地铁区间矿山法施工中格栅的加工及安装方法.docx
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地铁区间矿山法施工中格栅的加工及安装方法
毕业论文
题目地铁区间矿山法施工中格栅的加工及安装方法
学生姓名
学 号0811090244
专 业建筑工程技术
学 院山西职业技术学院
指导教师
日期2012年5月
摘要
结合北京地铁区间隧道的施工技术,区间隧道的施工方法有盾构法及矿山法施工。
本文主要介绍区间隧道施工方法中的矿山法,由于地质、受力等的不同,因此施工中采用4种截面,通过对起物区间与车公庄站—平安里站区间隧道的施工方法及钢格栅的分析,得出格栅对地铁施工中的重要性。
重点叙述4种断面中格栅的加工、形式、尺寸及连接方法。
关键词:
地铁;区间隧道;钢格栅
1概述
北京的经济迅速发展,人口越来越密集,为了缓解人口通勤压力,要加强地铁的建设。
一般地铁区间隧道的施工方法主要有盾构法及矿山法,矿山法施工中由于断面的不同,一般分为台阶法、中间架设临时仰拱、CRD法、双侧壁导法。
在这几种施工方法中都不可缺少格栅的加工及架设,其中区间隧道的初期支护全部采用格栅支撑。
现如今格栅技术被广泛应用及推广,它具有成本低、施工便捷、质量可靠等优点。
若格栅安装不正确,影响结构受力稳定,土方坍塌,造成地面变形较大,周边建筑物不均匀沉降,进而产生工程施工风险。
2.地铁区间矿山法施工中格栅的加工、形式及安装方法
简述:
本章主要针对矿山法施工过程中典型的几种断面形式进行介绍,分别为上下台阶法、中间架设临时仰拱、CRD法、双侧壁导法。
简要介绍各种断面的施工方法,重点介绍施工中格栅的加工、形式、安装方法及格栅的控制要求。
格栅的加工、形式及安装方法
简述:
一般地铁区间隧道中采用上下台阶法,其直径大约为6m,它的施工特点是:
可以采用人力与机械混合开挖,初支封闭快,有利于缩短工期。
如6号线二期的起物区间出入线,本区间出入线采用台阶法施工,施工中应严格遵循“管超前,严注浆,短开挖,强支护,勤量测,早封闭”。
施工主要步骤:
(如图1-0、1-1、1-2)
(1)施工拱部小导管注浆超前支护。
(2)环状开挖上半断面、预留核心土、初喷混凝土、挂钢筋网、架设格栅钢架,安装锁脚锚杆,复喷混凝土。
(3)环状开挖下半断面、初喷混凝土,挂钢筋网,架设格栅钢架、复喷混凝土、在初期支护背后注浆,使吃起支护与地层密贴。
(4)在喷射混凝土表面进行找平,铺设防水层后自下而上施工二衬。
拱部二衬预留压浆孔,保证初期支护与二衬之间密实。
图1-0施工工序纵断面
图1-1施工工序横断面图1-2施工工序流程图
钢格栅的加工顺序、形式及尺寸
(一)钢格栅加工顺序
加工厂集中加工,程序化施工,简要施工流程如下:
施工准备 施工放样 制作模具 钢筋下料、加工 钢格栅焊接 检查验收。
工艺措施和作业要点:
1、施工准备
(1)做好施工用电,机械设备(如电焊机、弯筋机、切断机、卷扬机等)运转调试工作。
(2)做好材料用量计划,进场计划等工作。
(3) 做好格栅加工钢平台的铺设工作。
2、施工放样
测量人员根据钢格栅设计图和操作工人的要求在钢平台上放样,画出1:
1的钢格栅大样图,包括各连接点的法线方向。
3、制作模具
操作者先复核格栅截面设计模具,模具材料钢板和钢筋(Φ25)均可,做好模具可按大样线直接焊在钢平台上,必须保证焊接牢固和竖向垂直。
4、钢筋下料加工
(1)操作者先复核下料单上钢筋的尺寸及用料规格型号,且少下几根料现场弯制,检查是否符合设计要求。
(2)操作者按复核后的下料单进行下料,下料后各种规格、尺寸都分类分开放置并标识,以免误用。
对一些小料合理利用。
(3)操作者进行钢筋弯制,可用人工也可用机械弯制,但弯制必须做到以下几点要求:
a:
弯起点必须做标记
b:
弯曲机心轴直径应是钢筋直径的2.5倍。
c:
钢筋弯制形状正确,平面上无翘曲不平现象。
5、钢格栅焊接
(1)先将弯制成型的箍筋段位置及数量摆在模具中间,核定好数量。
(2)将四个主筋一根一根地穿过夹持在模具卡槽上,并调整箍筋间距,符合设计要求。
(3)主筋、箍筋的调整完成后,进行点焊将箍筋与主筋焊平。
但不允许焊的太深,烧伤主筋。
