地鐵工程橫通道施工方法及施工工藝

地鐵工程橫通道施工方法及施工工藝1.1橫通道施工工藝流程橫通道采用帶仰拱的拱頂直墻斷面型式，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，初期支護采用C25噴射混凝土加格柵鋼架，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土，初支與二襯之間設(shè)全包柔性防水層。橫通道采用臺階法預(yù)留核心土進行開挖，嚴(yán)格按照“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強支護、勤量測、快封閉”的原則組織施工。橫通道施工工序流程如圖1.1-1所示。測量放樣測量放樣馬頭門施工超前小導(dǎo)管注漿支護臺階法預(yù)留核心土開挖掛網(wǎng)、格柵鋼架架設(shè)噴射混凝土鋼筋網(wǎng)片、格柵鋼架制作防水施工二次襯砌小導(dǎo)管制作、漿液拌制防水材料檢驗、復(fù)驗商品混凝土檢驗、驗收圖1.1-1橫通道施工工序流程圖1.2測量放樣根據(jù)施工設(shè)計圖紙，當(dāng)豎井開挖至開口處時，在井壁上測放出馬頭門頂部開挖外輪廓線的位置，豎井封底完成后，在井壁上測放出馬頭門開挖外輪廓線和中隔板的位置。橫通道每開挖進尺0.5m，即一榀格柵架設(shè)間距，混凝土噴射完成后，應(yīng)對開挖斷面隧道中心線、外輪廓線進行測量放樣，并及時矯正隧道中線激光導(dǎo)向儀，確保橫通道開挖中線不偏移，不欠挖，不出現(xiàn)嚴(yán)重超挖現(xiàn)象。1.3馬頭門施工1、馬頭門施工順序馬頭門施工順序：超前大管棚打設(shè)→注漿→根據(jù)導(dǎo)洞和臺階分別破除豎井井壁→土方開挖→掛網(wǎng)、架設(shè)格柵鋼架、噴射混凝土支護。2、馬頭門超前大管棚施工馬頭門超前大管棚采用水循環(huán)跟管導(dǎo)向鉆進法成管。水循環(huán)跟管導(dǎo)向鉆進法就是將管棚鋼管作為鉆桿，在第一節(jié)管棚鋼管前端安裝帶有導(dǎo)向探棒的楔形板鉆頭。首先采用水平定向鉆機將裝有楔形板鉆頭的管棚鋼管打入土中，然后通過絲扣連接，將其它管棚鋼管與前一節(jié)管棚鋼管連接，依次打入土中，并跟蹤監(jiān)測鉆進方向，保證管棚按設(shè)計方向打入，直到達到管棚設(shè)計長度終孔，最后進行封孔并注漿。馬頭門超前大管棚施工工藝如圖1.3-1所示。架設(shè)工作平臺架設(shè)工作平臺準(zhǔn)備工作退鉆、接桿、接管取出導(dǎo)向儀鉆具組合跟管鉆進開孔安放鉆機孔口測量定位選擇鉆機動力頭走完最大行程繼續(xù)跟管鉆進達到設(shè)計孔深封孔注漿圖1.3-1超前大管棚施工工藝流程圖（1）施工準(zhǔn)備①平臺搭設(shè)豎井封底后，準(zhǔn)備場地，采用腳手架搭設(shè)作業(yè)平臺，平臺采用100×100mm方木搭設(shè)，頂面滿鋪50mm厚木板。平臺面低于最低管棚中心1.0m。②測量放樣鉆機機架安裝前，測量組應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙測量放出人防段外輪廓線和管棚中心位置，并做好相應(yīng)標(biāo)志，標(biāo)出孔號。③鉆機井架安裝與各部件組裝鉆機所有螺母必須擰緊，如發(fā)現(xiàn)溢扣的螺栓必須換掉。