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下穿京广铁路暗挖隧道施工组织方案

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2020年6月23日
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目录
一、 编制依据 1
二、 工程概况 1
三、 环境概况 2
3.1地质条件 2
3.2水文条件 3
3.3地震影响 3
四、 施工准备 4
4.1 施工技术准备 4
4.2 人员机械安排 4
4.3工期安排 6
4.4 项目组织管理体系 7
五、 施工方案与方法 8
5.1超前支护 10
5.2开挖施工 20
5.3支护施工 21
5.4 防水施工 27
5.5 衬砌施工 43
六 监控量测 51
6.1监控量测断面布置图 51
6.2主要监测内容 52
6.3监测频率 54
6.4量测数据处理及反馈 55
6.5量测数据整理、 分析与反馈的要求 57
6.6监控量测规范要求 57
6.7监控量测注意事项 58
七 质量保证措施 59
八 安全保证措施 60
九 文明施工保证措施 61
十 环境保护措施 61
十一 应急救援预案 62
11.1 安全预案领导机构 62
11.2 安全预案机构职责 62
11.3 救援准备 62
11.4 应急程序 63
十二 附图 65
12.1施工现场平面布置图 65
12.2施工进度横道图 65

下穿京广铁路暗挖隧道施工组织方案
一、 编制依据
1、 长沙市渔业路及延伸工程施工图设计: 隧道工程( 变更设计) ;
2、 长沙市渔业路及延伸工程过轨施工组织设计;
3、 长沙市渔业路及延伸工程详细勘察报告;
4、 业主及管线单位提供的现场管线资料;
5、 《公路隧道施工技术规范》( JTG F60- ) ;
6、 《公路隧道施工技术细则》( JTG/T F60- ) ;
7、 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》( GB50086 - ) ;
8、 《混凝土结构工程施工质量验收规范》( GB50204- ) ;
9、 《混凝土强度检验评定标准》( GBT50107- ) ;
10、 《钢筋焊接及验收规程》( JGJ18- ) ;
11、 有关国家现行规范和规程;
12、 公司的综合施工技术及能力, 先进的机械设备及丰富的施工经验。
二、 工程概况
长沙市渔业路及延伸道路工程位于盛世路与福元路之间, 渔业路及延伸暗挖隧道工程为该工程的一部分, 隧道位于京广铁路正下方, 与京广铁路呈79°交叉。道路主线中心线与京广铁路相交于K1560+010处。
渔业路道路主线K0+415.4～K0+437.6段为22.2m长的暗挖隧道, 位于京广铁路正下方, 采用城市浅埋暗挖法施工; K0+406～K0+415.4和K0+437.6～K0+445段为盖挖隧道( 即东、 西段盖挖段长度分别为: 7.4m和9.4m) , 位于京广铁路路基边坡正下方, 采用盖挖逆作法施工。盖挖段两侧及中间设置人工挖孔桩, 桩顶设置1m厚盖板, 盖挖段靠近铁路路基两侧设置1.5m高挡墙。
暗挖隧道顶部至铁路轨面高差7.1m, 暗挖段与盖挖段采用双联拱断面, 共长39m、 高9.05m、 宽25.75m。
三、 环境概况
3.1地质条件
渔业路隧道工程下穿京广铁路段按详勘资料, 地层自上而下为杂填土( Q4ml) 、 粉质黏土( Q3al) 、 中粗砂( Q3al)、 强风化砾岩( K) 、 中风化砾岩( K) 中, 隧道结构位于杂填土( Q4ml) 、 粉质黏土( Q3al) 、 中粗砂( Q3al)中。
杂填土( Q4ml) : 分布于京广线两侧地段, 褐红色、 褐黄色, 湿, 结构松散, 主要由可塑-硬塑状粘性土回填而成, 含砖渣、 砾石、 碎石等硬质物含量25～30%, 局部达35～45%, 该层除钻孔ZK129～ZK135 为新近回填外, 其余回填时间5 年以上。该层分布于整个场地, 层顶标高30.33～36.75m, 一般厚度0.50～5.0m, 场地钻孔ZK129～ZK135 厚度较大, 为8～9m 左右, 场地该层平均厚度为4.5m。
粉质黏土( Q3al) : 分布于京广线两侧地段, 褐黄色、 黄色, 局部夹灰白色条纹, 可塑—硬塑状, 含少许黑色铁锰质氧化物, 局部含少量砾石。稍有光泽, 无摇震反应, 具中等干强度, 中等韧性。整个场地均有分布, 控制厚度0.30～9.60m, 平均厚度3.57m, 层顶标高为24.50～34.56m。
中粗砂( Q3al) : 分布于京广线两侧地段, 褐黄色, 黄色, 很湿-饱和, 稍密状, 成分多为石英质, 局部含少量砾石。层厚变异较大, 为0.50～5.10m不等, 平均厚度为2.28m, 层顶标高在21.11～27.28m之间。
强风化砾岩(K): 分布于京广线两侧地段, 褐红色, 碎屑结构, 泥质胶结, 胶结差, 极软岩。岩芯呈短柱状, 碎块状, 锤击易碎易断, 浸水易软化。层厚变异较大, 为0.90～11.5m 不等, 平均厚度4.35m, 其层顶标高在17.11～23.80m 之间。本层岩体破碎, 岩体基本质量等级为Ⅴ级。
中风化砾岩(K): 分布于京广线两侧地段, 褐红色, 碎屑结构, 泥质胶结, 胶结较好, 极软岩-软岩。岩芯多呈长柱状, 锤击易断, 浸水易软化, 岩石质量指标(RQD=85)。层厚变异较大, 为2.00～17.5m 不等, 平均厚度为12.02m, 其层顶标高在11.49～20.57m 之间。本层岩体较完整, 岩体基本质量等级为Ⅴ级。
3.2水文条件
根据地质钻探揭露, 该施工区域地下水主要表现为上层滞水, 场地地表水亦较多。
上层滞水主要赋存于表层杂填土层中, 分布不连续, 其动态变化大, 水量甚微, 补给来源主要为大气降水、 居民生活用水、 管道渗流的补给, 排泄方式沿地形坡降向低处排泄。水位埋深约为0.80-6.00m, 相对应标高为26.73-32.14m。
根据《岩土工程勘察规范》( GB 50021— ) ( ) 有关标准判定: 本场地环境类型为Ⅱ类, 场区地表水和地下水对砼结构和砼结构中的钢筋具微腐蚀性。场地内的土对砼结构和砼结构中的钢筋及钢结构具微腐蚀性。
3.3地震影响
根据《市政工程勘察规范》( CJJ56—94) 、 《建筑抗震设计规范》(GB50011- ), 长沙地区设计地震分组为第一组, 抗震设防烈度为6度, 设计地震加速度值为0.05g。在此烈度条件下, 场地下伏地层不会液化。工程场地类别为Ⅱ类, 场地设计特征周期T=0.35s。本场地为可进行建设的一般场地。
四、 施工准备
4.1 施工技术准备
( 1) 做好现场的三通一平准备工作。
( 2) 做好碴土场、 钢筋加工场、 料仓、 空压机房等现场临建设施的建设。( 施工现场平面布置图见附图)
( 3) 组织有关人员学习设计文件, 对设计文件、 图纸资料进行了解和研究, 使施工人员明确设计者的设计意图, 熟悉设计图纸的细节, 掌握设计人员收集的各种原始资料, 对设计文件和图纸进行现场核对。编制切实可行的施工方案, 对施工人员进行技术交底。
( 4) 在便于观测且牢固的地方设置临时水准点和平面位置控制桩, 以便于施工测量。
( 5) 及时组织机械设备及相关施工人员的进场。
( 6) 提前编制材料使用计划, 对所用钢材、 防水等材料进行抽样送检, 确保施工质量。
4.2 人员机械安排

