107国道暗挖工程施工组织设计Word文档格式.docx
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钢筋
t
0.7
加工及安装
一衬C25喷射混凝土
3.2
一衬钢材
0.36
一衬与顶管间隙注浆
1.97
水泥浆
第2章施工总布置
1.施工营地布置
1.1.生活区布置
本分部工程内设置营地一处，营地占地约1.8亩，东西走向，尺寸20m×
60m。
营地内搭设帐篷两座，帐篷坐南朝北。
生活区内设置厨房、水箱、厕所等配套设施。
1.2.生产区布置
生产区内主要设置钢筋加工场地、半成品存放地、仓库、水泥库及砂石料场。
钢筋场地设于进口顶部，占地30m×
6m，钢筋场地内设置空压机。
砂石料、搅拌机设于便道旁，按照砂、碎石分隔设置料场。
2.施工安全围挡
施工安全围挡沿征顶部开挖线设置，采用钢管作栏杆，高度1.2m，底部插入土体0.8m，栏杆采用绿色防落物网包裹，防止基坑顶部土块、碎石等物坠入基坑内。
3.施工道路
3.1.场外道路
该段线路与京广铁路-奇连屯公路相连，作为材料进出场道路。
3.2.场内道路
施工便道设在基坑右侧开挖坡顶线外，路面宽7m，为泥结碎石路面，长度约470m。
道路结构采用15cm厚石粉+50cm建筑垃圾，修筑以机械为主，辅以人工配合，分层碾压密实。
施工时所用的生产、生活物资和机械设备通过进场道路、施工便道运至营区、施工地点。
场内道路的施工布置见平面布置图。
4.施工用水
本工程用水主要为喷射混凝土用水、混凝土养护用水、施工机械用水、生活及消防用水。
施工用水采用自打机井的方式，本区段内打一口100m深水机井，位于渠道右侧。
该机井供应营区生活用水、暗挖喷射砼用水、养护用水等。
供水管路采用枝状式布置，主、副供水管采用钢管，法兰盘连接，工作面采用胶管。
供水管道埋设于地下80cm深的位置。
5.施工用电
5.1.主要电源配置
施工用电以前奇连屯村变压器供应为主，施工用电从附近高压线引入，营区、现场用电均从该变压器接引。
另外设立一台150KW发电机组。
5.2.线路布置
现场按三相五线制沿右侧施工围挡内侧布置水泥电线杆，并按“一机一闸一箱一漏保”的原则设接线箱。
架空线路终端、转角杆设拉线。
5.3.现场施工照明
施工沿线每隔50m设一盏250W的水银灯，钢筋场地设500W的水银灯照明，生活区房屋采用40W节能灯照明，暗挖工作面照明采用冷光源作为照明系统。
6.混凝土供应系统
暗挖段支护喷射混凝土采用现场拌合，搅拌机采用1台JS500型滚筒式，搅拌机设于进口外侧，生产能力为25m3/h，完全满足施工要求。
7.施工导流及排水
沿基坑顶部四周布置土围堰并开挖截水沟，洞口设置截水沟引入附近集水井，集水井尺寸为80cm×
80cm×
150cm。
集水井内放置水泵强排至基坑外排水沟内。
第3章施工测量
1.概况
本区段测量主要工作为线路开挖线位置、暗挖中线、建筑物平面位置、高程，暗挖开挖轮廓、路面沉降控制等。
2.测量特点
施工测量是标定和检查施工中线方向、测设坡度和放样建筑物的重要工作过程，测量是施工的导向，是确保工程质量的前提和基础。
暗挖隧洞工程的施测环境条件复杂，施测精度高，必须精心施测、准确及时地进行成果整理，各项成果必须符合相关规范的要求。
其主要工作特点包括:
⑴建立于地面的控制导线必须洞内传递，与地下控制导线相匹配；
⑵暗挖隧洞工程施工工序多，掌子面多，转换快，地下测量条件差，测量工作量大；
⑶及时准确建立施工场区内地面及地下导线网，勤测量复核，保证暗挖隧洞中线和高程贯通精度；
⑷所有测量桩点设在地层稳固、便于查找，并且有利于测量和保护的地方；
⑸及时进行测量平差，分析测量中产生的误差，反馈指导施工。
