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文档简介
小寨~大雁塔站区间暗挖隧道施工方案西安地铁三号线TJSG-8标项目经理部陕西西铁龙岩科技WSS注浆有限公司小寨~大雁塔站区间暗挖隧道施工方案目录1.编制依据及原则………….42.工程概况…………………53.工程地质及水文状况……74.施工总体部署…………..105.区间隧道施工…………..146.施工工艺………………..327.区间隧道施工监测……..448.施工重难点分析及对策………………..49目录1.编制依据及原则………….49.施工技术保证措施……..5110.施工安全保证措施……5411.现场文明施工措施….5712.施工现场环境保护及文物保护措施…599.施工技术保证措施……..51小寨~大雁塔矿山法区间隧道施工方案1.编制依据及原则1.1.编制依据:
1)西安市地铁三号线一期工程鱼化寨至保税区段(不含试验段)土建施工项目TJSG-8标段招标文件、设计图纸。
2)现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。
3)适用于本工程的标准、规范、规程以及国家、部委和西安市有关安全、质量、工程验收等方面的标准及法规文件。小寨~大雁塔矿山法区间隧道施工方案1.编制依据及原则
(1)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);(2)《钢结构设计规范》(GB50017-2003);(3)《地铁设计规范》(GB50517-2003);(4)《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》(TB10108-2002、J159-2002);(5)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);(6)《地下防水工程质量验收规范》(GBJ50208-2002);(7)《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009年版);(8)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999);(9)《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB20025-2004);(1)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB5008
(10)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002);(11)《轨道交通工程人民防空设计规范》(GB50164-92);(12)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)
4)西安市政府关于地铁施工的法规文件。
5)我公司所拥有的人力、机械设备资源,施工管理水平、工法及科技成果和在地铁工程施工中的类似施工经验。1.2.编制原则:
1、严格执行国家及西安市政府所指定的法律、法规和各项管理条例,并做到模范守法、文明施工。(10)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB502、针对城市施工的特点,科学安排、合理组织、严格管理、精心施工,以减少对周围环境及居民正常生活的影响。
3、选用成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺,确保施工安全和工程质量。
4、在施工组织设计的基础上,根据现场的实际施工条件,优化施工安排,细化施工工艺,指导施工。2.工程概况
本区间位于西安市小寨十字~大雁塔北广场北侧T字路口之间,顺小寨东路敷设。施工方法主要为盾构法,二、三号线联络线以及单渡线段采用矿山法施工。区间出小寨站后,沿小寨东路直线向东,在西安财经学院处以大半径曲线(左线R=2000、右线R=1500)向南偏转,沿线路前行,再以曲线(左线R=1500、右线R=1200)向北偏转,2、针对城市施工的特点,科学安排、合理组织、严格接着直线进入大雁塔北站。区间纵断面先以2‰和3‰的坡向下。再分别以13.194‰、25.076‰两次坡度提升,最后以2‰的坡向上到达大雁塔北站。小寨~大雁塔区间隧道起讫里程为YDK21+613.952~YDK22+961.099,右线全长1347.147m,左线短链0.603,全长1346.544m。YDK22+105.000处设联络通道兼废水泵房,YDK22+530.000处设联络通道,YDK21+880.428处设盾构吊出井兼施工竖井。区间主要采用盾构法施工,YDK21+613.952~YDK21+990.883、ZDK21+613.952~ZDK21+948.615段以及区间联络通道采用矿山法施工。本段矿山法隧道采用马蹄形断面,断面形式多样,施工复杂,其中左线共计20种断面,分属A1、A2、B、D、E、F、G、H、I、J、K断面类型,右线共计10种断面,分属A1、A2、B、K、L、M、N、O断面类型,联络线有3种断面,分属C、P断面类型。其中A、C型采用台阶法,B、F、接着直线进入大雁塔北站。区间纵断面先以2‰和3‰的坡向下。再G、H、I、J、K、O、P型采用CRD法,其余类型采用双侧壁导坑法施工。初支采用钢筋网、喷射混凝土、格栅钢架及超前小导管联合作为初期支护,施工时辅以临时格栅支护,断面变化处以堵头墙衔接。二次衬砌采用复合式衬砌,防水、防腐蚀钢筋混凝土,初支与衬砌之间铺设防水层。超前支护采用拱部范围内打设2.5m长超前小导管,初期支护采用格栅钢架,双层钢筋网及C25喷射混凝土,二次衬砌采用C40、P10防水钢筋混凝土,全断面设无纺布+塑料板防水层。初期支护和二次衬砌时均预埋φ42钢管,注浆材料分别为水泥浆和水泥砂浆。G、H、I、J、K、O、P型采用CRD法,其余类型采用双侧壁地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件3.工程地质及水文状况3.1地形、地貌区间场地地面高程介于411.21~418.36m之间,相对较为平坦,地貌单元为黄土梁洼。3.2地层岩性特征区间内地层为:全新统人工填土、上更新统风积新黄土及残积古土壤、中更新统风积粉质粘土、粉细砂、中砂、粗砂等。现将各层地基土按层序分述如下:
1)第四系全新统Q4ml1-2素填土:以黄褐色为主,主要为粉质黏土,硬塑,含少量砖瓦片,杂填土等,土质不均,地表处多为路面(地面铺砖、混凝土或沥青)及灰土碎石垫层等。本层层厚:0.60~4.10m,层底深度:0.60~4.10m,层底高程:408.01~415.13m。3.工程地质及水文状况2)第四系上更新统
