暗挖通道跳格法施工工法【摘要】北京地鐵五號線東四站在暗挖出入口通道法施工中采用跳格法襯砌混凝土，該方法防水板、鋼筋、混凝土的整體性好，施工工藝簡單，省工省料。并確保施工及地表安全。本文對暗挖通道跳格法施工總結提煉，為類似工程施工提供借鑒。【關鍵詞】暗挖通道跳格法襯砌1 工程概況 北京地鐵5號線東四車站西南出入口暗挖通道長42m，為平頂直墻結構，暗挖段為復合式襯砌，初期支護凈空5.9(寬)×4.3(高)m，設有中隔壁，CD法開挖，采用格柵結合噴射混凝土作為初期支護，初期支護鋼格柵主筋4Φ22，格柵間距0.5m，縱向連接筋Φ22，環向間距1.0m,C30防水混凝土襯砌，襯砌外包2mm厚ECB防水板全封閉防水，防水等級一級，表面不允許有濕漬。西南出入口通道位于東四路口西南角，暗挖下穿東四南大街，東四南大街為南北交通要道，車流量大，暗挖頂部覆土厚度5m～5.6m,土質為雜填土、砂粘土。暗挖下穿東四南大街，地下有φ1.0m的污水管、φ0.8m的污水管、φ0.4m的給水管。2 施工方法2.1 工藝流程 西南通道出入口采用CD法開挖，以往出入口襯砌一般采用分幅法施工，即導洞開挖完成后，先襯砌左導洞半輻混凝土，采用臨時型鋼支撐替換中隔襯期支護臨時支撐，東四站西南出入口采跳格法襯砌混凝土，施工流程見圖1。
2.2 施工原理 暗挖通道初期支護斷面一般由若干個小導洞合并而成。破除中隔壁，進行防水襯砌是施工中的關鍵技術。采用跳格法襯砌邊墻和頂板，通過減小襯砌長度，達到全斷面破除、襯砌的目的。 采用CD法或CRD法施工的暗挖通道，襯砌時需破除臨時仰拱和中隔壁臨時支護。跳格法即是將襯砌段分為若干小段，采用分段間隔跳段法破除，減小每段的破除長度，此方法可以多段間隔同時破除，以增加工作面達到加快施工進度的目的，同時可以充分利用土體的自然拱效應，結構檢算僅考慮自然拱以下的、短時間的荷載，配合監控量測等措施，達到安全施工的目的，以代替早期逐段破除順序襯砌或分邊襯砌施工方法。2.3 適用范圍 該方法適用于初期支護形式為平頂、直墻或拱形斷面，鋼格柵噴錨初期支護厚度30cm以上，二次襯砌結構寬5m~8m，覆土厚2m以上的暗挖通道施工；類似于以上結構的曲墻、單層地下車站局部破除、襯砌施工均可以參照本方法；遇拱頂有重要建筑物，重型車輛通過，跨度過大，沉降量過大等現象時應在跨中適當位置設置鋼支撐；頂部土質松散，含水量大，淤泥及形不成自然拱的地段不適應本技術。2.4 跳格法優缺點 （1）有利于防水板施工。做到了ECB防水板全斷面、整幅鋪設，避免防水板接頭多，成品不易保護等不足。 （2）有利于鋼筋綁扎。先綁扎底板、邊墻，后綁扎頂板，類似于明挖地段的綁扎方法。避免了環向受力鋼筋設置接頭，克服了以往分邊襯砌法因設置臨時鋼支撐鋼筋綁扎困難的不足，及鋼筋接頭錯開困難的不足。 （3）有利于混凝土施工。通道縱向分4.8m～5.9m一段，跳格法分段流水作業，全斷面襯砌，提高工效，易保證質量。避免在底板、頂板部位設縱向施工縫，同時克服了分邊襯砌法施工因設鋼支撐損壞頂部鋼模板的不足。 （4）節省鋼支撐，操作空間大，工序之間干擾少。