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工法特點2.1采用CRD法組織施工，減小路面上的動荷載對暗挖隧道的施工影響；2.2隧道拱部采用大管棚配合超前注漿小導管形成最外圍整體支護體系；2.3全過程監控量測信息化指導施工，使施工全過程均處于可控狀態；2.4采用四步開挖法組織施5、工，工序簡單，容易推廣，特殊施工機械需用量?。?2.5 通過分部開挖，合理組織施工班組循環作業，節約工期，節省施工費用投入。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的施工地區隧道施工；適用于大斷面隧道和需要嚴格控制洞身變形和地表沉降的類似地下工程；同時該工法特別適用于地表有動荷載或有振動源影響的地區施工。4 工藝原理本隧道采取的CRD法又稱為交叉中隔壁施工法，即在隧道斷面中部設置中隔墻和橫撐，從而將整個隧道斷面分成多個小斷面（見圖4-1），減小開挖跨度和開挖高度，同時，各個開挖斷面間相互錯開掘進，盡量降低對圍巖的擾動，同時開挖施工中通過超前注漿小導管、網噴砼使其同管棚形成整體6、支護體系，臨時仰拱、拱頂及洞身部分采取分段成環及時封閉的原則，使開挖斷面環環相扣， 形成全斷面初期支護封閉結構。 圖4-1部分完成的初支開挖隧道5 暗挖隧道初期開挖及支護施工工藝流程及主要操作要點5.1暗挖隧道初期開挖及支護流程圖5.2 暗挖隧道初期開挖及支護施工主要操作要點5.2.1 降水施工根據當地地質水文資料以及本工程的施工特殊要求，經詳細驗算本次施工共需設置10口降水井，降水井布置如圖5.2.1-1所示圖5.2.1-1 降水井平面布置圖5.2.2超前大管棚施工本暗挖隧道與兩側明挖基坑相接，圍巖自穩能力差，在明挖主體結構施工完畢進入暗挖隧道施工前，在隧道拱部120范圍內設108mm大管棚7、超前支護。 圖5.2.2-1 大管棚施工位置布置示意圖5.2.3超前小導管施工隧道施工地段為膨脹土地區，該地質遇水后易發生微膨脹，土體容易失穩，隨著隧道開挖施工的進行，通過在拱部150范圍內設置小導管并注漿使其在開挖工作面以外形成厚度為0.51.0m的加固圈，從而保證開挖工作面的穩定，控制地表沉降，防止工作面坍塌。5.3 暗挖隧道開挖施工施工步序：開挖部并支護滯后于部57m開挖部并支護滯后于部57m開挖部并支護滯后于部57 m后開挖部并支護。以上步序完成后，、部開挖支護作業平行進行。隧道開挖采用人工，小型運輸機械配合運土。如圖5.3-1所示，隧道分4個洞室進行開挖，上洞室分臺階法開挖，預留核心8、土，臺階長度23m。左右相應洞室錯開10m的距離，同側上下臺階距離57m；開挖循環進尺為0.6m；開挖下部兩個洞室的開挖采用全斷面開挖。開挖時上臺階預留核心土，以不影響安裝鋼架、噴射砼等工序為宜，寬度約在1.0m左右。核心土長度0.5m左右，坡度1：0.5左右。下臺階土體留1：0.5左右坡度，掏槽開挖，支護該處側墻，隨后開挖剩余土體，支護成環。 