D便梁在地铁暗挖下穿铁路线中的应用

城市建筑┃施工技术┃URBANISM AND ARCHITECTURE┃CONSTRUCTION TECHNOLOGY D便梁在地铁暗挖下穿铁路线中的应用 The Application of the D Beam in Subsurface-excavated Metro Railway Line ■ 贾 伟 ■ Jia Wei [摘 要] 本文以某市地铁车站暗挖下穿铁路既有线施工为例，介绍12米D便梁在市政施工中的应用，详细的说明了施工工艺、方法、技术措施和安全防护措施，为其他类似工程的施工积累了经验。 [关键词] 地铁出入口 暗挖 D便梁 施工 [Abstract] Takin a city subway station beneath the existing line railway construction for example, this paper introduced the application of 12 m D beam in municipal construction. And it makes a detailed description of construction techniques, met- hods,technical measures and security measures, which accum- ulated experiences for the construction of other similar project- ts. [Keywords] the subway entrance, subsurface-excavated, D be- am, construction 2. 既有线加固方案 通道暗挖段施工前，需要对铁路先进行加固，D型梁法是采用定型的厂制钢构件进行现场组拼的扣轨技术，其施工步骤为：先在既有铁路两侧施工钻孔灌注桩，然后再架设桁架纵梁，开挖铁路下路基至地面标高，再逐步架设横梁扣轨，以完成结构受力体系的变化，从而使轨道架空。 四、 便梁加固施工 1. D便梁拼装施工 按照加固方案，对施工所需的人力、机具、材料要备足，备齐。对既有沟、管、线进行改移或保护。认真检查既有线的实际标高，作好测量和记录工作。 2. 便梁支墩施工 便梁支墩采用φ1200mm无承台钻孔桩，施工方法为： （1）施工准备 首先和线路业主单位及铁路局办理相关手续，取得施工许可和窗口时间安排。 施工之前做好排水设施的修建，首先开挖排水沟、集水井，用水泵将地表水排出施工区域。 （2）钻孔桩施工及支护措施 首先采用全站仪根据测设的桩位埋设护筒，采用Φ1300 mm的钢护筒。护筒顶端高道碴肩顶部，护筒埋入路基0.5 m，由于该地段地质以第四季底层为主，要防止塌孔及地表水渗入以及不影响行车安全及铁路路基稳定。护筒埋设深度较深。成桩设备采用旋挖钻机。 出土渣土直接放置在一侧，用装载机机械直接铲运至自卸车辆中，拉离施工现场，对于散落的土渣要及时清理，确保市政道路的整洁。列车经过时，停止施工，将井口覆盖，并设警示标志，防止人员、杂物掉落。 （3）钢筋笼制作安装 钢筋笼采用箍筋成形法集中分节制作，接头相互错开，外观必须顺直，不得扭曲变形，焊接、绑扎必须牢固。钢筋笼外侧周围每隔2 m对称设置4个钢筋耳环，保证混凝土保护层的厚度。用汽车吊下放钢筋笼，在孔口焊接接长。钢筋骨架上端焊拉钩和横撑固定于孔口，当桩身混凝土初凝后，解除固结设施。 （4）水下混凝土灌注 由于该地区地下水位2～5 m之间，混凝土灌注为水下混凝土施工。水下混凝土采用导管法灌注，当搅拌输送车直接靠近桩孔不便时，采用泵送。导管接头采用法兰连接，导管连接好吊入孔内前进行水密承压和接头抗拉试验，保证接头牢固、严密、不漏水。吊放导管要顺直、居中，防止提升导管时卡挂钢筋笼。 水下混凝土灌注前，再次检查沉渣厚度，如不合格，进行二次清孔，合格后立即开始灌注混凝土。首批混凝土灌注量必须保证导管埋深不小于1m。混凝土灌注过程中，严格控制导管埋深为2～6m，防止断桩和夹层。水下混凝土灌注要快速、连续不间断地进行，灌注标高比设计桩顶超灌0.5～1.0m，以便凿除桩头浮浆，确保桩身混凝土质量。 （5）质量检查 终孔检查项目：孔径、孔形、垂直度检查，用笼式检孔器；孔深和孔底沉渣厚度检查，用测绳配测锤；桩位检查，用全站仪测放桩位中心。 按规定制作混凝土试件，检查桩身混凝土强度，按规定对每根桩基进行无破损检测。按设计要求对部分桩基进行低应变动测法检查桩身质量，必要时对桩基进行大应变或钻芯取样检查。 