2号竖井及横通道开挖及支护安全专项施工方案.doc

1 目 录 一 编制依据 1 二 工程概况及水文地质情况 1 2 1 工程概况 1 2 2 工程地质 2 三 施工准备 4 3 1 场地准备 4 3 2 技术准备 4 3 2 1 熟悉 审查图纸及有关设计文件 4 3 2 2 掌握地形 地质 水文等情况 5 3 2 3 技术及安全交底 5 3 3 组织准备 5 3 4 劳动力安排 6 3 5 材料准备 6 3 6 机械设备准备 7 四 风险因素分析 7 六 施工进度计划 8 七 降水井施工 8 八 测量放线 8 8 1 定向测量 8 8 2 竖井高程传递测量 9 九 竖井施工方法 10 9 1 竖井锁口圈施工方法 10 2 9 1 1 锁口圈施工顺序 10 9 1 2 锁口圈梁开挖和喷锚支护 11 9 1 3 锁口圈钢筋绑扎 11 9 1 4 锁口圈模板支撑 12 9 1 5 混凝土浇注 12 9 2 提升系统安设 13 9 3 竖井井身施工方法 14 9 3 1 竖井土方开挖 14 9 3 2 竖井支护施工 14 9 3 3 格栅加工及安装 15 9 3 3 1 格栅加工 15 9 3 3 2 格栅架设 18 9 3 3 3 格栅测量控制 20 9 3 3 4 连接板位置质量控制 21 9 3 3 5 喷射混凝土 21 9 4 横通道马头门位置施工处理 22 9 4 1 竖井格栅密排 23 9 4 2 插打超前小导管注浆固结地层 23 9 4 3 分部破除马头门处竖井初期支护砼及钢筋格栅 23 9 4 4 加强监测 23 9 5 竖井封底施工方法 24 9 6 土方开挖及外运 25 3 十 横通道施工方法 25 10 1 横通道断面组成 25 10 2 台阶法施工工艺 27 10 2 1 注浆加固施工工艺 28 10 2 2 格栅加工及安装 31 10 2 3 锁脚锚管施工工艺 32 10 3 初支背后回填注浆 32 10 4 大断面马头门支护措施 33 十一 工期安排及保证措施 34 11 1 工期安排 34 11 2 施工进度 施工工期保证措施 34 11 3 冬季施工保证措施 34 11 3 1 土方开挖工程 35 11 3 2 钢筋加工及安装工程 35 11 3 3 喷射混凝土工程 35 11 3 4 冬季施工物资管理 36 十二 监测方案 36 12 1 监控量测说明 36 13 2 监测管理说明 36 十三 竖井回填施工 39 13 1 地面 3 米以下范围回填 39 13 2 地面以下 3 米范围回填 40 十四 突发事件处理及应急预案 40 4 14 1 成立抢险领导小组 40 14 2 道路坍塌应急措施 40 14 3 应急抢险物资管理 41 14 4 应急预案演练 41 十五 质量保证措施 42 15 1 竖井开挖的施工质量保证措施 42 15 2 钢筋的施工质量保证措施 43 15 3 模板的施工质量保证措施 45 15 4 混凝土的施工质量保证措施 46 15 5 喷射混凝土的施工质量保证措施 47 15 6 渗漏水处理 48 十六 安全管理及保证措施 48 16 1 开挖初支安全措施 48 16 2 洞内安全防护 49 16 3 装卸碴土与运输安全措施 49 16 4 竖井提升与设备安全措施 50 16 5 井口视频及监控制度 51 16 6 坍塌处理措施 52 16 7 有限空间作业 52 十七 文明施工措施 53 17 1 现场管理 53 17 2 现场物资管理 54 17 3 现场机械管理 54 5 17 4 办公 生活设施 55 17 5 建设工地良好的文明氛围 55 17 6 现场安全 保卫 卫生 55 十八 环境保护措施 55 18 1 预防噪音的措施 55 18 2 扬尘以及大气污染控制措施 56 18 3 预防地表水和地下水污染的措施 56 18 4 弃碴和建筑垃圾处理 56 18 5 城市生态环境控制措施 57 2 号施工竖井及横通道开挖及支护安全专项施工方案 2 一 编制依据 1 北京轨道交通昌平线二期 2 号竖井及横通道施工图 2 轨道交通 隧道工程施工质量验收标准 修订版 JQB 050 2008 3 北京市政工程施工安全操作规程 DBJ0156 2001 4 钢筋焊接及验收规程 JGJ18 2012 5 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2011 6 中华人民共和国环境保护法 7 城市市容和环境卫生管理条例 8 其它有关国家 行业规范 规程 标准 规定等 9 地铁工程监控量测技术规程 DB11 490 2007 10 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107 2010 11 建筑基坑支护技术规程 jgj120 2012 12 型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ138 2001 13 混凝土外加剂应用技术规范 GB50119 2003 14 地铁暗挖隧道注浆施工技术规程 试行 DBJ01 96 2004 15 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086 2001 二 工程概况及水文地质情况 2 1 工程概况 盾构井 K5 657 500 水库路站区间采用矿山法施工 