[發明專利]一種冷開挖下穿立交橋施工方法

有效

• 申請號: 201910028696.1
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109611102B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 胡敏;宋戰平;霍奇;王西波;趙迎;譚文浩;麻海濤;劉憲永;閆彪;劉可;趙穎
• 申請（專利權）人: 北京市政路橋股份有限公司;西安建筑科技大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21D11/14;E21D11/38;E21D20/02
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 孫李林

1.一種冷開挖下穿立交橋施工方法，其特征在于：它的施工步驟如下：

(1)、超前預支護施工

(1.1)、超前小導管支護

(1.1.1)、超前小導管注漿設備及注漿材料的準備：注漿設備采用FBY雙液注漿機；注漿材料使用P.O42.5的硅酸鹽水泥漿液，水灰比為0.5:1～1:1；注漿前先進行試驗，試樣達到規范要求后進行實際操作；先將所需的水倒入攪拌桶，再將水泥按照配比倒入攪拌桶，機械攪拌，攪拌均勻后，備用，水泥漿液隨拌隨用；

(1.1.2)、超前小導管加工與安裝：小導管采用Ф42無縫鋼管加工而成，前端加工成錐形，以便插打，并防止漿液前沖；小導管中間部位鉆Ф6～8mm注漿孔，呈梅花形布置，間距20cm，尾部1m范圍內不鉆孔，防止漏漿，末端焊環形鐵箍，以防打設時端部開裂，影響注漿管聯接，施工時先用風鎬鉆孔，風鉆頂進；將鉆孔后的小導管連接并密封孔口；

(1.1.3)、超前小導管注漿：注漿順序由無水孔到有水孔，由少水到多水孔，并需跳開壓注；施工中對每根小導管的長度、壓注時間、漿液消耗量及現場出現的各種問題和解決辦法都要記入規定格式記錄表；

(1.1.4)、超前小導管注漿結束標準限定：

單孔結束標準：注漿時應先慢后快、先低壓后高壓，開始注漿時壓力不超過0.2Mpa，隨注漿量增加逐漸增加壓力直至設計值，注漿結束標準為單孔注漿量達到設計值，注漿壓力達到設計值繼續注漿2min，進漿量小于初始進漿量的1/4，即可結束注漿；

全段結束標準：所有注漿孔都按標準結束注漿，隧道內無明顯的漏水點；

(1.1.5)、超前小導管質量驗收；

(1.2)、大管棚支護

(1.2.1)、大管棚注漿設備及注漿材料的準備：注漿設備采用FBY雙液注漿機，注漿材料使用P.O 42.5的硅酸鹽水泥漿液，水灰比為0.5:1～1:1，當地下水發育或漿液擴散范圍較大時，注漿漿液應該為水泥-水玻璃雙液漿，先將所需的水倒入攪拌桶，在將水泥按照配比倒入攪拌桶，機械攪拌，攪拌均勻后，備用，水泥漿液隨拌隨用；

(1.2.2)、大管棚加工與安裝：

導管規格：熱扎無縫鋼花管、外徑159mm、壁厚10mm、長度左隧26m，右隧20m；管距：環向間距35cm；傾角：外插角0～3°；大管棚連接鋼管采用Ф180*10mm、長40cm連接鋼管接長，為了使大管棚接頭錯開布置，右隧編號為奇數孔位的管棚節段按4*4.5m+2.0m布置，編號為偶數孔的管棚節段按2.0m+4*4.5m布置，左隧編號為奇數孔位的管棚節段按5*4.5m+3.5m布置，編號為偶數孔的管棚節段按3.5m+5*4.5m布置；大管棚采用Ф159無縫鋼管加工而成，前端加工成錐形，導管內增設鋼筋籠，鋼筋籠由四根C18HRB400主筋和固定環組成，固定環采用短管節，將其與主筋焊接，按1m間距設置，管棚中間部位鉆Ф10～16mm注漿孔，呈梅花形布置，間距20cm，尾部1.5m范圍內不鉆孔；大管棚采用跟管鉆進法施作，以減小管棚施作引起地面沉降問題；

(1.2.3)、大管棚注漿：注漿順序由無水孔到有水孔，由少水到多水孔，并需跳開壓注，施工中對每根管棚的長度、壓注時間、漿液消耗量及現場出現的各種問題和解決辦法都要記入規定格式記錄表，以便分析前方地質情況；

