城市轨道交通区间隧道施工组织设计

上海轨道交通12号线3标七莘路站——虹莘路站区间施工组织设计区域分控掘进法平面投影区域生沉降的区域12、34、5、62、3受盾构挤压而隆起的区域盾构姿态变化产12、3图中1、2、3、4、5、6分别代表六中不同工况下的变形机理：1——由于盾构掘进中正面水土压力的不平衡而导致地层下沉或隆起，以及开挖面的崩裂；2——由于盾构外壳与土体之间摩擦而导致地层隆起；3——由于盾构姿态的变化引起地层损失而导致地层下沉；4——由于盾构掘进后盾尾空隙引起地层损失而导致地层下沉；5——由于盾构掘进后的注浆引起的地层隆起；6——由于以上五种作用，盾构掘进后使周围土体产生超孔隙水压力和受到扰动而进行固结和蠕变导致地层下沉。本工法减小对地层的扰动，尽可能做到施工过程微扰动，施工终了无扰动（恢复原态）。对盾构推进过程中，盾构壳体、盾构机切削面和壁后注浆等共同组成了影响沉降的多元影响进行全方位的控制。①严格控制土压力及出土量土压力设定时要考虑隧道上部土体损失和铁路运营的附加应力的影响，同时适当考虑列车动荷载。对每环的实际出土量和理论出土量进行比较，严格保持开挖面的土压平衡，减少对土体的扰动，防止超挖及欠挖。②降低推进速度由于在穿越过程中，盾构施工须减低推进速度，宜保持在2cm/min以内，确保盾构总推力、刀盘扭矩与螺旋机压力等参数控制在正常范围内。6.6.4盾构曲线掘进施工本区间隧道平曲最小为R=650m，轴线控制难度不大，曲线总长约为545米(单条隧道)。单仍需注意曲线掘进施工。在曲线段施工时，参照以往施工经验，根据推进速度、出土量和地层变形的信息数据，及时调整各种施工参数，以期在尽量短的时间内将施工参数和注浆量调至曲线推进的最佳状态，确保隧道施工质量。1）盾尾与管片间的间隙控制曲线施工内的管片拼装至关重要，而影响管片拼装质量的一个关键问题是管片与盾尾间的间隙。合理的周边间隙可以便于管片拼装，也便于盾构进行纠偏。施工中，随时关注盾尾与管片间的间隙，一旦发现单边间隙偏小时，及时通过盾构推进方向进行调整，使得四周间隙基本相同。在管片拼装时，应根据盾尾与管片间的间隙进行合理调整，使管片与盾尾间隙得以调整，便于下环管片的拼装，也便于在下环管片推进过程中盾构能够有足够的间隙进行纠偏。根据盾尾与管片间的间隙，合理选择楔型管片。曲线施工段时，盾构机的盾尾与管片间间隙的变化主要体现在水平轴线两侧，管片转弯正常跟随盾构机，当盾构机转弯过快时，隧道外侧的盾尾间隙就相对较小；当管片因楔子量等原因超前于盾构机转弯时，隧道内侧的盾尾间隙就相对较小。因此，当无法通过盾构推进和管片拼装来调整盾尾间隙时，可考虑采用楔型管片和直线型管片互换的方式来调整盾尾间隙（可结合管片选型软件指导）。2）盾构纠偏量控制盾构在曲线施工段推进时，盾构机的纠偏控制尤为重要。盾构的曲线推进实际上是处于曲线的切线上，因此推进的关键是确保对盾构的头部的控制，由于曲线推进盾构环环都在纠偏，因此必须做到勤测勤纠，而每次的纠偏量应尽量小，确保楔形块的环面始终处于曲率半径的径向竖直面内。除了采用楔型管片，为控制管片的位移量，管片纠偏在适当时候仍需采用软木楔子，从而达到有效地控制轴线和地层变形的目的。针对每环的纠偏量，通过计算得出盾构机左右千斤顶的行程差，通过利用盾构机千斤顶的行程差来控制其纠偏量。同时，分析管片的选型，针对不同的管片需有不同的千斤顶行程差。3）盾构测量控制盾构机的测量是确保隧道轴线的根本，在小曲率半径段是盾构机的测量极为重要。盾构采用自动测量系统测量盾构姿态，盾构掘进作业时，自动测量系统每5分钟测量一次盾构姿态，为盾构推进提供实时姿态数据。在曲线施工段推进时，同时适当增加隧道测量的频率，通过多次测量来确保盾构测量数据的准确性，并可以通过隧道测量数据来反馈盾构机的推进和纠偏。在施工时，如有必要可以实施跟踪测量，促使盾构机形成良好的姿态。由于隧道转弯曲率半径变小，隧道内的通视条件相对较差，因此必须多次设置新的测量点和后视点。在设置新的测量点后，应严格加以复测，确保测量点的准确性，防止造成误测。同时，由于盾构机转弯的侧向分力较大，因此可能造成成环隧道的水平位移，所以必须定期复测后视点，保证其准确性。4）盾构同步注浆由于曲线段推进增加了曲线推进引起的地层损失量及纠偏次数的增加导致了对土体的扰动的增加，因此在曲线段推进时应严格控制浆液的质量及注浆量和注浆压力。在施工过程中采用推进和注浆联动的方式，注浆未达到要求时盾构暂停推进，以防止土体变形。根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆参数，从而有效地控制轴线。5）土体损失及辅助措施由于设计轴线为圆滑曲线，而盾构是一条直线，故在实际推进过程中，实际掘进轴线必然为一段段折线，且曲线外侧出土量又大。这样必然造成曲线外侧土体的损失，并存在施工空隙。因此在曲线段推进过程中在进行同步注浆的工程中必须加强对曲线段外侧的压浆量，以填补施工空隙。必要时，可采取二次注浆的措施，以加固隧道外侧土体，盾构顺利沿设计轴线推进。6.6.5穿越重要管线本工程七莘路站~虹莘路站区间地下管线较多，管线主要在七莘路、水清路、新镇路、S20公路下方及顾戴路、。由于盾构施工中管线会受到一定的影响，在施工时加强对管线的监测。七莘路站~虹莘路站区间主要管线分布详见表6.8。表6.8七莘路站~虹莘路站区间主要管线一览表区段主要管线虹莘路站~七莘路站虹莘路站~七莘路站顾戴路信息9孔(内含军缆)空军军缆1根空军军缆1根上水Φ600上水Φ300雨水Φ800上水Φ200上水Φ200煤气Φ1200污水Φ600煤气Φ1000上水Φ1000雨水Φ600上水Φ800煤气Φ500埋深约1.1m埋深约1.0m~1.1m埋深约1.0m埋深约1.2m~1.3m埋深约1.1m~1.2m埋深约2.0~3.2m埋深约1.2m~1.3m埋深约1.0m~1.2m埋深约1.2~1.3m埋深约2.0m~3.2m埋深约1.1m~1.4m埋深约1.3m~1.5m埋深约1.5m~1.8m埋深约1.0m埋深约1.1m七莘路七莘路上水Φ300上水Φ500上水Φ500信息24孔(内含军缆)上水Φ200煤气Φ300雨水Φ800/Φ600/Φ300上水Φ300煤气Φ300煤气Φ1200煤气Φ500埋深约1.0m~1.2m埋深约1.1m~1.2m埋深约1.0~1.1m埋深约1.2m埋深约1.0m埋深约0.8~1.3m埋深约1.4m/1.1m/1.2m埋深约1.3m埋深约1.2m埋深约1.5m埋深约1.2m新镇路或水清路上水Φ300煤气Φ300上水Φ300雨水Φ600/Φ1200污水Φ400上水Φ200煤气Φ500/Φ300上水Φ100上水Φ200埋深约1.2m埋深约1.0m埋深约0.8m埋深约1.3m/2.6m埋深约1.9m~2.9m埋深约0.8~1.0m埋深约1.3m/1.0m埋深约0.4m埋深约1.1mS20外环线天然气Φ813雨水Φ600煤气Φ200合流污水Φ2200上水Φ300污水Φ600埋深约14.9m埋深约1.2m埋深约1.1m埋深约4.1m埋深约1.5m埋深约1.5m由于盾构推进沿线各马路下方管线纵横交错，相对于隧道轴线来说，管线可分为两类：一类是于隧道轴线相交的管线，包括正交和斜交的管线；另一类是基本和隧道轴线平行的管线。施工过程中对于这两类管线的保护，应根据资料及实际情况，召开管线协调会，现场确认管线位置，并与有关部门协调来确定相应的管线保护方案。（1）与隧道轴线相交的管线盾构穿越与隧道相交的管线时，在穿越范围内必须强化施工管理，包括施工参数的控制、盾构设备的维修保养、相关人员的配备以及应急材料的准备等。穿越期间采取如下保护措施：在盾构穿越过程中必须严格控制切口平衡压力，同时也必须严格控制与切口压力有关的施工参数，如推进速度、总推力、出土量、纠偏量等，尽量减少土压力的波动。在确保盾构正面变形控制良好的情况下，使盾构均衡匀速施工，以减少盾构施工对管线的影响。严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时充填建筑空隙，减少施工过程中的土体变形。