北京地铁土建工程安全施工技术控制要点暗挖Word格式文档下载.docx
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2.3特大断面分步开挖施工32
2.3.1中洞法32
2.3.2侧洞法33
2.3.3桩柱法34
2.3.4洞身开挖36
2.3.5洞内人工挖孔桩36
2.3.6钢管柱41
2.3.7车站大断面衬砌施工43
3重点部位施工现场控制要点50
3.1倒挂井壁法竖井施工50
3.1.1竖井施工50
3.1.2竖井马头门施工50
3.2暗挖风道与主体交叉部位开口施工52
3.2.1纵向开挖导洞断面挑高52
3.2.2转向车站群洞的开口施工53
3.2.3转换体系施工中质量安全控制要点55
3.3挑高段等断面变化部位56
3.3.1断面转换施工方法56
3.3.2断面过渡技术措施57
3.4平顶直墙施工技术要点58
3.5斜坡段施工技术要点59
3.6联络通道泵房施工60
3.7下穿重要建筑物、管线施工技术要点61
3.7.1下穿重要建筑物技术要点61
3.7.2下穿管线施工技术要点62
3.7.3施工注意事项64
3.8地质异常区处理技术要点64
3.8.1地质挖孔探测首先要防止损坏既有管线64
3.8.2挖孔过程65
4特殊地质施工现场控制要点68
4.1粉细砂地层68
4.1.1原材料68
4.1.2改性水玻璃组成及制浆方法控制68
4.1.3改性水玻璃性能68
4.2砂、卵石地层68
4.3软-流塑状地层69
4.4注浆控制技术措施69
5施工现场应急处理要点71
5.1隧道开挖坍方71
5.1.1工程地质和水文地质71
5.1.2预控措施71
5.1.3应急措施72
5.2涌砂、涌水处理75
5.2.1预控措施75
5.2.2隧道内涌砂、涌水应急措施75
5.2.3事故上报和应急处理程序76
1总则
浅埋暗挖法是地下工程施工的主要方法之一，在城市地铁、市政地下管网及地下空间等浅埋地下结构物的工程中有着广泛应用。
多用于第四纪软弱地层，开挖方法有正台阶法、单侧壁导洞法、中隔壁法（也称CD法和CRD法）、双侧壁导洞法（眼镜工法）等。
该方法对地面建筑、道路和地下管网影响不大，拆迁占地少，不扰民，不污染城市环境等优点，且无需多种专用设备，灵活方便，适用于不同地层、不同跨度、多种断面，可以提供大量就业机会，是适合我国国情的好方法。
1.0.1适用范围
适用于北京地铁浅埋暗挖施工，特别是在粘土层、粉质粘土、中粗砂、粉细砂、砂卵石等地层中浅埋暗挖地下工程。
1.0.2浅埋暗挖施工基本原则
1严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则。
2不同的地层采取不同的支护措施，优化施工顺序，保证洞室施工安全，减小地表沉降，最大限度减少对地表建筑、地下构筑物的影响，做到稳妥可靠，万无一失。
3施工方法的选择原则是在确保安全的前提下，快速、优质完成土建工程，缩短工期，尽量降低工程造价。
4开挖体系、支护体系、量测体系必须紧密结合。
1.0.3参考文献
1《地下工程浅埋暗挖技术通论》，王梦恕，安徽教育出版社
2《地下铁道工程施工及验收规范（2003年修订版）》GB50299-1999
3《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003
4《车站工程施工质量验收标准》QGD-006-2005
2主要施工方法现场控制要点
2.1标准断面台阶法
2.1.1超前地质预报
1超前地质预报主要内容
1）地表地质异常情况：
检查施工范围内地表地质异常情况，空洞、松散及含水等情况。
