地铁盾构井单层主体结构的施工工艺的制作方法
【专利摘要】地铁盾构井单层主体结构的施工工艺属于地铁施工领域。其特征在于:盾构井主体只施工负三层主体结构，负一层及负二层主体结构采用现浇环梁替代。现浇环梁尺寸为800×800mm，环梁通过植筋与围护桩连接，盾构吊装过程中加强监控量测。采用本施工方法在保证了施工安全的前提下，工程整体缩短20天工期，节省了约30%的施工成本。
【专利说明】地铁盾构井单层主体结构的施工工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明适用于轨道交通工程中盾构井始发和接收井。
【背景技术】
[0002]盾构法施工必须具备始发环境，一般盾构自地铁车站端头始发，以降低工程造价、避免单独修建盾构井带来的浪费。但当施工任务重、工期紧张时，地铁车站在进度上不具备盾构下井始发条件时，就必须单独新建盾构井。区间盾构井作为区间盾构施工的先行工程，是区间施工关键线路上的关键工作，盾构井施工快慢可以决定区间施工的总体工期，进而可控制整个标段的总工期。
[0003]目前，地铁施工中单独盾构井均为多层结构，围护桩及基坑开挖完成后，再进行主体结构施工。主体结构自底层向上部施工，工期一般为2个月。多层结构盾构井具有安全稳定、施工工艺成熟的优点，但同时存在工期长、材料浪费的缺点。为加快施工进度、降低施工成本，形成盾构井单层结构+环梁的施工方法。
【发明内容】
[0004]为节省工期拟取消隧道上方的盾构井主体结构，将三层结构改为单层结构。
[0005]地铁盾构井单层主体结构的施工工艺，其特征在于:
[0006]所述地铁盾构井单层主体结构，从上至下为三层结构；这三层结构周围为一圈围护桩；负三层主体结构为钢筋混凝土施工的底板和侧墙；
[0007]负一层及负二层主体结构为环梁结构，具体为:
[0008]钢围檩底部设有托架，托架与围护桩螺栓连接；钢围檩上方施工加强环梁；盾构井负三层上部共设置两道环梁，环梁尺寸为800X800mm，环梁与围护桩之间植入Φ25的钢筋，每根桩植入6根,上下两排布设。
[0009]盾构井土方开挖期间，每开挖到托架下方Im时，安装钢围檩并架设托架，托架施轴力后，在钢围檩上方施工加强环梁，然后再继续向下开挖；
[0010]随开挖随架设托架及施工环梁；当基坑开挖至负三层范围时，不再施工环梁，基坑开挖完成后，再施工负三层主体结构。
[0011]进一步，钢围檩底部托架为2根，托架与围护桩采用M25*300mm螺栓连接。
[0012]进一步，负三层主体结构钢筋间距为100mm。
[0013]具体方案为:盾构井开挖过程中，在单层主体结构上方的钢围檩安装完成及钢支撑施加轴力后，在钢围檩上施作加强环梁，加强环梁尺寸为800 X 800mm。加强环梁与围护桩采用Φ25植筋连接，上下两排，共6根，植入深度满足《混凝士结构工程无机材料后锚固技术规范》JGJ/T2012规范要求；主体结构侧墙、顶板及梁的钢筋间距由150mm调整为IOOmm ；盾构施工完成后，将基坑每层支撑的4根角部支撑保留，其余支撑全部拆除，以免影响盾构机下井组装，同时对保留的角部支撑每天进行监测、分析数据，确保基坑安全。
[0014]其技术内容如下:[0015]1、地铁盾构井单层主体结构的施工方法，其特征在于:盾构井主体只施工负三层主体结构，负一层及负二层主体结构采用现浇环梁替代的施工方法。
[0016]所述单层主体结构盾构井施工方法为，盾构井土方开挖期间，每开挖到钢支撑下方Im时，安装钢围檩并架设支撑，支撑按照设计图纸给定数值施工轴力后，在钢围檩上方施工加强环梁，然后再继续向下开挖。随开挖随架设支撑及施工环梁。当基坑开挖至负三层(底板以上IOm)范围时，不再施工环梁，基坑开挖完成后，再施工负三层主体结构。