3-1新黄土:该层分布于填土底面至古土壤层之间。黄褐色,虫孔及大孔隙发育,含植物根系等,液性指数︱L平均值为0.31,呈可塑状态;压缩系数平均值为0.26,具中等压缩性;压缩模量=5.3MPa,为中压缩性土,湿陷系数为0.000~0.081,具湿陷性。本层层厚5.20~11.20m,层底深度8.90~12.50m,层底高程401.15~408.32m。
3-2古土壤():褐红色,土质较均匀,团粒结构,大孔隙发育,具针孔,虫孔,见白色钙质薄膜及钙质结核,底层钙质结核含量较多,局部地段钙质结核富集,液性指数︱L平均值为0.36,呈可塑状态;压缩系数平均值为0.25,具中等压缩性;本层层厚2.40~4.90m,层底深度11.70~14.90m,层底高程397.58~404.47m。
3)第四系中更新统
4-4粉质粘土:褐黄色,含铁、锰质斑纹及零星钙质结核,本层中有砂类土夹层。液性指数︱L
平均值为0.38,2)第四系上更新统呈可塑状态;压缩系数平均值为0.21,具中等压缩性;钻孔揭示最大层底深度50.0m;钻孔揭示最低高程367.11m。
4-6粉细砂:灰黄色,质地均匀,矿物成分以长石、石英为主,含少量云母。平均粒径均值为0.17㎜,饱和、密实状态,实测标贯击数平均值N=51。本层多呈透镜体形式零星分布于4-4粉质粘土中。层厚0.3~2.3m,层底标高376.23~383.55m。
4-7中砂:灰黄色,饱和,中密~密实,矿物成分以长石、石英为主,含少量云母。局部变相为粗砂或粉细砂。本层主要以薄夹层或透镜体形式赋存。实测标贯击数平均值N=43。本层层厚0.2~5.7m,层底标高367.11~396.45m。
4-8粗砂:灰黄色,质地均匀,矿物成分以长石、石英为主,含少量云母。平均粒径均值为0.57㎜,饱和、密实。本层多呈透镜体形式零星分布于4-4粉质粘土中。层厚0.60~3.40m,层底标高372.83~383.38m。呈可塑状态;压缩系数平均值为0.21,具中等压缩性;钻孔揭示3.3水文特征
1)地下水类型、赋存方式场地地下水属潜水类型,埋深介于8.00~12.40m,地下水高程介于399.38~409.03m之间。水位年变化幅度为约2米左右。对本区间工程建设有直接影响。
2)地下水补给
4-4层粉质黏土上层连续分布的弱含水层,其下含水层无明显承压性。补给源主要为地下迳流、大气降水及局部水管渗漏等,排泄方式主要为径流排泄、人工开采、潜水越流排泄及蒸发消耗等。
3)特殊岩土湿陷性黄土:场地内湿陷性土层为1-1层素填土及3-1层新黄土。湿陷性土层在场地内连续分布,厚度5.20~11.20m,埋深小于12.8m。3.3水文特征
区间内自重湿陷性土层分布不连续起点里程YDK21+613.952~YDK22+400段场地属非自重湿陷性黄土场地,YDK22+400~YDK22+961.099段场地属自重湿陷性黄土场地。ZDK22+500附近场地、YDK22+780~YDK22+860段的地基湿陷等级为Ⅱ级(严重);其它部位的地基湿陷等级为Ⅰ级。人工填土:场地内有人工素填土分布,厚度不均,在0.60~4.10m之间。其土质结构松散不均,在地下管道渗漏处及地下水位附近其具有较高的含水量。古土壤层的膨胀性:本区间3-2层古土壤自由膨胀率平均值为52﹪,属弱膨胀土,总体上对区间隧道影响较小。但穿越3-2层时开挖应注意保湿,防风化,及时进行封闭及支护,避免因风干脱水或浸水产生膨胀变形影响隧道洞室稳定性。区间内自重湿陷性土层分布不连续起点里程YDK21地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件4.施工总体部署4.1施工划分小寨站~大雁塔站区间靠近小寨站附近线路设单渡线及2、3号线联络线,该段隧道采用矿山法开挖,由暗挖工区负责施工。在YDK21+880.428处设有盾构吊出井兼做暗挖施工竖井,暗挖隧道左、右线以该吊出井为切入点,左右线分部向东西两个方向共开设四个工作面组织施工暗挖隧道。4.2.施工场地布置暗挖施工生产用房及设施布置在盾构吊出井施工场地,生活用房就近租用周边民房。4.3.施工顺序暗挖隧道施工提前降水作业,竖井开挖至设计右线隧道拱部后及时进行大管棚施工。待盾构吊出井二衬砼结束后,分别对隧道的右、左线正洞进行开洞门施工。隧道正洞开挖采用“CRD”法施工,分四部开挖支护。待右线全部开挖完,并初支变形稳定后再进行二次衬砌施工。4.施工总体部署
施工采用人工配合小型挖机作业,由挖掘机装碴,小型翻斗车水平运输,倾到至洞口出碴斗内,由提升架提升吊斗出碴。初期支护采用Φ42×3.5mm,L=3.5m注浆小导管超前支护,立格栅钢架,网喷C25砼,厚300mm支护。二次衬砌为钢筋混凝土模筑衬砌,C40、P10抗渗砼。采用液压衬砌台车,整体模板结构。初支施工时,在拱部预埋Φ42mm,L=600mm,环、纵向间距均为3m的注浆管,梅花状布置,当初期支护闭合成环一定长度后,即对初衬背后进行注水泥浆处理。二衬结构施工时,在拱部预埋Φ42mm,L=800mm,环向间距3m,纵向间距5m,梅花状布置的注浆管,待二衬结构形成闭合环一定长度后,即对二衬和衬间进行补充注浆。初期支护和二衬之间采用自粘性防水卷材防水。施工采用人工配合小型挖机作业,由挖掘机装碴,小型地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件4.4.施工原则矿山法区间隧道断面变化多达33种,区间隧道两侧为高层建筑物,因此在大断面及软弱围岩,施工时遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则。4.5.施工队伍安排矿山法区间隧道施工共安排3个作业队。分别为:降水作业队、开挖支护架子队、二衬架子队。隧道施工高峰期165人,驻盾构吊出井兼施工竖井场地。4.6.工期安排盾构吊出井施工:2012年10月20日至2013年2月28日;左线大雁塔方向隧道施工:2013年3月1日至2013年7月31日;左线小寨方向隧道施工:2013年3月1日至2014年2月28日;右线大雁塔方向隧道施工:2013年4月1日至2013年9月30日;4.4.施工原则
