横通道施工方案

PAGEPAGE13深圳地铁龙岗线西延段3152标福少区间横通道施工补充方案编制：复核：审批：中铁十六局集团有限公司深圳地铁龙岗线西延段项目经理部二OO九年二月目录1方案编制依据 11.1主要依据包括 11.2执行的规范及标准 12横通道及横通道南端右线处水文地质 13方案编制原因 24、施工原则 25施工方案 25.1横通道施工方案 25.2具体的施作方法 45.3施工参数说明及注意事项 66主要施工技术 66.1超前小导管施工工艺 76.2喷混凝土的施工工艺 76.2.1喷混凝土的施工方法 76.2.2原材料的要求 76.2.3喷混凝土技术要求 86.2.4喷混凝土机具及工艺流程 96.2.5保证喷射混凝土密实的技术措施 96.2.6射混凝土安全技术和防尘措施 106.3初期支护背后注浆施工工艺 116.3.1注浆管的布设 116.3.2注浆工艺 116.4超前探测施工工艺说明 126.4.1超前探测分析 126.4.2异常情况处理方法 127突发事件应对措施 12福少区间横通道施工补充方案1方案编制依据1.1主要依据包括⑴福少区间暗挖段工程投标文件、施工图纸；⑵设计、施工过程中涉及的有关规范、规程；⑶我公司现有的技术水平、施工管理水平和资金投入能力，机械设备配套能力；⑷我公司类似工程的施工经验和科研成果。1.2执行的规范及标准⑴地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999⑵岩土工程勘察规范GB50021-94⑶深圳市地铁三号线投资有限公司组织的现场踏勘及调查资料。⑷地下防水工程施工及验收规范GB50208-2002⑸《福少区间暗挖施工组织方案》2横通道及横通道南端右线处水文地质福少区间矿山法暗挖隧道在ZDK7+296.095/YDK7+273.602处设置临时施工竖井及施工横通道（兼2#联络通道），通过竖井及横通道对本区间硬岩段隧道采用矿山法施工。施工横通道南端右线处地质经现场勘察，是中风化岩层与土状强风化花岗岩的岩层结合部，岩层构造节理、裂隙密集，裂隙水丰富。在掌子面施工4根6米的超前探测小导管，具体情况如下：超前导管点位图1号孔：0-0.7m坚硬岩石；0.7-4.7m软弱夹泥；4.7-5.3m较坚硬夹泥；5.3-6m2号孔：0-3m较坚硬夹泥；3-4m软弱泥层；4-6m较坚硬（软于0-3m）夹泥；成孔少量出水，开始浑浊，一段时间后清澈。3号孔：0-0.4m坚硬岩石；0.4-6m软弱泥层夹石；成孔无涌水，泥层较硬。4号孔：0-1.5m坚硬岩石；1.5-6m软弱泥层；成孔无涌水，泥层较硬。3方案编制原因从设计院地质报告和超前探测的地质报告可以看出，横通道及横通道南端处右线隧道处于变质砂岩全强风化层与中风化岩层的交接处，且裂隙水较大，给洞身的开挖支护带来较大困难。根据以上情况，为确保横通道及横通道南端处右线隧道的顺利开挖，在《福少区间矿山法施工组织设计》的基础上特编制横通道施工方案，以备施工过程中得以参照。4、施工原则施工的总原则是确保工程质量、施工安全和工期的同时保证周边环境的安全。1、不同的地质条件下采取不同的技术措施，保证洞室施工安全，控制地表下沉，施工过程力求稳妥可靠；2、暗挖通道开挖掘进施工时严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的基本工艺。施工工序及施工组织严格遵守“先排管、后注浆，再开挖，注浆一段，开挖一段，支护一段，封闭一段”的原则。5施工方案5.1横通道施工方案横通道及横通道南端处右线隧道处于变质砂岩全强风化层与中风化岩层的交接处，且裂隙水较大。横通道的拱顶标高比右线正洞拱顶标高低，为了下一步更好的开启马头门，则必须挑高横通道。由于右线与横通道交界处地质条件非常差，而横通道地质条件则处于中风化岩层，为了减少开挖风险，在横通道地质岩层好处4米范围内先行挑高到预定位置，这个预定位置就是横通道拱顶的拱脚标高比右线正洞拱顶标高高30cm，提供向前施工的作业空间，横通道挑高后，剩下的这一小段右线正洞部分采用台阶法施工直至右线南侧边线外30cm处并施做封堵墙。开挖过程中辅以掌子面拱顶施作φ42超前支护注浆钢花管注双液浆，使开挖面顶部形成硬棚防止顶部土体坍塌，挂钢筋网架格栅施作锁脚锚管并喷锚支护，土方采用人工小机具开挖，土层中夹杂有岩层，则岩层破除采用微震松动爆破，进尺控制在0.5米~0.7米，边墙少量水用钢花管引出，封闭后再注水泥浆止水。具体施工步骤及图例如下：横通道施工工艺说明序号图例施工步骤说明1一、由于横通道地质比较好，在横通道如图所示的4米范围内上掏到格栅拱顶至如图所示的标高处。2二、超前支护在横通道前进方向拱顶施作超前小导管支护（看情况必要时注双液浆）。3三、上台阶开挖支护开挖通道上半断面，预留核心土；初喷，上台阶挂网片架设钢格栅和施作锁脚锚管，喷C20混凝土（保护格栅脚部土体，掌子面地下水由所示排水沟排出）。