隧道浅埋暗挖台阶法施工工艺工法

地道浅埋暗挖台阶法施工工艺工法地道浅埋暗挖台阶法施工工艺工法地道浅埋暗挖台阶法施工工艺工法地道浅埋暗挖台阶法施工工艺工法序言1.1工艺工法大体浅埋暗挖台阶法是指在纤弱围岩地层中，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为要点，以格栅（或其他钢构造）和锚喷作为初期支护手段，依照“新奥法”大多数原理，依照“十八字”原则（管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测）在距离地表较近的地下进行各样种类地下洞室暗挖施工的一种方法，其埋深小于洞宽的两倍左右。继1984年王梦恕院士在军都山地道黄土段试验成功的基础上，又于1986年在拥有开拓性、风险性、复杂性的北京中兴门地铁折返线工程中应用，在拆迁少、不扰民、不破坏环境下获得成功。同时，联合中国特点及水文地质系统，创办了小导管超前支护技术、8字型网构钢拱架设计、制造技术、正台阶环形开挖留核心土施工技术和变位进行反分析计算的方法，提出了“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”18字目标，突出时空效应付防塌的重要作用，提出在纤弱地层迅速施工的理念。由此形成了浅埋暗挖台阶法，创办了合用于纤弱地层的地下工程设计、施工方法。1.2工艺原理浅埋暗挖法沿用新奥法(NewAustrianTunnelingMethod)基本原理，初次支护按担当全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备；初次支护和二次衬砌共同担当特别荷载。应用浅埋暗挖法设计、施工时，同时采用多种协助工法，超前支护，改良加固围岩，调换部分围岩的自承能力；并采用不相同的开挖方法实时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护系统；在施工过程中应用监控量测、信息反应和优化设计，实现不塌方、少沉降、安全施工等，并形成多种综合配套技术。工艺工法特点2.1浅埋暗挖法施工拆迁占地少，不扰民，不搅乱交通，节俭大量拆迁投资。2.2工法单调，工序变换少，不需要太多专业设施，灵便方便。2.3合用于不相同地层，不相同跨度，多种断面形式。合用范围本工艺工法大多用于第四纪纤弱地层的地下工程，围岩自承能力很差，为控制地表沉降，初期支护刚度要大、要实时。主要引用标准4.1《地铁设计规范》（GB50157）4.2《地下铁道工程施工及查收规范》（GB50299）4.3《发射混凝土加固技术规程》（CECS161）4.4《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490）4.5《铁路地道施工规范》（TB10204）施工方法台阶法施工方法为：采用人工开挖，先开挖登台阶，开挖前在隧道拱顶范围内打设超前小导管，并注浆加固土体，顺着拱外弧线进行环状开挖并留核心土，控制开挖步距0.5～0.75m，架设钢格栅并发射混凝土实时封闭土体。上下台阶步距3.5～5m，下台阶实时跟进，使初支钢格栅提早封闭成环，减小地层沉降。6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程施工工艺流程图见图1，开挖步骤图见图2。超前小导管施工1.小导管准备2.浆液配制，注浆登台阶开挖登台阶支护1.锚杆、钢筋网准备2.钢架准备开挖核心土3.喷砼准备下台阶开挖监控量测下台阶支护1.锚杆、钢筋网准备数据办理2.钢架准备基面办理3.喷砼准备信息反应防水层施工衬砌施工图1台阶法施工工艺流程图2开挖步骤图6.2施工准备6.2.1施工前组织技术员对图纸进行审察，提早找出图纸有误的地方进行修正。6.2.2编制专项施工方案，编写作业指导书，做好技术交底，有效指导施工。6.2.3建立测量小组，对线路坐标进行核算，制定放样方案，做好测量放样工作。6.2.4场所规划合理，对公共区地面进行硬化，砂、石、水泥有专门的库房寄存，钢筋加工区范围明确，生活生产地区分开。6.2.5施工地区水、电接引到位，知足施工需求。6.2.6组织施工人员，进行生产前安全、技术培训。6.2.7施工机具进场报验，经过检修能够正常投入生产。