正线左线下穿出入场线施工方案新.docx
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正线左线下穿出入场线施工方案新
一、编制依据
1、业主提供的招标文件及相关资料
1）《武汉市轨道交通27号线BT项目一期土建施工部分BT项目第二标段合同文件》（合同编号27-TJ-01-03）。
2）《武汉市轨道交通27号线BT项目一期第二标段出入场线区间隧道岩土工程详细勘查报告》。
3）武汉市轨道交通27号线BT项目一期第二标段出入场线区间隧道工程设计图纸。
4）武汉市轨道交通27号线BT项目一期第二标段纸地区间隧道工程设计图纸。
5）武汉市建设工程安全文明施工标准化指导手册。
2、本工程主要使用的施工技术规范、规程及标准
1）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）2003版
2）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
3）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
4）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）
5）《铁路隧道防排水技术规范》（TB10119-2000）
6）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）
7）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）
8）《混凝土工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）2011版
9）《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）
10）《铁路隧道施工规范》TB10204-2002
11）《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-2011）
12）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
13）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）
14）《工程测量规范》GB50026-2007
二、编制原则
1）认真贯彻党和国家的方针政策，严格执行施工过程中涉及的施工技术、安全质量、检验评定等方面国家、武汉市的规范、规程及技术保准。
2）遵守、执行合同文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境、文明施工等各方面的工程目标。
3）以设计图纸为主导，结合工程情况及特点，采用先进、合理、经济、可行的施工方案。
4）充分研究现场施工环境，妥善处理施工组织与周边接口问题，使施工对周边环境的影响最小化。
5）施工组织合理有序，施工进度安排均衡高效。
6）确保实现工程质量计划和工期目标计划以及施工安全。
本方案的适用范围为如下里程：
上穿处出入场线与左线净岩柱距离为4.12m。
三、工程概况
本区间停车场～出入场线工程隧道为单洞双线，纸地区间工程隧道为单洞单线，根据图纸显示该区段，出入场线向东与左线呈17°左右夹角在CDK0+400位置上穿左线隧道，穿越段里程为左DK44+485~535，上穿距离为50m，正线左线与出入场线上下层间距4.12m，出入场线顶板至地面距离为43m，穿越段隧道全部位于中风化灰岩中，岩性较好，出入场线上敷基岩厚度约15～20m。
