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暗涵主洞開挖支護施工方案一、工程概述南水北調(中線)西四環(huán)暗涵應急供水工程第七標段起點樁號為中8+900.000(坐標X=308247。685,Y=492930。092),終點樁號為10+750。000(坐標X=310089.218,Y=493047。263),總長度為1850m,其中包括豎井2座(1座為永久檢修井),排水檢修井1對,通氣孔3對。暗涵涵身為圓形,開挖直徑為5.2m,初襯為30cm厚噴射混凝土,二襯為30cm厚模筑混凝土,襯砌后直徑為4。0m。開挖施工工區(qū)分為兩個大的施工區(qū),即以9#豎井和9#施工廊道為中心的A施工區(qū),以10#豎井和10#施工廊道為中心的B施工區(qū);按照暗涵涵身的左右線分為①~⑧號子施工區(qū).施工區(qū)的具體布置詳見施工區(qū)布置圖(圖1).9#豎井和9#施工廊道(A施工區(qū))、10#豎井和10#施工廊道(B施工區(qū))作為兩個開挖施工區(qū)同時進行開挖,9#施工廊道開挖完成后,在馬頭門支護完成后即進行A施工區(qū)的①、④子施工區(qū)施工;同時在10#施工廊道開挖完成后,施工B施工區(qū)的⑤、⑧子施工區(qū);當①、④、⑤、⑧子施工區(qū)前進距離滿足15.6m后即進行A施工區(qū)的②、③子施工區(qū)和B施工區(qū)的⑥、⑦子施工區(qū)施工。暗涵的施工通道有2條:9#豎井和10#豎井.待豎井廊道開挖支護施工完成后,即可進行馬頭門開挖支護,進行然后暗涵的開挖支護。暗涵為雙洞平行布置,兩條平行暗涵相距較近,不能同步進行開挖,須錯開20m。每條相向開挖支護的施工作業(yè)面,在臨近貫通時,應保留11m的安全距離,從一端開挖貫通,嚴禁兩端同時相向開挖,并對其中一端開挖工作面進行注漿噴砂漿封閉處理,同時還應加強圍巖的加固與監(jiān)控監(jiān)測。二、施工方法采用淺埋暗挖法,嚴格按照“
1管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測"的原則施工,支護類型有超前小導管注漿、鎖腳錨桿、架立格柵鋼架、安裝鋼筋網(wǎng)片、掌子面噴漿封面、掌子面注漿、噴混凝土、臨時鋼支撐等,根據(jù)設計圖紙,視開挖揭露的地質情況,結合以往施工經(jīng)驗,不同部位分別采用相應的支護類型。三、施工布置1、施工供風由9#、10#豎井橫通道開挖支護形成的供風主管,在馬頭門部位分支為4根DN50無縫鋼管,接至暗涵主洞四個工作面,沿途間隔10~15m焊接多個1寸閘閥,管路沿開挖方向延伸加長.2、施工供水由9#、10#豎井橫通道開挖支護形成的供水主管,在馬頭門部位分支為4根DN25無縫鋼管,接至暗涵主洞四個工作面,沿途間隔10~15m焊接1個1寸閘閥,管路沿開挖方向延伸加長。3、施工用電業(yè)主提供500kVA的電源到9#、10#豎井施工圍擋內,施工用電在業(yè)主提供的電源引線。通過空氣開關,在馬頭門部位將主電路分流為4個支路,滿足四個暗涵主洞工作面用電需要,并沿開挖方向延伸加長。洞內動力用電:動力用電采用四根4mm2鉛芯線輸送,供電線路沿洞壁中線布置。洞內照明:洞內采用36V照明線路,每隔8m設掛鉤并布置一盞100W水銀燈泡,燈泡距離地面不小于2.5m,在施工設備上采用36V安全電壓照明。