黄庄换乘车站地铁一次性暗挖换乘车站综合项目施工关键技术.doc

地铁一次性暗挖换乘车站综合施工技术隧道分公司1 工程概况1.1设计简述黄庄车站位于中关村大街与知春路十字路口，为地铁四号线与十号线换乘站，由于四号线与十号线车站同期设计、同期施工，为以便乘客换乘，两站设计成十字换乘站。四号线车站位于中关村大街下，呈南北走向；十号线车站位于知春路下，两站在平面上斜交。图1.1-2 四号线车站和十号线车站主体横断面图海淀黄庄十字路口路面交通异常繁忙，中关村大街机动车道及人行步道总宽为40.0m，路口处局部拓宽为50m，道路规划红线宽80.0m，路西侧为宽35m左右绿地；知春路道路规划红线宽50.0m；中关村大街及知春路均已实现规划，黄庄站四号线车站和十号线车站主体构造形式是顶部为三连拱两层三跨框架构造，暗挖施工，四号线车站净宽21.5m，岛式站台宽度14m；十号线车站净宽21.6m，侧式站台宽度7.5m。黄庄站平面图见图1.1-1，四号线车站和十号线车站主体横断面图见图1.1-2。车站主体采用暗挖施工，车站主体为三连拱两层三跨框架构造，由侧墙、梁、板、柱及三连拱等构件构成。纵向采用纵梁体系，中间设有两排800钢管柱，楼板及底板横向形成三跨持续构造。在板和梁、板和墙交界处设立受力斜托，以改进板受力条件。主体构造侧墙为挖孔灌注桩加内衬墙重叠构造，挖孔灌注桩作为施工期间基坑支护，同步兼作永久构造受力一某些，桩与内衬墙之间设立防水隔离层。拱顶采用三连拱复合衬砌构造形式，初期支护为钢筋格栅拱、网喷射混凝土构造，二次衬砌为模筑钢筋混凝土构造，初期支护与二次衬砌之间设立防水夹层；二次衬砌采用纵梁体系。1.2周边环境及管线状况1.2.1邻近建筑物黄庄站1、4号风井及4号风道与中发电子大厦（30m高、地上9层、地下2层）基本水平距离仅3.6m，1、4号风井及4号风道施工势必对中发电子大厦导致不利影响。1、4号风井及4号风道和中发电子大厦位置关系见图1.2.1。1.2.2管线状况黄庄站场区范畴内管线密布，大大小小各种管线和地下构筑物多达56条管线，分属18家单位。测区范畴仅井盖就有518个。特别是东西走向十号线车站，上方有13条管线（涉及上水、燃气、电信、电力、热力、雨水、污水等各种市政管线），两侧还各有一条热力管沟和电力隧道。各种管线现状条件千变万化、千差万别，这些管线是黄庄车站施工最大风险所在。十号线车站上方管线断面示意图见图1.2.2。1.3设计工法拟定1.3.1地铁车站施工办法简介地铁车站施工办法重要有：明挖法、盖挖法和浅埋暗挖法。明挖法施工规定场地条件空旷，交通流量小，管线少。盖挖法介于明挖法和暗挖法之间，除构造顶板采用明挖施工外，别的均采用暗挖施工。但盖挖法施工与明挖法施工同样，都受到场地条件、管线和交通限制。浅埋暗挖法施工在都市地铁施工中广泛应用，需要场地小，对交通影响小，管线可不改移或悬吊。1.3.2黄庄车站明挖、盖挖施工和暗挖施工方案比选中关村大街与知春路下管线均较多，中关村大街下管线基本位于道路两侧，埋深较深；而知春路整条道路下均有管线，共有上水、燃气、电信、电力、热力隧道、电力隧道等多条管线和构筑物，这些管线均沿车站纵向布置，若采用明挖或盖挖施工，构造顶板埋深不能太深，管线必要改移，而知春路管线没有改移位置。此外十号线车站长度为156m，管线进行这样长距离悬吊难度太大，故十号线车站无法采用明挖或盖挖施工。四号线从十号线下方通过，十号线车站埋深决定了四号线埋深较大，为6.85m（暗挖构造拱顶埋深）；如果四号线车站双层某些要采用明挖或盖挖施工，车站须设计成地下三层，受地下管线限制，四号线与十号线车站关系已定。且车站长度受两条线共用厅限制，已压缩到最小，虽然车站须设计成地下三层，也要这样长。故地下一层只能作为商业开发或自行车库使用，车站南北两端独立空间作为商业开发意义不大，若作为自行车库使用，车库出入口无处放置，此外，双层车站已进入路口，现状道路交通十分拥挤，四号线车站双层某些要所有采用明挖或盖挖施工，对现状交通干扰较大。因而，针对黄庄站特殊管线和交通条件，只宜选取浅埋暗挖法施工。