曲阜路施工组织设计文字Word格式文档下载.docx
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粘土
117
以上土层上覆土压力较小，透水性较强，在一定的水压力下会产生流沙或管涌等不良地质现象。
基底软~流塑粉质粘土层压缩性高、灵敏性高、强度低，易产生蠕动现象，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制。
施工难点主要表现在以下两个方面：
（1）围岩自稳能力极差，开挖后易产生坍方，严重时可能发生流沙或管涌现象，使施工无法进行；
（2）掌子面难以稳定，掌子面前方的地面沉降难以控制，在道路区，过大沉降易引起路面开裂，甚至坍陷，影响交通安全；
在管线和建筑物区，地面沉降过大，易造成地下管线破坏和建筑物开裂，危及建筑物安全。
3、隧道与道路、管线位置关系
该区段隧道横穿交通繁忙的西藏北路，上有污水管线、供水管线、电话、电缆线。
4、受力分析
隧道计算可以取中间每延米隧道作为平面应变问题来近似处理，荷载结构模型进行计算。
正常使用极限状态计算模型地震作用计算模型
使用期间荷载结构计算模型
四、变形控制基准
地面隆沉总体上控制在+10mm、-30mm之内。
并应根据地面构筑物和隧道的相对位置进行具体情况分析，力求减少超控量。
建筑物允许倾斜值按《建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）》取值，多层和高层建筑物基础（片石基础和毛石基础除外）的允许倾斜值：
当建筑物高度≤24m，取0.004。
五、施工组织机构及安全保证体系
施工组织机构框图
调度室
设项目经理部，项目经理1人，项目书记1人，项目副经理1人，总工程师1人，经理部由工程部（设技术科、测量班、试验室、监控量测组）、安质部、计划部、财务部、物资设备部、办公室和专家顾问组组成，
六、施工总体进度计划
单根管棚施工时间表
时
间
项
目
时间（h）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
测量放样
钻机定位
钻孔
扫孔
安钢管
注浆
钻机移位
其他
注：
表为一台钻机，各工序作业时间图表，即完成一根34m管棚施工需要10.5h，每循环用2台钻机施工。
掌子面13m长注浆管安装及掌子面注浆、止浆墙施作3d时间。
七、投入的主要机械设备
主要施工机械设备表
序号
设备名称
数量
规格型号
主要性能指标
进场时间
钻机
MKD-5S
37KW
2001.10
单液注浆泵
HFV-5D
双液注浆泵
SYB—60/5
7.5KW、5Mpa
2001.11
风动凿岩机
16
YT—28
电动葫芦
10T
备用2台
斗车
0.6m3
搅浆机
机机
QV-300/50
300L/盘,25KW
高压水泵
SNC-H300
2001.8
潜水泵
15
SQY-15
2001.9
砼喷射机
PZ-5B
5m3/h,5.5KW
砼输送泵
HBT60C
60m3/h
2001.12
砼搅拌机
JZ350
13
电焊机
AX-500A
10KW
14
切筋机
GQ40
弯筋机
WY-40
电动空压机
20m3/min,120KWWW
17
砼衬砌台车
液压自制4台、组合1台
9m、6m
2002.6
18
泥浆泵
TBW250/50
18.5KW
2002.5
19
水平测斜仪
TY-1
20
水平定向仪
21
泥浆测定仪
22
水泥浆搅拌机
2002.3
23
全站仪
捷创力520天宝602M
r（2+2ppm）
2001.7
24
经纬仪
J2
25
水准仪
NA20
±
2.0mm/km
26
精密水准仪
DS1
0.4mm/km
27
激光导向仪
4套
LCG1
15mm/100m
28
精密投点仪
1:
200000
29
铟钢板尺
1把
3M
30
塔尺
2把
5M
31
