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西安地铁F7地裂缝暗挖段施工组织设计

F7地裂缝暗挖段施工组织设计

（2）地质勘察资料及工程现场踏勘所掌握的情况；

（3）现行的国家、陕西省及西安市有关工程设计、施工规范和规程等；

配电房施工方案（4）现可用于本工程的施工机械设备、技术及管理力量等；

西安地铁四号线大雁塔站～后村站区间，左线起讫里程ZDK11+684.568～ZDK12+586.125，全长：901.557m。右线起讫里程YDK11+684.568～YDK12+586.125，全长：901.557m。区间穿越F7地裂缝，采用矿山法暗挖施工，F7地裂缝暗挖段左线起讫里程为ZDK11+910.414～ZDK12+080.414，全长：170m；右线起讫里程为YDK11+910.000～YDK12+080.000，全长：170m。地裂缝段隧道采用马蹄形断面，复合式衬砌，顶覆土16～17.4米；暗挖区间断面尺寸为9.5m×9.58m（宽×高），包括区间正洞隧道、1个竖井、1个横通道兼联络通道及泵房。竖井位于雁塔北路西侧人行道内，里程为ZDK12+007.914，竖井内净空尺寸为5m×8m，初衬采用钢格栅挂网喷射混凝土，并沿四周打设注浆锚管。

2.2工程地质及水文地质特征

2.2.1场地的地层岩性特征

拟建场地地层的组成自上而下组成为：

2.2.2水文地质特征

施工影响范围内场地地下水属第四系孔隙潜水，工程勘察测得地下水位为9m，高程为407.94m,水位年变化幅度约为2m。竖井开挖深度较大，水位埋深较浅，施工中加强降水，防止出现流沙、涌泥等现象。场地潜水赋存于上更新统残积古土壤、中更新世风积黄土和冲积粉质粘土及其砂夹层中。潜水补给主要由大气降水及地下径流等补给。

本工程拟建场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，在干湿交替条件下，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。

暗挖隧道施工期间确保结构稳定是工程重点。

施工过程中必须根据工程实际不断优化方案、认真规范施工，主要采取的对策有：

3.1.1加强施工工序的衔接管理

浅埋暗挖法施工不能停留在对“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针的机械理解与执行上，要针对不同围岩条件下采取相应的施工措施。

在施工条件许可条件下，尽可能的缩短上下台阶的间距（或与仰拱间距），尽可能的让初期支护早封闭。抓好工序的紧密衔接工作是确保暗挖隧道结构在开挖阶段安全与稳定的关键环节。

本工程采用Φ42热轧无缝钢管作为超前小导管进行隧道拱顶预支护，并进行注浆加强拱部围岩自稳能力。施工过程中，小导管注浆根据地层采用相应浆液，配比在施工中具体调整。

3.1.3加强监控量测

在隧道的施工中须加强对隧道拱顶沉降、周边收敛的监测、在特征或地质较差地段必要时设置内力和围岩压力观测点，在施工中须加强对监测真正初始值的捕捉和数据分析，并根据具体情况及时将监测数据反馈至相关单位和人员处，以便及时调整设计和施工方案。

3.2.1确保暗挖施工期间的无水作业条件是工程的难点

本工程结构所穿越的地层分布不均，结构底部侵入承压水含水层，确保无水开挖作业条件是关系到工程安全的重大问题，是工程的重点和难点。采取的主要技术措施包括：

制定完备、合理的降水实施方案

采取降水措施是疏干地下水，特别是降低承压水的直接手段。根据降水初步设计，结合工程地质条件和现场实际情况，确定适宜的降水方式，计算确定降水漏斗曲线，按照每口降水井布设的点位位置调整降水井深度等施工参数。

3.2.2结构防水效果保证是工程难点

地铁工程的防水与渗漏治理是至关重要的。地铁工程渗水除了带来地下工程渗漏的一般危害如损坏结构、腐蚀设备、影响外观和危害运营安全外，它更易造成地铁工程以及地面的不均匀沉降和破坏，造成环境恶化。本工程采用暗挖施工，并且结构较为复杂，防水效果的保证是本标段的一个难点。

