地铁暗挖区间隧道施工方案.docx
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地铁暗挖区间隧道施工方案
武汉地铁二号线
名都~光谷区间隧道施工方案
编制：
复核：
审核：
中国中铁武汉2号线25标工程项目经理部
2008年10月30日
一、编制依据·············································1
二、工程概况·············································1
三、工程地质及水文地质··································2
3.1地质、地貌··········································2
3.2地层岩性············································2
3.3地质构造及地震烈度··································3
3.4水文地质条件········································3
四、施工条件·············································4
4.1既有道路············································4
4.2水电设施············································4
4.3通讯条件············································4
4.4通风条件············································5
4.5供风系统············································5
五、施工准备·············································5
5.1技术准备············································5
5.2施工机械设备配备····································5
六、横通道转正洞交叉口施工技术措施·······················6
七、区间隧道施工方案·····································7
7.1台阶法开挖施工方法··································7
7.2CRD法开挖施工方法··································10
7.3CD法开挖施工方法···································11
7.4双侧壁导坑法开挖施工方法···························11
7.5开挖施工方法的转换·································13
八、区间隧道超前支护····································14
8.1超前小导管施工工艺·································14
8.2超前药卷锚杆·······································15
8.3初支施工要点技术措施·······························16
九、区间正线防水施工····································16
9.1一般区间工程防水措施·······························16
9.2钢筋混凝土结构自防水·······························17
9.3暗挖隧道的复合防水施工·····························17
十、区间正线二衬施工···········`·······················20
10.1二衬施工方案······································20
10.2区间隧道变形缝····································21
10.3暗挖区间施工缝····································22
十一、隧道二衬背后的防水措施····························24
11.1变形缝防水施工····································24
