膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法

1/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法中鐵九局第四工程有限公司二〇一一年三月膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法隧道淺埋暗挖法施工作為城市地鐵工程施工中經(jīng)常運(yùn)用的一種施工方法，地鐵在這方面已有多個(gè)成功先例,施工技術(shù)也日趨成熟,以滿(mǎn)足當(dāng)前施工發(fā)展要求,本工法詳細(xì)闡述了跨三環(huán)暗挖隧道的施鑒幫助作用。2工法特點(diǎn)狀態(tài);2.5通過(guò)分部開(kāi)挖,合理組織施工班組循環(huán)作業(yè),節(jié)約工期,節(jié)省2/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法3適用范圍本工法適用于城市地鐵隧道工程以及具有微膨脹地質(zhì)的施工地4工藝原理本隧道采取的CRD法又稱(chēng)為交叉中隔壁施工法,即在隧道斷面進(jìn),盡量降低對(duì)圍巖的擾動(dòng)，同時(shí)開(kāi)挖施工中通過(guò)超前注漿小導(dǎo)管、取分段成環(huán)及時(shí)封閉的原則,使開(kāi)挖斷面環(huán)環(huán)相扣,形成全斷面初期5暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工藝流程及主要操作要點(diǎn)3/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法施工準(zhǔn)備超前大管棚、井點(diǎn)降水施工(0.5-1m)循環(huán)支立型鋼鋼架、超前小導(dǎo)管施工掛網(wǎng)噴射混凝土Ⅱ部土方開(kāi)挖(0.5-1m)支立Ⅱ部土方開(kāi)挖(0.5-1m)支立型鋼鋼架、超前小導(dǎo)管施工掛網(wǎng)噴射混凝土循環(huán)循環(huán)Ⅲ部土方開(kāi)挖(0.5-1m)掛網(wǎng)噴射混凝土Ⅲ部開(kāi)挖5mⅣ部土方開(kāi)挖(0.5-1m)循環(huán)支立循環(huán)掛網(wǎng)噴射混凝土5.2．1降水施工根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)水文資料以及本工程的施工特殊要求,經(jīng)詳細(xì)驗(yàn)算降水井5.2.2超前大管棚施工本暗挖隧道與兩側(cè)明挖基坑相接,圍巖自穩(wěn)能力差，在明挖主體4/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法8mm大管棚超前支護(hù)。108管棚鋼管支護(hù)護(hù)明洞襯砌長(zhǎng)管棚正面樁1200管棚設(shè)計(jì)長(zhǎng)度長(zhǎng)管棚縱面隧道施工地段為膨脹土地區(qū)，該地質(zhì)遇水后易發(fā)生微膨脹,土體容易失穩(wěn),隨著隧道開(kāi)挖施工的進(jìn)行,通過(guò)在拱部150°范圍內(nèi)設(shè)置小導(dǎo)管并注漿使其在開(kāi)挖工作面以外形成厚度為0.5~1．0m的加固5.3暗挖隧道開(kāi)挖施工長(zhǎng)度2~3m。左右相應(yīng)洞室錯(cuò)開(kāi)10m的距離，同側(cè)上下臺(tái)階距離5~7m；開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺為0．6m;開(kāi)挖下部?jī)蓚€(gè)洞室的開(kāi)挖采用全斷面開(kāi)5/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法挖。開(kāi)挖時(shí)上臺(tái)階預(yù)留核心土,以不影響安裝鋼架、噴射砼等工序?yàn)槌跗谥ёo(hù)初期支護(hù)二襯拱二襯初期支護(hù)隧道初襯施工完畢站東廣場(chǎng)暗挖隧道縱斷面施工工序圖ⅥⅢ1、本圖為站東廣場(chǎng)站暗挖隧道縱斷面施工工序示意圖。2、開(kāi)挖步驟如圖示，每一步開(kāi)挖后應(yīng)立即初噴約35mm厚混凝土,然后掛網(wǎng)、架立鋼架,鋼架與噴層間隙應(yīng)楔緊，架立鋼架后，立即分層續(xù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。3、圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示開(kāi)挖及支護(hù)順序；Ⅴ、Ⅵ表示二次襯砌修筑順序。實(shí)線(xiàn)為先開(kāi)挖一側(cè)，虛線(xiàn)為后開(kāi)挖一側(cè)。