昆明市轻轨6号线1#隧道斜井施工方案0820

昆明市轻轨6号线1#隧道斜井施工方案一、设计工程概况本斜井位于线路前进方向的左侧，与线路相交于左线DK8+340.000(X1DK0+000)里程处，与线路大里程方向平面夹角为60°，井口里程为(X1DK0+162.5)。井身与隧道交叉处设20m错车道（断面尺寸7.8m×5.92m）2.0%上坡，其余142.5m为无轨运输单车道（断面尺寸5.0m×5.8m）7.6%上坡，覆土厚度32.52m～18m。二、施工部署施工准备及场地布置见“图1隧道施工平面布置图”本斜井由人民东路延长线边修一条长约410m、宽约8m便道引至斜井井口洞门，便道采用C15砼硬化。洞口布置一台630KVA变压器，设置在井口右侧，从10KV白沙河线I回线121.17号杆（加油站附近）接往洞口变压器，接线长度约600米。井口上方山顶设置50m3高山水池一座，井口分别设置空压机房（三台空压机）、钢筋加工厂、变压器站、拌和站、值班室、仓库各一间。组织精测队，用全站仪精细布设导线控制网及高程控制点。三、施工队伍劳力安排及机械设备配置斜井施工队掘进、出碴、初支、二衬、后勤五个作业组，分工序分专业的进行隧道机械化作业，劳动力安排见“表1劳动力计划表”。劳动力安排计划表表1工种人数工种人数工种人数风枪工12普工2混凝土工6爆破工2防水工5钢筋工2注浆工4司机5电工1喷锚工5测量员2管道工2架子工2试验员1技术员1焊工2安全员1材料员1总计56斜井井口工程开挖、支护等工序施工所需机械设备见“表2主要施工机械计划表”。施工机械安排计划表表2机械设备名称单位数量机械设备名称单位数量机械设备名称单位数量管棚用潜孔钻机台6注浆机台1潜水泵台2开挖台车台1冷弯机台1通风机台1风枪台6搅拌机台1污水泵台1风镐台8混凝土湿喷机台2内燃发电机（120KW）台1电焊机台2电动空压机（20m3/min）台4变压器（500KVA）台1钢筋调直机台1防水板铺挂台车台1挖掘机台1弯筋机台1混凝土输送泵台1装载机辆1切筋机台1衬砌台车台1自卸汽车辆3四、工期安排斜井里程：X1DK0+000～X1DK0+162.5施工准备：2010.8.5～2010.8.11（7天）井口开挖、防护工程：2010.8.12～2010.8.18（7天）井口大管棚施工：2010.8.19～2010.8.28（10天）斜井井身施工：2010.8.29～2010.11.15(80天)五、井口工程施工方案（一）施工总说明井口采用明挖法施工：精确放样进洞方向及洞门位置、开挖线，并复核斜井纵、横断面；在确保井口边仰坡稳定的条件下，采用人工配合机械的开挖方式开挖起拱线以上部分土体，预留起拱线以上部分土体作为Φ108cm大管棚进洞的施工作业平台。井口工程施工全部采用机械辅以人工作业，井身开挖和支护按照新奥法原理组织实施。根据围岩、支护类型和断面形式等条件，选择先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测的原则进行开挖施工。（二）施工方案及施工方法斜井井口洞门采用端墙式洞门，井口里程为X1DK0+162.5，洞门墙采用C15片石混凝土浇筑。施工程序：施工放样洞门开挖线、复测开挖断面→截排水系统施工→人工配合机械开挖洞门临时边仰坡→边仰坡喷锚防护→导向墙及长管棚施工→挡墙防护→洞门施工→井口排水工程施工→洞顶防水、回填土石及粘土隔离层，施工方法如下：1）、井口开挖及边仰坡锚喷防护井口采用明挖法施工：精确放样斜井进洞方向及洞门位置、开挖线，并复核斜井纵横断面，如与设计不符，提请设计变更；在确保井口边仰坡稳定的条件下，采用人工配合机械的开挖方式开挖起拱线以上部分土体，预留起拱线以上部分土体作为Φ108cm大管棚超前支护施工作业平台。