4四、封端格栅施工开挖到设计端头时进行封端施工，50cm架设一榀，初喷，挂网片架设钢格栅施作锁脚锚管，喷C20混凝土。5五、下台阶开挖支护开挖横通道下台阶，仰拱顶标高与设计导向台底标高一致，初喷，挂网片架设钢格栅施作锁脚锚管，喷C20混凝土。6六、封端格栅施工下台阶端头进行封端施工，50cm架设一榀，初喷，挂网片架设钢格栅施作锁脚锚管，喷C20混凝土。7七、右线马头门开启施作右线马头门，洞门格栅与通道格栅有效连接。5.2具体的施作方法第一步：由于横通道地质比较好，在横通道如图所示的4米范围内上掏到格栅拱顶至如图所示的标高处。第二步：继续施作上台阶，直至右线南侧边线外30cm处并施做封堵墙。第三步：施作下台阶，仰拱顶标高与设计导向台底标高一致。第四步：施作右线马头门，洞门格栅与通道格栅有效连接。5.3施工参数说明及注意事项1、隧道按喷锚构筑法进行设计和施工，初期支护采用喷混凝土、钢筋网、格栅钢架，各支护参数如下：⑴喷混凝土：C20早强混凝土，回弹料不能回填，喷锚必须密实。⑵格栅钢架：全环设置，纵向间距为500~700mm⑶钢筋网：纵向、环向均用φ8钢筋，构成200x200mm网格，全环设置。钢筋网应与锚杆联接牢固。钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于50mm⑷超前支护：φ42注浆小导管，壁厚4.0mm，环向间距300mm，一般长度L=3500mm，小导管长度必须符合L≤5000mm，钢管前端加工成锥形，尾部焊接加劲箍,钢管围壁钻4排φ6mm压浆孔，径向沿开挖轮廓线外1⑸锁脚锚管用φ42壁厚4.0mm长3.0m小钢管制作，钢管前端加工成锥形，尾部焊接加劲箍，钢管前方2m范围内钻10个左右φ6mm2、当隧道土层中有硬岩需采用爆破开挖时，应进行爆破震动速度监测，采用微振、松动、控制爆破。3、隧道开挖后，应及时支护；隧道开挖后，当地下水较多，掌子面不能自稳时应及时喷50mm厚的C20早强混凝土临时封闭掌子面。4、隧道施工采用台阶法施工。5、施工中应加强现场的监控量测工作和地质超前预报工作，并及时反馈信息，以便调整有关设计参数。6主要施工技术6.1超前小导管施工工艺1、喷射砼封闭开挖轮廓面和掌子面。2、钻孔并安设小导管：钻孔直径大于钢管直径20mm以上，超前小导管按环向间距40cm,辅射角根据拱顶抬高形成的角度定，纵向留2.0m的搭接，导管用直径42mm，壁厚4mm的钢管制作，每根长3.5m左右，钢管前端加工成锥形,尾部焊接加劲箍,钢管围壁钻四排φ6mm3、注浆：注浆压力根据地质条件确定，注浆材料采用水泥水玻璃浆液，配合比为：水泥浆液：水玻璃=1：0.8（体积比）；水泥标号为425，为防压裂工作面，同时还需控制注入量，当每根导管的注浆达到设计量时即可停止，当孔口压力达到规定但注入量不足时也应停止。4、检查注浆效果：注浆结束后，必须钻孔检查注浆效果，如未达到要求时补孔注浆。5、格栅架设完成后，小导管的外露端与格栅焊接在一起，共同组成预支护体系。6.2喷混凝土的施工工艺6.2.1喷射机械安装好后，先注水、通风、清除管道内杂物，同时用高压风吹扫岩面，清除岩面尘埃；保证连续上料，严格按施工配合比配料，严格控制水灰比及坍落度，保证料流运送顺畅；操作顺序：喷射时先开水润管，再开风，后送料，以凝结效果好、回弹量小、表面湿润光泽为准。6.2.2水泥：采用不低于设计标准的普通硅酸盐水泥，使用前做强度复查试验，其性能符合现行的水泥标准。细骨料：采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5。粗骨料：采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于15mm，级配良好。使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。水：采用不含有影响水泥正常凝结与硬化有害杂质的自来水。速凝剂：掺量一般为水泥用量的5%左右。6.2.3喷射混凝土时人工掌握喷头直接喷射混凝土。施喷前必须检查混凝土喷射机是否正常运作且具有良好的密封性，输料连续均匀。拌混合料采用强制式搅拌机，搅拌时间不小于2min。原材料的称量误差为：水泥、速凝剂±1%，砂石±3%；混合料应随拌随用，拌合好的混合料存放时间不得超过20min；喷射混凝土作业前，清洗受喷面并检查断面尺寸，保证尺寸符合设计要求。喷射混凝土作业区有足够的照明，作业人员佩带好作业防护用具。喷射混凝土在开挖面暴露后立即进行，作业符合下列要求：喷射混凝土作业分段分片进行。