右线小寨方向隧道施工:2013年4月1日至2014年3月31日;4.7.机械设备配置设备配置时,对于控制工期的项目和施工中需要连续运转使用的设备考虑一定的备用量,避免因设备故障而影响工期或造成损失。为充分发挥机械设备的性能,在进行机械选型配备时,将主要参数方面彼此协调一致的机械设备组成专门机组,配套使用,充分发挥机械的群体效能,使机械化施工达到理想效果。右线小寨方向隧道施工:2013年4月1日至2014地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件4.8.施工通讯、通风、供电、供风、供水4.8.1.洞内通讯洞内与洞外通讯采用内部交换电话联络。4.8.2.施工通风左右线各一套通风设备。压入式通风选用SDFNO.6.5型隧道专用风机,布置在竖井出口位置。风机性能:风量500-800m3/min,高效风量600m3/min,风压720-3900Pa,电机功率2×55KW。竖井地段用φ800铁皮通风管,其余风管选用φ800负压风管。为保证通风效果,做到风管安装平顺,接头严密,破损地方及时修补或整节更换。通风管口距工作面距离压入式按不大于15m,吸出式不大于5m的要求实施。4.8.3.供电和照明动力线路采用三相380V供电线路,竖井地段使用铠装电缆,施工作业面使用36V安全电压。供电距离较远电压降较大时,安装稳压器。供电线路上设漏电保护装置,值班电工对线路经常检查。4.8.施工通讯、通风、供电、供风、供水4.8.4.洞内供风、供水在施工竖井范围内设主供高压风、供水管道,分别接引到隧道各个施工面。主供风、供水管分别采用φ150、φ100钢管,分供风、供水管为φ80软管。两个工地分别设置两个高压水箱。风、水、电布设见风水管图。4.8.4.洞内供风、供水4.8.5.洞内出碴运输区间隧道出碴采用无轨出碴方式。小型翻斗车运至竖井,倒入吊斗,经竖井提升架提升,存于临时碴场,夜间装入15t或8t自卸汽车后运碴至弃碴场;自卸汽车驶出施工场地大门前,在洗车槽处冲洗干净后,方可离开,以免行驶途中污染道路和环境,影响市容卫生。5.区间隧道施工5.1.施工降水暗挖隧道降水井采用专业设计,专业施工。5.2.超前支护隧道超前支护包括大管棚支护和超前小导管支护。大管棚仅用于开洞门处。竖井开挖至正洞拱顶后,于竖井半坡方向侧墙,向暗挖区间隧道拱部按设计要求分别打设大管棚和超前注浆小导管,小导管注水泥-水玻璃双液浆进行超前支护。具体参数如下:超前小导管采用φ42mm钢管,δ=3.5mm,L=3.5m,纵向间距1.5m,环向间距30cm,外插角10°和30°左右;大管棚采用φ108热扎无缝钢管,壁厚δ=8mm,长L=12m,环向间距40cm,外4.8.5.洞内出碴运输插角1°~2°。随竖井开挖,逐渐开挖,支设洞门处加强钢格栅,开挖正洞。超前支护布置如下图所示:插角1°~2°。随竖井开挖,逐渐开挖,支设洞门处加强钢格栅,5.3.正洞开挖及支护本段矿山法隧道采用马蹄形断面,断面形式多样,施工复杂,其中A、C型采用台阶法,B、F、G、H、I、J、K、O、P型采用CRD法,其余类型采用双侧壁导坑法施工。5.3.1.台阶法施工隧道开挖施工时,先在隧道拱部打入超前小导管并注浆,对拱部进行加固和超前支护,采用风镐、风铲配合人工开挖,上台阶留核心土。开挖后及时喷射混凝土,对开挖面及开挖掌子面进行封闭,及时支立上台阶格栅钢架,喷射混凝土封闭,打设锁脚锚管,然后进行下一循环施工。见图“上下台阶预留核心土法施工工序横剖面示意图”、“上下台阶预留核心土法施工工序纵剖面示意图”。5.3.正洞开挖及支护地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件
作业程序说明:
①超前小导管作业:(包括钻孔、布管、注浆工作)钻孔:采用YT28型风钻。布管:超前小导管选用Φ42mm,壁厚3.5mm的钢管加工而成,环向间距0.3m,设于拱部约150°范围内,外插角10°,每2榀格栅钢架打设一次,每环小导管间纵向搭接长度≥1.0m,小导管尾端与钢架焊接为一体,注浆加固。人工沿拱部轮廓线开挖,人工扒碴,预留核心土,循环进尺0.5m。
②上部支护:在拱部开挖后立即进行初喷5cm厚混凝土,封闭找平开挖面,防止岩土表面剥离坍落。挂钢筋网,钢筋网采用Φ6.5mm钢筋焊制,网格间距150mm×150mm,钢筋网搭接长度不小于200mm。格栅钢架安设紧贴初喷混凝土面,钢架之间用纵向连接钢筋连接。两侧拱脚处设Φ42mm,长3m锁脚锚管,与钢架焊接。作业程序说明:③开挖核心土:在拱顶格栅钢架施工完成后人工开挖。
④下台阶开挖:上台阶进尺3~5m后,开始下台阶开挖,下台阶采用人工配合机械开挖,小型机械装碴,机动翻斗车运输。
⑤下台阶支护:喷混凝土,挂网、安装下部边墙和仰拱格栅钢架复喷至设计厚度。
⑥施工二衬。
⑦初期支护施工时在拱部预埋φ42注浆管,壁厚3.5mm,长500mm,当初期支护闭合成一定长度后,即进行背后压浆,压浆压力不大于0.3Mpa。二衬在模筑时预埋φ42注浆钢管,二衬背后回填注浆压力不大于0.1Mpa。5.3.2.CRD法施工
CRD法施工时,隧道断面分为左右两个单洞分别开挖支护,各导洞首先进行超前注浆小导管的施工,上部采用风铲、风镐配合人力开挖,下部采用风铲、风镐,人力配③开挖核心土:在拱顶格栅钢架施工完成后人工开挖。合小型挖掘机开挖,小型翻斗车出碴;拱墙按设计间距布设格栅钢架,挂网喷C25早强砼。
CRD法施工作业流程如下:超前地质预报→超前注浆小导管预支护→Ⅰ部施工→Ⅱ部施工→Ⅲ部施工→Ⅳ部施工→防水层及衬砌施工。第一步:施作隧道Ⅰ部拱部超前支护,开挖Ⅰ部,施作Ⅰ部初衬。第二步:Ⅰ部施工完成后,开挖Ⅱ部,施作Ⅱ部初衬。第三步:Ⅱ部施工完成后,开挖Ⅲ部,施作Ⅲ部初衬。第四步:Ⅲ部施工完成后,开挖Ⅳ部,施作Ⅳ部初衬。第五步:初衬封闭成环后,根据监测数据,4~6m分段凿除中间临时支撑墙,施做下部防水层及二次衬砌。第六步:根据监测数据,剩余临时支撑4~6m分段、跳段凿除,施做拱墙防水层及二次衬砌。详见“CRD法开挖步骤图”。合小型挖掘机开挖,小型翻斗车出碴;拱墙按设计间距布设格栅钢架地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件5.3.3.双侧壁导坑法施工第一步:拱顶超前支护施工,开挖洞室①,且左右洞室前后错开15m,施作初期支护及中隔壁、中隔板。第二步:开挖洞室②,且左右洞室前后错开15m,①和②洞室上下错开3~5m,施作初期支护及中隔壁。第三步:开挖洞室③,施作初期支护及中隔板。第四步:开挖洞室④,施作初期。④和③洞室上下错开3~5m。第五步:根据监测情况,4~6m分段凿除临时中隔壁底部混凝土(保留格栅浇入二衬以保证中隔壁的支撑作用),施工下部防水层及混凝土保护层,浇注二衬仰拱。第六步:根据监测情况,纵向分段拆除①和②导洞之间的中隔板(步长4~6m),施做边墙部二衬,架设临时支撑。第七步:根据监测情况,纵向分段拆除剩余的中隔板和中隔壁(步长4~6m),敷设防水层,施做余下二衬。5.3.3.双侧壁导坑法施工
第八步:拆除临时钢支撑,局部回填混凝土。详见“双侧壁导坑法开挖步骤图”。第八步:拆除临时钢支撑,局部回填混凝土。5.3.4.变截面地段衔接施工本标段区间暗挖隧道断面变化形式多,共有17种断面类型,需转换33次,施工工法在台阶法、CRD法、以及双侧壁导坑法间相互转换,有从大断面向小断面转换的情况,也有从小断面向大断面转换的情况。
①大断面向小断面转换施工方法常规做法是将大断面全部施作到设计位置后,先施作封端,再破除混凝土进入小断面施工。这样施作工期长,破除量大。当大断面或大断面的某一分部开挖至设计位置,自上而下架设格栅挂网喷混凝土封端,同时架设小断面或小断面的某一分部的格栅,作为开口的环框,逐渐过渡到小断面或小断面的某一分部。为方便架设,将小断面格栅分成若干片,作为开口环梁,用焊接方式连接在一起,喷射混凝土封闭。