黄庄站四号线与十号线均为地下两层三跨拱形构造。依照国内外浅埋暗挖车站施工经验，除“PBA法”外，当前，惯用施工办法有“眼镜法”、“中洞法”、“侧洞法”等。“眼镜法”合用于断面宽度较大单层构造，不适当采用；“侧洞法”是修建大跨隧道惯用办法，但由于一方面开挖两个跨度较大侧洞，对地层干扰次数多，地表沉降大，施工风险亦较大；而“中洞法” 中洞可以一次形成永久构造高度，不必体系转换，中洞施工采用CRD工法，较安全可靠且地面沉降可控制在设计规定范畴内。“眼镜法”、“中洞法”、“侧洞法”都存在如下缺陷：施工工序繁多，构造断面不经济且凿除量大、作业空间条件差、工程质量较难保证。并且黄庄站为十字换乘站，采用中洞法形成构造侧墙为曲墙，换乘节点难以解决。为解决上述办法存在这些问题，施工方案采用一种新浅埋暗挖工法：“暗挖逆作法”。暗挖逆作法：暗挖逆作法源于盖挖逆作法与施工优化PBA工法有机结合。其基本思想是通过暗挖形成构造上层顶盖，采用逆作完毕下层开挖及各层墙、板内衬。“暗挖逆作法”形成双层车站构造墙体为直墙构造，换乘节点亦成为双层直墙构造与单层暗挖拱形断面相交，使节点区构造更趋合理，安全性更高。车站施工步序示意图见图1.3。1.4地质条件十号线车站和四号线地质纵剖面图分别见图1.4-1、图1.4-2。1.5重要工程量土方开挖25.7万方，回填3万方，砼12.6万方，钢材3万吨，建筑面积2万5千平方米。1.6重要工程特点地下管线密布，地上交通繁忙，地质条件差，周边环境复杂，构造设计多样，群洞效应明显，规模巨大，工序频繁转换，工期急迫，被专家称为“构造最为复杂、工期最为急迫、规模巨大”、一次性建成暗挖地铁换乘车站。1.7施工工期及造价自12月27日至12月15日，中标价2.673亿元。2黄庄站综合施工技术研究针对黄庄站“地下管线密布，地上交通繁忙，地质条件差，周边环境复杂，构造设计多样，群洞效应明显，规模巨大，工序频繁转换，工期急迫”特点，结合施工实际，项目部从进场之初就着手进行施工谋划和方案研究，并在施工中不断优化施工方案，拟定在施工中进行地铁换乘车站群洞开挖复杂构造综合施工技术研究，其重要内容涉及：地层异常区探测及解决施工技术浅埋暗挖地铁车站管线群中126m长、159大管棚独头施作技术管线安全性评价、实测跟踪及监控量测综合分析施工技术当前黄庄站四号线车站南、北两端侧三连拱衬砌施工完毕，地下一层侧墙及中楼板衬砌施工完毕，正在进行地下二层土体开挖。十号线车站主体两侧拱衬砌施工完毕，正在进行中拱开挖支护施工。综合施工技术研究也已获得如下进展：地铁换乘车站群洞开挖复杂构造综合施工技术研究已经获得阶段性成果。159大管棚126m独头钻进一次性打设成功，精度控制在3以内，被专家称为“国内领先，行业一流”。黄庄车站施工期间管线安全性评价在国内率先采用实测跟踪技术，已获得突破性进展。地层异常区探测及解决施工技术、管线群中施工技术等在北京地铁在施四号线、十号线、奥运支线、机场线中，被北京轨道交通建设管理公司树为典型，上述施工技术在四条地铁线路建设中推广，并于4月12日在黄庄站召开了四条线建设、监理、设计和施工单位参加现场观摩会。3地层异常区探测及解决施工技术依照设计提供关于资料及现场调查成果，黄庄车站施工范畴内地下管线众多，管线分布复杂，管线埋深1.0 8.8 m，各种市政管线特别是上水管、雨水管及污水管等管线绝大多数存在渗漏现象，渗漏管线周边土体长期被水浸泡软化，并且由于翻修道路、管线施工等不同限度导致土体扰动，形成空洞、松散、富水等地质异常区，上述地质异常区对地下构造施工安全导致很大威胁，施工风险极大。3.1空洞探测为查明黄庄站施工场区范畴内特殊地质状况，理解车站暗挖构造上方地层实际状况，消除地层异常带来隐患，咱们在施工前邀请北京交通大学采用探地雷达设备进行了地层探测，探测工作使用美国劳雷工业公司物探部生产SIR探地雷达系统，属SIR系列最新级别，设备为便携式，涉及主机、天线（合用于不同探测深度和精度天线，15MHz-1.5GHz）、电缆、蓄电池等，同步还配有数据解决专用软件。