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暗挖区间施工专项方案

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二〇一〇 年 十一月 二十八日
目 录
1、 编制依据 1
2、 工程概况 1
2.1 工程概述 1
2.2 工程地质及水文地质 1
3、 总体施工部署 3
3.1 施工组织机构 3
3.2 劳动力计划 4
3.3 主要机械设备 5
3.4 施工工期安排 5
3.5 施工区平面布置 8
3.6 隧道内管线布置 10
3.7 土方开挖方案 10
3.8洞内运输 10
4、 总体施工方案 11
4.1 降水施工 11
4.2 超前小导管 14
4.3 区间隧道施工 17
4.4 CRD法施工 21
4.5 台阶法施工 24
4.6 初期支护 26
4.7 二次衬砌 31
5、 管线保护及可能遇到的危险事故应急处理 39
5.1 管线保护措施 39
5.2 紧急疏散 40
5.3 隧道坍塌的紧急预案 40
5.4 隧道内涌砂、 涌水紧急预案 41
5.5 管线破坏紧急预案 42
6、 地质超前预报 43
6.1 地质预报的内容 43
6.2 地质预报方法 43
6.3 围岩坍方前兆预测 43
6.4围岩塌方应急措施 44
7、 监测方案 45
8、 工期保证措施 46
8.1 快速组织进场开工 46
8.2 及时完成施工总体策划 46
8.3 加强施工中每道环节的质量管理 46
8.4 建立激励机制, 充分调动一切积极因素 46
8.5 提前做好防水防台风及雨季施工的安排 46
8.6 技术保证措施 47
8.7 人员、 机具、 排碴对工期的保证 47
9、 隐蔽工程质量保证措施 47
9.1 检查及验收制度 47
9.2 岗位责任制 48
9.3 分项、 分部工程质量保证措施 48
10、 为确保质量所采取的检测试验手段、 措施 48
10.1 运用科学、 先进的检测、 试验手段, 确保工程质量 48
10.2 认真落实各项管理制度, 强化检测试验工作 48
11、 质量保证措施 49
11.1 质量目标 49
11.2 质量保证体系 49
11.3 质量保证制度 49
11.4 质量过程监控 49
12、 安全施工的保证措施 49
12.1 安全生产目标及保证体系 49
12.2 安全防范重点 50
12.3 施工现场安全措施 51
13、 突发事件的防范措施 53
13.1 防范台风、 暴雨 53
13.2 防火灾措施 54
13.3 停电 54
14、 环境保护措施 54
14.1 环境保护措施 54
14.2 专项管理措施 55
15、 文明施工保证措施 56
15.1 文明施工目标 56
15.2 文明施工组织机构 56
15.3 文明施工措施 57
15.4 现场标准化管理措施 57