区间总长约 1060 米 含一座盾构 始发井 一座区间风井及变电所和一段约 100 米长明挖渡线 区间南北两侧各一座临时竖井 及横通道 矿山法区间分三段进行施工 整体施工顺序为先施工临时竖井及明挖结构 再以此 为工作面进行矿山法区间的施工 详见工程平面示意图 2 1 北 3 图 2 1 工程平面示意图 2 号施工竖井中心里程 K6 448 000 长 10m 宽 7 6m 净空尺寸为 7m 4 6m 竖井地面 标高为 62 363m 基坑底标高为 41 318m 井深 21 545m 初支厚度为 0 35m 风险等级为二级 施工竖井采用明挖倒挂井壁施工 横通道标准段断面净空尺寸为 4 0m 8 54m 扩大段断面净 空尺寸 4 0m 11 3m 其中由标准段到扩大段开挖长度为 6 94m 横通道总长为 40 2m 风险等 级为二级 横通道采用台阶法施工 2 号施工竖井及横通道平面详见图 2 2 剖面详见图 2 3 图 2 2 2 号施工竖井及横通道平面图 2 号竖井 1 号竖井 盾 盾 构 井 风 风 井 明挖渡线 渡线 矿山法区间 矿山法区间 矿山法区间 大断面 7 6 10 40 2 横通道 2 号竖井 左线右线 4 7 5 3 21 54 5 9 24 40 2 12 7 54 7 90 深孔注浆加固 4 图 2 3 2 号施工竖井及横通道剖面图 2 2 工程地质 2 号施工竖井及横通道地质纵断面图如图 2 4 所示 图 2 4 2 号施工竖井及横通道地质纵断面图 2 3 地下水情况 本次初步勘察钻孔最大深度 46 5m 在勘察深度范围内 根据区域水文地质资料 本段线 路赋存四层地下水 地下水类型分别为上层滞水 一 潜水 二 承压水或层间潜水 三 和承 压水 四 地下水详细情况如下 上层滞水 一 含水层岩性为粉土 层以及局部填土层 水位标高为 21 94 20 69m 水位 埋深 4 0 4 5m 该层水分布不连续 透水性较差 主要接受大气降水及侧向径流补给 以蒸发 侧向径流 向下越流补给的方式排泄 5 潜水 二 含水层岩性为粉细砂 层 粉土 3层 水位标高为 17 30 13 85m 水位埋深 为 8 7 11 2m 该含水层属中等透水层 分布不连续 承压水或层间潜水 三 含水层岩性为粉细砂 层 粉土 3层 水位标高为 11 36 7 30m 水位埋深为 14 4 18 7m 该含水层属于中等透水层 连续分布 局部夹有粉质 粘土 2层透镜体 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 承压水 四 含水层岩性为细中砂 层 水头标高为 3 90 2 76m 水头埋深为 22 1 23 0m 该含水层属于强透水层 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 本场地地下水的腐蚀性对拟建地铁的混凝土结构腐蚀性 微 对混凝土结构中的钢筋在长 期浸水和干湿交替环境腐蚀性 均为微腐蚀性 三 施工准备 3 1 场地准备 在竖井施工前 由于现场场地较狭窄 为保证正常施工需要 现场合理布置 砂石料等材 料堆放 运输车辆行驶线路 弃土场 格栅堆放等都要事先做好场地规划 场地布置见图 3 1 2 号施工竖井及横通道施工平面布置图 6 2 号施工竖井及横通道施工平面布置图 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 施工区域划分符合施工工艺流程 避免交叉作业施 工干扰的原则 根据工期筹划及施工现场周边环境 由于 2 号竖井及横通道将承担区间正线大 断面施工出土及进料的任务 为保证施工土方外运及时且材料运输顺畅 采用抓斗式提升架 设 置约 400m3 临时存土场 并在竖井北侧配备一台 20m3和一台 13m3空压机以满足高峰期区间 正线初支施工时高压风的需要 暗挖隧道内主要布置风 水 电等管线 其中风管包括施工需 要的高压风和环境通风 电包括施工用电和照明用电 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 3 2 技术准备 技术准备的主要工作包括 3 2 1 熟悉 审查图纸及有关设计文件 熟悉 审查图纸及有关设计文件 了解 贯彻设计意图 是施工前必须做的一项准备工作 审查图纸及说明是否完整 齐全 清楚 图中的尺寸 标高是否正确 图纸之间是 否矛盾 7 支撑和支撑布置对基坑土方开挖是否有影响 各种材料 构件 如钢支撑 钢筋等供应是否有问题 规格 性能 质量等能否满 足设计要求 3 2 2 掌握地形 地质 水文等情况 地形情况 了解拟建地区附近建筑物及地下管线的情况 地质情况 地层结构 土层厚度 土的性质与类别 土的承载力 土的渗透性等 水文资料 地下水的性质 含水层厚度 地下水最高和最低水位等 气象资料 气温情况 季节风情况 雨量 积雪 冻结厚度 雨季及冬季的期限等 3 2 3 技术及安全交底 在施工前需要对施工作业人员进行技术交底和安全交底 需要对施工过程中的关键工艺 关键工序 安全风险等对作业人员进行详细交底 3 3 组织准备 由于暗挖作业工序多 安全风险性较大 为确保竖井及区间正线工作顺利开展 成立相应 的组织机构 配备相应管理人员 各尽其职 具体人员组织表 3 1 表 3 1 管理人员表 序 号姓 名 职 务职 称备 注 1黄广锴项目经理高工 