同步注浆量一般为建筑空隙的150％～200％。由于盾构推进时同步注浆的浆液在填补建筑空隙时可能会存在一定间隙，且浆液的收缩变形也存在地面沉降的隐患，因此在隧道掘进的同时，根据地面监测情况，必要时进行二次壁后注浆，浆液为双液浆。浆液通过管片的注浆孔注入地层，并在施工时采取推进和注浆联动的方式，注浆未达到要求，盾构暂停推进，以防止土体变形。根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆量及注浆参数，壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整，从而使地层变形量减至最小。（2）与隧道轴线平行的管线对于和隧道轴线平行的管线，有其一定的特殊性。这类管线在一定的推进距离内，都处于离盾构较近的位置，盾构推进将长时间对管线造成影响。针对这类管线，除采取以上的措施外，应加强实施监测与壁后二次补压浆的措施的力度。尽量将监测点直接布置在管线上，推进过程中加强监测，并做好信息实时反馈工作。同时推进过程中二次补压浆要做到与盾构推进同步，尽量减小后期沉降对管线的影响。（3）特殊沉降监测（针对各重要地下市政、公用管线和军用电缆）①加密测点盾构穿越重要管线时，沿隧道轴线每隔3m布置一监测点，每隔15m布设一测点断面，每一断面以隧道轴线为基准，单边向外1m、3m、5m、7m间隔布设测点，包括隧道中心轴线布一点，共计9点。若条件可将测点直接布设在管线上，使其能直接反映管线的沉降情况。具体可根据管线的实际情况作相应调整。②增加监测频率施工前所得的初始数据为三次观测平均值，以保证原始数据的准确性。在盾构穿越期间每隔6小时进行跟踪测量。待盾构穿越后，变形趋于稳定时，逐渐减少监测次数，并恢复正常监测，待地面变形稳定后方可停止监测。③动态信息传递每一次测量成果都及时汇总给施工技术部门，以便于施工技术人员及时了解施工现状和相应区域管路变形情况，确定新的施工参数和注浆量等信息和指令，并传递给盾构推进面，使推进施工面及时作相应调整，最后通过监测确定效果，从而反复循环、验证、完善，确保隧道施工质量。6.7盾构进洞段推进施工盾构推进至距接收井井壁12m时，是盾构的进洞施工阶段。6.7.1盾构进洞地基加固详见6.2节。6.7.2盾构接收井准备盾构进洞之前，接收井内洞门混凝土凿除准备和洞门封堵材料准备等各项工作必须全部就绪。先对洞门位置进行复核测量，并安装盾构接收基座，准备进行盾构进洞。（1）盾构基座安放根据洞门的确切方位，对盾构基座安放位置进行准确放样。基座安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位拼装、焊接。基座按设计坡度安放，基座就位后，进行支撑加固加强其整体稳定性。（2）洞圈止水装置安装预先在洞圈区域搭设安装止水装置的脚手架，可供安装止水装置及洞门开样洞之用。洞圈上安装一圈弧形插板，作为一道止水屏障。（3）导向轨放置为了使盾构进洞时有良好的导向，在洞圈上安放导向轨。导向轨在洞圈底部放置2根，延伸至盾构基座上并与基座上的两根导向轨联成一体。（4）洞圈注浆球阀的布设为了防止盾构进洞时漏泥浆，及时在渗漏点压注双液浆，在洞圈周围布设6～8个注浆球阀。为了使得注浆效果更佳，注浆球阀后端连接一定长度的1.5寸钢管深入至内道花纹钢板。另外，盾构进洞第一次封门后，接着隧道内管片壁后注浆，此时注浆球阀还将起到泄压检验洞圈注浆效果作用。（5）洞圈清理由于在洞圈内外侧需焊接洞门止水装置及封洞门的弧形插板等，因此洞圈必须清理干净，确保钢洞圈能与其它铁质装置牢固焊接。6.7.3盾构姿态的复核测量盾构贯通前的测量是复核盾构所处的方位、确认盾构姿态、评估盾构进洞时的姿态和拟定盾构进洞段的施工轴线、推进坡度的控制值和施工方案等的重要依据，以使盾构在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，在盾构接收基座上准确就位。6.7.4洞门混凝土的处理在凿除洞门前需对加固土体进行验收，可以在洞圈范围内合理位置开设一定数量样孔以检验盾构出洞正前方土体加固情况，在样洞验收良好的情况下开始凿除洞门。在洞圈内搭设钢制脚手架，分九块凿除洞门混凝土，首先暴露出内排钢筋，割去内排钢筋，保留外排钢筋，并在每块混凝土中间凿出一个吊装孔，清理干净落在洞圈底部的混凝土碎块，等到盾构机刀盘靠到地墙边缘时，按照先下后上的顺序逐块割断外排钢筋，吊出混凝土块。洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土体的流失量。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人身安全。6.7.5盾构进洞在盾构进洞过程中应尽快推进并拼装管片，尽量缩短盾构进洞时间。洞圈特殊环管片脱出盾尾后，立即用弧形钢板与其焊接成一个整体，并用浆液将管片和洞圈的间隙进行充填，以减少水土流失。（1）进洞盾构姿态调整根据现场实测车站端头井洞圈尺寸，盾构进洞阶段的姿态需做适当调整。（2）穿越加固区盾构穿越加固区，应注意以下事项：（1）推进速度控制在1cm/min以内，土压力逐渐降低至最低。2）由于加固区土体强度较高，穿越时需密切注意刀盘力矩、螺旋机扭矩等参数。必要时可利用加泥泵向刀盘正面适当压注膨润土浆或水来降低刀盘扭距；通过接在螺旋机上的球阀，向螺旋机内注膨润土浆或水来降低螺旋机扭矩。3）安排专人密切观察洞门变形和水土情况，加快信息反馈速度，有异常情况立即停止推进，采取相应对策。（3）盾构机外部注浆盾构机鼻尖距封门50cm时，视土体情况开通盾构机壳体注浆孔，用盾构机配备的注浆设备向周边土体压注双液浆，使之形成一个环箍，阻断水土流失的通道。（4）设备检查进洞前，对盾构机主要设备进行一次全面的检查，对存在问题应及时解决，使设备保持良好的运行状态，确保在进洞时不致由于设备原因引起工程难点产生，并尽量缩短进洞时间。（5）洞圈混凝土凿除槽壁封门凿除分2个阶段实施：1）首先在洞圈槽壁上开样洞观察，确认洞门外侧土体加固效果良好的条件下，在洞圈内搭设钢制脚手架，凿除内侧混凝土，暴露出内排钢筋，并切割后吊离。2）当盾构逐渐靠近洞门时，在封门混凝土上开设观察孔，加强对其变形和土体的观测，并控制好推进时平衡压力值。在盾构鼻尖距封门50cm时，停止盾构推进，尽可能出空土仓内的泥土使切口正面的平衡压力降到最低值，以确保混凝土封门凿除的施工安全。槽壁混凝土分9块凿除，暴露出外排钢筋，并在每块混凝土中间凿出一个吊装孔，清理干净落在洞圈底部的混凝土碎块，然后按照先下后上的顺序逐块割断外排钢筋，吊出混凝土。（6）盾构进洞在槽壁混凝土吊除后，盾构应尽快推进并拼装管片，尽量缩短盾构进洞时间。视洞圈渗漏情况采取不同的施工措施。1）若洞圈基本无渗漏，最后一环特殊管片（管片端面有预埋钢板）留在洞圈内。当特殊管片脱出盾尾后，用预先加工的弧形钢板将特殊管片的端面钢板和钢洞圈焊接并注浆。2）若洞圈有一定的渗漏，最后一环特殊管片（管片外弧面有预埋钢板）部分伸出洞圈。特殊环管片脱出盾尾后，将扇形插板插下，紧贴管片外弧面，用双快水泥封闭管片与插板间的空隙，并用浆液充填管片和洞圈的间隙。同时，根据情况，进洞施工可采用二次进洞方案进行。3）若洞圈渗漏较严重，最后一环特殊管片（管片外弧面有预埋钢板）部分伸出洞圈。特殊环管片脱出盾尾后，扇形插板插下并立即将扇形插板与管片外弧面预埋钢板满焊成一个整体，用浆液将管片和洞圈的间隙进行充填，以减少水土流失。同时，考虑进洞的安全性，进洞施工可采用二次或三次进洞方案进行。洞圈注浆采用单液浆（水泥浆）压注。进洞时，如发现渗漏，应以封闭管片与洞圈的间隙为主，并根据实际情况制定相应的措施。在渗漏的过程中，可以压注聚氨脂防水。洞门封闭完成后，再进行注浆加固稳定隧道。（7）管片连接最后10环管片上安装纵向拉紧联系装置，以防盾尾在脱出管片后，管片环与环之间间隙被拉大，造成漏水或漏泥。纵向拉紧联系装置由14b＃槽钢联系条、M30螺栓和连接件等组成。先在管片的注浆孔上安装连接件，连接件为隔环布置，保证处于同一直线上。