工法文本范例

1、國家級工法文本范例導(dǎo)洞施工防護(hù)隔離樁墻施工工法中鐵隧道集團(tuán)有限公司馬鎖柱 王先堂1.前言在城市修建地鐵，不可避免地要在地面建(構(gòu))筑物附近穿過，為了爭取最好的線路運營方案，也需選擇從地面建筑物附近穿過，這不僅需要保證隧道工程本體施工的安全，還須妥善地解決隧道工程對附近既有建筑物的影響問題。北京城鐵13號線14標(biāo)區(qū)間為下穿高層樓房的淺埋隧道，需防止隧道暗挖施工引起地層移動和地表下沉，防止地表及周邊既有建筑物發(fā)生過量變形與破壞是一具有相當(dāng)重大的技術(shù)難題。中鐵隧道集團(tuán)聯(lián)合設(shè)計單位和大專院校開展了科技創(chuàng)新，取得了“導(dǎo)洞隔離樁墻防護(hù)技術(shù)”這一國內(nèi)領(lǐng)先、國際首創(chuàng)的新成果，于2002年通過北京市建設(shè)委員會鑒

2、定，獲得了2003年北京市科學(xué)技術(shù)二等獎。同時，形成了導(dǎo)洞施工防護(hù)隔離樁墻新穎的施工工法。由于在處理地層與結(jié)構(gòu)、隧道施工與既有建筑物相互作用方面效果明顯，技術(shù)先進(jìn)，故有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。 2.工法特點2.1 利用地下導(dǎo)洞施作鉆孔隔離樁，并將隔離樁與導(dǎo)洞襯砌連接在一起，能有效地保護(hù)鄰近既有建筑物，使地下工程的施工中對它的影響非常之小。2.2 采用新的“地下基坑”圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析模型和解析方式，用簡單的代數(shù)運算即可預(yù)測地層沉降和水平位移值，與實測值相比在同一數(shù)量級上。2.3 將數(shù)據(jù)處理和信息反饋技術(shù)應(yīng)用于施工，利用監(jiān)控量測指導(dǎo)施工，動態(tài)修正施工方法和支護(hù)參數(shù)，確保施工安全、快速。2.4 將地表

3、作業(yè)轉(zhuǎn)入地下，使施工對城市地面、路面的占用和交通影響極小，能滿足城市地下施工的高環(huán)保要求。3.適用范圍臨近建（構(gòu)）筑物、地面條件限制、地層構(gòu)造復(fù)雜、富水條件下的暗挖地下工程施工。4.工藝原理采用“地下基坑”圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析模型和解析方式，在主體隧道兩側(cè)與貼近既有建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的地下各設(shè)計施作一導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)施作鉆孔灌注樁，樁頂與導(dǎo)洞格柵連接，將各根鉆孔樁連接成為一道整體性較好的樁墻，而導(dǎo)洞之間的未被開挖掉的土體則成為兩道樁墻間的橫撐，從而成一個穩(wěn)定可靠的“地下基坑”的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，承受因開挖雙連拱隧道(猶如基坑內(nèi)挖土)而產(chǎn)生的土體的側(cè)向壓力，并限制樁墻外土體的豎向變形(沉降)。同時，對富水地層進(jìn)行洞內(nèi)水

4、平降水。在導(dǎo)洞隔離樁墻防護(hù)下，區(qū)間隧道施工以新奧法為依托，采取加密超前管棚、加強超前注漿、初支背后注漿加固、增設(shè)臨時仰拱等支護(hù)方法，控制地表下沉，通過全過程的施工監(jiān)控量測，監(jiān)視土體及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，隨時調(diào)整支護(hù)參數(shù)，使主體結(jié)構(gòu)能安全順利地建成。5.施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程施工準(zhǔn)備導(dǎo)洞施工隔離樁墻施工 洞內(nèi)水平降水施工隧道開挖及初支隧道結(jié)構(gòu)施工。5.2操作要點5.2.1 導(dǎo)洞施工導(dǎo)洞斷面大小由施工工藝、圍巖條件、采用設(shè)備等因素確定，可為拱形直墻或曲墻。視情況可采用全斷面或上下臺階法施工（導(dǎo)洞施工工藝流程參見圖5.2.1-1，導(dǎo)洞隔離樁墻斷面結(jié)構(gòu)示意參見圖5.2.1-2），施工中的具體