Ⅴ面開(kāi)挖支護(hù)開(kāi)挖、支護(hù)Ⅲ~隧道掘進(jìn)方向ⅣⅣⅠ聯(lián)~Ⅱ6/20膨脹土一二三四五六七①鎖腳錨桿①②①②鎖腳錨桿③①④①②鎖腳錨桿③鎖腳錨桿1、作Φ42的超前小導(dǎo)管,并注漿3、設(shè)系統(tǒng)錨桿、鋪鋼筋網(wǎng)，架設(shè)側(cè)面及中隔壁開(kāi)挖及支護(hù)1、開(kāi)挖②部核心土體架2、設(shè)系統(tǒng)錨桿、鋪鋼筋網(wǎng)，架設(shè)側(cè)面及中隔壁④部土體開(kāi)挖及支護(hù)1、施作Φ42的超前小導(dǎo)管2、開(kāi)挖④部土體,留核心土支護(hù)階⑥部土體開(kāi)挖及支護(hù)1、開(kāi)挖⑥部土體3、噴砼支護(hù)3、綁扎襯砌鋼筋7/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法5．3.2施工排水：暗挖隧道Ⅲ、Ⅳ部開(kāi)挖時(shí)在在隧道仰拱兩側(cè)挖出300(寬)*300(深)mm的排水溝，排水溝縱向坡度為3‰；在隧道主洞內(nèi)每20m設(shè)置一個(gè)1500×1500×1000mm集水坑洞門(mén)處設(shè)置兩個(gè)2000×2000×1500mm的集水坑，用40m揚(yáng)程水泵將5.4型鋼鋼架制安及網(wǎng)噴砼施工后再拆卸運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝，鋼架制作沿隧道周邊輪廓誤差小于3cm。型鋼鋼架利用鎖腳錨桿和定位系筋定位,定位系筋采用φ22鋼筋，每根長(zhǎng)ma工字鋼與主體鋼架用螺栓連接,鋼筋網(wǎng)片采用雙層φ8間距150×150mm，噴射砼采用C25,S6早強(qiáng)砼,噴射厚度350mm。中隔壁底部8/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法接接頭A接頭AI22a工字鋼拱架接頭A接頭A接頭A接頭A接頭A接頭C5．4．2掛網(wǎng)噴射砼施工站臺(tái)隧道初支噴射砼為350mm厚C25，S6早強(qiáng)砼;采用濕噴工5.5施工監(jiān)測(cè)隧道監(jiān)控量測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)如表5．5.1－1所示:監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)表表序號(hào)序號(hào)項(xiàng)目控制標(biāo)準(zhǔn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)1降水效果設(shè)計(jì)水位設(shè)計(jì)水位以下0.5m2拱頂下沉40mm32mm3地面沉降30mm24mm4橫撐及臨時(shí)支撐受力鋼材標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度(考慮壓桿穩(wěn)定)控制標(biāo)準(zhǔn)的2/35鋼筋應(yīng)力鋼材標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度控制標(biāo)準(zhǔn)的2/39/20監(jiān)測(cè)頻率膨脹土地監(jiān)測(cè)頻率20mm砼襯砌應(yīng)力水平收斂位移砼標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度25mm67表測(cè)點(diǎn)布置及監(jiān)測(cè)頻率表表點(diǎn)布置每10米一個(gè)斷面一對(duì)測(cè)力證每種型式有一個(gè)量測(cè)斷面設(shè)七個(gè)斷面,并保證每種型式有一個(gè)量測(cè)斷面證每種型式有一個(gè)量測(cè)斷面目拱頂下沉地面沉降橫撐及臨時(shí)支撐受力鋼筋應(yīng)力砼襯砌應(yīng)力水平收斂位移接觸壓力1~2次/2天1~2次/2天1~2次／2天3個(gè)月以后1~3次/月1~3次/月1~3次／月1~3個(gè)月周周1~15天1~3次／天天1~3次/天1~3次/天天序號(hào)12345671．地表沉降監(jiān)測(cè)暗挖隧道開(kāi)挖后,地層中的應(yīng)力擾動(dòng)區(qū)延伸至地表,使地表產(chǎn)生10/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法沿暗挖隧道軸線(xiàn)按10m間距布設(shè)地表沉降斷面，每個(gè)主斷面9個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距2.5~4m。監(jiān)測(cè)斷面及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置見(jiàn)圖5.5.2－1所示。