暗挖隧道穿越道路施工方案终版.docx
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暗挖隧道穿越道路施工方案终版
第一章编制依据
1.1技术文件及相关资料
1.1.1《***************热力管线工程》道路专项设计。
1.1.2《***************热力管线工程》岩土工程勘察报告。
1.1.3《***************热力管线工程暗挖穿越****》工前检测报告。
1.1.4《***************热力管线工程暗挖穿越****》工前评估报告。
1.1.5《***************热力管线工程暗挖穿越****》第三方监测方案。
1.1.6现场实际调查、量测所获取的一切资料。
1.2编制范围
本热力工程：
1-3点暗挖段，热力桩号0+000～0+040.076，总长40.076m。
1.3技术规范及标准图集
类别
规范、规程、标准名称
编号
国家
工程测量规范
GB50026-2007
岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范
GB50086-2015
建设工程施工现场供用电安全规范
GB50194-2014
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2015
地下铁道工程施工及验收规范
GB50299-1999
（2003版）
建筑基坑工程监测技术规范
GB50497-2009
城市轨道交通地下工程建设风险管理规范
GB50652-2011
混凝土结构工程施工规范
GB50666-2011
气焊、手工电弧焊及气体保护焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB/T985-2008
钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB/T11345-2013
行业
涂装前钢材表面处理规范
SY/T0407-2012
建筑变形测量规范
JGJ8-2016
钢筋焊接及验收规程
JGJ18-2012
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2012
施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
建筑基坑支护技术规程
JGJ120-2012
建筑深基坑工程施工安全技术规范
JGJ311-2013
地方
建筑基坑支护技术规程
DB11/489-2016
地铁工程监控量测技术规程
DB11/490-2007
北京市市政基础设施工程暗挖施工安全技术规程
DBJ01-87-2005
地铁暗挖隧道注浆施工技术规程
DBJ01-96-2004
建设工程施工现场安全防护、场容卫生及消防保卫标准
DB11/945-2012
1.4法规及施工管理性文件
类别
文件名称
编号
国家
中华人民共和国安全生产法
中华人民共和国主席令第13号
建设工程安全生产管理条例
国务院第393号令
行业
《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》
住房城乡建设部令第37号
地方
北京市建设工程施工现场安全防护标准
京建施（2003）1号
北京市建设工程施工现场管理办法
政府令第247号
北京市建委关于印发《北京市建设委员会实施<建设工程安全生产管理条例>办法》的通知
京建法（2004）220号
关于印发《北京市房屋建筑和市政基础设施工程危险性较大的分部分项工程安全管理实施细则》的通知
京建法〔2019〕11号
北京市建设委员会关于印发《北京市建设工程施工现场生产安全事故及重大隐患处理规定》的通知
京建施（2009）889号
关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知
