新玉区间暗挖隧道专项施工方案.doc

目目 录录 第一章第一章 编制依据及编制范围编制依据及编制范围.1 1.1 编制依据.1 1.2 编制范围.2 1.3 编制原则.2 第二章第二章 工程概况工程概况.2 2.1 区间工程概况.2 2.2 暗挖段设计简介.4 2.3 工程地质条件.5 2.4 水文情况.7 2.5 工程地上地下环境调查.8 2.5.1 暗挖段建筑物的调查8 2.5.2 地面交通的调查9 2.5.3 地下管沟的调查9 2.5.4 车站端头锚索调查10 第三章第三章 工程重难点分析及隧道防坍塌预控措施工程重难点分析及隧道防坍塌预控措施.11 3.1 工程特点.11 3.1.1 施工工期紧11 3.1.2 地下水丰富11 3.2 工程重点及主要对策.11 3.2.1 加强施工工序的衔接管理12 3.2.2 预支护技术12 3.2.3 采用合理的施工方法12 3.2.4 加强监控量测12 3.3 工程难点及主要对策.12 3.3.1 确保暗挖施工期间的无水作业条件是工程的难点12 3.3.2 结构防水效果的保证是工程难点.13 3.4 浅埋暗挖隧道施工坍塌的预控与对策.14 3.4.1 坍塌影响因素的分析14 3.4.2 坍塌的预控15 3.4.3 坍塌的对策16 3.4.4 防坍塌注意事项18 第四章第四章 总体施工部署总体施工部署.18 4.1 场地平面布置.18 4.2 总体施工安排.19 4.3 施工准备.21 4.4 施工工期计划.22 4.5 施工组织结构.23 第五章第五章 暗挖区间降水施工暗挖区间降水施工.24 5.1 降水概况.24 5.2 现降水效果.25 第六章第六章 深孔注浆施工深孔注浆施工.25 6.1 深孔注浆概况.25 6.2 深孔注浆施工.25 6.2.1 注浆加固的范围25 6.2.2 注浆参数26 6.2.3 注浆材料27 6.2.4 钻孔参数设计28 6.2.5 注浆效果检测手段28 6.2.6 施工步骤28 6.2.7 技术保证措施29 第七章第七章 施工方法施工方法.30 7.1 暗挖进洞前预注浆加固.30 7.2 马头门进洞施工方法.31 7.2.1 总体进洞施工方案31 7.2.2 破桩进洞施工方法32 7.2.3 破桩进洞过渡段的施工方法33 7.2.4 破桩施工时注意事项34 7.3 小导管超前支护.35 7.3.1 超前小导管施工参数及工艺流程35 7.3.2 小导管加工与制作35 7.3.3 小导管注浆36 7.4 土方开挖.39 7.4.1 土方开挖总体施工方案39 7.4.2 台阶法开挖方法39 7.4.3 土方开挖技术措施41 7.4.4 土方开挖注意事项42 7.5 格栅钢架的加工与安装.43 7.5.1 钢格栅的加工43 7.5.2 钢拱架的运输45 7.5.3 格栅安装45 7.5.4 格栅加工、安装主要技术要求48 7.5.5 施工注意事项48 7.6 喷射混凝土施工.48 7.6.1 喷射砼原材料及混凝土的拌制48 7.6.2 喷砼方法49 7.6.3 喷砼施工要点及注意事项50 7.7 背后回填注浆.51 7.8 锁脚锚管.51 7.8 暗挖贯通段的施工方法.52 7.9 防水施工方法.52 7.10 二次衬砌施工方法.52 7.10.1 砼衬砌施工工艺52 7.10.2 砼施工53 7.10.3 钢筋制作安装56 7.10.4 衬砌施工技术保证措施58 7.10.5 二衬背后注浆59 第八章第八章 工程风险应对措施工程风险应对措施.59 8.1 暗挖段自身风险措施.59 8.2 地质风险应对措施.60 8.3 应对风险源的管理措施.60 第九章第九章 暗挖区间监控量测方法暗挖区间监控量测方法.60 9.1 监测目的.60 9.2 监测项目.60 9.3 监控量测控制指标.60 9.5 监测组织管理.65 9.6 安全巡视.65 9.7 信息反馈.67 9.8 安全风险预警.68 第十章第十章 雨季施工措施雨季施工措施.70 10.1 成立防汛领导小组、建立雨季值班制度.70 10.2 组织落实、任务落实、物质落实.70 10.3 施工中的要求与措施.70 10.3.1 现场排水70 10.3.2 始发井排水70 10.3.3 混凝土工程71 10.3.4 材料储存及保管71 第十一章第十一章 质量保证措施质量保证措施.71 11.1 人、材、机的控制.71 11.2 关键工序质量保证措施.72 第十二章第十二章 安全风险控制的组织和管理安全风险控制的组织和管理.73 12.1 安全教育.73 12.2 落实安全专项方案的编制.74 12.3 成立安全管理领导小组.74 第十三章第十三章 文明施工、环境保护措施文明施工、环境保护措施.75 13.1 文明施工措施.75 13.2 环境保护措施.76 13.3 安全保卫.77 第十四章第十四章 应急预案应急预案.77 14.1 应急救援组织机构.77 14.2 应急救援小组职责.78 14.3 安全事故应急救援程序.78 14.4 主要应急措施.80 14.5 应急救援物资准备.80 14.6 应急联络.81 新玉区间暗挖隧道专项施工方案新玉区间暗挖隧道专项施工方案 第一章第一章 编制依据编制依据及编制范围及编制范围 1.11.1 编制依据编制依据 1、 新华大街站玉带河大街站区间始发井主体结构施工图（含防水） 