拱頂下沉水平支撐應(yīng)力測(cè)試水平支撐應(yīng)力測(cè)試水平收斂斂以及水平支撐監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置示圖5.5.2-2拱頂下沉及水平收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖2)拱頂下沉量測(cè)方法11/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法在量測(cè)斷面的拱頂埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀(guān)測(cè)，通過(guò)詳細(xì)計(jì)計(jì)算求出連續(xù)兩次量測(cè)的拱頂高程,將前后兩次量測(cè)的數(shù)據(jù)相減得拱頂下沉值。從而可以得出累計(jì)沉降、單次沉降等曲線(xiàn)，并可對(duì)其進(jìn)行擬合,進(jìn)而可以對(duì)其最終沉降做出預(yù)圖5.5.2-3拱頂下沉量測(cè)原理圖測(cè),來(lái)指導(dǎo)施工,拱頂下沉的量測(cè)原理如右圖5．5.2-3。一端連接掛鉤與測(cè)點(diǎn)錨栓上不銹鋼環(huán)(鉤)相連，展開(kāi)鋼尺使掛鉤與另一測(cè)點(diǎn)的錨栓相連，在彈簧拉力作用下鋼尺固緊,高精度的百分表析，目的。6暗挖隧道施工投入主要設(shè)備、人力、儀器配備6.1設(shè)備投入序序號(hào)設(shè)備(儀器)名稱(chēng)1電動(dòng)空壓機(jī)2風(fēng)鉆3風(fēng)鎬4錨桿機(jī)5濕噴機(jī)6液壓鉆機(jī)型號(hào)規(guī)格VFY-12/7YT-28PH150ZSP-5數(shù)量12/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法序序號(hào)設(shè)備(儀器)名稱(chēng)7二次灰漿攪拌機(jī)8注漿泵9插入式振搗器10強(qiáng)制混凝土攪拌機(jī)11混凝土輸送泵12小型挖掘機(jī)13裝載機(jī)14龍門(mén)吊16冷彎?rùn)C(jī)17交流電焊機(jī)18深水泵隧道超前支護(hù)凝土施工噴射混凝土施工凝土施工隧道的土方倒運(yùn)材料及棄碴運(yùn)輸材料及棄碴運(yùn)輸材料及棄碴運(yùn)輸型鋼加工、安裝施工降水;開(kāi)挖排水型號(hào)規(guī)格JW180SYB50/50ZN35JDY350BHBT60AtDEW-1617BX1－630AS40-40/2-7．5K數(shù)量1臺(tái)1臺(tái)6.2人力投入各施工階段勞動(dòng)力配備表表6.2－1施施工階段／工作2010.4．25~2010．8.5工作面一(右線(xiàn))/隧道開(kāi)挖及支護(hù)2010.8.5~2010．10.15工作面二(左線(xiàn))/隧道開(kāi)挖及支護(hù)2010.8.20~2010．12．2工作面一(右線(xiàn))/二次襯砌施工工作面二(左線(xiàn))/二次襯砌施工工種開(kāi)挖工鋼筋工工龍門(mén)吊司機(jī)裝載機(jī)司機(jī)農(nóng)用車(chē)司機(jī)開(kāi)挖工鋼筋工工裝載機(jī)司機(jī)農(nóng)用車(chē)司機(jī)鋼筋工模板工砼工雜工鋼筋工模板工砼工雜工人數(shù)32122223222241813/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法6.3監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備投入施工序序號(hào)監(jiān)測(cè)部位儀器名稱(chēng)1地表沉降、拱頂下沉測(cè)量徠卡DNA03電子水準(zhǔn)儀,變形觀(guān)測(cè)專(zhuān)用銦鋼尺。2隧道凈空收斂SWJ－IV數(shù)顯式隧道收斂計(jì)3水位測(cè)量SWG90系列鋼尺水位計(jì)及配套水位管4圍巖壓力接觸式壓力盒5鋼筋應(yīng)力鋼筋計(jì)、電阻應(yīng)變儀6測(cè)力設(shè)備錨索拉力:鋼弦式錨索應(yīng)力計(jì),數(shù)字讀數(shù)儀7鋼架內(nèi)力應(yīng)變計(jì)7質(zhì)量控制措施7.1現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制措施進(jìn)行統(tǒng)一管理,并隨時(shí)受到業(yè)主,監(jiān)理的監(jiān)督管理,確保施工工程質(zhì)7.1.2隧道噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和厚度必須保證,鋼架要安裝度±15㎜;并與鋼架或錨桿連接牢固。