11.2施工缝防水施工····································24
11.3后浇带的防水施工··································24
十二、区间隧道施工运输组织······························25
十三、区间隧道内施工动力设置····························25
13.1供电和照明········································25
13.2供风和供水········································26
十四、区间隧道通风布置··································27
十五、区间隧道排水······································27
十六、区间隧道监测施工··································28
十七、地表沉降控制标准及措施····························28
十八、安全及文明施工保证措施····························29
十九、环境保护措施······································30
二十、职业健康··········································30
一、编制依据
⑴广州市地下铁道设计研究院和长江水利委员会长江勘测规划设计研究院联合设计的武汉市轨道交通二号线一期工程名都站～光谷广场站区间施工图；
⑵长江水利委员会长江勘测规划设计研究院编制的“武汉市轨道交通二号线一期工程V标段街道口站～光谷广场站区间岩土工程详细勘察报告”;
⑶现场调查所获得的信息和资料；
⑷《建筑抗震设计规范》（YB9258—97）
⑸《地铁设计规范》（GB50157—2003）
⑹《建筑工程技术规范》（YB9258—97）
⑺《地下铁道工程施工及验收规范》，（GB50299—1999）；
⑻《混凝土结构设计及验收规范》
⑼《钢结构设计规范》（GB50017—2003）
⑽《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086—2001）
⑾混凝土质量控制标准（GB50164-92）
⑿工程测量规范（GB50026-93）
⒀城市测量规范（CJJ8-99）
⒁地下工程防水技术规范（GB50108-2001）
⒂地基处理技术规范（DGJ08-61-97）
⒃建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）
二、工程概况
名都站～光谷广场站区间线路西起名都站，沿着虎泉街向东至光谷广场站。
地面起伏较大，标高为26.94～37.44m，沿线均为密集的建筑物，且管线较多，均分布于虎泉街道路两侧。
该区间全线均为地下线，左右线路均以直线、圆曲线和缓和曲线连接而成，左右线间距为13米，隧道最大埋深16m，最小埋深5.5m。
线路纵断面上设置R=5000m的竖曲线。
区间线路平面设1个曲线段，曲线半径1000m；区间线路纵断面设人字型坡，最大坡度为5‰，最大坡长为460m。
线路沿卓豹路（或虎泉街），到达终点光谷广场站。
虎泉街两侧建筑主要是武汉工程大学等高校、医院、中船709研究所和民房，建筑物的楼层普遍较低，隧道在路中间下行通过。
本项目设计范围为名都站东端至光谷广场站西端，里程为右（左）DK26+408.307～右（左）DK27+448.000，其中右线全长1039.693m，左线全长1037.102m（含短链2.591m），线路总长为2076.795m，其中右（左）DK26+408.307～右（左）DK27+406.208为地下线路，采用矿山法和明挖法施工,DK27+406.208～DK27+448.000为明挖段。
其中于里程左DK26+782.000（右DK26+779.409）设置1#施工竖井及横通道；于里程左DK26+862.591（右DK26+860.000）设置区间联络通道；于里程左DK27+184.020（右DK27+184.012）设置2#施工竖井及横通道。
三、工程地质及水文地质
3.1地形、地貌
区段地处剥蚀垄岗、残丘地貌单元，途经虎泉街，地面标高为26.94～37.44m，平均标高为32.19m，地面起伏较大。
3.2地层岩性
根据岩土工程详细勘察报告，本区段分布有志留系——三叠系及第四系地层，各时代地层岩性如下：
杂填土（Q4ml）：
灰、黄、黄褐、棕红等杂色，主要由粘性土、砖渣、碎石、植物根茎、砼碎块、生活垃圾等物质组成，砖渣碎石粒径一般2～10cm，含量30%左右，结构松散，厚0.3～5.6m。