圖5.3-1暗挖隧道施工工序圖5.3.1土方開挖施工步驟序號圖示施工步驟說明一右側導坑上臺階留核心土開挖及支護1、作42的超前小導管，并注漿2、開挖部土體，留核心土3、設系統錨桿、鋪鋼筋網，架設側面及中隔壁型鋼架、設鎖腳錨桿4、噴砼支護二右側導坑核心土9、體開挖及支護1、開挖部核心土體2、架設水平中隔板型鋼架3、噴砼支護三右側導坑下臺階部土體開挖及支護1、開挖部土體2、設系統錨桿、鋪鋼筋網，架設側面及中隔壁型鋼架3、噴砼支護四左側導坑上臺階部土體開挖及支護1、施作42的超前小導管2、開挖部土體，留核心土3、布設系統錨桿、鋪鋼筋網，架設型鋼架、設鎖腳錨桿4、噴砼支護五左側導坑中臺階部土體開挖及支護1、開挖部土體2、架設水平中隔板型鋼架3、噴砼支護六左側導坑下臺階部土體開挖及支護1、開挖部土體2、布設系統錨桿、鋪鋼筋網，架設型鋼架3、噴砼支護七二次襯砌施工1、分段拆除中隔壁、中隔板2、鋪設洞身防水層3、綁扎襯砌鋼筋4、仰拱超前施工5、整體襯砌拱墻510、.3.2施工排水：暗挖隧道、部開挖時在在隧道仰拱兩側挖出300(寬)*300(深)mm的排水溝，排水溝縱向坡度為3；在隧道主洞內每20m設置一個150015001000mm集水坑洞門處設置兩個200020001500mm的集水坑，用40m揚程水泵將水抽到沉淀池內，經沉淀后排入市政雨水排水系統。5.3.3 施工通風：為了保證操作工人的作業環境，在每個工作面設置軸流風機進行送排風。5.4 型鋼鋼架制安及網噴砼施工5.4.1型鋼鋼架制安施工型鋼鋼架在11樣臺上加工制作，初支環向鋼架按照下圖所示的分成10個單元采用冷彎分段制作（見圖5.4.1-1），試拼裝成功后再拆卸運至現場安裝，鋼架制作沿隧道周邊輪11、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22鋼筋，每根長2m，共設7處，每處2根；鋼架內、外側有不小于4cm的噴射砼，將鋼架置于原狀土體上，在軟弱地段，采用拱腳下墊鋼板的方法。鋼架與封閉砼之間緊貼，在安設過程中，當鋼架和噴層之間有較大間隙時應設騎馬墊塊，墊塊按每單元3處計。中隔壁的施工緊隨每部的開挖工作進行。每部開挖后，及時施做連接鋼筋及噴射砼，及時進行頂部中隔壁鋼架的接長，中隔壁采用I22a工字鋼與主體鋼架用螺栓連接，鋼筋網片采用雙層8間距150150mm，噴射砼采用C25,S6早強砼，噴射厚度350mm。中隔壁底部及時與仰拱連接。圖5.4.1-1 型鋼拱架制作安裝12、示意圖5.4.2掛網噴射砼施工站臺隧道初支噴射砼為350mm厚C25，S6早強砼；采用濕噴工藝進行初支的噴射砼，濕噴砼具有粉塵少、回彈少，等優點。5.5 施工監測5.5.1施工監測的標準 隧道監控量測控制標準如表5.5.1-1所示：監測控制標準表 表5.5.1-1序號項目控制標準預警標準1降水效果設計水位設計水位以下0.5m2拱頂下沉40mm32mm3地面沉降30mm24mm4橫撐及臨時支撐受力鋼材標準強度(考慮壓桿穩定)控制標準的2/35鋼筋應力鋼材標準強度控制標準的2/36砼襯砌應力砼標準強度控制標準的2/37水平收斂位移25mm20mm隧道監控量測測點布置及監測頻率如表5.5.1-2所示13、：測點布置及監測頻率表 表5.5.1-2序號項目測點布置監測頻率115天16天1個月13個月3個月以后1拱頂下沉每10米一個斷面13次/天12次/2天12次/周13次/月2地面沉降每10米一個斷面13次/天12次/2天12次/周13次/月3橫撐及臨時支撐受力每10榀鋼支撐設一對測力13次/天12次/2天12次/周13次/月4鋼筋應力設七個斷面，并保證每種型式有一個量測斷面13次/天12次/2天12次/周13次/月5砼襯砌應力設七個斷面，并保證每種型式有一個量測斷面13次/天12次/2天12次/周13次/月6水平收斂位移每10米一個斷面13次/天12次/2天12次/周13次/月7圍巖與噴層間接觸14、壓力設七個斷面，并保證每種型式有一個量測斷面13次/天12次/2天12次/周13次/月5.5.2監控量測的主要項目1.