2）围岩加固情况：
检查掌子面超前注浆加固土体后的效果。
3）掌子面状况：
对掌子面进行地质素描，内容主要包括地下水状态（出水点、出水量、水压力、突水情况等），地层岩性（产状、结构、地质构造影响程度等），土层特征（名称、风化状况、土层结构、质地、强度），地质结构面（间距、延伸性、粗糙度、张开性等），软弱夹层，贯穿性强的大节理、断层（填充情况、风化程度、开度、渗漏）等。
根据地质素描图的内容，绘制地质素描图，并做出开挖面前方较短距离内的地层的稳定性分析，通过综合分析判断，提出地质预测报告。
4）洞体开挖（内缘）状况：
检查洞体开挖超欠挖、喷射混凝土是否密实及注浆填充效果等。
5）土壤含水量、容重、塑性指数：
检查土体本身特性参数，为下一步开挖、支护提供施工参数。
2超前地质预测预报方法
1）超前地质预测预报方法包括：
长距离地质预测预报技术、短距离地质预测预报技术、红外线超前探水法和地质雷达探测法。
2）针对北京地铁暗挖施工，一般采用短距离超前探孔法，施工中常用洛阳铲或煤电钻对掌子面前方3～5m地层情况进行挖探或钻探，探测前方地层地质、水文情况，为下一步开挖施工提供必要的施工参数。
3信息反馈：
通过各种方法收集地质信息，进行综合分析、判断，并将处理结果反馈给施工，及时变更设计、调整施工方法和支护参数。
2.1.2超前大管棚预支护
水平管棚与隧道埋深、土体刚度、初支强度、开挖方法、掘进速度等是一个有机的整体，控制管棚沉降必须综合考虑以上各因素的作用。
管棚布设如图2.1.2所示。
1主要技术要求、标准及控制方法
1）钻孔施工允许偏差（见表2.1.2）
表2.1.2钻孔施工允许偏差
项目
外插角
孔位
孔深
孔径
允许偏差
1°
±
50mm
30mm
比钢管直径大30～40mm
检验方法：
外插角及孔位偏差使用仪器测量，孔深和孔径采用尺量。
2）管棚的数量、长度应符合设计要求。
3）管棚的纵向搭接长度应符合设计要求。
4）管棚按设计要求参数注浆饱满，注浆量和注浆效果以设计压力和注浆量检查、控制。
为保证管内注浆填充效果，应在浆液中加入少量微膨胀剂。
2施工注意事项
1）外插角和外插角偏差应根据隧道纵向坡度和管棚施工设备的误差确定，并应考虑管棚一次施工长度、根据端头误差要求控制偏差。
以管棚不侵入暗挖施工轮廓为原则。
2）管棚施工按照由高孔位到低孔位、隔孔施工的顺序进行，管棚钻孔完毕应及时安装钢管并注浆，避免塌孔及地表沉降过大。
3）管棚所用管节接长时，采用丝扣连接或焊接连接都应该在连接部位采取加强措施，避免长大管棚施工中因连接部位破坏造成的断管等问题。
实际操作中可采用加套管焊接或增设加强肋板的方法。
此外，还应注意采取调整管节长度的方法使相邻管棚的连接部位相互错开。
4）钻孔前必须清楚前方管线及地下建筑情况，钻进中如遇障碍不可强行钻进。
5）如遇卡钻、塌孔等问题应先注浆然后重新钻孔。
3安全保证措施
1）施工前准备工作：
①设备检查：
是否有缺件，好坏程度。
电机、钻机、泵等测试运转是否正常，所有部件是否完好；
液压系统是否通畅，密封完好度，液压油泄漏状况。
②检查所有焊接部位是否有开焊、有则补焊。
③各种部件是否有变形，有则进行校正。
2）钻机支架一定要稳固，重点检查以下内容：
①升降系统：
卡瓦等上紧，加强整体性。
②所有螺母必须拧紧，发现溢扣者必须换掉。
③丝杠、顶杠要顶紧、有效，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。
3）电器设备、电缆、电线必须有漏电保护、防水保护。
4）照明设备以保证各工种正常生产、安全生产为原则，灯具布局合理，不得来回拉拽电线、移动照明灯。
