暗挖出入口施工方案.pdf

暗挖出入口施工方案 编制： 审核： 批准： 1 目录 1、编制依据及原则 1 1.1 编制依据 1 1.2 编制原则 1 2、工程概况 1 2.1 地理位置及环境 . 1 2.2 施工方法的选择 . 1 3、总体施工原则 1 3.1 小导管超前注浆（管超前，严注浆）. 1 3.2 缩短进尺、加快支护（短开挖，强支护）. 2 3.3 保证量测频率、提早封闭（勤量测，早封闭）. 2 4、总体施工方案及工艺 2 4.1 新奥法分台阶开挖 . 2 4.2 暗挖通道施工工艺 . 3 5、暗挖通道初期支护施工方法及技术措施 5 5.1 大管棚施工 5 2 5.2 小导管施工 5 5.3 喷射混凝土施工 . 6 5.4 格栅钢架 8 6、初期支护关键技术及措施 9 7、通道二次衬砌施工 10 8、二次衬砌关键技术及措施 12 8.1 保证混凝土的密实度措施. . 12 8.2 保证结构尺寸措施 . . 13 9、现场施工监测要求 13 10、安全注意事项 14 1 出入口通道暗挖施工方法 1、编制依据及原则 1.1 编制依据 1.2 编制原则 （1）满足业主对质量、安全、文明施工等方面的规定和要求 （2）综合考虑本工程的规模、特点、难度和设计标准，充分发 挥本企业的优势，做到科学、合理、经济、快捷。 （3）投入的机械设备、劳动力等资源考虑适度的富余。 （4）运用网络计划技术统筹安排各工序的施工，实行动态管理， 实现均衡生产。 2、工程概况 2.1 地理位置及环境 2.2 施工方法的选择 为不影响周围居民的正常生活， 保证施工的安全，拟采用大管棚、 小导管超前注浆，初期支护和二次衬砌相结合的支护方法。 3、总体施工原则 通道出入口暗挖段为直墙拱形复合衬砌结构。通道暗挖工法为 弧形导坑法。 开挖采用人工开挖配合架车装土方，洞内水平运输为无 轨运输。二次衬砌混凝土采用运至工地的商品混凝土，输送泵泵送混 凝土至台车模型内。二衬仰拱、拱墙分别灌注。 通道出入口暗挖段总体施工原则：采取“管超前，严注浆，短开 挖，强支护，勤量测，早封闭”的浅埋暗挖法施工原则。 3.1 小导管超前注浆 （管超前，严注浆） 2 通道穿越的地层主要为砾质粘土层，拱顶覆土仅为6m左右，为 改善、提高围岩的自稳能力，开挖前须施作超前小导管并注浆，以加 固地层。在掌子面未开挖前，沿通道拱部周边用风钻顶进42、长 2.5m 或 3m的超前小导管，高压风清孔后注浆， 以加固掌子面前土体， 防止开挖时掌子面坍塌。 3.2 缩短进尺、加快支护 （短开挖，强支护） 严格遵循设计和施工规范，采用超前小导管、格栅钢架、锁脚锚 管、钢筋网及湿喷混凝土组成的联合支护方式及时进行初期支护，以 控制围岩塑性变形量 , 防止塑性区增大。通道每循环开挖进尺控制在 1.0m以内, 缩短开挖和支护的间隔时间， 降低土体的无支护暴露时间。 3.3 保证量测频率、提早封闭（勤量测，早封闭） 通过对施工过程中地表下沉、拱顶下沉、周边收敛、钢格栅内力 等量测分析判断通道的稳定性，确定支护的参数， 判断支护后围岩变 形收敛情况，将信息及时反馈给设计、监理等单位，发现有异常变化 时应及时修改支护参数和采取特殊的施工方法。 开挖后，及时喷45cm厚混凝土封闭开挖面，缩短分部开挖的 循环时间，尽快安设格栅钢架并喷混凝土封闭成环，有效改善支护及 围岩受力状态，防止初支变形过大或底部隆起，引起严重坍方。 4、总体施工方案及工艺 4.1 新奥法分台阶开挖 根据通道断面形式及断面积，将通道分上下两台阶开挖。 上部台阶开挖采用超长大管棚和超前小导管预注浆对地层进 行加固后，人工开挖并预留核心土，人工翻碴至下台阶，每一循环进 尺 0.5m，由测量人员控制中线水平，施工中须做到不欠挖，控制超 挖，且开挖轮廓线要圆顺，以减小应力集中。 3 下部开挖落后于上部35m ，每一循环进尺视围岩的稳定性情况 定为 11.5m，开挖时，沿通道下坡作好排水沟，作为通道施工临时 排水设施。初期支护仰拱同下部边墙的初期支护同时施作，使支护尽 早成环，尽早承担通道周边围岩应力。