GDK33+022.303~GDK33+835.447
暗挖区间安全风险评估专项方案

1、 编制依据
1．设计文件、 设计施工图
2．《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-
3．《客运专线铁路工程施工质量验收标准应用指南》
4．《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-
5．《深圳地铁土建工程施工质量验收标准》( -05-01)
6．《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》( 铁建设) 【 】200号
7．《铁路工程施工安全技术规程》( TB10401)
8．《地下防水工程施工质量验收规范》 GB 50208- ;
9．《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-
10．铁道部相关文件
2、 工程概况
2.1 工程概述
本段区间隧道设计起点里程GDK33+022.303, 终点里程GDK33+835.447, 依次下穿新城路、 迎宾路、 工业东路后进入市区, 其中区间与新城路、 工业东路垂直交叉, 其余部分基本沿迎宾路南侧绿化带下穿行, 该范围内有DK33+650施工竖井, 大里程端接DK33+951盾构始发井。该场地属剥蚀丘陵及丘间谷底地貌, 地形略有起伏, 标高在18.30~23.50m之间变化。隧道穿越范围内地下管线密集, 种类繁多, 据管线资料及现场勘探, 场区内的主要地下管线有电缆、 通讯线缆、 给排水水管、 煤气管等, 埋深不等。
隧道主要穿越素填土、 粉质粘性土、 全风化混合片麻岩。根据隧道断面形式、 埋深及所处地质条件, 本段隧道采用浅埋暗挖法及喷锚构筑法设计和施工。
2.2 工程地质及水文地质
2.2.1地形地貌
GDK33+022.303~GDK33+835.447段区间场地属剥蚀丘陵间丘间谷地, 地形稍有起伏, 地面标高在18.30~23.50m之间变化, 谷间多为菜地, 植被发育。
2.2.2地层岩性及地质构造
(1)．第四系全新统人工堆积层( Q4ml)
根据组成成分, 本段人工填土层主要分为①1素填土1个亚层:
①1素填土: 褐灰色, 褐黄色, 稍湿, 松散~稍密, 主要由黏性土、 砂粒等组成, 含少量碎石, 层厚0.90~12.00m, 呈层状分布于地表人工活动频繁处, 各钻孔均有揭露, 层底高程9.79~21.45m。
(2)．第四系全新统冲积层( Q4al)
按照颗粒级配或塑性指数可分为③1粉质黏土、 ③2淤泥质粉质黏土、 ③3粉砂3个亚层。
③1粉质黏土: 褐黄色, 棕红色, 软塑, 局部硬塑, 土质不均, 含少量砂粒, 层厚2.20~2.90m, 仅在 BD1Z-2300, BD1Z-2301, BD1Z-2302号钻孔有揭露。层顶高程9.79~11.19m, 层底高程7.59~8.29m。
③2淤泥质粉质黏土: 深灰色, 流塑, 味臭, 土质不均, 含有机质, 局部含较多砂粒, 层厚1.20~3.70m, 仅在BD1Z-BDG1、 BD1Z-BDG2、 BD1Z-BDG3、 BD1Z-BDG4、 BD1Z-S1315、 BD1Z-S1401 及BD1Z-S1402号钻孔有揭露。层顶高程13.52~20.80m, 层底高程11.22~19.50m。
③3粉砂: 灰黑色, 稍密, 饱和, 级配不良, 含少量黏粒, 层厚1.00~2.00m, 仅在BD1Z-BDG2及BD1Z-BDG4号钻孔有揭露, 层顶高程14.13~19.50m, 层底高程13.13~17.50m。
(3)．残积层( Qel)
由下伏混合片麻岩风化残积形成。
④1粉质黏土: 以黄褐色、 褐红色为主, 局部夹灰白色, 硬塑, 层厚1.40~19.90m, 该层在各个钻孔均有揭露, 层顶高程7.59~21.45m, 层底高程-3.47~14.70m。
(4)．震旦系混合片麻岩( Pz1)
主要为黄褐色、 浅黄色、 灰白色、 青灰色, 变晶结构, 片麻状构造, 主要矿物成分为石英、 长石、 云母, 按风化程度可分为⑨1全风化混合片麻岩、 ⑨2强风化混合片麻岩、 ⑨3弱风化混合片麻岩3个亚层, 分述如下:
⑨1全风化混合片麻岩: 以褐黄色为主, 岩体呈土状, 除石英外, 各种矿物均已经风化蚀变, 层厚4.60~21.50m, 在各钻孔均有揭露, 层顶高程-.3.47~14.70m, 层底高程-18.25~7.26m。
⑨2强风化混合片麻岩: 青灰色, 岩芯呈碎块状、 块状, 局部扁~短柱状, 变晶结构, 片麻状构造, 裂隙发育, 岩体较破碎。层厚1.10~8.40m, 大部分钻孔有揭露, 层顶高程-18.25~7.26m, 层底高程-22.65~3.26m。
⑨3弱风化混合片麻岩: 青灰色, 变晶结构, 片麻状构造, 岩体多呈短柱~长柱状, 局部碎块状, 节理裂隙较发育, 层厚1.90~25.00m, 大部分钻孔揭露, 层顶高程-22.65~3.26m, 层顶埋深20.0~44.40m。
隧道洞身为全～弱风化混合片麻岩, 全风化成砂土状, 强风化成块状, 弱风化较完整, 全～强风化混合片麻岩风化不均, 结构松散, 其自身强度低, 抵抗外力破坏的性能差, 稳定性差。
本区间场地表层主要为第四系覆盖层, 其下为第四系残积土, 下伏基岩为震旦系的混合片麻岩; 本次勘察期间未发现影响本工点的断层构造。
2.2.3工程地质条件
1) 地层基本承载力及岩土施工工程分级
①1 素填土 松散
③1 粉质黏土 软塑 σ0=120kPa ( Ⅱ)
③2 淤泥质粉质黏土 流塑 σ0=80kPa ( Ⅱ)
④1 粉质黏土 硬塑 σ0=200kPa ( Ⅱ)
⑨1 混合片麻岩 全风化 σ0=250kPa ( Ⅲ)
⑨2 混合片麻岩 强风化 σ0=500kPa ( Ⅳ)
⑨3 混合片麻岩 弱风化 σ0=1000kPa ( Ⅴ)
2) 场地内特殊岩土为淤泥质粉质黏土。经液化判别, 无不良地质体。
3) 地震动峰值加速度0.05g, 地震基本烈度: Ⅵ度, 地震动反应谱特征周期为0.35s。场地土为中软土, 场地类别属Ⅱ类。
2.2.4水文地质
勘测期间地下水水位埋深1.30~9.0m。根据取水样试验成果, 地下水对混凝土结构无腐蚀性, 对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性。
2.2.5设防烈度
按6度抗震设防烈度, 设计基本地震加速度值取0.05g , 抗震等级按三级。

