地铁隧道专项施工方案

1 武汉轨道交通二号线一期工程名都站 光谷广场站区间武汉轨道交通二号线一期工程名都站 光谷广场站区间 名都站名都站 光谷广场站光谷广场站 区间隧道专项施工方案区间隧道专项施工方案 编制 编制 审核 审核 审批 审批 中铁四局集团有限公司武汉轨道交通二号线中铁四局集团有限公司武汉轨道交通二号线 第二十五标段项目经理部第二十五标段项目经理部 二二 OOOO 八年十一月八年十一月 2 1 1 编制说明 编制说明 1 11 1 编制依据编制依据 广州市地下铁道设计研究院和长江水利委员会长江勘测规划设计研究 院联合设计的武汉市轨道交通二号线一期工程名都站 光谷广场站区间施工 图 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院编制的 武汉市轨道交通二 号线一期工程 V 标段街道口站 光谷广场站区间岩土工程详细勘察报告 现场调查所获得的信息和资料 建筑抗震设计规范 YB9258 97 地铁设计规范 GB50157 2003 建筑工程技术规范 YB9258 97 地下铁道工程施工及验收规范 GB50299 1999 混凝土结构设计及验收规范 钢结构设计规范 GB50017 2003 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086 2001 混凝土质量控制标准 GB50164 92 工程测量规范 GB50026 93 城市测量规范 CJJ8 99 地下工程防水技术规范 GB50108 2001 地基处理技术规范 DGJ08 61 97 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99 1 21 2 工程概况工程概况 名都站 光谷广场站区间线路西起名都站 沿着虎泉街向东至光谷广场 站 地面起伏较大 标高为 26 94m 37 44m 沿线均为密集的建筑物 且 管线较多 均分布于虎泉街道路两侧 该区间全线均为地下线 左右线路均 以直线 圆曲线和缓和曲线连接而成 左右线间距为 13 米 隧道最大埋深 16m 最小埋深 5 5m 线路纵断面上设置 R 5000m 的竖曲线 区间线路平面 设 1 个曲线段 曲线半径 1000m 区间线路纵断面设人字型坡 最大坡度为 5 最大坡长为 460m 线路沿卓豹路 或虎泉街 到达终点光谷广场站 虎泉街两侧建筑主要是武汉工程大学等高校 医院 中船 709 研究所和民房 建筑物的楼层普遍较低 隧道在路中间下行通过 3 本项目设计范围为名都站东端至光谷广场站西端 里程为右 左 DK26 408 307 右 左 DK27 448 000 其中右线全长 1039 693m 左线全长 1037 102m 含短链 2 591m 线路总长为 2076 795m 其中右 左 DK26 408 307 右 左 DK27 406 208 为地下线路 采用矿山法施工 其中 于里程左 DK26 782 000 右 DK26 779 409 设置 1 施工竖井及横通道 于里 程左 DK26 862 591 右 DK26 860 000 设置区间联络通道 于里程左 DK27 184 020 右 DK27 184 012 设置 2 施工竖井及横通道 DK27 406 208 DK27 448 000 为区间明挖段 采用明挖法施工 1 31 3 工程地质与水文地质工程地质与水文地质 1 3 11 3 1 地形 地貌地形 地貌 区段地处剥蚀垄岗 残丘地貌单元 途经虎泉街 地面标高为 26 94 37 44m 平均标高为 32 19m 地面起伏较大 1 3 21 3 2 地层岩性地层岩性 根据岩土工程详细勘察报告 本区段分布有志留系 三叠系及第四系 地层 各时代地层岩性如下 杂填土 Q4ml 灰 黄 黄褐 棕红等杂色 主要由粘性土 砖渣 碎石 植物根茎 砼碎块 生活垃圾等物质组成 砖渣碎石粒径一般 2 10cm 含量 30 左右 结构松散 厚 0 3 5 6m 粉质粘土 al 黄褐色 灰褐色 结构紧密 硬塑状 含 少许铁 锰质结核 厚度变化较大 厚 1 4 9 5m 埋深 0 3 5 5m 粘土夹砾石 al 棕红色 砖红色 夹灰绿色条带或团块 结构 紧密 硬塑状 裂隙较发育 裂面光滑 含少许砾石 铁 锰质结核 砾石 含量约占 5 15 呈次圆 次棱角状 局部富集 一般粒径在 0 5 3 0cm 不等 最大超过 7cm 以上 成分多为石英岩 灰岩 粘土 al 黄褐 棕红色 夹灰绿色条带或团块 局部地段底部 偶夹薄层红粘土 结构紧密 硬塑状 裂隙发育 裂面光滑 具蜡状光泽 含少许铁锰质结核 该层厚度变化较大 一般厚 2 5 16 6m 埋深 5 8 19 0mm 粉质粘土夹砾石 el dl 棕红色 粉质粘土含水量中等偏高 硬 塑状 结构较紧密 碎石块径 3 10cm 不等 呈棱角状 成分为泥岩 石英 4 砂岩 灰岩等 含量一般 20 40 不等 一般厚 0 6 6m 局部厚达 14m 钙质泥岩 T1d 棕红色 钙质胶结 局部夹极薄层灰岩条带 主要 矿物成分为水云母 方解石等 该层总厚约 35m 呈夹层状分布于灰岩 16b 中 灰岩 T1d 灰色 中 厚层状 坚硬 微晶结构 块状构造 主要 矿物成分为方解石 少量水云母 白云石等矿物 泥岩与泥质灰岩互层 T1d 泥岩呈灰色 灰绿色 薄层状 矿物成 