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地铁竖井及施工通道(冷站)

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6.2 竖井及施工通道施工

6.2.1 施工测量

如图6.1.1所示,竖井平面分AB 和CD 轴。测量前先检查经纬仪俯仰角视差是否符合测量要求。臵镜地表AB 轴竖井两侧的a 1和b 1点测定井下b 1′和a 1′,臵镜地表CD 轴竖井两侧的c 1和d 1点测定井下

d 1′和c 1′。点位采用正倒镜分中至少四个测回钉定。a 1′、b 1′、c 1′、 d1′限于视线不能在竖井下方直达井底而在井壁上。因此在井底

段测量时,利用井壁上的四点再用吊锤引至井底。吊锤重量为引线高度(以米计)数值的一半。垂直时如果吊线过长,钢丝摆动不易稳定,则将吊锤放在装有水的桶中来提高精度,引进井底中线的误差不得大于2mm 。

施工通道施工时,因通道中心线与竖井AB 轴一致,因此将AB 方向引至井底,用串线法引至A 点。OA 距离以O 点为依据丈量即可。

6.2.2竖井施工

竖井分井口、井身、马头门、井底四段施工。

井口段施工前,首先做好竖井周围的排水。井边作好集、排水设施,井口高出地面0.30m ,防止地面水流入井内。

井口围梁开挖后周边及时施作喷射砼支护,并分三层开挖至设计深度,立模绑扎钢筋,安装罐道预埋件和工程所用风、水管、梯子的连接件后,灌注砼。待其强度达到80%后拆模,安装建井阶段提升设施(见图“中晓(投)-03”)和梯子。

井身段随挖随支护,先井中后井周,逐层台阶式向下开挖,见图

6.2.2.1。每次开挖深度0.5~1.0m 。在全风化岩带以上地层开挖时人工配合风镐开挖。当进入强风化岩带底部以下时,采用立式梯台直眼掏槽微振爆破,配合风镐进行开挖。开挖后随即喷射3-5cm 砼,安装环向钢架(井口段采用型钢架,间距0.5-0.75m )。

井身挖至施工通道马头门位臵上方时,边随竖井下挖边施做横梁、立柱,并沿施工通道周边采用Ф42小导管注浆超前支护。待竖井开挖

至设计高程后施作底板砼和水仓。

井身二次衬砌砼在底板混凝土施工完后立模,由下而上灌注,为使砼灌注后尽早拆模,砼中掺入早强剂。

6.2.3通道施工

在完成井身和井底水仓砼施工后,进入通道施工。施工通道位于强风化带(请参看图1.3.2),拱部采用Ф42小导管超前支护,掘进使用超短台阶法,短开挖勤支护。在与正洞相接范围采用小导管注浆预加固。通道二次衬砌完成后及时施作铺底砼。并将运输线路轨枕嵌入铺底砼中,以防频繁运输时轨枕移动。竖井及施工通道完成衬砌后,开始进行竖井提升设备的换装和机械设备进洞,转入正洞施工。区间隧道施工阶段竖井提升装臵详见“中晓(投)-04”。

6.2.4 爆破设计

竖井开挖在中风化岩层地段开挖,采用垂直浅眼微差爆破。 主要技术措施如下:

(1)由内而外,分上、中、下三个台阶开挖,台阶高1.0m 。

(2)下台阶用楔形掏槽为中、上两台阶石方爆破创造侧向临空面,中、上台阶采用微差爆破。

(3)先爆下台阶,再爆中台阶,最后爆上台阶起爆顺序依次为掏槽眼、辅助眼。中、上台阶依次为主炮眼和周边眼。

(4)使用乳化炸药,微差间隔时间不小于50ms 。非电导爆管微差

起爆网路。

(5)周边眼用光面爆破

爆破设计和各项参数指标见图“中晓(投)-07《竖井爆破设计图》”。 预防飞石的防护措施:

(1)在满足破岩要求的前提下, 尽量采用较小的炸药单耗. 除掏槽爆破因克服岩石夹制作作用抛掷爆破外, 其余炮眼采用松动爆破。

(2)采用合理的微差起爆顺序, 把最小抵抗线方向列为被保护对象。

(3)加强堵塞质量。

(4)按实测孔网参数装药 。

(5)竖井爆破时, 用砂袋、废胶管带及帆布对爆区砼表面进行覆盖。

6.2.5竖井通道转入正线隧道的施工方法

6.2.5竖井通道转入正线隧道的施工方法(请参看图6.2.5《竖井通道转入正线隧道施工示意图》)

1.竖井通道开挖到左线隧道边墙开挖轮廓线时,施作4×I 18排钢梁作为隧道右拱脚的支撑结构。过梁架设在竖井通道的C 15砼柱上,过

梁长度7.10m 梁底至通道地面高6.0m ,能满足施工机械通行的要求。请参看图6.2.5(一)

2.竖井通道继续掘进,超过主隧道中轴线2.5米后停止,完成喷锚初衬,前方工作面用喷砼5cm 封闭。见图6.2.5(二)

3.坑道掘进方向折转 45°隧道中线方向开挖爬坡坑道,坑道断面及支护。见图6.2.5(三)

