盾构井马头门破除施工方案

目 录

一、编制依据 ......................................... - 1 - 二、工程概况 ......................................... - 1 - 2。1工程概况 ..................................... - 2 - 2.2工程简介 ...................................... - 2 - 2。3相关施工参数.................................. - 3 - 三、施工方案 ......................................... - 5 - 3.1施工组织安排................................... - 5 - 3。2施工步骤 ..................................... - 5 - 3。2.1初始条件 ................................. - 6 - 3。2.2测绘轮廓 ................................. - 7 - 3。2.3洞门破除 ................................. - 7 - 四、技术要求 ........................................ - 15 - 4.1格栅架立 ..................................... - 15 - 4.2喷射混凝土 ................................... - 15 - 五、安全措施 ........................................ - 16 -

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沈阳至铁岭城际铁路（松山路～道义)工程师~工区间

马头门专项施工方案

一、编制依据

1、沈阳至铁岭城际铁路（松山路～道义）工程土建施工第三合同段土建施工合同；

2、沈阳至铁岭城际铁路(松山路~道义）工程土建施工第三合同段师~工区间暗挖段设计图纸；

3、师~工区间盾构井施工条件及周边环境； 4、现场调查所获得的资料;

5、国家相关行业现行的技术规范、验收标准 《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50229-2003） 《地铁混凝土技术规范》（DB2101)

《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002） 《地下工程防水技术规范》（GB 50108-2001） 《钢筋焊接及验收规范》(JGJ18—2003） 《施工现场临时用电安全技术规范》 JGJ46-2005 《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93） 《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99）

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JDJ130—2001 6、我公司在地铁领域和暗挖隧道工程中的施工经验。 二、工程概况

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2.1工程概况

沈阳至铁岭城际铁路（松山路~道义)工程师范学院站至工程学院站区间起讫里程为：右K4+72。70～K5+71.80 ，区间总长999.1m，线间距为13～15m。本暗挖段为区间设置的停车线，里程：右K4+72.70～K4+2，位于道义南大街西侧地面下方，采用矿山法施工,总长216。3双线米，分单洞单线和单洞双线两种断面形式，起于师范大学站沿黄河北大街下，止于区间盾构井.

盾构井为双层三跨箱型框架结构，顶板覆土约2。57米,基坑采用φ800@1000钻孔灌注桩加φ609钢支撑的内支护形式，基坑宽为16。2m，长为24。8m,基坑深约17。77米,采用坑外降水. 2。2工程简介

师～工区间暗挖段马头门位于师~工区间盾构井南侧墙面上,标准断面洞门最大高度为6500mm，最大开挖宽度为6000mm，大断面洞门最大高度为123000mm,最大开挖宽度为6000mm，具体位置如图2-1所示.

为方便马头门施工，在盾构井侧墙结构施工时，已在侧墙上预留出相应的大小和位置的孔洞。

右线（标准断面）开挖马头门断面的线路中线坐标为（X=418。45，Y=33197.7908），里程为K4+2。10，开挖面编号为3—3断面，是标准的马蹄形区间断面,具体的断面尺寸参见施工参数。

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图2—1 开挖洞门与盾构井位置关系图

左线（大断面)开挖马头门断面的线路中线坐标为（X=412。7119,Y=33183.9482），里程为K4+2.10,开挖面编号为2—2断面，是单洞单线大断面，具体的断面尺寸参见施工参数。 2.3相关施工参数

1、高程：最低开挖高程33。422m，最高开挖高程43.215m。 2、破除方法：用无声破碎剂进行静态爆破，用风镐配合凿除混凝土.

3、超前小导管：长L=1.8m,规格为Φ32。5X3。25mm的热轧无缝钢管,每个桩间打设两根,外插角为10度,注浆浆液采用水泥—水玻璃双液浆。

4、格栅：150mm×150mm花拱架，间距为350mm，三榀密排。 5、喷射混凝土：300mm厚C25P6早强喷射混凝土。

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6、钢筋网：钢筋格栅内侧铺设单层钢筋网，钢筋网片规格为Ф6＠150×150mm,搭接宽度不小于20cm。

7、区间断面1—1、2—2、3—3尺寸如图2-2所示.