分主要为水云母 方解石等 薄层状 泥质结构 单层厚度 1 5m 泥质灰 岩呈灰色 灰黄色 矿物成分主要为方解石 水云母 层状 中风化含炭质硅质页岩 炭质页岩 P2l 上部为浅灰色薄 中厚层 状细粒石英岩状砂岩 泥质粉砂岩 泥岩 矿物成分主要为绢云母 石英 炭质 斜长石 正长石等 该层厚约 20m 下部为含炭质硅质页岩 炭质页 岩 黑色 薄层 中厚层状状 矿物成分主要为玉髓 石英 少量水云母 炭质 方解石等 矿物成分在不同地段变化较大 岩石软硬相间 石英含量 高者岩石坚硬性脆 水云母或炭质含量高者岩石性软 风化后呈黄 灰黄色 硅质胶结 局部次生黄铁矿结核 玉髓 该层厚度约 26m 灰岩 Plq 灰色 坚硬 微晶 细晶结构 含较多生物碎屑 具 缝合线构造 顶部见瘤状隧石结核 底部层间夹炭质页岩或煤线 1 3 31 3 3 地质构造及地震烈度地质构造及地震烈度 场地区内构造线走向为东西 南东东向 主要构造类型为褶皱 裂隙 根据 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 本区段抗震设防烈度为 6 度 设计基本地震加速度值为 0 05g 覆盖层厚度 8 20m 场地土的类型 为中硬土 属 类建筑场地 1 3 41 3 4 水文地质条件水文地质条件 1 地下水埋藏类型 场地区的地下水按埋藏条件 可分为上层滞水和承压水 上层滞水一 般赋存于杂填土层中 一般埋深为 0 5 1 5m 地下水位不连续 无统一的 自由水面 承压水主要赋存于基岩中 第四系更新统粘土层为其隔水顶板 承压 水测压水位 9 8 28 5m 承压水头 1 0 15 0m 不等 承压水头与基岩面高 5 程相关联 当基岩面埋深较大时 地下水可能具承压性 否则不具承压性 不同含水岩组中地下水承压水位不同 如泥盆系 二叠系含水岩组中承压水 测压水位较高 承压水头较大 三叠系灰岩中承压水测压水位一般要低 13 16m 且承压水头较小 2 地下水赋存类型 场地地下水按赋存条件可分为孔隙水 裂隙水 岩溶水三种类型 孔 隙水主要赋存于第四系杂填土和残坡积碎石土中 勘探过程中亦发现在老粘 土中亦含有少量地下水 可能是赋存于老粘土的裂隙中 砂岩裂隙水主要赋 存于汤家山 新安村扇形向斜翼部的志留系坟头组砂岩和泥盆系五通组的 石英砂岩岩体裂隙中 水量一般不丰 含水层沿向斜翼部呈条带状延展分布 岩溶水主要赋存于二叠系栖霞组 石碳系黄龙组和三叠系大冶组灰岩的溶洞 和溶 裂 隙中 含水层主要沿向斜轴线呈近 EW 向展布 为区内主要含水 岩组 埋藏于第四系中更新统粘土隔水层之下 3 地下水的腐蚀性评价 地下水对混凝土结构不具腐蚀性 对钢筋混凝土结构中钢筋无论是在 长期浸水情况下 还是在干湿交替的条件下均不具腐蚀性 对钢结构具有弱 腐蚀性 1 41 4 施工条件施工条件 1 4 11 4 1 既有道路既有道路 本区间位于光谷广场绿化岛西侧虎泉街下 环光谷广场绿化岛四周道 路有六条 交通便利 其中虎泉街行车道路幅宽 18 米 双向双车道 13 米宽 机动车道 左右各 2 5 米非机动车道 道路两侧各设有 2 5 6 0 米宽人行 道 虎泉街作为本标段工地施工的主要通道 1 4 21 4 2 水电设施水电设施 施工场地用水和生活用水由自来水公司指定地点从城市供水管网接入 场区内部架设引水管路 满足施工需要 其中 1 2 号竖井各设一个入水接 口 施工用电从供电部门指定的电网接入 在 1 2 号竖井围挡内各安装一 台 630KVA 箱式变压器 施工用电采用三相五线制供电系统 变压器输出端 设主控制箱 各施工区及作业面设分控制箱 其余施工场地及各工作面 通 过电缆输电至各用电负荷点 同时在 1 2 号竖井各备用 200KW 应急发电机 6 1 台 以保证停电时部分工程满足安全需要和连续施工的要求 并保证所有 现场施工用电和照明用电 1 4 31 4 3 通讯条件通讯条件 经理部和施工作业队间及外界联系均采用移动电话 洞内与地面联系 采用高功率对讲机 竖井垂直运输除采用对讲机联络外 另在设置电铃进 行联络指挥 1 4 41 4 4 通风条件通风条件 采用压入式通风净化工作面空气 在横通道顶部设置两台 2 37KW 通 风机 将新鲜空气通过 1000 风管送入工作面 1 4 51 4 5 供风系统供风系统 采用机械供风 井口附近设 台 20m3电动空压机 贮风筒 1 个 通过 管道输送到工作面 2 2 施工准备及资源配署施工准备及资源配署 为了保证区间隧道的正常进行 在单洞隧道施工前做好图纸会审 设 计交底 测量 实验 施工方案及技术交底 安全方案措施及安全交底等技 术准备工作 提前做好施工场地风管 水管 施工用电等施工场地的布置以 及劳 材 机等施工材料和施工机械的准备 2 12 1 技术准备技术准备 通过精密测量将地面上的控制坐标及高程引入施工竖井及横通道内 首先在竖井及横通道内建立导线控制点 并在单洞隧道施工前放出开挖轮廓 线 进洞一定距离后按预定方案对导线控制点进行加密 建立隧道内导线控 制网 同时在地面上左右线的线路中心钻孔 对地下导线网进行复核 确保 路线的方向 同时为了在隧道内安装激光指向仪 在施工前对图纸进行会审 制定专项施工方案和技术交底 并不定期的召开施工方案交底会 将施工组 织 施工方法 施工工艺 质量标准 安全措施等交底到各作业班组骨干 让他们了解并掌握施工方法和施工工艺 2 22 2 