隧道下穿居民区施工作业指导书.doc

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隧道下穿居民区开挖作业指导书
1．目的
明确隧道在下穿居民楼及工业厂房区段所采取的相关施工工艺、流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道开挖作业施工。
2．编制依据
1）《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ204-2008）；
2）《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》（铁建设[2005]160号）；
3）《地下防水工程施工质量验收规范》（GB50208-2002）；
4）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；
5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
6）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；
7）《铁路混凝土施工技术指南》（TZ210-2005）；
8）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）；
9）《工程测量规范》（GB50026-2007）；
10）莞惠城际轨道GZH-7标施工设计图；
11）《爆破安全规程》（GB6722-2003）；
12）《地铁设计规范》（GB50157-2003）；
13）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）。
3．适用范围
适用于中铁三局莞惠项目DK45+176～DK45+487.5隧道下穿板石霞村居民区及工业厂房开挖施工。
4．施工工艺流程及技术要求
4.1加强监控量测力度
区间隧道地表建筑物密集，与隧道施工又相互影响的房屋对地表下沉控制要求高，一般地段地表沉降控制标准为：地表最大下沉值30mm，隆起量为10mm，在靠近房屋基础管线段地表沉降控制标准按有关规范和主管部门的要求确定。区间隧道下穿建筑物成立专业的施工监测队伍，加强监测频率及监测精度，确保施工期间既有建筑物的安全，详见《控制测量作业指导书》。
4.2超前地质预报
本段隧道地质较为复杂，给施工安全带来不利影响，因此，施工中应严格按照要求做好超前地质预报，通过超前地质预报，预测可能引发隧道地质灾害的不良地质位置、规模和性质，并根据地质预报成果，提出相应的技术措施与可行性建议，降低地质灾害发生几率，确保隧道施工人员和设备安全，进而降低工程成本。
1） 小组人员及职责
鉴于超前地质预报的重要性，为此我项目部专门成立了超前地质预报小组，负责整个暗挖区间隧道的超前地质预报工作，将超前地质预报作为施工中的一道重要工序。
总工程师任组长：全面负责综合测试与超前地质预报工作；
工程技术部部长和各队技术主管任副组长：组织工程地质、水文地质、物探及试验等专业组成人员进行超前地质预报日常工作；
水文、工程地质员：负责水文地质测绘、测试及隧道涌水量的预测与环境水文地质评价；隧道工程的地质超前预报和测绘、监测以及测试、试验资料的分析、研究，提出施工措施建议；
物探员：负责物探测试工作；
试验员：负责岩、土、水样的测试、试验工作；
2）地质预报项目
采用开挖掌子面地质素描、超前钻孔并辅以TGP12超前地质预报系统、红外线探水仪等物探手段进行综合预测。
3） 超前地质探测与预报方法
（1）超前钻孔探测
“物探先行，钻探验证”，超前钻探是一种传统而可靠的工程地质探测方法，具有探测准确，直观的优点。针对本隧道围岩特点，采用超前钻探方法进行探测，以超前水平岩芯钻探为主，辅以浅孔钻探。
超前钻探方法是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。综合不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，大致确定断层的规模和产状。
（2）地质雷达预报
应用电磁波反射原理进行探测。通过测定与岩溶含水性有关的介电常数的变化来探测充水的地质体，如含水的断层、岩性界面等。地质雷达是采用甚高频－超高频电磁波检测地下介质的地质特征，不同岩性分布和对不可见目标和地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁波技术。其探测原理是高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性差异及集合形态而变化。从各个不同深度返回的反射波与直达波被接受天线所接收，经过接收机放大、滤波等处理并经过采样机数字化后输入微机进行处理，取反射波往返路程时间之半再乘以相应介质的电磁波传播速度便得出目标距离，再通过综合分析判断目标性质。据此，应用地质雷达可探测隧道开挖工作面前方的地质和水文地质状况。
4.3超前小导管
1）设计要求
小导管采用φ42热扎无缝钢花管，壁厚3.25mm，一端封闭并制成尖状（长10cm）,以便顺利插入已钻好的导管孔内,当围岩松软时,也可以直接打入,小导管尾端安装φ6加劲箍,便于绑扎连接注浆管。导管上开直径为10mm的注浆孔，间距15cm，呈梅花形布置，尾部0.5m范围留不钻孔的止浆段。外插角度为18°，见下图。

