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xx市轨道交通xx土建工程xx站左线站台隧道先隧后站法施工方案xx集团有限公司xx项目经理部xxxx站左线站台隧道先隧后站施工方案一、编制目的和原则1、编制目的：为加快xx总体施工进度，减少隧道局盾构机等待时间，根据2007年12月5日会议精神，中铁隧道局和中铁二十二局就xx站盾构过站达成一致意见。在前期施工过程中，监测数据显示二轻综合楼已整体沉降，为保证在破除管片过程中隧道及上部建筑物的稳定，减少施工风险，特编制此方案以指导施工。2、编制原则：总体原则是2＃施工竖井开挖到底后进行回填，回填到设计高度后隧道局盾构直接推进过站；中铁二十二局利用2＃竖井施工大管棚和袖阀管注浆，待注浆加固完成和盾构到达区庄站后，封闭左线的运输进行站台隧道管片的拆除和扩挖工作。二、工程概况xx市轨道交通xxxx站位于中山一路和署前路交叉路口，车站采用明挖和暗挖结合的方法施工。车站主体明挖段为四层车站，采用箱形框架结构，南北向最长46.1m，东西向最宽51.45m；标准段处车站高度为25.05m，明挖段顶板最小埋深为1.95m，最大埋深为3.4m。左线暗挖站台隧道全长91.1m，原设计为CRD矿山法开挖，右线暗挖站台隧道全长为59.35m，现已基本开挖完成。左线站台隧道拱顶距地面18.800m～19.845m，拱底距地面27.045m～27.534m，和上部二轻工业集团六层综合楼桩底净距约为7.1m～9.5m。二轻局A6综合楼沿暑前路南北向布置，位于隧道的正上方，其走向与左线隧道线路方向夹角为17。，A6综合楼长38.8米，宽13米，其桩基为Φ300锤击灌注桩，桩长6m～8m，依据MFZ3-DSK-08、07号钻探孔，桩身主要穿过〈3-2〉、〈4-1〉，3桩底在〈4-1〉和〈5-1〉地层，属摩擦桩，桩底距隧道顶净距约为7.1m～9.5m（详见图－1）。桩体所处地层为软土地层，其含水量高、孔隙比大、高压缩性，隧道施工中失水或受震动，土层结构易受破坏，承载力降低易引起地面或建筑物下沉。图－1左线站台隧道地质剖面图二轻楼下左线站台隧道洞身所经过的岩土层主要为岩石中风化带和岩石微风化带，隧道顶大部分经过岩石强风化带，局部经过岩石全风化带，隧道采用马蹄形复合式衬砌结构形式。超前支护采用Φ42超前小导管，初期支护采用C25、S6喷射混凝土、格栅钢架联合支护，边墙设Φ25砂浆锚杆，二次衬砌采用600厚C30、S10钢筋混凝土。原设计为CRD矿山法开挖，由于受中铁隧道局盾构过站影响，现修改为“先隧后站”法施工，即盾构机先行通过，然后破除管片，进行扩挖形成站台隧道。三、具体施工工艺基本方案是2＃施工竖井开挖到位后，边回填边进行与竖井相接处洞门的4-15-278995-169614-184-23-23-25-2794-15-15-2687612.84MFZ3-DSK-0312.85MFZ3-DSK-0612.97MFZ3-DSK-0712.90MFZ3-DSK-08Z1-22-3111.1712.05MFZ3-DSK-1012.84MFZ3-DSK-09zz4破除和格栅架立。待回填到满足盾构过站高度后盾构过站，盾构过站后挖出竖井内部分回填土到预定高度，由2＃竖井沿线路走向进行管棚和袖阀管的施工，注浆加固完成后进行管片拆除和扩挖，盾构管片和站台隧道的相对位置见图－2。图－22＃竖井、注浆加固、C断面站台隧道位置关系图1、盾构推进为确保地表安全，盾构推进采用土压平衡模式，在掘进过程中必须严格控制盾构姿态和出碴量、保持合理仓压力和出浆量，避免盾构掘进时造成线路外围地层发生较大的松动；盾构进入暗挖站台隧道后开始有计划偏离线路中线，每米偏离4～6cm，偏离60cm后维持不变，在接近端头30m处开始回归中线拼装；为利于后续管片的拆除，管片采用通缝拼装，同时在顶部多设注浆孔，盾构通过后5即对暗挖站台范围以及两端外侧各二十环管片进行补充注浆，确保管片注浆饱满和加强站台隧道开挖过程的防水。