技术研究
李懂懂
XXX~XXX区间X#联络通道洞内注浆法+矿山法施工技术研究
1 工程概况
1.1 XX区间X#联络通道概况
XXX~XX区间X#联络通道中心里程为于右DK15+460.000/左DK15+457.309,线间距约为15.62m,线路左、右线均为圆曲线段。联络通道埋深为15.02~15.78m,采用采用“洞内注浆法+矿山法”施工。联络通道断面形式采用直墙圆拱形断面 。根据盾构区间联络通道的施工工艺要求,在联络通道门洞段的区间隧道为钢管片的特殊衬砌环,左线166-167环、右线133-134环。联络通道施工前需对特殊管片开口处进行拆除。与盾构区间平面位置见下图。
图1.1 X#联络通道平面位置图
1.2 工程地质情况
⑴工程地质
XXX区间现状地表主要为马路、绿化用地、河流、立交桥、商业办公用楼及居住区,地面高程在86.91m~.54m之间,地形总体较为平坦,地貌单元为黄河冲洪积平原(A区)。区间X#联络通道穿越地层主要是②23粉质粘土、②35粘质粉土、②36c粉砂,地层描述为:
第②23层:粉质粘土
灰黑色~黄褐色,可塑~硬塑,土质不均,夹粉土薄层,含铁质锈斑、铁锰质斑点、蜗牛壳碎片和少量钙质结核。本层层厚0.80~3.80m,平均层厚2.16m,层底埋深13.80~17.80m,层底高程70.04~74.62m。
第②35层:粘质粉土
黄褐色~褐黄色,湿,密实,含少量云母碎片、螺壳碎片和铁锰质结核,含钙质结核,含量约3%~10%,粒径一般为3~5mm,钙质结核有磨圆度,有铁质染色现象。本层层厚0.40~4.90m,平均层厚2.03m,层底埋深15.10~21.00m,层底高程66.34~72.59m。
第②36c层:粉砂
褐黄色,湿~饱和,中密~密实,成分以石英、长石为主,含少量云母碎片,偶见角砾。本层层厚0.70~2.00m,平均层厚1.45m,层底埋深16.20~19.60m,平均层底埋深17.78m,层底高程68.96~70.59m,平均层底标高69.56m。
图1.2 联络通道地质纵断面图
1.3 水文地质情况
XXX区间地下水主要为第四系孔隙潜水,第一层地下水呈局部分布,主要位于区间北端,靠近金水东路站,其稳定水位埋深为9.8m,高程为77.70m,主要赋存于②34粘质粉土中,水量不大;第二层地下水稳定水位埋深为15.8~18.5m,高程为69~71.11m,主要赋存于②36C层粉砂和②51层细砂和②52层细砂层中。根据区域水文地质资料,每年6月份~9月份是地下水的补给期,大气降雨充沛,水位会明显上升,每年12月份~次年2月份为排泄期,地下水位随之下降,正常情况下地下水年变幅在2.0m左右,本场地3~5年最高水位高程可按照84.00m考虑,历史最高水位高程可按照87.00m考虑,本区间抗浮设计水位高程建议按86.00m。
1.4 周边环境及管线调查
(1)地面建筑物
本工程在XXX路下方,西侧为XXX小区居民楼,与隧道外轮廓线最近距离为14.1m,东侧为XXX综合楼,与隧道外轮廓线最近距离为25.47m。
图1.4 X#联络通道周边建筑物图
(2)地下管线
表1.4 联络通道对应地面管线统计表
管线管线到联络通道垂管线底埋深 直距离 1.6m 3.6m 1.6m 14.2m 12.2m 14.2m 序号 管线尺寸 管线材质 名称 150 300 600 铜 混凝土 混凝土 里程位置 里程:ZK15+461.4 里程:ZK15+495.4 1 供电 2 污水 3 雨水 里程:ZK15+515.4~ZK15+521.4 4 路灯 160*80 5 供电 900*300 铝线 铜 里程:ZK15+515.4~ZK15+524.5 里程:ZK15+518.4~ZK15+528.6 0.5m 1.6m 15.3m 14.2m 2设计概况
2.1 联络通道设计概况
X#联络通道均为直墙圆拱形断面,内净空宽3m,高2.8m,内设两道双向开启的防火门,采用洞内注浆+矿山法施工,初期支护与二次衬砌之间设置防水层。
图2.1 联络通道平剖面设计图
联络通道设计参数如下:
(1)初期支护:格栅拱+钢筋网+C25喷射混凝土(厚度250mm); (2)二次衬砌:C35P10模筑防水混凝土(联络通道洞顶和侧墙厚度为400mm、底板350mm);
(3)联络通道处的区间隧道衬砌采用特殊衬砌环,通缝拼装。
2.2 联络通道结构剖面图
2.2初支钢拱架设计情况
格栅钢架是联络通道初支的一部分。洞内初支撑采用Ⅰ16工字钢架间距均为0.5m/榀,通道与盾构隧道连接处应连立3榀钢架加强支护;钢架间采用Ф22纵向连接筋焊接,环向间距1m,梅花形布置。
钢架在洞外分片加工,加工后应在井上进行试拼,其允许误差为: ①沿钢架周边轮廓拼装偏差不应大于±30mm。
②格栅钢架由拱部、边墙、底部各单元钢构件拼装而成,各单元间用螺栓连接,螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5mm。
③钢架平放时翘曲应小于±20mm。
④其斜度不大于2度,钢支撑的任何部位偏离铅垂面不宜大于50mm。
图2.2 联络通道钢拱架总装图
3 验收范围及依据
本次条件验收的范围为XXX~XXX区间联络通道开挖。 执行文件、标准与规范:
(1)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)(2003年版); (2)《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008);
(3)《郑州市轨道交通5号线工程土建施工XXX~XXX区间岩土工程勘察报告》;
(4)《XXX~XXX区间联络通道(兼废水泵房)结构图》 ;
(5)《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB50652-2011); 其他现行国家、河南省及郑州市相关规范、规程。 4.1 现场施工准备情况
(1)工作平台施工完成
联络通道施工工作平台已按方案布置完成。 (2)降水措施及探孔
根据设计以及现场实际条件,在联络通道开挖范围南北两侧施工6口降水井。靠近区间隧道左线距离隧道轮廓边线2m处,联络通道两侧,距离联络通道中线距离为5m、8m各两口降水井,靠近区间隧道右线距离隧道轮廓边线2m处,联络通道两侧,距离联络通道中线距离为5m设置两口降水井。同时设置3个水位观测孔,1#观测孔距离右线隧道边线2m,距离联络通道中心线3m;2#观测孔距离右线隧道边线2.5m,距离联络通道中心线4m,3#观测孔在右线隧道右侧2m处。联络通道降水井及水位观测孔平面布置图如下:
图4.3 降水井及水位观测孔平面图
经过降水,我部人员对地下水位进行量测,水位已降至地面以下22m,且联络通道底部未出现漏水现象,降水满足现场施工要求。
我项目部已组织作业人员,在联络通道右线开洞部位打设探孔共计8个,孔径50mm,孔深3m,未发现有涌水和漏泥砂等现象。
图4.4 联络通道右线开口环探孔布置图
(3)联络通道加固措施
联络通道开挖前先进行Ⅰ区在拆除钢管片前利用管片上的注浆孔进行二次注浆;Ⅱ区在拆除钢管片前采用管棚注浆进行地层加固,管棚直径管Ф108mm,壁厚6mm,长度12m贯穿联络通道,环向间距400mm,管棚注浆采用双液浆,水泥浆水灰比1:1水泥浆与水玻璃(40波美度)比为1:0.5;在拆除钢管片后采用小导管注浆进行地层加固,小导管直径Ф42mm,壁厚3.5mm,长度3m,环向间距400mm与管棚相间布置,纵向搭接长度不小于1m,小导管注浆采用水泥浆,水灰比1:1。水泥均采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,注浆终压控制在1.0MPa以内。我部已完成对联络通道处地层加固。
