地铁1号线站点区间隧道工程施工组织设计方案.doc
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编号:849233
2023-12-20
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地铁1号线站点区间隧道工程施工图纸方案文本CAD全套资料
1、一、编制说明及工程概况1施工组织设计编制说明1.1编制依据xx地铁1号线瓦屋庄站-贵州路站区间隧道工程招标文件及补遗书。xx地铁1号线瓦屋庄站-贵州路站区间隧道工程招标招标设计图纸。国家现行设计、施工、及验收规范、规程、标准的规定及发包人另行制定的规章制度。本投标人对施工现场的踏勘、实地调查及长期研究、搜集、咨询所获取的材料。我单位综合施工能力,技术装备水平以及多年来建设长大隧道等类似工程的施工经验。国内外类似工程成功的施工经验。1.2编制原则以满足业主的期望值为目标,在深刻理解工程特点、重点及难点的基础上,按照“技术领先、方案可靠、施工科学、组织合理、措施得当”的指导思想,并遵循下列原则编制2、本施工组织设计。1.2.1坚持“安全第一、预防为主”的原则施工组织设计的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案,特别是断层破碎带、穿越地面建筑物等地段的隧道施工安全、风险控制、处理施工突发事件安全防突预案。在施工过程中遵循“安全第一,预防为主,综合治理”、“管生产必须管安全”的原则,坚持“以人为本”的理念。确保总体目标的实现。1.2.2质量保证原则严格贯彻执行ISO9001质量体系标准,积极推广、应用“四新”技术,确保创优规划和质量目标的实现。选择适用于本工程的项目管理方法、施工机械设备、施工工艺和方法。突出工程重点、难点,坚持规范化管理、标准化作业,不断优化施工组织设计,3、以质量保安全,以质量创效益。1.2.3技术可靠原则根据本项目工程特点,吸收国内外类似工程的施工和管理的成熟技术,结合以往施工经验,选择方法可行、措施可靠、风险可控的施工技术方案进行施工。1.2.4确保工期的原则根据招标文件对本合同段工期要求,编制科学的、合理的、周密的施工方案,采用信息化技术,合理安排工程进度,实行网络控制,搞好工序衔接,实施进度监控,确保实现工期目标,满足业主要求。1.2.5科学配置的原则根据本合同段的工程量大小及各项管理目标的要求,在施工组织中实行科学配置,选派有隧道工程施工经验的管理人员,专业化施工队伍和投入高效先进的施工设备,并做到专款专用,选用优质材料,确保人、财、物4、设备的科学合理配置。1.2.6突出环保、水保,加强文明施工管理从节约临时占地、减少植被破坏、搞好环保、防止水土流失和认真实施文明施工等多角度出发,合理安排生产及生活场地、房屋布局,做好环境保护和营区绿化。施工总布置充分利用业主提供的条件、设施及当地的自然条件,因地制宜,在满足施工要求的前提下,节约用地,合理布局。1.3施工组织设计内容简介本施工组织设计是在充分熟悉招标文件、招标设计图纸及工程地质勘测资料的基础上编制的,比较全面和系统的阐述了本投标人对施工全过程的设计和组织思路。施工组织设计主要内容见表1-1-1。表1-1-1施工组织设计编制内容表章节标题主要编制内容一编制说明及工程概况说明施5、工组织设计编制的依据及原则,简述工程概况、工程地质条件、工程特点、重点和难点。二质量、工期目标确定了本工程质量目标、工期目标。三总体施工部署确定实施本项目的组织机构、现场施工平面布置。主要施工机械配置和材料供应、劳动力计划安排四主要工程施工方案和方法工程筹划、总体施工方案、主要工程施工方法及工艺、综合地质超前预报、地下水综合治理方案及方法、隧道穿越地面建筑物施工,特殊地段施工方法及技术措施、耐久性混凝土施工措施、工程测量、监控量测和信息化施工、环境保护措施。五工程管理说明施工进度计划和措施,质量保证体系及措施,投资管理体系及措施,安全管理体系及措施,文明施工及社会和谐体系及措施,工程抢险队伍体6、系、突发事件应急预案,工程信息化管理。六协调工作阐述了与周边政府部门、单位、社区居民沟通协调措施,与交警、城管、环保等部门协调配合措施,与管线迁移单位、征地拆迁单位的协调措施,与业主、监理工程师、设计院、供货商等的协调措施。七配合审计工作阐述配合审计的具体措施1.4采用的规范和标准本施工组织设计遵循的主要规范、标准如下:1.4.1施工规范、规程及验收标准城市轨道交通岩土工程勘察规范(GB50307-2012);地铁设计规范(GB501572003);城市轨道交通工程测量规范(GB50308-2008);地下铁道工程施工及验收规范(GB502991999)(2003 年修订版);锚杆喷射混凝土支7、护技术规范(GB500862001);地下工程防水技术规范(GB501082008);地下防水工程质量验收规范(GB502082011);人民防空工程施工及验收规范(GB50134-2004);建筑防腐蚀工程施工及验收规范(GB502122002);给排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2008);砌体结构工程施工质量验收规范(GB502032011);混凝土结构工程施工质量验收规范(2011 版);轨道交通单位工程、分部工程和分项工程划分标准(JQB-048-2005);建筑基坑支护技术规程(JGJ1202012);建筑安装分项工程施工工艺规程(DBJ/01-26-2003);钢筋焊8、接及验收规程(JGJ182012);钢筋机械连接通用技术规程(JGJ1072010);建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002);钢结构高强度螺栓连接技术规程(JGJ822011);钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001);砌筑砂浆配合比设计规程(JGJ/T982010);回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T232011);混凝土结构工程施工质量验收规程(DBJ01-82-2005);预防混凝土结构工程碱集料反应规程(DBJ01-95-2005);混凝土强度检验评定标准(GB50107-2010);混凝土质量控制标准(GB50164-2011);建筑防腐蚀工程施工质量9、验收规范(GB5022495);建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001);建筑装饰装修工程质量验收规范(GB502102001);钢筋焊接接头试验方法(JGJ/T272001);建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98);建筑结构检测技术标准(GB/T50344-2004);土工试验方法标准(GB50123-1999);建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002);建筑地面工程施工质量验收规范(GB50209-2010);建筑装饰装修工程质量验收规范(GB50210-2001);建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-2008);建设工程项目管理规范10、(GB50326-2006);建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002);建设工程文件归档整理规范(GB/T50328-2001);建筑工程施工技术管理规程(DBJ01-80-2003);建筑工程资料管理规程(DBJ01-51-2003);混凝土外加剂应用技术规范(GB50119-2003);混凝土泵送施工技术规程(JGJ/T10-2011);市政基础设施工程资料管理规程(DBJ01-71-2003);轨道交通车站工程施工质量验收标准(JQB-049-2005);轨道交通防水工程施工质量验收标准(JQB-052-2005);轨道交通降水工程施工质量验收标准(JQB-053-2005);111、.4.2安全、文明施工、环境保护规范、规程及相关文件建设工程施工现场安全防护场容卫生环境保护及保卫消防标准 (DBJ01-83-2003);消防安全疏散标志设置标准(DBJ01-611-2002);建筑卷扬机安全规程(GB13329-91);施工现场临时用电安全技术规范(JGJ 46-2005);建设工程施工现场供用电安全规范(GB 50194-93);龙门架及井架物料提升机安全技术规范(JGJ882010);建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范(JGJ128-2010);建筑拆除工程安全技术规范(JGJ147-2004);建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)建筑施工高12、处作业安全技术规范(JGJ8091);建筑机械使用安全技术规程(JGJ332001);建设工程施工现场安全资料管理规程(DB11/383-2006);2工程概况2.1项目概况xx地铁1号线瓦屋庄站贵州路站区间,起自黄岛区瓦屋庄站,线路沿既有胶州湾隧道东侧向北下穿胶州湾湾口海域后,接入xx主城区贵州路站,线路全长约8.1 km,其中海域段长度约3.49km,采用钻爆法施工。隧址区共所发现18条断裂,大部分为高角度、中新代脆性断裂构造,以压扭性为主,其宽度在数米至数十米不等。其中隧道海域段穿越4组14条断裂带。隧道洞身主要位于微风化火山岩及变质岩中,强度在40145Mpa左右。为满足区间工期要求,13、共设置3座施工斜井(黄岛端2座、xx端1座)。另外根据区间运营需要,共设有3个地下风机房及通风竖井,3个废水泵站,2个牵引变电所,2个独立降压变电所以及其他相关配套设施。2.2招标内容招标内容为:区间主体工程、附属工程等的土建施工(含安装的预留预埋)、施工范围内所涉及所有的施工阶段构建筑物调查、施工用水、用电、用地(施工临时用地租用)、管线迁改施工、临时交通疏解道路和调流设施施工等前期工作。2.3本标段工程概况本标段为第二标段:施工范围为瓦屋庄站贵州路站区间隧道土建II标段(K28+393K31+723.4),隧道长度3330.4m,包含区间隧道主体部分、施工斜井及防水工程及其他附属工程等。区14、间情况见表1-2-1。表1-2-1第二标段区间情况一览表序号工程名称里程长度(m)备注1主体建筑单洞双线段K28+393K30+754.352361.35共计3330.4m隧道分离段大断面K30+754.35K30+910155.65分离双洞段K30+910K31+723.4813.42附属建筑3号风井、风机房、牵引降压混合变电所、泵站K30+400/2#联络通道K31+300/3施工通道3号施工斜井K30+265.788/3工程地质与水文地质概况3.1主要环境与地形地貌3.1.1地形、地貌隧址区地貌上可分为湾口海床及两岸滨海低山丘陵区。隧道轴线处海面宽约3.5km,最大水深约42m;最深处靠15、近水域中央,在中部形成宽阔的海底面,为主要通航区,向两侧分别成两个较陡的斜坡,斜坡间发育宽窄不一的缓坡平台,潮间带多为礁石。