長沙市軌道交通1號線5標
五～黃區(qū)間礦山法施工論證方案
中鐵十六局集團有限公司
長沙市軌道交通1號線一期工程5標項目經(jīng)理部
20**年03月9日
一、工程概況
1.1區(qū)間概述
本區(qū)間線路出五一廣場站南端后，沿黃興南路南行，穿過解放西路，進入黃興廣場站。沿線為長沙重要商業(yè)區(qū)，交通繁忙，人流浪大，區(qū)間兩側(cè)為商業(yè)步行街建筑。
五一廣場站～黃興廣場站區(qū)間采用盾構法施工。右線里程YDK18+152.00～YDK18+544.80右線隧道全長392.80m。左線里程ZDK18+152.00～ZDK18+544.80，長鏈0.613m，左線隧道全長393.413m。單線隧道總長786.213m。區(qū)間左、右線隧道平面曲線半徑為800~1200m，左右線線間距8.2m～20.32m。
現(xiàn)階段五～黃區(qū)間穿越九龍倉結構，區(qū)間隧道與九龍倉結構合建。穿越部分區(qū)間采用明挖法施做，剩余124.8m采用暗挖法施工，起止里程為D20+420.00~DK20+544.8。區(qū)間隧道平均埋深約12米。
圖1-1
區(qū)間平面圖
2.2工程地質(zhì)
區(qū)間隧道主要通過第四系粉質(zhì)粘土和卵石層，局部通過第四系殘積粉質(zhì)粘土和風化巖。在里程YDK18+485.60~YDK18+496.80段隧道上半部分穿越淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，下半部分為砂卵石。暗挖穿越卵石層時，需考慮特別加固措施。隧道頂部主要為粉質(zhì)粘土層，自穩(wěn)定性比較好。
圖1-2
五~黃區(qū)間左線地質(zhì)縱斷面圖
圖1-2
五~黃區(qū)間右線地質(zhì)縱斷面圖
2.2水文地質(zhì)
1）水文地質(zhì)條件
線路位于城市中心地段，無地表水系穿越。線路走向幾與湘江流向平行，最近距湘江河岸約0.760km。長沙地區(qū)地表水均屬湘江水系，歷史上最高洪水位為黃海高程36.90m（相當于吳淞高程39.18m）。擬建五一廣場站至黃興廣場站區(qū)間位于湘江Ⅱ級階地，地勢相對較高，高程在43.45～45.16m，常年地下水位遠高于最高洪水位，且與湘江距離較遠，受湘江洪水影響小；該區(qū)間場地范圍內(nèi)無常年性地表水系，排水系統(tǒng)完善暢通，不會發(fā)生內(nèi)澇現(xiàn)象。
2）地下水類型及特征
勘察場地地下水類型分為第四系松散層中的孔隙潛水、強～中風化基巖裂隙水及巖溶水，局部分布賦存于人工填土、粘性土中的上層滯水。
（1)上層滯水
主要賦存于人工填土及第四系粘性土層中，主要接受大氣降水及地表水補給，同時也接收人工及周邊地下水系補給，一般水量較小，且無穩(wěn)定的自由水面。
（2)
第四系土層上層滯水及孔隙潛水
