第13章风道结构工程施工方法

第13章风道结构工程施工方法光华路站设有东南、西北两个风井。东南风井深24.52m；西北风井深24.011m。风井断面内轮廓均为12.4×4.6m，每个风井中间设一道400mm厚中隔墙，开挖轮廓13.4×5.6m。风井通过的地层依次为：杂填土层、粉土层、粉细砂层、中粗砂层、卵石圆砾层、粉质粘土。风井开挖前采用管井降水，使井身开挖处于“无水“作业。两风井兼作车站主体结构的施工竖井，采用钻孔桩围护、型钢支撑体系支护。车站风道均为单跨双层拱形结构，覆土8.0m，采用浅埋暗挖法施工，复合式衬砌。东南风道全长106.8m，标准断面开挖宽11.6m，高13m，风道挑高段长18.05m，开挖宽11.7m，高16.62m。西北风道全长116.894m，标准断面及挑高段开挖尺寸同东南风道。风道标准断面初支厚300mm，挑高段厚350mm，二次衬砌厚500mm，中板厚400mm。采用超前小导管预注浆支护中隔壁法施工，分6块分步开挖。13.1风井施工13.1.1风井主要施工方法东南、西北风井（竖井）施工开挖采用钻孔灌注桩Ф600mm@1000mm护坡桩护壁，2×［32c槽钢支撑，桩与桩之间采用挂Ф100网片喷射C20混凝土支护。桩采用C25钢筋混凝土结构,竖井结构衬砌选用C30钢筋混凝土,竖井开挖采用倒挂井壁锚喷逆挖顺做法施工，东南、西北竖井同时施工.13.1.2风井（竖井）施工工艺流程施作竖井钻孔灌注桩→施作竖井冠梁→立龙门架→开挖竖井土方（每步1m）→井壁网片喷射混凝土→加设临时型钢支撑→竖井底板垫层施工→竖井底板防水层施工→竖井底板钢筋绑扎→竖井底板C30防水钢筋混凝土→分段施工竖井边墙防水层→分段绑扎竖井边墙及中隔墙钢筋→竖井防水钢筋混凝土分段浇筑直至地面.13.1.3竖井钻孔灌注桩施工西北竖井桩深为35.661m,东南竖井桩深为36.27m,两个竖井桩深度比竖井底板深12m,竖井底板结构比下层风道结构底板深2.55m,有利于竖井进料及出土。竖井桩的施工见第十六章钻孔灌注桩施工工艺。13.1.4冠梁施工竖井冠梁尺寸为2000×1000mm，开挖冠梁，绑扎冠梁钢筋，内外双层，支立模板浇注C25混凝土，待冠梁施工完成后架立竖井龙门架，以方便竖井土方及时吊出。13.1.5井壁结构施工竖井壁土方施工在地面往下5m以上部分开挖步距为1m，地面深度5米以下部分步距0.6m，桩与桩之间锚喷混凝土厚100mm,设两道横向支撑，采用两根［32c槽钢加300×300mm缀板组成，水平间距3.8m，竖向间距2～2.5m，竖井四角设四根工28a斜撑，钢支撑两端通过［40c槽钢和膨胀螺栓固定于钻孔桩上，型钢支撑随挖随撑。当竖井施工至设计标高后封闭竖井底板，竖井底板混凝土厚850mm，采用绑扎钢筋现浇混凝土。竖井边墙混凝土施工时，采取分段拆除型钢支撑，分段施工结构，每拆除两道横撑施作一段竖井边墙结构。竖井边墙及中隔墙的C30防水衬砌的施工应在风道二衬完成后进行。13.1.6风井施工技术措施13.1.6.1一般措施（1）风井井口不得堆放杂物。（2）风井周围设安全防护栏杆，保证施工人员安全（3）风井开挖过程中严格控制进尺，开挖后及时进行支护。（4）在风井施工深度达6m后对开挖面通风，保证竖井施工人员安全。13.1.6.2风道入口处施工技术措施（1）风井初期支护施工时在风道入口处设置洞口环框梁，环框梁与风井初期支护成一整体。（2）风井衬砌时根据风道开挖轮廓预留风道洞口。钢筋混凝土在风道接口处预留钢筋接头，以便与风道衬砌钢筋相连接。（3）风道开挖前沿风道外轮廓线布设φ42×3.5超前小导管，导管长3m，环向间距为300mm，超前注浆加固土体。并在小导管尾端架设一榀格栅钢架与小导管焊接，喷射混凝土与竖井初期支护形成整体。（4）为保证施工安全，风道入口处3-5m范围内施工循环进尺为0.5m，同时加密格栅钢架。在上台阶开挖5-10m，入口处稳定后再开挖下台阶。（5）施工过程中，加强监测，信息化施工。13.2风道施工13.2.1风道施工方法风道采用中隔壁法施工，施工中严格遵循“早成环、环套环”的原则。将标准断面风道结构分成3层6个小导洞，挑高段分成4层8个导洞，每个导洞开挖宽约5.5m，高约4.2m。每个导洞采取台阶法开挖，保留核心土，分步开挖支护，每循环进尺0.5m，台阶长3m。超前小导管注浆与网喷混凝土、格栅钢架形成联合支护体系，每个导洞开挖工作面相互错开5m。二衬采取分段凿除临时支撑，分段施作二衬的施工方法。