团岛岸为滨海缓丘地貌,经人工改造,地形较平坦,地面高程多在510m间,地面建筑物众多。薛家岛岸为低山丘陵地貌,隧道通过处地面高程多在5110m之间,地面起伏不平,山间发育有冲沟,部分山凹内筑小型水库。3.1.2道路、交通场区交通条件便利,胶州湾隧道联接团岛和薛家岛,薛家岛侧滨江大道延伸至黄岛区,另有环岛路环绕薛家岛,车流量较少;团岛侧胶州湾隧道主隧道出连接环城高速,团岛为老城区,行人、车流量大,交通繁忙。3.1.3地面构筑物场区地面构筑物主要为住宅楼,及军用民用设施,据初16、步了解,本区低层建筑多为浅基础,以夯实的人工填土或强中等风化基岩为持力层,基础埋深一般12m,部分深达56m管线。隧址北岸属xx市区,地面上有较多军用和民用设施,地下有不少市政管线(供水、供电、煤气管道及通讯光缆等),地下管线埋深不超过2m。薛家岛公交枢纽站道路两侧人行道地下有不少市政管线(供水、供电、煤气管道及通讯光缆等),岸沿环岛路埋设有直径30cm左右的铸铁压力水管,埋深1m左右。3.1.4与胶州湾隧道的关系胶州湾隧道距离本项目方案海域段最近距离为150m,陆地段最近距离为100米。3.2沿线地层特性3.2.1岩土体性状本场区第四系覆盖层不甚发育,最厚处不足10m,许多部位基岩裸露,基岩17、主要为下白垩纪青山群火山岩及燕山晚期崂山超单元侵入岩。根据xx市统一地层表,结合场区岩土体成因和工程特性,场区的地层分述如下:素填土:灰色,由碎石、块石、砂砾等构成,成份单一,结构疏密不均匀,主要分布于K23+550K23+650,K30+160K30+300,最大厚度约11m。为胶州湾隧道施工堆渣,堆积时间不超过5年;岩土施工工程分级为级。杂填土:灰、灰黑、棕红等颜色,由煤渣、砂土、粘性土、碎砖碎石等构成,成份杂乱,结构疏密不匀,主要分布于团岛岸,最大厚度约8.9m。填土的堆积时间一般大于10年;岩土施工工程分级为级。淤泥:滨海相沉积;灰色,褐灰色,流塑状,具腥味,夹贝壳碎片,混砂粒。主要零18、星分布于海域表层,分布不连续,本次勘测揭露最大厚度4.4米;岩土施工工程分级为级。中粗砂:滨海相沉积;灰黄色,灰色,松散状稍密状,粒不均,局部段含1cm以下砾石,含量约10%左右。呈透镜体状分布于海域地层表部,厚度2.43.9m;岩土施工工程分级为级。粉质黏土:残坡积成因;灰黄色,可塑状,局部硬塑,质较均,含有少量石英颗粒。呈透镜体状分布于海域局部地段,厚度1.74.3m;岩土施工工程分级为级。强风化花岗岩:原岩为中粗粒花岗岩,灰灰黄为主,部分为褐色,绝大多数矿物风化变异,矿物结构构造基本破坏,岩石大部分风化不均,部分矿物风化为粘土,颗粒间结合力丧失严重,岩体多呈土夹砂砾状;薛家岛陆域的M1Z19、2-TWG-7钻孔有揭露,最大厚度25m;岩土施工工程分级为级。强风化花岗岩:原岩为中粗粒花岗岩,褐黄色为主,绝大多数矿物风化变异,原岩矿物仍可辨,岩石大部分风化不均匀,大部分矿物风化成角砾状,颗粒间结合力基本上丧失,岩体多呈角砾夹软硬不等的岩块状;薛家岛陆域M1Z2-TWG-7钻孔有揭露,最大厚度5.5m;岩土施工工程分级为级。中风化花岗岩:中粗粒结构,块状构造,发育60、75及近垂直裂隙多组,裂隙间距一般40cm左右,沿裂隙矿物略有风化,岩体一般呈碎石镶嵌结构,较完整完整,岩质硬;两岸陆域大部分地段有分布,厚度6.011.0m不等;岩土施工工程分级为级。微风化花岗岩:以灰白色为主,杂褐灰斑20、,中粗粒花岗结构,块状构造,发育60、75及近垂直裂隙多组,裂隙间距一般0.61m,裂隙多为方解石充填,岩体一般呈块石镶嵌结构,较完整完整,岩质较硬坚硬,主要分布于团岛岸和薛家岛岸陆域;岩土施工工程分级为级。强风化花岗岩:灰白色,原岩为细粒花岗岩,块状构造,岩石受风化影响不均,沿裂隙矿物风化变异严重,岩体呈碎石夹土状,碎石大部分质硬;薛家岛陆域M1Z2-TWG-7钻孔有揭露,最大厚度12m;岩土施工工程分级为级。中风化花岗岩:以肉红色为主,细粒结构,块状构造,裂隙极发育,裂隙倾角45、60、75及近垂直为主,岩体破碎,岩质硬,薛家岛陆域M1Z2-TWG-7钻孔有揭露,最大厚度11m;岩土施工工21、程分级为级。微风化花岗岩:肉红色为主,局部浅肉红或暗红色,细粒花岗结构,块状构造,岩体破碎较破碎,岩质较硬坚硬,主要分布于团岛岸薛家岛岸,M1Z2-TWG-6孔有揭示;岩土施工工程分级为级。微风化花岗斑岩:浅肉红色为主,局部浅肉红或暗红色,斑状结构,块状构造,主要发育30、45、75裂隙三组,裂隙间距多大于1m,岩体较完整完整,岩质较硬坚硬,海域M1Z2-TWG-34孔有揭示;岩土施工工程分级为级。强风化闪长岩:褐黄色、灰黄色,绝大多数的矿物风化变异,矿物结构构造基本破坏,岩石大部分风化不均,部分矿物风化为粘土,颗粒间结合力丧失严重,岩体多呈土夹砂砾状;主要分布在薛家岛陆域段,厚度1.221m22、不等;岩土施工工程分级为级。中风化闪长岩:灰色,褐灰色,粗粒状结构,块状构造,裂隙较发育,沿裂隙矿物风化稍严重,岩土较破碎完整,岩质较硬,主要分布薛家岛侧陆域,M1Z2-TWG-5有揭露;岩土施工工程分级为级。微风化闪长岩:灰色,褐灰色,粗粒状结构,块状构造,主要发育一组近垂直裂隙,岩体较完整完整,岩质为较硬坚硬,主要分布薛家岛侧陆域,M1Z2-TWG-5有揭露;岩土施工工程分级为级。微风化正长斑岩:浅灰,肉红色,斑状结构,块状构造,较完整完整,岩质较硬坚硬,呈脉状产出,M1Z2-TWG-29、M1Z2-TWG-30,有发育;岩土施工工程分级为级。强风化辉绿岩:为褐黄色、灰黄色,绝大多数矿物风23、化变异,矿物结构构造基本破坏,岩石大部分风化为粘土,颗粒间结合力丧失严重,岩体多呈土夹砂砾状;M1Z2-TWG-5有揭露,厚度为11.2m;岩土施工工程分级为级。微风化辉绿岩:灰色,辉绿结构,块状构造,较完整完整,岩质较硬坚硬;岩土施工工程分级为级。微风化流纹岩:浅肉红淡紫色,斑状隐晶质结构,流纹状构造;岩体完整,岩质较硬坚硬。属喷溢相火山岩,主要分布于海域段;岩土施工工程分级为级。强风化凝灰岩:为褐黄色,岩石受风化影响,矿物结构构造基本破坏,大部分矿物风化呈黏土状,部分矿物呈碎石状,岩体散体状,海域段有分布,厚度一般不大于5m;岩土施工工程分级为级。糜棱状凝灰岩:灰色,受构造挤压影响,节理裂24、隙极其发育,岩体呈糜棱状,原岩部分矿物蚀变成泥状,其中部分呈角砾状,岩质极软;岩土施工工程分级为级。碎裂状凝灰岩:紫红色,凝灰结构为主,局部含砾凝灰结构,岩石受构造挤压影响,裂隙发育,岩体破碎,岩质较软,断裂两侧往往发育较多;岩土施工工程分级为级。微风化凝灰岩:紫红色,凝灰结构为主,局部含砾凝灰结构,巨厚层状构造,岩体较破碎完整,岩质较硬坚硬,属喷发相火山岩,海域段大面积分布;岩土施工工程分级为级。微风化安山岩:紫褐色,斑状结构,块状构造,岩体较破碎完整,岩质较硬;岩土施工工程分级为级。强风化安山质火山角砾岩:褐黄色,岩石受风化影响,矿物结构构造基本破坏,大部分矿物风化呈黏土状,部分矿物呈碎石25、状,岩体散体状,海域M1Z2-TWG-22孔有揭示,厚5.1m;岩土施工工程分级为级。糜棱状安山质火山角砾岩:浅灰色,受构造挤压影响,原岩大部分矿物蚀变成泥状,部分呈角砾状,裂隙极其发育,岩体呈散体状,岩质极软;岩土施工工程分级为级。碎裂状安山质火山角砾岩:为灰白杂紫红灰绿色,火山角砾状结构,巨厚层状构造,岩体受构造挤压严重,节理裂隙极其发育,岩体多呈碎裂状,呈高倾角产出,岩质较软,海域段有分布;岩土施工工程分级为级。微风化安山质火山角砾岩:为灰白杂紫红灰绿色,火山角砾状结构,巨厚层状构造,岩体较破碎,岩质较软,在海域段有分布;岩土施工工程分级为级。微风化凝灰质粉砂岩:砖红杂灰绿色斑点,含砾粉26、砂状结构,不显层理,岩体完整,岩质较硬。属陆相正常沉积岩体;岩土施工工程分级为级。强风化英安玢岩:灰黄色、褐黄色,岩体受风化严重,原岩结构大部分被破坏,但尚可辨明;取出岩芯呈黏性土混砂砾状及夹有少量风化残块,块质软,岩体呈散体状,厚度为1.38.6m;岩土施工工程分级为级。糜棱状英安玢岩:灰绿色,褐灰色,受构造挤压影响,原岩大部分矿物蚀变成泥状,部分呈碎石、角砾状,裂隙极其发育,岩体呈散体状,岩质极软;岩土施工工程分级为级。碎裂状英安玢岩:灰灰紫色,斑状结构,块状构造,岩体受构造挤压严重,密闭网纹状裂隙极其发育,岩体破碎,呈高倾角产出,结构面结合度较差,岩质较软,海域段有分布;岩土施工工程分级27、为级。微风化英安玢岩:灰灰紫色,斑状结构,块状构造,岩体较破碎较完整,岩质较硬坚硬。属次火山岩,大致呈北东东向带状产出,主要分布于海域M1Z2-TWG-27M1Z2-TWG-31一带;岩土施工工程分级为级。微风化石英闪长岩:灰灰紫色,斑状结构,块状构造,岩体较完整完整,岩质较硬坚硬。分布于海域M1Z6-TWG-68有接露;岩土施工工程分级为级。3.2.2岩土层主要物理力学指标通过对场区岩土体试验成果的统计分析,采用城市轨道交通岩土工程勘察规范(GB50307-2012),并结合类似工程采取的相关经验数据,提供本场区岩土设计指标建议值。3.3地质构造及地震烈度3.3.1区域地质构造胶州湾在新构造28、分区上属于胶南弱隆起的边缘部位,地质构造复杂。其中,沧口断裂(15)、劈石口断裂(16)、王哥庄断裂带(17)、朝连岛南断裂(38)为本工程近场区断裂。近场区四条主要断层有如下特征:沧口断裂(15):为牟平-xx断裂带中的一条主要断裂,北自牟平以西,经崖子、朱关、远洪、夏庄,穿过胶州湾后到达灵山卫以西,长达140km,其南端一部分位于近场区,长约51km。总体走向北东45,倾向不一,倾角较陡,本区倾向北西为主。拟建隧道距断裂最近处约2km。该断裂最新活动年代为中更新世,晚更新世以来未再活动。劈石口断裂(16):该断裂北起即墨岙山卫东侧,向西南延伸经过马山后、黄泥崖、劈石口、书院至xx浮山所一带29、,总体走向为48左右,全长约47km。该断裂北与海阳断裂相接,可视为海阳断裂的南段,后者向北东经鳌山卫过北湾,经王村、海阳、午极最后至牟平以东,长约100余公里。劈石口断裂规模在中段相对较大,劈石口一带破碎带宽度可达1013m,向断裂两端破碎带宽度减小,至xx浮山所附近宽仅1m左右。断层面倾向北西为主,倾角多在70以上,近场区范围内长25km,距隧道最近的距离约10km。该断裂最新活动年代为中更新世。王哥庄断裂(17):该断裂北起岙山卫乡前马连沟,向西南延伸经过马头涧、河东、小巴豆、彭家庄,到王家村南海边,全长37km,总体走向为40左右。该断裂位于劈石口断裂东侧,基本上与之平行。该断裂带中强30、烈挤压破碎带宽度一般为24m,断层面以倾向南东为主,除北端前马连沟倾角为50外,其余多在70以上。距隧道最近距离16km。该断裂出露于燕山花岗岩中,北段局部地段切割元古界胶南群,切错了更老的NEE向断层和岩脉,形成一系列碎裂岩和挤压扁豆体带。该断裂最新活动为中更新世晚期,晚更新世以来没有发生断错地表的活动。朝连岛南断裂(38):局部称红石崖断裂,该断裂为前人推测的一条北西西向隐伏断裂,位置在胶州湾南岸红石崖一线。在重力异常图上表现为一梯度带,梯度值较高,同时又是胶南隆起与胶州湾凹陷的分界。推测该断裂就从湾口一带通过,晚中更新世晚期以来未活动。3.3.2场区地质构造隧址区地质构造以中、新生代脆性31、断裂构造最为醒目,韧性断裂及褶皱不甚发育;在分析已建xx胶州湾隧道勘察资料基础上,结合本次勘察的地质调查、海域地震反射勘探、钻孔揭示情况,场区小规模断裂破碎带特征分述如下:f1-3:在X-F5钻孔揭示;岩体受强烈挤压作用脆性破裂成碎粒和碎粉状,矿物蚀变现象明显,夹有泥状错碎物,形成风化深槽。