隧道工程明挖基坑施工方案Word文件下载.docx

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牵引种类：

电力；

列车类型：

动车组；

列车运行控制方式：

自动控制；

行车指挥方式：

综合调度集中；

建筑限界：

按《新建时速300-350公里客运专线铁路设计暂行规定》（铁建设〔2007〕47号）执行。

其他线主要技术标准

石家庄隧道内改建京广线速度目标值为160km/h，石青客专、石太联络线速度目标值为120km/h。

主体结构初步设计断面主要有双跨圆拱（平顶）直墙断面见图3-2、三跨圆拱（平顶）直墙断面见图3-3、四跨圆拱直墙断面见图3-4，结构高度为11.01m～13.3m，相应断面结构宽度为:

26.3m～29.58m、38.3m～41.0m、45.05m～45.55m、46.61m～49.87m。

各断面里程范围如下表所示

序号

断面形式

里程范围

1

双跨平顶直墙断面

DK278+000～DK278+210

2

双跨圆拱直墙断面

DK278+210～DK278+739

3

三跨圆拱直墙断面

DK278+739～DK279+740、DK280+045～DK281+288、DK281+353～DK282+176、DK282+267～DK282+690

4

三跨平顶直墙断面

DK281+288～DK281+353、DK282+176～DK282+267、DK282+690～DK282+980

5

四跨圆拱直墙断

DK279+740～DK280+045

3.2.2围护结构形式

隧道结构外轮廓距既有线路基边缘（线路中线外4m）的距离，在一倍基坑深度范围之内的地段以及隧道下穿各路口段，基坑侧壁安全等级为一级，重要性系数为1.1，围护结构最大水平位移≤0.15‰H，且≤30mm；

地面最大沉降量≤0.15‰H（H为基坑深度）。

隧道结构外轮廓距既有线路基边缘（线路中线外4m）的距离，在一倍基坑深度范围之外的地段，基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数为1.0，围护结构最大水平位移≤0.4‰H，且≤50mm；

地面最大沉降量≤0.3‰H（H为基坑深度）。

基坑整体稳定性安全系数为1.30；

带支撑抗倾覆安全系数为1.30；

墙（桩）底、坑底抗隆起安全系数为1.60。

围护结构形式:

一级基坑为“钻孔灌注桩+砼支撑+预应力锚索”、二级基坑为“钻孔灌注桩+预应力锚索”。

钻孔灌注桩采用Ф1200mm@1800mm、Ф1000mm@1500mm两种形式，砼支撑截面面积为800mm×

800mm，预应力锚索第一道为3φ15.2@3000mm、第二、三、四（局部地段只有三道）道为4φ15.2@1500mm；

桩间网喷100mm厚C25纤维砼，挂φ6@150×

150mm钢筋网。

围护结构具体形式见图3-6、3-7

3.2.3地下管线

本标段路内、路外管线繁多，由管线产权单位负责改移，施工单位配合。

3.3工程的地质、水文情况

⑴工程地质

沿线地表覆盖第四系地层，从上至下依次为杂填土、新黄土、粘性土、粉砂、细砂、中砂、卵石土。

岩性特征描述见表3.1。

表3.1地质岩层特性表

时代

成因

地层

编号

岩土

名称

土层厚度（m）

顶板高程（m）

岩性描述

Q4ml

①11

杂填土

0.40～4.70

灰黑色、褐色，稍湿～潮湿，由砖头、碎石、灰渣、混凝土、粉煤灰及粘性土组成

Q4al+pl

②11

新黄土

1.10～9.60

74.19～66.95

黄褐色、褐黄色，坚硬～软塑，夹铁锰氧化物和少量姜石，可见小孔隙

②42

粉砂

1.20

70.50

黄褐色，稍密，稍湿，主要成分为石英、长石、云母

③41

1.10～3.50

68.72～67.29

黄褐色，松散，稍湿，主要成分为石英、长石、云母

③42

1.00～4.10

69.17～65.57

黄褐色，稍密，稍湿，主要成分为石英、长石、云母，含少量粘土团块

③43

0.70～5.50

69.71～60.04

黄褐色，中密，稍湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块

③44

1.40

66.55～61.42

黄褐色，密实，稍湿，砂质纯，分选一般，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块

③52

细砂

1.20～1.40

67.01～65.32

黄褐色，稍密，稍湿，主要成分为石英、长石

③53

0.90～5.20

67.92～61.53

黄褐色，中密，稍湿，主要成分为石英、长石、云母

③61

中砂

2.70

62.90

黄褐色，松散，稍湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块

③62

1.30～4.50

69.34～61.99

黄褐色，稍密，稍湿，砂质纯，主要成分为石英、长石、云母，含少量粘性土团块

③63

0.70～7.10

67.94～58.73

黄褐色，中密，稍湿，砂质纯，主要成分为石英、长石、云母，含少量姜石及圆砾

③64

1.15～4.30

67.45～60.26

黄褐色，密实，稍湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块

③72

粗砂

1.00～1.00

62.03～62.03

黄褐色，稍密，稍湿，主要成分为石英、长石、云母，含少量粘性土团块

③73

1.10～6.90

65.53～59.67

黄褐色，中密，稍湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块及圆砾

③74

1.20～5.10

63.25～58.66

黄褐色，密实，稍湿，主要成分为石英、长石、云母，含圆砾

③83

砾砂

1.60～1.80

61.27～60.03

黄褐色，中密，稍湿，砂质不纯，主要成分为石英、长石、云母

③84

0.70～6.90

61.05～58.15

黄褐色，密实，稍湿，砂质纯，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块

Q3al+pl

④11

粘土

1.40～1.50

59.49～58.09

黄褐色，可塑，土质不均匀，含少量姜石、砂粒

④12

1.20～1.50

49.52～48.66

黄褐色，可塑，土质不均匀，含姜石，偶见锈斑

④21

粉质粘土

0.80～11.0

61.28～57.16

黄褐色，坚硬～可塑，土质均匀，可见铁锰氧化物及白色钙质条纹，夹细砂

④22

1.50～6.20

59.59～47.46

黄褐色，硬塑，土质均匀，可见铁锰氧化物及锈斑，含小姜石

④31

粉土

0.60～3.30

60.77～48.91

褐黄色，中密，湿～很湿，含铁锰氧化物、锈斑、粉砂、细砂

④43

0.60～5.90

58.53～51.08

黄褐色，中密，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块

④44

0.50～6.00

56.67～46.61

褐黄色，密实，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含粉土团块、偶见圆砾

④53

1.00～4.40

57.90～49.23

褐黄色，中密，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土、少量锈斑

④54

0.80～3.80

59.40～53.22

