地铁暗挖区间隧道施工方案.doc

1 武汉地铁二号线武汉地铁二号线 名都名都 光谷区间隧道施工方案光谷区间隧道施工方案 编 制 复 核 审 核 中国中铁武汉中国中铁武汉 2 号线号线 25 标工程项目经理部标工程项目经理部 2008 年 10 月 30 日 2 目目 录录 一 编制依一 编制依 据据 1 二 工程概二 工程概 况况 1 三 工程地质与水文地质三 工程地质与水文地质 2 3 1 地质 地 貌 2 3 2 地层岩 性 2 3 3 地质构造及地震烈 度 3 3 4 水文地质条 件 3 四 施工条四 施工条 件件 4 4 1 既有道 路 4 4 2 水电设 施 4 3 4 3 通讯条 件 4 4 4 通风条 件 5 4 5 供风系 统 5 五 施工准五 施工准 备备 5 5 1 技术准 备 5 5 2 施工机械设备配 备 5 六 横通道转正洞交叉口施工技术措六 横通道转正洞交叉口施工技术措 施施 6 七 区间隧道施工方七 区间隧道施工方 案案 7 7 1 台阶法开挖施工方 法 7 7 2 CRD 法开挖施工方 法 10 7 3 CD 法开挖施工方 法 11 4 7 4 双侧壁导坑法开挖施工方 法 11 7 5 开挖施工方法的转 换 13 八 区间隧道超前支八 区间隧道超前支 护护 14 8 1 超前小导管施工工 艺 14 8 2 超前药卷锚 杆 15 8 3 初支施工要点技术措 施 16 九 区间正线防水施九 区间正线防水施 工工 16 9 1 一般区间工程防水措 施 16 9 2 钢筋混凝土结构自防 水 17 9 3 暗挖隧道的复合防水施 工 17 十 区间正线二衬施十 区间正线二衬施 工工 20 5 10 1 二衬施工方 案 20 10 2 区间隧道变形 缝 21 10 3 暗挖区间施工 缝 22 十一 隧道二衬背后的防水措十一 隧道二衬背后的防水措 施施 2 4 11 1 变形缝防水施 工 24 11 2 施工缝防水施 工 24 11 3 后浇带的防水施 工 24 十二 区间隧道施工运输组十二 区间隧道施工运输组 织织 25 十三 区间隧道内施工动力设十三 区间隧道内施工动力设 置置 2 5 13 1 供电和照 明 25 13 2 供风和供 水 6 26 十四 区间隧道通风布十四 区间隧道通风布 置置 27 十五 区间隧道排十五 区间隧道排 水水 27 十六 区间隧道监测施十六 区间隧道监测施 工工 28 十七 地表沉降控制标准及措十七 地表沉降控制标准及措 施施 2 8 十八 安全及文明施工保证措十八 安全及文明施工保证措 施施 2 9 十九 环境保护措十九 环境保护措 施施 30 二十 职业健二十 职业健 康康 30 7 一 编制依据一 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 二 工程概况二 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 94 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 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 8 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 山法和明挖法施工 DK27 406 208 DK27 448 000 为明挖段 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 三 工程地质与水文地质三 工程地质与水文地质 3 1 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 3 2 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 9 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 3 3 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 3 4 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 10 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 四 施工条件四 施工条件 4 1 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 4 2 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 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 并保证所有现场照 明用电 4 3 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 11 在设置电铃进行联络指挥 4 4 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 4 5 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 五 施工准备五 施工准备 为保证区间单洞隧道初支施工顺利进行 在单洞隧道施工前必 须做好图纸会审 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 同时必须提前做好劳 材 机等施工准备 5 1 技术准备 通过精密测量将地面坐标 方向和高程引入地下隧道 在隧道 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安装激光指向仪 施工前将施工方案和技术交 底交给工区和相应班组 并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 安全措施等交底到工区班组骨干以 上 同时组织设备物资 生产经理等部门参加 5 2 施工机械设备配备 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 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 5 2 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 5 2 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 12 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 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 六 横通道转正洞交叉口段施工技术措施六 横通道转正洞交叉口段施工技术措施 横通道施工完成后 转入区间正线隧道的施工 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 10m 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 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 13 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 75m 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 七 区间隧道施工方案七 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 隧道采用 矿山法 施工 区间隧道利用竖井出碴进料 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 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 1 双线 F 型断面采用 CD 工法 短进尺开挖 2 双线 B 型 C 型 G 型及单线人防隔断门断面采用 CRD 工法 3 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 7 17 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 预留核心土的断面面积应大于开挖断面面积的 50 确保 14 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 台阶法开挖见图 5 4 3 2 1 序号图 示 施工步骤说明 超前小 导管矿山法区 间隧道 核心土 1 1 核心土 超前小导管 系统锚杆 喷射混凝土 1 1 2 系统锚杆 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 第四步 施做隧道下半部初期 支护 格栅钢架 锚杆 挂网喷射 混凝土 第五步 敷设防水层 施做二 次衬砌 第三步 台阶法顺序开挖下 部台阶 第二步 钻设系统锚杆 架设 格构钢架 挂网喷射混凝土 第一步 施做超前支护 开挖号 洞室 留核心 土 15 16 7 27 2 CRDCRD 法开挖施工方法法开挖施工方法 CRD 法开挖步骤详见图 CRD 法开挖施工步骤图 施工步骤 拱部 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 上台阶进行开挖 台阶高 3m 长度 3 5m 初喷混凝土 必 要时设临时仰拱 架立拱部格栅钢架 复喷混凝土 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 右侧开挖支护同左侧 分二段拆除中隔墙 铺设防水层 灌注拱墙二衬混凝土 中隔墙 CRD 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 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 17 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 7 37 3 CDCD 法开挖施工方法法开挖施工方法 CD 法开挖步骤详见图 CD 法开挖施工步骤图 7 47 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 7 4 1 双侧壁导坑法施工原理 