1 概述
中隔墙施工的地铁隧道占据地下空间少、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,而且能够比有限空间的单线隧道更有效地排除烟尘。与传统的采用两条小直径地铁隧道相比,由于采用一条大直径隧道,可以避免建设风险性极高的联络通道,故其施工风险相对较低。中隔墙施工作业是地铁隧道施工中的一次创新及突破,没有任何施工经验可借鉴。
2 工程概况
上海轨道交通11号线南段6标工程是从惠浦风井-惠南镇站,圆隧道长2.8km,采用直径11.58m泥水平衡盾构机掘进施工,隧道外径11.36m,内径10.4m。
3 中隔墙施工
3.1 中隔墙构造
圆隧道内部中隔墙施工沿隧道纵轴方向按30 m为1个节段,每节段由下至上分6个部分组成:施工底部“杯”形基础、中隔墙下部先浇段、施工中隔墙后浇段、吊装中隔墙预制块、上部传力杆、上部钢结构、防火处理。
图 1 中隔墙断面形式
3.2 中隔墙施工
3.2.1 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。
先浇带基础每1.5 m长需混凝土0.9 m³,由电机车运输到现浇带施工现场,采用自卸形式,考虑到进出时间及混凝土的初凝时间,先浇带分2次浇筑。
3.2.2 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,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。
3.2.3 临时支撑搭设
先将f7 cm无缝钢管插入现浇段的预留孔中,竖立一个预先准备好的临时支撑千斤顶,将其放置在最低位,再把f7 cm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。
3.2.4 后浇带浇筑
通过电机车上被抬高的搅拌桶,运输混凝土到浇筑进口处的位置,通过溜槽使得混凝土自卸浇捣;用对拉螺栓拉紧模板,防止走模。混凝土应缓慢下料,防止气泡产生难以排出而造成蜂窝麻面。在混凝土浇捣时严格控制混凝土下料的速度,采取分层下料分层浇捣的方法,每层振捣密实。浇捣时采用3cm的振捣棒进行振捣。浇捣完成后带模养护, 36h后拆模,拆模后及时修整并用细砂皮打光。
3.2.5 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的螺栓打入孔内,拧紧螺栓;再放置防火岩棉条,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~+6 mm。
3.3 施工难点
3.3.1 拼装机械手
为了能够提高中隔墙的施工效率和安装精度,隧道公司机械厂自主研发设计并制造了中隔墙预制块安装机械手设备。拼装机械手的性能将对中隔墙的施工质量产生很大影响,通过不断优化设计,使其具有6个方向的自由度,含提升、翻转、伸缩、平移、顶升等动作,很好地满足了中隔墙施工的实际工况的要求。
3.3.2 后浇带施工
后浇带是连接下部先浇带和上部预制块的接头,其施工质量对整个墙体的稳定性以及后期运营阶段的安全性起着至关重要的作用,故必须认真对待。而后浇带施工由于受临时支撑结构的影响,只能单侧预留浇捣口,加大了混凝土浇捣的难度。
3.3.3 先浇带施工
由于口字件已经在盾构施工阶段同步安放完成,而中隔墙下部基础必须与“口”字件顶面预埋接驳器进行连接,故必须在先浇带施工前进行精确测量,以控制轴线偏差,为预制块拼装创造有利条件。
3.4 施工改进措施
3.4.1 油泵油压和电机变频控制
机械手施工作业时的稳定决定着预制块拼装的精度。通过对机械手油缸油压合理的设定,保证机械手在拼装预制块的过程中自身稳定。
通过电机变频控制,机械手在做拼装动作时,能匀速、平稳地将预制块提升至设计位置,并可以根据需要不断地进行微调,从而实现预制块拼装的精确控制。
3.4.2 临时支撑施工技术控制
临时支撑在安装过程中,如果左右高低不一致,预制块就会倾斜,影响拼装质量。所以在支撑过程中,使支撑的扁担保持水平至关重要。为了保证扁担和顶托之间的不晃动,在扁担和顶托间加木楔限位,采用可伸缩支撑及横向限位棒进行竖向和水平的调节。
3.4.3 先浇带控制措施
中隔墙下部“杯”型基础先浇带是中隔墙预制块拼装的基准参照物,它的轴线控制受圆隧道实际轴线的影响。因为预埋有连接接驳器的“口”字件在盾构施工过程中就已安放到位,由于施工误差,难免会造成预留接驳器偏离设计轴线,当基础制作时,偏离设计轴线的接驳器一律废弃不用,在“口”字件顶面采用植筋的方式补足接驳器数量。
基础如果采用木模形式,容易造成混凝土振捣不密实,影响中隔墙基础的垂直度,故采用定型钢模,支模时可进行一次铅垂的校核,保证先浇带的垂直度,而且钢模一次成型浇筑,质量好而且美观,见图2。
图2 采用定型钢模基础结构
4 中隔墙施工效果
1)从经济上来说,节约了人、机、料、能源的消耗,施工60 d共节约费用70.2万元,见表1。
表1 节约费用统计表
2)从质量控制来说,以往现浇施工作业面大,对施工场地和空间的要求高,而隧道内空间有限,不易铺开作业;且现浇混凝土极易出现跑模、蜂窝麻面等质量缺陷,难以达到无装饰混凝土的外观要求,但采用中隔墙施工技术,充分利用预制板制作加工时质量可控,从而有效保障了整体施工质量。
3)从安全角度来说,以往施工工艺存在大量的钢筋焊接施工,在隧道内相对封闭的环境中,大量烟尘及有毒气体不能及时排除,威胁施工人员的身体健康,大量的钢筋、模板及脚手架等材料加重了隧道内运输的负担,交通组织及其困难。
5 结语
上海轨交11号线6标采用中隔墙预制加现浇的方法并取得成功,填补了国内单洞双线中隔墙预制加现浇工艺的空白,且中隔墙施工的顺利完成,为以后的工程提供了参考依据。
摘自《上海隧道》