区间右线穿越富水粉土粉砂层施工方案汇报

施工方案汇报xx隧道集团有限公司xx地铁二号线xx标xx隧道穿越富水粉土粉砂层目录一、工程概括二、施工方案比选三、综合指标比选一、区间概况

⑴设计概况【上～新】区间隧道里程范围为K13+062.5～K13+502.65，为分离式单线隧道。区间隧道竖井、横通道里程为K13+438，沿汉中路向东与新街口车站相接，左、右线与新街口站分界里程为K13+502.581、K13+502.65，横通道以东部分长度分别为64.581m、64.650m，正线隧道为马蹄形断面。区间拱顶覆土厚度只有8.4m～9.1m，属浅埋暗挖隧道。左右线线间距16.2～17.2m。⑵地质及水文概况该区间跨长江Ⅰ级阶地和秦淮河河漫滩地貌单元，地表浅部为近期杂填土、素填土，区间东部具有②层新近沉积土；下部主要为一般沉积的粉质粘土和中粗砂混卵砾石；基岩为白垩系“红层”，岩性为泥质粉砂岩、角砾砂岩、粉砂质泥岩，软硬相间，属极软岩。洞室围岩稳定性整体较差。其中③-3b1-2层粉质粘土具弱膨胀潜势，施工中应注意水对③-3b1-2层粉质粘土强度和变形的不利影响。场地地下水主要为孔隙潜水和孔隙微承压水，少见基岩裂隙水。涌水段水文地质情况

⑶右线涌水段原勘测地质情况右线涌水段根据2008年3月地质补充详细勘察报告显示，从地表向下依次为①-1杂填土、①-2b3素填土、③-1b1-2可塑粉质粘土、③-2b2可塑粉质粘土、③-3b2硬塑～可塑粉质粘土，未发现其它土层或含水层。原地质勘察地质图见图3图01右线地质横剖面图（K13+261）涌水及抢险情况

㈡粉沙涌水层出险情况2008年4月19日凌晨3时，上～新区间右线K13+277处仰拱出现大量不明涌水，夹带少量泥砂，有刺鼻的异味，出水量约150m3/h，取水进行化验非自来水渗漏。㈢施工现场临时抢险处置方案地铁公司领导、总监理工程师及施工单位启动紧急抢险方案，对涌水段隧道掌子面进行封闭处理，同时加强地表和管线监测。施工单位在右线涌水处后方19日、20日连续修建3道防线，中间充填沙袋、棉被过滤含沙涌水，确保涌水段隧道结构稳定，避免涌水携带泥沙形成破坏。同时将大量涌水利用引水管变为有组织流水，防止流水点串流造成二次险情，为后期涌水处理做好准备。第三道防线形成后洞内涌水量减小为60方/小时，引水管流水逐渐转为清水，4天后涌水量减少至15m3/h，趋于稳定，地表监测无异常变化，地表、隧道结构安全，险情初步解除。为确保后方隧道安全，避免涌水冲刷土层从已成环隧道仰拱薄弱位置涌出，掌子面封闭后对堵头墙后25m范围已初支封闭的仰拱进行系统注浆加固。涌水及抢险情况

在掌子面和已经封闭的隧道得到有效加固之后，利用掌子面原先预埋的8根ф108无缝钢管进行迎水注浆堵水。在进行地表钻孔发现在地下14m深涌水点附近有明显的涌水通道（空腔），利用地表钻孔对地层进行注浆加固，共打设注浆孔18个，每个18m深，埋设ф32钢花管注水泥水玻璃双液浆进行填充加固。涌水段抢险处理措施见图2《上～新区间右线隧道4.19涌水应急处理示意图》涌水封堵示意图涌水阶段照片涌水初期管内出水突发涌水后隧道内迅速积水涌水抢险阶段照片紧急封堵引管排水引管排水情况（四）出险原因分析及风险评估

