矿山法联络通道施工方案矿山法.docx
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矿山法联络通道施工方案矿山法
南京地铁三号线TA05标
【五塘广场站～小市站区间】
2#联络通道施工方案
中铁隧道集团有限公司
南京地铁三号线TAO5项目经理部
二○一三年九月
南京地铁三号线TA05标
【五塘广场站～小市站区间】
2#联络通道施工方案
方案编制：
工程部：
安全环保部：
设备部：
物资部：
劳资：
合约部：
复核：
中铁隧道集团有限公司
南京地铁三号线TAO5项目经理部
二○一三年九月
第一章综合说明
1.1编制原则
（1）严格执行国家及南京市的法律、法规和管理条例，施工方案“科学合理，安全可靠，经济可行，确保质量”。
⑵以企业诚信、服务为宗旨，以安全为保证，以质量为生命，以管理为手段，实现本工程安全、优质、快速的目标。
⑶贯彻以人为本、安全第一、预防为主的原则，科学安排，合理组织、严格管理、精心施工。
以切实有效的技术措施和先进工艺，防止坍塌，控制地面沉降，确保建（构）筑物及地下管线等不受损坏。
⑷针对城市中心区施工的特点，严格执行城市施工的有关规定，采取切实有效的措施，严格控制噪音、粉尘、废弃物的排放等，做到文明施工，最大限度减少对周围环境及居民正常生活的影响。
⑸以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺，确保施工安全和工程质量，按期提供一个优良的工程产品。
1.2编制依据
（1）南京地铁三号线五～和区间工程联络通道招标文件及设计文件；
（2）《铁路隧道施工质量验收标准》（TB10417-2003/J163-2002）
⑶《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）2003年版
⑷《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）2011年版
⑸《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；
⑹《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）；
⑺《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
⑻《铁路隧道施工技术安全规则》（TBJ404-87）
（9）《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）
（10）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001；
（11）五塘村～和燕路站区间岩土工程详细勘察报告与补勘报告；
（12）《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号文
（13）《关于加强建筑结构工程施工质量管理的若干规定》宁建质[2012]1248号文
（14）《南京地铁三号线土建工程D3-TA05标施工合同》；
（15）《五塘村站～和燕路站盾构区间子单位施工组织设计》；
（16）我公司长期在类似工程中的施工经验。
1.3编制范围
本方案适用于南京地铁三号线五～和区间2#联络通道（含泵房）施工，方案内容主要包括地层加固方案、通道矿山法暗挖及衬砌施工等。
第二章工程概况
2.1工程简介
五～和盾构区间位于南京市下关区，设计起点站为五塘村站，沿中央北路向东南延伸，在中央北路与和燕路交叉口处到达和燕路站。
盾构隧道采用装配式钢筋混凝土管片衬砌，管片外径6.2m、内径5.5m、厚0.35m、环宽1.2m，为“3+2+1”型（3块标准块、2块邻接块和1块封顶块），拼装时采用错缝拼装、弯曲螺栓连接。