②小断面向大断面转换施工方法小断面过渡到大断面,通过上挑、拓宽实现,操作空间狭小,施做时间较长,存在一定安全风险。当两断面相5.3.4.变截面地段衔接施工差不大或土质条件较好的情况下,可直接采用错台方式实现断面转换;当断面尺寸相差较大时,采用转换施工方案、配合超前支护手段、利用格栅喷射混凝土逐渐加高加宽断面的渐变形式实现,上挑坡度一般按1:2设置(如有设计按设计施工)。在大小断面间架设不同大小的异形格栅并喷射混凝土支护,逐渐过渡到大断面或大断面的某一分部;在大小断面变化点,增设锁口或过梁,注浆加固该段拱墙土体。5.4.区间防水施工本标段区间暗挖法施工的隧道二次衬砌采用C40、P10防水钢筋混凝土。初期支护和二次衬砌间设置1.5mm厚EVA塑料防水板+土工布缓冲层。喷射混凝土初期支护具有一定的抗渗性能,铺设防水层前,初支表面不得有明水流,否则要进行背后注浆或表面封堵处理。差不大或土质条件较好的情况下,可直接采用错台方式实现断面转换
采用1.5mm厚EVA塑料防水板+土工布缓冲层进行全包防水处理。防水层铺设前,用水泥砂浆抹面的方法对初支表面进行找平处理,同时将初支表面的钢管、铁丝等突出物从根部割除,割除部位用水泥砂浆进行覆盖。在初支表面铺设不小于400g/㎡的无纺布作为防水层的缓冲层,防水层采用无钉铺设双焊缝工艺。在现浇混凝土结构的周边预埋注浆管,结构施工完毕后进行二次注浆处理,将二衬与防水板之间的空隙填充密实。施工缝部位采用中埋式钢边橡胶止水带与涂刷水泥基渗透结晶防水涂料,与防水层进行过渡连接形成密封止水。5.4.1.防水原则
1)隧道防水遵循:以防为主,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理原则。以结构自防水为根本,外防水为辅,做好施工缝、变形缝的防水。确保混凝土的抗渗性、抗裂性和耐久性。采用1.5mm厚EVA塑料防水板+土工布缓冲层进2)加强变形缝、施工缝、穿墙管(盒)预埋件、预留孔洞等细部构造防水措施。
3)防水材料选择适应西安地区环境和地下水条件,以方便施工、可靠、耐久、经济、安全、环保为原则。
4)地下结构的排水措施以排除混凝土结构内渗漏水为原则。5.4.2.防水标准防水要求:区间隧道及连接通道等附属的隧道结构防水等级为二级,不允许漏水,结构表面可有少量湿渍。总湿渍面积≤2/1000总防水面积,任意100m2防水面积上的湿渍不超过3处,单个湿渍的最大面积不大于0.2m2,其中隧道工程还要求平均渗漏量不大于0.05L/m2d,任意100m2防水面积上的渗漏量不大于0.15L/m2d。5.4.3.防水层的施工及保护
1)防水层施工流程见“防水层施工程序图”。2)加强变形缝、施工缝、穿墙管(盒)预埋件、预留地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件
2)防水层的保护防水层施工完成后,采取相应的措施进行保护。(1)当底板防水层做好后,及时灌注细石混凝土保护层进行保护。(2)二次衬砌的钢筋头加塑料套防止搬运和安装钢筋时碰破防水板。(3)在没有保护层处(如拱顶、侧墙)进行其他工作时做好防水层保护,焊接钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡,以免火花烧坏防水层。(4)在灌注混凝土时,振捣棒不接触防水层,以免破坏防水层。(5)对现场施工人员加强防水层保护意识教育,严禁破坏。5.4.4.施工缝防水处理施工缝是在施工过程中,由于不连续浇注而留下的两茬混凝土之间的缝隙,这种缝隙是地下水渗出通道,会直接影响建筑物的防水质量,因此,在施工缝处作防水处理。环向施工缝埋设中埋式钢边橡胶止水带,纵向施工缝埋设中埋式镀锌钢板止水带,混凝土面涂刷水泥基渗透结晶防水涂料,外部设外贴式水带。图见:“标准横断面结构及施工缝防水示意图”。2)防水层的保护地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件5.4.5.变形缝防水处理变形缝内埋设中孔型钢边橡胶止水带,外部设外贴式水带。在区间与车站连接处距车站端头1.5m处设置变形缝,同时在结构型式变化较大处或地质条件变化较大的部位,根据具体情况设置变形缝。变形缝宽度为20mm。变形缝处设置三道各自成环的止水线:(1)变形缝外侧设置外贴式止水带(2)变形缝中部设置中孔型钢边橡胶止水带。(3)变形缝处拱部及边墙内侧设不锈钢接水槽,将少量渗水有组织地引入区间排水沟并排入区间废水泵房,变形缝的内侧嵌填密封胶。图见:“区间变形缝防水示意图”。变形缝施工注意事项:(1)变形缝止水带必须准确就位。(2)变形缝止水带必须密封成环,接缝采用小型硫化机现场硫化。(3)缝间衬垫材料用聚氨酯发泡板或聚苯板。5.4.5.变形缝防水处理
(4)在浇注变形缝一侧的混凝土时,为防止另一侧止水带受到破坏,模板的挡头板作成箱型,同时止水带部位的混凝土振捣密实,以保证变形缝部位的防水效果。(5)边墙及顶板内侧留30×300mm的凹槽,待结构施工完毕后,安装不锈钢接水槽。(6)在混凝土浇注前检查止水带有无破损,如破损进行修补。(7)止水带的接头部位不得留在转角部位,止水带在转角部位的转角半径不得小于20cm。5.4.6.变形缝施工
1)变形缝施工工艺要点(1)止水带的定位和固定。(2)混凝土的灌注过程中保证止水带与混凝土之间粘结紧密并保证变形缝周围混凝土密实。(3)变形缝缝宽和截面尺寸满足设计要求并保证缝槽两边混凝土面平直。(4)密封胶与混凝土面粘结紧密。(4)在浇注变形缝一侧的混凝土时,为防止另一侧止水地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件2)工艺要求(1)止水带的定位与固定如下图:
2)工艺要求
变形缝处止水带,表面平整、无砂眼钉孔、无浮皮、干净、无油渍。止水带对接采用小型硫化机现场硫化,使止水带自身形成一环状封闭体系,且忌卷折、割伤、剪断止水带。固定止水带的端头模板采用图示形式,钢筋夹50cm设置一道,固定止水带后与结构钢筋绑扎牢固,避免止水带在混凝土灌注过程中走位,确保止水带中间空心圆孔与伸缩缝中心重合,支撑模板的支撑系统必须有足够的刚度。(2)混凝土的灌注和振捣止水带两边混凝土要加强振捣,保证缝边混凝土自身密实,同时将止水带与混凝土表面的空气泡排出。(3)密封胶的施工缝槽嵌填密封胶之前,清洗槽内浮碴、尘土积水,密封胶粘结的混凝土基面平整、干燥、干净、无任何污染。(4)相关措施
A、为了确保变形缝的施工质量,施工时认真做好变形缝的堵头模板,并指定专职人员安装定位。