(1.2.4)、大管棚注漿結束標準限定：

單孔結束標準：注漿壓力逐漸升高，當達到設計終壓并穩定10min；注漿量不小于設計注漿量80％；進漿速度小于開始進漿速度的1/4；

(1.2.5)、大管棚質量驗收；

(2)、洞身開挖

(2.1)、非爆破開挖上臺階部，施作部初期支護；在完成部初期支護5m后暫停部開挖，噴5cm厚C25混凝土封閉掌子面；

(2.2)、非爆破開挖上臺階部，施作部初期支護；在完成部初期支護5m后暫停部開挖，噴5cm厚C25混凝土封閉掌子面；

(2.3)、及時鋪設仰拱防水層，灌注部仰拱與邊墻混凝土；

(2.4)、灌注仰拱填充部至設計高度；

(2.5)、施作拱墻防水層，一次性澆注部拱墻混凝土；

(2.6)、待二襯混凝土強度達到設計強度的80％后，重復上述工序(2.1)-(2.6)進行下一襯砌循環施工；

(3)、鋼架加工與安裝

(3.1)、鋼架加工：技術人員根據圖紙尺寸對鋼架單元劃分及每單元半徑、弧長技術參數進行復核，無誤后下發技術交底，現場通過型鋼冷彎機加工鋼架；

鋼架在鋼筋加工棚統一按設計尺寸加工好，鋼架連接鋼板必須使用臺鉆鉆孔，不得使用電焊或乙炔燒孔，各單元鋼架加工完成必須組織試拼，檢查鋼架尺寸及輪廓合格后方可批量生產并投入使用；

(3.2)、測量定位：開挖完畢，初噴混凝土后，即進行鋼架的安裝，鋼架定位采用中線高程法，根據全站儀定出隧道的中線，依據中線對稱量取鋼架端頭的支距，使其符合設計數值，同時采用水準儀測量鋼架的拱頂、拱腳、仰拱底控制點的高程，調整鋼架使其符合設計要求；

(3.3)、鋼架安裝：調整好鋼架位置后，將鋼架間螺栓擰緊，在兩榀之間設Φ22縱向連接鋼筋，環向間距1000mm，單層布置，連接鋼筋接長采用雙面搭接焊，焊接時保證兩側鋼筋在同一軸線上；

(3.4)、鋼筋網鋪設：鋼筋網采用φ8鋼筋，間距200mm×200mm，鋼筋網片預先按設計拱架間距在洞外加工好備用，鋼筋網片加工采用鋼筋捆扎機制作，錨桿施作好后進行鋼筋網的鋪裝；鋼筋網應隨高就低緊貼初噴面，用沖擊鉆打淺孔埋膨脹螺栓，鋼筋網固定于螺栓上，并與錨桿尾部焊接；在洞外分片制作，安裝時搭接長度不小于10cm；人工鋪設，必要時利用風鉆氣腿頂撐，以便貼近巖面，與錨桿和鋼架綁扎連接牢固；鋼筋網和鋼架綁扎時，應綁在靠近巖面一側；噴混凝土時，調節噴頭至受噴面距離和風壓，減少鋼筋網振動，降低回彈；鋼筋網混凝土保護層厚度不小于2cm；

(4)、砂漿錨桿施工

(4.1)、鉆眼：鉆孔機具根據錨桿類型、規格及圍巖情況選擇；孔位允許偏差為±150㎜，鉆孔數量應符合設計規定；鉆眼直徑必須大于錨桿桿體直徑15mm；孔深不應小于錨桿桿體有效長度，但深度超長值不應大于100mm；

(4.2)、灌漿：灌漿前必須將孔眼吹凈；水泥砂漿必須拌合均勻，隨拌隨用；灌漿飽滿，從孔底開始均勻進行，不得中斷，嚴防拔管過快，導致砂漿脫節和灌漿不滿；注漿管必須插至距孔底5～10cm處，隨水泥砂漿的注入緩慢勻速拔出，隨即迅速將桿體插入，錨桿桿體插入孔內的長度不得短于設計長度的95％，若孔口無砂漿流出，必須將桿體拔出重新注槳，錨桿安設后不得隨意敲擊，其端部3天內不得懸掛重物；

(4.3)、錨桿安裝：安裝前鋼筋必須除銹校直；灌漿后必須立即將鋼筋勻速插入，位置居中；孔口可用木楔臨時封固；鋼筋尾端外露長度宜稍小于噴層厚度；安裝好后不得敲擊和碰撞，錨桿插入深度不得小于設計要求的95％；在有水地段，采用水泥砂漿錨桿時，如遇孔內流水,在附近另行鉆孔作為導流管,排出水后再進行錨桿作業；

(5)、中空注漿錨桿施工

(5.1)、施工準備：在初噴混凝土后及時進行錨桿安裝作業，檢查錨桿孔是否暢通；檢查空壓機及其管路、風槍是否處于良好狀態；

(5.2)、錨桿鉆孔：錨桿鉆孔采用氣腿式風槍鑿巖機械，鉆孔前根據設計要求并結合圍巖產狀定出孔位，作出標記；將鉆頭對準標定的位置，盡可能使鉆進方向垂直巖層結構面，以便起到更好的加固作用，鉆孔結束時，保持錨桿外露段長度在10～15cm；

(5.3)、清孔：鉆至設計深度后，用水或高壓風清孔，確認暢通后卸下鉆桿連接套；

(5.4)、打入錨桿：風槍頂入的方式打入錨桿；

(5.5)、注漿：注漿采用擠壓式注漿泵，注漿漿液為M20水泥漿，用孔帽裝配套將止漿塞通過錨桿外露端打入孔口30cm左右，檢查注漿設備，按配合比配制水泥漿，開動注漿泵注漿，直至漿液從孔口周邊擠出或壓力表已達設計壓力值時終止，對于中空注漿錨桿，注漿時孔口壓力為0.7～1.0MPa,達到壓力時持續15min即可終止注漿，注漿完成后，及時用水清洗注漿機及管路；

