地铁工程横通道施工方法及施工工艺.doc

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1、 地铁工程横通道施工方法及施工工艺1.1横通道施工工艺流程横通道采用带仰拱的拱顶直墙断面型式，采用复合式衬砌结构，初期支护采用C25喷射混凝土加格栅钢架，二次衬砌采用模筑钢筋混凝土，初支与二衬之间设全包柔性防水层。横通道采用台阶法预留核心土进行开挖，严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、快封闭”的原则组织施工。横通道施工工序流程如图1.1 -1所示。测 量 放 样马 头 门 施 工超前小导管注浆支护台阶法预留核心土开挖挂网、格栅钢架架设喷射混凝土钢筋网片、格栅钢架制作防水施工二次衬砌小导管制作、浆液拌制防水材料检验、复验商品混凝土检验、验收图1.1-1 横通道施工工序流程图1.2测

2、量放样根据施工设计图纸，当竖井开挖至开口处时，在井壁上测放出马头门顶部开挖外轮廓线的位置，竖井封底完成后，在井壁上测放出马头门开挖外轮廓线和中隔板的位置。横通道每开挖进尺0.5m，即一榀格栅架设间距，混凝土喷射完成后，应对开挖断面隧道中心线、外轮廓线进行测量放样，并及时矫正隧道中线激光导向仪，确保横通道开挖中线不偏移，不欠挖，不出现严重超挖现象。1.3马头门施工1、马头门施工顺序马头门施工顺序：超前大管棚打设注浆根据导洞和台阶分别破除竖井井壁土方开挖挂网、架设格栅钢架、喷射混凝土支护。2、马头门超前大管棚施工马头门超前大管棚采用水循环跟管导向钻进法成管。水循环跟管导向钻进法就是将管棚钢管作为钻

3、杆，在第一节管棚钢管前端安装带有导向探棒的楔形板钻头。首先采用水平定向钻机将装有楔形板钻头的管棚钢管打入土中，然后通过丝扣连接，将其它管棚钢管与前一节管棚钢管连接，依次打入土中，并跟踪监测钻进方向，保证管棚按设计方向打入，直到达到管棚设计长度终孔，最后进行封孔并注浆。马头门超前大管棚施工工艺如图1.3-1所示。架设工作平台准 备 工 作退钻、接杆、接管取出导向仪钻具组合跟管钻进开孔安放钻机孔口测量定位选择钻机动力头走完最大行程继续跟管钻进达到设计孔深封 孔注 浆图1.3-1 超前大管棚施工工艺流程图（1）施工准备平台搭设竖井封底后，准备场地，采用脚手架搭设作业平台，平台采用100100mm方木

4、搭设，顶面满铺50mm厚木板。平台面低于最低管棚中心1.0m。测量放样钻机机架安装前，测量组应根据设计图纸测量放出人防段外轮廓线和管棚中心位置，并做好相应标志，标出孔号。钻机井架安装与各部件组装钻机所有螺母必须拧紧，如发现溢扣的螺栓必须换掉。丝杠、顶杠要顶紧、有效，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。升降系统的卡瓦必须上紧，加强整体性。钻机和井架安装要牢固，钻机离掌子面一般不超过2m。大管棚的制作大管棚采用108，壁厚5mm钢花管加工，长度为8.0m，大管棚结构如图1.3-2所示。前端焊接导向专用钻头，大管棚中间部位钻6-8mm溢浆孔，呈梅花形布置，防止注浆出现死角，间距300mm，尾部1.

5、0m范围内不钻孔，防止漏浆。两节管棚之间采用114，壁厚5mm，长度400mm的钢管连接，如图1.3-3所示。300mm300mm7000mm1000mm68mm导向专用钻头108mmmmm图1.3-2 大管棚结构示意图图1.3-3 管棚连接套（2）定位大管棚施作范围同超前小导管范围，环向间距300mm，水平倾角25，一环23根。管棚中心距开挖外轮廓线200mm。根据设计和测量放样调整钻机位置和钻机角度，对好孔位，孔位误差控制在50mm以内。钻杆轴线与管棚轴线要有一定的仰角，以抵消钻深后钻杆自重增加所产生的下垂。（3）开孔开孔必须检查设备，保证设备状况良好。在架设好钻机、调整好孔位的水平偏角及

6、仰角后，采用大于钢套管直径12级的潜孔锤，钻凿23 m深的孔口，然后退出钻孔锤。（4）钻进安装楔形板钻头，控制钻头进孔角度。导向钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况，冲洗液流通以及导向仪显示情况进行全面复检，确认正常后进行试钻；钻进前须先开泵，待冲洗液流通正常后，方可钻进；钻进时，泵压应控制在0.4-0.8MPa，泵量为20-50L/min为宜。保持中低压力，匀速中速钻进；为防止水土流失，控制沉降，必要时需采用孔内保压措施。要始终保持回水量小于或等于进水量；导向技术人员随着不断钻进，必须时刻观察探头角度变化情况，角度偏差大于0.3时，应及时纠偏。当纠偏无效、偏差大于0.6时，