2姜学军项目总工高工 3温盛军前期经理工程师 4刘海工程部长工程师 5刘斌物资设备部长工程师 6卫坤俊生产经理工程师 7陈保同测量室主管工程师 8彭佳实验室主任工程师 9任兴成质检部长工程师 10何蒙计划部长工程师 11魏吉祥技术员助理工程师 12黄广开技术员助理工程师 13吴一宁技术员助理工程师 8 14宋时雨技术员助理工程师 15黄世召技术员助理工程师 16齐书朋技术员助理工程师 17王荟芬财务室主任会计师 18刘光兰办公室主任政工师 3 4 劳动力安排 在劳动力安排方面 2 号竖井及横通道开挖支护施工安排一个施工队 该施工队分二个 专业施工组 地面服务组 主要负责吊放材料 拌和喷锚料 土方开挖施工组 主要负责竖井和 横通道土方开挖 架立格栅 打设超前小导管 喷射混凝土 正式上岗前 应对工人进行岗前 培训 考核合格后 方可允许上岗作业 在工人作业前还应对工人进行技术交底和安全交底 按竖井及横通道施工的施工进度计划安排及施工组织设计 竖井及横通道施工期间的劳 动力组织详见表 3 2 表 3 2 施工一队各工种劳动力安排表 序号工种数量 个 1 队长 1 2 副队长 2 3 技术员 2 4 安全员 2 5 电工 2 6 掘进工 包括喷混工 12 7 电焊工 6 8 信号工 2 9 机修工 2 10 提升架操作手 3 11 普工 12 合计 46 3 5 材料准备 施工中所需要的砂 石 料 钢筋 混凝土 钢管等必须符合使用要求 在选择材料方面 9 应该从材料型号 规格 出厂日期等方面选择具有相应生产资质的厂家 材料进场前必须进行 取样见证 经检验满足施工要求 方可大批量引进材料 施工混凝土除喷射混凝土外 其余均采用商品混凝土 施工主要材料需求数量见表 3 4 表 3 4 施工主要材料需求数量表 序号材料名称单位总数量 1小导管m2000 2钢筋t65 3喷射砼m31200 4型钢t8 5速凝剂t20 6石子m3880 7砂子m3950 8水泥t480 9网片m25000 3 6 机械设备准备 垂直提升设备 机具应相关部门验收合格 土方设备 机具 空压机 风机 喷射机 搅拌 机等 现场安装调试完毕 根据区间 2 号竖井及横通道矿山法施工安排 施工所需机械设备详见表 3 5 拟投入工程 施工的主要机械配置表 表 3 5 拟投入竖井及横通道工程施工的主要机械配置表 序号设备名称规格型号功率或吨位单位数量 1电动空压机LED 15 21 7 10 X20m3 13m3 台2 2 风镐 G10 把6 3电焊机BX 500 上海15KW台2 4注浆机KBF 50 707 5kW台2 5湿式砼喷射机TK961 型15kW台2 6电动葫芦 CDI10 30D 抚顺 10t套2 7发电机TFE5M22 4 福州250kW台1 8混凝土搅拌机JZ3500 35m3 h套1 9装载机ZL50B 柳州3 0m3 辆 1 10潜水泵150QJ10 50 73 3kW台3 10 11泥浆泵BW 250D 衡阳22kW台2 12提升抓斗QZ10t195 5KW10t1 13轴流风机T35 1125KW套1 14 风镐 G107 5KW把4 四 风险因素分析 1 区间施工竖井及横通道 施工竖井采用明挖倒挂井壁施工 开挖尺寸为 7 7m 5 3m 井深 21 545m 横通道标准段 断面净空尺寸为 4 0m 8 54m 扩大段断面净空尺寸 4 0m 11 3m 其中由标准段到扩大段开 挖长度为 6 94m 横通道总长为 40 2m 2 号竖井横通道施工风险等级为二级 2 环境风险 竖井施工临近 6 7 层住宅 距离约 15m 风险等级为三级 五 工程重 难点 1 竖井开挖支护 该工序是保持井壁稳定 防止井壁坍塌 保证周边构 建 筑结构物安 全的重点 2 横通道开挖穿越府学路 防止道路下沉过大是横通道施工的重点 施工时需做好超前 支护及回填注浆 3 马头门施工 马头门处为结构受力转换点 做好马头门加固是保证进洞安全的重要措 施 4 横通道马头门拱顶及以下 4 5m 范围内均为卵石层 超前小导管打设难度大 卵石层 含砂 水量大且围岩不稳定 开挖时极易出现塌方现象 六 施工进度计划 1 2 号竖井施工横通道 计划开工时间 2014 年 2 月 15 日 计划完成时间 2014 年 3 月 31 日 11 计划作业时间 45 工作日 七 降水井施工 2 号竖井及横通道施工的设计以无水施工为前提 若降水效果不理想 将及时通知监理 设计单位 一起商定处治措施 降水施工方案详见 盾构井 K5 657 500 水库路站区间降水及排水施工方案 八 测量放线 竖井施工放线测量主要包括两类 定向测量 高程传递测量 横通道施工放线测量主要为 定向测量 8 1 定向测量 利用激光铅直仪和具有双轴补偿的全站仪 采用联系三角形的方法进行定向 详见下图 8 1 竖井投点测量投点过程 首先选用一块的钢板 在其中心的位置处开一个 200mm 的小 孔 将钢板平铺在竖井口的一个角上 使小孔沿井对角线方向离角点约 0 8m 左右固定钢板 在其上安置激光铅直仪 同时在地上近井点安置全站仪 精确观测该投点 A 的坐标及其与地 面控制点的边角关系 在井下 预先固定一块 20 20cm 的钢板 根据 A 投下来的点位 精确标记该投点位置 A 并多次精确校正该投点的位置 同理完成第二个投点 B 及 B 的联系测量 在井下用钢尺检核 A 及 B 的距离 较差小于 2mm 