3、 总体施工部署
3.1 施工组织机构

图3-1 莞惠城际轨道GZH-6标项目组织机构图
整体施工组织流程见图3-2。

图3-2 隧道暗挖施工组织流程
3.2 劳动力计划
表3-1 劳动力安排表
人员及组别
工 作 内 容
管理人员
队长
1
施工现场、 调度室、 全面管理、 组织
技术负责
1
主管技术工作
安全负责
1
主管现场安全、 文明施工工作( 兼管环保工作)
技术员
2
配合技术主管搞好技术工作
质检员
2
负责半成品、 成品及各工序质量检查
安全员
2
安全、 文明施工检查
掘进班
挖支工
60
土方开挖、 格栅架立、 锚管及超前小导管安装注浆
喷锚工
4
喷射混凝土的拌制及喷射作业
出碴工
8
洞内装碴、 运碴
钢筋班
钢筋工
8
格栅拱架、 超前小导管等制作
其它人员
电葫芦司机
2
渣土、 材料、 格栅运输
水电工
2
电气设备安装、 检查及维修
机修工
1
机械维修
杂工
5
洞外物料倒运、 洞内外其它辅助工作
合 计
99

3.3 主要机械设备
表3-2 主要机械设备表

序号
设备名称
型号
规格
数量
备注
综合机械设备
1
压入式通风机
SDL-NO63
2×27KW
1
包括施工通风、 施工排水。洞内供电、 施工用高压风、 通讯等。
2
水泵
金星HY-22

15
3
电动空压机
JA110
20m3/h
2
提升作业设备
4
电动葫芦

10t
2
包括出渣及下料
5
吊斗

2.25m3
2
超前支护作业机械设备
6
风钻
7655

8
包括普通地质压注水泥浆, 突遇不良地质压注双液浆。
7
砂轮截割机
J3G2-40D
＜6~40
1
8
摇臂钻床
ST-1.6A
550W
1
9
双液注浆泵
KBY-50/min
50L/min
2
10
浆液搅拌机

2
挖装作业机械设备
11
风镐
G10
0.6m3/min
10

12
挖掘机
PC60

4
13
翻斗车
徐重JS-1
1t
2
14
手推斗车

8
喷锚作业机械设备
15
混凝土喷射机
TK961
5m3/h
1
喷锚作业, 钢格栅加工制作。
16
钢筋弯曲机
GW40
＜6~40
1
17
钢筋切断机
GQ40
＜6~40
1
18
交流电焊机
BX300F-3
60~300A
8
3.4 施工工期安排
施工工期安排详见表3-3。

