土方开挖及支护技术交底.docx
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土方开挖及支护技术交底
施工技术交底记录
编号：
表B2
工程名称
汉口火车站南广场地下人行通道工程
交底时间
2011年11月18日
交底提要：
（本次技术交底主要针对通道暗挖段土方开挖、初支施工技术要求及质量控制等。
）
交底内容如下：
一、工程概况
本工程通道暗挖段采用浅埋暗挖法施工，按“CRD”工法（又名“交叉中隔壁工法”）分部开挖（横向分块、纵向分段的开挖方法），该工法以超前地层预加固为前提，以钢格栅支撑、锚、网喷支护为基础，充分发挥加固后的地层与初支体系共同受力，承受外部荷载，以监控量测手段指导施工，控制初支结构的拱顶沉降和收敛，确保开挖洞室和地面建（构）筑物及地下管线的安全。
暗挖段通道采用复合式衬砌结构，由超前大管棚、超前注浆小导管构成超前预支护体系，通过大管棚和小导管注浆对土层进行预加固，增加土层的稳定性。
初支结构由网构（格栅）钢架+临时支撑（中隔墙和临时仰拱）+钢筋网+纵向连接筋+喷射混凝土组成；二衬衬砌结构采用C35P8钢筋砼模筑；二衬结构施工前分段拆除临时仰拱和中隔墙；初支与二衬之间设防水层，防水层采用刚柔结合（5cm后刚性防水层+3mm厚双面自粘防水卷材）。
本工程通道暗挖段共计约163m，具体如下：
部位
长度
开挖宽度
开挖高度
备注
梯道暗挖段A
5.15
8.5
10.5
分12导洞开挖
梯道暗挖段B
11.9
8.5
8.65
分12导洞开挖
梯道暗挖段C1
20
8.5
5.4
分4导洞开挖
梯道暗挖段C2
8.4
8.5
5.4
分4导洞开挖
主通道暗挖段
34.9
9.7
5.8
分6导洞开挖
梯道暗挖段D
27.65
8.5
8.65
分12导洞开挖
坡道暗挖段
51
8.5
7.7
分6导洞开挖
泵房及管理房
4
9.7
5.8
分6导洞开挖
通道暗挖段顶部覆土厚度2～5m不等，属超浅埋暗挖范畴。
在施工过程中严格坚持“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针指导施工，信息化动态调控。
二、CRD工法分部开挖步序划分
1、主通道（泵房管理房、坡道）CRD工法施工步序图
（1）开挖步序划分图
开挖横断面图
（2）开挖具体步骤及操作要求
关键工序名称
施工工艺工序示意图
操作要点
Ⅰ中上导洞开挖
施工Ⅰ部超前小导管，预留核心土开挖Ⅰ部土方，架立Ⅰ部格栅钢架和临时中隔墙及临时仰拱，连接筋及钢筋网片安装，打设锁脚锚管，喷射混凝土。
Ⅱ左上导洞开挖
施工Ⅱ部超前小导管，预留核心土开挖Ⅱ部土方，架立Ⅱ部格栅钢架和临时仰拱，连接筋及钢筋网片安装，打设锁脚锚管，喷射混凝土。
Ⅱ部施工应滞后Ⅰ部5～6m，以形成台阶。
Ⅲ右上导洞开挖
施工Ⅲ部超前小导管，预留核心土开挖Ⅲ部土方，架立Ⅲ部格栅钢架及临时仰拱，连接筋及钢筋网片安装，打设锁脚锚管，喷射混凝土。
Ⅲ部施工应滞后Ⅱ部5～6m，以形成台阶。
Ⅳ中下导洞开挖
施工Ⅳ部超前小导管，预留核心土开挖Ⅳ部土方，架立Ⅳ部格栅钢架及临时中隔墙，连接筋及钢筋网片安装，打设锁脚锚管，喷射混凝土。
Ⅳ部施工应滞后Ⅲ部5～6m，以形成台阶。
Ⅴ左下导洞开挖
施工Ⅴ部超前小导管，预留核心土开挖Ⅴ部土方，架立Ⅴ部格栅钢架，连接筋及钢筋网片安装，喷射混凝土。
