地铁隧道内预制中隔墙施工
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2015年06月22日 11:17:00
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1 概述通常双向地铁隧道是1台盾构需进行2次施工来完成双向隧道,因而施工工期长。轨交11号线南段工程采用f11.36m大型盾构施工,运用预制与现浇结合的中隔墙方式,使6标段区间成为单洞双线隧道。采用中隔墙方式在国内地铁盾构区间隧道施工中属首次,是国内地铁隧道施工的一次新的创新和飞跃,故没有施工经验可借鉴。单洞双线隧道施工成本低、施工进度快、占据地下空间少、运营安全性高,救援列车可以接近故障列车,有利于较快地保护和疏散乘客;且能够比有限空间的单线隧道更有效地排除烟尘。

1 概述
通常双向地铁隧道是1台盾构需进行2次施工来完成双向隧道,因而施工工期长。轨交11号线南段工程采用f11.36m大型盾构施工,运用预制与现浇结合的中隔墙方式,使6标段区间成为单洞双线隧道。采用中隔墙方式在国内地铁盾构区间隧道施工中属首次,是国内地铁隧道施工的一次新的创新和飞跃,故没有施工经验可借鉴。
单洞双线隧道施工成本低、施工进度快、占据地下空间少、运营安全性高,救援列车可以接近故障列车,有利于较快地保护和疏散乘客;且能够比有限空间的单线隧道更有效地排除烟尘。
2 工程概况
上海轨道交通11号线南段工程从浦东新区的龙阳路站至滴水湖边的临港新城站,6标区间隧道起于惠浦明挖区间工作井,中间穿越中间风井及腰沟河桥拔桩区,屹于惠南站;线路基本呈东西走向,总长约3.89km,盾构左曲半径(最小平面曲线半径为600m)出洞后下穿远东大道后,主要沿拱极路直线推进(见图1)。
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图1 区间隧道走向示意图

圆隧道内径11.58m,总长2838.446m(1893环),惠浦工作井~中间风井长1287.723m,中间风井~惠南站长1550.723m。
3 中隔墙施工
  3.1 中隔墙结构
中隔墙高7800mm、厚300mm,上部为预制块(5300mm×1490mm×300mm)钢筋混凝土结构,强度等级C40;下部为现浇的“碑”形基础,坐落在隧道内已施工好的预制口字构件上;中部通过后浇带连接,设有逃生通道板;中隔墙顶部有传力杆、岩棉、限位角钢构件,见图2。
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图2 圆隧道中隔墙断面图

  3.2 施工方案
圆隧道内部中隔墙施工沿隧道纵轴方向按30m为1个节段,每节段由下至上分6个步骤:
1)施工底部“碑”形基础(0~1.56m);
2)吊装中隔墙预制块(2.50~7.80m);
3)安装上部传力杆;
4)施工中隔墙的后浇段(1.56~2.50m);
5)上部钢结构、防火处理;
6)施工逃生通道板。
  3.3 施工中将遇到的问题及对策
1)浇筑先浇带“碑”形基础,需由电机车将混凝土搅拌桶运输到现浇带施工现场,采用自卸形式。搅拌桶放于平板车上,下料口距地面1.4m,而先浇带高1.6m,普通搅拌桶不能满足这样的浇捣要求;所以需抬高搅拌桶1500cm,使下料口高度达到2m;溜槽长1.6m、落差1000cm,才能实现自卸。然而市场上并没有这样的铲平,故需自行设计,并在平板上做混凝土抬高垫块作为配重。
2由于隧道内部施工空间有限,有效使用空间仅为4000mm×7000mm。而中隔墙预制块的尺寸为5300mm×1490mm×300mm,重量约6t;故需与专业机械制造厂家共同研制拼装机,而研制的拼装机行程不能达到现场的要求,故需设计路基箱,为搬运方便,将路基箱设计成滚轮形式。
3中隔墙安装到位后,由于处于悬空状态,需设计一套临时支撑设备,在后浇带施工前对其进行临时固定。
4由于后浇带高度过高,为满足浇捣过程中的安全要求,需设计1台提升机,对搅拌桶进行提升,以达到2000mm的浇捣高度。
5)为保证7000mm以上作业平台的安全,需特制1个移动平台。施工人员可通过楼梯上到工作平面,在设计位置开孔,并打入16mm后扩底锚栓,安装钢构件,利用钢构件对岩棉进行限置,完成顶部节点的处理。
  3.4 中隔墙施工要点
1)对整条隧道上部管片预埋接驳器进行位置偏差的测量。在之后的拼装过程中,由于预制中隔墙是与管片预埋接驳器相连接的,接驳器的位置偏差直接导致了预制中隔墙安装位置的活动范围。根据上部接驳器位置偏差的统计,整理,并设计与之对应的板型,上部结构处理方式,是施工中尤为关键的一步。
2)由于预制中隔墙重约6t,当拼装机将中隔墙调整到位置后,需要放置临时支撑,使预制中隔墙在设定位置稳定竖立。所以,临时支撑的放置是十分重要的,对于关键部位的处理也尤为重要。
3)中隔墙施工中,上部结构的处理是最为繁琐,也是最为重要的关键节点之一。当隧道贯通后,上部受力复杂,因而上部结构安装的质量就直接影响到中隔墙的施工质量。对于上部传力杆的安装是否到位,要做出严格的记录并修正,以保证施工质量。
4 中隔墙施工步骤
  图3为中隔墙施工的示意图。
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图3 中隔墙施工示意图

