洞门破除方案.docx
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洞门破除方案
洞门破除方案
穗莞深城际SZH-9标
机场北站～机场站区间
洞门破除专项方案
编制：
审核：
审批：
中国铁建十六局集团有限公司
穗莞深城际SZH-9标项目经理部
2015年7月
1、编制目的及编制依据
1.1编制目的
为确保盾构机进、出洞时的洞口土体稳定，使盾构机安全、平稳、迅速地由机场北车站进入隧道，其施工的质量、安全等是保证盾构机能够正常始发的必要条件，特制定此方案。
1.2编制依据
（1）ZTZ8800盾构机图纸，盾构区间设计图纸；
（2）盾构始发井机场北站主体结构和围护结构设计图纸；
（3）《岩土工程勘察报告》，《岩土工程补充勘察报告》；
（4）其它相关技术文件及图纸等。
2、工程概况
2.1工程概况
穗莞深城际轨道交通SZH-9标位于深圳市，线路在宝安区松福路与蚝业路路口位置入地，沿松福路中央绿化带向南延伸，下穿福海大道及福永河后，进入机场预留用地（现状为水田、鱼塘，部分已回填），下穿老福永码头水域，后接入城际机场北站，出机场北站后，经过R1100m的S反弯后下穿机坪及滑行道后接入深圳机场T3航站楼站前高架桥西侧的深圳机场城际地下站。
线路起点里程为DK76+100，终点里程为DK83+860，正线长度为7.76km。
机场北站～机场站区间起止里程为DK79+653.678-DK82+949，长3295.322米，隧道采用盾构法施工。
2.2机场北站概况
1、位于规划深圳机场T4航站楼站前广场正下方，东北侧为深圳地铁机场北站，两车站距离23.14米，目前T4航站楼未实施，深圳地铁机场北站正在施做；
2、该车站采用明挖法施工。
3、车站长315m，标准段基坑宽度为24.14m，有效站台中心里程处基坑深度为19.198m；端头井基坑宽度为33.16m，深度为21.917m；
4、车站围护结构采用连续墙+内支撑的支护型式；
5、本车站设置直径1200mm的抗拔桩（人工挖孔桩）。
线路图如下：
2.2隧道管片概况
盾构段采用单层衬砌、平板型管片；管片外径8.5m，内径7.7m，管片环宽1.6m；采用通用楔形环，双面楔形，楔形量46mm；管片采用1+6的分块模式，错缝拼装。
管片采用C50高性能耐腐蚀混凝土，混凝土抗渗等级P12。
根据管片接缝防水设计方案，接缝外侧设置一道弹性密封垫，并在管片内侧预留嵌缝槽。
在管片接触面不设凹凸榫槽，在纵缝上设置定位棒。
工程考虑抗震和列车振动等要求，接缝均采用斜螺栓连接。
环间采用19只M30纵向斜螺栓连接，每环内采用14只M30环向斜螺栓连接，使纵缝成为具有一定抗弯刚度的弹性铰，螺栓机械强度等级均采用6.8级。
3、洞门破除施工进度安排
3.1工程内容
洞门破除的主要目的是割掉盾构机通过范围内的钢筋及混凝土，使盾构机顺利进入端头土体。
由于盾构工作井进出洞范围内围护结构外侧采用玻璃纤维筋，盾构机可以直接切割，所以洞门破除分两次完成，先凿除围护结构连续墙80%左右，外侧纤维筋及保护层留下以保证掌子面安全；当盾构机组装、调试完成后，准备始发时，盾构机直接切割外侧纤维筋迅速推进至土体;如果外侧仍有钢筋，则始发前割除迎土侧钢筋即可。
3.2施工工期
在破除洞门的设备、人员全部进场并准备完毕，水电接好、工作平台搭设完毕时，单个洞门计划工期为15天（24小时/天）。
从盾构始发破除洞门施工工期如下表所示：
序号
破除洞门位置
破除洞门个数
施工工期
备注
1
盾构始发井
始发1个
15d
3.3计划投入人员设备
洞门破除施工计划投入人员设备组织如下表所示：
序号
人员设备
规格/型号
数量
备注
1
人员
8人
2
空压机
W-1.5/7
3台
3
风镐
G20
5把
4
风管
若干
5
钢钎
若干
4、始发、接收洞门土体加固
为确保洞门破除，盾构机进洞、出洞施工安全，需首先对洞门土体进行加固。
盾构工作井端头地层加固采用高压旋喷桩进行加固。
依据盾构机长度、直径及地层条件等考虑加固方案和加固范围。
加固范围：
盾构隧道拱顶以上4m；盾构隧道拱底以下3m；盾构隧道左右洞边线外各3m；盾构隧道纵向长8m。