5、要求有如下幾點：施工準(zhǔn)備測量放線豎井加固超前管棚注漿導(dǎo)洞掛洞門導(dǎo)洞開挖初期支護(hù)背后回填注漿破除井壁混凝土割除井壁格柵圖5.2.1-1 導(dǎo)洞施工工藝流程圖 圖5.2.1-2 導(dǎo)洞剖面示意圖1、 嚴(yán)格控制導(dǎo)洞線路精度，確保導(dǎo)洞與結(jié)構(gòu)關(guān)系。2、噴混凝土封閉后開挖前排設(shè)超前管棚，間隔一個作為超前注漿管，于開挖前超前注水泥水玻璃雙液漿。3、嚴(yán)格控制開挖進(jìn)度，每次開挖一榀，并留核心土，嚴(yán)禁多榀一次開挖。4、遇到導(dǎo)洞上方存在人工雜填土，開挖過程出現(xiàn)不良地質(zhì)情況及時對開挖面進(jìn)行網(wǎng)噴封閉，進(jìn)行加固處理后再施工。5、嚴(yán)格控制鋼支撐間距，網(wǎng)構(gòu)鋼架應(yīng)精確定位，注意“標(biāo)高、中線、前傾后仰、左高右低、左前右后”等各個方位

6、的位置偏差，鋼支撐保護(hù)層臨土側(cè)50mm，背土側(cè)30mm。安裝允許誤差見表5.2.1。表5.2.1 網(wǎng)構(gòu)鋼架安裝允許誤差方 位中 線高 程傾 斜 度左、右拱腳標(biāo)高左、右鋼架里程同步允許誤差2cm+2cm -02°±2cm±2cm6、按設(shè)計施工雙層滿鋪鋼筋網(wǎng)，將縱向聯(lián)接筋、鋼筋網(wǎng)與網(wǎng)構(gòu)鋼架連接牢固。7、滯后掌子面5m回填注漿一次，漿液為純水泥漿，在樓房段注意控制注漿壓力，避免破壞樓房地下室。8、導(dǎo)洞施工過程中，加強量測頻率，及時反饋量測結(jié)果，以便根據(jù)量測結(jié)果及時修正支護(hù)參數(shù)，確保安全。5.2.2 隔離樁墻施工依據(jù)測量控制樁點及設(shè)計圖紙定出樁孔平面位置，選擇滿足地下導(dǎo)洞

7、狹小空間和鉆孔深度要求的鉆機。鉆孔灌注樁采取1、4、7跳格法施工，成樁后將樁頂與導(dǎo)洞支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)為整體。隔離樁墻施工工藝流見圖5.2.2。施工準(zhǔn)備樁 位 放 線埋 設(shè) 護(hù) 筒鉆機就位鉆進(jìn)、掏碴清 孔成 孔 檢 查安放鋼筋骨架下 導(dǎo) 管灌注混凝土前準(zhǔn)備工作鉆機移位灌注架就位灌注水下混凝土灌注架移位拆、拔護(hù)筒制 泥 漿泥漿凈化測量孔深、斜度、直徑組裝灌注架制作混凝土試件配制混凝土測 回 淤鋼筋骨架制作安裝清孔設(shè)備向孔內(nèi)注水及粘土樁位復(fù)測樁頭剔鑿清理基樁無損檢測試件養(yǎng)護(hù)恢復(fù)底板鋼筋澆注混凝土孔口回填圖5.2.2 隔離樁墻施工工藝流程圖5.2.3 水平降水先在已施工隧道底板施工作水平降水基坑，在水平降水

8、基坑內(nèi)用水平鉆機成孔，埋設(shè)水平降水管，超前將隧道施工范圍內(nèi)地下水降至隧道底部仰拱以下1.0m左右，保證后續(xù)開挖初支在無水條件下施工。1、施工方法根據(jù)水平抽水鉆機工作空間確定工作坑尺寸，施工后安置水平鉆機。采用89mm鉆頭打孔清水鉆進(jìn)，89mm套管跟進(jìn)。將套管打到預(yù)定長度后，停止鉆進(jìn)沖孔。從套管中放進(jìn)60mm/50mm螺旋打眼纏絲PVC濾水管，拔出89mm套管，將PVC濾水管留在土層中，封孔口使地下水從PVC濾水管中自動流出。2、降水要求采用坡度降水，控制成孔時的砂土流失和水量（抽水含砂量1/200000，水位保持至設(shè)計標(biāo)高），避免抽水過度引起地表下沉。5.2.4 隧道施工工藝的改進(jìn)1、增設(shè)臨時