悬吊钢尺
30m
32
钢尺
33
光学对点器组
1组
34
坑道收敛计
SWJ
35
频率接收仪
SS2
钢弦式
八、结构的主要支护参数
1、大管棚加小导管超前加固注浆法。
大管棚采用Φ108×
6无缝钢管，单位重量15.09kg/m，环向间距0.30m，注浆材料：
水泥—水玻璃双浆液，注浆压力0.8~1.0Mpa。
2、小导管采用Φ32×
3.25普通水煤气钢管，单位重3.13kg/m，长度2.5m，搭接长度1.5m，环向间距0.30。
注浆材料：
水泥—水玻璃双浆液，注浆压力1.0~1.5Mpa。
3、锚杆采用Φ25中空注浆锚杆。
在隧道中心线两侧，每侧边墙布置4根，长度3.5m，纵距0.5m，环距1.0m。
4、临时仰拱。
采用I20工字钢横撑，单位重量27.9kg/m，与格栅焊接，纵距0.5m，网喷砼C20，厚20cm，钢筋网规格15×
15cm网格，Φ6.0钢筋，单位重量4.44kg/m2。
5、锁脚锚管采用Φ32×
3.25普通水煤气钢管。
每榀格栅布置4根，单位重3.13kg/m，长度2.5m。
6、掌子面加固注浆管。
采用Φ42PVC管加固注浆管，管长13m,搭接长度4m。
止浆墙厚0.3m，C20网喷砼，钢筋网采用Φ6钢筋，15×
15cm网格，单位重量4.44kg/m2。
5、开挖后，掌子面采用C20喷射砼封闭，厚度100mm；
6、上断面格栅钢架底脚用500*270*10mm的钢板作垫板，相邻钢板焊接。
7、大管棚止浆墙厚0.35m，用C20砼网喷。
采用Φ6钢筋，15×
15cm钢筋网。
九、总体施工方案
开挖采用上下台阶法开挖，施以大管棚加小导管超前加固注浆辅助施工方法。
在施工过程中本着“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”原则，加快开挖支护的时空效应。
实施动态管理，及时进行信息反馈。
适时施作二次衬砌。
（一）、长管棚加小导管超前加固施工方法
1、超前大管棚施工工艺（见超前大管棚施～工工艺流程图）
施工工艺流程如下图
准备工作
止浆墙施工
管棚工作室施工
导管制作
顺利
扫孔
困难
安装钢管
撤离开挖
注浆
钻孔
对正孔位
钻机就位
搭建施钻平台
测定孔位
开挖前，用φ108×
6大管棚加φ32×
3.25注浆小导管作为超前支护。
管棚环向间距0.30m，管棚长34m，管棚4m以外打设间距20cm的注浆孔；
注浆采用水泥～水玻璃双液浆。
管棚注浆参数如下：
水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥
水玻璃浓度25～35Be°
水泥浆水玻璃浆液体积比1：
水灰比0.6～0.8
注浆压力0.8～1.0MPa
1.1人员、机具、材料就位。
⑴人员培训、分工；
⑵机械检查、就位；
⑶合格材料进场。
1.2管棚工作室施工
由于管棚工作室断面比正洞断面大，所以管棚施工以前的左翼比正常断面大0.8米的工作室，断面形式与正常断面一样。
1.3套拱安装
待工作室施工完毕，掌子面清平，并打钢筋锚杆、挂双层钢筋网、喷10cm厚C25砼临时封闭掌子面，然后在工作室内部靠掌子面立两榀钢架，沿隧道纵向以间距0.9米排例，要求钢拱架安装稳定，每榀钢拱架径向以间距0.5米打4米长的钢筋锚杆，入土段用锚固剂锚固，另一端和钢拱架焊接牢固，纵向钢拱架用φ22钢筋以间距0.5米纵向连接牢固。
钢拱架垂直度允许偏差为0.5%；
高程允许偏差+30mm;
横向允许偏差+30mm。
1.4止浆墙施工
套拱安装结束后立即在掌子面打钢筋锚杆、挂钢筋网后，喷40cm厚C25砼封闭掌子面。
1.5导管加工
加工4米和6米两种规格规格的管；
为使钢管对接，钢管两端分别加工成公、母丝扣，丝扣长15cm,丝扣牙距5mm，管壁加工间距为20×
20cm的φ8mm溢浆孔，梅花型布置，以利于浆液通过管壁孔扩散到地层中。
