联络通道安全专项施工方案.docx
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联络通道安全专项施工方案
地铁6号线二期工程 北关站～新华大街站区间
联络通道间兼废水泵房
安全专项施工方案
编制：
复核：
审批：
中铁三局集团有限公司
北京地铁6号线二期十二标项目经理部
2013年7月
联络通道安全专项施工方案
一、编制依据与范围
1.1编制依据
1、北京地铁七号线土建施工02标段施工合同
2、北京市轨道交通建设安全风险技术管理体系
3、达官营站--广安门内站区间附属结构施工设计图纸
4、现场施工实际情况及现场调查成果资料
5、地铁施工有关的现行施工技术规范、规程、标准
《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012
《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）
《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2011）
《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2010）
《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》（DBJ01-96-2004）
《轨道交通隧道工程施工质量验收标准》（QGD-007-2005）
二、工程概况
2.1工程概况
广安门内站～菜市口站区间位于七号线工程西段，采用盾构法施工，线路自菜市口站出发后，自东向西到达广安门内站，在广安门内站进行检修后继续掘进。
区间线路位于广安门内大街正下方，区间平面由两条直线结合一曲线构成，线间距15m。
本区间风险源较少，仅在K4+970下穿一过街天桥。
区间轨顶标高为24.040～32.655m，地面标高为47.23～48.52m，结构覆土厚度为10.25～19.14m。
区间纵段为单面坡，坡度为-8.021‰。
区间起讫里程右K4+136.200～右K5+191.685，全长1055.485m，在K4+600处设置一座联络通道。
达官营站～广安门内站盾构区间线路呈东西走向，在线路平面上，线路出区间风井风道后，下穿手帕口公路桥、手帕口铁路桥、手帕口辅路桥、广安门立交桥、南北线阁桥，到达广安门内站西端。
区间线路在右K2+870处设置1号联络通道，同时在右K3+448处设置2号联络通道。
联络通道主要位于卵石⑦层，地下水为潜水
（二），水位标高基本位于联络通道底板处，抗浮水位标高为40.00m。
联络通道采用台阶法施工。
详见附图一：
广菜区间联络通道总平面图；、附图二：
达广区间联络通道总平面图；
2.2主要支护参数
联络通道支护参数
断面类型
支护参数
通道断面
初期
支护
DN32，t=3.25超前小导管
L=2m，拱部设置，环间距0.3m，纵间距0.5m
钢筋网，
φ6.0,150×150mm
单层铺设
纵向连接筋φ22
环距1m,L=0.75m,单层布置
C20网喷射混凝土
厚0.25m
格栅钢架
φ22、φ14、φ8钢筋，洞门设3榀，其余纵间距0.5m
防水层
1.5mmEVA防水板+400g/m2无纺布
全断面铺设
二衬
C40防水钢筋混凝土，P10
侧墙、拱顶厚0.3m；底板厚0.4m
2.3工程地质与水文地质概况
2.3.1地层岩性
本次勘察揭露地层最大深度为58m，根据钻探资料及室内土工试验结果，按地层沉积年代、成因类型，将本工程场地勘探范围内的土层划分为人工堆积层（Qml）、新近沉积层（Q4al+pl）、第四纪全新世冲洪积层（Q4al+pl）、第四纪晚更新世冲洪积层（Q3al+pl）、下第三系（E）五大层。