盾构始发井端头加固采用φ800@600双重管旋喷桩加固处理，咬合200mm。
旋喷桩加固采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥，每立方米水泥用量不得少于600kg，水泥浆的水灰比为1:
1~1:
1.5。
旋喷桩加固后土体28d无侧限抗压强度不小于1.0mpa，渗透系数不得大于10-cm/s。
5、洞门破除设计方案及施工工艺
5.1洞门破除尺寸
盾构始发井围护结构采用地下连续墙，墙厚1000mm，洞门范围内外侧为普通钢筋，内侧为玻璃纤维筋。
中间吊出井围护结构上部采用地下连续墙，墙厚1000mm，下部为原有的围岩结构，洞门范围无维护结构（原有的围岩充当维护结构）；考虑到刀盘外径（8810mm）和洞口止水装置的尺寸要求，故洞门破除直径定为9170mm，洞门采用人工分两次破除，连续墙首次破除外层800mm砼，待盾构机接近后，破除剩余部分。
5.2脚手架搭设
在洞圈内（预埋钢环内）搭设脚手架，根据施工需要分层铺设模板，以提供施工作业平台，以方便破除施工。
采用900（竖向）*900（横向）*600（纵向）落地式脚手架，脚手架底部与预埋钢环底通过方木紧密接触，不可悬空，并按要求搭设剪刀撑、斜撑，要求脚手架稳固可靠。
5.3土体加固状况的观测
在洞门边缘位置打设15个观察孔（观察孔位置如图2所示），以观察洞外土体加固状况，然后根据探孔及渗水情况，决定是否对土体进行补充加固。
待所有加固完成后方进行洞门混凝土破除。
现场配备木塞，出现透水现象时及时进行封堵。
图2洞门处的水平观察孔
5.4施工方案
在进洞防水装置完成后，破除影响盾构范围内钢筋混凝土，根据围护结构的实际位置，吊出空间及地质情况，建议采用分层分块、从里到外、从上到下的方式进行破除，建议共分成16块，每块面积不大于5m2分块如下图所示，按顺序破除混凝土及部分钢板并吊出。
在完成最后一层混凝土破除后，要及时检查洞门破除的净空尺寸，确保没有钢筋，混凝土侵入设计轮廓范围之内。
图3洞门混凝土分块示意图
5.5洞门破除施工方法
洞门破除采用风镐并结合人工修凿的方法破除钢筋砼。
破除地下连续墙前需打水平探孔。
洞门开凿过程中，为保证洞门围护结构的稳定，凿洞要分阶段进行，首先将背土侧的连续墙钢筋保护层砼凿除，割除背土侧钢筋，然后继续凿至离连续墙迎土侧200mm为止。
最后当盾构机下井安装调试完毕，盾构机推进至离洞门1米处后，然后再快速将连续墙余下的钢筋砼破除，清理洞门，即可始发。
洞门破除施工工艺流程图如下图所示。
图4洞门破除施工工艺流程图
1按照分块由上至下原则破除洞门混凝土，第一次破除厚度以完全露出地下连续墙背土面钢筋为宜。
砼块应随破随清，砼块集中装于土斗中，采用龙门吊吊出。
2气割割除背土面钢筋遵照先割下部，再割上部原则，切割的废弃钢筋捆绑吊出盾构井。
使用气割作业时，注意对洞门预埋钢环的保护，防止割坏洞门预埋钢环等。
3背土面钢筋割除完成后按块继续进行混凝土的破除，破除厚度为800mm。
4待盾构机下井组装、调试完毕，盾构机推进至离洞门1米处时，再快速凿出剩余砼，割除洞门内剩余部分钢筋，清理洞门内砼垃圾。
6、质量保证措施
（1）施工技术部对洞门钢筋砼破除队伍进行详细的技术交底。
（2）在洞门边缘处用风镐开凿时，风镐应向洞口内侧方向插入，小块破除，防止洞边混凝土崩裂。
（3）控制洞门破除尺寸不小于Φ9170mm.（盾构机最大直径为8810mm，按允许隧道轴心线最大偏差为120mm计，则刀盘能通过的理论最小直径8810mm，考虑刀盘与洞圈砼、切割后的钢筋头之间预留50mm安全间隙，故将洞门钢筋混凝土破除范围不得小于Φ9170mm）。
7、安全保证措施
（1）开始施工前，安质部对施工人员进行入场三级安全教育、施工安全技术交底。
（2）施工作业期间作业人员必须戴好安全帽、系好安全带等安全防护用品。
（3）施工用的脚手架必须完好无损，脚手架安装时应横平竖直。
高度超过两米，应有横向支撑和斜撑。
（4）要使用合格的空压机、风枪、气管，每日作好施工机具例检工作。
（5）专设洞门破除值班工程师，监督、指导每日施工，如发现问题、安全隐患及时处理。