资源配署资源配署 主要工程机械设备由物资设备部统一管理 按管理办法分人分机 车 7 责任到人 使用 保养 维修一条龙管理 建立强有力的维修保障系统 确 保设备处于良好状态 设备的配备做到精良高效 具体配备方案见表 1 区间主要机械设备表 其中一 二队代表 1 2 号竖井施工班组 表 1 区间主要施工设备表 数 量 序号设 备 名 称 一队二队 规 格 型 号 主 要 工 作 性 能 指 标 1 支护工程施工设备 湿喷机2 台2 台 TK 9615m3 h 高压注浆泵2 台2 台 ZJB 35125L min 千斤顶2 台2 台 Yc 6060t 2 土石方施工专用设备 挖掘机1 台1 台 DH55 V0 3m3 装载机1 台1 台 ZL402 0m3 自卸汽车3 台斯太尔 13t 自卸汽车3 台日产五十铃 15t 自卸小车 88 时风 1 2m3 3 其它施工专用设备 电动空压 机2 台2 台 3L 10 820m3 min 通风机1 台1 台 SDF NO102 37kw 风镐8 台8 台 03 11 潜水泵10 台10 台 XQY 1520m3 h 内燃发电机1 台1 台 200KW 塑料焊枪2 台2 台 2SH D 变压器1 台1 台 S9 630 10630KVA 4 起重设备 卷扬机1 台 YJ51 41 5t 卷扬机1 台 JK0 5 10 5 1t 汽车起重机1 台 QY 1616T 龙门起重机组配电 动葫芦 2 台2 台自制 10t 30KW 11m min 5 钢筋 砼施工设备 钢筋弯曲机1 台1 台 GW40 6 40 钢筋切断机1 台1 台 GQ40 6 40 钢筋调整机1 台1 台 GT10 4 10 8 钢筋对焊机1 台1 台 UN1 100100KVA 交流电焊机2 台2 台 BX 300300A 插入式振捣器各类 80 50 35 砼搅拌机1 台10 台10 台 350L 砼输送泵1 台1 台 HBT50S60m3 h 3 3 横通道转正洞交叉口段施工技术措施横通道转正洞交叉口段施工技术措施 横通道施工完成之后 在转入区间正线隧道的施工之前 要安装洞口环 梁 如图 1 紧贴横通道侧壁架设一榀格栅钢架 在格栅钢架和横通道顶部 之间用纵向连接筋和钢筋网片的连接 然后喷射 C25 早强混凝土 这样在破 除横通道混凝土时 横通道顶部的压力可以支撑在洞口环梁上 确保横通道 的稳定性 降低施工时的危险性 保证施工的正常进行 在破除横通道时分 上下台阶破除 破除横通道格栅时做到破除后立即安装标准断面的格栅钢架 为了加强竖井 横通道 隧道正洞三向交叉口的稳定性 在横通道进正线隧 道时 密排两个钢架格栅 同时连续 5 榀在靠近竖井一侧的正洞侧壁植入超 前小导管 每榀 7 根 其中上台阶 3 根 下台阶 4 根 从横通道的两侧分左 右线四个作业面进行施工 同一方向左右线开挖施工相互错开 15m 两个竖 井的横通道进入主隧道的截面都是 型标准断面 开挖采用台阶法 如图 1 图 1 区间标准断面采用台阶法开挖 开挖初支施工 必须严格按照 管超前 9 严注浆 短开挖 强支护 早封闭 勤量测 的施工原则进行施工 以有效 控制地面沉降量 确保地面交通及施工安全 严格按先超前支护 后开挖 做到快循环 强支护 勤量测 紧封闭 的原则 上台阶底部设对口撑 以使初期支护形成封闭环 提高支护强度 台阶法施工中 上台阶长度为 3m 若地层软弱 且有地下水渗出时 应环形开挖预留核心土 保证掌子面稳定 循环进尺按格栅间距 限制在 0 5m 加强洞内 洞外量测 及时掌握 位移 时间变化规律 按信息反馈指导施工 采用人工风镐开挖 尽量降低对围岩的扰动 下台马口开挖宽度不大于 1m 对口错开开挖时间 不许两侧格栅拱脚 同时悬空 开挖边墙马口后 及时接长格栅 施作喷锚形成封闭环 区间隧道开挖成型后 尽快完成两侧各两倍洞径 12 16m 长度隧道 的二次衬砌 确保交叉口区结构稳定 4 4 区间隧道施工方案区间隧道施工方案 根据工程地质 水文地质条件 结合本标段所在地区的市政环境条件 隧道暗挖采用 矿山法 施工 区间隧道通过横通道经竖井出碴进料 自竖 井和通道进入正洞后 分左右洞向两侧展开掘进 在通道开挖形成正洞施工 空间 完成地下车场运输线路后开始正洞施工 正洞按照左 右 线先行 左右线开挖间隔 15 日历天工作时间 避免工序干扰 注意改善地下施工环 境 逐步形成左右线东西端四个作业面 本区间拟定断面类型及长度分别为 单线标准断面 1800 211m A 型 54m B 型 20m C 型 15m D 型 15m E 型 14m F 型 15m G 型 15m H 型 10m 人防隔断门断面 15m 明挖段拱型断面 41 792m 具体断面的其施工方法分别为 单线标准隧道断面及 A 型断面采用 环型台阶法 短进尺开挖 双线 F 型断面采用 CD 工法 短进尺开挖 双线 B 型 C 型 G 型及单线人防隔断门断面采用 CRD 工法 短进 尺开挖 双线 D 型 E 型 H 型断面采用 双侧壁导坑法 短进尺开挖 4 14 1 台阶法开挖施工方法台阶法开挖施工方法 洞内开挖采用机械配合人工开挖 短台阶法施工 上部采用弧型开挖 10 预留核心土的断面面积应大于开挖断面面积的 50 确保掌子面稳定 隧道 开挖后应及时初喷 40mm 厚的砼封闭掌子面 拱部开挖每循环进尺 0 5m 随 即施作工字钢架网喷砼初期支护 并在拱脚两侧设 