区间隧道采用一台盾构机中铁41#机从和燕路左线始发、五塘村站接收，临设转场至五塘村后，从五塘村站右线始发，在和燕路站站前大断面存车线接收。
目前左线已洞通，右线现已掘进385环。
区间隧道在左K13+512、左K14+060处各设置一座联络通道，其中左K14+060联络通道（2#联络通道）设置泵房。
联络通道处左右线各安装2环左开洞特殊衬砌管片，每环由2块钢管片（内设3块可拆卸开洞的子管片）和4块深埋型钢筋混凝土管片（1块封顶块、1块邻接块和2块标准块）组成。
联络通道及泵房位于③-2b2可塑粉质粘土、③-3b1-2硬塑～可塑粉质粘土地层中，隧顶埋深约为15.91m。
2.2招标文件工程设计
在区间K14+078里程处设置事故风井及风机房，事故风井位于中央北路，风机房设置于汽轮集团绿地和停车场内，施工时需改移中央北路3根φ1000、1根φ1200给水管，φ800污水管，φ500雨水管等地下管线，事故风井采用半盖挖将交通疏解至中央北路西侧。
经业主方补遗优化设计，取消该部位事故风井保留联络通道，联络通道净空根据人员疏散条件定为半圆拱直墙断面，尺寸为2.5m宽×2.3m高，该联络通道采用冻结法施工。
2.3工程地质及水文地质
（1）地质勘探情况
详勘时在该通道附近的左线布设了Q7K49、Q7K24、Q7Z34勘探孔，右线布设了Q7K23、Q7Z33、Q7Z17勘探孔。
我项目部在左右线中间补勘了Q7BZ13探孔，形成了"Q7K24-Q7BZ13-Q7Z33"勘探孔组成的7-7'地质横剖面图，“Q7K49-Q7K23”勘探孔组成的6-6'地质横剖面图。
详见图2-1～图2-3。
图2-12#联络通道勘探孔位图
图2-2地质剖面图
场地内地层从上至下依次为①-1杂填土（厚度0.6m～0.7m）、①-2b3素填土（厚度0.4m～1.2m）、③-1b1-2硬可塑粉质粘土（4.2m～6.7m）、③-2b2可塑粉质粘土、③-3b1-2硬可塑粉质粘土（8m～11.1m）。
其中：
2#联络通道及泵房左线侧位于③-3b1-2硬塑～可塑粉质粘土地层中、拱顶为③-2b2可塑粉质粘土，右线侧位于③-2b2可塑粉质粘土地层中，拱底为③-3b1-2硬塑～可塑粉质粘土地层，即集水池位于硬塑～可塑粉质粘土地层中。
（2）土的抗剪强度
层号
名称
直剪快剪
直剪固快
三轴快剪
粘聚力
Cq
内摩擦角
φq
粘聚力
Cq
内摩擦角φq
粘聚
力Cuu
内摩擦
角φuu
kPa
度
kPa
度
kPa
度
①-2b3
素填土
平均值
25
15.5
41
22.9
标准值
③-1b1-2
粉质粘土
平均值
46
18.7
48
24.4
51
12.2
标准值
42.5
17.4
③-2b2
粉质粘土
平均值
30
15.3
31
22.6
47
13.4
标准值
28.1
14.5
28
22.2
37
12.1
③-3b1-2
粉质粘土
平均值
56
20.2
47
24.7
63
15.6
标准值
52.4
19.5
44
24.2
57
14.9
（3）标贯试验指标
层号
名称
实测值
杆长修正值
N（击）
N'（击）
①-2b3
素填土
平均值
4.5
4.4
标准值
4.1
4.0
③-1b1-2
粉质粘土
平均值
10.7
10.1
标准值
10.0
9.4
③-2b2
粉质粘土
平均值
10.7
8.1
标准值
10.3
7.9
③-3b1-2
粉质粘土
平均值
19.8
13.3
标准值
19.2
12.9
（4）主要地层渗透性情况
层号
岩土名称
渗透系数建议值（cm/s）
渗水性评价
①-1
杂填土
3×10-4
弱透水～透水
①-2b3
素填土
5×10-5
弱透水
③-2b2
粉质粘土
3×10-6
弱～微透水
③-3b1-2
粉质粘土
5×10-7
不透水
