隧道暗挖总体施工方案

广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司1隧道暗挖总体施工方案一、编制依据1、《招标设计车陂南站结构附图》2、《招标设计车陂南站建筑附图》；3、国标GB/T19000族标准；4、有关施工规范、质量技术标准；5、本单位类似工程施工经验、施工水平、资源情况及其它有关规定。二、工程概况4号线车站站前区间隧道为线间距15.0m的两个单洞结构，位于车陂路下，埋深25m左右，处于强风化、中风化、微风化岩层中，属于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩。起止里程为：YCK11+500.00～YCK11+644.00，共计144双线米，隧道采用暗挖喷锚构筑法施工。本段暗挖隧道共有A、B型2种断面，隧道开挖跨度分别为6.7m和6.4m，隧道断面情况见图2-1,隧道主要设计参数见表2-1。241234r=800r=5200r=800r=5200r=3520r=2600轨面线中线线中C20网喷混凝土,抗渗等级S6C30模筑钢筋砼,抗渗等级S10钢筋网:全断面双层防水层,全断面布置道隧线路φ42小导管拱部150°范围内超前预注浆格栅钢架图2-1区间暗挖隧道A型断面图广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司2区间暗挖隧道主要支护参数表2-1断面类型AB里程YCK11+500.000～YCK11+579.880ZCK11+500.000～ZCK11+644.0YCK11+579.880～YCK11+644.000长度（m）223.8860.12开挖跨度（m）6.46.1超前支护拱顶150°范围内超前小导管预注浆初期支护300mm的C20（S6）喷混凝，钢筋网与格栅拱架联合支护，格栅钢架间距0.8m。150mm的C20（S6）喷混凝，拱顶120°范围内砂浆锚杆，锚杆和钢筋网等联合支护。二次衬砌300mmC30（S10）模筑钢筋混凝土组成。300mmC30（S10）模筑钢筋混凝土组成。三、施工部署1、施工准备（1）抓紧完工北端吊出井主体结构施工；（2）调度暗挖施工队伍、施工机械设备进场及材料准备工作；（3）进场人员进行安区教育，施工技术进行交底；（4）确定白天施工的临时堆土点，确定并办理夜间土方运输的车辆行走路线、弃渣场地和各种手续，征求有关部门的意见，根据广州市的有关规定办理白天出土运输的有关事宜。2、主要施工机械设备主要施工机械设备表表3-1序号设备名称规格型号数量备注1凿岩机76556台钻孔打管2挖掘机PC602台开挖3电动葫芦15t2个4吊桶4m33个5平板运输车2辆出渣6装载机502台出渣7注浆泵UB-32台注浆8自卸车东风1台外运广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司39电焊机BX5005台钢格栅焊接10气焊（隔）设备2台11切割机1台钢筋加工12湿喷机TK-9612台喷混凝土13搅拌机JS3501台搅拌混凝土14空压机26m3/min1台压缩空气15小型机动车斗容量0.756台运输混凝土16全站仪经纬仪1台测量定位17经纬仪1台测量定位3、施工进度及工期隧道施工进度指标及工期表表3-1序号项目数量效率工期（天）区间隧道右线开挖初支144m40m/月110右线防水、二衬144m90m/月50左线开挖初支144m40m/月110左线防水、二衬144m90m/月50四、隧道施工车陂南站4号线暗挖区间隧道采用台阶法施工，结构采用复合衬砌，初衬采用喷砼、钢筋网、格栅钢架和连接筋支护，开挖前辅以小导管超前支护，以小导管预注浆加固围岩，二衬采用模筑钢筋砼。隧道开挖采用人工手持风镐开挖，遇到较硬岩层难以开挖时采用微振动爆破开挖，小型挖掘机装碴，机动车载料斗运至竖井（盾构吊出井），提出井外倒至临时堆碴场。二衬采用衬砌台车施工，使用商品混凝土以混凝土输送泵泵送入模。通风采用压入式通风，以大功率风机、大直径软管进行通风。