2、 新华大街站玉带河大街站区间始发井围护结构施工图 3、 新华大街站玉带河大街站区间主体结构施工图（含防水） 4、 新华大街站玉带河大街站区间盾构始发井及区间暗挖段右 k37+704.300右 k37+733.899 降水施工图 5、 新华大街站玉带河大街站区间岩土工程勘察报告 6、 轨道交通隧道工程施工质量验收标准(修订版) 8、 锚杆喷射混凝土支护技术规范(gb50086-2001) 9、 地铁暗挖隧道注浆施工技术规程(试行) （dbj01-96-2004） 10、 市政基础设施工程暗挖施工安全技术规程(dbj01-87-2005) 11、 地下铁道工程施工及验收规范(gb50299-2003) 12、 工程测量规范(gbj50026-2007) 13、 地铁设计规范 （gb50157-2003） 14、 城市轨道交通技术规范 （gb 50490-2009） 15、 地下铁道工程施工及验收规范 （gb50299-1999） （2003 年版） 16、 混凝土结构设计规范 （gb50010-2010） 17、 钢结构设计规范 （gb50017-2003） 18、 铁路隧道设计规范 （tb10003-2005、j449-2005） 19、 钢筋焊接及验收规程 （jgj18-2003/j253-2003） 20、 地下工程防水技术规范 （gb50108-2008） 21、 轨道交通地下工程防水技术规程 （北京市地方标准，db11/581-2008） 22、 地铁工程监控量测技术规程 （北京市地方标准，db11/490-2007） 23、国家、部委及轨道公司其他相关规范和标准 24、我单位以往地铁施工经验以及现有的可调配资源 1.21.2 编制范围编制范围 本方案适用于北京地铁 6 号线二期新华大街站玉带河大街站区间盾构始发井玉 带河大街站（起讫里程桩号左 k37+699.007左 k37+727.526（28.519m） ，右 k37+704.300右 k37+733.899(29.599m)）暗挖段的隧道施工，左右线暗挖隧道总长 58.118m。 1.31.3 编制原则编制原则 1、认真贯彻国家有关工程建设的各项方针和政策，严格执行工程建设程序。 2、严格执行有关设计、施工规范，遵循建筑施工工艺及其技术规律，坚持合理的施 工程序和规律。 3、在充分理解施工图纸及现场条件的基础上采用安全、先进、合理、经济、可行的 施工方案，严格控制施工质量，确保施工安全，努力缩短工期，降低工程成本。 4、应用先进的管理技术，合理计划，统筹安排，突出重点，控制关键工作，实现均 衡生产、连续施工。 5、坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果，加强科技创新和技术攻关，应用新 技术、新材料、新工艺、新设备，确保施工质量。 6、科学规划施工场地，保证施工全过程对环境破坏最小、占用场地最少，并有较周 密的环境保护措施。 7、施工过程中严格按照北京市绿色施工管理规程的要求进行，加强施工管理， 确保施工质量，保证现场施工安全，文明施工，保护环境，保证职工身体健康。 第二章第二章 工程概况工程概况 2.12.1 区间工程区间工程概况概况 新华大街站玉带河大街站区间线路北起新华大街北侧、滨河北路以西 200m 的规划 路环岛路口下的新华大街站，线路出站后下穿新华东街，沿滨河北路西侧的规划道路向 东南敷设，到达玉带河东街北侧、滨河北路西侧的玉带河大街站。设计里程范围：右 k36+519.650 右 k37+733.899，右线隧道长度 1214.249m；左 k36+519.650左 k37+727.526，左线隧 道长度 1207.876m。区间于右 k37+110.000 设置 1 号联络通道，于右 k37+697.000 设置盾 构始发井，兼做 2 号联络通道，靠近玉带河大街站站端设置 1 号迂回风道。新华大街站 盾构始发井区间段采用盾构法施工，覆土厚度约为 7.114.5m，盾构始发井玉带河大街 站区间段采用暗挖法施工，盾构井覆土厚度约 3.5m，其余暗挖段覆土厚度约 10.40m。暗 挖段区间平面图见图 2-1。 图 2-1 暗挖段区间平面图 2.22.2 暗挖段设计简介暗挖段设计简介 暗挖段位于玉带河大街站西端，为标准的单线单洞暗挖隧道；左右线隧道起讫里程 左 k37+699.007左 k37+727.526（28.519m） ，右 k37+704.300右 k37+733.899(29.599m)，左右线区间暗挖隧道总长 58.118m；左右线隧道中心水平间离约 15m。本工程暗挖段隧道结构埋深约 10.4m，轨面埋深约为 15.8m，为标准的马蹄形断面， 复合式衬砌。结构断面见图 2-2。 图 2-2 标准隧道衬砌断面图 暗挖段采用台阶法预留核心土施工，开挖断面跨度为 6.2m，高度在 6.65m，从盾构 始发井往玉带河大街站方向开挖。由盾构始发井进正线时，首先在马头门拱部打设超前 小导管，并预注浆加固地层，之后才可凿开洞门，同时应在始发井侧壁内侧起始的开洞 部位连立 3 榀区间隧道格栅。左、右线同时开挖时，前后错开距离至少 15m。暗挖段支护 参数见表 2-1。 表 2-1 暗挖段支护参数表 项目材料及规格结构尺寸 超前小导管dn323.25 水煤气管 纵向间距 50cm，环向间距 30cm， 拱部 150范围。 