9、仰拱，及時封閉，步步成環(huán)大跨度隧道分臺階開挖，從拱部開挖至底部仰拱封閉歷時較長，不利于掌子面的穩(wěn)定，易造成拱頂及地表沉降。遵循淺埋暗挖及時封閉步步成環(huán)的原則，增設(shè)上半斷面臨時仰拱，使上半斷面及時封閉。同時，利用臨時仰拱形成上部施工通道，避免上下施工干擾，縮短施工循環(huán)時間。布縱向拉結(jié)筋規(guī)格225002、仰拱基底換填碎石和注漿受降水時間限制，仰拱部位有滯留地下水，基底粉細(xì)砂層在水浸泡和人工擾動后液化軟弱。為控制沉降，增加基底承載力，在仰拱基底換填一層碎石，噴混凝土封閉后及時注純水泥液漿加固。3、加密拱部超前管棚、增設(shè)邊墻超前管棚及鎖腳錨桿進(jìn)行地面、地下降水后，開挖后掌子面自穩(wěn)性差，圍巖可注性差。為

10、有效控制掌子面土體穩(wěn)定和地層沉降，環(huán)向和縱向加密拱部超前管棚，增設(shè)鎖腳錨桿。4、加強超前注漿和背后回填注漿1）施工方法拱部開挖前將超前管棚間隔一個作為注漿管超前注入水泥漿，滯后掌子面幾米在初支背后進(jìn)行回填注漿，以有效地保證自穩(wěn)性差的開挖面及周圍地層的穩(wěn)定。2）超前注漿參數(shù)注漿管：42，L=2m300，每榀布置外插角：10°20°，圍巖可注性差時取小值布置范圍：拱墻漿液：水泥、水玻璃雙液漿漿液配比：水泥漿水玻璃：10.5 水泥漿水灰比：11，水玻璃為35Be注漿壓力：0.41.0MPa，可注性差時取大值注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到設(shè)計注漿量或達(dá)到設(shè)計壓力保持20min。3）背后回填注漿

11、噴混凝土完畢后進(jìn)行拱墻、底部背后注漿，以起到充填空隙、加固地層的作用，使隧道結(jié)構(gòu)與周邊土體密實，有效控制地表沉陷。背后注漿滯后初支封閉成環(huán)后35m進(jìn)行，注漿壓力控制在0.30.5MPa。5、及時穩(wěn)定開挖面分部開挖工序多，完成一循環(huán)時開挖面暴露時間較長。除采取留核心土外，還需及時掛網(wǎng)并初噴較厚的一層混凝土，才能保證及時穩(wěn)定開挖面。5.2.5監(jiān)測技術(shù)與分析確保工程建設(shè)安全的關(guān)鍵是全過程監(jiān)測隧道周邊建（構(gòu)）筑物的變化情況，及時測量各主要工序施工階段引起的動態(tài)沉降數(shù)值，并與分析計算值比較，及時反饋指導(dǎo)設(shè)計和施工。主要的監(jiān)測內(nèi)容參見表5.2.5。表5.2.5 監(jiān) 測 項 目 匯 總 表序號監(jiān) 測 項 目

12、監(jiān) 測 儀 器 監(jiān) 測 頻 率監(jiān) 測 目 的1地表沉降WILD-N3精密水準(zhǔn)儀，銦鋼尺初期：12次/天，后期：12次/3天掌握隧道及地表及周邊環(huán)境的影響程度和范圍2建筑物沉降與傾斜3地下管線沉降4拱頂沉降蘇光DSZ-1水準(zhǔn)儀，鋼掛尺初期：12次/天，后期：12次/3天了解隧道施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)變位情況及規(guī)律5結(jié)構(gòu)收斂坑道收斂計6圍巖壓力壓力盒，頻率接收儀初期：1次/3天，后期：1次/7天了解隧道施工過程中圍巖壓力、接觸應(yīng)力及結(jié)構(gòu)自身應(yīng)力大小及分布情況7初支與二襯間壓力8初支鋼筋內(nèi)力鋼筋計，應(yīng)變計、頻率接收儀9二襯鋼筋內(nèi)力10混凝土應(yīng)變11地下水位電測水位計初期：1次/天穩(wěn)定后：1次/2天掌握基