开挖前根据地形条件，先做好井口环形截水沟，人工用风镐配合修整边仰坡，井口边仰坡20m×20m范围内采用锚杆喷射混凝土预加固，锚杆采用φ22螺纹钢筋，长3m，间距1.5m×1.5m，梅花型布置，钢筋网采用φ6mm钢筋，编扎成25cm×25cm网格，焊接于锚杆尾端，表层喷射10cm厚混凝土。①、砂浆锚杆施工（见图5.2.1）图5.2.1砂浆锚杆施工工艺框图布设孔位布设孔位钻孔清孔注浆砂浆拌制机具调试锚杆入孔锚杆加工安设垫板施工工艺说明钻孔、安装：施工时采用风枪打眼。孔位偏差应不大于10mm，孔深偏差不大于50mm，采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径15mm。锚杆在初喷混凝土后打设，钻孔时确保孔口基面整平，使基面与钻孔方向垂直，间距1.5m×1.5m,梅花形布置。锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔。质量检查：注浆密实度试验：选取与现场锚杆直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管，采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后检查其密实度。拉拔力试验：每300根锚杆中抽查3根进行拉拔试验。砂浆锚杆养护28天后，安装拉拔设备，逐级加载至锚杆拔出或拉断为止，拉力方向与锚杆轴线一致。②、钢筋网安装施工安装施工工艺钢筋网焊接：用直径φ6钢筋网焊接制作，@25×25cm，钢筋须调直除锈。钢筋网安装：网片要互相搭接，搭接长度不小于10cm，钢筋与钢筋，钢筋与锚杆采用焊接。钢筋网安装要规整顺直，紧贴初喷混凝土表面，保持3cm的间距。③、喷混凝土施工（见图5.2.2）A、施工工艺说明材料选择：水泥：一般采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，标号32.5R，必要时采用特种水泥。骨料选择：砂采用坚硬耐久的机制中砂或粗砂；碎石选用碎石场中过筛的坚硬耐久碎石，粒径5-10mm，连续级配。B、配合比设计：初步设计配合比1：2：1.6，水灰比0.45。外加剂：减水剂，采用萘系列高效减水剂，掺量应根据试验确定，一般掺量为水泥重量的0.4～1.0%。速凝剂，湿喷一般采用的是液态速凝剂，选用初凝时间不大于6min，终凝时间不大于10min，经国家技术部门批准生产的合格速凝剂。现场试验：正式喷射前，先进行实际试验，测定其实际初凝及终凝时间，制作试件，检测试件强度，以选取最优的配合比及验证操作工艺。图5.2.2喷射混凝土施工工艺框图检验及评定检验及评定配制混合料试运转及清洗岩面投料、掺早强剂开机及开风送料喷射制做试件喷水养护埋设检查点位测量断面检查接通风、水、电管喷射机就位检查不合格合格C、喷射操作要点：喷射作业分两次喷射，一次封闭基面，喷射厚度3～5cm，二次喷到厚度。喷射时先给风、再开机、后送料；结束时先停机、后关风；喷射后一层应在前一层混凝土终凝后进行。喷射前岩面清洗及喷射厚度标志埋设，在喷射基面上埋设φ6钢筋头，来检查喷射厚度并检查喷层是否平顺。喷头与受喷面的距离：喷头距离岩面为1.5～2.0m时较适宜。由于喷头压力大，将喷头固定在机械手上进行作业，若人工掌握喷头，应两人操作或用简易支架进行操作。风压：要求工作风压0.2～0.5Mpa，系统风压≥0.5Mpa，耗风量≥9m3/min，若风压控制不好，会造成回弹量增大。喷射角度：喷头应尽量保持与受喷面垂直，可稍加偏斜，但不宜小于70°，如果喷头与受喷面的角度太小时，会形成砼物料在工作面上滚动，产生凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷射砼的质量。