42 注浆小导管 与格 栅钢架焊连 打设系统锚杆 形成锁脚 防止拱部下沉 下部左右两侧交错 开挖 及时接长钢架 并尽快封闭成环 具体的开挖流程及台阶法开挖步骤 见图 2 3 4 本区间单线标准断面靠近名都站一侧部分为超浅埋段 对应的里程分别为左 DK26 408 307 左 DK26 658 26 右 DK26 408 307 右 DK26 657 57 总长约 500m 覆土厚度为 5 4m 8 3m 此段地下 3m 范围 了管线密集 在施工之前对管线进行调查 对影响开挖的管线进行改移 在 开挖时严格控制施工工序 做好超前注浆预支护 短台阶开挖 及时支护 加强监控量测 及时反馈信息 防止地面沉降 降低对周围环境的影响 11 5 4 3 2 1 超前小 导管矿山法区 间隧道 核心土 1 核心土 超前小导管 喷射混凝土 1 1 2 喷射混凝土 超前小导管 超前小导管 初期支护 超前小导管 二次衬砌 夹层防水 初期支护 第二步 打水泥药卷锚杆 架 设格栅钢架 挂网喷射混凝 土 锚杆 第一步 施工前做好超前 支护 打超前小导管并注 浆 开挖号 洞室 留核 心土 图 示 序号施工步骤说明 第三步 开挖下台阶 用机 械开挖核心土 对断面边缘 土采用人工开挖 第四步 开挖完成后立即架设 格栅钢架 与上台阶格栅钢 架封闭成环 挂网喷射混凝 土 完成一个标准断面的初 支 第五步 敷设防水层 施做二 次衬砌 图 4 台阶法开挖施工步骤 12 4 24 2 CRDCRD 法开挖施工方法法开挖施工方法 4 2 14 2 1 施工步骤施工步骤 在拱部 120 范围内打 42 超前注浆小导管长度为 3 5m 环向间距 300mm 每 1 5m 施作一环 外插角 5 10 开挖左侧上台阶 台阶高 3m 长度 3 5m 初喷 40mm 混凝土 架立 拱部格栅钢架 同时做侧壁及底部临时支护 对格栅钢架复喷早强混凝土 左侧下台阶交错开挖 支护方式同上台阶 并及时施做格栅仰拱封闭 左侧开挖完毕 对右侧进行开挖支护 方法同左侧 见图 5 初支一定长度之后 开始拆除临时支护 分二段拆除 铺设防水层 并从仰拱开始 先墙后拱法施做二衬 开挖工序及作业流程同标准断面 CRD工法施工步骤 1 左侧导坑上台阶开挖 2 初期支护II 包括侧壁临时支护 3 左侧导坑下台阶开挖 4 初期支护IV 包括侧壁临时支护 5 右侧导坑上台阶开挖 6 初期支护VI 包括侧壁临时支护 7 右侧导坑下台阶开挖 8 初期支护VIII II VI II II VI VIII IV IV 图 5 CRD 法开挖施工步骤图 4 2 14 2 1 中隔墙 中隔墙 CRDCRD 法施工注意事项 法施工注意事项 施工全过程进行监控量测 及时反馈信息 指导施工 CRD 法分 4 部顺序开挖 每部错开 3 5m 根据地质情况和变形量测结果 决定是否在上导坑底部实施对口撑或 临时仰拱进行封闭 中隔墙临时支护要有足够的刚度 墙顶与墙底必须与初期支护格栅钢 架联结牢固 洞身初期支护成环并达到设计强度 拆除中隔墙应分段进行 13 尽快完成二次衬砌 并进行监控量测 严格控制变形量 并应做好应急准备 4 34 3 CDCD 法开挖施工方法法开挖施工方法 4 3 14 3 1 施工步骤施工步骤 在拱部 120 范围内打 42 超前注浆小导管长度为 3 5m 环向间距 300mm 每 1 5m 施作一环 外插角 5 10 开挖左侧上台阶 台阶高 3m 长度 3 5m 初喷 40mm 混凝土 架立 拱部格栅钢架 打超前小导管锚杆及锁脚锚管 同时做好侧壁型钢临时支护 对格栅钢架复喷早强混凝土 左侧下台阶交错开挖 支护方式同上台阶 并 及时施做格栅仰拱封闭 左侧开挖完毕 对右侧进行开挖支护 方法同左侧 见图 6 初支一定长度之后 开始拆除临时支护 分二段拆除 铺设防水层 并从仰拱开始 先墙后拱法施做二衬 开挖工序及作业流程同标准断面 CD工法施工步骤 1 左侧导坑上台阶开挖 2 初期支护II 包括侧壁临时支护 3 左侧导坑下台阶开挖 4 初期支护IV 包括侧壁临时支护 5 右侧导坑上台阶开挖 6 初期支护VI 包括侧壁临时支护 7 右侧导坑下台阶开挖 8 初期支护VIII II VI VIII IV II IV 图 6 CD 法开挖施工步骤图 4 44 4 双侧壁导坑法开挖施工方法双侧壁导坑法开挖施工方法 4 4 14 4 1 双侧壁导坑法施工原理双侧壁导坑法施工原理 地铁隧道暗挖法双侧壁导坑法施工是一项边开挖边浇筑的施工技术 就是把整个隧道大断面分成左右上下 6 个小断面单独掘进 最后形成一个大 的隧道 且利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力 采用网状支护形式 14 使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构 且用中隔壁及中隔板承担部分 受力 本区间断面共分 25 步对断面进行开挖 支护 完成二衬 具体的作 业流程见图 7 8 9 10 图 7 15 图 8 图 9 图 10 4 4 24 4 2 双侧壁导坑施工方法双侧壁导坑施工方法 侧导洞分上下两个台阶 上台阶土方采用人工风镐开挖土方 并直接 翻入下台阶 采用翻斗车外运至垂直提升处 桁架电动葫芦垂直提升 开挖 台阶长度 2 3m 初期支护分别进行 两侧洞均设临时钢架横撑 做到步步 封闭成环 