然后将6根联系条通过M30螺栓固定在连接件上，使这些管片连成一个整体。6.7.6进洞段施工技术措施（1）严格控制盾构正面平衡压力在进洞段盾构施工过程中必须严格控制切口平衡土压力，使得盾构切口处的地层有微小的隆起量来平衡盾构背土时的地层沉降量。同时也必须严格控制与切口平衡压力有关的施工参数，如出土量、推进速度、总推力等。防止超挖、欠挖，尽量减少平衡压力的波动。（2）严格控制盾构的推进速度盾构进洞段施工时，推进速度应放慢，如果推得过快则盾构切口对地层的挤压作用相对明显，推进速度在约1cm/min最为适宜。同时尽量做到均衡施工，减少对周围土体的扰动，避免在途中有较长时间耽搁。（3）严格控制盾构姿态由于进洞施工风险相对较大，为了在进洞过程中减少水土流失，对洞门止水装置做了相应的调整，增加了弧形插板等装置。这些装置都是根据盾构尺寸严格加工，根据盾构居中进洞的姿态安装。为了确保这些装置能充分发挥其止水密封效果，在盾构进洞阶段，须严格控制盾构姿态。（4）管片拼装为了降低进洞风险，盾构必须尽快完成进洞施工。因此，在进洞期间，必须尽快完成每一环的管片拼装任务，同时必须确保管片拼装质量。（5）严格控制盾构纠偏量在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，使盾构均衡匀速施工，盾构姿态变化不可过大。每环检查管片的超前量，隧道轴线和折角变化不能超过0.4％。推进时不急纠、不猛纠，多注意观察管片与盾壳的间隙。采用稳坡法、缓坡法推进，以减少盾构施工对地面的影响。（6）严格控制同步注浆量和浆液质量严格控制同步注浆量和浆液质量，务必做到三点：1）保证每环注浆总量要到；2）保证均匀合理地压注；3）浆液的配比须符合质量标准。通过同步注浆及时充填建筑空隙，减少施工过程中的土体变形。控制每环的压浆量，同时泵送出口处的压力应控制在0.3MPa以内。具体压浆量和压浆点视压浆时的压力值、地层变形监测数据或管片姿态等因素选定。压浆属一道重要工序，注浆班对压入位置、压入量、压力值作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，在确保压浆工序施工质量的前提下，方可进行下一环的推进施工。（7）严格控制盾尾油脂的压注在同步注浆量充足的前提下，盾构机的盾尾密封功能就显得特别重要。为了顺利、安全地进洞，必须切实地做好盾尾油脂的压注工作。每班上班时保证储桶内有充足的油脂，勤检查。杜绝因人为欠压造成的漏浆、漏水现象。（8）动态信息传递在盾构进洞段施工期间，有专职人员昼夜对需控制的构（建）筑物进行沉降监测，及时观察结构的变形情况。采用先进的通讯手段，将监测数据及时、准确地反馈给盾构司机，使得盾构司机能够根据地面所反映的情况，进行正确判断，及时调整施工参数。6.8信息化动态施工管理6.8.1地面监测数据反馈监测数据和周边环境监视数据，监测人员将每天的监测数据和周边环境监视数据进行整理并及时通过计算机和局域网上传至地面监控中心计算机。6.8.2盾构各类参数反馈盾构姿态监测系统，采用人工测量的盾构掘进姿态并收集上传数据至地面监控中心计算机。盾构掘进主要参数，采集盾构机掘进的土仓压力信息、泥浆或泡沫加入系统信息、盾构推进速度、刀盘推力与扭矩等信息，并上传至地面监控中心计算机。管片安装信息，采集管片安装类型、千斤顶及铰接油缸行程等信息，并上传至地面监控中心计算机。同步注浆参数，采集同步注浆参数并上传至地面监控中心计算机。碴土系统监视，在螺旋机出碴口及皮带出土口设置视频监视系统，并通过电缆和调制解调器将数据传送到地面控制中心视频监视终端。6.8.3数据分析通过盾构姿态与设计线路进行对比评估和预测掘进中的水平和垂直偏差值，提供最优纠偏曲线，向盾构操作室主司机下达掘进纠偏曲线指令。分析地面沉降与土仓压力、同步注浆参数、推进速度及出碴量之间的相互关系，优化掘进参数，调整同步注浆技术指标，控制沉降。根据刀盘转速、推进速度、土仓压力改变螺旋输送机转速以改变排土量来维持土仓内的土压与地层压力平衡的控制模式。评估掘进中螺旋输送机/（泥水管线）/泡沫、油脂/注浆、温度等参数和技术指标，为掘进参数的优化提供技术支持。6.9井接头施工6.9.1井接头施工主要工艺本标段隧道共有4个洞门，分别为虹莘路西端头井、七莘路东端头井。洞门接头构造为环形钢筋混凝土保护圈，混凝土等级强度C30，钢筋为-Ⅰ钢筋、-Ⅱ级钢，钢筋焊接成型，混凝土保护层35mm，抗渗等级为0.8MPa。6.9.2施工顺序施工流程：拆除后盾管片→洞口清理→扎筋→立模（分部立模）→浇砼→洞圈注浆。6.9.3施工要求（1）洞门井接头施工在任何时候不得对主体隧道工程的进展造成延缓。（2）拆除或凿除管片前，应探明管片外注浆层情况并确定是否需要预注浆。（3）现浇砼应与隧道和车站端墙密贴、稳固联接。（4）应采取一切措施保证防水施工质量。（5）现浇砼浇灌应获监理工程师批准。（6）应采取有效措施保证施工人员安全及通道上运输车和人员安全。（7）修补方案应报监理工程师审查及批准。6.10隧道防水嵌缝6.10.1嵌缝各项施工工艺流程清除纵、环缝内泥砂、垃圾－涂刷界面剂－嵌入遇水膨胀密封胶－制作聚氨酯密封胶保护层。6.10.2嵌缝作业方法及技术要求（1）嵌缝防水处理①清缝，刷去缝内泥砂杂物，用清水冲洗干净。②嵌入闭孔泡沫聚乙烯条。当接缝产生踏步时，密封胶的嵌入深度至少为12mm，并使嵌入后能达到预定的深度且紧密服贴。③闭孔泡沫聚乙烯条嵌好后，表面应平整。④接头处闭孔泡沫聚乙烯条应相连接。⑤涂刷界面剂YJ－302(双组份)，将界面剂以甲组：乙组：水泥＝1：3：4的配合比倒入容器拌匀，每次的搅拌量应在2小时内用完。⑥界面剂涂刷范围为缝槽内壁、纵缝两侧各15mm范围内，环缝两侧各16mm范围内。⑦加封聚氨酯密封胶保护层用聚氨酯密封胶封堵，封填时间应在界面剂干燥前。（2）嵌缝范围①一般衬砌嵌缝范围隧道上部嵌缝范围为其中心线左右各22.50内，下部为中心线左右各430内。②特殊嵌缝范围a.进出口洞20环作整环环、纵缝嵌缝。b.联络通道钢管片环中心环缝前后各5环作整环嵌缝。（3）拼装螺栓外露部分的防腐处理上部180度范围内的外露螺栓、螺帽、垫圈作防腐处理。工艺及技术要求为：①清除锈渣及浮锈。②涂刷水性防锈漆。③用快凝水泥严密封头并套上塑料保护套。④封头及塑料保护套应垂直孔口壁面，螺帽、垫圈不得外露。6.11手孔封堵6.11.1手孔封堵范围除道床混凝土浇捣范围内的手孔外，隧道所有手孔均做封堵，道床范围的手孔在浇捣道床时连带封堵。6.11.2手孔封堵方式及材料（1）隧道上半环采用内部充满硫铝酸盐超早强（微膨胀）水泥的塑料保护罩套于螺栓上。（2）隧道下半环采用硫铝酸盐超早强（微膨胀）水泥填充手孔，充填前应于手孔内壁涂刷YJ-302界面处理剂。同时应根据实际工况（如隧道转弯处、隧道推进中高程产生偏差等情况）对拱底局部手孔封堵数量做相应调整。6.11.3手孔封堵施工流程（1）螺栓防腐处理（隧道中心上部180º范围）检查并拧紧螺帽→清除金属件浮锈、泥尘→涂刷非吸收性界面处理剂→套上内盛硫铝酸盐超早强微膨胀水泥的塑料保护罩。（2）管片手孔充填（隧道中心下部180º范围，除拱底块手孔外）清除手孔内垃圾、杂物，清洗浮尘、浮泥→涂刷界面剂→以微膨胀水泥填充手孔。6.11.4手孔封堵时机要求手孔封堵应在螺栓最后一次拧紧后。第七章旁通道及泵站施工7.1旁通道及泵站概况7.1.1旁通道及泵站工程概况七莘路站——虹莘站区间旁通道及泵站中心里程为SK1+280.081，中心间距为11.488米，中心埋深为18.6015米。旁通道及泵站所处位置，主要涉及⑤1b层灰色粉质粘土及⑥层暗绿—草黄色粉质粘土。地表为待拆除建筑物及空旷路面，无重大管线。7.1.2旁通道及泵站结构概况旁通道结构图如图7.1所示。旁通道由与上、下行线隧道管片相接的喇叭口、水平通道和通道下方的泵站等三部分组成。其中通道为直墙圆弧拱结构，泵站为矩形结构。