防水工程是控制地下工程质量的关键，它贯穿于施工的全过程，为了充分确保本工程的防水质量，在本标段施工中将从以下几个关键环节进行处理：

3.2.3初期支护施工中水的处理

初期支护施工中水的处理是地铁防水施工的第一关，初期支护对水的处理直接影响到二衬结构自防水的效果，初期支护施工对水的处理非常重要。

开挖施工时，根据招标文件和地质勘察资料，预测本段地下水的情况；施工中对隧道的渗水情况、渗水部位、水量大小等作好观测记录。若渗水较大，则选择适合的方法对水进行封堵。

在开挖时，初支表面若有较大水成股流出，可先埋设水管将水引出，其后，在初支喷射混凝土达到强度后，进行注浆堵水。

提高喷射混凝土的施工工艺，增加喷射混凝土的密实度和表面平整度，减少渗漏水的可能；重视初期支护基面处理工作，为柔性防水层的施工质量提供可靠保证。

在初期支护施工期间，须对初期支护进行跟进式背后注浆，对初期支护背后进行回填；填充初期支护与围岩之间的空隙，封堵透水通道，基本达到初步止水效果。

在初期支护完成后，施作防水前，对初期支护进行再次系统注浆和渗漏处堵水处理，达到初期支护基本无渗漏

3.2.4确保二衬施工质量

二次衬砌是隧道防水之本，也是隧道施工的难点。在施工过程中我们将加强工序质量管理与监控，确保每道施工工艺的质量。

加强施工过程工序控制和工艺保证

确保二衬钢筋混凝土的结构自防水质量。从加强对二衬防水混凝土品质的控制，加强混凝土的拌合、运输、模板台车架立、浇筑、振捣、封模养护等各工序环节作业质量的控制加以落实。

保证防水混凝土的低干缩率及高耐久性，尽量避免混凝土固化过程中出现裂缝，提高结构的抗渗性能。根据工程实际情况合理设置并尽量减少施工缝的数量。从安装时间、安装部位、安装工艺等方面加强施工缝部位橡胶钢边止水带安装质量控制，加强混凝土施工缝的凿毛和清洗工艺的控制。按设计要求严格留置施工变形缝，并加强变形缝橡胶钢边止水带的安装固定，加强对缝橡胶钢边止水带在混凝土浇注前的保护，保证密封胶嵌缝处理的施工质量。

在二衬混凝土达到一定强度后，及时进行二衬背后的回填注浆工作，确保二衬混凝土与防水层间充填密实。

4.1总体施工进度安排

施工现场围挡及临建施工

2012年10月10日

2012年10月11日

F7地裂缝暗挖段区间隧道施工

2013年11月30日

2013年12月31日

4.2主要工序工期计划

根据施工任务划分及施工顺序，主要工序施工进度计划安排如下

施工准备阶段：2012年9月10日～2012年10月10日

本阶段主要工作内容有：施工现场场地平整；搭设施工围挡；修建办公房屋及材料加工场；施工临时用水、用电线路敷设；机械、设备及施工人员进驻现场；降水井施工等。

竖井及横通道施工阶段：2012年10月11日～2013年2月20日

本阶段主要工作内容有：龙门架搭设、格栅钢架加工、竖井土方开挖及支护、横通道开挖、支护及衬砌等。本阶段施工完毕后，即具备正线隧道掘进开挖的条件。

区间隧道施工阶段：2013年3月21日～2013年11月30日

本阶段主要工作内容有：区间隧道开挖及支护、二次衬砌、二衬后背注浆、隧道防水施工等

竣工清理阶段：2013年12月1日～2013年12月31日

本阶段主要工作内容有：施工现场材料、机械设备及施工人员分批退场；地下管沟恢复；龙门架拆除；竣工验收等。

5.1施工总平面布置图

F7地裂缝暗挖段施工，施工现场按业主要求采用固定基础式围挡进行封闭，场地内布置办公区、钢筋加工场、材料堆放场、土仓、配电室、洗车台等，办公区与材料加工场场地全部硬化。现场设临时道路作为材料运输及施工机械、人员通行道路。施工用水与用电从业主提供的水源和电源引入，现场布设临水及临电线路。施工场地内设排水沟，利于施工用水及雨水的排放，具体布置详见附图1：《F7地裂缝暗挖段施工平面布置图》