该仪器可以提供一种安全、迅速勘察办法，不需要开挖，也不会导致对建筑物破坏，已广泛应用于岩土工程勘察等方面，在都市地下管线探测中也有广泛应用。分别采用800MHz和400 MHz天线对地层状况探测，同步某些地段补充100MHz天线探测，测线总计423条，测线总长度9224.2m。探测以勘察钻孔揭示地层状况为原则，进行地球物理参数标定和该地层典型地层单元雷达信号标志拟定。通过对探测数据解决和综合分析，获得场地内特殊地质（洞穴、局部富水区等）分布状况有关数据资料，通过物探地质综合解释、分析以为，黄庄站场地12m以上地层存在某些松散区较多，重要是某些回填和杂填土欠密实，某些地段存在由于地层含水状况变化导致富水区，重要有地质条件变化导致上层滞水，某些管线渗漏导致局部富水区等。此外某些地段分布有土层分布不均匀浮现土洞和既有松散区加空洞等特殊地质状况。3.2探测成果整顿分析依照北京地铁黄庄车站地质异常区探测状况综合报告探测成果，经整顿后统一进行分区编号，综合成果见黄庄车站地层异常分析汇总表（表3.2）和异常区平面布置图（图3.2）。地铁黄庄车站地层异常分析汇总表 表3.2检测区域异常区 编号里程平面范畴（m2）影响深度(m)异常现象特性I区LI-1K20+383.2K20+394.711.55.61.02.5位于600mm自来水管线区，土层含水量高异常，土体构造不均匀LI-2K20+410.9K20+432.321.46.50.53.5位于600mm自来水、电信、雨水（砼）和污水（砼）等管线密集分布区，地层构造不持续，土层松散或土质构造不均LI-3K20+444.9K20+457.112.210.00.54土层松散或土质构造不均，土层含水量高异常（也许洞穴）LI-4K20+435.6K20+446.310.76.50.53.5位于600mm自来水、电信、雨水（砼）和污水（砼）等管线密集分布区，地层构造不持续，土层松散或土质构造不均（也许洞穴）LI-5K20+389.7K20+402.212.54.01.56雨水、污水管线影响区，地层构造不持续，土层松散或土质构造不均（也许洞穴）LI-6K20+389.3K20+398.49.13.40.53.5地下反射异常（也许洞穴）LI-7K20+424.5K20+432.46.111.81.06地下反射异常（也许洞穴）LI-8K20+399.6K20+402.23.47.52.57上层滞水区LI-9K20+435.6K20+446.310.76.50.53.5位于600mm自来水、电信、雨水（砼）和污水（砼）等管线密集分布区，地层构造不持续，土层松散或土质构造不均LI-10K20+382.1K20+379.45.12.14.06.0上层滞水区LI-11K20+376.3K20+387.413.35.52.07.5水管渗漏富水区区L-1K20+529.7K20+549.419.79.70.54位于800mm给水管线区，土层松散或土质构造不均，土层含水量高异常（也许洞穴）L-2K20+593.4K20+605.412.06.00.53.5因管线（井）施工扰动较强地层构造不持续，土层松散或土质构造不均，浅地层含水量异常高（也许洞穴）L-3K20+505.0 K20+525.320.38.70.53.5土质构造不均，松散，含水量中档异常（也许洞穴）L-4K20+540.6K20+556.316.67.91.05.7反射异常区（也许洞穴）L-5K20+578.6K20+596.320.34.84.09.5上层滞水区L-6K20+505.5K20+518.313.44.13.57.5反射异常（也许洞穴）L-7K20+500.5K20+517.311.75.14.59.5反射异常（也许洞穴）L-8K20+573.6K20+588.37.015.41.06.5反射异常（也许洞穴）L-9K20+556.6K20+565.39.85.41.05异常区区L-1K2+333.2 K2+347.314.13.30.56.51400mm上水管及其她管线区，土层含水量高，管线渗水异常区L-2K2+370.1 