3.施工测量技术要求
利用测量控制点，在场区内按精密导线网布设，以GPS网为基础布设成附合导线、闭合导线或结点网；
导线测量用的控制点至少要贯通量测到相邻标段所用的控制点两个点以上。
利用贯通平差后的控制点对构筑物的轴线进行测设。
精密导线技术精度要求:
测角中误差≤±
2.5″，最弱点的点位中误差≤±
12mm，相邻点的相对点位中误差≤±
8mm，方位角闭合差≤±
5
（n为导线的角度个数），导线全长相对闭合差≤1/35000；
导线点位可充分利用城市已埋设的永久标志，或按城市导线标志埋设。
设置位于地面的导线点选在洞室开挖影响范围之外，稳定可靠，能与附近的GPS点通视。
暗挖隧洞的施工高程测量控制，通过采用长钢卷尺导入法把高程传递至控制面，向地下传递高程的次数，与坐标传递同步进行。
先作趋近水准测量，再作高程传递（主要技术要求应符合下表的规定）。
表3-1精密水准测量观测的主要技术要求
水准仪的型号
DS1
每公里高差全中误差（mm）
4
视线长度（m）
60
路线长度（km）
——
前后视较差（m）
1.0
前后积累积差（m）
3.0
标尺类型
因瓦
视线离地面最低高度（m）
0.5
观测次数
与已知点联测
往返各一次
基辅分划读数较差（mm）
附合或环线
基辅分划所测高差较差（mm）
往返较差、附合或环线闭合差（mm）
8
注:
水准视线长度小于20m时，其视线高度不应低于0.3m；
L为往返测段、附合或环线的水准路线长度（km）。
4.地面控制测量
在地面导线控制网复测后，布设地上施工控制网和导线网，利用地上施工控制网对施工区段进行平面定位控制和高程控制，同时通过联系测量将地面施工控制点引入到隧洞内部，隧洞内利用精密投点仪提供井下测量基准网，并随着施工进程，在洞内陆续建立其它测量控制点。
整个施工过程中定期对地面施工控制网、导线点及隧洞内测量基准网进行检验复核。
5.隧洞控制测量
5.1.工作坑联系测量
工作坑平面尺寸采用三角形测量，通过悬挂两根钢丝，由近点测定与钢丝的距离和角度，从而算得钢丝的坐标以及它们的方位角，然后在坑下认为钢丝的坐标和方位角已知，通过测量和计算便可得出地下导线的坐标和方位角，即可把地上和地下联系起来。
5.2.暗挖隧洞施工控制导线测量
⑴地下导线测量按I级导线精度要求施测。
1/14000。
开挖过程进行到总长的30%、50%、70%时，分别采用不同的测量路径对地下导线进行复测，确认成果正确或采用新成果，保障最终的精度。
⑵隧洞施工导线为一条支导线，建立时要形成检核条件，必须保证导线的精度。
地下施工控制导线是隧洞掘进的依据，每次延伸施工控制导线前，对已有的施工控制导线的前三个导线点进行检测。
地下导线点布设成导线锁的形式，形成较多的检核条件，以提高导线点的精度。
导线点如有变动，另外选择稳定的施工控制导线点进行施工导线延伸测量。
施工控制导线在隧洞完成前应测量三次，其测量时间与工作坑定向测量同步进行。
重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于±
10mm时，采取逐次加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。
6.施工测量控制成果的检查和检测
施工中的测量控制采用极坐标法进行施测。
为了加强放样点的检核条件，用另外两个已知导线点作起算数据，用同样方法检测放样点的正确与否，或利用全站仪的坐标实测功能，用另两个已知导线点来实测放样点的坐标，放样点理论坐标与检测后的实测坐标X、Y值相差均在±
3mm以内，用这些放样点来指导隧洞施工。
也可放线两个点，用尺子量测两点的距离进行复核，距离相差在±
