西四环暗涵正线施工方案Word文件下载.docx

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南水北调中线工程自起点丹江口水库引水，经湖北、河南、河北等省市，进入北京境内最终输水至终点团城湖。

南水北调中线京石段应急供水工程（北京段）的实施，可实现在南水北调中线工程全线通水前向北京应急供水。

南水北调中线（北京段）总干渠在北京房山区北拒马河中支南进入北京境内，穿房山山前丘陵区，房山城区西、北关，过大石河、小清河、永定河，在岳各庄桥向北沿西四环路下北上，直至终点团城湖，全长约80km。

西四环暗涵是穿越北京市城区的大型建筑物，上接卢沟桥暗渠，下接团结湖明渠，全长12.64km，为总干渠末端的控制性工程。

暗涵进口位于丰台区大井村西京石高速路永定路立交桥西南角，穿越永定路及京石高速路后沿高速路北侧向东北约1.4km由岳各庄桥进入四环路下，沿四环路向北约11km在四海桥处离开四环路北行约500m与团城湖明渠相接。

本工程为一等工程，主要建筑物为Ⅰ级建筑物。

本工程洞身段、出口闸和分水口均为主要建筑物，按Ⅰ级建筑物设计。

留作永久检修口用的施工竖井为Ⅰ级建筑物。

建筑物抗震设防烈度为8度。

施工竖井、施工廊道为临时建筑物，建筑物级别为Ⅳ级。

06标的起点桩号为：

左线7+998.727，右线8+012.200；

终点桩号左线8+900.399，右线8+912.300。

全长843.15米{穿越五路居铁路桥涵段（左线8+081.759—8+139.511，右8+095.232—8+152.957）的57.74米暗涵主洞不在本标段施工范围之内}，本标段工程分为：

竖井及廊道、暗涵、通气孔三部分组成。

暗涵起点桩号为：

全长843.15米{穿越五路居铁路桥涵段（左线8+081.759—8+139.511，右线8+095.232—8+152.957）的57.74米暗涵主洞不在本标段施工范围之内}。

两通气孔里程为17#通气孔8+070.00，18#通气孔中8+493.507。

暗涵埋深6.0—13.0米，走向为南高北低，坡度为0.194‰，暗涵为并行双洞，D=4000，并行双洞之间的净距离7.0—13.8米，采用浅埋暗挖法施工，复合衬砌结构，正台阶法开挖。

暗涵穿越电信、燃气等两条市政现况管线，暗涵全线在四环主路下穿行。

地下管线情况见下表:

地下管线情况表

表2.1

序号

管线名称

里程

内底标高（m）

至暗涵顶部开挖线距离（m）

基本走向

备注

1

电信

8+516.678

52.81

6.8

从暗涵上穿过

2

φ500天然气

8+408.391

50.42

9.2

三、工程地质水文情况

1、工程地质情况

本标段工程区位于古金河、古清河冲积平原上，地形平坦，地面高程49.70—54.50米。

地质结构由全新统的砂壤土、中细砂和圆砾组成。

设计洞底高程40.01—39.84米，渠底板置于全新统中下部的圆砾层中，该持力层厚度大约8米，承载力标准值大于350Kpa，可满足设计要求。

建议该段围岩类别采用V类，岩石坚固系数f为0.60。

工程勘探揭露的地层结构总体特征呈上部为人工填土及第四系冲洪积壤土/砂壤土、砂，下部为第四系冲洪积圆砾（卵）夹砂、壤土/砂壤土透镜体。

根据古地貌单元、地层沉积环境及岩性分布，描述如下：

地表多处覆盖有人工填土，厚度一般1.00—4.00米。

其下为全新统上部冲洪积层（al—plq43），岩性为圆砾夹细透镜体，在顶部多处分布有厚度2.00—4.00米的砂壤土/壤土及厚度小于2.00米的细砂透镜体，圆砾夹细砂透镜体厚度4.00—7.00米。

