洞门凿除施工方案

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 编制说明 1\o"CurrentDocument"二、 工程概况 12.1文华路站〜三坝村站区间 12.1.1始发端头 1\o"CurrentDocument"2.2.2接收端头 22.2文华路站〜丰潭路站区间 22.1.1始发端头 2\o"CurrentDocument"2.2.2接收端头 2\o"CurrentDocument"三、 施工筹划 3\o"CurrentDocument"四、 工程地质 4\o"CurrentDocument"五、 水平注浆 5\o"CurrentDocument"5.1水平注浆施工方法 5\o"CurrentDocument"5.2注浆过程 6\o"CurrentDocument"5.3注浆要求 6\o"CurrentDocument"5.4注浆材料 6\o"CurrentDocument"5.5注浆设备 6\o"CurrentDocument"5.6注浆人员 7\o"CurrentDocument"六、 洞门凿除施工部署 7\o"CurrentDocument"七、 洞门凿除 77.1凿除施工方法 7\o"CurrentDocument"7.1.1第一次洞门凿除 77.1.2第二次洞门凿除 87.2凿除施工过程 8\o"CurrentDocument"7.2.1脚手架搭设 8\o"CurrentDocument"7.2.2水平探孔施工及土体加固状况观察 10\o"CurrentDocument"7.2.3洞门凿除作业顺序 10\o"CurrentDocument"7.3凿除机具 10\o"CurrentDocument"7.4凿除人员 10八、安全施工措施 10九、文明施工保证措施 12一、 编制说明洞门凿除是盾构进、出洞的关键工序之一，其施工的质量、安全等因素影响到了盾构施工能否顺利进行，虽然，洞门凿除工序简单，但其安全隐患较多、难度较大，凿除时经常会发生涌水、涌泥等现象。盾构始发、接收井围护结构采用地下地连墙，其中丰潭路站接收端头、文华路站接收、始发端头、三坝村站始发端头墙厚均为800mm。三坝村站始发端头、文华路站始发、接收端头采用三轴搅拌桩和高压旋喷桩相结合进行加固，文华路站始发端头完成时间是2015年11月27日，文华路站接收端头完成时间是2015年12月7日，三坝村站始发端头完成时间是2016年1月11日。以上端头取芯检测加固土体无侧限抗压强度均大于1MPa，满足设计要求。丰潭路站接收端头因无作业场地及原设计盾构接收安全性不满足要求，专家意见（见附件1）为采用水平冷冻进行加固，加固长度12m。待端头冻结完成并达到接收验收条件方可进行洞门凿除施工。二、 工程概况杭州地铁2号线二期工程SG2-20标位于杭州市西湖区，线路由位于文二西路的丰潭路站向西布设，在文二西路与古墩路口转向北布置。盾构区间为丰潭路站〜文华路站区间（简称丰〜文区间）、文华路站〜三坝村站区间（简称文〜三区间）。区间隧道采用4台盾构机施工，隧道外径6.2m，洞门直径6.7m。文华路站工作井位于星洲街和星艺街之间，沿古墩路南北布置，三坝村站南端头工作井位于古墩路与萍水西街交叉路口南侧，丰潭路站工作井位于文二西路与丰潭路路交叉口东侧。2.1文华路站〜三坝村站区间2.1.1始发端头三坝村站南端头采用两台单圆盾构始发，地下连续墙厚为800mm，内衬墙厚为800mm。