1）本区间停车场～出入场线工程隧道为单洞双线，上穿段主要施工断面为C型断面。
断面类型及断面尺寸（宽×高）m
长度（m）
断面开挖方法
辅助措施
超前支护措施
锚杆设置
初期支护措施
二次模筑衬砌
C型断面11.8×9.596
60
CD法
拱顶120度设
3.5m长超前小导管环向0.4m，纵向2.0m
边墙打设3.5m长φ22砂浆锚杆；环纵向1m×0.5m
喷射350mm厚C25砼，φ8@150X150双层钢筋网格栅钢架500mm间距
防水层、模筑450mm厚C35砼
2）本区间纸地区间工程隧道为单洞单线，下穿段主要施工断面为D型断面。
断面类型及断面尺寸（宽×高）m
长度（m）
断面开挖方法
辅助措施
锚杆设置
初期支护措施
二次模筑衬砌
D型断面11.8×9.596
1260.141
CD法
拱部、边墙普通砂浆锚杆，Ø22mm全长粘结，长3.0m，环纵间距1×1m，拱部及边墙梅花型布置；
C25喷混凝土，厚度120mm，抗渗等级P6；φ8@150X150双层钢筋网
二次衬砌采用C35防水钢筋混凝土，厚度500mm，抗渗等级为P12；仰拱填充采用C30素混凝土
4、水文地质情况
1、工程地质
并线段正线地层情况为：
正线左DK44+165~188,左DK44+202~215区段；
右DK155.56~200、右DK225~230区段穿越红黏土；其余段均位于基岩中。
该区段主要穿越的岩层为中风化灰岩，灰岩覆盖厚度自开口至250米段厚度为0---17.1米，深灰色，微晶结构，波状微纹中厚-厚层状构造，方解石脉总体发育，含少量生物碎屑，顶部见黑色硅脂结核，属硬岩，岩石基本等级为Ⅲ级，现场取样实验室试压硬度为67.25Mpa。
隧道围岩情况：
区间隧道下穿纸坊大街段最小埋深19.2米，拱部自开口～32米段主要为红黏土，上覆土层主要为杂填土、红黏土，32～102.4米段为中风化灰岩，隧道顶板至灰岩面距离为2-14.7米不等；102.4～244.4米段隧道顶板、底板及侧墙均处于中风化灰岩中，顶板岩层厚度11.7～17.1米。
2、水文情况
1）地下水类型
场地地下水按赋存条件，可分为第四系上层滞水、碎屑岩裂隙水和碳酸盐岩裂隙岩溶水三种类型。
（1）地表水
出入场线段里程RDK0+700～RDK0+950段左侧约50m处有两个鱼塘；里程右RDK1+220～RDK1+280段右侧约50m处有一个鱼塘。
水位季节性变化较大，旱季时基本干涸。
由于水塘水量不大，且水塘下有一定的厚度黏性土层，为相对隔水层，地表水与地下水联系较弱，在塘埂不被破坏的情况下，水塘对基坑工程的影响一般较小。
（2）地下水
根据含水介质和地下水的赋存状况，可将场区内地下水划分为上层滞水和基岩裂隙水及岩溶水两种类型。
（3）地下水补给、径流、排泄及动态特征
本区间工程下穿青龙山，青龙山地势较高，基岩埋深较浅，裂隙发育，入渗条件好，接受大气降水补给后，侧向径流补给场区地下水，径流条件较好，并向周边青龙水库等低洼处排泄。
一般在5～9月降水量丰富，地下水水位高，水量较大，10～4月降水量较少，地下水水位较低，水量相对较小，具有明显的动态特征。
根据勘察期间地下水位观测数据分析，青龙山南侧志留系粉砂质泥岩分布区为场区地表水及地下水分水岭，分水岭北侧地下水向北渗流排泄，排泄区主要为地势低洼的青龙水库，青龙山北侧山体区域受山顶水塘入渗影响，地下水位局部略高。
2）隧道涌水量
根据《铁路工程地质手册》（修订版）第二篇第四章第三节，分别对青龙山区域地下隧道进行隧道涌水量预测。
隧道区间存在一定坡度，拟建隧道区间主要位于灰岩含水层中，青龙山区为潜水含水层，按无界潜水非完整式考虑。
五、施工方法