基底如是淤泥应打径向3.5m 的小导管。并注浆加固。 超前注浆小导管 格栅钢架 锁脚锚管 超长大管棚 二衬混凝土 掘进方向 喷射混凝土 暗挖部分纵、横断面图 4.2 暗挖通道施工工艺 暗挖通道施工工艺流程见下图所示。 4 通道施工工艺流程图 打入超前小导管 双液注浆 上台阶土方开挖 初喷混凝土（5cm） 安装格栅钢架 挂钢筋网片 复喷混凝土 上 台 阶 下 一 循 环 下台阶土方开挖 初喷混凝土（5cm） 安装格栅钢架 挂钢筋网片 复喷混凝土 下 台 阶 下 一 循 环 防水层施工 通道二次衬砌 背后注浆 浆液配制 土方外运 喷射混凝土制作 锁脚锚管安装 制作钢筋网片 喷射混凝土制作 土方外运 喷射混凝土制作 喷射混凝土制作 格栅钢架制作 制作钢筋网片 预埋注浆管 钢筋、砼模板台车 顶进超长大管棚 5 5、暗挖通道初期支护施工方法及技术措施 初期支护质量的好坏直接关系到通道施工人员的安全和通道 本身的安全，做好初期支护是极其重要的。 5.1 大管棚施工 通道中段暗挖段长度39m ，大管棚采用厚度4.5-5.0mm 的 A3 钢 焊接钢管，管径 108mm 。管棚间距 300mm 。管内设 3 根直径为 22 的 小钢管。大钢管上每隔10cm梅花型钻设 10 注浆孔。管棚倾角与线 路纵坡一致，南端施作的管棚倾角为上坡3，北端施作的管棚倾角 为下坡 3。管棚施作的断面范围在车站暗挖断面起拱线以上，轮廓 线以外，沿着轮廓线钻入。 （1）制作：在 108mm 钢管上按照设计梅花型钻设10 注浆孔， 在小钢管内灌注混凝土，安装小钢管并将小钢管固定在大管棚内。 （2）钻进：钻进采用跟管钻进工艺，潜孔锤跟管钻具锚杆钻机 的钻杆和管棚套管相联结， 当跟管钻进至钢套管尾端距导向墙孔口约 30cm 时停钻，然后钻机反钻收偏退钻，卸杆，动力头后退至尾端加 接钻杆和钢套管。 5.2 小导管施工 超前小导管选用42×4mm 钢管加工而成，管身按梅花型布置 钻有直径2.5mm小孔，间隔为20cm 。导管注浆机具设备采用双液 调速注浆泵，输浆胶管25，储浆桶自制。小导管注浆作业包括布 管、清孔、封面、注浆四道工序。 （1）布管：顶部切削成尖靴，采用凿岩风钻直接将小导管顶 6 入设计位置。尾部与钢架焊接，增加共同支护能力。超前小导管 在起拱线以上沿拱部周边轮廓线设置，超前小导管从钢架腹部空 间穿过，外插角在7° 12°，尾部与钢架焊接成一体。 （2）清孔：由于小导管采用风钻直接顶入, 压浆前需用高压风清 理小导管 , 以高压风管从导管底部逐渐向外清理，确保注浆路径畅通。 （3）封面：注浆前，喷混凝土至设计厚度, 封闭工作面，以防漏 浆。 （4）注浆：为保证注浆质量，注浆前孔口要严密封堵，采用双 液注浆泵压注水泥 -水玻璃双浆液，压力控制在0.3 0.5Mpa，在孔 口设置止浆塞， 浆液配合比视地质情况及现场试验确定，注浆时先注 无水孔，后注有水孔，从拱顶向下注，保证浆液扩散互相咬接，以提 高围岩的稳定性。 5.3 喷射混凝土施工 ( 一)施工方法 采用湿喷机喷护，在开挖后立即进行，以便尽早封闭拱部暴露面， 第一次喷射厚度45cm ，架立好格栅钢架后，从钢架腹部打入下一 循环的超前管棚，封好管口，复喷砼至设计厚度（0.3m） 。 （1）喷射机械安装好后，先注水、通风、清除管道内杂物，同时 用高压风吹扫岩面，清除岩面尘埃。 （2）保证连续上料，严格按施工配合比配料，严格控制水灰比及 坍落度，保证料流运送顺畅。 （3）操作顺序：喷射时先开液态速凝剂泵，再开风，后送料，以 凝结效果好，回弹量小，表面湿润光泽为准。 （4）喷射机的工作风压严格控制在0.5 0.75Mpa 范围内，从拱 7 脚到边墙脚风压由高到低，拱部的风压为0.4 0.65Mpa，边墙的 风压为 0.3 0.5Mpa。 （5）严格控制喷嘴与岩面的距离和角度。喷嘴与岩面垂直，有钢 筋时角度适当放偏，喷嘴与岩面距离控制在0.6 1.2m 范围以内。 （6）喷射时自下而上，即先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死 角，料束呈螺旋旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形喷射， 每次蛇形喷射长度为34m 。 （二）湿喷混凝土特殊技术要求 喷射混凝土采用湿喷工艺，人工掌握喷头直接喷射混凝土。 喷射混凝土作业在满足锚杆喷射混凝土支护规范有关规定的 基础上，增加以下湿喷混凝土特殊技术要求： （1）喷混凝土紧跟掌子面，复喷前先按设计要求完成超前小导管， 钢筋网、格栅拱的安装工作。 （2）渗漏水地段的处理：当围岩渗水无成线涌水时，在喷射混凝 土前用高压风吹扫，开始喷射混凝土时，喷射混凝土由远而近， 临时加大速凝剂掺量，缩短初凝、终凝时间，逐渐合拢喷射混凝 土，有成线涌水时，斜向窜打深孔将涌水集中，再设软式橡胶管 将水引排，再喷射混凝土，最后从橡胶管中注浆加以封闭。止住 后采用正常配合比喷射混凝土封闭。 （3）试验室负责优选喷射混凝土的配合比与现场控制，在喷射混 凝土中掺入一定量的液体速凝剂，以减少回弹粉尘，按配合比拌 制，电动流量计控制外加剂的掺量，保证喷射混凝土的强度满足 要求。 （4）每隔5m ，有测量人员对喷射混凝土的断面检查一次, 以保证 初支厚度及通道净空. 8 （5）喷射混凝土由专人喷水养护，以减少因水化热引起的开裂， 发现裂纹用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续发 展，若在继续发展，找出原因并作处理，对可能掉下的喷射混凝 土块撬下重新喷射。 （6）坚决实行“四不”制度：即喷混凝土工序不完，掌子面不前 进，喷混凝土厚度不够不前进，混凝土喷射后发现问题未解决不 前进，监测结果表明不安全不前进。以上制度由现场领工员负责 执行，责任到人，并在工程施工日志中作好记录以备检查，项目 经理负责监督。 5.4 格栅钢架 格栅钢架按要求制作，安设时清除浮土，拱脚夯实或垫木板， 钢格栅纵向间距设计为0.5m，纵向设 22 连接筋，其环向间距为 1m ，交错布置。在喷混凝土后，沿钢架格栅拱脚各打入2 根42 长 2.5m 锁脚锚管。 锁脚锚管采用风钻直接顶入，用高压风清孔后， 再压浆。 （一）格栅钢架的制作 （1）格栅钢架在钢筋加工棚设置的11 制作样台上，采用 冷弯制作，格栅钢架分段制作，按单元拼焊后，运至现场安装。 （2）加工做到尺寸准确，弧形圆顺；钢筋焊接（或搭接）长 度满足设计要求，沿钢架两侧对称焊接成型时，确保钢架主筋中 心与轴线重合，接头处相邻两节圆心重合，连接孔位准确。 （3）格栅钢架加工后先试拼，检查有无扭曲现象，接头连接 每榀可以互换，沿通道周边轮廓误差小于3cm。 （4）格栅钢架各单元主筋、加强筋、连接角钢焊接成型，单 元间用螺栓连接。 9 （二）格栅钢架的安装 安装工作内容包括定位测量、安装前的准备和安设。 （1）定位测量：首先测定出线路中线，确定高程，然后再 测定其横向位置，格栅钢架设于曲线时，安设方向为该点的法线 方向，安设于直线上时，安设方向垂直于线路中线。 （2）安装前的准备工作：运至现场的单元钢架分单元堆码， 安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖部分，保证钢架正确安 设，安设拱脚或墙脚前清除垫板下的松碴，将钢架置于原状围岩 上。在软弱地段，采用拱脚下垫木板的方法。 （3）钢架安设：钢架与封闭混凝土之间紧贴，在安设过程 中, 当钢架与围岩间有较大间隙时安设混凝土垫块，或用水泥砂 浆找平，两榀钢架间沿周边设22 纵向连接筋，环形间距为100 ，交错布置 , 形成纵向连接体系，并及时打入锁脚锚管，安设水 平临时支撑，喷混凝土，形成封闭环。 6、初期支护关键技术及措施 暗挖通道穿越砾质粘土，均为可塑、硬塑坚硬土质，岩性 软，开挖暴露后遇水软化，易坍塌。同时通道结构为单线直墙拱 形复合衬砌断面，围岩压力大易产生坍方，因此超前小导管注浆 加固地层和初期支护及时成环，确保围岩稳定，防止坍塌，控制 地表下沉是浅埋暗挖通道关键技术。 