2mm以内，可用这些点来指导隧洞施工。
隧洞施工放样主要是控制线路中线、里程、高程和同步线。
在隧洞初支过程中，架设钢格栅时要严格控制中线、垂直度和同步线，其中格栅中线和同步线的误差为±
20mm，格栅垂直度允许误差为2°
。
7.竣工测量
7.1.竣工测量主要项目
⑴主要水工建筑物基础开挖建基面得1:
200～1:
500地形图（高程平面图）或纵横断面图；
⑵建筑过流部位或隐蔽部位形体测量；
⑶外部变形监测设备埋设安装竣工图；
⑷建筑物的各种重要孔洞的形体测量等；
⑸视需要测绘施工区竣工平面图。
竣工测量的精度指标参照施工放样测量的精度指标，施测精度一般不低于放样的精度。
7.2.竣工测量作业方法
⑴随着施工的进程，按照竣工测量的要求，逐渐积累竣工资料；
⑵待单项工程完工后，进行一次性的测量。
⑶对于隐蔽工程、水下工程以及垂直凌空面的竣工测量，宜采用第一种作业方法。
8.地下控制网平差和中线调整
隧洞施工完成后，地下导线则由支导线经与另一端基线边联测变成了附合导线，支线水准也变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算。
按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，改点后再进行中线点的检测，直线夹角不符值≤±
6〞，曲线上折角互差≤±
7〞，高程亦要使用平差后的成果。
隧洞施工完成后，导线平差的新成果将作为净空测量、调整中线、进行变形监测的起始数据。
为了确保隧洞正确完成，满足设计的净空限界，必须有严格的检查和检测制度。
施工控制测量成果，经自检后向监理部提出放样单（申请单与成果表），由监理部通知测量监理进行检测。
第4章施工进度计划
1.工期计划
暗挖段：
2014年10月5日至2014年10月12日.
第5章施工方案、工艺
本区段浅埋暗挖段位于定州市北107国道下，长度共计62.5m。
浅埋暗挖处结构主体为独立双单孔钢筋混凝土圆涵，结构净空为内直径3.5m。
2.总体施工方案
因为进洞处存在原铁路暗挖施工时封堵掌子面的60cm厚钢筋混凝土墙和墙后直径60cm的旋喷桩14根（双排布置），所以首先在公路与铁路交界处（进洞位置上方）进行钻孔注浆加固处理，加固面积为南北长6m、东西长5m的矩形范围，间距60cm梅花型布设，加固深度4m-2.5m。
土体加固完成后进行洞内封堵钢筋混凝土墙破除，破除后再对第一排旋喷桩进行拆除，同时施做拱架2榀，挂网喷浆后再进行第二排旋喷桩破除，同时施作拱架2榀、挂网喷浆，至此洞门施做完成。
正式暗挖施工时，施工工序为：
超前小导管注浆--开挖—格栅拱架支护—喷射混凝土—超前小导管注浆—循环—洞顶注浆。
二衬采用钢筋混凝土预制管及管与一衬间回填混凝土共同作用，施工时预制混凝土管与一衬间回填混凝土在顶管安装到位后立即回填。
3.浅埋暗挖开挖施工工艺
由于洞室结构尺寸较小，洞室开挖采用整体开挖施工，采用人工开挖，开挖前封闭掌子面，封闭采用10cm厚喷射混凝土。
在洞室开挖过程中，为确保施工安全，主要从以下几个方面实施：
加强地质的超前预探预报、选择适当合理的支护参数，选择合理的开挖施工辅助工艺、作好开挖过程中和初期支护工作。
4.1.拱顶超前小导管支护
4.1.1.施工流程
超前小导管注浆施工包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序。
其施工流程如图5-7所示。
4.1.2.施工参数
⑴掌子面采用打设锚杆、挂网并喷射10cm混凝土封闭；
当掌子面有流塑现象时，采用简易钢架两端锚入初期支护并喷射不小于5cm混凝土封闭掌子面，保证掌子面抵抗正面土压和注浆压力作用下的稳定。