两洞之间的中间部分开挖作业方式同侧洞 并及时架设拱部和临 时横撑及仰拱的拱架 使之与两侧洞及时联接成环 二次衬砌采用输送泵浇 筑 先施做遂底仰拱 使其紧跟中部下台阶土体的开挖掌子面 然后施作两 侧仰拱 再做两侧拱墙部分 最后施作中部拱圈 二次衬砌仰拱采用自制拱 底模 边墙与拱圈采用衬砌台架安装钢模 混凝土泵泵送 该段施工过程中 16 适时进行初支背后注浆 以控制地表沉降 在施工过程中 加强监控测量 实行信息化施工 并根据监测情况 及时拆除临时格栅支撑 施作该段二次 衬砌 施工时两侧壁导坑错开施工 一侧 如 3 部 的侧导坑落后于另一侧 导坑 如 1 部 3 5m 中间土体部分 如 5 部 开挖初期支护落后最前面 侧导坑开挖面 6 10m 见图 11 1 2 6 4 3 5 图 11 4 4 34 4 3 两侧导坑上部开挖及支护两侧导坑上部开挖及支护 1 上部开挖 超前小导管预注浆对地层进行加固后 采用人工开挖直 接开挖翻查至下台阶 用翻斗车转运至提升架处 采用电动葫芦垂直起吊外 运 每一开挖循环进尺为 0 5m 由测量人员控制中线水平 施工时保证不欠 挖 控制超挖 开挖轮廓线尽可能圆顺 以减小应力集中 另一侧上部开挖 落后 3 5m 2 上部断面初期支护 A 初喷 砂层段 在开挖后立即进行 以便尽 早封闭拱顶暴露面 喷射混凝土厚 4cm 粘土层段视开挖后围岩的稳定情况 而定 B 格栅钢架 格栅钢架制作符合设计规范 满足施工要求 安设时 清除浮土 拱脚夯实或设置垫板 钢格栅纵向间距按设计要求每榀 0 5m 纵向设 22 连接筋 其环向间距为 1m 交错布置 C 挂网 双层铺设 采 用 8 钢筋 网格 15 15cm 作成网片铺设在格栅钢架的背后位置 密贴围 岩 并与格栅钢架连接牢固 D 喷射混凝土 采用湿喷机喷护 砂层段第 一次喷射厚度 3 5cm 架立好格栅钢架后 从钢架腹部打入下一循环的超 17 前管棚 封好管口 复喷至设计厚度 e 锁脚锚管 在拱脚处打设两根 42 锚管 其尾部与格栅钢架焊接牢固 喷砼时注意保护好管口 喷砼结 束后 及时压浆 3 超前小导管作业 钻孔 超前小导管采用风钻直接顶入 压浆前用 高压风清孔 超前小导管选用热扎无缝 42 3 5mm 钢管加工而成 顶部切 削成尖靴 尾部焊接垫圈 长度为 3 5m 超前小导管按设计范围沿拱部周 边轮廓线设置 超前小导管从钢架腹部空间穿过 外插角在 5 10 度 尾部 与钢架焊连接成一体 注浆 为保证注浆质量 注浆前孔口处喷 20cm 混凝 土封堵 采用高压注浆泵注水泥 水玻璃浆液 压力控制在 0 3 0 5Mpa 浆液配合比视地质情况及现场试验确定 保证浆液扩散互相咬接 以提高围 岩的稳定性 4 4 44 4 4 两侧下部开挖及支护两侧下部开挖及支护 两侧下部开挖每循环进尺 1 0m 下部落后上部 3m 反坡开挖时 在掌 子面设集水坑抽排水 集水坑内抽至竖井集水井后排出洞外 永久与临时初 期支护同时施作 并及时封闭环状 其余与上部同 两侧下部施工工艺流程 为 一侧侧洞下部开挖落后 另一侧侧洞下部开挖 5m 两侧下部开挖 含两 侧仰拱 每循环进尺 1 0m 初喷混凝土 4cm 安钢架 挂钢筋网 焊连接 筋 包括中间临时钢架等 二次复喷混凝土达设计厚度 进入下一循环 4 4 54 4 5 中间上部开挖及支护中间上部开挖及支护 待两侧洞初支作好一定时间后 开挖中间土体 落后一侧侧洞开挖初 支 3 5m 中间上部施工工艺流程图 施作超前小导管预注浆加固 开挖土 石方 初喷混凝土 4cm 安设钢格栅 焊纵向联接筋 钢架之间安设钢筋网 复喷混凝土达设计厚度 进入下一循环 4 4 64 4 6 中间下部开挖及支护中间下部开挖及支护 检查中隔板 中隔壁支撑 分析各部开挖支护后的变形收敛情况 处 于基本稳定后 开挖中间下部土体 下部开挖落后上部 30 50m 施工工艺 流程图为 中间下部土体开挖 中间底部钢格栅和钢筋网的安装 喷混凝土 封闭底部仰拱 下一循环 4 54 5 开挖施工方法的转换开挖施工方法的转换 本区间暗挖法共有 10 个不同断面 断面与断面的过度采用截面渐变的 方式 这样可以保证线路的整体性及土体的稳定性 过度的坡度控制在 18 1 2 以断面间最大错台为准 根据断面错台可适当微调 在进行二衬时 对渐变段支模 用同标号的二衬混凝土回填 见图 12 图 12 本区间右 DK27 391 208 右 DK27 406 208 段是 G 型断面 本断面与左 线标准断面间的土体厚度只有 2 81m 为了保证施工断面的安全 在左线标 准断面施工时 要把锚杆打穿进入 G 型断面范围 这样在开挖 G 型断面时可 以降低施工的危险 保证施工的正常进行 5 5 区间隧道超前支护区间隧道超前支护 5 15 1 超前小导管施工工艺超前小导管施工工艺 小导管采用直径为 42mm 壁厚为 3 5mm 的热轧钢管 设置在拱部 120 环向间距为 300mm 每环单层 25 根 双层的外层是 24 跟内层是 25 根 导 管长 3 5m 24 根 和 1 8m 25 根 外插角 5 10 度 纵向间距分别为 A B C F G 和 I 型单线面标准断面 1 5m D E H 型断面和 II 型单线面 标准断面及人防隔断门断面外层 1 5m 内层 1m 梅花型布置 钢管前端段 做成尖楔状 便于插入孔中或直接打入 在管身前部 1 5 2 5m 范围内钻 