率进行数据采集。由技术人员进行监测数据分析,并将分析结果汇报给工区技术主管及工区主任。由工区技术主管按照监测分析结果,合理地进行拆除分段安排。做到有步骤、有计划、有根据的拆除。对于拆除阶段发生的变形过大,或变形异常,应立即进行上报。
参考文献
[1] 北京交通大学.《北京地铁施工监控量测技术要求》.
[2] 张发勇.地铁车站通风空调系统优化设计探讨[J].制冷与空调.2011(03).