北京地铁14号线工程土建暗挖区间专项施工方案

北京地铁北京地铁 1414 号线工程土建施工号线工程土建施工 0404 合同段合同段 郭庄子站郭庄子站 大井站暗挖区间大井站暗挖区间 安全专项施工方案安全专项施工方案 中国中铁中国中铁 中铁五局 集团 有限公司 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段项目经理部 2011 年 04 月 北京地铁北京地铁 1414 号线工程土建施工号线工程土建施工 0404 合同段合同段 郭庄子站郭庄子站 大井站暗挖区间大井站暗挖区间 安全专项施工方案安全专项施工方案 编制人 编制人 审核人 审核人 批准人 批准人 中铁五局 集团 有限公司 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段项目经理部 2011 年 04 月 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 目目 录录 1 1 编制依据及原则编制依据及原则 1 1 1 编制依据 1 1 2 编制原则 1 2 2 工程概况工程概况 1 2 1 工程简介 1 2 2 工程地质情况 5 2 3 水文地质情况 6 2 4 不良地质情况 6 2 5 完成情况 6 2 6 工程重难点分析 6 3 3 施工方案施工方案 7 3 1 区间总体施工方案 7 3 2 人员上下竖井方案 9 3 3 马头门进洞施工方案 10 3 4 出土方案 12 3 5 洞内通风防尘 供风 供水 供电 照明及运输 12 4 4 主要施工工艺及方法主要施工工艺及方法 14 4 1 上下台阶法施工 14 4 2 双侧壁导坑法施工 15 4 3 超前小导管注浆施工 20 4 4 钢筋网施工 22 4 5 格栅钢架及临时仰拱施工 23 4 6 喷射混凝土施工 26 4 7 初支背后注浆 27 4 8 区间隧道二衬施工 28 5 5 超前地质预报超前地质预报 28 6 6 风险源应对措施风险源应对措施 28 7 7 区间隧道发生坍塌或空洞处理措施区间隧道发生坍塌或空洞处理措施 29 8 8 隧道遇大粒径孤石处理措施隧道遇大粒径孤石处理措施 29 9 9 施工监测方案施工监测方案 29 9 1 监控测量目的 29 9 2 监控量测人员组织 30 9 3 监控量测人员职责 30 9 4 监控量测布点图 30 9 5 监控量测项目 32 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 9 6 监控量测控制标准 32 9 7 监控量测预警值 33 1010 工期计划工期计划 33 1111 机械设备及人员配置机械设备及人员配置 34 11 1 机械设备 34 11 2 现场管理人员组织机构 35 11 3 劳动力安排 35 1212 质量保证措施质量保证措施 35 12 1 组织保证措施 35 12 2 隐蔽工程质量保证措施 35 12 3 质量记录管理 36 1313 安全保证措施安全保证措施 36 1414 文明施工及环保措施文明施工及环保措施 37 1515 突发事故应急预案突发事故应急预案 37 15 1 应急抢险队伍 37 15 2 应急抢险的器材 设备 37 15 3 应急措施 38 15 4 与内部单位和当地政府主管部门联系与沟通 39 15 5 线路地点 41 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 1 郭庄子站 大井站暗挖区间 安全专项施工方案 1 编制依据及原则 1 1 编制依据 1 建筑变形测量规范 JGJ8 2007 2 城市轨道交通工程测量规范 GB50308 2008 3 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086 2001 4 地下工程防水技术规范 GB50108 2008 5 轨道交通隧道工程施工质量验收标准 修订版 QGD 007 2005 6 国家及北京市 行业有关地下工程施工的法律 法规 7 北京地铁 14 号线 04 合同段郭庄子站 大井站区间设计施工图 8 北京地铁 14 号线 01 合同段 岩土工程勘察报告 2009 地铁详勘 14 11 9 项目进场后现场踏勘 调查取得的资料 10 本企业从事类似工程施工经验 1 2 编制原则 1 确保 节点工期 的原则 2 确保 文明施工 的原则 3 确保 安全第一 的原则 4 严格遵守规范 标准的原则 5 环境保护的原则 2 工程概况 2 1 工程简介 郭庄子站 大井站区间线路下穿京石高速 卢沟桥路后 沿丰体南路一直 向东延伸至大井站 本区间暗挖段设计左线里程ZK8 554 962 ZK9 052 2 长 度497 238m 设计右线里程YK8 544 147 YK9 052 2 长度508 053m 采用 矿山法施工 线路位于丰体南路下方 侧穿大井南里4 8 楼 隧道下穿数条 雨污水管及上水管 隧道拱顶埋深13 0 9 0m 隧道主要穿越卵石 圆砾层 地 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 2 下水主要为潜水 现状水位位于隧道基底以下 为方便施工 确保工期 于线 路YK8 751 ZK8 761 157 设置施工横通道 在区间正线施工结束后 对横通 道封堵回填 