（6）严格遵守安全生产规章制度，自觉接受监理、业主等部门监督及指导。
（7）禁止无关人员随意进入洞门破除作业现场。
8、应急措施
为确保在洞门破除过程中能快速有效地处理各种紧急情况，特制定以下应急措施。
8.1应急准备
人员安排
准备工作材料准备
设备准备
8.1.1人员安排
（1）
人员组织架构图如下：
（2）人员具体分工：
1）总负责人（1人）：
负责整个洞门破除期间的方案制定、施工总体决策。
2）安全负责人（2人）：
负责施工前的安全交底、施工期间安全巡查并及时发现和排除安全隐患。
3）技术负责人（2人）：
负责施工前的技术交底、施工期间的水平探孔施工指导及施工过程中其他技术工作。
4）监测负责人（3人）：
负责洞门监测点的观测及数据处理，并将观测成果及时上报总负责人。
5）电工班（3人）：
负责检查整个施工场地的用电情况，发现停电、跳闸等特殊情况及时排查，并上报总负责人，必要情况启用备用发电机供电。
6）物资准备（1人）：
施工前准备好水泵、备用发电机、抢险物资等物资设备，并随时待命，听从总负责人的安排及时准备其他临时物资设备。
7）洞门凿除班（8人）：
负责洞门破除工作。
洞门破除前认真学习技术安全交底、施工过程中时刻保持安全性和警惕性，如有特殊情况可自行暂停施工并第一时间上报总负责人，由负责人决策施工应急措施。
8）渣土清理（8人）：
相关人员必须保证整个洞门破除期间施工人员有足够的操作空间，渣土在保证安全的条件下及时处理；在施工前要认真学习技术安全交底，杜绝违规、危险施工。
9）抢险注浆（15人）：
洞门破除前负责检查注浆设备是否完好，注浆材料是否准备到位；施工前认真学习技术安全交底，如遇特殊情况需要注浆，则根据总负责人的指令，控制好技术掺量，保证注浆及时、有效。
8.1.2材料准备
应急材料准备如下：
物品名称
数量
物品名称
数量
编织袋
800
沙（m3）
5
快速水泥（T）
2
水玻璃（T）
2
水泥（T）
10
聚氨酯（T）
2
注：
应急材料如水玻璃、快速水泥、聚氨酯等关键材料如有不足，必须保证30分钟内及时到场。
8.1.3设备准备
具体设备准备如下：
设备名称
数量
设备名称
数量
2.2KW水泵（台）
4
泥浆泵（台）
2
手提灯（只）
5
铁锹（把）
20
8.2、应急情况及处理办法
8.2.1洞门少量漏水
处理办法：
注双液浆（水玻璃+水泥浆）
（1）技术要求：
A、注浆速度为30～40L/min；
B、水玻璃浓度为35Be′；
C、水泥：
水：
水玻璃＝1：
1：
0.5，凝结时间控制在1分钟，配比根据实际情况适当调整；
D、注浆压力：
0.5~0.6Mpa；
E、7天抗压强度约为4.4Mpa；
（2）施工要求：
A、注浆前认真学习技术交底，掌握注浆的关键技术参数。
B、水平注浆：
注浆时先用注浆嘴尽量插入到出水口内部，周围用纱布封堵，注浆过程中时刻观察出水量，直到出水口不漏水为止才停止注浆。
垂直注浆：
水平注浆完成后，在漏水上方利用地质钻机引孔并注双液浆。
双液浆配比和水平注浆配比一样。
C、注浆时提高警觉性，如有异常情况如大面积坍塌等及时撤离，并及时通知总负责人处理现场。
D、双液注浆泵要及时清洗。
8.2.2洞门大量漏水及局部塌方
处理办法：
封洞门
如遇大量涌水及塌方，应及时疏散非抢险人员，并用木板、沙袋等封堵洞门。
具体人员及职责安排如下：
（1）人员安排：
抢险总指挥：
赵书银
抢险注浆负责人：
王耀东
抢险队长：
赵洪星副队长：
叶华
抢险队员：
吴大勇商圣帅林志强徐明达龙军
（2）工作安排：
、抢险总指挥下达抢险指令，由抢险队长韩会战带队负责洞门的封堵，用事先准备好的木板、沙袋、（应急材料堆放在盾尾附近）将洞门堵住，并开启泥浆泵将泥沙抽走。
（具体分工由王锦涛负责，并事前做好演习）。
B、洞门封堵完成后，抢险注浆负责人王锦涛负责注浆（注浆设备及注浆材料事先准备好），注浆量以实际情况为准。
C、注浆完成后暂停施工，将实际情况上报业主及相关单位，组织专家研讨会，讨论处理办法。
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