南端头上、下行线洞门中心标高为-8.091m，地面标高约为+4.16m，所处地层主要为①］杂填土、①2素填土、④］淤泥及淤泥质粘土、⑤21粉质粘土、23粉质粘土、⑦2粉质粘土。2.2.2接收端头盾构机在文华路站北端头进行接收，地下连续墙厚为800mm，内衬墙厚为800mm。文华路站北端头上、下行线接收洞门中心标高为-8.611m，地面标高约为+4.080m，所处地层主要为①］杂填土、①2素填土、④］淤泥及淤泥质粘土、④2淤泥质粉质粘土、⑥3（淤泥质）粘土。由于盾构进出洞场址位于古墩路上，工作井侧为车行道且车流量大，周围建筑物较多，对施工环境要求较高，设计采用①800@600双重管旋喷+①850@600三轴搅拌桩相结合对盾构进、出洞位置土体进行加固，保证盾构能够安全顺利进出洞。2.2文华路站〜丰潭路站区间2.1.1始发端头文华路站南端头采用两台单圆盾构始发，文华路站南端头地下连续墙厚为800mm，内衬厚为800mm。南端头上、下行线及停车线洞门中心标高为-8.607m，地面标高约为+4.000m，所处地层主要为①］杂填土、①2素填土、②2粉质粘土、④］淤泥及淤泥质粘土、④2淤泥质粉质粘土、⑥3（淤泥质）粘土。2.2.2接收端头丰潭路站西端头为接收端头，丰潭路西端头地下连续墙厚为800mm，内衬墙厚为600mm。丰潭路站西端头上、下行线接收洞门中心标高为-8.116m，地面标高约为+5.610m，所处地层主要为①］杂填土、①2素填土、④2淤泥质粉质粘土、］淤泥质粘土夹粉土。丰潭路站西端头西侧距莲花港河最短距离4m，加固区过小且无作业面，原设计方案不满足盾构接收要求，就此召开盾构进出洞端头土体加固专家咨询会，专家意见采用水平冷冻加固，加固长度12m，以此保证盾构能够安全顺利接收，文华路站南端头采用①800@600双重管旋喷+①850@600三轴搅拌桩加固。丰潭路站西端头接收不影响盾构始发，加固方案尚未完善、优化，此处不详述。

图1三坝村站〜文华路站〜丰潭路站区间工程位置示意图三、施工筹划两区间盾构隧道工程采用4台铰接型土压平衡盾构机，2016年10月小松TM634PMX-50号盾构机从文华路站南端头上行线盾构井始发至丰潭路站西端头接收后平移至下行线解体退场；2016年10月小松TM641PMX-6号盾构机从文华路站南端头下行线盾构井始发至丰潭路站西端头接收后解体退场；2016年10月石川岛S29000号盾构机从三坝村站南端头下行线盾构井始发至文华路站北端头接收后平移至上行线解体退场；2016年11月石川岛S30600号盾构机从三坝村站南端头上行线盾构井始发至文华路站北端头接收后解体退场。施工顺序安排见图。

图2图2盾构掘进顺序示意图四、工程地质丰潭路站〜文华路站区间隧道主要穿越地层为：④2淤泥质粉质粘土、④21粘质粉土、⑥］淤泥质粘土夹粉土、⑥3淤泥质粘土。以上土层总体上具有弱渗透性，在水头差作用下易产生流砂、涌砂现象，应采取相应防治措施。顽顽图3丰潭路站和文华路站西端头位置地址剖面示意图文华路站〜三坝村站区间隧道主要穿越地层为：④1淤泥及淤泥质粘土、④2淤泥质粉质粘土、⑤23粉质粘土、⑥3淤泥质粘土。以上土层总体上具有弱渗透性，在水头差作用下易产生流砂、涌砂现象，应采取相应防治措施。

