盾构吊出井开挖支护施工方案Word文件下载.docx
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松散，稍湿，含大量砖瓦片，建筑垃圾等，土质不均。
地表多为路面（地面铺砖、混凝土或沥青）及灰土碎石垫层等，本层层厚0.40～5.0m，层底深度0.40～5.0m，层底高程395.37～401.64m。
1-2人工填土（素填土）：
以黄褐色为主，主要为粉质黏土，可塑，含少量砖瓦片，局部杂填土等，土质不均。
地表多为路面（地面铺砖、混凝土或沥青）及灰土碎石垫层等，本层层厚0.70～7.90m，层底深度1.0～7.90m，层底高程393.29～399.66m。
2.2.2第四系上更新统：
根据土的性质的不同，将3-1新黄土分为三个亚层。
3-1-1新黄土（具湿陷性）：
该层分布于填土底面至地下水位以上。
黄褐色，可塑，虫孔及大孔隙发育，具湿陷性。
新黄土（具湿陷性）层厚0.30～3.30m，层底深度3.80～5.40m，层底高程395.10～397.51m。
3-1-2饱和软黄土：
褐黄色，软塑。
工程性质较差，该层分布于地下水位附近。
层厚0.70～2.80m，层底深度5.80～9.50m，层底高程392.74～395.46m。
3-1-3新黄土（饱和）：
褐黄色，可塑，土质均匀，孔隙发育，含少量蜗牛壳碎片。
该层主要分布于地下水位附近至古土壤顶面，层厚3.5～9.80m，层底深度9.50～12.80m，层底高程387.58～390.98m。
3-2古土壤：
红褐色～灰色，硬塑，局部为可塑，团粒结构，具针孔状孔隙，含钙质条纹及少量钙质结核，层底钙质结核含量较多，局部地段钙质结核富集成层。
本层层厚1.60～4.60m，层底深度13.7～16.50m，层底高程384.69～386.78m。
2.2.3第四系中更新统：
4-1老黄土：
褐黄色，硬塑，土质均匀，少量孔隙，含钙质结核及铁锰质斑点。
本层层厚1.40～5.40m，层底深度17.00～20.60m，层底高程380.90～383.43m。
4-4粉质黏土：
黄褐色、褐黄色，硬塑，含铁锰质斑纹及钙质结核。
本层中有砂土夹层或透镜体。
钻孔揭露最最大揭露厚度16.30m，最低高程为356.64m。
4-5粉土：
褐黄色，密实，饱和，含氧化铁、零星钙质结核及少量砂粒,多以透镜体形式分布于4－4及4-4-1粉质黏土层中。
层厚0.40～3.20m，最浅埋深17.60m，相应标高382.88m。
4-6细砂：
灰黄色,密实，饱和,矿物成分以长石石英为主,含少量云母。
本层多呈透镜体形式零星分布于4－4及4-4-1粉质黏土层中。
层厚0.70～1.30m，最浅埋深21.60m，相应标高379.40m。
2.3不良地质与特殊岩土
2.3.1黄土陷穴及人为坑洞
本场地地貌单元属黄土梁洼，场地湿陷类型为非自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅰ级（轻微），在一般情况下发生黄土陷穴的可能性较低。
（1）西安是一座文化古城，墓穴较多，施工前应进行普探工作。
（2）西安市的人为坑洞埋深在5～11m之间，宽度小于3m，施工前应查清人为坑洞的具体位置及坑洞大小，并采取相应的预防和处理措施。
2.3.2地面沉降
本场地的地面沉降主要受黄土湿陷性、施工降水、地震等因素的影响。
2.3.3特殊岩土
（1）湿陷性黄土
拟建场地地下水位上3-1-1层新黄土具湿陷性。
（2）人工填土
含大量砖瓦片，建筑垃圾等，土质不均。
地表多为路面（地面铺砖、混凝土或沥青）及灰土碎石垫层等。
（3）古土壤的膨胀性
本区间3-2层古土壤属非膨胀土。
（4）饱和软黄土
由于地下水位的变动，地下水位附近的黄土层含水量达到饱和，常呈软塑～流塑状态。
其抗剪强度低，压缩性高。
2.4土、石可挖性分级、隧道围岩分级