本区间衬砌类型采用马蹄形断面 复合式衬砌 初期支护采用喷混凝土 格栅钢架措施 二次衬砌采用模筑钢筋混凝土 两次衬砌之间设柔性防水层 辅助工程措施采用超前小导管注浆 掌子面喷射混凝土封闭等 区间结构主要分三种断面 1 1 1标准单线马蹄型断面 断面尺寸为6 48m 6 57m 宽 高 初衬 厚度250mm 上下台阶法施工 2 2 2单线马蹄型断面 断面尺寸为6 68m 6 67m 宽 高 初衬厚度 250mm 上下台阶法施工 3 3 3双线马蹄型断面 断面尺寸为12 46m 9 834m 宽 高 初衬厚 度350mm 双侧壁导坑法施工 临时支撑墙 板 厚度300mm 区间共设置 2 个竖井进行施工 1 号竖井及联络通道设置于里程左线 ZK8 557 712 右线 YK8 546 897 处 井深 22 3m 该竖井联络通道运营后兼做 泵房 2 号竖井位于明挖段起点处 即里程左线 K9 052 2 右线 K9 052 2 处 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 3 图 2 1 郭庄子站 大井站暗挖区间平面图 5 000 右JD16 左JD15 5 000 左JD16 右JD17 5 6 7 8 9 K9 1 467 5058 5 6 7 8 718 157 708 0008 10 157 长链 8 9 8 991 854 993 0008 1 145 短链 K9 1 丰体西桥 千里之家商务酒店 15 百万轩家常菜 明挖暗挖 4 2918 0 2 8 4 291 8 0 2 8 4 291 8 0 2 8 北 配JD5 配JD6 25 000 21 043 5 29 138 000 5 1959 825 21 043 30 00043 183 22 501 配JD7 X 299774 4375 Y 492904 4893 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 4 图 2 2 区间地质纵剖面图 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 5 2 2 工程地质情况 1 人工堆积层 粉土填土层 黄褐色 稍密 湿 稍湿 局部为粉质粘土填土 含砖 灰渣 植物 1 根 杂填土 1层 杂色 稍密 稍湿 湿 含砖块 灰渣 碎石 细砂填土2层 黄褐 1 1 色 松散 湿 含砖 灰渣 少量圆砾填土 圆砾填土 卵石填土 3层 杂色 稍密 湿 1 含砖 灰渣 该层厚度变化较大 一般厚度1 50 3 40m 局部为5 00m 土质不均 厚度变 化大 工程性质差 2 新近沉积层 粉土层 褐黄 褐黄 暗 色 中密 稍湿 属中压缩性土 局部粉质粘土夹层 2 含云母 氧化铁 粉砂 细砂 3层 褐黄色 中密 稍密 湿 属中低压缩性土 局部粉 2 土 圆砾夹层 含云母 氧化铁 圆砾 卵石 5层 杂色 中密 稍密 湿 重型动力触 2 探击数N63 5 23 50 属低压缩性土 钻探揭露卵石部分 D大 8cm D长 10cm D一般 3 5cm 亚圆形 级配一般 含中 粗砂约30 该大层层顶标高约44 79 53 05m 3 第四纪沉积层 卵石层 杂色 中密 密实 湿 剪切波速vs值 331 447m s 重型动力触探击数 5 N63 5 33 75 属低压缩性土 钻探揭露 D大 10cm D长 12cm D一般 3 5cm 亚圆 形 级配较好 含中砂约30 中砂 粗砂 5 1 层 褐黄色 密实 湿 标准贯入击数 N 41 属低压缩性土 含云母 细砂夹层 局部含圆砾 该大层层顶标高43 25 50 75m 卵石层 杂色 密实 湿 饱和 剪切波速vs值 452 708m s 重型动力触探击数 7 N63 5 50 100 属低压缩性土 钻探揭露 D大 12cm D长 14cm D一般 4 6cm 亚 圆形 级配较好 含中砂约30 中砂 粗砂 1层 褐黄色 密实 湿 标准贯入击数 7 N 83 属低压缩性土 含云母 局部混圆砾 粉质粘土 4层 褐黄色 湿 可塑 属中 7 高压缩性土 含云母 氧化铁 该层层顶标高36 98 42 29m 4 第三纪沉积岩层 粘土岩层 棕红色 湿 极软岩 胶结中等 差 全风化 强风化 含少量云母及 13 中粗砂粒 局部含少量砾石 砾岩 1层 棕红色 灰棕色 湿 半胶结 弱胶结的极软岩 成岩性较差 全风化 13 强风化 胶结物以粘粒组为主 局部为砂粒 易掰碎 砾石粒径一般2cm 3cm 6cm 8cm 磨圆度中等 砂岩 2层 灰 灰红色 湿 细粒结构 块状构造 全风化 强风化 岩芯呈短柱状 13 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 6 碎块状 该大层层顶标高为15 06 25 23m 2 3 水文地质情况 郭庄子站 大井站区间地面下 45 00m 深度范围内的松散沉积层中主要分布 1 层地下水 地下水类型为潜水 根据区间范围内已有水文观测孔中的水位量测结果 当前水位标高在 31 72 24 90m 左右 埋深在 22 58 25 08m 左右 区间结构位于现状地下水位线以上 3 0 6 0m 2 4 不良地质情况 区间地表以下 4 00 21 00m 之间普遍分布粒径大于 20cm 的漂石 分布随机性较强 其 中漂石分布较为集中的深度段的有 2 段 1 地表以下 5 00 6 00m 