5m断面暗挖工程施工方案

5m断面暗挖工程施工方案一、工程概况本工程为城市地下管网配套暗挖隧道，区间设计起止里程为K0+120.000K0+468.500，总长348.5m，设计为单洞单线圆形断面，开挖毛断面直径为5.0m，开挖面积19.63m²，成型净断面直径4.4m，净断面面积15.20m²。隧道顶部埋深8.216.5m，区间从上至下地层依次为：素填土厚度1.23.5m，粉质黏土厚度2.65.1m，中粗砂厚度1.84.2m，中风化花岗岩层，隧道拱顶位于中风化花岗岩层1.23.8m，围岩等级为Ⅲ级，局部节理发育段为Ⅳ级。区间下穿城市次干路，道路下方分布有雨水、污水、通信等管线，距离隧道拱顶最近管线为DN800混凝土雨水管，垂直净距为5.6m，隧道距离周边既有建筑最近水平距离为22.3m，符合暗挖施工安全距离要求。地下水类型为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，稳定水位埋深3.8~5.2m，隧道位于水位以下，单区间稳定涌水量约8.2m³/d，涌水量较小。二、施工部署2.1施工组织配置设置项目经理1名、项目技术负责人1名，配置施工员2名、安全员2名、质检员1名、材料员1名、测量员2名；施工班组分为开挖班12人、支护班10人、二衬班8人、注浆班4人、运输班6人，总配置施工人员43人，全部人员经考核合格后进场，特种作业人员均持证上岗。2.2施工机械配置配置凿岩台机1台、风动凿岩机3台、挖掘机1台、装载机1台、自卸汽车3辆、通风机1台、注浆泵2台、混凝土喷射机1台、模板台车1台、混凝土输送泵1台、全站仪1台、水准仪1台、渗压计10台、收敛计2台，所有机械进场前经检验合格，性能满足施工要求。2.3施工进度安排总工期120日历天，其中施工准备10天，超前地质预报10天（与开挖同步），暗挖开挖支护100天，二次衬砌85天（与开挖交叉作业，开挖完成后10天完成二衬施工），场地清退5天，日均开挖进尺控制为3.0~3.5m，月进度保证90m以上。三、施工工艺3.1施工工艺流程超前地质预报→超前支护（仅Ⅳ级围岩段）→测量放线→钻爆开挖→出渣运输→初期支护→监控量测→防排水施工→二次衬砌→沟槽清理，循环作业。3.2超前地质预报采用“地质雷达探测+加深钻孔探测”结合方式，每循环开挖前进行预报：Ⅲ级围岩段每10m探测一次，预报长度15m，预留5m搭接；Ⅳ级围岩段每5m探测一次，预报长度10m，预留5m搭接。地质雷达采用SIR-4000型，天线频率100MHz，沿隧道开挖面布置3条测线（拱顶1条、左右拱腰各1条），探测范围覆盖全断面；加深钻孔采用φ90mm金刚石钻头，在开挖面中心布置1个钻孔，钻孔深度超出预报长度3m，发现异常地质体（破碎带、富水带）时，在异常区域补加2个侧钻孔，准确判断地质条件，记录探测结果并上报设计单位，制定针对性处理方案后方可继续施工。3.3超前支护Ⅳ级围岩节理发育破碎段采用φ42mm超前小导管注浆加固，小导管长度3.5m，环向间距30cm，外插角10°15°，每2.5m打设一环，搭接长度不小于1.0m。小导管采用热轧无缝钢管加工，前端加工成锥形，管壁每隔15cm钻φ8mm溢浆孔，尾部焊φ6钢筋箍。注浆采用P·O42.5普通硅酸盐水泥单液浆，水灰比1:1，注浆压力控制为0.51.0MPa，终压稳定10min后停止注浆，单根注浆量按照设计公式计算：Q=πr²Lnα，r为浆液扩散半径取0.25m，L为导管长度3.5m，n为地层孔隙率取3%，α为浆液填充率取0.8，单根注浆量约0.017m³，实际注浆量根据压力调整，避免压力过大造成地表隆起。