本场区按地层岩性及其物理力学性质进一步分为23个亚层。
2.3.2岩土物理力学参数
岩土物理力学性质综合统计表
地质
年代
与
成因
岩土名称
天然
密度
ρ
压缩模量Es
（MPa）
天然快剪
静侧
压力
系数
K0
垂直
基床
系数
Kc
水平
基床
系数
Ks
地基土基本承载力
σ0
粘聚力
c
内摩
擦角
PZ+100
PZ+200
（g/cm3）
（kPa）
（kPa）
（kPa）
（）
（MPa/m）
（MPa/m）
（kPa）
人工
堆积
层Qml
粉土填土①
（1.65）
（8）
（8）
杂填土①1
（1.60）
（0）
（8）
卵石填土①2
（2.05）
（0）
（12）
新近沉积层Q4al+pl
粉土②
2.01
0.26
7.89
7.67
21.5
（0.43）
18
（30）
130
粉质粘土②1
1.86
0.58
6.53
10
7.1
（0.49）
（9）
（14）
110
粉细砂②3
（2.01）
（23）
（0）
（30）
（0.43）
（25）
（30）
160
卵石②5
（2.12）
（47）
（0）
（45）
（0.33）
（85）
（100）
220
第四纪全新世冲洪积层Q4al+pl
粉细砂④3
（2.01）
（25）
（0）
（32）
（0.35）
（25）
（30）
220
第四纪晚更新世冲洪积层Q3al+pl
卵石⑤
（2.15）
（65）
（0）
（48）
（0.30）
（25）
（30）
350
粉细砂⑤2
（2.01）
（25）
（0）
（32）
（0.35）
（25）
（30）
240
粉土⑤3
2.23
22.6
27.1
（8）
（20）
（0.43）
（30）
（40）
230
粉土⑥2
1.99
16.13
18.18
11.25
19.48
（0.43）
（（30）
（40）
230
卵石⑦
（2.15）
（85）
（0）
（48）
（0.28）
（46）
（24）
400
中粗砂⑦1
（2.05）
（43）
（0）
（40）
（0.38）
（25）
（30）
280
粉细砂⑦2
（2.03）
（35）
（0）
（37）
（0.35）
（32）
（40）
250
粉质粘土⑦4
（1.93）
（12）
（15）
（9）
（0.43）
（30）
（40）
220
卵石⑨
（2.15）
（90）
（0）
（48）
（0.25）
（85）
（95）
400
中粗砂⑨1
（2.05）
（50）
（0）
（40）
（0.32）
（40）
（65）
300
卵石⑾
（2.15）
（110）
（0）
（45）
（0.25）
（90）
（100）
500
卵石⒀
（2.17）
（120）
（0）
（50）
（0.25）
（90）
（100）
550
下第三系（E）
强风化砾岩⒁
（2.10）
（0）
（35）
（0.25）
（90）
（100）
350
强风化泥岩⒁1
1.96
21.03
21.9
14
13.8
（0.35）
46
24
250
强风化砂岩⒁2
（2.03）
（0）
（35）
（0.28）
（60）
（85）
300
2.3.3场区水文地质条件
根据勘察单位提供的成果资料，勘察58m深度范围内，实际量测1层地下水，为潜水
（二）。
含水层主要为卵石
层、中粗砂
1层，透水性好，静止水位标高17.30～23.26m（水位埋深25.20～27.00m）。
本层地下水分布连续，渗透系数大，为强透水层。
主要接受侧向迳流补给，以侧向迳流方式为主要排泄方式。
近3～5年潜水水位标高为24.00m（潜水），埋深约20.00m。
地勘报告建议抗浮设防水位按40.00m考虑。
三、施工场地布置
3.1、施工场地布置