2)浆液制作
注浆浆液采用水泥砂浆。配料水泥必须过筛,进行单桶配料并搅拌成浆,当搅拌均匀后将其抽入浆捅,并进行二次过滤,筛网孔径不大于2mm,以防粗颗粒混入堵塞喷嘴。
(3)开机注浆
在一切工作都做好后方可开注浆机进行注浆,注浆过程中主要通过听声音、看压力、看注浆量来判断注浆的实施效果;听声音是否有异常,看压力是否过高,看注浆量是否达到设计的注入量;这个过程主要靠注浆司机来控制,另外注浆司机还要做好注浆记录,并保证记录的真实性。
注浆压力的极限压力值Pu须满足下式:
式中,h为注浆孔深度。实际注浆过程中,考虑注浆管道的压力损耗,注浆端头浆体堵塞等影响,现场调整后采用的注浆压力为1. 0~1. 5Mpa。
注浆量按单孔注浆量控制,单孔注浆量按下式计算:
式中,Q为单孔注浆量(m3);L为注浆段长(m);R为浆液扩散半径(m);n为注浆段土层空隙率;η为浆液损失率,取1.25。加固后的土体应有很好的均匀性、自立性、无侧限抗压强度不小于1.0MPa,渗透系数不小于10-7cm/sec。
(4)外抽钻管
注浆钻管的抽出一般是在压力升高、达到注浆量时进行,所以要求外抽芯管要用力均匀、及时快速、严格控制外抽速度,每次外抽不大于200mm,匀速抽出。
(5)清洗及文明施工
在注浆完毕后要及时清洗注浆机、搅拌机和各种管路,这是一项非常重要的工作,不能马虎。另外就是要做好现场的文明施工工作,做到工完料净场地清。
(1)在注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步试验调整,并在以后注浆施工过程中根据现场实际情况进行适当调整,以确保注浆效果。
(2)如出现堵管,堵管的处理要快速及时,不能慌乱,要按顺序一步步尽快处理。
(3)注浆过程中要采取相应的措施来防止堵管,如多做试验选定合理的凝结时间,注意压力的变化,如压力升高要及时外抽芯管。
(4)水泥浆液若发生沉淀、离析现象,应进行二次搅拌。
(5)施工过程中做好注浆施工的各种记录,及时了解注浆压力和流量变化情况并进行综合分析,判断注浆效果是否满足设计要求,注浆作业时,每500 mm记录一次注浆参数。
(6)在钻孔和注浆施工过程中,要做好各种机械设备和电路的检查工作,消除各种不安全因素的存在。
(7)在拆除管路及注浆操作时应戴防护眼镜,以免浆液溅入人眼,并做好劳动防护,作业人员必须佩带胶手套。
(8)搞好现场的文明施工,及时做好泥浆清理工作,不得直排入海,施工完毕及时清理现场。
图4.5 联络通道注浆加固横剖面图
(4)管片临时支撑架设
临时支撑加工按照设计图纸在地面进行,运输到洞门组装焊接加固。临时支撑为每处联络通道左右线各7道,每个联络通道共14道临时支撑。沿隧道纵向12m范围内,间隔1.5m布设由H250*250和H200*200型钢制作的门式钢架临时支撑。临时支撑架设后应与管片内壁顶紧,并适当施加预应力。盾构环向在临时支撑与盾构管片之间加垫钢板,钢板与管片间设10mm橡胶垫,确保盾构隧道安全。下图为临时支撑结构图:
图4.6管片临时支撑平面图
图4.7开口环(左侧)和闭口环(右侧)支撑结构图
图4.8 联络通道管片临时支撑实拍图
(5)钢格栅加工及试拼作业
格栅钢架采用16a工字钢加工拼装而成,按照设计尺寸在地面上放出1:1大样,把整榀格栅钢架分4个单元,拱部一节,侧上壁左右各一节,侧下壁左右各一节,底板一节。
将每节焊好连接板,连接板的焊接准确四周孔眼对应。使用前将各单元编号预拼,无侧弯、扭曲、错台、变形等缺陷方可使用。
格栅第一榀制作组装完成后,报监理处验收通过。
图4.9 初支钢架总装图及现场拼装照片
(7)土方开挖保证措施
联络通道开挖采用台阶法开挖施工。开挖严格遵循\"管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测\"的施工原则。随挖随支,监控测量与施工步骤同步进行,及时反馈监控信息,修正设计参数及施工方法,本盾构区间联络通道采用上下短台阶法施工,但由于联络通道顶部土体比较松散、稳定性差,开挖时间
越长,则土体亦不稳定,因此我部决定上台与下台开挖进尺按照0.5m一个循环。拱架间隔0.5m设置一道。
(8)材料情况
支护所需钢材、水泥、石子、细砂等施工材料均已进场,并在监理见证下取样送检,检测结果符合规范及设计要求,喷锚混凝土配合比已通过验证,材料供应可满足进度和质量的要求。
(9)机械设备情况
土方开挖设备(空压机、风镐)、喷射注浆设备(喷浆机、空压机、注浆机)均已进场;土方外运设备(电瓶车、龙门吊)、小导管施工设备(钻机)各机械设备已按工程需求配备到位,并上报监理审批完成。
①施工通风情况
为保联络通道工程通风情况良好,避免有害气体危害作业人员,施工作业前安装风机、风筒布,风机功率1.5kw,送风量11000m3/h,将新鲜空气送入隧道及联络通道内,下井作业前采用气体检测仪对空气质量进行检测,保障安全。
②施工用水情况
施工用水使用盾构施工原有循环水管。 ③施工用电情况
施工临时用电已进行临电验收,并每天由专业电工进行巡检。
5 联络通道开挖应急预案
施工专项应急预案已经上报监理审批,现场应急物资已放至指定位置。 在施工工区备足污水泵、消防管等排水设备,并在施工区安设排水管至洞口端头井;经常对工具和器材进行保养与更新,保证完好与使用。
当遇突水突泥时,现场负责人迅速电告应急工作领导小组,同时力所能及
的采取措施,接通排水管,启动污水泵排水。如突水严重,人员迅速撤离。应急工作领导小组接到通知后,由小组组长牵头,各部门通力合作,迅速赶赴涌水区。
⑴隧道坍塌应急措施 1)塌方控制措施
联络通道实际情况、周边环境等因素,采取的控制措施如下:
坚持先护顶后开挖的原则施工,采用超前小导管预注浆加固措施,通过试验确定注浆的压力、配比、浓度、固结范围,保证注浆能够达到预期的效果。
采用合理的开挖方式:施工时严格按照 “管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针进行。化大为小分断面分部开挖法施工。
严格控制每循环进尺,开挖成形后及时进行初期支护,确保工序衔接,尽早封闭成环,以改善受力条件,对特殊地段缩小钢格栅的间距,加强初期支护。
加强监测:开挖初期支护后,量测拱顶下沉及边墙收敛、地面下沉与隆起,及时对数据进行分析,发现异常情况立即上报,并采取相应防治措施,把工程施工过程中的地层、支护结构和周围环境的动态变化始终置于可控状态。 2)应急响应措施
①发生事故后,应第一时间组织现场施工人员撤离施工现场,组织人员抢救。 ②第一到达现场的任何一位负责人应承担指挥责任或立即向值班领导或相关部门报告,使相应人力、物力等资源在第一时间配送到事故现场。
③同时项目部应备足有效的支撑及堵水物质,以控制事态的进一步扩展;及时上报上级单位。
④对其需要加固的物体及结构立即组织抢险人员进行加固,必要时向上级部门及地方请求支援。
⑤立即检查及施作紧急的排水系统,使之能及时有效地进行洪水排泄。 ⑥立即组织抢险人员对应需要进行防水保护的材料及物品进行保护。
⑦对需要断电的地方立即启动应急电源,并要求每个抢险人员进行必要的个人防护。
⑧无论是洞内突发涌水及隧道坍塌,其抢险人员及措施均严格按应急预案要求的人员分工及措施进行抢救,其抢救指挥及安排和责任均由其小组负责人负责。 ⑨所有应急材料均无条件服从抢险使用,同时抢险小组有权随时使用其需要的各种材料。
⑩所有应急材料及抢险人员的安排及调配均抢险小组现场最高责任人、指挥人员进行安排及调配。 3)坍塌的应急抢救要求
①上报塌方的同时,立即组织向事故现场调配抢险所备用的抢险机械设备、抢险物资及人员,以便及时进行抢险;当险情危及重大设备及人身安全时,人员及设备要撤离危险区。