4. 爬坡坑道到达主隧道起拱线时,按台阶法开挖隧道上台阶10m 并完成初期支护,停止前进,上台开挖面喷砼临时封闭。见图

6.2.5(四)

5.隧道上台反方向开挖,采用上台阶法开挖,通过竖井通道20m 后停止。见图6.2.5(四)

6.竖井通道转正洞上台已完成地段,开挖下台和仰拱。除右侧门

洞外完成初期衬砌的全封闭。

7.施作交接地段的底面防水层及灌注仰拱钢筋砼。至此完成交接口地段施工场地的准备工作,正洞两方向开始正常施工。见图

6.2.5(五)

8.接口段的隧道二次衬砌与通道口61m 范围内的二次衬砌,同时灌注并在通道接头留变形缝。

6.3 正洞施工

6.3.1施工测量

竖井及施工通道建成以后,在竖井边设立一稳定基点桩,作为井上基边的传递点。该桩位要能与附近地面的导线点通视并且要严加保护,防止移动和破坏。

通过竖井向洞内传递方向和坐标,采用三角形联系测量法。井下基边的各基点可先用串联法测定,然后用三角形联系法修正。每掘进50m 以内,可用串线法向前引伸。达到50m 整倍数,用联系三角传递和修正。

高程传递采用钢尺导入法。

施工测量由本项目经理部的精测队负责。选派精通测量业务、具有丰富经验的技术人员组成,并配备先进、精密的测量仪器,保证测量成果精确无误。人员组成及仪器清单见表6.3.1.1和表6.3.1.2

测量队人员组成

表6.3.1.1

表6.3.1.1

测量仪器清单

表6.3.1.2

6.3.2. Ⅱ类围岩开挖及初期支护施工、技术措施

Ⅱ类围岩位于区间隧道东端,紧靠中大站,左、右线里程为CK8+246.05~CK8+350,各长103.95米,埋深9-12米,通过的地层为全风化岩层带。地层变化较大,部分地段存在着上软下硬的岩性,左线上方地表建筑物为砖砌平房小商铺和一间卫生院。其施工方法采用短台阶法人工配合风镐开挖。小导管注浆超前支护,设锁脚锚杆和临

时仰拱加强拱脚和支护,控制下沉,具体做法如下:

(1)超前小导管支护,导管直径Ф42mm ,长3.5m ,环向间距0.30m ,注浆加固地层。

(2)上拱部人工环形开挖,保留核心土稳定掌子面,每循环的进尺0.5~0.75m 。开挖后初喷3~5cm 砼挂网,立即架设I 16钢拱架并与超

前小导管焊接。

(3)施作系统锚杆和锁脚锚杆、挂网,复喷砼包裹拱架,挖除核心土,在拱脚用型钢对撑,形成闭合环。确保拱部初期支护的稳定。同时在初期衬砌背后预留注浆孔,对其空隙进行水泥砂浆填充,以控制地表下沉。

(4)根据招标文件第Ⅱ卷规定,为避免上部结构同时悬空,下台阶开挖左右侧错开2~4m ,每循环进尺1m ,并及时施工喷、锚、网、钢架支护。对于局部硬岩采用微震控制爆破开挖,控制爆破震动速度,减少对地层的振动。仰拱初期支护随下台掘进,随挖随支,及时形成闭合环。

(5)加强对地面房屋的监控量测,及时反馈信息,指导施工。Ⅱ类围岩施工顺序见“图6.3.1”《Ⅱ类围岩超短台阶施工工序纵向展开图》。

(6)喷射砼采用湿喷工艺。

6.3.3 Ⅲ类围岩开挖及初期支护施工、技术措施

6.3.3.1 开挖和初期支护

Ⅲ类围岩地段主要通过强风化、中风化含砾粗砂岩及含砾粗砂岩夹泥质粉砂岩。左、右线共长1071.65米,埋深12~21米,通过地层较单一。其中右线YCK8+500~YCK8+926.603段右侧紧邻三幢A7楼房(距开挖边线4-10m) ,经过现场调查,这三幢均为砖混结构,一九八O 年建造,基础为天然浅基础。其余地段右线区间隧道的右侧开挖边线距民房12m 以上。施工方法采用正台阶弱振动控制爆破开挖,喷、锚、网、格栅钢架联合支护。具体如下:

(1) Ⅲ类地段采用Ф42超前小导管注浆加固,小导管长3.5m ,环向间距0.30m 。注浆加固后开挖拱部。

(2)上台阶开挖高度3.2m 每循环进尺1.0~1.2m 。台阶长度3.0~5.0m 。

(3)初喷3~5cm 砼后挂网,防止掉渣块,立格栅钢架施作锁脚锚杆、系统锚杆、挂网,复喷砼至设计厚度。包裹拱架。

(4)下台阶开挖后,立即施工格栅钢架和仰拱喷射砼支护,每次开挖进尺以1~2榀拱架为宜,左、右交错开挖以防上部支护同时悬空。

(5)右线YCK8+500~YCK8+926.603地段右侧三幢A7楼房距隧道开挖线4m ,该地段循环进尺减小,炮眼深0.75m ,以减弱爆破震动冲击。 Ⅲ类围岩掘进施工步骤见“图6.3.2”《Ⅲ、Ⅳ类围岩短台阶法施工工序纵向展开图》。