4、機械設備布置主洞施工時,噴漿機和注漿機緊跟工作面,根據(jù)主洞施工進度情況推進,輸送管路布置在風水管同一側。噴混凝土時,在豎井外拌合機初拌,通過真空管將拌合料輸送到豎井橫通道,然后用手推車運到噴漿機附近,真空管路固定在豎井側壁上。5、通風、除塵每個通道采用2臺直徑0。8m功率37Kw的軸流式抽風機機械通風,其中1臺布置在豎井口,另外1臺布置在暗涵主洞施工區(qū)交叉口,由通風管串聯(lián)通風。通風管在豎井內沿側壁垂直固定掛設,在橫通道、暗涵主洞內沿洞頂固定掛設布置,在暗涵主洞施工區(qū)分支為4個通風管,為四個工作面通風,并沿開挖方向延伸。除塵:噴混凝土后,洞內有大量的粉塵,利用高壓水噴霧降塵。6、施工通訊
2洞內通訊采用有線電鈴和有線電話聯(lián)系,井與井之間采用對講機聯(lián)絡。四、時間安排根據(jù)目前的施工進度,計劃2005年10月1日進行暗涵主洞土方開挖,具體時間安排見橫道圖。暗涵主洞施工計劃時間橫道圖施工項目2005年2006年101112123456789主洞開挖支護樁號8+900~9+305樁號9+305~9+742樁號9+742~10+180樁號10+180~10+750五、施工工藝1、馬頭門施工暗涵主洞馬頭門開挖斷面為圓形,開挖直徑5.2m,噴0.3m掛網(wǎng)混凝土,9#橫通道暗涵馬頭門底板高程為39.79m,10#橫通道暗涵馬頭門底板高程為39。96m。橫通道施工至馬頭門處,預先從橫通道馬頭門部位并排焊接的兩榀格柵中的下榀向主洞馬頭門頂拱上部水平打入一排Ф25mm超前小導管,單根導管長2。25m,頭部為250~300錐體,端頭花管長1m,孔眼6~8mm,每排4孔,交叉排列,孔間距10~20cm,小導管間距30cm,外插角10~150。對洞口段地層進行鉆孔注水泥水玻璃雙液漿加固,注漿壓力一般不超過0.35MPa。馬頭門開挖分臺階進行,先破除橫通道馬頭門斷面上臺階的初支結構,掌子面環(huán)形埋設注漿導管,導管采用內徑Ф25mm無縫鋼管,長1.2m,外露0。2m,伸入土體1.0m,灌注水泥水玻璃雙液漿,注漿終壓不大于0.35MPa。掌子面每1m注漿一次,并用M10水泥砂漿封閉。再并排焊接安裝兩榀鋼格柵(首榀拱架為加強鋼拱架)的上拱架,及時將鎖腳錨管埋設,鎖腳錨管為φ42鋼管,長2.5m。馬頭門的上拱架噴混凝土支護后,再破除預留洞口下部初支結構,繼續(xù)下臺階的施工,并排焊接安裝兩榀鋼格柵的下部拱架,直至完成全斷面橫通道的初支施工。馬頭門入門1~2m范圍,初支支護步距縮減到40cm。2、主洞開挖支護施工
3循環(huán)施工工藝流程:測量――小導管注漿(每施工2個作業(yè)循環(huán)注漿一次)――開挖土方――安裝格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)片――焊接縱向連接筋――噴C30混凝土——初支背后回填灌漿。(1)測量直線段測量:按規(guī)范要求控制,將中線點、水準控制點和方向引入暗涵主洞內,每個暗涵主洞內裝置3臺激光指向儀,兩側的激光儀高度與腰線高度一致,寬度距初支結構20cm左右.同時為保證施工及測量精度,每前進50m應重新裝置及調整激光儀。第三臺激光儀布置在洞頂,以控制軸線.漸變段測量:每開挖進尺一步距0。5m,利用全占儀測量放樣一次。(2)小導管注漿目的:通過超前小導管注漿,加固不良地質地層,達到開挖易成洞、減少超挖和施工安全的作用,同時可以了解施工地層的地質變化情況及地下水情況。