建办质【2018】31号
北京市危险性较大的分部分项工程安全专项施工方案论证细则（2015版）
岩土工程
关于对地方标准<建筑基坑支护技术规程>（DB11/489-2007）中建筑深基坑支护工程监测项目和监测频率有关问题解释的通知
京建发[2013]435号
第二章工程概况
2.1工程简介
本工程为***************热力一次线工程。
工程位于朝阳区**********交叉口北侧，供热管线①至③节点设计总长40.076m，①节点位于****东辅路，向西7m至②节点后折向西南穿越****，③节点位于****西红线处。
为浅埋暗挖法施工，暗挖隧道内净尺寸为1.8m×2.0m，穿越****隧道顶至路面覆土平均为5.9m。
管线平面图
北
1
2
3
施工地域图
2.2土建设计概况
本工程为***************热力管线工程，工程代号R14-14-X（ZX2）。
设计起点为①点，终点为③点，本设计总长度37.50m。
管道全部采用浅埋暗挖敷设方式。
本次设计为暗挖隧道穿越道路专项设计，设计范围内隧道自西向东穿越****，与现状存在的1点热力开口检查井接驳。
1点检查井位于道路永中东侧，检查井西侧井壁距离道路永中9.90m，本次设计范围包括暗挖隧道及1点检查井开洞口，暗挖隧道开挖尺寸为3100mm×3350mm。
2.3水文地质情况
（1）场地地质条件
本次勘察深度范围内，所分布的土层按沉积年代和成因类型分为人工堆积层及第四纪沉积层两大类,按地层岩性及工程特性进一步划分为4个大层,现自上而下分述如下：
人工堆积层:
①大层：
砂质粉土填土①层，细砂填土①1层。
第四纪沉积层：
②大层：
粘质粉土②层，粉质粘士②1层。
③大层：
粉质粘土、重粉质粘土③层。
④大层：
粘质粉土、砂质粉土④层，粉质粘土、重粉质粘土④1层。
（2）水文地质条件：
本次勘察期间（2017年1月）在勘察深度20m范围内实测到两层地下水，第一层地下水水位埋深3.50m，地下水位标高38.85m，地下水类型为上层滞水；第二层地下水位埋深6.80m，地下水位标高35.55m，地下水类型为潜水。
根据已开挖干线4#井的情况证实了埋深2.8m处确实存在地下潜水层，且水量丰富。
根据地勘报告本穿越段主要穿越粉质粘土②1层，位于地下潜水层以下。
地质剖面图
2.4参建单位
建设单位：
**********有限公司
设计单位：
北京********设计有限公司
监理单位：
北京********有限责任公司
施工单位：
北京******工程有限公司
勘察单位：
北京********设计有限公司
2.5穿越****基本情况
2.5.1本热力工程1点至3点（桩号0+000～0+040.076）暗挖隧道东西穿越****，穿越长度40.076m，****东西红线宽46m（即本热力工程东西红线），隧道结构为马蹄型，直边墙、平底板，采用复合衬砌结构形式。
暗挖隧道二衬内净尺寸为2.1×2.0m，穿越段隧道拱顶覆土6.17～5.63m。
热力隧道横断图
新建隧道与****断面位置关系图（单位：
m）
2.5.2****基本情况
（1）****为北京市**区南北向城市主干道，主路设双向车道，两侧设非机动车道与人行步道。
（2）施工影响范围内，****道路几何尺寸见表2-1，****道路断面如图2-1所示，道路实景如图2-2所示。
表2-1****道路几何尺寸表
图2-1****道路断面图（单位：
m）
图2-2****实景图
****位于东西红线范围总宽46m，本次穿越40.076m，穿越****地下交叉管线共计10条，详见本章2.1管线平面图，具体统计下表：
地下管线统计表
序号
桩号
管线类型
规格型号（mm）
管线顶高程
隧道顶高程
净距（m）
备注
1
0+013.670
雨水管
1600
38.240
36.264
1.976
管底高
2
0+017.630
污水管
600
36.890
36.224
0.666
管底高
3
0+023.370
电信电缆管块