（5）主要地层工程地质评价
层号
岩土名称
岩性特征
不良地质评价
开挖后稳定状态
①-1
杂填土
杂色，松散～稍密，极不均匀
不良地层
围岩极易坍塌变形，易透水
①-2b3
素填土
灰黄色，粘性土为主，稍密，夹杂质，不均匀
不良地层
围岩极易坍塌变形，易透水
③-1b1-2
粉质粘土
硬可塑，含铁锰
中压缩性、中高强度
围岩易坍塌，处理不当会大坍塌，侧壁经常小坍塌
③-2b2
粉质粘土
灰黄、局部青灰色、灰色、可塑
中压缩性、中等强度
围岩极易坍塌
③-3b1-2
粉质粘土
褐黄色，硬可塑，含铁锰
中压缩性、中高强度
围岩易坍塌，处理不当会大坍塌，侧壁经常小坍塌
（6）地表水、地下水分布情况
本工程无地表水。
本区地形地貌复杂、地层类型多、变化大，水文地质条件较复杂。
依据地下水的埋藏条件和赋存条件，可分为孔隙潜水、基岩裂隙水。
孔隙潜水主要赋存于坳沟地段的②-2c2-3层粉土和填土及③层土以浅各土层中；孔隙潜水受地表水和雨水补给，迳流相对较快，与地表水或邻近地下水相互补排，也有蒸发排泄。
基岩裂隙水主要分布于基岩破碎带和裂隙发育带；基岩裂隙水主要受土层地下水或周围裂隙水补给，埋藏较深，迳流一般较滞缓。
2.4工程边界条件
2#联络通道（泵房）东侧位于中央北路汽轮电机北大门附近，西侧位于南京机电职业学院、科研综合培训大厦（在建）附近。
中央北路为南北方向城市主干道、双向六车道、红绿灯多，白天在道路交通正常的情况下具有车流量多、车辆缓行等特点。
（1）周边建筑物情况
2#联络通道（泵房）东侧建筑物稀少，西侧在建的科研综合培训大厦距离2#联络通道（泵房）约28m、南京机电职业学院距离2#联络通道（泵房）约30m。
（2）地下管线情况
序号
管线名称
与联络通道关系
备注
1
φ400砼排水管
结构东侧，距离结构6.5m
2
φ1200铸铁自来水管
结构东侧，距离结构2.8m
主要管线
3
φ1000铸铁自来水管
横跨结构顶
主要管线
4
φ1000铸铁自来水管
横跨结构顶
主要管线
5
φ1000铸铁自来水管
结构西侧，距离结构2.9m
主要管线
6
φ500铸铁燃气管道
结构西侧，距离结构4.3m
主要管线
7
φ300铸铁燃气管道
结构西侧，距离结构6.2m
主要管线
8
φ800砼排水管
结构西侧，距离结构11.1m
图2-32#联络通道周边环境平面图
第三章联络通道（泵房）加固方案
3.1结构设计概况
区间隧道左、右线中线间距13.2m，联络通道与泵房合建段长5.9米*高6.63米*宽3.8米，联络通道高4.63米*宽3.8米，设置一道防火门及一处集水井。
联络通道采用半圆拱直墙断面，复合式结构。
初期支护采用工16型钢拱架@500mm、φ8钢筋网双层@150*150、C25P6喷射砼厚250mm；二次衬砌采用400mm～900mm厚C30、S8模筑防水混凝土。
泵房净空尺寸长4.6m*宽2.5m，初期支护：
竖向7道工16型钢钢架@500mm、φ8钢筋网双层@150*150、C25P6喷射砼厚250mm。
图3-1联络通道（泵房）平面图
图3-2联络通道（泵房）纵剖面图
图3-3联络通道（泵房）横剖面图
3.2全断面深孔注浆加固地层
3.2.1加固范围
采用全断面深孔注浆法加固联络通道（含泵房）地层，即在左线隧道内采用WSS后退式注浆工艺、往通道地层内压注水泥浆单液浆，加固区域为区间左右线隧道中线以内，通道顶以上1.8m，区间隧道底下3.7m，纵向在联络通道中线两侧各3.7m范围内均须进行地层加固。
图3-4联络通道（泵房）加固范围剖面图
图3-5联络通道（泵房）加固范围平面图
3.3.2注浆加固设计
（1）注浆材料：
1:
1纯水泥浆。
（2）注浆孔：
注浆孔开孔直径不小于Φ72mm，终孔直径不小于Φ42mm；孔口管采用Φ70*4.5的热轧无缝钢管，钢管长3m，孔口管应埋设牢固并有良好的止浆性能。