⑵小导管采用外径Φ42无缝钢管，长3.5m，壁厚2.5mm，在开挖拱部范围内布设，外插角7°
～10°
，环向间距0.3m，纵向间距1.5m，搭接2.0m。
图5-7小导管超前支护施工工艺流程图
4.1.3.小导管制作安装
⑴小导管加工制作
钢管前端呈尖锥状，尾部焊上钢筋环筋，钢管尾端置于钢格栅腹部，将小导管制成花管，并向地层注浆，小导管中间部位钻孔Φ10mm，呈梅花形布置（防止注浆出现死角），间距20cm，尾部1.0m范围内不钻孔防止漏浆，末端焊Φ6环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管连接。
⑵小导管安装
采用高压风吹孔或煤电钻钻孔，插管时用气动锤振入，采用注浆泵注浆。
根据地层选配浆液。
根据现场试验确定注浆压力。
根据现场地层情况调整注浆材料、注浆方式及配比。
4.1.4.注浆工艺
注浆管联接好后，首先进行压水试验以检验管路是否畅通，然后将配制好的水泥浆、水玻璃浆液分别倒入双液注浆泵贮浆桶内，开动注浆泵，通过闸阀使水泥浆与水玻璃浆在注浆管内混合，再通过小导管压入土体。
⑴注浆的关键技术措施
严格控制配合比与凝胶时间，初选配合比后，用凝胶时间控制调节配合比，并测定注浆结实体的强度，选定最佳配合比。
注浆过程中，严格控制注浆压力，注浆终压必须达到设计要求，并稳压一定时间，以保证浆液的渗透范围，防止出现结构变形、串浆而危及地下构筑物、地面建筑物的异常现象。
注浆过程中进行跟踪监测，出现异常现象时，立即采取下列措施：
a.降低注浆压力或采用间隙注浆。
b.改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间。
c.调整注浆实施方案。
注浆效果检查：
注浆方法为周边双排固结注浆，开挖隧道后检查固结厚度，如达不到要求，及时调整配合比并改善注浆工艺。
为防止孔口漏浆，在花管尾端用麻绳及胶泥（水泥+少许水玻璃）封堵钻孔与花管的空隙。
注浆管与花管采用活接头联结，保证快速装拆。
注浆的次序由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆。
拆下活接头后，快速用水泥药卷封堵花管口，防止未凝的浆液外流。
注浆过程有专人记录，完成后检验注浆效果，不合格者进行补注。
注浆地层达到规定强度后方可进行开挖作业。
⑵检验方式
注浆施工完毕后，打超前探孔，观察水流情况。
当渗水较大时，进行二次补注浆，确保注浆效果和开挖期间土体稳定。
4.2.初期支护施工
本标段浅埋暗挖一衬采用格栅钢架网喷混凝土支护，间距0.5米，进出口加强环钢架密排5m。
初期支护在每步开挖后及时进行，主要有安装格栅、挂网、喷射混凝土等工序。
4.2.1.格栅加工、安装及挂网
格栅定点预制，确保制作质量，特别是主筋与连接板的焊接质量是检查的重点。
格栅分片之间在角钢上打孔，螺栓连接，格栅之间用纵向连接筋相连。
格栅架立中心和垂直度，由测量控制（暗涵内安装激光导向仪控制中线）。
首榀格栅钢架应进行试拼装，检查钢架是否符合设计及规范要求，焊接质量是否达到要求，螺栓孔位置是否准确。
如果不符合要求，及时整改，直至验收合格，以后各榀以首榀为样板进行生产。
格栅挂网安装在每步开挖后及时进行。
钢筋网均绑扎在格栅主筋上，钢筋网挂靠牢固，在喷射混凝土时不得晃动。
钢筋网随受喷面的起伏铺设。
4.2.2.初喷
初喷作用为封闭工作面，一般喷层厚度3～5cm，在开挖后立即进行。
4.2.3.喷射混凝土
喷射混凝土由下向上分段、分片、分层螺旋式喷射。
喷射混凝土作业分段分片进行。
喷射作业自下而上，先喷格栅钢架与顶壁间隙部分，后喷两钢架之间部分。