7、应停止钻进，及时报告项目经理，研究对策后再施工。现场须及时进行导向数据记录和钻具前端长度及每次加管长度详细记录；若钻孔出现涌水时，应尽量保持泵压，泵量不能变小，以平衡孔内压力；冲洗液不正常时，严禁继续钻进。泵工应注意观察冲洗液变化情况，及时上报有关负责人；钻进过程中机手必须及时做好施工记录，并对异常情况要详细记录。每根管在下坑前必须进行质量检查。管材不得有弯曲，丝扣四周壁厚均匀，丝扣完好合格。管材内的铁屑、脏物、锈皮等必须清除干净。下坑时避免与硬物相碰，以免损伤管扣。（5）加接钻杆和钢套管当钢套管尾端距导向墙孔口约30cm时停钻，退钻、卸杆，动力头后退至尾端加接钻杆或钢套管，此时先拧紧钻杆，然

8、后拧紧联接套管。（6）跟踪导向导向仪显示屏首先归零，正对好十二点位置。在钻进过程中，机手应随时观察导向显示屏，发现角度偏差太大时应及时采取措施进行纠偏，钻进角度误差控制在0.5%以内。发现导向显示屏没有信号时应停止钻进，查明原因，采取措施进行处理，确保跟踪导向钻进。（7）取出导向仪钻进到设计深度后确认管棚打设质量达到设计要求，应将导向探棒取出，并清洗干净，安装到下一个钻头内。（8）封孔管棚打设到位后，采用10mm厚钢板进行封孔，并在封孔板上安装注浆阀门。（9）注浆每根管棚打设完成后要及时进行注浆，防止地表沉降，注浆半径控制在500mm。注浆采用注浆泵将1:1水泥砂浆注入孔内，注浆压力达到0.5

9、1.0MPa稳定20分钟后停止注浆。注浆3小时后根据实际注浆情况确定是否需要再次补注浆。3、马头门破除井壁及开挖支护竖井封底及超前大管棚注浆完成后，沿横通道初支轮廓线在竖井壁上破槽。按施工设计图纸要求，横通道马头门分上下两个导洞进行土方开挖，根据导洞采用上下台阶法施工，施工步骤如下所述。第一步：破除马头门处上导洞上台阶范围内井壁格栅（注意保留核心土处格栅），开挖一定的进尺后，及时挂双层钢筋网片和密排架立三榀加强格栅钢架，并将截断的竖井格栅与马头门格栅钢架焊接在一起，并喷射混凝土封闭。第二步：上台阶向前施做23m后，破除下台阶范围内井壁格栅，迅速施工下台阶首榀格栅使上导洞洞门钢格栅成环。由于竖井

10、与横通道交叉处，结构受力复杂，施工时要破除竖井洞口位置井壁混凝土，割除该处格栅钢架支护，由于破坏了整个竖井中的结构受力使洞口处出现应力重新分布，最容易使该处土体失稳。为保证马头门处结构安全，马头门处采用密排三榀格栅加强，并将截断的竖井格栅与马头门格栅焊接在一起。第三步：待上导洞下台阶施做35m后，依法破除下导洞范围内井壁格栅进行开挖及支护。马头门施工完成后，采用台阶法进入横通道段施工。1.4超前小导管施工及注浆横通道上导洞开挖前，对拱顶部分采用注浆小导管超前支护工艺。小导管使用钻机顶入方法施工。按施工设计参数分布安设小导管，小导管采用32mm，壁厚3.25mm的水煤气管，长度为1.8m，环向间

11、距为0.3m，外倾角1520，每品格栅打设一环超前小导管，最后注入1:1水泥-水玻璃双液浆或固砂剂浆液。1、超前小导管注浆支护施工工艺超前小导管注浆支护施工工艺流程如图1.4-1所示。施工准备测量布孔插打导管导管注浆封 孔移至下一孔或结束浆液配合比设计浆液配制图1.4-1 超前小导管注浆支护施工工艺图2、超前小导管、锁脚锚杆的制作超前小导管采用32mm，壁厚3.25mm的水煤气管，长度为1.8m，前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。小导管中间部位钻68mm溢浆孔，呈梅花形布置，防止注浆出现死角，间距200mm，尾部0.5m范围内不钻孔防止漏浆，末端焊6.5环形箍筋，以防打设小导管时端部开