图3-6注浆钻孔结构图
（3）注浆参数
表3-1注浆加固参数表
序号
参数名称
设定参数
备注
1
注浆压力
0.5～1MPa
2
注浆速度
10L/min
3
施工顺序
先外后内，先上后下
4
注浆管
φ42mmPVC管
3.3.2压密注浆加固施工工艺
（1）工艺要求
定孔位：
根据设计要求，对准孔位，不同入射角度钻进,要求孔位偏差为±3cm，入射角度偏差不大于1°。
钻机就位：
钻机按指定位置就位，调整钻杆的垂直度。
对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。
钻进成孔：
第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。
密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。
每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应小于30cm。
钻孔和注浆顺序由外向内，同一圈孔间隔施工；
回抽钻杆：
严格控制提升幅度，每步不大于15-20cm，匀速回抽，注意注浆参数变化。
浆液配比：
采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。
注浆：
注浆孔开孔直径不小于70mm，严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。
土、砂层容易造成坍孔时，采用前进式注浆，否则采用后退式注浆。
（2）工艺流程
图3-7深孔注浆工艺流程图
（3）注浆效果检测
注浆完成后，在开挖轮廓线范围内打设检查孔，检测注浆效果；检查孔3个，其中左、右边墙各1个、底部1个，检查孔直径Φ42mm、长度约16m。
注浆结束后，单孔涌水量小于2L/（孔.天），隧道开挖后允许渗水量小于4L/（h.m），进行压水试验时，在1MPa压力下，吸水量＜2L/min.注浆加固体抗压强度不小于1.0MPa,渗透系数不大于1*10-6cm/s;当注浆完毕而未达到设计要求时，应进行补注浆。
第四章施工部署
4.1总体安排
当盾构机拖车尾部远离2#联络通道（泵房）50环以上、且右线2#联络通道处管片的监测情况已稳定时，从左线往右线方向采用矿山法施工2#联络通道。
先对区间隧道左右线通道口前、后两侧各3环钢筋混凝土管片壁后二次注浆（水泥-水玻璃双液浆），然后焊接钢管片纵环向接缝，再在左线隧道内加固联络通道及泵房地层，最后进行预应力支架、安全应急防护门的施工。
待以上工序施工完毕，开通道口管片、矿山法开挖通道，开挖顺序采用从左线往右线单向开挖，根据地层的情况，采用上下短台阶法施工，开挖过程中及时支护。
在初期支护全部封闭成环后进行背后注浆，待围岩及初支基本稳定后再分段施工防水和二次衬砌。
待联络通道二衬施做完毕，再往下开挖泵房、施做泵房二衬。
实际施工中注意与嵌缝等施工工作的配合，并根据业主后期制定的铺轨、装修计划适当调整方案内容与进度计划。
4.2联络通道施工重点分析
（1）地层加固止水效果
地层加固施工的重点在于注浆量大小的确定及如何保证注浆效果。
若注浆量较小，地层加固效果则不密实，单液浆凝固过程中易被地下水稀释而降低加固强度。
若注浆量过大，浆液压力一方面会造成加固范围外的土体扰动，产生地面隆起，另一方面可能对隧道形成不均匀压力，造成管片变形。
在注浆过程中要做好监控量测，及时反馈数据，调整注浆压力与注浆量。
（2）通道与盾构隧道接口部位既是开挖支护安全施工的重点，也是后期隧道防水薄弱点。
地质勘探资料表明，联络通道拱顶位于③-2b2可塑粉质粘土中，土体本身的自稳能力差，加上联络通道与区间隧道接口处的土体在区间左、右线盾构掘进时已受扰动，通道在洞口段开挖时，拱顶可能因地层加固存在缺陷导致坍塌的安全隐患。
