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西南热电中心配套热力管线工程下穿暗河专项施工方案(最终)

2工程重点、难点及应对措施 4

2.1工程重点、难点 4

沪蓉高速公路增设阳山互通项目高边坡专项施工方案（专家论证）修改版2.1.1地质条件差、施工难度大 4

2.1.2下穿造玉沟 4

2.1.3工期紧、组织任务重 4

2.2应对策略措施 5

2.2.1指导方针 5

2.2.2对策措施 5

3.1雨水方沟导流 6

3.2深孔注浆施工方法 7

3.3大管棚施工方案 13

3.4土方开挖方案 17

3.4.1隧道暗挖总体施工原则 17

3.4.2隧道施工方法及技术措施 17

3.4.3暗挖法工艺流程图及施工步序图 20

3.4.4CD法施工方法 20

3.4.5隧道初衬工作面布置及顺序 22

3.4.6隧道初衬施工方法及技术措施 22

4.1监控量测的意义及监测点布置 25

4.2监控量测的施工组织 25

4.3变形控制指标 29

4.4.1人工巡查法的意义 29

4.4.2人工巡查法组织 29

5.1质量保证措施 30

5.2安全保证措施 31

本工程西南热电中心配套热力管线工程由草桥电厂到柳树村路口，总长3565.8m，共分为两段。A段由草桥电厂到京开高速北段和大红门路的交叉路口，共18个节点，全长1347.3m。B段由京开高速北段和大红门路的交叉路口到柳村路口，共34个节点，全长2218.5m。

根据勘察部门所提供的《岩土工程勘察初步资料》，本工程场地地质概况如：

1.2.2地下水文条件

本次勘察期间（2011年11月下旬~12月上旬），于钻孔中观测到一层地下水。地下水类型为潜水，埋深22.40~24.9米，标高16.8~20.37米，分布较稳定，含水层为卵石层。补给来源主要为大气降水及地下径流补给，以地下径流为排泄方式。

本拟建场地区历年（1959年以来）最高地下水位接近自然地表。近3~5年最高水位标高为22.00米左右（不含上层滞水），年变化幅度1~2米。根据本拟建场地历年来最高水位和近3~5年的最高水位及本次勘探的地下水水位，综合分析，建议地下水设防水位可按标高38.00米考虑。

2工程重点、难点及应对措施

2.1.1地质条件差、施工难度大

17#至27#节点之间的隧道覆土5.8~6.3m，穿越地层主要为卵石圆砾层，卵石层上部为粉细砂层，土体自稳能力差，不易形成自然拱，易塌落，施工难度大。

设计隧道17#~27#节点三次下穿造玉沟。造玉沟为砌体方沟，常年有水，方沟内的水会渗透到隧道内的土体中，导致隧道开挖时隧道内出现渗水，且隧道位于卵石层，土质松散，开挖时土体稳定性差，对作业人员造成极大危害。开挖时的地面沉降可能会导致方沟破裂，造成隧道内涌水。由于26#~27#节点还下穿南三环的辅路，雨水方沟不仅影响施工的安全，更是对地面的交通安全有着重大的影响，故在施工过程中，下穿雨水方沟、暗河将是该段施工中的重点和难点。

2.1.3工期紧、组织任务重

本工程为西南热电中心配套热力管线工程，可利用场地十分有限，需各专业工程仔细组织协调，组织任务较重。

同时隧道下穿南三环路、高压燃气、雨水、给水、电信电缆等多条市政管线，管线非常密集且年代久远，施工前需进行管线探测，确定管线的准确位置，并与产权单位配合，采取各种安全措施，做好管线改移工作和保护工作。这些都对工程工期影响很大。

由于本工程地质条件较差，暗挖隧道下穿造玉沟及南三环（西段）辅路，这意味着必须解决好暗挖隧道在初期支护与二次衬砌形成过程中围岩受力问题和地下水止水问题，防止围岩变形、失稳和破坏，避免出现流砂、涌水、地面及拱部的过量沉降和坍塌就成为本工程的关键。

故本段暗挖隧道工程施工的指导方针是：对雨水方沟进行导流，采取注浆措施加固隧道围岩，严格控制围岩变形，减小施工对地表沉降的影响，严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、早成环、勤量测”的施工原则组织施工。我单位建议设计降低过造玉河段隧道的标高，以保证施工过程中的安全。