根据岩土层的主要工程地质特征，结构完整状态，开挖后的稳定状态、物理力学特征、埋深、地下水、地裂缝等工程地质和水文地质情况，按《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）的要求，确定本区间的围岩分级见表2.1:
岩土层围岩分级一览表表2.1
层号
岩土名称
岩土特征
开挖后的稳定状态
围岩分级
1-1
杂填土
可塑
易塌
Ⅵ
1-2
素填土
3-1-1
新黄土（湿陷）
自稳能力好
Ⅴ
3-1-2
饱和软黄土
软塑
自稳性较差
3-1-3
新黄土（饱和）
自稳性一般
3-2
古土壤
硬塑
4-1
老黄土
4-4
粉质黏土
自稳能力一般
4-5
粉土
密实
自稳能力较差
4-6
细砂
2.5水文地质状况
西安市新生代以来堆积了巨厚的松散沉积物，蕴藏着较丰富的地下水资源。
2.5.1地下水赋存与补给
（1）地下水
拟建场地的地下水主要接受大气降水、侧向地下水径流及管道渗漏补给，其径流方向与地形总体坡度一致，主要流向北西；
潜水排泄方式主要为侧向径流排泄、人工开采、潜水越流排泄及蒸发消耗等。
场地内地下潜水位埋深8.62～7.93m。
（2）含水层与隔水层的分布及补给关系
拟建场地地下水赋存于中、上更新统黄土、古土壤、粉质黏土层及其中的砂层、粉土夹层中，含水层的厚度大于50m。
其中新黄土、古土壤、粉质黏土层透水性弱，古土壤底部的钙质结核层形成相对隔水层，粉土、砂土夹层透水性良好。
本次勘察揭露的粉土、砂土层的分布详见表2.2。
勘察揭示粉土、砂土分布表表2.2
类别
砂土名称
埋深（m）
该层顶板埋置标高（m）
第一层
粉土、细砂
17.6～21.8
382.88
中砂、粗砂
18.0～22.2
382.76
第二层
21.2～22.7
379.62
21.8～25.6
376.65
第三层
26.0～29.5
374.23
29.3～31.0
371.61
第四层
38.3～39.6
363.94
该区间4-4和4-4-1粉质黏土层中普遍夹有较多的粉土、细砂、中砂、粗砂透镜体，施工开挖至该层时需注意。
拟建场地地下水类型属第四系孔隙潜水，由于含水岩组透水性及富水性的差异，在一定条件下古土壤底部以下孔隙水表现出一定的微承压性。
2.5.2地下水的补给、排泄及动态特征
第四系孔隙潜水主要接受大气降水、侧向地下水径流及管道渗漏补给，其径流方向与地形总体坡度一致，主要流向北西；
2.5.3抗浮设计水位
盾构吊出井处的抗浮水位为400m，抗渗水位高程为399m。
3盾构吊出井支护设计形式
盾构吊出井采用半盖挖法施工，临时铺盖采用六四式军用便桥，保证西五路双向四车道通行。
盾构吊出井围护结构采用直径1200@1500的钻孔灌注桩，插入深度为坑底下7m。
灌注桩混凝土强度等级为C30，桩布置应以控制桩为基础均匀内插，桩间距不得大于1500mm。
围护桩桩间网喷砼厚150mm，钢筋网采用∅8@200x200，喷砼采用C20钢筋网与围护桩箍筋按规范要求焊接。
并在桩间土体设置1.0m长的短钢筋，竖向间距1.0m。
盾构吊出井设置三道砼支撑+一道钢支撑（∅609t=14mm），钢筋混凝土对撑（1000X1000mm）分别撑到的冠梁（1000×
1500）、腰梁（第一道1000×
1700mm、第二道1000×
2100mm）上。
底板板厚500mm，在底板中部设置一个2000×
2000×
1000mm的集水坑。
盾构吊出井南北向20.2米，东西向长15.7米，深19.7米。
盾构吊出井剖面形式
4主要工程数量汇总表
盾构吊出井主要工程数量
序号
工程项目
单位
数量
1
土方开挖量
m3
5913.7
2
钻孔灌注桩砼
1438.6
3
钻孔灌注桩钢筋
t
152.6
4
钢支撑（含钢围囹）
46.9
5
冠梁、腰梁砼
378.8
6
冠梁、腰梁钢筋
69.52
第三章施工总体施工部署
1、施工总体方案
盾构吊出井位于西五路机动车道内，为保证西五路通行能力，本次施工将分两期施工。
