形成原因
隨著上海城市軌道交通的快速建設,捷運網路逐步形成並不斷完善。與此同時,越來越多的地下工程建設在運營捷運區間隧道正上方。這些地下工程的施工具有很大的難度,控制隧道上浮變形是一大難題。經過南京路下沉式廣場、M8線淮海路車站北風井、
新金橋廣場等工程的探索和研究,逐步形成了《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》。
工法特點
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》的工法特點是:
該工法研究出一套在運營捷運隧道上方地下工程施工新技術,通過分塊分段開挖、限時施工、堆載回壓、信息化施工等技術可以完成隧道上方地下工程的施工,同時可以有效控制運營隧道因上方卸載而產生的上浮變形,確保隧道結構安全。
操作原理
適用範圍
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》適用於位於捷運隧道上方,
基坑開挖深度不大於10米的地下工程施工,特別適用於底板結構與捷運隧道距離較近的地下工程。
工藝原理
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》的工藝原理敘述如下:
地下工程隧道上方底板施工時,在規定時間內分塊開挖土體並完成
混凝土澆築,待混凝土初凝後進行堆載回壓。同時,整個施工過程對隧道進行監測,信息化施工。
施工工藝
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》的工藝流程見圖1。
![運營捷運隧道上方地下工程施工工法 運營捷運隧道上方地下工程施工工法](/img/0/8d7/UjY4MTZyUmMxQmNzcTZzQDOiZWN2M2N4Y2MxITMwkzM5UWMwATMkhTOkR2NvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
圖1 施工工藝流程圖
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》的操作要點如下:
1.分塊開挖、限時施工
(1)捷運隧道上方地下工程底板結構必須劃分成小塊,依次分塊施工。
(2)施工塊的劃分必須控制每一施工塊的寬度與長度。施工塊長度方向應與隧道縱向正交,長度應覆蓋隧道的寬度並使底板結構與隧道兩側抗浮結構有效連線,以10米為宜;分塊寬度應控制在3米。
(3)每一施工日完成一塊底板的土體開挖與結構施工,待下一個施工日進行下一塊底板施工。
(4)每一施工塊必須在規定的時間內完成,即從基坑土體開挖至混凝土澆築完成應在8~10小時內完成。並且,為確保運營捷運隧道結構安全,施工時間應避開捷運運營時間,安排在夜間列車停運至次日凌晨列車恢復運行的時間段內進行施工。
2.堆載回壓
(1)由於隧道上方永久性卸載,且卸載量較大,因此需要堆載回壓以控制隧道卸載後的上浮。
(2)堆載回壓應在每塊底板混凝土澆築完初凝後即刻進行。待混凝土強度達到設計要求後方可搬移堆載。
(3)堆載回壓的物體形式不受限制,可以是腳手鋼管、鋼錠、沙袋等比重較大的物體。原則上回壓荷載應近似於隧道上方卸載土方的荷載量。
3.限時施工中的技術保證措施
(1)施工前各道工序應統籌安排,銜接緊密。現場各類機械設備、材料物資、勞動力等應配置充足。
(2)可建議取消底板下素混凝土墊層。
(3)施工塊之間的鋼筋連線宜採用鋼筋連線器,縮短鋼筋製作時間。
4.施工監測
在隧道上方進行地下工程施工過程中,應始終對捷運隧道的變形情況進行監測,通過監測數據,信息化指導施工。
監測內容應包括以下幾點:隧道沉降變形監測、隧道斷面變形監測、隧道自動沉降監測。
監測方式應採用自動化程度較高的儀器進行即時監測,同時再輔以人工監測。
材料設備
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》所需材料與設備見表1。
質量控制
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》的質量控制要求如下:
1.分塊挖土時應嚴格按照劃分圖開挖,嚴禁擴大挖土範圍,嚴禁超挖。
2.底板結構應與隧道兩側抗浮結構可靠連線。
3.混凝土初凝後應及時進行堆載回壓。
4.底板結構鋼筋製作、混凝土澆築等質量控制應滿足相關規範規程。
安全措施
採用《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.分塊開挖時應注意土坡留置坡度,防止土體滑坡。
2.由於限時施工,各工序間搭接緊湊,應注意各工序間交接施工安全。
3.吊裝壓重物時應注意吊裝安全,不得超過起重設備允許吊裝重量進行吊裝。
4.隧道上方地下工程施工階段應始終安排專業監測單位對隧道進行24小時監測,及時反饋監測情況,指導施工。待壓重物全部搬移後方可停止監測。
5.其他安全措施應按照常規地下工程基坑施工的安全要求實施。
環保措施
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》的環保措施如下:
1.由於隧道上方地下工程施工一般都安排在夜間進行,因此應嚴格控制夜間施工噪聲和夜間燈光照明,不得影響周邊居民區的正常生活。
2.挖土施工時應有效控制揚塵,及時清掃散落渣土,做好各類保潔工作。
效益分析
採用《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》,可以有效控制捷運隧道上方卸載後的上浮變形,確保隧道結構安全,保證捷運正常運營。
套用實例
《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》已經在M線淮海路車站北風井、南京路下沉式廣場、新金橋廣場等工程得到廣泛套用並取得很好的效果。見表2。
榮譽表彰
2009年10月19日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》,《運營捷運隧道上方地下工程施工工法》被評定為2007-2008年度國家二級工法。