1.隧道施工方法及程序隧道施工主要是利用四号线北端预留的盾构吊出井做为施工竖井，单方向向明挖车站方向开挖施工。施工时要严格按信息化组织施工，在需要采用爆破方式开挖时，应实施微震控制爆破技术，确保施工安全，并加强监控量测。施工方法根据围岩类别、断面大小等因素采用台阶法施工。其主要施工作业程序为：（1）开挖：尽量采用人工辅以小型机具开挖，必要时用爆破法施工。（2）出碴运输：作业面处采用小型挖掘机装碴，小型机动车运碴，采用无轨运输，经竖井提升到洞外临时碴场，待夜间采用装载机与自卸汽车外运。广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司4（3）初期支护：初衬A型断面采用喷砼，钢筋网，格栅钢架。连接筋等组成联合支护体系，B型断面采用喷砼,拱部钢筋网,砂浆锚杆等组成综合支护体系。（4）监控量测：在隧道施工全过程中，及时进行地表及洞内围岩变形监控量测，以便对围岩和初支变化、地表变形等情况进行动态跟踪，反馈指导施工。（5）防水层施工采取无钉孔铺设工艺，即垫块焊铺法，用热合焊接防水板，在门式施工平台上用带有与防水板同材质垫块的射钉安装无纺布（缓冲、透水层），然后覆盖防水卷材（防水层），再用热合焊机将防水层焊接固定在射钉上的防水层垫块上，底部仰拱部位在防水板外铺设一层无纺布作为保护层，再敷设50mm厚水泥砂浆。（6）二次混凝土衬砌采用液压式衬砌台车。（7）搅拌输送车运送商品砼至竖井口，通过竖管输送到井下的输送泵内，再由输送泵进行灌注。为化解底部仰拱施工与运输的矛盾，施工中采用仰拱防干扰施工平台。2.隧道主体结构施工2.1凿除井壁左右线隧道开挖掘进前，对隧道开挖轮廓位置的井壁进行凿除，井壁围护结构为800mm厚连续墙，井壁连续墙凿除采用上下台阶进行，先进行上台阶的凿除，进尺为0.5m，架设格栅钢架，连续墙主筋与格栅焊牢，喷射混凝土至设计厚度，再凿除下半断面，架设格栅封闭成环，凿除时搭设钢制脚手架工作台；第一榀格栅支护好后再掘进0.5m，架设第二榀格栅钢架，连续墙主筋与格栅焊接牢固，喷射混凝土至设计厚度，同样方法开挖支护下台阶。井壁破除采用人工手持风镐配合进行。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人身安全。凿除的碴人工装入料斗，通过井架吊至临时存土场。2.2台阶法隧道施工本暗挖隧道为单线马蹄形隧道，采用短台阶法开挖，开挖采用人工或爆破开挖。隧道位于中风化层和微风化层地段，施工爆破中采用微振爆破技术，减少爆破振动对地层的扰动。暗挖隧道施工前,先打超前水文地质钻孔,判断强风化岩层的地下水渗透情况,然后决定是否要采取周边超前小导管注浆。（1）A型断面隧道台阶法施工流程见图4-1。广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司5序号图示施工步骤及技术措施1（1）测量、放线；（2）拱顶150°范围内超前小导管预注浆；（3）做止浆墙；（4）注浆。2（1）开挖①保留核心土；（2）初喷5cm砼，埋设拱部测点及初支背后注浆管；（3）立格栅钢架、挂网、打设锁脚锚杆、喷砼。3（1）开挖下台阶③，施工中分左右两侧交错开挖；（2）喷砼5cm，埋设边墙测点及初支背后注浆管；（3）立格栅拱架、挂网、打设锁脚锚管、喷砼。4（1）仰拱基面处理；（2）施作仰拱保护层，铺设仰拱防水层；（3）钢筋绑扎；（4）安装纵向钢板止水带；（5）仰拱砼衬砌；（6）仰拱回填。广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司65（1）边墙、拱部基面处理；（2）边墙、拱部无纺布、防水层铺设；（3）钢筋绑扎，安装环向钢板止水带；（4）埋设测点及预埋件；（5）边墙、拱部砼衬砌。图4-1A型断面隧道施工工艺流程图（2）A型断面隧道施工作业程序①超前支护隧道开挖前根据超前水文地质钻孔情况，在采用超前小导管进行注浆时，先沿拱部开挖轮廓线打入一排φ42超前小导管，进行拱部注浆加固，小导管单根长3.5m，环向间距0.35m，纵向搭接长度1.0m，布于拱部150°范围内，外插角10°左右，注入水泥单液浆。