新增柱加固法施工方案

方案具有明确的格式和内容规范，要求其具有很强的实践性和可操作性，避免抽象和假大空的内容，那么具体如何制定方案呢？下面是小编为大家整理的《新增柱加固法施工方案》相关资料，欢迎阅读！

第一篇：新增柱加固法施工方案

人字柱加固施工方案

#3凉水塔人字柱、塔筒环梁复施工方案

一、工程概况：XXXX电厂#3机组凉水塔已使用约20年，根据现场勘查发现部分人字支柱及塔筒环梁结构底部出现钢筋锈蚀、混凝土保护层破损、局部表面崩裂现象，部分钢筋锈蚀严重已缩径，根据业主要求，我公司针对损坏情况分析研究确定本施工方案。

二、编制依据：

1、现场实际勘查纪录;

2、构件周围综合环境分析;

3、原结构设计图纸;

4、《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006;

5、《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009;

6、《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146：2003;

7、《混凝土结构后锚固技术规范》JGJ145-2004

8、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88

9、《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93

10、《电力建设安全健康与环境管理工作规定》国电电源(2002)49号

11、《电力工业技术管理规定》(试行)(80)电技字第26号

12、《电力建设工程施工技术管理导则》国电电源[2002]896号

13、《电力建设工程质量监督规定》(2002年版)电质监(2002)3号

14、《电力建设文明施工规定及考核办法》电建(1995)543号

15、《电力建设工程质量监督规定》

三、构件损坏原因：

1、 原混凝土构件表面未做任何防腐保护措施导致空气中的CO2 侵入后与混凝土中的碱发生中和反应( 即混凝土碳化)，使钢筋周围的碱性环境变弱，钢筋钝化膜被破坏，从而导致钢筋锈蚀膨胀将混凝土胀破脱落;

2、硫、氯离子引起的钢筋腐蚀，其来源是周围空气和水中的硫、氯等其它化学元素通过混凝土微毛细孔渗入结构内部与钢筋产生化学反应，导致钢筋锈蚀。

3、冻融，在寒冷的季节，混凝土中的水分在0℃以下结冰，这使得其表面和内部由于冰的体积增大而出现胀裂，气温升高时冰融化，反复的冻融使混凝土浅表面由于产生细纹而变得疏松以致脱落。冻融不仅破坏混凝土本身，也使其中的钢筋失去保护而发生腐蚀。

四、加固修复方案：

1、凿掉损坏混凝土表层至坚实混凝土面，暴露出锈蚀钢筋，查看周围相邻结构混凝土是否存在隐患，如发现松动及出现裂痕的混凝土应及时凿除(一般混凝土内部腐蚀及钢筋锈蚀根据表面无法判断)。

2、用钢丝刷或电动钢丝轮打磨锈蚀钢筋表面，去除锈蚀钢筋表面锈皮及锈蚀。

3、用钢筋保护剂MSP直接涂刷在锈蚀钢筋表面，对已经锈蚀的钢筋进行钝化处理，阻止其继续锈蚀。

4、钢筋锈蚀严重的要进行钢筋补筋处理。

5、在暴露钢筋周围的混凝土表面涂刷表面型迁移性阻锈剂,其目的是对锈蚀钢筋的未暴露部位进行保护，阻止其继续锈蚀。

6、采用RM阻锈修补砂浆将缺失的混凝土构件补平并恢复原有轮廓。

7、单独出现裂缝处(如周围混凝土完好)，可采用压力注胶方式将环氧树脂注入裂缝空隙内使破裂的结构重新粘合。

8、修复后的人字柱外围粘贴300g碳纤维布，粘贴方式环箍形状，碳纤维搭接长度≥10cm，其它非环形部位粘贴碳纤维布条，碳纤维外涂抹环养保护砂浆。

9、其它未损坏部位涂刷迁移性阻锈剂一遍(保护混凝土内钢筋)。

10、最后对人字柱及环形梁整体涂刷混凝土保护液一遍。

五、具体施工步骤及工艺：

1、操作平台搭设：采用移动架或脚手架搭设施工平台，采取有效可靠的连接方式将脚手架固定，增设支撑点和拉节点，保证登高作业人员安全。

2、混凝土剔除、除锈、涂刷钢筋保护剂： 2.1将需剔除的混凝土范围在构件上标出记号。

2.2采用震动小的电镐将标记范围内的混凝土凿除，直至结实完好的混凝土层，如施工过程中发现结构损坏严重的构件应立即停止施工并报告相关技术人员，采取有效的支撑措施及加固方案后方可施工。 2.3用角磨机将钢筋的锈蚀打磨干净。