6.3.3.2 爆破设计

采用正台阶弱振动爆破。

主要技术措施如下:

(1)以起拱线为界,分上、下两台阶开挖。其中下台阶以中心线为界左、右两侧分步开挖。

(2)掏槽爆破因所受岩石夹制作用大,药量较大又相对集中,所引起的爆破地震最强烈。故掏槽位臵布臵在开挖断面的中下部。Ⅲ类围岩用楔形掏槽。

(3)循环进尺决定一次爆破的规模。在满足施工进度要求的前提下,尽可能取小值。Ⅲ类围岩地段1.0m 。

(4)炸药选用低爆速、低威力的炸药,无水地段用2#岩石炸药,有水地段用乳化炸药。非电导爆管微差起爆网路。

(5)先爆上半断面,再爆下半断面。上半断面起爆顺序依次为掏槽眼、辅助眼、周边眼和底板眼。下半断面分左、右两次起爆,依次为预裂眼、主炮眼和底板眼。

(6)周边眼爆破、拱部用光面爆破,边墙用预裂爆破。Ⅲ类围岩

爆破详见“中晓(投)-08”《 Ⅲ类围岩正台阶弱振动爆破设计图》。

(7)分段装药量依据建筑物的结构类型,容许振动速度和距工作面距离确定。具体可查看第6.5节第③条附表。

6.3.4 Ⅳ类围岩开挖及初期支护施工、技术措施

Ⅳ类围岩地段主要通过中风化、微风化粗砂岩。左线里程为ZCK8+870~ZCK9+241.65,右线里程为YCK8+820~YCK9+160,施工采用正台阶弱振动控制爆破开挖。

6.3.4.1 开挖和初期支护

(1)按照爆破设计图打眼、装药、爆破。每循环进尺1.3m ~1.5m 上台阶高度3.2米,台阶长度5~7米。

(2)初喷3~5cm 厚砼后,上台阶架立格栅钢架并挂网。接头处螺栓联接紧密,焊接牢固。

(3)施工法向系统锚杆,安装钢筋网后复喷砼包裹拱架。

(4)下台阶开挖每次进尺与上台阶相同,并一次开挖至仰拱底。开挖后立即安装格栅拱架,闭合初期支护。

6.3.4.2 爆破设计

采用正台阶弱振动爆破。主要技术措施是:

(1)以起拱线为界, 分上、下两台阶开挖。下台以中心线为界,左右两侧分步爆破,以避免上部临时支护同时悬空。

(2)掏槽眼用梅花直眼。

(3)每循环进尺1.3m 。

(4)周边眼爆破:拱部用光面爆破,边墙用预裂爆破。

其它措施与Ⅲ类围岩地段相同,爆破设计请参看图“中晓(投)-09”《区间隧道Ⅳ类围岩正台阶弱振动爆破设计图》。

6.3.5 穿越晓港立交桥下的隧道开挖和初期支护施工技术措施

6.3.5.1 区间隧道与新港立交桥的平、立面关系

根据施工调查,区间隧道在CK9+060~CK9+200地段下穿晓港立交桥,参照业主提供的晓港立交桥竣工图绘制出两者的立、平面关系图。

从“图6.3.3”可见,立交桥有8个扩大基础落于隧道施工影响范围内。“图6.3.4”表示各基础与隧道开挖轮廓线的立面关系,其中C 17、B 9、D 3、B 10、E 1、E 1基础位于开挖轮廓线上方。垂直距离最小者约为2.4~

2.6m 。

为确保晓港立交桥的安全,确定左右线隧道施工在CK9+060~CK9+200段采取加强措施。

6.3.5.2 开挖和初期支护

该地段设计为Ⅲ、Ⅳ类围岩地段,施工中采取如下加强措施。

(1)拱部采用Ф42mm 小导管超前预注浆加固, 小导管长3.5m, 环向间距为0.3m 。

(2)该地段格栅钢拱改用I 16弯制而成, 间距为0.5m, 即2榀/m。

(3)缩小循环进尺, 每循环进尺0.5~0.75m 。尽量采用人工风镐后静态破碎剂开挖,特别在桥墩正下方3米范围内,上半断面不得爆破。

(4)开挖爆破采用正台阶微振动爆破, 炮眼深度不超过0.75m ,掏槽位臵尽量利用软弱岩层或布臵在开挖断面的下部,以2对炮眼楔形掏槽。

详请参看“中晓(投)-10”《穿立交桥地段隧道开挖正台阶微振动爆破设计图》。

(5)采用INV 智能信号采集处理分析仪加强对爆破振速的监测和基础沉降的观测。

6.3.6洞内施工运输线路布臵及竖井进出料的调度方式

区间隧道线路纵坡有五段,最大坡度为28‰,最小坡度3‰,坡度较大,变化较多。开挖从区间隧道中部进入,左、右线共四个掌子面相背而进。因此应尽量减少洞内施工污染,加强洞内通风。洞内运输采用有轨运输方式,钢轨采用24kg/m轨,轨距762mm 。洞内出碴采用LZ-120型立爪式装载机挖碴,电瓶车牵引侧卸式矿车出碴。砼采用轨行式搅拌车运到工作面。为保证在出碴时能及时进行喷射砼和其它防护作业,掌子面附近设两条平行轨道,由平移调车器连接进行调车和存车,并随掘进面前移。

在其后60米左右设会车道,其有效长度为25米,采用对称道岔与正线轨道联系。正线平均150米左右设会车道.