K2+383.513.43.90.56.5位于1400mm上水管及其她管线密集分布区，上部土层松散或土质构造不均，下部土层含水量高异常，管线也许渗漏水引起富水异常L-3K2+363.8 K2+375.211.45.40.54.5位于南侧雨水管线影响区，地层构造不均，局部含水量高异常L-4K2+371.1 K2+395.124.03.00.56位于800mm上水管线区，下部地层含水量高异常，推测为管线渗水导致富水异常L-5K2+377.3 K2+370.18.13.537.5水管渗水异常区L-6K2+382.1K2+369.8224.52.07反射异常（也许洞穴）IV区LIV-1K20+471.9 K20+482.110.215.30.26.5位于电力管沟和雨污水管线区，管线区地层不持续，管内积水外漏，土层含水量高异常LIV-2K20+492.6K20+502.59.932.50.56.5位于300mm和800mm上水、电信、高压燃气等管线密集分布区，地层构造不持续，土层松散。各类管线及管井中积水渗漏导致地层土体含水量高异常（也许洞穴）LIV-3K20+466.1K20+473.47.315.60.55地层密实度极差，局部也许存在小规模空洞或松散物（也许洞穴）LIV-4K20+481.4K20+489.78.323.50.56.5位于1400mm上水管及电信、雨水管分布区，上部地层构造杂乱不均，较松散，下部土体含水量高异常LIV-5K20+463.5K20+472.99.45.80.54.5位于南北向600mm上水管及东西向电信等管线区，土体上部构造杂乱不均，下部土体含水量高异常区LV-1K2+273.6 K2+257.95.416.127.5反射异常区(也许洞穴)LV-2K2+275.5 K2+262.72.47.627.5富水异常区LV-3K2+278.3 K2+268.112.25.325.5反射异常（也许洞穴）LV-4K2+262.8 K2+245.111.55.025.5富水异常区LV-5K2+237.6 K2+222.216.14.22.58反射异常(也许洞穴)LV-6K2+243.3 K2+239.14.53.016.5反射异常区(也许洞穴)通过整顿探测成果并对其汇总，地铁黄庄车站施工范畴内共有地质异常区37处，其中位于构造施工范畴内需要施工前解决地质异常区有35处，涉及也许空洞区19个，其他异常区16个。3.3各类地质异常区专项解决方案依照地质探测报告，将地质异常区进行筛选，分类解决如下： 空洞区对发既有空洞区域采用级配砂石回填，为防止空洞周边区域浆液量扩散过大，对空洞区域外边沿某些注浆导管内压注水泥水玻璃双液浆，进行控制注浆。注浆解决后，分区恢复路面。 松散及地层不均匀分布区探孔均匀布置、打设注浆导管，回填探孔后进行注浆填充加固解决。注浆解决后，分区恢复路面。 富水异常区开挖后如发既有较多水渗出或有涌水现象，一方面尽量探明水量、来源，拟定周边管线影响，及时抽排水，汲取泥浆，探明实际状况后，及时回填探孔，并布设注浆导管进行注浆解决。注浆解决后，分区恢复路面。 管线影响区由于黄庄车站管线密布，施工时回填不密实、管线渗漏水等状况，对施工场区内地层导致了较大影响。管线开挖前保证精准定位避开管线位置进行解决。在管线周边挖设探孔，进行打管注浆解决。并在接近管线导管内压注水泥水玻璃双液浆以避免浆液扩散范畴过大对各类管线导致不利影响。如果图纸上管线位置不精确，实际挖探未能避开管线，则依照管线类型和埋深状况，采用在管线下50cm如下位置埋花管注浆解决，避免注浆过程中引起浆液堵塞管线及注浆压力过大引起管线损坏状况发生。注浆解决后，分区恢复路面。施工准备搭建施工围档挖孔探测打设注浆管回填注浆拆除围档和安全防护路面恢复下一异常区安全防护浆液配备图3.3.1 施工作业流程图综上所述，对各类地质异常区重要是采用挖孔复探、孔内打管注浆办法进行异常区填充和地层加固改良解决。3.3.1施工作业流程施工作业流程图见图3.3.1。