2.4将剔除后的混凝土表面清理干净，除锈后钢筋用丙酮擦拭干净，转至下一道工序。

2.5钢筋除锈完成后涂刷MSP钢筋阻锈剂一遍，中间不得间隔，防止钢筋再次生锈，涂刷MSP钢筋阻锈剂后，在增补一边环氧树脂对钢筋起到双层保护作用。

3、钢筋增补、RM阻锈砂浆修复：

3.1钢筋锈蚀严重部分必须进行钢筋增补，增补方式采用植筋或焊接，若钢筋缺失太多必须进行加大截面处理。

3.2箍筋增补采用局部开槽方式，钢筋直径与原箍筋相等，绕人字柱一周后搭接，搭界长度双面焊接>5d。

3.3纵向钢筋局部锈蚀严重缩径部分可在钢筋侧面开槽，槽深、宽能将钢筋放进去为准，新增钢筋与原钢筋焊接钢筋长度>锈蚀钢筋3倍。

3.4人字柱损坏严重以及钢筋严重锈蚀长度超过1/3时，新增补钢筋采用化学植筋的方式进行锚固，锚固后对柱截面加大，支模板后采用高墙无收缩灌浆料灌注。

3.5对新增补的钢筋涂刷MSP钢筋阻锈剂一遍后，手工涂抹RM阻锈修复砂浆，大面积损坏部位可采取喷涂方式，然后人工抹平或抹出原有轮廓。

4、裂缝处理、注胶：

4.1施工前先用裂缝放大镜观察混凝土构件裂缝走向，根据裂缝密度确定需要注胶处理的裂缝长度。

4.2清除裂缝表面的浮渣、灰尘、碎屑、油污，保持裂缝内部干燥及表面不得有明水，保持表面清洁、干燥、无油污状态，对受损严重的裂痕或缺损需要用环氧树脂砂浆进行修补。

4.3注胶嘴必须骑缝粘贴，注胶嘴的间距与裂缝宽度有关，根据裂缝大小注胶嘴的间距为150—400mm，每条裂缝的胶嘴不得低于2个，保证缝内空气流畅。 4.4在预计要贴注胶嘴的裂缝位置留出5mm的位置贴上胶布条，再用油灰刀将封缝用胶沿裂缝涂抹直至裂缝完全封闭，。大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝。然后，用密封胶将注胶嘴在预留的小缝处骑缝粘上，整个底座都要用密封胶包严，固化后周边可能有裂口，必须反复用封缝用胶补上，以免注胶时漏胶。3小时后进入下一道工序。

4.5注胶前要进行试漏，目的是检查裂缝贯通的程度，以便注胶时掌握进浆情况，检查封闭质量，是否有漏气现象。试漏要逐条裂缝进行。每条连通的裂缝，先将注胶嘴用塞子堵上，留一个嘴用补缝器压气，在封闭的裂缝上涂肥皂水进行试漏。如有漏气则会出现冒泡现象，漏气处如果只是发泡而不冲破，一般不会再注胶时产生渗漏，否则用密封胶堵补，试漏过程是施工的重要环节，否则注胶时一旦出现漏胶或进胶不畅，将会造成注胶中途失败，重新返工。

4.6注胶操作一般在粘注胶嘴的3个小时后进行，气温在30℃以上时，2时间就可注胶。注胶前先调配裂缝修补专用胶，在塑料杯中分别倒入注缝胶甲液和乙液，按重量比甲液:乙液=4:1混合均匀备用。

4.7将配置好的注胶液倒入专用的注胶罐内，密封进料口，检查各管路接头，保证无漏气、漏胶后将送胶管牢固的固定在注浆嘴上，打开储气罐阀门(压力一般达到0.3—0.6Mp)，借助压力将注胶液送经注胶嘴压入混凝土裂缝中。 4.8当相邻的注胶嘴中流出胶液时，立即用塞子堵住注胶嘴，继续灌胶直到该裂缝上最后一个注胶嘴冒胶并堵住塞子3—4分钟。将进胶管移到相邻注胶嘴重复注胶。垂直缝，一般由下往上注胶，水平缝，从一端向另一端逐个注胶，直到注满为止。