5）施钻时，按机械操作规程操作，严防机械伤人。
6）注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力过大管路破坏伤人。
7）钢管内注浆时，操作人员必须带好口罩、眼镜及胶手套等防护用品。
8）施工部位必须照明充足。
9）随时注意掌子面的情况，防止注浆压力过大掌子面开裂。
10）施工中加强地面沉降和管线监测。
4应急处理措施
1）施工前应对施工影响范围内和管线进行探测，核对管线资料，调查管线等分布情况、最大埋深，根据调查结果做出相应防范措施。
2）孔口管密封盒的安装必须严格按要求进行，麻片缠绕要认真，松紧度、均匀度、厚度都要控制好。
与混凝土内衬墙连接固定要牢固、有效。
3）钻进中出现涌水、涌砂时：
①压紧密封装置的法兰，适当改小泵送水量；
②如发现地下水压力太大，可迅速加固孔口管；
增加胀管螺栓和爪片数量，以便加固孔口管，防止孔口管外移。
4）孔内事故的处理：
①钻进中发现孔斜明显超标（限）：
须查明原因，采取有效纠偏措施，如：
调整角度或补打支护管等。
②为预防缩孔、抱钻等情况，应注意以下事项：
a.严格控制泵压、泵量，泵工时刻观察冲洗液消耗量及循环状况，避免出现“干钻”。
b.钻进中途应避免随意停钻（例如用餐、交接班等），必须停钻时尽量压缩停钻时间。
5）遇特殊情况时，在采取紧急处理措施的同时应按照程序向上级及时汇报情况。
2.1.3超前小导管预支护（含预注浆）
北京地铁隧道地层岩性一般为粉细砂层、中粗砂层、卵石层和粘土层。
采用小导管超前支护预加固地层技术，通过注浆，使小导管周围土体固结形成承载壳，在小导管及承载壳的棚架作用下开挖下部土体既安全又稳妥，可有效地控制拱顶坍塌。
①钻孔施工允许偏差见表2.1.3。
表2.1.3钻孔施工质量控制标准
孔距
15mm
0，＋25mm
外插角及孔位偏差使用仪器测量，孔深和孔距采用尺量。
②导管的数量、长度应符合设计要求。
③导管的纵向搭接长度应符合设计要求。
2施工控制要点
1）注浆加固范围及小导管布设：
小导管一般采用钢花管。
小导管单根长度根据不同的衬砌结构断面采取不同的长度，环向间距按设计，从拱部格栅中穿过，仰角及外插角10°
～15°
（角度过小影响下榀格栅的架设，极易造成侵限，角度过大，易出现超挖现象）。
布设范围大部分在拱部120°
角范围内，根据不同的地质条件每两循环或每循环打设一次，在难固结的砂、卵石地层特殊地层中每循环打设，一般地层中两循环打设一次，前后两次小导管搭接长度不小于1m。
小导管布设见图2.1.3-1。
2）小导管加工制作、安装：
小导管一般采用Ф32～42普通焊管加工而成，小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。
小导管中间部位钻Ф8～10mm溢浆孔，呈梅花形布置，尾部1.0m范围内不钻孔防止漏浆，末端焊Ф6环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管连接。
在卵石地层中，用YT-28风钻钻孔，或用吹管将砂石吹出成孔，在砾岩层中用煤电钻钻孔，插孔时用气动锤振入。
3）缝隙封闭：
排管完成后，沿小导管周边喷8～10cm厚混凝土，封闭2h后，开始注浆。
4）浆液选择、配制及注浆：
导管注浆浆液据实际地层情况选用：
根据北京地层大都呈弱碱性的特点，含水地层宜采用双液浆；
粉砂层宜采用改性水玻璃浆液；
砂砾层宜采用水泥浆，配比如下供参考：
①水泥浆：
浆液水灰比可为1.25：
1.0，1.0：
1.0，0.8：
1.0三个等级，浆液由稀到浓逐级变换，即先稀后浓。
注浆完后，立即堵塞孔口，防止浆液外流。