为合格 以 A 和 B 作为第一阶段井下施工控制点 竖井投点平 面示意图如图 8 2 所示 井井井井井井 井井 井井 井井井井井井井 井井井井井 12 图 8 1 竖井定向测量示意图 图 8 2 竖井投点平面示意图 8 2 竖井高程传递测量 采用重锤悬吊钢尺 两台水准仪同时观测的方法 作业时三次同步读数 在较差不大于 3mm 的前提下取平均值 做法示意图如下图 8 3 图 8 3 竖井高程传递示意图 井井井井B 井井A 井井井井井井 井井 井井井 井井井井井井 井井井 井 井 井井 井井 井 井 井 井井 井井井 井井 13 九 竖井施工方法 9 1 竖井锁口圈施工方法 9 1 1 锁口圈施工顺序 锁口圈施工主要包括测量放线 土方开挖 钢筋绑扎 立模以及浇注砼等工序 其施工工 艺流程图见图 9 1 图 9 1 锁口圈梁施工流程图 9 1 2 锁口圈梁开挖和喷锚支护 按照设计尺寸在地面画出竖井开挖轮廓线 严格按照轮廓线进行开挖 避免欠挖 也不得 大锅底开挖 采用机械开挖 人工配合修整 开挖成型后挂网 喷射混凝土支护 开挖分台阶 立面采用挂网喷锚支护的方式 开挖断面形式见图 9 2 测量放线 挖掘机土方开挖 内模安装 绑扎钢筋 含提升系统钢板和人行步梯钢板预 埋 外模安装及加固 预埋井口护栏钢管 井口段施工结束 浇筑锁口圈混凝土 第一次开挖面 地面 14 图 9 2 锁口圈开挖断面形式 9 1 3 锁口圈钢筋绑扎 地面以下 1m 内为 1 5m 宽混凝土锁口圈 钢筋绑扎严格按照规范进行 1 钢筋焊接长度满足单面焊 10d 钢筋搭接长度不小于 35d 钢筋锚固长度不小于 35d 锁口圈和井口段内侧主筋须锚入混凝土中 2 搭接长度的末端距钢筋弯折处不得小于钢筋直径的 10 倍 上部钢筋接头应在跨中 1 3 处 下部钢筋接头应位于支座处 3 准备好绑扎用的 20 22 火烧丝 钢筋钩等绑扎工具和材料 并按各部位保护层的 厚度准备好水泥砂浆垫块 当保护层厚度小于或等于 20mm 时 垫块平面尺寸为 30 30mm 当保护层厚度大于等于 25mm 时 采用细石混凝土垫块 垫块平面尺寸为 50 50mm 4 钢筋绑扎的允许偏差如下表所示 项 目允许偏差 mm 受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸 10 弯起钢筋的弯折位置 20 5 浇筑混凝土时 必须经专人值班 发现钢筋位移或松脱及时纠正 6 混凝土浇注前预埋提升井架基础 井口防护栏钢管及人行扶梯预埋件 9 1 4 锁口圈模板支撑 15 模板采用钢模板 支撑采用满堂红脚手架支撑体系 受力体系以对撑为主要支撑反力 混 凝土浇注高度为 1 5 米 横向立杆间距 0 6m 竖向支撑为 4 道 最下部一道及顶部一道间距 0 55m 中部 0 6m 模板后采用钢管横向撑 避免模板受力不均 支撑体系详见图 9 3 锁口圈 模板支撑体系示意图 图 9 3 锁口圈模板支撑体系示意图 9 1 5 混凝土浇注 钢筋绑扎 立模经监理检查合格后 进行锁口圈混凝土浇注 锁口圈和井口段混凝土一次 性浇注完成 浇筑混凝土时 应将预留钢格栅连接筋 以保证井身开挖 同时应注意保证提升 架预埋螺栓竖直 保护完好 另外 预埋 42mm 钢管 以便焊接井口防护栏杆 对每一批混凝 土做试块 进行试验 并对试验单存档 对检测不合格的混凝土及时进行处理 混凝土浇注采 用 5cm 振捣棒进行振捣 振捣遵从快插慢拔的原则 锁口圈浇注一次完成 分层浇注 每层浇 注厚度控制在 300 500mm 左右 层间尽量缩短时间 不得出现冷缝 浇注混凝土过程中 保 证两侧混凝土浇注面高差不超过 0 5 米 避免偏差过大引起脚手架支撑体系整体偏移 在灌注混凝土前 模板和钢筋上的杂物应清除干净 混凝土灌注时的自由倾落度高度不 应大于 2 米 当受条件限制有可能造成离析 15cm 10cm 方木间距 30cm 钢模板 预留插筋 碗扣式脚手架 地面 施工竖井 16 现象时 应通过滑槽 串筒等器具 或通过模板上的预留口进行灌注 混凝土灌注时 应水平分层进行 浇筑混凝土应连续进行 当必须间歇时 其间歇时间宜 缩短并应前层混凝土凝结前 将次层混凝土浇筑完毕 混凝土运输 浇筑及间歇时间不得超过 下表中规定 当超过时应按施工缝处理 当混凝土中掺有速凝或缓凝外加剂时 其允许时间应根据实验结果确定 在灌注混凝土 过程中 当混凝土表面渗水时 需采取措施予以清除 防水砼应采用机械振捣 以保证混凝土 密实 一般采用插入式 平板式或附着式振捣器 并应符合下列要求 混凝土运输 浇筑及间歇允许时间 min 气温 混凝土强度等级 不高于 25 高于 25 C30210180 每一振点的振捣正常时间 应使混凝土表面呈现浮浆并不在下沉 当采用插入式振捣器 时 普通混凝土的振点移动间距 不宜大于振捣器作用半径的 1 5 倍 并应避免碰撞钢筋 模 板 预埋件及防水板等 振捣器下沉混凝土的深度不应小于 50mm 当采用附着式振捣器时 其设置间距应通过试验确定 并应与模板紧密相连 砼的养护 混凝土浇捣后 严格控制含水量的增加和水泥流失 以免造成强度降低 采用 草袋薄膜等物品将构件包好浇水养护的方法 平面构件等用洒水或覆盖砂进行养护 构件与 外界的温度差不得大于 25 在砼浇注后 14 天内保持构件湿润 严禁砼板件暴晒 自干等 以保证混凝土的施工质量 9 2 提升系统安设 独立基础 竖井 存土场北 