城市大型地下空間結(jié)構(gòu)頂進(jìn)施工法論文

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1、城市大型地下空間結(jié)構(gòu)頂進(jìn)施工法論文.freel）。此外，還跟隨原在日本國鐵研究所工作過的著名盾構(gòu)專家植野老先生(現(xiàn)已去世)，共同研究過利用小型矩形盾構(gòu)施工大型地下空間的施工技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)經(jīng)日本其他企業(yè)研究和開發(fā)，已應(yīng)用到實(shí)際工程中。如東京高速川崎縱橫線KJ125工區(qū)(B，C)通風(fēng)道即采用該工法(Multi-MicroShieldTunnel簡稱MMST工法)施工。其過程可簡述為采用縱橫各一臺小型矩型多刀盤盾構(gòu)機(jī)，先施工通風(fēng)道框架結(jié)構(gòu)，再挖棄通風(fēng)道框架結(jié)構(gòu)內(nèi)土體，最后完成通風(fēng)道施工。小型矩型多刀盤盾構(gòu)機(jī)刀盤外形和“MM

2、ST工法”施工順序示意圖如下。采用“MMST工法”可施工超大型地下空間建筑，是大型地下工程暗作施工的—個好工法，特別是節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)構(gòu)思極為巧妙。但是該工法設(shè)備投入過多，施工占地面積大，而且地下空間結(jié)構(gòu)斷面不足夠大時，經(jīng)濟(jì)性不理想，因而目前在我國較難推廣。筆者由日本回國后，一直沒有放棄對城市地鐵車站、地下存車場、地下商場以及地下影劇院等大型地下空間暗作施工工法的研究。一個具有生命力的地下空間結(jié)構(gòu)暗作施工工法，必須是技術(shù)超前可行，施工安全可靠，經(jīng)濟(jì)符合國情。針對北京地鐵五號線和四號線均位于城市繁華地區(qū)，掘胭難，地面交通和商

3、業(yè)活動干擾嚴(yán)重，而車站(隧道也如此)埋深不大，地下水位較低等特點(diǎn)，筆者提出車站暗作施工的板、墻、柱頂進(jìn)施工工法的設(shè)想。認(rèn)為采用此工法施工地鐵車站有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，符合我國國情。2板、墻、柱頂進(jìn)施工工法概要2．1板、墻、柱頂進(jìn)施工工法概述及工法特點(diǎn)板、墻、柱頂進(jìn)工法吸收了“管棚法”和日本“MMST工法”的原理及節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)，利用“頂管技術(shù)”施工設(shè)備小巧靈活，操作簡便的特點(diǎn)，同時引入地面建筑物結(jié)構(gòu)受力體系的一些概念與技術(shù)，拓寬了暗作法施工地下空間結(jié)構(gòu)的范圍。此外，采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，大大提高了地下工程的施

4、工質(zhì)量。本工法的基本原理和做法是：采用頂進(jìn)施工技術(shù)水平頂進(jìn)頂板箱涵，構(gòu)成頂板初期結(jié)構(gòu)，進(jìn)而在水平箱涵內(nèi)垂直向下頂進(jìn)箱涵(即邊墻和中柱)，然后按梁板(井字梁)結(jié)構(gòu)體系完成鋼筋混凝土頂板結(jié)構(gòu)施工。頂板和邊墻、中柱均為剛結(jié)，共同組成空間結(jié)構(gòu)受力體系。在此結(jié)構(gòu)體系的支護(hù)下，挖棄結(jié)構(gòu)內(nèi)部土休和按內(nèi)部分隔空間要求進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)施工。頂進(jìn)的箱涵采用節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)施工(包括頂板與邊墻結(jié)構(gòu))后形成的空間結(jié)構(gòu)體系，在設(shè)計上考慮其能夠承受初期和永久荷載，因此不需要在開挖土體之后再在邊墻內(nèi)側(cè)及頂板底部施做內(nèi)襯。奉工法具有以下特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)體系

5、受力明確，體系轉(zhuǎn)換簡單；(2)所有的頂進(jìn)施工和開挖土體均在完整結(jié)構(gòu)的保護(hù)下進(jìn)行，故施工安全可靠；(3)工程質(zhì)量易于控制，結(jié)構(gòu)可靠性大大提高；(4)可避免對地面交通的干擾和減少對周邊環(huán)境的影響；(5)雖然最終完成地下空間結(jié)構(gòu)斷面較大，但由于采用小斷面頂進(jìn)施工，地面沉降值較小；(6)施工設(shè)備投入較少，同時幾乎沒有廢棄物，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性；(7)適合結(jié)構(gòu)長度不大于300m、結(jié)構(gòu)埋深不超過30m的多層多跨地下工程施工。2．2本工法所適用的結(jié)構(gòu)體系如前所述，奉工法適用于多層多跨框架結(jié)構(gòu)體系的施工，其一般結(jié)構(gòu)體系見圖7、圖8。

6、2．3本工法應(yīng)用于實(shí)際工程的基本條件本工法是在下列幾個基本問題均得到較好解決的基礎(chǔ)之上提出的，可在實(shí)際工程中應(yīng)用，并在實(shí)際施工中不斷完善和提高。(1)整個空間框架結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)可靠性(含頂皈結(jié)構(gòu)、墻體結(jié)構(gòu)以及中柱結(jié)構(gòu))得到確認(rèn)；(2)工程結(jié)構(gòu)的防水陛能滿足設(shè)計要求；(3)施工操作可行，即便于施工，施工效率高；(4)有較好的經(jīng)濟(jì)效益；(5)施工工期合理。3工程舉例為說明本工法的技術(shù)特點(diǎn)，現(xiàn)以北京市地鐵五號線燈市口站車站主體結(jié)構(gòu)施工為例，將本工法應(yīng)用地鐵暗挖車站的施工過程介紹于后。3．1工程基本參數(shù)設(shè)定燈市口站位于北京市東

7、四南大街中部，是北京有名的商業(yè)繁華地區(qū)之一。車站原設(shè)計為明挖法施工，后因商業(yè)、交通以及拆遷等原因，改為暗挖法施工。根據(jù)地鐵五號線可行性研究報告，車站的基本參數(shù)設(shè)定如下：車站為島式雙層雙跨框架結(jié)構(gòu)，長180m，寬20m，建筑面積為7200平方米。共設(shè)有4個出人口，2個通風(fēng)道。平面布置與結(jié)構(gòu)形式見圖9、圖10。如車站結(jié)構(gòu)示意圖所示，地層分布由地面向下依次為雜填土、粉質(zhì)粘土、中細(xì)砂、砂卵石。進(jìn)—步查資料可知地下水位大致位于軌頂以上1～2m，無承壓水。3．2，車站主體結(jié)構(gòu)施工順序及施工網(wǎng)絡(luò)圖3．2．1車站主體結(jié)構(gòu)施工平面圖利用

8、4個出人口作為工作豎井，先施工頂進(jìn)水平導(dǎo)洞，利用導(dǎo)洞水平雙向頂進(jìn)頂板箱涵，然后在箱涵內(nèi)垂直頂進(jìn)邊墻和中柱，同時在頂板箱涵內(nèi)施工鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)(井字粱)，最后逆作首層樓板和底板混凝土結(jié)構(gòu)。車站主體結(jié)構(gòu)施工平面布置見圖11。3．2．3板、墻、柱頂進(jìn)施工工序示意圖燈市口車站主體結(jié)構(gòu)板、墻、柱頂進(jìn)施工工序示意圖見圖13。3．2．4施工