⑴地质钻孔根据勘测单位对该段地层进行重新补勘揭示资料显示，从掌子面K13+277至K13+243里程段隧道下断存在③-3c2粉土、③-3d2粉砂夹层，在仰拱以下1.07m～仰拱以上1.89m范围内分布，最大厚度2.4m，水平分布。见图03《上～新区间右线隧道K13+290～+216地质剖面图》、图04《右线地质补勘横剖面图》。图04右线地质补勘横剖面图（K13+278.4）补勘地质剖面图

⑵地质雷达探测情况江苏省工程物理勘察院对涌水段30m范围进行地质雷达探测，根据雷达探测显示，隧道范围存在渗流区域，平面分布为镜像“S”形，渗流影响区域异常平面分布为“▽”形。见图5《地质雷达探测渗漏区域与隧道关系示意图》通过渗流区域异常形态特征分析，推断渗流中心点有两个，一个渗流中心处于K13+277处排污管；一个渗流中心处于K13+275给水管处。隧道南侧CX5线渗流中心位置埋深约6m，渗流中心两侧存在介质被扰动现象，被扰动影响最大深度达9m。CX6线在地下3m～6m深处存在一处较为明显异常，推断存在渗流（可能形成的时间相对长，介质中的较细颗粒已被冲刷）、且为通道，渗流通道西倾，东陡西缓。地质雷达探测情况

涌水情况分析

根据隧道涌水量、水质变化，结合地质补勘和雷达探测情况分析，结合现场已贯通的左线隧道施工和右线隧道东西两端开挖情况，判定此次出现大量的涌水险情主要是在道路南侧存在较大的地下构筑物和竖向的水流通道（如枯井、钻孔等），地质中的粉土粉砂层是涌水的通道，后期涌水量稳定到15m3/h后流水应该为地下水。图06右线涌水分析示意图周边管线情况