600×400
41.050
36.167
4.483
4
0+024.200
污水管
300
37.690
36.159
1.523
管底高
5
0+025.090
电信电缆管块
800×600
41.340
36.149
4.591
6
0+028.400
电信电缆管块
800×600
41.090
36.116
4.374
7
0+029.850
雨水管
300
41.400
36.102
5.298
管底高
8
0+031.360
给水管
DN400
39.860
36.047
3.413
9
0+034.510
给水管
DN400
40.610
36.016
4.355
10
0+037.150
电信电缆管块
400×300
41.380
35.990
5.051
地下管线纵段图
2.6风险源等级划分及处理措施
依据《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011），隧道周边环境风险分级见下表:
风险工程分级汇总表
序号
风险工程名称
位置、范围
风险基本状况描述
风险工程等级
措施
1
自身风险
1.1
隧道开挖
1-3点
穿越地层为粉质粘士②1层，位于地下水位以下，地下水类型为潜水。
穿越现况城市主干线，地下交叉管线较多，并有车辆行驶。
二级
①采取全断面超前深孔帷幕注浆止水、加固土层。
②超前小导管进行土体超前加固。
③邻近地下管线格栅加密、缩短开挖步距，并打设小导管进行加固。
④加强地表沉降、地下管线及地上建（构）筑物监控量测。
⑤根据现场情况除采取以上措施外，必要时采取型钢进行有效支撑。
2
环境风险
2.1
****
1-3点
暗挖隧道覆土6.17～5.63m。
二级
①采取全断面超前深孔帷幕注浆止水、加固土层。
②超前小导管进行土体超前加固。
③邻近地下管线格栅加密、缩短开挖步距，并打设小导管进行加固。
④加强地表沉降、地下管线及地上建（构）筑物监控量测。
⑤根据现场情况除采取以上措施外，必要时采取型钢进行有效支撑。
2.2
污水管
桩号0+017.630
与暗挖隧道交叉，管径,600，与隧道初支拱顶净距0.666m。
一级
2.3
雨水管
桩号0+013.670
与暗挖隧道交叉，管径,1600，与隧道初支拱顶净距1.976m。
二级
2.4
污水管
桩号0+024.200
与暗挖隧道交叉，管径,300，与隧道初支拱顶净距1.523m。
二级
2.5
电信电缆管块
桩号0+023.370
与暗挖隧道交叉，规格600×400，与隧道初支拱顶净距4.483m。
三级
2.6
电信电缆管块
桩号0+025.090
与暗挖隧道交叉，规格800×600，与隧道初支拱顶净距4.591m。
三级
2.7
电信电缆管块
桩号0+028.400
与暗挖隧道交叉，规格800×600，与隧道初支拱顶净距4.374m。
三级
2.8
给水管
桩号0+031.360
与暗挖隧道交叉，管径DN400，与隧道初支拱顶净距3.413m。
三级
2.9
给水管
0+034.510
与暗挖隧道交叉，管径DN400，与隧道初支拱顶净距4.355m。
三级
2.10
雨水管
桩号0+029.850
与暗挖隧道交叉，管径,300，与隧道初支拱顶净距5.298m。
四级
①安排专人加强周边环境巡视。
②加强地表沉降、地下管线监控量测。
2.11
电信电缆管块
桩号0+037.150
与暗挖隧道交叉，规格400×300，与隧道初支拱顶净距5.051m。
四级
第三章施工安排
3.1施工安排原则
根据本工程规模和特点，施工工期，结合现场实际情况，在满足业主合同中关于工程安全、质量、进度、环保、文明施工的要求的前提下，选派经验丰富的项目管理和技术人员，配置先进完好的机械设备和专业化的施工队伍，施工组织本着“合理规划、精心组织、科学施工、平行协调、快速均衡、优质高效、经济连续、保护环境、风险可控”的原则进行，合理、高效的进行施工组织，全面完成业主要求目标。
3.2总体施工安排