表3-3 横通道施工计划表
注: 若相关部门可协调五标( DK33+022.303) 处工作面, 此计划表可正常执行。

3.5 施工区平面布置
根据施工竖井占地情况, 结合周边施工环境, 综合考虑正线施工的要求, 施工区场地平面布置见图3-3。

图3-3 竖井工区场地平面布置图


图3-4区间平面图

3.6 隧道内管线布置
选择通风机的风量和风压应立足于满足洞内需求, 配备的风机要性能稳定、 工作可靠、 噪声小、 效率高, 同时要有备用风机。对于选择的优质软质风管, 重在加强维修与管理, 始终保持风管平顺, 防止过大弯折变形, 以减小风管阻力。风管采用接链式联接, 百米漏风率小于2%。
衬砌台车和挂板台车在加工制造时, 尽量留足风管穿过空间, 并使风筒尽量成一线, 台车移动时注意保护风管, 防止风管挂破损坏。
成立综合保障工班, 负责通风、 供风、 供水、 排水、 供电管线的日常使用、 管理、 检查、 维护等工作, 做到随坏随修, 保持风、 水、 电路始终处于良好状态。
设双回供电系统, 确保施工用电不间断, 为快速施工创造条件。进洞高压电缆采用两根, 一根为移动变电站供电, 另一根为沿线照明、 排水变压器供电。当一路为电缆线延伸联接停电时, 掌子面照明不间断, 以降低对洞内工作的影响。
施工中随工作面的推进, 沿隧道两侧修筑排水沟, 顺坡段采用自然排水将水引至竖井底部集水坑, 逆坡段则沿隧道分段设集水坑, 铺设排水管路, 采用水泵将水抽至竖井集水坑, 最后由大扬程潜水泵抽至井外沉淀池, 经沉淀后排入市政排污管道。
3.7 土方开挖方案
隧道开挖整体上采用人工配合PC60挖掘机进行, 其中临时仰拱段采用挖掘机开挖, 人工修边, CRD工法段采用上导人工开挖手推车外运, 下导坑挖掘机开挖, 无轨电瓶车外运至横通道。
3.8洞内运输
本站隧道基本上属单向独头掘进, 施工渣土、 施工所用的材料都由竖井运送, 因此竖井的运输速度决定了施工进度。
洞内道路在初支仰拱施作完毕后回填碴土修筑而成。
洞内采用无轨运输, 碴土经过平板车配备自制碴斗由作业面运至竖井, 再经过提升架及电动葫芦吊出卸于屯土场。
3.8.1运输方式的确定
本区间暗挖区总出碴量约 11.7 万立方米。综合出碴量、 运输条件, 场地布置以及减少环境污染等因素, 采用无轨运输。
3.8.2无轨运输
暗挖区间采用无轨运输, 人工配合挖掘机开挖装碴, 无轨电瓶车运碴。竖井工作区施工前期采用1.5T机动翻斗车倒碴。
3.8.3垂直运输
竖井口安设提升架及电动葫芦组成垂直运输系统; 使用机动翻斗车将土方倒运至3.375立方碴斗, 运至存土场内。
①根据出碴量、 井深、 提升速度计算, 选用φ37钢丝绳, 3.375m3碴斗( 1.5×1.5×1.5m) 及10T电动葫芦。
②为保证连续施工, 在井口旁设150m2存碴场。

4、 总体施工方案
暗挖隧道采用复合式衬砌结构。初期支护由喷混凝土、 锚杆、 钢筋网、 钢格栅拱架等支护型式组合形成, 二次衬砌采用模筑钢筋混凝土; 内外层衬砌之间铺设防水层。本段区间采用两种断面形式, 其中A型加强型隧道衬砌断面适用于区间浅埋且下穿新城路、 工业东路及拱顶位于回填土层段; A型隧道衬砌断面适用于拱顶位于粘性土层段。A型加强型隧道衬砌断面采用CRD工法施工, A型隧道衬砌断面采用台阶法+临时仰拱工法施工。
隧道辅助施工措施主要有区间隧道地层降水; 区间隧道在拱部120°范围或180°内设φ42超前注浆小导管对地层进行补强注浆; 区间隧道下穿迎宾路、 工业东路, 拱部180°范围采用双排小导管进行超前支护, 同时对路面铺设钢板。
根据地质详勘资料揭示的工程地质情况, 尽量减少隧道开挖对土体的扰动, 坚持”管超前、 严注浆、 短开挖、 强支护、 快封闭、 勤量测、 速反馈”的施工原则, 做到随挖随撑。加强监控量测, 根据监测反馈信息结合实际情况及时调整施工参数、 施工工艺确保施工安全。
4.1 降水施工
4.1.1降水目的
降水目的是为了使隧道内拱顶至仰拱一定深度内的土层疏干并排水加固便于土方开挖掘进, 更有助于提高围护结构被动区及隧道内土体的强度和稳定性, 为隧道的顺利掘进和地下结构的施工创造无水作业条件, 其中包括降低浅层潜水的地下水位, 降低土体的含水率, 防止发生流砂和管涌等现象。
4.1.2降水井设置
本区间隧道设计部分地段以无水施工开挖为前提, 施工前需对隧道两侧打设降水井, 对隧道下穿的地层进行降水, 需把地下水降到隧道底部以下1.0m。降水采用井点降水。降水井沿隧道轴线间距10米布置, 距离结构外轮廓线3m左右, 管井井孔直径为0.7m, 井管直径为0.4m, 井深约为26m, 滤水层厚度为0.15m。滤水层材料选择要符合相关规定, 防止将泥砂带走。降水井内安装水位控制器, 确保水位控制在仰拱一米以下, 同时为确保安全, 达到很好的降水效果在工法交接处增设降水井, 施工期间不同工法段均进行试验段施工总结经验, 为后面施工进行技术准备。
4.1.3降水井构造
降水井结构设计图见图4-1
1．井口: 井口应高于地面以上0.50m, 以防止地表污水渗、 落入井内。
2．井壁: 井壁骨架为焊接钢筋笼, 钢筋笼主筋为12Φ16螺纹钢筋, 钢筋笼直径为400mm。
3．过滤层: 在井管底部1000mm范围及钢筋笼与井壁间空隙范围回填3~15碎石作为过滤层, 过滤层厚度为0.15m。
4．填粘性土封孔: 在地面下500mm范围内采用优质粘土围填至地表并夯实, 并做好井口外的封闭工作。