洞内充电在施工初期设于ZCK8+600~ZCK8+630地段,后期改移至ZCK8+610~ZCK8+640已衬砌地段。区间隧道运输线路布臵见“中晓(投)-05”。

隧道开挖出碴由电瓶车牵引侧卸式矿车至施工通道存车线路上,人工推矿车至竖井提升罐笼内,由卸碴栈桥倒入碴坑,夜间由装载机装至20T 散体物料专用载重车上,运至弃碴场排放。

竖井进、出料调度由设在竖井口的操纵室值班员与井下信号人员采用对讲机和信号灯联系进行。

6.3.7施工通风和排水

隧道通风采用压入式通风,通过竖井将新鲜空气压入洞内掌子面,将洞内污浊空气排出,保护职工身心健康,不致于因疲劳和闷热而行动迟缓造成作业事故。

施工前期由一台55KW 通风机担任通风工作,洞内配二台11KW 小通风机加强工作面新鲜空气的循环。正常施工期间左、右线各有两个掌子面,设二台通风机担负左右线的通风工作,左右线另配4台11KW 通风机改善和加强通风循环。

由竖井通过横通道进入左线隧道施工,往晓港站方向反坡开挖,在掌子面附近设临时集水坑,用潜水泵把积水抽至竖井水仓,再经水仓内排水管抽排到地面沉淀池,经沉淀后排入城市污水干管。往中大站方向为顺坡开挖,在CK8+620附近设集水坑,把隧道施工排水抽至竖井水仓再抽排到地面。

洞内风、水、电和通风设施布臵请参看“中晓(投)-06”《洞内风、水、电临时设施布臵图》。

左线开挖达到泵房里程后,先施工泵房通道和集水仓用于施工汇水,再抽排至竖井底水仓后抽排至地面排放,这样可以集中左、右线施工中后期的地下水和施工用水,做到集中排放。

6.3.8隧道衬砌施工

区间隧道二次衬砌为C 25S 8防水砼,防水层在断面周边完全封闭,

二次衬砌砼在初期支护闭合环形成以后先施工仰拱二次衬砌。仰拱二次衬砌距掌子面不少于50m ,施工时采用可拆卸式支墩临时栈桥抬起运输轨道,确保线路畅通。仰拱每循环灌注长度30m 。砼采用搅拌车运输,坍落度5-7cm ,捣固棒振捣,人工抹面压光成型。仰拱二衬时,要注意保护防水板免遭破坏。仰拱以上拱一墙部位砼采用衬砌台车泵送砼灌注。台车长10米,为全液压轨道自行式,采用曲面大模板。台车预留浇注窗。

衬砌砼台车灌注砼的技术措施:

(1) 防水层铺设和钢筋绑扎合格后, 经监理工程师检查同意, 衬

砌砼台车就位。

(2) 精确校正台车的中线、水平、标高,台车进一步固定位臵。

(3) 安装堵头管,准确固定环向施工缝止水带,预埋拱背填充注

浆管。

(4) 开始从预留浇注窗,由下往上逐层浇灌墙拱砼,并保护密实。

墙部砼左右对称浇注,防止产生偏压。泵送砼的坍落度

12-18cm.

(5) 当灌注的砼到达拱顶封顶部位时,使用自密式较稠的砼,加

大泵送压力(一般为5-6 Mpa),灌满后关闭进浆阀门。完成

该循环的台车灌注作业。

二次衬砌砼台车平均每4天一循环。衬砌台车距工作面最小距离50米,也不宜超过270米。对于隧道变形位移较大的地段,应根据量测信息反馈,及时改变支护参数,改善施工措施,必要时应提前施工二次衬砌砼。

台车由竖井分件吊入,在左线与施工通道连接处开始拼装调试,自ZCK8+560开始灌注砼。通道与正线交叉口处施工完仰拱砼后,二次保证洞内施工安全。

左、右线隧道共设三台台车。右线台车自YCK8+545开始灌注。区间隧道整体上分为两阶段施工,第一阶段是从台车拼装处往中大方向,

第二阶段是从中大站空返至第一次灌注砼处再紧接着往晓港站方向进行。

二次衬砌砼台车结构见图6.3.5《区间隧道衬砌台车设计图》。

6.3.9结构防水施工措施

本区间隧道防水设计为二级,以结构自防水为主,遵循“以防为主,以排为辅、刚柔结合、层层设防”的原则,严格遵照有关规范进行施工。

防水施工措施主要设三道防线,即隧道初期支护C 20喷射砼为第一

道防线,初支与二衬之间铺设300g/m2无纺布和一层全封闭1.5mm 厚复合防水卷材为第二道防线,二衬C 25S 8模筑砼为第三道防线。施工缝

中间设臵200宽钢板腻子止水带,另在防水层与初期支护之间曲边墙下部,沿隧道纵向埋设一条Ф50盲管。纵向每隔45m 用ф40PVC 管作排水孔与隧道内侧排水沟相连,将水引流至泵房,以便减少二衬外的水压,减少二衬砼渗漏的机会。防水结构见图6.3.9.1《区间隧道防水结构施工图》。