13.2.2风道初支施工为了开挖车站主体结构，必须先施工东南、西北两个通风道，在东南竖井内向西施作东南通风道，在西北竖井向东施工西北通风道，两风道进入车站主体后，为了方便施工车站结构采取挑高段断面，拱顶抬高至车站顶板以上2.975m，底板降低至车站底板以下0.8m。13.2.2.1竖井马头门施工沿竖井衬砌预留通风道马头门拱部150度外轮廊线竖井桩间打入Ф42超前小钢管，每个桩间打入两根超前小导管,超前小导管长3.5m。并注入水泥浆加固土体，水灰比1：1，注浆压力0.5Mpa,注完浆后，先在竖井壁标记出马头门钢格栅结构线，用风镐凿除结构线外围300mm范围桩混凝土，桩笼钢筋暂不切除，安设四根弧形Ф28钢筋固定于桩笼钢筋上喷射混凝土作为马头门施工暗梁，后用风镐根据导洞开挖顺序分步凿除钢格栅处的竖井护壁桩,按设两榀风道导洞钢格栅,喷射初支混凝土。13.2.2.2风道初支施工步骤风道初支标准断面施工步序见图13-1风道标准断面初支施工步序图；风道挑高段初支施工步序见图13-2挑高段初支施工步序图；初支开挖纵断面示意见图13-3风道开挖支护布局图。风道初支由标准断面变至挑高段采取逐步抬高拱部初支结构，拱部土层为粉质粘土，有利于土方的开挖，抬高段采用超前小导管注浆加固土层，注入水玻璃浆液。初支结构由分三层开挖过渡到四层。标准断面开挖高度为13.8m，挑高段高度为16.62m，共抬高2.82m。初支施工时采取每步抬高282mm，共分10步完成，每步格栅间距500mm，抬高段长5m。抬高段加设3根工20临时钢支撑。见图13-4风道抬高段初支施工图图13-4风道抬高段初支施工图风道上导洞封闭5m后进行背后回填注浆，等风道全部初支结构封闭成环后超过5米进行补充回填注浆，浆液为水泥砂浆固结周围土体，回填注浆管沿导洞纵向每5米安设一组，核心土Ⅶ标准段抬高段挑高段工20临时钢支撑2820φ42超前小导管，L=3.5m格栅钢架13800核心土Ⅴ5000I16620核心土核心土II每组3根。风道初支结构施工至车站结构侧洞外侧设计长度后，风道端头掌子面加设横向钢格栅及竖向连接钢筋，网喷C25混凝土封闭，端头掌子面格栅应与风道环向钢筋格栅拱架焊接牢固。13.2.3风道防水施工风道防水采用土工布和2mm厚ECB卷材，详细施工工艺见第17章。由于二衬跳格分段施工，因此每段二衬施工时需预留防水搭接接头，防水接头折叠在二衬钢筋下，表面铺设铁皮，防止凿除临时支护时破坏防水板。13.2.4风道二衬施工为了保证整个车站风道的结构安全，减少地层的沉降，东南和西北风道初支完成后即进行风道、风井二次衬砌的施工，二衬完成后再在风道二衬的支护下开马头门进行车站中洞和侧洞的施工。13.2.4.1风道二衬施工步序东南、西北风道标准断面为双层单跨结构，采取分段跳格拆除临时支撑，分段施作风道二衬衬砌，每段长度为6m，形成流水作业。二衬施工见图13-5风道衬砌施工步序图。13.2.4.2风道结构施工风道底板二衬钢筋绑扎时必须将两侧底板二衬钢筋相接部分沿风道两侧弧形边墙甩出，风道拱形结构二次衬砌采用型钢拱架、组合钢模，绑扎钢筋时，预留钢筋接头，中层板采用钢模板，满堂红脚手架支模。混凝土采用泵送入模，机械振捣。当风道底部混凝土和中隔墙混凝土强度达到设计的75%时方可施工拱部二衬，并根据设计要求施工防水层和绑扎拱墙钢筋。采取泵送商品混凝土。13.2.5风道施工技术措施（1）Ⅰ、Ⅲ部开挖前对拱顶打设小导管注浆加固，超前小导管选用φ42×3.5、3.5m长的钢管，沿拱顶外缘布设，每米3根，注浆加固土体，施工工艺详见第16章超前小导管注浆施工工艺”。（2）每部均采用人工开挖，开挖时预留核心土，循环进尺0.5m，台阶长3m。（3）初期支护采用网喷与格栅钢架联合支护形成。格栅钢架分段预制，现场栓接成封闭拱圈，为控制地层沉降，采取在拱脚设置锁脚锚管，每榀拱脚2根Φ32×3.25mm锚管，长2.5m。（4）各部导洞在同一循环步的格栅钢架设在同一平面内，便于连接。临时仰拱与侧壁同时喷射混凝土形成封闭的初支整体，混凝土分两次喷射至设计厚度。（5）初期支护稳定后，分段施作防水层与二次衬砌。防水层铺设预留接头，便于与下段防水层的焊接封闭。（6）根据中隔壁分层施作二衬边墙，待每层侧墙达设计强度替换支撑后拆除该层横隔壁，进入上层二衬施工，依次循环至拱顶。（7）临时隔壁拆除时注意对已铺设防水层的预留接头的保护，做好根部拆除处理，以便铺设防水层。（8）初期支护完成后，在防水层施作前对初支进行背后注浆填充。二次衬砌封闭成环，达到一定强度后进行二次衬砌背后注浆。施工详见17.6背后注浆防水施工工艺。