17 280280 600 坑 坑 6500 29001000 2250 10000 9400 3300 240 4378 6300 22000 10000 700070007000 9000 9580 4500 图 9 4 竖井提升系统平面图 提升系统施工与竖井锁口圈梁同时进行 当锁口圈梁混凝土达到一定强度后 安设竖井 井口处的提升设备 采用 1 台 QZ10 5t 吨的抓斗作为吊装设备 然后再进行竖井的开挖支护 竖井提升系统结构详见图 9 4 9 5 竖井提升系统示意图 18 图 9 5 竖井提升系统立面图 9 3 竖井井身施工方法 9 3 1 竖井土方开挖 竖井井身采用倒挂井壁的施工方法 人工开挖土方 严格控制开挖进尺 每次开挖高度为 一榀格栅钢架 土方开挖先挖竖井中部 再分段开挖四周井壁 开挖时应以竖井中心对称分侧 分块开挖 一侧喷混凝土支护后另一侧方能开挖 渣土由人工归堆后 通过电动抓斗提升至地 面渣场 9 3 2 竖井支护施工 施工竖井进尺必须严格控制 支护及时封闭 做到开挖一榀封闭一榀 竖井开挖每进尺一 榀后 首先清理土体表面 之后架设格栅钢架及内层钢筋网片 最后完成喷射混凝土施工 然 后进行下一循环土方开挖支护 横通道拱顶以上格栅架设步距为 0 75m 其余为 0 5m 锁口圈梁混凝土强度达到设计 80 提升井架安装完毕 则可开始井身开挖 竖井井身自 上而下开挖和支护 在开挖面中部设堆土坑 竖井支护采用架立 25 格栅钢架 喷射 35cm 厚 C20 混凝土的联合支护体系每个循环包括开挖 清底 架设格栅 喷射混凝土等环节 每次 开挖一榀格栅的深度 架设格栅钢架 焊接竖向连接筋等施工严格按照设计要求及规范进行 参数如下表 竖井支护结构参数表 项 目材料及规格结构尺寸 钢筋网 6 5 150 150mm双层铺设 搭接 150mm 喷射混凝土C20 网喷混凝土厚 0 35m 格栅钢架 25 14 10 钢筋 纵间距 横通道拱顶以上 0 75m 横通道拱顶以下 0 5m 纵向连接筋 22 1000内外侧梅花形布置 19 锁口圈梁C30 钢筋混凝土厚 1 0m 背后回填 25 水煤气管0 6m 长 短边 2 根长边 3 根 9 3 3 格栅加工及安装 9 3 3 1 格栅加工 图 9 6 井身施工流程图 格栅钢架采取冷弯分段制作 运至现场安装 钢格栅加工尺寸准确 弧形圆顺 钢筋焊接 满足规范要求 钢架两侧对称进行焊接成型 钢架主筋中心与轴线重合 竖井格栅每环由六榀组成 单榀格栅的钢筋搭接长度及焊接优劣等方面的加工质量直接 影响着格栅支护可靠程度 在格栅加工场必须对格栅进行仔细的质量控制 并对批量的成品 竖井降水 竖井土方开 挖 素喷混凝土封面 开挖净空检测 开挖净空检测 不 合 格 架立格栅格栅加 工 挂网施工 合格 喷射混凝土水泥 砂 石配料下一循环 测量校核 20 进行抽检 对有锈蚀的成品及时进行除锈处理 在投入竖井施工前必须检查 合格后方可施工 2 号竖井格栅由主筋 斜筋 箍筋 U 型筋 连接板 工字钢等部分组成 对各部分的下料 总体合理安排 对进料的长度和使用长度进行合理的调配 争取做到材料损耗率最小 钢筋的 焊接质量必须满足有关规范 单面焊接长度不小于 10d 双面焊接不小于 5d 连接板位置的主 筋与其焊接采用双面焊接 1 钢筋弯切工艺 钢筋加工的形状 尺寸必须符合设计要求 钢筋表面应洁净 无损伤 油渍和铁锈等 带 有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用 钢筋应平直 无局部曲折 切断钢筋时应符合下列规定 操作时做切断机刀片的间隙调整 并检查刀口是否锋利 钢筋的缩颈或弯头必须切除 切断的钢筋应按批 级别 规格 型号码放整齐以便于查找 钢筋的弯钩或弯折应符合下列规定 a 级钢筋需要作 180 弯钩 其圆弧的弯曲直径 d 不应小于钢筋直径 d 的 2 5 倍 平 直部分长度不宜小于钢筋直径 d 的 3 倍 b 级钢筋末端须作 90 或 135 弯折时 级钢筋的弯曲直径 d 不宜小于钢筋直径 d 的 4 倍 c 弯起钢筋中间部位弯折处的弯曲直径 d 不得小于钢筋直径 d 的 5 倍 d 用 级钢筋制作的箍筋 其末端应作弯钩 弯钩的弯曲直径应大于受力钢筋直径 且 不小于箍筋直径的 2 5 倍 弯钩的平直部分 不应小于箍筋直径的 10 倍 e 弯钩的形式应符合设计或规范 2 钢筋的焊接 工艺要求 21 施工前钢筋的装配与定位 应符合下列要求 采用帮条焊时 两主筋端面之间间隙应介于 2 5mm 之间 采用搭接焊时 应保证两主筋 搭接轴线平行 不预弯 帮条和主筋之间四点固定采用搭接焊 两点固定 定位焊缝应离帮条 或搭接端部 20mm 以上 施焊时 引弧就在帮条或搭接钢筋的一端开始 收弧应在帮条或搭接 钢筋端头上 弧坑应填满 多层旋焊时 保证第一层焊缝的始端与终端熔合良好 钢筋接头采 用帮条焊或搭接焊时 焊缝长度不应小于帮条或搭接长度 焊缝高度 h 0 3d 并不得小于 4mm 焊缝宽度 b 0 7d 并不得小于 10mm 钢板与钢筋接头采用搭接焊时 焊缝高度 h 0 35d 并不得小于 6mm 焊缝宽度 b 0 5d 并不得小于 8mm 注意事项 帮条尺寸 坡口角度 钢筋端头间隙以及钢筋轴线等均应符合相关规定 焊接地线应与钢筋接触良好 防止因起弧而烧伤钢筋 带有垫板或帮条的接头 引弧应在钢板或帮条上进行 