图7.1旁通道结构剖面示意图具体开挖尺寸：喇叭口开挖尺寸为：1.1m(长)×4.10m(宽)×4.883m(高)，通道开挖尺寸为：3.088(长)×3.50m(宽)×3.843m(高)，集水井开挖尺寸为：3.60m(长)×4.00m(宽)×3.70m(高),防火门尺寸为1.50m×2.14m。衬砌采用二次衬砌方式，所有临时支护层厚度均为300mm；结构层为450mm厚的现浇钢筋混凝土，通道底板结构层为700mm厚的现浇钢筋混凝土。集水井结构层为450mm厚的现浇钢筋混凝土。临时支护层和结构层之间安装防水层，喇叭口底板临时支护层埋设二根Φ200mm壁厚为9.5mm的不锈钢管连接上、下行隧道与集水井。旁通道详细结构以设计院设计施工图为准。7.2冻结施工7.2.1施工准备1、加工件工期较长，需开工前进行加工。具体加工件见表7.1。2、用1.5″钢管在出入端头井搭脚手架，作为连接隧道与地铁车站底层平台的便桥。3、在隧道内敷设1条动力电缆，同时在隧道内安装SCB9-400KVA/10(6)/0.4，容量为400KVA的箱式变电站1台，满足冻结孔施工、冻结系统运转及开挖构筑施工供电。4、在隧道内铺设两趟1.5″管路至施工工作面，用于冻结孔打钻及冻结运转供水和排污。5、用厚5cm的木板在旁通道处铺设施工场地，冻结孔施工时，按需要搭设施工脚手架。表7.1主要加工件一览表序号加工件名称单位数量备注1钻头组合套662冻结管（兼作钻杆）m5601m、1.5m、1.8m钻杆3孔口管个664上堵头用接长杆m305堵头个666盐水干管、集配液管套17冻结管头部个668冷却塔水箱个29盐水箱个210隧道预应力支架榀4使用型钢加工11端头井提升架套17.2.2冻结孔施工7.2.2.1施工工序冻结孔施工工序为：定位、开孔→孔口管安装→孔口装置安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试验。具体为：⑴定位开孔及孔口管安装：根据设计在隧道内用经纬仪定好各孔位置。根据孔位在砼管片和钢管片上定位开孔，分述如下：1)砼管片上：首先注意孔位应避开砼管片内受力主筋，然后用开孔器（配金刚石钻头取芯）按设计角度开孔，开孔直径130mm，当开到深度280mm时停止取芯钻进，安装孔口管，孔口管的安装方法为：首先将孔口处凿平，安好四个膨胀螺丝，然后在孔口管的鱼鳞扣上缠好麻丝或棉丝等密封物，将孔口管砸进去，用膨胀螺丝上紧，上紧后，再去掉螺母，装上DN125闸阀，再将闸阀打开，用开孔器从闸阀内二次开孔，开孔直径为108mm，一直将砼管片开穿，出现涌砂就及时关闭2)钢管片上：在钢管片上焊好孔口管，在孔口管上接好闸阀和孔口装置，用钻机接上金钢石钻头，通过孔口装置，切割钢管片钻进。⑵孔口装置安装：用螺丝将孔口装置装在闸阀上，注意加好密封垫片。详见示意图7.2。图7.2孔口密封装置示意图⑶钻孔：按设计要求调整好钻机位置，并固定好，将钻头装入孔口装置内，在孔口装置上接上1.5”⑷封闭孔底部：用丝堵封闭好孔底部，具体方法是，利用接长杆将丝堵上到孔的底部，利用反扣在卸扣的同时，将丝堵上紧。⑸打压试验：封闭好孔口，用手压泵打水到孔内，至压力达到0.8Mpa时，停止打压，关好阀门，观测压力的变化，经试压30分钟内压力下降不超过0.05Mpa再延续15min压力无变化为合格。7.2.2.2钻孔偏斜⑴冻结孔开孔位置误差不大于100mm，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。⑵冻结孔最大允许偏差150mm（冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之间的距离）。7.2.2.3冻结孔钻进与冻结管设置⑴使用MD-50钻机1台，利用冻结管作钻杆，冻结管采用丝扣连接，并辅以焊接，确保其同心度和焊接强度，冻结管到达设计深度后密封头部。⑵钻进过程中严格监测孔斜情况，发现偏斜要及时纠偏。下好冻结管后，进行冻结管长度的复测，然后再用经纬仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。⑶冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与管片之间的间隙。⑷在冻结管内下供液管，然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。7.2.3施工总体布置1、冻结站布置与设备安装冻结站占地面积约120m2，站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵以及箱式变电站、清水泵和冷却塔。设备安装按设备使用说明书的要求进行。冷冻站平面布置图见附图4。2、管路连接、保温与测试仪表管路用法兰连接，隧道内的盐水管用管架敷设在隧道管片斜坡上，以免影响隧道通行。在盐水管路和冷却水循环管路上要设置伸缩接头、阀门和测温仪、压力表、流量计等测试元件。盐水管路经试漏、清洗后用橡塑材料保温，保温厚度为50mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎。集配液管与冻结管的连接用高压胶管，每组冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制流量。旁通道四周冻结管每两个串联成一组，其他冻结管每三、四个串联成一组，分别接入集配液管。考虑两侧隧道内管片的散热对冻结效果的影响，在上、下行隧道管片内侧安装冷冻板，加强冻结。在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温层，敷设范围至设计冻结壁边界外2m。保温层采用橡塑保温材料，导热系数不大于0.04w/mh。保温层敷设采用橡塑保温板，密贴管片不留空隙，保温层厚度为30mm3、溶解氯化钙和机组充氟加油盐水（氯化钙溶液）比重不小于1.26，将系统管道内充满清水，盐水箱充至一半清水，在盐水箱内（加过滤装置）溶解氯化钙，开启盐水泵，边循环边化氯化钙，直至盐水浓度达到设计要求。机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。首先进行制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再抽真空，充氟加油。7.2.4积极冻结盐水降温按预计降温曲线进行，严禁直接把盐水降到低温进行循环。设计积极冻结时间约为40天。要求冻结孔单孔流量不小于3m3/h；积极冻结7天盐水温度降至－18℃以下；积极冻结15天盐水温度降至－24℃以下，去、回路盐水温差不大于2℃；开挖时盐水温度降至－图7.3预计盐水降温曲线图在积极冻结过程中，要根据实测温度数据判断冻土帷幕是否交圈和达到设计厚度，测温判断冻土帷幕交圈并达到设计厚度后打探孔，确认冻土帷幕内土层基本无压力后再进行正式开挖。7.3开挖与构筑7.3.1施工方案7.3.1.1开挖方案旁通道开挖构筑施工占用一侧隧道，在旁通道开口处搭设工作平台，利用隧道作为排渣及材料运输通道。在做好施工准备并经探挖确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，从下行线开口向上行线方向暗挖。工程作业采用风镐、铲及手镐相结合，人工出土，工作面排土用手推车，推到井口附近的专用排土箱内，用提升机吊至地面排出；工程用料，利用吊车吊至井下，用平板车及手推车运至工作面，砼原则上用商品混凝土，砼运输车运至井口通过溜灰管下至手推车送至工作面。施工时，先掘砌通道，后施工泵站。7.3.1.2支护方案采用两次支护方式。第一次支护为临时支护，采用钢支架加木背板，第二次支护为永久支护，采用现浇钢筋混凝土。旁通道泵站开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开挖后就要及时对冻结帷幕进行及时的支护，所以旁通道的临时支护既作为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺最为关键的一步。临时支护采用I20a及I22a。