注浆异常现象处理：
a.注浆中如发生与其他孔串浆应将串浆孔堵住，轮到注该孔时，拨出堵塞物，用高压风或水冲洗，如拨出堵塞物时，仍有浆液外流，则可不冲洗，立即接管注浆。
b.压力突升则可能发生堵管，应立即停机检查处理。
c.如果压力长时间上不去，应检查是否窝浆或流往别处，否则将应调整浆液配比，缩短胶凝时间，进行小泵量低压或间歇注浆，但间歇时间不能超过浆液胶凝时间。
②改性水玻璃注浆施工：
根据北京地层大都呈弱碱性的特点，改性水玻璃是以水玻璃为主剂，以硫酸及其它辅助材料为副剂配置而成，作为粉细砂层的注浆材料。
当水玻璃溶液浓度为10-20Be’，硫酸溶液浓度10%-30%时，在弱碱性粉细砂地层中，两溶液体积比为（1-5）：
（1-2.5），配置后浆液呈弱酸性，PH=5-6。
每立方浆液平均需料量为：
水玻璃（35Be’）380-410kg，工业硫酸（98%）110-120kg，水400-600kg，促进剂3-6kg。
改性水玻璃注浆工艺流程见图2.1.3-2。
③双液浆施工
a浆液的配制：
水泥浆液和水玻璃浆液分别在两个容器内，按一定的配比配制好待用。
b注浆参数的选择：
双浆液配比根据现场试验确定，一般情况下水泥浆：
水玻璃浆=1：
1～1：
0.8（体积比）。
水玻璃浓度一般为35°
Be'
，凝胶时间根据实际情况确定，一般为8～10min。
注浆初压拟为0.3Mpa，终压为0.5Mpa。
注浆压力不宜超过0.5Mpa，否则浆液损失过大，造成浪费。
双浆液工艺流程见图2.1.3-3。
c注浆工艺及设备：
注浆管联接好后，注浆前先压水试验管路是否畅通，然后开动注浆泵，通过闸阀使水泥浆与水玻璃浆液在注浆管内混合，再通过小导管压入地层，注浆工艺及设备详见图2.1.3-4。
图2.1.3-4注浆施工工艺设备流程图
5）小导管注浆施工工艺流程：
超前小导管注浆施工内容主要包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序。
其施工工艺流程见图2.1.3-5。
3施工注意事项
1）超前导管施工按照由高孔位到低孔位、隔孔施工的顺序进行，导管打设应根据地层选用相应的方法，避免打设对土层扰动过大。
眼孔完成后应及时安装导管，避免塌孔。
2）采用改性水玻璃浆液超前支护时，应当注意浆液固结土体的时效性：
注浆应在下一循环开始前进行，注浆和开挖之间的时间间隔不应超过2h；
浆液配置完成后，应及时压注，不宜过久放置；
压注前选取与掌子面相同土质试验固结效果，确认效果较好后进行压注。
3）注浆前必须封闭掌子面，导管端部应作止浆盘、止浆塞；
所用注浆机械必须有可靠的卸压措施；
注浆作业人员必须穿防护服，戴防护面罩，防止压力突变导致化学浆液飞溅伤人。
2.1.4土方开挖
标准断面台阶法施工步骤如下：
序号
图示
施工步骤说明
1
一、沿区间隧道拱部打设小导管注浆加固地层。
2
二、上台阶开挖支护
1、开挖上部土体（预留核心土）；
2、架立格栅钢架并打设边墙锁脚锚杆并注浆；
3、挂网喷混凝土。
3
三、下台阶开挖支护
1、开挖下部土体；
2、架立格栅钢架；
4
四、施作仰拱
1、基面处理；
2、铺设防水层及防水层保护层；
3、绑扎钢筋；
4、立模并浇筑混凝土。
5
五、施作拱墙衬砌
2、铺设防水层；
1）控制开挖每循环进尺及超挖值，标准及方法见表2.1.4。
表2.1.4隧道开挖质量控制表
地质
允许超挖值（mm）
检验方法
平均
最大
土质
60
100
仪器量测及尺量
2）确保上下台阶长度合理：
以满足上台阶作业安全及隧道全断面“尽早封闭”为原则，一般控制在1-1.5倍洞径（D），或符合设计要求，见图2.1.4。