6mm 的注浆孔 按梅花形布置 以便钢管进入地层后对围岩空隙注浆 下导管采用锚杆台车配合 YT 27 式气腿式凿岩机钻孔 注浆采用水泥浆液 水泥浆液水灰比 1 1 注浆采用 ZTGZ 60 120 型注浆泵 注浆压力 2 0MPa 19 注浆小导管施工工艺见图 13 注浆小导管施工工艺 放样 定孔位 钻孔 吹孔 顶入小导管 小导管加工 管路压水试验 安设注浆管 胶泥封堵导管 浆液配制 注浆 注浆记录 效果 结果 图 13 5 25 2 水泥药卷锚杆水泥药卷锚杆 采用锚杆钻机钻孔 ZW 早强锚固剂锚固 锚杆尾部设丝扣 安装钢垫 板 药卷使用前检查无结块 未受潮 药卷在清水中浸泡 按 随泡随用 软而不散 为原则 利用专用的装药卷工具将药包缓慢推入孔底 不得中途 爆裂 锚杆安设后不能随意敲击 其端部 3 天内不得悬挂重物 超前锚杆 超前小导管施工工艺见图 14 5 35 3 初支施工要点及技术措施初支施工要点及技术措施 1 采用 正台阶法 施工 开挖循环进尺宜为每榀格栅间距 2 严格控制隧道开挖的中线和水平 开挖轮廓要圆顺 防止超挖 局部 欠挖处人工修凿 但要充分考虑施工误差及预留变形 3 隧道开挖时保留核心土 待拱部初支完成后再开挖核心部分土体 4 掌子面开挖过程中 如遇地质情况不好 开挖面暴露时间长 易引起 围岩应力释放 造成坍塌 除采取开挖留核心土 排设小导管外 还应对拱 20 架架立前对开挖面进行临时封闭 开挖成型后 立即在超前小导管上挂网初 喷 厚度为 10cm 形成临时支护 避免因土体应力释放造成坍塌 当出现 坍塌难以喷射密实地段 采取预埋灌喷管 封闭掌子面后将喷射头套入灌喷 管中进行灌喷 保证初支背后密实 及时跟进背后注浆 5 避免格栅拱脚出现悬空引起下沉 钢格栅下端设在稳固地层上 或设 在木板 混凝土垫块上 6 格栅安装位置要准确 各节点要对齐 连接要牢固 确保格栅可靠受 力 7 初支结束后及时回填注浆 浆液为水泥砂浆 8 开挖过程中必须加强监控量测 当发现拱顶 拱脚和边墙位移速率值 超过设计允许值或出现突变时 应及时施工临时支撑或仰拱 形成封闭环 控制位移和变形 图 14 6 6 区间正线防水施工区间正线防水施工 锚杆制作 顶入安装小导管小钢管制作 测绘出开挖轮廓线 标出孔位 靠掌子面正确安装固定钢架 浸泡 填塞锚固剂 顶入安装锚杆 将锚杆 小钢管 尾部和钢架焊接 质量检查合格 进入下道工序 凿岩机就位 定位开孔 钻孔至预定孔深 并随时调整方向 清孔 成孔检查 21 在施工区间二衬之前先施工防水层 区间二衬采用全包防水 防水层固 定在喷射混凝土初支层上 底部部分抹砂浆保护层 在施工防水层之前先对 初支层进行渗漏水封堵 剔除尖角和突起物 防止刺破防水材料 防水卷材 之间采用热熔法粘结牢固 并采用充气法检验 6 16 1 一般区间工程防水措施一般区间工程防水措施 1 全包防水夹层防水 暗挖段防水层采用 350g m2无纺布 1 5mm 厚 PVC 防水板 采用无钉铺设工艺 全包设置 2 混凝土防水 主体结构 二次衬砌采用防水钢筋混凝土 抗渗标号为 S8 3 沿隧道纵向每 2m 于初支拱部预设 3 根注浆短管 跟随初支背后回填 注浆 在二衬内亦设置 2 3 根预埋注浆管 注浆管不得穿透防水层表面 便于后续注浆堵漏处理 注浆材料为 1 0 4 0 5 普通水泥浆 在水泥浆中 添加 2 3 的 MgO 膨胀剂 注浆压力根据实际情况确定 但不小于 0 2Mpa 不大于 1Mpa 见暗挖隧道防水见图 15 二衬模筑混凝土 1 5mm厚防水板 土工布缓冲层 喷射混凝土 拱顶注浆管 拱顶注浆管 二衬模筑混凝土 水泥砂浆保护层 土工布缓冲层 1 5mm厚防水板 喷射混凝土 50软式透水管镀锌钢板止水带 图 15 暗挖隧道防水图 6 26 2 钢筋混凝土结构自防水钢筋混凝土结构自防水 1 优选防水混凝土的结构材料 使用 32 5 级以上水泥 选择优质粗骨 22 料 碎石 粒径 5 25mm 并级配良好 适用优质中粗砂 掺加的粉煤灰不低 于二级 其含量不大于水泥量的 20 以提高混凝土的和易性 各类材料总 含碱量 Na2O 当量 不超过 2Kg m3 2 专人跟踪 监控商品混凝土生产全过程 现场检查试件和测定坍落度 误差 控制在 1cm 以内 3 防水混凝土灌注时应做到模板架立牢固 板面接缝密封 保证不渗漏 水泥浆 分层振捣 振捣时间控制在 10 30s 内 4 暗挖施工段根据不同地质情况确定初支混凝土喷射长度 车站结构分 段 分层施工 分段长度为 20m 左右 防止不同地质情况引起不均匀受力而 变形和混凝土产生裂纹 6 36 3 暗挖隧道的复合防水施工暗挖隧道的复合防水施工 区间暗挖隧道采取结构自防水和柔性防水层全包形式相结合的防水措施 并在拱顶及侧墙二次衬砌背后注浆防水 1 防水板施工工艺流程见图 16 施工准备卷材质量检查 1 超挖回填 2 基面处理 3 工作台架及供电线路 就位 缓冲层铺设固 定 质量检查 防水板悬挂铺 粘 焊接防水板搭接 缝隙 焊缝补强 移工作台架 结 束 土工布缓冲层 塑料圆垫 片 铁垫片 射钉 卷材裁剪 大幅预 焊 点粘固定 洞外准备 洞内准备 23 图 16 2 施工准备 基面处理 铺设防水层前对初期支护进行找平处理 具体要求如下 施工基面不能有渗漏水 如有则必须经注浆封堵漏水后方可施工 喷射混凝土表面不得有锚杆头或钢筋等尖锐突出物外露 否则应从根 割除 