“I”字钢加工成直腿拱形支架和矩形支架。钢拱架为封闭形式用于喇叭口及通道内的临时支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架排间距与通道的开挖步距相对应为0.5m，相邻支架间加有纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。矩形钢支架用于泵站，支护间距为0.5m为了控制支架间冻结帷幕的变形，减少冻结帷幕冷量损失，所有钢支撑架后用木背板密背，背板必须同冻结壁紧贴，尽量减少支护间隙，木背板不能松动，当支护间隙较大时，可增加背板厚度和木橛子，以提高支护效果。永久支护为结构设计中的钢筋砼结构，为减少砼施工接缝，旁通道侧墙开挖及临时支护完成后，一次连续进行浇筑。由于这种结构的特殊性，通道顶板内的砼浇筑较为困难，为提高砼施工质量，可采取分段浇筑的施工方式，必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。上部结构施工完成以后，开挖泵站，泵站开挖到设计深度，首先对泵站底板进行封底浇筑，然后一次完成泵站的钢筋砼浇筑施工。通道支护及结构层施工时，在背板和冻土之间及防水层和结构层之间预埋注浆管，作最后充填注浆用。7.3.2施工准备7.3.2.1三通一平⑴供水，将水管接送至施工场地，水量为15m⑵供电，将电接送至施工场地。⑶道路，能允许5～10t卡车进出施工场地，市内运输，必要时应提供通行证。7.3.2.2隧道内工作平台搭设按旁通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一斜坡道构成。在旁通道开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输手推车换向之用，面积约为2m×3.5m=7m2。在旁通道运输侧，搭设斜坡道与中间平台相连接，斜坡道高端宽约3m，坡长约18m，坡度以方便手推车运输为原则可以适当调整。在中间平台的另一侧搭设材料设备平台，为节省材料，平台面可低于中间平台0.3m，面积约6m2。平台可用16#槽钢，直接搭在砼管片上，台面用50mm7.3.2.3临时支护金属支撑架喇叭口、通道内为拱形金属支撑架结构，泵站部位于矩形支撑架结构，结构及分段加工尺寸详见设计图纸。7.3.2.4金属管片接缝焊接将旁通道口部的金属管片之间（欲拉开的管片除外）接缝采用满焊的方式将每条拼装缝一一焊接好，以提高其整体性。焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。焊接时，划分区域，采取对称方式焊接，以防止应力集中，引起钢管片变形。焊接材料选E4303型结构钢焊条，用手工电弧焊焊接。7.3.2.5预应力支架安装⑴预应力支架在积极冻结期间安装。具体结构见附图5。⑵共设4榀预应力支架，安装方法：在区间隧道上、下行线旁通道开口两侧各架两榀，两榀钢支架间距2.4m注意事项：架设时要有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧，高处千斤顶应固定在主架上，防止脱落。要定期检查千斤顶压力情况，发现松动等异常情况要及时处理。⑶预应力安装偏离隧道管片环缝处截面不大于20mm。⑷安装好预应力支架后顶实千斤顶，但每个千斤顶的顶力不得大于100KN，且各个千斤顶的顶力要基本均匀。⑸根据实测隧道收敛变形调整各个千斤顶的顶力，收敛大的部位要求千斤顶力大，不收敛的部位千斤顶不加力，隧道收敛达到报警值10mm时，千斤顶顶力达到设计最大值500KN。⑹如千斤顶顶力达到设计最大值后隧道仍继续收敛，则应采取其它措施加强隧道支撑。7.3.2.6排水系统从旁通道口到地铁车站区间布置一条排水管路，水泵设在旁通道口附近，形成排水系统，以备旁通道端口处集水、开挖构筑中产生的出水或涌水排放之用。7.3.2.7设备及材料的进场与验收设备及材料进场后，要向监理报验。设备进场要提供合格证和出厂质量保证书以及相应的检验报告；原材料进场按规范要求见证取样并进行试验。7.3.2.8防护门的安装⑴通道防护门在积极冻结期间安装。防护门结构详见设计图纸。⑵在开挖侧隧道预留洞口上安装应急防护门。并配备风量不小于6m3/min的空压机给防护门供气。⑶防护门开关应便于人工操作，且不影响施工。紧固螺栓、风管及连接件、扳手等配件及操作工具应准备到位。⑷通道防护门耐压设计值为0.34Mpa，安装好防护门后进行气密性试验，试验耐压值不小于防护门底水土压力和即0.24Mpa。⑸挖通水平通道后即可拆除通道防护门。⑹开挖泵站前，应事先安装泵站防护门。7.3.3开挖条件通过对测温孔、测压孔和泄压孔的实测数据分析，判定冻结帷幕达到设计的强度和厚度后，开始进行试挖，经试挖满足开挖条件后正式开挖。具体开挖条件如表7.2：表7.2开挖条件判定方法序号检测项目设计要求和标准试验、检验方法1冻结设备冷冻机备用冷冻机1台现场检查备用设备是否接入系统，试运转正常盐水泵备用水泵1台冷却水泵备用水泵1台供电保证双回路供电系统正常2冻结运转系统运行在1个月内未发生停机24小时以上的故障检查冻结运转记录盐水管路未发现冻结管盐水漏失检查冻结运转记录盐水比重盐水比重不低于1.26检查冻结运转记录盐水干管去回路温差开挖前一周内盐水干管去回路温差不大于1.5检查监测报表最低盐水温度保持在-28检查监测报表积极冻结时间累计达到设计要求检查冻结运转记录3交圈判定交圈判定根据测温资料判定泄压孔打开泄压孔，无泥水流出现场观察连续12小时水平探孔破门前一天在防护门内未冻区打探孔，孔内未冻土稳定孔内12小时无泥水流出4冻土帷幕厚度和平均温度不小于设计值按现有测温孔测温结果分析计算，可疑薄弱面打探孔测温5应急预案防护门防护门安装防护门按设计安装完毕防护门耐压设计值为0.34Mpa，安装后进行气密性试验，试验耐压值不小于防护门底水土压力和即0.24Mpa。预应力支架预应力支架安装预应力支架按设计安装完毕每个千斤顶的顶力不得大于100KN，且各个千斤顶的顶力要基本均匀。安装偏离隧道管片环缝处截面不大于20mm。应急设备空压机试运转正常潜水泵现场检查，状态完好其它设备千斤顶，电锯，电焊机冲击钻等现场检查，状态完好应急材料水泥现场备袋装水泥堆放于旁通道两侧黄砂现场备袋装黄砂堆放于旁通道两侧粘土现场备袋装粘土堆放于旁通道两侧水玻璃现场备水玻璃检查现场库房木材松木板材和200×200mm方木检查现场库房工字钢20a工字钢检查现场库房其它材料液氮、聚氨脂6测量放样定出隧道开挖控制基准线，基准点误差小于5mm通过分包、总包、监理三级复核7开挖指令通过专家会议评估，最后由业主、监理和施工会签同意通过上级审批7.3.4施工方法7.3.4.1开挖顺序根据工程结构特点，拉开钢管片以后，旁通道开挖掘进采取分区分层方式进行，其施工顺序示意如图7.4所示。图7.4旁通道开挖顺序图7.3.4.2开管片在施工必需的准备工作做好后，根据冻结探孔情况，可先拆除一片钢管片，观测工作面情况，认为可行后，拆除剩余钢管片。具体方法：开管片时，准备2台32t千斤顶，5t、10t和2t手拉葫芦各一个。两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根横梁同钢管片直接相连，通过顶推横梁向外推拉钢管片，5t、10t葫芦作为主拉拔管片用，一端钩住欲拆管片，一端套挂在对面隧道管片上，水平方向加力向外（隧道内）拉拔管片。2t葫芦悬吊在欲拆管片上方管片上，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。具体操作如图7.5所示：图7.5开钢管片示意图在用千斤顶及5t葫芦拉拔期间要注意观察管片外移情况，并随时注意调整2t葫芦拉紧程度和方向。因管片锈蚀而拉出困难时，应用大锤锤振管片，减轻拔出应力。拆除顺序如图7（先拉一号，接着拉二、三、四号，待通道贯通后再拉五、六号）。图7.6钢管片拆除顺序图7.3.4.3通道施工⑴开挖钢管片拆除后即可正式开挖。