喷头运动方式：喷头应作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状运动，后一圈压前一圈三分之一。喷射路线应自上而下，呈“S”形运动。D、喷射施工注意事项：喷射前要选择好喷射机喷射位置。应布置在安全地带，并尽量靠近喷射部位，便于掌机人员联系，随时调整。要经常检查喷射机的出料弯头、输料管和管路接头，发现问题及时处理。按配合比投料拌和，严格计量标准，定时校验计量器具。施工时，风压要稳定，运输道路应畅通。严格控制砼的坍落度，掌握好速凝剂的作用效果和作业面的气温，因为这是影响喷层厚度的主要因素。一般8cm左右的坍落度可较好控制回弹量，砼初凝时间在2min左右效果较好，作业面的气温在15℃以上为宜。喷射机喷射作业结束后，要及时清洗，检查关键部位的零部件是否损坏，进行认真保养，以便下步工序安全使用。④、网喷混凝土施工工艺说明网喷砼应在岩面先素喷4cm厚砼再挂网，然后再喷射覆盖层，总厚度按设计办。开始喷射时，应减少喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得少于2cm。喷射中如有脱落的岩块或被钢筋网架住时，应及时清除后补喷。（2）、井口上方仰坡加固措施：斜井井口上方仰坡在不破坏原有地表的情况下，采用砂浆锚杆注浆预加固防护，注浆固结洞顶岩体，增强原有地层的整体性和自稳能力，保证井口及洞内施工的安全，具体防护参数如下：锚杆采用φ22砂浆锚杆沿隧道轴线方向进行纵向加固，加固长度3.5m，间距1m×1m，梅花型布置，表层喷射10cm厚混凝土。（3）、洞门回填及洞顶排水洞门顶部采用碎石土回填，表层设30cm厚粘土隔水层；洞顶采用C15片石混凝土60×60cm矩形排水沟排水，流水坡度5％。（4）工字钢拱架施工工艺框图（见图5.2.3）图5.2.3工字钢拱架施工工艺框图施工工序1、钢拱架采用预制，要按1：1放样，严格控制轴线、尺寸、接头拼接板对位的准确，要满足规范对焊缝的要求。2、钢拱架定位、锁脚锚杆的布设，要在检查开挖断面合格后进行，要严格按设计部位安设，锚杆的钻眼方位、方向、角度、深度要达到设计要求。3、钢拱架安立，其轴线要与隧道中线垂直，施工中应在钢架基脚部位预留足够的坚实地基，架立钢架时挖槽就位。其中线、标高要准确，支座要稳定，其倾斜度不大于2。；钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。超挖部位要用硬性水泥砂浆支垫。4、安设钢拱架时，要注意安全作业；钢拱架锚杆安设完后，技术人员要做检查并记录。5、为增强钢架的整体稳定性，将钢架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。6、钢拱架连接接头要连接牢固。拱脚部位易发生塑性剪切破坏，故该部位接头除栓接外，还应四面帮焊，确保接头的刚度和强度。条件允许时，接头最好采用角钢联接板，便于混凝土全面握裹。7、当钢拱架和初喷层间存在较大间隙时要设骑马或楔形垫块顶紧围岩；钢架与围岩的间距不应大于5cm。（5）井口洞门C15片石混凝土浇筑（6）超前注浆管棚施工工艺（见图5.2.4）长管棚需设置导向墙，导向墙采用C15片石混凝土，截面尺寸1m×1m,环向场地可根据实际情况确定，要保证其基础稳定性。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18轻型工字钢架，钢架外缘设φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。钢架各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接，接头处焊缝高度：腹板h=9mm，翼缘h=12mm。