(4)箍筋焊完成后,接焊附加筋及加强筋,必须保证焊缝的长度和高度。
(5)最后焊接连接板(角钢L100×100×10)、焊前角钢按设计尺寸钻孔。
连接板的焊接必须保证孔位与主筋的距离、及两个板孔的模距必须一致。
本道工序为钢格栅作业要点之一,在该工序施工必须符合以下要求:
A:
钢筋的预弯和安装应保证两钢筋的轴线在同一条直线上。
B:
定位焊缝应离搭接端部20mm以上。
C:
施焊时主焊缝与定位焊缝,特别是在定位焊缝的始、终端应连接良好。
D:
焊缝表面平整,不得有较大的凹陷,焊缝接头处不得有裂纹。
焊后必须敲掉焊渣。
E:
单元焊接必须标准化、标准件。
6、检查验收
(1)钢格栅焊缝检查,应逐一焊点检查。
(2)按规范要求制作试件,实验检查。
(3)第一榀完成后必须进行试拼检查净空尺寸。
(4)批量生产随机抽样检查成榀的净空尺寸及连接板的位置。
(二)格栅的形式:
格栅是由各式各样的配件构成,其配件断面有8字形、U形、X形、端部的钢板、箍筋等组成。
其构件的断面的形式(如图1-3),各种格栅加工后的成品见图1-4。
图1-3格栅及配件的断面形式
图1-4各类格栅成品
(三)格栅的尺寸
钢格栅的尺寸与初支厚度有关,它分为两种:
一种是初支厚度为300mm断面格栅钢架,(图1-5,1-6);另一种是初支厚度为250mm断面格栅钢架(如图1-7,1-8)。
图1-5初支为300mm的钢格栅成品尺寸
图1-6初支为300mm的钢格栅配件尺寸
图1-7初支为250mm的钢格栅成品尺寸
图1-8初支为250mm的钢格栅配件尺寸
钢格栅的安装步骤、连接方法及控制要点
(一)格栅钢架安装顺序
成品钢格栅从加工厂运至现场选单元吊运就位复核定位连接检查。
1、工艺措施和作业要点:
选单元
根据施工方法(开挖方法)选定需用单元,运至井口。
2、吊运
选定的单元从存土场用电葫芦吊运至隧道,再用机动送到工作面,该过程注意保护格栅避免弯扭等现象。
3、初步就位
人工将运至工作面的格栅按放线的位置先就位。
并将各单元用螺栓连接上。
不要扭紧以便调整。
4、复核
格栅初步就位后,马上进行复核。
主要复核中线及标高,及时调整,达到正确符合设计要求。
5、定位复核合格后,扭紧连接螺栓,并与定位筋焊接牢固。
(二)连接方法
格栅定位后,及时焊接纵向连接筋和拱脚槽钢,与前一榀焊接牢固。
安装过程复核,连接为作业要点,因此必须符合下列要求:
A:
格栅净空必须符合设计要求,不得侵限。
B:
格栅标高必须符合设计要求。
C:
螺栓必须扭紧。
D:
连接筋和槽钢焊接必须符合施工规范、规定。
E:
准确复核里程,避免格栅安装出现纵向现象错位现象。
(三)格栅的控制要点:
(1)第一榀格栅加工好以后,拭拼成功后才能正式使用。
(2)严格工序质量检查制必须做到每一榀格栅都要检查,细到每一个焊缝隙。
(3)每榀格栅安装完毕请监理进行验收,合格后方可进行下道工序施工。
小结
本节通过6号线二期的起物区间出入线,主要介绍上下台阶法的施工方法,.重点叙述上下台阶法中的钢格栅,如它的加工顺序、形式、尺寸及安装顺序、连接方法及施工中的控制要点。
采用本方法施工安全、质量可控,并可降低工程成本。
中钢格栅的安装及连接方法
简述:
地铁区间隧道有中间架设临时仰拱,其直径大约为6.6m,其施工特点:
对周边建筑物沉降少,与上下台阶法相比,对土体的扰动小,比较稳定。
如6号线车公庄站—平安里站区间,本区间标准隧道断面采用中间架设临时仰拱施工,其施工主要步骤:
(1).先进行深孔注浆。
(2).深孔注浆效果未达到设计要求,增加设置小导管补充注浆,深孔注浆超前长度建议按15m施作。
(3).短进尺施工,每开挖进尺,施做临时仰拱。
先开挖上半断面,再开挖下半断面。
(4).每部开挖均打设锁脚锚管,采取两根并排,每榀钢支撑共打设4根。
(5).在初期支护背后注浆,使初期支护与地层密贴。
。
(6).然后二衬施工,二衬分段长度建议按施作。
钢格栅的加工顺序、形式及尺寸
(一)钢格栅的加工顺序:
同上下台阶法中钢格栅的加工顺序。
(二)格栅的成品形式:
1、本区间钢格栅的形式有2种:
一种是一般格栅(如图1-9),用于大断面的外围,成封闭式环状;另一种是特殊格栅,型钢(如图2-0),用于中间临时仰拱,起支撑作用。