5.2.1施工围挡及办公用房

f7地裂缝暗挖段围挡长82m，宽13m，面积1066m2。采用固定基础式围挡结构，总高度3m（含下部基础）。下部采用24砖墙，高度60cm,上部采用钢结构，外贴广告布，下部基础砂浆抹面，围挡外侧下部60cm内贴青灰色面砖。每间隔2块围挡板设立一个立柱，立柱采用37砖墙、高度3.3m，外贴青灰色面砖。

办公用房采用彩钢活动房，钢筋加工场及材料堆放场采用彩钢棚搭设，办公区与材料加工场场地采用C20混凝土进行地面硬化。

5.2.2施工用水用电

施工用水由业主指定的位置接入施工现场和生活用水区，并安装水表，通过接水点用DN25钢管给水。

施工现场厕所污水直接排入市政污水管道网，雨水通过排水管沟、生活污水管采用DN200UPVC塑料管排入市政排水管道网。施工现场全部采用砼硬化，沿围挡设置排水系统，并设置0.2％的排水坡。

施工现场供电线路沿围挡布设电缆。为防止意外停电对工程施工造成影响，在施工场地备用一台250kW低噪音发电机，确保施工的正常进行。

施工临时用电设备主要是龙门架、混凝土搅拌机、钢筋加工设备、电焊机及其它机械设备，用电量较大，进场后尽快建好变电设施，按照国家及西安市建筑行业临时用电标准，采用三相五线制供电系统，设专用保护线及三级漏电保护开关施工场地临时用电由箱式变压器出口设总动力箱，各需用电场地设分动力箱，用橡胶电缆或通过移动式配电箱供给各负载

6.施工组织机构设置及劳动力计划

6.1施工组织机构设置

本工程施工组织机构设置见《附图2：施工组织机构框图》。

入本工程主要施工机械设备表】

8.施工方法、施工工艺及技术措施

8.1竖井及横通道施工

8.1.1竖井支护参数

（1）Φ42注浆锚管竖井周边布置，自上而下距地面1.6～9.6m范围内长1.5m，距地面9.6～17.6m范围内长3m，17.6m以下长5m，自上而下距地面1.6～9.6m范围内间距1.2×1.2m，距地面9.6m以下间距1.0×1.0m，错开布置；

（2）Φ6.5钢筋网，网格150×150mm；

（3）格栅钢架2榀/m；

（4）C25喷射混凝土；

（5）竖井锁口圈梁采用C30钢筋砼。

浅埋暗挖段是通过竖井进行施工的，竖井施工中应加强降水工作，防止出现突涌等现象。据我单位多年的施工经验，将水位降至竖井开挖底板1m以下，才能确实保证降水效果。降水采用无砂混凝土管井降水。采用锅锥钻机进行钻孔。使用7.5kW的潜水泵进行抽水。

8.1.3井口锁口圈梁施工

竖井自地面以下1.6m范围内为竖井锁口圈梁段，根据测量人员所放控制点用红油漆画出开挖线开挖，挖至距锁口圈梁底部20cm（深0.8m）后进行人工修整。

检查开挖尺寸符合设计尺寸后进行土层夯实再按设计图纸和规范要求绑扎钢筋，钢筋接头采用单面搭接焊，焊接长度10d，主筋内外保护层50mm。锁口圈绑扎钢筋的同时向下预留竖井初支连接钢筋。施做时注意门架基础、竖井护栏及风、水、电和楼梯预埋件的埋设。

模板采用组合钢模加脚手架支撑，锁口圈为现浇C30混凝土，混凝土用罐车送到施工现场，分层对称浇注，用插入式振动棒振捣密实。混凝土浇筑完毕，表面必须抹光、收平，立即用塑料薄膜和保温篷布覆盖养护不少于14天。混凝土浇筑养护7天后开始架立提升门架（混凝土继续覆盖养护），安装电动葫芦，布置好堆土场和风、水、管、电等临时设施，然后进行竖井井身开挖。

