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2.2米净距、77米顶推,这套施工技术我们做成了动画
发布时间:2026-11-05 查看次数: 4
武汉地铁12号线狭小空间桥梁顶推与超小净距上跨运营线工程动画案例
2.2米,大约是一个成年人张开双臂的宽度。武汉地铁12号线十五中站至武昌火车站区间明挖段,就在这样的竖向最小净距下,上跨正在运营的地铁4号线隧道;秦园路站至公正路站区间的隧道则要穿越钢结构桥梁与割堤桥桥桩,管线焊接复杂、地面清障空间狭小,最终以钢结构桥梁整幅顶推完成拆改建。按项目方的说法,这类工程属国内首次、国际罕见,没有可直接借鉴的经验。
越是没有先例的工程,越难“讲”。整幅顶推分几个阶段顶升、导梁何时装拆、小分仓跳挖先挖哪一仓、锚杆按什么角度打设、隧道正上方的MJS加固如何避开既有线——这些都写在方案和图纸里。可到了汇报席上,专家和业主想看的往往不是文字,而是“这一步到底怎么动”。
我们把这项技术方案做成了工程动画。钢箱梁从400吨千斤顶初次顶升、换用180吨千斤顶,到BLS-720顶推设备与四组临时墩就位、15.5米和10米导梁陆续安装拆除、77米顶推到位,镜头按施工顺序一段段展开;复建阶段的落梁,则由24台180吨千斤顶逐步置换为12台400吨千斤顶。加固部分同样按实际参数落位:三轴搅拌桩φ850@600、水泥掺量18%,隧道正上方MJS全圆加固、3米范围半圆加固。
画面里没有刻意渲染。钢箱梁实测最大应力147.861 MPa、最大挠度131.64 mm;4号线隧道道床沉降2.6 mm、拱顶沉降2.5 mm、净空收敛1.2 mm,加固段钢环收敛最大1.7 mm,均按监测值标注。节约人工成本400万元、降低后期隧道维护修复成本约1300万元,也按项目测算口径写明。能对着画面把工序和数据讲清楚,比形容词更有说服力。
这套技术已完成两项工法受理、五项专利授权,并发表论文三篇。
桥梁顶推、盾构穿越、深基坑、隧道加固、机械装备产线,这些年我们做的武汉工程动画,大多是这类题目:把图纸上说不清的工序,变成能逐帧看懂的流程。
武汉大田影视文化传播有限公司成立二十年,专注桥梁施工动画、工程投标动画与施工工艺流程动画,服务中建、中铁、中冶、中交、武桥、中能等企业,累计交付动画及剪辑视频超过10000分钟、完成1000多个动画项目。可为项目免费制作1—2分钟样片,常规报价每分钟10000元。
联系人:文韬 电话/微信:13971167006(微信:datianwentao)
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地址:武汉市江汉区青年路518号江宸天街B座1031室
附:工程动画解说词原文(施工技术研究整理稿)
一、研究背景
本研究以武汉地铁12号线秦园路站至公正路站区间、十五中站至武昌火车站区间明挖段为工程依托。其中,秦公区间隧道穿越钢结构桥梁、割堤桥桥桩,周边管线焊接环境复杂,且施工空间狭小,需进行地面清障处理,采用钢结构桥梁整幅顶推技术进行拆改建施工。十五中站至武昌火车站区间明挖段以超小净距上跨运营地铁4号线隧道,竖向最小净距2.2 m,施工组织难度大,涉及地铁保护区施工,安全风险高,各工序繁琐复杂。
整体上,属国内首次、国际罕见,没有可直接借鉴的修建经验。
二、关键技术创新点
揭示了钢结构桥整幅顶推施工关键部位受力与变形特征,研制了同步顶推系统与装置,提出了整幅顶推施工工艺技术参数与风险控制对策,形成了一套狭小空间钢结构桥梁整幅顶推施工关键技术。
揭示了钢环加固衬砌组合结构的力学特性,探明了钢板厚度、锚栓长度等加固关键参数对加固效果的影响机制;结合三轴搅拌桩、MJS地层加固,形成了一种地层与管片联合加固的运营地铁变形控制技术。
明晰了小分仓跳挖倒挂井壁法施工对下方既有运营隧道受力与变形的影响规律。基于此,提出了一种明挖基坑2.2 m超小净距上跨运营地铁隧道施工的小分仓跳挖倒挂井壁法施工技术,明确了相应的施工工艺与支护参数。
三、主要成果
(一)狭小空间钢结构桥梁整幅顶推施工技术
通过精细化数值模拟揭示顶推过程桥梁结构关键点位的受力与变形规律。
钢箱梁整幅顶推关键技术
(1)拆除阶段钢箱梁顶升
① 由于0号台、2号台墩空间有限,初次顶升采用400 t千斤顶,顶升600 mm;后将0号台、1号墩、2号台千斤顶更换为180 t、行程250 mm千斤顶。
② 拆除顶升千斤顶及其位置垫块,安装步履式顶推设备,钢梁顶升2.7 m。
(2)拆除阶段钢箱梁顶推
① 0号台、1号墩、2号台架设三组顶推墩旁支架,每组墩旁支架安装四套BLS-720顶推设备。