图1-9钢格栅的大样图图2-0型钢的大样图
2、区间隧道钢格栅的断面形式:
(图2-1)
图2-1钢格栅的断面形式
(三)区间标准段断面及格栅尺寸:
(图2-2)
图2-2区间标准段断面及格栅尺寸
钢格栅的安装步骤、连接方法及控制要点
(一)钢格栅的安装步骤及连接方法同上下台阶法。
(二)格栅的控制要点:
(1)钢筋接头采用机械连接,接头等级为Ⅱ级。
分布钢筋采用绑扎连接。
(2)拱部二次衬砌预留压浆孔,
(3)二衬钢筋混凝土保护层厚度为4cm。
(4)钢筋绑扎搭接接头连接区段长1120mm,同一连接区段内纵向钢筋搭接接头面积百分率不大于50%。
小结
本节通过车公庄站—平安里站区间,主要介绍了中间架设临时仰拱施工方法。
重点叙述其施工中的钢格栅的加工顺序、形式、尺寸及安装顺序、连接方法及施工中的控制要点。
本区间中钢格栅有2中形式,一种是一般钢格栅、另一种是特殊格栅型钢。
大断面采用的一般钢格栅,中间架设临时仰拱采用特殊形式的型钢。
中钢格栅的加工、形式、尺寸及安装方法
简述:
由于周边沉降要求严格,断面直径较大,施工中可采用CRD法,它的大约直径是8.8m,一般用于人防段。
其特点是施工工序复杂,工期长,可较好的控制地面沉降。
如6号线二期起物区间,它的人防段采用CRD法,CRD法遵循“小分块,短台阶多循环,快封闭”的隧道原则,CRD法的主要施工步骤(如图2-3):
(1)超前小导管超前预注浆加固地层,首先开挖左上部导洞并施作永久及临时初期支护,采用锁脚锚杆加固墙脚。
(2)开挖左下导洞并施作永久及临时支护。
(3)超前小导管超前预注浆加固地层,开挖右上部导洞并施作永久及临时初期支护,采用锁脚锚杆加固墙脚。
(4)开挖右下导洞并施作永久及临时支护。
(5)初期支护背后注浆,逐段拆除底部临时支撑,施作防水层,施作底部二衬,预留钢筋、防水板接头,一次拆除部分临时支撑长度3-5m。
(6)逐段拆除剩余临时支撑,施作边墙防水层、拱部和二衬,结构封闭成环。
进行二次砌背后注浆,一次拆除部分临时支撑长度为3-5m。
图2-3CRD法施工步骤
钢格栅的加工、形式及尺寸
(一)钢格栅的加工与形式同上下台阶法。
(二)钢格栅的断面尺寸:
(如图2-4)
图2-4人防段钢格栅的断面尺寸
钢格栅的安装步骤、连接方法及控制要点
(一)钢格栅的安装步骤及连接方法与上下台阶法的相同。
(二)格栅的控制要点:
(1)格栅钢架每0.5m一榀,加工后应放在水泥地面上试拼,其允许误差为:
1)沿格栅钢架周边轮廓拼装偏差不应大于±30mm;2)格栅钢架由各单元钢构件拼装而成,各单元间用螺栓连接,螺栓孔眼中心间距公差不超过±;
(2)在钢架的每一片中布置完“8字节”后,未满部分布置N形筋。
(3)格栅钢架接头必须按等强度加工、安装以确保钢架的整体性,且钢架接头螺栓不能同时就位。
(4)格栅加工后放在水泥地面上试拼装,验收合格后方能进洞施工。
小结
本节通过6号线二期起物区间的人防段,主要介绍CRD法的施工方法。
它可以解决大断面隧道开挖的安全性问题,具有结构简单,安全可靠。
适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。
由于施工中不可缺少的就是格栅技术,因此本节重点叙述施工中格栅的加工顺序、形式、尺寸及安装顺序、连接方法。
2.4双侧壁导坑法中钢格栅的加工、形式、尺寸及安装方法
简述:
(一)双侧壁导坑法一般用于较大断面及平交段中,双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多,扰动大,初次支护全断面闭合的时间长,但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的,所以在施工中间变形几乎不发展。
现场实测表明,双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为台阶法的1/2。
双侧壁导坑法施工安全,速度较慢,成本较高。
如6号线二期起物区间平交段,本区间平交段断面采用双侧壁导坑法进行施工,循环进尺长度0.5m,施工步骤:
(如图2-5、2-6、2-7)