粒径一般在 20 30cm 之间 最大粒径为 35cm 漂石含量约 50 60 2 地表以下 12 00 15 00m 一般粒径为 20 30cm 最大粒径 35cm 漂石含量约 50 70 其它深度段的卵石一般粒径 3 9cm 最大粒径 20cm 区间地下分布的大粒径卵 砾石其分布规律在空间上具有随机性 并无明显的成层规律 随着平面位置的不同 各层大粒径分布情况可能会有较大不同 2 5 完成情况 郭庄子站 大井站区间 1 号竖井开挖全部完成 在竖井及横通道开挖过程中每 1m 进行地质记录 并整理归档 为正线开挖提供参考 为了优化超前注浆参数 分别在郭庄子站 大井站区间 1 号竖井开挖面及横通道掌子面 进行小导管打设及超前注浆试验 从而得出了适合本区间地质的注浆参数 2 6 工程重难点分析 1 作好马头门加固处理 确保安全进洞是重点 2 区间右线隧道断面大 围岩稳定性差 左 右洞间间距小 为一级自身风险源 具有一定施工难度 合理安排施工顺序 确保施工安全是难点 3 区间下穿多处环境风险 二级风险源 9 处 三级风险源 6 处 如何保证隧道安全 快速的通过风险源 保证其正常运行是难点 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 7 表 2 1 危险源分析及处理措施表 4 区间隧道穿越地层主要为卵石 层 卵石 层 如何对孤石进行处理 减少开挖 孤石时对地层的影响是难点 3 施工方案 3 1 区间总体施工方案 区间根据断面尺寸不同 分别采用台阶法预留核心土及双侧壁导坑法施工 其中标准单 线断面 见图 3 1 采用台阶法预留核心土施工 单洞双线断面 见图 3 2 采用双侧壁导坑 法施工 区间开挖必须严格遵循 管超前 严注浆 短开挖 强支护 早封闭 勤量测 的施工 原则 做到随挖随支 现场加强监控量测 并及时反馈信息 根据实际情况修正设计参数 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 8 确保施工安全 竖井及横通道开挖及初支完成后再进行区间正洞开挖 待区间结构施作完毕后 施做联 络通道二衬结构 最后回填剩余横通道及竖井 恢复原地貌 区间 K8 785 K9 052 3 段右线为单洞双线大断面 左右线隧道净距 3 0m 区间开挖先 施工右线 在施工左线标准断面 同时右线施工时采用径向锚管加固左右线之间的隧道土体 左右线掌子面错开距离不小于 30m 右线大断面开挖支护过程中 对大断面进行监测 区间初衬土方对向开挖贯通时 两工作面距离 10 15m 时 封闭一侧开挖面的掌子面 由另一侧开挖贯通 1 设计支护参数 表 3 1 区间标准隧道断面结构参数表 2 区间隧道断面图 图 3 1 标准单线马蹄型断面 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 9 图 3 2 单洞双线马蹄型断面 3 2 人员上下竖井方案 楼梯是为方便施工人 员上下 专设的竖井上下 通道 楼梯与竖井提升区 域用铁丝网分隔开 楼梯 踏步板采用防滑钢板制作 初衬施工时预埋角钢 楼 梯的坡度为 40 度 楼梯 踏步高度为 0 20m 宽度 为 0 25m 长度为 0 7m 休息平台长度为 1 5m 宽 0 65m 楼梯侧面图如 右图所示 图 3 3 楼梯侧面示意图 地面 踏步 s 0 25 0 3 0 7 踏板 s 1 5 0 65 踏步共 11 段 钢板t 3mm花钢板 楼梯扶手立杆长度为 1 1m 护栏 1 2m 楼梯宽 750mm 踏步高 200mm 踏步宽 250mm 楼 梯两侧栏杆高 1 2m 楼梯与 提升区采用钢丝网分隔 横通道 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 10 3 3 马头门进洞施工方案 3 3 1 1 竖井处区间马头门施工 区间正线马头门位于横通道与区间正线交叉处 马头门跨度较大 结构受力复杂 在马 头门施工时 必须采取安全稳妥的加固措施 并合理优化施工工艺 1 施工工艺流程 2 施工工序说明 马头门破除施工前 先安装马头门顶部临时 I20 横撑 间距 1m 图 3 5 区间马头门加强图 马头门采用台阶法进行施工 马头门为受力转换点 需要对马头门进行加固处理 前期准备 格栅钢架 钢筋加工 施做环向双排超前小导管 隧道断面放样 破除马头门上断面 安装格栅 喷射混凝土 破除马头门下断面 安装格栅 喷射混凝土 台阶法开挖及初期支护 注浆设备就位注浆 下台阶封闭成环 10m 后拆除横通道临时仰拱 图 3 4 马头门施工工艺流程图 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 11 马头门拱部采用双排小导管进行超前加固 小导管采用 25 3 25 钢管 环向间距 300mm 长 3m 两排小导管交错打设 小导管打设完成后 对地层进行预注浆加固 浆液采 用水泥浆 配合比为 1 1 注浆压力值为 0 3 0 5Mpa 马头门三榀格栅密排 马头门处混凝土破除宽度约 500mm 600mm 切除横通道初支格栅 时需保留约 220mm 长的钢筋 安装格栅并预埋由 22 加工成 L 型的连接筋 与横通道格 栅外露钢筋焊接锚固 连接筋环向间距 0 8 米 内外层交错布置 第一榀拱部格栅施工完成 24 小时后进行第二榀开挖 第二榀开挖过程中可破除上台阶范围内混凝土并逐渐形成核心 