此断裂在胶州湾隧道服务隧道FK0+3850+455、FK0+5840+821段开挖有揭示,推测该断裂由K30+860处穿过,影响带宽50m左右,走向北东。f1-4:此断裂在胶州湾隧道服务隧道里程FK0+8601+142段开挖有揭示,岩体受强烈挤压作用脆性破裂成碎粒和碎粉状,矿物蚀变现象明显,碎粒被方解石及绿32、帘石等蚀变矿物胶结,岩石貌似砾岩,岩体完整性尚好,岩质较软较硬,依稀可辨原岩为流纹岩和花岗岩,局部夹有数厘米十几厘米宽的绿泥石化错碎物,推测该断裂由K30+520K30+630之间穿过,走向北东向。f2-1:在QDZ11、M1Z3-TWG-103孔揭示错动破碎带,破损带带内岩体破碎,并见有120cm宽的绿泥石化错碎物,裂面上见斜擦痕,显示压扭特征,错动面倾角大于70。此断裂在胶州湾隧道服务隧道ZK4+3604+430段开挖有掲示,推测断裂带宽度小于10m,两侧有数米宽的影响带,走向北偏西约75。f2-2:在DZ3、M1Z3-TWG-100孔揭示;另外物探显示M1Z3-TWG-100南侧也有低速33、带,推测走向北偏西约65。破碎带的岩石主要为凝灰岩,以碎裂状为主,夹绿泥石化错碎物,裂面显示张扭性特征。此断裂在胶州湾隧道服务隧道里程FK1+7961+824段开挖有揭示,两侧影响带宽数米几十米。f2-3:DZ5孔、M1Z2-TWG-28孔、M1Z3-TWG-93孔揭示带内有碎裂岩及多条数厘米宽绿泥石化错碎物;绿泥石化错碎带近直立,裂面显示为张扭性特征,物探显示此处为低速带,推测走向北偏西约35。此断裂在胶州湾隧道服务隧道FK2+0852+145段开挖有揭示,推测破碎带宽度小于5m,两侧有数米几十米宽影响带。f2-4:M1Z2-TWG-27孔揭示带内有碎裂岩及一条数厘米宽的绿泥石化错碎物;裂面34、显示张扭性特征;推测破碎带宽度小于5米,两侧有数米十几米宽的影响带,走向北偏西约30;构造岩带宽度数十米。f3-1:物探显示北东向, M1Z3-TWG-87孔揭示带内有碎裂岩及多条数厘米宽的绿泥石化错碎物,推测错动带宽度10m左右,两侧岩体破碎;破碎带岩石微裂纹密集,并见绿泥石化错碎物,优势结构面倾角70以上,其上可见侧伏角30左右的压扭性擦痕,显示该断裂为以平移为主的压扭性断裂,两侧有数米十几米宽的影响带,走向北东。此断裂在胶州湾隧道服务隧道FK3+0813+110段开挖有揭示。f3-2:走向为北东向, M1Z2-TWG-25孔掲示,带内呈岩石多呈糜棱状,夹大量的绿泥石化错碎物,物探显示该段35、属于异常带,推测破碎带宽度小于5米,两侧有数米十几米宽的影响带。此断裂在胶州湾隧道左线隧道ZK5+9105+960段开挖有揭示。f3-3: M1Z2-TWG-23孔揭示带内岩石碎裂状为主,节理裂隙极其发育,以碎石、角砾为主,夹少量绿泥石化错碎;推测破碎带宽度小于5m,走向北东18左右,两侧有十几米宽的影响带,此断裂在胶州湾隧道左线隧道ZK3+2663+296段开挖有揭示。f4-1:被M1Z2-TWG-21孔揭示,揭示带内有碎裂岩及多条数厘米宽的绿泥石化错碎物;绿泥石化错碎带近直立,裂面显示张扭性特征;推测破碎带宽度小于5m,两侧有数米十几米宽影响带。f4-2:被M1Z3-TWG-75、M1Z336、-TWG-76孔揭示,断裂破碎带带内以碎裂状岩为主,夹及多条数厘米宽的绿泥石化错碎物;推测破碎带宽度小于5m,两侧有数米十几米宽的影响带。f4-3:被M1Z2-TWG-19孔揭示,带内有碎裂岩及多条数厘米宽的绿泥石化错碎物,物探显示为异常带,走向北偏东60左右,推测破碎带宽度小于5m,两侧有数米十几米宽的影响带,此断裂在胶州湾隧道左线务隧道ZK6+7406+790段、服务隧道FK4+080FK4+120段开挖有揭示。f4-4:被M1Z2-TWG-73孔揭示,带内有碎裂岩及多条数厘米宽绿泥石化错碎物;绿泥石化错碎带近直立,裂面显示张扭性特征;推测破碎带宽度小于5m,两侧有数米十几米宽的影响带。此37、断裂在胶州湾隧道左线务隧道ZK6+8606+900段、服务隧道FK4+153FK4+203段开挖有揭示。f4-5:被M1Z3-TWG-70孔揭示,带内有一条约1.5m宽绿泥石化错碎物,错碎带下侧岩石节理裂隙极其发育,呈碎斑岩状,推测近东西走向,两侧有数米十几米宽的影响带。此断裂在胶州湾隧道左线务隧道ZK6+9957+046段、服务隧道FK4+280FK4+360段开挖有揭示。f4-6:被M1Z3-TWG-68孔揭示,揭示带内岩石呈碎裂状,75倾角裂隙极其发育,底部发育辉绿岩脉,推断裂为辉绿岩后期充填,底部辉绿岩较完整,推测破碎带宽度小于5m,两侧有数米十几米宽影响带。此断裂在胶州湾隧道左线务隧38、道ZK7+210ZK7+254段、服务隧道FK4+506FK4+536段开挖有揭示。根据勘察揭示情况断裂带一般岩体较破碎,围岩的自稳定能力较低,但其规模较小,一般呈高倾角产出,多为绿泥石充填,大部分地段透水性不强,围岩分级以为主,少量地段为级。3.3.3地震地质特征3.3.3.1地震活动环境本区域涉及长江下游南黄海地震带和郯庐地震带,工程场地位于郯庐地震带内。区域范围内共记录到Ms4.7级的地震44次,最大地震为1668年山东郯城8 级地震。区域内历史地震的空间分布不均匀,主要表现为中强地震沿活动断裂呈条带状展布,在区域内形成西强东弱的地震活动格局,而且6级以上强震分布与晚更新世以来活动断裂分39、布一致性较好,强震多发生在断裂上,或位于断裂附近。区域内现代地震活动较频繁,其条带状、团簇状更显著。小震与活动断裂分布关系密切,与历史强震分布特征相比,具有继承性,在发生过强震的位置,小震分布密集。区域地震活动具有与华北地震区一致的平静期、活跃期,区内未来100年内可能发生67级地震,最大震级可达7.5级。近场区地震活动较弱,未记录到历史强震,自1970年以来仅记录到3次ML2.0级以上地震。场区遭受的最大历史地震影响为度,是由1668年郯城地震引起的。3.3.3.2区域地震构造环境区域绝大部分属于中朝准地台,仅东南角属于扬子准地台,两者以淮阴响水断裂为界。在地貌上大部分地区为低丘陵区,该低山40、丘陵区西北侧为华北平原,中北部为渤海海域,东北部和东南部为黄海海域。区域新构造运动以断裂和断块活动为主,其基本特征表现为大面积间歇性升降运动和断块活动的继承性、差异性及新生性。区域断裂构造发育,主要有北北东、北东北东东、北西及近东西向四组断裂。其中北北东向郯庐断裂带规模巨大,纵贯全区,晚第四纪以来有强烈的右旋走滑和逆滑活动,是强震发震构造。其它断裂活动性一般较弱,最新活动多发生在早中更新世或第四纪前。区域总体地震活动水平与区域新构造运动强度、分区关系密切,强震活动主要发生在断裂带活动区和断块差异活动强烈地段以及新构造分区边界。深大断裂带及其与不同方向的深大断裂的交汇区,地壳厚度变异带的转折畸变41、部位、重磁梯度带或异常带等往往是强震发生的地区。3.3.3.3近场区地震构造环境近场区位于中朝准地台中次一级构造单元鲁东断隆,为相对较稳定的大地构造单元。地貌特征为黄海海域与鲁东丘陵山地区交界处,南部为滨海、浅海海域,中部为丘陵低山区,北部为剥蚀台地区。场地位于丘陵低山区与胶州湾海域过渡带。近场区断裂分为北东向、近东西向和北西向三组。北东向断裂主要有沧口断裂、辛岛断裂、劈石口断裂、王哥庄断裂,近东西向断裂有百尺河二十五里夼断裂、胶州断裂,北西向断裂为红石崖断裂。除辛岛断裂为前第四纪断裂,其它在第四纪早、中更新世都有不同程度的活动,但晚更新世以来未再活动。沧口断裂距场地最近,相距2km。近场区不42、具备发生6级以上地震的构造条件,隧道经过处无全新世活动断裂,场地内不会因地震而直接引起断裂错动。3.3.3.4场地设计地震动参数据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)规定,xx市抗震设防烈度为度,设计地震动加速度值为0.05g,所属的设计地震分组为第三组。本工程已经委托相关部门进行专门地震安全性评价,场地设计地震动参数选取建议参考地震安全性评价报告。3.4工程与水文地质条件3.4.1水文地质单元划分根据地下水补给贮藏条件及水化学类型等特征,可将场区水文地质单元划分为低山丘陵基岩裂隙水分布区、低山丘陵松散岩类孔隙水分布区、滨海基岩裂隙水分布区、滨海松散岩类孔隙水分布区和海域基岩裂隙水分布43、区。两岸高程约5m以上基岩出露区为低山丘陵基裂隙水分布区,薛家岛岸低山丘陵坡麓和沟谷洼地残坡积区为低山丘陵松散岩类孔隙水分布区,滨海地带海蚀洼地沉积层或人工填土属滨海松散岩类孔隙水分布区,滨海地带低于高潮位的基岩分布带为滨海基岩裂隙水分布区,被海水淹没地带为海域基岩裂隙水分布区。3.4.2地下水补、迳、排条件地下水运动主要受地形、地貌控制。在低山丘陵区,基岩裂隙水在降雨补给下,形成强烈的交替作用,地下水沿裂隙向低洼处汇流,常在冲沟、山脚、陡坎处露出地表或渗流补给邻近含水层。低山丘陵松散岩类孔隙水除接受大气降雨补给外,主要接受基岩裂隙水的侧向和顶托补给,并从高处向低处汇流,排泄于沟口。滨海松散岩44、类孔隙水主要接受海水侧向补给,流向随海水涨落往复改变。滨海基岩裂隙水既接受低山丘陵基岩裂隙水的侧向补给,也可接受海水补给,地下水运动缓慢。海域基岩裂隙水接受海水垂直补给,地下水在自然状态下基本不运动。3.4.3地下水埋藏深度地下水的埋藏深度受地形控制较明显,从丘顶到海边渐次变浅。在丘陵之山坡上,地下水埋深可以几米到十几米;在坡脚、山谷或洼地,埋深常小于1m或接近地表。本次勘察期间薛家岛陆域段地下水埋深2.18.2m,标高为1.5834.42,团岛段地下水埋深3.85.8m,标高0.201.13 m。3.4.4地下水的动态变化薛家岛低山丘陵区地下水的动态受气象因素控制,其变化幅度又受地形、含水层45、的不同而异。低山丘陵基岩地下水位随降雨变化较剧,变幅可在15m左右,残坡积层地下水变幅一般在13m左右。团岛侧滨海地带地下水主要接受海水侧向补给,地下水位主要受海水潮汐影响产生周期性变化,变幅不大。3.4.5环境水对建筑材料的腐蚀性场区地表水主要为海水,地下水基岩裂隙水;本区段工程以深埋为主,工程结构处于地下水位以下。根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001,2009年版)相关规定,隧道建筑属于混凝土结构一边接触地下水,一边暴露在大气中,水可以通过渗透或毛细作用在暴露大气中的一边蒸发,场区环境类型定为类环境。在类环境下,海域及距海较近处的地下水对混凝土结构具强腐蚀性;依据Cl-含量,在长46、期浸水作用下对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性,在干湿交替作用下,对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。薛家岛远海岸基岩裂隙水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土中钢筋具微腐蚀性。3.4.6岩土体渗透性海域含水岩土体划分为中等风化基岩、微风化基岩及微风化碎裂岩体,本次勘察共在隧址的2个钻孔的弱微风化段进行了抽水试验、在6个钻孔中进行13段压水试验。