竖井开挖前检查降水效果，如果已经达到预期的降水效果，则进行竖井的开挖，竖井施工控制测量采用光电测距仪（全站仪），利用GPS控制点测设出井口位置。采用悬挂重垂球和激光指向仪同时投点的方法进行施工控制，并定期对所测设的井口投点进行检查，以确保竖井施工准确、无误。

开挖采用小型挖机开挖，由上而下逆作施工，竖井分段开挖，开挖间距与格栅钢架间距保持一致。碴土由挖机装入吊桶，通过电动葫芦提升至地面渣场。

8.1.5竖井支护施工

竖井支护紧随开挖进行，采用超前小导管+钢格栅+连接筋+钢筋网+喷射混凝土联合支护。

①小导管的加工制作：导管的最前端加工成圆锥形并予以封焊严实，管身梅花形布溢浆孔。

②小导管的安装：小导管以一定外插角在格栅钢架中间穿过，尾部与格栅钢架焊接成一体，同时格栅钢架本身起到了很好的导向作用。导管尾端在同一剖面，外露长度为15cm为宜。导管安装好后对工作面喷砼5～8cm厚，对管尾周围加强封闭，喷砼时，用纸或其他纤维物将管口塞住，防止混凝土对管口造成堵塞。

（2）钢格栅，网片施工

竖井壁土方开挖完成后，根据测量十字线检查净空，确定钢格栅架立尺寸。格栅钢架在井上分节加工试拼装，采用钢丝绳分节悬吊入井，人工安设。钢格栅架立时应注意上下两榀拱架的接头必须错开，连接螺栓拧紧上齐，上下两榀钢格栅之间用竖向拉结筋连接。钢格栅架立完成后必须及时喷射混凝土封闭掌子面。如井壁上有涌水时，在涌水点预埋引水胶管将水引入积水坑排出井外。

钢筋网片井上加工，井下人工铺设，将钢筋网片沿开挖轮廓线进行绑扎或焊接，使钢筋网与开挖面形状基本一致，并与钢架连接牢固，形成整体。

网喷砼施工顺序：桩体杂物清除并凿毛，并用高压风或高压水清除凿毛表面杂物→钢筋网制安→喷射混凝土→喷砼养护。

①钢筋网片和钻孔桩桩身钢筋焊接牢固，搭接长度不少于10d。钢筋网片采用扎丝绑扎，网片搭接长度不少于30cm。喷砼施工前浇水湿润需喷砼表面和钢筋网。

②喷射混凝土作业应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，并严格控制喷射厚度，控制喷砼回弹量。为了减少回弹损

失，一次喷射的混凝土厚度不宜过薄，因只有当壁面上形成10mm左右厚的塑性层后，粗骨料才能嵌入，同时，一次喷射的厚度也不宜过大，否则，会影响喷射混凝土的粘结力与凝聚力，造成离层或因自重过大而坠落，回弹率控制在15%以内。

③喷射时，喷头应尽量与受喷面垂直，距离宜为0.6～1.2m。喷射混凝土作业应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上。

④喷射时应控制好水灰比，保持混凝土表面平整、湿润光泽、无干斑及滑移流淌现象。

⑤喷砼施工时，应尽量避免在降雨量大的雨天或大雨过后进行，并紧跟土方开挖施工，做到紧凑快速，尽量减少桩体暴露时间。

⑥喷射混凝土施工完成后，对各种施工机具进行清洗，以便下一

循环施工时使用和机具保护，场地进行清理，做到工完料清，切实做好现场文明施工工作。

小导管超前支护工艺流程

8.1.6竖井马头门施工

竖井马头门即竖井与横通道交叉处，为结构应力集中，受力比较复杂的部位。施工前在开马头门位置，沿竖井横断面方向，在马头门的拱顶、拱底和中部位置，各设一道环型型钢圈梁，拱底的圈梁型钢用预埋的钢筋与井壁格栅连接牢固，型钢与井壁间用喷砼填密实。中部的型钢与临时进洞的临时仰拱联为一体。