② 沿公正路方向设置四组临时墩,每组临时墩安装四套BLS-720顶推设备。
③ 安装第一节15.5 m后导梁;钢梁顶升70 cm,顶推10 m;安装第二节10 m后导梁。
④ 钢梁顶推15.5 m后,导梁脱离0号墩旁支架。
⑤ 拆除0号墩旁支架及顶推设备。
⑥ 钢梁顶推77 m至公正路位置。
⑦ 钢梁顶升2.2 m,并拆除12.5 m导梁,完成拆除阶段顶推施工。
(3)下部结构施工
① 拆除墩旁支架及顶推设备。
② 拔除原有与隧道冲突桥桩,新建桥桩、承台、墩身。
(4)复建阶段顶推施工
① 安装0号台、1号墩、2号台墩旁支架及顶推设备。
② 安装第二节12.5 m前导梁。
③ 公正路位置落梁2.2 m;顶推87 m,拆除10 m前导梁。
④ 顶推15.5 m,拆除剩余15.5 m前导梁。
⑤ 拆除公正路临时墩。
(5)复建阶段落梁施工
① 落梁70 cm。
② 拆除0号台墩旁支架及顶推设备,安装八台180 t落梁千斤顶;拆除1号墩顶推设备,安装16台180 t千斤顶;拆除2号台墩旁支架及顶推设备,安装八台180 t千斤顶。
③ 启动落梁千斤顶,顶起钢梁,逐步拆除垫块,缓慢落梁2 m。
④ 将0号台、2号台及1号墩外侧24台180 t千斤顶置换为12台400 t千斤顶。
⑤ 启动落梁千斤顶,顶起钢梁,逐步拆除垫块,缓慢落梁70 cm,完成落梁施工。
(二)地层与管片联合加固的运营地铁隧道变形控制技术
对既有4号线梅五区间盾构隧道管片进行钢环加固。
配备三轴搅拌机及后台拌浆设备。对隧道基坑外侧宽5 m及每个分槽竖井外宽3 m范围,采用φ850@600 mm三轴搅拌桩加固;水泥掺量为18%,加固深度为地面至坑底以下1 m。
现场采用进口履带式高压旋喷钻机,在隧道正上方进行MJS全圆加固,并在隧道外3 m范围内进行半圆形加固。MJS施工包括点位放样、计算桩底标高、引孔;采用轻质合金钻头,直径200 mm,同时设置限位器,确保钻孔不会破坏既有运营线;喷浆设备对准喷浆杆自下而上喷浆作业。
(三)小分仓跳挖倒挂井壁法施工技术
施工锁口圈梁及挡墙、圈梁,设置护栏及挡水措施,做好向下纵向钢筋预留。
土方开挖、初支施工及喷锚
① 按分仓序号跳仓开挖,先同步开挖2号、4号、6号,后开挖1号、3号、5号;开挖进尺不超过一榀格栅间距。
② 钢格栅施工。
③ 喷射混凝土作业与初支进度同步、依次进行。
④ 以水平倾角25°在井壁四周打设锚杆;锚杆采用φ42×3.25 mm焊接钢管,管壁每隔100~200 mm交错钻眼,单根锚杆长度2.5 m,水平方向间距1 m,竖向按格栅间距布置。
竖井施工至坑底设计标高处,施作封底格栅、喷射混凝土。
待底板结构完成后,坑内型钢支撑按间隔拆除;剩余一道内支撑与隧道侧墙一同浇筑,完成后割除,最终完成结构侧墙及顶板。
(四)自动化监测技术保障施工安全
持续对桥梁变形及受力关键点进行监测。实测钢箱梁最大应力为147.861 MPa,满足控制要求;最大挠度为131.64 mm,满足170 mm控制要求。
对4号线隧道钢环应变、收敛及环缝变化进行持续自动化监测:道床沉降、位移累计最大值分别为2.6 mm和1.3 mm,均满足10 mm控制要求;拱顶沉降2.5 mm,满足10 mm控制要求;净空收敛1.2 mm,满足5 mm控制要求;加固段钢环收敛最大值1.7 mm,钢环应变及环缝变形分别为2.66 MPa和0.05 mm,状态正常。
四、技术成果
完成工法两项受理,授权专利五项,其中发明专利三项;发表论文三篇。
五、社会经济效益分析及推广价值
武汉地铁12号线秦园路站至公正路站区间及十五中站至武昌火车站区间明挖段,采用狭小空间钢结构桥梁整幅顶推施工技术、地层与管片联合加固的运营地铁变形控制施工技术、小分仓跳挖倒挂井壁法施工技术,总结提炼出城市复杂环境新建隧道、近接桥梁隧道施工的钢结构桥梁整幅顶推与超小净距上跨地铁运营线施工成套技术体系。该技术获得成功应用,保障了桥梁顶推施工安全,有效控制了基坑开挖卸荷对下卧既有隧道变形的影响,确保了施工质量,实现降本增效,得到设计、业主和相关专家的一致好评,取得了良好社会效益。
经测算,采用本研究取得的狭小空间钢结构桥梁整幅顶推施工方法、小分仓跳挖倒挂井壁法施工及高精度自动化监控系统关键技术,较传统施工工期大幅缩短,减少人工投入及成本节约400万元,降低后期地铁运营隧道维护和修复成本约1300万元,取得了良好经济效益。在盾构隧道穿越城区、桥梁近接既有运营地铁的施工处置及安全保证等方面具有重要推广价值。
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