盾构吊出井开挖支护在第二期施工围挡内施工。
施工项目有：
土方开挖、桩间网喷、砼腰梁及对撑、钢管及钢围檩支撑、盾构吊出井底板。
基坑支撑体系：
采用围护桩+冠梁及挡墙+两道砼腰梁支撑+三道砼内支撑+一道钢管支撑+底板砼支撑。
施工顺序：
待二期围挡内的围护桩及冠梁、挡墙施工完毕后，开始第一层的土方开挖，浇注冠梁内侧砼对撑；
待砼对撑强度达到设计强度的80%时，开挖第二层土方，挂网喷砼，施做第一道砼腰梁及对撑；
待第一道砼腰梁及对撑强度达到设计强度的80%时开挖第三层土方，挂网喷砼，施做第二道砼腰梁及对撑，在开挖第三层土方过程中穿插施工暗挖隧道大管棚；
待第二道砼腰梁及对撑强度达到设计强度的80%时，开挖第四层土方，挂网喷砼，安装钢围檩及钢管支撑；
待钢管支撑预加轴力之后，开挖第五层土方，挂网喷砼，施做砼底板。
根据实际情况编写详细的施工方案和安全技术措施。
提出材料及劳动力供需计划；
进行各种材料取样、配合比选定和原材料试验。
按施工平面布置图搭建临设，修建场地道路并接通施工用水、用电。
核验坐标点、水准点，建立施工现场测量控制网并进行有效标识。
2、施工进度计划
施工计划:
详见《盾构吊出井开挖支护施工计划横道图》
根据施工进度计划安排，项目经理部编制出作业计划，并组织生产。
项目经理部每日检查作业计划完成情况，以保证总工期及节点工期的实现。
项目经理部每日召开碰头会，检查工程进度、工程质量、安全生产，对施工中提出的问题及时处理，对以后施工中可能出现的问题提前采取措施，对材料供应和劳动力及时进行调整，根据总进度计划和作业计划要求，对所拖后的分项工程，应采取针对性的方法。
项目部提前提供材料计划，控制和协调人力、材料的供给，确保施工顺利进行。
盾构吊出井开挖支护施工计划横道图
3、主要机械设备计划
根据单项施工技术要求和施工作业条件确定设备选型；
按照施工进度计划指标配备数量，并有一定备用数量；
同时考虑突发性事件所需的工程抢险应急设备。
施工过程中根据不同的施工内容、阶段按如下原则进行机械设备选配。
主要施工机械表
序号
设备名称
数量
规格型号
主要工作性能指标
电焊机
BX1-500
钢筋调直切断机
GL-12
钢筋弯曲机
１
GW-50
钢筋切断机
GQ-50
混凝土喷射机
YD-6
5m3/h、7.5kw
混凝土搅拌机
JS500
500L．18.5kw
7
挖掘机
55UR
8
PC320
9
电动空压机
LGFD75/011N
12.7m3/min，75KW
10
柴油发电机
300GF
300kw
11
电力变压器
S9-500/10
500KVA
12
污水泵
50WQ
30m3/hH=29m
13
风镐
G10A
14
翻斗车
JC-15
1.5t
15
电动葫芦
CD1-10
10t
16
混凝土输送泵
HBT30-6-55Z
55kw．30m3/h
17
插入式振动棒
ZN-50
1.1kw
机械设备确保以完好的机械设备提供给施工现场使用。
带“病”的机械设备及缺少安全装置或安全装置失效的机械设备不得进入施工现场。
施工现场负责为机械设备进入现场作业而提供道路、水电、临时机棚或场地等必须的条件，并消除对机械设备作业妨碍或不安全因素，需夜间作业的设置充足的照明。
机械设备进入现场的作业点后，施工技术人员向机械操作人员进行施工任务及技术措施的书面交底。
主要的试验/测量/质检仪器设备表
仪器设备名称
规格型号
单位
全站仪
TCR-802
台
水准仪
DSZ2
测微器
DPM
钢尺（50m）、小钢尺（5m）
把
2/6
铟钢板尺
TSG5-3
测斜仪
SINCO
水位观测仪
频率接收仪
VW-1
温度计
只
塌落度筒
套
标准试模
标准养护室
间
5施工组织机构
6职责及分工
施工负责人高翔负责组织施工，对工序过程实施监督检查，协调作业班组之间的关系。
技术负责人刘涛负责技术方面的各项工作。