由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高，冻结帷幕承载能力大，因而开挖时（除喇叭口处侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖，开挖步距为0.5m。两端喇叭口处断面较大，为减轻开挖对隧道变形的影响，开挖步距控制在0.5m。挖出的土方装入手推车，经隧道运到提升井后提至地面，再用汽车运出。在开挖过程中应及时进行收敛变形监测，以便及时调整支护方式和结构，并且注意冻结管的位置，以防风动工具打破冻结管。若发生打破冻结管，应及时通知冻结站人员，关闭阀门，补焊冻结管。喇叭口底板一次开挖到底，掘砌至排水管位置。排水管为DN200不锈钢管，可采用现挖沟槽敷设法，管片正确定位后，其周围用素混凝土回填。排水沟槽的开挖、排水管的下放及不锈钢管与钢管片的连接施工应派专人把关，并做好施工记录。⑵临时支护旁通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开挖后就要及时对冻结帷幕进行及时的支护，所以旁通道的临时支护即作为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺最为关键的一步。临时支护采用型钢支架、木背板加喷射混凝土进行支护。支架间距为0.5m，为增加支架的稳定性，相临两排支架间必须用支撑杆相互连接。泵站的临时型钢支架为矩形且上下支架用Φ12圆钢吊挂，支架间距0.5m。所有支架间冻土体全用木板背实背紧，少量空隙用水泥砂浆充填严实。通道临时支护见示意图8所示，结构详图见附图7。临时支护中预埋注浆管：设36个注浆管，通道底部、直墙下部约按1.5m间距布设。压浆管选用2”焊管，顶端接管箍，并用丝堵封闭。图7.7通道临时支护结构示意图⑶喷射混凝土临时支架及木背板安装完毕后即可喷射砼。由于受喷面为木质结构，不利喷射物集结，因此在施工前用金属网挂焊于金属支架上。另在金属支架适当位置焊接若干短钢筋，控制喷射砼厚度。喷射混凝土强度等级为C20，厚度应包住钢架，保护层厚度不小于20mm。支护层厚度为200mm，一次不易成型分两次喷射。首次喷射厚度为100喷射员在工作前必须戴好防护及劳保用品，以防物料反弹伤人。密切注意混凝土表面是否有松动、开裂、下坠、滑移等现象，如果发生应及时铲除重喷，受喷空间要有足够的照明强度。锚喷面平整度为±20mm⑷止水带施工喇叭口部位全部刷扩至设计尺寸，临时支护完成后，即可进行止水带施工。止水带是用粘接剂沿着临时支护断面内侧直接粘到隧道管片上，粘接前必须对管片进行清洗，止水带一定要粘牢，不能留有空隙。⑸防水层施工铺设防水层前必须对初期支护大致找平，拱墙补喷找平，底部砂浆找平，对外部的钢筋接头切除、磨平。铺设防水层时应注意以下问题：1)防水层铺贴应平整、牢固。防水板接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接。防水板接缝搭接长度应为7mm，焊接宽度为10mm。⑹钢筋工程按设计和规范要求，进行钢筋加工、绑扎和焊接，接茬处均应留足钢筋搭接长度，和钢管片焊接时，应丁字型焊接。每个节点均应捆绑，不允许漏绑，绑扎时挂线绑扎，保证钢筋保护层厚25mm⑺立模立模时净宽放大10mm，净高放大20mm以防下沉。严格按线立模，误差控制在±⑻浇筑施工浇筑砼顺序：两端底板侧墙拱顶，混凝土采用抗渗商品砼，要有级配单、强度试验报告、抗渗实验报告、合格证。砼通过井口运至工作面，人工入模。分层浇筑，机械振捣，振厚控制在300mm左右，振捣器插入下层砼的深度应大于50mm，但不宜过深。振捣时要保证工作时间，振点间距不大于振捣器作用半径的在浇筑混凝土之前，应予埋好各种管件，并固定牢靠，穿墙管安装防水止水板。7.3.4.4泵站施工⑴开挖在通道砼浇筑达到拆模强度后（达到混凝土强度设计值的60％），通道中间部分模板予以拆除，利用两端喇叭口底板形成运输平台。在其上辅以木板，以便行人和推车。泵站按线开挖至一定深度时安装钢支架。首层钢支架应和通道支护层中的金属支架焊接，钢支架之间，用螺栓或焊接连接并在井帮上打入若干钢橛子，以辅托钢支架重量。挖掘采用风动工具、手镐、铁铲等，如土层稳定性较好，则边挖边架一次到底；如土层条件很差护帮很难时，则采用短段槽钢板柱超前护帮，分段到底。水井挖掘较深时，采用滑轮编筐人工提土，开挖误差控制在20mm⑵临时支护、喷射混凝土、防水层施工临时支护、喷射混凝土、防水层施工方法如前所述，严格按图及规范要求施工。泵站临时支护详见图7.8。图7.8泵站支护结构示意图⑶钢筋绑扎及砼浇注通道底板和泵站钢筋砼同时施工，泵站底板先行浇筑，后浇筑侧墙和通道底板。钢筋砼施工时，各种管路要位置正确、牢固，其注意事项与通道相同。7.3.5开挖及支护质量要求7.3.5.1掘进⑴通道净宽：中线两帮不小于设计尺寸，不大于设计尺寸10mm；⑵通道净高：腰线上下不小于设计尺寸，不大于设计尺寸10mm。7.3.5.2架棚⑴通道净宽：中线两帮不小于设计尺寸，不大于设计尺寸50mm；⑵通道净高：腰线上下不小于设计尺寸，不大于设计尺寸50mm；⑶支架架设不得掉斜，前倾后仰，支架构件要齐全，支架与冻土之间要用木背板背实。7.3.5.3钢筋⑴钢筋搭接部分长度应符合设计要求，且不低于35d（d为钢筋直径）；⑵受力钢筋之间绑扎接头应相互错开，从任一绑扎接头中心至搭接长度的1.3倍区段范围内，有绑扎接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总面积的百分率不超过25%；⑶钢筋位置允许偏差：受力钢筋排距±5mm，钢筋弯曲点为±20mm，水平钢筋间距±20mm，受力钢筋保护层±3mm。7.3.5.4砼浇灌⑴砼表面密实平整，蜂窝、麻面不超过0.5%，深度不超过10mm；⑵衬砌厚度不小于设计要求，墙面平整度允许误差20mm；⑶砼强度达到设计强度70%方可拆模，拆模后应洒水养护，养护时间不得少于7昼夜。7.3.6结构充填注浆主体工程砌筑完成，底板砂浆找平之前，进行结构层注浆施工，注浆设备及材料置于通道开口附近的隧道内，施工时在予留注浆导管上安装孔口连接装置和控制阀。先试压观察畅通及连通情况，注浆时先内后外先下后上，最后顶部。充填注浆采用1：1单液水泥浆，注浆压力不大于静水压力，注浆按由下至上的顺序进行，当上一层注浆孔连续返浆后即可停止下一层注浆。7.3.7融沉注浆施工方案按照上海申通地铁集团有限公司，《上海轨道交通区间隧道旁通道及泵房充填及融沉注浆方案》严格执行。根据前一阶段上海旁通道施工的有关经验，并结合申通集团有关文件要求，提出以下有关技术要点：7.3.7.1注浆一般规定融沉注浆应根据设计要求，采用适当的注浆工艺、注浆材料及注浆工序，注浆过程中应遵照多点、少量、多次、均匀的循序渐进原则，并根据隧道、地面、管线以及建筑物的沉降和解冻温度场的监测，适时调整注浆量和注浆时间间隔，确保沉降稳定。注浆过程中填写的各项注浆记录表与质量抽检报告作为注浆加固质量验收依据。7.3.7.2注浆技术参数（1）注浆材料采用双液浆注浆工艺，水泥浆水玻璃比为2.5~3.0：1，水泥浆水灰比为0.7，水泥采用海螺P.C32.5水泥，水玻璃玻美度为35，模数2.85。（2）注浆单节高度及拔管速度注浆单节高度为17.5cm，单次注浆时间为4分钟，注浆总量80L，双液浆流量为20L/Min，每分钟进行一次拔管操作，拔管高度为4.4~4.5cm图7.9冻结壁内侧注浆效果示意图图7.10冻结壁外侧注浆效果示意图（3）注浆流量：水泥浆泵流量:14～16L/Min；水玻璃泵流量：5～6L/Min。（4）注浆顺序垂直方向：由上而下进行，单次注浆高度17.5cm，下次在前次注浆位置下部注浆；平面方向：通道及泵站内注浆应均匀对称进行，两天内将所有孔都注一遍。（5）注浆孔清洗在每孔注浆结束后，注入一定量的水玻璃浆液（乙液），注入量以略大于预留注浆管体积为宜，以便复注。（6）注浆流程施工流程见图7.11。