3.4钻爆开挖

本工程采用全断面开挖法，Ⅲ级围岩循环进尺控制为3.0m，Ⅳ级围岩循环进尺控制为1.5m，严格控制超挖，允许平均超挖值不大于炮眼布置按照光面爆破设计：①掏槽眼：采用斜眼掏槽，共8个，炮眼深度循环进尺+0.2m，间距60cm，倾角70°，装药集中度0.75kg/m；②辅助眼：间距50cm，排距45cm，炮眼深度与循环进尺一致，装药集中度0.60kg/m；③周边眼：间距40cm，炮眼深度3.0m，装药集中度0.25kg/m，底板眼加深20cm，装药集中度0.8kg/m。炸药采用2号岩石乳化炸药，非电毫秒雷管起爆，总装药量按照公式Q=qSL计算，q为单位耗药量取1.2kg/m³，S为开挖断面面积19.63m²，L为循环进尺3m，总装药量约70.67kg，实际装药根据试爆调整，周边眼采用间隔装药，导爆索连接，保证炮眼痕迹保存率≥60%（硬岩≥80%，中硬岩≥60%，符合本工程中风化花岗岩要求）。

爆破后通风排烟3.5出渣运输采用无轨运输方式，挖掘机配合装载机装渣，自卸汽车运至指定弃渣场，洞内设错车道，错车道间距100m，宽度6.5m，长度15m，满足错车要求，洞内道路保持平整，设置2%横坡，两侧设排水沟，及时排出洞内积水，保证行车安全。

3.6初期支护

初期支护设计为25cm厚C25喷射混凝土+φ25mm砂浆锚杆+φ8mm钢筋网+工字钢钢架（仅Ⅳ级围岩段）：初喷：开挖完成后及时初喷，封闭开挖面，初喷厚度控制为4~6cm，避免围岩长时间暴露风化剥落。锚杆施工：Ⅲ级围岩锚杆间距1.0m×1.0m，呈梅花型布置，锚杆长度2.5m，Ⅳ级围岩锚杆间距0.8m×0.8m，长度3.0m。锚杆孔直径比锚杆大15mm以上，钻孔深度偏差不大于±50mm，注浆采用1:1水泥浆，注浆压力0.3~0.5MPa，确保锚杆孔内浆液饱满，锚杆抗拔力平均值不小于设计值90%，最小抗拔力不小于设计值80%。钢筋网铺设：钢筋网采用φ8mmHPB300钢筋，网格尺寸20cm×20cm，钢筋网紧贴岩面，与锚杆焊接牢固，搭接长度不小于1~2个网格，偏差不大于±10mm。钢架架设：Ⅳ级围岩段设置I16工字钢钢架，间距0.75m/榀，钢架加工精度符合要求，平面翘曲不大于2cm，架设后垂直度偏差不大于±2cm，标高偏差不大于±3cm，钢架与岩面间隙不大于5cm，底脚设置垫块，不得悬空，相邻钢架采用φ22mm钢筋连接，纵向间距1m，与钢架焊接牢固。复喷混凝土：钢筋网及钢架架设完成后复喷至设计厚度，喷射采用湿喷工艺，混凝土坍落度控制为1216cm，喷射顺序自下而上，分段分片喷射，每段长度不大于6m，喷头与受喷面距离控制为0.81.2m，垂直受喷面，回弹率控制在15%以内，喷射完成后及时养护，养护时间不少于7天。

3.7防排水施工

初期支护与二次衬砌之间铺设防水板加土工布，衬砌施工缝设置中埋式橡胶止水带，变形缝设置中埋式加背贴式橡胶止水带，环向设置φ50mm软式透水管盲管，间距5~8m（Ⅳ级围岩段5m，Ⅲ级围岩段8m），纵向沿两侧拱脚设置φ100mm透水管盲管，将水引入隧道侧沟排出。土工布采用400g/m²短纤针刺土工布，固定采用射钉加热融垫圈，射钉间距不大于1.0m，拱部加密为0.8m，土工布搭接宽度不小于15cm；防水板采用1.5mm厚EVA防水板，采用热焊机双缝焊接，搭接宽度不小于15cm，焊缝宽度不小于2cm，焊接完成后采用充气法检查，充气压力0.2MPa，保持10min压力下降不大于10%为合格，破损处及时修补，修补范围超出破损边缘10cm以上。