(1)打设大管棚、小导管超前注浆加固地层,采用双侧壁导坑法施工,依次是左上、右上、左下、右下部导洞并施作初期支护,采用锁脚锚杆加固墙角。
(2)开挖中跨上部导洞并做初期支护及临时支护,采用锁脚锚杆加固墙角。
(3)开挖中跨上部导洞并做初期支护及临时支护。
(4)初期支护背后注浆,拆除底部临时支撑,施作底部防水层。
(5)施作拱顶防水层和二衬,结构封闭成环,进行二衬背后注浆。
(6)逐段拆除剩余支撑,施作拱部、边墙防水层及二衬,结构封闭成环,进行二衬背后注浆。
图2-5纵向施工示意图
图2-6横向施工示意图
图2-7施工工序流程图
钢格栅的加工形式及尺寸
(一)钢格栅的加工与上下台阶法相同。
(二)钢格栅的配件形式:
(如图2-8)
图2-8双侧壁导坑法中格栅的配件形式
(二)钢格栅的配件尺寸:
(如图2-9)
图2-9双侧壁导坑法中格栅的配件尺寸
钢格栅的安装步骤、连接方法及控制要点
(一)钢格栅的安装步骤及连接方法与上下台阶法的相同。
(二)格栅的控制要点:
(1)格栅钢架加工后应放在水泥地面上试拼,且其允许误差为:
1)沿格栅钢架周边轮廓拼装偏差不应大于±30mm;2)格栅钢架由各单元钢构件拼装而成,各单元间用螺栓连接,螺栓孔眼中心间距公差不超过±;3)格栅钢架平放时平面翘曲应小于±20mm。
(2)在钢架的每一片中布置完“8字节”后,未满部分布置U形筋。
(3)所有焊缝均采用双面搭接电弧焊,焊缝高度不小于8mm,长度不小于5d(d为该钢筋直径)。
(4)格栅钢架接头必须按等强度加工、安装,以确保其整体性及施工安全。
小结
当隧道跨度较大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差时,采用双侧壁导坑法。
本节通过6号线二期起物区间平交段,主要介绍双侧壁导坑法的施工方法及施工中的格栅技术,格栅技术中重点叙述格栅的加工顺序、形式、尺寸及安装顺序、连接方法。
3、小结
北京地铁目前正在紧张的建设中,地铁的建设可以节省土地、减少噪声、节约能源、减少污染。
地铁区间隧道的施工方法有盾构法和矿山法,盾构法的特点是设备沉重、复杂,且成本极高,一般应用于比较开阔的地方,便于盾构机的周转。
盾构法的特点:
1、地面作业少,隐蔽性好,因噪音、振动引起的环境影响小;2、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快;3、因隧道衬砌属工厂预制,质量有保证;4、穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时,周围可不受施工影响; 5、穿越河底或海底时,隧道施工不影响航道,也完全不受气候影响;6、对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全。
本文主要介绍矿山法施工中的4种断面,在初期支护中不论哪种断面都不可缺少格栅,它可以起到支撑作用。
在地铁区间隧道施工中格栅的用处广泛,由于它可以有效地降低地铁的造价,做到了“安全、可靠、适用、经济”,因此本文着重叙述格栅的加工、形式、尺寸及连接方法。
为今后地铁区间隧道奠定了基础。
参考文献;
1)《地铁设计规范》(GB50157-2003)
2)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)
3)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
4)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)
5)《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010)
6)北京市《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》(试行)(DBJ01-96-2004)
7)北京地铁6号线一期及二期相关施工图纸
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- 地铁 区间 矿山 施工 格栅 加工 安装 方法