Ⅴ部施工应滞后Ⅳ部5～6m，以形成台阶。
Ⅵ右下导洞开挖
施工Ⅵ部超前小导管，预留核心土开挖Ⅵ部土方，架立Ⅵ部格栅钢架，连接筋及钢筋网片安装，打设锁脚锚管，喷射混凝土。
Ⅵ部施工应滞后Ⅴ部5～6m，以形成台阶，初支封闭成环。
2、梯道暗挖段A、B、D“CRD”工法施工步序图
（1）开挖步序划分图
见下图
（2）开挖具体步骤
3、梯道暗挖段C1、C2“CRD”工法施工步序图
（1）开挖步序划分图
（2）开挖具体步骤
三、超前小导管施工
（1）小导管设计要求
小导管采用φ40×3.5mm，L=2.5m钢管，每榀钢支撑布设，环向间距为0.3m，外插角10°～20°，纵向相邻两排锚管的水平搭接长度不小于1.0m。
布设位置拱部、边墙、临时中隔墙。
由于泵房、管理房未设超前大管棚，因此超前小导管采用φ50×4mm钢管，L=2.5m，间距0.2m。
（2）施工工艺流程
超前小导管施工工艺流程图
（3）小导管加工制作
小导管端部制作成尖形，尾部焊上铁箍，在距尾部0.5处开始钻孔，钻孔沿管壁间距200mm，孔径6～8mm，呈梅花形布设，孔位互成90°，以便向土体内压注浆液。
（4）小导管打设
根据本工程地质情况，小导管可采用风镐直接顶入，施工时要严格控制好打设角度（10°～20°）和布设间距（0.3m）。
小导管打设需两个人配合进行，一人负责掌握小导管打设角度和间距，另一人负责用风镐顶入。
小导管打设时从网构（格栅）钢架中间穿过，打完后钢管尾端应外露一定长度，与格栅钢架焊接在一起（建议不要留出太长，砼喷射最好将小导管全部埋住，以便于后期防水层施工，但是一定要确保小导管与格栅钢架焊接长度及焊接质量）。
（5）注浆
1）配浆
注浆采用水泥·水玻璃双液浆，注浆前应进行试配；
普通水泥浆水灰比：
1∶1～1.5∶1，在施工中可依据现场情况适量调整；
水玻璃浆浓度：
30Be′；
水泥浆与水玻璃浆配比：
1∶0.4～1∶0.8；
根据现场试配，当水泥浆水灰比为1:
1、双液浆配比为1:
0.8时，凝固时间约2分钟，施工中可适当调整。
2）注浆
a注浆前应确定最佳注浆压力（0.5MPa左右）、扩散半径、单孔注浆量（根据土层参数计算）及注浆终止条件。
b按要求安设注浆设备（注浆泵，双液注浆泵），注浆管。
c将注浆泵吸管放入浆液中（吸头有D80滤网包紧），进行正式注浆。
d注浆时，采取低压力中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐渐减少，当压力升至注浆终压时，继续压注1min，即可结束注浆。
e注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。
（6）注浆终止条件
注浆以注浆量和注浆压力进行双控。
单管注浆终止条件：
1）当注浆量达到设计要求后，可终止注浆；
2）当注浆压力达到设计要求，注浆量达到设计要求80%后也可终止注浆；
每根注浆管注浆均达到设计要求后，可终止该断面注浆。
四、土方开挖
本工程地下通道开挖范围内土层主要为（3-2）粘土，（3-3）粉质粘土，（4-1）淤泥质粉质粘土，（4-2）粉质粘土，（5）粉土夹粉砂、粉质粘土。
所有土层承载力小、强度低，采用人工开挖，开挖机具主要采用洋镐、铁锹。
