超大断面地铁隧道二衬模架技术研究与应用

杨春雷 王二平 郭 恒 曾怀明

(中建市政工程有限公司，北京 100036)

超大断面地铁隧道二衬模架技术研究与应用

杨春雷 王二平 郭 恒 曾怀明

(中建市政工程有限公司，北京 100036)

徐州地铁1号线一期工程CRD工法单洞双线超大断面隧道全长288 m，二衬轮廓为椭圆形。通过方案比较分析，首次采用单侧配备定型化可调模板的大跨度自行台架，拱部及另一侧采用定型模架加钢模板的组合模板支架施工技术，取得了良好的效果。

地铁,CRD工法,超大断面,二衬,模板支架

1 工程背景

徐州地铁1号线是贯穿徐州市东西向的一条重要地铁线路，本合同段为第五合同段，包括两站一区间，区间为矿山法暗挖隧道。站铜区间单洞双线超大断面隧道采用CRD工法，设置一座施工竖井，设计起止里程左DK13+224.405～右DK13+512.654，全长288.249 m，线路转角99°26′31.3″，隧道断面呈椭圆形，共分为5个类型。初期支护采用型钢钢架+锚杆+喷浆支护体系，拱架间距0.5 m，初支厚度350 mm，二衬厚度600 mm。

由于大断面隧道穿越地层岩溶发育，泥包石严重，地质环境复杂，所以初支结构自稳性差，原设计按照6 m/组划分，整体拆除全部“十”字形临时支撑，再施工仰拱和拱墙，该方案安全风险较大，且隧道线路位于曲线段，左右边墙长度相差5.38 m，原设计方案操作难度大，必须对原二衬施工方案进行优化设计。

通过对CRD工法超大断面隧道二衬施工方法和工艺进行详细研究，本工程首先采用了“可移动式门式台架+搭设满堂红碗扣式脚手架+定型钢模板”组合模板支架体系，不仅保证了隧道施工安全，而且提高了施工效率，达到了工程预期效果。

2 二衬施工方案比选

2.1可供选择的二衬施工方案

本工程CRD法超大断面隧道通过施工竖井二衬，受空间和工序频繁转换限制，用整体衬砌台车不可行，一般采用散拼模架或搭设满堂脚手架的施工方法。经过多方论证和研究，本工程拆撑采用“隔一拆一”施工工艺，按照6 m/组进行划分，先全部完成隧道底板，再采用“可移动式门式台架+搭设满堂红碗扣式脚手架+定型钢模板”组合模板支架体系施作拱墙，该方案可实现一线多点大面积平行作业。两者不同之处在于：1)原设计方案整体拆除临时支撑完成第一组仰拱、拱墙二衬后，拆除第二组时，由于地板高度超过2 m，造成第二组破除的初支混凝土渣块落入第一组底板甩头位置，难以清理。2)采用先拉通底板，再用组合模架体系施作拱墙，不仅便于清理渣石，而且为拱墙大面积施作提供了一个安全可靠便利的作业面。

2.2方案比选

与目前地铁区间超大断面隧道二衬施工普遍采用的散拼模架、满堂脚手架相较而言，采用组合模架体系进行超大断面二衬施工尚无经验可循。经过对比研究分析，采用组合模架体系方案具有以下优点：

1)风险较低：拆撑时先拆下部导洞间的竖向支撑，且“隔一拆一”，待底板拉通后，再逐组拆除剩余临时支撑，最大程度上减小临时支撑拆除对结构稳定性的影响，有利于控制初支变形和地表沉降。2)节约工期：减少了模架、脚手架体系拆除、搬运和拼装的次数，定型门式台架组装完成后，在驱动装置推动下，自行移动，方便快捷，效率明显提高，且在288 m的大断面区段上，共计采用4组组合模架体系，可最大限度节约工期。3)节约成本：采用满堂脚手架体系，由于拆除、搬运、拼装等大量重复性工作，需要大量人工作业，而采用组合模架体系将显著降低人工消耗量，工费降低明显。考虑到设备投入相比满堂脚手架投入稍大，总体而言，采用组合模架体系能够使工程直接费用降低5 000元/m。4)安全性好：组合模架体系，较少高空拆装脚手架作业量和作业时间，将必然降低有限空间内物体打击等安全事故风险。