4.9当裂缝较长时，在注胶过程中当相邻的注胶嘴冒胶，而隔相远的注胶嘴长时间不冒胶时，应将送胶管环到另一个相邻不冒胶的注浆嘴上，继续采用接力的方式渐进式注胶。

4.10有脉向裂缝出现时，应先由“支”再到“干”的次序方进行施工，以减少裂缝中胶液固结时间的收缩量。

4.11每条裂缝施工时间应控制40分钟以内完成(由配制胶液完成算起)。试气和灌胶压力，宜逐渐增大，过高的初始压力容易冲破封闭层的薄弱点，造成漏胶，也容易使胶液在缝隙中流动过快形成短路，使裂缝中密封气囊中的空气不能排出造成缺胶和气泡。

4.12养护期常温下为48小时，如温度太低时间延长

5、碳纤维加固：

5.1确定粘贴碳纤维布的范围，并放线定位。

5.2按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度应和粘接面通长。 5.3配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。

5.4人字柱环形粘贴碳纤维布时，柱的周长是1.88m，粘贴碳纤维布的长度应大于1.98m，搭接长度不得小于10cm。碳纤维布的宽度根据修补范围的高度而定，其它非环形部位粘贴碳纤维布条，碳纤维条长度每端大于修补长度40cm，宽度大于修补宽度每边10cm。

5.5用特制刮板在碳纤维布表面沿同一方向反复挤压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使碳纤维布充分浸润胶料。

5.6裂缝修补部位粘贴环形补强环带，根据人字柱损坏程(度重损坏的环带间距为300mm，轻度损坏的环带间距为500mm)环带宽度为20cm。 5.7在碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。

5.8碳纤维布沿理纹方向的搭接长度不得小于100mm。粘贴碳纤维布应尽量避开障碍物，如遇无法清除的障碍物而需截断时，在截断部位要予以适当处理，具体措施应视不同情况而定。

5.9碳纤维粘贴完成后，外表面涂抹环氧砂浆一遍。

6、表面处理：

6.1未损坏的部位整体涂刷迁移性阻锈剂一遍，对未损坏的混凝土及钢筋. 6.2对所有人字柱和环梁涂刷JS混凝土保护剂一遍。

六、安全技术措施

1、参加施工人员必须经安全教育培训考试合格方可进入施工现场，必须遵守《安规》，遵守公司关于《现场文明施工管理规定》的有关内容。

2、操作工、电工、电焊工、架子工等特殊工种作业人员必须持有效证件上岗。

3、开工前技术人员必须进行技术交底，使施工人员了解施工内容、方案和安全注意事项，明确各工种岗位职责，并在安装中严格执行;专职安全员进行安全监督。

4、施工区域内拉好围栏，与施工无关的人员不得进入高温、起吊、拖运施工现场;进入现场的人员必须正确佩戴防护用品;高处作业必须系好安全带，安全带应系在牢固的结构上，其高度一般不低于腰部。

5、施工前对各类转动设备、辅机、仪表、仪表盘柜、精密设备等设备，用油布覆盖保护。

6、参与施工的卷扬机、电焊机、链条葫芦、钢丝绳、滑轮组等工器具必须经认可后投入使用。

7、在加固施工的过程中，必须统一指挥，各重要部位、检查点都必须设专人监护，要求分工明确，责任到人。

8、施工区域内拉好围栏或做好标志。非施工人员不得擅自入内。

9、作业时严禁手扶、跨越运行中的钢丝绳，不得在导向滑轮内部逗留或通过。

10、施工现场严禁将设备管道和保温外装板作为吊装的支持物，不得将设备或管道作为电焊引弧点。

11、链条葫芦禁止在设备、临时设施上生根。

12、使用撬棒时，注意防止撬棒打滑、断裂伤人。

13、严禁乱动非工作范围内的安全设施。

14、施工完毕后，应对现场进行清扫，除去油污、对损害部分进行修补、恢复，剩余的材料、边角料、施工设备及时出厂，确保电厂正常生产运行。

七、文明施工规划目标

1、严格按照ISO14001环保认证体系有关规定施工;

2、安装过程中产生的废料应分类定点存放并挂标志牌;

3、安全防护为主，杜绝大小事故发生;

4、文明施工责任区划分明确合理，标识清晰，责任到人，调整及时，考核严格;

5、施工区域内不得堆放物料，安全区域物料最放整齐，施工定置管理方案明确到位;