根据现场情况，下穿雨水沟采取以下措施：

（1）雨水方沟导流：在施工至距离雨水方沟15m的地方时，停止施工，在隧道与雨水方沟交叉处前后15m处，在方沟内砌挡水墙进行截流，然后将被截流段上下方的雨水方沟用3根1m的波纹管连接，进行导流，波纹管呈品字形布置，上面一根，下面2根。待导流完成后对土体进行超前深孔注浆加固，然后进行开挖，开挖完成后恢复雨水方沟。

（2）由于隧道与雨水方沟垂直距离较近，建议设计单位降低隧道的标高，增大隧道与方沟之间的垂直距离。

（3）超前深孔注浆加固；当隧道施工至距离雨水方沟下方15m时，提前对待开挖土体进行超前深孔注浆加固，加固至过雨水方沟15m后的部位，注浆加固完成后进行土方开挖。

（4）由于19—20#节点之间隧道下穿造玉河时还下穿民房，为了保证施工的安全，采用大管棚进行土体加固。

（6）加强监控量测：在施工过程中，应保持对隧道内拱顶沉降、侧墙收敛、底板隆起及地面、地上构建筑物沉降进行不间断的监控测量，当沉降或收敛值超过预警值时，应立即采取应急措施，保证施工安全和地面安全；

（7）监控量测数值的时态曲线突变或达到警戒值时，及时封闭掌子面，进行分析处理，采取注浆加固和型钢有效支顶措施，确保安全。

当隧道开挖至距离方沟与隧道交点15m时，立即停止施工，将方沟与隧道交点上下各15m的范围进行导流，导流段长度为30m。

进行导流施工前，在造玉河明沟段的下游，用沙袋进行临时截流，为导流管的安装及截水墙的砌筑创造作业条件。

临时截流完成后，将上游的水抽至导流段下方的雨水井内，并将导流段的水排干。然后在导流段的两端砌挡水墙，安装导流管，导流管为3根直径1m的波纹管，波纹管呈品字形排列，下面2根，上面1根。待波纹管及截流墙砌筑完毕后，将临时截流沙袋拆走。导流完成后，再进行隧道施工。具体导流方案须河湖部门配合，根据河湖部门要求进行防渗漏等处理。

3.2深孔注浆施工方法

B深孔注浆加固，注浆加固范围开挖轮廓线外1.5~2m，一次注10m，开挖7.5m，预留2.5m止浆墙

C注浆时采用后退注浆，每步后退500mm。如果渗水量较大，采用前进式注浆。

D注浆时严格按照设计角度、长度施工，偏差值小于5°。

水泥选用普硅42.5R水泥。

水玻璃选用波美度为40度的水玻璃。添加剂主要为碳酸钠。

所有材料进场必须具备出厂合格证，并抽样送检。

水灰比0.6，水玻璃添加量15％，碳酸钠添加量10％，适当加入特种材料以增加可灌性。

A注浆孔直径Φ40mm。

B浆液扩散半径：250~300mm。

C浆液初凝时间：10s～1min，浆液凝结时间：20s～30min。

D注浆压力0.8～1.0MPa，最高不超过1.5MPa。

E注浆加固范围：开挖轮廓线外1.5~2.0m。

F浆量：每孔注浆量要根据注浆压力或溢浆情况两方面标准来控制，满足其中一条标准即可认为该孔注浆完成：一是若注浆压力稳定在1.0MPa、孔口返浆量较大；二是注浆压力高于1.0MPa时虽然孔口无返水返浆，但注入非常困难时，也可认为此孔注浆完成。根据现场实际地质情况，注浆流失量较大，估算损失率为10%。

G施工前需做试验段，采用钻孔超前探测注浆效果。如果注浆效果不理想，根据地质情况进行多组浆液配比注浆试验，选择效果较好浆液配合比。

H对特殊地层，可硫铝酸盐水泥类（TGRM,HSC）浆。（TGRM,HSC是水泥，水灰比0.8:1~1.2:1）。

单管注浆量Q=πR2Lnαβ

α—地层填充系数（0.8）

β—浆液消耗系数（1.1）

超前深孔注浆每循环进尺10m，后序注浆段均预留2.5m已注浆段作为止浆岩盘，注浆孔共分5排，环向间距500mm，纵向间距200mm，注浆孔直径为40mm，采用钻机成孔，浆液主要选用水泥－水玻璃浆液。深孔注浆加固范围为隧道开挖线外1.5～2.0m。