第四系含水地層主要以中更新統(tǒng)砂卵石層、、為主，其含水性能與砂的形狀、大小、顆粒級配及粘粒含量等有密切關系。其滲透系數(shù)為7.47～19.46m/d，屬中～強透水性地層。人工填土透水性一般，全風化巖次之，而淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、沖積粉質(zhì)粘土及殘積土層透水性最弱。一般而言，勘察區(qū)砂卵石層中地下水具統(tǒng)一的地下水面，屬潛水，局部出現(xiàn)多層水位且上部有相對不透水層時，具有微承壓性。
（3)
基巖裂隙承壓水
基巖裂隙水主要賦存于強、中風化帶的白堊系神皇山組（Ks）泥質(zhì)粉砂巖類基巖裂隙中。由于節(jié)理裂隙多呈閉合狀，因此地下水總體在基巖中的賦存量較小，逕流條件較差。
通過對白堊系強、中風化泥質(zhì)粉砂巖進行了抽水試驗及壓水試驗，強、中風化巖層滲透系數(shù)計算結果為0.0613～0.783m/d，說明基巖的裂隙發(fā)育程度及富水性存在較大差異。但屬弱透水性地層。
根據(jù)鉆探觀測水位結果，承壓水頭約3～5m。
（4）巖溶承壓水
巖溶水主要賦存于泥盆系棋子橋（D2q）炭酸鹽類巖溶發(fā)育地段（即五一廣場站附近），其富水性和滲透性受巖溶發(fā)育程度、連通性、形態(tài)、規(guī)模大小以及裂隙充填情況等因素影響，其差異性很大。根據(jù)區(qū)域水文、鄰近地段工程勘察經(jīng)驗，巖溶水量極豐富。
本區(qū)間勘察僅初勘M1Z2-WRD-1揭露，但其深度分布在隧道結構底板以下20m深度，對區(qū)間隧道影響極微。
3）地下水位
勘察期間，場地所有鉆孔均遇見地下水，一個鉆孔中往往有2層或更多的地下水位。由于本次勘察周期較短，部分鉆孔未能分層測得地下水位。勘察時測得各鉆孔中潛水位初見水位埋深0.90～12.80m，相當標高為33.31～44.06m；潛水穩(wěn)定水位埋深3.05～6.77m，相當標高為37.79～42.11m；基巖裂隙水穩(wěn)定水位埋深為11.55～27.69m，相當標高16.12～33.10m。
勘察區(qū)內(nèi)，地下水位變化主要受氣候及湘江水域的控制，每年4～9月份為雨季，大氣降水豐沛，是地下水的補給期，其水位會明顯上升，而每年10月～次年3月為地下水的消耗期，地下水位隨之下降，年變化幅度8～12m。
二、區(qū)間周邊建筑物現(xiàn)狀及保護措施
2.1建筑物概述
五黃區(qū)間原設計為盾構法施工隧道，周邊影響的建筑物為司門口大樓、紡織品大樓及步行街西廂B段，根據(jù)原設計區(qū)間地層已經(jīng)采取鋼管樁隔離樁加固，鋼管隔離樁位于隧道與建筑物基礎之間，采用隔離的方法減小盾構機掘進時土體擾動對建筑物的影響。區(qū)間隧道與建筑物關系詳見下圖：
圖3-1
鋼管樁平面布置示意
圖3-2
鋼管樁與司門口大樓關系
圖3-3
鋼管樁與紡織品大樓關系
圖3-4鋼管樁與步行街西廂平面關系
2.2保護措施
區(qū)間右線與司門口大樓，采用3排斜向鋼管樁Φ[email protected]，橫向間距350mm，梅花型布置，鋼管樁距離隧道邊線0.9米，距離建筑物基礎約11.9米，鋼管樁在司門口大樓處與地面夾角約81°，樁長約19米。鋼管樁擴散半徑0.25米，搭接0.1米。加固深度進入強風化巖1米。
