北环路站3号出入口暗挖段开挖技术交底.doc
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1、郑州市轨道交通土建工程质量技术资料统一用表技术交底记录(轨道交通工程) 编号: 工程名称郑州市轨道交通2号线一期工程土建施工北环路站交底日期2015年3 月6日交底对象中国中铁隧道集团有限公司分项工程名称附属结构3号出入口暗挖施工交底提要北环路站附属结构3号出入口暗挖施工技术交底一、工程概况1.1站址环境北环路站为郑州市轨道交通2号线一期工程的一个中间站,车站位于花园路与徐寨路交叉口处,车站沿花园路方向平行设置,偏花园路东侧。车站东北象限为河南电视台,东南象限为河南省计划生育干部学院,西南象限为信息大厦及河南省农业银行培训学校,西北象限为河南小轿车修理有限公司及豫港小汽车交易市场。车站共设置4
2、个出入口通道及两组风亭,其中1、2号出入口位于车站西侧,3、4号出入口位于车站东侧,1号风亭位于河南小轿车修理有限公司前空地内,2号风亭位于信息大厦前绿地内。 3号出入口位于路口的东南象限,出入口穿越花园路向南在如家酒店位置出地面,其中穿越花园路段受DN600mm给水、DN900mm污水以及电视台管廊影响,设计采用超前小导管注浆加固后CRD法开挖。暗挖段具体位置见下图1所示。图1 3号出入口暗挖段位置示意图1.2工程地质及水文地质条件本场地内土层自上而下分别为杂填土层(1)、冲积粉土层(2)-1、冲积粉质粘土层(2)-4、冲积粉土层(3)-1、冲积粉质粘土层(3) -2、冲积粉土层(4)-1、
3、冲积细砂层(4)-3、冲积中砂层(4)-4、冲积粉土层(4)-5、冲积粉质粘土层(4)-6。勘探地下水位高程83.16-86.63m(埋深3.2-6.6m),平均84.40m(埋深4.5m),抗浮水位按1.5m(高程88.1m)考虑。各层地质岩性特征见表1所示:表1 地质岩性特征表 土层编号岩土名称层厚重度天然快剪固结快剪基床系数侧压力系数(m)(KN/m3)粘聚力(kpa)内摩擦角()粘聚力(kpa)内摩擦角()垂直(MPa/m)水平(MPa/m)(1)杂填土2.40180(2)-1粉土6.6020.011.422.311.023.012.015.00.5(3)-2粉质粘土4.9018.71
4、6.08.5026.011.510.023.00.60(4)-1粉土0.9019.616.08.5018.029.020.027.00.42(4)-3细砂2.9021.20.0021.225.045.00.321.3结构设计情况1.3.1断面设计北环路站3号出入口暗挖隧道标准段设计隧道内净空为:53.8m,人防段设计隧道内净空为:6.5*4.3m,均采用直墙拱顶断面,结构覆土约4m,具体断面设计见下图2、图3所示。图2 暗挖隧道标准段结构断面图图3 暗挖隧道人防段结构断面图 1.3.2结构设计1.3.2.1支护设计参数3号出入口暗挖段初期支护采用“423.25mm厚超前小导管注浆+格栅钢架+
5、C 22纵向连接筋+锁脚锚管+6.5150150mm双层钢筋网片+C25早强喷射砼”做为联合支护。详见下表2所示。表2 暗挖支护设计参数表结构材料及规格尺寸初期支护喷射混凝土C25喷射砼厚度0.3m纵向连接筋C22环向:1m,内外侧交错布置网片6.5150*150mm双层铺设格栅钢架C25、 C12、10相邻两榀拱架纵向间距0.5m锁脚锚管42L=3m,每榀格栅上台阶拱脚处打设超前小导管42*3.25mmL=2m,环向间距0.3m,纵向间距0.51m二、初期支护施工初期支护施工必须遵循先支护后开挖的原则,施工中应坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”十八字方针,用监测信息指导施