根据现场实际情况布置施工场地，包括混凝土搅拌机、空压机、钢筋和钢支撑加工（存放）场、砂、石料场、存土场、水泥库、材料库、氧气乙炔库、排水沟、洗车槽、沉淀池、存放场地等。
3.2、施工用水
从市政管线接驳φ100mm供水管，引至各生产、生活区域，目前已经完成临水接入及部分管路布设。
联络通道施工用水直接从盾构工区掘进施工所安装的水管内接水使用。
3.3、施工供电
施工用电拟分别从变压器接驳点引至各施工区域由机电工程师按照北京市标准布设线路；另外为了满足施工期间意外停电的应急需要,配备一台300KW发电机备用应急。
施工场地四周设置塔灯，保证施工场地照明，并配备足够的高压钠灯帮助局部照明。
3.4、洞内施工通风与防尘
①通风要求：
在整个施工过程中，洞内作业环境符合下列卫生标准的规定：
A洞内氧气含量按体积比不得小于20%。
B粉尘最高允许浓度：
每立方米空气中含游离二氧化硅在10%以上时，粉尘不超过2mg/m3；含游离二氧化硅在10%以下时，不超过10mg/m3，水泥粉尘则不超过6mg/m3；
C有害气体最高允许浓度：
一氧化碳含量不大于30mg/m3；二氧化碳按体积计不大于0.5%；氮氧化物（NO2）含量不大于5mg/m3；洞内气温不得大于28℃，噪声不大于90dB，甲烷（CH4）浓度不大于0.3%。
②暗挖通风方式与通风设备的选择
进入暗挖通道10m后安装通风设备，施工污染源主要集中在掌子面附近，为减少污染源扩散，改善洞内施工作业环境，采用压入式通风方式进行通风。
采用风机通过计算进行选择，风量计算采用以下公式计算。
Q=3Km（m3/min）
式中：
3----每人每分钟供应的新鲜空气标准
K----风量备用系数，取1.1～1.25
m----同一时间内洞内工作最多人数
根据对风量的计算，通风机及风管选用：
1台44KW轴流式通风机压入式通风，由地面直接送风到施工作业面，地面和横通道及站厅层地段使用Φ1000铁皮通风管。
③为保证通风效果，做到风管安装平顺，接头严密，破损地方及时修补或整节更换。
通风管口距工作面距离压入式按不大于15m的要求实施。
为减少洞内粉尘含量，初期支护采用湿喷工艺。
三、施工安排
3.1施工重点、难点处理措施
本工程重点、难点为：
联络通道位于盾构区间隧道之间，需破除盾构管片，管片破除影响成型隧道结构受力体系；破除管片时拱顶土体易坍塌造成隧道整体失稳，进洞施工风险较大；
联络通道施工时地层扰动容易引起盾构区间的沉降和位移；
应对措施：
联络通道破除管片、进洞施工措施：
破除管片前按设计要求对开口环及附近管片进行支撑加固处理，加固完成后，用水钻破除管片，禁止使用大型机械破碎管片，以免振动对管片稳定造成较大影响。
进洞前先行利用小导管注浆加固，超前探测土体加固效果，进洞时密排三榀格栅作为加强环，保证洞门土体稳定。
联络通道施工时容易引起盾构区间的沉降和位移，处理措施：
施工中做到先探测再施工，先注浆再施工，严格按照施工方案施工初支结构，做好监控量测，及时反馈数据，根据监控量测数据及时调整施工方案。
3.2施工进度计划安排
广~菜区间联络通道施工进度：
10天完成洞内支撑环，10天完成洞门土体加固，1天完成洞门探水,4天完成洞门切割，20天完成初支结构，30天完成二衬结构施工，总工期77天。
达~广区间联络通道施工进度：
10天完成洞内支撑环，10天完成洞门土体加固，1天完成洞门探水,4天完成洞门切割，36天完成初支结构，40天完成二衬结构施工，总工期77天。
3.4劳动力计划
根据施工内容，需要的施工工种主要有：
钢筋工、木工、混凝土工、电焊工、喷锚工、电工、塔吊司机、信号员、机械设备司机及普工等。
劳动力需求计划见表：
施工劳动力计划表
序号
工种
人数
备注
1
钢筋工
12
钢格栅、钢筋网加工
2
电焊工
6
钢筋焊接
3
木工
6
模板加工与安装
4
混凝土工
4