B、变形缝处混凝土的灌注由技术人员亲自监督和指导。变形缝处止水带,表面平整、无砂眼钉孔、无浮皮、干C、不经监理检查验收合格不得进行下一道工序的施工。5.5.区间隧道二衬施工本标段区间暗挖隧道为复合式衬砌,二次衬砌采用C40、P10自防水钢筋混凝土。因断面型式较多,断面尺寸变化较大,采用衬砌台车、简易台架以及钢制拱墙架配组合钢模板等方式衬砌。钢制墙拱架采用Ⅰ20工字钢,对口支撑采用Φ150钢管,模板采用加强型钢模板。钢模板与钢架的连接采用U型卡件,模板之间的连接采用串销和卡件。为防止漏浆,板缝之间设防水胶条。为固定钢架,防止浇注时跑模,设木支撑。木支撑一端支顶在钢架上,一端支顶在初期支护上。为防止木支撑顶坏防水板,支撑端部加设橡胶垫。衬砌灌注长度根据情况确定,一般为6~9m。均采用商品混凝土,泵送入模,采用插入式及附着式振捣器捣固。暗挖区间隧道洞身衬砌分二次施工,首先进行仰拱施工,其次进行洞身二次衬砌施工。(附矿山法区间隧道二衬参数表)C、不经监理检查验收合格不得进行下一道工序的施工地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件5.5.1.铺设防水层在初期支护表面铺设EVA塑料防水板,全包防水。仰拱防水层铺设完成后,在防水层上打7cm厚细石混凝土保护层,防止防水层被破坏。5.5.2.仰拱钢筋绑扎仰拱钢筋在防水层保护层施作后进行,绑扎时对防水层采取保护措施,确保钢筋不穿破防水层。钢筋绑扎时要求轻拿轻放,钢筋两端头加塑料套管,不允许穿带钉鞋作业。施工顺序为:先绑扎底层钢筋,底层钢筋下设混凝土垫块控制保护层厚度。然后安设架立钢筋绑扎顶层钢筋。架立筋要疏密均匀,保证符合设计要求,架立筋底层垫橡胶垫,混凝土浇注到该位置时抽掉。底板钢筋绑扎要牢固可靠,尽量避免电焊。5.5.3.仰拱混凝土灌注混凝土浇注前,仰拱底部必须清理干净,经监理工程师检查合格后方可浇注。混凝土浇注采用泵送商品混凝土5.5.1.铺设防水层从前到后一次浇注成型,人工摊铺,振捣器捣固,初凝之前抹平压光。为保证仰拱曲率,采用纵向挂五道线绳来控制。5.5.4.拱墙衬砌钢筋绑扎为方便施工,减少工序干扰,加快施工进度,二次衬砌钢筋绑扎在二次衬砌的前一环进行。钢筋绑扎用门式钢管架做绑扎工作平台。为保证洞身钢筋位置准确,上下垂直,间隔均匀,在平台上按洞身截面尺寸,在拱顶、拱腰中间及起拱线处设五道纵向钢管做托架,架起洞身主筋,并固定钢筋位置,下部与仰拱钢筋搭接焊,然后从下至上对称绑扎纵向钢筋。二层钢筋中间设箍筋,箍筋处设混凝土垫块,保证两层钢筋间距和保护层厚度符合规范要求。为保证钢筋绑扎整齐,间距符合规范要求,绑扎前用卷尺量出钢筋绑扎点并划线。钢筋搭接长度符合规范要求,并在搭接焊周围用石棉水泥板进行遮挡,以免溅出火花烧坏防水层。从前到后一次浇注成型,人工摊铺,振捣器捣固,初凝之前抹平压光5.5.5.拱墙衬砌施工
1)自制拱架配组合钢模板衬砌自制墙拱架采用Ⅰ20工字钢,对口支撑采用Φ150钢管,模板采用加强型钢模板。钢模板与钢架的连接采用U型卡件,模板之间的连接采用串销和卡件。为防止漏浆,板缝之间设防水胶条。为固定钢架,防止浇注时跑模,设木支撑。木支撑一端支顶在钢架上,一端支顶在初期支护上。为防止木支撑顶坏防水板,支撑端部加设橡胶垫。衬砌灌注长度根据情况确定,一般为6~9m。均采用商品混凝土,泵送入模,采用插入式及附着式振捣器捣固。首先精确测量中线、标高,并据此立好钢制拱墙架,对口支撑安装牢固,然后安装组合钢模板。在钢模板安装就位、经检查确认位置准确、结构牢固后,方可浇注衬砌混凝土。衬砌混凝土为商品混凝土,泵送入模,插入式振捣器捣固。
2)衬砌台车衬砌模板台车专业厂家定制,长度7.5m,单件最大重量不超过5T,以便于运输和洞内现场拼装。模板台车施工程序如下:5.5.5.拱墙衬砌施工①铺设轨道:模板台车轨道为道碴轨道,要求轨距偏差不大于1cm,高差不大于2cm,严格按中线铺设,确保台车走行方便,以方便调整就位。
②拆模:当衬砌混凝土达到拆模强度时,拆除堵头板,然后松开基脚千斤顶,回收侧向千斤顶油缸,拆除边墙模板,回收垂直千斤顶油缸,使模板完全脱离。最后清除模板表面粘结的混凝土,喷涂脱模剂。
③走行:松开卡轨器,清除轨道上粘结混凝土和杂物,开启走行控制系统,走行到衬砌段位置锁定卡轨器。
④台车就位调整模板:交替启动垂直和侧向油缸,使模板位于设计要求位置,然后挂上台车侧向千斤顶,检查模板就位情况,用侧向千斤顶进行偏差调整,中线水平检查合格后锁定模板支承系统,安装堵头板,完成立模工序。
⑤混凝土浇注:混凝土浇注通过模板两侧天窗自下而上对称地分层进行。为保证台车不偏压、不移位,两边混凝土浇筑高差不超过1m。捣固利用模板天窗人工用捣固棒捣固,混凝土浇注完成后按规定进行混凝土养生工作。①铺设轨道:模板台车轨道为道碴轨道,要求轨距偏差6.施工工艺6.1.超前小导管施工工艺在隧道工作面开挖前,沿隧道拱部开挖轮廓线外打入带孔小导管,并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液,对围岩进行加固,在隧道轮廓线外形成一个弧型加固圈,在此加固圈的保护下安全地进行开挖作业。
1)小导管采用φ42mm,壁厚3.5mm的钢管,一端封闭并制成尖状,以便顺利插入已钻好的导管孔内,当围岩松软时,也可以直接打入,小导管尾端采用φ8钢筋焊一圈加强箍,防止施工时导管尾端变形。小导管沿拱部环向布置,搭接长度≥1米,小导管形状见下图:2)注浆材料超前注浆在一般地质情况下采用水泥浆,在有水的情况下采用水泥浆+水玻璃双液浆。施工配合比根据地质6.施工工艺情况和试验确定。
3)注浆工艺
①小导管安设采用引孔打入法,安设步骤如下:
A.用FS电钻开孔,开孔直径为60mm,并用吹管将砂石吹出(风压0.5~0.6MPa)钻孔深度为3.5m。
B.用带冲击功能的YT-28风钻将小导管顶入孔中,然后检查导管内有无充填物,如有充填物,用吹管吹出或掏勾勾出,也可直接用锤击插入钢管。
C.用塑胶泥(40Be水玻璃拌合42.5级水泥)封堵导管周围及孔口。
D.严格按设计要求打入导管,管端外露20cm,以安装注浆管路。
②注浆浆液配制、搅拌:
A.水泥浆搅拌在拌合机内进行,根据拌合机容量大小,严格按要求投料,水泥浆浓度根据地层情况和凝胶时间要求而定,控制在0.8:1~1.5:1。
B.搅拌水泥浆的投料顺序为:在加水的同时将缓凝剂一并加入并搅拌,待水量加够后继续搅拌1min,最后将水泥投入并搅拌3min。情况和试验确定。C.缓凝剂掺量根据所需凝胶时间而定,控制在水泥用量的2%~3%.D.制备水泥浆时,严防水泥包装纸及其它杂物混入,注浆时设置滤网过滤浆液,未经滤网的浆液不进入泵内。
③注浆施工时注意以下几点:
A.注浆口最高压力严格控制在0.5MPa以内,以防压裂工作面。
B.进浆速度控制每根导管双液总进量在30L/min以内。
C.导管注浆采用定量注浆,即每根导管内注入400L浆液后即结束注浆。如压力逐渐上升,流量逐渐减少,虽然未注入400L浆液,但孔口压力已达到0.5MPa时,即结束注浆。
D.注浆结束后及时清洗泵,阀门和管路,保证机具完好,管路畅通。超前小导管注浆施工工艺流程见“超前小导管注浆施工工艺流程图”。所用机具见小导管注浆机械配备表。C.缓凝剂掺量根据所需凝胶时间而定,控制在水泥用地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件6.2.管棚施工工艺6.2.1.管棚构造在洞门顶外侧沿着开挖轮廓线上部100mm位置,以外插角1°~2°安装φ108mm,无缝钢管,并进行注水泥浆,对土体进行加固,形成第一道对开挖面前方土体的预支护。6.2.管棚施工工艺6.2.2.管棚工艺流程图6.2.2.管棚工艺流程图6.2.3.成孔