控制方法：
尺量。
3）严格控制隧道开挖断面的中线、高程，满足贯通误差“平面位置±
30mm，高程±
20mm”的要求。
4）确保预留核心土质量：
核心土预留根据开挖断面大小及掌子面地质条件确定尺寸，一般为距离拱顶高度1.6m～1.65m，两侧距边墙为0.8m，长度为1.0～1.5m；
预留核心土土体必须是未经扰动的原状土；
核心土应留有坡度，并不得出现反坡。
1）确定隧道开挖每循环进尺可沿隧道前进方向每5m在拱顶及两拱脚部位分别设置里程点，5m之内的进尺控制都以此里程点为基准；
可有效的减少累积误差和开挖尺寸偏差。
对于曲线段及斜坡段应适当加密。
2）台阶法施工，下台阶应在上台阶初期支护结构基本稳定后开挖。
3）开挖要控制超挖，严禁欠挖。
1）基本原则：
施工中必须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，尽少扰动围岩，短进尺，尽快施作初期支护，并使每步断面及早封闭，采用信息化施工，勤量测和反馈以指导施工。
2）要加强对开挖工作面地质的观察和记录，判断其稳定性并预报开挖面前方的地质情况，以指导施工。
必要时，应采取锚喷或注浆等有效措施确保开挖工作面的稳定性。
3）根据现场情况，若上导洞的掌子面位于粉土地层且导洞上方有管线渗漏水使掌子面无法自立时，上导洞掌子面用C20喷混凝土（厚度5cm）封闭，全断面的掌子面封闭则在工序转换时间较长无法开挖或停工时用C20喷混凝土封闭。
4）在通过不良地质和地面环境复杂地段，应充分利用“时空效应”，快速通过，遇特殊情况应及时封闭掌子面，再次开挖前应对掌子面进行加固后开挖。
5）必须保证隧道开挖在无水条件下进行，渗、漏水地层须在查明水源后，根据现场的不同情况采取“截、排、导、堵、泄”相结合的治水措施进行处理。
对渗透系数差异较大的土层、砂层，施工期间要密切注意流砂、流土或管涌等不良现象，发现问题应及时进行处理。
6）开挖应先开挖上台阶环形拱部，预留核心土，严禁掏“神仙土”。
7）同一隧道相对开挖，当两个工作面相距20m时，应停挖一端，仅从一端开挖，并做好测量工作，及时纠偏。
8）当隧道超挖或小规模坍方时，必须及时进行回填并注浆。
9）为了预防突发事件，施工前准备一定数量的应急钢横撑以及方木、砂袋等其它应急材料。
2.1.5格栅架立
1）格栅加工控制
①格栅加工组装后应在同一平面内，加工后整榀格栅应进行试拼检查。
仪器放样，尺量。
②格栅刚架钢筋弯制和末端弯钩型式应符合设计要求；
钢筋与连接板焊接必须牢固。
尺量，观察。
2）格栅架立
①允许偏差：
纵向允许偏差为±
30mm，横向允许偏差为±
20mm，高程允许偏差为±
15mm。
仪器测量，尺量。
②格栅安装应严格按照设计要求设置纵向钢拉杆和锁脚锚管，打设超前小导管并预埋回填注浆管。
观察、尺量。
1）直线段沿隧道前进方向每5m在拱顶及两拱脚部位分别设置里程点，曲线段可适当加密。
5m之内的格栅间距控制都以此里程点为基准，可有效的减少累积误差和格栅步距偏差。
2）格栅高程控制应同时控制格栅顶点及两拱脚高程。
3）格栅安装调整应按照先控制高程再控制中线的顺序，以减少施工中的反复调整。
4）纵向钢拉杆应内外交错布置，钢拉杆采用搭接焊连接，单面搭接焊长度不小于10倍的钢筋直径，并与格栅主筋牢固连接。
5）超前导管、锁脚锚管打设后应与格栅主筋牢固焊接。
喷射混凝土后，应及时注浆。
1）格栅安装必须在开挖完成后及时进行，严禁开挖完成后掌子面长时间暴露。
2）上台阶格栅安装时，拱脚部位必须密实，并以方木或钢板等支垫牢固；
严禁悬空。
3）格栅连接必须将连接螺栓拧紧并点焊固定，并在连接部位增设与格栅主筋同直径的加强钢筋，加强钢筋与两侧格栅主筋双面焊接5d。