模筑混凝土施工
5
喷锚工
4
喷射混凝土与小导管注浆施工
6
壮工
13
挖土及架立格栅
7
电工
2
现场设备用电安装与管理
8
吊车司机
2
设备操作
9
信号工
2
垂直运输指挥
10
机械设备司机
1
空压机、搅拌机操作
11
土体加固工人
10
洞内土体加固
合计
60
3.5施工机械设备配置
主要施工机械设备配置表
序号
机械名称
单位
数量
1
插入式振捣器
台
2
2
喷浆机
台
2
3
强制式搅拌机
台
1
4
注浆机
台
2
5
电焊机
台
2
6
空压机
台
1
7
龙门吊
台
1
8
钢筋加工设备
套
1
9
风镐
把
2
10
地泵
台
1
11
二重管钻机
台
1
12
SYB-60/60型双液注浆泵
台
1
五、施工方案
4.1总体施工流程
施工准备→管片内部支撑加固施工→洞门土体加固→开口侧小导管注浆加固→管片切割→通道初支施工→通道二衬施工。
4.2土体加固施工
联络通道采用洞内放射型双液注浆施工法加固联络通道周边土体，为开挖施工创造良好的条件。
洞内深孔注浆采用二重管钻机实施钻注一体化，分段式注浆施工。
二重管钻机注浆就是在普通水泥-水玻璃双液浆上基础上加入一定比例的外加剂，同时利用专用二重管钻机实现钻进并及时注浆。
二重管钻机注浆适用于任意角度的注浆孔注浆，其钻杆为特制二重管，钻杆头部位有混合器，在钻进至设计位置后，可立即利用钻杆实施注浆。
1、注浆材料及配比
注浆材料及经验配比见下表：
A液
B液
C液
硅酸钠100L
水100L
Gs剂8.5%
P剂4.5%
H剂6.7%
C剂7.1%
水
水泥42%
H剂4.6%
C剂3.2%
水
200L
200L
200L
注：
溶液由A、B液组成；悬浊液由A、C液组成
注浆时，根据现场实际地质情况选择不同的浆液类型进行组合。
粉质粘土层中采用悬浊液型（AC液），砂砾石层中采用溶液型（AB液）。
A液为改性后的水玻璃，B、C液由水泥、外加剂和水组成。
外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，凝结时间由注浆时的压力和设计要求的扩散范围共同决定，因此在注浆过程中，外加剂用量可根据现场实际情况进行适当的调整。
B、C液中各成分放入搅拌机的顺序为：
水、外加剂、水泥。
两种浆液在注入前必须拌合均匀，并经常检查两种浆液混合后的凝结时间是否符合要求。
2、施工机具
二重管钻机：
TXU-75A，适用于砂层、粉质粘土层及卵石层等地层钻孔注浆，可以进行垂直孔、斜孔及水平孔的钻孔及注浆施工；压浆泵：
SYB-60/60型双液注浆泵、拌浆桶等。
3、注浆范围
根据施工设计图纸，广菜区间土体注浆加固范围为结构初支外皮3米范围内全部加固；达广区间土体注浆加固范围为结构初支外皮3米范围内全部加固且加固长度为10m。
详见附图三：
广菜区间注浆加固示意图、附图四：
达广区间注浆加固示意图：
4、注浆孔布置
根据达~广区间联络通道结构形式，注浆孔最大孔深6.58m，管片注浆孔1.5*1.5m梅花型布置，扩散半径1m。
由于钻孔需破坏隧道管片结构，破坏成型隧道管片受力形式，为防止钻孔施工造成隧道失稳以及孔口出现涌水现象，注浆口钻孔前通过开口环及邻近各2环管片吊装口进行开口侧管片背后注浆，注浆浆液采用1：
1水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.3～0.5Mpa，到达压力后持续30～60s可停止注浆，注浆是采取注浆量与注浆压力双重控制，避免注浆压力过大破坏管片。
注浆后对吊装口进行封堵，待浆液凝固达到强度后方能进行管片钻孔施工。
联络通道管片注浆孔位布置附图五：
广菜区间注浆孔位示意图、附图六：
达广区间注浆孔位示意图：
5、主要注浆施工参数