钢筋网6，150150mm拱墙、临时仰拱外侧铺设 喷射混凝土c20 网喷混凝土 25cm 初期 支护 格栅钢架20、14、8 钢筋纵间距 50cm 模筑二衬 c40 防水钢筋混凝土， p10 30cm 2.32.3 工程地质条件工程地质条件 本次勘探最大孔深 42m 深度范围内所揭露地层，按成因年代分为人工堆积层（qml） 、 第四纪新近沉积层(q42+3al+pl)、第四纪全新世冲洪积层（q41al+pl） 、第四纪晚更新世 冲洪积层（q3al+pl）等四大层，按地层岩性进一步分为 8 个小层。各层土的地层岩性及 其特点自上而下依次为： 1、人工堆积层（qml）： 房渣土层：杂色，松散稍密，稍湿，含砖块、灰渣、石子等建筑垃圾和植物根 等； 粉质粘土填土1 层：褐黄色，稍密，稍湿，含砖块、灰渣等，局部有粉土夹层，土 质不均； 粉土填土2 层：黄褐色，稍密，稍湿，含云母、氧化铁、砖块、灰渣和植物根等； 2、第四纪新近沉积层(q42+3al+pl) 粉土层：褐黄色， 稍密中密，稍湿湿，压缩模量平均值 =10.6mpa， 1es2es =12.04mpa，属中低压缩性土，含云母和氧化铁等，呈透镜体分布； 粉质粘土1 层：褐黄色，湿很湿，软塑硬塑，压缩模量平均值 1es =6.43mpa， =7.53mpa，属中高压缩性土，含云母、氧化铁、姜石，偶含有机质，局 2es 部夹粉土薄层，呈透镜体分布； 粘土2 层：黄灰色，很湿，软塑硬塑，属中压缩性土，含云母、有机质等，呈透 镜体分布。 细粉砂3 层：褐黄色，稍密中密，湿饱和，标贯击数平均值为 15，属中低压缩 性土，含云母、石英、长石，偶见螺壳。局部夹粘质粉土薄层。 3、第四纪全新世冲洪积层（q41al+pl）： 粉质粘土层：褐黄灰色，湿很湿，软塑硬塑，属中压缩性土，含云母、氧 化铁，偶见姜石，该层仅个别孔有见； 粉土2 层：褐黄灰色，中密密实，湿很湿，属中低压缩性土，含云母、氧化 铁、有机质等，该层仅个别孔有见； 粉细砂3 层：褐黄灰色，中密密实，饱和，属低压缩性土，含云母、石英、长 石等，局部含中粗砂夹层，偶见圆砾。 4、第四纪晚更新世冲洪积层（q3al+pl ）： 细中砂层：灰黄灰色，中密密实，饱和，标贯击数平均值为 39，属低压缩性 土，局部含粉细砂层、粉土夹层，偶见圆砾； 圆砾4 层：杂色，中密密实，饱和，属低压缩性土，含中砂约 30%，最大粒径约 40mm； 粉质粘土层：褐黄灰色，很湿，软塑硬塑，压缩模量平均值 =9.87mpa， 1es =10.96mpa，属中压缩性土，含云母、氧化铁，局部有粉细砂夹层； 2es 粘土1 层：灰黄灰色，湿很湿，软塑硬塑，压缩模量平均值 1es =8.64mpa， =9.58mpa，属中压缩性土，含云母、氧化铁等，偶含有机质； 2es 粉土2 层：灰黄灰色，密实，湿，压缩模量平均值 =17.74mpa， 1es2es =19.94mpa，属低压缩性土，含云母和氧化铁等； 细中砂层：灰黄灰色，密实，饱和，标贯击数平均值为 57，属低压缩性土，局 部含粉细砂夹层； 粉质粘土2 层：灰黄灰色，湿很湿，软塑硬塑，压缩模量平均值 1es =12.53mpa， =13.74mpa，属中低压缩性土，含云母、氧化铁、有机质等。 2es 粉土3 层：灰黄灰色，中密密实，湿很湿，属低压缩性土，含云母和氧化铁 等。 粉质粘土层：灰黄灰色，湿，软塑硬塑，压缩模量平均值 =13.25mpa， 1es =14.62mpa，属中低压缩性土，含云母和氧化铁等。 2es 粉土2 层：灰黄灰色，密实，湿很湿，属低压缩性土，含云母和氧化铁等； 细中砂3 层：灰色，密实，饱和，属低压缩性土，含云母、石英、长石、少许圆砾。 5、区间暗挖段地质纵断面见图 2-3。 图 2-3 区间暗挖段地质纵断面图 由此可见，本暗挖段暗挖隧道主要穿越了粉细砂3 层及细中砂层。 2.42.4 水文水文情况情况 1、地表水力联系 北运河与本段线路呈平行走向，现状水面距离本段线路最近距离约 200m；该段河宽 约 400m，河底标高约 15.43m，现状水面标高约 18.43m，水深约 3.0m，河底未衬砌。根 据区间勘察钻孔所揭示地层情况，河底基本为粉细砂3 层；本区间段粉细砂3 层属于 潜水（二）含水层，钻孔揭示水位标高 12.2417.49m 低于北运河水面标高。综合判断 北运河与地下水之间存在水力联系，河水对潜水（二）层具有一定的补给作用。 2、地下水类型及特征 本次详细勘察钻孔最大深度为 42m，在勘察深度范围内，根据区域水文地质资料，本 工程场区地层主要赋存两层地下水，地下水类型分别为潜水（二）和承压水（四） ，地下 水详细情况如下： 潜水（二）：含水层岩性主要为粉细砂3 层、粉细砂3 层、细中砂层及圆砾 4 层，水位标高为 12.2417.49m，水位埋深为 5.09.1m，观测时间为：2011 年 23 月。该层水属于中等透水层，连续分布，主要接受降水入渗及侧向径流及越流补给， 以侧向径流或越流方式排泄。 承压水（四）：含水层岩性为细中砂层，水头标高为 5.179.49m，水头埋深为 12.317.3m，观测时间为：2011 年 23 月。该层水属于强透水层，连续分布。