絲杠、頂杠要頂緊、有效，安裝要牢固，確保不因震動而松動或脫落。升降系統(tǒng)的卡瓦必須上緊，加強整體性。鉆機和井架安裝要牢固，鉆機離掌子面一般不超過2m。④大管棚的制作大管棚采用Ф108，壁厚5mm鋼花管加工，長度為8.0m，大管棚結(jié)構(gòu)如圖1.3-2所示。前端焊接導(dǎo)向?qū)Ｓ勉@頭，大管棚中間部位鉆Ф6-8mm溢漿孔，呈梅花形布置，防止注漿出現(xiàn)死角，間距300mm，尾部1.0m范圍內(nèi)不鉆孔，防止漏漿。兩節(jié)管棚之間采用Ф114，壁厚5mm，長度400mm的鋼管連接，如圖1.3-3所示。300mm300mm300mm7000mm1000mmФ6~8mm導(dǎo)向?qū)Ｓ勉@頭Ф108mmmmm圖1.3-2大管棚結(jié)構(gòu)示意圖圖1.3-3管棚連接套（2）定位大管棚施作范圍同超前小導(dǎo)管范圍，環(huán)向間距300mm，水平傾角2°~5°，一環(huán)23根。管棚中心距開挖外輪廓線200mm。根據(jù)設(shè)計和測量放樣調(diào)整鉆機位置和鉆機角度，對好孔位，孔位誤差控制在50mm以內(nèi)。鉆桿軸線與管棚軸線要有一定的仰角，以抵消鉆深后鉆桿自重增加所產(chǎn)生的下垂。（3）開孔開孔必須檢查設(shè)備，保證設(shè)備狀況良好。在架設(shè)好鉆機、調(diào)整好孔位的水平偏角及仰角后，采用大于鋼套管直徑1～2級的潛孔錘，鉆鑿2～3m深的孔口，然后退出鉆孔錘。（4）鉆進①安裝楔形板鉆頭，控制鉆頭進孔角度。②導(dǎo)向鉆進前應(yīng)對鉆機定位情況、方位、傾角情況，孔口管對中情況，沖洗液流通以及導(dǎo)向儀顯示情況進行全面復(fù)檢，確認正常后進行試鉆；③鉆進前須先開泵，待沖洗液流通正常后，方可鉆進；④鉆進時，泵壓應(yīng)控制在0.4-0.8MPa，泵量為20-50L/min為宜。保持中低壓力，勻速中速鉆進；⑤為防止水土流失，控制沉降，必要時需采用孔內(nèi)保壓措施。要始終保持回水量小于或等于進水量；⑥導(dǎo)向技術(shù)人員隨著不斷鉆進，必須時刻觀察探頭角度變化情況，角度偏差大于0.3°時，應(yīng)及時糾偏。當(dāng)糾偏無效、偏差大于0.6°時，應(yīng)停止鉆進，及時報告項目經(jīng)理，研究對策后再施工?，F(xiàn)場須及時進行導(dǎo)向數(shù)據(jù)記錄和鉆具前端長度及每次加管長度詳細記錄；⑦若鉆孔出現(xiàn)涌水時，應(yīng)盡量保持泵壓，泵量不能變小，以平衡孔內(nèi)壓力；⑧沖洗液不正常時，嚴(yán)禁繼續(xù)鉆進。泵工應(yīng)注意觀察沖洗液變化情況，及時上報有關(guān)負責(zé)人；⑨鉆進過程中機手必須及時做好施工記錄，并對異常情況要詳細記錄。⑩每根管在下坑前必須進行質(zhì)量檢查。管材不得有彎曲，絲扣四周壁厚均勻，絲扣完好合格。管材內(nèi)的鐵屑、臟物、銹皮等必須清除干凈。下坑時避免與硬物相碰，以免損傷管扣。（5）加接鉆桿和鋼套管當(dāng)鋼套管尾端距導(dǎo)向墻孔口約30cm時停鉆，退鉆、卸桿，動力頭后退至尾端加接鉆桿或鋼套管，此時先擰緊鉆桿，然后擰緊聯(lián)接套管。（6）跟蹤導(dǎo)向①導(dǎo)向儀顯示屏首先歸零，正對好十二點位置。