区间隧道防水施工技术措施如下:

(1)小导管超前注浆支护

采用Ф42、L=3.5m的小导管在隧道拱部沿开挖轮廓线布设,并以0.5~1.0MPa 注浆压力进行分段前进式注浆,使隧道周围形成隔水帷幕,从而达到防止地下渗入隧道的目的。

(2)直接注浆堵水

当隧道开挖后,根据出水量大小,合理地选择布臵注浆软管,利用注浆软管排出涌水。将注浆管插入涌水孔洞(必要时用电钻钻眼,然后将注浆管周围封闭,最后用水溶性聚胺脂溶液压注,这样可以直接将地下水封堵在初支背后。

(3)喷射砼初期支护

网架喷锚支护能起到一定的堵水作用,是一种有效的防水措施,本区间隧道施工采用C20喷射防水砼施工。

(4)初期支护背后回填注浆

初期支护背后回填注浆是在初期支护背后灌注水泥—水玻璃双液浆,以达到充填初期支护和围岩之间的空隙,从而达到防水的目的。

(5)防水卷材的铺设

封闭的防水采用无钉铺设工艺,不穿透,不破损防水层。防水板接缝焊接采用专用焊接机焊成双焊缝,本着“上外下内”的原则搭接,并用打气检漏器检查焊接质量,确保防水层形成全封闭的防水结构。工艺流程如下:

①喷射砼达到强度后方可施作防水层;

②铺设防水层要求喷射砼表面平整,D/L≤1/6;

③基面不得有尖锐的突出物,以免防水层被扎破;

④基面不得有明水,如有则须先经处理;

⑤无纺布衬垫用膨胀钉或射钉将Ф80mm 左右的热塑性圆垫圈连同无纺布固定在基面上,固定点间距控制在50-150cm ,以梅花形排列;

方便防水卷材热合焊接铺设。

⑥防水卷材纵向铺设时每次设臵要超过二次衬砌砼浇注端4m 长,以便搭接。

⑦若不是复合型防水卷材,则需在防水卷材与二次衬砌之间粘贴一层300g/m2无纺布保护层。

(6)结构自防水砼施工技术措施

①优化砼配合比设计提高砼的自身防水性能,如使用品质良好的转窑水泥,含碱量不超过0.6%;选择优级粗骨料碎石,粒径、级配严格控制在0.5~2.5范围,按砼用砂质量标准选择优质河沙;掺加25%稳定性好的粉煤灰,提高砼的和易性;水灰比严格控制在0.4以内,通过多次试验调整确定实施配合比。

②严防砼运输中坍落度损失(控制在1cm 内),以确保入模砼的质量。

③防水砼灌注时应做好以下工作:模板架立牢固,不出现跑模,特别是模板缝隙的密封,可采用防水胶带封闭,以保证不渗漏水泥浆;砼灌注高度不超过2m ,防止砼离析;把好砼灌注振捣关,振捣前应事先确定好点位布臵,振捣时间控制在10~30s 内;对沉降缝、施工缝止水带处更应严格按工艺要求控制振捣。

④根据不同地质情况及结构刚度正确确定一次砼灌筑长度,防止不同结构刚度及地质情况引起不均匀受力和变形,造成砼产生收缩裂纹。

⑤加强对防水砼的养护。终凝后及时洒水养生,防止砼在硬化期产生干裂。保持砼表面经常湿润,养生期不得少于14天。

(7)区间隧道特殊部位防水的施工措施

①结构施工缝、变形缝防水处理是整个区间隧道防水的重要环节。 变形缝:在变形缝部位,预埋300mm 宽橡胶止水带,并在缝内侧(背水面)用20厚聚氨脂密封条嵌缝,外端用40mm 宽15mm 厚双组合聚硫橡胶封堵,变形缝构造见图6.3.9.2。

施工缝:在施工缝部位,现浇砼中间设臵宽200mm 宽钢板腻子止水带,预埋止水带位臵居中、平顺,周边砼灌注时振捣密实。接缝砼施工前将砼表面凿毛、清洗干净并根据渗漏水情况在距离环向施工缝1m 处防水板外侧设臵Ф50mm 透水管,并接纵向主排水管,水平施工缝则在防水板内侧设臵ф50mm 透水管,并接纵向主排水管。见图

6.3.9.3。

②区间隧道与车站接口

区间隧道与车站接口处是防水较为薄弱的地方,采取施工防水技术措施为:

用超前小导管,加强注浆,堵塞围岩裂隙,减少围岩的渗漏,同时通过对初期支护背后的注浆,提高初期支护在车站接口处的防水能力,改善防水环境和防止地下水窜漏。车站防水层与区间隧道防水层焊接连通,防水层与初期支护之间设臵环向Ф50透水软管,接隧道主排水管。与车站接口处同车站端墙砼同时灌注,并在隧道与车站衔接处设臵1道10mm 宽的变形缝,在隧道与二次衬砌防水层间加设遇水膨胀止水条,防止地下水沿二衬窜漏,最后按设计要求进行二衬背后注浆。

