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南干渠暗挖段正线隧道开挖初支安全专项施工方案(终)

1.3工程及水文地质 5

1.3.1工程地质 5

六安市第四人民医院中央空调工程水机施工组织方案.doc1.3.2水文地质 6

1.4.1周边环境与地面交通 6

1.4.2地下管线 6

1.4.3气候条件 7

3.2工区设置及任务划分 8

3.3施工机械配备 8

3.4工期进度安排 8

3.4.1进度指标 8

3.4.2总工期及主要节点工期 9

4.1.2超前地质探测 13

4.1.3锚喷支护 13

4.1.4辅助工艺 15

4.2特殊地段初期支护施工 20

4.2.1进洞段施工 20

4.2.2地质条件较差段初期支护施工 21

4.2.3过燃气管线段初期支护施工 22

4.3工序质量控制措施及检验标准 23

4.3.2喷射混凝土 23

4.3.3格栅钢架工程 24

4.4.5连结筋、钢筋网 25

五、施工安全保证措施 25

5.1施工注意事项 25

5.1.1开挖作业 25

5.1.2锚喷作业 26

5.1.3运输作业 26

5.1.4拱架架立 27

5.1.5施工现场 28

5.2暗涵开挖支护的危险源辨识及专项安全保证措施 28

5.2.1暗涵开挖支护施工的主要危险源 28

5.2.2专项安全保证措施 29

5.2.3开挖过程中遇滞水层隐患及措施 30

5.3、施工应急预案 30

5.3.1目标与方针 30

5.3.2组织机构 30

5.3.3应急保障措施 32

5.4、监控量测 34

5.4.1监测目的 34

5.4.2监测项目及测点布设 34

5.4.3特殊地段的监控量测 35

5.4.4隧道监测控制基准 36

5.4.5监测质量保证措施 36

5.5、环境保护措施 36

5.6、冬季施工措施 37

5.6.1冬季施工准备 37

5.6.2冬季施工技术措施 38

5.7、雨天施工措施 38

七、计算书及相关图纸 40

7.1施工注浆参数计算书 40

7.1.1改性水玻璃浆液配合比计算 40

7.1.2水泥净浆配合比 41

7.1.4水泥砂浆配合比 42

暗涵正线隧道开挖初支安全专项施工方案

北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第二标段，起讫里程为中1+200～中2+612.04，中线导线全长1412.04m，双线长2824.08m。本标段的主要工程有：暗涵涵身（2×1412.04m）、施工竖井（2座）、排气阀井（2座）。本标段由中铁隧道集团二处有限公司和北京通成达水务建设有限公司联合承建，根据施工竖井划分为2#竖井施工区域和3#竖井施工区域，分界里程为中1+811.913，2#竖井施工区域为中1+200～中1+811.913，3#竖井施工区域为中1+811.913～中2+612.04，其中2#竖井施工区域由北京通成达水务建设有限公司承建，3#竖井施工区域由中铁隧道集团二处有限公司承建。

本标段线路标准中心线间距为12.2m，局部中心线间距为12.2m～42.6m～12.2m。

本标段纵坡从起点中1+200开始以10.17‰上坡到中2+160；中2+160至终点中2+612.04段为0.77‰的下坡。

暗涵为内径3.4m的圆形复合式衬砌结构：25cm厚C25喷射混凝土，复合防水层，35cm厚C30、W10衬砌混凝土。

工程区位于北京平原南部及东南部，属永定河冲洪积扇的中部～下部地区。地势平坦开阔，略有起伏，地形总趋势是自西北向东南缓缓降低，绝大部分海拔30～60m。

1.4.1周边环境与地面交通

根据线路情况，暗涵穿越地段地表主要为永定河灌渠。沿线与五环路、永定河左堤路、丰台西站货场并行；暗涵线路紧邻五环路、铁路路基，施工时将对五环路、铁路产生一定的影响。施工时需采取相应的防护措施。本工程施工竖井虽然紧邻五环路，但是附近没有进出五环路的路口，交通需靠路面较窄的永定河左堤路，能够满足一般施工车辆的通行。