6.3操作要点6.3.1施工步序超前小导管施工施工前进行测量放样，在设计孔位地点上点上标记，尔后将小导管打入标记点位；在注浆前先将工作面封闭，以防漏浆。浆液依照地层情况选择，砂层考虑采用水玻璃化学浆液注浆加固，砂卵层考虑采用双液浆注浆加固，注浆应严格控制注浆压力，压力控制在0.4～0.6Mpa保证注浆收效。注浆次序由下向进步行，浆液可用拌合机搅拌。登台阶土方开挖及支护1）土方开挖采用人工开挖，注浆加固完成后，顺着拱外弧线用人工进行环状开挖并留核心土，每循环开挖进尺为一榀拱架间距，立即发射混凝土，保持掌子面土体的牢固，尽可能减少对拱部开挖土体的扰动。2）施工中严格控制开挖进尺，根绝超挖现象。用多台激光指向仪控制开挖中线及水平，保证开挖断面圆顺，开挖轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响。3）在开挖过程中，可能出现在地道轮廓线地点出现漂石或大粒径卵石的情况，在办理此类土体时，将漂石或大粒径卵石从洞内取出，必然出现超挖现象，因此，在施工过程中，取出此类石块时，应立刻架设拱架，回填并注浆加固，防备土层出现塌方。4）开挖过程中加强监控量测，当发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值高出设计赞成值或出现突变时，应实时采用加固举措或改变施工方法和支护参数。登台阶支护开挖尺寸知足要求后，立刻架立拱架，并挂网发射混凝土实时封闭。1）严格控制拱架架设的地点：马头门进正洞前2m范围土应力相对较大，此范围拱架可加密部署，其他部位依照设计间距安装，架设里程误差控制在±30mm，竖向、横向误差控制在±15mm；2）拱架各单元构件间连结螺栓垫片齐备，连结牢固可靠，并用相同主筋直径的钢筋协助焊接，采用单面焊接形式，焊接长度不小于10d；3）纵向拱架间连结设置联系筋，连结筋的规格与环向间距由设计确定，。联系筋与上循环拱架间采用单面搭接焊的连结形式；4）拱架间土体采用钢筋网片封闭，网片间搭接长度不小于1个网格，且赞成误差控制在±25mm；5）登台阶两侧拱脚超挖部分，用钢板或方木垫实；6）在登台阶每榀拱架拱脚处打设锁脚锚管，并压注水泥浆。7）拱架架设完成此后，即可进行发射混凝土施工，锚喷现场必须采用防尘举措，减少粉尘对环境的污染；严格依照锚喷操作规程，控制回弹量；发射混凝土表面应密实、平展，无裂痕、零散、漏喷、空鼓等现象，低凹处矢弦比不大于1/10。开挖核心土及下台阶土方登台阶支护完成此后，即可对核心土及下台阶土方进行开挖，每循环进尺同登台阶，由技术员控制拱底标高，防备出现超挖现象。下台阶支护土方开挖到位后，即可进行下台阶拱架安装，上拱架与下拱架连接亲密，连结板之间不应留有缝隙，连结螺栓必定全部安装并拧紧，保证整个拱架封闭成环后的承载强度。拱架安装完成后即可发射混凝土尽早封闭土体，并进行下一循环的工作。基面办理未挂布防水层前由测量技术人员进行断面检查，若是有欠挖则需办理，办理欠挖完成后进行防水基面办理：切除超前小导管、锚杆、钢筋优等，基面严重不平展的要进行混凝土的复喷，经监理工程师查验合格后，就能够开始铺布防水层的工作。防水层施工防水层的施工可依照现场实质情况，合理安排防水的施工进度，防水层的施工必定依照防水资料种类所规定的施工做法进行，搭接长度及接头办理知足规范要求，防水施工完成后做好成品保护，防备在二次衬砌施工时对防水层的破坏，致使构造完成后出现渗漏现象。二次衬砌施工钢筋绑扎以前由测量人员进行中线定位测量，依照中线地点编排钢筋骨架，先施工下拱，后施工上拱。混凝土浇筑必定保证连续性，浇筑速率宜保持每小时8方左右，实时跟进振捣，保证混凝土的浇筑质量。6.3.2监控量测表1主要监测项目序号监测项监测仪测点间距测试距开挖面远近的量测时间间隔目表精度0～5m5～15m15～30m＞30m1洞内、外现场随时进行察看巡视地道周地道中心测2围地表水平仪点纵向步1mm12h1d3d7d沉降距≤15m3净空变收敛计纵向步距≤0.1mm12h1d2d5d化15m4拱顶水平仪纵向步距≤1mm12h1d2d5d下沉15m5地下水位管5mm12h1d2d5d水位水位仪7劳动力组织依照现场施工要求，在每个工作面施工时，人员装备情况见下表：表2人员装备表序号工种人数备注1管理人员5现场管理、技术2钢筋加工班10全部钢构件（包括钢格栅）的加工3衬砌班8拆、立模、台车滑移，接拆砼泵、砼浇筑4开挖支护班24（两班）正洞土方开挖