每段长度按循环进尺，每层厚度控制：
拱部5～6cm，墙部7～10cm。
后喷一层应在先喷一层凝固后进行，若终凝后或间隔1h后喷射，受喷面应用风水清洗干净。
操作过程中，应按照规定的水灰比，使其达到表面平整、圆顺、无干斑或流淌滑坠现象。
严格控制喷嘴与岩面的距离和角度。
喷嘴与岩面应垂直，有钢筋时角度适当放偏，喷嘴与岩面距离控制在0.6～1.2m范围以内。
喷射时自下而上，即先边墙脚后边墙顶，再顶墙，避免死角，料束呈螺旋旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形喷射，每次蛇形喷射长度为3～4m。
喷射混凝土喷嘴与岩面关系如图5-8所示。
冬季施工时，喷射混凝土作业区的气温不得低于+5℃。
图5-8喷射混凝土喷嘴与岩面关系图
4.2.4.喷射混凝土施工机具及工艺流程
喷射混凝土采用湿喷机，每小时干混合料的生产能力应达到3～5m3/h，能满足输送最大粒径不小于20mm骨料的要求。
4.2.5.初期支护背后回填灌浆
初期支护背后回填灌浆的目的是充填一次支护背后的空隙和加固因施工而被扰动的土体，从而减少地层和地表沉降，控制初期支护的变形。
⑴初期支护背后回填灌浆跟随开挖工作面，并距离开挖工作面5m的地方进行；
⑵初期支护背后回填灌浆孔的布置应沿暗涵拱部及边墙布设。
环向间距为：
每环3根，纵向间距为2.0m，呈梅花形布置；
灌浆深度为插入一次支护背后0.5m；
⑶初期支护背后回填灌浆压力为0.2～0.3Mpa，在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5min即可结束；
⑷初期支护背后回填灌浆根据初期支护背后孔隙大小或压水试验情况选择水泥浆。
4.3.浅埋暗挖施工程序
暗涵开挖采用全段面法施工，主要施工程序及方法如下：
⑴暗涵结构标准断面为圆形单洞形式，断面尺寸为半径1.3米。
初期支护采用双排超前小导管、单层钢筋网、喷射混凝土和钢格栅联合支护。
⑵全断面法施工，拱部预先施作双排长3.5m的Φ42超前小导管注浆加固土体，环向间距0.3m，纵向间距1.5m，搭接2.0m；
待土体达到相应强度后，采用人工开挖。
循环进尺0.5m，即每开挖0.5m，架设一榀钢格栅，打设锁脚锚管，焊接格栅纵向联结筋，铺设150×
150Φ6.5钢筋网喷射300mm厚C25喷混凝土。
每完成三榀钢格栅架设后，封闭一次掌子面，施作下一循环的超前小导管，并注浆一次，待超前小导管注浆加固土体达到强度后，进行下一循环的施工。
⑶预加固前方土体后，先环向开挖上部土体，为稳定掌子面，预留核心土，核心土正面投影面积不少于上台阶开挖面积的一半，然后挂第一层钢筋网初喷一层混凝土，架设钢格栅，施打径向锚杆，挂网喷射混凝土。
为防止拱脚下沉，拱脚设置锁脚锚管。
上部初支完成后，及时跟进开挖核心土，架设下部钢格栅，并喷射混凝土。
⑷二次衬砌采用预制钢筋混凝土管结构。
在二衬结构施工完毕，补压水泥浆，使衬砌背后充填密实。
暗涵全断面法施工步骤及说明见表5-9。
表5-9浅埋暗挖段施工流程
步骤
图示
说明
1
一、开挖支护
1.封闭掌子面，施作双排超前小导管；
注浆加固地层；
2.人工开挖，留核心土，初喷；
2
二、开挖支护
1．架设格栅钢架；
2.挂网喷射C25混凝土。
3．初支回填注浆。
3
三、顶管入洞
1.初支全部完成后，由107国道东侧顶管入洞，以顶管作为二衬使用。
四、回填注浆
1.通过顶管内部的注浆孔对一衬与顶管之间的间隙进行回填注浆。
4.4.二衬结构主体施工
4.4.1.预制钢筋混凝土管顶进
待一衬与东侧顶管施工贯通后，由东侧顶管施工将预制钢筋混凝土管顶入一衬形成的洞室内。