區(qū)間右線與紡織品大樓，采用3排斜向鋼管樁Φ[email protected]，橫向間距350mm，壁厚5mm，梅花型布置，鋼管樁樁位中心距離隧道邊線0.9米，距離建筑物基礎2.61米，鋼管樁在紡織品綜合大樓處與地面夾角約81°，樁長約19.075米，,鋼管樁擴散半徑0.25米，搭接0.1米。加固深度進入強風化巖1米。
區(qū)間左線與步行街西廂B段，采用雙排鋼管樁Φ[email protected]，橫向間距350mm，壁厚5mm，梅花型布置，樁位中心距離隧道邊線0.5米，距離建筑物基礎3米，鋼管樁在西廂B段處與地面夾角約90°，樁長約18.5米，鋼管樁擴散半徑0.25米。
三、盾構法改礦山法施工措施
3.1施工中的止水措施
在礦山法暗挖施工中地下水是主要的安全因素，根據(jù)本區(qū)間的地勘報告，五～黃區(qū)間地下水類型分為上層滯水、第四系松散層中的孔隙潛水、強～中風化基巖裂隙水及巖溶水。根據(jù)區(qū)間縱斷面地質(zhì)剖面圖顯示，區(qū)間隧道主要穿越地層為圓礫、卵石層，該地層滲透系數(shù)為7.47～19.46m/d，屬中～強透水性地層，且富含水。砂卵石層中地下水具統(tǒng)一的地下水面，屬潛水，局部出現(xiàn)多層水位且上部有相對不透水層時，具有微承壓性。
圖3-1
隧道地質(zhì)斷面示意圖
為確保在富水砂卵石地層的暗挖施工安全，建議采用全斷面注漿止水帷幕的加固止水措施，確保施工中不用降水，避免了降水對周圍建筑物造成的沉降，全斷面止水帷幕又可加強土體強度。
3.1.1
具體施工
擬定注注漿范圍為隧道開挖輪廓線以外3m，施工時，沿隧道掘進方向循環(huán)灌注，每個灌注循環(huán)段長度為16m，分6個環(huán)分步實施，一個注漿段完成后留3m不開挖作為下一循環(huán)的止?jié){巖盤。見下圖
圖3-2
全斷面深孔注漿示意圖
3.1.1.1孔位布置
擬定采用Φ89花鋼管作為注漿管，注漿孔位按環(huán)成梅花形交錯布置，按照隧道輪廓線由外向內(nèi)次序為1～6環(huán)，擬定第1環(huán)孔位間距為1.2m，第2環(huán)為0.88m，第3環(huán)為0.62m，第4、5環(huán)為0.38m。擬定每環(huán)孔位深度為，第1環(huán)約8m，第2環(huán)約12.3m，第3、4環(huán)約16.5m，第5、6環(huán)約16m。
3.1.1.2注漿施工
注漿順序為由外到內(nèi)即從第1環(huán)開始依次至第6環(huán)，注漿方法采用后退式。
第1、2、3環(huán)注漿材料為超細水泥漿液，漿液配比為：超細水泥:水:緩凝劑（磷酸氫二鈉）=1:1:0.02，注漿壓力：1.5～2MPa.
第4、5、6環(huán)注漿材料為水泥-水玻璃雙漿液，根據(jù)注漿對漿液凝結時間的要求，漿液濃度初擬為C:S=I:(0．6～1．O)(體積比)；水泥漿水灰比0.8：1～1:1，水玻璃模數(shù)2.6～2.8，水玻璃濃度3O～40％。注漿壓力0.5～1MPa。
3.2針對淤泥底層的止水措施
在里程YDK18+485.60~YDK18+496.80段隧道上半部分穿越淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，根據(jù)地質(zhì)圖確定該淤泥層呈倒三角分布與隧道上半部，最大厚度約為2米，見下圖3-3、3-4