②隧道内准备足够的砂袋、木料、型钢,一旦发现有坍塌现象,立即封堵支顶,并喷射混凝土封堵掌子面,插打压浆管压浆防止坍塌和减少地面沉降。 ③当塌方段有渗水时,采用塑料管对渗水进行引流处理,防止渗水软化塌方土体,引起连续塌方事故。
④对于一般塌方段用方木、工字钢支撑塌方掌子面,及时挂网喷射混凝土封闭塌方土体并对距离掌子面5m范围内初期支护采用工字钢支撑进行加固,喷射混凝土封闭后在塌方段径向打设注浆小导管并及时注浆回填。
⑤待土体达到强度后可破工作面,开挖过程中采取增加小导管数量,调整超前支护注浆的浆液的类型、配比及注浆压力、持压时间等措施,控制开挖进尺,避免开挖临空时间过长,以免类似事故再次发生。
⑥对于重大塌方段,如对路面、管线及周边建筑物造成影响,应立即封闭道路,疏散附近道路行人车辆,然后立即对事故现场采取回填处理;以免对周围环境造成影响。
(2)涌水涌砂应急措施:
①开挖时,隧道内配备粘土袋和砂袋,当出现涌水、砂等情况时,用砂袋和粘土袋压住出水点,封闭通道。并分析原因,制订措施报请业主、监理单位审批后实施。
②开挖面有水渗出时,立即停止施工,同时对渗水点进行处理。如果出水量小,利用快干水泥或注入聚氨酯封堵。当出现无法控制的突发局面时,关闭防护门。
防护门采用角钢及I10工字钢焊制门框加3mm钢板面板作制作而成推拉门,根据地下水位情况安装于开口环腰部以下位置。平面、立面图如下:
图3.5 防护门平面、立面图及大样图
6. 联络通道开挖条件自查情况及评价
序 检查项目 号 1 施工现场已完成设计、勘察交底 旁通道结构开挖、冻融变形控制等施工组织设计和监理细则已审批 设计要求的开挖加固措施已经完成,各3 项加固指标已经达到设计要求并有检测报告 4 探孔、卸压孔未发现异常情况 5 防护门已安装并启闭灵活 6 施工现场分部、分项安全、技术交底已按要求完成 已经完成设计交底,并有交底记录 各项施组均已上报,并批复完成 自查情况 2 联络通道加固已完成,经检测各项指标均满足设计要求 无渗水,无异常情况 防护门已安装并启闭灵活 已按要求完成各项交底 7 周围环境监测控制点已按监测方案布监测控制点已布设,初始值测取置,并以测取初始值 已完成 对本工程潜在的风险源进行了辨识和分8 析,编制完成有针对性,可操作性的应急预案,组织落实抢险设备、材料、人员、方案 9 远程监控管理系统已实施并正常运行,前期工程信息已按要求完成并上传 已进行技术调查和编制专项施工方案,相应的应急预案已编制完成 监控系统已按要求布置完成且运行 均满足设计及规范的其它要求 10 设计及规范规定的其他要求 8. 超前探孔
为确保切割管片的安全,在临时支撑设施均安装完毕后,在管片开口内,布设5处超前钻孔,观察前方有无较大的裂隙水或涌泥、涌砂现象,如下图5.4-1所示:
8-1管片开口图
钻孔后,若无裂隙水和涌泥、涌砂等不良地质呈现,则可进行管片开口作业,若存在不良现象,立即进行封堵,并立即向业主、设计、监理单位汇报。
9. 洞门管片切割
⑴左线切割管片工序需要在左隧道内部支撑搭设安装完毕后方可实施,根据现场测量人员在管片上绘制出的联络通道的预留轮廓线,采用切割机及钻孔机切割管片及管片内钢筋。
⑵管片切割分成两部分进行,切割前在管片上钻吊装孔,切割过程中保证管片一直处于吊装状态(如下图所示),防止切割过程中管片掉落,砸伤施工人员,切割周边应平整、无毛刺,切割完成后,采用5t的手拉葫芦将管片取出。
⑶施工过程中,注意及时反馈地质情况,以便和详细勘察时的地质情况进行比较,方便现场技术人员做好超前地质预报,指导施工。
⑷管片切割完以后,观察掌子面土质情况,若土质较差且有涌水、涌泥现象,需在洞门口做扇防护门,以防止大量涌水、涌泥坍塌并流入隧道内,若掌子面土质稳定且无漏水现象,则无需安装防护门。
10. 超前小导管注浆
为保证开挖过程中掌子面的稳定,XXX联络通道洞门切割前从左线线隧道洞口对联络通道拱部的地层进行超前小导管注浆加固,小导管采用外径42mm、壁厚3.5mm,长3.5m热轧无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,管壁四周钻8mm压浆孔,尾部有0.5m不设注浆孔(详见下图10-1)。
图10-1小导管大样图
超前小导管设置在联络通道拱部180°范围内上方(见下图10-2)。施工时,将钢管与衬砌中线平行以7°~15°仰角打入围岩(见下图10-3),钢管环向间距约0.3m,每排钢管纵向间距1.5m,采用风钻钻孔,钻孔直径为φ50mm。每打完一排钢管后,及时注浆。开挖联络通道过程中,对于侵入联络通道开挖范围的注浆管直接进行割除。
图10-2超前小导管横断面图 图10-3超前小导管纵断面图
超前小导管采用水泥—水玻璃双液浆,注浆参数如下: 水泥与水玻璃体积比: 水泥浆水灰比: 注浆压力:
1:0.5 1:1
初压:0.5~1.0Mpa
终压:2.0Mpa
施工中,小导管注浆采取注浆量与注浆压力双控制,以确保注浆效果;同时,施工时要根据现场的地质条件调整注浆压力、注浆浆液及注浆量,确保注浆达到最好的效果。
小导管注浆注意事项:
配制浆液时,操作工人戴胶手套、护目镜、防护帽,穿长筒胶鞋。 注浆时,作业工人不准站在注浆口附近; 发现压力表有异常情况时,停止注浆,查找故障; 配制浆液即用即配,剩余浆液倒掉,并清洗储浆桶。
11. 联络通道的开挖
本盾构区间联络通道采用上下台阶法施工,上台阶不超过1榀拱架,下台阶不超过2榀拱架。台阶法开挖方法见图11-1。
图11-1 上下台阶法开挖示意图
⑴联络通道开挖
联络通道开挖采用中短台阶法开挖。开挖要有一定坡度,拱部弧形部分顺着拱外弧采用人工手持风镐进行环状开挖,周边用洋镐修整,尽可能减少对拱部开挖土体的扰动。X#联络通道周围已被水泥砂浆填满,开挖时,采用风镐凿除,作业人员务必注意自身安全,防止大的水泥块掉落砸伤自己或别人。
下台阶落后于上台阶2m施作,下台阶采用人工开挖,人工修整,支护施工同上台阶。
注意在开挖支护过程中应严格控制开挖进尺,避免冒进,每循环开挖进尺为两榀拱架间距,即1.0m。用激光指向仪控制开挖中线及水平,确保开挖断面圆顺,无欠挖,开挖轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响,对意外出现的超挖或局部塌方应采用喷射砼回填密实。
⑵土方外运
①土方外运由专人负责组织安排,场地内外统一调度,协调内外关系,确保外运弃土按计划有步骤的进行,土方采用农用三轮车运至洞门口后用龙门吊吊到渣土坑内。
②联络通道内开挖土方采用手推土斗将土运至洞口,再从洞口装袋堆码和外运。
③在联络通道初衬施工完毕后,割除右线隧道管片,清理场地并将管片运至地面。
⑶变形与稳定性控制
软弱围岩隧道通常表现为围岩变形大,甚至发生坍塌等安全事故;施工进度缓慢,严重制约工程的工期。针对软弱围岩地质特征与工程影响评价、变形机制与时空效应、支护结构与围岩作用体系、隧道软弱围岩变形控制技术等问题,采
取以下控制措施:
①考虑预留变形量,尤其水平变形量,1#联络通道预留30mm变形量,2#、3#联络通道预留50mm变形量。
②严格控制开挖循环进尺,上台阶不超过1榀拱架,下台阶不超过2榀拱架。施工中尽量减少对周围土体的扰动,边开挖边支护,步步为营。开挖后应及时进行初期支护或临时支护,工序紧扣、衔接,尽早封闭成环。掌子面稳定性差时,应随时喷射混凝土封闭工作面。
③施工过程中(包括竣工初期)对周围土体及支护结构、地面建筑物进行必要的监控量测,以便及时获取信息,及时采取措施控制地表沉降,并修正设计,达到信息化施工的目的。
12. 初支施工
⑴格栅钢架与钢筋网片施工