表4.2.1 主要机械安排表
序号
机械名称
型号
数量
备注
1
挖掘机
XE60
1

2
装载机
ZL-25
1

3
空气压缩机
4L-20/8
2

4
台式摇臂钻床
Z3032*7
1

5
插入式振捣器
ZDN50
2

6
汽车起重机
PY5150JQ50D -中国
1

7
交流电弧焊机
BX1-500
2

8
型钢冷弯机
11.5KW
1

9
钢筋切断机
GQ40
1

10
钢筋弯曲机
GW-40
1

11
钢筋调直机
GT3/8
1

12
混凝土喷射机
PZ-5C
2

13
风钻
YT28
3

14
注浆泵
150-A
2

15
管棚钻机
A127
1

16
混凝土输送泵

1

17
自卸汽车
ZM430
2

18
二衬台车
4.5m
1

表4.2.2主要人员安排表
序号
作业队
人数
备注
1
开挖作业队
30
负责隧道开挖及碴土运输工作
2
支护作业队
6
负责隧道初期支护
3
防水作业队
8
负责防水工程施工
4
衬砌作业队
20
负责隧道衬砌砼浇筑及养护等
5
加工作业队
6
负责型钢及钢筋的加工
6
普工
10
配合其它工种、 抽水、 卫生等
合计
80

