萬正武
(中交一公局第三工程有限公司,北京101102)
城市地鐵區(qū)間隧道洞通后,在區(qū)間安裝各類綜合管線,傳統(tǒng)施工工藝是在隧道混凝土結(jié)構(gòu)人工鉆孔,安裝膨脹螺栓或進行化學(xué)錨栓固定支架。依據(jù)民建行業(yè)規(guī)范膨脹螺栓不能作為永久結(jié)構(gòu)參與受力,為后期安全運營埋下嚴重隱患。基于傳統(tǒng)施工工藝的種種弊端,目前我國多個城市地鐵隧道區(qū)間采用預(yù)埋滑槽技術(shù),其優(yōu)點在于:避免了洞通后對隧道鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞,加快了機電安裝工程,且有利于后期日常運營的維修保養(yǎng)作業(yè)。本文以哈爾濱地鐵3 號線二期工程工農(nóng)—終點區(qū)間為依托,預(yù)埋滑槽以二次襯砌臺車為安裝載體的施工,為今后類似工程提供一些借鑒和交流經(jīng)驗。
工農(nóng)大街站—終點區(qū)間位于哈爾濱地鐵3 號線二期工程線路終點段,區(qū)間設(shè)計起、終點里程為CK42+444.774~CK42+869.452,總長424.678m,本區(qū)間采用礦山法施工。為了更好地服務(wù)后期機電設(shè)備和管線安裝,本區(qū)間設(shè)計施工圖,采用在二次襯砌混凝土預(yù)埋滑槽的新技術(shù),后期通過T 型螺栓將管網(wǎng)支架固定在預(yù)埋滑槽上,最后在支架上安裝并固定機電設(shè)備及管線。
滑槽是由鉚釘、滑槽、T 型螺栓組成。隧道二襯混凝土澆筑前,預(yù)先將成品滑槽(自帶錨鉚釘)埋設(shè)在二次襯砌結(jié)構(gòu)鋼筋骨架內(nèi)并固定到位;混凝土澆筑后,管網(wǎng)等機電設(shè)備荷載通過安裝托架傳遞給T 型螺栓,再依靠T 型螺栓將荷載傳至滑槽,最后通過滑槽背后的錨鉚釘與混凝土之間的黏結(jié)來承受所有傳遞來的荷載[1]。拉力通過錨鉚釘頭部傳遞,錨鉚釘頭部在荷載作用下激發(fā)混凝土整體來共同受力;剪力主要通過槽道來傳遞。
工農(nóng)大街站—終點區(qū)間所用襯砌臺車加工長度為9.7m,襯砌混凝土實際施工長度9.6m,兩端各搭接長度為5cm。臺車預(yù)埋滑槽設(shè)計為8 環(huán),滑槽理論間距為1.2m,每環(huán)分為8 段,通過T 型螺栓將滑槽與臺車鋼模板密貼。滑槽設(shè)計尺寸斷面:30mm×20mm 預(yù)埋槽道,編號為HC-1、HC-2、HC-3、HC-4,每段半徑及長度根據(jù)隧道斷面設(shè)計尺寸定制而成,具體如圖1所示。
圖1 預(yù)埋滑槽設(shè)計圖
鋼模板臺車上設(shè)計T 型螺栓孔、預(yù)留手孔及工作窗口三種孔洞。模板臺車油缸收回移動至初期支護斷面,進行預(yù)埋滑槽安裝,臺車設(shè)計時,考慮到預(yù)埋滑槽安裝完成后,會與鋼筋斷面發(fā)生碰撞,油缸行程為200mm。為了使預(yù)埋滑槽安裝完成后與模板密貼,每段預(yù)埋滑槽采用3 個T 型螺栓孔與模板進行連接,在模板臺車上每節(jié)預(yù)埋滑槽預(yù)留3 個T 型螺栓孔,兩端T 型螺栓孔距離預(yù)埋滑槽端頭為5cm,每環(huán)共計24 個T型螺栓孔。在模板臺車定位過程中,預(yù)埋滑槽錨固筋與鋼筋存在碰撞時,通過滑槽附近手孔對鋼筋進行微調(diào),每節(jié)預(yù)埋滑槽設(shè)計1 個預(yù)留手孔,每環(huán)共計8 個預(yù)留手孔。