含水层 主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流和人工开采的方式排泄。 3、 抗浮水位及防渗水位 抗浮设防水位标高：区间里程右 36+546.65右 37+400.0 建议取 19m（水位埋深约 3.0m） ，区间里程右 37+400.0右 37+760.699 建议取 18m（水位埋深约 3.5m） ； 防渗设计水位建议取规划地面标高。 4、地下水（土）腐蚀性评价 拟建地沿线地下水及地表水对混凝土结构、对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水 环境下腐蚀性为微，在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋、对钢结构的腐蚀性 为弱。 2.52.5 工程地上地下环境调查工程地上地下环境调查 2.5.1 暗挖段建筑物的调查 本工程 29m 暗挖段(双线)均处在施工围挡内，地上为未建成区，本工程地上现有环 境如图 2-4 所示。 图 2-4 工程环境示意图 2.5.2 地面交通的调查 本工程施工范围内无现况道路，施工过程中不涉及交通导改。前期在玉带河大街站西 端基坑边为方便渣土外运修建了一条 6m 宽临时便道，现玉带河大街站基坑内的渣土已外 运完毕，此临时便道已废除。 2.5.3 地下管沟的调查 本标段工程施工范围内遗留有沿旧赵登禹大街的废弃雨污水管线，管线斜穿暗挖隧 道上方，距隧道拱顶 8m，现暂时作为工作井基坑开挖降水排水通道。暗挖施工开始后， 降水井内的水将通过沿施工围挡修好的排水沟绕开暗挖隧道上方排走，场地内排水线路 方向见图 2-5。 图 2-5 场地内排水线路方向图 2.5.4 车站端头锚索调查 本暗挖段工程施工范围内在大里程靠近玉带河大街站处有玉带河大街站围护结构施 工的三道锚索，锚索设计参数见表 2-2。部分锚索将伸入暗挖隧道内，区间纵断面锚索布 置示意见图 2-6，经计算反推玉带河大街站的第一道锚索未伸入隧道内，第二、第三道锚 索各有 4 根伸入隧道内，从盾构始发井向玉带河大街站开挖，右线开挖约 9m(左线开挖约 8m)在隧道内的第二道锚索暴露，右线开挖约 23m(左线开挖约 22m)在隧道内的第三道锚 索暴露，为保证正常开挖，需割除掉在隧道内的锚索。 注：为保证车站基坑安全，割除锚索之前需待玉带河大街站西端的中板施工完后才 能施作。 表 2-2 车站锚索设计参数 序号道数锚索总长（m）自由端长(m)锚固端长(m)锚固角度（度）水平间距（m） 1 第一道 201010101.5 2 第二道 27720151.5 3 第三道 27621151.5 图 2-6 区间纵断面锚索布置示意图 第三章第三章 工程重难点分析及隧道防坍塌预控措施工程重难点分析及隧道防坍塌预控措施 3.13.1 工程特点工程特点 3.1.1 施工工期紧 本工程施工工期极为紧张，需要平行投入的人力物力资源多。在保证安全与质量的 前提下加快施工进度、确保施工工期，是本工程最大的特点。 3.1.2 地下水丰富 本工程所处地层主要为为砂层，地下水丰富，施工过程中须严把降水与防水质量关， 这是本工程的另一特点。 3.23.2 工程重点及主要对策工程重点及主要对策 暗挖隧道施工期间确保结构稳定是工程重点。 在城市地铁工程施工中，暗挖结构一直是施工的重点也是难点，而暗挖的风险主要 在开挖掘进阶段。施工过程中必须根据工程实际不断优化施工方案，严格按照规范施工。 为确保安全及质量，本工程主要采取如下对策： 3.2.1 加强施工工序的衔接管理 在施工条件许可的情况下，尽可能的缩短上下台阶的间距（或与仰拱间距） ，尽可能 的让初期支护早封闭。抓好工序的紧密衔接工作是确保暗挖隧道结构在开挖阶段安全与 稳定的关键环节。 3.2.2 预支护技术 本工程采用 32 水煤气管作为超前小导管对隧道拱顶预支护，并进行注浆，以加强 拱部土体的自稳。施工过程中，小导管注浆根据地层采用相应浆液，配比在施工中具体 调整。 3.2.3 采用合理的施工方法 根据本工程特点，采用台阶法对土层分三步进行开挖，开挖过程中上部留有核心土 支承着开挖面，从而能迅速地建造拱部初期支护，开挖工作面稳定性强；后续的核心土 和下部开挖都是在拱顶及仰拱初期支护的保护下进行，施工安全性好。 台阶法灵活多变、适用性强，且具有足够的作业空间和较快的施工速度，既能保证 工程安全与质量，又能确保工期。 3.2.4 加强监控量测 监控量测可以说是隧道施工的“眼睛” ，隧道结构的总变形量与监测速率的变化趋势 最能说明隧道结构的稳定状态。在隧道的施工中须加强对隧道拱顶沉降、周边收敛的监 测。在施工中须加强对监测初始值的捕捉和数据分析，并根据具体情况及时将监测数据 反馈至相关单位和人员处，以便及时调整设计和施工方案。 3.33.3 工程难点及主要对策工程难点及主要对策 3.3.1 确保暗挖施工期间的无水作业条件是工程的难点 本工程结构底拱、侧墙、拱顶均位于粉细砂3 层、细中砂层，易发生涌水流砂和 流土现象；局部若出现残留水情况，施工中应对残留水进行引排处理；确保无水开挖作 业条件是关系到工程安全的重大问题，也是工程的重点和难点，拟采取的主要技术措施 包括： 1、制定完备、合理的降水施工方案 采取降水措施是疏干地下水，特别是降低承压水的直接有效手段。