土方运输采用手推胶轮斗车，运至竖井后用电葫芦吊运至地面渣土场。
施工控制要点：
（1）导洞开挖循环进尺长度0.5m，严禁超挖和一次多榀开挖。
（2）相邻导洞开挖施工间隔5～6m。
（3）土方开挖时应注意观察土层变化（熟悉地质勘察报告，掌握开挖位置具体对应的土层），发现实际土质与设计不符时，及时反馈信息。
（4）土方开挖要尽量做到不超挖（一是导致开挖量增大，二是导致喷射砼量增加）、不欠挖（影响拱架安装，且初支墙厚度不够，遗留安全隐患）。
（5）土方开挖过程中，应掌握开挖面与路面的对应位置，随时观测路面的变形情况，特别是开挖至通道三叉口时（该位置正处在发展大道和银墩路口交汇处，地面车流非常大，且通道顶部覆土厚度仅3m左右，是本工程施工难度及风险最大的部位），应加强观测，将观测结果及时反馈并形成书面记录单。
五、格栅钢架制作与安装
本工程地下通道初支结构采用喷、锚、钢架支撑体系，钢拱架为主要受力构件。
拱墙采用钢格栅支撑，临时仰拱及临时中隔墙采用I20a工字钢钢架支撑。
钢架之间通过φ22@300纵向连接筋和钢筋网片（φ6.5@150*150）连接成整体。
1、格栅钢架制作
1）格栅钢架在工地加工场内提前进行预加工，将场地平整后，平铺钢板，制成固定模具。
钢格栅在钢筋加工场设置1:
1制作样台分段冷弯制作，按单元焊接后，运到施工场地安装。
2）钢格栅加工要求尺寸准确，弧形圆顺。
3）钢筋焊接质量要满足设计要求，钢架两侧对称焊接成型，主筋中心与轴线重合。
4）格栅钢架加工后试拼，结果应满足规范要求，否则将视为废品处理。
5）钢架加工所有焊缝均采用满焊，焊缝高度不小于8㎜，I级钢之间焊接采用E43系列焊条，II级钢之间焊接采用E50系列焊条。
2、格栅钢架安装
1）拱架采用人工安装，分节拼装。
2）每榀格栅钢拱架安装前，准确定出拱架安装的中线、标高（控制连接板高度及方向）及拱脚设计位置。
要求：
安装上面三个导洞拱架时（特别是中上导洞），每榀拱架必须测量放线，准确定位，确保拱架安装标高及垂直度误差在1cm以内，超出要求，视为安装质量不合格处理，拆除返工。
并且拱脚必须架立在坚固的基座上（必要时应加放垫块），防止拱架安装好后沉降。
3）钢格栅之间连接采用∠125×80×10角钢连接，M20×55螺栓固定，每个接头角钢4块，螺栓4套。
临时仰拱及临时中隔墙钢架之间采用320×260×10钢板连接，M20×55螺栓固定，每个接头钢板2块，螺栓4套。
注意：
加强控制螺栓的连接质量，主要检查螺栓的数量、螺帽是否拧紧、每节拱架之间连接板或角钢是否有空隙等。
若由于施工偏差，导致局部个别乱栓无法连接或连接板之间存在空隙，则必须通过加垫钢筋、钢板等，将其焊接在一起，连接焊缝均为满焊。
4）钢架与土层应尽量靠近，但须预留出混凝土保护层。
3、纵向连接筋
钢格栅及钢架之间通过φ22连接筋连成整体，连接筋间距0.3m。
拱墙环向四周双层布置，临时仰拱、中隔墙单层布置（布设在工字钢外侧）。
每根连接筋长度0.74m，每榀拱架连接筋之间采用单面搭接焊连接，焊缝必须饱满，搭接长度10d，即不小于22cm。
4、钢筋网铺设
1）钢筋网片采用φ6.5@150×150，拱墙环向四周双层布置，临时仰拱、中隔墙单层布置（布设在工字钢外侧）。
。
2）钢筋网片安装时将网片点焊在连接筋或格栅钢架上，网片间搭接长度≮15cm（一个网格）。