3.3.2重要工程项目施工办法3.3.2.1挖孔探测由于黄庄站上方地下管线众多，为保证异常区域解决施工时管线安全，在施工前要对地下管线进行挖探，以拟定施工范畴内有无地下管线存在，并理解地质异常区域详细状况，指引施工，同步运用人工挖孔工作面打设注浆管。依照黄庄车站地层异常区探测报告中地质异常区影响深度拟定挖孔深度。由于路面层较厚，地面下1m不做护壁，为以便打设注浆管，挖孔底部1m不做护壁。挖孔直径1m，护壁单面10cm。挖孔开挖、支护分段如图3.3.2.1所示。 普通地层开挖支护图3.3.2.1 挖孔示意图人工挖孔采用分节挖土，分节支护施作办法。探孔采用人工开挖，弃土装入吊桶，用多功能提高架提高至地面，倒入手推车运到暂时存碴场。依照地质状况（重要是保持直立状态能力），探孔护壁每节进尺0.51.0m。第一节孔圈护壁应比下面护壁厚100150mm，上、下护壁间搭接长度不得不大于50mm。每开挖一节进行一次探孔垂直度检查，以保证探孔垂直度。 穿过粉砂层成孔办法 当人工挖探孔穿过粉细砂层成孔困难时，可采用插板法开挖，并将探孔孔每节开挖高度恰当减少，普通以0.5m为宜。采用木板或竹板条超前支挡，开挖后及时浇筑护壁混凝土。 探孔成孔质量控制 a、模板安装必要用探孔中心点校正模板位置，检查护壁厚度。 b、探孔开挖后及时灌注护壁混凝土，灌注护壁混凝土时，采用钢钎或木棒重复插捣，保证混凝土灌注密实。3.3.2.2 注浆管加工及布置图3.3.2.2 注浆管加工示意图注浆管分为管头和管身两某些，管头为打入土体某些，管身为与管头焊接并引至地面进行注浆某些。均采用63.5水煤气管，上面开设10溢浆孔，间距0.2m，梅花型布置，管头长2m，打入土中，与管身焊接。对于竖直注浆管则整根打设，不再进行连接。注浆管加工如图3.3.2.2所示。图3.3.2.4 注浆范畴示意图图3.3.2.3 注浆管布置示意图进行地质异常区域注浆解决，为避免破坏到地下管线采用人工挖孔办法进行施工，挖孔孔心间距依照实际状况定为3m左右，因管线影响及地质异常区轮廓不规则孔心间距略有调节。如图3.3.2.3所示，孔深定为2.0m，直径1m，护壁单面10mm。在开挖过程中理解异常区域实际地层状况，并与探测成果对照，以拟定异常区域解决采用品体解决办法。运用人工挖孔作业空间打设注浆管，施做护壁时预先打设注浆管管头，并包裹注浆管端部，后来焊接管身引至地面进行注浆解决。注浆导管在探孔1.5m深处呈放射状布置六根，每根长度2m，向斜下方45度角方向打设。采用分段打设，分段焊接办法布置。然后每根注浆管焊接管身引至地面进行注浆。并在探孔底部竖直打设3根3.5m长注浆管，每根打入土体某些为1.5m，加固异常区下部范畴。每根注浆管注浆有效半径为0.51.5m(依照地层条件而异)，这样就对地下0.53.5范畴内地层起到了整体加固作用，达到了注浆加强异常区域目。注浆管布置示意图及注浆范畴示意图分别见图3.3.2.3和图3.3.2.4。3.3.2.3注浆解决注浆机理浆液通过PH-15注浆机、注浆管注入特殊地质异常区中，以填充、渗入和挤密方式，驱走特殊地质异常区土体颗粒间水分和气体，并充填其位置，改良地层，提高施工安全性。注浆注浆浆液：各异常区区以注水泥浆为主，水灰比1：1，为有效控制浆液扩散范畴，对异常区边沿采用压注水泥-水玻璃双液浆（水灰比0.8、水玻璃波美度35Be），以进行控制注浆，详细配比依照现场挖探状况通过实验拟定。注浆量依照现场确认。浆液实验本次解决以充填注浆为主，充分考虑注浆过程中对周边环境和地下管线影响，严格控制注浆压力和参数。注浆参数应依照某些地段实验解决拟定，以保证注浆过程中安全。 依照规定按照不同水泥不同水灰比配备浓度不一水泥浆，按照先后顺序拟定其如下实验参数： 浆液配备程序和拌制时间； 浆液比重测定； 浆液流动性； 浆液沉淀稳定性； 浆液凝结时间（初凝时间和终凝时间）； 浆液结石容重、强度、弹性模量、渗入性； 水泥浆液各项参数拟定之后，再进行加入各种水灰比浆液实验。实验进行之前，要对外加剂性能及参数进行检测。 严格按照浆液配比和配备程序将外加剂与水泥浆混合。然后对浆液各项参数进行测定。 