轨道交通1号线暗挖区间安全专项施工方案.doc

兰州市轨道交通兰州市轨道交通 1 1 号线号线标标 1616 工区工区 暗挖区间安全专项施工方案暗挖区间安全专项施工方案 中国中铁中国中铁 编编 制：制： 复复 核：核： 审审 核：核： 中国中铁航空港集团有限公司中国中铁航空港集团有限公司 兰州市轨道兰州市轨道 1 1 号线一期号线一期 TJ-16TJ-16 项目部项目部 20142014 年年 7 7 月月 2727 日日 2 目目 录录 1 编制依据及编制原则 1 1.1 编制依据 .1 1.2 编制原则 .1 2 工程概况 .2 2.1 工程简介 .2 2.2 工程地质及水文地质概述 .3 2.2.1 工程地质 .3 2.2.2 地层岩性 .3 2.2.3 气象、水文 .3 2.3 工程特点 4 2.3.1 本工程特点 .4 2.3.2 施工重点 .4 2.3.3 实施对策 .4 2.4 设计概况 .5 2.4.1 焦东区间暗挖隧道设计概况 5 2.4.2 后配线暗挖区间设计概况 10 3 施工总体部署 12 3.1 工作面部署 12 3.2 洞内施工辅助作业计划 13 3 3.3 机械设备配置 13 3.3.1 开挖机械设备选型 13 3.3.2 支护机械设备选型 13 3.3.3 出碴机械设备选型 13 3.3.4 二次衬砌机械设备选型 14 34 劳动力安排 .14 3.5 施工进度计划 14 3.5.1 进度指标 14 3.5.2 进度安排 14 4 风险因素分析及应对措施 14 4.1 风险因素 14 4.2 应对措施 15 4.2.1 针对湿陷性黄土易坍塌的隐患做出以下措施： 15 4.2.2 对于地下水的针对措施： 15 4.2. 3 扩大段开挖的施工顺序 .17 4.2.4 隧道埋深较浅并且上方有车行驶，可能引起坍塌的防护措施： 18 4.2.5 针对人防干道可能的造成的危险措施： 19 4.2.6 针对周边管线的老化以及存在的问题的预防措施： 19 4.2.7 隧道内的有水、潮湿，触电事故的隐患： 20 :4.2.7 隧道内的防火事故的隐患： .20 5 主要施工方案及施工方法 20 4 5.1 施工准备及施工测量 20 5.1.1 施工准备 20 5.1.2 施工测量 20 5.2 洞口段和洞身段工程 21 5.2.1 洞口段工程 21 5.2.2 洞身开挖 21 5.3 超前支护 .23 5.3.1 大管棚施工 23 5.3.2 超前小导管 24 5.4 初期支护 24 5.4.1 中空注浆锚杆 24 5.4.2 钢筋网片施工 25 5.4.3 钢格栅的施工： 25 5.4.4 喷射混凝土施工 26 5.5 仰拱施工 28 5.6 防排水工程 28 5.6.1 开挖施工时的涌水、上层滞水、突水处理： 28 5.6.2 隧道内排水 30 5.6.3 隧道防水 31 5.7 二次衬砌 32 5.7.1 二次衬砌的施工作业时应满足下列条件： 32 5 5.7.2 衬砌施工准备工作 33 5.7.3 施工设备 33 5.7.4 放线定位 33 5.7.5 钢筋安装 33 5.7.6 混凝土的灌筑、养护 34 5.7.7 二次衬砌施工要求 34 5.8 施工方法 34 5.8.1 双侧壁导坑法施工 36 5.8.2 CRD 法施工 38 5.8.3 三台阶法 - 40 - 6 监控量测 43 6.1 监控量测的目的 43 6.2 监测项目 44 6.3 监控量测的方法及测点布置 45 6.3.1 观察 45 6.3.2 地表沉降观测 46 6.3.3 隧道内水平收敛量测 47 6.3.4 拱顶下沉量测 48 6.3.5 应力量测 49 6.3.6 量测数据的处理与反馈 50 8 应急预案 52 6 8.1 应急组织 .52 8.2 应急物资准备 53 8.3 应急响应 53 8.4 应急措施 .54 8.4.1 隧道塌方 54 8.4.2 隧道涌水、突泥 56 8.4.3 管线破裂应急措施 57 8.4.4 有毒气体应急预防措施 58 8.4.5 火灾事故的救援预案 59 8.4.6 场内降水、排水和防水措施应急预防措施 59 8.4.7 抓斗施工过程中高空坠物应急预防措施 60 8.4.8 抓斗施工过程中物体打击应急预防措施 61 8.4.9 触电事故应急救援措施 62 8.4.10 机械伤害事故的救援措施 .63 8.4.11 隧道施工事故应急救援预案 .63 9 工程质量保证措施 64 9.1 质量责任制及奖罚措施 64 9.2 质量教育和质量培训措施 68 9.3 建立健全各项规章制度 68 9.3.1 施工技术交底制度 68 9.3.2 工序“三检”制度 68 7 9.3.3 隐蔽工程检查签证制度 68 9.3.4 工程测量管理制度 68 9.3.5 工程试验检验制度 69 9.3.6 工程质量检查制度 69 9.4 隧道施工质量保证措施 69 10 安全保证措施 .70 10.1 安全保证体系及自治机构 .70 10.2 安全管理一般措施 .71 10.3 安全检查制度 .71 10.3.1 定期检查 .71 10.3.2 经常性检查 .72 10.4 隧道施工安全措施 .72 11 工期保证措施 .74 11.1 工程进度保证体系 .74 11.2 工程进度计划控制 .75 11.3 保证工程进度的组织措施 .75 11.3.1 建立工期责任制度 .75 11.3.2 现场组织措施 .75 