4.3工期安排
为了尽早发挥业主的投资效益, 提升我公司的社会信誉, 根据我公司多年市政道路及隧道的施工经验和精心组织安排, 保证按时完成本工程任务, 工期安排如下:
( 1) 4月1日～4月3日进行隧道导向墙的施做, 共计3工作日;
( 2) 4月4日～4月13日进行隧道中导洞上方40根长管棚打设及注浆, 共计10工作日;
( 3) 4月14日～5月3日进行隧道剩余140根长管棚打设及注浆, 共计20工作日。
( 4) 4月15日～4月18日进行隧道中导洞帷幕注浆, 共计4工作日。
( 5) 5月4日～5月11日进行隧道南、 北洞帷幕注浆, 共计8工作日。
( 6) 4月19日～5月28日进行隧道中导洞开挖, 共计40工作日。
( 7) 5月9日～6月2日进行隧道中隔墙仰拱及中隔墙钢筋绑扎、 立模及浇筑, 共计25工作日。
( 8) 5月9日～6月17日进行隧道南、 北侧壁导坑, 共计40工作日。
( 9) 6月18日～7月27日进行隧道南、 北中洞及仰拱, 共计40工作日。
( 10) 7月28日～8月26日进行隧道南、 北洞二衬( K0+406～+445) , 共计30工作日。
( 11) 8月27日～9月10日进行隧道东、 西扩大段( 侧墙及顶板) , 共计15工作日。
( 12) 8月27日～9月25日进行隧道盖挖及暗挖隧道附属结构施工, 共计30工作日。
施工进度横道图见附图。
4.4 项目组织管理体系
由于暗挖隧道处于整个工程的关键线路上, 为了确保按时完成暗挖隧道施工的各个工期节点, 同时还为了保证隧道施工的质量、 安全及文明施工, 针对隧道的特点及实际情况, 选择有经验、 有专业技术能力业务的骨干人员, 组建项目经理部, 履行合同义务和责任及承诺。
项目组织管理机构如图4.4所示。

图4.4 项目组织管理机构图
项目经理: 蔡文胜
常务副经理: 田天长

项目书记: 涂战平

副经理: 王承科

项目总工: 张梁

财务部
安全质量部
综合管理部
物资设备部
计划合同部
工程管理部

加工作业队
开挖作业队
防水作业队
支护作业队
二衬作业队

五、 施工方案与方法
渔业路及延伸工程暗挖隧道断面采用的是双联拱断面, 隧道按喷锚构筑法进行设计和施工, 结构采用复合式衬砌, 初期支护采用喷射混凝土、 钢筋网、 型钢钢架、 组成联合支护体系, 拱部设超前管棚, 并用导管注浆; 二次衬砌采用模筑钢筋混凝土。
图5.2双联拱隧道施工工法图

隧道开挖与初期支护施工工序如下:
第1步: 施做超前支护并对隧道全面段进行帷幕注浆, 然后进行中导洞上部台阶开挖, 每循环进尺( 0.5m) , 到设计轮廓线时, 及时初喷砼, 安装I22b型钢钢架, 打设Φ42( t=3.5mm, L=4m) 锁脚锚管, 挂设钢筋网复喷至设计厚度。在上台阶底部, 架设I18型钢临时支撑, 形成封闭圈, 增加整体受力刚度( 型钢钢架0.5m/榀) 。
第2步: 在中导洞上台阶向前推5m后( 根据实际情况可调整, 下同) , 开始开挖中导洞中台阶, 施作临时支护及初期支护。施工过程中, 临时支护必须加设锚杆及锚管, 尽早封闭成环。
第3步: 在中导洞中台阶向前推5m后( 根据实际情况可调整, 下同) , 开始开挖中导洞下台阶, 施作临时支护及初期支护。施工过程中, 临时支护必须加设锚杆及锚管, 尽早封闭成环。
第4步: 在中导洞下台阶开挖完成后, 施作中导洞底部的仰拱及填充。
第5步: 立模并施作”Ⅲ”步骤的中隔墙。
第6步: 开挖北侧壁导坑, 导坑分上中下三台阶施工( 如图中4、 5、 6步骤, 台阶法推进按3步骤要求进行) , 开挖后及时施作初期支护。
第7步: 北侧壁开挖与支护完全后, 进行南、 北侧中部导坑开挖, 导坑分上中下台阶向前掘进( 如图7、 8、 9步骤, 台阶法推进按2、 3步骤要求进行) , 架设I22b型钢钢架和I18临时支撑, 挂网喷射至设计厚度。
第8步: 北侧壁导坑开挖与支护的同时, 开挖南侧壁导坑, 导坑分上中下三台阶施工( 如图中4、 5、 6步骤, 台阶法推进按2、 3步骤要求进行) , 及时施作初期支护, 封闭洞室。
第9步: 南侧中部导坑在南侧壁导坑施工完成后进行开挖, 导坑分上中下三台阶施工( 如图中7、 8、 9步骤, 台阶法推进按2、 3步骤要求进行) , 及时施作初期支护, 尽早封闭洞室, 每道工序及时施作初期支护及临时支撑。
第10步: 施作仰拱及填充混凝土( 浇筑”Ⅹ”位置) 。
第11步: 根据监控量测结果分析, 待初期支护收敛变形稳定后,
逐段拆除临时钢架, 绑扎、 立模浇注拱墙二衬混凝土( 浇筑”Ⅺ”位置) 。
5.1超前支护
本隧道超前支护采用φ108长管棚和φ42小导管。管棚采用每节长3m的热轧无缝钢花管( φ108mm, 壁厚6mm) ,环向间距为30cm, 排向间距为40cm, 共设置180根, 管棚长度为22.2m。洞口段管棚设置导向墙, 采用C25混凝土, 导向墙设双层共8榀I18工字钢架, 采用Φ28的固定钢筋与孔口管、 I18工字钢双面焊接。由于此段处于盖挖段, 套拱两侧和中部设有挖孔桩, 施作套拱时, 经过挖孔桩中预留钢板与混凝土套拱的钢架焊接在一起, 使得混凝土套拱与挖孔桩形成一个整体, 提高管棚的稳定性, 确保铁路路基施工安全。
5.1.1导向墙和超前大管棚施工
5.1.1.1长管棚平面布置如下图:

图5.1.1长管棚布置平面图

5.1.1.2施工工艺
超前长管棚施工工艺详见图5.1.1

图5.1.2超前大管棚施工工艺流程图

5.1.1.3施工准备
根据管棚施工的机械设备情况, 在开挖至管棚施工段时, 预留下台阶不开挖, 作为管棚施工操作平台。
套拱施工: 考虑到本隧道开挖高度较大, 为保证施工安全, 套拱采用先拱后墙方法施工, 先施作拱圈部分, 再施作边墙部分, 施作时套拱边墙的钢架要与挖孔桩中预留钢板焊接在一起。待拱部和边墙施作完成后, 再施作导向墙基础。基础边墙两边均做4m高, 若基础底部承载力达不到设计要求的容许承载力, 对基础采取加宽加深处理, 或现场与业主及监理工程师沟通联系设计方, 采取变更处理, 对该段基底进行补强措施。套拱基础开挖分三步开挖, 挖至基础底部时立即对基坑进行封闭, 当遇到基坑底部有水时必须全部抽干后, 方可准予施工。
套拱采用120cm厚纵向200cm长的C25混凝土套拱, 内埋入Ф140×5mm长200cm的导向钢管。
套拱作为管棚的固定端, 拱内环向设置双层共8榀I18钢拱架, 其中布置180个Φ140孔口管, 孔口管与18工字钢采用Φ28固定钢筋双面焊接为整体, 焊缝长度大于14cm。套拱采用C25混凝土, 浇筑采用木模板加钢筋箍施工。

图5.1.1.3.1套拱与导向管位置及连接方式图

管棚制作: 管棚采用φ108钢管制作, 管壁打孔, 孔口采用梅花型布置, 孔径为10～16mm, 孔间距为15～20cm, 钢管尾留150cm不钻孔的止浆段, 钢管每节3m长加工。为了增加钢花钢强度, 在中间安装4根主筋Φ20, 箍筋φ10@250钢筋笼。为防止浆液倒流, 每根管棚尾部均安装有止浆阀。( 管棚钢花管构造图)
编号为单号的采用钻孔的钢花管, 施工时先打设钢花管并注浆, 然后, 在打设钢管的同时检查钢花管的注浆质量。

图5.1.1.3.2管棚钢花管构造图

5.1.1.4钻孔
钻孔采用液压钻机钻孔。选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求, 钻机要求平稳灵活, 能在360度范围内钻孔。为减少因钻具
移位引起的钻孔偏差, 钻机立轴方向应准确控制, 钻进过程中要经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度, 发现偏斜超过设计要求时及时纠正。
钻孔直径为Ф127mm, 钻孔角度为10～30, 钻孔平面误差为径向不大于20cm。
5.1.1.5顶管、 清孔、 放钢筋笼
钻孔检测合格后, 将钢管连续接长, 用钻机旋转顶进将其装入孔内, 钢管采用Φ114 mm丝扣。为使钢管接头错开, 第一节管采用2m和3m交替布置, 搭接长度为1m, 编号为奇数的第一节管采用2m长钢管, 编号为偶数的第一节采用3m长钢管, 以后每节均采用3m长钢管。同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%, 相邻钢管接头错开1m, 钢管用钻机顶进, 双号孔顶进无孔钢管, 单号孔顶进有孔钢花管。如遇故障, 需清孔后再将钢管插入。
钢管中增设钢筋笼, 增强钢管的抗弯能力, 钢筋笼由4根Φ20主筋和φ10的箍筋固定环组成。
5.1.1.6 注浆
采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆, 选用注浆泵注浆。注浆前先进行现场注浆试验, 确定注浆参数及外加剂掺入量后再用于实际施工。注浆按先下后上, 先稀后浓的原则注浆。注浆量由压力控制, 达到结束标准后, 停止注浆。注浆完成后及时清除管内浆液, 并用水泥沙浆紧密充填, 增强管棚的刚度和强度。
5.1.2超前小导管施工
渔业路及延伸工程暗挖隧道采用的是双联拱断面, 中部设置中隔墙, 因中隔墙有三处线路加固挖孔桩穿过, 无条件施做φ108管棚, 采用双层φ42小导管进行局部加密超前预支护。
超前小导管采用φ42,壁厚3.5mm的热轧无缝钢管, 长4m, 四榀设置两环, 环向间距30cm, 排向间距30cm, 纵向水平搭接长度不小于1.0m, 施工外插角10°～15°。注浆浆液采用单液水泥浆。。
超前小导管注浆施工工艺流程见图5.1.2《超前小导管施工工艺流程图》。