依照事先拟定对各种不同浆液规定，将上述实验成果进行列表表达清晰。在注浆过程中依照不同状况选用。施工要点该段注浆工作完毕开挖探孔压注浆液连接注浆机具插管及注浆机具准备按规定原则结束注浆按规定期间检查注浆状况与否满足规定进入下一循环施工进行补充注浆或封堵注浆检查注浆压力和注浆量有无异常状况继续注浆埋设导管实验拟定注浆参数拟定因素调节浆液配比有否是注浆施工工艺流程图注浆前应通过实验拟定注浆段长度、注浆孔距、注浆压力等关于技术参数。注浆段长度依照土层地质状况、松散状况、渗入性选定。注浆压力大小依照孔深，地质状况以及水泥浆浓度而定，普通为0.2-0.6MPa。注浆施工工艺注浆施工工艺流程见右图。(1) 挖孔时应对土质地层以及孔内各种状况进行详细记录。(2) 插入注浆导管：挖孔完毕后在孔内打入63.5注浆导管，打入土体中钢管壁上布有注浆孔。(3) 浆液制备：制浆材料必要称量，称量误差应不大于5%，水泥等固相材料采用重量法称量。浆液搅拌均匀，并测定浆液密度和粘滞度等参数，做好记录。浆液在使用前过筛，从开始制备至用完时间不大于4h。(4) 注浆：用注浆机将水泥浆压入导管内而透入土体。水泥浆应持续一次压入，不得中断。注浆先从稀浆开始，逐渐加浓。当注浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而注浆压力持续升高时，不得变化水灰比。当某一比级浆液注入量已达到300L以上，或灌注时间已达到30min，而注浆压力和注入率均无明显变化时，应换浓一级水灰比浆液注浆。当注入率不不大于30L/min时，依照施工详细状况，可越级变浓。注浆过程中，派专人打开附近井盖密切观测，以免浆液注入管线内，发现状况及时上报并停止注浆。注浆压力或注入率突然变化较大时，应及时停止注浆，查明因素采用相应办法。 (5) 注浆检查：注浆完毕后要对注浆效果进行检查。检查采用对已解决完异常区挖孔查看，分析状况，保证注浆质量和效果。对于效果没有达到地段，应进行补注等办法。路面恢复在围挡拆除之后，用20mm厚，2m2m钢板对每一种探孔进行覆盖，暂时恢复路面交通，并及时联系路面施工单位运用夜间恢复被破坏路面。详细施工环节如下： 人工整平，采用小型打夯机将探孔内素土底层打压密实。 铺筑300mm厚无机料底基层并人工整平后，采用小型打夯机打压密实。 铺筑80mm厚粗粒式沥青混凝土面层，人工整平。 铺筑10mm厚细粒式沥青混凝土面层，采用12t压路机碾压密实。路面施工完毕后，其顶面高程应与现况路面高程一致。3.3.3施工组织由于绝大某些地质异常区均位于中关村大街与知春路和海淀南路上，交通特别繁忙，在解决过程中要避免或减少对交通影响。施工原则：减小对交通影响；迅速施工，迅速清理。化整为零，分散进行。避开交通高峰期，尽量安排在夜间或周末进行。项目总体负责人安全员空洞解决一队空洞解决二队质检员技术负责人黄庄站空洞解决项目施工人员组织机构图施工围挡搭建牢固，严格按技术交底施做，在迎车方向设立两个警示牌分流车辆，两个警示灯，四个防撞桶，锥桶在围挡外侧布设1个/m，沿围挡四周架设防护灯，做好安全防护办法，保证施工安全。3.3.4人员组织项目部专门成立了地质异常区解决施工小组，设总体负责人1名，负责施工过程中全面管理和协调；设技术员2名，负责注浆施工过程中技术服务，向监理报检，注浆登记表格填写。施工队共分2个分队，每分队设队长1名，交通指挥人员2名，机械操作人员3名，挖孔人员12名，注浆人员3名，搬运水泥人员4名，作业辅助人员3名。共计人员59名。3.3.5机具设备投入机具设备见下表。编号名称数量编号名称数量1空压机3台8手推车10辆2注浆机3台9搅拌机3台3路面切割机2台10风镐6把4洋镐10把11铁锹10把5围挡板160米12锥桶100个6防撞筒16个13警示牌8个7警示灯8个14警示串灯200米3.4地质异常区解决效果评价地质异常区解决后，解决效果评价采用二次物探为主，挖探抽查为辅方式进行。依照探测数据经应用专用软件进行数据解决与综合分析，获得场地地质分布状况有关数据资料，通过物探地质综合解释，得到雷达探测解释成果图，通过成果综合分析，黄庄车站施工场地解决后场地12米以上地层总体状况较均匀密实。