（完整版）3m断面暗挖工程施工方案

（完整版）3m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支线通道工程，设计采用暗挖法施工，通道净断面为3m×3m直墙拱形断面，开挖轮廓断面尺寸为宽3.84m、高4.12m，开挖断面面积14.2㎡，属于小断面浅埋暗挖工程。工程起止里程为K0+120.00~K0+468.50，总长度348.5m，通道埋深为8.2~12.6m，覆土厚度6.5~10.8m。工程场地位于城市建成区，地貌为河流冲洪积平原，自上而下地层分布为：①杂填土，厚度1.8~3.2m，成分以建筑垃圾、粉质黏土为主，松散~稍密；②粉质黏土，厚度2.5~4.8m，可塑状态，承载力特征值fak=180kPa；③细中砂，厚度3.0~5.2m，中密状态，渗透系数k=1.2×10-2cm/s，承载力特征值fak=220kPa；④卵石层，厚度大于8m，密实状态，渗透系数k=8.5×10-1cm/s，承载力特征值fak=500kPa。地下水位位于通道底板以下1.2~2.5m，无承压水，仅砂层存在少量上层滞水，施工期间需做好降水及防突水准备。工程周边环境：通道上方为城市次干路，路面宽度12m，日车流量约8000pcu/d，道路下方分布有DN300给水管、DN400雨水管、DN200燃气管，管线距通道顶板最小距离为3.2m；通道左侧12~18m为6层砖混结构居民楼，基础为条形基础，埋深1.8m，暗挖施工需严格控制地面沉降，设计要求地表沉降控制值≤30mm，隆起控制值≤10mm，管线沉降控制值≤20mm，建筑倾斜率≤0.2%。二、编制依据1.《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-20172.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20123.《隧道掘进机施工安全规程》AQ1020-20064.《城市地下空间开发利用管理规定》住建部令第52号5.本工程施工设计图纸、岩土工程勘察报告6.现场实际踏勘调研数据三、施工部署3.1施工组织机构设置项目经理1名、项目技术负责人1名、安全负责人1名，下设施工技术部、安全质量部、物资设备部、计划财务部、综合办公室5个职能部门，配置开挖班1个（12人）、支护班1个（10人）、防水班1个（6人）、衬砌班1个（8人）、降水监测班1个（5人），所有特种作业人员均持证上岗。3.2施工进度计划总施工工期为135日历天，其中：施工准备10d，降水井施工15d，超前预支护与开挖90d，二次衬砌20d，竣工验收10d。开挖施工按照“十八字”方针组织，日进尺控制为2~2.5m，正常情况下日完成1循环进尺，遇到不良地层时日进尺调整为0.5~1m。3.3施工平面布置暗挖施工设置1个始发竖井，位于K0+120左侧绿地内，竖井净空尺寸为5m×6m，深度11.5m，作为出土、进料、人员通行通道；竖井周边设置材料堆放区、渣土临时堆放区、搅拌区、办公生活区，临时占地约1200㎡，所有渣土均采用密闭运输，当日转运至指定消纳场，现场堆存量不超过20m³。四、施工准备4.1技术准备1.组织技术人员核对设计图纸，进行现场交桩，复核平面控制网、高程控制网，设置现场施工控制桩，平面测量闭合差≤12√L（L为测量边长，单位km），高程测量闭合差≤20√L。2.对全体施工人员进行技术交底、安全交底，针对浅埋暗挖小断面施工风险，开展专项培训和应急演练。3.