综合考虑工期、场地条件和不同工程施工内容的基础上，隧道施工共投入2个开挖、支护作业队，分别由5点竖井向1点现况小室方向开挖、由1点现况小室向5点竖井方向开挖，同时为了满足施工运输及其它工程施工，另投入1个土方运输队、1个注浆作业队，共4个作业队。
北
2
3
5
1
初衬作业1队
初衬作业2队
总体施工顺序图
3.1合同工期
开工日期：
2018年12月06日。
完工日期：
2019年04月04日。
总工期：
121天。
3.2实际工期
本工程由于占地、拆迁等因素影响，无法进场施工，计划工期调整为：
开工日期：
2019年10月25日。
完工日期：
2019年12月25日。
总工期：
62天。
如遇政治活动、政策性停工，工期将进行顺延。
第四章主要施工方法及技术措施
4.1隧道初衬施工
隧道结构为马蹄型，直边墙、平底板，采用复合衬砌结构型式，初期支护为格栅喷射混凝土结构（钢筋格栅＋钢筋网＋喷射混凝土），二次衬砌为模筑钢筋混凝土结构，两层衬砌之间设防水层。
防水层采用幅宽3m，厚1.5mmECB/EVA共挤复合防水材料。
初支结构为钢格栅外挂双层A6（100×100mm）钢筋网片喷射250mm厚C20早强混凝土，网片搭接长度≮100mm。
钢格栅间距500mm，纵向连接筋C20环向间距1000mm，钢格栅钢筋保护层厚度40mm。
隧道初衬标准断面图
隧道暗挖初衬施工中严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则。
4.1.1注浆止水加固土体设计
（1）根据设计要求在暗挖隧道土方开挖前，采取全断面超前深孔帷幕注浆进行止水加固土体，注浆范围：
隧道核心及初支结构外1.5m。
（2）注浆材料
水泥：
普通硅酸盐水泥，强度等级42.5
水玻璃：
模数2.2～2.8，浓度不低于45Be′
（3）配合比
水泥浆：
水灰比（1～1.5）：
1（重量比），缓凝剂掺量（1～3）％（根据凝胶时间具体试验而定）
水玻璃浆：
45Be′
双液浆配合比：
水泥浆：
水玻璃浆＝1:
1～1:
0.6
隧道注浆横断图
4.1.2全断面深孔注浆施工
（1）工艺流程
钻机就位
结束钻进
安设孔口
分段注浆
移动钻机准备施工下一个孔
测量放点
（2）机械设备
施工机械：
深孔注浆机具包括钻机、注浆泵、浆液搅拌机等。
具体机械设备情况见下表：
序号
机械名称
规格、型号
单位
数量
备注
1
钻机
ZLJ-750
台
2
备用一台
2
注浆泵
SYB-60/50
台
3
备用一台
3
搅拌机
SJY
台
3
备用一台
（3）后退式深孔注浆加固土体
隧道开挖采用全断面深孔注浆加固土体，注浆深度9m，开挖长度6m，注浆终孔距1m，注浆孔直径为,73mm，梅花形布置。
注浆施工完成，土体达到一定强度再进行隧道开挖，并按常规暗挖施工方法进行隧道施工。
在每次注浆前都要250mm网喷混凝土（止浆墙）封闭掌子面，注浆施工完毕后再破除止浆墙进行隧道开挖，如此反复直至隧道安全贯通。
每注浆9m为一个施工段，开挖到6m处，保留3m作为止浆岩盘。
①止浆墙（封闭掌子面）施工：
为防止注浆时跑浆，注浆每循环皆设置网喷C20混凝土250mm厚，掌子面封闭采用C20钢筋间距150mm双层双向布置与初衬格栅焊接，止浆墙按照注浆孔布置预留钻孔套管，避免钻孔时再打孔。
隧道掌子面封闭详图
②钻孔：
钻机就位后按照止浆墙预留注浆孔位计算钻头水平角和仰角，按照计算值调整钻头准确无误后开始钻进。
第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数。
每钻进一段，检查一段，及时纠偏。
孔底位置偏差应小于30mm。
钻孔和注浆从外到内施工，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，注意注浆参数变化。
③注浆：