②在鉆進過程中，機手應(yīng)隨時觀察導(dǎo)向顯示屏，發(fā)現(xiàn)角度偏差太大時應(yīng)及時采取措施進行糾偏，鉆進角度誤差控制在0.5%以內(nèi)。③發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向顯示屏沒有信號時應(yīng)停止鉆進，查明原因，采取措施進行處理，確保跟蹤導(dǎo)向鉆進。（7）取出導(dǎo)向儀鉆進到設(shè)計深度后確認管棚打設(shè)質(zhì)量達到設(shè)計要求，應(yīng)將導(dǎo)向探棒取出，并清洗干凈，安裝到下一個鉆頭內(nèi)。（8）封孔管棚打設(shè)到位后，采用10mm厚鋼板進行封孔，并在封孔板上安裝注漿閥門。（9）注漿每根管棚打設(shè)完成后要及時進行注漿，防止地表沉降，注漿半徑控制在500mm。注漿采用注漿泵將1:1水泥砂漿注入孔內(nèi)，注漿壓力達到0.5～1.0MPa穩(wěn)定20分鐘后停止注漿。注漿3小時后根據(jù)實際注漿情況確定是否需要再次補注漿。3、馬頭門破除井壁及開挖支護豎井封底及超前大管棚注漿完成后，沿橫通道初支輪廓線在豎井壁上破槽。按施工設(shè)計圖紙要求，橫通道馬頭門分上下兩個導(dǎo)洞進行土方開挖，根據(jù)導(dǎo)洞采用上下臺階法施工，施工步驟如下所述。第一步：破除馬頭門處上導(dǎo)洞上臺階范圍內(nèi)井壁格柵（注意保留核心土處格柵），開挖一定的進尺后，及時掛雙層鋼筋網(wǎng)片和密排架立三榀加強格柵鋼架，并將截斷的豎井格柵與馬頭門格柵鋼架焊接在一起，并噴射混凝土封閉。第二步：上臺階向前施做2～3m后，破除下臺階范圍內(nèi)井壁格柵，迅速施工下臺階首榀格柵使上導(dǎo)洞洞門鋼格柵成環(huán)。由于豎井與橫通道交叉處，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，施工時要破除豎井洞口位置井壁混凝土，割除該處格柵鋼架支護，由于破壞了整個豎井中的結(jié)構(gòu)受力使洞口處出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，最容易使該處土體失穩(wěn)。為保證馬頭門處結(jié)構(gòu)安全，馬頭門處采用密排三榀格柵加強，并將截斷的豎井格柵與馬頭門格柵焊接在一起。第三步：待上導(dǎo)洞下臺階施做3～5m后，依法破除下導(dǎo)洞范圍內(nèi)井壁格柵進行開挖及支護。馬頭門施工完成后，采用臺階法進入橫通道段施工。1.4超前小導(dǎo)管施工及注漿橫通道上導(dǎo)洞開挖前，對拱頂部分采用注漿小導(dǎo)管超前支護工藝。小導(dǎo)管使用鉆機頂入方法施工。按施工設(shè)計參數(shù)分布安設(shè)小導(dǎo)管，小導(dǎo)管采用Ф32mm，壁厚3.25mm的水煤氣管，長度為1.8m，環(huán)向間距為0.3m，外傾角15~20°，每品格柵打設(shè)一環(huán)超前小導(dǎo)管，最后注入1:1水泥-水玻璃雙液漿或固砂劑漿液。1、超前小導(dǎo)管注漿支護施工工藝超前小導(dǎo)管注漿支護施工工藝流程如圖1.4-1所示。