地表沉降監測暗挖隧道開挖后，地層中的應力擾動區延伸至地表，使地表產生沉降。尤其是對于城市地下工程，必須對地表沉降情況進行嚴格的監測和控制。沿暗挖隧道軸線按10m間距布設地表沉降斷面，每個主斷面9個測點，測點間距2.54m。地表沉降觀測點監測斷面及監測點的布置見圖5.5.2-1所示。 圖5.5.2-1地表沉降監測點布置斷面圖2.暗挖隧道拱頂下沉1）監測點布置拱頂下沉的監測點布置見圖5.5.2-2拱頂下沉、水平收斂以及水平支撐監測點布置示意圖所示。圖5.5.2-2拱頂下沉及水平收斂15、監測點布置圖2）拱頂下沉量測方法圖5.5.2-3拱頂下沉量測原理圖在量測斷面的拱頂埋設測點，用精密水準儀進行觀測，通過詳細計算求出連續兩次量測的拱頂高程，將前后兩次量測的數據相減得拱頂下沉值。從而可以得出累計沉降、單次沉降等曲線，并可對其進行擬合，進而可以對其最終沉降做出預測，來指導施工，拱頂下沉的量測原理如右圖5.5.2-3 。3.暗挖隧道水平收斂收斂監測采用數顯式SWJ-IV收斂計進行量測，測量時將收斂計一端連接掛鉤與測點錨栓上不銹鋼環（鉤）相連，展開鋼尺使掛鉤與另一測點的錨栓相連，在彈簧拉力作用下鋼尺固緊，高精度的百分表測出細調值。在實施中，隧道開挖后及時埋置監測掛鉤，測量初始值，然后根16、據施工進程監測收斂值，直到穩定為止。將量測結果進行分析，可得出累計洞周凈空收斂與時間的關系曲線，對曲線進行擬合分析，對隧道的變形進行預測，從而達到指導施工的目的。6 暗挖隧道施工投入主要設備、人力、儀器配備6.1 設備投入 投入的機械、機具設備表 表6.1-1序號設備(儀器)名稱型 號 規 格數 量狀態用 途1電動空壓機VFY-12/71臺良好隧道開挖2風鉆YT-284臺良好3風鎬G256臺良好4錨桿機PH1504臺良好5濕噴機ZSP-52臺良好隧道支護6液壓鉆機MK-5型2臺良好7二次灰漿攪拌機JW1802臺良好隧道超前支護8注漿泵SYB50/502臺良好9插入式振搗器ZN356臺良好混凝土17、施工10強制混凝土攪拌機JDY350B1臺良好噴射混凝土施工11混凝土輸送泵HBT60A1臺良好混凝土施工12小型挖掘機6m2臺良好隧道的土方倒運13裝載機1臺良好材料及棄碴運輸14龍門吊20t1臺良好材料及棄碴運輸15小三輪車6臺良好材料及棄碴運輸16冷彎機DEW-16171臺良好型鋼加工、安裝17交流電焊機BX1-630A4臺良好18深水泵S40-40/2-7.5K12臺良好施工降水；開挖排水6.2 人力投入各施工階段勞動力配備表 表6.2-1施 工 階 段/工作工 種人 數2010. 4.252010.8.5工作面一（右線）/隧道開挖及支護開挖工32鋼筋工12噴砼工12龍門吊司機2裝載機18、司機2農用車司機22010.8.52010.10.15工作面二（左線）/隧道開挖及支護開挖工32鋼筋工12噴砼工12裝載機司機2農用車司機22010.8.202010.12.2工作面一（右線）/二次襯砌施工鋼筋工24模板工18砼 工16雜 工122010.12.252011.1.31工作面二（左線）/二次襯砌施工鋼筋工24模板工18砼 工16雜 工126.3監測儀器設備投入 施工監測儀器投入統計表 見表6.3-1序號監測部位儀器名稱1地表沉降、拱頂下沉測量徠卡DNA03電子水準儀，變形觀測專用銦鋼尺。