（3）确保通道附近地下管线的安全和沉降控制是本工程的重点。
通道附近的压力管线主要有四根大口径自来水管及二根燃气管道，其中2根φ1000铸铁自来水管横跨通道顶部，过大沉降将对这些管线产生不利影响。
联络通道施工中要严格控制围岩的稳定，做好地下管线的监测工作，及时向施工反馈数据，做好信息化施工，并严格执行矿山法施工十八字方针——管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。
4.3施工进度计划
计划总工期合计68天，详见下表
表4-1施工进度计划表
4.4资源配置计划
4.4.1劳动力安排
表4-2施工人员配置表
号
工种
人员配备
1
测量工
3
2
施工队长
1
3
机械维修工
1
4
起重工
2
5
钢筋工
6
6
模板工
6
7
混凝土工
6
8
防水工
3
9
深孔注浆
5
10
普工
12
4.4.2施工机械配置
表4-3施工设备配备情况表
序号
设备名称
数量
规格型号
主要工作指标
一、供电、通风设备
1
变压器
1
500KVA
2
空压机
2
3m3/min
二、注浆设备
1
注浆机
1
F1BY50/70
6.5kw
2
钻孔机
1
TXU-75D
三、开挖设备
1
风镐
6
G10A
2
气腿式风钻
2
Y28
3
潜水泵
2
50DL12-12.5
4.5kw
4
污水泵
2
JC-24
4.5kw
四、钢筋加工
1
钢筋切断机
1
3kw
2
钢筋弯曲机
1
Y100L2-4
3kw
3
电焊机
3
BX1-315
21kw
4
氧焊机
2
5
砂轮机
1
MQ3225
2.2kw
五、混凝土施工
1
振捣棒
4
ZN35
1.1kw
3
混凝土喷射机
2
6.5kw
4
混凝土输送泵
1
5
木工锯
1
GX-31F1
2.2kw
六、出土运输
1
龙门吊
1
45t
2
农用车
2
碴土外运队伍
设备
3
自卸汽车
2
4
手推车
6
七、防水板焊接
1
热合机
1
2
射钉枪
1
4.4.3主要材料供应
（1）主要材料供购方式
①钢材及商品混凝土：
与业主确定的钢材及混凝土供应商签定供应合同，并根据施工进度安排，做好钢材及混凝土供应计划及现场进货检验。
②除钢材、商品混凝土及防水材料等以外的主要材料供应方式，按本合同招标文件的有关规定和业主、监理的规定原则进行采购。
（2）主要材料现场使用管理
对进场的各种材料按相应的验收标准进行检验，不合格的严禁使用。
并派人负责取样送到有资质的经监理认可的建筑材料试验站进行试验，取样在监理在场的情况下进行。
4.5施工场地规划
初支钢拱架、二衬钢筋加工均在区间大断面存车线钢筋加工场（和燕路站）制作，开挖碴土由手推车运输至停放在左线通道口附近的三轮车碴斗内，三轮车由左线隧道倒运至五塘村南端左线盾构井内，龙门吊提升碴斗碴土倒入碴仓。
砂石料在和燕路站北端头场地拌好，三轮车倒入工作面。
4.6临水、临电引入
（1）临水引入
根据工地所用水量，从和燕路站引入。
（2）临电引入
工地施工及生活用电从和燕路站变压器接入，现场所有用电事宜由专业电工统一安排。
①配电线路：
按照TN－S系统要求配备五芯电缆；按要求架设临时用电线路的电杆、横担、瓷夹、瓷瓶等，或电缆埋地的地沟。
对靠近施工现场的外电线路，设置木质、塑料等绝缘体的防护设施。
②配电箱开关箱：
按三级配电要求，配备总配电箱、分配电箱、开关箱三类标准电箱。
开关箱符合一机、一箱、一闸、一漏。
三类电箱中的各类电器应是合格品；按两级保护的要求，选取符合容量要求和质量合格的总配电箱和开关箱中的漏电保护器。
③接地保护装置：
施工现场保护零线的重复接地应不少于三处。
第五章主要施工工艺及技术措施
5.1各工序施工流程