图4文华路站北端头和三坝村站南端头洞门位置地质剖面示意图五、水平注浆5.1水平注浆施工方法利用已施工好的9个水平探孔进行注浆施工，顺序按照漏水情况注入双液浆（孔位详见下图），保证每个孔位都注浆。5.2注浆过程注浆压力控制在0.3〜0.5Mpa，压力过大停止注浆施工，注浆时应随时观察地面及周边冒浆、地面隆起情况，一旦隆起及冒浆量加大，应立即停止注浆施工。注浆采用双液浆，1m3浆液的配比采取以下配比：水泥（g）水（ml）水玻璃（ml）初凝时间终凝时间15090138.44min20s18min10s刚开始拌制时，将浆液凝结时间适当延后，由实验人员现场拌制。搅拌浆液采用加工好的叶片焊接至电钻钻杆处，进行搅拌施工，防止浆液搅拌不均匀。袋装水泥、搅拌桶、注浆机、水玻璃放至车站端头中板处，根据现场实际距离提前准备充足管路。供水管需提前接入中板处。每个孔位注入水泥量暂定按1.5t，结合地面冒浆及注浆压力波动大小进行调整。施工期间现场设技术值班人员进行跟踪指导施工。5.3注浆要求（1） 压力过大停止注浆施工，注浆时应随时观察地面及周边冒浆、地面隆起情况，一旦隆起及冒浆量加大，应立即停止注浆施工。（2） 搅拌浆液采用加工好的叶片焊接至电钻钻杆处，进行搅拌施工，防止浆液搅拌不均匀。（3） 袋装水泥、搅拌桶、注浆机、水玻璃放至车站端头中板处，根据现场实际距离提前准备充足管路。（4） 供水管需提前接入中板处。（5） 每个孔位注入水泥量暂定按0.5t，结合地面冒浆及注浆压力波动大小进行调整。（6） 施工期间现场设技术值班人员进行跟踪指导施工。5.4注浆材料水泥、水玻璃、650X0.8钢管、走道板、650mm钢管、650mm球阀、双块水泥、搅拌桶。5.5注浆设备双液注浆机、电钻。5.6注浆人员防水班7人。六、洞门凿除施工部署洞门范围内地下连续墙凿除前应设置水平探孔，孔深不宜过深，施工深度按穿透地下连续墙后进尺300mm，以便确认地下连续墙与加固体之间的隔水情况，若发生流水或渗水现象，需采取封堵加固等措施，确保始发时无地下水流出或渗出。在进、出洞防水装置设置完成后，凿除盾构范围内围护结构地下连续墙的混凝土（保留迎土侧钢筋的保护层），地下连续墙凿除根据围护结构地下连续墙的实际位置，采用分层分块、从上到下的方式进行凿除，按顺序破除混凝土及割除钢筋并吊出，在凿除完最后一层混凝土之后，进行最后一层钢筋的割除，割除完成后要及时检查始发洞口的净空尺寸，确保没有钢筋、混凝土侵入设计轮廓范围之内。七、洞门凿除7.1凿除施工方法7.1.1第一次洞门凿除将洞门分成9大块，采用人工凿除，凿除时按先上后下、先中间后两侧的顺序进行。洞门凿除顺序见示意图：图6洞门凿除顺序示意图第一、二次凿除的范围示意图：

C327ric~]r-/X///////////// //cJ //FF y/ FF y.I-—第一次凿除范围第二次凿除范围800mm厚连续墙示意图第一次凿除范围第二次凿除范围图7洞门凿除范围示意图第一次洞门凿除的时间为：盾构始发前5天，接收前7天，文华路站、三坝村站间第一次凿除洞门的厚度为700mm，丰潭路站第一次凿除洞门的厚度为700mm。7.1.2第二次洞门凿除迅速凿除外围残留钢筋混凝土，将洞门周围钢筋沿洞门圆周方向切割修整圆顺，尽量缩短洞门土体无支撑时间；第二次洞门凿除的时间为：始发前12小时，接收前24小时；第二次凿除洞门的厚度为100mm，剥掉钢筋即可，剩下迎土面保护层厚度。7.2凿除施工过程洞门凿除采用风镐并结合人工修凿的方法开凿钢筋混凝土，凿除地下连续墙前应施工水平探孔，位置由测量组放出并做明显标记。洞门开凿过程中，为保证洞门围护结构的稳定，凿洞要分阶段进行，首先将背土侧（内层）的连续墙内层钢筋保护层砼凿除，并用割枪切掉钢筋，然后继续凿至连续墙迎土侧（外层）的钢筋外露为止。