鋼筋網(wǎng)間應(yīng)搭接牢固,且搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于200㎜。14/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法±50㎜,高程＋30㎜,垂直度5‰;2)鋼架與壁面應(yīng)楔緊,每片鋼架格柵節(jié)點(diǎn)及相鄰格柵縱向必須分別連接牢固，與縱向連接鋼筋應(yīng)焊接可靠;影響隧道施工噴射砼質(zhì)量的主要因素有:拌制砼原材料的質(zhì)量,砼配合比,砼拌合運(yùn)輸、噴射工藝、施工環(huán)境等，項(xiàng)目部在組織措施上、施工技術(shù)管理上及原材料使用上給予充分的保證,確保達(dá)到設(shè)計(jì)項(xiàng)目有:地表沉降監(jiān)測(cè)、隧道周邊水平收斂監(jiān)測(cè)、拱頂下沉監(jiān)測(cè)、地技術(shù)操作能力。8安全控制措施15/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法8．1.3隧道施工現(xiàn)場(chǎng)除設(shè)置安全宣傳標(biāo)語(yǔ)牌外，危險(xiǎn)地段必須懸掛按照GB2893—82《安全色》和GB2894—82《安全標(biāo)志》規(guī)定的標(biāo)牌，主要作業(yè)場(chǎng)所和安全疏散通道設(shè)立24小時(shí)的36伏安全照8.2小導(dǎo)管注漿施工作業(yè)安全控制措施8．2.3加強(qiáng)通風(fēng),降低機(jī)械以及水泥水玻璃反應(yīng)產(chǎn)生的熱量,減8.3隧道防坍塌安全控制措施石,承載力弱、自穩(wěn)性較差，降水時(shí)會(huì)帶走部分砂，導(dǎo)致土層自穩(wěn)能16/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法注常情況下的擋水設(shè)施;隧道吊出口設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)防雨棚，同時(shí)在已完成的明挖頂板排水坡度最低處設(shè)置集水坑,并配備足夠數(shù)量的砂袋,緊9文明施工及環(huán)保措施9.1文明施工保證措施建立文明施工管理組織,制定文明施工管理制度，對(duì)施工人員進(jìn)行文明施工教育，建立健全崗位責(zé)任制,提高全體施工人員文明施工督電話(huà),接受社會(huì)監(jiān)督。,17/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法9.1．4進(jìn)場(chǎng)材料、成品、半成品以及構(gòu)件等分門(mén)別類(lèi)，堆放整9．2環(huán)保措施采用低噪音設(shè)備,并輔以消音器、隔聲棚等措施,降低震動(dòng)部件的噪9.2.2隧道開(kāi)挖出碴按規(guī)定夜間運(yùn)輸,現(xiàn)場(chǎng)出入口設(shè)洗車(chē)槽、排凈濕潤(rùn),避免塵土飛揚(yáng)。棄物,按環(huán)保要求進(jìn)行處理,生活中使用的一次性用品采用易降解的品,確保身體健康。沉淀池為主的排水系統(tǒng),并在工程開(kāi)工前完成工地排水和廢水處理設(shè)施的建設(shè)；生活區(qū)食堂要設(shè)置簡(jiǎn)易有效的隔油池,配備灑水設(shè)備并指掏油,以免造成水污染。18/20膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道初期開(kāi)挖及支護(hù)施工工法站東廣場(chǎng)站隧道工程成功采用了本工法組織施工，通過(guò)分部開(kāi)還保證了三環(huán)路的行車(chē)安全；施工過(guò)程中特殊施工機(jī)械需要量小,容易推廣。本工法采取分部開(kāi)挖盡快成環(huán),對(duì)圍巖擾動(dòng)小、變形小、斷安全順利完成，并創(chuàng)下單月成環(huán)46m、雙線(xiàn)貫通總工期提前16天分型鋼鋼材加以重復(fù)利用節(jié)省了鋼材投入約50t,直接節(jié)約料費(fèi)約23本工法的成功實(shí)踐并得以廣泛推廣使得我單位在成都建筑市場(chǎng)領(lǐng)域獲得業(yè)主及各方面領(lǐng)導(dǎo)的好評(píng):2010年我單位榮獲由四川省建筑協(xié)會(huì)頒發(fā)的2009--2010年四川省年度建筑業(yè)先進(jìn)企業(yè)榮譽(yù)稱(chēng)。本工法已成功應(yīng)用于成都地鐵2號(hào)線(xiàn)站東廣場(chǎng)站跨三環(huán)暗挖隧道,并取得良好效果。成都地鐵2號(hào)線(xiàn)站東廣場(chǎng)站橫跨三環(huán)路暗挖隧道位于成都市三環(huán)路東五段與規(guī)劃道路的十字交叉路口下方,呈東、西向布置,車(chē)站暗挖段中心