超前小导管大样图

超前小导管纵向布置图
注浆材料选用单液注浆材料：采用普通硅酸盐水泥单液浆,浆液的水灰比为1：1。注浆压力为0.1～0.3Mpa。
2）施工工艺
（1）小导管安设采用钻孔打入法,安设步骤如下:
①用煤电钻钻孔,钻孔直径大于导管直径18～20mm,并用吹管清孔。
②用人工锤机或辅助工具将小导管顶入孔中, 管端外露20cm，以安装注浆
管路，然后检查导管内有无充填物,如有充填物,用吹管吹出或掏勾勾出。
③封堵导管周围及孔口，必要时设置止浆塞，止浆塞能够承受规定的最大注浆压力。
（2）注浆浆液配制，搅拌应注意以下几点：
①水泥浆搅拌在拌合机内进行，根据拌合机容量大小，严格按配合比投料。
②搅拌水泥浆的投料顺序为：先放水，待水量加够后，将水泥投入并搅拌3min。
③制备水泥浆时，严防水泥包装纸及其它杂物混入，注浆时应设置滤网过滤浆液，未经滤网的浆液不得进入泵内。
3）注浆施工时应注意以下几点：
①注浆压力位0.1～0.3MPa，注浆口最高压力控制在0.5MPa以内，以防压裂工作面。
②进浆速度不宜过快， 一般控制在每根导管浆液总进量在30L/min以内。
③导管注浆采用定量注浆，在导管注浆前，根据围岩情况、设计注浆压力、导管长度等确定单孔小导管注浆量。如压力逐渐上升，流量逐渐减少，虽然未注入设计浆液量，但孔口压力已达到0.5MPa 时也应结束注浆。
④注浆结束后应及时清洗泵，阀门和管路，保证机具完好，管路畅通。

超前小导管施工工艺流程图
4）超前小导管的施工允许偏差及检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
方向角
2°
仪器测量
2
孔口距
±50mm
尺量
3
孔深
+50mm -0mm
尺量
4.4超前大管棚
隧道左线GDZK45+200～GDZK+405，右线GDK45+175～GDK+375隧道下穿民房及工业厂房，地质条件较差，设置6个管棚工作室，采用Ф108长管棚进行超前支护。用每节长4m或6m的热轧无缝钢花管（Ф108mm，壁厚6mm）,布置于隧道拱部120°范围内，环向间距0.33m，全环共34根，管棚外插角为1°。洞身段采用拱部加高加大的管棚工作室，直接进行长管棚的施工，拱部加高加大采用渐变形式直至满足管棚施工要求。施工横断面如下图所示：

长管棚横断面布置图
1）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。
2）开挖拱部管棚工作室并用格栅钢架做好支护，施工导向墙，并预埋导向钢管。护拱施工：采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙、止浆墙，导向墙内设3榀格栅钢架。护拱在隧道的外轮廓线以外，管棚的导向管焊接固定在护拱拱架上。导向钢管为Ф127mm，壁厚5mm的钢管制作，每根长2m。
3）管棚制作：管棚采用Ф108钢管制作，管壁打孔,布孔采用梅花型，孔径为10mm，孔间距为15cm，钢管尾留200cm不钻孔的止浆段，钢管加工成4m和6m长的两种规格。
4）作业平台：采用方木按“井”字形搭设，顺序由下向上、由两边向中间，根据孔位依次搭好。方木间以扒钉连接牢固，防止在钻孔时钻机摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。

管棚工作室纵断面图
5）管棚施工流程
人员设备进场→铺设"H"钢轨道→设备组装调试→埋设孔口管→调试钻机（方位、倾角）→钻具组装进孔→冲洗液循环→导向钻进→回次加尺（接线、接口补焊）→孔斜测量→导向钻进→直至设计深度终孔→回取探头盒→管内及环状间隙注浆→移至下一孔位。
6）管棚施工技术要点
大管棚施工设备一览表
名称
型号
数量
备注
水平钻机
HGT-100
1台