3. 线路应力释放及锁定 此专用线为有缝线路，无需进行应力释放与锁定。 4. 便梁运输、架设 桥梁桩基达到设计强度以后，在桩基顶部弹出纵梁的安装线，并放置橡胶支座。 便梁采用工厂化拼装，完成拼装后，用平板车在夜间运至施工工地，用30T汽车吊配合人工，将纵梁安装就位。纵梁安装完成以后，用千斤顶将一侧纵梁升高20～30cm，以便抽换枕木及联结横梁。完成以后要对千斤顶和纵梁的稳定性进行一次检查。 5. 换枕及安装横梁 抽换枕木及安装横梁安装抽换枕木换横梁按“六抽一、抽一换一”的方法施工，在要点封闭线路后，隔六根抽一根原有的枕木，插入横梁，横梁采用212 mm高工字钢，使用结点板连接。若横梁位置不够，可适当调整临近旧枕。塞入横梁时，应该注意做好轨底绝缘，一般采用垫绝缘橡胶的方法，防止轨道段短路，影响行车安全。横梁安装完成以后，捣固道床。横梁的固定采用一端暂时联结，不上紧。将升高的一侧纵梁落下后，将横梁联结、牛腿、联结板和定位角钢上的孔眼上满螺栓，并上紧。施工工程中，要派人随时检查关键联结处的螺栓是否有松动，及时纠正。 五、 施工段线路养护 （1）通道施工过程中，每天均要派专人检查和养护，通道暗挖期间注意D便梁的各观测点的沉降量是否符合要求，D便梁的各种位移、变形施工符合规定。实时监测记录。 （2）每经过一趟列车后，要对D便梁及前后的线路状况进行检查，各种联结螺栓是否有松动，角钢、定位装置是否运行正常。每天均有线路的检查报告，每星期对螺栓上一次油，防止锈蚀。 六、 既有线施工防护 便梁平板车运到现场，要点封锁线路运至施工地点。列车进入施工地段时，应在工地防护员显示 （下转第29页） 一、 工程概况 某地铁车站有效站台中心里程为YCK8+ 299.793，车站总长181.8 m，标准段宽18.5 m，标准段高12.66 m，线间距为13 m，车站主体建筑面积7 303 m。设置4个人行通道出入口，设置两组6个风亭，车站南段设置车站工作人员紧急疏散出入口，与2号风亭合建。冷却塔及膨胀水箱设在2号风亭附近。其中1号出入口要下穿当地一大型企业的铁路专用线，目前该铁路每星期均有一趟列车通过。 工程地质：穿越的地层由上至下依次为：人工填土；第四纪全新世冲、洪积黄土状土；晚更新世风积黄土、残积古土壤；晚更新世及中更新世冲积粉质粘土及砂类土等。 二、 施工方案 1号通道施工引起的地面沉降，将造成周围环境、铁路路基和地下管线的变形，甚至危及铁路正常运营和行车安全，因此必须采取可靠的技术方案，严格控制工程施工引起的地面沉降量。通道施工前对线路进行加固，施工时遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测，二次衬砌紧跟”的原则，尽量减少变形量。 根据设计要求，在不中断铁路运输的情况下，进行暗挖施工，采用D便梁加固既有线路。采用12米长定型D便梁加固，支墩采用钻孔灌注桩。 三、 加固方案 1. 通道施工加固措施 车站通道采用双侧壁导坑法（CRD）法施工，通道开挖前，根据设计先进行管棚加固。通道开挖时对周围土体先进行加固。通过注浆加固增强围岩的稳定性。暗挖通道开挖采用人工开挖，严格控制循环进尺的长度。施工过程中严格按照，管超前、严注浆、短开挖、强支护，早成环，勤量测的十八字方针施工。 2 27 城市建筑┃施工技术┃URBANISM AND ARCHITECTURE┃CONSTRUCTION TECHNOLOGY 混凝土墙体材料采用JS500型强制混凝土拌和机拌制，成品混凝土通过HBT60型混凝土泵送至槽口进行浇筑。 塑性混凝土中的砂石骨料由装载机分别装入配料机，配料机由电子计量称自动控制，该设备计量误差小且均匀，混凝土中用水由电子计量泵自动控制加水量，混凝土的坍落度能保证始终均匀，有利于保证混凝土的质量。水泥使用袋装水泥，以袋计量。膨润土由人工计量加入。 （4）混凝土浇筑 防渗墙混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法，导管下设严格按照规范要求进行，导管间距不大于3.5 m，一期槽端的导管距接头管为1.0～1.5 m，二期槽端的导管距孔端1.0 m，导管底口距槽底控制在15～25 cm范围内。 浇筑时，准备足够的混凝土，保证开浇后混凝土能埋住浇筑导管底口。 开浇时在机口取样进行混凝土坍落度、扩散度测试。 开浇后保证砼的连续供应，槽孔砼面上升速度不低于2 m/h，浇筑时控制导管埋入混凝土的深度为1.0～6.0m。