2.5 施工方法2.5.1 導洞開挖支護 在相鄰的明挖段護壁樁、冠梁、土方開挖、支護施工完畢后，布置暗挖作業面施工場地，安設龍門吊、空壓機、步梯等設施。按導洞施工順序逐步破除護壁樁，進行導洞施工。導洞的上、下臺階相距3m～5m，左右側相距8～10m。 （1）小導洞施工：超前支護采用導管注漿固結地層，在開挖輪廓線拱部打小導管，注水玻璃漿，導管直徑φ32mm，長2.5m，間距0.33m，上仰角20o，排距1.5m，固結厚度1.0m。 （2）土方開挖：采用人工開挖，雙輪車運輸，龍門吊提升到存土場，每循環開挖進尺0.5m,上導洞掌子面留核心土,安裝格柵1榀。 （3）格柵施工：首先制作標準模具，制作樣品后試拼裝，經檢查合格后成批加工備用。安裝格柵采用偏中線，上腰線，下腰線控制。初期支護富余量：頂部10cm（包括沉降量），邊墻5cm，底板5cm（包括防水板細石混凝土保護層）。格柵一般節點采用角鋼、螺栓及幫Φ22鋼筋單面焊接，焊接長度不少于10d，格柵縱向設置Φ22縱向連接筋，縱向連接筋采用5d雙面焊接，在格柵內側掛φ6、@=10×10cm鋼筋網。 （4）噴射混凝土：采用32.5水泥、中砂、3～5mm豆石或碎石，配比1:2:2進行拌合，隨拌隨噴，要求拌合料在20分鐘內使用完畢。失效拌合料及回彈料不許使用。噴射時應按拱腳、底板、邊墻、頂板的先后順序進行，噴混凝土完成后達到內部密實，表面平整，頂板上部無空洞。為減少沉降，噴混凝土前頂板間隔2.5m預埋φ42mm注漿管，在初期封閉成環后，注水泥漿進行頂部充填，以保證初期支護與土體密貼。2.5.2 襯砌施工2.5.2.1 流水施工段劃分 襯砌采用跳格法施工，劃分流水作業施工段時應綜合考慮以下因素：通道進料方向；模板長度；破除中隔壁長度（根據跨度、初期支護配筋、覆土厚度、土質情況，按雙向自然拱受力檢算后確定）。本通道施工作業進料口設在西側，模板長度：1.2×4=4.8m；1.2×5=6.0m(包括每端搭接5cm)。破除中隔壁長度為5.9m，即4.8+2×0.55（操作空間）。2.5.2.2 模架制作 出入口模架采用16cm工字鋼及φ40mm鋼管制作，間距1.2m，縱向采用鋼管及管卡連接，底部設三角墊木調整高度，周邊采用1.2m長標準鋼模（鋼模需4mm厚鋼板制作），轉角處設置角模。二次襯砌凈空富余量：邊墻3cm，底板0，頂板5cm，頂板起拱3‰。2.5.2.3 破除中隔壁，二次襯砌施工 （1）破除中隔壁。按1、2、3、4段混凝土分段長度每端加0.55m劃出中隔壁破除邊線，每次破除2m，頂板沉降監測配合進行。如沉降過大，可適當增設鋼支撐，如沉降量穩定，則繼續破除。頂板總沉降量正常情況應在3mm～8mm范圍內，（設有臨時仰拱的結構要進行凈空收斂監測）。待1、2、3、4段襯砌完畢后，繼續破除5、6、7、8段中隔壁。 （2）防水板施工。首先進行基面抹灰找平，滲水地段采取抽、堵、排相結合的方法治理，直到墻面無明顯滲水為止。然后鋪一層4mm厚無紡布，用塑料墊圈和水泥釘固定。鋪設2mm厚ECB防水板，采用電烙鐵將防水板、塑料墊圈熔合焊接，防水板間搭接處接縫寬不小于10cm，采用自動爬行焊機焊接。