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洞樁法施工在北京地鐵中的應用論文
摘要：結(jié)合北京地鐵十號線光華路站中洞施工實例，介紹了洞樁法的施工工藝，進一步探討洞樁法的施工關鍵和施工難點，提出了相應的解決措施，為其他大跨地鐵施工提供重要的參考價值。
關鍵詞：地鐵車站，淺埋暗挖，洞樁法
引言
隨著地鐵施工技術(shù)的不斷進步，地下工程界不斷創(chuàng)新，提出了許多新的施工方法，其中淺埋暗挖洞樁法就是很有代表性的一種。該方法在傳統(tǒng)淺埋暗挖分部法的基礎上吸收了蓋挖法的特點，靈活多變，適用范圍極廣[1]。淺埋暗挖洞樁法在北京地鐵十號線多個車站工程中得到成功應用，充分證明其在松散軟弱地層中進行淺埋大斷面洞室開挖是可行的，該方法具有良好的發(fā)展前景和推廣價值。現(xiàn)以北京地鐵十號線光華路站中洞施工為例，介紹洞樁法的施工技術(shù)，探討淺埋暗挖洞樁法的施工關鍵和技術(shù)難點，并提出相應的解決措施。
1 工程概況
光華路位于東三環(huán)路與規(guī)劃商務中心街交叉口，為單跨三洞地下局部雙層分離島式車站，中間為雙層結(jié)構(gòu)，兩側(cè)站臺為單層結(jié)構(gòu)，三洞間以通道相連，車站的主體為南北向布置，起點里程為K20+526。084，終點里程為K20+695。284。
車站總長169。2m，總寬度46。7m，中間洞寬14。4m，兩側(cè)洞寬10。81m。單側(cè)站臺寬度4。5m，線間距40m。車站共設東南、東北、西北、西南四個出入口，兩個風井和風道分別位于車站南北兩端。車站結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示。中洞為雙層結(jié)構(gòu)，覆土厚度為7。4m，采用洞樁法施工。
2 光華路地鐵站中洞洞樁法施工
2。1 中洞洞樁法施工工序
光華路車站主體中洞為單跨雙層結(jié)構(gòu)，采用洞樁法施工。首先施作兩側(cè)小導洞，小導洞開挖尺寸寬×高為5600mm×6400mm，初支厚度為300mm。再在小導洞內(nèi)施作800@1200的鉆孔灌注樁，樁頂設1600mm×1650mm的縱梁，然后施作中洞拱部初支和二襯，在中洞拱部結(jié)構(gòu)的支護下向下開挖土方，逐層架設水平施工橫撐，直到結(jié)構(gòu)底板，然后再由下至上逐層拆除橫撐施作二襯底板和邊墻。
2。2 主要施工方法和技術(shù)措施
2。2。1 導洞內(nèi)灌注樁施工
中洞圍護樁樁徑為800mm，間距1200mm，樁長22。5m，錨入車站底板下13。83m，樁身混凝土標號為C30，共計240個樁。圍護樁需在中洞兩側(cè)導洞內(nèi)進行施工，導洞凈高5。80m，凈寬5。00m，樁位在導洞底板靠邊墻側(cè)，操作凈高度約為5m左右。
鉆孔樁施工需在中洞導洞初支結(jié)構(gòu)施工驗收后進行，由于施工場地條件的限制，鉆進和運輸都存在相當難度。由于東南豎井進場較晚，南端橫通道尚未施工，只能從北端橫通道施工鉆孔樁，為避免鉆機間施工的相互干擾，將鉆孔樁分為4組，每臺鉆機施工1組，即60根樁。鉆孔樁施工采用改型反循環(huán)鉆機，每個導洞安排兩臺鉆機，按由內(nèi)向外跳二鉆一順序施工，從就近風道出渣運輸，兩端風道導洞內(nèi)設泥漿沉淀池，廢漿經(jīng)就近風道運出。
2。2。2 縱梁施工
鉆孔灌注樁施作完成后，鑿除樁頭，進行樁頂縱梁施作，縱梁長143。8m，截面尺寸寬×高為1600m×1650m，采用C30商品混凝土。每個縱梁分五段施工，各段長度30m左右，鉆孔灌注樁樁頂清理、樁身質(zhì)量檢查、鋼筋綁扎、模板和支撐的安裝及混凝土澆筑等工序的施工采用流水作業(yè)，加快工程進度。出入口段應先將縱梁下部的鉆孔樁接高至梁底標高位置后再施工縱梁。縱梁模板及支撐采用組合鋼模板+方木支撐體系，應保證鋼模板及支撐體系的剛度和強度�；炷翝仓捎帽盟虲30商品混凝土，插入式振搗棒振搗。
2。2。3 扣拱施工
在中洞扣拱施工中，先施作導洞內(nèi)初支結(jié)構(gòu)，再開挖兩個導洞之間拱部土方，施作導洞之間的拱部初支，中洞拱部連為一體，共同受力。施工中格柵鋼架的連接處理的好壞，直接影響格柵安裝的精度以及初期支護的機構(gòu)質(zhì)量，是洞樁法施工中的關鍵問題。下面對施工中格柵拱架連接主要的幾個問題及相應的施工措施加以說明。
1）拱腳處連接。施工中首先在縱梁上預埋地腳螺栓和鋼板，小導洞內(nèi)格柵連接板與縱梁上預埋的地腳螺栓直接連接，同時與預留鋼板焊接，地腳螺栓錨固長度不小于35d。