海域段中微风化岩层在同一层面上透水性较均匀,无突跃增大或减小的现象,中-微风化岩体受风化裂隙影响,具弱微透水性;碎裂状基岩岩体受构造裂隙、充填情况的影响,渗透性等级为中等透水。土层渗透性及透水性见表1-3-1。 表1-3-1土层渗透性及透水性表 岩土层名称47、渗透系数推荐值(m/d)透水性1-1杂填土2050强透水6-0淤泥0.050.01弱透水8-0中、粗砂1525强透水11-0粉质黏土0.020.01弱透水16基岩强风化带0.0360.150弱中等透水17基岩中风化带0.0360.150弱透水18基岩微风化带0.0080.0255弱微透水碎裂状岩0.075中等透水3.5工程地质条件评价及注意事项3.5.1场地稳定性和适宜性评价本工程场区位于鲁东断块隆起中的胶南稳定弱隆起区内,近场区断裂均非全新世活动断裂,场地内不会因地震而直接引起断裂错动。场区基岩主要由白垩纪下统火山岩和燕山晚期侵入岩为主,属硬质岩类,抗风化能力大多较强,表部强风化带不甚发育;48、上述岩体中穿插喜马拉雅期形成的辉绿岩脉及构造破碎带,其风化程度和破碎程度一般比周围岩体严重,是本工程应慎重对待的不良地质体,但因其多为高角度带状产出,对场地稳定性影响不大。工程场地稳定性较好,适合地铁的修建。3.5.2地震效应3.5.2.1抗震设计参数根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)和建筑抗震设计规范(GB 50011-2010),工程场区基本地震烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第三组。 本工程业主已委托地震部门进行专门地震安全性评价,设计单位应根据地震安全性评价报告提供的参数进行抗震设计。3.5.2.2场地土类型及场地类别3.5.2.2.1场地49、土类型依据铁路工程抗震设计规范(2009年版,GB50111-2006)及工程沿线地层分布情况,场地土分类判别见表1-3-2。 表1-3-2剪切波速测试统计表 层号岩土名剪切波速(m/s)铁路工程抗震设计规范判别标准Vs(m/s)场地土分类1-1杂填土160150Vs250中软土6-0淤泥150150Vs250软弱土8-0中粗砂260150Vs250中软土11-0粉质黏土280150500岩石17基岩中等风化带1200Vs500岩石18基岩微风化带1500Vs500岩石19糜棱岩780Vs500岩石20碎裂岩920Vs500岩石3.5.2.2.2建筑场地类别根据各岩土层剪切波速,对不同区段、不50、同地貌单元的平均等效剪切波速Vse值进行计算,计算深度取隧道底板以下10m,统计结果见表1-3-3。 表1-3-3场地类别判定表 区段地貌类型等效剪切波速Vse(m/s)计算深度(m)场地类别薛家岛M1Z2-TWG-444954M1Z2-TWG-581060海域GK2134748GK388650GK498047GK661340团岛NDZ567745X-F547142NZK1140037NDZ1360534场区覆盖层厚度较小,基岩强风化带不甚发育,本次勘测选取有代表性的钻孔,测试岩土剪切波速,依据国家标准铁路工程抗震设计规范(2009年版,GB50111-2006)相关规定计算等效剪切波速Vse51、,划分场地类,结果如下:海域及两岸陆域大部分区段场地类别为类,仅局部段基岩强风化带较厚段K23+505K23+890、K24+110K24+290、K24+820K25+050、K30+710K31+250为类场地。3.5.2.2.3地震液化场区海床表部存在8-0中粗砂,厚度小于3米,xx地区抗震设防烈度为6度,可不考虑砂土地震液化问题。3.5.2.3抗震区段的划分场区工程场区大部分基岩裸露,局部段发育小型陡坎,软土主要分布于表部,厚度较小。xx地铁1号线工程瓦屋庄站-贵州路站区间段以深埋为主,隧道围岩为稳定基岩或中硬土,场区不存在发震断裂,属于对建筑抗震有利地段。3.5.3地下水对本工程的影52、响本标段区间隧道处于基岩中,地下水主要为基岩裂隙水,薛家岛陆域段地下水主要赋存于基岩强风化带中和岩体较为破碎的裂隙密集带中,水量有限,隧道围岩透水一般较差,对隧道施工影响不大。海域段地下水主要赋存于受构造影响的碎裂状岩和节理、裂隙密集带中,接受表部海水补给,富水程度较好,对隧道施工有一定的影响。团岛陆域段距离海岸较近,地下水主要赋存于基岩强风化带中和岩体较为破碎的裂隙密集带中,接受海水侧向补给,对隧道施工有一定的影响。3.5.4不良地质现象和特殊岩土根据已有钻探揭示和区域地质资料,工程区未发现影响场地稳定的不良地质现象;场区的特殊岩土主要为软土、人工填土、残积土及强风化岩。3.5.4.1软土本53、场区软土主要为6-0淤泥,灰灰黑色,流塑,主要分布于海域段,呈透镜体状分布于海床之上,厚度不大,对暗挖隧道施工无影响。3.5.4.2人工填土团岛及薛家岛陆域表层普遍有人工填土,按其成份可分为素填土及杂填土,一般厚度较小,本次勘察揭露最大厚度小于10m,团岛侧成份以花岗岩风化碎屑、粘性土及建筑、生活垃圾为主,薛家岛侧以素填土为主,成份主要为粉质黏土,本段区段隧道埋深均在地表10m以下,对工程建设影响不大。3.5.4.3残积土及强风化岩残积土及强风化岩水稳定较差,浸水后强度急剧降低,工程性能较差,团岛、薛家岛陆域及海域均有分布,断裂破碎带处强风化层往往较厚。海域段隧道工程应特别重视构造破碎带及强风54、化层的不良特性。4隧道平面及纵断面4.1区间隧道平面线路出瓦屋庄站后,出入场线从区间正线内侧接入,左右线分别以800半径的曲线向外侧偏转,在公交枢纽站南侧的道路边缘,正线与出入场线间线间距约7.1m(保留约1.5m岩柱)实现分离,之后右线为避开公交站的充电房,线路再以1000半径的曲线左转,随后左右线分别采用R=800m和R=1000m半径向北转向交汇,随后采用单洞双线形式,线间距5.3m,继续向北,在距离胶州湾公路隧道地下风机房东侧100m外处入海,以直线的形式过海,在团岛嘴与团岛鼻间登陆前,以半径3000的大半径曲线右转,登陆团岛后下穿团岛部队用地,为避开胶州湾公路隧道,线路以半径700的55、曲线右转,过西陵峡路后沿红山峡支路下方敷设,过瞿塘峡路后接半径1000的右转曲线,下穿明月峡、观音峡小区众多居民楼后接入贵州路站。区间线路长度约8.08km,其中海域段长度约3.49km,分离双洞段线间距7.956m,单洞双线段线间距5.3m。4.2区间隧道纵断面瓦屋庄站设计为地下二层标准站,轨面设计标高-10.267m,受站前停车场出入线控制,车站站台前后共设470m长平坡,出站后为了尽快分开正洞左右线和出入场线,平面上右线设800m半径的右转曲线,纵断面上正洞采取28的大坡度下坡,坡段长280m,出入线在K23+682附近采用24、38的上坡,至约K23+920出入段线与正线隧道断面净间距56、约7m,出入线上跨正线左线,接入瓦屋庄停车场。根据胶州湾隧道经验,本区间隧道海底段埋深按不小于30m控制,为满足过海段隧道埋深要求,在K24+000后隧道采用分别5/1540m、25/2160m、10/650m下扎至最低点,随后采用10/750m、25/2600m上坡,最后接入贵州路站,最低点轨面标高-86.057m。4.3隧道横断面本区间隧道采用钻爆法施工,区间结构采用复合式衬砌形式,隧道横断面拟定时的净空尺寸满足地下铁道建筑限界及各种设备使用功能的要求及施工工艺要求,同时计入施工误差、测量误差、结构变形和位移的影响等因素。根据行车提资,在远期高峰时段,本区间隧道内将同时存在3列车运行,为保57、证火灾情况下乘客安全疏散,本区间隧道采用分段纵向式排烟方案,区间共设3处通风竖井,海域段(2#至3#风井)隧道需设置吊顶排烟风道,风道面积不小于8m2,陆域段不设置吊顶排烟风道。本区间隧道需要穿越海底,海底最大水深43m。隧道埋深约30米。本区间隧道结构均采用复合式衬砌结构,根据不同围岩地段的结构受力要求,分离双洞段采用正常单线区间隧道三心圆拱形断面。单洞双线段,陆域段考虑到地层地下水以基岩裂隙水为主且富水性较差,级围岩及IV级围岩(隧道底部处于较完整的微风化花岗岩层)段,采用三心圆拱形断面,不设仰拱,仅设置不小于300mm钢筋混凝土防水底板;陆域V级及海域IVV级围岩段隧道地下水压力大,海域58、段断面采用三心圆拱形断面,设置仰拱。4.4初期支护结构复合式衬砌隧道初期支护由锚杆、喷射混凝土、钢筋网组成,必要时设置格栅钢架。施工中应注重保护围岩,充分发挥围岩的自承载能力。复合式衬砌的初期支护应按主要承载结构设计,承担施工期间的全部荷载,应根据围岩类别,埋置深度,隧道宽度和开挖方法及步序等,合理选择喷射混凝土、锚杆、钢筋网和格栅钢架等支护构件及参数。初期支护的设计参数,一般通过工程类比、理论计算初步确定,施工中结合监控量测数据,对设计进行确认或修正,以获得更经济合理的最终设计。暗挖区间隧道结构支护参数见表1-4-1。 表1-4-1暗挖区间隧道结构支护参数表 范围衬砌类型围岩级别初期支护超前59、小导管锚杆钢筋网格栅钢架喷混单洞单线无拱部局部25中空锚杆L=3m拱部局部6.5200200无C25湿喷混凝土,厚80mm无拱部25中空锚杆,L=3m,环纵间距1.5m1.5m拱部局部6.5200200无C25湿喷混凝土,厚100mmIVIV无拱墙25中空锚杆,L=3m,环纵间距1.2m1.0m拱墙6.5200200间距1mC25湿喷混凝土,厚200mmVV拱部42超前小导管,L=3.5m,环向间距40cm,每隔一榀打设一环拱墙25中空锚杆,L=3m,环纵间距1m0.75m拱墙双层6.5200200间距0.75mC25湿喷混凝土,厚250mm陆域单洞双线段无 排烟风道IIII无拱部局部25中空60、锚杆L=3m拱部局部8200200无C25湿喷混凝土,厚80mm无拱部25中空锚杆,L=3m,环纵间距1.5m1.5m拱部8200200无C25湿喷混凝土,厚150mmIVIV无拱墙25中空锚杆,L=3.5m,环纵间距1.2m1m拱墙8200200间距1mC25湿喷混凝土,厚200mmVV拱部76自进式管棚,L=25m, 环向间距40cm;42超前小导管,L=3m,环向间距40cm,每隔一榀打设一环边墙25中空锚杆,L=4m,环纵间距1m1m拱墙8150150间距0.50mC25湿喷混凝土,厚300mmIVa IV无拱墙25中空锚杆,L=3.5m,环纵间距1.2m1.0m拱墙8200200间距61、1mC25湿喷混凝土,厚200mm海域单洞双线段有排烟道IIb无拱部局部25中空锚杆,L=3m拱部局部8200200无C25湿喷混凝土,厚80mmIIIb 无拱部25中空锚杆,L=3m,环纵间距1.5m1.5m拱部8200200无C25湿喷混凝土,厚150mmIVbIV无拱墙25中空锚杆,L=3.5m,环纵间距1.2m1.0m拱墙8200200间距1mC25湿喷混凝土,厚250mmVbV拱部76自进式管棚,L=1025m, 环向间距40cm;42超前小导管,L=3m,环向间距40cm,每隔一榀打设一环边墙25中空锚杆,L=4m,环纵间距1m1m拱墙8150150间距0.50mC25湿喷混凝土,62、厚300mm5工程特点、重点、技术难点经详尽研究本工程的招标文件及补遗资料,认真地现场调查、踏勘,综合考虑本工程的地理位置、周边环境、工期及施工技术等因素,我们认为,本工程主要特点、重点和技术难点如下:5.1工程特点5.1.1地质条件复杂,地下水处理难度大根据设计提供的地质资料,在隧道通过区域有部分地段因受断层和风化影响,岩体破碎,易引起坍方和较大涌水。