[0017]2、钢围檩底部托架由原来的每根桩I根调整为2根，托架与围护桩采用M25*300mm螺栓连接。
[0018]3、构井负三层上部共设置两道环梁，环梁尺寸为800 X 800mm，环梁与围护桩之间值入Φ25的钢筋，每根桩植入6根，上下两排布设，值筋长度满足《混凝士结构工程无机材料后锚固技术规范》JGJ/T2012要求。
[0019]4、负三层主体结构钢筋间距由原来的150mm调整为100mm，以提高主体结构的刚度。
[0020]5、负三层主体结构施工完成后，结构上方每层支撑的4根角部支撑保留，其余全部拆除，并在盾构机下井吊装期间，每天对保留的角撑进行轴力监测。
[0021]本发明具有如下优点:
[0022]一、采用环梁及钢围檩代替主体结构侧墙及板，使工序简单、易于操作；
[0023]二、加快了盾构井的施工速度，盾构井的施工工期节省至少20天，对整体工期节点贡献较大；
[0024]三、简化施工工序，可减少质量和安全隐患；
[0025]四、节约了建筑材料，降低工程成本约30% ；
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为通常情况下，轨道交通工程盾构始发及接收井主体结构形式。
[0027]图2为本发明盾构井结构剖面图。
[0028]图3为本发明盾构井冠梁处外侧斜撑拆除示意图。
[0029]图4为本发明盾构井角部斜撑保留示意图。
[0030]图5为加强环梁施工图，其中①号图为加强环梁平面图号图为剖面图,主要反映了加强环梁与钢围檩和围护桩的剖面位置关系、植筋长度及剖面位置号图为加强环梁平面大样图，主要反映了加强环梁与围护桩的平面位置关系、植筋的间距及位置；
【具体实施方式】
[0031]盾构井土方开挖及支护、钢支撑架设、主体结构施工、防水施工、土方回填等施工工艺已应用多年，与通常情况下盾构井施工相同，在此不再介绍，本发明主要介绍加强环梁施工工艺及盾构始发和掘进过程的施工监测情况。
[0032]一、加强环梁施工技术注意事项及要点
[0033]加强环梁是单层结构盾构井应用的关键，所以加强环梁施工质量是至关重要的，施工中必须保证加强环梁的施工质量。加强环梁的施工注意事项及控制要点如下:
[0034]1、加强环梁下侧的钢围檩三角托架每桩两根，并保证膨胀螺栓的规格和长度不小于设计图纸要求；
[0035]2、植筋前先将加强环梁范围内的喷锚面进行凿毛，混凝土浇筑前清理干净，保证加强环梁与围护结构能有效密贴。
[0036]3、植筋时孔深和孔径及钢筋规格满足《混凝士结构工程无机材料后锚固技术规范》JGJ/T2012要求，钻孔完成后清理孔内的灰尘，并用毛刷蘸酒精清理，不得用水清理，打胶后将钢筋按同一旋转方向缓慢的挤入孔内，24小时内不得碰撞钢筋，然后进行拉拔实验，合格后再大面积的进行施工。
[0037]4、加强环梁施工时注意保证截面尺寸。
[0038]5、加强环梁强度达到设计强度的75%以后，方可拆除模板。
[0039]6、盾构施工完成后，进行盾构井回填土时，加强环梁和下方的钢围檩不拆除。
[0040]二、施工监测
[0041]盾构井基坑施工本身安全及周围环境稳定与安全是施工如期完成的基本保障。尤其是盾构机吊装和盾构掘进过程中会出现许多不可预见的施工情况。因此，对基坑及周边环境的监测是基坑施工过程不可缺少的主要内容，它为设计、施工方案的随时调整，结构安全及周边建筑的沉降控制，动态设计和信息施工提供可靠依据。基坑的监测在施工安全控制中起到极为重要的作用。
[0042]1、监测内容和监测时间、监测频率
[0043]支护结构监测项目有:桩顶水平位移、桩体水平位移、支撑轴力。
[0044]周围环境监测项目有:地表沉降、土体水平位移、地下管线沉降。