2、超前大管棚注浆在左线站台隧道管片扩挖前利用2＃施工竖井，在距隧道拱部30cm、150度范围内沿隧道纵向布设大管棚注浆，其实质是在拟开挖的左线站台隧道拱圈外弧线上,预先设惯性力矩较大的厚壁钢管,这样通过注浆加固围岩,拱顶以上被加固密实,形成结实体,整体稳定性增大,加之管棚的临时支护作用,可达到理想的开挖条件作用,防止土层坍塌和地表下沉,以保证掘进和后续支护工艺安全运作。2.1大管棚设计参数管棚采用Φ108mm、壁厚5mm的热轧无缝钢管，管棚环向定位沿开挖轮廓线外放300mm，环向间距450mm，外插角0.3～0.5度，长度70m。计算数量为24根，总长度1680m；受限于竖井的净空宽度，单节管棚长度3m，管棚钢管采用丝扣连接，扣长120mm，为避免相邻钢管接头在同一里程，长管棚前端第一节采用两种不同长度规格，单号第一根打3m钢管，双号第一根打2m钢管。注浆浆液采用425＃普通硅酸盐水泥浆，水灰比为0.5:1～1：1，注浆压力为0.4～1.0MPa。2.2管棚施工1)、测量放线、钻机定位：测量班按C断面设计轮廓外放30cm并按45cm间距标出孔位，用专用开孔钻机开出长约300mm---1000mm的φ158孔位,移动HTC-100型水平定向钻机并调整到位，竖井的喷砼支护可以作为管棚施工的导向墙。6图-3管棚施工工艺流程图2)、钻孔及安装钢管：（1）根据施工工艺采用现有管棚（钢管）当钻杆，每根管在下坑前必须进行质量检查。管材不得有弯曲，丝扣四周壁厚均匀，丝扣完好合格。管材内的铁屑、赃物及锈皮等必须清除干净。下坑时避免与硬物相碰，以免损伤管扣。连接套钢管在专用的管床上加工好丝扣，丝扣螺纹长度不少于120mm。施工准备开挖周边放样布孔管棚钻机就位安装钻杆（钢管）一节钻孔结束接长钻杆（钢管）继续钻进钻机退回原位下一根管棚钻进注浆隧道开挖钢管内注水清洗钻至设计长度钻进结束7(2）施工中的钢管在安装前必须逐孔逐根进行编号，按编号顺序接管钻进、不得混接。钢管节段间用12cm丝扣连接，钻进时，节长采用3m管节。钢管管棚钻到位后，钢管端头用钢板焊接，钢管与壁间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密，以防浆液冒出。堵塞时设置进浆孔和排气孔。相邻管棚接头必须错开1m。(3)钻头直径选用Φ127mm;施钻时，顶紧掌子面，提高施钻精度。钻机开孔时钻速宜低，钻深至20cm以后转入正常钻速；钻进过程中导向技术人员随着不断钻进，必须时刻观察探头角度变化情况，角度偏差大于0.3°时，应及时纠偏。当纠偏无效、偏差大于0.6°时，应停止钻进，及时报告项目经理，研究对策后再施工。现场须及时进行导向数据记录和钻具前端长度及每次加管长度详细记录；不断调整钻机钻进方向。(4)第一节钻杆钻入岩层尾部剩20~30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆,钻机沿导轨退回原位,人工装入第二节钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻孔尾部，方向对准后联接成一体,每次接长，按上述方法进行。(5）接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一截面受力，采取奇数孔第一节长3m，偶数孔第一节节长2m，以后每节均为3m以此方法将相临近管接头错开。(6）施工完毕后对每根管进行清孔处理，防止杂物堵塞在管内造成后续管棚注浆工作无法开展。5)、注浆：(1）注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后做压浆实验，确定合理的注浆参数，方可以施工。(2）注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。(3）注浆采用单液注浆，采用425#普通硅酸盐水泥浆，水灰比为0.5：1～1：1，扩散半径0.4m，注浆压力0.4～1.0Mpa，并采取管内注浆方式保证注浆能充分填充至围岩内。水泥浆液进浆量很大，压力长时间不升高，应调整浆液浓度及8配合比，缩短凝胶时间，进行小泵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，停留时间不超过混合浆的凝胶时间。