每开挖50cm到位后立即开始安装格栅钢架,格栅钢架工艺流程如图12-1所示。 施工准备 图12-1 格栅钢架安装流程图 加工条件检查 钢筋焊接材料试验 格栅钢架是联络通道初支的一部分。格栅钢架主筋采用Ⅰ16工字钢加工,施工放样 构件连接均采用双面搭接电弧焊,焊缝高度不小于8mm。每榀间距0.5m,在洞外分片加工,钢架加工后应放在水泥地面上试拼(如下图),其允许误差为: 材料下料、加工 ①沿钢架周边轮廓拼装偏差不应大于±30mm。 焊缝强度试验 焊接 焊缝外观、钢架尺寸检查 ②格栅钢架由拱部、边墙、底部各单元钢构件拼装而成,各单元间用螺栓连接,螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5mm。 组装运入通道③钢架平放时翘曲应小于±20mm。 格栅安装 ④其斜度不大于2度,钢支撑的任何部位偏离铅垂面不宜大于50mm。 安装位置检查 成品的格栅钢架加工完成后,先在场内试拼装,再运送至洞内安装,并使拱架与通道轴线垂直,使钢架成为一个整体。每榀拱架安装时,测量定位,不偏,
不斜,轮廓要符合设计要求,钢架加工采用冷弯加工,避免降低钢架强度及刚度。
在施工集水坑段初支前,为减少初支下沉量,每榀拱架安装时,均在底部设一 “刚性托块”,尺寸为400*200*10mm以增大受力面积,控制下沉量。
每榀拱架安装好后,在每个拱脚处设置两根锁脚锚杆,以初支下沉和防止初支向通道内收敛变形,锁脚锚杆采用Φ22mm钢筋,长L=3.5m,斜向下约60°,其尾部与拱架焊接牢固。锚杆用风镐顶入。
格栅钢架安装到位后,开始按照钢筋网片,钢筋网片在洞外预制成型,在洞内与格栅钢架焊接,并注意与上一环搭接20cm。
⑵喷射混凝土
当开挖进行一个循环并清理围岩之后,立即进行初喷砼支护(包括掌子面),封闭围岩,初喷砼厚为50mm,钢筋网及格栅钢架安设完成后复喷砼至设计厚度,喷射砼强度为C25,材料用自落强制式搅拌机在地面拌合,然后运送到联络通道出,采用湿喷法喷砼,喷浆机置于联络通道外,工艺流程如图12-2所示。
图12-2 喷射砼施工工艺流程图
喷射混凝土采用干喷工艺,喷料在地面拌好用门吊运送到盾构始发井,用翻斗车运至喷浆机处,喷浆所需空压机及喷浆机设置在洞口平台处,喷射混凝土前检查开挖断面,先用高压风清除岩面灰尘。喷射时喷头距掌子面控制在1.0~1.2m范围内,风压控制在0.3~0.5Mpa,喷嘴与掌子面角度为90°最佳。喷头作连续不断的圆周运动,并形成螺旋状运动,后一圈压前一圈三分之一,喷射线路要自下而上,呈现“S”形运动,隧道内的喷混凝土要先边墙后拱部。
当岩面有较大坑洼时,先喷凹处找平,格栅钢架与开挖轮廓间所有间隙用喷射混凝土充填密实。先喷拱架与轮廓之间隙,再喷拱架周围,后再喷拱架之间。混凝土喷射分层进行,每层喷射厚度5~7cm。每层间隔时间控制在40~60min,操作时严格控制风压,喷射混凝土作业后应及时清理地面上堆积的混凝土,并注意以下事项:
①喷射机械安设调整好后,先注水、通风,清除管道内杂物,清扫坡面,清除坡面松散土体或杂物尘埃。
②喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内,避免露天堆放淋雨及环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料,引起堵管和强度降低等现象。
③喷射前,先开速凝剂阀门,后开风,再送料,以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。严禁随意增加速凝剂和防水剂掺量,尽量用新鲜的水泥,存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。
④喷射机的工作风压严格控制在0.3~0.5Mpa范围内。严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。喷嘴与受喷坡面垂直,有钢筋时角度适当放偏30°左右,喷嘴与受喷坡面距离控制在1.0~1.2m范围内。喷射顺序自下而上,料束呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形状。
⑤试验室负责优选喷射防水混凝土配合比和施工控制。施工中按配合比配料拌合,严格控制外加剂的掺量,确保喷射混凝土强度符合设计要求。
⑴系统锚杆施工
初喷完成及时搭设系统锚杆,系统锚杆施工工艺流程如图12-3所示。
施工准备 图12-3 系统锚杆施工流程图 锚杆钻孔 联络通道下台阶每环喷射完成,在侧面打入Ф32砂浆锚杆。锚杆长3.5m,间距0.8m×0.5m,梅花形布置。 锚杆孔注砂浆 砂浆锚杆钻孔采用风钻眼,钻孔时钻杆垂于岩面,钻孔直径比锚杆直径大,锚杆安装 用风镐顶入,顶入长度不小于锚杆长度95%,锚杆尾端焊接于格栅钢支撑上,以增强共同支护作用。
锚杆垫片螺帽安装 注浆材料使用标号不小于32.5级水泥,粒径小于3mm的砂子,水灰比为锚杆注浆 0.4~0.45;砂浆先用水和稀浆湿润管路,然后将已调制好的砂浆倒入泵内,将注浆管插至锚杆孔底,慢慢打开阀门开始注浆,在气压推动下,水在前,砂浆在检查 后,水湿润泵体和管路,引导砂浆进入锚杆孔中,随着砂浆不断压入孔底,注浆管缓缓退出眼孔,直至砂浆注满眼,注浆压力保持在0.1~0.3Mpa。
根据设计要求截取杆体并整直和除锈,在杆体外露端加工成螺纹,以便安装
垫块及螺母,锚杆注浆安装前先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作,直至砂浆注满眼孔后,立即把锚杆插入眼孔,接着用推、锤击方法,把锚杆插至孔底,用木楔塞紧孔口安装垫板,防止砂浆流失。
13 防水层施工
联络通道及泵房防水等级为二级,防水层的施工必须由专业防水施工队进行,暗挖施工段在地层透水系数较大处需要进行补浆,初支表面允许有湿渍,但不允许有滴水、漏水、线流或泥沙流出,铺设防水层前,认真扫清基层上的所有杂物,初支表面应平整、洁净、无疏松、空鼓,防水层铺设后,严禁在防水层上开洞。
⑴外包防水层
洞门口部位全部刷扩至设计尺寸,临时支护完成后,即可进行防水层施工。防水层选用1.5mm厚ENA防水材料,铺设防水层前必须对初期支护找平,拱墙补喷找平,底部砂浆找平,对外部的钢筋接头切除、磨平,并先铺设一层土工布。防水板采用无钉铺设。
铺设外包防水层时应注意以下问题: ①防水层铺贴应平整、牢固;
②不允许在防水板上钉明钉,防水板接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接,搭接长度要满足要求,防水板接缝搭接长度应为100mm。
⑵水平施工缝防水
施工时,底板、侧墙分两次施工,第一次施工至底板上30cm处,需设置水平施工缝。按设计要求水平施工缝采用300×4mm镀锌止水钢板,施工第一次混凝土前,将止水钢板固定在侧墙停灰面中间
水平施工缝施工注意事项:
①钢板止水带安装时固定牢固,尽量居中;
②浇筑完第一次混凝土后,施工缝混凝土表面上,应凿毛和冲洗干净,并保持湿润但无积水;
③在浇筑第二次混凝土前,施工缝处应先铺一层与混凝土配合比相同的水泥砂浆,其厚度宜为15~30mm;
④浇筑混凝土时应细致捣实,使新旧混凝土紧密结合。
13-1盾构与联络通道接
口处防水示意图
13-2联络通道及泵房处防水示意图
14. 二次衬砌结构施工
联络通道竖向分两次完成施工:底板施工、标准通道洞身施工。纵向一次浇筑完成。通道内浇筑混凝土采用地面钻孔的方式,用钻孔机在每个通道正上方地面上钻个Φ25cm的孔直到通道顶部并套上刚性套管,地泵输送管通过套管进入联络通道内。
⑴底板施工