根據(jù)二次襯砌混凝土澆筑施工工藝要求,先澆筑兩側(cè)邊墻,再澆筑中間拱頂,為了保證混凝土澆筑質(zhì)量,模板臺車設(shè)計兩側(cè)各6 個工作窗口,頂部2 個工作窗口+3 個澆筑孔[2]。
施工準備→圖紙審閱→滑槽型號設(shè)計及類型選定→臺車預(yù)留孔設(shè)置(開孔位置與設(shè)計滑槽位置相配)→隧道中心線位置確定→鋼筋網(wǎng)片綁扎→槽道在工作臺上的位置確定→臺車安裝就位→滑槽位置的復(fù)核→滑槽安裝在臺車模板上→T 型螺栓固定滑槽→鎖緊T 型螺栓→臺車鋼模板頂升就位→斷面測量校核→封閉端頭模板→襯砌混凝土澆筑→脫模、養(yǎng)護→滑槽位置誤差的檢測。
5.2.1 施工準備階段
①依據(jù)預(yù)埋滑槽設(shè)計圖紙,選擇滑槽類型、長度、半徑大小等;②檢查滑槽內(nèi)填充物的完整狀態(tài),防止混凝土進入槽道。如有殘缺,應(yīng)進行填補。
5.2.2 臺車模板開孔
依據(jù)臺車模板上槽道的設(shè)計要求進行位置定位,在臺車模板的相應(yīng)位置準確劃出定位十字線,依據(jù)槽道的類型在臺車上開定位孔,準確進行螺栓二次開孔,定位孔采取矩形方孔具體尺寸為:4.5mm×25mm。定位孔的設(shè)置依據(jù)預(yù)埋滑槽每段長度,槽道長度小于2.5m 的設(shè)置三個孔,具體設(shè)置位置在槽道兩端及中間開孔;長度小于1.0m 的槽道開兩個孔,槽道兩端開孔。嚴格按照設(shè)計施工圖紙要求控制槽道距臺車邊緣的距離,外邊槽道距施工縫的距離不得小于80cm?;⌒尾鄣蓝ㄎ豢撞簧儆? 個,直線型槽道定位孔不少于2 個。
5.2.3 臺車清理和刷脫模劑
臺車軌道安裝完成后,將臺車推至下一段二襯未澆筑段滑槽綁扎施工平臺位置,收縮油缸至最大限度,使鋼模板與初支的空間達到最大,施工工人進入模板外側(cè)進行清理鋼模板、刷脫模劑等工作
5.2.4 滑槽定位
預(yù)先將施工工人和一定數(shù)量成品預(yù)埋滑槽提前放在隧道連接處兩側(cè)未綁扎鋼筋的工作平臺(長度不小于2m),移動臺車使第一道滑槽位置到工作平臺范圍內(nèi),兩名作業(yè)工人相互配合,內(nèi)側(cè)工人將T 型螺栓從鋼模板內(nèi)側(cè)穿過模板與滑槽連接,外側(cè)工人將T 型螺栓旋轉(zhuǎn)90°后擰上螺母并固定,滑槽被固定在臺車模板上,然后檢查滑槽各種誤差是否超標,合格后依次、連續(xù)安裝第2 至8 道滑槽。
5.2.5 砼澆筑與脫模
①臺車模板封堵完后,進行二次襯砌砼澆注;②砼強度滿足要求后開始脫模,脫模過程中首先將T 型螺栓螺母松開,打開封堵孔,將T 形螺栓反方向旋轉(zhuǎn)90 °,取出螺栓,螺栓螺母可重復(fù)多次利用;③將槽道表面的少量水泥漿剔除,將槽道固定點處重新填補發(fā)泡填充物,做好后續(xù)養(yǎng)護等工作。
①槽道預(yù)埋位置應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙施工,不得隨意改變,槽道距施工縫的距離應(yīng)滿足設(shè)計要求;②預(yù)埋槽道的鉚釘與鋼筋網(wǎng)片碰撞時,不允許切斷錨桿,可通過工作窗口對鋼筋進行細微調(diào)整;③滑槽內(nèi)發(fā)泡填充物應(yīng)在后期地鐵設(shè)備接觸網(wǎng)安裝階段剔除。
城市地鐵礦山法區(qū)間隧道采用預(yù)埋滑槽技術(shù)一次性解決了土建工程完工后期設(shè)備安裝過程中的植筋、鉆孔等施工風(fēng)險及安全隱患,有效保證后期運營管線的增加、調(diào)整、維護更換等難題,解決了后期人工鉆眼工作環(huán)境差、粉塵 多,避免了鉆孔對結(jié)構(gòu)壽命影響和滲漏水等安全隱患,值得大力推廣。