师～工区间暗挖段1-1断面图

师～工区间暗挖段2-2断面图

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师~工区间暗挖段3—3断面图 图2-2 师~工区间暗挖段断面图

三、施工方案

3。1施工组织安排

现场总负责人1名,施工负责人2名,技术人员3名，破除工人10名，测量人员4名，安全员1名。

预计从2011年7月20日开始施工，上台阶破除需7天，待上台阶进尺3—5m后，开始破除下台阶,需4天。 3。2施工步骤

本区间暗挖段马头门尺寸分2-2和3—3断面，本小节以大断面断面2-2为例,介绍马头门施工的具体步骤。3-3标准断面施工工

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艺及施工原理同2-2断面，施工步序遵守图纸STCJJ03—SD—2—10A。

3。2。1初始条件 1）施工顺序

区间盾构井施工完成后，开始进行暗挖段马头门的洞口破除施工，相邻两个洞口破除施工分先后进行，先进行左线马头门洞口破除，破除后进行隧道开挖、支护及对隧道中间土体进行注浆加固,待达到加固指标后,再破除右线隧道马头门，进行左线隧道初支施工。开挖过程中，以隧道中间土体加固质量及左、右线掌子面开挖步距为依据，控制两线掘进速度，保证施工安全。

具体破除顺序详见P11洞室剖面分布示意图。 2）降水措施

马头门施工前,应保证水位降至作业面0。5m以下。为了保证降水效果,盾构井四周降水井应全部开启，并安排专人进行水位监测.根据降水设计，工程降水都需将开挖范围内的潜水含水层疏干，但由于受潜水含水层底板凹凸不平的影响,在局部粘性土夹层或潜水含水层底板处会出现渗水线;另外，由于挡土结构采用混凝土灌注桩工法,实际上对地下水的自由流通是有很大影响的，因此可能会在开挖范围内形成一定的滞留水.出现这种情况时，为了防止塌方，放慢开挖速度，及时在拱脚部位设置盲管导流，并在马头门底部设置溜槽，再将集水排走，确保掌子面无水作业.

3）洞门防水板保护

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马头门破除过程中，应将盾构井防水板固定于侧墙上，仰拱位置使用木胶板覆盖，并在施工过程中加以保护,防止出现在阴角处“断裂\"，影响后续防水施工.

3。2.2测绘轮廓

根据右线线路中线在盾构井南侧墙上的坐标和标高，确定开挖位置,在根据2—2断面尺寸测绘出开挖断面的轮廓.经监理工程师复核后,开始破除洞门.

3。2。3洞门破除 第一步：超前大管棚施工

首先搭设作业平台，高度达到上、下台阶分界处,作业平台宽度不小于3m。在破除掌子面网喷混凝土前,上台阶进行全断面注浆，先沿结构初期支护外边缘120°范围内施工大管棚，管棚长8m，环向间距300mm，外插角2°～5°.

1）管棚制作：长管棚采用3。5m的管节,由内套管联结，为保证同一断面上的管接头数不超过50%,隔一制作长2.5m钢管作短管，钢管堆放时避免其翘曲。因大管棚施作时间较长,为避免掌子面长时间失稳，采取锚喷砼封闭掌子面.

φ15mm注浆孔

30cm

图3—1 钢管加工示意图

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2）搭设平台、测量定位

（1）搭设施工平台，钻孔顺序由高孔位向低孔位进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位、定向.

工作平台采用扣件脚手架作为支架,高度视实际需要而搭接，上下高度可利用下托在30－50cm范围调整。架体与地面连接部位采用剪刀撑，架体应打入掌子面主体，并与两侧边墙支撑牢固，保证工作平台工作期间不发生摇晃现象。防止夯管锤在工作中产生轴向位移，而使架体摇晃.