根据上一循环的地质钻探及地面勘察情况决定掌子面注浆管布置的数量，钻孔深度及注浆长度。

每一循环根据计算出的钻孔布置数量进行套管布置，注浆加固区域为3m，注浆孔共分8排。现场根据套管与水平方向夹角及管底水平偏移距离进行控制。

掌子面打2.5m长的土钉间距1.0m×1.0m布置，挂φ6.5150*150mm钢筋网格，将套管与钢筋网焊接牢固，后喷射30cm厚的喷射砼封闭掌子面。

现场用满堂红脚手架搭设注浆工作平台，钢管间距600×600，上方搭设30cm厚方木。

隧道拱顶预埋吊环，使用导链将钻机移动至作业平台上。施工时通过前后移动钻机位置、垫设方木调整钻进角度，使之适应预埋套管。

套管埋设完成，超前注浆前使用钻机提前进行地质探测，沿着最大倾角的超前注浆套管方向钻进，确定前方隧道拱顶地质情况，如：岩层的厚度、有无粘土层、砂层位置等，作为下一部超前预注浆的地勘详细资料，指导下一部超前注浆施工。

a钻孔成孔工艺，以水泥浆作为钻进冲洗介质，减少对地层的破坏。

c注浆顺序采取跳打法，注浆顺序先中间孔，后两侧孔。注浆范围主要控制在初支外轮廓2m厚的范围内作为注浆加固拱圈。为防止隧道掌子面因注浆造成掌子面坍塌或挤出，注浆施工前首先在掌子面做止浆墙。

d每孔注浆时必须注意均匀注浆，注浆时钻杆必须连续转动，并慢慢地向外回抽。一个孔段注浆结束后，先停止输送水玻璃浆液，然后用纯水泥浆灌注一段时间后，再停止水泥浆液的输送。然后用清水清洗输送管后停止作业，再进行下一孔施工。

f每一注浆段的注浆初期，采用凝固时间稍快的双液浆，以控制浆液扩散范围，使双液浆在设计加固范围内凝固。

g当注浆压力和进浆量达到设计要求时，则可停止注浆，压注一定量的清水，清洗注浆管。

A当注浆压力突然升高，应立即停止水玻璃注浆，只注水泥浆或清水，待泵压恢复正常后，再进行双液注浆。

B由于压力调整不当而发生崩管时，可只用一台泵进行间隙性小泵量注浆，待管路正常后，再双液注浆。

C当进浆量很大，压力长时间不上升，发生跑浆时，应及时调整浆液浓度及配合比，缩短凝固时间，进行小泵量、低压力注浆。

D钻进及注浆时发生堵管现象，则立即抽出钻杆（注浆管）采用木楔封堵钢套管，待管路清理完毕后，重新钻孔注浆。

⑨注浆材料、注浆压力及注浆分段长度

P.O42.5普通水泥单液浆(0.8:1)普通水泥－水玻璃双液浆(1:1)

特种超细水泥单液浆(1:1)特种超细水泥－水玻璃双液浆(1:1)

0.8MPa～1.0MPa

1.0MPa～1.5MPa

100cm～200cm

注浆施工过程中被加固地层变形的安全控制

注浆施工过程中被加固地层变形的安全控制主要有两种措施，第一种是监控量测，第二种是人工巡查。监控量测是最主要的控制被加固地层变形的措施。该方法通过对注浆区域附近地表和洞内的监测，能精确的了解到注浆施工过程中地层微小的变形情况，及时预报险情，防患于未然。

人工巡查就是在注浆施工过程中安排人工在地表和洞内进行不间断的巡视，当巡视人员发现突然出现的险情，及时通知注浆人员停止注浆，分析原因、采取措施，将险情造成的损失降至最低。

这两种措施合理安排、相互补充，构成了一个相对比较完整的控制地层变形的安全体系。

深孔注浆质量保证措施

A施工过程要严格工序控制，加大施工的技术含量，专业技术人员现场值班，划分作业区域、采用“双控”指标、两序孔作业，根据施工和地层的变化情况，适时调整注浆压力、分段长度和注浆材料的种类及配比，保证注浆效果。

B应严格按照设计参数进行钻孔。钻孔孔位及角度偏差符合相关规范规定，若现场钻孔孔位因为客观条件限制不能满足设计要求，应进行移位并进行计算确定参数，必要时应进行补孔。