施工中进一步摸清海底形态、工程地质及水文地质等情况十分重要,它关系到施工安全、难易、工期和造价等,甚至关系到工程成败。施工期间必须采用多种手段,尤其要充分利用隧道内超前水平勘探等行之有效的手段,查清掌子面前方的工程和水文地质条件。海底隧道的最大63、风险来自地下水,要将“水”的治理贯穿在施工的全过程,坚持先探后挖的施工原则,做到先探水、堵水,而后开挖。对于水的处理,必须以堵为主,综合整治,二次衬砌做到不渗不漏,为长期运营创造良好条件,延长结构使用寿命,降低运营费用。同时由于海底隧道地下水多含有腐蚀性化学成分,其对隧道结构的耐久性有很大影响,水的处理是一个系统的、综合的技术问题。5.1.2隧道施工通道少,施工组织难度大隧道区间只设1座斜井,施工所需材料构件以及隧道开挖产生的洞渣均通过斜井运输,施工过程中车辆组织难度较大,另外也带来一定的安全隐患。5.1.3环形斜井,施工通风难度大隧道通过斜井进入主洞施工,通风机布置在斜井口,斜井经过2个9064、度的弯道进入主洞,风管转角大,风阻大,通风效果差。5.1.4陆域段隧道穿越建筑物(管线)多,环境复杂xx端陆域段K30+400K31+723地面建筑物密集,隧道拱顶埋深1545m之间,根据目前初勘地质资料来看,本段区间隧道主要在岩石地层内穿过,上部第四系地层发育厚越38m,地下水位1.0m左右。施工过程中注意由于地下水流失以及隧道开挖应力重分布引起地层变形。5.1.5隧道结构复杂,施工方法变化多样本标段区间长度约3330.4m,线间距变化较大,最小处为1.81m;结构断面型式较多,从级围岩到级围岩,从单洞单线到单洞双线,开挖方式有全断面、上下台阶、CD法等。工法转换频繁,施工难度较大。5.1.65、6隧道线间距较小,对施工组织影响较大xx端单线隧道分离处区间左右线在K30+910K31+100段线间距较小,净距在1.81m5.21m左右,为小间距隧道。该段隧道所处围岩等级为IVV级,先行隧道采用上下台阶法施工,掌子面与后行隧道错开约15m,然后后行隧道采用CD工法施工。后行隧道施工先开挖远离先行隧道一侧,后开挖相邻先行隧道一侧。 在全风化地段中采用人工开挖,在强风化地段中采用光面微差控制爆破技术。围岩裂隙发育时,为控制超挖,在开挖轮廓线内预留20cm40cm土体,用风镐挖除。隧道开挖严格控制每循环的进尺小于0.75m,隧道开挖完成后初喷混凝土,及时封闭。5.2工程重点5.2.1采用控制爆66、破,保证隧道结构稳定爆破设计方案要进行爆破振动安全计算,要严格按照爆破安全规程GB6722-2011进行设计和施工。严格控制掏槽爆破单段起爆药量,尽可能多的创造爆破临空面,通过降低掘进循环进尺、增加钻眼数量,控制爆破规模等措施,控制单孔装药量和最大单段起爆药量,使有限的装药量均匀地分布在被爆岩体中,下穿房屋段时地表质点振速应控制在1.5cm/s以内。爆破参数应根据地质地形条件和地面建筑物的情况、爆破振动监测结果,适时调整、动态管理,尽可能减少对围岩扰动,控制开挖变形。在初期支护施工过程中严格遵循浅埋暗挖法“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针,保证初期支护的结构安全,是本67、工程施工的重点。5.2.2做到工程结构不渗不漏,达到防水设计要求本工程施工防水节点多,断面变化多。严把防水板铺设质量关,防水板成品保护措施到位,二衬混凝土振捣密实,背后回填注浆一丝不苟,尤其是处理好断面突变处的防水,使整个结构都达到防水设计要求是本工程的重点。5.2.3加强监控量测,根据监控结果,采取跟踪注浆措施隧道穿越地面建筑时,当地下水位、地面变形和建筑物倾斜任何一值超过警戒值时,应立即停止施工,对建筑物基础底部土体进行注浆加固。建筑物的跟踪注浆加固适用于独立基础或条形基础的多层建筑物。根据现场监控量测建筑物的倾斜值,以适当的压力和流量,向建筑物的基础下及时地进行分层灌注快凝浆液,以调整建68、筑物的不均匀沉降并减少沉降量。隧道开挖过程中,控制隧道本体结构与地表建筑的变形是施工重点与难点。二、工程目标1质量目标施工质量符合相关施工质量验收规范及检验标准的规定,争创泰山杯,争创鲁班奖。2工期目标计划工期:1188日历天;计划开工日期:2015年3月26日;计划竣工日期:2018年6月26日;实际开工日期以招标人书面通知为准。三、总体施工布署1施工准备1.1施工技术准备1.1.1设计图纸复核接到设计图纸后,组织技术人员参加图纸复核,认真阅读设计文件,熟悉设计内容,并结合前期施工调查,准确掌握设计要求。对设计图纸的疑问主动与业主及设计单位联系,求得明确答复,据此制定工作计划,并依此为基础编69、制实施性施工组织设计。1.1.2导线控制网复核上场后组建专业的测量队伍,测量人员具备测量资格,确保正确地完成测量工作,从人员上保证测量精度;配备全站仪、精密水准仪等测量仪器,从设备上保证测量精度。收到业主提供的基本平面和高程施工控制网后,与监理人共同复测其基准点,并核对资料和数据的准确性。按国家测绘标准和本工程施工精度要求,根据需要增设施工用平面和高程控制点。在规定时间内,将增设平面和高程控制网资料报送监理人审批。1.1.3编制实施性施工组织设计中标后组织项目管理人员和技术人员对本工程进行深入的施工调查,内容包括:全面了解工程线路设计,调查工程区的水文、气象、地形地质、交通、水源、建筑材料、临70、时工程、当地社会环境等,根据调查结果和施工图纸复核会审情况,组织人员编制实施性施工组织设计,报业主和监理人审批,审批后根据实施性施工组织设计、图纸和有关施工规范进行技术交底,以保障工程施工顺利开展。1.1.4工程试验准备1.1.4.1工地试验室建设进场后规划建设工地试验室,根据合同配备足够的人员及仪器设备,并于签订合同42天内报送现场试验室的设置给监理人审批。1.1.4.2编制现场试验计划现场试验包括材料试验,现场工艺试验和现场生产性试验。进场后编制一份材料试验计划与现场试验室设置一同报送监理工程师。根据技术条款有关规定,对工程使用材料(水泥、骨料、外加剂、掺合剂、钢筋、钢板、锚杆、混凝土、喷71、射混凝土等)进行取样试验,将试验报告报送监理工程师,确保材料合格,及时开展施工。根据技术条款进行现场工艺试验(如控制爆破、锚杆注浆、混凝土喷射、钢筋机械连接试验等),在现场工艺试验开始前28天,编制现场工艺试验工艺设计和试验计划报送监理人审批。现场生产性试验包括混凝土配合比试验、喷射混凝土等,首先做好现场生产性试验准备工作,于试验开始前提交现场生产性试验措施计划给监理人审批。1.2设备物资准备项目经理部下设物资设备部,负责本合同段的机械、设备、物资材料的采购供应工作,进场后积极配合业主进行施工材料的采购工作。本合同段主体工程主要材料在业主指导下进行招标采购。工程所需其他机械设备拟从附近已完工工72、地调派或新购,根据工程需要保证机械设备供应,其他施工材料自行购买,运输储存按照规范要求进行,保证满足施工要求。1.3施工队伍准备派经验丰富、责任心强的技术骨干组成项目经理部,抽调具有丰富的隧道施工经验的专业人员组建施工队,按任务划分和施工进度安排陆续进场,并根据本工程技术要求,开工前对各工种技术工人进行各种培训考核,持证上岗,保证施工正常进行。1.4施工现场准备人员、设备进场后,立即着手临建设施施工,现场准备的主要项目包括:生产场地设施布置;临时供水、供电、通讯设施布置;交通工具的配置;工地试验室、工厂仓库的建设等。2施工总体部署指导思想整个工程实施项目法管理,以GB/T28001标准进行安全73、与职业健康管理、以ISO9000标准进行质量管理、以ISO14000标准进行环境控制,工程实施信息化施工,动态管理。本着“技术领先、资源可靠、施工科学、组织合理、措施得力”的原则,以“重信誉、守承诺、创国优”为本工程目标,优化资源配置、科学组织施工,保证工程施工达到安全、优质、快速、环保、文明。3总体施工安排根据工程内容,结合方便施工、便于管理,将本合同段划分为两个施工工区,即斜井施工工区和竖井施工工区。斜井工区设2个施工队,通过斜井分别向大、小里程方向进行隧道施工。竖井工区设1个施工队,负责竖井工程施工。4现场施工组织机构4.1施工组织安排原则按照合理布局、突出重点、全面展开、确保工期、质量74、及安全、注重环保的原则进行施工组织;合理安排施工顺序,减少工序间施工干扰,确保工期目标;采用先进施工技术,确保质量目标;优化施工方案,强化组织指挥,将施工对城市交通的影响降低到最低限度;采取严密的控制措施,将施工造成的环境污染降低到最低限度,确保环保目标;规范化管理,标准化作业,专业化施工,采用先进设备,确保工程质量和施工安全。4.2施工组织管理机构设置4.2.1组织机构设置为确保工程施工质量、进度、安全,成立xx地铁1号线瓦庄站-贵州路站区间隧道工程标段项目经理部,全面负责对本工程的质量、安全、进度、成本等生产经营活动进行组织与管理、协调和服务。项目部下设工程技术部、安质环保部、物资设备部、75、计划财务部和综合办公室等四部一室。各个部室根据其职能设置下属职能办公室,分别负责技术、测量、现场、安全、财务、环保等工作。项目管理组织机构见图3-4-1。4.2.2各主要岗位及职能部门职责4.2.2.1项目经理项目经理主持全面工作,组织对工程质量、安全、工期和环保等目标制定和全面落实;认真贯彻执行国家法律、法规、方针、政策和强制性标准等,建立质量和安全管理体系并使之有效运行;组织编制项目管理实施规划,并组织实施、督促检查;进行现场文明施工的管理,发现和处理突发事件;负责人员调配、聘用、奖罚管理、对外协调、财务及合同管理等工作;参与工程竣工验收,准备结算资料和分析总结,接受审计;处理项目管理部的76、善后工作。质检室工程技术部安质环保部物资设备部计划财务部综合办公室技术室测量室试验室安检室环保室设备室物资室财务室计划合同室办公室工程协调办xx市地铁1号线瓦庄站-贵州路站区间隧道工程二标段项目经理部项目副经理技术负责人隧道开挖支护作业二队隧道二次衬砌作业一队隧道二次衬砌作业二队隧道开挖支护作业一队竖井施工作业队钻孔注浆作业队综合作业队 图3-4-1项目管理组织机构图4.2.2.2项目项目技术负责人正确贯彻国家及xx市各项政策和法令,执行业主和上级制定的有关工程施工的技术、质量、进度、安全规范和规定;全面负责本项目工程的施工技术管理工作,主持编制本项目工程的实施性施工组织设计、质量计划、作业指77、导书等工作;督促检查采购物资、设备的选型控制,加强施工全过程的工序控制,主持对不合格品的评审和处置;组织推广和应用“四新”技术,编写有关成果报告,组织竣工文件的编制及验收交接工作。4.2.2.3工程技术部在项目技术负责人领导下,直接负责整个项目的施工技术工作,对本项目工程技术和工程质量负责;组织制定综合的实施性施工组织设计,制定满足合同要求的施工技术方案,对其中各种问题的准确性、完整性负责;对本项目工程全过程进行施工技术交底、技术控制和技术指导;组织技术文件、资料的收集、管理工作,参与工程质量评定与验收;负责施工调度和现场施工组织协调工作;负责测量和试验的管理工作。4.2.2.4安质环保部认真78、贯彻执行业主和xx市有关保证安全生产、工程质量、环境保护和市政交通的法令、法规、指示;严格按设计文件、技术文件、工艺要求和有关标准,组织对检验和试验及其状态控制;加强对现场环保情况的监察巡视;全面负责项目安全、质量和环保工作,提交工程质量检验分析报告;组织进行安全、质量和环保教育,督促搞好工序质量管理。