无钢板或帮条为接头 引弧应在形 成焊缝部位 防止烧伤钢筋 应根据钢筋级别 直径 接头形式和焊接位置 选择合适的焊条 直径和焊接电流 保证焊缝和钢筋熔和良好 焊接过程中要及时清渣 保证焊缝表面光滑平整 加强焊缝应平缓过渡 弧坑应饱满 质量检验 取样数量与方法 钢筋电弧焊接头外观检查时 应在接头清渣后逐个进行目测或量测其熔合程度 饱满程 度 焊缝长度 强度检验时 应从每批焊接成品中切取三个接头进行拉伸试验 以三百个为一 批 不足三百个 也按一批处理 项次偏差名称单位 允许偏 差值 项次偏差名称单位允许偏差值 1 帮条对焊接头的 纵向偏移 mm0 50d6焊缝长度mm 0 50d 22 2 接头处钢筋轴线 的曲折 度47横向咬肉深度mm0 5 3 接头处钢筋轴线 的偏移 mm0 1d 4焊缝高度mm 0 05d 5焊缝宽度mm 0 10d 8 焊缝表面上气孔 和夹渣 在长 2d 的焊 缝表面上 坡口焊的全部 焊缝上 个 mm2 2 6 注 允许偏差值在同一项目内如有两个数值时 应按其中较严数值控制 d 为钢筋直径 钢筋电弧焊接头拉力实验结果 应符合下列要求 钢筋电弧焊接头外观检查 应符合下列要求 a 焊缝表面平整 不得有较大的凹陷 焊瘤 夹泡 夹渣现象 b 焊接接头处不得有任何裂纹 c 咬边深度 气孔 夹渣等数量与大小 以及接头尺寸偏差不得超过下表中规定值 三个试件的抗拉强度均不得底于该级别钢筋的抗拉强度值 至少有两个试件呈塑性断裂 当未达到上述实验规定指标时 应重新取双倍数量试件进行复验 复验结果仍不符合规定 则 该批接头为不合格品 安全技术 焊接施工应满足以下要求 a 焊接零线必须接地 以保证操作人员安全 对于焊接导线及焊钳导线处 都必须可靠地 绝缘 b 大量焊接时 焊机变压器不得超过 60 因此要特别注意遵守焊机暂载率规定 避免 过分发热而烧坏 c 点焊 对焊时 必须开放冷却水 保证焊机出水温度不超过 40 同时排水量应符合 要求 天冷时应放尽焊机内存水 以免冻塞 d 焊工必须穿戴防护衣具 电弧焊工要戴防护面罩 施焊时 焊工应立在干木垫或其他 23 绝缘垫上 e 焊接过程中 如焊机发出不正常声音 冷却系统堵塞或漏水 变压器绝缘电阻过小 导 线破裂 漏电等 要立即检修 f 为了避免影响三相电路中其他三相用电设备的正常运转 焊机应设有单独的供电系统 9 3 3 2 格栅架设 格栅架设流程图如图 9 10 所示 过程中主要是测量控制和拼装控制 在土方开挖完成一 循环后 对开挖面进行处理 开挖净空达到要求后 进行格栅拼装架设 在格栅加工厂对格栅 钢架先试拼 检查有无扭曲现象 为保证格栅各节点受力稳定 竖井格栅采用 A 型及 B 型两种 交错安装 横通道拱顶以上隔榀架设工字钢对撑 其余位置每榀架设工字钢对撑及斜撑 1 拱部格栅钢架安装前应清除拱脚下的虚碴及其它杂物 超挖部分用砼块垫实 2 钢架在开挖作业面组装 各节钢架间以螺栓连接 3 钢架与土层之间用砼块楔紧 然后在钢架和土层间用喷砼喷密实 图 9 7 竖井格栅整装图 24 图 9 8 竖井格栅断面图 图 9 9 竖井格栅展开图 4 钢筋网在洞外提前加工成钢筋网片 运输至洞内安装 安装时 钢筋网紧贴受喷岩面 的起伏铺设 钢筋网的混凝土保护层不小于 20mm 9 3 3 3 格栅测量控制 格栅测量控制包括标高控制和净空控制 主要通过控制格栅的绝对标高和格栅进尺来达 到目的 在每次测量放线时 对最近架设好的格栅进行标高核对 指导下一步的格栅架设 及 时调整格栅的位置 对每一榀格栅的架设严格控制进尺 本竖井井身格栅间距为 横通道拱顶 以上部分为 0 75 米 横通道拱顶以下部分为 0 5 米 25 图 9 10 格栅安装流程图 竖井是自上而下施工 格栅钢架须精确定位 注意标高 中线的准确和精确 防止出现 前 倾后仰 左高右低 左前右后 等各个方位的位置偏差 竖向尽量做到格栅投影在同一位置 做 到满足结构净空要求 在同一平面上的一环格栅 避免扭曲 翘曲过大 沿隧道周边轮廓误差 为 3cm 平面翘曲应小于 2cm 在四个边上取多个控制点 通过与上一榀格栅对应点的间距 控制 达到控制格栅的目的 施工过程中取连接板位置和格栅拐角位置进行测量校核 格栅钢 架拼装允许误差 周边拼装允许偏差为 30mm 平面翘曲为小于 20mm 格栅钢架安装允许误差 9 3 3 4 连接板位置质量控制 方位中线高程倾斜度左 右拱脚标高左右钢架里程同步 允许误差2cm 2cm 0 2 2cm 5cm 前期准备 断面检查 测量定位 格栅拱架拼装 格栅拱架架立就位 施工钢筋网 纵向连接筋 喷射混凝土 结 束 欠 挖 处 理 准备测量 洞外钢支撑加工 贮存 检查 倒运 连接筋加工 26 组装控制包括格栅连接板对正和连接板位置的钢筋帮焊两个内容 竖井由多片格栅组成 在开挖作业面组装 各节钢架间以螺栓连接 依靠四个螺栓穿过预留在连接板上的螺栓孔连 接 四个螺栓均对正扣上后 进行净空检查 调整满足才能依次将螺栓拧紧 连接板位置是格 栅受力薄弱的位置 由于施工环境限制或作业人员操作能力有限等方面原因 往往不能完全 满足对该位置的质量要求 所以对格栅榀间连接位置的钢筋进行帮焊处理 焊接质量满足有 关的设计及规范要求 单面焊接长度满足 10d 双面焊接满足 5d 不得有焊渣 不得出现烧焊 漏焊等 格栅连接板节点见图 9 11 图 9 11 连接板位置节点图 9 3 3 5 喷射混凝土 在钢架和土层间用喷砼喷密实 