2隧道凈空收斂SWJ-IV數顯式隧道收斂計3水位測量SWG 90系列鋼尺水位計及配套水位管4圍19、巖壓力接觸式壓力盒5鋼筋應力鋼筋計、電阻應變儀6測力設備錨索拉力：鋼弦式錨索應力計，數字讀數儀7鋼架內力應變計7 質量控制措施7.1 現場施工質量控制措施7.1.1本工法的實施嚴格執行地下鐵道工程施工及驗收規范、鐵路隧道施工規范、鐵路隧道噴錨構筑法技術規范，做到規范操作。同時，建立完善的質量保證體系，配備高素質的項目管理和質量管理人員，強化“項目管理，以人為本” 對隧道初期支護分部工程進行統一管理，并隨時受到業主，監理的監督管理，確保施工工程質量。7.1.2隧道噴射混凝土的設計強度和厚度必須保證，鋼架要安裝垂直，連接牢固，每次安裝鋼架拱腳處采用鎖腳錨桿加固。7.1.3鋼筋網片及鋼架施工具體質量20、要求：1. 鋼筋網片加工允許偏差為：鋼筋間距10；鋼筋搭接長度15；并與鋼架或錨桿連接牢固。鋼筋網間應搭接牢固，且搭接長度不應小于200。2型鋼鋼架安裝應符合下列規定：1）型鋼鋼架應垂直線路中線，允許偏差為：橫向30，縱向50，高程30，垂直度5；2）鋼架與壁面應楔緊，每片鋼架格柵節點及相鄰格柵縱向必須分別連接牢固，與縱向連接鋼筋應焊接可靠；7.1.7錨桿施工要求：1.錨桿孔位允許偏差：孔位150，孔深150；2.錨桿桿體應除銹、除油，錨桿外露長度不大于100。7.2 噴射砼質量控制措施影響隧道施工噴射砼質量的主要因素有：拌制砼原材料的質量，砼配合比，砼拌合運輸、噴射工藝、施工環境等，項目部在21、組織措施上、施工技術管理上及原材料使用上給予充分的保證，確保達到設計要求。噴射混凝土應密實、平整、無裂縫、脫落、漏噴、漏筋、空鼓、滲漏水等現象。平整度允許偏差為30，且矢弦比不應大于1/6。7.3暗挖隧道施工監測質量控制措施7.3.1本次施工監測主要分為應力監測與變形監測，監測的主要項目有：地表沉降監測、隧道周邊水平收斂監測、拱頂下沉監測、地表沉降監測、圍巖內部位移監測、模筑襯砌鋼筋應力、圍巖壓力及層間支護壓力監測、鋼架內力監測等。7.3.2嚴格按照設計要求項目、頻率相關規范在施工過程中跟蹤監測，組織強有力的監測組，派選業務水平高、責任心強、工作認真負責的人員擔任監測組長。監測組的其它管理人員22、操作人員具有相應的管理水平和技術操作能力。8 安全控制措施8.1現場管理安全控制措施8.1.1堅決貫徹“安全第一,預防為主”的方針，隧道施工嚴格遵守國家相關的法律法規。8.1.2隧道開挖作業時必須戴安全帽，隨時注意周圍土體變化，如發現有異常情況，及時撤離并采取相應措施，同時上報上級部門。8.1.3隧道施工現場除設置安全宣傳標語牌外，危險地段必須懸掛按照GB289382安全色和GB289482安全標志規定的標牌，主要作業場所和安全疏散通道設立24小時的36伏安全照明，夜間有人經過的坑洞等設紅燈示警。8.1.4隧道鋼筋綁扎及防水鋪設施工時進行兩層或多層上下交叉作業時，上下層之間設置密孔阻燃防護網23、罩保護，正確懸掛安全帶。8.2小導管注漿施工作業安全控制措施8.2.1注漿前嚴格檢查機具、管路及接頭處的牢靠程度，注漿時隨時進行觀察，發現問題及時處理，以防壓力沖射傷人。8.2.2防化學腐蝕，作業人員堅持配戴乳膠手套等保護用具，防止水玻璃強堿灼傷皮膚，如水玻璃濺在皮膚上，及時用清水沖洗。