11.3.3 开展例会制度 .75 11.4 保证工程进度的机械设备保证措施 .75 11.5 保证工程进度的劳动力保证措施 .76 8 11.6 保证工程进度技术措施 .76 11.7 加强与当地的协调 .77 11.8 隧道施工进度保证措施 .77 12 绿色施工及职业健康 .77 12.1 绿色施工 .77 12.2 职业健康 78 1 编制依据及编制原则编制依据及编制原则 1.1 编制依据编制依据 1.1.1 有关协议、纪要及公文等文件； 1.1.2地铁设计规范 （GB50517-2003） ； 1.1.3混凝土结构设计规范 （GB50010-2010） ； 1.1.4建筑结构荷载规范 （GB50009-2012） ； 1.1.5城市轨道交通地下工程建设风险管理规范 （GB50652-2011） （GB50652-2011） ； 1.1.6建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011） ； 1.1.7地下铁道工程施工及验收规范 （GB50299-1999） ； 1.1.8湿陷性黄土地区建筑规范(GB50025-2004)； 1.1.9混凝土结构耐久性设计规范 （GB/T50476-2008） ； 1.1.10建筑与市政降水工程技术规范 （JB/T111-98） ； 1.1.11混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002） （2011 年版） ； 1.1.12兰州市轨道交通工程安全文明施工标准化实施手册 。 1.1.13 建质200987 文。 1.2 编制原则编制原则 1.2.1 工期保障原则 根据业主对本标段工程总工期及节点工期要求，科学组织施工，合理配置 资源，计划安排周密，使各项分部工程施工衔接有序，资源利用充分，以保证 总体施工计划的实现，从而确保总工期。 1.2.2 技术可靠性原则 施工方案制订遵循技术先进、安全可靠、经济适用相结合的原则。根据本 项目工程特点，吸收国内外类似工程施工和管理的成熟技术，结合我单位相关 施工的成功经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案，确保工程安全、 优质、快速建成。 1.2.3 经济合理性原则 充分考虑了工程的实际需要及我单位相应资源配置，力求方案经济合理， 2 并在施工过程实施动态管理，以使施工方案优化，效率提高，施工成本降低。 1.2.4 安全、环保、职业健康原则 以确保安全生产、文明施工为原则制订各项措施，严格执行安全操作规程， 施工现场全过程处于严密监控状态。以有利生产、方便生活为目标布置施工总 平面。 1.2.5 突出重点及难点的原则 根据本项目工程特点，以隧道、车站为主，根据各分项工程的难点进行编 制，总体上使施组具有重点、难点突出、内容全面、思路清晰的特点。 2 工程概况工程概况 2.1 工程简介工程简介 兰州市轨道交通 1 号线 16 工区，包括焦家湾至东岗区间、东岗车站及东岗 站后配线三部分。其中需要暗挖的部分为焦家湾至东岗区间和后配线。 焦家湾至东岗区间采用暗挖法施工，线路右线全长 381.84 米，左线全长 381.43 米，在 YCK33+408 设置一个施工竖井及横通道。竖井位于区间线路左侧， 平面内净空尺寸 64.6m，深 20.75m。 东岗站后配线段采用暗挖法施工，长 184.32m。本段设 1 座竖井，竖井中 心里程为 YGK0+200.075，位于配线段线路终点，竖井兼作风井。竖井平面内净 空尺寸 47.35m，竖井深 21.396m。 焦东区间暗挖隧道为双向分离式，标准段洞高 5.45m，洞宽 5.38m。 东岗站后配线段为单线隧道，洞净高 7.376m，洞净宽 10.58m。 隧道设计采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，二次衬砌断面全部采用曲 边墙式等截面断面。根据地质情况，对隧道洞口第一环采用大管棚超前支护进 洞，其后采用小导管对前方围岩进行注浆加固，开挖时采用安装格珊钢架、挂 钢筋网及喷射混凝土等初期支护。 由于本隧道全部处于地下水位以下，因此防水要求高，采用 1.5mm 厚 EVA 防水板和 400g/m2 的短纤土工布，衬砌采用 C45、P12 混凝土。 2.2 工程地质及水文地质概述工程地质及水文地质概述 2.2.1 工程地质工程地质 兰州市轨道交通 1 号线 16 工区地貌单元属黄河二级阶地。地理位置位于东 3 岗东路，南侧为酒泉钢铁（集团）有限责任公司，北侧为兰州皮革厂东家属院、 兰太第一小区。 2.2.2 地层岩性地层岩性 1.地形、地貌 焦家湾东岗区间地貌单元属黄河二级阶地。地理位置向东沿东岗东路经兰 州市第三十二中学、穿鱼儿沟、酒泉钢铁有限责任公司至东岗车站，南侧多为 67 层的办公楼和小高层，场地西高东低，勘探点高程约 1517.581521.52m,高 差约 3.94m。 2、地层岩性 根据钻孔桩揭露，拟建工程场地在勘测 45.0m 范围内的地层主要为第四系 全新统人工填土（Q4ml） 、冲击黄土状土(Q4al)、卵石及第三系古-始新统(E1-2)砂 岩组成。 3、不良地质作用 （1）地震液化 根据铁路高程抗震设计规范判别主体结构地基土液性化，判别深度为 20m. (2)人防空洞 本次勘察中相关管线单位说明线路附近有人防工程，位于东岗东路南侧道 路沿上附近，东西走向，年久未修，内部可能有给水和有毒气体等。 （3）黄土湿陷性 依据兰州市城市轨道交通 1 号线一期工程（陈家营东岗段）地质灾害评 估报告详细结论：兰州地区黄土含水量低，水敏感性强，起始湿陷性压力低， 遇水易形成大面积的湿陷下沉、落水洞或陷穴，特别是在欠压密实的人工填土 地区。 2.2.3 气象、水文气象、水文 地下水潜水位埋深 14.517.8m，水位高程 1502.641504.16m，根据勘察 及区域地质资料，含水层主要为卵石层，潜水含水层厚度约为 12m，卵石下的 中等风化砂岩为相对隔水层，砂岩顶部可能存在局部裂隙水。 本地区潜水补给来源主要来自侧向径流补给、大气降水入渗及山前补给； 4 地下水的总体流向与地形一致，由南流向北；潜水的排泄方式为蒸发、向下游 径流，最终排泄于黄河。 根据场地含水层及埋藏条件，地下水位变化主要受降水、蒸发等因素影响， 根据该地区的长期动态资料分析地下水位年内变幅在 1.02.0m 之间。 2.3 工程特点工程特点 2.3.1 本工程特点本工程特点 1、工程地处兰州市东岗东路东段，管线多而复杂，周围建筑物密集，进出 口车辆多，环境保护要求高； 2、施工场地狭窄，运输材料不方便，克服场地条件限制，因地制宜创造性 地组织施工，是本标段现场管理工作的重点； 3 区间暗挖埋深浅，土质松散，有潜在地下水。土层稳定性较差，易坍塌。 2.3.2 施工重点施工重点 1、洞身埋深浅，隧道上方车辆正常行驶，防隧道塌方、冒顶是施工时的一 个重点。 2、本隧道的降水、防、排水是本暗挖隧道施工的控制重点。 2.3.3 实施对策实施对策 1、隧道施工采用矿山法施工，坚持“短进尺、强支护、勤量测、快封闭” 的原则，认真做好初期支护作业，尤其是软弱破碎地带，严格按设计和规范要 求做好超前预支护、钢架安设、锚喷网作业，确保围岩稳定和施工安全。 2、降水、防、排水工程严格按照设计进行施工，对于新型的 CPS 三合一复 合防水板在施工时保护采取以下方式： （1）采取二衬钢筋上部的在加工场焊接，侧下部采用绑扎的方式对防水板 进行保护。 (2)对于初衬表面外露的钢筋头，钢管头及喷射混凝土凸物在施工防水板前 均进行打磨平整，局部采取高强砂浆找平。 （3）在施工时根据隧道断面掌握好防水板的松铺系数，保证防水板不致铺 设太紧被二衬混凝土挤压破裂。 （4）对于排水管道，在施工前检查管道质量，施工时保证管道无堵塞，施 工后管道无破损。 5 2.4 设计概况设计概况 2.4.1 焦焦东区间暗挖隧道设计概况东区间暗挖隧道设计概况 焦东暗挖区间标准断面为拱形断面，净断面尺寸为：5.385.45m。左线 起点里程 ZDK33+170.666,终点里程 ZDK33+551.866，全长 381.43m。右线起点 里程 YDK33+170.026,终点里程 ZDK33+551.866，全长 381.84m。超前支护采用： 32 普通钢管,壁厚 3.5mm,L=2.5m,拱部 150布设,环向间距 0.3m,纵向间距 1m,外 插角 10左右。喷射混凝土采用：C25 喷射早强混凝土，厚度 350mm。衬砌采 用:C55 防水钢筋混凝土,抗渗等级不低于 P10,厚 300mm。中控锚杆采用： RN25 中空注浆锚杆边墙设置，长 2.5 米，1m1m 梅花型布置，端头设 150x150x6mm 钢垫板；注水泥水玻璃双浆液。 6 图 2.4.1-1 焦东区间平面图 7 图 2.4.1-2 标准段段断面图 8 图 2.4.1-3 渐变段 B1 型断面图 9 图 2.4.1-4 渐变段 B2 型断面图 10 图 2.4.1-5 渐变段 B3 型断面图 2.4.2 后配线暗挖区间设计概况后配线暗挖区间设计概况 后配线暗挖区间标准断面为拱形断面，净断面尺寸为：10.587.376m。超 前支护采用：25 普通钢管, L=2.0m,拱部 180布设,环向间距 0.3m,纵向间距 1m,外插角 10左右。喷射混凝土采用：C25 喷射早强混凝土，厚度 350mm，全 断面支护。钢筋网：全断面设双层钢筋网,环纵向筋均为6.5 钢筋;初喷 40mm 厚混凝土,挂钢筋网,网距 150*150mm,钢筋网喷射混凝土保护层厚度不小于 2cm。衬砌采用:C55 防水钢筋混凝土,抗渗等级不低于 P10,厚 550mm。施工过程 中，每侧拱脚(墙脚)均设 2 根锁脚锚管，锁脚锚管采用42mm 钢管,L=3m。注水 泥水玻璃双浆液;。纵向连接筋：22 螺纹钢，初期支护结构纵向连接筋每榀设 置，全断面设置内外双层梅花型布置，环向间距 1000mm。 11 图 2.4.2-1 配线段暗挖隧道纵剖面图 12 图 2.4.2-2 配线段断面图 3 施工总体部署施工总体部署 3.1 工作面部署工作面部署 焦家湾至东岗区间采用矿山法施工，线路右线全长 360.648 米，左线全长 412.909 米，在 YCK33+400 设置一个施工竖井及横通道。竖井位于区间线路左 侧，平面内净空尺寸 64.6m，深 20.75m。工程总承包部计划施工工期为 18 个 月，计划于 2015 年 8 月份完成全部工程，隧道标准断面为三车道断面，施工难 度大，工期紧。为保证工程进度计划，区间隧道从竖井下分四个掌子面向两侧 同时开挖，每个掌子面设置一个专业隧道施工队伍，采用从中间向两边的方式 13 进行施工。 东岗站站后配线采用 CRD 法进行施工，线路全长 184.32m。