4.2.2.5物资设备部负责该项目的物资保障,机械设备的管理;组织对材料供方的评价,严格控制材料和半成品的质量;负责对物资、机械进行控制,做到采购、订货、验收、搬运、贮存、发放和使用手续完备,记录齐全,具有可追溯性;组织搞好物资储备,确保节假日的物资供应。4.2.2.5计划财务部按合同要求向业主79、提供有关工程报表,负责该项目工程的施工预算、验工计价和计划统计工作;组织整理有关计划财务资料,保证资料的完整性、连续性和可追溯性;负责研究和开展项目的成本核算工作,指导和监督项目资金的合理使用。4.2.2.6综合办公室协助项目经理管理好日常行政业务,作好工程大事记录,影响工程进展事件的有关记录,并办理相应的手续,来往文件收发记录等;负责生活服务包括生活用水、食堂、宿舍;负责对外事务性接待与联络、内部后勤供应、生活管理、环境卫生管理、社会治安综合治理、工地宣传、施工作业人员的培训教育、学习及文体娱乐等工作;负责工程对外协调工作,保证工程顺利进行。4.3施工队安排及分工施工队安排及分工具体见表3-80、4-1。表3-4-1施工队安排及分工序号队伍名称人数分工范围1隧道开挖支护作业一队160 负责K30+270.000K28+393海域段开挖、支护施工2隧道开挖支护作业二队160 负责K30+270.000K31+723.4陆域段开挖、支护施工3隧道二次衬砌作业一队120 负责K30+270.000K28+393段二次衬砌施工4隧道二次衬砌作业二队120 负责K30+270.000K31+723.4段二次衬砌施工5竖井施工作业队120负责竖井工程施工6钻孔注浆作业队40负责隧道钻孔注浆施工7综合作业队120负责隧道风水电等辅助设施施工8合计8405现场总平面布置5.1施工场地布置原则5.1.181、突出环保水保工程所处地理位置在xx,根据本工程特点,除严格执行ISO14001环境管理体系和国家有关的环境保护、水土保持的法律法规外,还要严格遵守xx市对本工程的环境保护及水土保持的要求,采取积极、严密的环保、水保措施,把施工对生态环境带来的影响减低到最小程度。加强环境保护和水土保持,创造绿色的人文环境。5.1.2坚持“以人为本”在确保施工需要的前提下,充分利用建设单位指定的临时生活用地,创造舒适的生活环境,向空间发展,充分满足职工的“吃、住、行”需要。从而调动每个参建员工的主观能动性和创造力,为工程施工竭心尽力。5.1.3合理布局根据建设单位提供的施工临时场地,合理布局,满足科学管理、文明施82、工的要求。在生活区保障职工有充分的休息和娱乐场所,建成职工之家。在生产区合理安排,减少临时用地资源的浪费,从而达到减少临时征地的需要。5.1.4积极配合,确保畅通根据现场考察情况,做好统筹安排,按照积极配合的原则,严格服从当地交通主管部门和建设单位的协调,合理安排施工工序,减少干扰因素,保证城市交通的畅通。5.1.5安全第一临时设施的布置优先考虑安全,按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定布设方案。在居住范围利用标示牌等提醒过往车辆注意行驶,夜间在路的两则有照明灯,提供足够的视线距离,确保施工人员的安全。5.2总平面布置根据业主提供给承包商用于一般设施安装和办公室建造的地面场地进行规划。施83、工总平面布置见附图一。5.3施工场地布置说明生产、办公、生活区划分明显,布局合理、环境整洁;场区内车到人到的地方必须硬化,其他目光所及处必须绿化;场地四周连续设置不低于2米的围蔽;出入口设置应牢固、开启方便的大门,门面平整,不平整度每米小于3mm,门面喷绘施工企业标识,标识清晰,大小适度;有门卫和门卫制度,进入现场佩戴工作卡,大门及出入口等保持整洁美观;各出入口设洗车槽,采用高压水冲洗;门柱设标段项目部标记牌,大门左右两侧分别用三幅墙面喷绘工程告示牌、施工企业简介、施工企业的安全质量方针、典型工程建成效果图,内容设计简约,忌繁杂;围墙顶预留刀旗插口,印制多色刀旗,刀旗标明施工企业名称,场地内主84、便道两侧预留彩旗插口,并购置足够数量的彩旗,刀旗和彩旗要保持整洁;办公区、生活区、停车场地采用轻型钢架屋顶,眉沿设蓝底白字“某某车停车位”标牌。5.3.1场地围蔽及大门生活区使用5cm夹心钢板或砖墙,使用砖墙保持清洁,污染区及时重新粉刷。大门内设洗车槽,大门内侧设保卫值班室,为便于管理,大门上另设人员出入小门。5.3.2临时道路由于工程所处xx市区,道路交通发达,根据现场勘察,本工程临近海滨路等交通道路,施工中只需修建从斜井口至滨海路的建临时道路,全长约1000m。临时道路技术标准为:汽车运输便道参照现行公路路线设计规范中四级公路标准设计。其中新建便道的桥涵设计车辆荷载宜按汽-20级确定。临时85、道路采用15cm碎石+25cmC20混凝土结构,宽度4.5m,约修建450m。施工过程中安排专人进行养护。5.3.3临时房屋项目经理部所在地进行围蔽处理,围蔽设置符合地铁公司及市有关要求。办公房屋及宿舍采用新式两层活动隔声、隔热装配式活动板房。施工用房采用砖混结构,钢筋加工棚等采用钢结构。场地与外界交接处设门卫值班室,大门设为推拉式活动门。施工现场新建两个会议室(总共不低于 100 平方米),配备必要的办公设施;无偿向发包人提供 3 间办公用房(不低于 15 平方米/间)及必要的办公设施(包括但不限于办公桌椅、电话、文件柜、空调等);无偿向监理人提供不少于 1 间(不低于 15 平方米/间)办86、公用房;无偿向第三方监测单位提供 2 间(不低于 15 平方米/间)办公用房。为发包人提供一定的交通便利条件。发包人将根据现场施工情况调整以上要求,承包人要无条件接受。室内装修及卫生、安全标准,严格按xx市地下铁道公司的有关规定执行。民工住房、厨房、厕所等设施符合市有关规定及要求。并配有空调、电风扇,保持良好的通风采光条件。生活区、办公区域门前设花池种植花草、摆设盆景美化生活、办公环境。生活区、办公区域范围内的路面先铺设一层10cm水泥石粉、再浇筑一层10cm厚C20砼面层;浴室、厨房、厕所地面铺设防滑砖,墙身贴瓷片1.8m。材料堆放场、加工场、仓库等对地面进行硬化,并铺设10cm素混凝土,结87、构采用砖瓦结构或钢瓦结构。场内临时设施见表3-5-1。表3-5-1场内临时设施一览表序号临设名称单位数量备注1住宿房m21500装配式活动板房2空压机房m2100钢结构3水泥库m2200砖混结构4钢筋加工棚m2500钢结构5砂石料场m2800钢结构6搅拌站m2200钢结构7临时弃渣场m220008机械停放场m26009场地围蔽m按市政及地铁公司要求设置10临时道路m1000混凝土结构5.3.4施工临时用电施工用电采用联系城市电网管理部门,就近接电作为施工用电,拟在斜井口设置1台1000KVA的变压器,负责斜井工区和竖井工区施工。从变压器采用三相五线制架空线路供电系统,设专用保护线及三级漏电保护88、开关,在变压器出口设总动力箱,施工点设分动力箱,从分动力箱用电缆为各负荷供电。电力传输和配电设施符合xx市关于电力安装、使用及维修的有关规定。开工前期,拟投入2台350kW柴油发电机提供临时用电,工地照明设高压卤素灯,作为主照明光源。工程施工前,由电气工程技术人员编制临时施工用电组织设计,单独绘制临时用电布置图纸,经主管部门批准,作为临时施工用电依据。制定有针对性安全技术措施和电气防火措施,建立和健全有关电气设备安全操作规程,电气安全值班责任制和交接班制度,电气设备的定期检查围修保养制度等。为确保安全用电,有序地进行安全用电过程管理,施工现场必须建立临时用电安全技术档案。5.3.4.1配电具体89、要求根据施工现场临时用电安全技术规范 JGJ46-2012规范标准,施工现场均采用TN-S三相五线制供电系统,进行三级配电二级漏电保护,一机、一箱、一闸、一保险、一漏电的基本要求。5.3.4.2安装工艺和要求各施工变电所接地极制作安装,配合土建工程施工。每隔5米应打入L=2.5m,5050的角钢,用254镀锌扁钢焊接连成一体,再引入变电所接地排上。施工现场临时用电的保护方式应采用TN-S接零保护系统,所有低压馈出电源应采用三相五线制电缆。在各用电点总配电箱周围打L=2.5m,5050的角钢1根,施工变电所的引出的PE线连接,构成重复接地系统,接地电阻不大于4。各用电设备的金属外壳用接地线与接地90、排连接。电缆敷设方法可采用沿围挡内侧挂钩敷设,过路处需穿钢管暗埋敷设。从总配电箱馈出的分配电箱,其每一回路的开关载流量和短路电流需与备用电设备的容量相匹配,设备在复申使用前需先检验漏电开关的动作是否正确。5.3.4.3安全用电措施5.3.4.3.1安全用电技术措施选用TN-S供电系统;总配电箱与各分配电箱设二级漏电保护;配电箱需作重复接地。根据施工场地的特殊性,选择不同等级的安全电压为照明电源;电气设备选择正确的防护措施;电工持证上岗。4.3.4.3.2安全用电组织措施建立临时用电施工组织设计和安全用电技术措施的编制、审批制度;建立技术交底制度;建立安全检查、检测制度;建立电气维修制度;建立安91、全用电责任制;4.3.4.3.3施工现场预防发生电气火灾措施正确选择导线截面。导线架空敷设或暗埋敷设,其安全间距满足规范要求。电气操作人员认真执行各规范。配电室耐火等级大于三级,室内安全器具配齐。施工现场严禁使用电炉,室内不准使用功率大于100W的灯泡。5.3.5施工临时用水施工前与城市水务管理部门联系,施工用水采用城市水网就近接出,引进生产用水分别用f100mm钢管引至生产现场。沿工地围挡敷设。为方便施工用水,给水主管路沿线相隔2030m设一个给水站,各装一只Dg25(1)和Dg15(1/2)的带宝塔头接管阀门。施工设施和生活设施用水根据设施的落实情况与用水量需求,敷设适当通径的给水支管路。92、为不妨碍现场的施工及车辆通行,施工道路段引水钢管采用地下埋管的通过方式。同时配专职人员负责及管路的巡视和管理。工程消防用水管一律使用f100管径钢管,并配备足够数量的消防软管。所有水管均沿施工道路外侧、围蔽内侧设置,采用套管上回填黄砂,浇捣混凝土加固处理,走向均设专用标志。5.3.6施工排水及防洪5.3.6.1施工排水洞内施工废水用水泵抽排至斜井口外的集水井,经过沉淀池“三级沉淀”达到排放标准后方可排入城市污水系统。施工场地排水采用排水沟沉淀池污水管的排水系统。排水沟沿围墙设置,宽30cm,深30cm。每隔50m设一座沉淀池,排水沟汇集至当地排污系统。场地内排水通过沉淀后排入污排水系统,保证雨93、水、基坑内降水等顺利排放。施工污水经过明沟集流,沉淀以后,排入污水系统。5.3.6.2施工防洪防洪做到“防、排”结合,在既有的海岸护堤的基础上,沿海岸线侧的施工场地,设置围堰。斜井口周围设置好防排水设施,防止洪水灌入隧道,雨季来临时配备足够数量的排污泵。抽排施工场地积水,确保隧道施工安全。5.3.7通讯项目经理部各部、室均安装程控电话、传真机,各施工队各安装一部程控电话。采用专用软件建立基于互联网的信息管理系统,实现数据网络传输,信息共享。施工现场调度指挥采用手机、对讲机进行联络。对讲机频率报请当地公安局批准后方可使用。5.3.8生产设施本合同段的主要生产设施设在业主提供的临时用地范围内规划位94、置进行建设,并与办公区、生活区相协调。混凝土拌合站:占地1000m2,供隧道喷射混凝土施工。钢材加工厂:由材料堆放场、加工厂、成品堆放区组成、负责本合同段的钢筋制安、钢构件的加工,占地500m2。