暗挖通道跳格法施工工法【摘要】北京地鐵五號(hào)線東四站在暗挖出入口通道法施工中采用跳格法襯砌混凝土，該方法防水板、鋼筋、混凝土的整體性好，施工工藝簡(jiǎn)單，省工省料。并確保施工及地表安全。本文對(duì)暗挖通道跳格法施工總結(jié)提煉，為類似工程施工提供借鑒。【關(guān)鍵詞】暗挖通道跳格法襯砌1 工程概況 北京地鐵5號(hào)線東四車站西南出入口暗挖通道長(zhǎng)42m，為平頂直墻結(jié)構(gòu)，暗挖段為復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)凈空5.9(寬)×4.3(高)m，設(shè)有中隔壁，CD法開挖，采用格柵結(jié)合噴射混凝土作為初期支護(hù)，初期支護(hù)鋼格柵主筋4Φ22，格柵間距0.5m，縱向連接筋Φ22，環(huán)向間距1.0m,C30防水混凝土襯砌，襯砌外包2mm厚ECB防水板全封閉防水，防水等級(jí)一級(jí)，表面不允許有濕漬。西南出入口通道位于東四路口西南角，暗挖下穿東四南大街，東四南大街為南北交通要道，車流量大，暗挖頂部覆土厚度5m～5.6m,土質(zhì)為雜填土、砂粘土。暗挖下穿東四南大街，地下有φ1.0m的污水管、φ0.8m的污水管、φ0.4m的給水管。2 施工方法2.1 工藝流程 西南通道出入口采用CD法開挖，以往出入口襯砌一般采用分幅法施工，即導(dǎo)洞開挖完成后，先襯砌左導(dǎo)洞半輻混凝土，采用臨時(shí)型鋼支撐替換中隔襯期支護(hù)臨時(shí)支撐，東四站西南出入口采跳格法襯砌混凝土，施工流程見圖1。
2.2 施工原理 暗挖通道初期支護(hù)斷面一般由若干個(gè)小導(dǎo)洞合并而成。破除中隔壁，進(jìn)行防水襯砌是施工中的關(guān)鍵技術(shù)。采用跳格法襯砌邊墻和頂板，通過減小襯砌長(zhǎng)度，達(dá)到全斷面破除、襯砌的目的。 采用CD法或CRD法施工的暗挖通道，襯砌時(shí)需破除臨時(shí)仰拱和中隔壁臨時(shí)支護(hù)。跳格法即是將襯砌段分為若干小段，采用分段間隔跳段法破除，減小每段的破除長(zhǎng)度，此方法可以多段間隔同時(shí)破除，以增加工作面達(dá)到加快施工進(jìn)度的目的，同時(shí)可以充分利用土體的自然拱效應(yīng)，結(jié)構(gòu)檢算僅考慮自然拱以下的、短時(shí)間的荷載，配合監(jiān)控量測(cè)等措施，達(dá)到安全施工的目的，以代替早期逐段破除順序襯砌或分邊襯砌施工方法。2.3 適用范圍 該方法適用于初期支護(hù)形式為平頂、直墻或拱形斷面，鋼格柵噴錨初期支護(hù)厚度30cm以上，二次襯砌結(jié)構(gòu)寬5m~8m，覆土厚2m以上的暗挖通道施工；類似于以上結(jié)構(gòu)的曲墻、單層地下車站局部破除、襯砌施工均可以參照本方法；遇拱頂有重要建筑物，重型車輛通過，跨度過大，沉降量過大等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)在跨中適當(dāng)位置設(shè)置鋼支撐；頂部土質(zhì)松散，含水量大，淤泥及形不成自然拱的地段不適應(yīng)本技術(shù)。2.4 跳格法優(yōu)缺點(diǎn) （1）有利于防水板施工。做到了ECB防水板全斷面、整幅鋪設(shè)，避免防水板接頭多，成品不易保護(hù)等不足。 （2）有利于鋼筋綁扎。先綁扎底板、邊墻，后綁扎頂板，類似于明挖地段的綁扎方法。避免了環(huán)向受力鋼筋設(shè)置接頭，克服了以往分邊襯砌法因設(shè)置臨時(shí)鋼支撐鋼筋綁扎困難的不足，及鋼筋接頭錯(cuò)開困難的不足。 （3）有利于混凝土施工。通道縱向分4.8m～5.9m一段，跳格法分段流水作業(yè)，全斷面襯砌，提高工效，易保證質(zhì)量。避免在底板、頂板部位設(shè)縱向施工縫，同時(shí)克服了分邊襯砌法施工因設(shè)鋼支撐損壞頂部鋼模板的不足。 （4）節(jié)省鋼支撐，操作空間大，工序之間干擾少。2.5 施工方法2.5.1 導(dǎo)洞開挖支護(hù) 在相鄰的明挖段護(hù)壁樁、冠梁、土方開挖、支護(hù)施工完畢后，布置暗挖作業(yè)面施工場(chǎng)地，安設(shè)龍門吊、空壓機(jī)、步梯等設(shè)施。按導(dǎo)洞施工順序逐步破除護(hù)壁樁，進(jìn)行導(dǎo)洞施工。導(dǎo)洞的上、下臺(tái)階相距3m～5m，左右側(cè)相距8～10m。 （1）小導(dǎo)洞施工：超前支護(hù)采用導(dǎo)管注漿固結(jié)地層，在開挖輪廓線拱部打小導(dǎo)管，注水玻璃漿，導(dǎo)管直徑φ32mm，長(zhǎng)2.5m，間距0.33m，上仰角20o，排距1.5m，固結(jié)厚度1.0m。 （2）土方開挖：采用人工開挖，雙輪車運(yùn)輸，龍門吊提升到存土場(chǎng)，每循環(huán)開挖進(jìn)尺0.5m,上導(dǎo)洞掌子面留核心土,安裝格柵1榀。 （3）格柵施工：首先制作標(biāo)準(zhǔn)模具，制作樣品后試拼裝，經(jīng)檢查合格后成批加工備用。安裝格柵采用偏中線，上腰線，下腰線控制。初期支護(hù)富余量：頂部10cm（包括沉降量），邊墻5cm，底板5cm（包括防水板細(xì)石混凝土保護(hù)層）。格柵一般節(jié)點(diǎn)采用角鋼、螺栓及幫Φ22鋼筋單面焊接，焊接長(zhǎng)度不少于10d，格柵縱向設(shè)置Φ22縱向連接筋，縱向連接筋采用5d雙面焊接，在格柵內(nèi)側(cè)掛φ6、@=10×10cm鋼筋網(wǎng)。 （4）噴射混凝土：采用32.5水泥、中砂、3～5mm豆石或碎石，配比1:2:2進(jìn)行拌合，隨拌隨噴，要求拌合料在20分鐘內(nèi)使用完畢。失效拌合料及回彈料不許使用。噴射時(shí)應(yīng)按拱腳、底板、邊墻、頂板的先后順序進(jìn)行，噴混凝土完成后達(dá)到內(nèi)部密實(shí)，表面平整，頂板上部無空洞。為減少沉降，噴混凝土前頂板間隔2.5m預(yù)埋φ42mm注漿管，在初期封閉成環(huán)后，注水泥漿進(jìn)行頂部充填，以保證初期支護(hù)與土體密貼。2.5.2 襯砌施工2.5.2.1 流水施工段劃分 襯砌采用跳格法施工，劃分流水作業(yè)施工段時(shí)應(yīng)綜合考慮以下因素：通道進(jìn)料方向；模板長(zhǎng)度；破除中隔壁長(zhǎng)度（根據(jù)跨度、初期支護(hù)配筋、覆土厚度、土質(zhì)情況，按雙向自然拱受力檢算后確定）。本通道施工作業(yè)進(jìn)料口設(shè)在西側(cè)，模板長(zhǎng)度：1.2×4=4.8m；1.2×5=6.0m(包括每端搭接5cm)。破除中隔壁長(zhǎng)度為5.9m，即4.8+2×0.55（操作空間）。2.5.2.2 模架制作 出入口模架采用16cm工字鋼及φ40mm鋼管制作，間距1.2m，縱向采用鋼管及管卡連接，底部設(shè)三角墊木調(diào)整高度，周邊采用1.2m長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)鋼模（鋼模需4mm厚鋼板制作），轉(zhuǎn)角處設(shè)置角模。