土 依次类推 待第三榀格栅安装完毕后 进行下一榀开挖 上台阶核心土高度为 1 2m 长度 3m 宽度 3m 区间正洞马头门破除前 对洞门范围内的横通道临时仰拱采用顶撑加固 如图所示 区 间马头门进洞 5m 范围内加设临时仰拱 马头门首榀临时仰拱与横通道临时仰拱焊接牢固 临时仰拱为 I22a 工字钢 C25 喷射混凝土联合作用形式 工字钢两端焊接钢板 通过螺 栓与格栅上已焊接的钢板连接 连接钢板采用 10mm 厚 Q235 钢板 螺栓型号为 M24 70 安 装格栅时 将拱脚处清理干净并垫设木板 以增大拱脚下方土体的受力面积 控制沉降 喷射混凝土强度为 C25 初支厚度为 250mm 格栅内外主筋保护层厚度为 40mm 待一侧马头门封闭成环 10m 后方可破除相对马头门 待相对马头门封闭成环 10m 后 再 破除横通道临时仰拱 相对马头门范围 马头门破除施工顺序为 先破除左线东侧和右线西侧马头门 待左线东侧和右线西侧区 间封闭成环 10m 后 先后破除左线西侧和右线东侧马头门 3 3 2 2 竖井处区间马头门施工 图 3 6 临时顶撑示意图 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 12 2 竖井位于明挖区间内 待明挖区间二衬施工完毕后方可进行马头门施工 破除洞口范 围内的围护桩 明挖区间端头墙二衬施工完毕后 端头墙与围护桩之间空隙采用与二衬同标号细石混凝 土填塞密实 防止区间正洞马头门破除施工时围护桩发生水平偏移 区间马头门破除前 在相邻围护桩之间采用双排 25 3 25 超前小导管进行注浆 加 固桩间 桩后土体 每个桩间打设 3 根 小导管长 3m 浆液采用水泥浆 配合比为 1 1 注 浆压力值为 0 3 0 5Mpa 单洞双线断面洞口内有 8 根围护桩 单洞单线标准断面洞口内有 3 根围护桩 围护桩的 破除根据开挖次序采用风镐逐个破除 然后挂网安装初支格栅并喷砼 马头门洞口处前 3 榀 格栅密排布置 马头门进洞 5m 范围内加设临时仰拱 之后按照区间正洞施工方法进行施工 3 4 出土方案 郭庄子站 大井站区间 1 号竖井采用 2 个 10T 的电动葫芦作为提升设备 配以 2 个容量 2m 的提升吊斗 将渣土暂时存放在竖井施工口一侧 2m 范围外的临时存土场 存土场三面采 用钢板围挡 一侧敞开以利装载机装土 提升井架采用隔音板进行全封闭 利用夜间时间安 排专业渣土运输公司将渣土运至弃渣场 渣土外运满足绿色施工要求及北京市其他相关环保 安全要求 竖井提升井架采用专业设计单位设计 由有资质的单位加工 安装 具体方案详 见 竖井提升井架专项方案 3 5 洞内通风防尘 供风 供水 供电 照明及运输 3 5 1 通风防尘 1 通风量计算 根据区间施工环境的需要 在竖井施工完成后沿竖井壁布置通风管 以满足洞内施工的 环境需要 施工通风量按洞内同时工作最多人数进行计算 Q q m k 式中 Q 计算风量 q 井内每人每分钟所需新鲜空气量 取得 3m3 min m 井内同时工作的最多人数 按 110 人计 k 风量损耗系数 取 1 1 因此 井内通风总量按 3 110 1 1 363m3 min 考虑 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 13 竖井口设一台静音 JBT 62 能满足通风要求 JBT 62 型风机参数为 外径 600mm 电机功 率 28kW 转速 2900r min 风机负压 686 3139Pa 风量 390m3 min 2 布设要求 隧道施工中的通风应符合隧道设计和施工规范的要求 并应设专职人员管理 风管转弯 处采用硬质风管 其它位置可采用软管 定期检测风量及风速是否满足现场需要 3 降尘措施 隧道施工采用综合防尘措施 定期检查测定粉尘浓度 洞内安排专人进行清扫及时洒水 防尘 3 5 2 供风 竖井口设空压站一座 共配置 1 台 LKZ 175F 型电动空压机 参数为 24m min 压力位 0 8Mpa 功率为 132KW 送风管路采用 200mm 钢管 法兰盘连接 风压不够时适当增加风 包调整风压 3 5 3 供水 隧道内供水采用北京市给水系统 在竖井进口设立一总闸 送水管路采用 50mm 钢管 法兰盘连接 在靠近作业面设立开关阀门 用施工软管连接至作业点 3 5 4 隧道内供电系统 竖井口设置 1 台 800KVA 变压器 供施工机械设备和生活照明用电 同时配 300KW 内燃 发电机备用 用电系统布置详见 临电施工组织设计 3 5 5 渣土运输 由运土车将竖井旁边弃土运至指定弃碴点 3 5 6 洞内设备布置图 见下图 图 3 7 洞内设备布置图 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 14 4 主要施工工艺及方法 4 1 上下台阶法施工 4 1 1 上下台阶法工艺流程图 4 1 区间上下台阶法施工工艺流程图 4 1 2 开挖支护 隧道标准断面采用上下台阶法开挖 先完成上台阶开挖并预留核心土 上台阶开挖进尺 4 5 米后 再进行下台阶开挖 为确保下台阶施工安全 下台阶须先进行中部拉槽开挖 然 后进行边墙开挖 上台阶超前下台阶 4 5 米左右 核心土沿隧道中线对称设置 核心土长度为 3 米 高度 为 1 6 米 宽度为 3 米 确保核心土两侧有足够的操作空间 土方开挖每次进尺为 0 75m 遇重大风险开挖进尺调整为 