地铁站斜井开挖施工方案

地铁站斜井开挖施工方案一、工程概况1.1斜井简况本工程为地铁某站暗挖区间施工斜井，设计全长2025m，采用城门洞形断面，净宽5.7m，净高5.6m，坡度42.5%。井口坐标为X=202501.623m，Y=2025258.2025m，Z=+66.800m，轴线方位角123°16′03″。斜井分为明挖段与暗挖段，其中明挖段长35.43m（含阳光板段20m、明拱段15.43m），暗挖段采用台阶法施工，承担车站主体及区间隧道的施工通道功能。1.2工程地质与水文条件地质分层：自上而下依次为素填土层（厚0~2m）、黏土层（厚2~5m）、粉细砂层（厚5~8m）、圆砾层（厚8~12m）及中风化火山角砾岩（揭露厚度>10m）。暗挖段主要穿越圆砾层及火山角砾岩，围岩分级为Ⅳ~Ⅴ级，其中圆砾层松散易坍塌，需加强超前支护；火山角砾岩完整性较好，但节理发育处易掉块。水文条件：地下水位埋深3.5~5.0m，主要受大气降水及周边水系补给，渗透系数2.5~5.0m/d。粉细砂层及圆砾层为强透水层，施工期间可能出现涌水、管涌风险。1.3支护设计参数段落围岩等级初期支护二次衬砌超前支护明挖段-C20喷射混凝土（厚200mm）+Φ22锚杆C30钢筋混凝土（厚500mm）管棚（Φ108mm，L=15m）暗挖段（Ⅳ级）ⅣC25喷射混凝土（厚250mm）+格栅拱架C35钢筋混凝土（厚400mm）小导管（Φ42mm，L=3.5m）暗挖段（Ⅴ级）ⅤC25喷射混凝土（厚300mm）+工字钢拱架C35钢筋混凝土（厚500mm）管棚+小导管复合支护二、施工总体部署2.1施工分区与流程分区划分：斜井划分为明挖区（K0+000~K0+035.43）、过渡区（K0+035.43~K0+050）及暗挖区（K0+050~K2+025），暗挖区按100m分段组织流水施工。施工顺序：明挖段：场地平整→管井降水→边坡开挖→钢管桩支护→明拱及挡墙施工→阳光板覆盖；暗挖段：超前支护→上台阶开挖→初期支护→下台阶开挖→初期支护→仰拱封闭→二次衬砌。2.2资源配置机械设备：KX161-35挖掘机（1台）、PC200反铲挖掘机（2台）、10T自卸车（5辆）、管棚钻机（1台）、注浆泵（2台）、喷射混凝土机组（2套）、格栅拱架加工设备（1套）。人员配置：开挖班组（20人）、支护班组（15人）、机电班组（8人）、监测班组（5人）、管理人员（10人），实行“三班制”24小时作业。三、关键施工技术3.1明挖段施工3.1.1洞口防排水截排水系统：在洞口外5m处设置环形截水沟（宽800mm，深1000mm），采用M7.5浆砌片石砌筑，沟底坡度3%；洞口内侧设排水沟（宽500mm，深600mm），与Φ108mm排水管连接至沉淀池（三级，总容积50m³）。降水措施：沿明挖区周边布置管井（Φ600mm，L=25m），间距15m，共设6口，降水至开挖面以下1.5m，试运行7天后开始开挖。3.1.2边仰坡开挖与支护开挖方式：采用分层分段开挖，每层厚度1.5m，坡比1:0.75，挖掘机配合自卸车出渣，人工修整边坡。遇岩石段采用风镐破碎，严禁爆破。防护措施：边坡开挖后立即喷射C20混凝土（厚100mm），布设Φ6.5@200×200mm钢筋网，打入Φ22锚杆（L=3m，间距1.5m×1.5m），坡面设PVC排水孔（Φ50mm，L=2m，间距2m）。3.1.3管棚施工明拱段采用Φ108mm×6mm热轧无缝钢管管棚支护，长15m，环向间距300mm，外插角1°~2°。管棚施工步骤：导向墙施工：C25混凝土（厚800mm），内设2榀I18工字钢导向架；钻孔：采用水平地质钻机，按设计角度钻孔，终孔偏差≤100mm；注浆：注入水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:1，注浆压力0.5~1.0MPa，单孔注浆量≥5m³。3.2暗挖段施工3.2.1台阶法开挖（以Ⅳ级围岩为例）上台阶：开挖高度3.0m，采用微震爆破（周边眼间距400mm，装药量0.2kg/m），循环进尺1.5m。爆破后立即初喷50mm厚混凝土封闭岩面，架设I16工字钢拱架（间距1.0m），打设Φ22系统锚杆（L=3.5m，间距1.2m×1.2m），复喷混凝土至设计厚度。