并在割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面 以防防水板被扎破 基面无大的凸凹起伏 喷射混凝土局部凹凸尺寸达不到下述要求时 应抹平处理 墙 D L 1 6 拱部 D L 1 8 式中 D 喷射混凝土两凸面间凹进的深度 L 喷射混凝土相邻两凸面间的距离 在断面变化或转弯处用水泥砂浆抹成 R 15cm 的圆弧 圆角抹成 R 5cm 的圆弧 喷射混凝土的强度要求达到设计强度 3 洞外防水卷材检验 检查材料是否有变色 斑点 刀痕 撕裂 小孔等外观缺陷 检查规 格 品种是否与设计相符 按规定取样 检查防水材料物理力学性能 4 柔性防水卷材铺设 防水层铺设采用无钉法 不穿透 不破坏防水板 本着 上外下内 的 原则搭接 接缝采用爬行式热合焊机双缝焊接 防水板 缓冲层的铺设固定 基面处理合格后 首先在基面上铺一层土工布缓冲层 然后用水泥钉 和塑料圆垫圈固定于基面上 最后再用热合机将防水板与垫圈焊压牢固 防水板接缝焊接 a 焊缝采用双焊缝热合机将相临两幅卷材进行热熔焊接 焊接搭接宽度 为 100mm 接缝采用双焊缝 中间留出空腔以便进行充气检查 b 当纵向焊缝和环向焊缝成十字相交时 事先须对纵向焊缝外的多余部 分削去 将台阶修理成斜面并熔平 削去的长度 130mm 以确保焊接质量 24 和焊机顺利通过 c 焊接温度与电压与环境有密切关系 施焊前必须进行量测 点绘出电 压与温度关系曲线 供查用 d 焊接前必须将防水层的接头处擦拭干净 防水板质量检查和处理 a 外观检查 防水板铺设均匀连续 搭接宽度不小于 15 cm 铺设后外 观不出现较大的凹凸面和皱褶 接缝平顺 无褶皱 均匀连续 无假焊 漏 焊 粘 焊穿或夹层等现象 b 焊缝质量检查 采用检漏器现场检测焊接质量 先堵住空气道的一端 然后用空气检测器动另一头打气加压 直至压力达到 0 2 0 5Mpa 说明合 格 否则 须用用肥皂水涂在焊接缝上 产生气泡地方重新焊接或粘结 直 到不漏气为止 c 二衬混凝土浇筑前加强对防水层的保护 注意钢筋的运输及绑扎过 程中可能对防水板产生的损伤 发现层面有破损及时修补 d 如发现防水板破损 必须及时采用圆角补丁修补 先取一小块防水 板 除尘后 将其置于破损处 然后用手动电热熔器焊接 焊接质量须检测 合格 否则 必须重新修补 e 防水板是易燃物品 一旦引燃 将造成火灾 因此工作区内禁止烟火 并设消防设施和高压水管备用 7 7 区间正线二衬施工区间正线二衬施工 区间二衬分仰拱和侧墙顶拱两部分浇筑 仰拱采用定型模板模筑 侧墙 顶拱采用衬砌台车浇筑 按照设计要求 二衬每 8m 一施工段 依次循环推 进 二衬施工时须处理好施工缝 变形缝 区间二衬的施工缝 变形缝多 是结构的薄弱环节 易出现质量隐患 必须仔细处理好 7 17 1 二衬施工方案二衬施工方案 单洞隧道施工完成后 初支沉降稳定且基面达到无水作业条件时 开始 进行单洞隧道的二次衬砌 先进行区间左线的二次衬砌 左线衬砌完成后进 行右线的二次衬砌 具体施工工艺流程见图 17 7 27 2 区间单洞隧道变形缝区间单洞隧道变形缝 区间单洞隧道正常段每隔 30m 设置一道变形缝 其中与车站结合部位及 区间人防段两侧设置变形缝 7 2 17 2 1 变形缝做法 变形缝做法 25 区间单洞隧道 区间与车站结合部位及区间人防段处设置变形缝变形缝 变形缝宽度为 20mm 变形缝的防水做法如下 变形缝部位的防水层铺设完毕后 在变形缝部位的防水板表面热熔焊接 宽度为 30cm 的 PVC 背贴式止水带 PVC 止水带采用热熔对接焊接接头 同 时为保证背贴式止水带与混凝土咬合密实 在止水带两 侧齿条之间沿止水带通常设置 6 8mm 的注浆花管 在变形缝中间部位设置宽度为 30cm 的中孔型中埋式注浆 PVC 止水带 结构施工时 在拱顶和侧墙变形缝两侧的混凝土表面预留凹槽 凹槽内 设置镀锌钢板接水盒 便于对渗漏水及时引排 变形缝做法详见下图 18 19 图 17 二 次 衬 砌 施 工 结 束 二 次 衬 砌 背 后 回 填 注 浆 施 工 准 备 初 期 支 护 基 面 处 理 铺 设 仰 拱 防 水 层 绑 扎 仰 拱 结 构 钢 筋 灌 筑 仰 拱 混 凝 土 铺 设 墙 拱 防 水 层 测 量 放 线 绑 扎 墙 拱 结 构 钢 筋 台 车 就 位 灌 筑 墙 拱 混 凝 土 隧 道 净 空 测 量 施 工 缝 处 理 循 环 衬 砌 隧 底 回 填 26 缓冲层 无纺布保护层 喷射混凝土 仰拱现浇混凝土 衬垫板 中埋式止水带 防水板 背贴式止水带 隔离纸 预留注浆花管 图 18 暗挖区间段仰拱变形缝 缓冲层 喷射混凝土 仰拱现浇混凝土 衬垫板 中埋式止水带 防水板 背贴式止水带 预留注浆花管 密封膏 1 0镀锌钢板接 水盒 图 19 暗挖区间段顶拱及拱墙变形缝 27 7 2 27 2 2 暗挖区间段变形缝止水带施工注意事项暗挖区间段变形缝止水带施工注意事项 1 预埋式止水带 在混凝土结构变形缝处 中埋式止水带应沿结构厚度 的中心线将止水带的两翼分别埋入结构中 圆环中心对准变形缝中央 背贴 式止水带中心对准变形缝中央并双面焊接于防水板表面 2 安装中埋式止水带以细铁丝悬吊于钢筋上固定位置 固定间距 40cm 3 止水带设置时不可翻转 扭曲 如发现破损立即更换 4 在混凝土浇筑前应避免止水带被污物和水泥砂浆污损 表面有杂质须 