0 5m 边开挖边支护 施工 时进行严格的监控量测 并根据量测结果来调整设计参数 图 4 2 标准断面开挖横断面 图 安装锁脚锚管喷混凝土开挖上台阶核心土并施作临时仰拱 下台阶掘进 出 渣 挂网 立格栅钢架喷混凝土 工作准备拱部超前支护注浆 出 渣 拱部环形开挖 挂网 立格栅钢架 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 15 开挖时严禁开挖 神仙土 由上至下逐层开挖 下台阶掌子面土体预留坡度为 1 0 8 左右 下一榀土方开挖时必须将上一榀格栅钢筋及钢筋网片附着的土体清理干净 尤其是拱 脚处格栅内的土体或沙袋清理干净 不能留死角 否则导致喷射混凝土形成空洞或不密实 拱脚处垫设木板 以增大受力面积 控制沉降量 4 2 双侧壁导坑法施工 4 2 1 双侧壁导坑法施工工艺 本隧道右线 YK8 785 YK9 052 3 为大断面 长度为 267 2m 采用双侧壁导坑法施工 大 断面分 6 个部进行开挖 每部均采用台阶预留核心土法施工 核心土预留长度 3m 且各台 阶根据现场土层实际情况采用 1 0 7 1 0 放坡 表 4 1 双侧壁导坑法施工步序表 步骤 施工步序图施工步骤说明 1 1 施做 部拱顶 25 超前小 导管支护 超前小导管长 1 75m 环距 30cm 纵向每榀格 栅一环 图 4 3 标准断面开挖纵断面图 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 16 步骤 施工步序图施工步骤说明 2 2 开挖 部 施工初期支护及 中隔壁 中隔板 拱脚处各打 设 2 根 25 钢焊管 长度 2 5m 每榀格栅间距 500mm 厚 度 350mm 中隔壁和中隔板间距 500mm 厚度 300mm 挂网 喷 C25 混凝土至设计厚度 3 3 开挖 部 洞室 掌子 面错开不小于 5m 部采用全 断面放坡开挖 坡度为 1 0 8 施作初期支护及中隔板 4 4 部进尺 15m 后 施作 部 拱顶 25 超前小导管支护 开 挖洞室 并施作初期支护 中隔壁及中隔板 5 5 开挖 部 洞室 掌子 面错开不小于 5m 部采用全 断面放坡开挖 坡度为 1 0 8 施作初期支护及中隔壁 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 17 步骤 施工步序图施工步骤说明 6 6 部进尺 15m 后 施作 部 拱顶 25 超前小导管支护 开 挖洞室 并施作初期支护及 剩余中隔板 7 7 开挖洞室 洞室 掌 子面错开不小于 5m 部采用 全断面放坡开挖 坡度为 1 0 8 施作剩余初期支护 图 4 5 隧道施工步序平面示意图 4 2 2 双侧壁导坑法施工方法 严格遵守 管超前 严注浆 短开挖 强支护 快封闭 勤测量 的原则 切实做到信息 化施工 防患于未然 1 测量 开挖前 先测放处 部开挖轮廓线 并红油漆标示出来 2 超前小导管注浆 本区间所属地质为卵石层 可直接采用凿岩机推送 若遇到坚硬岩石夹层 可先用凿岩 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 18 机钻眼成孔后再推送 注浆采用单液水泥浆 压力控制在 0 3 0 5Mpa 内 若出现有水地段 则改用水泥 水玻璃双液浆 3 部开挖及支护 导洞开挖采用台阶预留核心土法施工 开挖进尺为 0 5m 严格控制超挖欠挖 安装初 衬及竖向中隔壁 并设置锁脚锚管 预留核心土长度为 3m 4 部开挖及支护 部直接刷坡开挖 坡度为 1 0 8 安装初支格栅及中隔壁 并封闭成环 部和 部 掌子面错开不小于 5m 5 部开挖及支护 部开挖进尺 15m 后 施作 部拱顶小导管注浆加固 然后开挖方法跟 号导洞一致 安装初衬及竖向中隔壁 并设置锁脚锚管 6 部开挖及支护 跟 部开挖及支护一样 号和 号导洞掌子面错开不小于 5m 7 部开挖及支护 部开挖进尺 15m 后 施作 部拱顶小导管注浆加固 然后开挖方法跟 号导洞一致 施作初期支护及剩余中隔板 8 部开挖及支护 跟 部开挖及支护一样 号和 号导洞掌子面错开不小于 5m 7 二衬施工 根据施工安排 尽量减少工序之间的相互干扰 区间初支施工完成后再进行区间二衬施 工 具体工法详见下阶段 区间及横通道二衬施工专项方案 8 施工注意事项 1 本区间大断面在右线 左线为单线标准断面 左右线之间隧道净距为 3 0m 在开 挖过程中 优先施工右线大断面 同时在开挖过程中采用径向锚管加固左右线之间隧道土体 采用 25 钢焊管 L 3 5m 间距 1 0m 1 0m 梅花型布置 每环打设 6 根 为确保安全 右 线大断面开挖应超前左线标准断面不小于 15m 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 19 2 区间初衬土方对向开挖贯通时 为保证施工安全 两工作面距离 10 15m 时 应封 闭一侧开挖面的掌子面 由另一侧开挖贯通 3 掌子面停工暴露时间不得连续超过 12 小时 如果出现停工应及时将掌子面喷层封 堵 掌子面封堵厚度 50mm 单层 6 5 150 x150mm 钢筋网片 封堵面设置单根长 2 0m 25 1 1m 超前小导管 并注 1 1 水泥浆 4 下一榀土方开挖时必须将上一榀格栅钢筋及钢筋网片附着的土体清理干净 尤其 是拱脚处格栅内的土体或沙袋清理干净 不能留死角 