安装同孔导管时将3米管和6米管间隔装入孔中，相临两孔丝扣连接处相互错开。
1.6测定孔位
用经纬仪精确测定钻孔孔位，并用红油漆标注在掌子面上。
1.7导向管的安装
为使导管安装在设计的位置，钻机施钻时要按设计的角度钻孔，故钻孔前需安装导向管，使得钻孔方位正确：
⑴导管的倾角计算
①计算出线路坡度δ1；
②考虑管端在下一管棚工作室因搭接抬高所需的倾角δ2；
③因钻杆施钻时前端自然下垂的修正倾角δ3；
由上综合得出导管的倾角：
δ=δ1+δ2+δ3
⑵导管的真方位角计算
⑶根据⑴计算的倾角和⑵计算的真方位角依次用全站仪在钻孔孔位前精确安装长1.5米的导向管。
导向管内径比钻头直径大10mm左右，然后将导向管和管棚工作室末端安装的套拱格栅牢固焊接在一起。
1.8搭建施钻平台
施钻平台用15cm╳15cm方木由下向上、由两边至中间根据孔位依次搭成“井”字形，用扒钉连接固定，上面用木板铺平。
要求钻机平台搭建必须牢固，钻机安放到平台上以后，要用钢丝绳紧固，防止钻进时钻机不均匀下沉、位移、摆动或倾斜而影响钻孔质量。
钻机距工作面的距离一般不小于两米。
1.9钻机就位
将钻机安放在施钻平台上，调整好高度、钻杆的倾角和方位角，然后将钻机牢固固定在施钻平台上，检查各管线和连接件是否正确。
1.10钻孔
将钻头和钻杆穿过导向管，对准已作好标记的孔位孔心，慢慢开动钻机，注意钻孔应平直，孔底偏差距离小于钻孔的半径。
根据该区间中的工程地质及水文地质子条件地段，本次钻孔施工以水钻为主，风钻为备用，辅以合金钻、金刚石钻等多种钻进方法，如遇特殊复杂地形，将采用预注浆法钻进成孔。
必要时，采用跟管钻进法。
根据实际情况还可相应地采用以下四种方案。
①硬质合金管钻法
在硬~可朔状地层，用φ63.5钻杆配φ120硬质合金钻具，干式钻进成孔。
钻进时可根据地层湿度适当加水，以提高钻进效率
②翼片式风动螺旋钻进法
在砂质粉土地层，用螺旋钻杆配三翼钻头，干式钻进成孔。
③预注浆法
在流塑状难以成孔的地层，采用超前预注浆工艺，先固结地层，再成孔。
⑴钻孔直径：
φ120~125mm；
⑵钻孔平面误差不大于15cm；
⑶孔斜控制措施：
①导向管导向；
②为了能顺利下管，成孔后用岩心管再进行扫孔，顺通孔道。
1.11安装导管
钢管安装时用钻机顶进，钢管间为丝扣连接，用自由钳旋转拧紧，相邻两孔的钢管接头要相互错开。
顶进钢管时要保证导管的倾角和方位角与钻孔钻杆前进的倾角和方位角一致。
最好在钻完一个孔后不要移动钻机，立即将该孔的导管顶入孔内，安装好导管后，再移开钻机进行下一孔的钻进。
钢管安装完成后，及时浇注厚40cmC25砼的止浆盘，以防止注浆时浆液由于压力而从管口溢出。
1.12注浆
⑴注浆采用水泥-水玻璃浆液，前进式注浆，水泥浆水灰比为1：
1，水泥浆与水玻璃的体积比为1：
1，水玻璃浓度为25Be~35Be之间
。
注浆参数根据现场试验情况进行调整。
⑵注浆管路示意图如下：
注浆达到预定压力后，即停止注浆，关上止浆阀门，打开泄压阀，待管内压力降为0后，关上泄压阀，同时将吸浆管放进旁边早已准备好的清水中，开动注浆机及时清洗管路。
⑶注浆要求
①注浆前用清水试压管路，检查管路是否连接紧密，如有问题及时处理。
②排气管要通到底，以防孔内压注空气浆液不能注到孔底。
对于单孔在注浆结束后，迅速拔除注浆管，并立即打入一个木桩。
封闭孔口，木桩用于止浆，是完成注浆的标志。
1.13质量标准及注意事项
⑴孔位误差为5cm，角度误差为1度。
⑵钢管的打入的实际长度不得小于设计长度的90%，否则应采取补救措施。
⑶单孔注浆量不得少于设计注浆量的80%
⑷做好注浆记录
⑸注浆过程中，发现异常现象必须及时处理。
2、建立完善的管棚施工劳力组织机构。
管棚施工劳力组织机构
副组长
由施工队队长负责管棚施工的全面管理和协调工作。
技术主管负责管棚施工方案的执行及对工班的技术交底工作。
管棚负责人负责管棚施工现场的指导、监督，各种参数的控制。