褐黄色，密实，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含圆砾及粘性土团块

④63

0.70～5.60

60.29～48.15

灰黄色，中密，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块

④64

0.60～7.85

57.86～47.70

褐黄色，密实，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含圆砾及粘性土团块，偶见圆砾

④73

1.20～2.40

57.15～54.19

灰黄色，中密，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块圆砾、少量云母片

④74

1.40～6.70

57.31～43.61

黄褐色，密实，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含粘性土团块

④84

1.00～3.20

52.85～51.86

黄褐色，密实，潮湿，主要成分为石英、长石、云母

⑤11

0.70～1.20

36.17～35.51

红褐色、硬塑，土质不均匀，含铁锰氧化物

⑤21

0.70～6.20

40.40～26.55

黄褐色，可塑～软塑，土质不均匀，含砂粒、铁锰氧化物、钙质结核、云母

⑤31

0.80～3.50

35.11～27.35

黄褐色，中密～密实，湿，土质不均匀，含云母片、砂粒

⑤44

1.00～2.90

46.52～30.55

褐黄色，灰黄色，密实，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含钙质胶结层，偶见圆砾

⑤64

1.10～1.10

32.51～32.51

褐黄色，密实，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含圆砾及粘性土团块，局部夹钙质胶结层

⑤74

0.90～2.20

43.80～28.71

褐黄色，密实，潮湿，主要成分为石英、长石、云母，含圆砾及卵石

⑤84

1.20～2.80

46.50～39.50

⑤91

圆砾

1.00～11.3

53.77～23.16

褐黄色，中密～密实，潮湿，主要成分以石英砂岩、灰岩为主一般粒径10～20mm，浑圆状，充填砂类土

⑤92

卵石

1.00～23.8

53.33～17.16

褐黄色，中密～密实，潮湿，主要成分以石英砂岩、灰岩为主一般粒径20～80mm，浑圆状，充填砂类土

备注：

本场地勘探深度内揭露的地层有第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）。

岩性主要为新黄土、粘性土、粉土、砂类土、碎石土及卵石土。

隧道主要穿过新黄土、粉土、中砂、粗砂及粉砂。

⑵水文地质条件

隧道经过地段无河流分布。

地下水主要为第四系孔隙潜水，含水层为砂、卵石层，主要由大气降水补给。

地下水水位埋深45～50m，均位于结构地板以下。

但在沟渠底部及较大排水管道附近存有少量上层滞水。

地下水历史最高水位埋深4.91m（1957年）

地下水八十年代水位埋深9.57～13.14m（1981～1985年）

地下水近三～五年水位埋深45～50m（水位高程23～28m）

3.4工程的特点及重、难点

3.4.1工程的特点

⑴基坑规模大，安全等级高，施工监检测要求高，监测工作量大；

⑵施工基坑距既有线距离近,施工风险及难度较大；

⑶工程上方结构物密集，明挖开槽法施工必须先行房屋拆迁完成后进行；

⑷地面管线众多，管线涵盖专业多，协调工作量大；

项目总体施工工期非常紧张，为确保京石、石武客运专线工程4年建设总工期目标，2012年6月30日全线开通，六线隧道必须在2011年5月底全部完工，竣工完成后，新石家庄站以北铺轨工程才能开始施工，考虑到隧道面广量大、施工干扰多等诸多因素影响，隧道的工期非常紧张。

3.4.2工程的重点

⑴房屋、管线拆迁直接影响施工进场时间，对工期是重大影响因素。

拆迁滞后将给后期施工带来资源、成本的加大投出。

⑵控制明挖隧道基坑变形，保证基坑稳定、既有线的正常运行是深基坑工程施工的重点。

⑶根据拆迁完成的进度情况，合理调配工料机资源，组织基坑各工序施工，是深基坑工程的施工重点。

3.4.3工程的难点及对策

3.4.3.1基坑开挖过程中的防护安全

明挖基坑围护采（用土钉墙）+围护桩+（砼支撑）+锚索方式，施工过程中必须确保防护体系的稳定和安全。

主要应对措施：

⑴施工前做好基坑防排水系统系统，防止基坑受水侵泡，降低基地土体粘聚力，造成基坑不稳定。

⑵基坑分层开挖至锚索（砼支撑）高程后立即组织锚索（砼支撑）施工，遵守“先锚后挖”、及时施加预加应力并锁定，二衬施工时不松锚。

⑶加强监测，根据监测反馈信息指导施工。

3.4.3.2房屋管线拆迁和交通疏导

隧道穿越石家庄市中心城区，下穿四个路口交叉段施工时倒边施工，分期进行交通疏解，以保证周围居民的正常通行；

石家庄六线隧道洞身范围房屋、地下管线及铁路线路众多，全部管线需迁改，工程量大。

⑴项目组织以项目经理为首的拆迁领导小组，主抓管线拆迁、场地移交与交通疏解工作，全过程积极配合业主、拆迁主管部门的管线拆迁工作，加强与交管、市政、管线单位、周边单位及居民的沟通、协调，并取得其支持与配合，为施工创造良好的外围环境。

