明挖隧道施工方案.docx

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明挖隧道施工方案

明挖隧道施工

7.5.1基坑支护施工

7.5.1.1钻孔灌注桩施工

区间地下段基坑采用φ600mm钻孔灌注桩支护，桩长约12m，桩数约为449根，根据工程地质、水文地质条件，采用旋挖钻机成孔、25t汽车吊吊装钢筋笼及导管进行水下混凝土灌注。

（1）施工工艺流程

施工工艺流程见下页。

（2）施工方法

①埋设护筒

护筒采用板厚为4mm的钢板焊接整体式钢护筒，直径800mm，埋深2.0m。

人工开挖，挖坑直径比护筒大0.2～0.4m，坑底深度与护筒底同高且平整。

护筒上设2个溢水口。

护筒埋设时，筒的中心与桩中心重合，其偏差不得大于20mm；并应严格保持护筒的垂直度偏差不大于1%，同时其顶部应高出地面0.3m。

②泥浆制备

采用膨润土泥浆进行护壁。

泥浆比重应控制在1.1～1.3，胶体率不低于95%；含砂率不大于4%。

③钻进成孔

钻进时，边钻进边注入泥浆进行护壁，保持泥浆面始终不低于护筒顶下0.5m，钻进过程中随时检测垂直度，并随时调整。

成孔后泥浆比重控制在1.25以内，成孔时做好记录。

④清孔

第一次清孔：

桩孔成孔后，在钢筋笼插入孔内前，进行第一次清孔，用孔内钻斗来掏除钻渣，如果沉淀时间较长，则用水泵进行浊水循环，使密度达1.2左右。

第二次清孔：

钢筋笼、导管下好后，用气举法进行第二次清孔。

⑤钢筋笼的制安

钢筋笼加工：

钢筋笼现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制。

主筋与箍筋点焊连接。

钢筋接头错开。

⑥钢筋笼吊放

采用25T汽车吊车下放钢筋笼，人工辅助对准。

吊放钢筋笼过程中保持钢筋笼轴线与桩轴线吻合，并保证桩顶标高符合设计要求。

为防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮，钢筋笼最上端设定位筋，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，反复核对无误后焊接定位。

灌注完的混凝土开始初凝时，割断定位骨架竖向筋，使钢筋笼不影响混凝土的收缩。

避免钢筋混凝土的粘结力受损失。

⑦水下混凝土灌注

清孔、下钢筋笼后，立即灌注混凝土。

混凝土灌注时坍落度为20cm～22cm，首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成时间，灌注尽量缩短时间，连续作业。

水下灌注混凝土施工工艺：

首先安设导管，用25t吊车将导管吊入孔内，位置应保持居中，导管下口与孔底保留30～50cm左右。

导管在使用前及灌注4～6根桩后，要检查导管及其接头的密闭性，确保密封良好。

灌注首批混凝土之前在漏斗中放入隔水塞，然后再放入首批混凝土。

在确认储存量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使隔水塞留在孔底。

灌注首批混凝土量应使导管埋入混凝土中深度不小于1.0m。

首批混凝土灌注正常后，应连续不断灌注，灌注过程中应用测锤测探混凝土面高度，推算导管下端埋入混凝土深度，并做好记录，正确指导导管的提升和拆除。

直至导管下端埋入混凝土的深度达到4m时，提升导管，然后再继续灌注。

在灌注过程中应将井孔内溢出的泥浆引流至适当地点处理，防止污染环境。

水下灌注混凝土的相关技术要求：

灌注过程中混凝土面应高于导管下口2.0m，每次拆除导管前其下端被埋入深度不大于6.0m。

灌注必须连续，防止断桩。

随孔内混凝土的上升，需逐节快速拆除导管，拆管停顿时间不宜超过15min。

在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续的混凝土应徐徐灌入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上而下倾入管内，以免在管内形成高压气囊，挤出管节的橡胶密封垫。