根据施工进度停车场～出入场线区间隧道先通过正线左线区间，该段处于中风化灰岩中需采用台阶法爆破施工，考虑到下穿段层间距紧为4.12m，为尽量减少对围岩的扰动，在施工该段时采用“短进尺、弱爆破、快衬砌”的原则，在采用爆破作业时应采用松动爆破法，既多打眼少装药，该段施工完毕后及时封闭成环，整体上穿段50m初支全部施工完毕后，首先进行地质雷达进行物探，查找底板以下有无异常区，确保所有异常区必须处理完毕后，在进行仰拱二衬施工一次性浇筑60m，上穿段两边底板各多浇筑5m，使整个上穿段底板与出入场线形成整体从而起到底板混凝土栈桥的作用，确保左线正线下穿出入场线时安全通过。
相对位置
正线与出入场线平隧道面关系图
六、主要施工工艺
6.1超前地质预报方法
根据《武汉轨道交通纸坊线（7号线南延线）工程岩溶处理设计方案》提出的地质预报指导线设计原则，并结合武汉市轨道交通27号线一期BT项目第二标段出入线隧道矿山法施工的具体情况，遵循“综合超前物探与洞内超前地质钻探相结合、洞内与地表探测相结合”的原则，并与探放水工作协同考虑，明确武汉市轨道交通27号线一期BT项目第二标段出入线区间矿山法施工超前地质预报方法为：
掌子面地质素描、地震波反射法、超前地质钻孔，其中地震波反射法（TRT技术）作为远距离探测方法对掌子面前方100~200m及周边30m范围内的岩溶及异常区进行三维定位，在此基础上实施超前钻孔，对明显异常区域进行直接揭示，并通过地质雷达对隧道开挖显著影响区域范围进行针对性探查，考虑到钻孔实施会在一定程度上影响隧道开挖支护作业，超前地质钻孔主要应用于灰岩发育区域，并在隧道施工过程中对掌子面进行地质素描，在洞内勘察的同时采用地震波反射法从地面进行补充探测，形成洞内与地表联合探测的超前地质预报体系。
表6-1隧道超前地质预测预报流程图
序号
探测手段
备注
1
地质素描
地质素描或数码成像
形成隧道地质基础资料
3
地震反射波
远距离探测隧底、掌子面岩溶
4
地质雷达
探测含水断层和溶洞、是否存在含水破碎带
5
地质钻探
水平钻探（20～30m）
断层、岩溶、瓦斯、重大物探异常段等
6
隧底钻探（5～10m）
隧底岩溶、暗河、重大物探异常段等
7
加长炮孔钻探（3～6m）
掌子面短距离岩溶、地下水等揭露
表6-1隧道超前地质预测预报的方法表
6.1.1掌子面地质素描
在施工循环过程中，一般要在爆破后或出碴后打眼装药前对隧道开挖工作面进行掌子面地质素描，将隧道开挖所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露位置及出水状态、出水量、溶洞等用文字、素描、照片等形式准确记录下来并编制成图表。
地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映，其主要内容包括以下五个：
（1）岩性：
是最基本的地质资料。
主要描述岩石名称、颜色、结构、构造、矿物成分、风化程度等。
（2）断层：
它的形成、特性及规模决定地区地质构造复杂程度，对隧道施工影响极大，是开挖时发生塌方的主要地质原因之一。
主要描述断层位置、产状、断层破碎带宽度及构造类型、断层性质及其与其它断层的关系、派生节理产状、密度及充填物等。
（3）贯穿性节理：
是造成块体塌方的主要原因之一。
主要描述节理产状、密度、宽度、延伸情况、节理面特征（光滑、粗糙、起伏不平）、出露位置等。
（4）水：
主要描述出水点位置及其与断层和节理的关系、出水状态（滴、流、涌）、水味、水色、水温、出水点附近有无沉淀物等。
同时了解水对混凝土的侵蚀性。
对于地下水与地表水可能存在水力联系的地方进行了地下水动态观测，提前确定施工中的排水措施，以防止造成突水突泥事故。
6.1.2超前地质钻孔
超前地质钻孔能够对施工勘察与物探成果进行确认，并能够直接探明隧道掌子面前方岩溶不良地质规模与充填情况，因此超前地质钻孔贯穿整个矿山法施工过程，超前地质钻孔的位置、孔深、数量、取芯等可根据勘察资料与物探成果综合分析确定。