13、坑及暗挖隧道需降水段地下水位情況注：可根據(jù)施工條件和沉降情況增加或減少觀測次數(shù)，隨時將監(jiān)測信息報告給現(xiàn)場技術(shù)人。5.3勞動力組織（見表5.3）。表5.3 勞 動 力 組 織 情 況 表序號單項工程所需人數(shù)備 注1管理人員42技術(shù)人員43導(dǎo)洞施工484鉆孔灌注樁施工485鋼筋加工156雜工5合 計124人6.材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料，采用的機具設(shè)備見表6。 表6 機 具 設(shè) 備 表序號設(shè)備名稱設(shè)備型號單位數(shù)量用途1異型鉆機臺3灌注樁施工2手拉葫蘆st臺1鋼筋籠吊放3正鏟裝載機ZL50臺1運土4卷揚機3t臺1拉直鋼筋5鋼筋彎曲機GW40臺1鋼筋加工6電焊機BX-300臺4鋼筋加工7鋼筋切

14、割機GJ40臺1鋼筋加工8攪漿筒臺2制備泥漿9混凝土噴射機PZ-5B臺2噴射混凝土10注漿泵KBY-50/70臺1回填注漿11通風(fēng)機SDFN0.6.5臺1導(dǎo)洞通風(fēng)12混凝土輸送泵HB-30D臺2灌注混凝土13漏斗及導(dǎo)管200套1灌注混凝土14泥漿泵TBW850/50臺2抽泥漿7.質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1導(dǎo)洞施工質(zhì)量執(zhí)行鐵路隧道施工及驗收規(guī)范。導(dǎo)洞允許偏差按表7.1.1執(zhí)行。表7.1.1 導(dǎo)洞允許偏差表序號項 目允許偏差（mm）檢查頻率檢驗方法1中線±10每榀格柵用鋼尺2標(biāo)高±10用水平儀3同步±30用鋼尺4環(huán)向閉合±50用鋼尺5垂直度20

15、錘球、鋼卷尺7.1.2鉆孔灌注樁施工質(zhì)量執(zhí)行城市地下鐵道施工及驗收規(guī)范、鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范。隔離樁允許偏差見表7.1.2。表7.1.2 鉆孔樁成樁允許偏差項次檢 查 項 目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1混凝土強度（Mpa）在合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)按JTJ071-98附錄D檢查2樁位（mm）排樁50用經(jīng)緯儀檢查縱、橫方向3鉆孔傾斜度直樁1%查灌注前記錄4沉淀厚度（mm）支承樁不大于圖紙規(guī)定查灌注前記錄5鋼筋骨架底面高程（mm）±50查灌注前記錄7.2質(zhì)量保證措施7.2.1導(dǎo)洞必須按照設(shè)計要求做好支護(hù)結(jié)構(gòu)，斷面不得欠挖，嚴(yán)禁一次開挖進(jìn)尺超過設(shè)計值。7.2.2應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況積極采取措施（如

16、初噴混凝土等）防止塌方。對意外出現(xiàn)的超挖或塌方應(yīng)采用噴混凝土回填密實，并及時進(jìn)行回填注漿。7.2.3成環(huán)后在滯后掌子面幾米處及時進(jìn)行回填注漿。7.2.4隔離樁鉆孔時，必須嚴(yán)密注意地層地質(zhì)變化，及時調(diào)整鉆桿速度和鉆壓。嚴(yán)格控制護(hù)壁泥漿的比重、含砂率和pH值。7.2.5隔離樁成孔后必須進(jìn)行孔徑、孔深、孔斜率及沉碴厚度的檢測，下鋼筋籠后，灌注水下混凝土之前復(fù)測沉碴厚度，確保滿足規(guī)范要求。7.2.6下鋼筋籠應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止刮碰孔壁，水下混凝土應(yīng)一次灌注成樁。7.2.7隔離樁施工必須按隱蔽工程要求做好施工記錄。8.安全措施8.1認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位實

17、際情況和工程的具體特點，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，抓好工程的安全生產(chǎn)。8.2施工現(xiàn)場按符合防火、防風(fēng)、防雷、防洪、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并完善布置各種安全標(biāo)識。8.3各類房屋、庫房、料場等的消防安全距離做到符合公安部門的規(guī)定，室內(nèi)不堆放易燃品；嚴(yán)格做到不在木工加工場、料庫等處吸煙；隨時清除現(xiàn)場的易燃雜物；不在有火種的場所或其近旁堆放生產(chǎn)物資。8.4氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴(yán)格保證氧氣瓶不沾染油脂、乙炔發(fā)生器有防止回火的安全裝置。8.5施工現(xiàn)場的臨時用電嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范