图7.11注浆流程图7.3.7.2人员和设备要求主要注浆设备有：螺杆注浆泵、混合器、钻孔机、压管机、拔管器、注浆头、注浆管、拌浆桶、接水管，根据注浆要求配好足够的注浆设备和施工人员。一套班组基本设备配置应满足一下要求：螺杆注浆泵：2台，水泥浆泵和水玻璃泵或双液注浆泵1台。混合器：6个，含压力表钻孔机：1台，配足3m以上杆压管机：1台拔管器：1台（杆杠拔管器）注浆头：20个注浆管：20×3=60m拌浆桶：2个接水管：至少1根，应有足够的长度其他相关辅助设备根据需要配足。注浆施工应配好足够的相应施工人员，并且按工种分配施工，一套班组人员不少于8人。7.3.7.3施工管理要求通道及泵站内注浆施工条件较差，应有专人进行指挥和调度，保证施工顺利进行和施工安全。7.3.8防火门安装融沉注浆满足沉降要求后，停止注浆施工并对注浆孔进行封堵。待集水井抽水泵及配套电箱安装完毕后，方可进行旁通道防火门的安装。防火门采用申通集团统一要求进行加工和安装。图7.12防火门相关照片注：该照片采取自申通集团。7.4信息化施工监测应用人工制冷技术冻结加固旁通道周围的土体，使之发展为封闭的冻土结构，为旁通道的正常施工创造一个可靠的维护结构。在整个施工过程中，包括从冻结开始到掘进以及永久支护结构形成的整个时期，冻结土体的热力学性质经历了剧烈的变化，并由此对施工环境产生影响。若干重要参数的现场监测，为适时掌握和控制施工过程提供了依据，是工程安全的重要保证。现场聘请在上海具有监测业绩和良好信誉的第三方监测。7.4.1监测内容1、钻孔施工监测内容：⑴钻孔长度⑵铺设冻结管长度⑶冻结管偏斜⑷冻结器打压值及稳压时间⑸供液管铺设长度⑹焊缝的宽度及强度2、冻结系统监测内容：⑴冻结器去回路盐水温度⑵冷却循环水进出水温度⑶冷冻机吸排气温度⑷盐水泵工作压力⑸冷冻机吸排气压力⑹制冷系统冷凝压力⑺制冷系统汽化压力3、冻结壁监测内容：⑴冻结帷幕内外侧测温孔温度⑵冻结帷幕断面内水文泄压孔水位变化及温度变化⑶开挖后冻结帷幕温度⑷冻胀压力监测1)冻结帷幕冻胀压力2)冻结帷幕对管片的冻胀压力3)冻结帷幕断面内水文泄压孔压力变化⑸冻土的发展速度及冻结帷幕的平均温度⑹冻土向内、外扩展范围4、支护结构及构筑物变形的监测。5、隧道变形监测⑴隧道水平、垂直位移⑵隧道收敛6、地面变形监测⑴地表沉降⑵地下管线沉降⑶地面建筑物沉降7.4.2监测方法、手段及说明1、冻结孔监测冻结孔偏斜的监测使用水准仪、经纬仪进行。冻结器密封性能的监测采用管内注水，手动试压泵加压的方法试漏，试漏程序及指标符合冻结管设计要求，每孔监测一次。2、温度监测⑴测点布置1)测温孔布置为了及时掌握冻结帷幕的发展状况，在冻结帷幕的内部和周围布置9个测温孔，测温孔的位置见设计图纸。具体施工时根据现场情况，作适当调整。2)其它温度测点布置盐水系统使用电脑测温仪测量。在去、回路盐水干管上安装热电偶传感器测量去、回路盐水温度。在关键冻结管口（靠近底部的三行冻结孔）设测温口，安装热电偶温度传感器测量盐水回路温度。冻结系统总流量在开冻时量测，其它温度与流量监测每天1次。⑵测试系统制冷系统和冷却水循环以及冻结帷幕温度使用点温仪并结合精密水银温度计监测，监测频率每天1次。冻结帷幕温度监测使用电脑自动监测系统。硬件由计算机、调制解调器、光电隔离器、数据采集器、传感器及打印机等组成。3、位移监测隧道内各测点的位移监测，使用全站仪，开挖工作面帮壁位移量测使用收敛仪，钢尺、水准仪、经纬仪。位移监测频率：隧道内每天1～2次；必要时，随时跟踪监测。开挖工作面：每个循环一次，必要时，随时跟踪监测。4、隧道变形监测隧道变形监测包括隧道管片的的水平及垂直方向的变形监测。⑴基准点布设：在旁通道40m以外的稳定区域分别布设水平位移检测基准点和两个垂直基准点（其中一个作为复合点）。如图7.13所示。⑵位移测点布设：在通道两侧20m范围内对隧道水平及垂直方向的管片变形进行监测，测点间距为2m，测点用道钉打入环片内固牢。SJ1SJ2SJ1SJ2HJ2C1C2C4C5C6C7C8C1C2C3C4C5C6C7C8W1W2W3W4W5W6W7W8W6W1W2W3W4W5W7W8HJ1C3C9C10C9W9W9W10W10C10图7.13隧道变形测点布置图所用的仪器设备：LEICANA2型水准仪及附设精度：±0.3mm/KmJ2型经纬仪精度：测角±2″特制直尺；长度8m精度：±0.5mm⑶测量方法隧道内各测点的位移监测，使用电子经纬仪结合水准仪。1)水平位移检测方法：将经纬仪安置在基准点上，用视准直线法测量各测点到视准线的距离，以开工前两次测量的平均值作为起始初值，以后每次的测量值与之比较得到本次位移量和累积位移量。2)隧道管片垂直位移的测量方法：将特制的长6m的直尺分别置于同一环片上、下两测点上，用水准仪分别读取两次读数，相加即为直径，同样以开工前两次测量的平均值为初值，以后测量的结果与初值比较计算出竖径的变化量。5、地表沉降监测⑴测点布设，如图7.14所示0为旁通道中心点●为监测点图7.14地面变形监测点布置示意图⑵仪器设备LEICANA2型水准仪及附设精度：±0.3mm/Km⑶测量方法沉降监测从水准控制点出发按三、四等水准测量要求测量各监测点的高程，测量闭合差小于±0.5mm×√N（N为测站数）。前后两次测量值之差为本次沉降变化量，测量值与初值之差为累计沉降变化量。7.5应急预案7.5.1总则该旁通道采用冻结法加固土体和矿山暗挖法施工。为了确保工程施工的安全、减小施工的风险，在质量管理、安全技术措施的落实及文明施工的同时，制定本工程的应急预案。7.5.2工程风险分析基于隧道旁通道的地质条件和结构特点，根据业主要求，采用冻结法施工，施工过程中存在如下工程风险：7.5.2.1打钻施工过程中的特殊风险点⑴考虑到旁通道所处位置的工程地质状况，若冻结孔施工不当，易造成孔口出水、出泥，进而引起地面的沉降。⑵冻结孔施工质量直接影响到下一步的冻土帷幕质量，给开挖和结构构筑带来风险。⑶冻结管连接强度不够，造成开挖过程中冻结管断裂。7.5.2.2冻结施工过程中的风险点⑴冻胀对隧道结构的影响：由于冻结工法特点，冻胀会对隧道结构造成一定的影响，使隧道产生冻胀变形，严重时可能造成管片的破坏及较大的冻胀变形，还可能会造成旁通道结构的渗漏，所以在运转过程中，采取控制冻结技术，控制冻结产生的冻胀。⑵冻结设备损坏，维修不及时造成冻土融化风险。⑶冻土结构和隧道两侧管片胶结强度不够造成接触面漏水。7.5.2.3开挖和结构施工过程中的风险点⑴冻结帷幕质量不好。⑵冻结帷幕变形过大。⑶施工过程中的停电、机器发生故障使冻结机组停止运转超过规定时限，冻结过程中断。⑷开挖过程由于冻结帷幕局部薄弱漏水、漏砂。⑸排水管敷设中的突发涌砂涌水现象。7.5.3冻结孔施工应急预案7.5.3.1涌砂冒水应急措施⑴正式开孔前，施工现场准备足够的水泥等注浆材料和注浆设备。应急材料准备好后再用φ38mm小孔径钻孔检查地层稳定性，如有严重涌砂冒水现象，采取注浆堵漏措施。⑵在取芯开孔后，安装带填料密封盒的孔口管，通过管侧的φ40mm旁路阀门，防止孔口喷砂。若出现大量涌砂，也可通过此旁路阀门对地层注浆，必要时用木塞封堵钻杆管口。⑶为防止开孔及钻进期间涌水、涌砂现象的发生，采取加大钻机推力，强行顶入套管等措施，必要时采取压紧孔口管密封装置，封闭该孔。7.5.3.2冻结管渗漏或断裂应急措施⑴发生冻结管渗漏或断裂时，停止作业（必须正常运转的设备和系统除外），立即启动预案程序并迅速汇报至现场预案领导小组，采取下放套管、关闭孔口阀、压紧孔口装置、实施注浆等措施。⑵现场采取妥善地保护措施，防止事态扩大。7.5.3.3人员安全事故处理措施若出现人员伤害，及时拨打120，请求救助，同时采取现场包扎，人工呼吸等方法实施及时救护，严重时及时送往医院。7.5.4冻结施工应急预案1、为保证开挖期间冻结运转的连续，冻结系统设备采用新型冻结设备，并准备一套备用设备，当一台设备出现故障时，启用另一台设备运转，保持冻结的连续进行。2、为适应隧道内安装，特采用新型箱式变电站，型号为SCB9-400KVA/10(6)/0.4，容量为400KVA。3、准备冲孔的必需设备，保持卸压孔的畅通。