困難地段采用熱風機手工焊接。焊縫采用沖氣檢查，壓力0.15MPa,5分鐘內壓降小于20%為合格。 （3）鋼筋綁扎。先綁扎底板和邊墻，底板混凝土澆注完畢后綁扎頂板，頂板鋼筋設臨時支撐，為防止混凝土表面裂紋，鋼筋保護層要嚴格控制，結構迎水面保護層為5cm，背水面為4cm。保護層采用與混凝土同標號的砂漿墊塊或購買塑料墊塊，以確保保護層厚度符合設計要求。 （4）灌注混凝土施工。首先澆注底板，包括同時澆注邊墻0.3m。然后支模架，安裝邊墻、頂板鋼模，灌注C30防水混凝土。抗滲等級不小于S8，灌注混凝土采用商品混凝土，通過輸送泵、輸送管與頂板特制模板連接，直接入模，混凝土坍落度以20cm～22cm為宜，為保證頂板混凝土灌滿無空隙，每段頂板設4根φ40mm的注漿管，管頂距板頂5mm（宜設在最高處），對混凝土灌滿程度進行觀察，同時混凝土澆筑完畢，利用此管對頂板注水泥漿進行充填，以保證初襯混凝土與二襯混凝土密貼。3 效益分析 東四站西南出入口暗挖通道長42m，原設計為先襯砌導洞的一側，破除中隔壁后再襯砌導洞的另一側。原設計方案見圖2。 通過分析，我們認為原設計方案環向主筋接頭太多，施工作業面窄小，結構的整體性差。經研討采用跳格法施工。該方法節省φ20直螺紋鋼筋接駁器1260個，節省臨時鋼支撐3.5t，而且方便了施工，縮短了工期，提高了質量。直接經濟效益：（6.5×1260+2000×3.5）×1.35=20500元。按每座車站4個出入口估算，共節約資金82000元。4 結論 在城市地下通道、地鐵車站等出入口施工中，為減少對地面交通干擾，減少拆遷，暗挖法施工越來越多地應用到施工中，北京地鐵五號線在通道施工中，采用跳格法襯砌，僅用3個月就完成了通道的開挖、襯砌施工。襯砌完成后，混凝土接縫少，整體性好，防水效果好，未出現滲漏，東四南大街最大沉降量小于15mm，滿足設計及規范要求，取得了良好的經濟效益和社會效益，為類似工程施工提供為寶貴的施工經驗。【參考文獻】[1]王夢恕等.《淺埋暗挖法設計施工問題新探》,隧道建設.1992；2[2]王夢恕著.《地下工程淺埋暗挖技術通論》,合肥,安徽教育出版社.2004[3]施仲衡主編.《地下鐵道設計與施工.西安,陜西科學技術出版社.1997
2.2 施工原理 暗挖通道初期支護斷面一般由若干個小導洞合并而成。破除中隔壁，進行防水襯砌是施工中的關鍵技術。采用跳格法襯砌邊墻和頂板，通過減小襯砌長度，達到全斷面破除、襯砌的目的。 采用CD法或CRD法施工的暗挖通道，襯砌時需破除臨時仰拱和中隔壁臨時支護。跳格法即是將襯砌段分為若干小段，采用分段間隔跳段法破除，減小每段的破除長度，此方法可以多段間隔同時破除，以增加工作面達到加快施工進度的目的，同時可以充分利用土體的自然拱效應，結構檢算僅考慮自然拱以下的、短時間的荷載，配合監控量測等措施，達到安全施工的目的，以代替早期逐段破除順序襯砌或分邊襯砌施工方法。2.3 適用范圍 該方法適用于初期支護形式為平頂、直墻或拱形斷面，鋼格柵噴錨初期支護厚度30cm以上，二次襯砌結構寬5m~8m，覆土厚2m以上的暗挖通道施工；類似于以上結構的曲墻、單層地下車站局部破除、襯砌施工均可以參照本方法；遇拱頂有重要建筑物，重型車輛通過，跨度過大，沉降量過大等現象時應在跨中適當位置設置鋼支撐；頂部土質松散，含水量大，淤泥及形不成自然拱的地段不適應本技術。