严格控制注浆压力，注浆压力控制在0.3～0.5MPa，管线附近应控制在0.3MPa以内，同时密切关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面溢浆时，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，若遇到钻孔异常时采用前进式注浆直至设计深度完成单孔的注浆。
退出钻头至止浆墙外2m处对全段注浆孔进行补浆后完成一个孔位注浆。
退出钻头封堵钻孔后，移机进行下一孔位深孔注浆循环。
钻孔先上后下，先无水孔后有水孔，先上游（地下水）后下游顺序进行。
后序孔可检查前序孔的注浆效果逐步加密注浆。
一方面可根据钻孔的情况，调整注浆参数；另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进度。
本工程有两处暗转段分别位于2点、3点，该两处暗转段深孔注浆见下图：
隧道暗转段深孔注浆平面图
O（x1，y1，z1）
A2（x2，y2，z2）
孔口
终孔
θ
ψ
④钻孔长度、角度计算：
钻孔深度：
水平角：
仰角：
X轴——面向掌子面，右为正（通过圆心）。
Y轴——为隧道竖轴线，上为正。
Z轴——为隧道中轴线，面向掌子面，前进方向为正。
仰角为正，俯角为负；水平角顺时针方向为正，逆时针为负。
⑤主要注浆参数
注浆深度：
9m。
注浆范围：
核心土及初衬结构外1.5m。
注浆孔直径：
73mm。
浆液扩散半径：
800mm。
浆液凝结时间：
20s～30min。
注浆压力：
0.3～0.5MPa，管线附近，应控制在0.3MPa以内。
注浆循环段长9m，搭接3m。
注浆孔距：
300～400mm。
注入率：
80%左右。
外插角5～35度。
浆液注入量：
按公式Q=πR²Lnαβ计算
R-浆液扩散半径（0.8m）。
L-注浆管长（m）。
n-地层孔隙率（根据地勘报告选取平均值计算为37.5%）。
α-地层填充系数（取0.8）。
β-浆液消耗系数（取1.2）。
⑥注入顺序
A.采用分割分区法施工，即在设计注浆区域内通过合理安排注浆施工顺序先其分割为若干施工单元区。
B.分割分区完成后，按先外至内，隔孔跳孔法分区施工。
C.单孔施工正常时，采用先钻至设计深度后，再按每12cm一节，回抽注浆，直至单孔完成。
D.若遇到钻孔异常时采用前进式注浆直至设计深度完成单孔的注浆。
E.先上后下，先无水孔后有水孔，先上游（地下水）后下游顺序进行。
（4）注浆效果检测
本穿越段在5点竖井东马头门施做9m注浆试验段，确保注浆效果，注浆后需满足土体无侧限抗压强度不小于0.5MPa，渗透系数≤1.0×10cm-7/s；施工现场可通过人工探孔取样观测，无地下水渗透即满足止水加固效果。
（5）小导管辅助注浆
①本工程桩号0+017.630穿越,600污水管线、净距0.666m，桩号0+024.200穿越,300污水管线、净距1.523m，为防止深孔注浆破坏管线，距管线前后各3m范围拱部深孔注浆改为小导管注浆、榀榀打设，并根据纵向、竖向距离调整打设角度。
②隧道内深孔注浆施工过程中可能存在加固效果不佳，施工过程中可采用超前小导管对深孔注浆进行补充，以达到施工作业安全进行。
小导管加工示意图
深孔注浆横断示意图
隧道全断面深孔注浆纵段示意图
4.1.3土方开挖
隧道施工在深孔注浆及小导管超前注浆结束后进行。
整个掘进严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的十八字方针。
隧道土方开挖施工采用正台阶法施工，本段地层稳定性差故土方施工时采用上下台阶开挖法，保留一部分核心土，上、下台阶步距为1～1.5倍洞径。
土方开挖采用人工开挖，开挖过程中要经常检查拱部断面尺寸避免超挖，检查方法是利用拱部中间的集光点进行控制。
集光点给出了隧道中心线，又给出了激光点位置的高程，检查时利用集光点作垂线，采用支距法按技术交底单给的数据进行检查。
当开挖尺寸达到技术要求后，方可进入下道工序施工。
开挖时上台阶中部须留核心土，以支挡开挖面，增强稳定性，核心土宽2.0m，高1m，纵向长1m左右。