定向钻进导向仪
DITRACK
SE-1型水平导向仪
1套

工作平台（架）
H-3型可移动升降式工作平台
1架

泥浆泵（含注浆）
BW-250型
1台

搅拌箱
立式离心泵循环搅拌
1套

导向钻头示意图
（1）用φ108×6mm钢管做钻具，前端装有导向探头的导向专用钻头，采用泥浆护壁，利用有线导向仪监控，随钻进加尺（方位、角度发生变化时，随时进行修正），将棚管依次打入。导向钻头长300mm、直径120mm,钻头处设一个直径10 mm的出水增压钻进孔。同时将钢管接口焊接严密，直至达到设计长度。
（2）导向钻进
a、导向钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况，冲洗液流通以及导向仪显示情况进行全面复检，确认正常后进行试钻；
b、钻进前须先开泵，待冲洗液流通正常后，方可钻进；
c、钻进时，泵压应控制在0.6-1.0MPa，泵量为10-30L/min为宜。保持中低压力，匀速中速钻进；
d、为防止水土流失，控制沉降，必要时需采用孔内保压措施。要始终保持回水量小于或等于进水量；
e、导向技术人员随着不断钻进，必须时刻观察探头角度变化情况，角度偏差大于0.3°时，应及时纠偏。当纠偏无效、偏差大于0.6°时，应停止钻进，及时报告施工负责人，研究对策后再施工。现场须及时进行导向数据记录和钻具前端长度及每次加管长度详细记录；
f、钻孔出现涌水时，应尽量保持泵压，泵量不能变小，以平衡孔内压力；
g、冲洗液不正常时，严禁继续钻进。泵工应注意观察冲洗液变化情况，及时上报有关负责人；
h、导向钻进至20及40米时，应分别进行一次测斜。发现超限，及时补救。
（3）回次加尺、接线、焊接
a、每根管在下坑前必须进行质量检查。管材不得有弯曲，丝扣四周壁厚均匀，丝扣完好合格。管材内的铁屑、赃物及锈皮等必须清除干净。下坑时避免与硬物相碰，以免损伤管扣；
b、钻进中，每次加尺后，须先钻进后起出进行棚管丝扣接缝焊接（即先钻后焊），以免钻进时的扭力造成开焊。要求每个接缝焊接进行自检，保证焊接质量；
c、连接的电线应选用导电性能好，外壳绝缘性能好且耐磨的电线。接头处要用两层热缩套管套好，用热吹风机吹烤贴牢；
d、回次加尺、接线、接管以及焊接过程中，均注意不得将异物遗留或掉入打设管内。
（4）探头盒回取及终孔注浆
a、用φ8mm的钢丝绳将探头盒取出，取出时应每10米测量一次孔斜情况；
b、单孔打设验收合格后，在孔口安装法兰、节门，控制漏浆，保持孔内压力，注浆前先用0.6-0.8Mpa压力将孔内残留泥浆及空气排出然后进行注浆，注浆先从管口向管底注，浆液到管底后将顺着管外侧的缝隙向管口处回注对管棚与泥浆护壁缝隙处及薄弱地层加固，直到水泥浆液从管口益出为止。注浆采用1:1水泥浆,压力控制在0.5～1.0Mpa内。通过管内压注水泥浆，对管内及管外环状间隙进行充填；
c、单孔验收合格后，在现场立即办理验收合格签证，再转入下一孔位施工。
4.5洞内半断面深孔注浆
深孔注浆加固范围为隧道开挖轮廓线外2m，注浆延隧道掘进方向20m一循环段。一个注浆段完成后留3m不开挖作为下一循环的止浆岩盘。钻孔前先根据注浆孔起终点坐标计算出其钻进竖直角和水平角，施工时根据计算结果和实际注浆效果随时调整。
注浆孔布置由开挖面向开挖方向呈辐射状，钻孔均匀布置成圆圈形，保证注浆充分不留死角，浆液扩散半径为1.5m，开孔直径Φ89，半断面注浆每循环超前预注浆共设置51个注浆孔。浆孔布置见下图：

注浆孔布置横断面示意图
注浆孔布置纵断面示意图
1、施工准备
1）现场具备施工条件。
2）相关施工机械已经到位，且没有破损现象。
3）孔位已按设计图纸定位放样，经过监理工程师复查。
4）材料准备充分，注浆管为φ42无缝钢管，注浆材料为水泥—水玻璃双液浆。
2、施工工艺流程
1）钻孔：注浆孔布孔位置如下图，钻孔直径89mm，沿开挖面设置6环钻孔，从外到内依次如下表所述：
位置
孔深（m）
孔数(个)
孔间距（m）
外插角（度）
第一环
8
11
1.33
19.12
第二环
14
10
1.089
14.19
第三环
20.5
11
0.848
11.7
第四环
20.5
10
0.607
8.32
第五环
20.5
7
0.606
5.1
第六环
20.5
2
0.672
1.22
2) 打入注浆管。注浆管之间采用丝扣连接，第一节管作为溢浆管，呈锥状，见下图：