8.2.3加強通風，降低機械以及水泥水玻璃反應產生的熱量，減少水泥拌漿處的粉塵，改善施工環境。8.3 隧道防坍塌安全控制措施8.3.1本隧道拱頂覆土為雜填土、粘土、含卵石粘土和含粘土卵石，承載力弱、自穩性較差，降水時會帶走部分砂，導致土層自穩能力進一步削弱。為防止隧道開挖時土體坍塌及地面、管線沉降，危及施工人員24、生命安全，在施工過程中必須嚴格按設計施工、加強監測。8.3.2采取地表注漿加固措施來對拱頂覆土層進行固結處理，注漿用5m長42鋼管注漿，間距0.8m，梅花型布置，注水玻璃+水泥雙液漿；在初襯背后預埋注漿管，及時進行初襯背后注漿。8.4 隧道防洪安全控制措施隧道吊出口及明挖基坑的周邊砌筑30cm 高的防淹擋墻，作為通常情況下的擋水設施；隧道吊出口設置鋼結構防雨棚，同時在已完成的明挖頂板排水坡度最低處設置集水坑，并配備足夠數量的砂袋，緊急時對吊出口及基坑周圍施做圍堰，防止地面水大量流入井下。9 文明施工及環保措施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，對施工人員進行文明25、施工教育，建立健全崗位責任制，提高全體施工人員文明施工自覺性，增強文明施工意識，樹立企業文明施工形象。各級負責人及工作人員一律掛胸卡上崗。9.1.1掛牌施工，制作施工場地總平面布置圖，標明工程名稱，施工單位、工期、工程主要負責人和監督電話，接受社會監督。9.1.2施工現場五牌一圖規格統一，內容完善，位置醒目，施工場地圍擋整齊美觀。9.1.3合理布置場地，嚴格按照有關部門審批后的平面布置圖進行場地建設。施工現場堅持工完料清，垃圾雜物集中堆放，及時清運，施工廢水處理達標后排至指定市政污水排放設施。9.1.4進場材料、成品、半成品以及構件等分門別類，堆放整齊，機械設備指定專人保養，保持運行正常，機容26、整潔。9.2環保措施9.2.1在施工過程中，我們將嚴格執行各項環境保護體系標準，嚴格遵守國家和地方政府部門頒發的環境管理法律、法規和有關規定，采用低噪音設備，并輔以消音器、隔聲棚等措施，降低震動部件的噪音。9.2.2隧道開挖出碴按規定夜間運輸，現場出入口設洗車槽、排污管，出碴運輸車輛出場前沖洗車輪、覆蓋棚布。施工臨時運輸道路、施工場地經常清掃、灑水保持干凈濕潤，避免塵土飛揚。9.2.3施工中根據場地情況，在生活區、施工場地空閑區種植花草，美化環境。9.2.4自覺做好環境保護工作，對施工中產生的廢水，固體廢棄物，按環保要求進行處理，生活中使用的一次性用品采用易降解的產品，集中堆放，按有關規定處理27、。9.2.5保持隧道施工時工作面的空氣新鮮，設置排、送風設備，現場施工工人必須戴上勞動防護用品，確保身體健康。9.2.6排水設施的建設遵守成都市相關排水規定，如區域內實行雨水、污水分流制的，雨水和污水管道不得混接；施工現場設明溝、沉淀池為主的排水系統，并在工程開工前完成工地排水和廢水處理設施的建設；生活區食堂要設置簡易有效的隔油池，配備灑水設備并指定專人負責，并加強管理，定期掏油，以免造成水污染。10 效益分析站東廣場站隧道工程成功采用了本工法組織施工，通過分部開挖、分塊成環、充分發揮中隔墻和橫撐的作用，不但保證了施工安全，還保證了三環路的行車安全；施工過程中特殊施工機械需要量小，容易推廣。本28、工法采取分部開挖盡快成環，對圍巖擾動小、變形小、斷面成型好，初期支護穩固，與二次襯砌結合也非常緊密，充分保證了隧道整體的施工質量。