对暗挖段区间主 体有影响的主要为潜水（二）及局部存在的承压水（四） ，对影响本段区间施工的地下水 可采用封闭式管井降水，以疏干结构施工范围内的地下水，并对承压水（四）进行降压。 暗挖区间降水井与玉带河大街站 18 号、92105 号降水井共同使用。暗挖段和工作井 降水井布置见图 3-1。 图 3-1 暗挖段和工作井降水井布置图 2、注浆加固辅助止水方案 对于施工过程中洞身范围内局部涌水，可采取引排或径向注浆止水。若采用预加固 地层止水，即在隧道拱部上半断面 150范围内轮廓线外 1.5m 范围进行深孔注浆或超前 小导管预注浆，堵水兼做超前支护，布孔间距 0.50.5m（或环向 0.3m，纵向 0.5m）,注 浆浆液以水泥浆液为主，添加适量水玻璃（或改性水玻璃） 。 3.3.2 结构防水效果的保证是工程难点 地铁工程的防水与渗漏治理是至关重要的。渗漏对地铁工程的影响除了常见的危害 外，如损坏结构、腐蚀设备、影响外观和危害运营安全，它更易造成地铁工程以及地面 的不均匀沉降和破坏，导致环境恶化。本工程采用暗挖施工，防水效果的保证是本标段 的一个难点。 防水工程是控制地下工程质量的关键，它贯穿于施工的全过程。为了充分确保本工 程的防水质量，在本标段施工中将从以下几个关键环节进行处理。 重视初期支护施工水的处理，基本实现初期支护无渗漏。 初期支护施工中水的处理是地铁防水施工的第一关，初期支护对水的处理直接影响 到二衬结构自防水的效果，初期支护施工对水的处理非常重要。 1、暗挖施工时，根据地质勘察资料预测本段地下水的情况。施工中对隧道的渗水情 况、渗水部位及水量大小等作好观测记录；若渗水较大，则选择合适的方法对水进行封 堵。 2、在开挖时，初支表面若有较大水成股流出，可先埋设水管将水引出，在初支喷射 混凝土达到强度后，再进行注浆堵水。 3、提高喷射混凝土的施工工艺，增加喷射混凝土的密实度和表面平整度，减少渗漏 水的可能。重视初期支护基面处理工作，为柔性防水层的施工质量提供可靠保证。 4、在初期支护施工期间，须对初期支护进行跟进式背后注浆，对初期支护背后进行 回填，以填充初期支护与土体之间的空隙，封堵透水通道，基本达到初步止水效果。 5、在初期支护完成后，防水施作前，对初期支护进行再次系统注浆和渗漏处堵水处 理，达到初期支护基本无渗漏。 3.43.4 浅埋暗挖隧道施工坍塌的预控与对策浅埋暗挖隧道施工坍塌的预控与对策 3.4.1 坍塌影响因素的分析 1、地质因素：地层残留水的影响 2、设计因素：设计单位提供的地质资料与实际不符，针对特殊不良地质地段,设计 上给出的处理措施可能不当。 3、施工因素： 1) 地层预加固效果不好。 2) 隧道格栅安装过程时间较长。 3) 开挖方法不正确（由上下台阶法开挖变为全断面开挖）。 4、管理及其它因素 1) 隧道在穿越过程中,因种种原因(如劳动力的短缺、工序间距安排不合理等) ,使 地层暴露时间过久,造成土体土层开挖中不稳定,成为坍塌的重要原因之一。 2) 在施工中存在麻痹思想,支护质量达不到设计要求。 3) 在隧道上方地面堆载过大 3.4.2 坍塌的预控 1、坍塌前的征兆 1) 量测信息所反应的土体变形速度或变形数值超过允许值。 2) 喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂。 3) 在坑顶或坑壁发现不断掉下土块、小石块或构件支撑间隙不断漏掉砂、石屑等。 4) 地面沉陷或建筑物倾斜。 2、预防措施 根据国内外施工经验,提高土体自支护能力是控制土体的松弛和坍塌的基本方法,其 原则是:稳定掌子面、及时封闭断面和加固地层等。 1)稳定掌子面 隧道开挖的先决条件是开挖完成到支护结束,掌子面要自稳同时土体要稳定,否则需 要对掌子面采取稳定对策,可采取以下措施预控。 (1) 正面喷混凝土和锚管:对掌子面喷射混凝土,充分对掌子面进行封闭,防止掌子面 坍塌。喷射混凝土不是作为轴向构件发挥作用的,是防止剥离的,必要时同时使用正面锚 管,通过目测表面是否有龟裂发生,还可以获得有无可能崩塌发生的信息。 (2) 超前支护: 使用锚管加固掌子面前方围、约束土体的变形。超前支护,基本上是 借助构件的抗弯刚度发挥作用的,因此采用抗弯刚度大的构件是有利的。 (3) 留核心土:为了充分利用掌子面的空间支护效应,留核心土是比较有效的稳定掌 子面的方法。 2)及时封闭断面 在软弱土体中,及时封闭开挖断面是隧道开挖成功的关键。无论何种情况下,使隧道 断面能 在较短时间内闭合是相当重要的。尤其是在软弱、土、砂土体中,必须转变“重视上 部支护,忽视断面闭合”的观念。大量的施工实践表明,诸多的坍塌都出现在班组交接班 时,上个班组开挖完成后,下个班组未能迅速进入工作状态,工序衔接不紧凑,延长了开挖 面的封闭时间,从而造成坍塌。所以应灵活调整交接班,必须是完成闭合之后才交班,另外 在特殊段施工时可以缩短开挖步距,以减少暴露时间,达到早封闭的效果。 3)加固地层 采用小导管超前支护预加固地层技术,是安全开挖的重要保证。根据本工程粉细砂层 的地质特点,采取超前小导管注浆加固地层,通过注浆,使小导管周围土体固化成一拱形或 梁式承载体,在小导管及承载体的棚架作用下开挖下部土体既安全又稳妥。通过开挖实体 检验,小导管注浆把周围一定范围内的砂土固化成整体,形成了支护壳体,提高了掌子面前 方土体的强度和刚度,大大减少了开挖引起的土体松动和坍塌,有效地控制拱顶坍塌和地 表沉降。 