5、格栅钢架施工的主要技术措施
1）原材料的检验
钢筋进场时检验其出场合格证及外观质量，钢筋原材料及焊接接头按规范要求进行见证取样送检。
2）各部开挖至设计断面尺寸后，立即安设格栅钢架，减少围岩暴露时间。
3）加工好的钢架必须经过检查、验收，确保每榀钢架无漏焊、开焊。
验收合格的钢架分类堆码、并作好标识。
4）为保证钢架的稳定和整体受力，设置纵向连接钢筋与已施工相邻拱架连接牢固。
锁脚锚杆、纵向联接筋、钢筋网与钢架联结牢固，喷砼时钢筋网不得晃动。
5）在初期支护形成“闭合”结构前，为减少初期支护下沉量，每个台阶安装钢拱架时，在其基底设一块垫块，形成牢固基座，以增大受力面积，减少下沉量。
6）当钢架和土层之间间隙过大时必须用喷射砼充填密实，不得用木材、片石等杂物塞填。
7）钢架安装时，严格控制其内轮廓尺寸，且予留沉降量，防止侵限。
8）若遇到地质条件较差的地段加密格栅间距，保证结构安全。
四、喷射砼
本工程喷射砼采用潮喷施工工艺，按照配合比，在拌和前用适量的水把砂、石原材料湿润，然后加入水泥、速凝剂，用砼搅拌机拌和，把拌和料送入喷射机料斗，喷射机活塞将拌和料送入混合室，与压缩空气混合后进入喷射管，在喷嘴处通入水，混合后的料从喷嘴喷射到受喷面。
本工程地下通道采用C20喷射混凝土，喷射厚度300mm，内掺速凝剂（型号8880-D）。
1、喷射砼施工机械
主要施工机械包括：
滚筒式搅拌机、喷浆机，空压机等。
2、喷射砼施工工艺
3、配合比
本工程喷射砼配合比由试验室试配后确定如下：
C20喷射砼配合比
水泥
细骨料
粗骨料
水
外加剂
理论配比
1
2.16
1.84
0.43
0.05
施工用量（kg）
430
934
796
215
25
每盘用量（kg）
50
108
92
25
3
4、施工方法
1）喷射机安装好后，先通风、清洁管道内杂物。
同时用高压水吹扫受喷面，清除受喷面上的杂物。
2）喷射砼的混合料采用滚筒式砼搅拌机拌和，搅拌时间不少于3min。
3）喷射时应先通风，然后再加入拌和料，上料时要保证供料连续均匀，喷射前先在一边加水调试，待喷射砼正常后再移入喷射面喷射。
4）喷射砼的喷射路线应自下而上，呈“S”形运动；喷射时，喷头作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状前进，后一圈压前一圈三分之一。
5）喷射机要求风压为0.3～0.5Mpa，喷头距受喷面的距离控制在1.0m时较好。
6）喷头与受喷面保持垂直，如遇受喷面被钢筋网片、格栅覆盖时，可将喷头稍微偏斜10°～20°。
7）喷射厚度一次喷射厚度不超过10cm，喷射拱部时，一次喷射厚度不超过7cm。
5、潮喷砼技术要求
喷射砼作业在满足《锚杆喷射砼支护规范》有关规定的基础上，遵守以下几点：
1）初喷砼紧跟掌子面，复喷前先按设计要求完成超前小导管，钢筋网、格栅拱的安装工作。
喷射砼分层喷射，一次喷射厚度根据喷射部位确定，拱部为5～6cm，边墙为7～10cm。
后一层喷射在前一层砼终凝后进行，若终凝后1h以上再次喷射砼时，受喷面应先才用风、水清洗干净。
2）每次喷砼完毕后，即时检查厚度，若厚度不够需进行补喷达到设计厚度。
3）坚决禁止将回弹料做为喷射料使用。
4）坚决实行“四不”制度，即：
①喷砼工序不完，掌子面不前进；
②喷砼厚度不够不前进；
③砼喷射后发现问题未解决不前进；