料库:设置一个约200m2的料库,主要用于储存水泥、外加剂等施工材料。油库:占地20m2,采用砂埋油罐的形式,四周设围栏,并与其它材料库距离50m左右。洗车台:为保持城市环境卫生,减少对城市道路的污染,在施工场地出入口适当位置布设洗车台,洗车台采用洞内污水处理循环水,洗车用水经污水处理后再利用。5.3.9工地试验室在我单位试验中心(通过国家计量认证)的指导下,在施工驻地建立中心试验室,建筑面积120m95、2。主要负责本合同材料检验与工程质量的控制试验。试验用仪器设备均经相应的计量部门或检测机构检定合格。配备必要的办公设备,足够的具有专业资质的试验工程师和试验人员。5.3.10消防设施根据消防要求,在办公区、生活区、仓库等位置按规定配备足够数量的手持灭火器、防火砂等消防器材。消防器材配备见表3-5-2。3-5-2消防器材配备表序号配备区域消防器材名称单位数量备注1办公区生活区手持灭火器台5办公区含项目经理部和洞口值班室防火砂m310消防铲把20消防水管m1502仓库手持灭火器台8仓库含材料库、油库、炸药库等防火砂m35消防铲把12消防水管m2005.3.11污水、垃圾处理设施在生产、生活区设置生96、产、生活垃圾回收站,并定期清理垃圾。同时在生产生活区修建污水净化池,对施工生产、生活产生的污水进行净化处理。污水处理池产生废物由专车拉走运至业主指定的地点处理。5.4其他临时设施工程数量本合同段主要临时设施工程数量见表3-5-3。表3-5-3主要临时设施工程数量表序号项目名称单位数量备注1工地试验室m21202通风机房m21203工地值班室m2604油库m2205污水处理池m22006主要施工机械设备配置和材料供应6.1主要施工机械配置在细致研究招标文件、认真勘察现场后,针对本标段工程特点,确保本工程投入的机械设备和仪器数量足够,质量精良,性能先进可靠,满足工程需要。6.1.1设备配置的原则优97、选精良设备,成龙配套、匹配运作,形成综合生产能力。设备能力大于进度指标要求的能力,充分考虑设备完好率和使用率的影响,使设备能力有所储备。按工作面、单项施工强度、施工方法等进行施工机械设备选择,并结合整个施工期间的时间段综合调整。优先选用机动灵活、高效低耗、环保、运行安全、先进可靠的设备。6.1.2主要施工设备配置主要施工设备配置表3-6-1。主要的试验、测量、质检仪器配置见表3-6-2。表3-6-1主要施工机械设备表机械设备名称设备型号额定功率(kw)或容量(m3)或吨位(t)产地数量进场时间四臂凿岩台车RBWL4工作半径11m瑞典22015.4湿喷机械手MEYCO喷射高度11m瑞士1201598、.4水平地质钻机GLP-15045kw长沙12015.4注浆台车GYZJ2320D0-110L/min上海12015.4全液压模板台车自制10m专门制造22015.4模板台车自制10m专门制造22015.4隧道仰拱栈桥自制净跨20m专门制造22015.4管棚钻机KR80412114kw德国12015.4多功能钻机RPD-150C150kw日本12015.4多功能钻机RPD-75C75kw日本12015.4锚杆台车ROBOLT07102kw芬兰22015.4电动空压机4L-22/722m3/min徐州62015.4内燃空压机VY-12/7-B12m3/min柳州22015.4风动凿岩机YT28699、5N.m沈阳362015.4简易钻孔台车自制10m自制22015.4炮泥机PNJ-16001000个/h成都22015.4侧卸式装载机CAT966G3.5m3美国22015.4侧卸式装载机ZL50C3.0m3柳工22015.4挖掘机CAT3301.4m3美国22015.3挖掘机PC3001.3m3日本22015.3挖掘机PC-2201.2m3济宁22015.3装载机ZL50C3.0m3柳州22015.3表3-6-1主要施工机械设备表(续表)机械设备名称设备型号额定功率(kw)或容量(m3)或吨位(t)产地数量进场时间自卸车斯泰尔149115t济南102015.3自卸车VOLVO20t瑞典122100、015.4自卸汽车CQ341019t重庆32015.3提升机TS-30368kw太原12015.4风镐G10122015.4滑模(竖井用)专门制造高3m专门制造12015.4提升斗自制2m3自制22015.4吊车PY5311JQZ2525t长沙22015.4混凝土湿喷机TK-9615m3/h成都22015.4混凝土湿喷机YSP6-10S10m3/h安徽22015.4压浆机CZT-30C75kw兰州22015.4注浆泵ZMP726E34kw瑞士22015.4注浆泵2TGZ-90/14014Mpa葫芦岛22015.4双液注浆机2ZTG-60/21021Mpa葫芦岛22015.4砼强制搅拌机JS50101、0500L潍坊22015.4混凝土输送泵HBT60C60m3/h长沙22015.4砂浆搅拌机HJ3204kw唐山22015.4防水板台车自制10m自制42015.4隧道集尘器GC30030kw兰州22015.4变频供水装置HYGS型22kw保定22015.4轴流通风机142AD-SE1101152kw天津22015.4射流风机SDS112K-4P-45112kw太原22015.4钢筋台车自制10m自制22015.4钢筋调直机GT-141.1kw北京22015.4表3-6-1主要施工机械设备表(续表)机械设备名称设备型号额定功率(kw)或容量(m3)或吨位(t)产地数量进场时间钢筋弯曲机GW-4102、003.0kw北京22015.4钢筋切断机GQ-4003.0kw北京22015.4变压器10001000KVA北京22015.3内燃发电机GF400350kw扬州22015.4单级双吸泵10Sh-945kw淄博42015.4单级双吸泵200S-6338kw上海42015.4多级离心泵100DW45kw上海42015.4多级离心泵150DW34kw上海62015.4防水板焊接器022100.6kw无锡62015.4表3-6-2主要试验、测量、质检仪器表序号仪器名称规格型号单位数量量程精度备注1一体化球机博世台2视频监控系统2一体化枪机博世台73支架枪机博世台44光端机海康对135液晶显示器台16103、UPS台17工点交换机华为台18硬盘录像机海康台19硬盘西数块110机柜台111光纤米800012全站仪索佳SET2010台11秒13水平仪DS3台2表3-6-2主要试验、测量、质检仪器表(续表)序号仪器名称规格型号单位数量量程精度备注14经纬仪J2-JD台215精密水平仪拓扑康AT-G2台20.5mm16超前地质预报系统TSP203台1150m17地质雷达SIR-10台11600MHz18红外线探水仪HY-303台119隧道断面检测仪BJSD-2台120混凝土标养设备BYS台121混凝土贯入阻力仪HG-1000S台11000N5N22混凝土强制搅拌机60L套123混凝土强度检测仪SC-2台1104、24回弹仪a-3000cn台160MPa级25混凝土取芯机台126坍落度测定仪台327混凝土抗渗仪HS-40台14MPa0.1MPa28混凝土含气量仪SQ-1台110MPa29电热恒温干燥箱台1300130砂石碱活性三维仪SS-1台149min0.005min31混凝土振动台1m2台132万能材料试验机WE-600台1600KN级33液压式压力试验机YE-2000台12000KN级34水泥净浆搅拌机NJ-160A台135水泥胶砂搅拌机JJ-5台136水泥标准度及凝结时间测定仪台170min0.1min37雷氏夹测定仪台30.0138水泥负压筛析仪SXY150-B台110000Pa500表3-6105、-2主要试验、测量、质检仪器表(续表)序号仪器名称规格型号单位数量量程精度备注39水泥胶砂流动度仪台140水泥安定性沸煮箱CF-A台141水泥维卡仪台142砂石标准筛套143压碎值测定模套144砂浆稠度仪SE154台117cm0.1mm45砂石振筛机XSBP台146砂石容积升1-20L套147电子天平10kg台1100.01g48电子天平500kg台15000.01g49分析天平TG328A台1200g0.0001g50台秤100kg台1100kg50g51收敛仪SWJ-IV部252应力应变仪YJD-5套1053钢筋保护层测定仪台11mm54爆破振动记录仪IDTS385023台155锚杆拉拔仪106、20t台1200KN0.1KN56位移计台157粉尘监测仪台158水质监测仪台159粉尘采样器PC-2台160含水量测定仪TSC-1台161测斜仪CX-01台162砼贯入阻力2T-120台163砼膨胀收缩仪SP-540台164砼渗透仪HS-40台1表3-6-2主要试验、测量、质检仪器表(续表)序号仪器名称规格型号单位数量量程精度备注65钢筋计JXY-2个1666压力传感器KYJ30个2467孔隙水压力计CJY80个568沉降仪SWJ90台369水位仪810型台370地下管线探测仪EBJ50台171TJY型井径仪台172超声波测井仪台173裂缝观测仪台174数据采集仪台675频率接收仪台276铟107、钢尺把677砼钻孔取样机台178砼试模组3615cm6.1.3机械进场计划若我单位中标,接到中标通知书后,立即组织机械设备上场,在7天内从我公司即将完工工地调集主要的施工设备进场。施工机械设备根据施工进度安排,陆续上场,确保满足工程连续施工的需要。6.2主要材料采购及供应6.2.1材料供应材料供应分为甲招乙供、乙供、甲供三种方式。本合同段喷射混凝土和零星现浇混凝土采用现场拌合,其余均采用商品混凝土。防水材料、商品混凝土、钢材等均自行采购。6.2.2主要材料供应计划主要材料需用数量见附表一。各种材料根据工程进展情况,每月由工程技术部制定下个月的需求计划,并报物资部门,物资部门根据计划及时联系好供108、货商,确保需要时按时供应,确保不耽误施工工期。7劳动力安排计划7.1施工队伍与施工任务安排根据本合同段特点及相应的工程数量,拟安排上场7个施工队,施工高峰期共840人。各施工队专业技工人数比例控制在80%以上。7.2劳动力需求说明7.2.1工程准备阶段该阶段上场人员主要包括工程管理层、精测测量人员和各类业务人员,要求上场人员尽快熟悉各相关业务接口,加强与外部的协调、联系和沟通,并落实内部各项工作,从工程初始阶段即开始进行严密组织和有序管理,抓紧时间超前考虑、超前准备,确保工程按照业主和实施性施工组织计划要求的时间节点全面展开,同时考虑部分工人进行前期准备阶段场地硬化及临建施工。项目部管理人员计109、划上场30人,精测测量人员7人,试验工6人,电工4人,普工48人,工程准备阶段预计上场人员260人。7.2.2劳动力计划说明区间隧道由斜井分别向两个方向进行施工,计划安排两个施工队伍,每个队伍负责一个工作面,施工包括开挖、支护、机修班、测量班、运输班,开挖支护工班按2班考虑,预计每班15人,共计50人,严格控制掌子面施工人数;机修班8人、测量班6人、运输班26人。每个工作面计划安排70人进行施工,加管理人员,每队暂按160人考虑。7.2.3各月施工人员情况根据工程特点,开挖阶段劳动力主要以机械、爆破、支护方面劳动力为主;在二衬阶段主要以钢筋、模板、混凝土方面劳动力为主;劳动力计划情况见表3-6110、-4。表3-6-4劳动力计划情况(一)。表3-6-4劳动力计划表(二)(A4横排表格)四、主要工程施工方案和方法本区间设计范围为瓦屋庄站贵州路站区间,施工里程为K28+393K31+723.4,隧道长度3330.4m,包含区间隧道主体部分、施工斜井及防水工程及其他附属工程等。