⑵管线房屋拆除分专业设专人，对拆迁的过程进行动态跟踪，及时了解拆迁动向，敦促各产权单位极早完成拆改。

3.4.3.3保证工程的安全、质量

本工程结构位于既有铁路和城市道路之间，而且各种施工步序多，施工不当将引起地层较大的变形，危及既有线的行车安全，因此将开挖支护的形成作为我们施工的首要重点。

主要对策：

⑴建立完善的安全保障体系，责任到人，加强安全教育，并做好危险因素识别，制定各种突发事件的应急措施，施工过程中加强检查，将各种隐患消灭在萌芽状态；

⑵针对本工程所处不同位置、不同的地质条件，相应地制定完善的施工方法、工艺及技术措施，施工过程中严格各项工艺标准，做到万无一失。

⑶全面推行施工质量过程控制措施

在本工程施工中，我们将全面推行施工质量过程控制，切实抓好每道施工工序的质量，以工作质量来保证工程质量，用科学的管理、严格的制度来创造优质工程。

⑷进行针对性强，严密的监控量测，把工程施工过程中的地层、支护结构和周围环境的动态变化始终置于可控状态。

⑸优化设计图纸，建议对靠既有线侧的围护结构外围土体采用袖阀管注浆加固。

3.4.3.4保证工程工期

工程前期房屋、管线拆改工程量大，后期石太联络线隧道开工日期为2011年9月18日。

限定石家庄隧道必须在在石太联络线开工前完成（包括铺轨、通信安装），施工工期紧。

⑴过路口段的交通导改方案及时间不确定，为保证工期，做好过路口段盖挖段施工的技术准备工作。

⑵认真做好工程的统筹、网络计划工作，科学组织，合理安排生产。

⑶紧抓关键工序的管理与施工，控制工序作业时间，提高施工效率。

3.4.3.5做好环境保护、文明施工，并保证交通畅通

本工程位于既有铁路和城市道路之间，保证既有线施工及路口段的行车安全，决定了本工程的施工应高度重视对环境及周边交通的影响。

⑴建立完善的环保体系，施工前对工程情况进行分析识别，确定重要环境因素，并制定相应的措施，在整个施工过程中严格执行。

⑵尽量减少占用社会道路，合理布置场地，展现本单位的精神风貌和企业文化。

⑶合理地选择施工方案，严格控制环境污染，如钻孔灌注桩施工优先选用泥浆少的旋挖钻机施工；

围挡大门处设置洗车槽，车辆出场前进行冲洗，防止污染社会道路。

⑷合理地组织社会交通，设立明确的交通标志，必要时派专人指挥交通。

第四章施工准备

4.1基坑周边排水和防护

基坑土方开挖施工前，在基坑坡顶修筑排截水沟，有效排出地面雨水及施工用水向坑内排流，防洪材料及设备完善。

基坑周边1.2m高防护栏杆施工完毕，并应牢固，经验收合格。

4.2其它施工准备

相关应急预案完善，并经过实际演练，经监理单位批准。

⑵管线调查并改移完毕,围护桩施工所需的人员、机械设备及材料准备完善。

⑶围护桩及冠梁强度达到设计要求，无质量缺陷。

⑷土方开挖及基坑支护施工设备和材料准备齐全，人员到位并已培训完毕，设备运转正常。

第五章施工总体部署

5.1施工部署原则

围护桩施工过程中，应本着尽快为土方施工提供作业面的原则，施工跳桩时，尽量将围护桩连成一片，使基坑施工尽早进入土方开挖阶段。

⑵土方开挖过程中，掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五要点，遵循“纵向分段，竖向分层，从上至下”的原则。

⑶土方开挖在保证安全的前提下加快施工进度，必须满足主体结构施工工期要求。

⑷桩间支护及锚索施工遵守“随挖随支、先锚后挖”的原则。

⑸合理安排土方开挖、砼支撑、锚索等各施工工序，保证各工序按照施工进度需要合理安排施工。

⑹土方开挖施工过程加强监控量测，并根据反馈的监测信息合理调整施工进度。

⑺根据施工进度优化机械配置，提高机械化作业程度，保证施工进度。

5.2开挖工期目标

在保证基坑安全和稳定的前提下，确保按时进行开挖施工。

基坑土方开挖工期直接影响结构施工进度，进度指标确定为开挖上部土方1000m3/天，开挖下部土方600～800m3/天,土方集中在晚上进行。

锚索指标确定为200m/d,锚索施工以白天为主,穿插在土方作业过程中。

基坑开挖支护各节段于2009年7月逐步开始土方开挖。

土方开挖分段及方向见图5-1.

5.3工序划分

土方开挖划分为开挖、支护、锚索（砼支撑）施作三个主要工序，分别安排四个班组进行作业，土方开挖主要以机械为主，人工辅助修整；

基坑支护主要以安装钢网片、喷射混凝土为主；

砼支撑沿基坑方向两侧采用钢模板，砼支撑底面采用地模，人工修面，水泥砂浆找平；

锚索采用套管钻机施作，紧跟土方作业。

开挖分段及方向见图5-1.