通道处管片壁后二次注浆→焊接钢管片纵环向接缝→全断面深孔注浆加固地层→架设临时支撑与防护门→开孔检查注浆效果→开管片→超前小导管注浆→联络通道开挖、初支→联络通道防水、二衬及洞门→向下开挖泵房→施做泵房二衬→拆除隧道支撑及防护门
5.2施工准备
（1）劳动力准备
根据劳动力计划逐步组织施工人员进场，施工人员进场后要组织施工安全与文明施工教育。
（2）机械设备准备
根据拟投入的机械设备计划，逐步安排机械设备进场。
设备进场时要进行试运转并做好记录，确保设备在工程施工中的正常运转，同时按照有关要求向监理单位进行相关报验。
（3）施工材料准备
根据施工进度计划安排，逐步安排施工材料进场。
材料进场后，依据相关要求进行取样复试，对不合格的材料严禁投入工程使用；同时对于复试合格的材料及时向监理单位进行报验。
（4）场地准备
施工前清理周围的场地，指定材料堆放等各功能区域。
为现场接入供水管与排水管，供电线路须根据现场布置做合理的调整。
（5）技术准备
①组织有关人员学习本工程施工图纸、相关规范、规程、工艺标准，掌握本工程各项目的施工工艺和技术标准，编制施工方案与技术交底。
同时组织专业技术工种进行技术培训教育，为工程顺利施工创造条件。
②测量部门进行联络通道控制坐标与标高计算及放线，并报监理单位复核。
③试验部门做好现场试验的各项准备工作，选择合格的试验室进行施工试验与见证试验。
5.3通道口附近管片壁后二次注浆
对通道口前、后两侧各3环钢筋砼管片壁后进行二次补强注浆，以截断区间隧道前、后方水源，防止通道开挖时区间隧道管片背后的水源进入掌子面。
二次补强注浆从管片吊装孔中注入，注浆材料为双液浆，初凝时间45s，注浆压力小于2MPa，注浆顺序从底往上、左右交替进行。
表5-1双液浆配比及浆液主要性质表
水泥浆水灰比
水玻璃波美度
A液：
B液
（体积比）
浆液密度
（g/cm3）
凝结时间
（秒）
1:
1
现场调配
1:
1
1.44
45
5.4钢管片接缝焊接
将每个联络通道开口部的钢管片之间（欲拉开的管片除外）环向及纵向接缝采用满焊的方式将每条拼装缝一一焊接好，提高其整体稳定性，以控制隧道管片变形。
需注意如下事项：
（1）焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。
（2）焊接时，划分区域，采取对称方式焊接，以防止应力集中，引起钢管片变形。
（3）焊接材料选E4303型结构钢焊条，用手工电弧焊焊接。
5.5预应力支架、防护门安装
（1）预应力支架
开挖施工之前，在通道开口处隧道管片开口环中不开口部位均匀设置8个支撑点隧道支架（支撑点的支撑能力不小于500KN/点），以减轻联络通道开挖构筑施工对隧道产生不利的影响。
安装方法：
在区间隧道上、右线联络通道开口两侧各架两榀，共四榀，并在联络通道两端沿隧道方向对称布置，每榀支架有8个支点，由6个50t螺旋式千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。
图5-1预应力支架、安全应急门图
（2）防护门
防护门是安装在开挖侧隧道预留洞口上，并配备风量不小于6m3/min的空压机为防护门供气。
安全门在开管片前安装，安装后进行耐压密封实验，先向防护门内注满水，再用空压机加压，在不停止空压机时，压力能保持在设计试验值为合格。
安全应急门是防止开挖过程中发生位移变形超值，其它措施抢救无效的情况下，为确保隧道安全而使用的。
防护门就用本区间1#联络通道防护门，防护门结构、尺寸及安装方法详见1#冻结法联络施工方案中相关内容。
5.6开挖条件
根据南京市住房和城乡建设委员会（宁建质[2012]1248号文）要求，联络通道开挖属于一类关键节点，开挖前由建设单位技术负责人组织验收。
盾构
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