槽孔混凝土面高差不大于0.5 m，每30 min测量一次混凝土面的深度，终浇高程为377.56 m。 五、 质量控制和事故预防处理 1. 墙体接缝质量 （1）使用优质膨润土泥浆，确保清孔质量，同时尽量降低泥浆的密度及粘度，减少泥皮的形成厚度，浇注前的泥浆密度不大于1.1。 （2）本工程墙段连接采用“接头管法”。首先，对一期槽两个端孔的孔斜进行严格控制，确保在3‰范围内，达不到要求的进行修孔至满足3‰标准为止。 2. 基岩面判定 当孔深达到预计岩面深度时，对抓取物进行观察，发现基岩及时签定，由监理和地质人员确定基岩面高程以保证孔深达标。 3. 塌孔的预防 防止塌孔的控制措施有： （1）在槽孔两侧沿轴线方向布置孔距为1.5 m排距为1 m的预灌灌浆孔，进行预灌处理。 （2）选用优质的钙基膨润土造浆护壁，膨润土进场前对其进行科学严格的质量检查，不合格者不予接收。 （3）施工过程中对泥浆各项性能指标进行严格检查，尤其是槽孔内的泥浆，如不合格则马上进行换浆。 （4）施工期间，在现场周围制备好各种堵漏用的材料，如粘土、水泥、砂、泥浆、锯末等物，要求机组施工人员加强对槽孔内浆面的观察，及早发现漏浆情况，及早采取堵漏措施，防止发生重大孔内事故。 4. 斜孔的预防 （1）施工时要勤测勤量，发现孔斜及时纠偏。 （2）抓斗提出孔外后，将斗体旋转180度后再下入孔内进行抓取。 5. 墙体断层的预防 槽孔浇筑时，有专业技术人员负责混凝土浇筑工作，有专人负责混凝土面深度的测量工作，以指导浇筑施工，混凝土导管的埋深严格按技术要求执行。浇筑前做好各项准备工作，备足材料，使浇筑工作连续进行，以保证槽孔浇筑质量。 6. 混凝土拌和质量的控制 设专人负责拌和材料的检验工作，不合格材料坚决不用，拌和混凝土时砂、石用电子秤计量，水泥以袋计量，保证配合比的准确实施。同时，在机口进行随机取样，进行室内混凝土强度试验，监督混凝土墙体的质量。 7. 混凝土运输的控制 混凝土泵及管路开始使用前，要用清水冲洗干净，管路尽可能要平、直，保证混凝土运输过程中不致产生严重的离析和过大的坍落度损失，正式开浇前，先打一盘砂浆，防止开浇堵管。 8. 导管堵管的预防 导管下设前，仔细检查导管的质量，是否有破损、开裂现象，有损坏的导管不得使用。导管下设时要仔细检查法兰盘的连接情况，螺栓是否上紧，不得有松动现象。浇筑中混凝土埋管深度严格按规范控制。浇筑混凝土时拆卸下的导管要及时冲洗干净，搬运时防止碰撞，使导管始终处于良好的工作状态。 9. 埋斗预防 抓斗在作业时下冲力量不宜过重，以防斗体嵌入地层过多或遇大块石卡住斗体，可采用反复抓放以松散地层，再行抓取。 10. 坝体劈裂预防 施工中要严格控制混凝土导管的埋深，同时还要严格控制混凝土浇筑面的上升速度不要过快。 施工中严格控制Ⅰ期槽孔和Ⅱ期槽孔的同时空置率，Ⅰ期槽未完成，Ⅱ期槽不得开工。 六、 墙体质量检验 1. 新制混凝土的检验 混凝土浇筑时，每隔2h取样进行坍落度、扩散度的现场检测。 2. 混凝土物理力学性能检测 每个槽孔浇筑时在现场取样，进行28天室内试验检测，按设计要求进行抗压强度、弹模和渗透系数试验，以评价墙体质量。 3. 质量检查结果 本工程共57个单元工程，57个单元工程全部合格，其中49个单元工程达到优良质量等级，优良率86.0%。 防渗墙每个槽孔均进行了抗压强度检查、每三个槽孔进行了渗透系数检查，每10个槽孔进行了弹模检测，具体情况如下： 抗压强度：最大值8.7MPa,最小值6.2MPa，合格率为100%； 渗透系数：最大值8.12×10 cm/s,最小值6.45×10 cm/s，合格率为100%； 弹性模量：最大值1400MPa,最小值1300 MPa，合格率为100%； 在泄洪洞部位进行土方开挖时，对防渗墙的外观进行现场检查：墙厚大于30 cm，无裂缝发生，无蜂窝空洞，整体密实。 七、 结语 本工程在短短20天时间完成了全部塑性砼防渗墙施工任务，在较为松散的地层中进行￠30㎜孔深达25.8 m的塑性砼防渗墙施工，工期与质量的保证得益以下： （1）槽孔施工前在导墙两侧沿轴线方向对槽孔进行预灌处理，能有效预防漏浆、塌孔情况的发生，保证施工安全和施工进度； （2）本工程采用液压拔管技术，既节约了混凝土材料，又缩短了施工工期同时保证墙与墙搭接质量； （3）液压抓斗施工时经常旋转斗体180度进行抓取，勤测勤量，发现孔斜及时修偏。 参考文献 [1]水利水电工程混凝土防渗墙施工规范DL／T5199-2004. [2]新地水库除险加固工程设计图纸及施工技术要求. （作者单位：中国水电基础局有限公司，天津301700） -8-8 29