6、施工作业环境保持整洁卫生，减少环境污染和职业危害;

7、工程全过程坚持文明施工“五清”原则，突出“随干随清”;

8、参加本项目施工人员均受到安全文明施工教育培训并有效，杜绝野蛮施工。

第二篇：加固施工方案(增大截面法)

增大截面法加固框架梁施工方案

一、缘由

15#楼二层1轴交B、C轴结构梁在施工过程中，将KL-1(5B)梁截面加宽部位漏做，致使梁截面尺寸由490×770变为250×770，故在后续施工中须将该处梁增大截面加固。

二、 主要施工工艺：

施工放线—清理、修整原有梁—原有梁表面凿毛及清理—加固梁梁侧面开洞—植筋成孔—钢筋绑扎—验收—模板安装及加固—灌浆料浇筑

三、主要加固施工程序

1、清理、修整、凿毛原结构梁

对原混凝土结构梁的表面，清除疏松、蜂窝、麻面的劣化混凝土，须凿出原有箍筋，并对该处梁截面进行处理凿毛，并将表面浮灰清理干净，在浇筑前涂刷混凝土界面结合剂一道。

2、安装新增钢筋(包括种植箍筋)并与原钢筋、箍筋连接。 1)钢材要求：钢筋应有出厂质量保证书和试验报告书单，并按规定取样做力学性能试验和焊接试验，合格后方可使用。

2) 钢筋加工：严格按照施工图纸要求完成钢筋翻样工作，确定所采用的钢筋型号、规格、下料长度、所成形钢筋形状、钢筋所使用的部位根数。再由现场钢筋工根据翻样单确定成形钢筋，在成形钢筋过程中，质检员要随时检查成形钢筋是否合格，不合格者坚决返工。 3)钢筋连接：本工程中新增受力钢筋(HRB400 Ø18)保护层厚度为30mm，面筋在加固梁段应通长配置，中间不得断开。受力钢筋沿梁侧面间距200mm设置，植筋完成48小时后再进行钢筋绑扎(详见示意图)。连接好后质检员要逐一进行检查，最后由质检员、监理人员或业主方人员对钢筋工程进行隐蔽验收后才能进入下道工序。

3、模板工程

1)模板安装：模板采用清水模板，用50×80木方作横档，间距250，采用钢管加固，间距1000mm。

2) 模板拆除、清理和保管：砼浇捣完毕后，应在砼强度能够保证其表面棱角不因拆模而损坏后拆除。模板拆除后，及时按种类、规格进行清理并运离拆模场所，扣件、钢管要及时清理，防止锈蚀。

4、浇筑混凝土

1)本梁段加固构件扩大截面采用C30灌浆料浇筑。

2)灌浆料制备：灌浆料搅拌时严格按照厂家提供的配合比用水量加水、搅拌均匀、无浮浆即可使用。搅拌用水必须采用饮用水。 3)砼浇筑：砼浇筑前，须对原结构进行凿毛清洗处理。清洗完毕后，与原混凝土接头的地方需涂刷水泥净浆作为界面剂。

6)砼养护：砼浇捣后，灌浆料在浇捣完毕后4小时以内就开始养护，经常洒水使其保持湿润，养护时间不少于7天。洒水次数以能保证砼表面湿润状态为佳。

5、植筋施工注意事项

(1)、 植筋后24小时内，不得扰动、碰撞钢筋。 (2)、 植筋后48小时后，方可进行后续工序施工。

(3)、 植筋在与其它钢筋绑扎或焊接时，不得采用外力强行撬压植筋。

第三篇：梁柱加固施工法（推荐）

1.2 包角钢加固在原柱子四角包E 100×10角钢，并用乳胶水泥砂浆使角钢与柱混凝土紧密粘贴牢固。沿柱高再将扁钢箍(间距450mm)与角钢焊接牢固(图1)。具体作法如下。

图1 柱包角钢加固作法

(1)配制乳胶水泥时，要求乳胶(聚醋酸乙烯乳液)含量为水泥重量的5%～10%，加水适量，呈膏状体。

(2)采用乳胶水泥粘贴外包型钢时，应先在柱角(预先应做处理)上抹厚5mm 的乳胶水泥，随即贴上角钢。为防止角钢松脱，应用特制夹具在柱的两个方向将4根角钢与柱子牢牢夹紧(夹具间距以500mm 为宜)，然后将扁钢(-50×5)箍与角钢焊接，并应交错施焊，防止过热，在乳胶水泥初凝前必须完成。