本竖井支护采用湿喷工艺 9 3 3 5 1 湿喷砼工艺 湿喷砼就是按照配合比 把喷射砼用的原材料加水拌制成砼 送入喷射机料斗 喷射机活 塞将砼送入混合室 与压缩空气混合后进入喷射管 在喷嘴处加入液态速凝剂 再次混合后的 料束从喷嘴射到受喷面 施工工艺见图 9 12 9 3 3 5 2 湿喷方法 1 喷射机安装好后 先注水 通风 清洁管道内杂物 同时用高压风吹扫受喷面 清除受 喷面上的尘埃 27 2 有条件时 宜将喷头固定在机械手上进行喷射作业 条件不许可 需采用人工撑握喷 头时 应由两人共同操作喷头 图 9 12 湿喷工艺流程图 3 喷射砼的混合料采用强制式砼搅拌机拌和 搅拌时间不少于 2min 出料坍落度控制 在 12 14cm 为宜 应保证连续供料 4 喷射砼的喷射路线应自上而下 呈 S 形运动 喷射时 喷头作连续不断的圆周运动 并形成螺旋状前进 后一圈压前一圈三分之一 5 喷射机要求风压为 0 3 0 5Mpa 喷头距受喷面的距离控制在 1 5 2 5m 时较好 6 喷头与受喷面保持垂直 如遇受喷面被钢筋网片 格栅覆盖时 可将喷头稍微偏斜 10 20 7 喷射厚度受砼进入喷射机的坍落度 速凝剂的效果 气温的影响 湿喷机喷射墙部时 一次喷射厚度不超过 10cm 喷射拱部时 一次喷射厚度不超过 7cm 9 3 3 5 3 湿喷砼技术要求 1 喷射砼分层喷射 一次喷射厚度根据喷射部位确定 2 试验室负责优选喷射砼的配合比与现场控制 喷射施工前先进行试喷 试喷合格后再 投入喷射施工 并按规定喷射大板 制作检验试件 混凝土搅拌机 受喷面 水泥 湿喷混凝土 机 喷嘴 压缩空气 液体速凝剂 碎石 商品 混凝土到 达现场 外加剂 商品混 凝土到达现 场 水 商 品混 凝土 到达 现场 砂 商品 混凝土到 达现场 28 3 每次喷砼完毕后 即时检查厚度 若厚度不够需进行补喷达到设计厚度 每次喷射混 凝土过程中 对上一榀位置进行回喷 使其更平整 4 坚决禁止将回弹料做为喷射料使用 9 4 横通道马头门位置施工处理 马头门位置受力比较复杂 对该位置需要进行特殊的处理 以下几个方面进行结构加强 通道马头门即竖井与横通道的交叉处 此处结构受力复杂 施工方法应更为稳妥可靠 以 保证此处土体在开挖过程中 保持稳定 横通道马头门施工时需要破除既有的竖井壁混凝土 及钢格栅支护 由于破坏了整个竖井的结构受力使洞口位置处受力重新分布 极易导致该处 土体失稳 故施工前应在该位置处提前进行加固处理 具体办法是 9 4 1 竖井格栅密排 在竖井施工至横通道拱顶 中隔板和底板位置时 需连续密排 3 榀格栅 以确保横通道马 头门破除时竖井初支的稳定 减少由于横通道范围内竖井格栅破除带来的扰动 9 4 2 插打超前小导管注浆固结地层 在竖井初期支护施工至马头门处时 应随竖井开挖支护的进行提前沿马头门外轮廓线及 即将开口位置插打单排超前小导管 25 200mm L 4 0m 水平打设 沿着马头门外轮廓线外 5cm 在 105 范围内打设 导管外露 比竖井初期支护喷射混凝土面 10cm 注浆固结地层 注 浆小导管施工方法详见 10 2 1 注浆小导管施工 9 4 3 分部破除马头门处竖井初期支护砼及钢筋格栅 竖井向下开挖至横通道中层板以下 1 5m 位置 临时封底 并注浆加固地层 施工第一层 导洞第一环超前小导管 小导管采用 25 长为 3m 的焊接钢管 环向间距为 0 2m 再分段破 除第一层导洞上台阶范围内马头门处井壁格栅 导洞第一榀钢格栅架设在井壁平面内与被割 断的竖井钢格栅及竖向连接筋焊接成一体 然后进行第一层导洞下台阶开挖 施作衬砌 将横 29 通道上层导洞格栅封闭成环 待上层导洞向前开挖 5m 后 进行掌子面挂网喷混临时封闭 竖 井继续向下开挖至竖井设计基底标高 再分段破除第二层导洞范围内马头门处井壁格栅 第 二层导洞开挖约 3m 后 开始进行横通道整体开挖 施工时 如图 9 13 马头门施工示意图所示 图 9 13 马头门施工示意图 9 4 4 加强监测 施工过程中按照规范要求布设监测测点 并在隧道破口前临时补布测点 通过增多监测 控制点 来反映破口后的竖井 地表的变化 在破口前确定竖井水平监测点 竖向监测点 收 敛点 地表沉降点等监测点初始值 在隧道破口时 全过程进行监测 及时将测点变化反映到 施工 一旦发现测点变化趋势明显或突变立即报告主管部门 采取安全有效措施 启动相关预 案 实现信息化施工 9 4 5 增加斜撑 横通道进洞后 需立即施作 C20 混凝土斜撑 在每榀格栅上固定 8 钢筋 与格栅主筋点 焊 在外表面设置单层钢筋网片 详见图 9 14 斜撑平面布置图 30 图 9 14 斜撑平面布置图 9 5 竖井封底施工方法 井底通过工字钢钢架排架封底 挂网喷射混凝土 在开挖到位后 及时架设工字钢钢架 钢架装配通过连接板将工字钢与钢格栅连接 连接板处的处理同井身的格栅连接板处理 在 工字钢装配焊接完成后 上面铺设绑扎钢筋网片 网片扎丝牢固绑扎 喷射混凝土采取由四边向中间喷射的原则 喷射分层喷射 方法同井身喷射方法 图 9 13 竖井封底图 9 6 土方开挖及外运 锁口圈及井口段土方采用机械开挖 人工修平的方法 开挖分层开挖 每层高度控制在 0 75cm 31 0 5 米左右 机械开挖时层间放坡 但机械放坡及开挖不得超挖竖井轮廓线 对于局部超挖需 进行回填 回填土或喷砼强度不得低于原状土 机械开挖后进行周边人工开挖和修平 