底部喷锚施工结束后,二衬施工前作好地下水的封堵引排,底部的浮碴、垃圾、积水等清除干净,防水板全段铺设,铺设完后经检查合格后平铺50mm厚的
C20细石混凝土保护层,待砂浆达到设计强度后绑扎钢筋。底板、侧墙分两次施工,第一次施工至底板以上30cm处,然后施工底板以上部分,如下图所示:
14-1二次衬砌结构分段示意图
⑵通道洞身二次衬砌的施工:
底部二次衬砌施工结束,待混凝土达到设计强度后,方可施工通道洞身二次衬砌,施工污水泵房段洞身二衬时,向下预留泵房二衬钢筋,钢筋满足预留钢筋要求。为方便施工和浇筑, 可先将其弯折90°,待施工泵房二衬时再行弯直。施工中注意做好预埋件的预埋及预留孔的预留。
⑶通道洞门施工
通道二衬施工完后,开始绑扎洞门钢筋,为了保证联络通道二衬与洞门连接为一个整体,在施工二衬时将洞门钢筋预埋在二衬里,为方便施工,可将洞门钢筋弯成90°,在施工洞门时将预埋钢筋扳直,洞门钢筋严格按设计要求进行。钢筋绑扎经检查合格后制立洞门模型,模型采用木模,加固采用钢管及方木支撑,检查合格后灌注洞门C35混凝土。
15. 废水泵房施工
⑴废水泵房开挖
在通道二衬施工完后,始做废水泵房。土方开挖前,检查泵房范围的土体加固效果,根据开挖面的土体稳定性和地下水文情况,判断开挖是否安全,若土体稳定性较差且地下水含量较大,则对土体进行注浆加固后再进行开挖,采用超前小导管进行补充加固。
土方开挖时,采用对角开挖方式,逐层向下施工,循环进尺控制在0.5~1m,采用风镐开挖,人工装碴至手推车内,倒入碴斗中运出通道。逐步向下时设置一个小型卷扬机用于出土。先开挖第一段,开挖后喷射混凝土封闭围岩、布设砂浆锚杆、挂设钢筋网、安装格栅钢架、打锁脚锚杆、喷射混凝土;再开挖第二段,完成相应初支工序;其后为第三段,最后为第四段,格栅连接成整体、喷砼封闭后设对口撑,继续依此顺序向下施工。泵房顶部初支连立两榀格栅钢架以保证联络通道钢架的稳定。施工过程中做好施工监测,根据施工监测成果及时调整开挖
进尺深度,将围岩变形控制在合理范围。
15-2废水泵房开挖示意图
⑵废水泵房初支施工
土方开挖完成后,喷射5cm混凝土封闭围岩,布设Φ32砂浆锚杆,梅花形布置,间距0.8m×0.5m。
钢筋网纵向、环向采用Φ8钢筋,钢筋间距为150mm×150mm。钢筋网在格栅钢架外侧单层设置。将钢筋在洞外加工成1.0m×1.0m的钢筋网片,运入洞内,钢筋网紧贴砼面铺设,并且焊接在锚管上,钢筋网混凝土保护层不小于20mm。
钢筋网施工完毕后开始格栅钢架安装,钢架与锚杆焊接牢固,并加设锁脚锚杆以控制钢架下沉。钢架间距0.5m,内外两侧用L=750mm,Φ22mm的连接筋将格栅钢架竖向连为整体,水平方向设置对口支撑保证竖井初支稳定,对口撑采用I32a工字钢,竖向间距1m。
⑶废水泵房防水施工
初支施工完毕后,施工初支与二衬间的防水层。防水层施工与联络通道标准断面相同。先施工泵房底部防水层,在泵房底部施工砂浆垫层,然后铺设防水层,再施作泵房二衬的垫层。底部防水层施工完成后,施作侧壁的防水。施工中注意保证热粘质量。
⑷废水泵房二衬施工
防水层施工完成后,开始泵房二衬施工。底板防水保护层浇筑完成后,开始绑扎底板钢筋,灌注底板混凝土。接着绑扎墙身钢筋,立模灌注C35、P10混凝土,最后施工泵房顶部混凝土,注意与洞身二衬预留钢筋的搭接。为保证施工质量,对洞身的二衬底部做凿毛处理。施工中注意做好预埋件的预埋及预留孔的预留。支架型式与联络通道一致。
16 钢筋工程
⑴钢筋加工制作
①所有钢筋的半成品加工均在现场进行加工,制作时先按料单放样,合格后
才能进行成批生产,钢筋弯钩长度、弯曲半径等均应满足规范与设计要求。
②所加工的半成品,应按规格、数量分类堆放,设专人对加工完毕的半成品挂牌登记,统一发放。
③弯曲、污染锈蚀未经处理的原材料不得进行制作,弯曲钢筋预先调直、锈蚀钢筋要进行除锈后方可进行加工制作。
④焊工要持证上岗,焊接接头经试验合格,且试验单位出具合格报告后,才能进行下一道工序。
⑤钢筋加工允许偏差
项目 受力钢筋顺序长度方向全长的净尺寸 弯起钢筋的弯折位置 箍筋外包尺寸 ⑵钢筋接头要求
钢筋工程施工的好坏直接影响结构的受力性能,而粗钢筋的连接又是钢筋工程的关键工序。
接头位置宜设置在受力较小处,在同一根钢筋上应不超过三个接头;并且受力钢筋接头的位置应相互错开,当采用非焊接的搭接接头时在规定的搭接长度的任一区段内和当采用焊接接头时,在焊接接头处的35d且不小于500mm区段内,同一根钢筋不得有两个接头,有接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总截面积的百分率应符合下表规定。
直径﹥Φ14mm墙体采用焊接,≤Φ14mm的钢筋,采用搭接,焊接、搭接接头的错开长度,接头的百分率、接头位置与数量应符合设计和现行规范(GB50204-2002)要求,并及时将水平定位卡具绑扎就位。
受力钢筋接头截面积比例
接头形式 受拉区 受压区 允许偏差(mm) ±10 ±10 ±5 绑扎搭接接头 焊接接头 25 50 50 不限 ⑶侧墙钢筋安装技术要点:
根据所弹墙线,调整调直墙体预留钢筋,绑扎时水平筋在里竖筋在外,中间绑扎梯形筋定位,间距2m以内,保证墙体内外两侧钢筋网片间的距离和位置。
⑷板钢筋绑扎
板钢筋绑扎严格按图施工,绑扎完底板钢筋后,及时铺设走道,防止下道程序施工时直接踩踏负筋上,使负筋产生位移及变形。为确保上下层钢筋间距,必须设置马镫,间距1000mm,浇注砼过程中,安排专职钢筋工值班,发现钢筋位移和变形后及时恢复,保证钢筋间距、位置、保护层始终符合设计要求。
⑸拱部钢筋安装
拱部迎水侧钢筋安装时,应先临时点焊或绑扎固定,调整好钢筋间距及弧度后最终固定;背水侧钢筋安装时也应临时固定两头各两根钢筋,通知技术人员核对弧度和拱顶高程后,以此钢筋为基准安装剩余钢筋。
17. 模板工程
⑴联络通道拱墙模板及支护形式
联络通道拱墙二衬采用规格为1200mm*300mm×50mm的钢模板,模板通过肋板上的螺栓孔拼装成型。
支护骨架采用16#工字钢,根据设计分段冷弯成联络通道断面形状,骨架采用螺栓连接及钢板焊接,所有焊接连接处,焊缝高度不小于10mm。内支撑采用140mm工字钢加强支撑,格栅拱架底部和起拱线纵向水平采用槽钢140mm将格栅拱架连成一体,采用Φ60mm钢管满堂支撑,Φ60mm钢管端部和可旋顶托连接以便微调钢管长度。联络通道二衬模板支立示意图如下图所示:
5.10-3联络通道二次衬砌模板支立示意图
联络通道二衬衬砌施工时,先施工底板砼,以底板砼顶面作为支架基面,钢架直接架立在底板砼顶面上,型钢架需根据测量放线架立。在刚拱脚三个方向预
埋或锚固的直径大于22mm钢筋,然后将钢筋与拱架焊接牢固,将钢架固定在底板上,防止模板上浮和钢架产生横向位移。固定好后进行模板施工,当模板施工完成并进行断面测量后再搭设内架。模板上预留砼浇筑窗口,以便浇筑砼过程中进行捣固与位置观察。顶板支架搭设是要预留适当的拱度,充分考虑因支架本身引起的弹性和非弹性变形。
⑵泵房模板及支护形式
泵房侧墙模板采用厚15mm的建筑夹板做模板,竖向用间距300mm的100*100(mm)水平木枋做内楞,木枋作双面刨面找直,以保证模板的平整、紧贴。用铁钉将木枋在夹板上定位。为是侧墙更好的达到防水效果,侧墙模板不用对拉螺栓固定模板,采用140mm槽钢作横向围檩,围檩间距为800mm,支撑体系采用扣件式钢管脚手架,墙支撑立杆间距900*900mm.在两墙之间形成框架以传递衬墙的测压力,钢管框架与衬墙之间留出550mm的宽度,供模板安装的工作空间。模板安装完成后,采用顶托撑与围檩与支架之间,使模板侧压力传于压楞后通过顶托再传递到支顶架。
⑶模板施工注意事项
①所有模板及支架施工时必须通过计算来满足稳定性和刚性要求,以防止局部发生走模或变形.
