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1、管棚施工技术在北京地铁黄庄站施工中的应用摘要:文章介绍北京地铁十号线黄庄站施工过程中,在车站主体结构和1#、2#风道施工中采用φ159mm大管棚对车站暗挖结构进行超前支护的施工情况,并对该项技术进行了评价。地面沉降监测表明,其最终沉降值都在事先预定允许的沉降范围内,为暗挖施工提供了安全保障。关键词:管棚技术 地下定位系统 监测分析管棚技术,即水平定向钻进技术,属非开挖技术,是从原始的钻探技术衍生并逐渐发展起来的一种新兴技术,是在不破坏地表的情况下铺设各种地下管线的技术。在城市地铁、市政管线等地下工程施工
2、中有着广泛的应用前景。水平定向钻进技术特点是利用钻杆固有的刚度和柔性,在导向系统的监测下沿设计线路轨迹钻进,到达目的地,卸下钻头换上扩孔器进行回扩孔拖管或直接在管头安装扩孔器,一次完成管的安装。北京地铁十号线黄庄站成功地利用了这一技术,在车站主体结构和1#、2#、4#风道施工中采用了φ159mm大管棚,对地层进行超前支护,为暗挖施工提供了安全保障。1工程概况北京地铁十号线黄庄车站是地铁四、十号线的一个交叉换乘站,地铁十号线是北京奥运工程之一,工期极为紧迫,该站地处中关村大街和海淀南路的交叉口,中关村大街
3、双向6车道,海淀南路双向4车道,地面交通繁忙。车站主体位于中关村大街和海淀南路主路下,结构形式为单层双跨三联拱,交叉处为双层双跨三联拱形式,结构跨度大。结构顶最大覆土厚度为14m,最小覆土厚度为8m,且在结构顶以上土层内有φ800、φ1400mm自来水管及电力、电信管线等,距暗挖结构顶最小距离只有80cm。车站主体和部分风道主要采用暗挖法施工,暗挖隧道穿越砂卵石层、粉砂层、粉质黏土层,施工难度大。因此,为了确保施工的安全和进度,黄庄站车站主体和1#、2#、4#风道在进行施工设计时,采用了φ159mm大管
4、棚作为超前支护,管棚沿初期支护拱部环向布置,环向间距0.4m,比初期支护开挖轮廓面抬高25cm。2大管棚施工过程2.1施工前准备情况2.1.1技术准备选择φ159mm大管棚施工的钻孔机械和注浆设备,参考北京市在施工程(如北京地铁蒲黄榆站、国贸站等)应用该技术的情况和所取得的经济效益,初步拟定先在1#、2#风道采用42、45m长各40根的管棚进行实地试验,为车站主体φ159mm大管棚施工进行技术储备。决定在1#风道采用FPa以上,注浆管爆裂,针对此情况,现场立即停止注浆,组织技术人员和施工人员与监理一道分
5、析产生此问题的原因,一致认为是管内排气不畅、水泥砂浆黏度大、流动性差等原因所致,并采取了对策,反复调整水泥砂浆的配比,最终配合比为水泥∶粉煤灰∶砂=1∶0.6∶1.5;采用直径20mm的PVC管设置通长的排气管(42m),通过采取以上措施后,后续回填注浆量都大于理论计算量,满足了设计的要求,使地面沉降控制在预定的范围内。3地面沉降监测在1#、2#风道管棚开始施工前,按照设计图纸的要求在地面上布设监测点,对因管棚施工可能引起地面沉降的范围进行监测,监测点布设完毕后,测得初始值,作为对后续测得监测数据进行分
6、析的对比值。1#、2#风道φ159mm管棚开始施工后,按照设计图纸要求的监测频率进行了地面沉降监测。地面沉降监测施工第1天~第14天,每天监测2次,第15天~第28天每天监测1次,第28天后每周(月)监测1次(对地面沉降数据进行分析后确定)。地面沉降拟定值10mm。地面沉降曲线如图1所示。 通过对地面沉降监测数据进行分析,在φ159mm管施工过程中,1#风道地面沉降比2#风道的沉降大,主要原因是由于采用水钻;钻头直径大于φ159mm管的直径,成孔后孔壁与管之间有间隙;注浆不能及时进行所致。在φ159m
7、m管棚全部施工完毕,且地面沉降稳定后,1#、2#风道的最终沉降值基本接近,都在事先预定的沉降范围内。4施工总结与评价从技术方面看,本次管棚施工主要穿越了粉质黏土层,在现有的地面监控条件下,1#风道采用F].北京:中国地质大学出版社,2000.[3]林希鹤,卢清国,马艳春.超前管棚支护在隧道工程中的应用[J].铁道建筑,2006,(8):58-60.