上下台阶间距2～3m。
由人工用铁锹挖土，用小推车推至下台阶，下台阶的土再用小推车运至竖井底，用吊车提升至卸土场。
严禁欠挖，尽量减少超挖。
下台阶开挖见底后，要及时进行初期支护，从上而下分块立即施作锚喷支护。
根据土质情况，密切注意掌子面地层的稳定，必要时喷射50mm厚混凝土封闭。
正台阶土方开挖横断示意图
正台阶土方开挖纵断示意图
4.1.4格栅钢架、钢筋网加工制作及安装
（1）格栅钢架、钢筋网加工制作
格栅钢架在加工厂冷弯分段制作，钢架各段之间采用连接钢板、螺栓连接。
格栅钢架加工符合下列要求:
①格栅钢架的加工焊接符合钢筋焊接规定。
②加工成型的格栅钢架圆顺；允许偏差为:
拱架矢高及弧长+20mm，扭曲度20mm。
成品格栅钢架在出厂前须经质量捡验人员直行验出，合格后方可出厂。
钢筋网在现场加工成lm×2m的网片A6@100×100mm，加工时A6盘条冷拉调直并除锈后现场截取编网，点焊成网片，工作面铺设。
网片加工、铺设符合下列要求:
③钢筋网所采用的钢筋型号和网格尺寸符合设计要求。
④钢筋网片铺设前必须进行除锈。
格栅节点图
（2）格栅钢架安装
格栅钢架安装前清除底脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用喷射混凝土填充，确保钢格栅落在坚实牢靠的基础上，安装完成后与锁脚锚管进行焊接，两侧拱角各打设1根锁脚锚管，采用,42×3.25mm带注浆花孔无缝钢管，并预注水泥-水玻璃双液浆，注浆压力0.5MPa，锁脚锚管L=3m。
①格栅钢架在组装前在地面进行试拼并捡查各部尺寸，当合格后才可使用。
格栅钢架组装后在同一个平面内，允许偏差为:
高度±30mm，宽度±20mm，扭曲度20mm。
②格栅钢架架设在与隧道轴线垂直的平面内，允许偏差为:
横向±30mm，纵向±50mm，高程±30mm，垂直度5%。
③格栅钢架保护层厚度40mm，其背后保证喷射混凝土密实。
④格栅钢架安装使用激光指向仪控制其中心、高程。
⑤纵向连接筋采用C20钢筋，环向间距1000mm，内外双层布置，纵向搭接采用焊接，搭接长度为10d。
隧道格栅总装图
4.1.5喷射混凝土
为降低粉尘，采用湿喷工艺，初衬混凝土湿喷流程图如下：
（1）原材料的控制：
喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验，进行速凝效果的试验，确定速凝效果的试验，确定速凝剂的品种和最佳掺量，要求初凝不超过5min，终凝不超过10min，进行配合比选择试验，确定水泥用量和水灰比。
喷射混凝土一般选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
水泥与砂石之重量比宜为1：
4～1：
4.5，水灰比宜为0.4～0.45，砂率为55％左右。
速凝剂采用液体速凝剂。
（2）施喷前的准备：
喷射作业前应检查开挖断面尺寸、清除松动的土块和杂物，清除基脚下的堆积物，用高压风吹净；埋设控制喷射混凝土厚度的标志；作业区有足够的通风、照明装置；调整好喷射机的风压、水压，做好准备。
（3）喷射作业：
喷射作业分段、分层进行，喷射顺序由下而上；喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，喷头距受喷面距离不宜大于1m；喷射压力控制在0.12～0.15MPa，一次喷射厚度，侧壁约60～100mm，拱顶部分约50～60mm，当分层喷射时，应在前一层喷射混凝土终凝后进行，若在终凝1小时后再进行喷射时，喷层表面应用风水清洗。
喷嘴应避开拱架钢筋密集点，以免产生密积，对悬挂在网片筋上的混凝土结团应及时清除，保证喷射混凝土的密实。
喷射混凝土应将钢筋全部覆盖，此时喷层无干斑和滑移流淌现象，尽量减少喷射混凝土材料的回弹损失，严禁使用回弹料。
喷射混凝土应加强喷水养护，以防风干裂口。
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