不合格
施工准备
测量放样
洞外小导管加工
钻孔
清 孔
注 浆
下管、 封堵孔口
焊上钢管未端挡圈
结 束
注浆质量综合检查
浆液配制

图5.1.2 超前小导管施工工艺流程图

5.1.2.1测量放样
按设计要求, 在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。
图5.1.2.1拱部超前小导管布置图
5.1.2.2钻孔
采用手持风钻钻孔, 孔深应适当加深。
5.1.2.3钢管加工及施工
将前端加工成尖锥状, 尾部焊一圈φ6mm加强筋。除尾部预留30cm的止浆段外, 管壁四周钻φ6～φ8mm的注浆孔, 以便浆液向四周围岩内压注。
图5.1.2.3超前小导管示意图

5.1.2.4钢管插入及孔口密封处理
施工时, 手持风钻先钻孔, 再用去掉回转爪的风钻将钻杆换成特殊钎尾, 用冲击的办法将导管贯入孔中。为防止孔口漏浆, 采用水泥封堵注浆管与钻孔之间的空隙。为避免注浆管堵塞而影响注浆效果, 注浆前采用高压风清洗注浆管。钢管尾端外露15cm, 与型钢钢架焊接在一起。钢管顶进时, 注意保护管口不受损变形, 以便与注浆管路连接。
5.1.2.5注浆
注浆前先检查导管孔口是否达到密闭标准, 以防漏浆, 然后按设计比例配浆, 采用注浆机压注浆, 注浆压力为0.5～1.0Mpa, 水泥浆浓度为1;1.25～1:0.。一般按单管注浆压力达到1.0Mpa且注浆量也达到设计注浆量作为结束标准。 当注浆压力达到设计终压不少于20分钟, 进浆量仍达不到注浆终量时, 亦可结束注浆。注浆结束后, 将管口封堵, 以防浆液倒流管外。
5.1.3 帷幕注浆
根据隧道所处位置地质条件较差及地下水较多的特点, 除采用井点降水外, 另在暗挖地段采取帷幕注浆来固结岩体, 来保证施工安全。
5.1.3.1注浆设计
隧道的注浆范围为顶部开挖线、 侧墙及底部开挖线外3m。每一循环注浆长度为22.2, 并保留3m的止浆盘。
浆液扩散半径为2～3m, 孔底间距3～4m。本隧道按注浆孔扩散半径2m, 孔底间距3.2m布置, 每一循环共设5环47个注浆孔。
孔位布置图见图5.1.3.1( 图中孔位侧大写数字表示环数, 角标表示孔数) 。
图5.1.3.1孔位布置图