工程所涉及到的管线不多，施工范围内影响最大的为1条φ700高压燃气管线。根据暗涵纵断面图可以看出，管线在暗涵上方，暗涵施工避开了所有管线，因而只考虑地层变形对管线的影响，尤其是刚性管线的变形要严加控制，在施工过程中对涉及到的管线进行现场保护。

北京地区属暧温带大陆性季风气候区，一年四季分明，春秋短暂、冬夏漫长。年平均气温为11.7oC，年平均降水量为640毫米，主要降水集中在七、八月份，且多雷阵雨、大到暴雨。冬、雨季施工时应采取相应施工措施。

1、北京市南水北调配套工程南干渠工程第二标段招标文件、投标文件；

2、相关设计文件、设计说明、设计交底及施工图纸；

3、实施性施工组织设计；

4、相关的施工技术规范、验收标准、行业标准及地方标准；

5、现场踏勘所收集的周边环境资料；

6、我单位目前现有的施工技术水平、施工组织能力及机械配备能力。

竖井初期支护施工完成后破除正线初支马头门，进入正线暗涵开挖初支。

正线隧道采用台阶法开挖，双洞同向开挖时须错开15m，以避免洞间效应影响；相对开挖两掌子面距离20m左右将贯通时，须停止一个开挖面，单向开挖至贯通点；同一竖井不同线、不同方向进入正线施工均须错开适当距离，以确保施工安全；上下台阶间错开适当距离，同时上台阶留置核心土以控制掌子面稳定。

正式开挖前需搞好全线范围内的管线调查、空洞普查及既有建（构）筑物安全评估等前期专项工作，详细掌握相关资料，针对性的搞好超前施工谋划。专项工作完成后方可正式进行正线开挖。开挖初支过程中将采用临时封闭掌子面加固、超前注浆支护、回填注浆、锁脚锚杆注浆等辅助施工工艺，确保结构稳定和施工安全。出碴采用无轨运输，龙门架作为竖井提升系统。

3.2工区设置及任务划分

本标段工作内容为2824.08m的暗涵以及附属工程，在综合考虑工期、场地条件和工程施工特点的基础上，按照因地制宜、方便管理的原则，施工分为两个工区，分别为：2＃竖井作业工区、3＃竖井作业工区。

1、2＃竖井作业工区负责1+200～1＋811.913段双线暗涵开挖，全长611.913m,包括1座施工竖井，1个排气阀井。

2、3＃竖井作业工区负责1+811.913～2＋612.04段双线暗涵开挖，全长800.127m,包括1座施工竖井，1个排气阀井。

考虑各洞室相互影响及配浆、拌料、出碴、进料等辅助工序影响，每榀时间5.5小时，拱部初支进度为2.0m/d。

3.4.2总工期及主要节点工期

2#竖井暗涵向北开挖（10）

2#竖井暗涵向南开挖（595.913）

3#竖井暗涵向北开挖（377.073）

3#竖井暗涵向南开挖（417.054）

注：各竖井开挖长度根据实际情况动态调整。

暗涵工程施工里程为中1+200～中2+612.04，总长1412.04m。在中1+213处设2#施工竖井，中2+191.986处设3＃施工竖井。

暗涵断面较小且地质条件较差，采用台阶法施工。

（1）台阶法施工工艺流程：

拱部排设内径φ25超前小导管注改性水玻璃或水泥水玻璃双浆液加固地层。

⑴开挖上台阶拱部土体①，保留核心土；

⑵铺设第一层钢筋网；架立格栅拱架；焊接连接筋；打锁脚锚杆并注浆；铺设第二层钢筋网；预埋回填注浆管；

⑶喷射250mm厚C25混凝土。

⑴开挖核心土②及下台阶③土体；⑵铺设第一层钢筋网；架立下部格栅拱架；焊接连接筋；铺设第二层钢筋网；

⑶喷射250mm厚C25混凝土；

（2）施工要点及技术措施：

a、暗涵开挖作业过程严格按照设计要求及工法要求进行施工，应严格作到“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针，以确保施工安全；