提前完成原材料检验配合比设计，初期支护C25喷射混凝土配合比为：水泥:砂:碎石:水:速凝剂=410:760:780:190:18.5，二次衬砌C30模筑混凝土配合比为：水泥:砂:碎石:水:减水剂=360:680:1130:175:4.3，均满足强度和工作性要求。4.2现场准备1.完成施工场地围挡、临时道路、水电布设，施工用电从附近市政电网接引，配置1台250kVA变压器，备用1台120kW柴油发电机组，保证停电后15min内恢复供电；施工用水采用市政给水，管径DN100布设供水管线满足施工需求。2.完成始发竖井施工，竖井采用锚喷支护，井壁喷射厚度200mmC20混凝土，设置Φ22砂浆锚杆，长度2.5m，间距1m×1m，井底铺设200mm厚C20混凝土垫层，安装提升钢梯和电动葫芦，完成竖井防淹、防坠防护设施布设。五、主要施工方法5.1降水施工本工程地下水位位于通道底板以下1.2~2.5m，为保证开挖面干燥，采用管井降水方案，沿通道轴线两侧各布置1排降水井，井位距通道开挖轮廓线1.5m，井间距15m，共布设降水井48口，其中完整井42口，观测井6口，降水井深度为15m，井底低于通道底板5m，井管采用直径300mm无砂混凝土滤管，外围填充2~5mm砾石滤料。降水施工提前10d启动，开挖前将地下水位降至通道底板以下0.5m，施工过程中持续降水，二次衬砌完成后停止降水，降水过程中每日监测水位变化，记录抽水量，当发现水位异常上升时，立即排查补给源，补充降水井。5.2超前预支护本工程为浅埋暗挖小断面，穿越砂层和道路，采用超前小导管注浆进行超前预支护，参数如下：小导管采用直径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管加工，管长3.0m，前端加工成锥形，管壁四周钻直径8mm溢浆孔，孔间距150mm，呈梅花形布置，尾部焊接Φ8钢筋加劲箍。小导管沿通道拱部120°范围布设，环向间距30cm，外插角10°~15°，与线路轴线方向平行布设，每排小导管纵向搭接长度不小于1.0m。注浆采用水泥水玻璃双液浆，水泥强度等级P·O42.5，水玻璃浓度为35Be°，水泥浆水灰比1:1，水泥浆与水玻璃体积比1:0.5，注浆压力控制在0.5~1.0MPa，终压维持10min停止注浆，单管注浆量根据公式Q=πr²Lnα计算，其中r为扩散半径，取0.3m，L为导管长度，取3.0m，n为地层孔隙率，砂层取0.4，α为注浆填充率，取0.8，计算得单管注浆量约为0.27m³，现场根据注浆压力调整注浆量，避免压力过大造成地面隆起。注浆完成后，等待15min浆液凝固，即可进行开挖施工，当开挖工作面稳定性较差时，增设1根长4.5mΦ108锁脚锚管，打设在拱脚位置，倾角向下15°，注浆压力1.0~1.2MPa，增强拱脚稳定性。5.3土方开挖本工程3m断面暗挖采用全断面开挖法，人工配合小型机械开挖，核心土留设比例为1:3，核心土高度1.5m，顶宽2.0m，底宽2.5m，开挖循环进尺根据地层条件控制：粉质黏土地层进尺0.75m，砂层进尺0.5m，卵石地层进尺0.5m，严禁超挖，开挖轮廓允许超挖量≤100mm，欠挖为0。开挖工艺流程为：超前小导管注浆加固→开挖核心土→开挖周边土方→修整开挖轮廓→初喷混凝土封闭开挖面，开挖过程中每开挖一循环，立即对开挖面进行尺寸测量，核对地层变化，若发现与勘察报告不符，立即停止开挖，反馈设计单位处理。土方开挖完成后，采用手推车运至竖井底部，电动葫芦提升至地面，密闭运渣车外运，开挖过程中保持工作面通风，采用轴流风机压入式通风，风机功率7.5kW，风管直径500mm，出风口距工作面不超过5m，保证工作面风量满足每人每分钟不小于3m³的要求。