4浅埋暗挖地铁车站管线群中126m长、159大管棚独头施作技术黄庄车站十号线车站为双层暗挖构造，全长156.908m，东西两端各设长度15.3m盖挖施工竖井，暗挖段全长126.308m。车站上方管线密布，沿线路方向管线13条，其中起控制作用有1400、800、300上水管和500、300燃气管。十号线车站中拱埋深4.5m左右，土层自上而下依次为杂填土、粉土、粉质粘土、粉细砂及卵石圆砾层；土层稳定性差，暗挖时无法形成自然应力拱，易发生坍塌现象。为保证暗挖施工和管线安全，有效控制坍塌及地表沉降，设计在进洞施工双层暗挖主体构造初期支护之前，在竖井内施作暗挖进洞超前大管棚。4.1超前大管棚设计参数及施工方案选取4.1.1设计参数十号线暗挖主体超前大管棚布设在暗挖拱部轮廓外280mm处；设计有效支护长度为126.308m，沿与车站平行方向打设（车站自东向西设有2纵坡下坡）。管棚选用159热轧钢管，t=8mm；沿暗挖拱部轮廓间距为400mm。管棚内压注M10水泥砂浆作填充。管棚布设示意图见图4.1.1。4.1.2 施工方案选取图4.1.1 十号线暗挖主体影响管线及上施工导洞管棚布置图（单位：除管线埋深为m，其他均为为mm）依照十号线工程特点及施工实际，综合考虑安全、工期、成本、施工精度等因素，决定采用带有导向装置定向水平钻机一次性施作126m超前大管棚。4.2超前大管棚施工4.2.1施工办法概述4.2.1.1管棚施工环境十号线暗挖主体由端头盖挖施工竖井进洞开挖。管棚施工运用施工竖井提供作业面进行。施工竖井已经完毕中楼板构造施工，管棚施工作平台搭建在中楼板上。4.2.1.2 管棚施工办法运用竖井构造已有中楼板构造搭建施工平台，施工平台上设管棚钻机轨道及钻架；管棚钻机通过轨道和钻架作水平和竖向移动。管棚采用非开挖铺管技术施工即采用开口器开口、水平定向钻机钻进、泥浆护壁、有线导向系统控制施工办法。管棚管节间采用丝扣连接。管棚打设完毕封堵孔口，设立注浆管路，压注M10水泥砂浆作填充注浆。超前大管棚施工工艺流程如图4.2.1.2所示。4.2.2管棚施工4.2.2.1施工平台搭设管棚施工平台采用碗扣式脚手架，脚手架采用90cm横杆，层高60cm；依照实际管棚钻机作业空间范畴，搭设范畴为26m7.2m7.2m。脚手架顶部以10cm10cm方木密排铺设，方木上满铺5cm厚木板，施工测量放样管棚开孔孔口管埋设复核孔口管方位复核管棚位置施工平台搭设机械设备检测机械设备安装机械设备就位、调试地下管线调查入孔试钻导向纠偏回次加尺管棚连接钻具组装、调试导向纠偏系统组装钻进结束填充注浆精度评估效果检查图4.2.1.2 非开挖技术施工超前大管棚工艺流程作为管棚施工机械设备安装及施工平台。为保证施工平台稳固，方木及木板均在端头采用I30工字钢固定并联为整体。4.2.2.2 机械设备安装(1)机械设备安装准备非开挖铺管技术管棚施工机械设备重要涉及钻进系统、泥水循环系统和导向纠偏系统。机械设备进场安装就位前，仔细检查各部件状况及工作性能；电机、钻机、泵等测试，运转与否正常，所有部件与否完好；液压系统与否畅通，密封完好度，液压油泄漏状况。(2)钻机及钻架、导轨安装管棚钻机采用北京中易恒通公司制造HTG100定向钻机，该钻机为全液压钢制履带自行钻机。导轨采用I30工字钢，钻机升降所用钻架为集升降、提高管节、管节连接等功能于一体可拆卸多用钻架。系统安装技术规定：钻机液压系统组装必要封闭、畅通；导轨钢轨找平误差3mm；底盘对角线找方误差3mm；钻架斜拉筋紧固，交叉拉力基本相等； 钻架立柱对角误差5mm；升降系统：卡瓦等上紧，加强整体性；所有连接螺母必要拧紧，发现溢扣者必要更换；丝杠、顶杠要顶紧、有效，安装要牢固，保证不因震动而松动或脱落。(3)泥水循环系统泥水循环系统由泥浆池、泥浆泵和回流管路构成，提供管棚钻进所用泥浆。泥浆池设立在竖井构造中楼板上，设泥浆搅拌池、砂浆搅拌池和沉淀池三个分区。