b、采用“正台阶法”施工，开挖循环进尺宜为每榀格栅间距，地层情况较差或施工风险较大，如下穿燃气管线地段可缩短开挖进尺及格栅步距。

c、严格控制超前注浆、锁脚锚杆注浆、初支背后回填注浆等各项辅助注浆工艺的施工质量，确保注浆支护效果，有效控制施工沉降和结构变形。

d、严格控制暗涵开挖的中线和水平，开挖轮廓要圆顺，控制超挖，严禁欠挖，局部欠挖处人工修凿，但要充分考虑施工误差及预留变形。

e、暗涵开挖时保留核心土，待拱部初支完成后再开挖核心部分土体。

f、当暗涵围岩自稳能力较差时，可考虑扩大注浆范围，改变浆液类型稳固地层，并应尽可能缩短开挖土体暴露时间，尽快使初期支护闭合。

h、钢格栅接头采用连接板和螺栓连接以方便安装。格栅安装位置要准确，各节点要对齐，连接要牢固，节点位置焊接加强钢筋，确保格栅可靠受力。为防止格栅承载下沉。钢格栅下端设在稳固地层上，或设在扩大木板、钢板、砼垫块上。

i、为防止开挖下部引起格栅悬空出现下沉，在格栅拱脚施作锁脚锚管，或在拱脚下设纵向托梁把几排格栅连成整体，下部开挖后及时拼接。

j、加强量测监控，做好信息反馈，及时调整施工方法。

4.1.2超前地质探测

暗涵暗挖施工时，由于掌子面前方土层的不确定性，正式开挖前和开挖循环进尺过程中，都需进行超前地质探测。常有的主要探测方法和手段有：超前小导管、洛阳铲、地质雷达等。超前小导管一般有效探距2~3m，洛阳铲有效探距3~5m，地质雷达有效探距5~8m。实际施工过程中采用多种手段相结合进行超前地质探测，根据每种探测手段的探测有效距离，确定探测频率和方式，同时，利用多种手段长短不同探距的结合分析，相互印证探测结果，更为有效的指导施工。特殊地段，如：过既有管线、地质条件发生变化段，适当加强探测频率和密度。

锚喷支护是防止因围岩失稳造成隧道结构破坏、变形等而影响结构安全和使用的重要手段。主要包括钢格栅+纵向连接筋+钢筋网的架立安装和喷射砼作业两大部分。

a、在加工过程中须严格按设计要求标准化制作，做好样台、放线、复核和试拼，并作上号码标记，确保制作精度。

b、格栅钢架由现场制作加工。所有钢架加工时均焊接连接板，以便于钢架连接牢固。

c、构件的连接是钢架加工制作的关键工艺，应严格按有关规范规定执行，确保各类焊缝的质量。

d、钢架加工后应试拼，其允许误差满足规范要求，经监理验收合格后，方可投入使用。

（2）钢格栅、连接筋及钢筋网的架立安装

a、基面应坚实并清理干净，超挖部分用砼或砖块垫实，必要时应进行预加固。

b、钢格栅应垂直线路中线，架立应精确定位，严格控制“标高、中线、前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。

c、钢格栅在开挖作业面人工组装，各节钢架间以螺栓连接。钢格栅连接节点板密贴对正、纵向连接牢固，螺栓上紧，螺栓数量、直径符合设计要求。上紧螺栓后，钢格栅各连接节点处加焊加强钢筋。

d、钢格栅与土层之间应尽量接近，留一定间隙作为保护层。

e、连接筋采用单面焊接，焊接长度10d，满焊，保证焊接质量，无漏焊、焊伤现象。连接筋纵向成一直线，环向间距误差控制在3cm之内，与钢格栅主筋焊实。

f、钢筋网内外双层铺设，铺设应平整圆顺，满铺，搭接1～2个网格，与钢支撑主筋点焊。

g、纵向连接筋、钢筋网与网构钢架联结牢固，喷射砼时钢筋网不得晃动。

锁脚锚管采用Φ42无缝钢管，壁厚5mm，管长2.5m，与初支面成30度角打入，并与钢格栅点焊。必要时考虑锁脚锚管注浆，锁脚锚管注浆拟采用水泥砂浆，胶骨比1:1.5，水灰比1:2.5。