③施工横通道与正洞接口

施工横通道与正洞交接处施工较为复杂,防水施工更为复杂,所

以必须逐层分次实施。

区间隧道接口处防水见“图6.3.9.4”《接口处防水结构图》。

(4)泄水管的安装保护

区间隧道防水施工根据以排为辅的原则,在适当的位臵设臵泄水管对整个区间隧道的防水至关重要。除在纵向边墙下部两侧、水平、环向施工缝安装ф50mm 透水管外,还在仰拱中部防水层外安装ф100mm 透水管,以排出隧道底部少量渗水。泄水管的安装保护见“图

6.3.9.5”。

(8)防水施工组织措施

①成立专业防水施工小组,由项目经理牵头、项目总工程师负责,地下工程防水专家和有经验的防水施工技术人员和作业人员组成,负责本工程的防排水施工。质量保证体系见下图所示:

②施工前,由项目经理组织,项目总工程师和防水专家主持,组织防水作业小组和相关作业组加强学习,提高防水质量意识和施工技术,并分析本区间隧道防水施工工艺和技术要点,所有作业人员都要经过考核,持证上岗。

③加强各道防水工序施工前的技术交底,让作业组每个人都能充分了解设计意图和施工方法。

④防水施工负责人负责协调与结构施工作业队的施工程序,组织防水作业队施工,确保工序质量。工序防水施工完成后,必须请质量检查工程师进行工序质量检查评定并上报项目经理,并由项目经理和防水专家组报请监理工程师最终评定是否进行下一工序施工。

6.4横通道施工

6.4.1横通道布臵原则及平面位臵

横通道作为区间隧道施工的辅助坑道,一方面是增辟正洞工作面掘进,另一方面是进行通风、排水,改善运输条件。

横通道的线路方向与正洞的掘进方向一致,采用单联式。与隧道中心线的平面交角为450,以便于轨道布臵。在正洞施工至横通道位臵时,将该处一次挖好,并及时铺好道岔,接通轨道。

横通道的断面尺寸以能满足洞内施工机械运输作业和布臵风、水、电管线为宜,确定为3.0m(宽) ×3.5m(宽) ,采用喷锚支护拱型断面,二次衬砌砼加强支护。

施工横通道间距根据工程进度和施工需要,间距按150米左右考虑。从竖井往中大方向设一处,竖井至晓港方向设二处,具体平面位臵见“图6.4.1”《施工横通道平面位臵示意图》。

6.4.2横通道开挖及初期支护施工方法、技术措施

6.4.2.1施工横通道

在正洞超过横通道位臵30m 时,开挖横通道。横通道前后的初期支护采取加固措施。

横通道施工采用超前短台阶弱振动爆破开挖。拱部采用Ф42小导管超前注浆加固。爆破参数根据爆破设计图按相应的地质条件选用。施工时需短进尺开挖,每循环进尺0.5m ,并及时施作法向锚杆和格栅喷射砼支护。洞身段循环进尺1.0m 。

施工横通道在工程完工后封闭。

6.4.2.2联络通道及泵房施工

联络通道从左线掘进,用短台阶法开挖。施作完初期支护并用锁脚锚杆加固两侧墙脚后,开挖废水泵房集水池。集水池处在中风化含砾粗砂岩地层,需进行爆破开挖。开挖采用立式梯台法直眼掏槽弱振动爆破,爆破参数参照竖井施工爆破设计选用。边交错开挖边施作,初期支护,避免结构悬空。开挖至设计标高后,立模浇筑集水池砼。 砼由下往上浇筑,先池底底板,再浇筑池身和池顶板,最后完成联络通道二次衬砌砼。砼浇筑时注意在通道两端预埋区间废水排入集水池的Ф100铁管。

在地表确定泵房管道井位臵,采用人工挖孔方法,边开挖边护壁,每次开挖深度1m ,挖至设计标高后立模浇筑管道井井壁砼。在井内确

定排水管位臵,钻孔并安装Ф250钢管。区间废水由此管抽出后排入市政排水管道。

6.5区间与车站接口施工方法和技术措施

本标段区间隧道东端与中大站相接,地处Ⅱ类围岩;西端与晓港站相接,右线为Ⅲ类围岩,左线为Ⅳ类围岩。该接口处是防水的薄弱环节。为减少对该地段的围岩扰动,提高接口处的防水能力,采取如下施工措施:

(1)在离车站端头1.5mB(B—洞身开挖宽) 范围内,隧洞开挖按照“分小块、短台阶、多循环、快封闭”的原则进行。缩短循环进尺,Ⅱ类循环进尺0.5m ,Ⅲ、Ⅳ类围岩0.75~1.0m 。Ⅱ类围岩人工风镐开挖,上台设临时仰拱,Ⅲ、Ⅳ类围岩尽量用人工风镐开挖,上台阶也设临时仰拱。

(2)拱部Ф42超前小导管加强注浆。靠近车站围护结构处,小导管尽量插入围护桩,加大注浆压力,提高围岩防水能力。请参看图

6.5.1《隧道与车站接口防水结构示意图》。

(3)初期支护完成后,进行初支背后注浆,提高初期支护与车站接口处的防水能力,防止地下水窜漏。

(4)把隧道的防水板与车站端墙的防水板焊接连成一体,车站端墙与隧道结构砼同时灌注,变形缝设于围护桩外0.5m 左右。

(5)在初衬与隧道间加设止水条,防止地下水窜漏。见图6.5.1

6.6降低爆破有害效应措施

(1)爆破减振措施

爆破作业必须采取有效措施, 以降低爆破地震对地面建筑物及地下管线和临近支护结构的影响.