清理干净 以免混凝土与其咬合不紧密形成渗水通道 5 接触止水带的混凝土不应出现粗骨料集中和漏振现象 6 止水带应就位准确 安装牢固 模板的端板应做成厢形 在浇注一侧 混凝土时保护止水带的另一侧翼不受到破坏 7 止水带的接头部位采用对接的方法 接头处选在结构应力较小的部位 7 37 3 暗挖区间施工缝暗挖区间施工缝 7 3 17 3 1 纵向施工缝 纵向施工缝继续灌注混凝土时 已灌注混凝土强度不应低于 1 2Mpa 继续灌注混凝土前应将已硬化的浮浆 松动砂石清除干净 将表面凿毛 用 水冲洗干净并保持湿润无积水 并在施工缝部位铺一层 30mm 厚水泥砂浆 水 灰比与混凝土相同 采用宽度为 35cm 的中埋式钢边橡胶止水带和背贴式止 水带进行防水处理 在背贴式止水带两翼均应固定注浆管进行后续回填注浆 保证止水带与混凝土之间的密贴 施工缝做法详见下图 20 21 7 3 27 3 2 环向施工缝环向施工缝 环向施工缝续灌注混凝土时 已灌注混凝土强度不应低于 2 5Mpa 其 防水做法同纵向施工缝防水做法 28 预留注浆花管 施工缝 背贴式止水带 防水板 钢边橡胶止水带 仰拱现浇混凝土 喷射混凝土 细石混凝土保护层 缓冲层 图 20 暗挖区间段仰拱施工缝 预留注浆花管 施工缝 背贴式止水带 钢边橡胶止水带 拱墙 顶拱 现浇混凝土 喷射混凝土 缓冲层和防水层 图 21 暗挖区间段顶拱及拱墙施工缝 8 8 隧道二衬背后的防水措施隧道二衬背后的防水措施 暗挖隧道二衬混凝土与防水板间的空隙 采用在拱顶和边墙设注浆孔 注浆孔呈梅花状布置 环向间距 5m 衬砌完成后压注水泥浆 达到防水抗 渗目的 8 18 1 变形缝防水施工变形缝防水施工 变形缝部位防水除了连续铺设防水层外 还需采取以下四道防线加强防 水处理 29 1 在变形缝部位的模筑混凝土外侧设置背贴式止水带 利用背贴式止水 带表面突起的齿条与模筑混凝土之间密实咬合进行密封防水 同时在背贴式 止水带两翼的最外侧齿条的内侧根部固定注浆管 利用注浆管表面的出浆孔 将浆液均匀地填充在止水带齿条与混凝土空隙部位 达到密实止水的目的 背贴式止水带同时还起到形成防水封闭区的作用 2 在变形缝部位设置钢边橡胶止水带 在止水带的表面现场粘贴缓膨胀 型遇水膨胀腻子条 3 变形缝内侧采用密封膏进行嵌缝密封止水 密封膏要求沿变形缝环向 密封 任何部位均不得出现断点 以免出现串水现象 4 结构施工时 在拱顶和侧墙变形缝两侧的混凝土表面预留凹槽 凹槽 内设置镀锌钢板接水盒 便于渗漏水时将水直接排到道床的排水沟内 8 28 2 施工缝防水施工施工缝防水施工 环向施工缝位于顶板 底板和侧墙主体结构三部分 设膨润土橡胶遇水 膨胀止水条 40 15 位于主体结构混凝土外侧 迎水面 柔性防水层上设 置一条背贴式止水带 顶部不设 加强防水 止水带的材料应与柔性防水层 粘结牢固 在背贴式止水带两翼固定注浆管进行后续充填注浆 保证止水带 与模筑混凝土之间的密实 水平施工缝 顶底板不设纵向施工缝 侧墙设置水平施工缝 水平施工 缝采用钢板橡胶 丁基橡胶 腻子止水条 要求丁基橡胶止水条腻子与钢板 粘结力牢固 耐水性强 施工 30mm 50mm 厚的 1 1水泥砂浆或涂刷混凝土 界面处理剂 及时浇筑混凝土 8 38 3 后浇带的防水施工后浇带的防水施工 在符合下列规定时开始后浇带的施工 1 后浇带在其两侧混凝土龄期达到 42 天后开始施工 2 后浇带的施工缝浇筑混凝土前 将其表面浮浆和杂物清除 先铺净浆 再铺 30mm 50mm 厚的 1 1 水泥砂浆或涂刷混凝土界面处理剂 及时浇筑混 凝土 3 后浇带混凝土施工前 后浇带部位和外贴式止水带应予以保护 严防 落入杂物和损伤止水带 4 后浇带采用补偿收缩混凝土 其强度标准高于两端混凝土一个等级 30 9 9 区间隧道施工运输组织区间隧道施工运输组织 洞内运输采用小型自卸车运至料斗 区间竖井提升根据施工场地条件布 置了固定式龙门吊 上面安装 2 个 10 吨的电葫芦 每个工作面配备 2 台自 卸式三轮车 装载量为 1 2 m3 车 每个竖井配备 4 个 3m3 的料斗用来将井 内的土运至弃土场 为保证竖井提升系统工作安全有序 设调度指挥 信号使用灯光 电铃 信号和专线对讲电话联系 提升系统布置详见图 11 区间隧道竖井提升系统示意图 料斗 竖井 电葫芦 弃土场 图 11 区间隧道竖井提升示意图 1010 区间隧道内施工动力设置区间隧道内施工动力设置 10 110 1 供电和照明供电和照明 1 隧道施工用电应安装厢式变压器 变压器宜设在竖井地面施工场地 内 2 洞内施工照明线路电压 在施工区域内应不大于 36V 成洞和不作 业地段可用 220V 动力设备采用 3 相 5 线 380V 3 洞内供电线路敷设应符合下列规定 1 成洞地段固定电线路采用绝缘线架设 施工作业面区段的临时电线 宜用橡胶套电缆 竖井 通道内宜使用铠装电缆 2 照明和动力线路安装在同一侧时 必须分层架设 电线悬挂高度 400V 以下距路面不小于 2m 6 10KV 不小于 3 5m 31 3 36V 低压变压器应设在安全 干燥处 机壳接地 输电线路长度不 得大于 100m 4 动力干线上的每一分支线 必须装设开关及保险丝具 严禁在动力 线上架挂照明设施 4 洞内作业地段必须有足够的照明 交通要道 设备集中地段竖井提 升坑处应有安全照明 5 配电柜箱应封闭严密 不得乱接电源 各种电气设备