②为保证砼外观质量,模板纵横向接缝要贯通,立模前要进行配板设计。 ③重复使用的模板应始终保持其所需要的形状、强度、刚度、不透水性和表面光滑等,任何翘曲或隆起的模板在重复使用前必须校正或换用新模。
④模板及支撑系统搭设完成后,必须对所有扣减进行检查加固,才能浇筑砼。 ⑤模板的拆除应保证砼不破损,在砼未达到足够的强度前不得拆模。拆模时应遵循先非承重部位后承重部位及自上而下的原则,严禁用大锤或撬棍强行拆除,拆模时操作人员应注意安全,拆下的模板、支撑钢架、脚手架及配件,严禁乱扔,要有人接应传递,按指定地点堆放,并及时清理、维修,以备下一循环使用。
19. 混凝土浇筑
⑴施工准备
①每个联络通道正上方地面需用铁皮围成10m*4m的长方形围挡,用脚手架固定,围挡外应有醒目的交通提示语,并报地区交管局,审批后方可实施。
②对全体参施人员进行教育培训,强化质量意识,使每个参施人员掌握模筑砼施工工艺流程及所要达到的质量标准,砼浇筑前对工班进行技术交底,并对振捣手进行专门培训。
③混凝土浇筑前配备足够数量的处于良好状态的振捣器及振捣棒,以备施工中替换出现故障的振捣器及振捣棒。
④在浇筑混凝土前应当清除模板内的碎屑等杂物及施工缝处浮动的石子,并用水湿润模板,经监理代表验收合格,并留有影像资料记录。
⑤在浇筑混凝土前应检查和控制模板、钢筋、保护层和预埋件等的尺寸、规格、数量和位置,其偏差应符和设计及国家标准的规定。 ⑵混凝土的运输
①本工程所用砼先由商品砼运输车输送至联络通道上方地面围挡内,通过孔道送入模。
②为满足工程施工要求,商品混凝土运输车在一台车供料时必须有另一台车等候供料以保证砼的连续供应、连续浇筑。
③夜间施工时,在运输道路上,应有良好的照明,危险区域,应设置警戒标志。
⑶混凝土浇筑
砼入模的采用孔道送入。砼从开始拌和到砼入模的最长时间,应由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确定,并应符合规范要求,侧壁砼的砼坍落度控制在120~140cm,拱顶砼的坍落度控制在160~180cm。分层、从上往下、两侧壁对称浇注。 ⑷砼振捣
底板、侧壁砼振捣采用插入式振捣器振捣。使用振动器时,注意以下几个方面:
①各插点的间距均匀,一般不超过振动棒有效作用半径R的1.5倍。在最边缘点距模板不大于有效作用半径的1/2。
②使用插入式振动器时要使振动棒自然地垂直沉入砼中,由于侧墙、中隔墙均采用分层浇筑,底板、顶板采用斜面分层浇筑,为使上下层砼结合成整体,振动棒应插入下层砼中5~10cm。振捣时应将棒上下插动,快插慢拔,以保证上下部分砼振捣均匀;同时应避免振动棒碰撞钢筋、模板和预埋件等。
③振动时间一般控制在20~30s,以见到砼表面基本平坦,泛出水泥浆、砼不再显着下沉、无气泡排出为止。
⑸砼的养护
砼浇注完后,对其喷水进行养护。
20. 结构背后注浆
注浆孔布置和固定:结构层和防水层间注浆,其布置按约2.0m长度设置一个注浆断面,每个注浆断面布置4个孔,即拱顶1个孔,两帮各1个孔,底板一个孔,注浆管采用Ф48mm镀锌管,管外端接带内螺纹的管箍,并用丝堵封闭。内层注浆管,浇筑砼前将其绑扎在钢筋上,注浆管外口离模板约3mm,管口另一端离防水层约2mm。内外层注浆管都加焊止水钢板,内层注浆保证混凝土浇筑时留有的空隙,外层注浆是为了保证开挖时留有的空隙,控制土体下沉。联络通道衬砌中预埋注浆管:两端喇叭口各布置1个圈全断面注浆管,其根据设计需要在防水层与永久结构之间钢管片上设全断面注浆IT塑料出浆管,以加强在永久支护与临时支护之间的密实度及防水效果。
①材料选用:为增加压浆的可注性,开始时可注水泥浆;二次补浆选用单液水泥浆或1:1水泥-水玻璃浆液,准确配比根据试验确定。全断面注浆选用单液水泥浆或双液浆。
②注浆设备选用:一次注浆用BW250型变速注浆泵,二次注浆用YBL200型双液注浆泵,以方便调整注浆工艺。
③注浆压力和注浆量:为防止隧道管片及联络通道结构受到影响,拟选用小压力、多注次的方式;注浆压力一般为0.3~0.5Mpa。
④注浆顺序:管片底部—喇叭口处—通道。每一注浆段中遵循先下部、后上部的原则。
21 施工监测 21.1 监测目的
⑴掌握地层和洞室在施工过程中的力学动态,确保洞室的稳定和地面建筑物的安全,必须进行现场监控量测。
⑵通过对观察及量测的分析和判断后,对围岩-支护体系的稳定状态和地表建筑物的安全度进行预测,并据此确定相应的工程措施,合理安排施工工序,以确保施工安全和隧道稳定。
21.2 监测内容
联络通道施工监测结合区间正线监测统一考虑布设,根据本项目的实际情况,其监测项目如下表5.16-1:
表21-1 联络通道和泵房监测项目及频率
量测频率 量测项目 方法及工具 布置 1~15天 地质及初期观察、描绘 支护观察 水平净空收收敛计 敛 断面2对测点 端头各一个断面,每个拱顶下沉 水平仪、钢尺 断面3对测点 端头各一个必测断面,地表沉降 水平仪、钢尺 纵向4个主测断面 综合地表沉降点布设 1-2次∕天 1次∕2天 1-2次∕周 1-3次∕月 端头各一个断面,每个开挖后、初期支护后 16天~1个月 1~3个月 3个月以后 建筑物沉降水准仪、铟钢和倾斜 管线位移和沉降 尺 全站仪、应变片、压力盒 压力盒、频率综合地表沉降点布设 围岩压力 接受仪 衬砌应力 测力计 水位管、地下地下水位 水位仪 有代表性的4个断面 端头各一个断面 端头各一个 21.3 监测布置
⑴地面监测布置
根据隧道掘进以及以往施工经验,本次联络通道开挖,地面布置沉降监测点网,监测联络通道施工期间地表沉降变化量,测点布设见下图。通过对监测点高程的测量判断隧道开挖对地表产生的影响及防止沉陷措施的效果,推测作用在隧道上的荷载范围,判断地下管线的安全情况。监测点沿通道前进方向每5m一个断面,每道断面12个监测点,间距从2.5m~5m不等。
21-2地表监测点位图
⑵隧道变形监测
基准点布设:在联络通道100m以外的稳定区域分别布设水平位移监测基准点和两个垂直位移监测基准点(其中一个作为复核点)。
沉降点布设:在通道两侧20m范围内对隧道水平及垂直方向的收敛变形及施工影响范围内的隧道整体进行监测。沉降监测点布设在隧道管片底部,测点间距为2m,测点用道钉打入环片内牢固。
位移点布设:位移监测点布设在隧道管片两肩,测点间距为3.4m,测点用道钉打入环片内牢固。
隧道收敛监测点布设:监测点布设在隧道管片上、下、左、右位置,用红漆做好标记。
21-3 隧道内位移点和收敛监测点布设
21.4 监测方法及数据处理
⑴地面监测
沉降监测从水准控制点出发按二等水准测量要求测量各监测点的高程,测量闭合差小于±0.5mm×N(N为测站数)。前后两次测量值之差为本次沉降变化量,测量值与初值之差为累计沉降变化量。
⑵隧道内监测
水平位移监测方法:将经纬仪放置在基准点上,用视准直线法测量各测点到视准线的距离,以开工前两次测量的平均值作为起始初值,以后每次的测量值与之比较得到本次位移量和累计位移量。
隧道收敛监测方法:采用收敛仪对上下左右各点进行监测,同时读出读数;在用特制的长5米的直尺分别置于同一环片上、下两测点上,用水准仪分别读取两次读数,相加即为直径,同样以开工前两次测量的平均值为初值,以后测量的结果与初值比较计算出竖径的变化量;用经纬仪以同样的方法测量横经,并计算出变化量。
⑶工作流程
收集基本资料现场调查图21-4工作流程 编制监测方案21.5 监测仪器 监测与工程施工关系协调测量仪器详见表21-5。 布置测点监控量测单位 表21-5 监测仪器汇总表 类别 监 测 仪 器 设备、仪器名称 全站仪(徕卡TC402) 精密水准仪(徕卡DNA030 铟钢尺 计算机(联想) 数量 1 1 4 3 数据采集、分析台 台 反馈报告付 修正设计或施工方法台 或继续按原方案施工收敛仪 测斜仪 频率仪 反射镜片 台 台 台 片 1 1 1 100 21.6 监测控制标准
根据深圳地铁施工经验,结合本工程的特点、设计要求及有关规范规定,对盾构隧道及始发井开挖引起的地面沉降(隆起)、 地面建筑物沉降、管线沉降等建立了相应的控制值和预警值。本区间一般地段地面最大沉降量不大于30mm,最大隆起量不大于10mm。
其他主要监测项目监测极限值见下表5.16-6
表21-6 监测项目极限值
序号 1 2 3 监测项目 底部隆起 拱顶下沉 洞周收敛 6 资源配置计划
极限值(mm) 10 30 20 位移平均速度极限值(mm/d) / 2 1 位移最大速度极限值(mm/d) / 5 3 22.1项目管理人员计划
XXX区间联络通道施工拟投入管理人员:副经理1人,作业队长1人,技术主管1人,技术员3人(含质检员1人),电工2人,安全员1人,机械物资1人,合计10人。
22.2 协作队伍劳动力计划
序号 1 2 3 类 别 开挖工 钢筋工 模板工 人数 10 15 10 工 作 内 容 文明施工和杂活 钢筋加工和安装 模板和支架安装 序号 4 5 共计 类 别 砼工 电焊工 人数 10 5 50 工 作 内 容 砼浇筑 钢筋电焊操作 22.3 机械设备配置计划