施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備測量布孔插打?qū)Ч軐?dǎo)管注漿封孔移至下一孔或結(jié)束漿液配合比設(shè)計漿液配制圖1.4-1超前小導(dǎo)管注漿支護施工工藝圖2、超前小導(dǎo)管、鎖腳錨桿的制作超前小導(dǎo)管采用Ф32mm，壁厚3.25mm的水煤氣管，長度為1.8m，前端加工成錐形，以便插打，并防止?jié){液前沖。小導(dǎo)管中間部位鉆Ф6~8mm溢漿孔，呈梅花形布置，防止注漿出現(xiàn)死角，間距200mm，尾部0.5m范圍內(nèi)不鉆孔防止漏漿，末端焊Ф6.5環(huán)形箍筋，以防打設(shè)小導(dǎo)管時端部開裂，影響注漿管連接。錨管結(jié)構(gòu)如圖1.4-2所示。Φ6~Φ6~8mm0.5mΦ6.5管箍0.2m0.1m圖1.4-2小導(dǎo)管結(jié)構(gòu)示意圖鎖腳錨桿結(jié)構(gòu)與豎井井壁打設(shè)的錨桿相同，鎖腳錨桿的制作詳見“6.7錨桿施工章節(jié)”。3、測量布孔根據(jù)超前小導(dǎo)管的施工設(shè)計圖紙、開挖斷面中線、拱頂外輪廓線進行布孔放樣。小導(dǎo)管中心距開挖外輪廓線200mm，環(huán)向間距為0.3m，每品格柵打設(shè)一環(huán)超前小導(dǎo)管，孔位誤差控制在50mm以內(nèi)。4、插打?qū)Ч芗版i腳錨桿首先架設(shè)方向架，確定打孔方向、位置和仰角，超前小導(dǎo)管的打設(shè)采用鉆孔打入法。先采用Y-26型風(fēng)鉆按設(shè)計要求鉆孔，鉆桿的直徑應(yīng)比小導(dǎo)管直徑大3~5mm，用風(fēng)鉆頂入，頂入長度不小于小導(dǎo)管長度的90%，然后拔出鉆桿，將鉆桿更換為小導(dǎo)管，再采用風(fēng)鉆將小導(dǎo)管頂入鉆孔中，小導(dǎo)管錨入土體深度應(yīng)符合設(shè)計要求。超前小導(dǎo)管頂入時外傾角控制在15~20°，環(huán)向間距為0.3m，長度L=1.8m，縱向間距0.5m，一榀一打。鎖腳錨桿打設(shè)方法與超前小導(dǎo)管相同。5、注漿（1）注漿材料采用1:1水泥-水玻璃雙液漿。雙液漿配比根據(jù)現(xiàn)場試驗進行調(diào)整。水泥漿和水玻璃漿分別放在兩個容器內(nèi)，按一定比例配制好待用。（2）施工參數(shù)注漿擴散半徑為0.25m，注漿終壓為0.5～1MPa。漿液注漿量：Q=πR2Lnαβ式中：R—漿液擴散半徑（m）；n—地層孔隙率，取45％；α—地層填充系數(shù)，一般取0.8；β—漿液消耗系數(shù)，一般取1.1~1.2；1.8米注漿不少于14.0L。為保證注漿施工效果，施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定。（3）注漿工藝小導(dǎo)管注漿工藝流程如圖1.4-3所示，小導(dǎo)管注漿施工如圖1.4-4所示。施工開始施工開始配制漿液噴砼封閉掌子面打設(shè)導(dǎo)管現(xiàn)場調(diào)試漿液配比是否達到要求注漿作業(yè)壓力、注漿量是否達到要求清洗機具否否是是施工結(jié)束圖1.4-3小導(dǎo)管注漿工藝流程圖圖1.4-4小導(dǎo)管注漿施工圖（4）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及效果檢查①單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：注漿正常進行，注漿終壓達到設(shè)計終壓，注漿量達到設(shè)計注漿量的80％，或雖未達到設(shè)計終壓，但注漿量已達到設(shè)計注漿量，即可結(jié)束本孔注漿。