风险评估

（1）涌水对开挖影响该段粉土粉砂存在导致隧道开挖存在涌水的风险，涌水量在30方左右，且存在压力，流速较快，在开挖时容易携带大量泥砂冲出，造成隧道下台阶水土流失严重，形成掏空区，引发土层沉陷，危及地面交通和管线。（2）涌水对既有结构影响粉土粉砂层存在丰富的水源补给，穿越富水粉土粉砂层施工，处理不当容易造成地下水沿既有隧道初支结构背后流窜，即使初支完成后在压力下从初支薄弱部位涌出，造成再次涌水险情。粉土粉砂层在长期流水作用下，该层粉土粉砂容易形成流动状态，在施工过程中，随着地下水排出，在一定区域内出现空洞区域，引起地层逐渐下沉；确保隧道施工安全和路面结构安全，需确保开挖阶段避免出现大量水土流失，在粉土粉砂层上下均为硬塑粉质粘土层，对地层沉陷起到一定缓冲作用，如何保证隧道快速施工、开挖无水作业是关键。二、施工方案比选根据对涌水的分析，结合现场场地条件和现场施工条件，隧道下穿富水粉土粉砂段安全施工必须要保证下台阶无水作业，现场可采取以下施工方法：降水（隧底纵向水平降水方案）隔水（地面钻孔咬合桩）冷冻法（下台阶冷冻后开挖）2.1水平降水方案2.1止水及降水方案（洞内斜向排管注浆＋隧底纵向水平降水）根据现场探测显示涌水集中在粉土层，粉土层沿隧道范围内呈水平分布，因此根据粉土分布状况现场拟采用水平降水形式进行抽排，将粉土层地下水泄出，保证隧道仰拱开挖期间无水，在降水前利用开挖面对粉土层进行斜向注浆，对粉土层含水进行压排，减少隧道开挖轮廓内的出水量；施工条件：上台阶贯通后，现场可利用隧道下台阶施工时施作水平降水工作室，无需其它措施投入，采用管棚钻机成孔，安设水平降水管，接入真空泵吸水，同时配合地面现有的3口降水井进行降水；1、施工方法洞内先采取上断面开挖贯通，利用车站隧道开挖面开挖完成水平降水工作室，利用上台阶工作面对粉土粉砂段进行斜向注浆压排，注浆完成后进行水平降水施工，从上台阶施做人工挖孔桩至隧底，探明下断面降水效果，确保降水达到仰拱无水条件后进行下断面施工；下断面每个施工循环为10m左右，下断面分为两部施工，以提高施工安全性，避免直接开挖下断面出现渗水情况，同时缩短循环时间快速封闭成环，在施工期间保证水平降水连续运转，同时地表辅助地面降水井进行抽排，减小出水量，下断面顺利施工后破除涌水段封闭砼，及时对成环隧道进行系统注浆加固。水平降水施工步骤水平博降水默施工粥步骤水平项降水泉施工他步骤水平住降水闯施工晃步骤水平连降水龙施工薪步骤水平钱降水室施工航步骤水平轿降水飞施工滩步骤工程竖数量天表工程愤数量障表序号项目规格单位数量备注1斜向注浆管ф32m20702水泥水玻璃注浆m35173水平降水管ф32m4804真空泵台25估算费用万元50⑴注浆朴期间涌设中碗隔壁在斜恼向注钞浆期疮间，惠为避艘免对鞋下台苗阶注赢浆造如成临携时仰戏拱隆众起，部引起规隧道企上台察阶变特形，休在注父浆前惕在上新台阶润设临稿时中拣隔壁答，采折用I2戏0a工钢积制作骡，上史下焊汁接钢纸板，持支撑伶在拱虎顶格混栅和倍临时瞒仰拱芬工钢霞上，漏减小管注浆瘦引起底的结乓构变叠形，墙在开谷挖阶车段逐廊段拆厕除；⑵率地面墨辅助安降水李井为确宾保施感工期络间下温台阶怒无水餐，在却斜向倍注浆戒结束帐后，驳地面愤施做3～5口降裁水井猎，作燃为施捷工安磁全储啄备，吧地面归降水需与洞圾内水寻平降设水同炼时进庆行抽律水，春确保貌突发腔停电捕、机诞具损尚坏等席意外调情况姿出现巷保证烂降水喉连续蒜；辅助艳措施补及工士期工期丸安排序号项目天数（天）备注总工期761施工准备52斜向管排管注浆263水平降水钻孔布管154水平降水效果检查55下台阶分步施工252.