②隧道开挖方法A、当超前支护达到一定强度后，以风镐配合松动控制爆破进行上台阶开挖，每循环进尺0.8m。上半断面保留核心土长2m。开挖后立即喷射5cm早强混凝土封闭掌子面，并初喷5cm初支混凝土，然后架格栅，安装网片，埋设拱部测点和注浆管，复喷混凝土至设计厚度（初衬每次喷砼拱部不得超过60厚,边墙及仰拱不得超过100厚。）。B、为防止拱脚下沉，在拱脚处设置φ42锁脚锚管，每榀格栅钢架4根,两侧各2根，L=2.5m。C、上台阶掘进2.5～3.5m后，开始下台阶交错开挖，初喷后立即下接格栅钢架，挂网喷混凝土，形成初支闭合。D、初期支护施作3～5天后，进行拱背回填注浆，以固结拱背围岩松散土体及填充可能存在的空隙，尽可能封堵地下水和控制地表沉降。注浆管长0.5m，纵向间距2.0m，分别布于拱顶和两侧拱脚45°处，在喷射初期支护混凝土时预埋，喷砼时外露端用棉纱封堵加以保护;注浆液用425水泥拌制,水灰比为1:0.5～1:0.8，注浆压力0.5Mpa。③衬砌施工二次钢筋砼衬砌在初支稳定、防水板敷设后施作，仰拱超前，仰拱滞后下台广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司7阶开挖面约50m，边墙拱部一次浇筑长度9m，采用液压式衬砌台车施工，边墙拱部整体浇注。A施工准备首先检查隧道中线、高程、断面净空尺寸，各项尺寸必须全部满足设计要求；其次进行基面检查，确保基面平顺无尖锐物，对基面滴水要进行注浆封堵；基面检查合格后，按要求采用垫块热焊法敷设防水卷材。B钢筋施工采用符合设计、检验合格、监理批准的钢筋在地面加工成半成品，然后运至洞内衬砌浇筑地段按规定焊接绑扎，构成二次衬砌钢筋骨架，在仰拱与边墙施工缝预留钢筋搭接焊接长度，设置排迷流条和拱部二衬背后注浆管。C模板施工单线隧道采用液压式衬砌台车施工，其结构稳定，移动方便，一次就位，模板表面光滑平整、固定牢靠，衬砌施工质量较高，砼输送泵、振捣器就位并试运行。D混凝土浇筑混凝土采用强度C30，抗渗等级S10的商品混凝土，砼输送泵分层、水平、两边对称浇筑，插入式振捣器（侧面开孔）振捣器进行密实振捣。在拱顶处密封施工缝端头模板，并在顶部安装1m长外露管，通过砼输送泵加压灌注直至外露管溢出混凝土后停止。④爆破施工设计单线马蹄形隧道在较硬地段必须采用爆破开挖时，爆破采用微振预裂爆破设计。掘进0.8m时台阶法炮眼布置见图4-2，钻爆参数见表4-1。广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司84501200图4-2A形断面台阶法炮眼布置图A型断面台阶法钻爆参数表（每次掘进0.8m）表4-1开挖顺序炮眼名称段别炮眼深度（m）每孔装药量（kg）炮孔个数小计装药量Ⅰ掏槽眼11.00.3562.1掘进眼30.90.392.750.90.351.560.90.351.5周边眼70.90.12151.880.90.12140.68底眼90.90.3541.4100.90.3551.65Ⅱ掘进眼20.90.392.740.90.392.760.90.382.470.90.3551.65周边眼80.90.11161.76底眼90.90.3572.45合计26.99单耗0.90kg/m3广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司9（3）B型断面隧道台阶法施工流程见图4-3序号图示施工步骤及技术措施1（1）测量、放开挖轮廓线。2（1）开挖上台阶，初喷5cm砼，埋设拱部测点及初支背后注浆管；（2）拱部120°范围内打砂浆锚杆，喷射初支混凝土至设计厚度。3（1）开挖下台阶，初喷5cm砼，埋设边墙及仰拱测点及初支背后注浆管；（2）喷射初支混凝土至设计厚度。广州市轨道交通四号线[车陂南站]土建工程北端盾构吊出井围护结构施工方案中铁十四局集团有限公司104（1）仰拱基面处理；（2）施作仰拱保护层，铺设仰拱防水