混凝土上层存在一层浮浆需要凿除，桩身混凝土超浇0.5m左右，达到强度后，将设计桩顶标高以上部分用风镐凿除。

做好混凝土浇筑记录。

灌注过程要保护安设在钢筋笼上的监测元件。

7.5.1.2桩顶冠梁施工

冠梁采用C30钢筋混凝土，冠梁尺寸为宽600*800mm,模板采用竹胶板木模，随钻孔灌注桩进度分段施作，并预埋钢支撑垫板。

（1）施工工艺流程

冠梁施工工艺流程

（2）施工方法

冠梁分层浇灌至设计标高。

随钻孔灌注桩进度分段施工，分段长度约20m。

冠梁钢筋现场绑扎，采用商品混凝土。

（3）技术措施

冠梁钢筋混凝土施工应符合钢筋混凝土施工一般要求。

土方开挖时做好临时排水措施。

由于钻孔灌注桩按规范要求超灌，冠梁施工时凿除超灌部分，至设计标高。

冠梁沟槽开挖至钻孔灌注桩钢筋笼顶时，采用人工开挖清理，以防破坏桩顶预留钢筋，预留钢筋在开挖后清洗干净。

钢筋绑扎时预埋第一层钢支撑托架。

7.5.1.3桩间喷混凝土施工

围护桩桩间土体采用C25喷混凝土支护，厚度100mm，钢筋网片为Φ8@150mm。

（1）桩间支护工艺流程见图9-6。

（2）施工方法及技术措施

桩间网喷混凝土支护，采用单层Φ8@150×150mm的钢筋网片，自上而下，随挖随喷。

试验室负责优选喷射混凝土的配合比与现场控制，喷射施工前先进行试喷，试喷合格后再投入喷射施工，并按规定喷射大板，制作检验试件。

两次喷混凝土作业应留一定的时间间隔，为使施工搭接方便，每次喷混凝土完毕后，及时检查厚度，若厚度不够需进行补喷达到设计厚度，禁止将回弹料做为喷射料使用。

7.5.2内支撑施工

内支撑采用Φ600mm、δ14mm的钢管。

主体结构沿基坑竖向设置1道支撑，钢管支撑分节制作，管节间采用法兰盘螺栓连接。

钢管支撑端部（仅一端）设预加轴力装置，其端部构造及预加轴力方法见图8-2-2。

眀挖区间钢支撑系统的吊装采用25t汽车吊。

7.5.2.1钢围囹施工

（1）钢围囹的加工

钢围囹采用2根I40工钢加缀板焊接而成。

钢牛腿三角托架采用L100*8角钢加工焊接制作而成。

（2）钢围囹的安装

每个钢牛腿采用两个胀管螺栓固定于围护桩上，每根围护桩设置一个钢牛腿。

钢围囹采用25T吊车（或电葫芦）就位，并将其与围护桩上的预埋钢板焊接在一起，焊接强度必须承受横撑自重荷载两倍以上。

然后用C30细石混凝土填充钢围囹与围护桩间空隙。

7.5.2.2水平钢支撑施工

（1）钢管支撑加工

钢管支撑分节制作，每节标准长度为6m，管节间采用法兰盘螺栓连接钢管支撑端部（仅一端）设预加轴力装置，其端部构造及预加轴力方法见图9-7所示。

（2）钢管支撑的安装

钢管支撑在基坑旁提前拼装，开挖到钢管支撑标高时，及时用50t履带吊（或电葫芦）吊装安设钢围囹与钢管横撑，通过特制的液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加设计轴力的70%～80%的预加力，再用特种钢特制的楔形隼子塞紧，取下千斤顶。

在基坑开挖中将充分利用“时空效应”，钢支撑的安装和预应力的施加控制在16小时以内。

①支撑安装

支撑安装前根据有关计算，将标准管节先在地面进行预拼接并以检查支撑的平整度，其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内，经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用，明挖部分的支撑采用整体一次性吊装到位。

③支撑体系的拆除

支撑体系拆除的过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的侧土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。

支撑体系的拆除施工应特别注意以下两点：

a、拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。

b、进行拆时，主体结构的墙板或底板混凝土强度应达到设计强度的80%。

④支撑体系施工技术措施

a、钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时需分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。

b、钢围囹安装后，钢围囹背面与桩面之间的空隙浇注混凝土回填密实，确保钢围囹与各桩面密贴。

c、千斤顶预加轴力分两次施加到位，第一次施加至设计预加轴力值的50%～70%，第二次施加至设计预加轴力值，减少轴力损失。

d、预加轴力完成后，应将伸缩腿与支撑头后座之间的空隙采用钢板楔块垫塞紧密，锁定钢支撑预加轴力后再拆除千斤顶。

e、横撑应对称间隔拆除，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。

f、基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。

为防止基坑内起吊作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑、钢围囹要求通过钢丝绳固定在围护桩。