下台阶：滞后上台阶5~10m，分左右侧交错开挖，避免全断面开挖引起拱架失稳。每侧开挖高度2.5m，保留核心土宽2m，及时施作仰拱（C25混凝土，厚300mm），形成闭合环。3.2.2超前支护（Ⅴ级围岩段）采用“管棚+小导管”复合支护：管棚：Φ108mm钢管（L=10m），环向间距400mm，注浆采用水泥浆（水灰比0.8:1）；小导管：Φ42mm钢管（L=3.5m），环向间距300mm，外插角10°~15°，注浆采用水泥-水玻璃双液浆（初凝时间30~60s）。3.3衬砌施工二次衬砌：采用全断面液压模板台车（长12m），混凝土强度等级C35，抗渗等级P8。施工前清理初期支护表面，安装防水层（1.5mm厚EVA防水板+无纺布缓冲层），钢筋绑扎采用“台车定位+人工调整”，混凝土由输送泵入模，振捣采用附着式振捣器与插入式振捣棒结合，确保密实。四、防排水施工4.1排水系统设计洞内排水：沿左侧设排水沟（宽300mm，深400mm），间隔50m设集水井（1.0m×1.0m×1.5m），配置WQ15-40型潜水泵（扬程40m，流量15m³/h），抽排至地面沉淀池。防水措施：初期支护与二次衬砌间铺设EVA防水板（搭接宽度100mm，热熔焊接）；施工缝设中埋式止水带（Φ150mm）+遇水膨胀止水条（宽20mm）；围岩裂隙水采用Φ50mm排水盲管引排，间距3~5m。4.2涌水处理预案轻微涌水（涌水量<5m³/h）：局部埋管引流，喷射速凝混凝土封闭；中等涌水（5~20m³/h）：打设排水孔（Φ50mm，L=5m），配合双液注浆（水泥-水玻璃）堵水；大规模涌水（>20m³/h）：立即停止开挖，启动备用排水系统，采用管棚注浆（L=15m）形成止水帷幕。五、监控量测5.1监测项目与频率监测项目监测仪器频率（开挖期）控制值拱顶下沉水准仪+铟钢尺1次/天≤15mm净空收敛收敛计1次/天≤20mm围岩深部位移测斜仪1次/3天≤30mm周边地表沉降全站仪1次/2天≤30mm5.2数据处理与反馈监测数据实时传输至管理平台，采用回归分析法预测变形趋势。当出现以下情况时立即停工处理：拱顶下沉速率>5mm/d或累计值达控制值80%；净空收敛速率>8mm/d或出现突变；地表沉降影响周边建筑物倾斜率>0.002H（H为建筑高度）。六、安全管控措施6.1开挖安全爆破作业：严格控制装药量，爆破振动速度≤1.5cm/s，周边30m范围内设警戒区，配备防爆对讲机及声光报警装置。机械开挖：挖掘机作业半径内严禁站人，夜间施工照明亮度≥50lux，车辆限速5km/h，进出洞口设洗车平台。6.2支护安全拱架安装：采用全站仪定位，拱脚置于基岩或C25混凝土垫块（厚300mm）上，螺栓连接力矩≥300N·m，锁脚锚杆（L=4.0m）与拱架焊接牢固。喷射混凝土：作业人员佩戴防尘面罩，喷嘴与岩面保持1.0~1.5m距离，分层喷射（每层厚50~100mm），初凝后洒水养护≥7天。6.3应急管理应急预案：坍塌事故：立即启动逃生通道（预设Φ800mm逃生管，每50m设置），调派应急救援队采用管棚法超前支护，回填反压防止事故扩大；涌水事故：关闭掌子面积水阀门，启动备用排水系统，采用速凝混凝土（初凝时间<5min）封堵涌水口，配合注浆加固。应急物资：储备200m逃生管、50m注浆管、10台潜水泵、200m防水帆布及医疗急救箱等物资，每月组织1次应急演练。七、环境保护与文明施工7.1扬尘与噪声控制扬尘治理：出入口设雾炮机（覆盖率100%），渣土运输车辆密闭加盖，施工便道每日洒水3次（雨天除外），PM10浓度控制在0.5mg/m³以下。噪声控制：破碎机、空压机等设备设隔音棚，夜间（22:00~6:00）噪声≤55dB，超标时采用低噪声设备或调整作业时间。7.2废水与固废处理施工废水：经三级沉淀池（处理能力50m³/h）处理后回用，悬浮物≤100mg/L；弃渣管理：运至指定弃渣场（运距5km），分层碾压（压实度≥90%），表面覆盖防尘网，完工后覆土绿化（绿化率≥80%）。八、竣工验收标准8.1验收内容结构尺寸：断面尺寸偏差±50mm，轴线偏差≤30mm，表面平整度≤8mm/m；混凝土质量：抗压强度≥设计值，抗渗等级≥P8，裂缝宽度≤0.2mm；