喷射作业自下而上，先喷格栅钢架与拱壁间隙部分，后喷两钢架之间部分；喷射混凝土分层进行，一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定，拱部宜为5～6cm，边墙为7～10cm，后喷一层应在先喷一层凝固后进行，若终凝后或间隔1h后喷射，受喷面应用高压风、水清洗干净；严格控制喷嘴与岩面的距离和角度。喷嘴与岩面应垂直，有钢筋时角度适当放偏，喷嘴与岩面距离控制在0.6～1.2m范围以内，如图所示；喷射砼喷嘴与岩面关系图喷射时自下而上，即先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死角，料束呈螺旋旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形喷射，每次蛇形喷射长度为3～4m，详见下图：喷射砼轨迹图喷射混凝土终凝2h后开始洒水养护，洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度；养护时间不得少于14d；喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象，不平整度允许偏差为±3cm。6.2.4喷射混凝土采用干喷工艺。混凝土在洞外拌合，由横通道竖井下料管下到运料车运至喷射工作面，速凝剂在作业面随拌随用。混凝土配合比由试验室根据试验确定并报监理、业主审批，施工时必须严格按照混凝土配合比拌料。喷射混凝土施工工艺如图所示：喷射面喷射面粗骨料细骨料筛选拌合机喷射机喷嘴水泥速凝剂给水供风喷射混凝土施工工艺6.2.5严格控制混凝土施工配合比，本工程喷射混凝土标号为C20，配合比经试验确定为各用料质量比。合用料进入搅拌机前必须过磅称量，称量精度必须符合水泥、速凝剂±1%，砂石±3%的规范要求；严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求；喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。同时加强对设备的保养，保证其工作性能；喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密；初喷混凝土紧跟掌子面，复喷前先按设计要求完成超前小导管、钢筋网、格栅钢架的安装工作；渗漏水地段的处理：当围岩渗水无成线涌水时，在喷射混凝土前用高压风吹扫，开始喷射混凝土时，喷射混凝土由远而近，临时加大速凝剂掺量，缩短初凝、终凝时间，逐渐合拢喷射混凝土；有成线涌水时，斜向窜打深孔将涌水集中，再设软式橡胶管将水引排，再喷射混凝土，最后从橡胶管中注浆加以封闭。止住后采用相同配合比喷射混凝土封闭；喷射混凝土2小时后由专人养护，在气温低于+5℃坚决实行"四不"制度：即喷射混凝土工序不完，掌子面不前进，喷射混凝土厚度不够不前进。混凝土喷射后发现问题未解决不前进，监测结果表明不安全不前进。以上制度由现场领工员负责执行，责任到人，并在工程施工日志中做好记录以备检查。6.2.6严禁将喷管对准施工人员，以免突然出料时伤人；喷射作业时，喷管不出料并出现往复摆动时，可能有大石块堵住送料管，此时应立即停机处理，切勿将大石块强行吹出；用震动疏通的方法处理堵管石，喷射手和辅助操作人员要紧握喷管，以免送风时喷管甩动伤人，处理堵管时，料罐风压不能超过0.4MPa；处理堵管和清理料罐时，严禁在开动电机、分配盘转动的情况下将手伸入喷管和料罐；喷射手应配戴防护罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套；适当增加砂石的含水率，是减少搅拌、上料、喷射过程中产生粉尘的有效方法。砂的含水率宜控制在5～7%，石子含水率宜控制在2%左右。加强通风和水幕喷雾，对降尘有显著效果。一般通风管距作业面以10～15m为宜；6.3初期支护背后注浆施工工艺初期支护施工时，在拱部会留下部分空隙，使初期支护与围岩分离，不能一起承受荷载，这样就与施工原理相违背，对结构的安全性和控制地表沉降很不利，因此隧道全断面初期支护封闭并达到设计强度后，须及时对初期支护混凝土实施拱背回填注浆，可在隧道初支全断面封闭并且初支封闭段长大于10米时（避免跑浆），及时进行初支拱背回填注浆。6.3.1⑴初期支护拱部格栅架立时在起拱线以上预先焊接注浆管，注浆管环向布置3根，纵向间距为3米，采用40cm长φ42mm、壁厚3.5mm钢管制成,注浆管在设计初支厚度外露20㎝；⑵局部边墙漏水处可增设注浆孔；⑶注浆孔喷射砼前应以编织袋封堵注浆管口，以免喷砼堵塞注浆孔；6.3.2⑴初支背后注浆随开挖进度跟进，注浆材料采用水泥砂浆，浆液水灰比1：1。⑵为保证初支背后密实，采用三次注浆方式，第一次注浆注浆压力一般控制在0.3~0.4MPa之间，第二次注浆注浆压力一般控制在0.4~0.5MPa之间，第三次注浆注浆压力一般控制在0.5~0.6MPa之间；头两次注浆完毕必须及时压注清水洗孔