钢筋挤压连接技术在北京城铁工程中的应用
摘 要:根据挤压连接技术的特点,制定出适合浅埋暗挖地下工程施工中钢筋连接的施工工艺及获得的效益。
关键词:挤压连接;浅埋暗挖
在城市浅埋暗挖地下工程中,二衬钢筋连接通常采用搭接焊,这样,很容易烧坏防水板,造成二衬结构漏水,因此,防水板的保护成为当今地铁施工中的一个重要课题,而带肋钢筋套筒挤压连接技术可做到技术先进、安全适用、经济合理,确保结构安全, 所以早已广泛应用于地面混凝土工程施工中,为此,作者结合北京城市铁路东直门地下折返线工程施工实际情况,制定出了浅埋暗挖地铁隧道中钢筋挤压连接的一整套施工工艺,并得到了一定的收效。
1 工程概况
北京城市快速轨道交通东直门地下折返线位于北京市东直门,暗挖段为双连拱结构,其起点位于东外大街北侧,穿过东外大街后沿东直门外东中街向南止于东环广场,隧道全长267. 5m , 开挖宽度为12m , 高度为7. 65m(结构形式如图1) ,平均埋深为9m , 结构拱顶有雨水、污水、电信、上水、热水等管线25 条,本地段地层从上往下依次为回填土、粉质粘土、粘质粉土、粉细砂、中粗砂, 局部为圆砾,地下水位于结构底板以上1. 5m , 地层含水量丰富, 防水板保护十分重要。
2 施工工艺
2.1 初支基面处理
(1) 初支平整度要求:边墙:D/ L ≤1/ 6 , 拱顶:D/ L ≤1/ 8 (L — 喷射砼相邻两凸面间的距离;D —喷射砼相邻两凸面间凹进去的深度),否则要用1∶2. 5 的水泥砂浆顺平。
图1 暗挖双连拱结构示意图
(2) 基面上不得有钢筋、铁丝和钢管等尖锐物,否则应从根部割除,并在割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面,以免防水层被扎破。
(3) 隧道断面变化或转弯时的阴阳角应抹成R ≥5cm 的圆弧
或50mm ×50mm 的钝角。
(4) 底板基面要求平整,无大的明显的凹凸起伏。
(5) 喷射砼的强度要求达到设计强度。
(6) 防水层施工时基面不得有明水,如有,应施堵或引排。
2.2 缓冲层的做法
(1) 缓冲层采用1. 2mm 厚ECB 高分子合成树脂防水卷材及R —PE 闭孔泡沫塑料衬垫。
(2) 缓冲层采用膨胀螺栓或水泥钉和塑料圆垫片固定于已达到要求的喷射砼基面上,固定点之间的间距为500～800m , 边墙800～1000mm , 底板1500～2000mm 。
(3) 缓冲层之间的搭接宽度为50mm , 搭接部位可采用热风焊枪进行焊接。
(4) 铺设缓冲层时应沿隧道环向进行铺设,不得拉得过紧,以免影响防水卷材的铺设,同时在分段铺设的缓冲层连接部位预留≥200mm 的搭接余量。
2.3 钢筋挤压连接
2.3.1 施工准备
2.3.1.1 主要参数确定(见表1)
表1 钢筋、套筒、模具及主要参数
表1 内参数必须使用专门为地铁工程设计的六角模具和套筒。T28 、T25 可用G28 、G25 代用。目前,六角压模有三种规格, 压模必须成对使用,不得互换,以免接头挤压时发生弯折。
图2 六角压模断面图
2.3.1.2 挤压设备
挤压施工主要机械设备有压模、套筒、挤压,使用前首先检查压模与套筒是否配套,挤压机油压表及油泵是否完好。
2.3.1.3 材料检查
(1) 挤压前必须对钢筋端头的锈皮、泥沙、油污等杂物清理干净,应对套筒作外观检查,对钢筋与套筒进行试套,如钢筋有马蹄或纵肋尺寸过大者,应预先矫正或用砂轮打磨,对不同直径的套筒不得相互串用。
(2) 钢筋连接端庆先画出明显定位标记,以确保在挤压时和挤压后可按定位标记检查钢筋伸入套筒的长度。
2.3.1.4 详尽的技术交底
由于是第一次使用该工艺,挤压前必须首先对工人进行培训,使其掌握操作要领,同时将洞内二衬结构形式,钢筋操作步骤交代清楚,使每个工人都对工程的各部位了如指掌后,才开始进行洞内挤压。21312 施工操作
2.3.2.1 仰拱钢筋挤压连接
由于中洞中隔墙已施工完毕,其两端底板下层钢筋位置较低, 先将钢筋向扳一下,再将底板预留筋按标记位置插入套筒,然后用压模将套筒卡住,从套筒中央开始挤压,压力以60MPa 为宜,待一端压完以后,再将仰拱钢筋插入套筒,用同样方式进行挤压。
2.3.2.2 边拱钢筋挤压考虑施工方便,尽可能减少接头,本工程边拱钢筋采用一次连接成功,即边拱钢筋直接与中隔墙顶部预留钢筋及仰拱预留筋进行挤压,做法如下,先将挤压机挤压仰拱与边拱连接部分钢筋,再挤压拱部钢筋与中隔墙顶部预留钢筋,由于拱部较高,先将挤压机置于操作平台之上固定牢固,然后将套筒按刻度位置插入中隔墙预留钢筋中进行挤压,待钢筋挤压完成后,再挤压剩余段钢筋,并依次类推。2.3.2.3 操作注意事项
(1) 插入套筒钢筋端部离套筒长度中点宜≤1cm ;
(2) 挤压时挤压机与钢筋轴线应保持垂直;
(3) 挤压应从套筒中央开始,依次向两端挤压;
(4) 宜先挤压一端套筒,在施工作业区插入待接钢筋后再挤压另一端套筒。
3 效果检查
通过挤压练习及现场实验,工人的熟练程度大大提高,洞内操作轻便,简单,挤压钢筋圆顺度较以前焊接时明显改善,经过对挤压接头现场取证,可以看出,该接头实验结果均能满足设计及规范要求,其性能良好。
4 结束语
钢筋挤压连接技术的使用为工程施工的顺利进行提供了有效的帮助,主要包括:
(1) 省时,加快了施工进度。原先,焊接一个钢筋接头需要大约12～15min 时间,采用挤压连接,仅需要5min 时间。
(2) 防水板破损率大大降低。采用焊接接头,防水板破洞特别多,而采用挤压连接,防水板几乎没有破损,这样,大大提高了防水效果,减少了堵水费用。
(3) 保证了地下空间空气的干净。由于地下通风条件差,钢筋焊接产生的焊烟很难排尽,对人体危害很大,挤压连接没有浓烟的困扰,使洞内工作环境大大改善。
该技术的应用造价略高于焊接,作为地下工程而言利大于弊,况且大大缩短了时间,相信挤压连接将成为今后地下工程中重要的一种施工工艺。