图4-1 降水井结构设计图
4.1.4施工工艺流程
为了确保护结构内外两侧水压力缓慢、 稳定的变化, 保护结构的安全及周围环境的安全, 在进行降水施工前, 根据实计要求及同类工程施工经验设监控点, 用来观测降水时对周围环境和结构的影响, 并指导开挖施工。要保证降水井中的水位处于开挖面标高以下1米, 降水时要经过增减水泵运行数量控制降水速度, 避免由于降水过快可能导致结构变形。成孔施工机械设备选用冲孔桩机及配套设备。采用钻进泥浆护壁的成孔工艺及钢筋笼、 回填碎石、 粘性土等成井工艺。
成井工艺流程如下:
井点测量定位→挖井口→安护筒→钻机就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊防井管→回填井管与孔壁间的砾石过滤层→洗井→井管内下设水泵、 安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→降水完毕拔井管→封井。
4.1.5降水施工要点
( 1) 测放井位: 根据降水井井位平面布置图测放井位, 当布设的井点受地面障碍物后施工条件的影响时, 现场可作适当调整。
( 2) 埋设护口管: 护口管底口应插入原状土层中, 管外应用粘性土封严, 防止施工时往外反浆, 护口管上部应高出地面0.10m~0.30m。
( 3) 安装钻机: 机台应安装稳固水平, 对准孔中心, 钻杆、 护筒的中心在一条直线上。
( 4) 钻进成孔: 降水井的开孔孔径为Φ700mm。钻进开孔必须保证开孔钻进垂直度, 钻进过程中泥浆密度控制在1.10~1.15, 当提升钻具或停工时, 孔内必须压满泥浆, 以防止孔壁坍塌。
( 5) 清孔换浆: 钻孔桩进至设计标高后, 在提钻前将钻杆提至离孔底3~5cm, 进行冲孔清除孔内杂土, 同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10, 孔底沉淤小于15cm, 达到相关规范要求。
( 6) 钢筋笼制作:
①笼的制作要求符合设计图纸、 相关规范进行。钢筋焊接前, 必须首先做钢筋搭接焊试验, 合格后方可正式施焊, 焊工必须持上岗施工。
②钢筋笼加工制作的工作平台, 加工场地和制作平台必须平整。制作一圆形的加强筋作业盘, 统一制作钢筋笼的加强箍筋, 保证钢筋笼圆形一致。
③笼的主筋间距误差应控制在10mm以内, 并每隔2m左右在主筋上加焊一对护耳, 护耳的高度应不小于桩基钢筋保护层的最小厚度。
④间距误差应控制在20mm以内, 并应采用螺纹筋; 钢筋笼直径误差应控制在10mm以内; 钢筋笼长度误差应控制在50mm以内。
⑤保证钢筋笼顺直, 制作前先将主筋矫直并按照施工规范要求进行搭接焊, 在加强箍筋上统一标定主筋间距, 保证主筋顺直。主筋焊接采用双面焊缝长度不小于5d, 单面焊缝长度长度不小于10d( d为钢筋直径) , 上下焊缝之间距≥35d且不小于500mm。要求焊接饱满, 无夹渣, 焊缝长度、 宽度、 厚度满足规范要求。
⑥作业平台上加工钢筋, 主筋上画出螺旋筋的位置, 以确保施工时的准确性, 在钢筋作业平台将要搭接焊的钢筋端部预先折向一侧, 保证焊接的钢筋轴线一致。螺旋筋必须与主筋紧贴, 不得悬空, 并与主筋采用100%点焊连接。
⑦骨架的主筋保护层厚度为7cm, 采用与保护层等厚度的预制垫块, 与钢筋笼一同绑扎, 每2m设一道, 每道4个。
⑧加工成型的钢筋笼分别摆放, 分别挂编号标示, 下面平垫方木并在钢筋笼两侧加木楔, 以防钢筋笼滚落及变形。
⑨将已加工好的并经报验合格后钢筋笼按设计要求分别包扎1×1mm铁丝网、 5×5mm铁丝网并扎紧。
( 7) 下钢筋笼: 钢筋笼加工完成后, 经检验符合设计及规范要求后方可使用。下笼前必须测量孔深, 孔深符合设计要求后, 开始下钢筋笼, 下钢筋笼时确保能居中, 钢筋笼焊接要牢固, 垂直, 下到设计深度后, 在井口固定居中。
( 8) 填砾料( 碎石) : 填砾料在钢筋笼上口加闷头密封后进行, 从钢筋笼与井壁之间空隙将碎石填入, 直至砾料下入预定位置为止。
( 9) 井口封闭: 为防止泥浆及地表污水从管外流入井内, 在地表以下回填0.5m厚粘性土止水。
( 10) 洗井: 在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水, 待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井, 活塞必须从滤水管下部向上拉, 将水拉出孔口, 对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动, 冲击孔壁泥皮, 此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含砂后, 可换用空压机抽水洗井, 吹出管底沉淤, 直到水清不含砂为止。
( 11) 安装潜水泵及管路系统
①安装前检查电机和泵体, 确认完好无误后方可安装;
②潜水电机、 电缆和接头的绝缘可靠, 并配有保护开关控制, 以确保安全运行;
③安装过程中保证各连接部位密封可靠不漏气;
④将真空泵进出水、 气调节好, 保证正常运转;
⑤管路上装有真空表、 水表、 闸阀、 单向阀, 以便于控制、 管理, 气管连接处保证密封、 不漏气。
⑥注意在抽水过程中电缆与管道系统不被挖掘机、 吊车等碾压、 碰撞损坏, 现场在这些设备上进行标识。
( 12) 安泵试抽: 洗井后, 对井管进行单井试抽, 如有异常情况, 重新洗井, 并再次进行抽水试验洗井结束后, 待水位恢复可按设计下泵, 下入深度宜在滤水管下部分, 以保证足够的降深。排水管道及电源线路一定要先连接好, 试抽3小时, 测定井内水位及观测孔水位变化, 安装水表测流量, 预估降水试验运行途径, 等水位恢复后积极配合抽水试验。
4.2 超前小导管
区间隧道在拱部120°范围或180°内设φ42超前注浆小导管对地层进行补强注浆。浆液选用水泥浆液。区间隧道下穿迎宾路、 工业东路, 拱部180°范围采用双排小导管进行超前支护, 同时对路面铺设钢板; 其它范围在拱部120°范围内打设超前注浆小导管对地层进行补强注浆。
4.2.1工艺原理
在隧道开挖前, 采用风钻钻孔、 高压风清孔之后, 将小导管放入孔内, 沿隧道开挖轮廓外排列形成小管棚, 管内注入水泥浆液。开挖完成后及时将临空面初喷混凝土封闭, 然后挂网、 安装钢格栅、 喷射混凝土封闭。待上导坑掘进一段距离后, 下导坑采用机械开挖, 并将临空面及时初喷混凝土后安装系统锚管、 挂网、 安放边墙钢格栅, 并与拱部联接后喷射混凝土封闭。
4.2.2工艺流程
超前小导管施工工艺流程见图4-2。
施工准备