圖3-3
淤泥層縱斷面圖
圖3-4
淤泥層平面位置
擬定措施如下：
①在隧道開挖接近此淤泥底層前10m開始進行超前探測，采用超前鉆孔探測的方法，在隧道拱頂結構線下800mm的位置設置間距1.5m的兩個超前探孔，探孔外插角設置為10O，根據(jù)探孔取芯的情況確定淤泥層的準確位置，然后實施針對淤泥層的處理措施。
②擬針對淤泥地層的處理措施為：在拱部120O范圍內(nèi)全斷面注漿的第1環(huán)注漿孔將原Φ89花鋼管變?yōu)棣?O8mm的鋼花管，孔位進行加密，間距為0.4m，注漿壓力調(diào)整為1.5～2.3MPa。
③加強監(jiān)測量控，對淤泥層位置的地面監(jiān)測點進行加密，在淤泥層范圍內(nèi)的地面監(jiān)測點加密到4米1個，在進行淤泥層施工時，地面及建筑物監(jiān)測頻率增加到3次/天。
④在開挖到淤泥地層時，在淤泥地層范圍內(nèi)，格柵鋼架加密，每榀間距調(diào)整為400mm
2.2開挖施工防止坍塌措施
2.2.1開挖工法
根據(jù)地勘報告本區(qū)間隧道圍巖屬于V級，擬采用臺階加臨時仰拱的開挖方法進行隧道施工。
2.2.2
具體施工
2.2.2.1開挖
先開挖上部導坑成環(huán)形，并進行初期支護，再分部開挖剩余部分的施工方
法。見圖
開挖示意圖
施工工序：1上弧形導坑開挖→2拱部初期支護→3、4邊墻交錯開挖→5邊墻初期支護→6核心土開挖→7仰拱施工→全斷面襯砌
1、
施作隧道拱部超前支護，開挖①部；留核心土③，施作①部臺階周邊的初期支護和臨時支護②，即初噴4cm厚砼，鋪設鋼筋網(wǎng)，架立鋼架和I22a臨時鋼架仰拱，并設鎖腳錨桿及定位錨桿；鉆設徑向錨桿后復噴砼至設計厚度。
2、
在滯后于①部一段距離后，開挖④部，留核心土⑥，施做④部臺階周邊的初期支護和臨時支護⑤；接長鋼架并設鎖腳錨桿及定位錨桿；鉆設徑向錨桿后復噴砼至設計厚度。即初噴4cm厚砼，鋪設鋼筋網(wǎng)，架立鋼架設鎖腳錨桿及定位錨桿；鉆設徑向錨桿后復噴砼至設計厚度。
3、
在滯后于④部一段距離后，施工⑦仰拱施做
4、根據(jù)監(jiān)控量測結果分析，待初期支護收斂后，拆除I22a臨時仰拱。
5、隧道貫通后施做⑧部隧道二襯。
2.2.2.2初期支護及施工方法（擬設初支參數(shù)）
1、型鋼鋼架
型鋼鋼架為I22a工字鋼，間距：500mm/環(huán)，設置連接筋、全環(huán)雙層鋼筋網(wǎng)Φ[email protected]*150mm，C25噴射早強混凝土。
2、進出洞前搭設大管棚
暗挖隧道與兩側(cè)明挖基坑相接，圍巖自穩(wěn)能力差，在明挖主體結構施工完畢進入暗挖隧道施工前，在隧道拱部120O范圍內(nèi)設Φ1O8mm環(huán)向間距0．4m；注水泥漿，壓力0.3MPA，長度10m。
3、超前小導管
超前小導管為Φ42無縫鋼管（周邊開注漿孔，梅花型布置@15cm）、L=2.5m、搭接1m，環(huán)向間距3根/米，拱部1500設置，外插角為10°～
30°注水泥-水玻璃雙液漿，水灰比為0.
8∶1～1.
5∶1,水泥漿與水玻璃的體積比一般在1∶0.
