鋼筋擠壓連接技術在北京城鐵工程中的應用

摘　要:根據擠壓連接技術的特點,制定出適合淺埋暗挖地下工程施工中鋼筋連接的施工工藝及獲得的效益。
關鍵詞:擠壓連接;淺埋暗挖
　　在城市淺埋暗挖地下工程中,二襯鋼筋連接通常采用搭接焊,這樣,很容易燒壞防水板,造成二襯結構漏水,因此,防水板的保護成為當今地鐵施工中的一個重要課題,而帶肋鋼筋套筒擠壓連接技術可做到技術先進、安全適用、經濟合理,確保結構安全, 所以早已廣泛應用于地面混凝土工程施工中,為此,作者結合北京城市鐵路東直門地下折返線工程施工實際情況,制定出了淺埋暗挖地鐵隧道中鋼筋擠壓連接的一整套施工工藝,并得到了一定的收效。

1 　工程概況
北京城市快速軌道交通東直門地下折返線位于北京市東直門,暗挖段為雙連拱結構,其起點位于東外大街北側,穿過東外大街后沿東直門外東中街向南止于東環廣場,隧道全長267. 5m , 開挖寬度為12m , 高度為7. 65m(結構形式如圖1) ,平均埋深為9m , 結構拱頂有雨水、污水、電信、上水、熱水等管線25 條,本地段地層從上往下依次為回填土、粉質粘土、粘質粉土、粉細砂、中粗砂, 局部為圓礫,地下水位于結構底板以上1. 5m , 地層含水量豐富, 防水板保護十分重要。

2 　施工工藝
2.1 　初支基面處理
(1) 初支平整度要求:邊墻:D/ L ≤1/ 6 , 拱頂:D/ L ≤1/ 8 (L — 噴射砼相鄰兩凸面間的距離;D —噴射砼相鄰兩凸面間凹進去的深度),否則要用1∶2. 5 的水泥砂漿順平。

圖1 　暗挖雙連拱結構示意圖
(2) 基面上不得有鋼筋、鐵絲和鋼管等尖銳物,否則應從根部割除,并在割除部位用水泥砂漿抹成圓曲面,以免防水層被扎破。　　
(3) 隧道斷面變化或轉彎時的陰陽角應抹成R ≥5cm 的圓弧
或50mm ×50mm 的鈍角。
(4) 底板基面要求平整,無大的明顯的凹凸起伏。
(5) 噴射砼的強度要求達到設計強度。
(6) 防水層施工時基面不得有明水,如有,應施堵或引排。

2.2 　緩沖層的做法
(1) 緩沖層采用1. 2mm 厚ECB 高分子合成樹脂防水卷材及R —PE 閉孔泡沫塑料襯墊。
(2) 緩沖層采用膨脹螺栓或水泥釘和塑料圓墊片固定于已達到要求的噴射砼基面上,固定點之間的間距為500～800m , 邊墻800～1000mm , 底板1500～2000mm 。
(3) 緩沖層之間的搭接寬度為50mm , 搭接部位可采用熱風焊槍進行焊接。
(4) 鋪設緩沖層時應沿隧道環向進行鋪設,不得拉得過緊,以免影響防水卷材的鋪設,同時在分段鋪設的緩沖層連接部位預留≥200mm 的搭接余量。

2.3 　鋼筋擠壓連接
2.3.1 　施工準備
2.3.1.1 　主要參數確定(見表1)
表1 　鋼筋、套筒、模具及主要參數

表1 內參數必須使用專門為地鐵工程設計的六角模具和套筒。T28 、T25 可用G28 、G25 代用。目前,六角壓模有三種規格, 壓模必須成對使用,不得互換,以免接頭擠壓時發生彎折。

圖2 　六角壓模斷面圖
2.3.1.2 　擠壓設備
擠壓施工主要機械設備有壓模、套筒、擠壓,使用前首先檢查壓模與套筒是否配套,擠壓機油壓表及油泵是否完好。
2.3.1.3 　材料檢查
(1) 擠壓前必須對鋼筋端頭的銹皮、泥沙、油污等雜物清理干凈,應對套筒作外觀檢查,對鋼筋與套筒進行試套,如鋼筋有馬蹄或縱肋尺寸過大者,應預先矯正或用砂輪打磨,對不同直徑的套筒不得相互串用。
(2) 鋼筋連接端慶先畫出明顯定位標記,以確保在擠壓時和擠壓后可按定位標記檢查鋼筋伸入套筒的長度。
2.3.1.4 　詳盡的技術交底
由于是第一次使用該工藝,擠壓前必須首先對工人進行培訓,使其掌握操作要領,同時將洞內二襯結構形式,鋼筋操作步驟交代清楚,使每個工人都對工程的各部位了如指掌后,才開始進行洞內擠壓。21312 　施工操作
2.3.2.1 　仰拱鋼筋擠壓連接
由于中洞中隔墻已施工完畢,其兩端底板下層鋼筋位置較低, 先將鋼筋向扳一下,再將底板預留筋按標記位置插入套筒,然后用壓模將套筒卡住,從套筒中央開始擠壓,壓力以60MPa 為宜,待一端壓完以后,再將仰拱鋼筋插入套筒,用同樣方式進行擠壓。
2.3.2.2 　邊拱鋼筋擠壓考慮施工方便,盡可能減少接頭,本工程邊拱鋼筋采用一次連接成功,即邊拱鋼筋直接與中隔墻頂部預留鋼筋及仰拱預留筋進行擠壓,做法如下,先將擠壓機擠壓仰拱與邊拱連接部分鋼筋,再擠壓拱部鋼筋與中隔墻頂部預留鋼筋,由于拱部較高,先將擠壓機置于操作平臺之上固定牢固,然后將套筒按刻度位置插入中隔墻預留鋼筋中進行擠壓,待鋼筋擠壓完成后,再擠壓剩余段鋼筋,并依次類推。2.3.2.3 　操作注意事項
(1) 插入套筒鋼筋端部離套筒長度中點宜≤1cm ;
(2) 擠壓時擠壓機與鋼筋軸線應保持垂直;
(3) 擠壓應從套筒中央開始,依次向兩端擠壓;

(4) 宜先擠壓一端套筒,在施工作業區插入待接鋼筋后再擠壓另一端套筒。
3 　效果檢查
通過擠壓練習及現場實驗,工人的熟練程度大大提高,洞內操作輕便,簡單,擠壓鋼筋圓順度較以前焊接時明顯改善,經過對擠壓接頭現場取證,可以看出,該接頭實驗結果均能滿足設計及規范要求,其性能良好。

4 　結束語
鋼筋擠壓連接技術的使用為工程施工的順利進行提供了有效的幫助,主要包括:
(1) 省時,加快了施工進度。原先,焊接一個鋼筋接頭需要大約12～15min 時間,采用擠壓連接,僅需要5min 時間。
(2) 防水板破損率大大降低。采用焊接接頭,防水板破洞特別多,而采用擠壓連接,防水板幾乎沒有破損,這樣,大大提高了防水效果,減少了堵水費用。
(3) 保證了地下空間空氣的干凈。由于地下通風條件差,鋼筋焊接產生的焊煙很難排盡,對人體危害很大,擠壓連接沒有濃煙的困擾,使洞內工作環境大大改善。
該技術的應用造價略高于焊接,作為地下工程而言利大于弊,況且大大縮短了時間,相信擠壓連接將成為今后地下工程中重要的一種施工工藝。