最后当盾构机调试完成后或离接收洞门5环时，再快速将余下连续墙外层钢筋割除，进行清理后，即可进出洞。7.2.1脚手架搭设1）在洞圈内（预埋钢环内）及洞门口搭设脚手架，根据施工需要分层铺设脚手板，脚手板两侧要用铁丝固定在脚手架上以提供作业人员作业位置，采用1200（竖向）X1200（横向）X1050mm（纵向）落地式脚手架，以方便凿除施工，脚手架稳固可靠。脚手架底部与预埋钢环底通过方木紧密接触，不可悬空，并按要求搭设剪刀撑、扫地杆及斜撑，斜撑可通过搭设在刀盘上以保证脚手架稳定牢固。图8脚手架架设示意图2）脚手架立杆强度、稳定性计算双排脚手架立杆轴向承载力N应符合下列要求：NW6*A*f其中：6-轴心受压杆件稳定系数，按长细比查规范；A-立杆横截面面积（mm2）；F-钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值；1）立杆轴向力应按下式计算：N=1.2（NG1+Ng2）+1.4Nq]其中：N⑦-脚手架结构自重标准值产生的轴向力（KN）；Ng2-脚手板及构配件等自重标准值产生的轴向力（KN）；Nq]-施工荷载产生的轴向力（KN）；已知L=1.2mh=1.2mb=1.05m查表得：Ng]=0.351：2X6=1.053KNNg2=2.36KNNq]=2.52KNN=1.2（Ng]+Ng2）+1.4Nq]=1.2X（1.053+2.36）+1.4X2.52=7.624KN6XAXf式中6需满足长细比io=h+2a=1.2+2X1.05=3.3,经查表杆件稳定系数6=0.966,A=489mm2,f=205N/mm26XAXf=0.966X489mm2X205N/mm2=96.84KN由此可见NV6XAXf,双排脚手架立杆轴向承载力N满足要求。7.2.2水平探孔施工及土体加固状况观察在洞门钢环内设置9个水平探孔，以观察洞外土体加固状况，然后根据探孔及渗水情况，决定是否对土体进行补充加固，待所有加固完成后方进行洞门混凝土凿除，现场配备木塞、双快水泥，如果出现透水现象时要及时进行封堵。7.2.3洞门凿除作业顺序按照分块图由上至下破除洞门混凝土，第一次破除厚度以完全露出地下连续墙钢筋为宜，厚度约为100mm，混凝土块应随破随清，混凝土块集中放置，最后采用吊车吊出。割枪割除背土面钢筋，先割下部，再割两侧，后割上部，切割的钢筋捆绑吊出地面，使用割枪作业时，注意对洞门预埋钢环及冷冻管的保护，防止预埋钢环及冷冻管被烧坏。背土面钢筋割除完成后按块继续进行混凝土的破除，文华路站、三坝村站、丰潭路站破除厚度均为700mm。最后当盾构机调试完成后或具备接收条件后，再快速将余下连续墙外层钢筋割除，进行清理后，即可进、出洞。7.3凿除机具现场需用空压机2台，风镐6把，其中备用2把，小气泵2台，割枪焊2套。7.4凿除人员现场需要凿除人员8人，白班4人，夜班4人。八、安全施工措施1、脚手架其规格和质量必须符合有关技术规定和具有产品合格证，构造应符合有关规定要求，安装作业必须由训练有素的专业架子工负责完成。2、 搭设脚手架时避免在搭设过程中偏斜和倾倒。3、 对地面、围护结构变形实施监测反馈。4、 起吊作业时严格执行安全操作规程，做到“十不吊”，吊机停止作业时，应安全制动，收紧吊钩和钢丝绳。5、 起吊重物时，吊具应捆扎牢固，以防滑脱。6、 为确保凿除连续墙期间安全，连续墙凿除前，现场必须准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物资和工具，以便发生意外时可及时封闭作业面。7