(2)在工作断面前搭设钻机操作平台，由测量放出开挖轮廓线，在开挖轮廓线以外20cm范围内画出钻孔的位置，移动钻机至钻孔部位，调整钻机高度，使钻机转轴和钻杆在一条直线上,并用仪器量测这一直线的角度。

（3）轨道与架体的搭接

在碗扣支架顶层用方木铺设0。9米宽平台对轨道与架体进行连接，轨道固定在方木上面，由方木调节高度。

轨道是由工作平台上固定安放60mm槽钢组成，由于钢管轨道设计为直线,因为槽钢作为导向轨道，自身必须平直无弯曲,在根据需要的外插角调节导轨的倾角。导轨定位确保轴线与管棚设计轴线相匹配。

3）钻孔

钻机选用PG185型钻机，经仪器量测,并在钻杆方向和角度满足设计要求后方可开钻。钻孔开始时选用低档，待钻到一定深度后,退

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出、接钻杆,继续钻进。

钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化，并保证钻机不移位.每钻进5m要用仪器复核钻孔的角度是否正确，以确保钻孔方向的正确。

4）下管

下管前要预先按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号，隔一安设2。5m长钢管作短管，以保证同一断面上的管接头率不超过50%。由于地质条件较差,因此下管要及时、快速，以保证在钻孔稳定时将管子送到孔底。前期靠人工送管,当阻力增大，人力无法送进时，借助钻机顶进。每节管间采用内衬套满焊连接.内衬管用同级钢管切割成所用管具内径管焊接，内套管长200mm.每节间连接如图所示。

内衬

φ108管

φ108管棚开与内衬管焊

图3—2 管棚节间连接示意图

5)注浆

钢管内注浆采用水泥-水玻璃双液浆。管棚打设施工完毕后，用螺旋钻杆配合高压风管将管棚内的土取出,用高压风管将管内壁吹净。在管内先插一根PVC管，通过该管向管内注水泥砂浆。

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注浆参数如下:

普通水泥浆水灰比：1：1; 水玻璃浆浓度：30~40Be’；

水泥浆与水玻璃浆双液比：1：1~1：0.6； 浆液扩散半径:400-450mm； 注浆压力:0。3-0。5MPa;

注浆速度：10—30L/min,开始可以快一些，临近结束时慢一些；

水泥水玻璃双液浆的胶凝时间:40—90s;

注浆材料备料 注浆设备安装 管 棚 钢 管 内 注 浆 结 束 钻 孔 安装管棚钢管 测 斜 管棚钢管运输 运钻机及料具 搭钻机平台 安装钻机、定孔位 管棚钢管加工 管棚施工工序系统 图1 管棚施工流程图 第二步：超前小导管注浆

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在管棚间打设水平倾角7°～ 10°,长1。8m的Φ32×3。25@300mm的超前小导管,对土层进行注浆加固,并起到棚架作用.超前支护注浆根据地层情况选用水泥浆液或水泥水玻璃浆液，浆液配合比应在现场根据土层情况确定，注浆压力为0。5～1.5MPa。

第三步：洞门破除

根据断面轮廓,先将桩间网喷混凝土破除，露出桩面后用风钻在桩上打设300mm长孔洞，间距300＊300mm，梅花型布置，之后在孔洞内填塞无声破碎剂.待12小时后,混凝土胀裂,用风镐将混凝土块凿除，再用气割工艺将桩钢筋割除.按照洞室编号分布将围护桩全部破除。

区间左线暗挖段隧道2-2大断面采用双侧壁导洞法施工工艺,整个断面共分为6个洞室（如下图所示）

作业流程说明如下：

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1）超前支护

超前支护主要采用小导管周壁预注浆，“注浆一段，开挖一段，段段推进”。注浆施工程序见如下：导管制作→钻孔→清孔→插管→浆液配制→注浆。具体操作流程同标准段施工工艺.