及洞内运输、超前支护、格栅安装、初支喷锚等5防水班6二衬外包防水施工6注浆班7初支背后注浆及二衬拱背回填7后勤人员10物质、食堂、文明施工8专职安全员2施工现场安全工作管理9特种作业人员16龙门架、场内灵便车司机，电气焊工主要机具设施表3设施配置表序号作业名称机具设施名称规格/型号单位数量备注1渣土、建材垂直提升竖井提升架2-10T套1双葫芦2超前导管打设电动空压机18m3/min台13初支砼网喷电动空压机22m3/min台14施工及生活用电静音发电机300KW台15拌制初支砼逼迫搅拌机js-350台26渣土装车装载机ZL-50辆17初支及二衬钢筋安装电焊机BX3-500套3单作业面8初支及二衬钢筋加工钢筋切断机GQ-40台29初支及二衬钢筋加工钢筋波折机台110超前支护，初支背后双液注浆泵2TGZ60/120套2单作业注浆及二衬拱背回填面11洞内排水潜水泵QW-180套1单作业面12洞内出渣农用小翻斗1m3辆2单作业面13洞内通风、排烟通风机3台1单作业60m/s面14资料倒霉资料运输车10吨辆215土方外运自卸汽车10～15t辆616场内资料装卸汽车吊25T辆217二衬砼浇筑汽车泵90型辆19质量控制9.1易出现的质量问题9.1.1地道标高或边拱出现误差，在开挖过程中由于操作误差或有时性的破坏，致使控制点出现误差。9.1.2钢格栅加工质量差，格栅连结不符合设计要求，影响格栅整体受力，在地质条件差的地层中极易出现塌方现象。9.1.3二衬施工钢筋绑扎对外包防水的破坏，致使二衬混凝土浇筑后，构造出现漏水现象。9.1.4二衬钢筋间距不符合设计要求，钢筋连结达不到规范要求。9.1.5砼浇筑不连续而产生冷缝；浇筑过程振捣不实时，致使砼强度不够。9.2保证举措9.2.1严格依照施工工艺标准施工。测量放线完成后，应付现场技术员及工班长实时进行交底，并对控制点做好显然标记以及保护措施。9.2.2钢格栅在加工场加工时，由技术员对模具进行放样，加工好的钢格栅在加工场进行试拼，沿地道周边轮廓误差为±3cm，平向翘曲小于2cm，误差太大或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。9.2.3施工二衬钢筋前，必定先做好防水保护层的施工，焊接施工时，应付焊点地点的防水层与钢筋之间布置保护板以防烧伤，对已破坏的点位实时修复。9.2.4钢筋绑扎过程中，现场技术员以及工班长应严禁时进行检验，对不符合要求的部位责令整改。9.2.5混凝土浇筑前，应付设施进行全面的检查，并装备一套备用设施，出现堵管或机械破坏的情况时，能实时改换，除去故障，保证混凝土的浇筑质量。10安全举措10.1主要安全风险分析10.1.1施工过程中经常能遇看法质条件极差的松弛地层，极易塌方。10.1.2在地道开挖面上部地层中可能存在水囊等地下水情况，一经扰动立刻成为危险的发生源，致使塌方并地道透水。10.1.3施工时期简单发生气体中毒或缺氧窒息的情况发生。10.2保证举措10.2.1加强打设超前小导管注浆加固土体的质量，经过对浆液配比及注浆压力的调整，保证对土体的加固收效；适合缩短开挖步距，加密拱架，加速土体封闭速度，较少土体裸露时间。10.2.2施工中发现掌子面土体含水量变化较大时，可加大超前小导管加固范围，改单排为双排，并改换浆液；对地下水采用引流举措，缩短开挖步距，加强初支。10.2.3地道贯串前，掌子面空气对流困难，随着掌子面的前进，地道内的通风也需跟进加强，通风设计必定保证外面空气能送到贯串前的掌子面，使地道内空气形成流动状态。11环介绍措11.1施工现场依照业主的要求及北京市相关管理的规定设置围挡。围挡要齐整、雅观、大方。为防备施工区内污水外流及基础的牢固，内设排水明沟。11.2施工现场主要进出口设置大门，大门设置要朴实、规整、密闭，非车辆进出时间应封闭，推行封闭施工。11.3对施工区内影响工程施工的市政管网和部分重要建筑物应采用保护举措，保护方法严格依照监理工程师赞成的施工组织设计方案进行。11.4施工现场严格依照施工现场平面部署图定位设置，做到图物相吻，同时依照工程进展，合时对施工现场进行整理和整改，或进行必要的调整。11.5施工场区的临时便道要进行硬化，其厚度和强度应知足施工和行车需要，在生活区的周围也应进行地面硬化，施工场区的进出口都应设置冲刷槽，保证施工车辆不污染城市道路。施工便道畅达无阻，并经常洒水，防备尘埃飞扬，