泥浆泵采用BW-250型，可调压力2.57.0MPa，既可提供管棚施工中泥浆，也可用于管棚填充注浆。回流管路运用管棚施工平台与泥浆池之间高差回流泥浆至沉淀池。泥浆采用钠基膨润土和聚合物进行配比。管棚施工中泥浆循环作用是携带钻屑、形成护壁、孔内润滑和减少导向传感器温度。详细配比由专业泥浆工程师依照详细地层状况拟定。泥浆严格按配合比配制，经充分、均匀搅拌而成。泥浆必要先配制好后使用，禁止使用中同步加清水、加料。泥水循环系统：泥浆制备储浆池泥浆泵送水器钻具钻头管外间隙孔口回水阀门回浆管沉淀池。钻进过程中保持上述各流通环节畅通。在施工过程中，依照不同地层，合理调节泵压、泵量，避免因泥浆局限性引起通道堵塞、塌孔抱钻或因泥浆量过大导致过量泥沙外排。本工程中，普通采用中低压、中小水量。(4)钻具及导向系统组装钻头采用合金钻头，端部设楔形板。详细参数：钻头旋转直径为190mm，楔形板与平面交角为20。单向阀打开抗力为0.6-1.2MPa。钻头前端设水眼，水眼直径为20mm。图4.2.2.2 导向纠偏系统示意图导向及纠偏系统采用有线导向装置，涉及导向传感器、通信线、回拖线及监控平台。导向传感器以固定装置内置于钻头内，通过通信线与监控平台相连。导向传感器安装必要牢固，并保证导向传感器可以精确反映钻进偏差。通信线、回拖线安装保证导向传感器与监控平台之间可靠连接及传感器回收。导向纠偏系统示意图见图4.2.2.2。4.2.2.3 管棚定位及机械设备调试(1)管棚定位在竖井侧墙上精准测设管棚孔位，标明孔位编号。孔位测设精度： (2)机械设备调试机械设备就位后即进行设备调试。对已经安（组）装完毕各某些机械设备进行各种性能检测及调试，钻机升降、平移、行走性能，泥水循环系统畅通及压力，液压系统工作参数，导向、测斜、纠偏等装置敏捷度等进行实际测算，并结合实际施工需要进行调节，保证整个机械设备系统处在满足施工需要状态。4.2.2.4 管棚开孔(1)为保证管棚施工钻机入孔方位，钻进前应在相应管棚位置开孔，埋设217孔口管。(2)某些管棚位置开孔需穿过受竖井前期围护桩，围护桩直径800mm，C30混凝土，钢筋密布，采用常规开孔办法和机具无法满足施工进度和精度规定。本工程采用DC2-250C型专用开孔器开孔。开孔器开孔直径250mm，转速450r/min。依照实际地质条件及类似施工经验，拟定管棚开孔方位和仰角，在开孔部位上方用专用固定装置安装开孔器行走/锁定装置并依照管棚走向调节。开孔器安装在行走/锁定装置上进行开孔施工。据施工中实际记录，在围护桩部位开孔1.0m深度用时68h，能明显提高开孔施工效率。(3)钻机入孔方位角、倾角，必要在可靠测量数据上进行。水平钻进中受钻具自重影响，钻具前部产生下垂现象；钻具顺时针旋转，产生右旋力，导致钻孔偏斜。因而拟定开孔角度时，依照以往施工经验和现场实验孔成果，拟定合理开孔方位角与垂直角纠偏值，并依照已成孔测斜成果随时予以调节纠偏角度。(4)孔位确需移动时，须、计算回归角度。(5)依照实验检查导向钻头纠偏能力，在施工经验积累基本上，拟定开孔方位和倾角与否增长纠偏角，并以书面形式告知机台。(6)计算倾角时应将隧道坡度考虑在内，管棚不容许向内偏斜。(7)角度计算:开孔方位=风道走向+钻孔放射角水平分量+水平纠偏角开孔仰角=钻孔放射角垂直分量+钻进纠偏垂直角(8)开孔施工过程中及施工完毕，随时检查开孔方位，如浮现偏差及时进行调节。(9)验收合格开孔及时埋设孔口管并将管口与孔口间空隙以水泥砂浆封堵严密。4.2.2.5 管棚钻进及导向(1)管棚钻进入孔钻进前应对钻机定位状况，方位、倾角状况，孔口管对中状况，泥水循环系统以及导向纠偏显示状况进行全面复检，确认正常后进行试钻。因一次性施作126m超前管棚，本工程采用6.0m长度管节以减少接头。管节采用预先加工管节，丝扣连接；连接丝扣长度150mm。管节到场及连接迈进行质量检查。管体不得有弯曲，丝扣四周壁厚均匀，丝扣完好合格。管内杂物必要清除干净。倒运吊放过程中应避免损伤丝扣。钻进中，每节丝扣连接完毕后，须先钻进后进行钢管丝扣接缝焊接（即先钻后焊），以免钻进时扭力导致开焊。通信线应