<10-1>粉质粘土（Ｑ２al）：
黄褐色，灰褐色，结构紧密，硬塑状，含少许铁、锰质结核；厚度变化较大，厚1.4～9.5m，埋深0.3～5.5m。
粘土夹砾石（Ｑ２al）：
棕红色、砖红色，夹灰绿色条带或团块，结构紧密，硬塑状，裂隙较发育，裂面光滑。
含少许砾石、铁、锰质结核。
砾石含量约占5～15%，呈次圆——次棱角状，局部富集，一般粒径在0.5～3.0cm不等，最大超过7cm以上，成分多为石英岩、灰岩。
粘土（Ｑ２al）：
黄褐、棕红色，夹灰绿色条带或团块，局部地段底部偶夹薄层红粘土。
结构紧密，硬塑状，裂隙发育，裂面光滑，具蜡状光泽，含少许铁锰质结核，该层厚度变化较大，一般厚2.5～16.6m，埋深5.8～19.0mm。
粉质粘土夹砾石（Ｑ２el+dl）：
棕红色，粉质粘土含水量中等偏高，硬塑状，结构较紧密。
碎石块径3～10cm不等，呈棱角状，成分为泥岩、石英砂岩、灰岩等，含量一般20～40%不等；一般厚0～6.6m，局部厚达14m。
钙质泥岩（T1d）：
棕红色，钙质胶结，局部夹极薄层灰岩条带，主要矿物成分为水云母、方解石等，该层总厚约35m，呈夹层状分布于灰岩（16b）中。
灰岩（T1d）：
灰色，中—厚层状，坚硬，微晶结构，块状构造，主要矿物成分为方解石，少量水云母、白云石等矿物。
泥岩及泥质灰岩互层（T1d）：
泥岩呈灰色，灰绿色，薄层状，矿物成分主要为水云母、方解石等，薄层状，泥质结构，单层厚度1～5m。
泥质灰岩呈灰色，灰黄色，矿物成分主要为方解石、水云母，层状。
中风化含炭质硅质页岩、炭质页岩（P2l）：
上部为浅灰色薄—中厚层状细粒石英岩状砂岩、泥质粉砂岩、泥岩，矿物成分主要为绢云母、石英、炭质、斜长石、正长石等，该层厚约20m；下部为含炭质硅质页岩、炭质页岩，黑色，薄层-中厚层状状，矿物成分主要为玉髓、石英，少量水云母、炭质、方解石等，矿物成分在不同地段变化较大，岩石软硬相间，石英含量高者岩石坚硬性脆，水云母或炭质含量高者岩石性软，风化后呈黄、灰黄色，硅质胶结，局部次生黄铁矿结核、玉髓，该层厚度约26m。
灰岩（Plq）：
灰色，坚硬，微晶——细晶结构，含较多生物碎屑，具缝合线构造，顶部见瘤状隧石结核，底部层间夹炭质页岩或煤线。
3.3地质构造及地震烈度
场地区内构造线走向为东西—南东东向，主要构造类型为褶皱、裂隙。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），本区段抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，覆盖层厚度8～20m，场地土的类型为中硬土，属Ⅱ类建筑场地。
3.4水文地质条件
1、地下水埋藏类型
场地区的地下水按埋藏条件，可分为上层滞水和承压水。
上层滞水一般赋存于杂填土层中，一般埋深为0.5～1.5m，地下水位不连续，无统一的自由水面。
承压水主要赋存于基岩中，第四系更新统粘土层为其隔水顶板，承压水测压水位9.8～28.5m，承压水头1.0～15.0m不等，承压水头及基岩面高程相关联，当基岩面埋深较大时，地下水可能具承压性，否则不具承压性；不同含水岩组中地下水承压水位不同，如泥盆系—二叠系含水岩组中承压水测压水位较高，承压水头较大，三叠系灰岩中承压水测压水位一般要低13～16m，且承压水头较小。
2、地下水赋存类型
场地地下水按赋存条件可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水三种类型。
孔隙水主要赋存于第四系杂填土和残坡积碎石土中；勘探过程中亦发现在老粘土中亦含有少量地下水，可能是赋存于老粘土的裂隙中；砂岩裂隙水主要赋存于汤家山——新安村扇形向斜翼部的志留系坟头组砂岩和泥盆系五通组的石英砂岩岩体裂隙中，水量一般不丰，含水层沿向斜翼部呈条带状延展分布；岩溶水主要赋存于二叠系栖霞组、石碳系黄龙组和三叠系大冶组灰岩的溶洞和溶（裂）隙中，含水层主要沿向斜轴线呈近EW向展布，为区内主要含水岩组，埋藏于第四系中更新统粘土隔水层之下。
3、地下水的腐蚀性评价
地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无论是在长期浸水情况下，还是在干湿交替的条件下均不具腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。
四、施工条件
4.1既有道路
本区间位于光谷广场绿化岛西侧虎泉街下。
环光谷广场绿化岛四周道路有六条，交通便利。
其中虎泉街行车道路幅宽18米，双向双车道13米宽机动车道，左右各2.5米非机动车道。
道路两侧各设有2.5～6.0米宽人行道。