否则导致喷射混凝土形成空洞或不密 实 拱脚处垫设木板 以增大受力面积 控制沉降量 5 超前小导管及径向锚管的打设应不扰动围岩的稳定 初期支护应做到快封闭 4 3 ZK8 761 横通道施工 为区间二衬施工方便 确保工期 区间隧道在立场 ZK8 761 YK8 751 位置设置施工 横通道 横通道结构尺寸为 4 1m 4 6m 宽 高 长 9 62m 采用上下台阶法开挖 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 20 区间正洞开挖支护经过横通道位置时 在横通道两侧密排三榀格栅钢架 区间正洞超前 横通道 15m 后即可进行横通道马头门破除施工 马头门破除前采用超前小导管注浆加固 横通道马头门破除方法可参照 3 3 马头门 进洞施工方案 马头门前三榀格栅密排 采用上下台阶法施工 先开挖上台阶并支护 贯 通后再开挖下台阶 初期支护封闭成环 该横通道待区间正线二衬施工完毕后方可封堵回填 4 4 超前小导管注浆施工 区间超前支护采用 25 3 25 超前小导管 格栅设临时仰拱时 L 1 75m 无临时仰拱时 L 2 0m 每榀打设 环向间距 300mm 外插角 10 15 拱部 120 范围内打设 单洞双线断面与标准断面之间采用径向注浆 径向注浆锚管采用 25 3 25 超前小导 管 L 3 5m 每隔一榀格栅打设一环 每环打设 6 根 间距为 1 0m 1 0m 外插角 45 边墙打设 梅花形布置 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 21 4 4 1 施工工艺流程 施工准备 小导管制作 小导管运到现场 掌子面封闭 连接注浆管注浆浆液配合比 注 浆浆液配制 结 束 钻孔 安装 小导管 图 4 7 小导管施工工艺流程图 预留止浆段 8注浆孔 梅花型布置 顶部呈锥头型100mm 小导管管身构造图图 4 6 小导管管身构造图 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 22 4 4 2 超前小导管及浆液材料 1 在一般土层超前小导管采用外径 25 t 3 25mm 钢焊管 2 对自稳能力较强的亚粘土地层可不注浆 3 粗砂及砂砾 卵 石层采用单液水泥浆 4 中砂 细粉砂一般情况下采用改性水玻璃 有水情况下采用水泥 水玻璃双液浆 1 单液浆 水泥浆 每立方米浆液 水泥重 759kg 水重 759kg 2 水泥 水玻璃浆 A 浆液 水 水玻璃 6 1 体积比 B 浆液 水 水泥 1 1 重量比 A B 混合液比例 1 1 体积比 4 4 3 施工技术措施 1 钻孔 用 YT 28 钻机沿轮廓线外钻孔 外插角度 10 15 孔深 1 75m 导管 外露约 20cm 外露端支撑于开挖面后方的格栅钢架上 与格栅钢架焊接固定共同组成支护 体系 视地质情况亦可采用人工打入的办法 2 安装注浆管 将经过加工的注浆管置入孔内 并对孔口做止浆处理 3 注浆压力 0 3 0 5MPa 4 导管注浆前喷射混凝土封闭掌子面 导管与孔壁间用塑胶泥封堵密实 5 注浆 将注浆管按要求接好 开动注浆机 先进行注水试验 检查管路是否堵塞 或漏浆 然后正式注水泥浆 注浆机采用 ZMP712 型注浆机 4 5 钢筋网施工 隧道初期支护采用钢筋网片 钢筋网采用 6 5 钢筋 按 150mm 150mm 间距点焊制作 网片 钢筋网使用前清污除锈 现场预先点焊成网片 在开挖面喷射一层砼后挂设 随受喷 面起伏铺设 钢筋网应与喷砼段的钢筋网搭接联结牢固 喷射砼时不产生晃动 洞外制作网 片 现场拼接 钢筋网的技术要求和标准如下 1 钢筋网搭接长度为 1 2 个网格 2 钢筋网与锚杆或其他固定装置连接牢固 在喷射混凝土时钢筋不得晃动 3 每环格栅范围土体开挖完成后 先铺设钢筋网 钢筋网采用 6 5 150mm 150mm 分段分块制作 具体尺寸根据施工现场需要而确定 4 钢筋网加工允许偏差为 钢筋间距 10mm 钢筋搭接长 15mm 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 23 4 6 格栅钢架及临时仰拱施工 区间隧道分为标准单线断面及双线大断面两种格栅 初衬厚度分别为 250mm 和 350mm 临时支撑混凝土厚度 300mm 格栅钢架结构示意图见下图 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 24 4 6 1 格栅钢架加工 按 1 1 比例将格栅每根主筋尺寸在工作台上进行放样 按设计分节 通过连接板板螺栓 连结 加工时做到尺寸准确 弧形圆顺 格栅钢架节点焊接长度满足规范要求 焊接成型时 沿钢架两侧对称进行 格栅钢架主筋中心与轴线重合 连接孔位置准确 钢架加工后先试拼 检查其平面翘曲和横断面误差 钢架堆放和运输时不得损坏和变形 4 6 2 格栅钢架安装 测量定位 按设计位置现场测量定位 首先测定出隧道中线 确定高程 然后再测定钢 架的纵向位置 现场准备 运至现场的单元钢架分单元堆码 安装前进行断面尺寸检查 及时处理欠挖 侵入净空部分 保证钢架正确安装 安装拱脚前 清除垫板下的松碴并铺设木板 在软弱地 段 可采用拱脚下垫钢板或槽钢的方法 格栅钢架的安装在初喷混凝土并挂网后进行 置于稳固地层上 超挖部分用混凝土回填 安装时备好风镐 随时剔除个别突出部位 保证钢架就位准确 受力可靠 