在超前地质钻孔实施过程中，必须设置防突装置，具体为在钻孔时安设孔口管及高压闸阀，当遇有高压水时，要立即拔出钻具，关闭孔口管的高压阀门，等待制定处理措施。
（1）超前地质探孔特点
优点：
可以直接从取出的岩芯或岩粉中了解前方的地质情况，方法直接可靠。
缺点：
往往以一孔或几个孔代表掌子面前方的整体，具有局限性；对隧道施工有一定干扰，通常一个循环的超前探孔需要中断隧道施工10～20小时。
（2）钻进方式
采用水平钻孔钻探法，每孔长30m，允许掘进25m，钻孔是否取芯根据不同地质条件确定，每循环设置不少于3个超前钻孔，上台阶2个，下台阶1个，地质情况异常区适当的增加。
（3）资料提交
超前地质钻孔由地质技术人员进行地质编录和孔内必要的测试后，整理得到超前探孔成果，内容如下：
1）钻孔柱状图，描述地层、岩性、节理裂隙特征，记录钻孔过程中有价值的信息，提出围岩完整性评价。
2）记录出水位置，进行孔内水量、水压、水温等测试，预测隧道涌水量。
对于水量大于1L/s的出水点，建立出水点档案，进行动态观测。
3）编写钻探报告。
6.2溶洞处理
根据《武汉轨道交通纸坊（7号线南延线）工程岩溶处理设计方案专家论证意见》（2016年3月19、23日），考虑在起点位置的纸坊大街附近，与纸地暗挖区间一并进行地面处理，可处理长度约100m，其余部分受地形、地表建筑物和埋藏较深等因素的影响，均考虑在洞内处理。
岩溶必须处理的范围为：
单洞双线大断面隧道：
隧道结构顶板、边墙外轮廓线外6m范围内，隧道底板以下6m范围内。
6.2.1洞内超前地质预报
由于本区间隧道地表地形复杂，埋深大，同时受建筑物影响，地面钻探及物探受到一定的限制，特别是埋藏较深的青龙山、石仁山山体部分，其详勘、岩溶专勘的钻孔间距达到约50m，可能存在目前地质资料未探明的溶洞及异常区，因此为有效保证施工和运期安全，必须在隧道穿越灰岩区全段进行洞内超前地质预报工作。
1、洞内地质超前地质钻探
（1）超前地质钻探
超前地质预报以洞内水平超前地质钻探为主，超前地质钻探是利用钻机通过取芯或不取芯的钻孔方法了解前方的地层情况、水文地质情况。
隧道分上、下两个台阶施工，在上、下台阶中部分别全长布置二、一个超前水平钻孔，钻孔深度建议以30m为主，搭接长度不小于5m。
根据本隧道的实际情况，建议超前水平钻角度以1°左右的坡度向上倾斜。
当洞内的超前物探、详勘、岩溶专勘均未发现工作面前方有异常及溶洞，但在上一循环爆破作业时其加深炮眼发现有出泥、出水异常时，除水平超前钻孔外，应进一步进行探查，明确前方岩溶和围岩情况后方可掘进。
当洞内超前物探和详勘及岩溶专勘中任一项发现前方有异常区及溶洞时，必须向溶洞及异常区进行钻探验证。
当钻探遇溶洞时，应钻穿岩腔至完整基岩不少于0.5m，钻探长度可以根据现场情况做适当调整。
（2）探放水
根据岩溶专勘资料，本区间周边地表水体（平面距离在300m范围以内）底部均有较厚的黏土隔水层，同时青龙山水库库水、水塘中塘水（地表水）与P1q、Ch2+c裂隙岩溶水在Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子、侵蚀性及硬度等指标上有较大差别，反映了地表水体与下伏碳酸盐岩地层岩溶水单元无直接的水力联系。
综合考虑，洞内超前钻探应与探放水一并考虑。
应在洞内超前钻探过程中解除溶洞的突水、突泥威胁，为后续处理提供更有利的条件；当探放水出现水量和压力长时间不衰减，不能通过钻探解除其突水、突泥威胁的，应当上报项目部、监理、业主采取措施进行处理。
钻探和探放水前，应清理隧道，保证逃生线路的通畅；清理水沟和集水仓，检修排水设备，保证排水设施通畅和排水设备能力充足。
钻探地点附近必须有与地面直通的电话，保证通讯畅通。