12、裂，影响注浆管连接。锚管结构如图1.4-2所示。68mm0.5m6.5管箍0.2m0.1m图1.4-2 小导管结构示意图锁脚锚杆结构与竖井井壁打设的锚杆相同，锁脚锚杆的制作详见“6.7锚杆施工章节”。3、测量布孔根据超前小导管的施工设计图纸、开挖断面中线、拱顶外轮廓线进行布孔放样。小导管中心距开挖外轮廓线200mm，环向间距为0.3m，每品格栅打设一环超前小导管，孔位误差控制在50mm以内。4、插打导管及锁脚锚杆首先架设方向架，确定打孔方向、位置和仰角，超前小导管的打设采用钻孔打入法。先采用Y-26型风钻按设计要求钻孔，钻杆的直径应比小导管直径大35mm，用风钻顶入，顶入长度不小于小导管长度的

13、90%，然后拔出钻杆，将钻杆更换为小导管，再采用风钻将小导管顶入钻孔中，小导管锚入土体深度应符合设计要求。超前小导管顶入时外倾角控制在1520，环向间距为0.3m，长度L=1.8m，纵向间距0.5m，一榀一打。锁脚锚杆打设方法与超前小导管相同。5、注浆（1）注浆材料采用1:1水泥-水玻璃双液浆。双液浆配比根据现场试验进行调整。水泥浆和水玻璃浆分别放在两个容器内，按一定比例配制好待用。（2）施工参数注浆扩散半径为0.25m，注浆终压为0.51MPa。浆液注浆量： Q=R 2Ln式中：R浆液扩散半径（m）；n地层孔隙率，取45；地层填充系数，一般取0.8；浆液消耗系数，一般取1.11.2；1.8米

14、注浆不少于14.0L。为保证注浆施工效果，施工参数应根据现场试验结果确定。（3）注浆工艺小导管注浆工艺流程如图1.4-3所示，小导管注浆施工如图1.4-4所示。施工开始配制浆液喷砼封闭掌子面打设导管现场调试 浆液配比是否达到要求注浆作业压力、注浆量是否达到要求清洗机具否否是是施工结束图1.4-3 小导管注浆工艺流程图图1.4-4 小导管注浆施工图（4）注浆结束标准及效果检查单孔注浆结束标准：注浆正常进行，注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。全段结束标准：设计的所有注浆孔均达到结束标准，无漏注现象。注浆效果检查：采用分

15、析法，注(压)水试验，开挖取样等方法进行。达不到结束标准，应补充、重新注浆直到满足要求为止。注浆完成后，采用人工拌制的C25细石混凝土进行封堵，根据现场试验添加少量的速凝剂。1.5横通道土方开挖与支护横通道分上、下两个导洞进行开挖，每个导洞均采用台阶法预留核心土开挖，初期支护采用双层钢筋网片+格栅钢架+喷射混凝土支护。1、台阶法预留核心土施工工艺台阶法预留核心土施工工艺流程如图1.5-1所示。施工准备测量放线拱部超前支护上台阶预留核心土开挖拱部支护上台阶核心土开挖左侧墙开挖支护右侧墙开挖支护下台阶核心土开挖底板开挖封闭监控量测下循环施工满足不满足拱部支护调整开挖参数图1.5-1 台阶法预留核心

16、土施工工艺流程图由于横通道断面狭小，采用人工进行开挖，小斗车出土，吊桶提升至地面弃渣。每循环开挖长度为0.5m，每个导洞分上、下两个台阶，台阶长度为2m-3m，拱部、左右侧墙部、中部核心土开挖各错开35m，上台阶高度宜为2m，下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖，施工步序如图1.5-2所示。施工过程中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。图1.5-2 横通道开挖与支护施工工序图2、钢筋网片、格栅钢架的制作钢筋网片采用HPB300型号的6.5钢筋制作而成，网格间距为150150mm，钢筋采用点焊连接，使用前要除锈和除油迹、浮土。格栅钢架在地面上钢筋

17、加工棚内设计的工作台上加工。工作台为=20mm的钢板制成，其上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。格栅钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形。格栅钢架由四根HRB400型号的C25主筋、HRB335型号的B14箍筋，以及HPB300型号的A10的封闭箍筋、Q235型号的连接板焊接而成，连接钢板上预留A25.5螺栓连接孔。一榀格栅分成若干个单元组成，各单元间采用M24螺栓连接。横通道初支格栅钢架结构详见附图五。按设计加工好各单元格栅钢架后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。加工允许误差：沿格栅钢架周边轮廓误差不大于30mm，平面翘曲小于20mm，接头连接要求同类之间可以互换。格栅钢架各单