4.4.2.注浆施工
顶管完成后，通过管道的注浆孔注入水泥浆，使管道与一衬紧密结合。
图5-9注浆施工工艺图
4.4.2.1.施工工艺流程
施工准备→制浆→回填灌浆→回填灌浆质量检查→灌浆孔、检查孔处理。
4.4.2.2.主要施工方法
⑴现场准备
对施工缝和混凝土缺陷进行全面检查，对可能漏浆的部位及时处理；
对所有灌浆预留孔进行清理，保证通畅。
材料：
水泥采用42.5#普通硅酸盐水泥；
水采用饮用水；
胶塞要求具有良好的膨胀性，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并且易于安装和卸除。
设备：
强制水泥浆搅拌机1台；
多缸柱塞式灌浆泵2台；
Φ25高压灌浆管60米；
1MPa压力表4块；
磅秤（精确度<
5%）2台。
⑵制浆
水泥浆采用现场制浆，水泥浆的灌注水灰比1：
1（重量比），制浆材料必须称量准确，称量误差小于5%。
使用普通搅拌机搅拌时，不少于3分钟；
使用高速搅拌机搅拌时，不少于30秒。
搅拌机的拌和能力和灌浆泵的排量相适应。
水泥浆应搅拌均匀并现场测定浆液密度。
浆液从制备到用完时间不得超过4小时。
⑶灌浆
在检查灌浆区段端部封堵严密以及灌浆设备运行良好后方可开始灌浆。
回填灌浆分两个次序进行，一序孔为1、3、5、7…号灌浆管灌浆；
二序孔为2、4、6、8…号灌浆管灌浆。
灌浆施工从较低的一端开始，向较高的一端推进。
灌浆前将搅拌好的水泥浆放入存浆池内，启动灌浆泵当压力达到0.2MPa时，打开阀门将水泥浆压入灌浆孔内，当灌浆孔处压力表压力达到0.3MPa后，灌浆孔停止吸浆。
延续灌注5分钟后该孔灌浆结束。
如灌浆孔有往外流浆或往上返浆时应闭浆待凝。
然后依此推进进行灌注。
⑷回填灌浆质量检查
在回填灌浆结束7天后对回填灌浆质量进行检查，检查孔应布置在脱空较大、串浆孔集中以及灌浆情况异常的部位，其数量为灌浆孔总数的5%
回填灌浆质量检查可采用钻孔注浆法，即向检查孔内注入水灰比2：
1的浆液，在0.3MPa的压力下，初始10分钟内注入量不超过10L，即为合格。
⑸灌浆孔、检查孔处理
灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后，用同强度水泥砂浆将灌浆孔封填密实，孔口砂浆应压抹与二砌混凝土面平齐。
4.浅埋暗挖配套系统施工
4.1.洞内通风系统
为保证洞内工作面有足够的新鲜空气，保证施工人员的安全及施工进度，暗挖段开挖通风排烟方式选用压入式方式。
为保证施工人员正常呼吸需要，经计算，选用KJ66-11型（功率4kw）轴流通风机。
采用Φ600通风软管，风管每节长20m。
通风机置于距洞口20-30m以外高架台上，以保证风机出口空气新鲜，避免压出的污浊空气再次吸入风机。
4.2.洞内排水系统
在洞内内部设置排水沟，施工集水直接通过排水沟排入洞外集水坑。
4.3.洞内三管两线布置
洞内临时管线主要有：
高压风、水、电管路、通风排烟管路，低压动力及照明电线路，其布设满足施工生产的需要，所安部位合理，便于使用、维修和现场管理。
各种管线布置详见图5-10。
图5-10暗涵内管线布置示意图
⑴高压风设计：
为减少空气污染，喷射混凝土选用湿喷技术，每个掌子面配置一台湿喷机，另备用1台。
每台湿喷机工作时消耗风量为8m3（风压为0.7MPa），管路损耗按20%计，2台湿喷机同时工作总耗风量为20m3，故配置供风量为20m3的空压机已足够。
为减小噪音，每个工作面选用一台供风量为20m3的LGD-20/7型低噪音电动空压机，另配置一台VY-1
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