根据岩溶专勘资料，本区间的承压水水头标高与雨季相关，因此探放水工作工作应避免在连续雨季和暴雨期间进行。
钻探过程中，发现岩体松软、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应立即停止钻进，但不得拔出钻杆，撤离人员至安全地点，并上报项目部、监理、业主采取措施进行处理。
6.2.2洞外岩溶处理
1、处理原则
（1）对于钻孔揭露岩溶不大于1m且无充填和半填充溶洞，以及全填充溶洞（充填物强度较低的）均直接采用纯水泥浆进行静压式灌浆。
（2）对于钻孔揭露岩溶1~3m且无充填和半填充溶洞，灌浆一般采用间歇式静压灌浆。
第一次灌浆采用水泥砂浆，灌浆时间控制在20min，间歇6h后再灌注第二次，第二次灌浆可采用水泥砂浆或浓浆，若在20min内仍不起压，停止灌浆，间歇6h后再灌第三次，依次类推，直到终孔为止。
必要时，可在水泥砂浆或水泥浆中适当添加速凝剂。
（3）对于溶洞高度3~6m无填充溶洞和半填充溶洞，可考虑先投碎石（5~10mm），后采用注浆加固的方法，投石孔处理时在原钻孔附近（约0.6m）补钻四个投石孔（或根据现场情况调整投石孔数量），投石孔可相互作为出气孔。
投石后，注浆加固的方法见全填充处理方法。
投石管建议采用钢套管，投石孔的大小可根据现场实际情况进行调整，达到填石目的。
投石完成后对套管进行拔除，若无法拔除需上报业主、监理、勘察及设计协商处理。
（4）若施工过程中发现距离地表较近的大型溶洞时，需及时上报业主、监理、勘察及设计等单位，确定具体处理方案。
6.2.3洞内岩溶注浆施工
经物探的钻探查明溶洞大小和性质，在解除其突水突泥威胁后，对在必须处理范围内的溶洞分类进行处理：
1、当溶洞处于破碎围岩，直接挖开后易引起顶板冒落、掘进面踏落，提前注浆进行加固；
2、当溶洞处于较稳定的灰岩时，则分不同位置，不同洞径大小，以及与隧道开挖外轮廓线的关系进行处理：
（1）位于轮廓线范围内的（溶洞全部位于轮廓线范围内的，直接挖除）。
（2）位于隧道拱部岩溶
当岩溶位于隧道拱部时，全部进行提前注浆，分以下情况处理：
隧道开挖轮廓线不能揭露溶洞的，当轮廓线以外溶洞小于2m，清除溶洞内部注浆及填充物后，进行C25网喷砼回填，并及时进行锚网喷支护，施工时增加钢格栅加强支护；当轮廓线以外溶洞高度大于2m时，进行小导管超前支护，断面施工范围为岩溶边界外1.0m，同时增加钢格栅加强支护。
（3）位于隧道边墙的岩溶
当边墙轮廓线揭露溶洞时，直接开挖，清除内部填充物后，进行C20素砼回填处理，回填要求振捣密实，同时隧道及时进行锚杆支护；当隧道开挖外轮廓线不能揭露溶洞，即为隐伏溶洞时，均进行注浆加固处理。
（4）位于隧道底板的岩溶
当隧道底板轮廓线揭露溶洞，且溶洞高度（溶洞底部距底板轮廓线）小于3.0m时，直接开挖，清除内部填充物后，进行C20素砼回填处理，回填的素砼要求振捣密实。
隧道底板揭露的溶洞，处理范围前后5m内隧道需加设格栅钢架，钢格栅间距0.5m/榀。
当隧道开挖外轮廓线不能揭露溶洞时，即为隐伏溶洞的，均进行注浆加固处理。
3、岩溶化灰岩处理
对于已探明的岩溶化灰岩，当其全部处于轮廓线范围内时，直接挖除，其余情况注浆加固。
4、岩溶处理的复查
拱部、边墙通过初支的系统锚杆（L=3m）探查其处理情况，底部则通过地质雷达扫描（布三条线）进行探查，若发现有漏处理的溶洞和异常区时，应及时进行注浆加固处理。
5、特殊溶洞的处理
在施工过程中，探测发现有高度超过6m溶洞的，应上报研究专项处理；对探查发现的过流型溶洞、突水、突泥威胁不能解除的溶洞，应及时上报专项研究处理措施。
洞内岩溶处理方法详见岩溶处理方案。
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