吃2排桩应帷幕遵墙方胡案（钻校孔咬径合桩撒或钻河孔＋帅冲孔经桩）主体剧思路芳为利五用地塔表施省做钻劣孔咬坊合桩主，形维成止客水帷距幕，科隔断粗隧道室南侧众涌水派通道组，确踏保隧株道无忙出水啊后再渴组织欠洞内洽施工中。隧宫道洞之内下薄台阶救分两斯部开挖挖，辞每个谷施工肥循环泄为10卧m左右蓝，台矩阶距去离10肉m，提打高安疾全储丽备，岂减小爆仰拱缸存在附渗水丝式时的冲施工轧风险搞。下艺断面盆顺利糟施工径后破贱除涌昏水段嘉封闭酿砼，曾及时缎对成茧环隧所道进盏行系遮统注所浆加粒固。欲依次压按分营段分虾分台奴阶开昌挖、兵注浆继加固璃方法泪完成累隧道复穿越恭粉土靠粉砂搬层段晓施工煌。排桩动帷幕忌施工摩条件：根丛据近键期对绳金鹰惹通道筐地段沃施工给调查重资料徐，在日隧道王南侧古金鹰晋楼房疗挖桩雾存在0.俩5m以上屠的粉滑土粉鸟砂层杨，同肢时目尺前在巡寿金鹰裹停车钟场进随行钻垂孔勘蹦探也务揭示哨存在0.朵5m左右搂厚度当的粉向土粉匆砂层宪存在大，由柏于隧械道东竟侧开条挖至YK肥13揭+2管77，西锐侧开史挖至YK宗13＋24候4，北跳侧左臭线顺莲利贯鸣通未僚发现畜粉土器粉砂都层存衬在，仔可判紫断粉逼土粉异砂层拍在右跳线隧箩道向蜻南普灶遍存预在，酿根据溉贯通梁后上碑台阶库施作菠挖孔楼桩揭执示，字在YK棚13＋26术0处开丝式始存沉在粉拼土粉盾砂层汗，挖筹桩时池渗水贺较小漫，粉请土粉快砂层染上下项均为重密实叼不透守水的税③-2委b2硬塑金粉质杏粘土霜层，逮根据颜地面忧开挖廊探沟茎探测恳管线阶资料懒，在济隧道趋南侧1.挡5m范围捷可进拆行地粥面钻什孔咬赠合桩梁施工岗，根赔据上嘴述条斤件，晚可以血考虑多在该监段粉鹅土粉温砂层享区域栗采用堆钻孔列咬合嫌桩进粮行隔跨离，袍为达妖到隔瓜水效向果，室排桩杀向两辱侧各兽延伸10棋m，桩恢底深榆入隧遗道仰胆拱下3m，将肥隧道膏范围折内的毁粉土沾粉砂圈层补古给水拌源隔纱断，健从而挣保证险隧道绑开挖怨无水谈作业孟。2.糕2排桩脏帷幕漂墙方馋案（钻炊孔咬匠合桩节或钻涉孔＋雪冲孔腐桩）1、雄施工包方法根据读现场景施工闯条件明，在著隧道漫轮廓骗线外1.拐5m施做ф8耗00屡@6矛00的钻蒜孔咬怎合桩亭，桩需底穿荷透粉穴土粉谅砂层泻深入狱隧道坑仰拱劝底下3m，桩够长为阴为确雕保钻吴孔咬遮合桩戴达到或隔离愧水源要目的乒，沿孝隧道惹方向盾向东振西两目侧各雅延伸10腊m，即霜从YK退13＋28遭7～YK时13＋23脏3（粉钱土粉责砂段农里程YK熊13＋27送7～YK傅13＋24是3）设目置钻部孔咬邪合桩袜，共91根，篇钻孔趁咬合糊桩施更工完迎成后迎，先框对隧屯道仰悔拱采县用人谎工挖走孔桩源探明降有无祝渗水厉，确厨保隧秀道无继水后念分台蜻阶开急挖下集台阶丢；平面策布置显图咬合迟桩施称工步偷骤2.墙2排桩抗帷幕亭墙方跌案（钻瞎孔咬主合桩壶或钻透孔＋计冲孔采桩）2、猜工艺滚流程⑴紧单桩涌施工挂流程锯如下践：⑵排桩对施工斥流程彻：总的桌原则吓是先勉施工A桩，怠后施魔工B桩，锯其施育工工耗艺流著程是塔：A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……，如吗图所涨示，胡工艺推见图11。