联络通道施工机械、设备见下表。
主要施工机械、设备表
序号 一 1 2 3 4 5 6 二 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 12 三 1 2 农用车 龙门吊 水钻 手拉葫芦 钢筋切断机 钢筋弯曲机 电焊机 钢筋调直机 料斗 手推车 振动棒 平板振动器 热和机 射钉 风 镐 TY28凿岩机 气腿式风钻 潜水泵 污水泵 钻孔机 设备名称 数量 开挖 10 2 8 3 5 1 辅助 6 2 1 1 4 1 4 4 4 4 1 1 运输 2 1 1.5kW 3kW φ4~φ10mm 5t Фmax44mm Фmax44mm 4.5kw 4.5kw 37kw 26L/S 主要工作性能指标 序号 四 1 2 3 4 五 1 2 3 设备名称 数量 喷射、注浆 主要工作性能指标 混凝土喷射机 双液泵 注浆泵 空压机 2 1 2 2 测量 9m/h 33m/min 、12m/min 33水准仪 全站仪 收敛仪 1 1 1 23. 施工安全保证措施
23.1 组织保证措施
项目部成立强有力的项目管理领导班子,建立健全安全保证体系,项目经理是安全第一责任人,主管施工生产的项目副经理和安全总监是安全生产直接责任人,项目部成立安全管理领导小组,组长由项目经理担任,副组长由项目担任,组员由各业务部门领导、施工队长组成,同时设有群众安全员,建立健全各级各部门的安全生产责任制,责任落实到人。
23.2 安全技术措施
⑴掘进施工中,对工作面前方土体要进行超前探测,提前了解土体质量,(可采取打孔或小断面超前等方式)采用相应技术措施;
⑵在开挖过程要坚持尽量不超挖,开挖与支护要紧密衔接。派有经验的施工员日夜跟班,发现问题及时处理,不留后患;
⑶在搭设平台位置,距离农用车土斗50cm处安装防护栏杆;
⑷组织工程项目施工的安全教育和技术培训考核,对管理人员和施工操作人员进场前安全教育;
⑸施工现场应实施机械安全管理及安装验收制度。使用的施工机械、机具和电气设备,在安装前,应当按照规定的安全技术标准进行检测,经检测合格后方可安装。在投入使用前,应按规定进行验收,并办好验收手续登记。经验收,确认机械状况良好,能安全运行的,才准投入使用。所有机械操作人员都必须经过
培训合格后持证上岗。机械操作人员要进行登记存档,按期复验。使用期间,应当指定专人负责维护、保养;保证其机械设备的完好率和使用率以及安全运作;
⑹施工现场的安全设施主要包括安全网、围护、洞口盖板、防栏、防护罩等。各种装置都必须齐全、有效,并且不得擅自拆除或移动。如因施工实际需要移动时,必须经工地负责人同意,并采取相应措施方可施工;
⑺交叉作业时,必须严格按照规定要求进行,做到组织、制度、措施三落实,以确保施工的安全;
⑻施工现场安全教育,包括定期教育及新工人.变换工种工人、特种作业工人的安全教育。职工新进场,未经三级安全教育不准上岗;
⑼为了及时发现事故隐患,堵塞事故漏洞,防患于未然,项目部建立安全检查制度,实施定期的、季节性的、专业性的安全检查,以及每周的安全巡检。
23.3 施工用电安全措施
隧道施工照明一般采用电灯照明,要求光线充足均匀,各种工作地段的照明标准和要求见下表23-1:
表23-1 隧道施工照明标准
工作地段 施工作业面 开挖地段和作业地段 运输巷道 特殊作业和不安全因素较多地段 成洞地段 用白炽灯时 用日光灯时 灯头距离(m) 县挂高度(m) 灯泡功率(W) 不少于15W/㎡(断面较大可适当采用投光灯) 4 5 2~3 8~10 20~30 2~2.5 2.5~3 3~5 4~5 4~5 60 60 100 60 40 用电注意事项:
⑴施工场内的一切电源、电路的安装和拆除,必须由持证电工专管,电器必须严格接地、接零和使用漏电保护装置;
⑵电器安装后经验收合格后才准接通电源使用; ⑶多机作业用电必须分闸,严禁一闸多机和一闸多用;
⑷施工现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉乱接; ⑸线路上禁止带负荷接电或断电,并禁止带电操作;
⑹电力传动装置的调试和维修时,除采取可靠的断电措施外,在开关箱处应悬挂“有人操作,禁止合闸”的标志牌,并有专人监护;
23.4 文明施工保证措施
⑴坚持“预防为主、防治结合、综合治理”的原则,采取各种有效措施,对容易引起环境污染的各种渠道严格控制,明确环保重点;
⑵对联络通道施工作业面和喷射混凝土拌合料等易产生粉尘的地段定时进行洒水降尘,减少粉尘的危害;
⑶对通道渗漏水部位及时进行封堵,避免造成地下水位下降而引起地表沉降,影响通道地面建筑物的稳定;
⑷施工区域的维护设施如有损坏,及时维修,确保始终处于良好状态; ⑸有序组织土方车进出场,并对渣土车进行清洗。
23.5 应急预案
根据本工程的特点及施工工艺的实际情况,认真的组织了对危险源和环境因素的识别和评价,特制定本项目发生紧急情况或事故的应急措施,开展应急知识教育和应急演练,提高现场操作人员应急能力,减少突发事件造成的损害和不良环境影响。
23.5.1 应急组织
成立现场抢险领导小组,一旦监测项目超出安全预警范围、或突降大雨、发生火灾、坍塌、涌水等,项目领导及有关部门负责人必须立即赶赴现场,组织指挥抢险。应急领导小组组织机构见图7.6—1 应急组织机构图。
图23-1 应急组织机构图
23.5.2 应急响应
当监测项目超出安全预警控制范围、出现坍塌、涌水、火灾、有毒气体泄漏时应立即启动应急预案。现场管理人员根据出现的险情或有可能出现的险情,迅速逐级上报,由办公室收集、记录、整理紧急情况信息并向小组及时传递,由小组组长或副组长主持紧急情况处理会议,协调、派遣和统一指挥所有车辆、设备、人员、物资等实施紧急抢救和向上级汇报。事故处理根据事故大小情况来确定,如果事故特别小,根据上级指示可由施工单位自行直接进行处理。如果事故较大或施工单位处理不了则由施工单位向建设单位主管部门进行请示,请求启动建设单位的救援预案。 应急响应流程见图23-2 应急响应流程图。
图23.6-2 应急响应流程图
23.5.3 应急物资
物资部门设立专用仓库,用以储备砂子、编织袋、木料、型钢、灭火器及其它抢险必备材料、器械和医疗急救设备等救援物资,并按规定数量配备或结合工程实际情况和特点备足数量。救援物资由专人进行统筹储备管理,注明应急专用,严禁私自挪用。安全质量监察部负责人定期组织检查,核实数量,调试设备性能,做到紧急情况发生时能立即投入使用。集体见表23.6.3-1。
表23.6.3-1 应急物资备用表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 物品名称 沙包 袋装水泥 速凝水泥 模板 方木楔 方木 铁锹 撬棍 水泵 型号规格 30kg/袋 32.5R 单位 m3 t t 数量 5 3 1 40 30 20 10 2 2 备注 1.5cm厚 50cm/根 4m 尖头 Φ25mm 3kw m2 根 根 把 根 台 一端削尖 断面10cm×10cm 手柄长度≤1.2m 1.2m长 配备30m水管 10 11 12 13 14 15 16 编织袋 急救箱 棉被 聚氨酯 矿灯 对讲机 注浆机 个 配备常用药 普通 快速膨胀 箱 床 Kg 台 台 台 1000 1 20 1500 4 4 1 预先试验 满电 23.5.4 应急措施
⑴隧道坍塌应急措施 ①塌方控制措施
联络通道实际情况、周边环境等因素,采取的控制措施如下:
坚持先护顶后开挖的原则施工,采用超前小导管预注浆加固措施,通过试验确定注浆的压力、配比、浓度、固结范围,保证注浆能够达到预期的效果。
采用合理的开挖方式:施工时严格按照 “管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针进行。化大为小分断面分部开挖法施工。
严格控制每循环进尺,开挖成形后及时进行初期支护,确保工序衔接,尽早封闭成环,以改善受力条件,对特殊地段缩小钢格栅的间距,加强初期支护。
加强监测:开挖初期支护后,量测拱顶下沉及边墙收敛、地面下沉与隆起,及时对数据进行分析,发现异常情况立即上报,并采取相应防治措施,把工程施工过程中的地层、支护结构和周围环境的动态变化始终置于可控状态。
⑵应急响应措施
①发生事故后,应第一时间组织现场施工人员撤离施工现场,组织人员抢救。 ②第一到达现场的任何一位负责人应承担指挥责任或立即向值班领导或相关部门报告,使相应人力、物力等资源在第一时间配送到事故现场。
③同时项目部应备足有效的支撑及堵水物质,以控制事态的进一步扩展;及时上报上级单位。
④对其需要加固的物体及结构立即组织抢险人员进行加固,必要时向上级部门及地方请求支援。
⑤立即检查及施作紧急的排水系统,使之能及时有效地进行洪水排泄。 ⑥立即组织抢险人员对应需要进行防水保护的材料及物品进行保护。 ⑦对需要断电的地方立即启动应急电源,并要求每个抢险人员进行必要的个人防护。