1)在竖井施工过程中,于竖井侧壁大管棚位置预留PVC管孔,孔径150mm。孔口位置与设计位置的允许偏差为±5cm;孔底位置偏差小于孔深的10‰。
2)待竖井初喷结束后采用洛阳铲人工掏孔。掌握其外插角,以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好。
3)按照布好的孔位及掏孔的方向和倾斜度开始掏孔。
4)掏孔结束后,进行检查,在确认孔深、孔径无误后,才可安设钢管。
5)大管棚施工完成后,成伞形辐射状。6.2.4.导管加工及管道安装受到竖井尺寸的局限性影响,钢管分节进行安装,每节长4m。中间每节两端套丝扣,各节之间采用外套管丝扣连接,套管采用φ125×4mm钢管,长20cm。在ø108×8mm钢管上钻ø10mm的出浆孔,孔距50cm,呈梅花型布置。钢管尾部焊钢板进行密封。钢管的前端1000m范围内不钻孔,以防止浆液挤压竖井侧壁。6.2.3.成孔
成孔后由人工逐节进行安装,套管拧紧,端头外漏100mm以便注浆,同时将孔口用早强砂浆密封。6.2.5.注浆:
1)下排的与超前小导管同时注浆;
2)注浆即:水泥浆。注浆比例同超前小导注浆
3)注浆同样采用KBY-50/70双液注浆机,注浆方法同上述小导管注浆。
4)注浆结束后及时对注浆管用清水进行清洗,保证管路畅通。
5)大导管注浆量计算:按下式计算
Q=πr2Hηа
其中:
r——浆液扩散半径;
H——导管长度,取12m;
η——粉质粘土孔隙率,取0.71。
а——充填率系数,取0.3。成孔后由人工逐节进行安装,套管拧紧,端头外漏10地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件6.3.喷射混凝土施工工艺湿喷是将骨料、水泥和水按设计比例拌合均匀,用湿喷射机压送到喷头处,再在喷头上添加速凝剂后喷出。其工艺流程见下图。6.3.喷射混凝土施工工艺1)喷射前准备工作
①查受喷面轮廓尺寸,并修整,使之符合设计要求,若有松散,清除干净。
②用高压风或水(地质差不用)清洗喷面。
③备好工作平台,防护用具。
④根据喷射量添加速凝剂,并转动计量泵转盘调节好速凝剂的用量。
⑤接好电源及风管、喷管、速凝管等。
⑥检查喷射机的转子、振动器、计量泵及安全阀、压力表是否完好,并进行试运转。
⑦向喷射机的料斗加入约半料斗砂浆(水泥:砂:水=1:3.5:0.45),开动主电机将砂浆转入转子腔和气料混合仓。
2)喷射作业
①严格按以下顺序进行操作打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。1)喷射前准备工作②开机后注意观察风压,起始风压达到0.5MPa,才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压:边墙0.3~0.5MPa,拱部0.4~0.65MPa。
③混凝土拌合要充分,直径大于15mm的粗骨料及时清除。
④喷嘴与受喷面尽量垂直,两者的距离一般为1.5~2.0m,对挂有钢筋网的受喷面,喷嘴略倾斜,距离也相应减少。
⑤喷嘴均匀地按螺旋轨迹,分区段(一般不超过6米),自下而上,一圈压半圈,缓慢移动,每圈直径约20cm。若受喷面不平,先喷凹坑找平。
⑥喷射作业须有工作平台,有条件的,最好把喷嘴;固定在机械手上。
⑦停机前,喷射料斗中的混凝土须全部喷完,并严格按以下顺序关机:关主电机、振动器、关速凝剂计量泵、关主风阀;利用计量泵加水清洗速凝剂管路;再将喷嘴离开受喷面,依次打开主风阀、计量泵电机、主电机,向料斗中加水清洗气料混合仓、混凝土管道,最后关主电机、关主风阀、计量泵、停速凝剂风。②开机后注意观察风压,起始风压达到0.5MPa,⑧清理喷射机表面的混凝土。
3)湿喷混凝土施工机具表⑧清理喷射机表面的混凝土。4)湿喷混凝土的配合比
①原材料
A水泥:为保证喷射混凝土的凝结时间和与速凝剂有较好的相容性,优先采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥,所使用的水泥其性能符合国家现行标准。
B砂:为保证喷射混凝土的强度和减少施工操作时的粉尘,以及减少硬化时的收缩裂纹,采用坚硬而耐久的中砂或粗砂,细度模数一般大于2.5。
C碎石或卵石:为防止喷射混凝土过程中堵管和减少回弹量,采用坚硬耐久的细石,粒径不大于15mm。
D骨料成分和级配:若使用了碱性速凝剂,砂、石、骨料均不含有活性二氧化硅,以免产生碱骨料反应,引起混凝土开裂,为使喷射混凝土密实和在输送管道中顺畅,砂石骨料级配按国家标准控制。
E水:为保证喷射混凝土正常凝结,硬化,保证强度和稳定性,喷射混凝土用水采用饮用水。
F外加剂的选用4)湿喷混凝土的配合比a减水剂:湿喷混凝土的坍落度一般为10~13cm,水灰比较大,水泥用量大,且混凝土中水泥水化后多余的水要蒸发,使混凝土喷层产生“干裂”现象,降低喷混凝土的支护能力。在拌混凝土时加入高效减水剂,可以在同样坍落度时减少18%以上的水,从而提高支护质量。
b速凝剂:在喷射混凝土工艺中,加入速凝剂,可以使混凝土喷到受喷面后迅速凝固,从而形成垫层,减少回弹量,增大喷层厚度,同时混凝土迅速凝固后,便有了强度形成支护能力。
②配合比的设计设计配合比时,龄期按7天测定抗压强度,通过大量试验确定。施工时根据砂、石含水率确定施工配合比。6.4.格栅钢架施工工艺格栅钢架是暗挖隧道增强初期支护强度的有效手段,它与超前小导管一起形成超前支护体系。a减水剂:湿喷混凝土的坍落度一般为10~13cm
(1)格栅钢架在初期支护中的施工顺序为:(2)格栅钢架由四根Ф22、Ф25、Ф28主筋及其他钢筋等构成。(3)格栅钢架的加工格栅钢架在现场设计的工作台上加工。工作台为δ=20mm的钢板制成,其上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。钢架的焊接在胎模内焊接,控制变形。按设计加工好各单元格栅钢架后,组织试拼,检查钢架尺寸及轮廓是否合格。加工允许误差:沿隧道周边轮廓误差不大于3cm,平面翘曲小于±2cm,接头连接要求同类之间可以互换。(1)格栅钢架在初期支护中的施工顺序为:
结构试验时,在工作台上将钢架拼装成环。外侧焊油顶座,采用油顶,仪表按设计荷载进行加压。使用钢筋应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况。(4)格栅钢架的安装格栅钢架在初喷3~5cm后安设。确保主筋外缘有足够的混凝土保护层厚度,在安设过程中当格栅钢架和围岩间有空隙时,加钢楔塞紧。定位筋一端与钢架点焊在一起,另一端埋入围岩中,当钢架架设处有锚杆时,尽量利用锚杆定位。格栅钢架50cm或75cm一榀,钢架间设Φ22纵向联结筋分别沿立筋每隔100cm设一根,交替设置,并与主筋焊接。钢架拱脚加设径向φ42锁脚钢管并注浆,防止拱架下沉。(5)格栅钢架安装标准