2）土方开挖 序号 图 示 说 明 施作拱部及中隔壁超前小导管,注浆1 加固地层。同时台阶法开挖洞室①，施作初期支护及中隔壁、中隔板。 2 前后错开5~6m间距台阶法开挖洞室②,施作初期支护及中隔壁。 待洞室②开挖完成30～50m时，施作3 拱部超前小导管，台阶法开挖洞室③，施作初期支护及中隔板. 4 台阶法开挖洞室④，前后错开5~6m间距，施作初期支护。 - 12 -

2—2断面施工步骤图

3）挂网

开挖后然后靠开挖面铺设单层钢筋网,钢筋网φ6＠150＊150,搭接长度200mm，搭接部分用铁丝绑扎牢固,网片固定稳妥。

4）钢筋格栅

大断面格栅纵向间距0。5m,钢筋保护层4cm.

格栅在钢筋场分节加工，试拼合格后运至工作面安装。格栅采用激光导向仪定位,安装时落脚基面要保证坚实平整,底脚用木板或泡沫砖等支垫稳妥.

双侧壁导洞,拱顶格栅拱采用22mm螺纹钢筋焊制，因跨度大，每架加工成2片，中间用法兰盘及螺丝联接,法兰盘厚20mm。格栅拱截面尺寸为300mm×300mm。安装时要放好线，定好标高。格栅拱架间距1．0m,每两架之间用022mm螺纹钢筋焊接，连接筋间距为0．3m，内外圈交叉焊接.格栅拱向上预留钢筋，便于与上部格栅连接。在两帮钻凿一些辅助锚杆,并与格栅拱焊接在一起.为防止格栅拱下沉,格栅拱要“穿马靴”.

顶部钢格栅安装完后，在上台阶的底部打设锁角锚杆,每榀格栅设置一根，Φ42，t=3。25mm,L=3000mm，锁角锚杆打设角度为与水平面成300。前后榀格栅设Φ18钢拉杆,环向间距1.0m，内外双层交错布置.钢拉杆连接采用单面搭接焊，安装时留够和下循环的搭接长度。

安装边墙及仰拱格栅同时安装并喷射混凝土，使初期支护成

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环。

5）喷射混凝土

采用C25早强喷射混凝土,抗渗等级P6，喷射混凝土厚度350mm.严格按以下顺序进行操作：送风→开机→给料→待料喷完后方可停风。

(1） 开机后注意观察风压，工作风压应满足喷头处的压力在0.1Mpa左右，才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压:边墙0.3~0。5Mpa，拱部0。4～0.65MPpa。

（3） 混凝土拌合要充分，直径大于15mm的粗骨料及时清除。 (4） 喷嘴与受喷面垂直，两者的距离为1.5m～2。0m，对每次喷射厚度边墙为70-100毫米、拱部50—60毫米，挂有钢筋网的受喷面,喷嘴宜略倾斜,距离也相应减少.

（5） 喷嘴均匀地按螺旋轨迹，分区段自下而上,一圈压半圈，缓慢移动，每圈直径约20cm。若受喷面不平，应先喷凹坑找平。

（6） 喷射作业需有工作平台。有条件的，最好把喷嘴固定在机械手上。

（7) 喷砼应与钢架形成一体，钢架与围岩的间隙必须用喷砼填充密实,钢架应全部被喷砼覆盖，保护层厚度为4cm。

6）回填注浆

选择水泥浆液或高标号水泥砂浆作为背后回填浆液. 水泥 + 砂 + 外加 剂 + 水 泥浆搅拌机 过滤网 贮浆捅 注浆泵 注浆管 初期支护背后空 隙 - 14 -

水泥浆水灰比宜为1：1～1：1.5，水泥选用425＃硅酸盐水泥，内掺水泥用量9%的Fs-1防水剂及聚丙稀酰胺（水用量的0.5～1‰，拌浆前先溶于水），或内掺高强无收缩外加剂XPM.

回填注浆压力不宜过高，压力过高易引起初期支护变形。采用注浆泵注浆时，紧接在拱顶注浆处的压力宜控制在0.2～0。6Mpa,不得超过0。6Mpa。

注浆顺序: 注浆应由低处向高处，由无水处向有水处依次压注，以利充填密实,避免浆液被水稀释离析。当漏水量较大时，则应分段留排水孔，以免高水压抵消部分注浆压力，最后处理排水孔.