通道拱部穿越砾质粘土，设计采用42 长 3.5m 普通小钢管， 超前注浆加固地层，施工时要进行超前地质预测或预报，对岩层 松散、地下水丰富地段，要适当地增加超前小导管数量，由单排 掌子面全断面注浆，增大注浆压力，当压力上不去时，少量多次 10 注浆，防止浆液扩散出设计范围以外。水泥水玻璃浆液配合比 经试验确定，须达到固结岩体，提高围岩的稳定能力。 通道采用弧形导坑法分部开挖。因此分部开挖初期支护应及时 成环。确保通道稳定成为施工中的关键，在施工中拟采用如下技 术措施： （1）确定合理的开挖支护长度、循环进尺。根据地质条件及进 度安排确定， 结合本工程地质条件、 设计要求及施工方法确定循环进 尺为 1.0m以内； （2）加强各工序间的衔接，加快各分部开挖和初期支护施 工进度； （3）处理好各接点，如拱脚防下沉、内移； （4）勤量测各部开挖初期支护后围岩变形情况，及时修正 初期支护中超前小导管、格栅钢架的间距，严格控制围岩变形； （5）压浆，喷护的各种机具处于良好运转状态，保证不间 断地组织施工； （6）组织熟练的操作施工人员施工，保证施工有序进行。 7、通道二次衬砌施工 暗挖通道结构断面繁多， 按分部分段灌注混凝土的施工方案，先 施工仰拱二衬， 然后搭支架立模施工边墙和拱部二衬，混凝土采用商 品混凝土，运至进料孔，从进料孔进料至输送泵内，泵送入二衬模型 内。断面变化处二次衬砌采用端头模突变施作。 采用简易支架配小钢模灌注， 每次灌注根据该断面的通道长度分 11 段浇筑，根据开挖初支后监控量测的结果判定作二衬的时间。仰拱二 次衬砌灌注采用16×14cm方木作背衬， 100×30cm钢模作模板。为 避免仰拱灌注时发生浮模，采用竖向加固措施进行处理。 二次衬砌钢筋在11 的制作样台上，分单元分片制作成形，各 单元间预留足够的搭接长度。 钢筋运至施工现场安装时， 将每片钢筋 用纵向钢筋联结成一个整体， 采用绑扎焊接进行连接， 纵向钢筋应预 留一定长度以便与下组衬砌钢筋的联接，并设加强连接筋， 以方便边 拱钢筋的安装搭设作业台架。 通道二次衬砌混凝土全部采用商品混凝土。输送泵泵送混凝土灌 注，插入捣固器捣固。 为防止二次衬砌与外防水层之间形成空隙，采用在二次衬砌背后 注浆的施工措施进行处理。 （1）压浆孔设在拱顶，每4m预留 1 个注浆孔。 （2）压浆孔底部孔口紧贴外防水层，为确保压浆孔不被堵塞以及不 刺破防水层，采用措施详见图所示。 预留注浆孔措施图 （3）二次衬砌混凝土灌注28 天后，从注浆管逐孔压入11 水泥浆 液，注浆压力为 0.51.0Mpa， 充填二次衬砌与外防水层之间的间隙。 初期支护 二次混凝土 注浆管 防水层 12 8、二次衬砌关键技术及措施 8.1 保证混凝土的密实度措施 通道位于地下水位以下的地层中，结构的防渗漏至关重要。 除施 工防水层防渗漏外， 对二次衬砌混凝土的质量特别是混凝土的密实度 提出了更高的要求。 因此如何提高二次衬砌混凝土的密实度是本工程 的关键技术之一，为提高二次衬砌混凝土的密实度特采用以下措施： （1）严格选料：结构混凝土为C30、S8 防水混凝土，选择商品 混凝土时选用具有密实度高，收缩率小，强度高，可灌性好等多种性 能的商品混凝土。 （2）加强捣固：捣固时采用“快插慢抽”工艺，在捣固过程中， 将振动棒上下略为抽动，以使上下捣固均匀。混凝土分层灌注时，每 层混凝土厚度小于振动棒长度的1.25 倍；在振捣上一层时插入下层 中 5cm左右，以消除两层间的接缝， 捣固上层混凝土在下层混凝土初 凝之前进行；插点均匀排列， 依次插捣，注意捣固范围， 以避免漏捣； 掌握好捣固时间， 捣固时间过短混凝土不密实， 捣固时间过长混凝土 出现离析现象。 （3）二次衬砌背后注浆： 混凝土受重力作用在拱顶易形成平面， 与外防水层不密贴，故在二次衬砌灌注56 天后，从拱顶预留注浆管 逐孔压入 11 的水泥浆液，压力为0.5 0.8Mpa，以补偿混凝土因 收缩或未灌满造成的拱顶空隙。 （4）注意各种接缝及变断面接头处理：除规定的施工缝外，拱 墙一次连续灌注，施工缝处理详见防水工程部分。