④监测结果表明不安全不前进。
注意：
根据对现场施工情况检查，发现梯道A断面拱顶局部位置喷射砼与围岩之间存在空隙，经分析主要原因如下：
a大管棚施工定位不准，距离拱顶距离偏大，造成喷射砼施工过程中拱顶土方垮塌，影响了喷射砼与围岩（土层）之间的紧密接触。
b喷射砼施工时，对风压和水压的控制掌握的不是很好，以及喷射方法不当。
c喷射手责任性不强，发现拱顶土方垮塌后未及时叫人清理。
解决的办法：
1）喷射砼时，发现土体坍塌后，立即停止喷射，及时通知作业人员将土体清理干净后再开始喷射；
2）若在开挖过程中出现局部坍塌，及时打设小导管、安放钢筋网片后进行初喷；
3）加强喷射手的业务培训；
五、初支背后回填注浆
回填注浆具有堵水、加固结构、改善结构受力条件和控制地层沉降等多重作用。
初支背后回填注浆采用1:
0.5～1:
1纯水泥浆。
注浆管采用φ40×3.5mm钢管，拱墙L=0.8m，仰拱L=2m，@1.5m梅花型布置，埋置方式分为喷浆前预埋及后期根据实际需要再在初支上钻孔安设。
根据设图纸要求，为了减小沉降变形，初支结构施工完成一段后，应及时进行回填注浆。
1、工艺流程
2、施工方法及技术措施
1）注浆孔布置
注浆管采用φ40×3.5mm钢管，拱墙L=0.8m，仰拱L=2m，@1.5m梅花型布置，埋置方式分为喷浆前预埋及后期根据实际需要再在初支上钻孔安设，布孔以避开环向施工缝为宜。
将注浆孔编号，先注奇数孔，后注偶数孔，这样可使各孔注浆达到互补作用，提高注浆效果。
2）浆液配制
水泥浆水灰比为1:
0.5～1:
1，水泥优先选用P·O42.5普通硅酸盐水泥。
3）注浆压力
回填注浆压力不宜过高，只要能克服管道阻力和初期支护与围岩间空隙阻力即可，压力过高易引起初期支护变形。
采用注浆泵注浆时，紧接在拱顶注浆处的压力宜控制在0.4～0.6Mpa。
4）注浆施工
注浆之前，清理注浆孔，检查注浆泵及压力表，安装好注浆管，保证其畅通，必要时进行压水试验。
注浆必须连续作业，不得任意停泵，以防浆液沉淀，堵塞管路，影响注浆效果。
5）注浆顺序
注浆由低处向高处，由无水处向有水处依次压注，以利充填密实，避免浆液被水稀释离析。
当漏水量较大，则应分段留排水孔，以免高水压抵消部分注浆压力，最后处理排水孔。
注浆时，必须严格控制注浆压力，以防大量跑浆和使结构产生裂缝。
当冒浆或跑浆严重时，应关泵停压，待一、二天后进行第二次注浆。
6）结束标准
当注浆压力稳定上升，达到设计压力并持续稳定一定时间后，不进浆或进浆量很少时，即可停止注浆，进行封孔作业。
停浆后，立即关闭孔口阀门，然后拆除和清洗管路，二衬结构防水层施工前，再拆卸注浆管（外露部分），并用高标号水泥砂浆将注浆孔填满捣实。
注意：
由于初支和土体之间存在空隙，初支结构施工完成一段（小于6m）后，应及时进行初支回填注浆，以减小地面沉降，确保施工安全。
六、特殊部位的施工技术措施
1、竖井内开洞门
开洞门是施工的关键点，洞门处受力条件复杂，是施工中相对较危险的环节。
1）按设计开挖轮廓线进行放样（在墙壁上用油漆画出轮廓线），考虑到施工期间沉降变形，开洞门时将通道外轮廓线放大5cm（即整个断面放大10cm），钢拱架加工制作图纸中已考虑，拱架制作严格按图纸执行即可。
2）考虑到洞口处存在应力集中现象，为了确保施工安全，在洞门口加一榀格栅钢支撑，即将洞门处前3榀钢支撑之间间距加密至0.25m。