钢架与封闭混凝土之间紧贴 在安装过程中 当钢架与初喷混凝土面之间有较大间隙时 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 25 垫垫块楔紧 纵向两排钢架间用 22 钢筋连接 环向间距 0 8m 内外双层交错布置 形成 纵向连接系 格栅连接板就位后采用围焊加强 并在格栅连接板处 相对的主筋之间增加 1 根帮焊筋 与格栅主筋同直径 与主筋单面焊接连接 焊缝长度 10d d 为主筋直径 格栅钢架安装后分层复喷混凝土 先喷钢架处 然后喷钢架之间的砼 直至喷够设计厚 度 初衬主筋内外层保护层厚度为 40mm 现场可用肉眼观察和锤击法进行检查 4 6 3 格栅钢架施工工艺要求 1 钢筋入库要点数验收 对钢筋的规格等级 牌号进行检验 钢筋应尽量堆入料棚 内或存放在地势较高 较为平坦的地方 钢筋堆下应垫方木 使钢筋离地不能小于 20cm 运输 贮存过程中应防止锈蚀和避免压弯 加工前务必除锈干净 装卸钢筋不得从高处抛掷 2 为保证格栅钢架置于稳固的地基上 施工中在拱脚部位预留 0 15 0 2m 原地基 架立格栅钢架时挖槽就位 软弱地段在拱脚处垫钢板或槽钢以增加基底承载力 3 格栅加工时按设计分节制作 节点间通过焊接角钢采用螺栓连接 加工时做到尺 寸准确 弧形圆顺 格栅钢架节点焊接长度满足规范要求 焊接成型时 沿钢架两侧对称进 行 格栅钢架主筋中心与轴线重合 连接孔位置准确 每片能进行互换安装 第一榀做好后 在 1 1 的工作平台上试拼 检查其平面翘曲和横断面误差 经检验合格后方可进行批量生 产 4 格栅钢架必须在初喷混凝土后立即架立 钢架与围岩之间的喷混凝土厚度不小于 40mm 5 格栅钢架平面应垂直于隧道中线 其倾斜度不大于 2 格栅钢架的任何部位偏 离铅垂面不应大于 5cm 6 格栅钢架加工要求尺寸准确 弧度圆顺 钢架加工后要试拼 拼装允许误差为 沿隧道周边轮廓误差不大于 30mm 平面翘曲小于 20mm 7 格栅钢架各节点的连接一定要对齐 并确保牢固可靠 钢架纵向之间用连接钢筋 焊接 8 格栅钢架安装的允许误差 横向 30mm 纵向 50mm 高程为 30mm 垂直度为 5 9 加工好后的格栅应分类堆放整齐 并用彩条布盖好 防止钢筋锈蚀 钢架堆放和 运输时不得损坏和变形 10 格栅钢架按设计位置安设 在安设过程中当格栅钢架和初喷层之间有较大间隙应 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 26 设垫块 格栅钢架与围岩 或垫块 接触间距不应大于 50mm 4 7 喷射混凝土施工 隧道支护采用喷射 C25 砼施工 喷射混凝土厚度为 250mm 双线大断面厚度为 350mm 部分临时仰拱厚度 300mm 喷射混凝土作业紧跟开挖及格栅安装进行 采用湿喷混凝土 砂石 水泥 高效速凝剂经过搅拌机拌合后 用 PZ 5 混凝土喷射机喷射 在喷嘴处引入高 压水 严格控制好喷嘴与作业面的距离和高度 喷嘴与作业面垂直 有钢筋时角度适当放偏 30 左右 喷嘴与基面距离控制在 0 8 1 0m 范围内 喷射料束运动轨迹 喷射顺序自上而下 先拱脚后拱顶 避免死角 隧道喷射混凝土分 1 3 层喷射至设计厚度 料束呈旋转轨迹运动 一圈压半圈 纵向按蛇形状 4 7 1 喷射混凝土施工工艺 喷射混凝土施工工艺流程图 1 喷射机安装调试好后 先注水再送风 清通机筒和管路 同时用高压水 或高压 风 洗 吹 受喷表面 2 喷射手拿起喷头 首先要检查水环眼孔 如果堵塞 用小针疏通 若不疏通 会 使射水不匀 喷出的混凝土流束出现灰一条白一条的现象 既影响混凝土质量 也增加回弹 量 此外 喷射手还要检查水眼是否安装合适 若安得不正 部分水流不经由水眼而直接进 入喷嘴同拌合料混合 会出现沿岩壁淌浆的现象 也影响混凝土质量 3 喷射前 先把喷头处的水阀开动一点 即先给喷头一股水 待混合料送至喷头后 调整水阀就可把水灰比找好 调整水阀寻找合适的水灰比时或喷射中供料突然中断时 喷头 应对着基面底脚 待水灰比正常后 方可把喷头对准要喷射的地点 喷射时 先注水 喷嘴 要朝下 避免水流入输料管内 后送风 然后上料 4 拿喷头的姿势 首先应保证喷射方向与受喷面垂直 其次要使喷头操作省力 方 便和灵活 当喷射侧墙的较低部位时 可将输料管夹于腋下 以减轻手腕的负担 当喷射侧 图 4 8 喷射混凝土施工工艺流程 粗骨料 细骨料 水泥 高效速凝剂 干料搅拌喷射机 压缩空气 喷嘴 高压水 喷射砼至 工作面 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 27 墙较高部位时 可将输料管夹于两腿间或担在肩上 那样较为省劲 喷射拱顶时 除将输料 管夹于两腿间外 喷头应靠近喷射手头部 这样垂直地向岩面喷射时 可避免回弹物的直接 射击 5 输料管宜顺直放置或以尽可能大的半径弯曲 6 连续上料 保持机筒内料满 在料斗口设置 15mm 孔径的筛网 避免超径骨料进入 机内 7 严格控制加水量 当发现喷射混凝土成团 发亮 表面呈现湿润暗灰黑色光泽 无干斑 不流淌 表面平整且无异常回弹和粉尘 说明加水量合适 若有干斑 回弹和粉尘 大 则是加水量偏小 若流淌 则是加水量过大 8 视基面潮湿程度酌情调整水灰比 岩面干燥 水灰比可稍大一点 基面较湿 水 灰比要小一点 9 喷射分片进行 每片高约 2m 每片均自下部开始向上移行 喷射料束环形旋转 旋转直径约为 