3）注浆。每成孔一环后采用隔孔注浆，注浆完成后，再施工下一环。
注浆材料水泥—水玻璃双液浆体积比为1：（0.6~1.0），水灰比为0.8:1~1:1，水玻璃模数2.6~2.8，水玻璃浓度30%~40%。注浆压力为0.3~2.0MPa。
注浆结束标准：注浆压力达到设计压力后继续注浆10分钟以上或者结束时的注浆量小于20L/min时刻结束注浆。
4）注浆结束后将注浆孔用快干水泥及时封堵。
注浆效果检查：一个注浆段的注浆孔全部注完后，钻2～3个孔对注浆效果进行检查，并取岩芯观察浆液填充情况，同时检查孔内涌水量不应大于0.2L/min，且某一处的漏水量不大于10L/min；或者进行压水试验，在1.0Mpa压力下检查孔进水量应小于10L/min。注浆后土体渗透系数应小于10（-5）cm/s，无侧限抗压强度应大于0.8Mpa,否则进行加密注浆。
3、施工注意事项
1）现场施工人员必须佩戴防护罩，防止注浆时浆液进入眼睛。
2）注浆过程中密切关注掌子面及洞外建筑物和路面沉降变化，适当调整注浆压力，保障施工安全。
3）交班时将注浆机械及注浆管清洗干净，防止堵管。
4）注浆施工全部完成后清理场地内残留浆液，防止污染环境。
5．安全、质量保证措施
5.1质量保证措施
5.1.1建立完善的质量保证体系，配备高素质的项目管理和质量管理人员，强化“项目管理，以人为本”。
5.1.2严格过程控制和程序控制，树立创“过程精品”，“业主满意”的质量意识，使本工程成为具有代表性的优质工程。
5.1.3材料控制
1）原材料进场时，先检验其是否具有材质证明或合格证件，并按规定进行有见证抽检，对抽检不合格的材料坚决不采用。
2）施工过程中对材料进行跟踪管理，严格材料入库、出库管理制度，对施工现场材料严格控制，对因库存时间长和因使用不当造成不能正常使用的材料坚决废弃。
5.2安全、文明施工原则及措施
严格执行各项安全管理制度和安全操作规程，实施OHSAS17601有关要求并采取以下措施：
5.2.1坚决贯彻“安全第一,预防为主”的方针。
5.2.2施工现场设置安全宣传标语牌，危险地点按《安全色》(GB22893-82)和《安全标志》(GB2895-82)要求悬挂标牌，有人经过的坑洞夜间设红灯示警。
5.2.3施工现场临时用电按《施工现场临时用电安全技术规范》(JBJ56-88)执行，防止误触带电体。实行安全电压。设专人管理生产及生活区的供电线路,随时检查、维修电力设施。对于经常带电设备的防护，根据电气设备的性质、电压等级、周围环境和运行条件，要求保证防护意外的接触、意外的接近，做到不可能接触。
5.2.4工地所有设备,必须定期保养,使其保持良好的工作状态及具有完备的安全装置,所有机具设备的操作人员经过严格训练,持证上岗,并遵守操作规程。
5.2.5按规定要求作业，做到组织、制度、措施三落实，确保作业区的安全。
5.2.6施工现场、生活区设置足够的消防水源及消防装备,消防器材由专人管理,定期检查。抽调职工组成义务消防队,培训其掌握消防设备的性能及使用方法。
5.2.7工人进入施工现场必须戴安全帽，穿防滑鞋，以及佩带其它必要的防护用品。
5.2.8氧气瓶与乙炔瓶要隔离存放,使用时隔开至少5米,并配备防止回火的安全装置。
5.2.9施工完成后，立即清理现场，对剩下的材料及不使用的工具应立即退回料库，确保能立即进入下一道工序的施工。随时保持施工现场整齐有序。
5.2.10上、下班人员不能集中一起走楼梯，要分散行走，不许在楼梯上打闹。
5.2.11作好施工现场平面布置图和场地设施管理，以及环保、消防、材料、卫生、设备等文明施工管理工作。
5.2.12吊运设备时，绳索与钢筋要系好并仔细检查。
目录
1．目的 1
2．编制依据 1
3．适用范围 1
4．施工工艺流程及技术要求 1
4.1加强监控量测力度 1
4.2超前地质预报 1
4.3超前小导管 3
4.4超前大管棚 5
4.5洞内半断面深孔注浆 9
5．安全、质量保证措施 12
5.1质量保证措施 12
5.2安全、文明施工原则及措施 12

东莞至惠州城际轨道交通项目GZH-7标
隧道下穿建筑物施工作业指导书

编制:
审核:
审批:

中铁三局集团莞惠城际轨道GZH-7标项目经理部
2011年5月
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