注浆孔开孔直径不小于108mm, 终孔直径不小于90mm; 孔口管采用φ108mm, 壁厚5mm的热轧无缝钢管, 管长3m, 孔口管应埋设牢固, 并有良好的止浆措施。
5.1.3.2钻孔施工
( 1) 注浆钻孔结构及施工技术要求
根据设计图孔位、 钻孔参数, 在工作面放出钻孔位置, 并用红漆标定, 孔口管采用Φ108mm, 壁厚5mm热轧无缝钢管, 管长3m, 注浆钻孔孔口位置应定位准确, 与设计位置的容许偏差为±5cm, 偏角应符合设计要求, 每钻进一段, 检查一段, 及时纠偏, 孔底位置偏移应小于30cm; 钻孔顺序应先外后内, 同一圈孔间隔施工, 钻进过程中遇涌水或岩层破碎造成卡钻、 应停止钻进, 扫孔后再进行钻进, 钻进时对孔内情况进行详细记录, 如掉快、 坍塌、 堵钻、 钻速等, 特别是出水量的高低需要准确记录。
( 2) 钻机安装
钻孔选用ZYG-150全液压钻机, 先根据设计图孔位、 钻孔参数, 在工作面上放出钻孔位置, 并用油漆标定。
调整钻杆的仰角和水平角, 移动钻机, 将钻头对准所标孔位。
将棱镜放在钻杆的尾端, 用全站仪检查钻杆的姿态并调整。
( 3) 钻进成孔
钻孔按先外圈, 后内圈的顺序进行。内圈钻孔可参照外圈钻孔的顺序, 后序孔可检查前序孔的注浆效果。逐步加密注浆一方面可根据钻孔的情况调整注浆参数, 另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求, 即可进行下一圈孔的钻进, 减少钻孔的工作量, 加快施工进度。钻孔时, 还要严格作好钻孔记录, 包括孔号、 进尺、 起讫时间、 岩石裂隙发育情况、 出现涌水位置、 涌水量和涌水压力。
5.1.3.3注浆施工
钻孔完成后就开始进行注浆作业, 浆液采用水泥浆。水泥浆的水灰比为0.6:1~1:1, 水泥采用PO425普通硅酸盐水泥, 所用水泥必须新鲜无结块, 每批进场水泥均应有出厂合格证及检验分析报告单, 不合格的水泥不能使用。
注浆顺序采用先注外圈, 后注内圈, 先稀后密, 由下而上间隔施作。
注浆压力与岩层裂隙发育程度、 涌水压力、 浆液材料的粘度和胶凝时间长短等有关, 一般情况下设计的注浆压力( 终压值) 为静水压力2～3倍, 最大值不超过2MPa。
注浆在注浆压力达到2MPa或者注浆量达到注浆土体体积的5%时停止注浆。
5.1.3.4 施工中注意事项:
( 1) 岩层破碎容易造成塌孔时, 采用前进式注浆, 否则采用后退式注浆。
( 2) 钻进过程中遇涌水或因岩层破碎造成卡钻时, 应停止钻进, 进行注浆扫孔后再行钻进。
( 3) 注浆设计已避免在注浆过程中遇到线路架空加固支点桩, 如施工过程中与支点桩有冲突, 适当调整注浆位置。
( 4) 为防止浆液中混入纸片及水泥硬块杂物堵塞管路, 在搅拌桶进口及出口处设置过滤筛或过滤网。
( 5) 注浆过程中, 必须注意观察注浆压力和吸浆量的变化情况, 当出现异常时, 应立即检查并及时处理。
5.2开挖施工
5.2.1开挖方法与顺序
暗挖隧道施工坚持”短开挖、 强支护、 早封闭、 勤量测”的原则。结合本隧道的工程地质及水文地质条件、 隧道的开挖宽度以及与附近建筑物的关系等情况, 隧道工程施工方法采用双侧壁导坑法+中洞法施工。开挖方式采用人工开挖和机械开挖相结合, 机械运碴的方式, 南、 北侧壁导坑错开开挖。
先进中导洞开挖, 中导洞分上中下三台阶开挖。中导坑上台阶土体开挖采用人工或风镐开挖, 开挖预留核心土, 每循环进尺0.5m。开挖到位后, 初喷射4cm混凝土, 再人工安装型钢钢架, 并按设计打设锁脚锚管、 中空组合锚杆, 然后再喷射至设计厚度( 30cm厚C25喷射砼) , 尽早及时封闭开挖洞室。开挖的土方用斗车运至明挖基坑, 经过吊车垂直出土。
导坑中部和下部根据情况采用人工、 风镐或小型挖掘机开挖, 采用左右交错跳槽开挖, 先开挖第一榀和第四榀, 然后再开挖第二榀和第三榀, 往后如此循环开挖, 每循环进尺0.5m。然后按以上方法安装初期支护或临时支护到位。
导坑上中下台阶施工依次错开一定的安全距离( 不小于3m) , 每个洞室开挖与支护完成后, 才进行下一个洞室开挖( 中导洞待中隔墙浇筑完成后进行下一个洞室开挖) , 而且开挖后及时喷锚支护, 尽早封闭成环。
5.2.2超欠挖的控制与处理
施工测量放线准确, 根据现场围岩情况, 为控制超欠挖采取短进尺开挖,原则上不允许超欠挖。考虑到施工控制有一定的难度, 一旦发生超欠挖采取以下的处理办法。
1) 对超挖地段的处理
①对于一般的超挖位置, 采用C25喷射混凝土填满方式。
②若由塌方造成大面积超挖时, 应及时与监理沟通制定变更方案及处理措施。
2) 对欠挖地段的处理
①对较大超欠挖地段, 重新组织开挖, 防止造成超挖情况。
②对个别突出点侵入二衬超限时, 可用风搞等器具凿掉处理, 使其表面尽量圆顺。
5.3支护施工
暗挖隧道初期支护以锚杆、 喷射混凝土、 钢拱架及钢筋网组成综合防护体系。在开挖出碴完成后及时进行初期支护; 初期支护由C25喷射混凝土、 φ8双层钢筋网、 φ25组合中空注浆锚杆(侧墙设置) 、 I22b型钢钢架和I18的临时钢架、 φ22的纵向连接筋组成。
5.3.1 型钢钢架和临时拱架施工
钢拱架分为I22b型钢钢架和I18临时型钢拱架, I22b型钢钢架用于初期支护, I18临时型钢拱架用于临时支护。
5.3.1.1型钢钢架施工
钢架施工工艺流程见图5.3.1.1《型钢钢架施工工艺流程图》。
施工准备
连接钢筋加工
型钢钢架拼装
检查
钢架架立就位
测量放线
断面检查
欠挖检查处理
钢架加工、 检查
焊接纵向连接筋
喷混凝土
结 束
返 工
合格
不合格
合格