①钢架安设前检查掌子面开挖净空,并挖除钢架底脚处虚碴,决不用虚碴填充,在超挖拱脚底部,垫型钢进行高差调整,开挖尺寸允许误差±5cm。结构试验时,在工作台上将钢架拼装成环。外侧焊油顶②分片钢架用人工在掌子面组成整榀钢架,拧紧螺栓或焊接。
③钢架安装后,中线允许误差±3cm,高程允许误差±3cm,钢架垂直高度允许误差±2度。
④钢架落底接长在单边交错进行。每次单边接长钢架1~3排。在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射混凝土。接长钢架和上部通过垫板用螺栓牢固准确连接。
⑤认真安装两榀之间的连接钢筋。(6)格栅钢架的加工焊接要求
①格栅钢架的钢筋焊接接头严格根据图纸,按规范标准及要求制作。接头长度要满足设计(或施工规范)要求,并按规定将相邻钢筋的接头错开。
②钢筋焊接所用的焊条,焊剂的牌号、性能以及接头中使用的钢板符合设计要求和有关规定。
③焊前清除焊缝水锈、油渍等,焊后焊接处无缺口、裂纹及较大的金属焊瘤。②分片钢架用人工在掌子面组成整榀钢架,拧紧螺栓或④钢筋焊接前,根据施工条件进行试焊,经驻地监理工程师审查合格后可施焊,焊工有焊工考试合格证,并在规定的范围内进行焊接操作。详见“格栅钢架施工工艺框图”。④钢筋焊接前,根据施工条件进行试焊,经驻地监理工地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件6.5.初期支护及二次衬砌背后注浆施工工艺6.5.1.初期支护背后注浆
1)目的及工艺流程由于初支喷射混凝土不够密实,初支与围岩之间也存在空隙,因此采用注浆的方法填充空隙,增加初支结构及围岩的密实度,避免因初支与围岩之间存在空隙,而引起围岩变形与地面沉降,同时堵塞水通路,减少水的积聚,提高结构的防水能力。初支背后注浆工艺流程:注浆管加工→预埋安装→注浆准备→连接管路→拌浆→注浆
2)施工方法
A注浆浆液与施工机具选用水泥砂浆,水灰比为1:0.4~0.5,施工时根据地质情况和试验确定施工配比。
B注浆管制安初期支护施工时预埋φ42钢花管,环向间距1.0m,纵向间距6.0m。长度大于初支厚度15~20cm,为50cm,注6.5.初期支护及二次衬砌背后注浆施工工艺
浆管进浆口车丝,以便与管路相连,预埋时将注浆管出浆口贴近围岩,并焊在钢拱架上,入浆口螺纹部分涂防锈油,用旧编织袋包扎,防止喷射混凝土时螺纹和孔口堵塞。
C注浆初支背后注浆时间视初支混凝土强度确定,初支完成一段立即注浆一段。注浆时,注浆压力控制在0.3~0.5MPa之间,注浆速度为10~20L/min之间,并根据现场实际情况确定。当注浆速度减慢,且注浆压力达到或接近最高时,结束注浆,开始进行下一孔注浆作业。并根据注浆记录和绘制的P-Q-T曲线来判断注浆效果(P-注浆压力、T-注浆时间、Q-注浆量)。6.5.2.二次衬砌背后注浆
1)目的与工艺流程填充二次衬砌混凝土在拱顶可能捣固不够密实而留下孔隙,以及二次衬砌与防水层之间形成的间隙,提高结构浆管进浆口车丝,以便与管路相连,预埋时将注浆管出浆口贴
的防水能力,确保二初次衬砌与初支共同受力,避免由于初支与二衬间的空隙变形引起结构的破坏。注浆工艺流程如下:注浆管加工→预埋安装→拆模后清理管口、检查螺纹→注浆准备→连接管路→拌浆→注浆
2)施工方法
A注浆浆液及施工机具二衬注浆浆液为纯水泥浆,施工机具与初衬相同。
B注浆管制安注浆管采用φ42钢花管,出浆口加工锯齿口,以利于浆液的排出,入浆口车螺纹,以便与管路相连,中部设法兰式止水环,注浆管固定在模板上,入浆口螺纹部分涂防锈油,用旧编织袋包扎,防止螺纹和孔口堵塞。注浆孔在每环衬砌断面内设六个,长80cm。
C注浆二衬注浆时间视二衬混凝土强度确定,完成一段立即的防水能力,确保二初次衬砌与初支共同受力,避免由于初
注浆一段。注浆时注浆压力控制在0.5Mpa,注浆速度为5~15L/min之间,当注浆压力达到或接近设计终压,且进浆非常慢时,即可结束该孔的注浆。并根据注浆记录和绘制的P-Q-T曲线来判断注浆效果(P-注浆压力、T-注浆时间、Q-注浆量)。7.区间隧道施工监测7.1.围岩与支护状态的观察
1)洞室开挖后,立即进行工程地质状况的观察记录和地质描述,对拱架支护状态进行观测记录。这有助于判断围岩稳定性和预测开挖面前方的地质条件,并为地层超前支护提供真实的地层资料。
2)初期支护完成后,进行喷层表面观察、记录和裂缝描述,若发现初期支护有不稳定趋势,及时采取补强措施,为后续工程提供支护改进参数。
注浆一段。注浆时注浆压力控制在0.5Mpa,注浆速度7.2.地表沉降监测
1)测点布置在地表沿隧道轴线方向每5m设一个量测断面,每断面对称布置7~11个测点,测点为埋入地表下一定深度的钢桩,并用砼固定,以保证其不移动、不丢失,如下图所示:7.2.地表沉降监测2)量测方法利用精密水准仪和铟钢塔尺。在便于长期保存的稳定位置埋设基准点,进行水准布网,测得量测点初始读数。按照一定的量测频率和时间进行观测,并做好记录,绘制散点图。量测频率见“暗挖隧道施工监测图”。7.3初期支护位移量测
1)拱顶下沉量测沿隧道轴线方向每5m设置一个量测断面,每个断面布1~3个测点,测点采用钢桩预埋在拱顶初期支护中,用精密水准仪和经校验的钢尺进行测量。观测频率同地表沉降。
2)周边净空收敛量测沿隧道纵向每5m设一个量测断面,该断面与拱顶下沉量测断面为同一断面,每断面设2对测点,采用收敛仪进行量测,通过测微计读取隧道周边两点相对位置的变化,从而计算出该两点在连线上的相对位移值,量测频率同拱顶下沉。见“拱顶下沉及收敛测点布置图”。2)量测方法地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件7.4.地下管线监测施工影响范围内地层不同程度的沉陷,可能会引起地下管线的变形、断裂而直接危及其正常使用,甚至引发灾难性事故,因此需对地下管线进行严密监测。
1)测点布设沿隧道轴线施工影响范围内的主要管线上方地表、结合地表隆陷点设置。
2)监测方法采用全站仪、自动电子水准仪和铟钢尺进行测量,监测频率见“暗挖隧道施工监测图”。7.5地面建筑物监测对暗挖隧道施工影响范围内的地面建筑物进行位移和倾斜等变形监测,控制其变形在安全范围以内。
1)测点布置7.4.地下管线监测在每幢建筑物的每个角上分别设置1~2个沉降和倾斜观测点。2)测量方法采用全站仪、自动电子水准仪和铟钢尺进行测量。当测量值较大或监理工程师有要求时,需增加观测频率。7.6.地下水位观测1)测点布设在隧道两侧施工影响范围内,水文地质条件在施工过程中可能有变化的区域选择有代表性的断面设观测孔。2)监测方法采用水位观测仪及水位观测管等进行观测,其观测频率见“暗挖隧道施工监测图”。在每幢建筑物的每个角上分别设置1~2个沉降和倾斜观测点。地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件7.7.监测资料的处理与信息反馈