5.4初期支护初期支护采用“网喷+钢格栅”联合支护体系，施工流程为：初喷混凝土→挂钢筋网→安装钢格栅→打设系统锚杆→复喷混凝土至设计厚度。1.初喷：开挖完成后立即喷射40~50mm厚C25混凝土封闭开挖面，避免围岩长时间暴露失稳，喷射采用干喷法，喷头距开挖面距离控制在0.8~1.2m，喷射顺序自下而上，分层喷射，一次喷射厚度不大于100mm。2.钢筋网：采用Φ6钢筋加工，网格尺寸150mm×150mm，钢筋网紧贴初喷混凝土表面，搭接长度不小于一个网格，采用绑扎固定，钢筋网保护层厚度不小于20mm。3.钢格栅：本工程开挖断面3.84m宽，钢格栅采用Φ22主筋加工，分为拱部、两侧墙、仰拱共4段，节间采用M20螺栓连接，连接板厚度10mm，钢格栅间距：粉质黏土75cm，砂层、卵石层50cm，每榀钢格栅安装完成后，纵向采用Φ16钢筋连接，连接钢筋间距1m，内外侧交错布置，钢格栅安装允许偏差：高程±30mm，平面位置±30mm，垂直度≤5‰，间距±50mm。4.系统锚杆：拱部采用Φ22砂浆锚杆，长度2.5m，间距1m×0.75m（对应钢格栅间距），呈梅花形布置，锚孔直径45mm，注浆采用1:1水泥浆，压力0.3~0.5MPa，锚杆锚固体抗拔力不小于50kN，每30根锚杆做1组抗拔试验，每组3根。5.复喷：完成锚杆、钢格栅、钢筋网安装后，复喷混凝土至设计厚度300mm，喷射完成后检查喷射混凝土厚度，采用凿孔法检查，每10m检查3个断面，每个断面检查5点，厚度合格率不低于90%，最小厚度不小于设计厚度的2/3。6.仰拱施工：初期支护仰拱随开挖跟进，仰拱开挖完成后立即安装仰拱钢格栅，喷射混凝土封闭，仰拱初期支护厚度同边墙、拱部，保证初期支护形成闭合环，闭合环距开挖工作面距离不大于5m，避免围岩变形过大。5.5防水层施工初期支护变形稳定后，铺设防水隔离层，本工程采用1.5mm厚EVA防水板加400g/㎡无纺布缓冲层，施工流程为：基层处理→铺设无纺布→固定防水板→接缝焊接→质量检查。基层处理：将初期支护表面凸出的混凝土、钢筋头打磨切除，凹坑采用1:2水泥砂浆找平，保证基层平整，无尖锐杂物。无纺布采用射钉固定，固定点间距拱部0.5~0.8m，边墙0.8~1.0m，搭接宽度不小于100mm；防水板采用热焊机焊接在无纺布固定垫片上，搭接宽度不小于150mm，双焊缝焊接，焊缝宽度不小于15mm，中间留10~20mm空腔做气密性检查，检查压力0.15~0.2MPa，稳压2min压力降不小于10%为合格，防水板铺设预留不少于10%的松弛量，避免二次衬砌浇筑时拉裂。5.6二次衬砌二次衬砌采用模筑C30防水混凝土，抗渗等级P8，厚度300mm，3m小断面采用整体式钢模板台车施工，模板台车加工尺寸匹配通道净空，台车长度6m，采用液压行走，施工流程为：基底清理→钢筋绑扎→模板台车就位→混凝土浇筑→养护→脱模。1.钢筋绑扎：二次衬砌受力钢筋采用Φ16钢筋，间距200mm，分布筋Φ12，间距250mm，钢筋保护层厚度50mm，采用混凝土垫块固定，每㎡不少于4个垫块。2.模板就位：模板台车就位后，核对中线、高程，加固支撑，模板表面涂刷脱模剂，接缝粘贴密封条，防止漏浆，模板允许偏差：中线位置≤10mm，高程±10mm，表面平整度≤5mm。3.混凝土浇筑：混凝土采用商品混凝土，罐车运输至竖井，小型输送泵泵送入模，浇筑顺序自下而上，对称分层浇筑，分层厚度不大于500mm，振捣采用插入式振捣器，振捣间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍，避免漏振、过振，拱顶浇筑预留注浆孔，混凝土浇筑完成后，拱顶空隙采用压力注浆填充，注浆压力0.2~0.3MPa。