（2）打设超前小导管注浆

洞口处型钢圈梁施作完毕后，在井壁上放出横通道开挖外轮廓线的位置，并标出超前小导管的位置，打设小导管注浆加固地层。

横通道开挖采用台阶法施工，断面分二层进行开挖，支护采用的拱架层与层之间采用I22工字钢做为临时横支撑（见图《横通道开挖工序图》）。

横通道先进行第一层时开挖，分上下台阶预留核心土。开挖支护4～6米后进行竖井开挖施工，竖井开挖支护完成后开挖第二层，第二层全断面开挖4～6米后再进行第三层开挖。施工中一定要注意核心土留置，核心土台阶长度，及时封闭成环。出土采用农用车将渣土装入吊桶由电动葫芦提升倒入渣坑。

（1）施工安排及工艺流程

横通道为马蹄形断面，二次衬砌自下而上分部浇注，分段衬砌。施工顺序如《横通道衬砌流程图》所示。仰拱砼浇注和拱底砼填充适当超前拱墙砼。

根据施工总体安排，横通道衬砌为单工序作业。二次衬砌施工工艺流程见《二次衬砌施工工艺流程》。

仰拱模型由型钢拱架、纵梁及钢模板组成。型钢拱架分两片用螺栓连结成整体作背衬。纵梁采用I16工字钢，与钢拱架（I16）联接，以加强仰拱模型的整体性及加固仰拱模型。钢模板采用P3012（宽300mm，长1200mm，高55mm），每段仰拱模板长度为12m。

为保证仰拱砼的密实度和流动性，仰拱砼坍落度宜为12～14cm。从两边施工缝处对称进行砼浇筑，采用人工插入式振动器振捣。仰拱砼为非承重结构，强度达到2.5MPa即可拆模，拆模后立即用麻袋覆盖洒水养护，防水砼养护不少于14天。

②拱墙衬砌施工（中板及侧墙衬砌同拱墙）

采用自下而上施工，即先底、再墙、后顶，各施工流程为:分段破除临时初支―钢筋绑扎―模板安装―砼浇筑。

由初期支护施工转入结构施工，首先需对临时初支结构进行破除。破除方法采用人工持风镐进行分段破除，分段破除长度大于分段衬砌施工长度1～2m，以此扩大施工空间。

边墙为直墙结构，模板采用酚醛板，支撑体系采用碗扣式满堂红

圆拱结构拱部模板采用1.2×1.2m圆弧可调钢模板，支撑体系采用碗扣式满堂红脚手架＋梳型模。

模板安装时，除进料口外，注意预留通气口和观测口。

挡头模板根据施工缝、变形缝所采用的止水材料进行设置，确保稳固、可靠、不变形、不漏浆。

立模板之前，对钢筋及预埋件工程进行检查，合格后进行隐蔽工程验收，方可下道工序施工。

支撑材料质量符合现行国家标准和规定。

在脚手架施工时，在满堂红脚手架中间设工钢“门”字形支撑，预留通道，供施工人员通行、机械和材料的运输

拱墙砼为钢筋砼，为保证砼的流动性，坍落度宜采用14～16cm，粗骨料采用5～20mm的级配良好的碎石。砼浇注时由下而上分层对称灌注，每层灌筑高度不超过40cm，采用附着式平板振动器和人工用插入式振捣器充分振捣。每层的浇注顺序应从砼已施工端开始，以保证砼施工缝的接缝质量和便于排气。砼灌注过程中始终有技术人员和技术工人现场值班，组织好放料、停料及振捣时机，特别注意砼泵送满后的刹尖停泵时机，严禁强行泵送，要保证拱顶砼饱满又要避免压跨模板支撑体系。