①选用合适的爆破器材

A、优先选用低威力、低爆速的炸药。实践表明:炸药的波阻抗

PD 越大,爆破振动强度也越大。

B、用国产Ⅱ型雷管跳段使用。

②在保证爆破效果和进尺要求的前提下,尽量采用较低的炸药单耗和较小的循环进尺,以控制一次爆破的最大用药量。

③采用微爆破,控制每段装药量。

下表所列段装药量允许值是结合本工程地质环境特点,根据《爆破安全规程》中萨道夫斯基的爆破质点垂直振动速度计算公式(实际应用时,下式中参数取值应根据测振仪实测结果进行修正)

公式:

计算所得。据此进行微差分段,可确保建筑物及地下管线安全可靠。

④同一断面上下岩石层硬度不一时,上部软弱围岩部分用风镐开挖。合理利用第二临空面,减少围岩的爆破药量,达到减少爆破次数的目的。

⑤爆破开挖时,拱部用光面爆破,边墙用顶裂爆破。周边眼采用小直径药卷不偶合装药,以减小爆破对围岩的扰动。

⑥施爆前会同业主及当地有关部门对被保护建筑物的结构形式、基础埋深及使用状况等进行深入调查,并作好记录。

⑦合理安排爆破作业时间。充分与各有关部门协商,将起爆时间安排在附近居民上班或他们认可的其他时间内进行。

⑧在施工过程中,用测振仪对被保护物的振速进行跟踪监测,进行爆破动态设计。

(2)降低爆破噪音措施

①采用合理的钻爆参数, 微差爆破技术, 控制一次起爆最大药量。 ②采用反向起爆。

③加强堵塞质量, 竖井爆破时, 用砂袋、胶管带和帆布等弹性材料严密覆盖。

④合理安排起爆时间,避免在早晨或傍晚大气效应较强时起爆。 6.7控制地表及地下建筑物沉降措施

引起地表及地下建筑物沉降主要有以下几方面的原因:隧道覆盖土层结构疏松且含水,隧道开挖后,应力重新分布、覆土层压密失水;埋深浅的地层拱脚位于软弱地层;爆破震动对围岩的反复扰动;地面建筑物紧靠开挖隧道。因而,必须有针对性地采取相应的措施。 (1)控制土体内水分流失,提高围岩自承能力。

①对初期支护背后进行注浆处理,掌握好注浆压力,将空隙填充密实。

②严格喷射混凝土工艺:严格按配合比拌制混凝土料,正确使用外加剂;分层喷射,保证喷射混凝土密实;对受喷面进行清洗,确保喷射砼质量。

③拱顶上部围岩疏松时,打设超前小导管,并压注水泥—水玻璃浆液,加固地层和止水。

④有必要时,采用超前大管棚支护并注浆。 (2)控制洞内变形措施

①加强钢架拱脚处理。清除拱脚虚碴,用喷浆料回填密实,垫钢垫板。拱脚处内侧挖排水沟排水,使拱脚处围岩不致积水,认真施做锚杆。

②加大拱脚处纵向连接筋的强度并保证焊接质量,使结构整体性加强。

③每轮开挖后,及时施作初期支护,严格控制循环进尺和台阶长度。 ④及时封闭上、下断面,必要时增加临时仰拱。

(3)控制爆破振动

①采用短进尺、多循环、密打眼、弱装药,光面爆破、预裂爆破等微振动爆破技术措施。

②对被保护物振速进行跟踪监测,及时反馈,进行爆破动态设计。 ③软弱围岩部分,尽可能用非爆方法开挖。

④施工前,会同业主及其他有关部门对施工现场地表、地面建筑物及地下管线等进行详细调查,并做好记录备查。

⑤施工过程中,组织专门量测对地表洞内进行监控量测,以便优化开挖方案和支护参数,组织信息化施工。 ⑥施工工艺及现场作业规范化。 6.8施工监控量测

中晓区间暗挖隧道主要在新港西路通过,晓港立交桥部分桥墩基础距隧道拱顶最小距离2.4m 左右。地面交通繁忙,道路两侧建筑物较密集,且大部分为A 类建筑。各类建筑物及市政设施结构类型及基础埋深不一,距隧道水平距离较近。

为保证洞内施工安全,地表交通安全以及地表建筑物的稳定,工程施工中建立一套完整的监控量测系统。通过监测,随时掌握施工中支护结构、地表建筑物的受力变形情况,并反馈给施工作业部门及设计单位,及时调整支护参数和施工步骤,补充施工措施,确保地面沉降值、支护变形值等均在设计或规范允许范围内。控制并降低工程施工时对周围环境的影响。 6.8.1主要监测项目及说明 (1)地表沉降量测 (2)地下管线沉降量测