2.3方案确定

经过对区间隧道超大断面二衬施工方案进行比较，并综合考虑，决定采用先行拉通底板，再采用组合模架体系施工大断面拱墙的施工方案。

3 定型自行台架+脚手架组合模架体系设计研究

3.1设计方案

由于受拆除初期支护临时支撑卸载影响及施工工艺要求，隧道内作业空间狭小，简易台车除满足足够的强度和刚度要求外，还必须具有较强的可操作性，构(配)件可洞内运输，洞内组装，能够满足4组拱墙平行作业的需求。经过分析研究，最终确定以下组合模架体系设计方案：1)门式台架总长度8 m，门架6榀，尺寸5.555 m×8.21 m(高×宽)，过车净空7 000 mm×4 400 mm，台阶骨架采用15 mm,10 mm厚钢板焊接箱体组装；台架左侧配备定型模板，位于纵向中部，尺寸6 m×1.5 m(长×宽)，面板厚10 mm。2)拱部和右侧边墙脚手架采用碗扣式脚手架+定型模架；碗扣式脚手架横向间距600 mm，纵向间距600 mm；模架每600 mm一榀，模架主要采用42 mm×3.5 mm钢管加工而成，用环向间距600 mm@100 mm×100 mm方木纵向连接成为一个整体，依靠顶托加固。大断面二衬模架体系横断面见图1。

3.2组合模板支架体系特点

矿山法暗挖隧道二衬施工一般采用全液压整体式台车，与组合模架体系比较，区别在于：

1)整体式台车施工隧道侧墙和拱部一次浇筑成形，但对于断面尺寸变化较大的二衬，整体式台车不具备通用性，而组合模架

体系不仅具备侧墙、拱部一次性成形的特点，而且可以大幅度调整模板轮廓和弧度，对于变断面隧道适用强。2)整体式台车设计为整体钢模板、液压油缸脱立模，施工中靠丝杆千斤顶支撑，油缸自进式自动行走，整体轮廓与初支轮廓间距小，不便于移动，而组合模架体系，拱部和右侧模架及碗扣脚手架拆除后，台架与隧道初支轮廓间净空大，对于本工程转角较大的隧道线路，可以任意调整台架位置，模架和脚手架安装后，可与初支轮廓平行，保证二衬设计弧度。3)整体台车需要较大组装空间，必须在组装完成后就位加固，而组合台车更加灵活，底板拉通后，台架可在隧道多个作业面上组装，方便易行。

4 超大断面隧道二衬施工技术

4.1总体施工顺序

总体施工顺序见表1。

表1 施工顺序

4.2二衬施工工艺流程

可移动式门式台架→搭设满堂红碗扣式脚手架→铺设作业跳板→铺设全包防水→防水板验收→安装、绑扎拱墙钢筋→钢筋验收→安装主次龙骨及模板→校正模板高程、位置→模板验收。

5 施工监控量测

本工程CRD法超大断面隧道下穿东三环高架桥及辅路，过往车辆较多，给隧道上方围岩带来了一些扰动，但隧道开挖期间拱顶沉降、地表沉降监测结果显示，沉降在规范允许范围内。在大断面二衬施工期间，主要进行地表沉降监测、初支收敛监测、拱顶沉降监测，在经过4个多月施工中的连续监测，各项监测指标稳定，方案可行。

6 结语

1)在满足空间使用功能前提下，对隧道二衬施工顺序进行优化，为组合模架体系提供了技术可行性。2)将隧道底板拉通后再施工拱墙，可在线路上提供多个作业面，充分利用有限空间进行平行作业，加快了二衬施工进度。3)通过本工程超大断面隧道二衬施工实践，采用组合模架体系成功解决了超大断面、变断面尺寸类型、大转角线路隧道二衬施工难题，对后续类似地铁区间二衬施工有非常的借鉴意义和较高的推广价值。

Researchandapplicationoftwoliningformworktechnologyforsuperlargesectionmetrotunnel

YangChunleiWangErpingGuoHengZengHuaiming

(ChinaConstuctionMunicipalEngineeringCorporationLimited，Beijing100036,China)

Xuzhou Metro Line 1 phase one project CRD method, single hole double line super large section tunnel, length 288 m, two lining outline ellipse. Through comparative analysis, for the first time by unilateral standard span equipped with adjustable template to the bench, and on the other side of the arch construction technology with combination of formwork support formwork with steel formwork setting, and achieved good results.

metro, CRD method, super-large section, econdary lining, support formwork

1009-6825(2017)28-0185-02

2017-07-22

杨春雷(1992- )，男，助理工程师

U455

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