虎泉街作为本标段工地施工的主要通道。
4.2水电设施
施工场地用水和生活用水由自来水公司指定地点从城市供水管网接入，场区内部架设引水管路，满足施工需要。
其中1、2号竖井各设一个入水接口，施工用电从供电部门指定的电网接入，在1、2号竖井围挡内各安装一台630KVA箱式变压器。
施工用电采用三相五线制供电系统，变压器输出端设主控制箱，各施工区及作业面设分控制箱。
其余施工场地及各工作面，通过电缆输电至各用电负荷点。
同时在1、2号竖井各备用200KW应急发电机1台，以保证停电时部分工程满足安全需要和连续施工的要求，并保证所有现场照明用电。
4.3通讯条件
经理部和施工作业队间及外界联系均采用移动电话，洞内及地面联系采用高功率对讲机，竖井垂直运输除采用对讲机联络外，另在设置电铃进行联络指挥。
4.4通风条件
采用压入式通风净化工作面空气，在横通道顶部设置两台2×37KW通风机，将新鲜空气通过φ1000风管送入工作面。
4.5供风系统
采用机械供风，井口附近设２台20m3电动空压机，贮风筒1个，通过管道输送到工作面。
五、施工准备
为保证区间单洞隧道初支施工顺利进行，在单洞隧道施工前必须做好图纸会审、设计交底、测量、实验、施工方案及技术交底、安全方案措施及安全交底等技术准备工作。
同时必须提前做好劳、材、机等施工准备。
5.1技术准备
通过精密测量将地面坐标、方向和高程引入地下隧道。
在隧道内建立导线控制点，并在单洞隧道施工前放出开挖轮廓线，进洞一定距离后按预定方案安装激光指向仪。
施工前将施工方案和技术交底交给工区和相应班组，并召开施工方案交底会，将施工组织、施工方法、施工工艺、质量标准、安全措施等交底到工区班组骨干以上，同时组织设备物资、生产经理等部门参加。
5.2施工机械设备配备
主要工程机械设备由物资设备部统一管理，按管理办法分人分机（车）责任到人，使用、保养、维修一条龙管理，建立强有力的维修保障系统，确保设备处于良好状态。
设备的配备做到精良高效，具体配备方案见表5.2区间主要机械设备表。
其中一、二队代表1、2号竖井施工班组。
表5.2区间主要施工设备表
序号
设备名称
数量
规格型号
主要工作
性能指标
一队
二队
1
支护工程施工设备
湿喷机
2台
2台
TK-961
5m3/h
高压注浆泵
2台
2台
ZJB-35
125L/min
千斤顶
2台
2台
Yc-60
60t
2
土石方施工专用设备
挖掘机
1台
1台
DH55-V
0.3m3
装载机
1台
1台
ZL40
2.0m3
自卸汽车
3台
斯太尔
13t
自卸汽车
3台
日产五十铃
15t
自卸小车
8
8
时风
1.2m3
3
其它施工专用设备
电动空压机
2台
2台
3L-10/8
20m3/min
通风机
1台
1台
SDF©-NO10
2×37kw
风镐
8台
8台
03-11
潜水泵
10台
10台
XQY-15
20m3/h
内燃发电机
1台
1台
200KW
塑料焊枪
2台
2台
2SH-D
变压器
1台
1台
S9-630/10
630KVA
4
起重设备
卷扬机
1台
YJ51-4
1.5t
卷扬机
1台
JK0.5-1
0.5-1t
汽车起重机
1台
QY-16
16T
龙门起重机组配电动葫芦
2台
2台
自制
10t、30KW
11m/min
5
钢筋、砼施工设备
钢筋弯曲机
1台
1台
GW40
φ6-40
钢筋切断机
1台
1台
GQ40
φ6-40
钢筋调整机
1台
1台
GT10
Ø4-10
钢筋对焊机
1台
1台
UN1-100
100KVA
交流电焊机
2台
2台
BX-300
300A
插入式振捣器
各类
φ80、50、35
砼搅拌机
1台
10台
10台
350L
砼输送泵
1台
1台
HBT50S
60m3/h
六、横通道转正洞交叉口段施工技术措施
横通道施工完成后，转入区间正线隧道的施工。
从横通道的两侧分左右线四个作业面进行施工，同一方向左右线开挖施工相互错开10m。
区间标准断面采用台阶法开挖，开挖初支施工，必须严格按照“管超前，严注浆，短开挖，强支护，早封闭，勤量测”的施工原则进行施工，以有效控制地面沉降量，确保地面交通及施工安全。
⑴严格按先超前支护，后开挖，做到快循环、强支护、勤量测、紧封闭的原则，上台阶底部设对口撑，以使初期支护形成封闭环，提高支护强度。
⑵台阶法施工中，上台阶长度为3m，若地层软弱，且有地下水渗出时，应环形开挖预留核心土，保证掌子面稳定。
⑶循环进尺按格栅间距，限制在0.75m。
加强洞内、洞外量测，及时掌握位移-时间变化规律，按信息反馈指导施工。
⑷采用人工风镐开挖，尽量降低对围岩的扰动。
⑸下台马口开挖宽度不大于1m，对口错开开挖时间，不许两侧格栅拱脚同时悬空。