(4）注浆压力达到1Mpa，并持压5min以上，注浆浆液达到设计80%以上时，可停止注浆，并及时封堵注浆口，防止空气进入管内。(5）注浆过程应派专人负责，填写《注浆记录表》，详细记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观察压力表值，监控连通装置，避免因压力猛增而发生异常情况。并针对现场可能出现的特殊情况，做出相应应急措施。(6）注浆顺序：每施工完一根管棚，立即注浆。2.3施工工艺流程施工工艺流程：测量放线－设备组装调试－埋设孔口管－调试钻机（方位、倾角）－钻具组装钻进－冲洗液循环－导向钻进－孔斜测量－导向钻进－直至设计深度终孔－清孔－安管－注浆－移至下一孔位。3、袖阀管注浆既利用2＃施工竖井，在距隧道拱部120度范围内沿隧道纵向布设两环水平袖阀管，由于袖阀管注浆对裂隙水较丰富、透水性较强的地段具有更大的优势，作为大管棚注浆的补充和加强，利用水平袖阀管注浆对隧道拱部岩体进行注浆，填充岩体大管棚之间的裂隙形成一道止水环，减少地下水的过量流失。3.1袖阀管设计参数第一排袖阀管沿C断面设计开挖轮廓线外放130cm、环向110cm间隔布设；第二排外放270cm、环向140cm拱部120度范围内设置。外插角0.3～0.5度，单根长度70m，设计20根，总长度1400m。主要由袖阀注浆管、花管、心管组成：袖阀注浆管为每节长3330mm、Ø50mm的硬质PVC管，注浆管分A、B两种，A种注浆管上未开设溢浆孔，B种注浆管上开有Φ8mm的溢浆孔6个，在B种注浆管有孔部位外面紧紧地套着抗爆破压力为1.0MPa的橡胶套，橡胶套覆盖着溢浆孔，9注浆时，浆液可以通过溢浆孔进入地层，而地层中的水和颗粒难以进入注浆管中，从而达到注浆管的单向阀作用（详见图－4）。图－4袖阀注浆管示意图注浆花管采用直径22mm的焊接钢管加工，一般长0.6～1m，其四周均匀地布设12～18个Φ8mm的泄浆孔。花管两端各加上3～4个止浆橡胶皮碗，以形成阻浆塞，起到止浆作用。注浆心管采用Φ22mm焊接钢管加工，每节长2m。主要起输送浆液作用，与注浆花管采取丝扣连接。注浆浆液采用水泥浆，灌浆按先稀后浓的原则注浆，注浆过程中根据灌浆压力或吸浆率的变化情况，适时地调整浆液的稠度，使岩层的大小缝隙既能灌饱，又不浪费。袖阀管注浆的浆液配比即水灰比现场采用1：0.5、1：1两种。3.2袖阀管施工1）、测量布线、钻机就位：测量班按C断面设计轮廓外放130cm、270cm间距110cm、140cm标出孔位，用专用开孔钻机开出长约300mm---1000mm的φ158孔位,移动HTC-100型水平定向钻机并调整到位，竖井的喷砼支护可以作为袖阀10管施工的导向墙。2)、钻孔：(1)为便于安装袖阀管，钻头直径选用Φ120mm;施钻时，顶紧掌子面，提高施钻精度。钻机开孔时钻速宜低，钻深至20cm以后转入正常钻速；钻进过程中导向技术人员随着不断钻进，必须时刻观察探头角度变化情况，角度偏差大于0.3°时，应及时纠偏。当纠偏无效、偏差大于0.6°时，应停止钻进，及时报告项目经理，研究对策后再施工。现场须及时进行导向数据记录和钻具前端长度及每次加管长度详细记录；不断调整钻机钻进方向。(2)第一节钻杆钻入岩层尾部剩20~30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆,钻机沿导轨退回原位,人工装入第二节钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻孔尾部，方向对准后联接成一体,每次接长，按上述方法进行。(3)换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业；为防止钻杆在推力和振动力双重作用下钻杆上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。3）、下管、注套壳料：袖阀管采用φ48硬质