根据洞内的砼硬化时的强度增长规律和施工经验，砼拆模一般在24～36小时后进行，拆模后砼立即养护，采用专人洒水，养护时间不少于14d。

8.1.9竖井通风，管线布置

竖井在井口设置信号房，保持井上井下的联系。

竖井井内布置通风管、高压水管、排水管、高压风管，动力电线及照明线路。详见《竖井管线布置图》。

8.2.1隧道开挖（CRD法）

此标段暗挖采用“CRD”工法施工，施工按照“小分块、短台阶、早成环、环套环”的原则。

（2）施工要点及技术措施

①采用有限元法对各步序工况进行模拟分析，确定临时支撑的强度、刚度，以此作为安全保证的理论基础。

CRD法施工步序图见《CRD法施工工序图》。

第一步：施作拱部超前小导管，注浆加固地层。台阶法开挖洞室①，施作初期支护及中隔壁、中隔板。

第二步：台阶法开挖洞室②，施作初期支护及中隔壁。

第三步：施作拱部超前小导管，注浆加固地层。台阶法开挖洞室③，施作初期支护及中隔板。

第四步：台阶法开挖洞室④，施作初期支护及中隔壁。

第五步：根据施工监测情况，沿隧道纵向分段拆除部分中隔壁，敷设仰拱防水层，浇筑仰拱二衬。

第六步：分段拆除剩余中隔板、中隔壁，敷设侧墙及顶拱部防水层，浇筑二衬，完成隧道结构。

②根据监控量测、信息反馈、位移反分析来调整支护参数，以此作为安全保证的主要手段。

③初期支护体系采用对地层扰动小的“小分块，多循环，快封闭，勤量测，及时支撑，步步成环”的原则，确保每步序的安全与稳定。

CRD法施工时，隧道分成四个小导洞开挖，相邻导洞开挖施工间隔10～15m。各导洞每次开挖进尺为一个格栅间距，严禁多榀一次开挖。在各导洞内按正台阶法施工，台阶长度2～3m.

注意控制先行导洞的开挖中线和水平，确保开挖断面圆顺，钢格栅安装位置正确。

加强超前注浆加固和背后回填注浆，以防止坍塌作为施工的重点；加强量测监控，做好信息反馈，急时调整施工工序和支撑刚度。

因为CRD法工序较多，工序转换使得结构受力复杂，为保证拆除临时格栅时的安全，必须保证各部格栅之间的连接质量。

区间隧道施工采用浅埋暗挖法，遵照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、快封闭”的原则进行施工。

格栅钢架采联冷弯分段制作，运至现场安装。

钢格栅加工尺寸准确，弧形圆顺。钢筋焊接满足规范要求，钢架两侧对称进行焊接成型，钢架主筋中心与轴线重合。

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，沿隧道周边轮廓误差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。

施工工艺见《格栅钢架施工工艺流程图》。

②拱部格栅钢架安装前应清除拱脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用砼块垫实。

③钢架在开挖作业面组装，各节钢架间以螺栓连接。

④钢架与土层之间用砼块楔紧，然后在钢架和土层间用喷砼喷密实。

⑤格栅钢架精确定位，注意标高、中线，防止出现“前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。

格栅钢架安装允许误差如表《格栅钢架安装允许误差》所示。

潮喷混凝土是将粗细骨料、水泥和适量水按设计比例拌合均匀，用潮喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂及部分水后喷出。其工艺流程见《潮喷混凝土施工工艺流程图》。

格栅钢架施工工艺流程图

潮喷混凝土施工工艺流程图

①喷射机安装好后，先注水、通风、清洁管道内杂物。同时用高压风吹扫受喷面DB36／T 1080-2018 高速公路货车ETC技术规范，清除受喷面上的尘埃。

②严格按以下顺序进行操作：

③有条件时，宜将喷头固定在机械手上进行喷射作业；条件不许可，需采用人工撑握喷头时，应由两人共同操作喷头。

④喷射砼的喷射路线应自下而上，呈“S”形运动；喷射时，喷头作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状前进，后一圈压前一圈三分之一。

⑤喷射机要求风压为0.3～0.5Mpa，喷头距受喷面的距离控制在1.5～2.5m时较好。

⑥喷头与受喷面保持垂直，如遇受喷面被钢筋网片、格栅覆盖时排水工程施工组织设计方案，可将喷头稍微偏斜10O～20Omm。