工程俭数量耳表及您工期工程洗数量粘表序号项目规格单位数量备注1钻孔咬合桩ф800@600根91桩长m16382估算费用万元82含进出场费工期鲜安排序号项目天数（天）备注总工期771施工准备102地面导墙施工73咬合桩施工304隔水效果检查55下台阶分步施工253.条3冷冻枕方案根据住地质毯情况累及隧耕道开值挖实娇际情熊况，紫在上羊台阶妹贯通纸后，遣做好拳临时寻支护咬，然关后进扇行隧编道下完台阶尘冻结吉施工术，达撒到冷敌冻效闹果后果对下员台阶甘开挖果。施工榨条件圣：上台榆阶贯冷通后株，利豪用上战台阶蛋空间朽进行库冷冻板孔施缓工，那布设污冷冻适管，签地面档现有翅围挡误内安霉设冷略冻站流，场视地满勾足施饱工要症求，蚀重点遵对粉侨土粉谨砂层荷进行章冻结谁，采荡用分协区冻融结分择区施桃工，饺提高苏施工暑效率诵。1、血施工总方法⑴浅孔位氏布置洞内塌将下嗓台阶饰分为4个区胃组织霸冷冻遍施工两，冻尝结孔响布置朽如下恰图，辣共布葡置冻结浪孔11效3个；测温肢孔布妈置：扣共布登置测属温孔8个，若测温严孔深叮度均宵为6m。目颗的主宴要是肿测量群冻结即帷幕社范围司内不着同部膏位的滤温度睡发展胖状况辟，以爱便综犯合采岂用相轰应控伍制措吉施，栏确保英施工抄的安唐全。贯测温堆孔管竟材选泄用Φ4给5×躲3m赌m低碳臭钢无嗽缝钢芦管。冷冻春方案冻结粱孔参滑数如钥下表孔号孔深仰俯角水平角备注合计第1排及第11排孔7.3-560共68个孔496.4第2排及第10排孔6.8-610共10个孔68第3排及第9排孔6.5-680共10个孔65第4排及第8排孔6.2-750共10个孔62第7排及第7排孔6.1-820共10个孔61第6排6900共5个孔30合计113782.4图13隧道息下台藏阶冻妇结孔蝇布置分图冷冻控方案冷冻觉方案⑵冻结诉施工①切钻孔野施工冻结茶孔施纪工工匆序为有：钻跑孔→麦测量绕→下位管→流打压贝试验建。冻结闯管、驰测温薪管和卧供液饺管规钞格：各冻结捕管选刑用φ1阿08牌×8攀mm粒20补#低碳陶钢无盼缝钢剂管，段采用乞丝口代加焊岩接连兵接；恨测温垫管采优用φ4仪5×姓3m旧m无缝辨钢管傍。打钻斤设备叙选型谜：打柜钻选舌用MD龄-6挖0型锚稿杆钻巧机2台施连工冻橡结孔拥，电鸭机功辩率19粥KW，钻冷孔使斯用灯派光测伸斜，香选用BW衡-2束50心/5尺0型泥辫浆泵2台，缘瑞电机搂功率14况.5殊KW。②损冻结筑孔施绸工方嘉法：冻结形孔施侦工工会序为语：定页位开拔孔及浮孔口唇管安爸装→施孔口虎装置平安装扁→钻长孔→服测量偷→封率闭孔阁底部压→打搂压试钓验。叮具体窗如下洞：定位桨开孔董及孔宝口管侵安装爽：根简据设迷计在写隧道锻内定蓬好各不孔位粱置。如根据顶孔位索在槽史壁上皱定位读开孔反，用增开孔丽器（指配金威刚石德钻头玩取芯泡）按涝设计辽角度撤开孔犁，开刷孔直旨径13走3㎜，当闲开到卫深度20君0㎜时停链止钻动进，好安装安孔口奇管，槽孔口巾管装鄙上DN畏12杜5闸阀庆，再糖将闸延阀打咬开，粪用开夹孔器注从闸乔阀内狗开孔苹，开久孔直凯径为11惕0㎜，一椒直将裙槽壁铃开穿馆，这灿时，绢如地众层内壶的水穷砂流登量大殃，就雕及时振关好带闸门昆。孔口拥装置浆安装们：用歪螺丝贸将孔赖口装叠置装抹在闸疗阀上剂，注丈意加乔好密兄封垫莲片。何详见锡如下往示意盘图。讯按照响设计颈角度帐安装炮孔口般密封屿装置迫。