沿圓拱外輪廓,縱向間距100cm,環(huán)向間距30cm,仰角10~15°,圓形上拱270°布置注漿孔。采用手風鉆或風鎬打入內徑Ф25mm超前小導管,管壁厚5mm,管長2。25m,頭部為25~30o錐體,端頭花管1.0m,孔眼6~8mm,每排4孔,交叉排列,孔間距10~20cm.超前小導管外露尺寸不超過管長的10%,每環(huán)布孔28個。掌子面注漿前,噴厚5~10cm混凝土封閉掌子面1m范圍,以防漏漿.無水的中砂及粉細砂地層注漿漿液為改性水玻璃,漿液配合比采用濃度為10~20Be'的水玻璃,10%~20%濃度的稀硫酸,其比例根據(jù)所配漿液的PH值=3~4確定.有水的粗砂及礫石地層,灌注水泥-水玻璃雙液漿,水泥強度等級不低于32.5,水玻璃漿35Be’,配比采用水泥漿:水玻璃漿=1:1~1:0.6,其中水泥漿的水灰比采用(1~1。5):1(重量比),灌漿壓力不大于0.35MPa,灌漿結束待凝間隔時間不超過1h;每開挖支護進尺1m,沿圓拱壁采用小導管注漿一次。(3)上臺階環(huán)形土方開挖視開挖揭露的地質情況預留核心土,人工挖裝,開挖步距0。5m,開挖進尺100m范圍采用人工手推車運到洞口,開挖進尺大于100m時采用2。0m3有軌電車運輸?shù)街鞫磁c橫通道交叉口,再利用皮帶機傳送到料斗,10t電葫蘆吊運到井外。暗涵主洞土方開挖檢驗標準(以主洞長度15m為單位):
4序號檢驗部位項目允許偏差(mm)1拱頂標高0,+202拱底標高-20,0(4)上臺階支護上臺階支護包括格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)片架立、噴射混凝土.嚴格按設計要求在車間加工廠制作格柵鋼架和鋼筋網(wǎng)片,經(jīng)驗收合格后運至施工現(xiàn)場.上臺階土方開挖完成后,及時掛網(wǎng)、架立格柵鋼架。支立間距與開挖步距同步,格柵安裝應根據(jù)激光導向儀測量在腰線和頂拱的控制點支立,保證整榀拱架不扭曲。先距離洞身段頂壁4cm外掛Φ6@100×100mm鋼筋網(wǎng)片,內外雙層,里層網(wǎng)片距離開挖基礎面4cm,外層緊貼鋼格柵,預留4cm保護層,并用扎絲綁扎或電焊點焊在鋼格柵上,每片上下左右搭接長度不少于100mm,用扎絲綁緊或電焊點焊在鋼格柵上,每片上下左右搭接長度不少于100mm,用扎絲綁緊;然后架立格柵鋼架支撐,鋼格柵架中心間距500mm,主洞與廊道相交處5m范圍內格柵鋼架加密至中心間距400mm。格柵鋼架采用角鋼鉆眼螺栓連接,連接板采用10mm厚角鋼,連接板用螺栓擰緊后再用Ф22mm連接筋單面焊接.每榀鋼格柵內設Ф22@720mm縱向連接鋼筋,四角兩側均設一根;縱向連接筋內外雙排,梅花形布置,焊接搭接長度不少于10d,將每榀格柵架連接成一整體。為防止頂拱格柵架立后下沉,布置φ42,L=2.5m的鎖腳鋼管錨桿.暗涵主洞格柵安裝檢驗標準:序號檢驗部位項目允許偏差(mm)1格柵鋼架對角小于102格柵鋼架高程±203格柵鋼架水平小于2度4格柵鋼架間距±505網(wǎng)片搭接±206鋼筋綁扎焊接單面不小于10d,雙面不小于5d噴射護壁的施做由下至上順序進行。噴射混凝土時,噴嘴與基面基本保持垂直,距離0.6~1。0m,每次噴射厚度5~6cm,待初凝后再進行二次噴射,直到達到設計厚度30cm