(3)如上下柱子均需用此方法加固时，应使用通长角钢，不要断开。所有外包型钢施工完毕后应在型钢表面抹一层1∶2水泥砂浆(厚20mm)，抹面层时严格按北京市《分部项目工程工艺规程》执行，防止空鼓、裂缝。

(4)柱上下与楼板连接处可根据柱子受力要求加角钢套箍(图2)，以加强柱子受力性能。

图2 柱脚角钢套箍

1.3 柱综合加固法

除以上两种柱子加固方法外，还有一小部分采用综合加固方法，即把以上两种方法综合使用，如图3所示。

图3 柱综合加固方法

2 钢筋混凝土梁的加固

梁加固比柱子加固复杂，操作也较困难，部分楼板需开大洞(作管道间使用)，因此除楼板加固外，还需要新增加次梁。根据受力情况，梁的加固可分为以下几类。 2.1 新增加次梁

一般在两根主梁的跨间加一根次梁。由于楼层荷载有较大幅度增长(如增加隔断墙和卫生间设备等)，且增设次梁后主梁受力情况也发生改变，故主梁也需进行加固。次梁加固方法如下：(1)支护楼板(留出新次梁的位置)，然后沿梁长按梁宽度凿去楼板混凝土;(2)安装主梁与次梁交接处的钢板套箍(用作次梁支座用，见图4);(3)焊上托钢筋的小块钢板，安装次梁主筋;(4)支新次梁底模，绑扎梁钢筋、箍筋等，再合上侧模，加支撑;(5)浇筑新次梁混凝土及养护。

图4 主梁与次梁交接处作法

2.2 主梁加强作法 2.2.1 主梁贴钢板法加固

采用钢板粘结加强时，分两种情况：一种是只加粘梁底面，另一种是除加粘底面外，还要加粘梁的两侧。这两种加强方法均需在靠近柱位置沿梁长设置钢板箍若干个，并用胶将梁底及梁侧的钢板与原有梁的混凝土贴紧粘结牢固。为便于固定，安装钢板时可通过膨胀螺栓，使已涂上胶的钢板与钢筋混凝土梁贴紧粘结牢固，以防钢板在胶凝固前滑脱，同时也起到钢板与混凝土梁紧密贴合的作用(图5)。

图5 梁加固图(a)加固立面;(b)梁端新增钢筋与柱交接处平面;(c)梁加固剖面

2.2.2 在受拉区焊附加钢筋

为减少梁底剔凿量，采取间断剔凿(中距400mm)，沿梁长方向的混凝土保护层间断剔凿，剔出部分应露出原钢筋1/2，焊上短钢筋(同原钢筋截面)，再在短钢筋上焊新增通长钢筋，然后再将梁的下部钢筋位置补上新混凝土。浇筑混凝土前可先将两侧模板支上，然后喷射细石混凝土。此方法较为复杂，但加固后梁的受力性能较好(图6)。

图6 焊附加钢筋加固法

以上图示中均设有钢板套箍，其作用是分力，因此又名分力钢板套箍，其具体尺寸如图7所示。

图7 钢板套箍示意

3 楼板加固

因使用功能发生变化，需增设管道间和线路，且要增加大量内隔断墙，因此原楼板的设计荷载将有较大幅度的增加。为此除在梁间再加1或2根小梁外，还要局部对原楼板进行加固。加固方法主要是在原楼板上下各加钢板条，在指定的部位用胶粘贴后，再用M12对穿螺栓(后改为膨胀螺栓)将楼板紧紧夹住，以提高其受力性能，钢板条采用200mm 宽、5mm 厚带钢。

楼板加固时，按该板承载的隔断墙位置及需新开洞口尺寸及位置确定钢板带位置。加固方法如图8所示。

图8 楼板加固法

(一)

实际施工中，因M12对穿螺栓安装十分困难，后改用膨胀螺栓上下对称固定的方法。该膨胀螺栓在钢板条端部100mm 处应设置4个，在纵横两块钢板条的叠合部分亦设置4个，在钢板条的其他部分放2个(沿钢板条的短向即200mm)，膨胀螺栓中距为300mm，如图9所示。

图9 楼板加固法

(二)