(3)地表建筑沉降量测、裂缝监测 (4)地下水位量测 (5)爆破震速监测 (6)围岩及支护状况观测

(7)隧道拱顶下沉及底部隆起监测 (8)隧道周边净空水平收敛监测 (9)隧道周围土体压力及钢拱架应力监测 6.8.2测量布臵及量测 (1)地表沉降量测

经计算,施工对地表横向的影响范围约50米,取60米。量测断面沿隧道中线每20m 布设一道,每个断面设11个测点,测点间距8m ,由中心向两侧对称布臵。见“图6.8.2.1”。

地表沉降监测采用精密水准仪(读数精度0.01mm )量测,水准控制点设于施工影响范围外稳固地方。施工前先布设各测点并测量各测点的初始值,隧道施工时,在开挖断面距量测断面前后2B(B为隧道开挖跨度)内时,每天一次,在距量测断面前后5B 内时,每2天1次,在距量测断面前后大于5B 时,每周量测1次。 (2)地下管线沉降量测

由于该区间隧道埋臵较深,无悬吊管线保护措施,因而在明确施工影响范围内主要地下管线的方位后,在地表沿管线走向设臵沉降观测点,测点间距取10m ,量测方法同地表沉降量测。 (3)地表建筑物沉降及倾斜量测、裂缝监测

线路施工影响范围内的建筑物主要位于新港西路东侧。线路北侧大都为A3、A7、A9类建筑,线路南侧的建筑物主要有华南缝纫机厂及

个别B 类房屋,由于该区间地表建筑较多,沉降及倾斜监测十分重要。建筑物沉降观测点布设在房脚四周,倾斜观测点布臵于建筑物的两垂直方向,每个方向在同一垂直视准面内,设上下两标点,沉降及倾斜量测方法同前。

裂缝监测:施工前,先重点对影响范围内的建筑物进行检查,对有裂缝的建筑布臵监测点。在施工期间观察裂缝发展情况。地表建筑物沉降观测点布臵详见“中晓(投)-11”《地表建筑物沉降观测点平面布臵图》。

(4)地下水位量测

地下水位观测断面每隔60m 设一个,同地表沉降线重合,采用地质钻机钻孔,孔深20-25m 。用地下水位测杆量测施工期间地下水位的变化,量测频率:施工期间每2天1次,地下水位量测点布臵见图6.8.2.1。

(5)爆破震速监测

隧道内采用微振动爆破施工时,为保证地表临近建筑物的安全、维护隧道内外环境的稳定、控制超挖、欠挖,爆破前在隧道附近能真实反映震动情况的建筑物上设臵磁电式速度传感器,进行爆破速度监测。根据监测结果,核算用药量或修改钻爆设计。 (6)围岩及支护状态观察

隧道工作面开挖后,认真核对围岩类型、围岩结构面力学属性、节理及层面的含水含沙情况,判断其稳定性。初期支护情况等进行详细观察。

(7)隧道拱顶下沉及底部隆起监测

量测断面每隔10m 设一个,与收敛量测断面一致。隧道拱顶及仰拱中心布设测点各一个,尽快量测初始读数。测量仪器采用精密水准仪和水平尺,拱顶下沉量测频率,当开挖面距量测断面5B时1次/周。隧道底部隆起量测频率:1次/天,至仰拱结构做完为止。

拱顶下沉及底部隆起测点布臵见图6.8.2.2。 (8)隧道周边净空水平收敛监测

监测点布臵在拱顶下沉量测断面相应里程处,每个断面布臵方式见图6.7.2.2,量测点固定杆的埋设时间和量测频率同拱顶下沉量测方法。

监测仪器采用SD-IA 型数显式收敛仪进行。 (9)隧道周围土体压力及钢拱架应力监测

根据区间不同的地质结构及衬砌支护形式,选择9个典型地段作为观测断面,每个断面测点布设见图6.8.2.2,土体压力采用埋臵土压力盒,钢拱架应力监测则采用钢筋计,以频率接收仪量测数据,监测频率同拱顶下沉量测。

(10)晓港立交桥基础沉降监测:在施工影响范围内桥墩基础表面设沉降观测点,每个墩设一处,观测方法同前。

各量测项目的量测仪器工具、测点布设方法及量测频率如下表:

隧道监控量测表

表6.8.1

6.8.3监控管理和管理目标

为搞好工程监测工作,真实反映监测结果,并及时反馈到施工中去指导施工,专门成立施工监测小组。由有一定监测经验的工程师负责,配臵8~10名熟悉量测业务的监测人员。监测小组在项目总工的领导下编制详细的施工监测方案,完成各类测点的布设、监测、数据整理工作。

6.8.3.1监测组织管理体系

6.8.3.2监测数据管理 (1)确定管理基准

施工中将监测管理基准划分为三个等级,将变形或应力允许值的三分之一作为基准值,当实测值在基准值以下时,说明隧道和围岩是稳定的,将允许值的三分之二作为警告值,当实测值在基准值和警告值之间时,需考虑采取加强措施,预防最终值超限。 (2)量测数据整理

对监测项目按规定时间量测后,当天整理出结果,绘制时间一位移或应力一时间关系曲线图,并进行回归分析,预测变形发展趋势,判断隧道及地表建筑物等的稳定性。 (3)信息反馈

项目经理部根据整理出的量测结果,及时调整施工步骤,采取相应技术措施,以确保隧道、地表构筑物的安全。

图6.8.3.2 施工监测程序图


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