在 YGK0+200.075 处设置一个竖井，位于配线段线路终点，竖井兼作风井。 3.2 洞内施工辅助作业计划洞内施工辅助作业计划 施工通风：洞口采用管道压入式通风，在各洞口均设一台 150KW 轴流式通 风机作主扇，风管均采用 120cm 的大口径软管。 防尘：全隧道采用湿式钻孔；出碴时喷雾洒水；砼在洞外拌合，通风降尘， 风速控制在 1.53.0m/s 左右。 施工用电：竖井口部设置专门的用电装置，并设置备用发电机一台，在竖 井一侧靠边引入隧道左右线墙处设照明电，工作地段采用 36V 安全电压，其余 地段 220V。动力线、照明线分架在两侧边墙上，动力线按三相四线配置，以电 缆引入洞内。 施工用水：在井口放置 2 个 4.5 方的水箱，采用高水位水箱供区间隧道施 工用水。 潜水泵：用于抽出隧道内积水。 3.3 机械设备配置机械设备配置 根据兰州市工程特点，现场施工条件和施工工期要求，合理选择机械设备 及配置情况。 3.3.1 开挖机械设备选型开挖机械设备选型 本隧道施工开挖主要以机械开挖人工配合为主，分四个掌子面，掌子面配 置 2 台 20m空压机，配备若干风枪及风镐进行钻眼施工和休整岩面，同时配备 挖掘机 1 台对于能利用机械开挖的围岩段采取机械开挖。 3.3.2 支护机械设备选型支护机械设备选型 隧道各队分别配置 4 台潜孔钻，1 台 3PN 注浆泵，喷射混凝土采用 GSP-B 型混凝土喷射机，各洞口配备 2 台，共 8 台。 由于工地场地较小，格珊钢架在我项目部钢筋场进行加工，然后用运输车 送至施工现场，由现场拱架班组进行安装，现场配置电焊机 8 台，同时用于隧 道钢筋施工用。 3.3.3 出碴机械设备选型出碴机械设备选型 竖井上方采用 10t 龙门吊一个，采用抓斗将土送至渣土仓，然后在夜间用 14 自卸车运输至指定位置。自卸车配备 2 辆。 3.3.4 二次衬砌机械设备选型二次衬砌机械设备选型 各洞口配置 1 台定制全液压钢模台车配 68m3/h 混凝土输送泵，砼运输采用 JCQ6 型混凝土输送车，砼拌料采用强制式搅拌机。 34 劳动力安排劳动力安排 按工程施工阶段投入劳动力 工种、级别 施工准备阶段主体施工阶段工程竣工阶段 钢筋工 2160 木工 280 砼工 2160 砖工 142 隧道工 10406 电工 242 电焊工 282 机械工 4122 各类司机 240 防水工 042 普工 52410 合计 3417630 注：以上按进度需要考虑用人员数量，可根据工程实际情况进行增减。高 峰期施工人员 176 人。 3.5 施工进度计划施工进度计划 3.5.1 进度指标进度指标 区间开挖过程中每个掌子面每天一个循环，每个循环进尺 0.5m。 3.5.2 进度安排进度安排 服从于兰州市城市轨道交通的总体进度计划，焦东区间隧道总体计划工期 8 个月，计划于 2014 年 9 月份正式进洞，2015 年 8 月份整体完工。 15 4 风险因素分析及应对措施风险因素分析及应对措施 4.1 风险因素风险因素 4.1.1 根据地勘报告，隧道洞身为湿陷性黄土，围岩自稳能力差，易坍塌。 4.1.2 暗挖区间隧道整体处于地下水位以下，防水要求高。 4.1.3 暗挖开挖过程中有扩大段开挖。 4.1.4 由于埋深较浅，隧道上方有车行驶，可能会由于车辆超载引起坍塌。 4.1.5 人防干道对右线开挖过程中的影响。人防干道年久未用，内部可能 存在有害气体或存有积水，存水下泻极易引起掌子面坍塌、道路塌陷等危险。 4.1.6 周边管线使用时间较长，存在渗漏水现象，在管线周围可能存在水 囊或由于长期渗漏对管线周围土体冲刷，土质相对疏松，形成流砂，若掌子面 开挖到水囊附近，造成水囊破裂，存水下泻或遇到流沙，流沙外涌等现象，极 易引起掌子面坍塌、道路塌陷等危险。 4.1.7 隧道内的有水、潮湿，触电事故的隐患。 4.1.8 隧道内的防火事故的隐患。 4.2 应对措施应对措施 针对以上的风险识别，分别做出以下应对措施。 4.2.1 针对湿陷性黄土易坍塌的隐患做出以下措施：针对湿陷性黄土易坍塌的隐患做出以下措施： 1、黄土浸水产生湿陷性，因此在暗挖隧道开挖施工前，做好左右线两侧的 降水工作，做好竖井周边防、排水工作。 2、开挖过程严格按照：“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤 量测”的 18 字方针进行施工。 3、开挖后，由于黄土的塑性变形特点，洞身开挖后的围岩内敛性很强， 所以在保证掌子面开挖及支护作业面的情况下应尽早修筑仰拱衬砌，抵抗围岩 的进一步变形，必要时应先修筑仰拱。 尽早修筑二次衬砌以抑制围岩的后续变形，以不影响作业面施工为宜， 保证衬砌紧跟。 4、.围岩监控量测：由于黄土的塑性变形较大，变形周期较长，监控量测 就显得更为重要。加强超前地质预报和围岩监控最测工作，为正确采用、修改 16 相应的开挖和支护参数提供依据，以确保施工安全和工程质量 4.2.2 对于地下水的针对措施：对于地下水的针对措施： 防治地下水必须从思想上认识到地下水的危害，同时要加强监管，做好勘 测、设计、施工。验收各阶段地下水防治工作，确保施工质量和安全。 1、水文地质勘测 要详尽了解最高地下水位的标高、类型、补给来源、水质、流量、流向、 渗透系数、压力以及历年气候变化情况、降水量、蒸发量及地层冻结深度等技 术指标，这是合理确定工程防水标高、防护要求与地下水防止措施的前提与保 证。 