g、施工过程中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，防止横撑挠曲变形过大，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。

h、基坑竖向平面内需分层开挖，并遵循先支撑、后开挖的原则，支撑的安装应与土方施工紧密结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装并发挥支撑作用。

i、确保钢管支撑与钢围囹正交，斜撑要确保剪力块角度与斜置角度一致，钢管横撑安装后应及时施加预应力。

j、防止钢管支撑压变形，要求活动端、固定端端承板采用厚4cm的特种钢板。

k、要求专人检查钢管支撑隼子，一有松动，及时进行重新加荷打隼子。

专人检查钢管支撑时，由于高空作业，需系安全绳。

l、钢管支撑、钢围囹为钢构件，一定要确保焊缝质量，使用前需进行无损伤焊缝检测。

7.5.3土方施工

7.5.3.1土方开挖方案

（1）采用明挖法施工：

主体基坑土方量为：

挖方量约82000m3。

主体基坑各采用2台反铲接力从从中间往两端后退式开挖。

区间地下段土方施工示意图

（2）土方开挖按“分层台阶法”进行，每个台阶每层土方按“先中间成槽后向两边扩展”的顺序进行开挖。

土方开挖采用反铲挖掘机直接开挖，深层土方按台阶反铲接力的方法将土方转至地面通过反铲或装载机装至自卸汽车外运，一部分先存于基坑两侧临时存碴场，另一部分晚上集中外运。

基坑开挖最后阶段，无法按台阶法反铲接力转运土的方法施工时，采用汽车吊提升吊运。

基底开挖面以上0.3m的土方采用人工开挖，控制超挖并防止对基底扰动。

存渣场的土用黑薄砂覆盖。

7.5.3.2土方开挖

（1）施工准备

土方开挖的施工准备包括以下几个方面：

①所有材料、设备、运输作业机械、水、电等必须进场到位。

②弃土地点必须落实，弃土线路畅通。

③降、排水系统正常运转。

（2）开挖

①、反铲按台阶组织开挖，各台阶开挖边坡坡度不大于1:

3。

②、台阶各设一台反铲挖掘机同时开挖，土方接力挖到运输便道的自卸汽车上。

③、土方开挖每层台阶的长度，根据机械开挖作业要求，控制在10m左右。

（3）土方开挖施工技术措施

为确保土方开挖施工的安全、顺利，特制定以下施工技术措施:

①开挖到冠梁钢管支撑底部时，应及时施作钢管支撑，如不能及时施作支撑的区段应注意抽槽开挖、留土护壁。

②开挖过程中应注意坑内降水井的保护，确保降水、排水系统的正常运转。

③便道应设专人修整，确保运输安全、提高效率。

④开挖的同时应辅以人工配合，基底以上20～30cm的土层采用人工开挖，以减少超挖、保持坑底土体的原状结构。

⑤土方开挖过程中，应加强观察和监控量测工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。

7.5.3.3基坑回填

基坑回填采用摊铺机摊铺，压路机机分层夯实。

（1）填料要求

顶板防水保护层强度达到设计要求后，开始回填基坑。

结构顶板以上不少于0.5m厚度内必须采用粘土回填，碎石类土、砂土可用于表层下至顶板0.5m以上的填料。

（2）各类回填土使用前，应分别取样测定其最大干容重和最佳含水量，并做压实试验，确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实度等参数。

回填应在最佳含水量时填筑。

若采用不同类土回填时，应按土类有规则地分层铺填，将透水性大的土层放在透水性较小的土层之下，不得混填。

边坡不得用透水性较小的土封闭，以利水分排除和基土稳定，防止填方内形成水囊和产生滑坡。

（3）基坑回填应分层摊平夯实；回填标高不一致时，应从低处逐层填压；基坑分段回填接茬处，已填土坡应挖台阶，其宽不小于1m，高度不大于0.5m。

（4）回填时机械或机具不得碰撞防水保护层，结构顶板50cm范围内以及管线周围应采用人工使用小型机具夯填，夯与夯之间重叠不小于1/3夯底宽度。

（5）对有密实度要求的填方，回填碾压过程中，应取样检查回填密实度。

基坑填土每层按100～500m2取样一组，基槽和管线回填每20～50m2取样一组。

在车行道范围内，必须符合相应道路路基密实度标准；在车行道范围外，必须符合过渡式道路面层的土路基密实度标准。