3～
1∶1,壓力：0.6~0.8Mpa。擴散半徑0.5～0.8m。
超前小導管布置示意圖
4、鎖腳錨管
每部拱腳設2根Φ42無縫鋼管，L=2.5米，注水泥漿，2根，壓力0.2-0.3
Mpa
2.3二襯施工
二襯施工隧道二襯施工包括防水施工、鋼筋工程、模板工程及混凝土工程等分項，整環(huán)分兩大部分進行施工，分別是仰拱及拱墻。其施工流程如下：全環(huán)鋪設防水層→仰拱鋼筋綁扎→立模板→仰拱混凝土澆筑及養(yǎng)護→拱墻鋼筋綁扎→立模板→拱墻二次襯砌混凝土澆筑及養(yǎng)護。
二襯施工采用腳手架支撐形式，6米一板為一循環(huán)。
二襯拱架、模板、腳手架支撐示意圖
四、工期安排
擬定于20**年5月1日黃興廣場站南端頭提供區(qū)間暗挖施工場地，5月1日～5月15日進行施工準備(進洞管棚施工8d，洞門破除7d）5月15日正式進行區(qū)間，施工中由北往南單頭掘進。
按全斷面注漿的16m/循環(huán)為單位，暗挖掘按1.5m/d的速度（共11d），止水帷每循環(huán)：鉆孔注漿6天，注漿凝固4天（共10d），出洞管棚施工及洞門破除15天，區(qū)間單線有8個循環(huán)，區(qū)間單線開挖及初值共需183天。
二襯采用6m一板固定腳手架支撐模板體系，共兩套，跳躍施工，按每4d一板結構施做（共42d），左、右線開挖時錯開8d。
采用礦山法施工將能夠滿足20**年區(qū)間洞通的施工目標，擬施工計劃見下表
項目
開始時間
完成時間
左線開挖支護
20**年5月15日
20**年11月14日
右線開挖支護
20**年5月23日
20**年11月22日
左線二襯結構
20**年11月15日
20**年12月26日
右線二襯結構
20**年11月23日
20**年1月3日
五、區(qū)間改礦山法施工后的施工組織
5.1盾構吊出
區(qū)間如改為礦山法施工后，盾構機將由黃興廣場站南端頭吊出，黃興廣場站南端頭場地能夠滿足盾構吊出的施工，擬定盾構吊出方案見下圖
盾構吊出施工示意圖
5.1.1盾構吊出存在問題及解決措施
人民路下穿通道為東西走向，平行于黃興廣場南端頭，距離黃興廣場站南端主體結構約11米，在盾構吊出施工中處于吊裝機械下方，將承受較大荷載，為保證下穿通道橋涵安全，擬設ＨＮ４００＊２００型鋼制作鋼環(huán)梁在通道內(nèi)支撐通道頂板，對下穿通道進行加固。鋼環(huán)梁環(huán)向布置于通道相鄰立柱之間，見下圖：
人民路橋涵加固示意圖
5.2施工組織簡述
擬方案：從黃興廣場站男端頭場地作為暗挖場地，由黃興廣場北端頭向北開挖。
施工場地平面圖
施工示意圖
首先描述盾構施工的方案，及區(qū)間風險加固，
按照原方案盾區(qū)間的吊出位置，調(diào)出位置的端頭加固
1.九龍倉的影響
2賀龍物業(yè)的影響
3盾構自身的風險
暗挖可行性分析
地質(zhì)水文是否具有暗挖施工的條件
隧道埋深
管線的情況
原區(qū)間建筑物加固
工期
黃興站目前的場地及圍擋回縮后對暗挖施工是否影響
工程地質(zhì)描述1.隧道穿越的主要地層
詳細描述
原區(qū)間建筑物加固的效果（是否具有檢測報告）
暗挖施工方案
1全斷面帷幕止水注漿
第一環(huán)的止?jié){巖盤——以黃興站地連墻作為第一環(huán)的止?jié){巖盤
2全斷面注漿材料選定的依據(jù)
隧道輪廓線外（發(fā)泡劑，固堵劑）
3注漿方式——后退式和前進式針對不同底層
選用不同
4注漿效果的檢測
淤泥地層
在淤泥段在全斷面的基礎上增加管棚
隧道開挖
CD法針對隧道可能的尺寸
留核心土不現(xiàn)實
中隔仰拱的鎖腳錨桿與臨時支護焊接一起
用圖表示
初期支護的構件型號（工字鋼，鋼筋網(wǎng)，
超前小導管注漿的漿液——單液漿
二村——采用鋼架支模
工期
盾構吊出
大概的調(diào)出位置，吊車占位，需要加固的范圍