4.养护脱模：混凝土浇筑完成后12h开始洒水养护，养护时间不少于14d，强度达到设计强度100%后方可脱模，二次衬砌施工缝采用中埋式橡胶止水带，宽度300mm，安装时居中设置，固定牢固，避免刺破。二次衬砌浇筑按照开挖跟进，二次衬砌距开挖工作面距离不超过30m，及时闭合衬砌结构，增强结构稳定。六、围岩监测与变形控制6.1监测点布设本工程按照规范要求布设监测项目，具体如下：1.地表沉降：沿通道轴线每10m布设1个监测断面，每个断面在轴线、两侧路肩各布设1个测点，共布设36个断面，108个测点。2.拱顶下沉：每个初期支护监测断面布设1个拱顶下沉测点，间距10m，共36个测点。3.净空收敛：每个监测断面在边墙拱脚位置布设2个收敛测点，共72个测点。4.周边管线沉降：每处管线沿管线方向每5m布设1个测点，共布设32个测点。5.周边建筑沉降、倾斜：居民楼四角、中间每隔10m布设沉降测点，共布设12个沉降点，4个倾斜测点。6.2监测频率开挖面距监测断面小于2倍开挖宽度时，1次/天；开挖面距监测断面2~5倍开挖宽度时，1次/2天；开挖面距监测断面大于5倍开挖宽度，变形稳定后，1次/周；变形超过预警值时，加密监测至2~3次/天。6.3变形控制标准与预警本工程变形控制及预警值如下：监测项目控制值预警值报警值地表沉降30mm20mm25mm拱顶下沉30mm20mm25mm净空收敛20mm12mm16mm管线沉降20mm12mm16mm建筑倾斜0.2%0.15%0.18%七、质量保证措施1.建立三级质量检查体系，班组自检、工区互检、项目部专检，所有工序合格后方可进入下一道工序，隐蔽工程必须经监理单位验收合格后方可覆盖。2.原材料进场必须具备质量证明文件，按规定进行抽样检验，水泥安定性、强度合格，钢筋力学性能合格，砂石骨料含泥量：砂≤3%，碎石≤1%，不合格原材料严禁进场。3.超前小导管注浆施工，逐记录注浆压力、注浆量，注浆结束后，通过钻孔检查注浆效果，加固后土体无侧限抗压强度不小于1.0MPa，不合格补注。4.喷射混凝土每100m³制作1组抗压强度试块，不合格部位凿除重喷；二次衬砌混凝土每50m³制作1组抗压试块，每标段制作不少于2组抗渗试块。5.钢格栅加工严格控制尺寸，每榀加工完成后试拼，轮廓尺寸偏差不大于±20mm，连接螺栓紧固到位，避免安装错台。八、安全保证措施1.建立全员安全生产责任制，每日进行班前安全教育，进入施工现场必须佩戴安全帽，洞内作业必须佩戴反光背心，高空作业（大于2m）系安全带。2.竖井井口设置不低于1.2m高防护栏杆，设置防坠网，夜间设置警示红灯，井口周边堆放材料距井口边缘不小于1m，堆载不超过10kN/㎡。3.洞内提升设备电动葫芦定期检查钢丝绳，磨损超过10%立即更换，提升重物下方严禁站人，制定限速措施，提升速度不大于0.5m/s。4.通风系统每日检查，有毒有害气体浓度符合要求，CO浓度不超过30mg/m³，瓦斯浓度不超过0.5%，每日上班前进行气体检测，合格后方可进入工作面。5.用电采用三级配电两级保护，洞内照明采用12V安全电压，电线电缆架空布设，高度不小于2m，严禁拖地浸泡，配电箱上锁，专人管理。6.严格控制开挖进尺，严禁超挖，初期支护及时闭合，严禁空顶作业，空顶距离不超过1个循环进尺。九、文明施工与环境保护措施1.施工现场连续围挡，高度不低于2.5m，出入口设置洗车台，对运渣车进行冲洗，车轮车身不带泥上路，渣土运输采用密闭车辆，严禁沿途遗撒。2.施工场地内道路硬化，出入口设置扬尘监测点，PM10浓