2 结构自防水设计 （1） 选用合理结构形式：应根据防护要求、使用功能结合工程地质和水 文地质条件等因素综合确定，能短的不长、能整的不散，避免结构突变（或断 面突变） ，尽量使结构选型规则、整齐，借以提升结构的整体刚度。 （2） 优化构造节点设计：构造节点长期以来就有“十缝九漏”的说法， 虽然有些夸张，却也充分暴露出变形缝防水存在的问题。结构设计中要尽量减 少裂缝开展及变形缝的设置。后浇带与构造节点的防水宜优先采用复合式防水 设计，如中埋式止水带与外贴防水层复合使用；中埋式止水带与遇水膨胀橡胶 条、嵌逢材料复合使用等。 （3） 避免设计上“强度越高越好”的错误观念：高强度的混凝土中水泥 含量较多，产生大量水化热易使结构开裂。如采用较高强度的混凝土时，宜优 先采用水化热小的矿渣水泥。 3、降排水系统设计 （1） 排水是指坑内明排，一般是在基坑周围设置排水沟及集水井，用抽 水设备不断将基坑中的渗水排除，疏干开挖土方及基础施工的作业面，随排随 挖，措施比较简单。 （2） 降水是人工强制降低施工面地下水位，常用的降水方法有轻型井点 降水、喷射井点降水、电渗井点降水等，采用何种方法一般应根据含水层特性、 渗透系数、降水要求 （深度）等确定。 4、支护与隔水设计 支护结构不仅能承受基坑开挖卸载所产生的土压力，而且能够有效的承担 17 动水压力，起到阻隔地下水的作用。其中地下连续墙在软土层大基坑开挖中应 用最为广泛。地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体， 其刚度大，止水效果好，并且可以作为拟建主体结构的外墙，可取得较好的经 济效益。 此外，内撑式支护、水泥土重力挡墙支护、土钉支护、钢板桩支护、锚杆 支护、喷射混凝土支护等也都能起到相应的支护隔水功能。尤其是锚杆支护现 已广泛应用于煤矿井田开拓及地铁隧道掘进等地下工程中。 4.2. 3 扩大段开挖的施工顺序扩大段开挖的施工顺序 1、在上一循环的超前支护防护下，弱爆破开挖部施作部周边的初期支护， 初喷混凝土，铺钢筋网，架立钢架（设锁脚锚管或锚杆） ，钻设径向锚杆， 复喷混凝土至设计厚度。 2、弱爆破按大拱脚形式开挖-1 部施作-1 部初期支护，初喷混凝土，铺 钢筋网，架立钢架（设锁脚锚杆或锚管，图中未示） ，钻设径向锚杆，复喷 混凝土至设计厚度。 18 3、同-1 部施工工序，开挖及支护-2 部。 4、弱爆破开挖-1 部施作-1 部边墙初期支护，即初喷混凝土，铺钢筋网， 架立钢架（设锁脚锚管或锚杆） ，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。 5、同-1 部施工工序，开挖及支护-2 部。 6、弱爆破开挖部施作部仰拱初期支护，即初喷混凝土，铺钢筋网，架立 钢架，复喷混凝土至设计厚度。 7、灌筑部仰拱的边墙基础；待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充部至设计 厚度。 8、根据监控量测分析，确定二次衬砌施作时机铺设环+纵向透水盲沟、防水 板+土工布利用衬砌模板台车一次性灌筑部（拱墙）衬砌。 4.2.4 隧道埋深较浅并且上方有车行驶，可能引起坍塌的防护措施：隧道埋深较浅并且上方有车行驶，可能引起坍塌的防护措施： 1、施工原则 隧道施工严格遵循超前地质预报先行，围岩破碎段“管超前、严注浆、短 进尺、弱爆破、强支护、快加固、早成环、勤量测”的原则进行施工。 2、超前支护 （1） 、大管棚 隧道进口及出口采用大管棚作超前支护，大管棚采用 108 热轧无缝钢管， 环向间距 40cm，壁厚 6mm，环向间距 40cm。两段钢管采用“V”型对焊或丝扣 连接，钢管上钻孔径为 12mm 注浆孔，间距 15cm，呈梅花型布置，尾部 3m 不钻 孔作止浆段。管棚安装完成后插入 4 根 B16 钢筋制作的钢筋笼，注浆采用 1:1 纯水泥浆与水玻璃，水泥强度等级为 42.5，注浆压力 0.40.6Mpa。 超前大管棚施工工艺见下图 1“超前大管棚施工工艺框图” 。 前期准备(测量放线和场地平整) 管棚施工作业平台或操作间 套拱 导向架 导向管 下管 综合检查 注浆封口 大管棚加工 不合格 钻机就位、钻孔 补孔、下管 合格 注浆封口 砼生产 钢筋加工 19 图 4.2.4-1 超前大管棚施工工艺框图 （2） 小导管采用32 普通钢管,壁厚 3.5mm,L=2.5m,拱部 150布设,环向 间距 0.3m,纵向间距 1m,外插角 10左右。尾部 30cm 不钻孔作止浆段；小导管 前端应从钢架腹部穿过，导管就位后应焊接在刚加上，搭接长度不小于 1m；注 浆采用 1:1 纯水泥浆，水泥强度等级为 42.5，注浆压力 0.40.6Mpa。 施工顺序：测量放样钻孔清孔钢管插入封口注浆与钢架焊接。 采用风钻钻眼，并将钢管顶入孔内，钢管尾端与钢架或系统锚杆焊接在一 起，必要时加环向钢筋。注浆根据压力状况和跑浆情况确定终止时间，确保注 浆效果。超前小导管施工工艺流程见下图 2。 图 4.2.4-2 超前小导管施工工艺流程图 超前锚杆施工方法和系统锚杆一样，施工时根据岩体节理产状确定锚杆的 最佳方向，并保持不小于 1m 的搭接长度，尾部焊接在钢架。 3、隧道开挖 隧道开挖时，在正线隧道外轮廓处及时搭设超前大管棚、超前小导管并注 浆加固。焦东区间隧道开挖分四个面，不同方向开挖的两个工作面开挖时间间 隔为一个月。先开挖同一侧方向的两个工作面，开挖时，工作面纵向距离大于 30m。 