安环部张涛负责施工过程安全监控、文明施工。
重点控制高空作业安全、消防安全、临时用电安全、机械设备安全等。
物设部高宏信负责按要求购进商品砼、钢筋及喷锚材料等；
负责机械设备的配置，检查指导机械设备的使用、保养和维修工作。
试验室杨乾荣负责材料的试验检验，配合比、混凝土强度检验、监控指导混凝土施工。
施工队负责施工中所有具体实施工作。
商砼站负责混凝土的搅拌、运输。
7、施工场地布置
充分利用盾构吊出井施工场地，精心进行平面布置。
工程所用材料堆放有序，临时设施搭设整齐美观。
架设施工用电线路，配置配电盘和照明设施。
合理安排场地内外进出道路，使运行通道通畅、整洁。
合理安排施工工序，减少工序间交叉干扰。
详见《盾构吊出井施工场地平面布置图》
盾构吊出井施工场地平面布置图
第四章施工方案
1盾构吊出井土方开挖支护施工方案
待盾构吊出井围护桩、冠梁及挡墙施工完毕后，在进行盾构吊出井土方开挖支护。
施工方法：
（1）、采用小型挖机加人工配合出土，开挖土方先中间后两边，逐层开挖，出土采用提升井架（电动葫芦10t+10t）垂直运输，将土倒入场地设置的弃土坑内，每开挖深度1m后，桩间挂网喷射砼。
（2）、基坑土方开挖至砼支撑下100mm后，浇注其垫层100mm，施工砼支撑，待砼支撑强度达到设计强度的80%方可继续开挖。
（3）、基坑土方开挖至钢支撑下800mm，架设钢支撑，预加轴力后方可继续开挖。
（4）、在开挖的过程中穿插将大管棚施做。
施工工序：
盾构吊出井开挖、支护工序图
施工
工序
附图
说明
工
序
一
1、基坑外降水，地下水位降至基底下1m。
2、钻孔灌注桩施工；
施工冠梁、挡土墙及第一道钢筋砼支撑施工。
3、开挖到第一道钢筋砼环框梁下及第二道砼支撑下。
4、施工第一道钢筋砼环框梁和第二道钢筋砼支撑，待其强度达到设计强度的80％以上，继续往下开挖。
二
1、开挖至第二道钢筋砼环框梁下及第三道钢筋砼对撑下，在开挖过程中穿插钻设大断面矿山法段隧道拱部超前大管棚（第二道腰梁以上及腰梁范围内）。
2、施工第二道钢筋砼环框梁和钢筋砼支撑，待其强度达到设计强度的80％以上，继续往下开挖。
三
1、边开挖，边施工腰梁以下的剩余大管棚。
开挖到第三道钢支撑下800mm，架设钢围檩和第三道钢支撑，按设计要求施加钢支撑预应力后，继续往下开挖。
2、开挖到坑底，浇注钢筋混凝土底板。
四
1、在底板浇注完成并达到设计强度后拆除钢支撑（矿山法段隧道开挖前和盾构机吊出前拆除），先拆除靠近矿山法区间一侧的斜撑及横支撑，待盾构机快要出洞时在拆除靠近盾构区间一侧的斜支撑。
2、盾构吊出井至北大街段矿山法区间施工完成且盾构机吊出后，施工吊出井内的明洞段隧道。
3、覆土回填，恢复路面。
施工工艺流程：
盾构吊出井开挖、支护施工工艺流程图
2施工措施
2.1、喷射混凝土施工
1）使用的设备和工具
（1）、喷砼机、汽车、搅拌机、风水管管道等。
（2）、喷射机主要技术指标：
生产能力：
5m3/h；
最大运输距离：
30m；
最大骨料粒径φ15mm；
输料管直径φ50mm；
工作风压0.3～0.6mPa；
耗风量12～15m3/min；
上料高度1.35m；
电动机功率7.5kw，整机重量1500kg；
外型尺寸2.6×
1.1×
1.35m
2）工序操作步骤
（1）喷射混凝土材料选用和拌制
a、水泥：
根据设计图纸要求选用水泥型号，应优先采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。
b、粗细骨料：
粗骨料采用坚硬耐久的碎石。
喷射混凝土的石子粒径不宜大于16mm，骨料级配宜采用连续级配。
细骨料应采用坚硬耐久的中砂和粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率宜控制在5%～7%。
c、外加剂：
应对混凝土的强度及与围岩的粘接力基本无影响；
对混凝土和钢材无腐蚀作用；