5為止。嚴格按監(jiān)理工程師批準的混凝土配合比拌制混凝土拌和物,拌和要均勻,外加劑在施工現(xiàn)場利用電子秤稱量加入.暗涵主洞噴射混凝土檢驗標準:序號檢驗部位項目允許偏差(mm)1噴層厚度不小于設計厚度2混凝土強度不小于設計強度3洞底標高-20,04洞身尺寸0,+20(5)上臺階核心土開挖上臺階核心土采用人工方法挖除,手推車或自制有軌電車運輸?shù)街鞫磁c橫通道交叉口,經(jīng)皮帶傳送機傳送到料斗,電葫蘆吊運到井外。(6)下臺階土方開挖人工挖除下臺階土方,盡量減小擾動,出渣方法同上.開挖過程中嚴格按照圖紙要求噴射砂漿封閉掌子面。(7)下臺階支護格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)架立,噴射混凝土下臺階支護包括格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)架立,噴射混凝土。下臺階支護安裝前應將格柵下虛土及其它雜物清理干凈,格柵鋼架,鋼筋網(wǎng)架立后,及時按設計的強度、厚度噴射混凝土,進行暗涵主洞全斷面封閉,確保圍巖穩(wěn)定,防止塌方。(8)初支背后回填灌漿回填灌漿采用在噴混凝土前垂直洞身護壁埋入,遇有圍巖塌陷,超挖較大等特殊情況時,該部位預埋管數(shù)量不得少于2根。預埋管為內徑Ф25mm無縫鋼管,長度700mm,外露200mm.環(huán)向間距:上拱2700范圍內,環(huán)向間距2。0m;縱向間距1。0m,呈梅花型布置.一襯回填灌漿跟隨開挖工作面,并距開挖面5m進行.注漿時一襯混凝土強度應達到設計強度的70%。注漿水泥為大廠P.I42.5普通硅酸鹽水泥,漿液配比采用(0。8~1。2):1,孔隙較大部位采用水泥砂漿,摻砂量不得大于水泥重量的200%,且砂子粒徑不得大于2。5mm。灌漿施工自較低的一端開始,向較高的一端推進。灌漿壓力為0.2~0。3MPa,單孔注漿壓力逐漸上升到規(guī)定壓力,灌漿孔停止吸漿,延續(xù)灌注5min即可結束灌漿。六、文明施工1、始終保持在無水的環(huán)境下施工作業(yè)。2、保持好洞內空氣的流通,完善除塵、通風設備。
63、洞身底板布設污水管,在污水集中的區(qū)域配置小型污水泵,以便保持好洞內環(huán)境。七、質量控制措施1、測量精度要滿足要求:中線偏差±3cm,高程偏差±2cm。2、超前小導管鉆孔角度控制在設計范圍內,間排距符合要求,外露尺寸不超過管長的10%。3、土方開挖:嚴格執(zhí)行上臺階環(huán)形開挖留核心土體的分步開挖法。4、鋼格柵周邊拼裝偏差±3cm,平面翹曲小于2cm;縱向連接的傾斜度≤10,上下左右偏差≤50mm。5、鋼筋網(wǎng)片選用Φ6mm鋼筋制作,焊接間距100~150mm,搭接長度≥100mm.6、噴混凝土時噴嘴與基面基本垂直,距離0.6~1.0m。7、噴混凝土分層進行:邊墻7~10cm,拱部5~6cm,厚度30cm。八、安全保證措施1、安排時間給現(xiàn)場施工人員授課,傳授基本的安全生產知識以及機械操作規(guī)程,以提高人員安全意識和技術水平。2、安排專職安全員,檢查洞內用電情況,決不出現(xiàn)漏電傷人或斷電影響施工的現(xiàn)象。3、在各種機械設備運行中,安排專職人員檢查操作面的工作情況,查找和處理隱患。4、配齊各種防護用具和除塵器具。5、開挖后鋼格柵架、鋼筋網(wǎng)片、噴混凝土要及時跟上,避免造成坍塌和人員傷亡。