制作小导管眼孔布置钻孔顶入小导管 开挖 注浆效果检查 注浆 20 4.2.5 针对人防干道可能的造成的危险措施：针对人防干道可能的造成的危险措施： 人防干道距离右线拱顶 2m 左右，人防干道内年久未修，内部可能存有积水、 毒气等。针对以上问题，施工过程中做一下防护措施。 1、人防干道加固措施如下：距离横通道过渡段 4.5m 处采用长 4.5m42*3.5 注浆小导管加固人防干道，小导管外插角 1015，环向间距 0.3m,纵向间距 0.5m,先注入细石混凝土，再注水泥水玻璃双液浆。超出人防干道两榀钢架 位置处采用 2.0m，42*3.5 注浆小导管超前支护加固地层。 2、针对人防干道内可能存在的有毒气体，已制定防毒气应急预案。 4.2.6 针对周边管线的老化以及存在的问题的预防措施：针对周边管线的老化以及存在的问题的预防措施： 1、针对周边管线，已经制定管线保护方案。 2、施工过程前期已经调查清楚管线的产权单位及埋深位置与隧道的关系。 3、施工中设立专人定期检查管线的动态变化。 4.2.7 隧道内的有水、潮湿，触电事故的隐患：隧道内的有水、潮湿，触电事故的隐患： 1、针对隧道内的触电隐患已经编制触电应急救援预案。 2、隧道内专业电工定期对隧道内电线、电气进行检查。 :4.2.7 隧道内的防火事故的隐患：隧道内的防火事故的隐患： 1、针对隧道内的防火隐患，已编制防火应急救援预案。 2、隧道内按规定挂设足量的灭火器。 5 主要施工方案及施工方法主要施工方案及施工方法 暗挖区间根据双侧壁和 CRD 施工原理进行施工，坚持“弱爆破、短进尺、 少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”的原则，根据监控量测结果，及时调整开 挖方法，分析情况，恰当调整支护参数，以保证安全。 5.1 施工准备及施工测量施工准备及施工测量 5.1.1 施工准备施工准备 开工之前首先修筑竖井围挡，进行场地平整碾压和硬化工作，大电进入施 工工地，然后安装隧道供风、供水、发电等设备与设施。 5.1.2 施工测量施工测量 开工前期要依据设计文件进行施工测量，施工测量分为洞内测量和洞外测 量两部分，开工前主要是洞外测量。洞外测量采用 GPS 确定洞口的位置、高程， 组织测量队进行连侧（模拟贯通测量） ，加密水准点和导线点。洞内采用全站仪 21 设置导线点，进行施工放样。 1、工程测量组织 （1）项目部成立测量组，专门负责本工程的施工测量及围岩监控量测工作。 （2）测量组对设计院的点进行复测。 （3）当复测结果在规范规定的误差范围内时，经监理认可，在此基础上根 据施工需要进行导线点和水准点加密，作为施工测量的依据。若发现复测误差 超限时，应再进行复测，直至达到规范要求的精度为止。每年对导线、水准都 要复测一次。 （4）测量仪器配备 GPS、全站仪、自动安平水准仪等。各种测量仪器定期 送交有资质的检验单位进行检验，使其保持良好的状态。 （5）各种测量原始资料、计算成果和图表，必须记录真实、清楚并不得 涂改。测量资料必须保持完整，整理成册，分类分项归档。 2、洞内施工测量 （1）洞内导线 洞内导线应根据洞口投点向洞内作延伸测量，洞口投点应纳入控制网内， 由洞口投点传递进洞方向的联接角测角中误差，不应超过测量等级的要求，后 视方向的长度不宜小于 300 米。导线点应尽量沿路线中线布设，控制导线边长 在直线地段不宜短于 200m，曲线地段不宜短于 150m。无闭合条件的单导线，应 进行二组独立观测，相互校核。 （2）洞内水准测量 洞内水准路线应由洞口高程控制点向洞内布设，结合洞内施工情况，测点 间距 200500 米。洞内施工用的施工点，应根据洞外、洞内已设定的水准点， 按施工需要加设，满足施工要求。 5.2 洞口段和洞身段工程洞口段和洞身段工程 5.2.1 洞口段工程洞口段工程 焦东暗挖区间进口主要由焦东区间施工竖井进入左右线，从横通道向东 西两个方向分四个工作面施工。 区间开挖过程前，先在正线门口打设 108 超前大管棚、超前小导管并注 浆加固。正线开挖主要分四个工作面开挖，禁止四个工作面同时施做。不同方 22 向开挖的两个工作面之间开挖时间间隔为一个月。先开挖同一侧方向的两个工 作面，且两个工作面开挖纵向距离大于 30m。 5.2.2 洞身开挖洞身开挖 洞身围岩浅埋段，洞身施工严格遵守先支护，后开挖，短进尺，快封闭， 勤量测的原则。施工采用矿山法施工。 在围岩开挖中主要采用人工锹镐开挖，必要时用风镐辅助，尽可能减少超 欠挖对围岩的扰动和破坏。 洞身开挖采用分断面开挖法施工。采用超短台阶法开挖，上台阶超前 23m，以使断面及早闭合；保持合理开挖循环进尺和圆顺的开挖轮廓线，减少 对围岩的扰动，避免应力集中。围岩段开挖循环进尺为 1.0m 左右。 上部弧形断面开挖后立即施做初期支护，初期支护中注意锁脚锚杆的施工， 不得遗漏，以防出现掉拱现象。紧跟开挖工作面及时施做施工支护，必要时先 护顶后开挖，或采取其他辅助施工措施稳定开挖工作面，以控制围岩的变形， 保证施工安全。 下半断面的开挖应在上半断面的施工支护基本稳定后进行，并认真加固拱 脚支护，使上部施工支护与围岩形成完整的体系。下半断面土方中部周边部分 仍采用人工并铺以风镐开挖，以减少对周边围岩的扰动，并严格控制开挖边线， 严禁超挖欠挖。下部开挖完成后及时进行支护，尽早成环。 量测工作必须及时，当发现异常情况，应立即进行仰拱封闭。 