1)监控量测资料均利用计算机进行处理与管理当取得各种监测资料后,随时进行处理,绘制各种类型的表格及曲线图,对监测结果进行回归分析,预测最终位移值,预测结构物的安全性,确定工程技术措施。对每一测点的监测结果根据管理基准和位移变化速度等综合判断结构和建筑物的安全状况。并编写周、月汇总报表。及时反馈指导施工,调整施工参数,达到安全、快速、高效施工目的。施工施工监测数据分析预测变形量与基准值比较是否安全采取技术措施调整施工参数否监测工作始于施工,通过数据分析处理,又起到指导施工的作用,其运作过程见下图。7.7.监测资料的处理与信息反馈地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件2)监测数据管理基准值
①地面沉降盾构法施工引起的地面沉降值:+10~-30mm
矿山法因施工引起的地面沉降:+10~-30mm,地表沉陷槽曲线最大坡度不大于1/300。
②管线沉降控制标准由于水泥砂浆抹口的砼管道对沉降最为敏感,故其允许沉降量可作为地下管线控制的基准。另外,管线的允许沉降量是随着围岩类别的提高而减少。各种常用管线材料在各类围岩条件下的允许沉降值[S]见下表。
③初期支护结构水平收敛值不大于0.005B(B为坑道跨度)。
④建筑物下沉及倾斜根据《建筑地基基础设计规范》,建筑物规定允许沉降如下:砖混结构、条形基础:基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值:0.004;2)监测数据管理基准值地铁车站区间暗挖隧道施工方案课件
框架结构、桩基础:0.002LL-相邻桩基的中心距离(mm)。
⑤砼结构最大裂缝允许值盾构法:最大裂缝宽度不得大于0.2mm;矿山法:0.2~0.3mm。
⑥警戒值:管理基准值的70%作为警戒值。当监测数据达到警戒值时,应提高监测频率,停止施工、分析原因、采取措施。8.施工重难点分析及对策8.1.暗挖隧道地质条件差根据本标段地质资料,区间暗挖隧道处于地下水位以下的粉质粘土层、中砂层以及夹透镜体砂层的粉质粘土层中,易发生坍塌、管涌现象,因此,本标段暗挖隧道段地质条件差,施工时要引起高度重视。8.2.区间隧道暗挖段断面多样,工法转换频繁,结构处理复杂本标段区间隧道暗挖段本标段总长710.193m,结构断面样式共计17种,而断面形式变化达33次,施工采用
框架结构、桩基础:0.002LL-相邻桩
台阶法、CRD法、双侧壁导坑法等工法,各种工法相互穿插,转换频繁,施工功效较低,施工缝、变形缝预留较多,结构处理复杂。应对措施:(1)针对变断面施工转换提前做好专门的施工组织设计,详细规划,统筹安排,确保施工安全顺利进行。(2)暗挖施工严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、早封闭、强支护、勤量测”的工序原则,采用化大洞为小洞的方式,分部开挖大断面洞室,及时完成初期支护。(3)整个断面初期支护封闭成环后,尽快进行二次衬砌的施作,结合变形监测情况,根据设计要求跳段拆除临时支撑,保证施工安全。8.3.地面交通繁忙,交通疏解压力大盾构吊出井位于小寨东路主干道,分两期施工,利用军便梁覆盖半幅井口以解决地面交通问题,施工交通疏解时间长、压力大。利用施工竖井提升碴土、倒运设备材料,速度较慢,影响工期。台阶法、CRD法、双侧壁导坑法等工法,各种工法相互穿插
应对措施:成立开挖支护、防水施工、出碴运输、衬砌施工等QC小组,不断优化施工方案、施工工艺,缩短单一工序时间,加快施工进度。8.4.暗挖区间隧道施工降水施工时需将地下水降至结构底板以下1.0m,确保开挖在“无水”状态下作业。如何做好施工降水,做到无水施工是本标段施工关键点也是难点。应对措施:(1)补充钻探,补充地质资料施工前,先对工点进行补充钻探,明确当前地下水位深度,同时施做基坑处水位观测井,以便实时对地下水位变化情况进行观察,分析。(2)请专业降水单位进行降水方案设计,并请专家对方案评审。降水作业由专业降水单位负责。(3)提前1个月开始降水,必要时在隧道内采用轻型井点降水措施,对含水土层采用超前预注浆加固封堵处理,确保开挖在“无水”状态下作业。应对措施:
(4)以抽导相结合的办法在开挖过程中,由于地下水来源不同,仅靠抽排降水井内的水有时不可能完全达到排水效果。根据具体情况,采取半幅逐层开挖,于出水侧设置汇水管,开挖面设置集水坑,汇集的水用水泵分阶段抽出。(5)加强监控量测,必要时采用回灌技术及其他辅助措施,确保基坑、隧道施工与周边建筑物的安全。9.施工技术保证措施9.1.开挖、支护技术保证措施严格控制断面开挖,少超挖,不欠挖。开挖前画出开挖断面的中线、水平和断面轮廓。材料质量的检验工作连续进行,以保证产品满足规范要求。非规定的和非标准的材料不使用。对已喷射的混凝土,按规定取样试验,确保喷射砼试件合格。已喷射混凝土表面无开裂、渗水、钢筋锚杆外露和混凝土侵入隧道净空现象。(4)以抽导相结合的办法
钢架支护根据中线、水平、坑道断面和预留沉落量,架设在隧道中线方向的垂直面上。支护的间距,按设计要求架设。支护间用纵撑连接牢固,构成整体。9.2.大断面隧道施工技术措施加强超前地质预报和监控量测工作,为初期支护参数选定和二次衬砌施作提供可靠依据。采用多功能隧道断面仪、仰拱栈桥等设备、设施,加快施工进度,减少施工干扰。成立开挖支护、防水施工、出碴运输、衬砌施工等QC小组,不断优化施工方案、施工工艺,缩短单一工序时间,加快施工进度。9.3.大断面隧道控制变形技术措施成立监控量测小组,采用精密量测仪器,加强监控量测工作,对施工全过程实施围岩及支护状态、拱顶下沉及收敛量测。加强量测管理,增加量测频率,并实施围岩支护间接触应力,初期支护格栅主筋应力量测,及时进行量测数据的分析和反馈,为优化支护参数和适时进行二衬施工,减少和控制围岩变形提供可靠的技术保证。钢架支护根据中线、水平、坑道断面和预留沉落量,架9.4.衬砌技术保证措施洞身衬砌工程的模板、支架具有足够的刚度、强度和稳定性,支撑部分有足够的支撑面积。混凝土浇注分层、对称同时进行,振捣密实、无空洞、无蜂窝麻面。混凝土入模后,采用插入式振动器振捣密实。在浇注过程中,经常检查模板、钢筋、支撑、预留预埋件的位置是否正确,如发现情况有异,迅速处理。振捣器在每一振点的延续时间以混凝土不再明显沉落,表面出现浮浆为度,不漏振,也不过振。混凝土浇注时水平、分层、连续进行。混凝土拆模后立即进行洒水养护,洒水频率必须保证混凝土表面保持湿润。养护龄期至少14d。9.5.防水技术保证措施按设计图纸设置防水层,防水层所用材料符合要求,施作时间安排在衬砌浇筑前。防水层之间的接缝要保证质量,搭接长度为100mm。9.4.衬砌技术保证措施
在安装止水带及混凝土振捣作业过程中,加强对止水带的保护,不被钢筋、石子和钉子刺破或捣固器振捣而发生偏移。加强混凝土振捣,排出止水带底部气泡和孔隙,使止水带和混凝土紧密结合。二次衬砌施工缝涂抹砼界面剂。加强对施工缝、变形缝防水设施的检查,确保施工缝、变形缝不发生渗漏水。9.6.其它措施科学
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