冷冻孩方案施工圣中当映第一贞个孔娃开通宁后，汽没有绣涌水任涌砂蹈，可纷继续攀开孔叔施工货，但牢继续陈开孔蛛仍要棒装孔恳口装狼置，蛋防止逢突发显涌水碑涌砂雁现象缠出现瓜；若锅涌水脱涌砂嫂较厉坟害，聪还应裕当进凡行注宗水泥怒浆（山或双平液浆耻）止膝水及奥地层棕补浆先。钻孔醋：按码设计渡要求窗调整金好钻乐机位油置，铃并固偷定好泡，将候钻头乘装入米孔口研装置占内，箩首先顶采用拔干式阵钻进寺，当掩钻进晓费劲等不进轨尺时跑，从端钻机恭上进异行注克水钻态进，艇同时新打开与小阀肝门，寇观察览出水灰、出座砂情熊况，表利用腔阀门旺的开菜关控秀制出讽浆量漠，保烤证地者面安蛾全，羊不出评现沉柴降。纪钻机恩选用MK光-5型锚日杆钻纪机，塑钻机驳扭矩20思00钱N·M，推鞭力17贝KN。封闭袍孔底奴部：铸用丝畅堵封梯闭好屑孔底脊部，烂具体觉方法躺是，银利用眠接长耽杆将父丝堵庭上到偿孔的奔底部项，利倍用反遭扣在酒卸扣扬的同牵时，阀将丝冬堵上毁紧泡。冷冻造方案③密封窗试验将成若孔管深内注基水进鸟行冻鸟结管仿密封中试验他，试珠验压它力控绳制在0.锻8M鞋Pa，前30分钟芬压力刷下降祥不超确过0.门05画M议Pa，后15分钟勤内压闹力无何变化份为合业格。④谈冻结丸施工a、冻辩结参窝数确总定积极宿冻结读期盐嫌水温洒度为-2猫5℃～-3健0℃。冻结稠孔终余孔间系距Lm退ax狗≤1傲20澡0m你m，冻免结帷沾幕交坊圈时仿间为24天，爽达到昌设计势厚度款时间厕为35天。积极域冻结钳时间燃为35天。冻结肾孔布祥置11剂3个，蛛冻结嫌管总助长度链为78艰2.伟4m。测温杯孔布膛置8个，稻深度王均为6米。b、需坡冷量宣和冷羽冻机雾选型冻结能需冷祥量计岸算：Q=很1.斧2·π·d·H·K式中:H—冻结悲总长缩慧度；d—冻结席管直朗径；K—冻结艘管散梯热系肆数；将上行述参申数代竞入公油式得跨：Q=缎1.蹲2·π·d·H·K阁=7茧.1颠×1妖04咽Kc公al倚/h冷冻贞方案选用W-睁YS映LG骆F3致00深Ⅱ型螺均杆机蜜组2台套汽，1台备奔用，跟设计捏工况洁制冷势量为8.帜75温×1氧04忆K绕ca素l/召h，电策机功吼率10抛0K拳W。c、冻亏结系猴统辅芦助设拌备盐水捡循环副泵选桐用IS稿15荒0-伏12杂5～20警0型2台，赌流量20调0m树3/磨h，电寺机功耕率45肾KW。冷却芹水循肺环选使用IS峡12历5-亮10滔0～20间0C型2台，怠流量20情0m冻3/晌h，电蹦机功恶率30殖KW。冷革却塔故选用NB耳L-隔50型二伸台，煎补充荒新鲜仪水15擦m3稠/h。d、驱管路固选择冻结厕管选器用Φ1嫁08结×8胶mm斧,2污0#低碳记钢无蓬缝钢御管,丝扣板加焊锅接。测温菠孔管悔选用Φ4裤5×奋3.策5m欧m,无缝慰钢管淋。供液拒管选红用1.矿5″钢管夕，采润用焊塘接连酬接。盐水蛋干管尿和集感配液录圈选安用Φ1果59巴×6烂mm无缝雾钢管方。冷却隔水管鞠选用Φ1扯33顶×4角.5搁mm无缝傍钢管恢。d、用衡电负后荷鞠：慨总用苹电负视荷约25邪0k裳w/板h。e、其堤它冷冻剑机油捕选用N4剑6冷冻锐机油踢。制冷仪剂选热用氟够立昂R-庆22。冷媒竭剂选茫用氯徐化钙侨溶液萌。冷冻麦站布连置在灭地面馒上，蜂平面割布置景见图6冷冻拳方案图16冷冻嗓站平诞面布揉置图冷冻族方案序号参数名称单位参数备注1冻结孔深度m72冻结帷幕平均温度℃-103积极冻结时间天354冻结孔（总）数个1135冻结孔（总）长度m782.46冻结孔开孔间距m1.07冻结孔偏斜率mm≤1%8设计最低盐水温度℃-30冻结7天盐水温度达到-20℃