暗涵初期支护采用250厚的C25早强喷射砼。在超前注浆止浆、稳定较差地层和较长时间停工或工序转换时，作临时掌子面喷射砼。

本工程暗涵采用潮喷工艺。

a、喷射作业应分段、分片、分层，由下而上，依次进行，如有较大凹洼时，应先填平。

b、分层喷射时，后一层喷射在前一层砼终凝后进行；若终凝1h后再进行喷射时，应先用清水清洗喷层表面。一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定，拱部应为5～6cm，底部为7～10cm。

c、有水地段砼喷射要求：喷射时，先从远离出水点处开始，逐渐向涌水点逼近，将散水集中，安设导管，将水引出，再向导管逼近喷射；当涌水范围大时，可设树枝状排水导管后再喷射；当涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射。

d、拌制混合料时，称量（按重量计）的允许偏差为：水泥和速凝剂均为±2%；砂、石均为±3%。

e、喷射砼不应出现滴水和淌水现象，当出现时应查找原因根治（例如可采取引排后补喷砼的办法）。喷射砼不应有大于0.5mm的贯通裂缝及大面积（≤400cm2）的空鼓现象，当出现时应凿除重喷或采用背后注浆补强。

f、在网构钢架连接板和预埋件处，其背后喷射砼必须密实，不可留有孔洞，当出现时必须补喷密实。每30m范围内不多于1处外露钢筋（露筋长度小于15cm）。暗涵喷射砼基面无遗留残渣堆积物。

g、喷射砼强度必须符合设计要求，不得出现脱落露筋现象，不得夹泥夹碴，严禁出现夹层。钢格栅间喷射砼厚度应满足设计要求，无大的起伏凹凸，表面应平整圆顺，作到内实外光。

⑴超前小导管及长导管注浆

本合同段暗涵结构主体地基持力层主要为卵砾石层。局部区域有粉细砂层。属中压缩性土，地层土层分布较为稳定，层面起伏不大。全线拟均采用小导管超前加固，必要时，局部特殊地段可考虑增加长导管。

②超前预注浆浆材及配合比选择

水玻璃原浆浓度：40Be′；改性剂的浓度：15%；改性水玻璃浆的酸碱度：PH=3～3.5。

超细水泥浆水灰比：1：1～1.2：1（施工中可依据现场情况适量调节）；

普通水泥浆水灰比：0.9：1～1：1（施工中可依据现场情况适量调节）；

膨润土掺入量（占水泥重量）：5%；

水玻璃浆浓度：40Be′；

水泥浆与水玻璃浆双液比：1：1～1：0.6（施工中可依据现场情况适量调节）。

普通水泥浆水灰比：0.5：1～0.6：1（施工中可依据现场情况适量调节）。

按设计要求，在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。

采用手持风钻钻孔GB／T 37758-2019 高矿化度矿井水处理与回用技术导则，孔深应适当超深。

将前端加工成尖锥状，尾部焊一圈φ6mm加强筋。除尾部0.5m外，管壁四周钻10mm的压浆孔，以便浆液向四周围岩内压注。

d、钢管插入及孔口密封处理

施工时，手持风钻先钻孔，再用去掉回转爪的风钻将钻杆换成特殊钎尾，用冲击的办法将导管贯入孔中。为防止注浆漏浆，在小导管的尾部用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度，并与格栅钢架焊接在一起。钢管顶进时，注意保护管口不受损变形，以便与注浆管路连接。

注浆前先挂网喷砼封闭掌子面以防漏浆。检查导管孔口是否达到密闭标准，以防漏浆，对于强行打入的钢管应先冲净管内积物，然后再注浆。注浆顺序由下向上，浆液用搅拌桶搅拌。单液浆注浆时使用单液注浆泵；双液浆注浆时将两种不同的浆液分别放在两个容器内，使用双液注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，两种浆液在混合器混合后注入地层。初凝时间可用不同配合比和掺入外加剂来控制。按设计比例配浆，注浆压力为0.1～0.3Mpa，一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。注浆结束后,将管口封堵，以防浆液倒流管外。

隧道及地下工程中的回填注浆具有堵水、加固结构、改善结构受力条件和控制地层沉降等多重作用。

a、注浆孔布置于拱顶及侧墙，初期支护背后注浆孔纵向间距2m，环向等间距布设，每2个断面11根。

b、注浆管采用Φ32无缝钢管TAF-WG4-AS0047-V1.0.0标准下载，长0.7m,均采用预埋方式布管。