及时对 开挖面进行喷锚 缩短掌子面暴露时间 将锁口圈及井口段基地处理完成后 进行锁口圈和井 口段的衬砌施工 结构达到强度后装配竖井提升系统 竖井提升系统完成后 开挖竖井井身位置 由于竖井净空较小 空间限制不能够施工大型 机械 只有通过人工配合风镐施工 土方开挖遵循先中间后周边的原则 开挖时应做好人行步 梯用工字钢及各种管线固定筋的预埋 同时 每次开挖时 将井内开挖的土方置于竖井中心位 置 通过竖井提升抓斗提升到地面的临时堆土场 严格按照北京市有关要求进行土方外运 车辆采用散体自卸运输车 尽量夜间进行外运 到指定收土场 车辆在出工地前进行冲洗 避免将泥土带出 十 横通道施工方法 10 1 横通道断面组成 根据设计图纸的结构形式 支护参数及所经围岩类别 采用台阶法施工 横通道施工参数 如表 10 1 所示 施工中严格贯彻 管超前 严注浆 短开挖 强支护 勤量测 早封闭的方针 开挖前 先沿横向通道拱圈施作超前小导管 并注浆加固围岩 环向间距根据地质状况控制 在 300mm 之内 注入水泥浆 然后环行开挖上台阶土体 采用环形导坑留核心土 以发挥掌 子面的三维支撑作用 保证掌子面的稳定 其正面投影面积不少于上台阶开挖面积的一半 初 喷 5cm 厚砼 架钢格栅 挂网喷砼 为防止拱脚下沉 拱脚可放置木板增大受力面 开挖断面呈马蹄形 由于横通道窄而高 中间设置中层板 采用格栅加挂网喷混形式将横通道 分隔为上下 2 个导洞 每个洞室的高度约为 4 4m 左右 每个洞室采用上下台阶法开挖 上下 导洞形成流水作业 每个洞室上台阶开挖 3 4m 时 开挖下台阶 为减小下台阶掌子面台阶 高度 开一楔形槽 初喷砼后架设下台阶钢格栅 挂网喷砼封闭 至此完成一个循环 施工时 32 应注意错开上下导洞之间的步距 上下层导洞之间至少应错开至少 5m 上下台阶之间距离应 至少错开 3m 测量放线 马头门施工 上 下导洞台阶法开挖 小导管打设 上下导洞错开约 6m上下台阶错开约 3m 钢格栅架设 钢 格 栅 加 工 试拼 验收 挂网 喷混 封端施工 小导管注浆 不合格 图 10 1 横通道施工流程图 表 10 1 横通道结构参数表 项目材料及规格结构尺寸 超前小导管 25 t 2 75 L 2 0m环间距 0 3m 纵距 0 5m 一排 钢筋网 6 5 150 150拱墙内外双层铺设 搭接 150mm 纵向连接筋 22 1000环间距 1m 内外双层 格栅钢架 22 14 10 钢筋纵间距 0 5m 初期支护 喷射混凝土C20 网喷混凝土厚 0 35m 背后回填注浆 25 t 2 750 95m 纵向间距 3m 环向间距 2m 锁脚锚管 25 t 2 752 0m 打设角度 30 没处 1 根 10 2 台阶法施工工艺 33 图 10 2 横通道开挖纵剖面图 1 在施工横通道位置时 沿开挖轮廓线外侧架设工字钢支撑 提高破口安全和围岩稳定 性 破口位置在起拱线位置 该位置受力比较复杂 侧土压力沿拱径方向的力最大 在破口位 置投影的水平方向的剪力比较大 在东西两方向的洞口上方架设水平支撑 通过支撑将水平 方向的分力达到平衡 避免出现剪切破坏 上部支撑架设好后 方可拆除下部支撑并破口进洞 2 架设横通道第一榀格栅时 沿隧道外轮廓线破除混凝土 留下格栅钢筋 用与主筋同 型号的钢筋沿开挖槽将格栅钢筋焊接 连接成整体 喷射混凝土 形成开挖位置的暗梁加强环 3 通道尽端堵头墙施工严格按照设计说明进行施作 封端采用网格形式 横梁采用 I22a 纵向连接筋采用 25 节点严格按照规范要求施作 图 10 3 横通道封端示意图 10 2 1 注浆加固施工工艺 开挖时超前预支护采用小导管注浆加固地层 小导管沿开挖轮廓线从格栅腹部穿过 环 向间距 30cm 单根长 2 0m 仰角及外插角 10 20 角度过小影响下榀格栅的架设 极易造 成侵限 角度过大 出现超挖现象严重 纵向间距每榀打设一排小导管 若施工时遇到卵石层 34 或其他坚硬地层 小导管打设无法满足设计要求时 应将现场情况上报监理 组织召开四方 施工 设计 监理 业主 会议 并做工艺试验 根据试验结果选择小导管打设参数及浆液参 数 其施工工艺流程见图 10 4 超前小导管注浆施工工艺流程图 横通道由标准断面扩挖至扩 大断面过程中 需对横通道拱顶 2m 范围内进行深孔注浆 施工拱部超前小导管 预注浆加固地层 环形导坑开挖拱部土体 1 上部土体 保留核心土 上断面挂 网 架立格栅钢架 连接筋施工 喷射混凝土 锁脚锚管施工 开挖核心土 并根据需要设置临时仰拱 使上 半断面及早封闭 并及时对初支背后回填注浆 当 1 导洞开挖进尺 5m 后 开挖 2 导坑 挂网 架立格栅钢架 锁脚锚管施工 连接筋施工 喷射混凝土 设置临时仰拱 使 2 导洞及早封闭 并及时对初支背后回填注浆 图 10 4 台阶法施工步序图 锁脚锚管 初期支护 锁脚锚管锁脚锚管 临时仰拱 超前小导管 1 2 锁脚锚管 临时仰拱 超前小导管 初期支护 核心土 1 35 图 10 5 扩挖前 2m 范围深孔注浆加固图 1 小导管加工与制作 超前小导管均采用 5 t 2 75mm L 2 0m 钢管加工成花管 以便注浆 小导管前端加工 成锥形 以便插打 并防止浆液前冲 小导管中间部位钻 8mm 溢浆孔 呈梅花形布置 防止 注浆出现死角 间距 20cm 尾部 0 8m 范围内不钻孔以防漏浆 末端焊 8 环形箍筋 以防打 设小导管时端部开裂 影