4）选择合理的施工方法 施工中根据具体情况,针对性地选择施工方法,如将全断面法改为超短台阶法,或将cd 法改为crd法等,都可以大大缩短断面封闭的时间。 5）其它措施 勤测量、速反馈：信息反馈是隧道施工的重要组成部分。我们通过施工监测,掌握地 质、土体地层、支护结构、地表环境等变化情况,及时采用有效措施处理隐患,保证施工 安全。 3.4.3 坍塌的对策 坍塌情况发生后,现场施工人员一定不要恐慌,必须先加固坍塌附近的未塌方拱架部 分,对于坍塌部位采取有效措施及时进行处理。由于本暗挖隧道断面较小,本工程采用台 阶法开挖土方,开挖步距一般为5070 cm,即使出现坍塌,受空间的限制,坍塌量也不会太 大,但若处理措施不当,极可能“冒顶”,影响地面周边构筑物的安全。坍塌分以下两种情 况处理。 1、格栅安装前出现坍塌 格栅安装之前处理坍塌的首要工作是在第一时间内封闭掌子面,控制坍塌事态的进一 步扩大,封闭掌子面的同时,插入32mm的注浆导管,对坍塌掌子面进行注浆处理。坍塌情 况后,按以下步骤处理: 图 2 格栅安装前坍塌的处理 1) 人员立即后撤至初期支护封闭地段,放置双层钢筋网片( 150 mm 150 mm) ,喷 (1020) cm厚c20早强混凝土封闭掌子面。 2) 用100 mm 100 mm方木支撑尚未封闭成环格栅的初期支护段。 3) 在掌子面附近的初期支护结构顶部凿孔,插入23根直径32mm,长度3m的钢导管, 导管一端接近坍塌区顶部,另一端与格栅焊接在一起,并露出格栅200mm300mm。 4) 注入水泥水玻璃双液浆。 2、格栅安装后出现坍塌 1) 人员立即后撤至初期支护封闭地段。 2) 用100 mm 100 mm方木支撑尚未封闭成环格栅的初期支护段。 3) 用锚喷机向已安装好的格栅喷射c20早强混凝土,并预留喷枪孔。 4) 将喷枪插入喷枪孔内喷射c20早强混凝土。 图 3 格栅安装后坍塌的处理 施工中一定要控制开挖引起的塌方,遇到坍塌要及时喷射混凝土回填密实。由于浅埋 暗挖土体稳定性差,遇到塌方(包括小塌方)如果不及时回填密实,可迅速地反映到地面,形 成地表下陷,会造成更严重的后果。 3.4.4 防坍塌注意事项 1) 浅埋暗挖施工过程中,以预防坍塌为主,一旦出现坍塌情况,必须立即封闭掌子面, 再进行回填处理。 2) 超前小导管注浆采用改性水玻璃或水泥水玻璃双液浆,注浆前作好浆液配合比试 验,以确保注浆效果。 3) 经常性地对地表及周边环境的监测,特别是对结构物的监测,发现异常立即分析原 因并采取对策,确保周边建筑物及洞内施工的安全。 4) 加强施工组织,作好劳动力、各类材料及机械设备的充分保障,建立应急预案,防 止突发事件的发生。 第四章第四章 总体施工总体施工部署部署 4.14.1 场地平面布置场地平面布置 暗挖段施工作业主要在洞内进行，地面须划分和布置搅拌区、砂石料场、空压机、 竖井提升系统及渣土存放场地等区域和设施。因单线暗挖隧道长度小于 50m，因此不需布 置通风机。本工程主要利用竖井口周边区域进行布设，暗挖隧道施工前，需进行合理的 规划。 施工场地规划秉着保证场地内运输畅通、减少二次搬运的的原则，施工区域划分遵 循施工工艺流程，避免交叉作业相互干扰。场地布置见附图 1。 暗挖隧道内主要布置风、水、电等管线；电包括施工用电和照明用电，其中照明用 电采用 36v 安全电压；水主要为喷射混凝土施工用水及养护用水。另外，竖井范围内已 安装的 45t 门吊作为垂直提升设备。 4.24.2 总体施工安排总体施工安排 新玉区间暗挖段施工待盾构始发井主体结构施工完后，从盾构始发井向东端进行开 挖，以盾构始发井作为出土及进料通道。首先进行左线开挖，破桩进洞，在完成左线进 洞开挖 15m 之后，再开始右线破桩进洞。左右线隧道一直开挖到玉带河大街站西端墙围 护桩位置，然后破除玉带河大街站的围护桩后贯通，单循环初期支护施工流程见图 4-1， 总体施工流程如图 4-2 所示。 施工准备 测量放线 超前小导管及注浆 格栅架设、网片、连接筋及锁脚锚管 喷射混凝土 下循环施工 背后注浆 土方开挖并初喷 图 4-1 单循环开挖及初期支护施工流程图 施工准备及洞口预注浆 上台阶 导坑破 桩进洞 到标准 断面 左右线暗挖段开挖支护完工 左线隧 道上台 阶导坑 开挖支 护 逆向破 除异性 钢格栅 和上挑 围护桩 异性 2.3m 逆向拱顶 55cm 开挖 支护 下台阶 导坑破 桩进洞 左线隧道 下台阶导 坑开挖支 护 左线隧 道进洞 开挖完 成 15m 左线隧 道继续 开挖支 护 上台阶 导坑破 桩进洞 到标准 断面 右线隧 道上台 阶导坑 开挖支 护 逆向破 除异性 钢格栅 和上挑 围护桩 异性 2.3m 逆 向拱顶 55cm 开 挖支护 下台阶 导坑破 桩进洞 右线隧 道下台 阶导坑 开挖支 护 右线隧 道上台 阶开挖 支护 右线隧 道下台 阶开挖 支护 左线隧道破桩与玉带河大街 站贯通 右线隧道破桩与玉带河大街 站贯通 右线隧道开始开挖 上台阶进洞 5m 逆向破除 2.3m 下台阶开挖与上台阶错开 5m 下台阶开挖与上台阶错开 5m 上台阶进洞 5m 逆向破除 2.3m 图 4-2 暗挖段隧道开挖支护总体施工流程图 4.34.3 施工准备施工准备 施工前，由项目总工组织各相关技术人员进行图纸会审，对施工中易出现问题的环 节制定出指导性措施和专项施工方案。