止水带安装采用专用钢筋卡固定，位置准确，中埋式止水带中心线与施工缝变形缝中心线重合，偏差不大于±5mm，接头采用热接，不得叠接，接缝平整牢固，不得有裂口。3.8二次衬砌二次衬砌采用C35防水钢筋混凝土，抗渗等级P8，设计厚度30cm，采用整体式模板台车浇筑，台车长度9m，每次浇筑长度9m，浇筑间隔不超过10天，监控量测数据稳定后（位移速率小于0.2mm/d，连续3天）即可进行二衬施工，Ⅲ级围岩滞后开挖不大于30m，Ⅳ级围岩滞后开挖不大于20m。钢筋加工安装：钢筋在洞外加工厂下料加工，洞内绑扎焊接，钢筋间距偏差不大于±10mm，保护层厚度偏差不大于±5mm，主筋接头采用机械连接，同一截面接头百分率不大于50%，相邻接头错开不小于35d（d为主筋直径）。模板台车就位：台车定位采用全站仪放线，标高、中线偏差符合要求，模板台车支撑牢固，浇筑前涂刷脱模剂，封堵台车端部缝隙，避免漏浆。混凝土浇筑：采用混凝土输送泵分层对称浇筑，分层厚度不大于50cm，两侧浇筑面高差不大于1m，振捣采用插入式振捣器，振捣间距不大于40cm，不得漏振过振，避免触碰防水板、钢筋及模板，浇筑至拱顶时采用人工封顶，预留注浆孔，拱顶浇筑完成后及时进行拱顶背后注浆，注浆采用1:1水泥浆，注浆压力0.3~0.5MPa，保证拱顶密实。养护脱模：混凝土浇筑完成后12h开始养护，养护时间不少于14天，强度达到设计强度100%后方可脱模，脱模后检查混凝土外观，存在蜂窝麻面及时修补。

四、监控量测

4.1量测项目及频率

本工程监控量测项目及控制标准如下：量测项目量测间距量测频率控制标准地表沉降5m一个测点开挖面距量测断面前后<2B时1次/d，2B~5B时1次/2d，>5B时1次/周累计沉降≤30mm，速率≤3mm/d拱顶下沉10m一个断面开挖面距量测断面前后<2B时1次/d，2B~5B时1次/2d，>5B时1次/周累计下沉≤40mm，速率≤3mm/d周边收敛10m一个断面同拱顶下沉累计收敛≤20mm，速率≤2mm/d洞内围岩观测每个开挖面每次开挖后1次无大规模掉块、坍塌既有管线沉降每5m一个测点同地表沉降管线累计沉降≤20mm，隆起≤10mm注：B为隧道开挖跨度，本工程B=5m。4.2数据处理及预警每次量测及时整理数据，绘制位移-时间曲线，当曲线出现反弯点、位移速率超过控制值、累计位移达到控制值70%时，发出黄色预警，停止开挖，加强量测频率，分析原因；当位移速率持续增长、累计位移超过控制值，发出红色预警，立即撤出洞内所有人员，上报设计监理单位，制定处理方案，处理完成后经检查合格方可恢复施工。