C注浆材料应满足设计要求，严禁使用过期结块的水泥，必要时进行检验。

D浆液配比应符合设计要求，配浆时最大误差为：水泥、水玻璃、水±5%，外加剂±1%。

E浆液搅拌应均匀，一般水泥浆、特种水泥浆搅拌时间为3～5分钟，但不得超过90分钟。未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。

F注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如工作面漏浆，可采取封堵措施。如跑浆可通过调换浆液、调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，进行大泵量、低压力注浆，必要时采用间歇注浆，以达到控域注浆目的。

G注浆过程中若发生串浆时，可采取两孔同时注浆措施。

H注浆过程中压力突然升高，应及时查找原因，进行处理，确因浆液凝胶时间过短，则应停水玻璃泵，只注水泥浆，待泵压恢复正常后再进行双液注浆。

I一台泵发生故障时，应立即换上备用泵继续注浆。

J严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆结束标准时，应进行补孔注浆。

A导管规格：外径108mm，壁厚5mm；

B管距：环向间距40cm；

D注浆材料：水泥浆+水玻璃浆；

E设置范围：拱部顶及隧道两侧；

A钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。

B平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。

C钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

A为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ108mm。

B岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。

C钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

D钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。

E钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

F认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。

A用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

B用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

C用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角。

A钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径10～16mm注浆孔(靠孔口2.5m处的棚管不钻孔)，孔间距15～20cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。

B棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻于棚管直径的引导孔(Φ108mm)，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。

C管与管之间采用丝扣连接，接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。

B注浆材料：注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆。

C采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压0.5～1.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。

注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。

注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。

A钻孔前，精确测定孔的平面位置，并对每个孔进行编号。

B钻孔工点应根据实际情况作调整。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

C严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

D经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

E掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

3.4.1隧道暗挖总体施工原则

隧道暗挖隧道施工时严格遵循“先治水、管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、控下沉”的原则，确保施工质量和安全。开挖后仰拱封闭，并在施工过程中进行监控量测和超前地质预报，采用先进的监控、探测技术，对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。