二次襯砌凈空富余量：邊墻3cm，底板0，頂板5cm，頂板起拱3‰。2.5.2.3 破除中隔壁，二次襯砌施工 （1）破除中隔壁。按1、2、3、4段混凝土分段長(zhǎng)度每端加0.55m劃出中隔壁破除邊線，每次破除2m，頂板沉降監(jiān)測(cè)配合進(jìn)行。如沉降過大，可適當(dāng)增設(shè)鋼支撐，如沉降量穩(wěn)定，則繼續(xù)破除。頂板總沉降量正常情況應(yīng)在3mm～8mm范圍內(nèi)，（設(shè)有臨時(shí)仰拱的結(jié)構(gòu)要進(jìn)行凈空收斂監(jiān)測(cè)）。待1、2、3、4段襯砌完畢后，繼續(xù)破除5、6、7、8段中隔壁。 （2）防水板施工。首先進(jìn)行基面抹灰找平，滲水地段采取抽、堵、排相結(jié)合的方法治理，直到墻面無明顯滲水為止。然后鋪一層4mm厚無紡布，用塑料墊圈和水泥釘固定。鋪設(shè)2mm厚ECB防水板，采用電烙鐵將防水板、塑料墊圈熔合焊接，防水板間搭接處接縫寬不小于10cm，采用自動(dòng)爬行焊機(jī)焊接。困難地段采用熱風(fēng)機(jī)手工焊接。焊縫采用沖氣檢查，壓力0.15MPa,5分鐘內(nèi)壓降小于20%為合格。 （3）鋼筋綁扎。先綁扎底板和邊墻，底板混凝土澆注完畢后綁扎頂板，頂板鋼筋設(shè)臨時(shí)支撐，為防止混凝土表面裂紋，鋼筋保護(hù)層要嚴(yán)格控制，結(jié)構(gòu)迎水面保護(hù)層為5cm，背水面為4cm。保護(hù)層采用與混凝土同標(biāo)號(hào)的砂漿墊塊或購買塑料墊塊，以確保保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求。 （4）灌注混凝土施工。首先澆注底板，包括同時(shí)澆注邊墻0.3m。然后支模架，安裝邊墻、頂板鋼模，灌注C30防水混凝土。抗?jié)B等級(jí)不小于S8，灌注混凝土采用商品混凝土，通過輸送泵、輸送管與頂板特制模板連接，直接入模，混凝土坍落度以20cm～22cm為宜，為保證頂板混凝土灌滿無空隙，每段頂板設(shè)4根φ40mm的注漿管，管頂距板頂5mm（宜設(shè)在最高處），對(duì)混凝土灌滿程度進(jìn)行觀察，同時(shí)混凝土澆筑完畢，利用此管對(duì)頂板注水泥漿進(jìn)行充填，以保證初襯混凝土與二襯混凝土密貼。3 效益分析 東四站西南出入口暗挖通道長(zhǎng)42m，原設(shè)計(jì)為先襯砌導(dǎo)洞的一側(cè)，破除中隔壁后再襯砌導(dǎo)洞的另一側(cè)。原設(shè)計(jì)方案見圖2。 通過分析，我們認(rèn)為原設(shè)計(jì)方案環(huán)向主筋接頭太多，施工作業(yè)面窄小，結(jié)構(gòu)的整體性差。經(jīng)研討采用跳格法施工。該方法節(jié)省φ20直螺紋鋼筋接駁器1260個(gè)，節(jié)省臨時(shí)鋼支撐3.5t，而且方便了施工，縮短了工期，提高了質(zhì)量。直接經(jīng)濟(jì)效益：（6.5×1260+2000×3.5）×1.35=20500元。按每座車站4個(gè)出入口估算，共節(jié)約資金82000元。4 結(jié)論 在城市地下通道、地鐵車站等出入口施工中，為減少對(duì)地面交通干擾，減少拆遷，暗挖法施工越來越多地應(yīng)用到施工中，北京地鐵五號(hào)線在通道施工中，采用跳格法襯砌，僅用3個(gè)月就完成了通道的開挖、襯砌施工。