18、的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。8.6電纜線路應(yīng)采用“三相五線”接線方式，電氣設(shè)備和電氣線路必須絕緣良好，場內(nèi)架設(shè)的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規(guī)定要求進(jìn)行外，將其布置在專用電桿上。8.7施工現(xiàn)場使用的手持照明燈使用36V的安全電壓。8.8室內(nèi)配電柜、配電箱前要有絕緣墊，并安裝漏電保護(hù)裝置。8.9對將要較長時間停工的開挖作業(yè)面，不論地層好壞均應(yīng)作網(wǎng)噴混凝土封閉。8.10建立完善的施工安全保證體系，加強施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。9.環(huán)保措施9.1成立對應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構(gòu)，在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強對施工燃油、工程材料、設(shè)備

19、、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導(dǎo)，充分滿足便民要求，認(rèn)真接受城市交通管理，隨時接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。9.2將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識醒目，施工場地整潔文明。9.3對施工中可能影響到的各種公共設(shè)施制定可靠的防止損壞和移位的實施措施，加強實施中的監(jiān)測、應(yīng)對和驗證。同時，將相關(guān)方案和要求向全體施工人員詳細(xì)交底。9.4設(shè)立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進(jìn)行集中，認(rèn)真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。9.5定期清運沉淀泥砂，做好泥砂、棄渣及其它工程材料運輸過程中的防散落

20、與沿途污染措施，廢水除按環(huán)境衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)外，并按當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求的指定地點排放。棄渣及其它工程廢棄物按工程建設(shè)指定的地點和方案進(jìn)行合理堆放和處治。9.6優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機械。采取設(shè)立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時盡可能避免夜間施工。9.7對施工場地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環(huán)境。10.效益分析10.1 本工法將工程施工由地面轉(zhuǎn)入地下，避免了地面施工產(chǎn)生的大量場地占用，消除了對城市交通的嚴(yán)重影響，施工產(chǎn)生的振動、噪音、粉塵等公害也得到了最大限度的降低。工程建設(shè)時，周圍的居民及企事業(yè)單位能正常生活及工作。超近距離安全穿越高

21、層居民樓房的成功，為以后城市地下工程在類似情況下的規(guī)劃建設(shè)提供了可靠的決策依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)，新穎的工法技術(shù)將促進(jìn)地下工程施工技術(shù)進(jìn)步，社會效益和環(huán)境效益明顯。10.2 本工法與同類地下工程的工法相比，由于工程的地面部分小，場地易于布置、工程進(jìn)度快、干擾因素少、有利于文明施工、各種資源能較好地利用，能確保周圍既有設(shè)施完好無損，確保居民生命、財產(chǎn)安全，避免線路繞行和居民臨時遷移，節(jié)約了大量工程拆遷、地面場地占用等費用。即使因居民的擔(dān)心造成3個月的停工也未影響到工程總工期，形成了較好的經(jīng)濟效益。11.應(yīng)用實例北京城鐵13號線14標(biāo)段暗挖區(qū)間隧道11.1 工程概況工程結(jié)構(gòu)為雙跨連拱隧道，采用淺埋暗挖中洞

22、法施工。典型斷面開挖寬度為12.05m，開挖高度為7.397m，支護(hù)形式為復(fù)合式襯砌。區(qū)間隧道在里程K39+505K39+585之間，從兩棟Y型高層居民樓中間下穿，在K39618處（居民樓以南33m）設(shè)1號施工豎井承擔(dān)該段隧道施工。兩座高層樓房地面以上22層（66米高），地下兩層，樓房基礎(chǔ)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型基礎(chǔ)（無樁基），箱型基礎(chǔ)持力層為2.7米厚的換填級配砂石，暗挖隧道外輪廓線距樓房基礎(chǔ)水平距離最小為1.6m。樓房與暗挖隧道的位置關(guān)系如圖11.1-1所示。 圖11.1 樓房與區(qū)間隧道平面位置關(guān)系示意圖該段的地層情況由上到下依次為：8.40m厚的人工填土層、1m厚的粉細(xì)砂層、3.8m厚濕飽和狀的硬塑粘質(zhì)粉土與粉質(zhì)粘土層、2.9m厚稍密中密狀的飽和粉細(xì)砂層及下層粘土。地下上層滯水水位埋深4.0m左右；潛水水位埋深在地面下7.5m，高出隧道開挖拱頂；承壓水水位埋深18.8m，對隧道施工無影響。區(qū)間隧道在粘質(zhì)粉土和粉細(xì)砂地層中穿過，上層滯水和潛水已進(jìn)入隧道斷面。11.2施工情況暗挖隧道開挖跨度達(dá)12m，覆土僅為1倍洞徑左右（712m），圍巖難以形成承載拱，上覆土柱荷載較大，采用中洞法施工，工況要求中隔墻形