开挖边墙马口后，及时接长格栅，施作喷锚形成封闭环。
⑹区间隧道开挖成型后，尽快完成两侧各两倍洞径（12～16m）长度隧道的二次衬砌，确保交叉口区结构稳定。
七、区间隧道施工方案
根据工程地质、水文地质条件，结合本标段所在地区的市政环境条件，隧道采用“矿山法”施工。
区间隧道利用竖井出碴进料，自竖井和通道进入正洞后，分左右洞向两侧展开掘进。
在通道开挖形成正洞施工空间，完成地下车场运输线路后开始正洞施工。
正洞按照左（右）线先行，左右线开挖间隔15日历天工作时间、避免工序干扰，注意改善地下施工环境，逐步形成左右线东西端四个作业面。
本区间拟定断面类型及长度分别为：
单线标准断面（1800.211m）、A型（54m）、B型（20m）、C型（15m）、D型（15m）、E型（14m）、F型（15m）、G型（15m）、H型（10m）、人防隔断门断面（15m）、明挖段拱型断面（41.792m）。
其施工方法分别为：
单线标准隧道断面及A型断面采用“环型台阶法”，短进尺开挖；
双线F型断面采用“CD”工法，短进尺开挖；
双线B型、C型、G型及单线人防隔断门断面采用“CRD”工法，短进尺开挖；
双线D型、E型、H型断面采用“双侧壁导坑法”，短进尺开挖。
7.1台阶法开挖施工方法
洞内开挖采用机械配合人工开挖，短台阶法施工，上部采用弧型开挖，预留核心土的断面面积应大于开挖断面面积的50%，确保掌子面稳定。
隧道开挖后应及时初喷40mm厚的砼封闭掌子面；拱部开挖每循环进尺0.5m，随即施作工字钢架网喷砼初期支护。
并在拱脚两侧设φ42注浆小导管，及格栅钢架焊连，打设系统锚杆，形成锁脚，防止拱部下沉，下部左右两侧交错开挖，及时接长钢架，并尽快封闭成环。
台阶法开挖见图。
7.2CRD法开挖施工方法
CRD法开挖步骤详见图。
CRD法开挖施工步骤图
⑴施工步骤
①拱部φ42超前注浆小导管长度为3.5m，环向间距300mm，每1.5m施作一环。
②上台阶进行开挖，台阶高3m，长度3～5m。
初喷混凝土，必要时设临时仰拱，架立拱部格栅钢架，复喷混凝土，左侧下台阶交错开挖，支护方式同上台阶，并及时施做格栅仰拱封闭。
③右侧开挖支护同左侧。
④分二段拆除中隔墙。
⑤铺设防水层，灌注拱墙二衬混凝土。
⑵中隔墙（CRD）法施工注意事项
①施工全过程进行监控量测，及时反馈信息，指导施工。
②CRD法分4部顺序开挖，每部错开3～5m。
③根据地质情况和变形量测结果，决定是否在上导坑底部实施对口撑或临时仰拱进行封闭。
④中隔墙临时支护要有足够的刚度，墙顶及墙底必须及初期支护格栅钢架联结牢固。
⑤洞身初期支护成环并达到设计强度，拆除中隔墙应分段进行，
尽快完成二次衬砌，并进行监控量测，严格控制变形量，并应做好应急准备。
7.3CD法开挖施工方法
CD法开挖步骤详见图。
CD法开挖施工步骤图
7.4双侧壁导坑法开挖施工方法
7.4.1双侧壁导坑法施工原理
地铁隧道浅埋暗挖双侧壁导坑法施工是一项边开挖边浇筑的施工技术。
就是把整个隧道大断面分成左右上下6个小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道，且利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采用网状支护形式，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构，且用中隔壁及中隔板承担部分受力。
该方法主要用于粘性土层、砂层、砂卵岩等地质。
7.4.2双侧壁导坑施工方法
侧导洞分上下两个台阶，上台阶土方采用人工风镐开挖土方，并直接翻入下台阶，采用翻斗车外运至垂直提升处，桁架电动葫芦垂直提升。
开挖台阶长度2～3m，初期支护分别进行，两侧洞均设临时钢架横撑，做到步步封闭成环。
两洞之间的中间部分开挖作业方式同侧洞，并及时架设拱部和临时横撑及仰拱的拱架，使之及两侧洞及时联接成环。
二次衬砌采用输送泵浇筑，先施做遂底仰拱，使其紧跟中部下台阶土体的开挖掌子面；然后施作两侧仰拱，再做两侧拱墙部分，最后施作中部拱圈。
二次衬砌仰拱采用自制拱底模，边墙及拱圈采用衬砌台架安装钢模，混凝土泵泵送。
该段施工过程中，适时进行初支背后注浆，以控制地表沉降。
在施工过程中，加强监控测量，实行信息化施工，并根据监测情况，及时拆除临时格栅支撑，施作该段二次衬砌。
施工时两侧壁导坑错开施工，一侧（如3部）的侧导坑落后于另一侧导坑（如1部）3～5m，中间土体部分（如5部）开挖初期支护落后最前面侧导坑开挖面6～10m。
7.4.3两侧导坑上部开挖及支护
1.
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