  4.1 先浇带施工
通过对隧道内部中心的测量放样,控制先浇带的标高等,先一次浇筑30m的先浇带作为基础。
先浇带“碑”形基础每1.5m长需混凝土0.9m3,由电机车运输到现浇带施工现场,采用自卸形式,考虑到电机车在1条轨道上的进出时间及混凝土的初凝时间,每段(30m)先浇带分2次浇筑。
  4.2 预制板拼装
  先通过电机车将中隔墙运输到拼装机械手下方,安装拼装螺栓,降下机械手大臂,插入定位销
子,提升机械臂并将中隔墙旋转到指定位置。通过靠尺、水平尺、铅垂线等工具进行测量,以满足拼装精度要求。精度要求见表1。

表1 中隔墙拼装精度要求

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  4.3 临时支撑安

先将f7cm无缝钢管插入现浇段的预留孔中,竖立临时支撑,将顶托收到最低位置,再把f7cm无缝钢管插入预制板的预留孔中,顶起顶托,使得顶托顶紧,完成临时支撑的安装。同时将上部螺栓拧入接驳器内,需注意的是套管不能提高。
  4.4 浇带浇筑
通过电机车上被抬高的搅拌桶,运输混凝土到畚箕口的位置,通过溜槽使得混凝土自卸入畚箕口,同时进行振捣;用对拉螺栓拉紧模板,防止走模;要避免振捣对整体结构稳定性的影响。
  4.5 上部处理
施工人员先通过特制平台到达上部工作平面,根据图纸要求,对预制管片进行开孔(不能打断钢筋);然后,将M16的拖地螺栓打入孔内,并放入角钢、拧紧螺栓;再放置岩棉条并固定,使其不会掉落,并涂抹防火封堵漆;最后,在中隔墙拼缝处涂抹防火密封胶,完成上部结构处理。要求上部角钢与混凝土构件的间隙偏差不大于0~+6mm。
  4.6 走道板施工
在完成先浇带施工、预制板拼装、安装临时支撑、后浇带浇筑、上部结构处理等工序后,拆除电机车轨道,由搅拌车进行自卸浇捣走道板。
5 结语
在隧道内进行中隔墙施工,虽然国外也有施工中隔墙的隧道,但预制中隔墙安装施工却属世界首例,其中所采用的很多施工措施都是毫无先例可寻的。通过翻阅类似的施工资料,经过讨论,计算,实践论证,设计出了不少新的施工设备。相信在日后的施工中,进一步完善施工工艺,不断创新,定能顺利完成此项工程。


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