2.4 跳格法優缺點 （1）有利于防水板施工。做到了ECB防水板全斷面、整幅鋪設，避免防水板接頭多，成品不易保護等不足。 （2）有利于鋼筋綁扎。先綁扎底板、邊墻，后綁扎頂板，類似于明挖地段的綁扎方法。避免了環向受力鋼筋設置接頭，克服了以往分邊襯砌法因設置臨時鋼支撐鋼筋綁扎困難的不足，及鋼筋接頭錯開困難的不足。 （3）有利于混凝土施工。通道縱向分4.8m～5.9m一段，跳格法分段流水作業，全斷面襯砌，提高工效，易保證質量。避免在底板、頂板部位設縱向施工縫，同時克服了分邊襯砌法施工因設鋼支撐損壞頂部鋼模板的不足。 （4）節省鋼支撐，操作空間大，工序之間干擾少。2.5 施工方法2.5.1 導洞開挖支護 在相鄰的明挖段護壁樁、冠梁、土方開挖、支護施工完畢后，布置暗挖作業面施工場地，安設龍門吊、空壓機、步梯等設施。按導洞施工順序逐步破除護壁樁，進行導洞施工。導洞的上、下臺階相距3m～5m，左右側相距8～10m。 （1）小導洞施工：超前支護采用導管注漿固結地層，在開挖輪廓線拱部打小導管，注水玻璃漿，導管直徑φ32mm，長2.5m，間距0.33m，上仰角20o，排距1.5m，固結厚度1.0m。 （2）土方開挖：采用人工開挖，雙輪車運輸，龍門吊提升到存土場，每循環開挖進尺0.5m,上導洞掌子面留核心土,安裝格柵1榀。 （3）格柵施工：首先制作標準模具，制作樣品后試拼裝，經檢查合格后成批加工備用。安裝格柵采用偏中線，上腰線，下腰線控制。初期支護富余量：頂部10cm（包括沉降量），邊墻5cm，底板5cm（包括防水板細石混凝土保護層）。格柵一般節點采用角鋼、螺栓及幫Φ22鋼筋單面焊接，焊接長度不少于10d，格柵縱向設置Φ22縱向連接筋，縱向連接筋采用5d雙面焊接，在格柵內側掛φ6、@=10×10cm鋼筋網。 （4）噴射混凝土：采用32.5水泥、中砂、3～5mm豆石或碎石，配比1:2:2進行拌合，隨拌隨噴，要求拌合料在20分鐘內使用完畢。失效拌合料及回彈料不許使用。噴射時應按拱腳、底板、邊墻、頂板的先后順序進行，噴混凝土完成后達到內部密實，表面平整，頂板上部無空洞。為減少沉降，噴混凝土前頂板間隔2.5m預埋φ42mm注漿管，在初期封閉成環后，注水泥漿進行頂部充填，以保證初期支護與土體密貼。2.5.2 襯砌施工2.5.2.1 流水施工段劃分 襯砌采用跳格法施工，劃分流水作業施工段時應綜合考慮以下因素：通道進料方向；模板長度；破除中隔壁長度（根據跨度、初期支護配筋、覆土厚度、土質情況，按雙向自然拱受力檢算后確定）。本通道施工作業進料口設在西側，模板長度：1.2×4=4.8m；1.2×5=6.0m(包括每端搭接5cm)。破除中隔壁長度為5.9m，即4.8+2×0.55（操作空間）。2.5.2.2 模架制作 出入口模架采用16cm工字鋼及φ40mm鋼管制作，間距1.2m，縱向采用鋼管及管卡連接，底部設三角墊木調整高度，周邊采用1.2m長標準鋼模（鋼模需4mm厚鋼板制作），轉角處設置角模。