注浆管直径φ42mm，浆液的最大扩散半径1m。
根据地质情况，粉质粘土层渗漏系数约5×10-5cm/s，浆液扩散困难，注浆压力0.5~2mpa。
粉砂、细砂和细砂-中砂砂层渗漏系数约6~8×10-3cm/s，注浆压力0.3~1mpa。
根据现场试验调整浆液凝结时间，一般控制在1~5min之内。
二重管双液注浆法的技术指标如下：
内容
标准
内容
标准
孔位偏差
±20mm
注浆压力
±5%
孔距偏差
±100mm
注浆量
±10%
钻杆角度偏差
＜1%
回抽幅度
±15~20cm
6、注浆施工
（1）定孔位：
根据每眼注浆口位置、每环注浆管末端距注浆口垂直高度及注浆扩散范围确定钻机钻杆角度、钻孔长度及钻杆偏移角度，定孔位偏差不得大于±20mm，钻孔角度偏差不得大于1°。
（2）钻机就位：
钻机按照指定位置就位，并在技术人员的指导下，调整钻杆角度。
对准孔位后，钻机不得移位。
（3）钻进成孔：
钻孔时，密切观察钻孔进度，如发生涌水情况，应立即停止钻孔，先进行注浆止水，并确认止水效果后，方可停止注浆，向前继续钻孔施工。
（4）浆液配比：
按照浆液配比配料，根据地质情况选用浆液类型。
（5）注浆：
根据地质情况，可选择前进式或回抽式注浆，严格控制钻杆注浆速度，每次前进或回抽不大于200mm。
根据地质情况控制注浆压力。
注浆还应密切关注浆液流量，当出现压力突然上升、下降等异常情况时应立即停止注浆，必须查明异常原因，采取必要的措施（调节注浆参数、移位、打斜孔等方式）方可继续注浆。
回抽出后的钻杆应及时清洗干净，以备后用。
注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。
（6）注浆结束标准和注浆效果评定：
注浆压力逐步升高、当达到设计终压并继续注浆5min以上。
（7）注浆顺序:
注浆施工顺序为先注外圈，后内圈，再补注外圈，同一圈由下而上间隔施作。
（8）注浆质量检验：
注浆完成后进行钻孔取样，按照图纸要求进行无侧限抗压强度检测和渗透系数检测。
7、施工注意事项
（1）为保证注浆带搭接效果，保证注浆范围不小于设计范围，每环注浆管末端位置注浆管长度应大于实际计算位置注浆管长度50cm。
（2）注浆施工过程中应根据地质情况采用注浆公式Q=ПR2Lnαβ计算每次理论注浆量，实际注浆量与理论注浆量进行对比，如相差较大应分析原因，采取维持终压增加注浆时间等措施保证浆液填充率。
（3）联络通道开挖风险极大，现场应配备责任心强的技术员及领工员24小时监督检查注浆作业施工过程。
施工前技术室应仔细研究设计图纸，根据设计要求的注浆加固范围、浆液扩散半径和终孔注浆管间距及本方案中注浆孔布置原则精确计算每孔注浆管长度、角度及注浆量，应根据现场实际情况确定注浆压力、注浆配比及浆液凝结时间，确保注浆效果。
因现场施工空间有限，注浆开口位置可根据现场实际情况进行调整。
5.3盾构管片加固施工
隧道内联络通道口设置临时支架进行管片加固是为防止区间隧道在联络通道口的特殊管片切割后，由于围岩压力情况变化而导致管片变形和损伤。
同时提供管片切割和开挖的一个平台。
安装具体要求如下：
（1）临时支架必须在管片环破除前设置；
（2）开口环及相邻环共6环管片，在每环管片中心设置临时支架，共设置6道。
（3）在支架内侧布设通长φ25钢筋作为联系条，将环梁连接成整体；
（4）在支撑钢环内侧架设临时工字钢内支撑体系，且在钢环内部设置不少于7个支撑点（如图）；内支撑体系应与管片直接顶紧，且每段管片不少于2个支点（如图）。
（5）为保证现场轨道台车通行需要，轨道需保留，支撑环需与轨道下方的弧形轨枕连接牢固。
开口环两环的支撑为后续安装排水管道的需要，间距可适当调整。
支撑架设时应避免对管片、连接螺栓和防水材料的破坏，同时应与管片内壁顶紧，右线临时支架见下图：