图5.3.1.1型钢钢架施工工艺流程图

5.3.1.2 钢架加工
( 1) 在加工过程中须严格按设计要求标准化制作, 做好样台、 放线、 复核和试拼, 并作上号码标记, 确保制作精度。
( 2) 型钢钢架由钢筋加工厂统一制作加工, 所有钢架加工时均焊接连接板, 以便于钢架连接牢固。
( 3) 构件的连接是钢架加工制作的关键工艺, 应严格按有关规范规定执行, 确保各类焊缝的质量。
( 4) 钢架加工后应试拼, 其允许误差满足规范要求, 经监理验收合格后, 方可投入使用。
( 5) 钢架接头处做加强焊接, 采用同钢板进行帮焊, 以提高钢架的连接质量。
5.3.1.3 钢架安装
先准确测量出中线、 水平桩点, 安装时保证其安装的精度符合设计轮廓的要求。每榀钢架间距为0.5m, 两榀钢架间设纵向连接钢筋, 连接筋环向间距为1m。钢架与围岩间满足设计4cm保护层的间隙。严禁在钢架背后用碎石或块石填充。钢架应与设计径向锚杆的尾部焊接牢固。
5.3.1.4 钢架施工质量标准
钢架材质、 规格、 强度和刚度应符合设计要求; 钢架各部接头及纵向拉杆等装配齐全、 连接牢固, 底板安置稳定; 钢架形状尺寸与开挖面相适应。
施作到隧道中隔墙处线路支点桩时, 初支I22b型钢钢架需与在支点桩与处预埋锚板搭接在一起。如不能准确搭接, 可适当调整钢架间距或直接焊于钢板上。
5.3.2锚杆施工
锚杆采用φ25组合中空锚杆, 长度为3.5m在侧墙设置。锚杆安设应在初喷砼完成后, 按设计要求进行, 先在岩面上画出需施工安设的锚杆孔点位, 采用YT28型风钻钻孔, 高压风枪清孔, 孔位偏差不大于15cm。
5.3.2.1 施工方法
( 1) 中空锚杆则将锚杆塞入锚孔, 安设排气孔管, 安止浆塞, 接注浆管, 用早强水泥砂浆注满, 最后加垫板和螺母, 待锚杆有一定的抗拉强度后拧紧螺母。
( 2) 锚杆施工工艺流程详见图5.3.2.1《锚杆施工工艺流程图》。

施工准备
测量放样
钻 孔
清 孔
安设锚杆加垫板、 拧紧螺母、 固定杆体
结 束
接注浆管注浆

图5.3.2.1 锚杆施工工艺流程图

5.3.2.2 施工注意事项
( 1) 锚杆长度、 入孔深度及尾部外露长度必须符合有关设计, 施工规范要求。
( 2) 锚杆安设前必须除油、 除锈、 调直。
( 3) 锚杆成孔及安放应尽可能垂直岩面。
( 4) 设计径向锚杆的尾部预留足够长度以便与钢架焊接牢固。
( 5) 锚杆的锚固力不得小于设计和规范规定的抗拔力, 并按规范规定进行锚杆抗拔力试验。
5.3.3 网喷混凝土施工
5.3.3.1钢筋网片施工
钢筋网采用HPB300直径为8mm的钢筋焊接而成, 网格间距150mm, 钢筋网须经试验合格, 使用前要除锈, 搭接长度不小于15cm。
人工铺设, 必要时利用风钻气腿顶撑, 以便贴近岩面, 与锚杆和钢架焊接牢固。
喷砼时, 减小喷头至受喷面距离和风压, 以减少钢筋网振动, 降低回弹。钢筋网喷砼保护层厚度不小于3cm。
5.3.3.2喷混凝土施工
喷射混凝土施工分为初喷和复喷, 初喷在开挖和出碴作业之后进行, 初喷厚度为4cm, 复喷在钢架假设完成后进行, 复喷至30cm厚。
喷射混凝土方法及工艺流程见 图5.3.3.2 喷射混凝土施工工艺流程图。
前期准备

受喷面清理

喷射

搅拌机

喷射机

喷头

综合检查

计量配料

复喷补强

结束

围岩不稳定 或砼不合格

合格

混凝土搅拌机

砂、 石、 水泥、 水( 第一次加水)