襯砌完成后，混凝土接縫少，整體性好，防水效果好，未出現(xiàn)滲漏，東四南大街最大沉降量小于15mm，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為類似工程施工提供為寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。【參考文獻(xiàn)】[1]王夢(mèng)恕等.《淺埋暗挖法設(shè)計(jì)施工問題新探》,隧道建設(shè).1992；2[2]王夢(mèng)恕著.《地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論》,合肥,安徽教育出版社.2004[3]施仲衡主編.《地下鐵道設(shè)計(jì)與施工.西安,陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1997
2.2 施工原理 暗挖通道初期支護(hù)斷面一般由若干個(gè)小導(dǎo)洞合并而成。破除中隔壁，進(jìn)行防水襯砌是施工中的關(guān)鍵技術(shù)。采用跳格法襯砌邊墻和頂板，通過減小襯砌長(zhǎng)度，達(dá)到全斷面破除、襯砌的目的。 采用CD法或CRD法施工的暗挖通道，襯砌時(shí)需破除臨時(shí)仰拱和中隔壁臨時(shí)支護(hù)。跳格法即是將襯砌段分為若干小段，采用分段間隔跳段法破除，減小每段的破除長(zhǎng)度，此方法可以多段間隔同時(shí)破除，以增加工作面達(dá)到加快施工進(jìn)度的目的，同時(shí)可以充分利用土體的自然拱效應(yīng)，結(jié)構(gòu)檢算僅考慮自然拱以下的、短時(shí)間的荷載，配合監(jiān)控量測(cè)等措施，達(dá)到安全施工的目的，以代替早期逐段破除順序襯砌或分邊襯砌施工方法。2.3 適用范圍 該方法適用于初期支護(hù)形式為平頂、直墻或拱形斷面，鋼格柵噴錨初期支護(hù)厚度30cm以上，二次襯砌結(jié)構(gòu)寬5m~8m，覆土厚2m以上的暗挖通道施工；類似于以上結(jié)構(gòu)的曲墻、單層地下車站局部破除、襯砌施工均可以參照本方法；遇拱頂有重要建筑物，重型車輛通過，跨度過大，沉降量過大等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)在跨中適當(dāng)位置設(shè)置鋼支撐；頂部土質(zhì)松散，含水量大，淤泥及形不成自然拱的地段不適應(yīng)本技術(shù)。2.4 跳格法優(yōu)缺點(diǎn) （1）有利于防水板施工。做到了ECB防水板全斷面、整幅鋪設(shè)，避免防水板接頭多，成品不易保護(hù)等不足。 （2）有利于鋼筋綁扎。先綁扎底板、邊墻，后綁扎頂板，類似于明挖地段的綁扎方法。避免了環(huán)向受力鋼筋設(shè)置接頭，克服了以往分邊襯砌法因設(shè)置臨時(shí)鋼支撐鋼筋綁扎困難的不足，及鋼筋接頭錯(cuò)開困難的不足。 （3）有利于混凝土施工。通道縱向分4.8m～5.9m一段，跳格法分段流水作業(yè)，全斷面襯砌，提高工效，易保證質(zhì)量。避免在底板、頂板部位設(shè)縱向施工縫，同時(shí)克服了分邊襯砌法施工因設(shè)鋼支撐損壞頂部鋼模板的不足。 （4）節(jié)省鋼支撐，操作空間大，工序之間干擾少。2.5 施工方法2.5.1 導(dǎo)洞開挖支護(hù) 在相鄰的明挖段護(hù)壁樁、冠梁、土方開挖、支護(hù)施工完畢后，布置暗挖作業(yè)面施工場(chǎng)地，安設(shè)龍門吊、空壓機(jī)、步梯等設(shè)施。按導(dǎo)洞施工順序逐步破除護(hù)壁樁，進(jìn)行導(dǎo)洞施工。