对混凝土的凝结时间影响不大，吸湿性差，易于保存；
不污染环境和对人体有害。
d、速凝剂：
应根据水泥的品种、水灰比等，通过不同掺量的混凝土试验选择最佳掺量。
使用前应做速凝效果试验，要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。
e、水：
水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。
f、喷射混凝土的配合比应通过实验确定，满足混凝土强度和喷射工艺要求。
（2）、喷射前的施工准备
a、喷射混凝土应在开挖后及时进行。
b、检查开挖断面净空尺寸，清除松动土体和拱墙脚处的杂物。
c、用高压风冲洗受喷面。
d、检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，保证作业区内具备良好通风和照明条件。
e、当受喷面有滴水、漏水、集中出水等时，应进行堵、排处理。
（3）、喷射作业
a、喷射混凝土喷射作业工艺流程
高压水
高压风
料场
喷头
搅拌机
配料
喷射机
小拖车运输
根据要求预加水
人工
分散
速凝剂
外加剂
b、工作风压的调整：
一般为0.15～0.2mPa之间。
根据喷射砼的部位变化，距离远近及喷射混合料的具体含水率大小，及时调整工作风压。
c、加水量的调整：
根据输料的不均匀、不稳定，工作风压及水量突然变化等特殊情况，及时判断并调整用水量，使喷射在岩面上的砼湿有光泽、无干斑或流淌现象。
d、喷射线路及一次喷射砼厚度：
喷射线路一般是自下而上分段分行进行，喷射时按先拱后墙（拱部从拱脚开始，边墙从墙角开始）。
每行喷射应采取水平环行旋转叠压（一圈压半圈）移动方式，环环旋转，直径约0.3m，喷第二行时，依顺序为第一行终点的上方开始喷射，行间搭接长度为3～4cm为宜。
复喷宜分段进行，先喷平凹面，后喷凸面，每段长度约4～5米。
喷射手的助手应及时协助喷射手理顺混凝土喷射管，避免喷射手比更改方向喷射时，使砼管生产及转弯和憋劲现象，引起堵管。
e、喷射距离与喷射角度
喷嘴至岩面的距离一般以0.6—1.2m为宜，在隧道拱部，可适当增加到1.5—2.0m，可以观察回弹物的多少加以调整和控制，喷嘴与岩面的角度，一般应该基本垂直于岩面。
再反复试验，喷嘴与岩面法线的夹角为5°
～15°
效果较好。
f、喷射砼厚度控制
喷射厚度控制采用标桩法。
当安设锚杆时，利用锚杆外露长度作标桩。
如果不设锚杆，则可在岩面上钻孔锚固一些铁钉或Φ6mm钢筋头，其长度比要求的喷射砼厚度长1cm，每平方米约设1～2根，梅花型布置。
g、喷射作业结束，应待料斗中的砼喷射完时，及时通知喷射手将喷头从受喷面移开，从料斗中加水清洗料管和砼管道。
当喷头喷出清水后，先关主电机，稍后关主风阀。
喷射作业结束后，要当班进行喷射机保养，清洗料斗。
并将潮喷机退出工作面，移至安全地点停放。
2）工序还应当符合下列验收标准：
（1）、TB104717-98《铁路隧道工程质量检验评定标准》中5.1的规定：
喷射砼喷射厚度（包括钢筋网喷射砼）应符合设计要求。
合格：
全部检验标志处的喷层厚度应有60%及以上不小于设计厚度，其余最小厚度不得小于设计厚度的1/2。
优良：
喷层厚度应有90%及以上符合设计厚度，且喷面平顺，漏喷。
检验数量：
隧道每20米，至少应检验1个断面，每个断面应小于拱顶每隔2m检验一点（拱部不应少于3点），结构每100m2检验一点。
检验报告：
查阅设计图，施工记录，钻孔量测厚度。
合格：
符合本项目规定。
优良：
符合本项目规定，并且受喷面均匀。
检验数量：
逐段检查
检查方法：
观察。
（2）喷射砼强度检查
可采用喷大板切割法，当不具备切割条件时，可采用边长150mm的立方体无底试摸，在其内喷射砼制作试件。
试件成型的喷射方向应与边墙相同
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