安全员负责现场的用电、机械使用、土方开挖等各工序的安全管理。
调度员负责力工的工作安排与各班组的协调。
材料员负责各种用料和机具的采购。
机修工负责浆液的拌制和注浆管理、施工设备的保养、维修和其它辅助加工。
大管棚施作时，下台阶停止开挖，止浆墙采用35cm厚双层钢筋网喷砼封闭上、下台阶，止浆墙做好后方可进行注浆作业。
钢筋网规格LL150×
150mm，搭接长度≮20cm，喷砼采用硫铝酸盐水泥。
3、拱部超前小导管施工工艺
（见拱部超前小导管施工工艺流程图）
拱部超前小导管采用φ32×
3.25普通水煤气钢管，小导管长2.5m，环向间距0.3m，插入大管棚之间，每排小导管搭接1.0，间隔一榀格栅安装一环。
注浆材料采用水泥-水玻璃双浆液，小导管注浆参数如下：
注浆压力1.0～1.5MPa
拱部小导管超前支护施工工艺流程图
或
直
接
⑴测量放样，在设计孔位点上标记。
⑵手持风钻钻孔后，将小导管沿孔打入，如地层松软也可用游锤或手持风钻直接将小导管打入。
⑶成孔：
超前小导管孔用SF电钻或YT-28风钻钻孔，由测量人员测放出钻孔位置后方可施工。
⑷布管：
a前小导管选用Ф32×
3.25普通水煤气钢管加工而成，顶部加工成锥形，尾端焊一圈φ8钢筋加强，其长度为2.5m。
b超前小导管仅在拱部设置，环向间距为30-35cm，外插角不小于5°
，不大于10°
c超前小导管应从格栅钢架腹部空间穿过，插入已钻好的孔中，尾端与钢架焊接，连为一体。
d封闭掌子面：
注浆前应喷射10cm厚混凝土封闭掌子面，以防漏浆。
⑸双液注浆
注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防漏浆，对于强行打入的钢管应先冲清管内积物，然后再注浆。
注浆顺序由下向上进行，浆液可用拌合机搅拌，如小导管双液注浆示意图。
水泥浆水灰比为0.6:
1、0.8:
1二个等级，浆液由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐步变浓直到0.8:
1为止。
4、掌子面注浆加固
掌子面采用L=13m、φ42×
4PVC管进行注浆加固，加固范围在掌子面全断面内，每次开挖进尺9m留4m做下一循环施工的止浆岩盘，止浆墙采用30cm厚C20网喷混凝土，作为注浆孔钻机的工作面和钻杆架立面。
注浆管间距1.0m×
1.0m、0.75m×
0.75m其中靠开挖轮廓线的外圈导管以3°
～5°
外插角注浆，以利加固土体。
注浆材料采用水泥～水玻璃双液注浆，注浆参数如下：
止浆墙为网喷30cm厚的C20砼（采用硫铝酸盐水泥），铺设双层钢筋网（钢筋直径φ6.0、15×
15cm）。
4、注浆异常现象的处理
⑴、在注浆过程中，发生浆液从其它孔流出的现象称为串浆，发生串浆时，在有多台注浆机的条件下，应同时注浆，无条件时应将串浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拨下堵塞物进行扫孔，用铁丝或细钢筋将管内清除并用高压风或水冲洗（拨塞后向外流浆的注浆管不必进行此工序），然后再注浆。
⑵、水泥与水玻璃双液注浆压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液注浆或注清水，待泵压正常时，再进行双液注浆。
⑶、水泥浆单液或水泥与水玻璃双液注浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。
（二）、开挖及初期支护
1.开挖方法采用CRD工法
2.开挖分二台阶，上台阶开挖每次0.5m，并进行初期支护，每1.0m施工一次小导管注浆，开挖台阶长度6~7m；
下台阶开挖每次0.5m，并进行初期支护。
施工顺序为上台阶开挖后及时采用10cm厚网喷砼封闭掌子面，架立格栅钢架，格栅钢架间距0.5m，每个拱脚施作两根锁脚锚管，锁脚锚管为φ32小导管，L=2.5m，锁脚锚管置入角度60°