隧道正式开挖前，对施工队进行详细的技术安全 交底，并做好以下工作： 1、提前完成降水井施工，并开始降水，确保暗挖段无水作业。 （注：盾构始发井施 工过程中已开启降水工作） 2、完成场地布置，包括风水电准备、竖井楼梯安装及地面其他设施准备；竖井提升 架安装完成后，自检并通过监理单位及特种设备检测中心检查验收合格后才能使用。 3、钢格栅提前加工，并通过首件验收，运至现场并经现场监理验收合格。 4、完成测量控制点的投设，并经中铁第五勘察设计院集团有限公司 6 号线二期项目 部复测检验合格。 5、按照总体施工规划，陆续组织各技术工种人员进场；所有人员需提前 15 天进场， 以便组织工程施工安全技术交底，并进行岗前培训。新玉区间暗挖段施工中拟投入的劳 动力见表 4-1。 表 4-1 新玉区间暗挖段施工劳动力配置表 序号岗位名称人数序号岗位名称人数 1 队长 18 电焊工 10 2 副队长 19 土方开挖 20 3 技术员 210 混凝土喷射手 4 4 测量员 411 司机 4 5 安全员 212 注浆工 6 6 材料员 213 电工 2 7 钢筋工 1014 砼工 6 合计74 人 6、施工原材料、施工机械、机具等物资供应准备 暗挖施工过程中，水泥、砂、石子及速凝剂等材料用量较大，而现场储存能力较小， 为保证施工不受材料供应影响，施工前，技术部门要根据施工图纸和施工进度计划制定 材料需求计划，物资部门要选择供应能力强的合格厂商，并与之签订材料供应合同，现 场管理人员根据现场情况与物资部门协调，随时调度材料供应，以保证材料供应的及时 性，以免影响施工进度。计划投入新玉区间暗挖段施工的主要材料及机具设备如表 4-2 所示。 表 4-2 新玉区间暗挖段施工主要材料及机具设备配置表 序号材料机械名称规格、型号数量备注 1 钢筋 hpb300+hpb400105t 2 型钢 q23512580109t 3 水泥 p.o42.5456t 普通硅酸盐水泥 4 砂子中砂 183m3 5 石子 143m3 6 速凝剂 7t 7 商品砼 c40p10400m3 8 小导管d32*3.25 水煤气管 537.6m 9 混凝土喷射机tk961 型2 台 10 注浆机 kbf-50/70 2 台 11 空压机 12m3 1 台 12 装载机厦工 501 台 13 小型挖机 50 2 台 14 自卸汽车1 辆 15 三轮车2 辆 16 竖井提升系统 45t 1 套龙门吊 17 混凝土搅拌机 jz350 1 台 18 电焊机 bx1-500 4 台 所有材料应提前一星期进场，以便进行检验。租赁设备需提前签订合同，以保证施 工顺利进行。 4.44.4 施工工期计划施工工期计划 为保证地铁 6 号线二期整体工期要求，综合考虑施工过程中的偶然因素，合理组织 安排，工期安排如下： 1、开挖、初支及贯通施工：工期 42 工作日 右线隧道：2012 年 8 月 20 日2012 年 9 月 20 日 左线隧道：2012 年 8 月 30 日2012 年 9 月 30 日 2、二衬施工：工期 62 工作日 右线隧道：2013 年 3 月 15 日2013 年 4 月 15 日 左线隧道：2013 年 4 月 16 日2013 年 5 月 16 日 新玉区间暗挖段初支施工期间，应合理规划施工场地，协调现场施工作业。现场物 资设备统一由项目部调度，发现问题及时解决，保证工程顺利进行。各道工序之间密切 协作，各人员服从项目部的统一管理，严格执行各工序进度安排，施工信息及时反馈， 工作思路不断调整，以便确保结构施工工期。 4.54.5 施工组织结构施工组织结构 为了保证新玉区间暗挖段初期支护施工的有序进行，确保施工安全，项目部成立暗 挖施工领导小组，拟在本分项工程任职的主要管理人员见表 4-3。 表 4-3 新玉区间暗挖段施工领导小组人员一览表 序号姓 名职 务电话备 注 1 李鸿工区经理组长 2 李飞工区总工副组长 3 安宏斌工区副经理副组长 4 仲清照工程部长组员 5 崔军华安质部长组员 6 李艳辉机电物资部长组员 7 安清林实验室主任组员 8 张勇测量班长组员 9 郭兰荣技术主管组员 10 武鑫星技术主管组员 11 王明山技术员组员 人员职责： 工区经理：全面负责新玉区间暗挖施工管理及协调工作。 工区副经理：负责新玉区间暗挖施工现场管理及施工安全管理工作。 工区总工：负责新玉区间暗挖施工的技术管理工作及方案、相应纠正措施的审批及 技术监督工作。 工程部长：负责新玉区间暗挖专项施工方案编制及施工方案的落实情况。 安质部长：负责施工现场安全监督管理及机械设备的安全管理。 测量量班长：负责暗挖施工过程测量及监测管理。 机电物资部长：负责暗挖施工期间物资及设备供应及情况检查。 实验室主任：负责工程质量检测及试验。 其他人员：施工现场管理及协调。 第五章第五章 暗挖区间降水施工暗挖区间降水施工 5.15.1 降水概况降水概况 据详勘资料、现场施工场地条件、地下管线情况及现场构筑物影响等多方面因素分 析，确定盾构始发井及暗挖区间采用延长式管井降水方案。区间降水井与玉带河大街站 18 号、92105 号降水井共同使用，暗挖段和工作井降水井布置见图 5-1。