封闭掌子面

封闭掌子面

封闭掌子面

布孔

钻孔

注浆: 试压、 接管、 压浆
封堵、 检查

下循环

预留泄水孔

小导管制作

顶入注浆管

浆液配比试验

浆液配置

图4-2 超前小导管施工工艺流程图
4.2.3施工方法
1.钻孔的控制
先将小导管的孔位用红油漆标出, 钻孔的方向垂直于开挖面, 仰角根据设计要求18°( 单排为18°, 双排为30°) 。采用风动凿岩机组钻孔, 钻头采用梅花形钻头, 钻头直径应比导管直径大2cm, 钻孔钻进要避免钻杆摆动, 保证孔位顺直。钻至设计成孔深度后, 用吹管将碎渣吹出, 避免塌孔, 小导管孔位布置见图4-3。

图4-3 不同角度下超前小导管纵向布置图
2.钢管加工
将钢管加工成钢花管, 钢管顶部切割加工成尖梭状, 使钢管更容易插入孔内, 顶管完成后尾段焊接闸阀, 闸阀口与注浆管连接。具体钢管加工形式见图4-4。

图4-4 小导管加工示意图
3.顶管
在钻好的孔内插入加工合格的钢花管, 在管尾后一段30cm处, 将麻丝缠绕在管壁上成纺锥状, 并用胶带缠紧。开动钻机, 利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中, 钢管顶进钻孔长度≥90%管长。
4.固定
顶管至设计孔深后, 将孔口用水泥+水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口应露出喷射混凝土面15cm, 安装钢拱架后与拱架焊接在一起。
5.压水
管路连接完成后应进行压水试验, 以检查管路及工作面有无渗漏现象。
6.注浆
注浆采用KBY-50/min注浆机, 砂浆搅拌机经加工后拌合水灰比为1:1的水泥浆, 注浆压力为0.1~0.3MPa, 且注浆量也达到设计时, 即可停止注浆, 注浆流程见图4-5。如遇到地下水丰富或者砂层时注浆采用双液浆, 即水泥与水玻璃混合液, 水玻璃: 35~40be′, 双液浆配比为1:1, 浆液凝结时间控制在60~120s。