15 30cm 转速均匀 以 2 秒左右喷一圈为宜 一圈压半圈 喷射第二行时 依顺序由第一行终点上方开始 行间搭接 2 3cm 一次喷至结束 10 为了保证喷射混凝土质量 应对拌和料搅拌处 喷射机处和喷处的施工质量进行 严格检查 尤其在喷嘴处 必须观察喷射工艺 包括受喷面清洗质量 喷嘴与受喷面距离与 角度 喷嘴移动情况 材料特征和喷射混凝土质量 并对下述情况随时作记录 喷射的料 流不均匀及发生离析 目测估计回弹物过多的原因 裹入回弹及钢筋埋置不当 喷射混凝土 的平均厚度 喷射混凝土质量控制试验 质量控制试验可以在喷射混凝土质量出现问题前提 出预报 使喷射混凝土质量符合规范的标准要求 4 7 2 喷射混凝土施工技术要求 1 喷射料在搅拌前必须过筛 混合料随拌随用 拌合料存放时间不宜过长 掺入速 凝剂后 混凝土初凝时间在 3 5min 左右 终凝时间控制在 10min 左右 2 初喷砼紧跟工作面 复喷前按设计完成钢筋格栅 小导管及临时支撑的安装工作 后 立即复喷砼到设计厚度 3 混凝土喷射完成 2 小时后 及时进行喷水养护 4 喷射混凝土要求密实 平整 无裂缝 脱落 漏喷 漏筋 空鼓等现象 平整度 偏差控制在 30mm 内 且矢弦比小于 1 6 5 坚决实行 四不 制度 即喷锚工艺不完毕 掌子面不前进 喷射砼厚度不够不 前进 开挖喷锚后发现的问题不解决不前进 量测结果判断不安全未经补强不前进 以上制 度由工地施工员负责实施 将实施情况填入工程日志簿备查 项目经理部负责检查督促 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 28 4 8 初支背后注浆 初支背后注浆工艺可参考前面的超前小导管注浆施工 1 初期支护完成后应及时进行初支背后注浆 保证初支背后密实 注浆在距开挖工 作面 5m 的地方进行 注浆深度为初支背后 0 5m 2 注浆采用 32 钢焊管 注浆孔沿隧道拱部及边墙布置 环向间距 起拱线以上为 2 0m 边墙为 3 0m 纵向间距 3 0m 梅花型布置 3 浆液采用水泥砂浆 注浆压力为 0 1 0 3Mpa 配合比在进行注浆试验后确定 4 9 区间隧道二衬施工 根据施工安排 尽量减少工序之间的相互干扰 区间初支施工完成后再进行区间二衬施 工 具体工法详见下阶段 区间及横通道二衬施工专项方案 5 超前地质预报 区间于 K8 847 K9 023 处临近建筑物 并于区间范围内多次临近或下穿管线 由于管线 年代已久 渗漏水情况无法从地面进行详细调查 必须进行超前探测 穿越雨水 污水 给 水管线前 20m 施工时 先作好地质超前预报 在开挖工作面上钻探测孔 提前掌握地层情况 作好预防 钻孔深不小于 5m 采用 50 钢管插入探测孔中 观察钢管内是否有水流出 探 测管四周梅花形布置 8 进水孔 每次对地质情况及涌水量进行记录 6 风险源应对措施 郭 大区间风险源众多 其详细风险源详见 2 6 工程重难点分析 需要加强保护措 施 根据风险源的具体情况风险源部位采用超前注浆小导管 同时加强初支背后回填注浆 缩短格栅间距至 0 5m 及时封闭支护 在区间开挖过程中 加强监测力度 若发现周边建筑 物或管线沉降量或变形速率过大 应立即停止施工 封闭暗挖掌子面 并采取以下措施 1 对管线周边进行注浆或在暗挖隧道内进行二次注浆加固 适当加大注浆压力和注 浆量以主动控制其沉降 注浆压力控制在 0 5 0 7 MPa 2 在注浆时及时监测管线变形情况 根据监测结果及时调整注浆压力 注浆材料 注浆量和注浆部位等参数 3 根据监测情况及时调整开挖步距 台阶长度 封闭时间等支护参数 4 及时联系并配合管线产权单位对局部已产生变形 但不影响环境的管线进行修补 5 加强监测频率 强化监测措施和要求 根据变形过大的严重程度和管线的重要性 北京地铁 14 号线工程土建施工 04 合同段 郭庄子站 大井站暗挖区间专项施工方案 29 成立现场施工指挥领导小组进行现场施工管理 7 区间隧道发生坍塌或空洞处理措施 发生土体坍塌后 立刻进行挂网封闭掌子面 安装格栅喷射砼封闭 背后进行注浆回填 现场预备好喷射砼拌合料 随时应对土体突然坍塌事故 对于体积不超过 0 5m 的小型坍塌或空洞可采用喷射混凝土直接喷射填充密实 对于体 积不超过 1 0m 的坍塌可在空洞内塞填空心砖或沙袋 迅速喷砼封闭掌子面 预埋注浆管回 填注浆 若遇更大坍塌情况 必须立即封闭掌子面 做专项方案 8 8 隧道遇大粒径孤石处理措施 区间隧道穿越地层主要为卵石 层 卵石 层 在隧道开挖过程中容易出现孤石侵入隧 道净空的情况 如若采用外力强行将整块孤石取出或部分凿除 极易造成原地层的扰动 甚 至造成塌方的严重后果 区间隧道开挖施工时 当孤石直径小于 50cm 直接清除 当孤石直径大于 50cm 可在 孤石上方进行超前注浆加固土体 沿开挖轮廓线在孤石上钻孔 灌入膨胀剂进行静力分裂孤 石 孤石清除后按照正常工序进行施工 9 施工监测方案 9 1 监控测量目的 监测要求施工中应严格按照有关规定对区间的初期支护以及相邻建筑物 地下管线 地 面沉降 地下水位等进行监测 出现异常时 应立即停止施工 并及时通知有关单位做现场 处理 实施监控量测的目的具体包括 1 通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化 把握施工过程中结构 所处的安全状态 2 通过对监测数据的处理 分析 采取工程措施来控制地表下沉