7.5.5开挖施工应急预案7.5.5.1安装视频系统整个施工期间，在施工现场安装监视器，并在两个隧道内安装直拨电话，便于对施工现场的监督和管理。7.5.5.2应急液氮及应急防护门⑴在旁通道附近储备移动式液氮罐及其连接管路和保温材料。并与厂商签订协议，保证液氮在12小时内连续供应至工地。⑵在旁通道开挖侧安装防护门。防护门门框直接焊接在预留洞口钢管片上，在门框与门边接触处设置密封橡胶条。7.5.5.3涌水、涌砂应急措施⑴开挖时，隧道内配备粘土袋和砂袋，当出现涌砂等情况时，用砂袋和粘土袋压住出水点，封闭通道。并分析原因，制订措施报请业主、监理和总包单位审批后实施。⑵开挖面有水渗出时，立即停止施工，同时对渗水点进行处理。如果出水量小，利用快干水泥或注入聚氨酯封堵。如果渗水量大，利用液氮进行快速冻结。⑶当出现无法控制的突发局面时，关闭防护门。7.5.5.4停水、停电应急措施⑴在积极冻结期间突然停电，冻结帷幕不会很快融化，对冻结效果影响也不大；如停电时间较长，应增加积极冻结时间，直到冻结帷幕完全交圈为止。如在开挖期间突然停电，立即停止掘进，把暴露的土体用保温材料完全覆盖，进行保温。⑵冻结补充水每天补充一次，断水24小时一般不影响冻结；冻结时保证清水箱充满水，另外在停水后，可以从别处运水补充至清水箱或在车站端头井蓄水，紧急时抽水至清水箱，保证冻结系统的正常运转。7.5.5.5冻结管破裂应急措施施工人员在开挖至冻结管附近时，由冻结值班人员向其标识冻结管的具体位置。如出现打破冻结管的情况，停止开挖，并通知冻结维护人员关闭盐水阀门，防止盐水外流融化冻土。7.5.5.6开挖工作面化冻应急措施掘进施工人员如果发现已开挖的暴露面不断有土块掉下，且影响面积较大，而且周围土体有松动现象，立即通知冻结施工人员，由冻结施工人员根据判断情况，加强冷冻，同时做好开挖面的保温工作。7.5.5.7承压水不良作用及应急措施应按不利原则分别考虑高、低水位。微承压含水层呈带状不连续分布。因此制定本应急措施：⑴冻结过程中，针对不安全部位多布置测温孔加强温度监测，及时对所测数据分析和统计，对冻结帷幕的发展状况做出相应的预计。⑵开挖前对开挖条件严格把关，一旦发现有不合格条件，及时进行分析和排查，确实是冻结问题，采取加大局部冻结孔的流量，增加冻结时间，以提高局部冻结质量，直至满足所有开挖条件才可开挖。⑶开挖过程中，派专人对开挖工作面的冻土质量及温度进行监测，一旦发现问题及时上报给项目经理，经核查后启动涌水应急措施。7.5.5.8排水管预留洞口处应急措施敷设排水管时，预留洞口处已失去通道防护门的保护，如出现突发的涌水、涌砂现象，除关闭通道防护门外，洞口处也要封闭。具体的操作方法如下：可采用与通道防护门相似的做法，即在穿过的钢管片隔腔处设置一可关闭的小型防护门，以增加洞门的密闭性，如出现突发现象，立即关闭此门，并加以固定。7.5.6应急预案操作程序1、此预案自批准之日起实施，并由项目经理组织相关人员进行技术交底。2、预案一旦实施，应对其实施的情况作出详细的记录。3、发现险情启动应急预案，并汇报现场预案领导小组，预案领导小组立即去现场组织抢险。4、项目经理在最短的时间内汇报至现场业主、监理及总包单位相关负责人和公司总部有关领导。5、险情发生后，由项目部工程师及时写出书面报告，报项目经理。报告内容包括：事故发生的简单经过、事故损失的初步估计、事故发生的原因的初步判断、事故发生后的处理措施等。7.5.7应急抢险方案演练旁通道工程必须进行风险策划、落实风险防范措施和设施，落实应急预案。对旁通道施工全过程中可能出现的风险进行分析和策划，并对可能出现的风险落实防范或应急措施；旁通道工程施工前须进行防范措施或应急预案的演练。7.5.7.1应急抢险方案演练的目的和意义旁通道施工是区间隧道的一个较大风险点，应急抢险演练意义重大。为了使项目部每一个都能够在施工中更好的掌握和贯彻执行本方案的具体内容，以及对可能出现的问题如何处理的方法，决定进行有关项目的模拟演练。模拟演练对于贯彻执行应急抢险预案有着非常重要的实际意义：1.能够更好的贯彻执行上级对于应急抢险预案的要求；2.通过应急抢险预案的演练，能够使项目管理人员和施工人员得到锻炼，领会应急抢险预案具体内容的要求；3.通过演练能够使施工人员提高对突发事故的处理能力；4.通过演练能够发现存在的问题和不足之处，及时进行调整和改进；5.通过对应急预案的演练能够提高各方面协同处理问题的能力。7.5.7.2应急预案演练的准备1、物质、设备准备工作（1）防护门安装完毕，开关灵活可靠，视频及电话安装完毕，调试后正常使用。（2）施工设备的检修；并根据施组内容对现场开挖施工人员进行安全技术交底工作，保证施工的安全质量。（3）抢险材料都应准备就绪，并运至现场，包括：砂袋、水泥、超前支护背板、木楔等。（4）抢险设备集水井防护门等物质整齐的堆放在隧道内，标好名牌，使用时取拿方便。（5）施工用永久性材料都应进行复试完毕，合格后方可使用。表7.3抢险（应急）物资及设备序号材料名称数量存放地点1425#水泥5吨施工现场2水玻璃2桶施工现场3压风机4台开挖面4注浆泵1台开挖面5潜水泵4台施工现场6交流电焊机2台施工现场7钢板2m施工现场8钢丝绳5根工地仓库9黄砂5吨施工现场10砂袋100袋施工现场11铁锹10把工地仓库12双快水泥10袋工地仓库13液氮1瓶施工现场14圆木20根施工现场15应急照明灯4台施工现场16JYSLGF300III冷冻机1台施工现场17IS200-150-315盐水泵1台施工现场2、人员安排情况（1）抢险领导小组主要为总包及分包的项目管理人员（2）抢险领导小组人员分工：总包项目经理：全面负责、处理、协调旁通道施工工作的一切事物，落实措施，确保生产、生活的正常进行。分包项目经理：负责旁通道施工中所有施工方案、技术措施、抢险予案等工作的开展实施。分包副经理：负责施工现场质量、进度、安全。设备管理员：负责检查施工机械的完好性，处理开挖、结构施工过程中所有机械设备的故障。材料员：在抢险中负责施工机械、抢险人员的组织调动；及施工用材料及抢险物资的采购、保管工作。技术员：负责安全文明施工日常检查工作，施工预案的准备工作。7.5.7.3应急预案演练的具体内容1.通道开挖应急防水门的关闭旁通道开挖前，按照方案设计要求安装安全防护门，以备应急之用（当出现无法控制的突发局面时，关闭防护门）。发生紧急情况时关闭旁通道安全防水门封闭工作面，防止流沙或流泥涌入隧道。确保隧道的安全。另外在开挖旁通道时开挖出的土方应留在旁通道开口处的隧道内，并根据隧道内的应急物质（水泥黄砂等）的数量，留够足够可以回填通道或集水井开挖的空间的量，在出现险情时用来回填开挖面，然后关闭防护门、进行注浆。具体演练内容：在通道开挖过程中突然发生滲水、漏水情况。当班值班人员立即查看，发现渗水点漏水量较大，并且比较严重，有大量涌水、涌砂的可能，于是马上安排用沙袋，泥袋将通道进行填埋，随后关闭防水门。先将门轴远端出的螺丝上紧，然后在将四个角的螺丝拧紧，接着依次拧紧防水门上所有螺丝。同时向总包值班人员进行报告，研究下一步的处理方法。2.停电引起的停机旁通道施工过程中，供电线路因故停电，现场人员及时通知总包单位或业主，排查原因，30分钟内供电正常。具体演练内容：开挖过程中突然发生停电，这是应急照明等开启照明，当班值班人员立即安排值班电工检查线路，经过检查隧道内线路没有故障，查明是地面总配电箱停电，这是通知总包单位值班人员，总包单位安排值班电工查明原因将电送上。如经过检查是因为外部供电线路停电应及时开启备用供电线路，并向业主汇报联系并及时联系供电部门查明原因恢复供电。3.冷冻机故障引起停机我方在隧道内安装了2套制冷系统，一旦冷冻机或水泵发生故障立即开启备用设备，进行制冷运转。同时立即检查设备故障原因，排除故障。4.人员受伤及撤离如果施工过程中出现人员受伤，且情况较为严重，立即安排人员跑步至隧道口拨打120急救电话，同时安排人员将受伤者立即转移至地面等候急救车的到来，将受伤人员送往医院。7.5.7.4应急预案演练组织机构成立有总包项目经理为总监，分包项目经理为总导演的演练导演部，导演组成员由分包项