由于盾构井 与区间暗挖段结构底板位于潜水(二)含水层底板附近，受含水层起伏变化等因素影响， 该部位存在潜水残留水，应辅助导流、明排、注浆等处理措施，具体施工方法详见新 华大街站玉带河大街站区间降水工程专项施工方案 。 图 5-1 暗挖段和工作井降水井平面布置图 5.25.2 现降水效果现降水效果 从 2012 年 6 月 15 开始降水，现测水位基本在地面以下 26m，即隧道底以下约 8m,平 均每天启用 15 台水泵降水，一天降水约一万方。 第六章第六章 深孔注浆施工深孔注浆施工 6.16.1 深孔注浆概况深孔注浆概况 新玉区间暗挖隧道断面为马蹄型结构形式，隧道净空尺寸 5.15.55m，初支结构厚 250mm，二衬结构厚 300mm；此隧道由于开挖断面宽 6.2m、高 6.65m，穿越地层为粉细砂、 细中砂层,该地层在有水条件下，开挖期间极易产生坍塌，区间暗挖段施工前，应先采用 超前小导管注浆进行预加固地层和止水；若开挖后掌子面无渗水，说明使用超前小导管 注浆支护能满足掌子面稳定开挖要求；反之，需从洞内向上对隧道拱顶 1.5 米范围的地 层进行全断面辐射注浆加固处理（深孔注浆加固） ，使隧道顶部加固土体形成一个整体保 护壳，防止隧道塌方。此工法 15 米为一循环注浆施工，加固完成后进行开挖。 6.26.2 深孔注浆施工深孔注浆施工 6.2.1 注浆加固的范围 对于隧道内深孔注浆主要是通过从作业断面内设置注浆孔，形成固定体。在实际施 工中，超前深孔注浆每循进尺 15m，开挖循环段的预留止浆墙厚为 2m，布孔间距 0.5m0.5m，梅花型布置，对隧道开挖线外 1.5m 范围内土体进行加固，形成具有一定抗 压强度和支承能力的支护结构，为隧道的开挖施工创造较好的施工条件，确保隧道开挖 过程周边环境安全以及隧道结构安全。注浆加固的范围详见图 6-1。注将孔布置表见下表 6-1 表 6-1 注将孔布置参数表 排号孔数（个）孔深（m）加固长度（m）角度（度） 174.253.1962 2107.914.7472 31311.645.8275 41615.46.677 6.2.2 注浆参数 由于本工程是在粉细砂和细中砂层中注浆，主要形式为渗透注浆，浆液的扩散半径 取决于所在地层的渗透系数、注浆压力和注入时间。为了充分发挥灌浆孔的作用，以获 得最大的注浆体厚度，注浆参数如下所示： 注浆压力：预注浆加固地层 p=0.51.5mpa； 注入率：35%； 凝结时间：60s100s (根据地质条件可做适当调整)； 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 12 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 23 3 3 3 33 3 3 3 34 4 4 4 4 4 4 图 6-1 隧道内深孔注浆止水加固图 6.2.3 注浆材料 1、其特性对地下各软弱土层易结合，无收缩； 2、对不同地层，凝结时间可调节，流动性高，渗透性强； 3、高强度； 4、注浆材料配比如表 6-1 所示： 表 6-1 注浆材料配比表 a 液b 液c 液 硅酸钠 60l 水 40l gs 剂 3.5% p 剂 4.5% dhp 剂 6.7% gbx 剂 7.1% 水 剩余量 水泥 19.86% dhp 剂 5.561% gox 剂 4.171% xpm 剂 2.979% 水 剩余量 100 l100 l100 l 备注:a、b 液组成在 wss 工法中称为溶液型 a、c 液组成在 wss 工法中称为悬浊液型 6.2.4 钻孔参数设计 根据工程地质条件，对现有地基加固注浆参数设置如下： 孔径：42mm； 孔间距：0.5m0.5m； 根据扩散半径及地质情况，设计注浆加固范围为1.5m。 6.2.5 注浆效果检测手段 1、注浆施工结束后，通过在注浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等方法测定地 基的流量及渗透系数，不合格的需进行补充注浆；检查孔的数目约为总注浆孔数的 510%；布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。在防 渗注浆工程中，这类检测是一种重要而基本的手段。 对加固注浆而言，上述水力物理性质虽不能直接反映加固效果，但至今仍被广泛 的当作一种参考指标，因为吸水量大小与地基的密度和强度之间存在着一定的关系。 2、通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，送实验室进行必要的试验研究。实践 经验证明，通过这类检测可得出下述几项重要的物理力学性能指标，据此能对注浆效 果做出比较确切的评价。 1)样品的密度； 2)结石的性质； 3)浆液充填率及剩余孔隙率； 3、注浆压力的确定 浆液的扩散能力与灌浆压力的大小密切相关，所以在保证注浆质量的前提下，提高 注浆压力有助于提高可灌性和浆液结石强度；但为防止压力过大，导致地基及相关结构 的破坏，应根据各方面的因素控制注浆压力。为此在本工程中，注浆压力最大控制在 1.2mpa。 6.2.6 施工步骤 1、配置浆液 两种浆液混合后的初凝时间大致为 12 分钟，可根据需要进行调节。注浆控制主要 通过泵压大小控制，最大压力为 1.2mpa，将注浆管上提，进行逐段注浆