钢架各半径尺寸按中心线标注。长管棚设计参数：钢管规格：热轧无缝钢管及钢花管，长度为20m，用每节4~6m的热轧无缝钢管，φ108mm，壁厚6mm;以丝扣连接而成，钢管及钢花管同一截面内的接头数不超过管数的50%。管距：环向间距40cm。钢花管上钻注浆孔，孔径10~16mm，孔间距11cm，呈梅花型布置。倾角：外插角1~3°，具体可根据实际情况作调整。钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于5cm。注浆材料：水泥液浆。工艺说明：图5.2.4超前注浆管棚施工工艺框图1、管棚钻机工作台在确保明洞边仰坡稳定的条件下，采用人工配合机械的开挖方式开挖起拱线以上部分土体，在起拱线以上预留环向阶梯型平台，作为Φ108cm大管棚超前支护施工作业平台，平台横宽2.5-3.0m，高1.5-2.0m，纵向长度不小于6m。2、钻机安装，管棚定位（1）、钻机安装：安装钻机前应先搭设钻机平台，合理安排钻孔顺序，缩短移动钻机与搭设平台的时间，同时便于钻机定位。钻机应安装平稳、牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量；钻机机身应与线路中线方向保持平行。（2）、管棚定位：①、径向倾斜量：0.25～0.30m。②、向上倾斜角度：1°。③、钻孔：利用管棚钻机旋转液压推进，钻孔到设计深度。钻机开孔时要低速，待成孔1.0米以上，可升高到正常压力，遇软岩或流塑软粘土，应改用低压钻进。钻进时产生塌孔、卡钻者，必须补浆后再钻进。④、清孔：成孔后用高压水将孔内余碴清洗干净，防止扦管时卡管，必须做到随钻随清孔随插管。⑤、校孔：测定时拔出钻杆及钻头，在钢管内安光源装置并将钢管扦入孔内，用仪器测定其偏移量。⑥、弯孔的修正：造成钻孔弯曲的原因有两个。A由于地质因素造成。措施如下表（5.2.1）所示：表5.2.1地层状态弯曲方向原因措施软弱层前端向下钢管自重使用小直径或薄壁管从钻进开始即把管靠上定位硬层前端向上受到钻进时碴粉的妨碍及钢管挠度影响加大钢管的刚性，降低回转速度，控制推力砾石土前端向上碴粉影响降低回转速，慢速推进大块孤石避开孤石方向孤石影响降低回转速度，慢速推进B、施工原因造成的弯曲：可通过提高现场技术人员，工人的操作熟练程度，加强责任性，奖优罚劣的措施来提高钻孔定位精度，并根据地质情况及时修正钻孔参数等措施。C、孔的修正：在弯曲部分填充比周围强度大的砂浆，等其凝固后，从开始弯曲的起点重新钻孔。⑦、装入钢管：钻孔检查合格后，将钢管连接装入孔内，注意焊接质量，防止开挖过程中接头断裂，引起坍塌，钢管连接可用小径钢管扦入大径钢管内后再焊接。⑧、堵孔注浆：堵孔包括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵。A、管自身封堵：在钢管最外端1.0米—2.0米范围内不设置注浆孔，孔口用厚3—5mm钢板焊接与注浆管等直径小导管来封堵。B、管与孔壁之间空隙的封堵：利用自制工具将C30早强水泥砂浆塞和孔口封堵，封堵材料装入孔内长度不小于1.0米，以确保封堵质量。⑨、高压注浆：利用注浆泵将配合比1:1浆液压入孔内，通过钢管壁注浆孔来加固地层。注浆压力为1～2Mpa，插到孔底的塑料排气管冒出纯浆液后，用螺帽封堵排气口，并维持注浆稳压5—10min。质量及安全监控：1、钻孔开口要设导向管，导向管安设要严格测量，保证开口方向、方位的准确。2、钻进过程中，严格按操作要点施钻，控制好转速及进度，同时随钻进注意钻机的平稳及钻杆的铅直。发生异样时停机检查，及时对产生的钻孔偏差予以纠正，防止废孔。3、每孔均要进行终孔检查，孔位的偏差、终孔端的偏移值不大于10cm，并不许侵入开挖周边，对于弯曲、偏移过量孔应填充后重钻。