图4-5 小导管注浆流程图
7.注浆异常现象处理
发生串浆现象, 即液浆从其它孔中流出时, 采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔注浆。
浆液压力突然升高, 可能发生了堵管, 停机检查。
浆液注浆量很大, 压力长时间不升高, 则应调整浆液浓度及配合比, 缩短凝胶时间, 进行小量低压力注浆或间歇式注浆, 使浆液在裂隙中有相对停留时间, 以便凝胶, 但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间, 才能避免产生注浆不饱满。
4.3 区间隧道施工
4.3.1区间隧道支护参数
本段区间采用两种断面形式, A型隧道衬砌断面适用于里程范围为DK33+172.303~DK33+542.303、 DK33+602.303~DK33+835.314、 DZK33+177.303~DZK33+542.303及DZK33+602.303~DZK33+835.314的区间隧道; A型加强型隧道衬砌断面适用于里程范围为DK33+022.303~DK33+172.303、 DK33+542.303~DK33+602.303、 DZK33+022.303~DZK33+177.303及DZK33+542.303~DZK33+602.303。
隧道按喷锚构筑法进行设计和施工, 采用复合式衬砌结构形式。初期支护采用喷混凝土、 钢筋网、 超前小导管和格栅钢架, 二衬采用钢筋砼。各支护参数如下:
( 1) 初支喷混凝土: C25、 P6混凝土, 全断面支护。
( 2) 钢筋网: 采用φ8钢筋, 构成150×150mm网格, 全环单层设置。钢筋网应与注浆管尾端联接牢固。其喷混凝土保护层厚度不小于40mm, 应随受喷面的起伏铺设。
( 3) 格栅钢架: 全环设置, 间距0.5m, 钢架采用四肢格栅钢架, 其布置间距可根据地质情况或监测信息予以调整。
( 4) 超前小导管: 拱顶180°范围内设置( A型为单排设置, A型加强型为双排设置) , 环向间距0.33m, 纵向间距1.0m, 外插角为18°。采用外径Φ42mm、 壁厚3.25mm、 长3.0m的无缝钢管。钢管前端呈尖锥状, 尾部焊上钢筋劲筋, 钢管尾端应置于钢架腹部, 并与格栅钢筋焊接牢固。施工中应利用小导管向地层注浆。注浆浆液采用水灰比1: 1的水泥浆, 注浆压力为0.1~0.3MPa。
( 6) 纵向联结钢筋: 纵向每榀格栅之间用Φ22的钢筋联结, 间距1.0米, 内外层交错布置, 连接筋应与格栅主筋焊接牢固。
( 7) 二次衬砌: C35, P10防水钢筋混凝土。
( 8) 格栅未落脚处打设4根Φ42mm、 壁厚3.25mm、 长3.0m的锁脚锚管。
4.3.2CRD与台阶法交接处处理措施
( 1) CRD转台阶法
一部分开挖至交接里程时, 暂时停止一、 二部分开挖, 及时施作初期支护及支撑, 封闭掌子面且在掌子面处预留核心土以防掌子面坍塌。施作三、 四部分, 三部分跟进到交接里程处时, 一、 三部分同时进尺。
( 2) 台阶法转CRD
在两种工法交接处格栅钢架密排, 当上台阶开挖至交接里程时, 封闭掌子面, 打设双排超前小导管, 并注浆加固, 然后进尺CRD一部分, 待一部分进尺3~5米时二部分跟进。二部分进尺3~5米后进尺三部分, 三部分进尺3~5米后进尺四部分。
4.3.3 正线隧道开洞门施工方法
图4-6 隧道开洞门施工示意图
序号
施工示意图
施工要点
1

1、 横通道第二部分过正洞右线5m左右”开洞门”。
2、 测量放线, 画出往小里程方向的右线上台阶开挖轮廓线。
3、 施作超前小导管。
4、 搭设工作平台, 并凿除洞口内横通道初支混凝土。
5、 在破除横通道初支过程中, 裸露出的土体要进行初喷以确保施工安全。
2

1、 掏槽开挖上台阶, 并预留核心土。
2、 快速并排架设3榀格栅。
3、 正线格栅与横通道格栅主筋焊接, 使之连成整体。
3、 架设临时仰拱支撑。
4、 沿正线径向钻设锁脚锚管, 锚管端部与格栅焊接, 并注浆充填密实。
5、 喷射混凝土至设计厚度。
3