洞身开挖施工方法见下图： 23 图 5.22-1 施工工序横断面图 24 图 5.2.2-2 施工开挖流程图 5.3 超前支护超前支护 超前支护有在进洞前的大管棚超前支护和洞内小导管超前预支护两种形式。 5.3.1 大管棚施工大管棚施工 1、大管棚制作 本次设计洞口采用管棚超前支护, 大管棚采用 108 热轧无缝钢管，环向 间距 40cm，壁厚 6mm，环向间距 40cm。每节钢管可采用 46m 不等长加工，钢 管之间采用丝扣连接。最前端钢管制作成锥状，每节钢管上均要按照 15cm 间距， 梅花桩布设 16 注浆孔。管端 2.3m 不做注浆孔，作为止浆段。 图 5.3.1-1 大管棚加工图 2、管棚施工 25 在横通道和东岗站洞口方向达到设计混凝土强度的 70%后，根据围岩条件 采用潜孔钻机（110 冲击器，带 110 钻头）进行钻孔，钻孔按照隧道顶部 0.5 至 1的外插角进行。钻孔达到设计深度即 8m 时，采用高压风进行清空、安装 管棚。为使钢管接头不在同一平面上，钢管按 4m、5m、6m 不等长分别间隔选用。 钻孔时要隔孔进行开钻，先钻设奇数号，再钻偶数号孔，先两端再中间， 边成孔边安装管棚。 3、注浆 在每根管棚安装完成后进行注浆。浆液采用 M30 水泥砂浆。注浆采用注浆 机进行。注浆量为按最大 2MPa 注浆压力、28.6%孔隙率、50%充填率确定的设计 压注量。注浆时，每根管棚孔口必须焊接止浆阀门，保证注浆完成后立即关闭， 使已注浆液不会露出，保证注浆质量。 5.3.2 超前小导管超前小导管 暗挖区间，埋深较浅，土层为湿陷性黄土，存在地下水，采用超前小导管 注浆加固地层。 采用 YT-28 风动凿岩机钻孔，安装超前小导管并与钢架焊接固定，小导管 外插角符合设计，用注浆泵进行注浆作业，注入水泥单液浆，注浆压力一般为 0.40.6MPa，施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。 小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部焊接 8mm 钢筋加劲箍， 管壁上每隔 15cm 交错钻眼，眼孔直径为 68mm。小导管加工见图。 图 5.3.2-1 小导管加工图 钻孔完毕后，将小导管按设计要求从工字钢腹板部开孔穿过，插入孔中， 尾部焊接在钢拱架上。小导管搭接长度不小于 1.5m。 5.4 初期支护初期支护 5.4.1 中空注浆锚杆中空注浆锚杆 暗挖区间隧道为浅埋隧道，施工采用 RN25 中空注浆锚杆边墙设置。 15c m 8mm 加劲箍 42mm 钢管 50c m 26 1、设计参数 长 2.5 米，1m1m 梅花型布置，端头设 150x150x6mm 钢垫板；注水泥水玻 璃双浆液。 2、施工方法 利用 TY28 风枪钻眼，同时利用高压风进行清孔。钻眼深度达到设计要求、 清空完成后，将已安装好带倒刺锚头的中空锚杆和排气管一块插入孔内，锚头 倒刺立即可将锚杆挂住。 安装好止浆塞、锚垫板等附件后，利用挤压式注浆机进行注浆，注浆压力 要达到设计要求。注浆完成后等砂浆强度达到设计强度的 90%后方可拧紧螺母 施加预应力。 5.4.2 钢筋网片施工钢筋网片施工 钢筋网:全断面设单层钢筋网,环纵向筋均为6.5 钢筋;初喷 40mm 厚混凝土,挂 钢筋网,网距；铺设直径 6.5 钢筋网，间距 150mmX150mm.钢筋网喷混凝土保护 层不小于 20mm。 挂钢筋网在系统锚杆施作后安设，钢筋类型及网格间距按设计要求施作。 钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状况铺设，并在初喷砼后进行，钢筋网连接 处，与锚杆连接用细铁丝绑扎或点焊在一起，使网筋网在喷射时不易晃动。钢 筋网安设时应注意： 1、 施作前，初喷 24cm 厚砼形成钢筋保护层。 2、 制作前进行校直、除锈及油污等，确保施工质量。 3、 钢筋网钢材必须有出厂合格证并经现场检验合格,钢筋网间距必须符合 设计；网格纵横钢筋必须点焊，钢筋网与初喷砼基本密贴。钢筋网片之间搭接 长度不小于 200mm，在喷射砼时钢筋不得晃动。 5.4.3 钢格栅的施工：钢格栅的施工： 1、钢格栅施工： （1） 、格栅钢架加工制作时,构件的连接是关键性工艺,应严格按有关规范 规定执行，确保各类焊缝的质量。 （2） 格栅钢架加工后应放在水泥地面上试拼,试拼合格后方可施工，其允 许误差为: 沿格栅钢架周边轮廓拼装偏差不应大于30mm。 27 格栅钢架由拱部、边墙、底部各单元钢构件拼装而成，各单元间用螺 栓连接，螺栓孔眼中心间距公差不超过0.5mm。 格栅钢架平放时平面翘曲应小于20mm。 其倾斜度不大于 2 度，格栅钢架的任何部位偏离铅垂面不宜大于 50mm。 每两片钢架节点处，相对主筋之间均加焊一根与主筋等直径的钢筋,采 用单面 搭接焊,搭接长度 10d.其余焊缝均采用双面搭接焊,所有焊缝高度均不 小于 8mm. 格栅钢架纵向连接筋采用 22，搭接长度10d,每排环向间距 1000mm， 内外双排布置。 RN25 中空注浆锚杆边墙设置，长 2.5 米，1m1m 梅花型布置，端头设 150x150x6mm 钢垫板；注水泥水玻璃双浆液。 施工过程中，每侧拱脚(墙脚)均设 2 根锁脚锚管，锁脚锚管采用42mm 钢管,L=3.5m，注水泥水玻璃双浆液。 格栅钢架采用钢筋与钢板分段焊接而成各段之间也采用高强螺栓连接。钢 架中间接头钢板要与钢架紧密焊接。 