4、采取跳位钻孔法钻孔，并钻一孔安设一孔，以防坍孔。5、钻工及注浆工均需经正式培训合格并持证上岗。6、管内注浆，一定要安设排气管，并使终压值不小于1.0Mpa，并稳定5—10min。7、浆液配制一定要严格计量，保证浆液流动度、凝固时间、强度发展及强度均符合设计要求。8、施工过程中，电工及测试、技术人员必须跟班作业，保证作业面安全用电及照明，并通风良好；随时检测施工参数并予记录，以便及时发现问题及予以解决。9、导管注浆要打试件，并置于现场周期养护，以检测注浆强度发展情况，只有注浆强度达到设计值90%以后方可进行掘进施工。施工注意事项：1、六、斜井井身施工方案斜井施工全部采用机械辅以人工作业，洞身开挖和支护按照新奥法原理组织实施。洞身开挖采用钻爆法施工，气腿式风枪钻孔，实施预裂或光面爆破。根据围岩、支护类型和断面形式等条件，选择先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测的原则进行开挖施工：井身Ⅴ级围岩采用注浆超前小导管、为超前支护，初期支护以锚网喷支护为主，辅以钢拱架；该段模注混凝土及仰拱要求及早施作，该斜井开挖时，Ⅴ级围岩段应采用机械开挖或预裂爆破，严禁大强度爆破。在施作初期支护时，根据其洞室软弱围岩稳定时间短的特点，必须及时施做初期支护等，锚杆需作拉拔试验，并根据围岩监控量侧结果以观察拱顶下沉和拱脚收敛情况，若变形速率值突然增大，除加强初期支护外，必须立即封闭仰拱。所有围岩段系统锚杆均采用了有压注浆锚杆，通过压力注浆使未胶结的围岩形成整体和一定厚度的承载圈以提高自身承载力，最终根据围岩监控量侧结果，在初期支护趋于稳定的条件下，全断面模筑二次混凝土衬砌。隧道初期支护由上而下，采用先拱后墙法施工，隧道二次衬砌施工，采取在施工边墙、拱顶前先施作仰拱。隧道施工开挖时尽量减少扰动岩体，严格控制超、欠挖，钢筋网和钢支撑密贴围岩面，支撑紧密，再加混凝土预制块垫并“楔”紧，使初期支护及时可靠。二次衬砌采用混凝土运输车、输送泵和衬砌模板台车的机械化配套施工方案，确保混凝土质量达到内实外光。隧道出碴采用挖掘机、装载机配合自卸汽车无轨运输。开挖支护完毕，待围岩收敛和结构变形趋于稳定后，施做二次衬砌。二次衬砌采用全断面简易衬砌台车一次成型，混凝土由洞外集中搅拌，罐车运送，泵送入模。施工中采用湿式钻孔、湿喷工艺，采取水幕除尘、加强通风等措施，改善洞内作业环境，加快施工进度。由于隧道较短，洞内施工采用压入式通风。隧道防排水遵循“以排为主，防排结合,因地制宜,综合治理”的原则，做到隧道不漏、不渗、不留后患。（一）、施工及安排原则1、先行项目是后续项目施工的前提，为其后续项目提供条件。如洞口仰坡、明洞工程先于进洞施工，均基于上述因素的考虑。2、对不发生相互干扰的工程项目，尽量安排平行作业，同步展开。3、对于控制工程项目，将其子项目在已具备施工条件时段，立即安排平行作业。如洞口工程，在刷坡及明洞工程完成后，即安排斜井拱部进洞与洞门施工同步作业；在斜井掘进到一定长度，在不影响掘进正常进行的情况下，安排仰拱、混凝土二衬平行作业，从而达到加快施工进度、提高施工生产率、缩短工期的目的。4、以确保施工安全和保证施工质量为前提，合理安排施工工序。隧道工程施工顺序图（6.2.1）（二）、具体的施工工艺1、超前小导管的施工工艺图（见图6.2.2）施工工艺说明：1）、采用φ42×3.5缝钢管，α=5°～8°,L=4.5m，小导管前端做成尖锥状，尾部焊上Φ6加箍，管臂四周钻10mm压浆孔，尾部1m不设压浆孔。2）、钻孔前根据中线、标高设计测放孔位，控制好钻孔的方向及外插角。3）、钻孔完成后用压风水清孔。图6.2.1隧道工程施工顺序图见图6.2.2超前小导管的施工工艺4）、注浆采用水泥浆液，浆液配合比1:1,通过现场试验实际情况确