地铁隧道浅埋暗挖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 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 该方法主要用于粘性土层 砂层 砂卵岩等地质 7 4 2 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 II VI VIII IV 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 18 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 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 1 2 6 4 3 5 7 4 3 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 19 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 7 4 4 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 7 4 5 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 7 4 6 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 双侧壁导坑法开挖施工步骤见附图 7 57 5 开挖施工方法的转换开挖施工方法的转换 本标段 2 号竖井至小里程端为标准断面 开挖采用台阶法施工 2 号竖井至大里程端有由标准断面向大断面 大断面向标准断面的 过渡施工 开挖方法需要相互转换 断面之间转换为了保证土体的稳定 采用喇叭口方式过渡方法 过渡坡度控制为 1 2 以断面间最大错台为准 示意图如下 20 八 区间隧道超前支护八 区间隧道超前支护 8 1 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 注浆小导管施工工艺见下图 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 21 浆液配制 注浆 注浆记录 效果 结果 8 2 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下图 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 22 8 3 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 九 区间正线防水施工九 区间正线防水施工 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 9 1 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 23 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 暗挖隧道防水图暗挖隧道防水图 9 2 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 9 3 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 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 24 1 防水板施工工艺流程见下图 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 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 25 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 26 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 十 区间正线二衬施工十 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 10 1 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 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 27 10 2 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 1 变形缝做法 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 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 1 暗挖区间段仰拱变形缝 28 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 b 暗挖区间段顶拱及拱墙变形缝 区间单洞隧道变形缝结构图区间单洞隧道变形缝结构图 2 暗挖区间段变形缝止水带施工注意事项 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 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 止水带设置时不可翻转 扭曲 如发现破损立即更换 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 接触止水带的混凝土不应出现粗骨料集中和漏振现象 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 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 10 3 暗挖区间施工缝 a 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 29 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 b 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 a 暗挖区间段仰拱施工缝 b 暗挖区间段顶拱及拱墙施工缝 区间单洞隧道施工缝结构图区间单洞隧道施工缝结构图 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 缓冲层和防水层 喷射混凝土 钢边橡胶止水带 背贴式止水带 施工缝 预留注浆花管 拱墙 顶拱 现浇混凝土 30 十一 隧道二衬背后的防水措施十一 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 11 1 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 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 11 2 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 11 3 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 31 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 十二 区间隧道施工运输组织十二 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 提升系统布置详见下图区间隧道竖井提升系统示意图 料斗 竖井 电葫芦 弃土场 区间隧道竖井提升示意图 十三 区间隧道内施工动力设置十三 区间隧道内施工动力设置 13 1 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 32 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 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 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 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 供电 线路应设漏电保护装置 专人统一管理并经常检查 围修和保养 13 2 供风和供水 1 空压机站设备能力满足同时工作的各种风动机具最大耗风量 为减少风压损失 空压机站设在洞口附近 2 空压机站有防水 降温措施 宜用低噪声的压风设备 必要 时采取消音措施 3 供水方案的选择及设备的配置根据隧道施工及生活总用水量 确定 并及时报装 4 洞内工作面风压不小于 0 5MPa 水压不小于 0 3MPa 高压风 水管径应根据最大送风量 供水量以及管路长度等 通过计算确定 5 高压风 水管路的安装使用 符合下列规定 钢管应无裂纹 破损 凹陷等现象 管内不得留有残余物和其 它脏物 各种闸阀在安装前应拆开清洗 必要时进行水压试验 在空压机站和自来水总管处必须设总闸阀 主管道上应根据实 际使用情况 合理设置分闸阀 洞外部分的风管长而温度变化较大时 宜安装伸缩器 接头宜 用石棉衬垫 主压风管较长时 在管路最低处设置油水分离器 定时放出管 路中的积油和水 分部开挖的洞内管路 结合施工方法 进度安排 工序配合等 条件安装 管路前端至工作面距离宜保持在 20 30m 并用高压软 管接分风器和分水器到工作面 33 洞内风 水管路敷设设在电缆线路的对面一侧 并不得妨碍交 通和运输 管路应敷设平顺 接头严密 不漏风 不漏水 十四 区间隧道通风布置十四 区间隧道通风布置 1 隧道施工利用竖井口采用 YSF7112 型通风机进行机械通风 当主风机满足不了时 设置局部通风系统 2 施工通风能满足洞内各作业面所需要的最大风量 按人计算 每人每分钟供应新鲜空气应不少于 4m3 3 通风机的安装与使用符合下列规定 主风机安装必须按照通风设计要求 洞内辅助风机装在新鲜风 流中 主风机保持经常运转 因停风受影响的工作面必须停止工作 通风机装有保险装置 当发生故障时能自动停机 4 通风管的选择和安装符合下列规定 风管直径通过计算确定 同一管路的风管直径宜一致 管路进出口的设置不造成循环风流 通风管距工作面的距离 压入式