導(dǎo)洞的上、下臺(tái)階相距3m～5m，左右側(cè)相距8～10m。 （1）小導(dǎo)洞施工：超前支護(hù)采用導(dǎo)管注漿固結(jié)地層，在開挖輪廓線拱部打小導(dǎo)管，注水玻璃漿，導(dǎo)管直徑φ32mm，長(zhǎng)2.5m，間距0.33m，上仰角20o，排距1.5m，固結(jié)厚度1.0m。 （2）土方開挖：采用人工開挖，雙輪車運(yùn)輸，龍門吊提升到存土場(chǎng)，每循環(huán)開挖進(jìn)尺0.5m,上導(dǎo)洞掌子面留核心土,安裝格柵1榀。 （3）格柵施工：首先制作標(biāo)準(zhǔn)模具，制作樣品后試拼裝，經(jīng)檢查合格后成批加工備用。安裝格柵采用偏中線，上腰線，下腰線控制。初期支護(hù)富余量：頂部10cm（包括沉降量），邊墻5cm，底板5cm（包括防水板細(xì)石混凝土保護(hù)層）。格柵一般節(jié)點(diǎn)采用角鋼、螺栓及幫Φ22鋼筋單面焊接，焊接長(zhǎng)度不少于10d，格柵縱向設(shè)置Φ22縱向連接筋，縱向連接筋采用5d雙面焊接，在格柵內(nèi)側(cè)掛φ6、@=10×10cm鋼筋網(wǎng)。 （4）噴射混凝土：采用32.5水泥、中砂、3～5mm豆石或碎石，配比1:2:2進(jìn)行拌合，隨拌隨噴，要求拌合料在20分鐘內(nèi)使用完畢。失效拌合料及回彈料不許使用。噴射時(shí)應(yīng)按拱腳、底板、邊墻、頂板的先后順序進(jìn)行，噴混凝土完成后達(dá)到內(nèi)部密實(shí)，表面平整，頂板上部無空洞。為減少沉降，噴混凝土前頂板間隔2.5m預(yù)埋φ42mm注漿管，在初期封閉成環(huán)后，注水泥漿進(jìn)行頂部充填，以保證初期支護(hù)與土體密貼。2.5.2 襯砌施工2.5.2.1 流水施工段劃分 襯砌采用跳格法施工，劃分流水作業(yè)施工段時(shí)應(yīng)綜合考慮以下因素：通道進(jìn)料方向；模板長(zhǎng)度；破除中隔壁長(zhǎng)度（根據(jù)跨度、初期支護(hù)配筋、覆土厚度、土質(zhì)情況，按雙向自然拱受力檢算后確定）。本通道施工作業(yè)進(jìn)料口設(shè)在西側(cè)，模板長(zhǎng)度：1.2×4=4.8m；1.2×5=6.0m(包括每端搭接5cm)。破除中隔壁長(zhǎng)度為5.9m，即4.8+2×0.55（操作空間）。2.5.2.2 模架制作 出入口模架采用16cm工字鋼及φ40mm鋼管制作，間距1.2m，縱向采用鋼管及管卡連接，底部設(shè)三角墊木調(diào)整高度，周邊采用1.2m長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)鋼模（鋼模需4mm厚鋼板制作），轉(zhuǎn)角處設(shè)置角模。二次襯砌凈空富余量：邊墻3cm，底板0，頂板5cm，頂板起拱3‰。2.5.2.3 破除中隔壁，二次襯砌施工 （1）破除中隔壁。按1、2、3、4段混凝土分段長(zhǎng)度每端加0.55m劃出中隔壁破除邊線，每次破除2m，頂板沉降監(jiān)測(cè)配合進(jìn)行。如沉降過大，可適當(dāng)增設(shè)鋼支撐，如沉降量穩(wěn)定，則繼續(xù)破除。頂板總沉降量正常情況應(yīng)在3mm～8mm范圍內(nèi)，（設(shè)有臨時(shí)仰拱的結(jié)構(gòu)要進(jìn)行凈空收斂監(jiān)測(cè)）。待1、2、3、4段襯砌完畢后，繼續(xù)破除5、6、7、8段中隔壁。 （2）防水板施工。首先進(jìn)行基面抹灰找平，滲水地段采取抽、堵、排相結(jié)合的方法治理，直到墻面無明顯滲水為止。