二次襯砌凈空富余量：邊墻3cm，底板0，頂板5cm，頂板起拱3‰。2.5.2.3 破除中隔壁，二次襯砌施工 （1）破除中隔壁。按1、2、3、4段混凝土分段長度每端加0.55m劃出中隔壁破除邊線，每次破除2m，頂板沉降監測配合進行。如沉降過大，可適當增設鋼支撐，如沉降量穩定，則繼續破除。頂板總沉降量正常情況應在3mm～8mm范圍內，（設有臨時仰拱的結構要進行凈空收斂監測）。待1、2、3、4段襯砌完畢后，繼續破除5、6、7、8段中隔壁。 （2）防水板施工。首先進行基面抹灰找平，滲水地段采取抽、堵、排相結合的方法治理，直到墻面無明顯滲水為止。然后鋪一層4mm厚無紡布，用塑料墊圈和水泥釘固定。鋪設2mm厚ECB防水板，采用電烙鐵將防水板、塑料墊圈熔合焊接，防水板間搭接處接縫寬不小于10cm，采用自動爬行焊機焊接。困難地段采用熱風機手工焊接。焊縫采用沖氣檢查，壓力0.15MPa,5分鐘內壓降小于20%為合格。 （3）鋼筋綁扎。先綁扎底板和邊墻，底板混凝土澆注完畢后綁扎頂板，頂板鋼筋設臨時支撐，為防止混凝土表面裂紋，鋼筋保護層要嚴格控制，結構迎水面保護層為5cm，背水面為4cm。保護層采用與混凝土同標號的砂漿墊塊或購買塑料墊塊，以確保保護層厚度符合設計要求。 （4）灌注混凝土施工。首先澆注底板，包括同時澆注邊墻0.3m。然后支模架，安裝邊墻、頂板鋼模，灌注C30防水混凝土。抗滲等級不小于S8，灌注混凝土采用商品混凝土，通過輸送泵、輸送管與頂板特制模板連接，直接入模，混凝土坍落度以20cm～22cm為宜，為保證頂板混凝土灌滿無空隙，每段頂板設4根φ40mm的注漿管，管頂距板頂5mm（宜設在最高處），對混凝土灌滿程度進行觀察，同時混凝土澆筑完畢，利用此管對頂板注水泥漿進行充填，以保證初襯混凝土與二襯混凝土密貼。3 效益分析 東四站西南出入口暗挖通道長42m，原設計為先襯砌導洞的一側，破除中隔壁后再襯砌導洞的另一側。原設計方案見圖2。 通過分析，我們認為原設計方案環向主筋接頭太多，施工作業面窄小，結構的整體性差。經研討采用跳格法施工。該方法節省φ20直螺紋鋼筋接駁器1260個，節省臨時鋼支撐3.5t，而且方便了施工，縮短了工期，提高了質量。直接經濟效益：（6.5×1260+2000×3.5）×1.35=20500元。按每座車站4個出入口估算，共節約資金82000元。4 結論 在城市地下通道、地鐵車站等出入口施工中，為減少對地面交通干擾，減少拆遷，暗挖法施工越來越多地應用到施工中，北京地鐵五號線在通道施工中，采用跳格法襯砌，僅用3個月就完成了通道的開挖、襯砌施工。襯砌完成后，混凝土接縫少，整體性好，防水效果好，未出現滲漏，東四南大街最大沉降量小于15mm，滿足設計及規范要求，取得了良好的經濟效益和社會效益，為類似工程施工提供為寶貴的施工經驗。【參考文獻】[1]王夢恕等.《淺埋暗挖法設計施工問題新探》,隧道建設.1992；2[2]王夢恕著.《地下工程淺埋暗挖技術通論》,合肥,安徽教育出版社.2004[3]施仲衡主編.《地下鐵道設計與施工.西安,陜西科學技術出版社.1997
