复杂环境下盖挖半逆作地铁车站施工技术.pdf
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1、科学技术创新 2023.22复杂环境下盖挖半逆作地铁车站施工技术成银亮(中交第二航务工程局第三工程有限公司,江苏 镇江)前言近几年,我国城镇化程度持续提升,城市地下空间开发体量大幅度增加,多数城市地下空间开发逐渐朝着环境高度复杂的中心城区汇集1。地铁车站建设面临环境复杂、场地狭小、地表交通繁忙等困难,盖挖半逆作有利于帮助地铁车站施作突破上述难题,实现快速可靠作业。因此,探究复杂环境下盖挖半逆作技术在地铁车站施作中的应用具有非常重要的意义。1复杂环境下盖挖半逆作地铁车站基本情况一地铁车站位于交叉口地块,呈东西走向。车站主体结构成楔形,长 138 m,两端头与盾构区间相连,大里程端与小里程端宽度分
2、别为 44 m、22 m,车站设置 3 个出入口。车站主体为地下三层结构,结构顶板厚 2 m,负一层板、负二层板厚均为 1 m,结构底板厚2.2 m,总深 29 m。车站主体围护结构为 1 200 mm厚地下连续墙,主体地连墙深 50 m,出入口地连墙深40 m,顶板覆土 5 m。车站不仅位于人流量较大的市区主干道交叉口位置,而且东侧为国家重点保护大剧院,距离在 50 m 内。同时车站周边建筑物密集,无法为车站建设提供足够空间,施工工艺高度复杂。地铁车站建设地属于热带海洋性气候,全年平均气温为 22.1,降雨量为 2 300 mm2 500 mm。建设区域地质情况见表 1。由表 1 可知,地铁
3、车站顶板以上少部分冲击土标准贯入值小于 10,负一层到负二层残积土标准贯入值大于 10,剩余为肯尼山极硬土,标准贯入值在 3050作者简介:成银亮(1991-),男,本科,工程师,主要研究方向:地下隧道工程施工技术。摘要:盖挖半逆作是一种适应复杂地铁车站施作环境的新技术,具有作业快速、安全可靠的优良特点。因此,介绍了盖挖半逆作地铁车站基本情况,论述了复杂环境下盖挖半逆作地铁车站施作重点,探究了施作技术内容,并验证了施作效果,希望为复杂环境下盖挖半逆作地铁车站施作提供一些参考。关键词:复杂环境;盖挖半逆作;地铁车站;施工技术中图分类号院U231+.3文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2
4、023冤22-0138-04土壤岩石描述 厚度/m 单位重量 kN/m 刚度kN/m2 卸载/重新加载刚度 kN/m 切线刚度 kN/m2 渗透率 m/s 凝聚力 kN/m2 摩擦角/S1a(冲积层)8 19 8.750 26.250 8.750 1.4E-05 1 30 S1b(冲积层)7 19 17.500 52.500 17.500 1.4E-05 1 30 S1c(冲积层)6 19 40.250 120.750 40.250 1.2E-06 3 26 S2a(肯尼山)35 19.5 52.500 157.500 52.500 1.5E-06 5 28 S2b(肯尼山)50 20 87.
5、500 262.500 87.500 1.5E-06 10 34 S2c(肯尼山)20 19 35.000 105.000 35.000 1.5E-06 5 28 强风化石英 50 20 87.500 262.500 87.500 2.5E-05 10 35 石英 50 20 174.000 522.000 174.000 2.0E-07 10 38 表 1地铁车站建设区域地质情况138-2023.22 科学技术创新以上,内摩擦角大,地质状况良好。2复杂环境下盖挖半逆作地铁车站施作重点地铁车站选择盖挖半逆作方式,即在盾构机穿越车站范围内,以中板、底板为代表的主体结构仍未建成,待盾构机出车站 6
6、 个月以上开挖底板至标高并拆除盾构管片,进行底板主体结构施作。具体施作期间涉及大尺寸矩形钢管内加钢筋混凝土组合柱设置,需要确定矩形钢管混凝土柱安装稳定性。复杂环境下盖挖半逆作地铁车站施作期间,若简单选择结构板围护支撑结构,需额外增设中间支撑柱,存在开挖不便、支撑拆装困难等问题2。同时考虑到案述工程工期较为紧张,宜选择大尺寸创新矩形钢管内加装钢筋混凝土组合支撑柱的方式,以更小的截面获得更大的承载能力,促使柱承担的竖向荷载顺利传递至地基,具体见图 1。图 1 中,1 为钻孔灌注桩;2 为大尺寸创新矩形钢管内加钢筋混凝土组合支撑柱。3复杂环境下盖挖半逆作地铁车站施作技术内容3.1安装大尺寸矩形钢管内
7、加钢筋混凝土组合柱在大尺寸矩形钢管内加钢筋混凝土组合柱安装时,考虑到先插法易引发混合泥浆劣质混凝土涌入钢管影响整根柱承载能力,而后插法易导致柱沉降、偏位问题,技术人员可以从细化施工着手,进行柱底、柱内钢筋笼的优化。确定选择先插法后,为解决桩柱施工期间超灌部分含泥浆劣质混凝土涌入柱内问题,可以将附加铁板焊接到矩形钢管柱外侧角,角焊缝长度(即附加铁板高度)由承载力设计值推测,具体如下:(1)式中:f为实际焊条抗剪强度;N 为角焊缝数量;lw为总长度;he为 0.7 倍焊缝尺寸;fwf为焊条抗剪强度设计值3。确定焊缝长度后,技术人员可以根据国标 低合金高强度结构钢(GB/T 1591-2018)的相
8、关要求,选择 355 钢作为焊条,将 2 块封底钢板焊接到柱地面,稳固柱内钢筋笼。随后依据梅花形布置柱埋入钻孔灌注桩内栓钉,确保柱体结构(见图 2)稳定性。图 2柱体结构图 2 中,1 为柱体;2 为连接板;3 为矩形加劲肋;4 为梯形加劲肋;5 为螺栓孔;6 为附加钢板;7 为栓钉;8 为底板;9 为吊耳。钢筋笼主筋密集分布,位于柱体内部,主筋内侧设置八字形箍筋,主筋外侧则布置环箍,确保柱截面一定情况下组合支撑柱整体承载能力3。具体操作期间,技术人员应先借助泥浆护壁钻孔方式(泥浆比重 1.02 g/ml1.30 g/ml),设置钻孔桩钢筋笼,促使钢筋笼悬挂于地面护筒,清除孔洞杂物后,经吊车吊
9、装钢管柱(含钢筋笼)至设计标高,清除多余杂质后,将前期配置混凝土灌入钢管柱内,连续浇筑至柱顶标高。最终移出辅助桩,并利用砂浆填入孔壁、柱间空隙。3.2土方开挖与结构变形的处理因案述地铁车站空间狭小,土方开挖期间结构变形的控制难度较大4。在盖挖半逆作法地铁车站施工中,土方开挖的过程实质上是开挖面不断卸荷的过程,基坑内部土体的挖掘极易造成上部土体自重应力释放,进而引发坑底土体产生以向上为主的位移,直接造成围护结构在基坑内外土体压力差的作用下出图 1大尺寸矩形钢管内加钢筋混凝土组合柱结构wffweNflh 139-科学技术创新 2023.22现水平侧向位移。为了有效避免上述情况,相关施工技术人员应在
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