6、工。初期支护为超前小导管注浆+格栅钢架 +锁脚锚管+挂网喷浆+初衬背后钢花管注浆。2.1初期支护施工首排密布超前小导管安装及注浆完成后,进行接口处洞门破除、土方法开挖及初期支护的施工。3号出入口暗挖段初期支护施工组织如下:(1)施工顺序:暗挖施工从车站主体与3号出入口接口处开始施工。(2)施工前提:暗挖段开挖范围内无地下障碍物、管线等,车站预留口具备出土条件。(3)钢格栅在地面加工,采用垂直运输设备运至车站结构中板上,再用机动三轮车水平运输至施工作业面;洞内出土采用机动三轮车运至垂直提升设备处,通过垂直提升设备提升至地面;洞外出土采用挖机及自卸式汽车;空压机、砂石料堆放在地面上,喷浆机、注浆机
7、等随隧道开挖跟进。2.2初期支护施工工艺流程3号出入口暗挖段开挖采用“CRD”法施工,施工工艺流程见下图4所示。布设小导管注浆上台阶左半部开挖架设左半部拱部及中隔壁格栅拱部纵向连接筋焊接拱部及中隔壁挂网喷砼边墙掏槽开挖架设边墙格栅边墙纵向连接筋焊接边墙挂网喷砼封面施做锁脚锚管预埋回填注浆管回填注浆拱部核心土开挖下一循环图4 暗挖段初支施工工艺流程图2.3超前支护超前小导管注浆加固地层技术,是通过沿隧道开挖轮廓线向前倾斜钻孔安设注浆管,并注入水泥浆液,达到超前加固围岩和止水的目的,同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。该技术是软弱、松散围岩施工中采取的辅助技术措施。2.3.1小导管布置超前小导管
8、采用42*3.25mm厚普通焊管,长度为2m4m。注浆管一端做成尖形,另一端焊上铁箍。在距离铁箍0.5m处开始钻孔,钻孔沿管壁间隔200mm,呈梅花型布设,孔位互成90垂直布置,孔径68mm,超前小导管须从钢格栅腹部穿过打入土体,环向间距0.15m0.3m,仰角15,隧道标准段每隔一榀钢格栅打设一次超前小导管,隧道人防段每榀钢格栅均需打设超前小导管,导管纵向需有足够的搭接长度。小导管在粉土层中采用风钻成孔后安装,对于粉细砂及中粗砂地层,采用风镐直接顶入;小导管大样见图5所示。铁箍出浆孔100200200图5 小导管构造示意图2.3.2超前小导管注浆(1)注浆压力注浆压力根据地质条件、周围建筑物
9、及施工要求,通过现场试验确定,注浆终压控制在0.5MPa。(2)注浆材料及浆夜配比超前小导管注浆浆液采用单液水泥浆,水泥浆配合比根据本工程地质条件要求,通过现场试验确定。(3)注浆量小导管注浆量可按照下式计算:Q= * R2 * L * n * * 式中:R浆液扩散半径,可按0.3m考虑 L小导管长度 n地层孔隙率, 充填系数,为一般取0.8,根据不同地质条件取值 浆液消耗系数施工中,小导管注浆结束标准通过注浆量与注浆压力双重控制,以确保注浆效果;同时,施工时要根据现场的地质条件调整注浆压力、浆液配比及注浆量,确保注浆达到最好的效果。 2.3.3注浆施工流程小导管注浆工艺流程见下图6。 测量定
10、位打入小导管封面注浆注浆检查小导管加工注浆机调试注浆材料配制注浆参数选择注浆参数试验图6 小导管注浆工艺流程图布管:小导管在安装前,按照设计要求放出小导管的位置,风钻成孔后,用风镐将小导管顶入孔内。小导管尾部置于钢架腹部,增加共同支护能力。小导管安装后用快凝快硬水泥封堵导管周边的孔口。封面:注浆前,喷510cm厚混凝土封闭工作面,以防止漏浆。注浆:注浆过程中,压力逐渐上升,流量逐渐减少,当压力达到注浆终压,注浆量达到设计注浆量的80%以上,可结束该孔注浆;注浆压力未达到设计终压,注浆量已达到设计注浆量,并无漏浆现象,亦可结束该孔注浆。三、隧道开挖隧道超前支护完成后,进行土方开挖,开挖方法采用“