4 加固工艺要求

(1)采用外包钢筋混凝土围套加大柱截面或在原有柱的一侧加大柱截面时均应将原柱混凝土棱角打掉，表面凿毛后刷素水泥浆(水灰比以0.4为宜)一道，随即浇筑细石混凝土，注意加强养护，防止裂缝。

(2)采用粘钢板加固梁、板时，应将原混凝土结构面上的油垢污物刷洗干净，然后再对结合面进行打磨，除去2～3mm 厚的混凝土表层浮皮，并清除表面上的粉尘后再涂刷粘合剂。钢板粘结面应经除锈和粗糙处理，粘钢板加固后，外露的钢板应根据装修要求，用水泥砂浆(或环氧砂浆)做保护层(厚度不小于20mm)。

(3)在原有钢筋混凝土构件上打锚杆与新构件拉结时，应先用探测仪测出原构件内的钢筋位置，然后钻孔，以免损伤原构件内的钢筋。

(4)在原有楼板上打洞时，当洞口直径或边长a≤300mm 且相邻两洞边净距≥300mm 时，一般不采取加固措施;当300mm

图10 楼板凿洞洞口处理

(5)在原楼板或墙上打洞前，应先用探测仪测出板或墙内钢筋位置，打洞宜用机械方法(用金刚石空心钻头)。人工打洞应轻敲慢凿，尽量不损伤原钢筋。成孔后洞边用1∶2水泥砂浆抹平。

(6)原有楼板洞和墙洞需封堵时，当洞口直径或边长a≤300mm 时，可将洞边凿毛，用素混凝土封堵;当300mm1000mm，应另出图施工。

图11 孔洞封堵作法

(7)原有钢筋混凝土构件加固前需先做试验，取得经验后再全面推开。施工时视具体情况应加设临时支撑，以确保施工安全。当采用结构胶粘钢加固或钻孔埋设钢筋时，必须由具有资质的专业施工单位完成。

(8)填充墙与柱之间新加的拉结钢筋应根据填充墙在建筑平面中的位置，采用如图12所示方法预留。填充墙与已施工的柱之间的拉结方法为先用膨胀螺栓固定在柱上(膨胀螺栓的数量和直径应与拉结筋数量和直径相同)，然后在膨胀螺栓上焊接拉结筋。

图12 填充墙与柱的拉结方法

(9)对于通过短钢筋与原有钢筋焊接的钢板或钢筋和原有混凝土间的缝隙，应用M15水泥砂浆灌满，喷射混凝土，原柱与所有加固的钢板或角钢之间所有缝隙也必须用M15水泥砂浆灌满。

(10)所有需粘钢加固的构件加固前应进行卸荷，锚固粘钢板的型钢套箍需与钢板焊接时，必须做到先焊后粘。有困难时可通过设计单位采用结构胶钢-钢粘接锚固法，锚固长度应根据所用结构胶的粘接抗剪强度由设计单位经计算确定。

(11)加固后钢板表面应抹水泥砂浆保护层，如钢板表面积较大，可粘一层钢丝网或粘一层细石。保护层厚20mm。有吊顶时可涂刷防锈漆、防火漆。

第四篇：应用冻结法加固地铁工程的结构施工研究

摘要:主要介绍了上海地铁明珠线蓝村路站-浦东南路站区间隧道联络通道、泵站采用水平冻结加固情况下,隧道支护及结构施工过程,分析了隧道内矿山法施工旁通道对地表及隧道结构产生的影响及解决措施,指出了矿山法施工技术在市政及地铁工程施工中的技术可行性。

关键词:水平冻结;隧道支护;结构施工 1 前言

由于受城市地面道路、建筑和地下管线的影响,在地铁隧道施工中,传统的明挖施工技术受到挑战,而隧道暗挖施工技术,因其很少占用地面施工场地、无环境污染、施工安全性高等优势,在北京、广州、上海等城市地铁施工中得到推广应用。2002年6月至11月上海地铁明珠线蓝村路站-浦东南路站区间隧道联络通道、泵站工程采用全断面水平冻结法加固、矿山法开挖支护施工顺利完成。 2概述 2.1工程内容