3）架立洞门第一榀格栅钢支撑时，将钢支撑与竖井侧墙钢架（通道边墙钢格栅）用φ22“L”型钢筋连接在一起，连接筋间距0.3m。
2、三叉口开洞门
1）在三叉口处，开洞门需要将梯道边墙钢拱架割断，割断后的拱架必须支承在主通道（泵房、管理房）第一榀拱架上，并应连接牢固。
连接采用φ25“L”型钢筋连接（连接钢筋一端与梯道边墙钢格栅主筋焊接，另一端与主通道钢格栅焊接在一起）。
2）交叉口处钢拱架应加密，间距0.25～0.35m，每处5榀加密。
2、金家墩客运站侧初支施工安排
换撑施工：
由于该侧梯道暗挖段A、梯道暗挖段B断面及主通道暗挖段A断面尺寸大小不一致，部分临时仰拱面不在同一标高处，所以在梯道暗挖段B施工前应对梯道暗挖段A部分临时仰拱进行换撑处理。
主通道暗挖段A施工前，必须对梯道暗挖段A、梯道暗挖段B部分临时仰拱进行换撑，具体方法如下：
1）梯道暗挖段A每个导洞开挖至端头后进行临时掌子面封闭（竖向加设一根工字钢、水平焊接连接筋、钢筋网片、喷射200～300mm厚喷射砼）。
2）梯道暗挖段B钢支撑施工前须对梯道暗挖断A临时钢支撑进行换撑，架设N19a、N19b、N20a、N20b后拆除N19、N20号临时钢支撑。
3）主通道中下导洞开挖之前须再次对梯道暗挖断A临时钢支撑进行换撑，架设N23a、N23b、N24a、N24b后拆除N23、N24号临时钢支撑，并按照图示做好导洞底碎石填充。
4）梯道暗挖段B换撑
主通道中下导洞开挖之前须对梯道暗挖断B临时钢支撑进行换撑，架设N23a、N23b、N24a、N24b后拆除N23、N24号临时钢支撑，并按照图示做好导洞底碎石填充。
3、通道暗挖段未设大管棚区段处理措施
本工程梯道暗挖段C2及泵房管理房设计上未采用超前大管棚进行预支护，为保证拱顶土层的稳定性，处理方法如下：
1）设计对未设大管棚区段超前小导管进行加强，采用φ50×4，长度L=2.5～3m、间距0.2～0.3m。
2）根据专家论证意见，施工前对该段地面土层进行注浆加固，注浆管采用φ40×3.5，L=3m，间距1.0×1.0m，梅花形布设，注浆采用水泥—水玻璃双液浆，注浆压力控制在1.0MPa左右。
3）施工过程中，根据通道变形监测数据，及时调整格栅支撑的间距（设计格栅支撑间距为0.5m，必要时可调整至0.3m左右）。
4、管棚在交叉口施工措施
在交叉口处，由于受到临时中隔墙影响，管棚施工水平距离仅2.6m左右，若不拆除临时中隔墙，管棚将无法施工。
考虑到在交叉口处，通道顶覆土厚度浅（仅3m左右），且顶部地面有川流不息的车辆及行人通过，为了确保安全，在交叉口处管棚施工拟采取如下措施：
（1）将管棚施工处上部临时中隔墙喷射砼局部破除，但工字钢支撑不得拆除。
（2）拆除管棚施工位置处相邻两根上部临时中隔墙工字钢支撑，待该位置管棚施工完成后立即恢复一根工字钢支撑，然后再拆除下根工字钢支撑，施工该位置处管棚，依次循环进行施工。
（3）拆除临时中隔墙时，应加强对拱顶及地面沉降变形的监测，发现异常情况，立即采取加固措施。
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交底人
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