然后鋪一層4mm厚無紡布，用塑料墊圈和水泥釘固定。鋪設(shè)2mm厚ECB防水板，采用電烙鐵將防水板、塑料墊圈熔合焊接，防水板間搭接處接縫寬不小于10cm，采用自動(dòng)爬行焊機(jī)焊接。困難地段采用熱風(fēng)機(jī)手工焊接。焊縫采用沖氣檢查，壓力0.15MPa,5分鐘內(nèi)壓降小于20%為合格。 （3）鋼筋綁扎。先綁扎底板和邊墻，底板混凝土澆注完畢后綁扎頂板，頂板鋼筋設(shè)臨時(shí)支撐，為防止混凝土表面裂紋，鋼筋保護(hù)層要嚴(yán)格控制，結(jié)構(gòu)迎水面保護(hù)層為5cm，背水面為4cm。保護(hù)層采用與混凝土同標(biāo)號(hào)的砂漿墊塊或購買塑料墊塊，以確保保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求。 （4）灌注混凝土施工。首先澆注底板，包括同時(shí)澆注邊墻0.3m。然后支模架，安裝邊墻、頂板鋼模，灌注C30防水混凝土。抗?jié)B等級(jí)不小于S8，灌注混凝土采用商品混凝土，通過輸送泵、輸送管與頂板特制模板連接，直接入模，混凝土坍落度以20cm～22cm為宜，為保證頂板混凝土灌滿無空隙，每段頂板設(shè)4根φ40mm的注漿管，管頂距板頂5mm（宜設(shè)在最高處），對(duì)混凝土灌滿程度進(jìn)行觀察，同時(shí)混凝土澆筑完畢，利用此管對(duì)頂板注水泥漿進(jìn)行充填，以保證初襯混凝土與二襯混凝土密貼。3 效益分析 東四站西南出入口暗挖通道長(zhǎng)42m，原設(shè)計(jì)為先襯砌導(dǎo)洞的一側(cè)，破除中隔壁后再襯砌導(dǎo)洞的另一側(cè)。原設(shè)計(jì)方案見圖2。 通過分析，我們認(rèn)為原設(shè)計(jì)方案環(huán)向主筋接頭太多，施工作業(yè)面窄小，結(jié)構(gòu)的整體性差。經(jīng)研討采用跳格法施工。該方法節(jié)省φ20直螺紋鋼筋接駁器1260個(gè)，節(jié)省臨時(shí)鋼支撐3.5t，而且方便了施工，縮短了工期，提高了質(zhì)量。直接經(jīng)濟(jì)效益：（6.5×1260+2000×3.5）×1.35=20500元。按每座車站4個(gè)出入口估算，共節(jié)約資金82000元。4 結(jié)論 在城市地下通道、地鐵車站等出入口施工中，為減少對(duì)地面交通干擾，減少拆遷，暗挖法施工越來越多地應(yīng)用到施工中，北京地鐵五號(hào)線在通道施工中，采用跳格法襯砌，僅用3個(gè)月就完成了通道的開挖、襯砌施工。襯砌完成后，混凝土接縫少，整體性好，防水效果好，未出現(xiàn)滲漏，東四南大街最大沉降量小于15mm，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為類似工程施工提供為寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。【參考文獻(xiàn)】[1]王夢(mèng)恕等.《淺埋暗挖法設(shè)計(jì)施工問題新探》,隧道建設(shè).1992；2[2]王夢(mèng)恕著.《地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論》,合肥,安徽教育出版社.2004[3]施仲衡主編.《地下鐵道設(shè)計(jì)與施工.西安,陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1997