⑧无论是洞内突发涌水及隧道坍塌,其抢险人员及措施均严格按应急预案要求的人员分工及措施进行抢救,其抢救指挥及安排和责任均由其小组负责人负责。
⑨所有应急材料均无条件服从抢险使用,同时抢险小组有权随时使用其需要的各种材料。
⑩所有应急材料及抢险人员的安排及调配均抢险小组现场最高责任人、指挥人员进行安排及调配。
⑶坍塌的应急抢救要求
①上报塌方的同时,立即组织向事故现场调配抢险所备用的抢险机械设备、抢险物资及人员,以便及时进行抢险;当险情危及重大设备及人身安全时,人员及设备要撤离危险区。
②隧道内准备足够的砂袋、木料、型钢,一旦发现有坍塌现象,立即封堵支顶,并喷射混凝土封堵掌子面,插打压浆管压浆防止坍塌和减少地面沉降。
③当塌方段有渗水时,采用塑料管对渗水进行引流处理,防止渗水软化塌方土体,引起连续塌方事故。
④对于一般塌方段用方木、工字钢支撑塌方掌子面,及时挂网喷射混凝土封闭塌方土体并对距离掌子面5m范围内初期支护采用工字钢支撑进行加固,喷射混凝土封闭后在塌方段径向打设注浆小导管并及时注浆回填。
⑤待土体达到强度后可破工作面,开挖过程中采取增加小导管数量,调整超前支护注浆的浆液的类型、配比及注浆压力、持压时间等措施,控制开挖进尺,避免开挖临空时间过长,以免类似事故再次发生。
⑥对于重大塌方段,如对路面、管线及周边建筑物造成影响,应立即封闭道路,疏散附近道路行人车辆,然后立即对事故现场采取回填处理;以免对周围环境造成影响。
⑵降水作业停电应急预防措施
为了保证降水期间抽水持续作业,防止长时间停电造成水位回升,影响地下结构施工,须考虑备用电源问题。
①施工现场配备1台可移动发电机,用于电路维修或临时停电使用,配备专职人员进行管理,确保随时启动使用能力。
②选定两家具备批量供电实力的专业队伍并签定合作协议,联合保障线路停电时的临时电源。
③被选定应急供电队伍备用满足用量的发电设备,并确保随时可调用,由我方定期监督检查。
④在预知停电情况下,及时组织安排人员设备进场,提前作好调换电源准备。 ⑤在未知或突发停电时,要求供电队伍在停电4小时内陆续满足全部抽水维护所需的电量供应,全面恢复抽水。
⑥联络通道开挖,施工现场准备2台备用抽水泵,已备水面上升时及时抽水,保证作业面及结构安全。
24. 其它技术保证措施 24.1工程质量控制组织保证
为确保工程质量达到预计的目标,使整个施工过程处于受控状态,项目部建立健全质量保证体系,成立以项目经理、总工程师、生产经理、各部门负责人及施工班组为一体的质量控制工作组,明确工作组各成员的质量职责。
24.2工程质量过程控制措施
⑴经常教育职工牢固树立“质量第一”的思想,强化职工的质量意识,做好质量目标交底工作。形成懂标准、知规范的工作环境。
⑵严格执行各项规章制度、操作规程和质量标准,认真落实施工方案和技术措施及质量计划。
⑶强化质量保证体系建设,推行全面质量管理。
⑷强化现场质量检验机构,建立健全各种质量管理制度,加强验收工作,分工负责,责任明确。
⑸各级业务管理人员要盯岗到位,强化质量监督管理工作,负起岗位责任。 ⑹严把原材料及半成品的质量关,各种原材料应有出厂合格证,原材料的材质、规格、型号应符合设计文件规定,及时送试验室。
⑺严格执行隐蔽验收签证,严格执行自检、互检、交接检制及专业检制度。 ⑻抓关键工序,坚持样板制度,以样板引路,保证各项工序一次验收合格,杜绝出现不合格项的发生。
⑼特殊工种做到持证上岗。
24.3工程质量检查基本程序
技术交底 → 班组操作 → 班组自检 → 技术主管检查→质检工程师检查 → 监理工程师验收 → 下道工序
24.4 工程质量控制要点
⑴土方开挖
采用人工开挖,严禁超欠挖,超挖控制在5cm之内。
为了确保施工安全,土方开挖重点要控制超前小导管的施工质量:现场管理人员严格控制小导管的材质、长度、数量及打设角度,为了保证注浆质量,对注浆效果进行定时抽查。
⑵钢格栅安装
加工的钢格栅应分批进行验收,合格后方可用于施工。钢格栅用于施工前应进行试拼,架立应符合设计要求,连接螺栓必须拧紧,数量符合设计,节点板密贴对正,钢格栅连接应圆顺。
⑶格栅钢架连接筋与钢筋网
连接筋焊接采用双面搭接焊,焊接长度不小于5d,焊缝高度不小于8mm。要求:焊缝焊接符合规范要求,保证焊接质量,无漏焊、咬边等现象。连接筋纵向成一直线,环向间距误差控制在3cm之内。
钢筋网满铺,搭接长度满足规范要求,与钢格栅主筋点焊。 ⑷喷射混凝土
所用材料的品种和质量必须符合设计要求和施工规范的规定,其中水泥需先进行复试符合有关规定后方可使用,喷射砼原材料配合比、计量、搅拌、喷射必须符合施工规范规定。
喷射砼强度必须符合设计要求,结构不得夹泥夹碴,严禁出现夹层。钢格栅间喷射砼厚度应满足设计要求,无大的起伏凹凸,表面应平整圆顺,作到内实外光。
25.安全文明施工管理
25.1现场安全防护、临时用电要求 25.1.1一般要求
1、施工人员必须认真贯彻执行“安全第一,预防为主”的方针。 2、项目经理部严格执行市下发建筑施工企业安全生产责任制中各项规定。工长负责本班的安全生产工作,施工人员必须使用受过安全生产培训的教育人员,施工前必须按施工方案的要求进行安全技术交底,并有书面记录,双方签认。严禁违章指挥,违章作业。
3、暗挖工程初期支护掌子面工人必须有3年以上暗挖工作经验,同时掌子面施工设置兼职安全员。
6、进入施工现场必须戴好安全帽。操作人员在上班时间严禁喝酒。
7、电工必须持证上岗。电焊工工作要持“两证”,焊把线无破损,电焊机进线、出线要有防护罩。
8、清理维修各种机械时,必须切断电源,取下保险,锁好配电箱或设专人看守,方可进行清理维修。
9、临电要坚持“三项五线制”三级保护,重复接地,洞内低压照明不准用220伏电压。
10、吊运重物时,吊重不准从人的上方经过。塔吊起吊和下放材料过程中,下方严禁有作业人员。
11、作业前应做好如下准备工作:检测制动器、钢丝绳、吊钩及其他安全装置,闭合电源前,各控制开关应处于零位。
12、当风力大于六级时应停止吊装作业,作业过程应有专门塔吊司机指挥。 25.1.2应急救援预案演习
所有施工现场人员都要参加应急演习,以熟悉应急状态后的行动方案,确保所有职工熟知应急预案内容。对应急预案定期检查,不断完善。 25.2现场机械设备安全要求
1、各种机械设备应有专人负责操作、维修、保养,并经常对机械运行的关键部位进行检查。
2、混凝土搅拌机、钢筋弯折机、钢筋切断机、钢筋焊接机等设备要防止受潮。
3、机械设备安装其基础必须平稳、牢固,固定机械不得使用临时支撑。机械与机械,机械与人同时工作时,相互间应保持一定安全距离。
4、各种机械设备操作人员必须持证上岗,严格执行各种机械操作规定,无证不许操作。
25.3现场消防保卫措施
1、施工现场必须配备齐全的消防器材,在易燃易爆物品处要有专门消防措施。要符合防火要求,水源配置合理。不得私自动用和毁坏消防器材,现场严禁
吸烟。
2、建立保安制度,施工现场严禁非工作人员入内,加强现场警卫、保卫工作。
3、加强对职工、民工的治安、防火教育。培训消防人员,制定消防协议。 25.4施工现场管理措施
1、施工现场场地和道路应平整、畅通,有排水措施。料具和构配件码放整齐,符合要求。场地内无随地大小便痕迹。
2、各经理部内要指派专人负责现场的机械、消防、安全、卫生、环保等工作。各专业内业资料要科学合理、齐全。 25.5现场料具管理
1、项目部设专职材料员,负责材料管理,建立合理的供应体系及制度。进料人员收发材料人员职责清楚。建立材料收发台帐,材料进出场手续要齐全。
2、进场材料应码放整齐,对易飞扬的颗粒材料应适当遮盖,要有齐全的防雨、防冻、防火、防爆、防损坏措施。
3、使用过程中厉行节约,严禁浪费。注意计量与回收,随用随清,不留底料。
25.6劳务管理措施
1、外施队劳务作业人员,必须进行安全生产、法律法规、治安消防、行政、生活管理教育,经培训考核合格后方可进入施工现场。
2、劳务队要健全管理机构,完善规章制度,管理人员配备比例不少于全员人数的8%,管理人员持证率100%,特殊工种持证率100%,50人以上队伍要配备专职安全员。
3、进场的劳务队要办理注册手续,并办理务工人员的《暂住证》、《健康证》,及时鉴定《劳务分包合同》、《安全生产协议》、《治安消防协议》等。
4、加强对务工人员的思想教育,确保务工人员的思想稳定,严禁在生活区酗酒、、散布黄色录像,杜绝刑事案件的发生。
25.7环保措施
为改善施工环境,防止建筑施工作业污染和扰民,结合本工程的施工特点,对环保工作做如下要求:
1、项目部设一名兼职环保员。建立该工程环保工作保证体系及工作网络图,做到环保工作制度及网络图上墙。每周对施工现场进行自检,自检的主要内容有:
(1)环保制度和措施落实情况; (2)环保的宣传教育情况;
(3)存在问题,解决办法,负责人员。 2、施工中要搞好施工现场的“三防”治理工作。 (1)防止大气污染; (2)防止水污染; (3)防止施工噪声污染。
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