2）小導洞內(nèi)格柵和小導洞之間格柵的連接。在小導洞內(nèi)超前2m~4m破除導洞與拱部格柵連接處的混凝土，割除下部導洞格柵，將小導洞之間的初支格柵與切割后的導洞格柵直接連為一體，施工中預埋注漿管，噴混凝土后及時背后注漿。
3）拱頂格柵連接及下部土方開挖施工。兩個導洞之間初支結(jié)構(gòu)凈寬度為9。063m，弧長為9。615m。結(jié)構(gòu)拱部處于粉細砂層中，開挖易引起塌方，因此初支格柵采用3段，使格柵連接點偏移拱頂，避免拱頂變形過大。同時施工中分三部分開挖，先開挖兩側(cè)土方，安裝鋼格柵噴射混凝土后再開挖中部土方，安裝鋼格柵噴射混凝土封閉上拱。為控制地表沉降，開挖施工中留置核心土。
2。2。4 大管棚超前加固施工
由于車站主體結(jié)構(gòu)中洞位于東三環(huán)道路中心下面，中洞長148。2m，從北向南為下坡，坡度為2‰，上覆土只有7。4m，地面交通繁忙，車流密度較大，而且地下管線密布，為減小地表沉降，保證地下管線和地面交通安全，在車站中洞洞樁法施工中采取大管棚施工和小導管注漿聯(lián)合超前支護方法。
大管棚施工兩側(cè)對打，每側(cè)管棚長度77。5m，設在拱部60°范圍內(nèi)，每側(cè)33根。管棚采用159×8mm無縫鋼管，環(huán)向間距300mm，開口處每根管棚中心距中洞拱部初支結(jié)構(gòu)外皮輪廓線250mm，縱向搭接5m，管內(nèi)填充水泥砂漿。
2。2。5 橫撐施工
中洞開挖過程中，在中洞拱腳處會產(chǎn)生很大的水平力，使拱腳產(chǎn)生水平位移，施工中若不采取相應措施，中洞拱部會因拱腳水平位移過大而失穩(wěn)，或引起地表沉降過大。針對這種情況，在兩側(cè)拱頂縱梁之間設置拉桿并預加拉力，即施工中的第一道橫撐。橫撐采用的是600的鋼管，長13m，水平間距為3。0m。第一道橫撐位于縱梁處，兩端需與縱梁施工時預埋螺栓連接。施工時，橫撐兩端鋼板與梁內(nèi)預留鋼板沿周邊焊接在一起，以保證橫撐的抗拉強度。之后的第二道、第三道格柵設置方法相同。施工中對初期支護進行監(jiān)控測量，及時調(diào)整橫撐預應力值，以控制變形和地表沉降。
2。3 施工的特點和安全保證措施
1）由于中洞結(jié)構(gòu)跨度很大，中洞拱部初支結(jié)構(gòu)凈寬度為16。271m，覆土厚度8m左右，扣拱時機的選擇對初支結(jié)構(gòu)變形和地面沉降的影響很大。
2）光華路站是在中洞導洞之間初支結(jié)構(gòu)完成后進行扣拱，扣拱完成后施工下部土方及結(jié)構(gòu)，確保結(jié)構(gòu)施工的安全。
3）扣拱施工需鑿除導洞的部分結(jié)構(gòu)，分段進行施工。
4）拱部初支結(jié)構(gòu)和扣拱施工中加強監(jiān)控量測，包括拱頂沉降、收斂和鋼筋應力等。
5）施工中必須嚴格遵循“管超前、嚴注漿、強支護、短開挖、早封閉、勤量測”的施工原理，做到隨挖隨支。
6）施工中應加強監(jiān)控量測，地表下沉、拱頂下沉及周邊收斂等常規(guī)監(jiān)測項目必須認真監(jiān)測，掌握第一時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，指導開挖頻率、格柵間距、上下臺階間距和注漿情況的控制，并及時反饋信息，以根據(jù)實際情況修正設計參數(shù)，確保施工安全。
3 體會與建議
1）在洞樁法施工中，前后施工環(huán)節(jié)都相互影響，這種聯(lián)系是由預埋件來實現(xiàn)的，預埋件的準確定位直接影響洞樁法的施工質(zhì)量及施工進度。準確的預埋件可以為后續(xù)施工帶來便利，預埋件的偏差給后續(xù)施工帶來極大的困難。因此，施工過程中應加大測量力度，準確定位預埋件，確保前后工序的順利銜接。
2）在洞樁法施工中要合理考慮施工工序，既要考慮洞樁法自身的施工工序，又要考慮整個施工過程的施工工序。例如光華路車站主體施工中，兩側(cè)洞的開挖和中洞的開挖是相互影響的。中洞向下開挖會釋放側(cè)洞邊墻的部分被動土壓力，加大側(cè)洞邊墻的側(cè)向變形；同時側(cè)洞開挖產(chǎn)生的土體沉降會加大中洞圍護樁側(cè)向受力。因此，施工中要合理組織主體群洞結(jié)構(gòu)的施工工序，充分利用地層的時間、空間效應，降低工序的相互影響。
3）洞樁法在施工大跨隧道中的應用前景極好，但同時它又是一種較新的地鐵隧道施工方法，可以借鑒的經(jīng)驗比較少，在施工過程中需要不斷改善工序和施工工藝。目前光華路地鐵項目正在進行中，文中提到的各項施工技術(shù)仍需要驗證和不斷創(chuàng)新推廣。
參考文獻：
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