1、 继续施工上台阶。
2、 横通道第三部分过正洞右线5m左右。
3、 测量放线, 画出往小里程方向的右线下台阶开挖轮廓线。
4、 拆除横通道临时支撑。
5、 搭设工作平台, 并凿除洞口内横通道初支混凝土。
4

1、 开挖下台阶, 并预留核心土。
2、 快速并排架设3榀格栅。
3、 正线格栅与横通道格栅主筋焊接, 使之连成整体。
4、 喷射混凝土至设计厚度, 洞门封闭成环。
其余3个方向开洞门工序与上述相同。左右线往大里程方向待小里程方向初支成环20m后再开洞门。
4.3.4 施工注意事项
( 1) 准确定位格栅, 里程、 中线、 标高、 垂直度等偏差应在规范允许范围内。
( 2) 凿出横通道格栅主筋, 与临近格栅主筋连接。
( 3) 超前小导管应及时进行注浆, 并保证注浆质量。
( 4) 为保证格栅钢架稳定牢固、 减少下沉, 应加强掌子面的排水, 防止积水浸泡拱脚土体, 安装格栅时, 在其底部垫设钢板, 以加大受力面积;
( 5) 为增强格栅的整体稳定性, 应将格栅与超前小导管、 锁脚锚管、 纵向连接筋焊接牢固;
( 6) 掌子面围岩较差时, 开挖后应及时喷射混凝土封闭掌子面。
( 7) 正线隧道上下台阶错开8m左右挖支;
( 8) 当拱架与围岩间存在较大空隙时, 应设混凝土垫块顶紧围岩;
( 9) 格栅钢架架设完毕后应及时喷射混凝土。
4.3.5不良地质处理措施
本区间左线DZK33+71.683~DZK33+172.253, 右线DK33+33+72.403~DK33+170.903拱顶覆土为回填土( 如图4-7) , 在施工中有可能产生坍塌或大变形, 施工中应引起高度重视, 我们将采取如下措施:
1、 防排水作业
如地下水是由地表补给, 应在地表设置排水系统引排。对承压水, 应在每个掘进循环中, 在掌子面处钻超前探孔, 以探明地下水情况。
2、 施工工序
各施工工序之间的距离尽量缩短, 并尽快进行全断面衬砌封闭, 以减少土层暴露、 松动和地压增大。
( 1) 开挖作业
采用分部开挖时, 其下部开挖采取左右两侧交替作业, 并尽早封闭成环。
( 2) 支护结构及作业
① 支护作业必须紧跟开挖面,支护宁强勿弱, 并经常检查加固。
② 开挖面先初喷射一层4cm厚混凝土, 再架设格栅钢架。
③ 加长超前小导管至6m并扩大打设范围, 及时注浆, 抑制围岩变形、 坍塌。
④ 分部开挖时采用临时仰拱尽早使支护结构封闭成环。
⑤ 加强量测工作, 以修正支护结构的强度。

图4-7不良地质条件下隧道横剖面图

4.4 CRD法施工
4.4.1CRD法施工流程
图4-8 CRD法施工流程图
序号
图 示
施工要点
1

1、 测量、 画出开挖轮廓线;
2、 沿拱部打入超前小导管;
2

1、 掏槽开挖右侧①部, 并预留核心土。
2、 初喷砼, 立格栅、 挂网、 打设锚管、 安装临时中隔壁和横撑; 预埋注浆管。
3、 喷砼至设计厚度。
3

1、 开挖左侧②部, 预留核心土。
2、 初喷砼, 立格栅、 打设锁脚锚管、 挂网和临时中隔壁;
3、 喷砼至设计厚度。
4

1、 掏槽开挖右侧③部, 预留核心土。
2、 初喷砼, 立格栅、 挂网、 打设锚管、 安装临时中隔壁和横撑; 预埋注浆管。
3、 喷砼至设计厚度。
5

1、 开挖右侧④部, 预留核心土。
2、 初喷4cm砼, 立格栅、 挂网;
3、 喷砼至设计厚度。
6

1、 拆除临时支撑;
2、 施作防水板、 防水垫层、 仰拱二次衬砌钢筋绑扎、 支模、 浇筑砼;
3、 底板砼回填。
7

1、 施作防水板、 隧道拱墙二次衬砌钢筋绑扎、 台车就位、 浇筑砼至设计厚度。

图4-9 断面CRD法开挖纵向示意图
4.4.2施工方法
本区间DK33+022.303~DK33+172.303、 DK33+542.303~DK33+602.314、 D