，及时架设Ⅰ20工字钢横撑，并采用20cm厚网喷C20砼封闭。
喷射砼均采用硫铝酸盐水泥。
下台阶施工时，下台阶开挖后及时架设格栅钢架，每次开挖后，均采用10cm厚网喷砼封闭掌子面。
喷砼采用喷射硫铝酸盐水泥。
（三）、基底加固
施工时若基底软弱需加固，则在下台阶开挖前，打设φ32×
3.25基底注浆钢花管、长L=3.5m前倾角度30°
进行基底加固。
钢管环纵向间距40×
100cm，劈裂注浆加固，浆液为HC—T凝胶时间可调整的单浆液。
（四）注浆方法、参数与工艺
1.注浆孔布置
注浆孔的布置采用全断面内软弱围岩分界线内布置，注浆的先后顺序：
先四周后中间，中间布置一排水孔，以利于软土地层中的孔隙水在注浆过程中受到挤压时的顺利排出。
周边孔向外倾角3~5°
2.注浆管
大管棚采用φ108×
6无缝钢管；
小导管采用φ32×
3.25普通水煤气管；
掌子面注浆加固管采用φ42的硬质塑料PVC劈裂注浆管；
锁脚锚管采用φ32×
基底加固注浆管采用φ32×
3.25、L=3.5m普通水煤气管。
3.注浆压力
大管棚注浆压力：
0.8~1.0Mpa；
掌子面深孔注浆（PVC劈裂注浆管）：
1.0~1.5Mpa；
若进行二次注浆，第一次注浆压力0.6~0.8Mpa，第二次注浆压力1.0~1.5Mpa；
小导管注浆：
1.0~1.5Mpa。
锁脚锚管注浆：
基底加固注浆：
0.6~1.0Mpa。
4、注浆速度
根据地层吸浆量由经验确定，根据工程类比法确定如下：
V=30~50升/分。
5、凝结时间
浆液凝结时间通常控制在20~40分钟，太短，浆液凝固太快，注浆效果较差；
太长，浆液凝固时间长，严重影响到工期，所以，通常浆液凝固时间控制20~40分钟。
6、单孔注浆量q
掌子面注浆孔：
q=L×
R2×
π×
υ×
η×
n
=13×
0.52×
3.14×
47%×
1.25×
60%
=3.59（m3）
式中：
q：
单孔注浆量（m3）
L：
注浆段长（m），取13米
R：
浆液扩散半径（m），取0.5米
υ：
注浆段土层孔隙率，取47%
η：
浆液损失率，取1.25
n：
浆液有效充填率，取60%
小导管：
Q=0.69（m3）
大管棚：
Q=9.68（m3）
单管注浆工程量的确认，应以现场监理工程师的签认为准，理论计算量仅为施工控制参考量。
7注浆材料
考虑到区间隧道所通过的地层为淤泥质粉质粘土，采用一般注浆材料很难达到要求，同时对于隧道周边注浆要求浆液要保持后期强度。
因此，对不同注浆管拟采用不同注浆材料。
42.5级水泥和水玻璃双液注浆，水玻璃浓度为25~35Be0，模数2.6，浆液水灰比0.8：
1~1：
1左右（根据现场实施效果进行调整），水泥浆液与水玻璃的比例为1：
1。
42.5级水泥和水玻璃双液注浆，水玻璃浓度为25~35Be0，模数2.6，浆液水灰比0.8：
1左右，凝胶时间为20~40min。
PVC劈裂注浆管：
凝胶时间为20~40min，水灰比0.8：
1，水泥标号42.5级。
采用水泥和水玻璃双液注浆进行。
中空锚杆：
水泥单浆液，水灰比0.8：
基底注浆管采用HC-T凝胶时间可调注浆材料，凝胶时间为20~40min，水灰比0.8：
8注浆方式
全孔分段后退式劈裂注浆。
大管棚和小导管：
全孔一次性劈裂注浆。
（五）背后回填注浆
初期支护、二衬施作完成后及时进行回填注浆。
在拱部埋设注浆管。
注浆材料为水泥单浆液，水灰比0.6：
注浆压力为Ⅰ序孔0.1-0.2Mpa、Ⅱ孔0.2-0.3Mpa，应在砼强度达到设计强度的70%后方可注浆。
（六）二次衬砌
为保证衬砌施工安全与质量，采用大模板台车进行整体衬砌。
同时，根据监控量测结果必要时采用6.0m简易衬砌拱架，及时施作衬砌，确保施工安全。
十、监控量测
（一）目的：
1.确保
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