18、元必须明确标号格栅的类型和单元号，存放于成品堆放区，并垫高放置。进行抽样结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环。外侧焊液压千斤顶顶座，按设计荷载进行加压，使用钢筋应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况，符合设计要求后方可使用。3、初喷混凝土及挂网土方开挖完成后，根据测量检查净空。净空检查合格后，在初喷混凝土前，应先在横通道四周挂一层钢筋网片（格栅钢架外侧钢筋网片），钢筋网片应固定牢固且符合规定的钢筋网片、格栅钢架保护层厚度要求，然后初喷一层30mm厚速凝混凝土进行封闭，防止横通道开挖面长期外露导致坍塌。喷射混凝土时应自下而上进行喷射，喷头应垂直于喷射面。钢筋网片采用插入土体的钢筋进行固定，在喷射混

19、凝土时应不出现振动。钢筋网片同时起防止喷射混凝土脱落的作用。钢筋网片间在搭接过程中应采用单面搭接焊，搭接长度不少于10d。4、格栅钢架架设及挂网初喷混凝土终凝后，及时架设格栅钢架。格栅钢架架设时必须严格按照测量组放的标高和中线控制线进行。格栅钢架架设时应先调水平后调中线，然后再核对标高、中线，反复调整直到中线和标高符合设计及规范要求。每个单元格栅钢架调整完毕后，格栅钢架外缘采用钢楔或混凝土预制块楔紧，并与上品格栅钢架采用B22连接筋进行焊接，固定格栅钢架，连接筋长度不小于720mm，格栅钢架内外两侧双层布设，环向间距500mm，焊接长度不小于10d，然后再进行下一个单元格栅架设，直至封闭成环。

20、格栅应水平，格栅间距要准确，连接板应密贴，连接螺栓拧紧上齐，缝隙不超过2mm，各段格栅螺栓固定后，喷射混凝土前，需对连接板进行围焊。每榀格栅应与上品格栅连接牢固，以便形成整体受力结构。格栅节点钢筋需等强连接，加帮焊筋直径与主筋相同，采用单边焊焊接，焊缝长度不少于10d。格栅竖向间距为0.5m，在开洞标高范围（不含洞门）及马头门处应按设计要求密排3榀格栅。格栅钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且预留变形量，防止侵入二次衬砌净空。格栅钢架安装时，应保证横通道初支格栅内外两侧钢筋混凝土保护层为40mm，横通道临时中隔板格栅钢筋内外两侧保护层厚度为25mm。格栅架设完成后，挂格栅钢架内侧钢筋网片。钢

21、筋网片采用6.5150150mm。钢筋网片应与格栅钢架焊接牢固。钢筋网片间在搭接过程中应采用单面搭接焊，搭接长度不少于10d。5、喷射混凝土施工喷射混凝土施工工艺同竖井喷射混凝土施工工艺。1.6堵头墙初衬施工堵头墙初衬采用加强注浆锚管+双层钢筋网+格栅钢架+ C25喷射混凝土支护，厚度为350mm，格栅钢架间距为0.9m，使用B25500mm钢筋连接件连接，详见附图七。横通道开挖至堵头墙时，首先按设计要求打设锚杆，锚杆水平方向3根，竖向同格栅间距，交错布置，长度L=3m，打设水平倾角为510，锚杆施工方法详见竖井井壁锚杆施工；然后挂一层6.5150150mm钢筋网片，初喷一层40mm厚混凝土封

22、闭掌子面；再进行格栅钢架架设，每榀格栅之间采用B25钢筋连接，钢筋间距500mm，外围格栅同相邻横通道格栅；格栅架设完成后，再格栅内侧挂一层6.5150150mm钢筋网片，且与格栅钢架、连接筋焊接牢固，随后喷射C25速凝混凝土封闭掌子面。喷射混凝土终凝后采用1:1水泥-水玻璃浆液或固砂剂浆液进行锚杆注浆加固土体。堵头墙初衬施工工艺流程详见竖井初衬施工。1.7初期衬砌背后注浆1、注浆管的埋设注浆管埋设在横通道初衬的拱顶、拱脚和侧墙部位，注浆管采用323.25mm热轧钢管，注浆管纵向间距23m，梅花形交错布置，注浆深度0.5m，当有超挖时适当加长。注浆管在钢筋格栅安装时预先埋设，并与格栅钢架主筋焊接牢固。注浆管安装完成后应及时采用木塞进行封堵，防止喷射混凝土时造成注浆管堵塞。2、浆液配制背后回填注浆采用1：1水泥浆外添促凝剂（可根据试验情况调整）。3、注浆喷射混凝土完成后，拔除注浆管孔口木塞，采用高压风冲洗注浆管。注浆管处焊接注浆阀门，连接注浆软管。注浆压力控制在0.30.5Mpa，注浆压力不宜超过0.5MPa，否则浆液损失过大，造成浪费。初始注浆压力控制在0.3Mpa，终止注浆压力控制在0.5 Mpa。4、封堵锚管注浆完成后，采用人工拌制的C25细石混凝土进行封堵，根据现场试验添加少量的速凝剂。