②全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計的所有注漿孔均達到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，無漏注現(xiàn)象。③注漿效果檢查：采用分析法，注(壓)水試驗，開挖取樣等方法進行。④達不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)補充、重新注漿直到滿足要求為止。注漿完成后，采用人工拌制的C25細石混凝土進行封堵，根據(jù)現(xiàn)場試驗添加少量的速凝劑。1.5橫通道土方開挖與支護橫通道分上、下兩個導(dǎo)洞進行開挖，每個導(dǎo)洞均采用臺階法預(yù)留核心土開挖，初期支護采用雙層鋼筋網(wǎng)片+格柵鋼架+噴射混凝土支護。1、臺階法預(yù)留核心土施工工藝臺階法預(yù)留核心土施工工藝流程如圖1.5-1所示。施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備測量放線拱部超前支護上臺階預(yù)留核心土開挖拱部支護上臺階核心土開挖左側(cè)墻開挖支護右側(cè)墻開挖支護下臺階核心土開挖底板開挖封閉監(jiān)控量測下循環(huán)施工滿足不滿足拱部支護調(diào)整開挖參數(shù)圖1.5-1臺階法預(yù)留核心土施工工藝流程圖由于橫通道斷面狹小，采用人工進行開挖，小斗車出土，吊桶提升至地面棄渣。每循環(huán)開挖長度為0.5m，每個導(dǎo)洞分上、下兩個臺階，臺階長度為2m-3m，拱部、左右側(cè)墻部、中部核心土開挖各錯開3~5m，上臺階高度宜為2m，下臺階在上臺階噴射混凝土達到設(shè)計強度70%以上時開挖，施工步序如圖1.5-2所示。施工過程中應(yīng)解決好上下臺階的施工干擾問題，下部施工應(yīng)減少對上部圍巖、支護的擾動。圖1.5-2橫通道開挖與支護施工工序圖2、鋼筋網(wǎng)片、格柵鋼架的制作鋼筋網(wǎng)片采用HPB300型號的Ф6.5鋼筋制作而成，網(wǎng)格間距為150×150mm，鋼筋采用點焊連接，使用前要除銹和除油跡、浮土。格柵鋼架在地面上鋼筋加工棚內(nèi)設(shè)計的工作臺上加工。工作臺為δ=20mm的鋼板制成，其上根據(jù)不同斷面的鋼架主筋輪廓放樣成鋼筋彎曲模型。格柵鋼架的焊接在胎模內(nèi)焊接，控制變形。格柵鋼架由四根HRB400型號的C25主筋、HRB335型號的B14箍筋，以及HPB300型號的A10的封閉箍筋、Q235型號的連接板焊接而成，連接鋼板上預(yù)留A25.5螺栓連接孔。一榀格柵分成若干個單元組成，各單元間采用M24螺栓連接。橫通道初支格柵鋼架結(jié)構(gòu)詳見附圖五。按設(shè)計加工好各單元格柵鋼架后，組織試拼，檢查鋼架尺寸及輪廓是否合格。加工允許誤差：沿格柵鋼架周邊輪廓誤差不大于±30mm，平面翹曲小于±20mm，接頭連接要求同類之間可以互換。格柵鋼架各單元必須明確標(biāo)號格柵的類型和單元號，存放于成品堆放區(qū)，并墊高放置。