钢架与初喷混凝土间务求紧密接触，空隙处采用垫块嵌紧。钢架与围岩间 的混凝土保护层厚度不应小于 4cm。相邻钢架之间用 22 的纵向拉杆焊接为一 体，连接筋沿钢架环向每 1m 设置 1 根。 5.4.4 喷射混凝土施工喷射混凝土施工 喷射砼骨料用强制式拌合机分次投料拌合，为减少回弹量，降低粉尘，提 高一次喷层厚度，喷射砼采用 HPZV-5 型砼喷射机，湿式喷射作业。 初期支护喷射砼，一般分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖（或分部开挖） 完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷砼在锚杆、 挂网和钢架安装后进行，尽快形成初期支护整体受力，以抑制围岩变位。 初喷砼分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过 6 m，一次喷射厚 度控制在 6cm 以下，喷射时插入长度比设计厚度大 5cm 铁丝，每 12m 设一根， 作为施工长度控制用，后一层喷射在前层砼终凝后进行，新喷射的砼按规定洒 水养护。 1、喷射砼质量保证措施如下： 28 （1） 、对喷射砼所用材料、配合比及拌合均匀性，每工班至少检查两次， 确保符合规范要求。 （2） 、速凝剂的掺量，应通过试验确定。 （3） 、喷砼作业前，清理岩面粉尘及杂物，撬除空响、裂隙岩石。 （4） 、每作业班，都要做砼试件，及时进行抗压强度试验，如试件不合格， 要对相应喷砼部位采取复喷等措施，给以补强。 （5） 、喷射作业要分段（一般不大于 6m）分片，自下而上呈螺旋形进行。 岩面凹凸较大时，应先对凹处喷一遍，以使岩面平顺，再大面积喷射。 （6） 喷砼初凝后，采用洒水自然养护，养护期为 14 天。 (7)用凿孔或事先在岩壁设钢筋头的办法，检查喷砼厚度。 (8)用锤敲击，检查喷砼与围岩的粘结情况，如有空响，应凿除清洗后 重喷。 (9)如喷层有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等情况，应予以补喷或用其它措 施予以整治。 2、喷射混凝土施工要点 (1)喷射混凝土采用湿喷工艺。钢架间喷混凝土应饱满平顺；钢架与围岩之 间的间隙应用喷混凝土充填密实；格栅钢架内和钢架背后禁止填塞片石。 (2)喷射混凝土时，喷嘴应与受喷面保持垂直，同时与受喷面保持一定的距 离，一般可取 0.61.0m。喷射混凝土回弹物严禁重复利用。 (3)隧道爆破开挖后，应坚持先喷后锚的原则，即应先初喷混凝土封闭岩面， 然后再施作系统锚杆、挂钢筋网、架立钢架，最后复喷达到设计厚度。 (4)隧道系统锚杆为 25 中空注浆锚杆和 22 早强砂浆锚杆，为保证注浆 质量，锚杆必须设置垫板，并灌注水泥净浆液（水泥浆水灰比为 1：1、注浆压 力初压为 0.5-1.0MPa,终压为 2.0 MPa，注浆顺序自拱两边向拱顶） ，锚杆孔内 注浆应密实饱满；施工时锚杆垫板必须与围岩密贴，锚杆尽量垂直岩石层面施 作。 细骨料 粗骨料 水 泥 水 外加剂 砼搅拌机 砼运输车 砼喷射机 喷 头 压缩空气 液 体 速凝剂 29 图 5.4.4-1 喷射混凝土流程图 5.5 仰拱施工仰拱施工 暗挖区间为浅埋隧道，隧道全程设仰拱。 1、边墙基底清理 对要施工地段仰拱的边墙基底进行人工清底，保证基地无虚渣，然后立模 进行混凝土施工，仰拱和边墙基础要一次浇筑完成。 2、仰拱施工 仰拱应根据围岩量测数据分析，尽早安排施工。为保证施工的连续性及保 证施工工期，计 划在双侧壁导坑及 CRD 法施工时，制作仰拱平台，以保证仰拱 混凝土质量及各施工工序的正常进行。在采用上下台阶开挖的时候，采用半幅 施工半幅通车的措施，保证仰拱能紧跟掌子面，从而保证二衬与掌子面的距离。 仰拱平台就位后，进行人工清底，将平台下仰拱底部虚碴清理干净，抽出 积水，然后架立仰拱堵头模板。浇筑仰拱及隧道填充混凝土时，采用运输车将 混凝土运至仰拱平台，向中间及两侧倾倒，或直接用混凝土输送泵送至仰拱模 板内。用人工将混凝土摊平，插入式振动棒进行振捣。 混凝土浇筑完毕后，进行自然养护或洒水养护，达到可以通行运输车辆的 强度时，拖移仰拱施工平台进入下一段仰拱施工。在采用半幅施工地段，交错 到另半幅开始施工。 5.6 防排水工程防排水工程 由于暗挖区间隧道处于地下水位以下，具有涌水、突水的可能性，故在排 水施工要严格按照设计及工程师要求进行，以保证隧道施工质量。 在施工隧道洞身防排水时遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治 理”的原则，达到排水畅通、防水可靠、经济合理、不留后患。严格按照设计 图纸施工，使修成后隧道排水畅通，防水可靠，洞内无渗漏水，安装孔眼不渗 30 水，洞内路面干燥，保证衬砌结构和洞内设备正常使用及使用安全。 5.6.1 开挖施工时的涌水、上层滞水、突水处理：开挖施工时的涌水、上层滞水、突水处理： 施工前根据详细地勘资料以及地质超前预报，对可能存在涌水地段进行详 细的交底，在施工中随时注意观察围岩变化情况。其次在可溶岩灰岩区内存在 岩溶管道，此地段发生涌、突水的可能性较大。 对开挖时的防水堵水采取“开挖后周边预注浆”堵水、 “深孔周边预注浆” 堵水等方式进行施工。 1、开挖后周边预注浆 （1）适用条件 底层裂隙发育地段，开挖后大面积淋水，无法进行初期支护的段落。 （