五、通风、除尘及排水

5.1通风

采用压入式通风，配置1台15kW轴流通风机，风管直径800mm，风管口距离开挖面不大于15m，通风量按照洞内同时作业人数计算，每人每分钟供应新鲜空气不低于3m³，本洞内最多作业人数30人，总通风量不小于5.4m³/s，风速不小于0.15m/s，满足通风要求，每次爆破后通风15~20min，作业过程中保持连续通风。5.2除尘除通风排烟外，爆破后在开挖面喷雾洒水降尘，喷射混凝土采用湿喷工艺，作业人员佩戴防尘口罩，定期测定洞内粉尘浓度，粉尘浓度符合《地下工程防水技术规范》要求，每个工作日接触粉尘时间小于4h，空气中粉尘浓度不大于2mg/m³。5.3排水洞内两侧设置排水沟，排水沟宽度30cm，深度40cm，坡度0.5%，将地下水汇集到集水坑，集水坑设置在工作面下方，容量不小于10m³，配置2台7.5kW潜水泵，将水排出洞外，排入市政管网前进行沉淀处理，达到排放标准后排放。

六、质量保证措施

1.原材料检验：所有进场原材料必须具备质量合格证明，水泥、钢筋、防水板等原材料按规范要求进行见证取样送检，检验合格后方可使用，不合格原材料清退出场。工序验收：严格执行三检制，班组自检、质检员复检、监理工程师验收，上道工序验收合格后方可进入下道工序，每个工序做好施工记录，留存验收资料。测量复核：测量放线实行双人复核制，定期对洞外控制点进行复核，洞内中线、标高偏差控制在允许范围内，中线偏差≤50mm，标高偏差≤±30mm。关键工序控制：光面爆破定期检查炮眼痕迹率，超挖超过规范要求及时制定处理方案，喷射混凝土厚度每10m检查一个断面，每个断面检查3个点，厚度合格率不小于90%，最小厚度不小于设计厚度的1/2；防水板焊缝按10%比例抽查，不合格加倍抽查，直至全部合格；二次衬砌混凝土强度每浇筑100m³留置一组抗压试块，每500m³留置一组抗渗试块，强度符合设计要求。

七、安全保证措施安全教育培训：所有进场人员必须进行三级安全教育，考核合格后方可上岗，每天施工前进行班前安全教育，针对当天施工内容告知安全风险，制定防控措施。洞身开挖安全：爆破作业由持证爆破工进行，爆破前撤离所有无关人员到安全距离以外（本工程安全距离不小于200m），爆破后由专人检查盲炮，处理盲炮按照规范要求进行，严禁掏挖残炮；每次开挖后先敲帮问顶，清除危石，方可进行后续作业；掌子面距离洞口超过50m设置紧急避险室，避险室配备应急食品、水、通信设备，满足人员避险要求。机械用电安全：洞内机械作业保持安全距离，无轨运输车辆限速5km/h，洞内照明采用36V安全电压，作业面照明亮度不小于15lx，配电系统采用TN-S接零保护系统，做到“一机一闸一漏一箱”，电缆架空敷设，距离地面不小于2m，定期检查用电线路，及时更换破损线路。坍塌预防：超前地质预报到位，发现围岩破碎及时加强支护，严格控制循环进尺，Ⅳ级围岩不得超进尺，监控量测到位，发现异常及时处理，严禁冒险作业。八、周边环境保护措施管线保护：施工前调查清楚地下管线位置、类型、产权单位，标注在平面图上，开挖过程中进行人工探挖，确认管线位置，对沉降敏感管线布置监测点，加密监测频率，根据监测数据调整施工参数，必要时对管线进行预先加固。地表沉降控制：严格控制超挖，初期支护及时封闭，控制开挖进尺，初期支护背后注浆填充空隙，注浆压力控制在0.3~0.5MPa，避免压力过大隆起，及时施作二次衬砌，减少围岩变形时间。噪声扬尘控制：洞内爆破作业安排在白天，夜间（22:00~次日6:00）不进行爆破作业，洞口设置洗车池，出渣车辆冲洗干净后上路，避免带泥污染道路，洞外堆土采用土工布覆盖，定期洒水降尘，减少扬尘污染。既有建筑保护：对距离隧道25m范围内既有建筑布置沉降观测点，施工过程中定期监测，沉降超过控制值时停止施工，采取注浆加固围岩措施，控制变形发展，保证