上海地铁明珠线二期蓝村路站—浦东南路站区间隧道旁通道及泵站(以下简称旁通道)位于两站区间隧道中部。旁通道由与左右线隧道正交的水平通道及通道中部的集水井组成(图1)。按设计,旁通道位置上、下行线隧道的中心标高分别为-15.007m和-15.806m,上、下行线隧道中心线间距13481.9mm。通道为直墙圆弧拱结构,集水井为矩形结构,通道和集水井均采用两次衬砌,其中初衬厚度为200mm,通道墙、拱和集水井内衬厚度为400mm,通道底板和通道与隧道连接处(喇叭口)内衬厚度为1000mm。通道的开挖轮廓高约4.23m,宽3.2m,局部(喇叭口处)高4.83m,宽4.4m;泵站开挖轮廓长4.2m,宽3.2m,深2.2m。

2.2 工程地质条件

旁通道位置地面标高为4m左右,隧道上覆土层厚度按19m考虑。根据附近地层情况,旁通道施工范围内土层主要按灰色淤泥质粘土、灰色粘土和灰色粉质粘土考虑,具有孔隙比大、含水丰富、承载力低、容易压缩和在动力作用下易流变的特点,开挖后天然土体本身难以自稳。 2.3 工程难点

① 地质条件差,淤泥质粘土承载力低,含水率高,易流变; ② 在盾构区间隧道内施工,施工点距区间隧道两端车站均有1km左右的距离,施工场地狭小; ③ 工程地处浦东新区东方路,通道上方地面为一栋二层楼的超市,通道开挖引起的地表沉降量必须严格控制,不能超过30mm。

因此,在该地层内开挖构筑旁通道,需要先对施工影响范围内的土体进行稳妥、可靠的加固处理。经反复论证决定采用水平冻结法加固。该工法具有安全性好,不污染环境等优点。因此本工程设计包括旁通道周围土层的冻结加固和开挖构筑施工两部分内容。设计地层冻结加固体积约为2100m3,挖掘土方和浇注混凝土体积分别为220m3和120m3。采用这种加固方法就要求旁通道及泵站结构施工中的开挖工艺、支护参数等与之相适应。 3 施工方法与施工工序

根据上述施工条件,并结合上海地铁二号线旁通道施工经验,拟采用“隧道内水平冻结加固土体,隧道内开挖构筑”的全隧道内施工方案。即:在隧道内采用冻结法加固地层,使旁通道外围土体冻结,形成强度高、封闭性好的冻土帷幕,然后在冻土帷幕中采用矿山法进行通道及泵站的开挖构筑施工。

水平地层加固和开挖构筑的主要施工工序:施工准备→隧道管片开孔和安装孔口管→冻结孔钻进,安装冻结器与冷板,同时安装冻结制冷系统→安装冻结盐水系统和检测系统→冻结运转,同时进行隧道支撑→探孔试挖,拆钢管片→通道掘进与初衬→通道防水层施工与内衬→泵站开挖与初衬→泵站防水层施工与内衬→停止冻结,封孔→壁后充填注浆。冻结孔施工和旁通道初衬施工为本工程的关键工序,防水层和旁通道内衬施工为特殊工序。 4 联络通道临时支护参数

由于冻土具有明显的蠕变特性,特别是粘性土层,这种特征更加明显,随着旁通道的掘进施工,冻结壁被暴露在空气中,冻土的蠕变随时间的延长而增加。为控制冻结壁的变形,要对冻结壁采取有效的临时支护,以免冻结壁变形破坏。

将旁通道的支护结构简化成由三段简支梁组成的一个半封闭结构。由于拱顶部分的冻结壁较厚,冻结壁变形较小,作用在支架上的荷载主要作用在支架两侧的柱腿上。假设作用在支架腿上的载荷为均布荷载,最大弯距发生在柱腿中部,根据变形协调条件,柱腿中部的挠度f同冻结井壁的允许变形相等,即:

ua=f=5qL4/381EI

(1)

式中:ua为冻结壁的变形量;E为支架的材料弹性模量;I为支架惯性矩;L为支架柱腿的长度;q为作用在支架腿上的均布荷载,q值可根据式

ua=(1+u)(p-pi)a/A(t×τ)确定。

式中:τ为冻土的侧压力系数;A为冻土的弹性模量;p为作用在冻土外侧的压力;pi为支架对冻土壁的反力;a为旁通道宽度的一半;t为冻结壁的温度系数;u为支架的间距。

已知ua=2cm=0.02m,u=1/2=0.5,A=40MPa,p=20×1.8×104=3.6×105Pa;a=1.7m Pi=P-A·Ua(t×τ)/α(1+u)=4.6×104Pa设支架的排间距为0.5m,则每个支架上的荷载为

q=pi/2=2.3×104Pa 由式(1)得

I=5qL4/381UaE

L=3.8m,q=2.3×104Pa,E=2.1×105MPa,Ua=0.02m代入上式得:

I=1498cm4

根据工字钢的转动惯量可知

I16=1130cm4 I18=1660cm4>1498cm4

故选用18号工字钢作为支架的支护材料,考虑到支架的刚度及稳定性,每个支架加有中梁及底梁。 5旁通道开挖构筑工艺

旁通道的开挖从占用隧道一侧向另外一侧隧道进行水平暗挖,根据冻土的发展规律,同时考虑工期、隧道占用时间等因素,旁通道的开挖构筑施工应尽量同冻结孔施工占用同侧隧道。旁通道的开挖构筑在一个完全封闭的冻土帷幕内进行,冻土帷幕为一个底部较厚的直墙圆拱形,冻土墙设计厚度1.2m,冻土强度4～6MPa,旁通道及泵站的施工采取全断面开挖。

在打开钢管片前应对各种量测资料及测温孔中测得的冻结壁发展情况、冻结时间等进行综合分析,当分析结果同设计基本相符时,即可进行试开挖。由于冻土强度较高,冻结壁本身起着临时支承作用,开挖过程中为避免冻结壁暴露后产生蠕变,造成冻结管断裂,在掘进过程中要及时对冻结壁进行临时支护,并对冻结壁及时封闭,减少冷量损失。旁通道的开挖构筑要充分利用冻土的强度特点,经过科学施工,严格管理,将加固地层自身的稳定性与合理的临时支护有机的结合起来,控制开挖步距,加强工程监测, 将整个通道的开挖及临时支护完成之后,一次进行防水层和结构混凝土浇筑施工。这样不仅简化了旁通道及泵站开挖构筑施工工艺,缩短了工期,加快了施工速度,而且提高了工程质量。

6 上海轨道交通明珠线二期蓝村路站-浦东南路站区间隧道旁通道及泵站施工情况

上海轨道交通明珠线二期蓝村路站-浦东南路站区间隧道旁通道及泵站开挖构筑工作自2002年10月6日开始施工,10月11日旁通道部分采用矿山法开挖挖通,11月17日整个旁通道及泵房结构施工完毕。监测结果显示地表最大沉降量为16mm,隧道内管片最大沉降量为6mm。这说明采用冻结法加固的情况下,用矿山法开挖地铁旁通道对周边环境的影响完全处在安全范围内。该旁通道工程的成功实施,为上海市区建筑物下地铁隧道施工及过江隧道施工积累了有益的经验,是冻结法加固地层矿山法开挖在市政工程中的一次成功实践。 参考文献: [1]陶龙光,巴肇伦.城市地下工程[M].北京:科学技术出版社,1999. [2]孙钧.地下工程设计理论与实践[M].上海:上海科学技术出版社,1996. [3]陈仲颐,周景星,王洪瑾.土力学[M].北京:清华大学出版社,1997.

第五篇：墩柱模板施工专项施工方案

本工程桥梁墩柱为圆形实心柱，柱高最大为12米，最小为5米，为保证墩柱外观质量，墩柱模板采用定型钢模板，在工厂定做且预拼符合要求后方可运至现场。模板的厚度大于4mm，直径分别为1.2m、1.5m、1.8m，标准节1.5m，另配1.0m节长。模板之间用螺栓紧固，四周用12#槽钢柱箍加固，柱箍间距1m。

钢模板到场后，派专人进行刨光打磨除锈，要求模板打磨至露出金属光泽为止，并进行试拼装，对模板进行编号，保证模板的连接无错台，无露缝和模板平整度，采用专用，采用专用脱模剂，在使用前均匀涂抹，模板拼装时，拼接加海绵条，防止漏浆，拼装好后，内壁刮腻子找平，模板底采用砂浆抹带。

模板在地面拼装完毕后，使用吊车就位，顶部用4根防风缆绳拉紧加固，底部用预埋在桩柱变径内的钢筋固定。

用吊车吊起模板缓慢从钢筋笼外套入，然后根据测量放线就位，最后用定位螺栓进行定位，使模板拼缝紧密，然后用紧绳器进行调整模板垂直度，由测量人员用经纬仪从水平、垂直两个方向进行控制。模板下端用木楔将模板与预埋的钢筋顶紧，上端用四道钢丝绳拉紧，支模立好后由测量人员测出设计标高并在模板内侧做好记号