進行抽樣結(jié)構(gòu)試驗時，在工作臺上將鋼架拼裝成環(huán)。外側(cè)焊液壓千斤頂頂座，按設(shè)計荷載進行加壓，使用鋼筋應(yīng)力計及收斂儀量測鋼架內(nèi)力和變形情況，符合設(shè)計要求后方可使用。3、初噴混凝土及掛網(wǎng)土方開挖完成后，根據(jù)測量檢查凈空。凈空檢查合格后，在初噴混凝土前，應(yīng)先在橫通道四周掛一層鋼筋網(wǎng)片（格柵鋼架外側(cè)鋼筋網(wǎng)片），鋼筋網(wǎng)片應(yīng)固定牢固且符合規(guī)定的鋼筋網(wǎng)片、格柵鋼架保護層厚度要求，然后初噴一層30mm厚速凝混凝土進行封閉，防止橫通道開挖面長期外露導(dǎo)致坍塌。噴射混凝土?xí)r應(yīng)自下而上進行噴射，噴頭應(yīng)垂直于噴射面。鋼筋網(wǎng)片采用插入土體的鋼筋進行固定，在噴射混凝土?xí)r應(yīng)不出現(xiàn)振動。鋼筋網(wǎng)片同時起防止噴射混凝土脫落的作用。鋼筋網(wǎng)片間在搭接過程中應(yīng)采用單面搭接焊，搭接長度不少于10d。4、格柵鋼架架設(shè)及掛網(wǎng)初噴混凝土終凝后，及時架設(shè)格柵鋼架。格柵鋼架架設(shè)時必須嚴(yán)格按照測量組放的標(biāo)高和中線控制線進行。格柵鋼架架設(shè)時應(yīng)先調(diào)水平后調(diào)中線，然后再核對標(biāo)高、中線，反復(fù)調(diào)整直到中線和標(biāo)高符合設(shè)計及規(guī)范要求。每個單元格柵鋼架調(diào)整完畢后，格柵鋼架外緣采用鋼楔或混凝土預(yù)制塊楔緊，并與上品格柵鋼架采用B22連接筋進行焊接，固定格柵鋼架，連接筋長度不小于720mm，格柵鋼架內(nèi)外兩側(cè)雙層布設(shè)，環(huán)向間距500mm，焊接長度不小于10d，然后再進行下一個單元格柵架設(shè)，直至封閉成環(huán)。格柵應(yīng)水平，格柵間距要準(zhǔn)確，連接板應(yīng)密貼，連接螺栓擰緊上齊，縫隙不超過2mm，各段格柵螺栓固定后，噴射混凝土前，需對連接板進行圍焊。每榀格柵應(yīng)與上品格柵連接牢固，以便形成整體受力結(jié)構(gòu)。格柵節(jié)點鋼筋需等強連接，加幫焊筋直徑與主筋相同，采用單邊焊焊接，焊縫長度不少于10d。格柵豎向間距為0.5m，在開洞標(biāo)高范圍（不含洞門）及馬頭門處應(yīng)按設(shè)計要求密排3榀格柵。格柵鋼架安裝時，應(yīng)嚴(yán)格控制其內(nèi)輪廓尺寸，且預(yù)留變形量，防止侵入二次襯砌凈空。格柵鋼架安裝時，應(yīng)保證橫通道初支格柵內(nèi)外兩側(cè)鋼筋混凝土保護層為40mm，橫通道臨時中隔板格柵鋼筋內(nèi)外兩側(cè)保護層厚度為25mm。格柵架設(shè)完成后，掛格柵鋼架內(nèi)側(cè)鋼筋網(wǎng)片。鋼筋網(wǎng)片采用Ф6.5@150×150mm。鋼筋網(wǎng)片應(yīng)與格柵鋼架焊接牢固。鋼筋網(wǎng)片間在搭接過程中應(yīng)采用單面搭接焊，搭接長度不少于10d。5、噴射混凝土施工噴射混凝土施工工藝同豎井噴射混凝土施工工藝。1.6堵頭墻初襯施工堵頭墻初襯采用加強注漿錨管+雙層鋼筋網(wǎng)+格柵鋼架+C25噴射混凝土支護，厚度為350mm，格柵鋼架間距為0.9m，使用B25