其下为全新统中部冲洪积层（al—plq42），厚4.00—8.00米的圆砾夹细砂薄层，层底高程38.20—43.20米。

下伏第四系全新下部冲洪积层（al—plq41）以圆砾为主，层间多处夹砂壤土及细砂透镜体。

暗涵洞身及其基础下的细砂，砂壤土类土层或透筑体不存在地震液化问题。

暗涵洞壁主要由第四系全新流圆砾（卵石）构成，极具透水性。

据地勘报告可知，本段工程不存在地下水，但不排除雨季降水而使水位产生较大波动变化。

暗涵穿越各种管不排除存在渗漏水问题，因此施工中应加强探测，观测且采取适当的防渗漏措施。

另外在施工期间，不排除地下水补给源特别是永定河地表水遇丰水年连续入渗补给而使地下水位抬升较大，对工程设计施工造成影响。

暗涵底板持力层多为第四系全新流圆砾（卵层），但局部地段跨越细砂透镜体或且具有壤土/砂壤土、细砂相对软弱下卧层，另外建筑物底板高程变化较多，因此可能引起地基存在不均匀下沉的问题，施工中应注意沉降观测，并采取相应措施。

2、水文地质概况

工程区内钻探揭露之地下水为第四系松散层孔隙潜水，含水层主要为第四系全新统中、下部冲洪积砂卵层砾石层，具强透水性—中等透水性。

1996年5～10月钻探期间，跨年内偏枯水期（5～7月）及年内偏丰水期（8～10月），地下水位受大气降水影响较明显，地下水位一般为：

偏枯水期33.60～38.70米、偏丰水期34.00～43.50米，地下水埋深多为8.00～18.00米，多数处于设计洞底高程之下；

经2003年补充勘察，设计洞底高程之上，未见地下水。

工程近场区范围内，近十年内，地下水最高水位41.98～44.51米（1997年），最低水位24.17～27.96米（2003年）

区内地下水主要受西面永定河地表水入渗，侧向地下径流补给以及大气降水、其他地表水的补给，排泄方式为向东南下游地下径流为主，有人工开采。

地下水位年最大变幅约5.00米

地下水水质经水质检验分析可知：

工程区地下水PH值7.25～7.76，为弱碱性水，水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca型水。

根据《水利水电工程地质勘察规范（GB50287-99）》判定，地下水对混凝土内钢筋、对钢结构有弱腐蚀性，应予以注意。

四、暗涵一衬施工设计函数

暗涵设计参数表表1

设计参数

材料及规格

尺寸

超前小导管

φ25无缝钢管L=1.7m

纵向间距0.5m、环向0.3m

背后回填注浆管

φ25无缝钢管L=0.7m

纵向间距1m、环向2.0m

掌子面加固小导管

φ25无缝钢管L=1.2m

纵向间距1m

喷射混凝土

C30喷射混凝土

厚度0.3m、4.1m3/m

纵向连接筋

φ22

@700mm双层

网片

φ6，100×

100

双层

格栅拱架

20MnSiφ22、φ14、φ10

间距0.5m

四、施工方法

暗涵结构主要从卵石层中通过，易出现土体坍塌，因此，土体开挖施工中采用台阶法施工。

上台阶开挖留核心土，其正面投影面积不少于上台阶开挖面积的一半，纵向长度2.0m。

上台阶人工开挖，每一开挖循环步长普通段0.5m，超前下台阶3m。

1、台阶法施工工艺流程

（1）台阶法施工流程见【图3-1台阶法施工工艺流程图】。

（2）台阶法施工工序见【图3-2台阶法施工工序示意图】。

2、超前预支护

超前支护采用小导管注浆加固，小导管施作前掌子面喷射M10水泥砂浆封闭。

小导管规格为Φ25无缝钢管，L=1.7米、环向间距300mm，纵向间距0.5米,形成小管棚支护开挖地层，并紧跟超前注浆，加固地层，提高围岩的自稳能力。

施工过程有可能遇到较多地层残留水聚集掌子面，并造成掌子面的土体坍塌、涌水、涌砂等情况，这时除拱顶超前支护外，掌子面也要采取积极措施，或水平导流、均应现场情况而定。