(5.6)、安裝墊板、螺母：在所注漿液強度達到預定強度之后，安裝墊板，使其緊貼巖面，上緊桿端螺母，使其產生一定的預應力，起到更好的加固圍巖的作用，錨桿與墊板應保持垂直，并與噴射砼充分接觸，螺母務必擰緊；

(6)、初支噴射混凝土

(6.1)、噴砼原料準備：

水泥：采用設計要求標號的普通硅酸鹽水泥，使用前做強度復查試驗，其性能符合現行的水泥標準；

細骨料：中粗砂，細度模數大于2.5，用5mm篩網過篩；

粗骨料：粒徑5mm～15mm的機制碎石；

水：采用自來水；

速凝劑：采用液體速凝劑，使用前與水泥做相容性試驗，與水灰比0.4的凈漿試驗滿足初凝時間小于5min，終凝時間小于10min，摻量小于水泥用量的5％，28天強度保持率大于70％；

(6.2)、混凝土濕料的攪拌：采用強制式攪拌機攪拌，形成噴料，攪拌時間不少于3分鐘；定期檢驗攪拌所用投料計量裝置，配置偏差符合規范要求，灰骨比：1:3.5～1:4.0，水灰比:0.42～0.50，混凝土坍落度8～12cm；

(6.3)、噴射混凝土施工：對受噴面進行處理，并埋設噴層厚度標志，接通風水電并試機，利用攪拌車運輸噴料，并進行初噴混凝土作業，初噴混凝土作業完成后，補噴、調整配合比后再進行復噴混凝土作業，最后質檢即可；

(7)、隧道二次襯砌

(7.1)、基面清理、測量放線：將底板防水保護層雜物清理干凈，然后放線彈出二襯兩邊墻位置線、底板控制線，控制點間距不得大于5m，不得用鐵釘或短鋼筋，以免扎壞防水層；

(7.2)、防水設備安裝；

(7.3)、仰拱鋼筋綁扎：受力鋼筋為雙層布置，仰拱鋼筋保護層采用砂漿墊塊控制；雙層鋼筋之間設馬凳控制保護層及定位；二襯主筋型號直徑最大為Φ20，采用雙面焊接，接頭位置錯開35d；受力鋼筋接頭設置在受力較小處，接頭位置錯開35d；受力筋接頭采用直螺紋連接，設置在同一構件內的接頭應相互錯開，鋼筋接頭面積的百分率符合規范及設計要求，受拉區不大于50％；鋼筋綁扎搭接時，中間和兩端共綁扎三處，必須單獨綁扎后再和交叉筋綁扎；主筋和分布筋除變形縫處2～3列骨架全部綁扎外，其它可以交叉綁扎，綁扎點鐵絲扣成八字型；箍筋與主筋交叉點全部綁扎；

(7.4)、仰拱砼澆筑及養護：砼澆筑前在鋼筋及馬凳上采用腳手板搭設澆筑馬道，防止鋼筋變形；砼澆筑采用地泵，砼塌落度控制在120mm～160mm；二襯砼底板厚度左線0.8m，右線1m，采用斜面分層法澆筑，由一端開始下灰，振搗手密切配合，用“趕漿法”保持混凝土沿板底向前推進，邊振搗邊用刮杠刮平，木抹子壓實抹平，初凝前二次壓面，以減少砼裂縫；砼澆筑后12h內及時養護，養護時間不得少于14d；

(7.5)、拱墻鋼筋綁扎：鋼筋保護層采用塑料墊塊控制；在拱墻兩層鋼筋之間設置“S”型拉接筋控制鋼筋凈距，拉接筋間距1m，梅花形布置，其它綁扎技術要求同底板鋼筋綁扎；

(7.6)、拱墻砼澆筑：泵送混凝土入倉自下而上，從已灌筑段接頭處向未灌筑方向，澆筑前，底部先填約50mm厚與墻體砼同標號的細石子砼，澆筑過程中充分利用模板預留窗口，分層對稱澆注混凝土，在出料管前端加接3～5m同徑軟管，使管口向下，避免水平對砼面直泵；當混凝土澆筑面已接近頂部，進入封頂階段，為了保證空氣能夠順利排除，在預留注漿孔安裝排氣管，排氣管一端盡可能靠防水板頂部，將排氣管另一端固定在模板臺車內，且固定牢固；隨著澆筑繼續進行，當發現有水自排氣管中流出時，即說明倉內已完全充滿了混凝土，停止澆筑混凝土，疏通排氣管和撤出泵送軟管；封頂混凝土時盡量從內向端模方向灌注，以排除空氣，后期利用排氣管對拱頂注漿將砼收縮產生的空隙進行填實；

(7.7)、模板拆除：待混凝土達到設計強度的80％后方可拆模；

(7.8)、混凝土養護：拱墻砼終凝后及時噴水養護，養護期間處于濕潤狀態，養護時間不得少于14d。