施工簡述
場地布置，進出口，下材料的位置，出渣方式，
礦山法施工監(jiān)測
以往的工程實例需要列舉一些
解放路以南建筑物現(xiàn)狀的調(diào)查及記錄
加固的側(cè)重于隧道上拱部
自進式管棚
篇2：地鐵暗挖隧道防止下沉措施
地鐵暗挖隧道防止下沉的措施
1 整個施工過程中嚴格遵循"管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測"的施工原則。
2 采用超前小導管注漿，掌子面超前預注漿加固地層及掌子面噴射混凝土封閉等施工方法，防止工作面失穩(wěn)和減少下沉。
3 嚴格控制每循環(huán)進尺長度0.5m～0.75m，確保掌子面安全不坍塌。
4 控制臺階長度<5m，充分利用地層縱向承載拱的作用。
5 快速進行架立格柵鋼架、掛網(wǎng)、錨噴混凝土施工，及時封閉初期支護，以減少地層松弛，最重要的是及時封閉仰拱。
6 及時進行二次襯砌，減少地表下沉。
7 格柵鋼架拱腳設鋼墊板及設注漿鎖腳錨管，防止其下沉。
8 上部開挖設臨時仰拱，防止拱部下沉。
9 初期支護完成后，立即進行填充注漿，以填充初期支護與土層間空隙，抑制土層下沉。
10 加強監(jiān)控量測工作，及時進行信息反饋，正確指導施工。
11 建立標準施工卡片，嚴格施工工藝、施工紀律，加強生產(chǎn)管理。
篇3：地鐵車站暗挖隧道施工安全措施
地鐵車站暗挖隧道施工安全措施
暗挖隧道處于軟弱地層，施工中應把“防坍、防沉”放在首位，嚴格遵循淺埋暗挖隧道“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”的施工原則，結合實際制訂出切實可行的施工方案，確保安全生產(chǎn)。
⑴ 洞內(nèi)設專人指揮調(diào)度，三管兩線設專人管理，保證照明、通風、排水設施良好，道路平順暢通、燈光明亮。設置好運輸線路安全信號標志，確保洞內(nèi)運輸安全。
⑵ 專職安全人員上崗必須佩戴安全人員袖標，凡進洞人員必須戴安全帽。
⑶ 高壓電線及風管通過襯砌臺車時，設置絕緣活動裝置和風管分節(jié)安裝，防止掛斷電纜和弄壞風管。
⑷ 把軟弱地層作為重點和防范對象，注重監(jiān)測和觀察，按新奧法原理組織施工，對目測觀察予以足夠的重視，隨時注意地層變化、噴混凝土是否產(chǎn)生裂隙、拱架是否壓彎等現(xiàn)象。當變形量無變緩趨勢或噴射混凝土產(chǎn)生較大的剪切狀態(tài)時立即停止開挖，采取輔助加固措施，控制位移和變形。
⑸ 根據(jù)工作面地質(zhì)情況，擬定超前預注漿方案，精心布管，嚴格控制注漿壓力，密切關注注漿量，確保達到技術方案要求。
⑹ 嚴格控制開挖循環(huán)進尺，對不良地質(zhì)地段，適當縮短開挖進尺，環(huán)形開挖預留核心土，必要時噴混凝土封閉開挖工作面，并選用具有足夠剛度和早強的支護設計，如適當加厚噴層、噴射早強混凝土、及早完成錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護。
⑺ 相鄰開挖工作面應在前洞室結構形成閉合環(huán)，地層趨于穩(wěn)定后方可開挖相鄰洞室，施工時采取可靠措施，確保施工各階段支護和地層的穩(wěn)定。
⑻ 洞室開挖前應根據(jù)地質(zhì)條件、覆土及開挖斷面等因素，確定開挖與支護方式及所需材料、構件和設備，備好搶險物資，并在現(xiàn)場堆碼整齊，專料專用；所用材料、構件和設備應符合國家和行業(yè)標準的規(guī)定，以及設計要求，應具有出廠合格證和質(zhì)量證明文件。
⑼ 暗挖隧道的開挖應采取超前支護和地層加固措施，做到預加固、開挖、支護三環(huán)節(jié)緊密銜接。當?shù)貙幼苑€(wěn)能力較差或開挖面停工時間較長時，應采取穩(wěn)定工作面的措施。