4）架设格栅过程中如发生小规模掉块等情况，应在相应部位增设回填注浆管，初支封闭后及时回填密实。
5）安装格栅前，应将台阶上暂时不使用的机具移开，并平整地面以便安装作业。
6）格栅架设连接点连接质量是初期支护裂缝甚至开裂的重要因素，应重点检查。
2.1.6喷射混凝土
1）喷射混凝土配合比控制
①原材料的要求：
水泥：
采用不低于425#普通硅酸盐水泥，使用前做强度复试，其性能要符合现行水泥标准。
细骨料：
采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5。
粗骨料：
采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于15mm，级配良好。
使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。
水：
采用不含有影响水泥正常凝结与硬化有害杂质的自来水。
速凝剂：
使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验，其初凝时间不得大于5min，终凝时间不得大于10min。
掺量根据初凝、终凝试验确定，速凝剂为水泥用量5%左右，要求专人记录严格控制。
②喷射混凝土每盘称重允许偏差为：
水泥±
2%，粗、细骨料±
3%，水、外加剂±
2%。
复称检查。
2）喷射混凝土厚度；
每个断面检查点的80%以上的喷射厚度不小于设计厚度，最小值不小于设计厚度的95%；
平均喷层厚度不小于设计厚度。
喷射前检查开挖面尺寸并设置控制喷层厚度标志
3）喷射混凝土强度控制：
喷射混凝土的强度必须符合设计要求。
严格执行施工配合比；
喷射过程中留置同条件试件；
喷射混凝土注意养护。
1）严格控制混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土各项指标都必须满足设计及规范要求，混凝土拌合用料称量精度必须符合规范要求。
2）严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求。
3）喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。
同时加强对设备的保养，保证其工作性能。
4）喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密。
5）初喷混凝土紧跟掌子面，复喷前先按设计要求完成超前小导管、钢筋网、格栅钢架的安装工作。
6）渗漏水地段的处理：
当围岩渗水无成线涌水时，在喷射混凝土前用高压风吹扫，开始喷射混凝土时，喷射混凝土由远而近，临时加大速凝剂掺量，缩短初凝、终凝时间，逐渐合拢喷射混凝土，有成线涌水时，斜向窜打深孔将涌水集中，再设软式橡胶管将水引排，再喷射混凝土，最后从橡胶管中注浆加以封闭。
止住后采用正常配合比喷射混凝土封闭。
7）喷射混凝土如发现裂纹应用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续发展，若还继续发展，找出原因并作处理，对可能掉下的喷射混凝土撬下重新喷射。
如出现小坍塌或局部超挖，严禁用砂袋填充，同时喷射混凝土回弹料禁止使用。
8）坚决实行“四不”制度：
即喷射混凝土工序不完，掌子面不前进，喷射混凝土厚度不够不前进；
混凝土喷射后发现问题未解决不前进；
监测结构表明不安全不前进。
以上制度由现
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