5.4土方开挖工艺流程

基坑土方开挖工艺流程图见图5-2。

5.5总体施工顺序

土方开挖施工按照“纵向分段，竖向分层，从上至下、平衡开挖”的原则。

基坑开挖方向具体根据现场拆迁及结构计划施工方向而确定、竖向按照锚索及砼支撑的设计位置从上至下分层进行，纵向形成台阶开挖，横向先开挖中间土体，后开挖两侧土体，两侧土体采用1：

1放坡。

开挖至锚索设计深度以下0.5～1m（或是混凝土支撑下表面垫层高度）时停止开挖，进行锚索（或混凝土撑）施工；

直至开挖至距基底30cm，采用人工清底。

红色第一期开工区段

图5-1基坑开挖分段图

图5-1土方开挖分段及方向图

第六章施工工艺及验收标准

6.1围护桩施工

本工程围护桩有四种类型分别为：

⑴桩径1200@1800mm（钻孔灌注桩+砼支撑+预应力锚索型式）；

⑵桩径1000@1500mm（钻孔灌注桩+预应力锚索型式）；

⑶过路口段堵头墙采用钻孔灌注桩+预应力锚索围护型式，钻孔灌注桩径1200mm，间距1800mm；

⑷过路口段立柱桩，桩径1200mm，间距6000m。

6.1.1施工方法

钻孔灌注桩采用分区、分批间隔施工，如图6-1。

采用反循环（或旋挖）钻机成孔,泥浆护壁，25t汽车吊吊装钢筋笼及导管进行水下混凝土灌注。

在砂类土中钻孔防坍塌是本段施工重点，因此除采用分批间隔施工外，泥浆的各项参数应在参考以往类似地层施工经验的前提下结合现场试验进行确定，确保钻孔桩不塌孔。

围护桩施工工艺流程见图6-5。

6.1.2施工工艺

⑴定位

现场定出桩位，做好桩位的测量放样，并进行复核报验，作出复核记录。

经复核确认桩位的轴线正确无误后，方可埋设护筒。

对中：

采用吊垂球法。

先在护筒上打上十字线，由钻杆垂下的垂球与十字中心重合即可。

垂直：

钻杆上有气泡刻度表，移动钻杆，观察刻度表内气泡，气泡居中时则说明钻杆已经垂直。

⑵护筒设置

护筒采用5～10mm厚的钢板加工制作，高度2m，护筒内径比钻头大200mm。

护筒按照设计桩位中心线埋设，埋设深度1～1.5m，然后复核校正，其定位误差不大于20mm。

护筒侧壁设1个入水口，护筒中心应与桩中心对齐，其顶部应高出地面10cm，护筒与孔壁之间应用粘土填实。

⑶泥浆

浆液采用膨润土泥浆。

成孔过程中,泥浆系统应定期清理,确保文明施工。

泥浆性能指标及测试方法见下表6.1。

泥浆系统的布置:

在基坑内挖坑布置泥浆池，泥浆池位置随钻机位置移动，保证钻机周边范围内存在泥浆池即可。

每个泥浆池的容量计划为60方，泥浆池内壁铺设一层塑料布。

桩孔的回浆经沉淀处理后再回流到泥浆池。

表6.1泥浆性能指标及测试方法

顺序

项目

性能指标

测试方法

泥浆比重

1.1～1.5

相对密度计

粘度

18～22s

500cc/700cc漏斗法

含砂率

4%～８%

含砂率计

胶体率

＞90%

静置、澄清

⑷钻孔

开钻前，用水平仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度。

钻进开始时，注意钻进速度，调整不同地层的钻速。

钻进过程中，采用工程检测尺随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度。

具体要求见表6.2。

表6.2钻孔质量检验和质量标准

质量检验和质量标准

基本要求

1.每班应检查泥浆质量，观察孔内水位（本段钻桩范围内无地下水）

2.每班检查设备状况，保证钻机位置正确，定位导向装置状态正常，钢丝绳完好，钻锥无裂痕、直径符合要求。

3.成孔后必须清孔，测量孔径、孔深、孔位和沉淀层厚度

实测项目

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法

横向偏差

+50，0mm

测量检查

护筒埋置深度

黏性土≥1m，杂填土≥1.5m

纵向偏差

±

100mm

钻杆垂直度

3‰

钻机仪表检查

泥浆质量

见表6.4

试验检