[0045]监测时间:盾构井开挖至盾构掘进IOOm后，并且监测数据趋于稳定。
[0046]监测频率:1次/天，出现情况异常时，增加至2次/天。
[0047]2、监测数据分析
[0048]I)地表沉降
[0049]从沉降数据分析得知，盾构井在开挖过程中周围地表沉降随开挖深度持续下沉，数据比较稳定。在开挖至基坑中部时沉降速率持续变大，最大沉降速率出现在基坑开挖至13m时，沉降速率为1.8mm，变形速率控制指标为2mm/d ;造成原因主要为第三道支撑架设滞后两天。基坑开挖至基底时沉降数据稳定，部分测点时上时下；最大沉降值出现在基坑开挖完成后13天，累计沉降值为11.8mm，累计沉降控制值为30mm。盾构区间洞门破除时地表沉降变化不是很大，始发后，地表沉降变化突然加大，沉降速率最大为1.5mm,出现在始发掘进7m时，沉降最大值出现在掘进Ilm时，累计沉降为3.7mm，随后几日测点上浮，逐渐趋于稳定。
[0050]2)桩体水平位移
[0051]桩体水平位移完整地反映了支护桩的变形，也是支护结构安全状态的重要指标，受支撑和地表堆载物的影响，测斜管的位移变形起伏较大，在有支撑作用的情况下，支护桩变形最大、最危险的部位不一定在桩顶，而支护桩体不同深度的水平位移则可以直接反映支护桩的实际变形。且其测量受外界影响小，数据结果稳定，是基坑开挖监测的重点项目。在工程项目实施中，通常将桩顶水平位移与桩体水平位移的监测结果综合分析，测量结果互相校核，可以全面掌握整个基坑的位移状况。根据本工程桩体水平位移的数据分析，速率变化量和累计累计变化量均出现在基坑开挖深度的一半区域，即围护桩悬挑部位的中间区域。本工程中桩体水平位移速率及累计位移量均为超出控制指标(速率为2_/d，累计为30mm),直接证明了围护结构的安全。
[0052]使用本发明注意保证加强环梁施工质量，尤其是植筋质量和加强环梁与网喷面的有效连接(凿毛并清理干净)，还应注意钢围檩托架为每根桩双托架，并保证连接质量，在植筋和托架的膨胀螺栓施工完成后进行拉拔实验，合格后再进行下步施工，防止加强环梁产生侧翻。主体结构施工时钢筋规格、间距及混凝土浇筑质量、拆模强度也是应注意的。
[0053]以上本发明地铁盾构井单层主体结构施工技术，为地铁盾构井的典型实施案例，本发明的实施不限于此。
【权利要求】
1.地铁盾构井单层主体结构的施工方法，其特征在于: 所述地铁盾构井单层主体结构，从上至下为三层结构；这三层结构周围为一圈围护桩；负三层主体结构为钢筋混凝土施工的底板和侧墙； 负一层及负二层主体结构为环梁结构，具体为: 钢围檩底部设有托架，托架与围护桩螺栓连接；钢围檩上方施工加强环梁；盾构井负三层上部共设置两道环梁，环梁尺寸为800X800mm，环梁与围护桩之间植入Φ25的钢筋，每根桩植入6根,上下两排布设； 盾构井土方开挖期间，每开挖到托架下方Im时，安装钢围檩并架设托架，托架施轴力后，在钢围檩上方施工加强环梁，然后再继续向下开挖； 随开挖随架设托架及施工环梁；当基坑开挖至负三层范围时，不再施工环梁，基坑开挖完成后，再施工负三层主体结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:钢围檩底部托架为2根，托架与围护桩采用M25*300mm螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:负三层主体结构钢筋间距为100mm。
【文档编号】E21D5/11GK103615252SQ201310600760
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】潘秀明, 黄广锴, 姜华龙, 营升, 李兵伟 申请人:中铁十八局集团有限公司, 北京市轨道交通建设管理有限公司