3.4.2隧道施工方法及技术措施

（1）隧道总体施工流程：

（2）隧道初支施工流程：

3.4.3暗挖法工艺流程图及施工步序图

3.4.4CD法施工方法

A超前支护：拱部采用双排小导管超前预支护，并注水泥浆。

B开挖进尺：各分部开挖进尺为1榀钢架间距即0.4m。

C台阶高度：2.4m。

D开挖工作面间距：3~5m。

E施工支护措施：中隔壁临时支护采用H175型钢。

F拱部按原设计数量施做φ22中空锚杆、边墙砂浆锚杆，但施工程序更改为在初期支护结束后在施做。

隧道分为左、右导洞进行开挖，每侧导洞设一步台阶，围岩采用人工开挖，每循环进尺按每榀钢架间距0.4m。

1、开挖1号导洞上台阶时打Φ32超前小导管，管长3m，环向间距200mm。

2.打超前小导管注浆，开挖1号导洞上台阶土方；

3.架立格栅拱，连接纵向钢筋、挂钢筋网，喷射C20早强混凝土；

4.打锁脚锚杆，设置中隔壁钢架和临时钢架支撑；

5.开挖1号导洞下台阶土方；

6.架立格栅拱，连接纵向钢筋、挂钢筋网，喷射C20早强混凝土；

7.接长钢架和临时钢架支撑；

8.待左导洞开挖完成10米后，开挖2号导洞上台阶时打Φ32超前小导管，管长3m，环向间距200mm。

9.打超前小导管注浆，开挖2号导洞上台阶土方；

10.打锁脚锚杆，设置中隔壁钢架和临时钢架支撑；

11.架立格栅拱，连接纵向钢筋、挂钢筋网，喷射C20早强混凝土；

12.开挖2号导洞下台阶土方；

14.架立格栅拱，连接纵向钢筋、挂钢筋网，喷射C20早强混凝土；

14．接长钢架和临时钢架支撑；

15.隧道初支施工完成后隧道沉降趋于稳定，开始施工隧道二衬，分段拆除仰拱部分临时中隔壁，一次拆除长度不大于6米，敷设仰拱防水板，施作仰拱二次衬砌。

16．铺设边墙、拱部防水板，处理防水板接头，施作边墙，拱部二次衬砌，二次衬砌封闭成环。

注：注浆施工前，需先进行试验以确定注浆参数及浆液配比。

全断面成环且确认各部位位移充分稳定后，待防水层施工前才能拆除，其要求如下：

拱顶下沉量：7d的增量小于2mm；

净空收敛值：7d的增量小于4mm（拱顶下沉的2倍）

中隔壁拆除中位移量（mm）

3.4.5隧道初衬工作面布置及顺序

隧道初衬工作面均设在竖井的短边一侧，因每个竖井两端所开挖的隧道长度不相等，隧道初衬施工顺序为先开挖较长段的一端，待开挖10米后，再开挖另一端隧道。

3.4.6隧道初衬施工方法及技术措施

超前小导管注浆施工包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序。

隧道土方开挖施工采用正台阶法施工，上、下台阶步距为1～1.5倍洞径，上下台阶土方开挖时要留核心土。

土方开挖采用人工开挖，开挖过程中要经常检查拱部断面尺寸避免超挖，检查方法是利用拱部中间的集光点进行控制。集光点给出了隧道中心线，又给出了激光点位置的高程，检查时利用集光点作垂线，采用支距法按技术交底单给的数据进行检查。当开挖尺寸达到技术要求后，方可进入下道工序施工。

隧道一衬施工在全断面注浆结束后进行。隧道一衬施工采用短台阶法，遵循“短开挖、早支护”的施工原则，由于本段地层稳定性差故土方施工时采用上下台阶开挖法，保留一部分核心土，分上下两部分开挖。断面开挖形式如下：

由于本工程隧道所处位置土质松散，土体自稳能力差，在钻孔安设超前导管的过程中及开挖过程当中，隧道拱顶部分将会产生超挖现象。根据土质情况，密切注意掌子面地层的稳定，必要时喷射50mm厚混凝土封闭。

开挖时上台阶中部须留核心土，以支挡开挖面，增强稳定性，核心土宽3.0米，高1.2米，纵向长1.5米左右。上下台阶间距4～5m。由人工用铁锹挖土，用小推车推至下台阶，下台阶的土再用小推车运至竖井底，用电葫芦提升至卸土场。严禁欠挖，尽量减少超挖。下台阶开挖见底后，要及时进行初期支护，从上而下分块立即施作锚喷支护。每一榀钢拱架的底脚均应支垫牢固，不得座在虚土上，拱架拼装时连接角铁必须上好螺栓，焊好连接筋（纵向搭接不小于10d），以保持拱架的整体牢固性，使初期支护形成整体。上台阶拱角施工时加设钢垫板，以减少拱架沉降。垫板设计厚20mm，300×300mm。在土质较差、过路口管线时，要注意加快格栅的封闭速度。

在土质不良地段和有地下结构的区域，为保证施工中掌子面(尤其是上台阶)的稳定，采取每榀格栅封闭前，对上台阶掌子面喷射50mm厚的混凝土封闭。当工作中需停止开挖时，喷射混凝土封闭掌子面。

当两个开挖面相向开挖时，相距两倍洞宽即10m左右时，停止一个开挖面作业，进行工作面封闭施工，由另外一个开挖面作贯通开挖。

99浙J35：变形缝.pdf4.1监控量测的意义及监测点布置

施工监控量测是新奥法修建地下工程的重要工序之一，是施工决策与管理的信息源，它对于地下工程的安全施工是极为重要和必不可少的。注浆施工中进行的监控量测的目的是掌握注浆施工所产生的压力对周围土体、地表及初期支护的影响，通过获取变形的动态信息，以此预报可能存在的险情，通过调整注浆参数（如注浆压力、材料选择、孔位顺序及分段长度等）消除危险隐患。

4.2监控量测的施工组织

根据注浆施工可能对土体产生的影响范围，将监控量测作业划分为三个部分，分别为注浆施工区域的地表隆起监测、拱顶位移监测及侧洞侧壁的收敛监测。

城市地下工程进行注浆加固施工时，地层中的应力增加扰动区延伸至地表，土体力学形态的变化在很大程度上反映于地表隆起。

地表隆起会对城市环境和周围建筑造成的破坏，会影响市民的正常生活JGJ 8-2016 建筑变形测量规范(完整正版、清晰无水印)，所以对地表隆起要进行严格的监测和控制。