超前预支护注浆工艺流程见【图3-3超前预注浆工艺流程图】。

图3-3超前预支护注浆工艺流程图

超前注浆，根据廊道试验段的试验成果，按照暗涵内不同地质条件，选用不同的浆液、注浆压力进行超前预加固注浆。

试验段试验成果件专题试验

3、暗涵马头门施工

暗涵马头门的超前小导管应在廊道抬高段的施工过程进行安装并进行270°

范围的超前小导管注浆加固，防止廊道增高段的施工过程中对土体的扰动而造成塌方。

当廊道抬高段施工完成后，再进行小导管注浆加固，开设马头门。

⑶马头门土体开挖均采用台阶法开挖。

首先破除马头门上部部位原廊道初支的喷射C30混凝土，割除该部位钢格栅，进行上部的土体开挖、格栅钢架安装、混凝土喷射。

当上部的支护施工达到5m后方可破除下部部位混凝土的破除，割除钢格栅，进行下部的土体开挖及其它工序的施工。

详见【图10-11暗涵段马头门施工示意图】

图10-11暗涵段马头门施工示意图

4、暗涵开挖、初期支护施工

廊道施工完成后，廊道沉降量测已经稳定后，破除左线右侧和右线左侧马头门，进行该两侧暗涵施工。

待左右侧各进入10-15米时，进行右线左侧、左线右侧马头门破除，暗涵施工。

4．1正台阶法开挖施工

正台阶法施工是一般暗涵开挖施工常用的方法，本标段中暗涵开挖断面跨度较小，适合采用正台阶法施工。

（1）、正台阶法开挖断面分块及台阶长度的控制

一般情况下，台阶长度控制在3～5m以内，在遇水开挖困难地段台阶长度延长至15m左右，以满足洞内降水要求的需要。

台阶法开挖示意见【图3-4正台阶法开挖示意图】。

开始

下部土方开挖

超前支护注浆

下部钢架安装

上部弧形开挖

下部拱墙喷砼

上部钢架安装

背后回填注浆

上部拱墙喷砼

下一循环

上部核心土开挖

图3-1台阶法施工工艺流程图

施工工序示意图

文字说明

①

③

②

拱部超前小导管预注浆加固地层。

开挖拱部土体①，保留核心土②。

施作拱部初支，打锁脚锚管。

开挖核心土②。

3

开挖③部土体，施作边墙、仰拱初期支护封闭成环。

图3-2台阶法施工工序示意图

超前注浆管外插角10-150

拱部超前注浆小导管施工

Ⅲ

上断面挂网，架立格栅刚架，连接筋施工；

喷射砼

Ⅵ

核心土

4

上断面环形开挖预留核心土

锁脚锚杆

下断面挂网，架立格栅钢架，连接筋施工；

Ⅴ

下断面开挖

4～5m

图3-4正台阶法开挖示意图

（2）、施工要点及技术措施

a、采用“正台阶法”施工，开挖循环进尺宜为每榀钢格栅间距。

b、严格控制暗涵开挖的轴线和标高，开挖轮廓要圆顺，防止超挖，局部欠挖处人工修凿，但要充分考虑施工误差及预留变形。

c、暗涵开挖时保留核心土，核心土预留一般为2米,待顶部初支完成后再开挖核心部分土体。

d、上下台阶间距一般为4-5米,当暗涵围岩自稳能力较差时，应尽可能缩短上下台阶开挖长度，尽快使初期支护闭合。

e、在穿越管线时，为严格控制地表沉降，在上台阶架设临时仰拱，待下半断面初支封闭达到设计强度后拆除。

f、钢格栅接头采用连接板和螺栓加加强筋连接以方便安装。

g、为防止钢格栅承载下沉,钢格栅下端设在稳固地层上，或设在混凝土垫块上。

h、为防止开挖下部引起钢格栅悬空出现下沉，施工同时在上半断面钢格栅拱脚施作锁脚锚管，下部开挖后及时拼接,喷混。

i、钢格栅安装位置要准确，各节点要对齐，连接要牢固，确保钢格