压缩空气

速凝剂

水

图5.3.3.2 喷射混凝土施工工艺流程图

( 1) 设备选型
采用PZ-5C新型混凝土喷射机。洞外由砼搅拌机拌好, 经过运输车向洞内送料, 空压机供风。
根据混凝土拌和质量和混凝土拌和量的要求, 选用强制式JS500混凝土搅拌机。喷射混凝土机采用PZ-5C型喷射混凝土机, 生产量5～5.5m3/h。该机的主要特点是下料振动力强, 出料快。因此选用此种机型进行混凝土喷射。
( 2) 材料要求
喷混凝土所用砂、 石的含泥量及杂质含量符合《地下铁道施工及验收规范》。原材料要满足以下要求:
水泥: 采用42.5级普通硅酸盐水泥, 性能符合现行水泥标准;
细骨料: 采用中砂或粗砂, 细度模数不大于2.5, 含水率控制在5%～7%;
粗骨料: 采用碎石, 粒径不大于15mm;
水: 采用城市自来水;
速凝剂: 质量合格。使用前应做与水泥相容性试验及水泥净浆凝结试验, 初凝时间不应超过5min, 终凝时间不应超过10min。
材料进场后, 对每批砂石料、 水泥进场以后对其取样送检, 送检合格后方能使用。试验确定喷射砼配合比, 在施工中要严格按照配合比进行施工。
( 3) 喷混凝土配合比:
按设计要求标准施工。
( 4) 施工工艺
在喷射砼之前应检查开挖断面尺寸, 清除危石和墙脚的岩碴, 用高压风将开挖面的粉尘和杂物清理干净。
砼喷射机安装调试好后, 在料斗上安装振动筛( 筛孔10mm) , 以避免超粒径骨料进入喷射机; 用高压风吹干净受喷围岩面, 而后即可开始喷射砼。
喷射作业应分段、 分片、 分层, 由下而上, 依次进行, 如有较大凹洼时, 应先用同标号砼填平。喷枪离岩面距离0.6～1.0m左右, 太近太远都会增加回弹量, 送风后调整风压, 使之控制在0.45～0.7MPa之间, 喷射手应严格控制水灰比, 使喷射层表面平整、 光滑, 无干斑或滑移流动现象; 喷射方向尽量与受喷面垂直, 拱部尽能够直径方向喷射。一次喷射厚度不宜超过10mm, 若需喷第二层, 两层喷射的时间间隔为15～20min。
为提高工效和保证质量, 喷射作业应分片进行, 可按照先边墙后拱脚, 最后喷射拱顶的顺序施喷。喷前先找平受喷面的凹处, 再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动, 每圈压前面半圈, 绕圈直径约30cm, 力求喷出的砼层面平顺光滑。
( 5) 有水地段喷射混凝土施工工艺
改变混凝土配合比, 增加水泥用量, 先喷干混合料, 待其与涌水融合后, 再逐渐加水喷射。
喷射时, 先从远离出水点开始, 逐渐向涌水点逼近, 将散水集中, 安设导管, 将水引出, 再向导管逼近喷射。
当涌水严重时, 可设置泄水孔, 边排水边喷射。
( 6) 施工注意事项
① 施喷作业前, 应检查风、 水、 电、 喷射机是否正常, 再进行喷砼混合料的拌合。
② 喷砼混合料应随喷随拌合, 避免喷砼混合料拌合过多而浪费或堆放时间过长影响喷砼质量。
③ 在型钢钢架连接板和预埋件处, 其背后喷射混凝土必须密实, 不可留有空间, 当出现时必须补喷密实。
5.4 防水施工
结构防水以结构自防水为根本, 采取措施控制结构混凝土裂缝的开展, 增加混凝土的抗渗性能; 以变形缝、 施工缝等接缝防水为重点, 同时在结构迎水面设置柔性全包防水层。具体措施有:
( 1) 二衬混凝土采用0.8m厚的C40防水钢筋混凝土, 抗渗等级为P10, 并在混凝土中加入抗渗防水剂;
( 2) 双联拱隧道初期支护和二次衬砌间设置全包防水层, 材料选用1.5mm厚EVA塑料防水板, 缓冲层以及仰拱防水层的保护层材料采用单位重量不小于400g/m2的无纺布。防水板之间接缝采用热合机进行双焊缝热熔焊接, 搭接宽度10cm。结构仰拱防水层的保护层采用一层无纺布及一层5cm厚的细石混凝土;
( 3) 结构除了设置全包防水层外, 还要在防水层内表面设置注浆系统。注浆系统由注浆底座和注浆导管组成。注浆底座沿区间纵向设置间距为4～5m( 拱顶处纵向设置间距为2～3m) ;
( 4) 变形缝采用外贴式止水带、 中埋钢边橡胶止水带加