当注浆压力稳定上升，达到设计压力并持续稳定10分钟（土层中要适当延长时间）后，不进浆或进浆量很少时,即可停止注浆,进行封孔作业。

停浆后,立即关闭孔口阀门,然后拆除和清洗管路，待浆液初凝后，再拆卸注浆管，并用高标号水泥砂浆将注浆孔填满捣实.

四、技术要求

4。1格栅架立

格栅架立应垂直于隧道中线，允许偏差为：横向±30mm，纵向±50mm,高程±30mm，垂直度5‰；格栅之间设置双层Φ22纵向连接筋并与格栅焊接牢固,连接筋长0.75m，环向间距1m，内外交错布置。最后在格栅内侧铺设单层钢筋网，规格Ф6＠150×150mm，搭接长度不小于20cm。 4.2喷射混凝土

格栅架立合格后立即喷射混凝土，首先清除格栅接茬处与主筋

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上的浮碴.在喷射过程中，先喷钢筋格栅与壁面间混凝土，然后再喷两榀格栅之间的混凝土.每次喷射厚度为边墙70~100mm，拱顶50~60mm，并在前一层混凝土终凝完之后进行。喷射头距离作业面不应大于1。5m，喷射过程中喷嘴应呈螺旋状摆动。喷混凝土应平整、密实，无裂缝、脱落、漏筋、空鼓、渗漏水等现象,平整度控制在3cm之内.喷锚料从拌合到使用不应超过20min，同时做好防潮工作，喷射前喷锚料应过筛，以防止大块等杂物混入.

五、安全措施

1、施工过程中严格遵守项目部制定的各类安全规程,所有操作严格按照规程实施，杜绝违章操作.在施工范围内的所有人员必须佩戴安全帽.

2、开挖过程中密切关注掌子面稳定状况,根据具体及时采取有效措施确保掌子面稳定,备足沙袋、方木、工字钢等抢险物资。

3、混凝土喷射过程中及时检查各高压管连接件的牢固状况，防止施工过程中脱落造成事故.

4、格栅运输及架设过程中，操作人员须佩带必要的防护用具，防止施工操作中的砸伤、灼伤事故.

5、安全用电,用电操作必须由专业电工负责。隧道内动力用电线路要及时检修，确保线无破损，电闸及接线符合安全标准.

6、加强竖井基坑和隧道内已施工段的监控量测，加强对沿线建筑物、地表路面以及地下管线的观测,及时将观测结果反馈到施工中，指导施工顺利进行.

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7、严格控制施工程序，做到“管超前，严注浆，短开挖，早封闭,强支护，勤量测”。

8、开挖不允许欠挖。开挖过程中密切注意围岩稳定状况，必要时开挖完成后立即喷混凝土封闭.

9、格栅架设应严格控制拱脚位置，保证格栅垂直度，拱脚应架设在方木或钢板等固定基础上，喷混凝土时法兰螺栓孔应留出。

10、平台搭设牢固，两侧与边墙均设斜支撑，保证平台在施工中的稳定性。

11、平台上满铺木板,设防护栏，防止滑跌。 12、平台上物资等摆放整齐，杂物及时清除。

13、混凝土破除时工人必须戴防护眼镜、手套等防护用品。 14、混凝土破除过程中平台下不得站人.

15、机械、材料搬运时统一指挥、互相协调，避免发生意外。 16、施工前检查机械是否正常，发现问题及时维修。 17、施工前检查机械、导轨是否安装固定良好.

18、管棚焊接时按焊接有关规定进行，不得违规操作。严格控制管棚焊接质量，避免接口在施工中突然断开。

19、钻进进过程中,不相关人员不得站在平台上,以免发生意外。

20、大管棚注浆前检查管路，保证不漏浆.

21、注浆施工由专人负责，规范操作.注浆过程中设专人注意注浆压力，严格控制注浆压力,以免崩管.

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