11、CRD”法分4步开挖,开挖时预留核心土,最后挖除核心土初支封闭成环。开挖方式采用人工手持风镐进行土方开挖,小型农用三轮车运土至盾构吊出井,具体开挖步序见下图7所示。图7 隧道CRD法开挖步序图3.1施工方法(1)上台阶部开挖施做左洞室拱部42超前小导管,开挖左洞室上台阶(循环进尺0.5m),及时施做初期支护、设置中隔壁(设置临时仰拱)。(2)下台阶部开挖开挖左洞室下台阶(循环进尺0.5m),滞后于部23m,及时施做下台阶初期支护及接长中隔壁临时支护。(3)部开挖施做右洞室拱部42超前小导管,开挖右洞室上台阶(循环进尺0.5m),及时施做初期支护、设置中隔壁(设置临时仰拱)。(4)部开挖(循环进
12、尺0.5m),滞后于部510m,及时施做下台阶初期支护,及早形成封闭受力环。3.2施工要点及注意事项格栅安装前应清除拱脚的渣屑及其它杂物,超挖部分用混凝土或砖块垫实,避免格栅拱脚出现悬空引起下沉。隧道开挖前在起拱线以上设置42超前小导管,小导管壁厚为3.25mm,首排进洞区域采用单排小导管L=4m,环向间距0.15m,标准段采用双排小导管L=2m,环向间距0.3m,纵向间距1m,人防段小导管纵向间距0.5m。开挖后,应视地下水情况和掌子面稳定情况,采用喷射砼封闭掌子面或注浆加固等措施及时支护,及时封闭成环。严格控制开挖中线和钢格栅安装精度,确保开挖断面圆顺,严禁超挖,防止欠挖,局部欠挖处可进行
13、人工修凿。 3.3技术措施注意控制开挖中线和标高,确保开挖断面圆顺,钢格栅安装位置准确。加强监控量测,做好信息反馈,根据现场实际施工情况及时采取相应措施。尽量缩短各步开挖面之间的距离,尽早实现整个隧道断面的封闭成环,以控制围岩变形。采用复合式衬砌结构,以锁脚锚管、钢筋网、喷射砼和钢格栅为初期支护并辅助以42超前导管做超前支护。开挖时保留核心土并喷射混凝土封闭掌子面,确保开挖面稳定。及时设置锁脚锚管,防止钢格栅下沉。 四、钢格栅制作与安装及锁脚锚管施工4.1钢格栅制作格栅钢架采用冷弯分节制作,运至现场安装。格栅钢架加工后先试拼,检查有无扭曲现象。钢格栅加工尺寸准确,弧形圆顺。钢筋焊接满足规范要求
14、,钢架两侧对称进行焊接成型,钢架主筋中心与轴线重合。4.2格栅安装工艺流程格栅钢架安装施工工艺见图8。前期准备断面检查测量定位洞内格栅拼装钢格栅架立格栅位置检查、调整纵向连接筋安装、挂网图8 格栅钢架安装工艺流程图拱墙格栅安装前应清除拱脚下的渣屑及其它杂物,超挖部分用砼块垫实。格栅在开挖作业面拼装,各格栅间以螺栓及帮焊筋连接,格栅间距500mm。格栅与上层之间用砼块楔紧,然后在格栅和土层间用喷砼喷密实。格栅精确定位,注意标高、中线,防止出现“前俯后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。4.3锁脚锚管上台阶钢格栅安装完毕后,及时施做锁脚锚管,锁脚锚管采用42普通焊管,L=3mm,水平倾角
15、为45。采用风钻成孔后风镐顶入,锁脚锚管安装完成后,及时注浆填充。五、喷射混凝土格栅安装与钢筋网铺设完成后,进行C25喷射早强砼作业,本工程采用湿喷作业,混合料现场拌制。喷砼工艺见下图9,施工要求如下:图9 喷射砼工艺流程图(1)喷射混凝土厚度为300mm,分层喷射,边墙每次喷射70100mm,拱部每次喷射5060mm,喂料量23m3/h。后一层喷射应在前一层喷射终凝后进行;二次喷射混凝土时,应先用高压风吹洗网喷层表面。(2)混凝土原材料配合比、计量、搅拌、喷射必须符合施工规范规定。喷射混凝土拌合料要拌合均匀,水灰比控制在0.40.45,砂率控制在45%55%;原材料称量允许偏差为:水泥和速凝
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