暗挖通道跳格法施工工法【摘要】北京地铁五号线东四站在暗挖出入口通道法施工中采用跳格法衬砌混凝土，该方法防水板、钢筋、混凝土的整体性好，施工工艺简单，省工省料。并确保施工及地表安全。本文对暗挖通道跳格法施工总结提炼，为类似工程施工提供借鉴。【关键词】暗挖通道跳格法衬砌1 工程概况 北京地铁5号线东四车站西南出入口暗挖通道长42m，为平顶直墙结构，暗挖段为复合式衬砌，初期支护净空5.9(宽)×4.3(高)m，设有中隔壁，CD法开挖，采用格栅结合喷射混凝土作为初期支护，初期支护钢格栅主筋4Φ22，格栅间距0.5m，纵向连接筋Φ22，环向间距1.0m,C30防水混凝土衬砌，衬砌外包2mm厚ECB防水板全封闭防水，防水等级一级，表面不允许有湿渍。西南出入口通道位于东四路口西南角，暗挖下穿东四南大街，东四南大街为南北交通要道，车流量大，暗挖顶部覆土厚度5m～5.6m,土质为杂填土、砂粘土。暗挖下穿东四南大街，地下有φ1.0m的污水管、φ0.8m的污水管、φ0.4m的给水管。2 施工方法2.1 工艺流程 西南通道出入口采用CD法开挖，以往出入口衬砌一般采用分幅法施工，即导洞开挖完成后，先衬砌左导洞半辐混凝土，采用临时型钢支撑替换中隔衬期支护临时支撑，东四站西南出入口采跳格法衬砌混凝土，施工流程见图1。
2.2 施工原理 暗挖通道初期支护断面一般由若干个小导洞合并而成。破除中隔壁，进行防水衬砌是施工中的关键技术。采用跳格法衬砌边墙和顶板，通过减小衬砌长度，达到全断面破除、衬砌的目的。 采用CD法或CRD法施工的暗挖通道，衬砌时需破除临时仰拱和中隔壁临时支护。跳格法即是将衬砌段分为若干小段，采用分段间隔跳段法破除，减小每段的破除长度，此方法可以多段间隔同时破除，以增加工作面达到加快施工进度的目的，同时可以充分利用土体的自然拱效应，结构检算仅考虑自然拱以下的、短时间的荷载，配合监控量测等措施，达到安全施工的目的，以代替早期逐段破除顺序衬砌或分边衬砌施工方法。2.3 适用范围 该方法适用于初期支护形式为平顶、直墙或拱形断面，钢格栅喷锚初期支护厚度30cm以上，二次衬砌结构宽5m~8m，覆土厚2m以上的暗挖通道施工；类似于以上结构的曲墙、单层地下车站局部破除、衬砌施工均可以参照本方法；遇拱顶有重要建筑物，重型车辆通过，跨度过大，沉降量过大等现象时应在跨中适当位置设置钢支撑；顶部土质松散，含水量大，淤泥及形不成自然拱的地段不适应本技术。2.4 跳格法优缺点 （1）有利于防水板施工。做到了ECB防水板全断面、整幅铺设，避免防水板接头多，成品不易保护等不足。 （2）有利于钢筋绑扎。先绑扎底板、边墙，后绑扎顶板，类似于明挖地段的绑扎方法。避免了环向受力钢筋设置接头，克服了以往分边衬砌法因设置临时钢支撑钢筋绑扎困难的不足，及钢筋接头错开困难的不足。 （3）有利于混凝土施工。通道纵向分4.8m～5.9m一段，跳格法分段流水作业，全断面衬砌，提高工效，易保证质量。避免在底板、顶板部位设纵向施工缝，同时克服了分边衬砌法施工因设钢支撑损坏顶部钢模板的不足。 （4）节省钢支撑，操作空间大，工序之间干扰少。
2.5 施工方法2.5.1 导洞开挖支护 在相邻的明挖段护壁桩、冠梁、土方开挖、支护施工完毕后，布置暗挖作业面施工场地，安设龙门吊、空压机、步梯等设施。按导洞施工顺序逐步破除护壁桩，进行导洞施工。导洞的上、下台阶相距3m～5m，左右侧相距8～10m。 （1）小导洞施工：超前支护采用导管注浆固结地层，在开挖轮廓线拱部打小导管，注水玻璃浆，导管直径φ32mm，长2.5m，间距0.33m，上仰角20o，排距1.5m，固结厚度1.0m。 （2）土方开挖：采用人工开挖，双轮车运输，龙门吊提升到存土场，每循环开挖进尺0.5m,上导洞掌子面留核心土,安装格栅1榀。 （3）格栅施工：首先制作标准模具，制作样品后试拼装，经检查合格后成批加工备用。安装格栅采用偏中线，上腰线，下腰线控制。初期支护富余量：顶部10cm（包括沉降量），边墙5cm，底板5cm（包括防水板细石混凝土保护层）。格栅一般节点采用角钢、螺栓及帮Φ22钢筋单面焊接，焊接长度不少于10d，格栅纵向设置Φ22纵向连接筋，纵向连接筋采用5d双面焊接，在格栅内侧挂φ6、@=10×10cm钢筋网。 （4）喷射混凝土：采用32.5水泥、中砂、3～5mm豆石或碎石，配比1:2:2进行拌合，随拌随喷，要求拌合料在20分钟内使用完毕。失效拌合料及回弹料不许使用。喷射时应按拱脚、底板、边墙、顶板的先后顺序进行，喷混凝土完成后达到内部密实，表面平整，顶板上部无空洞。为减少沉降，喷混凝土前顶板间隔2.5m预埋φ42mm注浆管，在初期封闭成环后，注水泥浆进行顶部充填，以保证初期支护与土体密贴。2.5.2 衬砌施工2.5.2.1 流水施工段划分 衬砌采用跳格法施工，划分流水作业施工段时应综合考虑以下因素：通道进料方向；模板长度；破除中隔壁长度（根据跨度、初期支护配筋、覆土厚度、土质情况，按双向自然拱受力检算后确定）。本通道施工作业进料口设在西侧，模板长度：1.2×4=4.8m；1.2×5=6.0m(包括每端搭接5cm)。破除中隔壁长度为5.9m，即4.8+2×0.55（操作空间）。2.5.2.2 模架制作 出入口模架采用16cm工字钢及φ40mm钢管制作，间距1.2m，纵向采用钢管及管卡连接，底部设三角垫木调整高度，周边采用1.2m长标准钢模（钢模需4mm厚钢板制作），转角处设置角模。二次衬砌净空富余量：边墙3cm，底板0，顶板5cm，顶板起拱3‰。2.5.2.3 破除中隔壁，二次衬砌施工 （1）破除中隔壁。按1、2、3、4段混凝土分段长度每端加0.55m划出中隔壁破除边线，每次破除2m，顶板沉降监测配合进行。如沉降过大，可适当增设钢支撑，如沉降量稳定，则继续破除。顶板总沉降量正常情况应在3mm～8mm范围内，（设有临时仰拱的结构要进行净空收敛监测）。待1、2、3、4段衬砌完毕后，继续破除5、6、7、8段中隔壁。 （2）防水板施工。首先进行基面抹灰找平，渗水地段采取抽、堵、排相结合的方法治理，直到墙面无明显渗水为止。然后铺一层4mm厚无纺布，用塑料垫圈和水泥钉固定。铺设2mm厚ECB防水板，采用电烙铁将防水板、塑料垫圈熔合焊接，防水板间搭接处接缝宽不小于10cm，采用自动爬行焊机焊接。困难地段采用热风机手工焊接。焊缝采用冲气检查，压力0.15MPa,5分钟内压降小于20%为合格。 （3）钢筋绑扎。先绑扎底板和边墙，底板混凝土浇注完毕后绑扎顶板，顶板钢筋设临时支撑，为防止混凝土表面裂纹，钢筋保护层要严格控制，结构迎水面保护层为5cm，背水面为4cm。保护层采用与混凝土同标号的砂浆垫块或购买塑料垫块，以确保保护层厚度符合设计要求。 （4）灌注混凝土施工。首先浇注底板，包括同时浇注边墙0.3m。然后支模架，安装边墙、顶板钢模，灌注C30防水混凝土。抗渗等级不小于S8，灌注混凝土采用商品混凝土，通过输送泵、输送管与顶板特制模板连接，直接入模，混凝土坍落度以20cm～22cm为宜，为保证顶板混凝土灌满无空隙，每段顶板设4根φ40mm的注浆管，管顶距板顶5mm（宜设在最高处），对混凝土灌满程度进行观察，同时混凝土浇筑完毕，利用此管对顶板注水泥浆进行充填，以保证初衬混凝土与二衬混凝土密贴。3 效益分析 东四站西南出入口暗挖通道长42m，原设计为先衬砌导洞的一侧，破除中隔壁后再衬砌导洞的另一侧。原设计方案见图2。
通过分析，我们认为原设计方案环向主筋接头太多，施工作业面窄小，结构的整体性差。经研讨采用跳格法施工。该方法节省φ20直螺纹钢筋接驳器1260个，节省临时钢支撑3.5t，而且方便了施工，缩短了工期，提高了质量。直接经济效益：（6.5×1260+2000×3.5）×1.35=20500元。按每座车站4个出入口估算，共节约资金82000元。4 结论 在城市地下通道、地铁车站等出入口施工中，为减少对地面交通干扰，减少拆迁，暗挖法施工越来越多地应用到施工中，北京地铁五号线在通道施工中，采用跳格法衬砌，仅用3个月就完成了通道的开挖、衬砌施工。衬砌完成后，混凝土接缝少，整体性好，防水效果好，未出现渗漏，东四南大街最大沉降量小于15mm，满足设计及规范要求，取得了良好的经济效益和社会效益，为类似工程施工提供为宝贵的施工经验。【参考文献】[1]王梦恕等.《浅埋暗挖法设计施工问题新探》,隧道建设.1992；2[2]王梦恕著.《地下工程浅埋暗挖技术通论》,合肥,安徽教育出版社.2004[3]施仲衡主编.《地下铁道设计与施工.西安,陕西科学技术出版社.1997