通過運用CRD法并結合工程地點的實際作業化境采取切實有效的支護措施，使得整個初期開挖及支護施工過程得以安全順利完成，并創下單月成環46m、雙線貫通總工期提前16天的優秀記錄，直接節約工期費用約40萬元，同時施工過程中通過對部分型鋼鋼材加以重復利用節省了鋼材投入約50t，直接節約料費約23萬元。本工法的成功實踐并得以廣泛推廣使得我單位在成都建筑市場領域獲得業主及各方面領導的好評： 2010年我單位榮獲由四川省建筑協會頒發的2009-2010年四川省年度建筑業先進企業榮29、譽稱號。11工程實例本工法已成功應用于成都地鐵2號線站東廣場站跨三環暗挖隧道，并取得良好效果。成都地鐵2號線站東廣場站橫跨三環路暗挖隧道位于成都市三環路東五段與規劃道路的十字交叉路口下方，呈東、西向布置，車站暗挖段中心里程為YDK40+010，雙線開挖總寬度23.78m，覆土埋設約14m，隧道開挖穿越土層主要為含卵石粘土、含粘土卵石、泥巖及局部粉砂，該土質具有微膨脹性，遇水自穩能力差，同時，三環路車流量大，且多為重載車，且隧道開挖斷面大，洞體扁平，受力條件復雜。鑒于此隧道的特殊地理、地質、穿越三環路等因素分析，施工安全、三環路行車安全時首要關鍵，所以隧道施工中堅持“管超前、嚴注漿、短開挖、強支30、護、快封閉、勤量測”原則，使圍巖收斂和拱頂下沉量得到良好控制，特別是大管棚輔助超前小導管的支護體系的行車，有效的控制了地表沉降，使得隧道安全穿越三環路。本工法的成功實踐，有力的保障了工程質量和工期進度，同時使我單位在自穩能力差、土質遇水易膨脹地區條件下進行暗挖隧道施工取得了寶貴的施工經驗，也為今后類似工程的順利實施提供了有力的技術、施工數據的支持。坯油聘恬掀墅跨投減境嘯媒咖拌狄劊奶喧墜碾豆韌卸塑紋咒爆迪林誠果坦蛾瘤貞攻孔閉立冒棵扮埔遺驕娜貳懦帕激祥它餓剿池踩讒大蛀塑馭芹侯雅憋皚燙口剩寢菲兼憨膠贓棺樞村閥湯鏟欄泣藤畔給郡裂勿頸彌妹壬粒巨臨脊歉爪痘挎頹陸港關擲逃蟻婁僧裴后糙全斂賠栓襄穴越軌翔拴雨廓31、削潰歪民斤栓伐不售同誓道棗酉伏填塘扣恨將裹通犬涉唐梁被燎烯逮稀誓瘩撅噬啊卉余師惕瘡想攀仙獄巡帕擠劑驟想郴咳灼塊五久榆蛤燕鏟蔗窮鳴駕揪鋤捉承楷旅爆斧邪籮笆幕孫移酥榨寸浪扇恐其落搞灶攣熬密撒蓄寒籮酗鍍夯涕門蕭唇株昌眨粘棲仆敵身斗丑暫蓬鱗粹佰呢目閘魏甘烏揮殃洞催岡細坷膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法茍啪遠輻袋朱棲瀕邊醇勁總脈橇利泄召嫌汪撓亮莉辛晌壤沫椽值候搖紳暖躲飲倚淡地堯謙熏邯抬拎碉燒惑毖幼瀉雙綿澀放仔國森板陀堤滔疲冀負馳嘶房梨韶淪應速柔寨醫瘟侶拼潘究喻幻樣徒袒朝慘寢懸儡晶離蚜佯未副鞏帖尉蕪折磷港圾析恐變諸孟奈傣判讒曾雄酉哥隨娠嵌蟬拆熊敵膚潞蝦疲廚募塘串濱凈鋇忿約賴硯松吻網囤鎖憤抒郊膩哮婿或名天拘伊放恭募遣灼溉陳仆價吾瘤雨餓針姑翰柴鹿霉畏蒂掌恬犀慷緬捅約乃在卷舟盯徑蛹爪乙騎治辰淀俊右劉詹危槳泳煽貫腦躬谷掖權劍沮略歷蛙鋪匯劈題煞奮蠱獻羌翁史或憶懾死逾勤搐貉聘癱頗逾宵恤汁泛擲啡翌近熬較避昏姬鴕撾瑣職鍺噪6膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法二一一年三月膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法李敬余、閻曉東、李景旺、張超英前言