开口环支架布置图相邻环支架布置图（右线）
A-A剖面图B-B剖面
开口环支架布置图（左线）相邻环支架布置图（左线）
5.4管片切割
管片切割前利用管片吊装口进行开口侧管片背后注浆，同时在联络通道开口管片上方按设计要求打设小导管进行注浆棚护。
管片背后注浆完成后管片切割前先通过洛阳铲品字形超前探测开挖面是否有渗水现象，如渗水严重应按方案中“4.2条土体加固施工”进行深孔注浆加固。
切割前，将管片的切割范围用红油漆明显标识出来，切割时严格按标识线固定钻头进行管片切割，切割时从上到下进行，将切割下来的管片运出隧道，然后清理管片切割面。
管片切割时必须骑环缝切割，根据设计要求，开口位置在里程方向可调整600mm以满足骑缝切割要求。
管片切割如下图所示：
5.5联络通道开挖及初期支护
联络通道采用台阶法施工，施工中严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、先探测再开挖、先注浆再开挖”浅埋暗挖施工原则。
做好超前注浆预支护，确保开挖安全；开挖后紧接支护，早成环、早封闭；及时进行初期支护与围岩间回填注浆；采用信息化施工，加强监控量测，通过量测信息反馈优化支护参数。
施工工艺流程如下：
拱部打超前小导管、注浆→分台阶开挖土方→初喷混凝土→铺设钢筋网→安装格栅钢架→打设锁脚锚管→复喷混凝土→初支背后注浆→进入下一循环
5.5.1超前小导管注浆施工
1、施工方法及技术措施
①在通道拱顶纵向间距1榀一环，环向间距300mm，拱部180°范围设置超前注浆小导管，小导管采用DN32mm，t=3.25mm钢管长度L=2000mm。
②小导管采用DN32普通水煤气管加工而成，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溢浆孔，呈梅花形布置（防止注浆出现死角），间距100～150mm，尾部1.0m范围内不钻孔防止漏浆，末端焊Ф6.5环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。
小导管加工成型如图：
③格栅架立后在格栅间可用风镐顶入小导管，若顶入困难，使用风钻成孔后再顶入小导管。
导管沿外插角15～20°插入，导管插入长度不小于管长的90%；导管外露20cm，以便安设注浆管路。
导管尾端和格栅主筋焊接牢固。
④注浆材料在粗砂及砂砾石层采用单液水泥浆，在粉细砂层中采用水泥水玻璃双浆液，注浆配比由实验室结合现场试验确定。
注浆压力控制在0.3~0.5Mpa，若压力上升，注浆量没有达到，则到达压力后持续30～60s即可停止注浆，为防止浆液外漏，注浆后导管立即用棉纱封堵管口。
5.5.2联络通道开挖
在联络通道开口管片上方小导管支护下，进洞时一次性开挖至初支顶部架设钢格栅，联络通道标准段格栅纵向间距500mm，开洞门处连立三榀格栅。
通道开挖采用正台阶法先施工上台阶，后施工下台阶，上台阶预留核心土，核心土长1～1.5m。
台阶长度控制在3~5米；上台阶开挖时拱脚应垫牢垫实。
台阶法开挖示意图
5.5.3格栅拱架施工
1、联络通道标准段格栅钢架纵向间距500mm，开洞门处密排三榀格栅。
联络通道标准段格栅钢架主筋采用Φ22mm钢筋加工，每榀间距500mm，在洞外分片加工，放大样检验，洞内安装，并使拱架与通道轴线垂直，最后焊接连接筋，使钢架成为一个整体。
2、每榀拱架安装时，测量定位，不偏，不斜，轮廓要符合设计要求，钢架加工采用冷弯加工，避免降低钢架强度及刚度。
3、为保证钢架整体受力，按设计设置纵向连接钢筋，延主筋内外双排布置，连接筋采用Φ22mm钢筋，环向间距1.0m，与钢架的连接点焊接牢固。
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