区间情况见表4-1-1。表4-1-1隧道区间情况一览表序号工程名称里程长度(m)备注1隧道主体单洞双线段K28+393K30+754.352361.35共计3330.4m分离段大断面K30+754.35K30+910155.65分离双洞段K30+910K31+723.4813.42附属建筑3号风井、风机房、牵引降压混合变电111、所、泵站K30+400/2#联络通道K31+300/3施工通道3号施工斜井K30+265.788/1工程筹划1.1施工部署本标段区间隧道通过3#斜井进入区间主体进行施工,3#斜井施工完成后分别向贵州路车站和海域方向掘进,负责xx岸陆域区间段、部分海域区间段、海底泵站和降压变电所、3号风机房、变电所、废水泵站的施工,施工区间长度约3330.4m。1.2分阶段施工安排本工程施工分为四个阶段:第一阶段为施工准备阶段,用2个月的时间,主要完成施工队伍调遣,机械设备进场,修建施工便道,架设施工用电、供水系统,围护施工场地,修建生活、生产用房;交接桩和施工复测放样,复核技术资料;进场材料的试验等工作。第二112、阶段为斜井施工,共安排6个月的时间。主要完成斜井开挖与支护,铺设风、水、电、管线等辅助施工措施。第三阶段为主洞施工阶段,共安排29个月时间,完成本区间隧道主体工程施工。第四阶段为尾工和验收整改阶段,主要完成斜井洞口封堵,临时设施拆除清理,地面恢复,竣工资料整理等工作。1.3施工作业顺序区间隧道施工时,斜井是唯一的运输通道,施工运输等交叉干扰大,所以两个工作面同时作业时,在工序安排上应尽可能错开作业时间,以减少相互干扰,加快施工进度。洞室开挖及支护是控制工期的关键环节,科学合理的安排工序是保持均衡生产的必要手段。以台阶法为例,每循环的工序安排见图4-1-1。工序衔接1h小导管注浆4h上半断面开挖113、3h上半断面初喷1.5h上半断面锚杆格栅挂网3h上半断面复喷3h施工测量监控 下部开挖4h下部初喷1.5h下部锚杆格栅挂网2.5h下部复喷2.5h仰拱封闭2.5h下一循环循环图4-1-1隧道开挖、支护工序循环图2 总体施工方案2.1施工原则本区间隧道采用钻爆法施工。施工的核心是充分利用围岩自身强度和施作的支护一道抵抗围岩压力,施工地质预报超前,应把握开挖作业、支护作业、量测反馈指导施工作业,开挖时开挖面应平顺,严禁超欠挖,使扰动后应力重分布沿开挖面均匀分布,避免产生应力集中;支护施作后及时进行施工监控量测,通过围岩初始应力场测试、隧道变形量测、应力应变量测来把握围岩和支护在施工过程中的力学动态114、及稳定程度,以保障施工安全,为评价和修改初期支护参数、力学分析和二次衬砌施作时间提供信息依据。在施工中认真执行及时检测、及时反馈、及时修改。破碎带施工应严格按照“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的方针进行。全断面开挖段采用四臂凿岩台车钻孔,爆破采用塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆。装载机配合自卸车出渣。实行“钻爆、装渣、运输”机械化一条龙作业,开挖后及时施作初期支护。2.2隧道开挖方案2.2.1单洞双线段单洞双线段主要位于海域段,施工里程为:K28+393K30+754.35,全长2361.35m,围岩级别为级。、级围岩施工方法采用下导洞超前减震全断面爆破开挖。115、级围岩台阶法开挖。级围岩陆域段和挤压型海底破碎带采用自进式管棚超前支护,“CD”工法施工。级围岩张拉性断层破碎带超前注浆加固地层,海域段并形成止水帷幕,采用“双侧壁导坑法”施工。单线全断面施工工序见附图二;单线台阶法施工工序见附图三;双线下导洞超前全断面法施工工序见附图四;双线台阶法施工工序见附图五;双线“CD”法施工工序见附图六。2.2.2分离段大断面分离段大断面位于区间隧道交汇处,施工里程为K30+754.35K30+910,全长155.65m。围岩级别为级。拟采用“台阶法、CD法”施工。2.2.3分离双洞段分离双洞段位于陆域段,里程为:K30+910K31+723.4,全长813.4m。116、围岩级别为级。级围岩施工方法采用下导洞超前减震全断面爆破开挖。级围岩台阶法开挖。级围岩陆域段和挤压型海底破碎带采用自进式管棚超前支护,“CD”工法施工。2.2.4竖井拟采用倒挂井壁法施工,初期支护护壁,分段模注砼成型。2.3隧道爆破方案2.3.1全断面法、台阶法爆破方案采用四臂凿岩台车或风动凿岩机钻孔,人工装药,楔形掏槽,分段毫秒雷管及塑料导爆管起爆,光面爆破,严格控制超欠挖,不良地质、软弱围岩地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖,以减轻对围岩的扰动和破坏。全断面法爆破方案见附图七。台阶法爆破方案见附图八。2.3.2双侧壁导坑法、CD法爆破方案风动凿岩机钻孔,人工装药,楔形掏槽,分段毫秒雷管及117、塑料导爆管起爆,光面爆破,施工时相邻洞室之间要保持一定的距离,避免群洞效应,施工中必须认真组织好各洞室的施工前后顺序,确保安全。2.3.3爆破振动监测根据爆破安全规程(GB 67222-2003) 规定,交通隧道安全振动速度标准按V15cm/s控制。为保证操作时的可靠性,确保后续隧道开挖时不影响先行隧道衬砌结构的稳定,现场振动速度标准(一般段) 按V10cm/s控制。下穿房屋段时为保证地表及建筑物的安全和对周围环境的影响,爆破施工时爆破震动波速应控制在1.02.0cm/s。在对临近隧道的爆破振动监测分类上可分为:先开挖隧道对后开挖隧道开挖面爆破振动的影响。后开挖隧道开挖时对先开挖隧道已完二衬处118、的影响。在监测数据的采集形式上,可采取人工手动数据采集和仪器自动数据采集,出于隧道作业的特殊性和安全性方面的考虑,一般采取自动数据采集。下穿房屋段须采用爆破震动自动监测。2.4隧道支护方案初期支护紧随开挖工作面及时施作,以减少围岩暴露时间,控制围岩变形,防止围岩松驰。隧道初期支护参数如表4-2-1。初期支护施工方案见表4-2-2。表4-2-1暗挖区间隧道结构支护参数表 范围衬砌类型围岩级别初期支护超前小导管锚杆钢筋网格栅钢架喷混单洞单线无拱部局部25中空锚杆,L=3m拱部局部6.5200200无C25湿喷混凝土,厚80mm无拱部25中空锚杆,L=3m,环纵间距1.5m1.5m拱部局部6.520119、0200无C25湿喷混凝土,厚100mmIVIV无拱墙25中空锚杆,L=3m,环纵间距1.2m1.0m拱墙6.5200200间距1mC25湿喷混凝土,厚200mmVV拱部42超前小导管,L=3.5m,环向间距40cm,每隔一榀打设一环拱墙25中空锚杆,L=3m,环纵间距1.0m0.75m拱墙双层6.5200200间距0.75mC25湿喷混凝土,厚250mm陆域单洞双线段无 排烟风道IIII无拱部局部25中空锚杆,L=3m拱部局部8200200无C25湿喷混凝土,厚80mm无拱部25中空锚杆,L=3m,环纵间距1.5m1.5m拱部8200200无C25湿喷混凝土,厚150mmIVIV无拱墙25中120、空锚杆,L=3.5m,环纵间距1.2m1.0m拱墙8200200间距1mC25湿喷混凝土,厚200mmVV拱部76自进式管棚,L=25m, 环向间距40cm;42超前小导管,L=3m,环向间距40cm,每隔一榀打设一环边墙25中空锚杆,L=4m,环纵间距1m1m拱墙8150150间距0.50mC25湿喷混凝土,厚300mmIVa IV无拱墙25中空锚杆,L=3.5m,环纵间距1.2m1.0m拱墙8200200间距1mC25湿喷混凝土,厚200mm海域单洞双线段有排烟道IIb无拱部局部25中空锚杆,L=3m拱部局部8200200无C25湿喷混凝土,厚80mmIIIb 无拱部25中空锚杆,L=3m121、,环纵间距1.5m1.5m拱部8200200无C25湿喷混凝土,厚150mmIVbIV无拱墙25中空锚杆,L=3.5m,环纵间距1.2m1.0m拱墙8200200间距1mC25湿喷混凝土,厚250mmVbV拱部76自进式管棚,L=1025m, 环向间距40cm;42超前小导管,L=3m,环向间距40cm,每隔一榀打设一环边墙25中空锚杆,L=4m,环纵间距1m1m拱墙8150150间距0.50mC25湿喷混凝土,厚300mm表4-2-2隧道支护施工方案序号工程项目施工方案1初期支护超前长管棚采用管棚钻机施作,高压注浆泵注浆,超前小导管,采用现场加工小导管,喷射砼封闭岩面,台车钻孔,台车辅助人工122、将小导管打入岩层,注浆泵压注水泥浆。砂浆锚杆采用凿岩机施作。2锚杆中空注浆锚杆从专业厂家订购,砂浆锚杆在现场加工制作,机械运输,锚杆钻机钻孔,锚杆钻机辅助人工安装,专用高压注浆泵注浆。3钢筋网片钢筋网片在洞外分片加工制作,机械运到初期支护工作面,人工安装。4钢架格栅钢架在现场加工,机械运输,机械配合人工安装,锚杆锁定。5喷射砼在洞外拌和站集中利用强制搅拌机拌和,通过竖井后运输车运输,湿喷机喷射作业。2.5隧道出渣方案隧道施工均采用无轨运输;出渣运输设备:全断面法采用挖掘机扒渣,侧卸装载机装渣方式施工;台阶法开挖时上台阶采用人工配合挖掘机扒渣到下台阶,采用装载机装车,运输车出渣,通过斜井运输出洞123、外;分离段大断面拟采用CD法施工,采用挖掘机或装载机出渣,由自卸车运输至洞外。2.6隧道防排水及施工排水方案2.6.1防排水标准区间隧道及设备房间防水等级为二级,结构不允许有漏水,结构表面可有少量湿渍,总湿渍面积不应大于防水面积的2/1000,任意100m2防水面积上湿渍不超过3处,单个湿渍最大面积不大于0.2m2;其中隧道工程要求平均渗水量不大于0.05L/(m2/d),任意100m2防水面积上的渗水量不大于0.15L/(m2/d)。隧道二次衬砌采用砼结构自防水体系,以结构自防水为根本,加强混凝土结构的抗裂防渗能力,其抗渗等级P12。防水混凝土结构厚度不小于300mm。严格控制混凝土入模塌落124、度和入模温度,混凝土产生的裂缝宽度不大于0.2mm,不允许出现贯穿性裂缝。隧道建成后稳定涌水量控制标准按0.4m3/dm。2.6.2防水设计防水措施包括:通过综合超前地质预报超前探水,采取超前注浆改善围岩的渗透性,控制渗透量;初支和二衬之间设缓冲层和防水板;二次衬砌采用防水混凝土;设置二次背后注浆系统。通过这些防水措施保证防水系统的可靠性,具体措施如下:首先通过超前地质预报系统分析前方地层出水情况主要以超前探孔探水,结合TSP超前地质预报系统等物探手段,综合了解前方开挖掌子面的地质及涌水量情况。采用预注浆方式,将隧道开挖断面周围的涌水或渗水封堵于结构外。根据超前地质预报分析结果,结合前方围岩破125、碎程度、出水等情况,采用全断面注浆、周边帷幕注浆、局部注浆、裂隙等方式封闭基岩中输水裂隙和涌水空间;开挖完成后根据出水情况,进行径向注浆、局部注浆。压注材料主要采用耐久性较好的普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、特制硫铝酸盐水泥单液浆等。防水层设计半包限量排放设计:隧道初期支护与二衬之间拱墙设400g/m2无纺布+2mm厚ECB防水卷材,仰拱设置1.2mm厚凹凸排水板,拱墙环向每5m设置0.5m宽1.2mm厚凹凸排水板带。无仰拱隧道防水设计:拱墙设400g/m2无纺布+2mm厚ECB防水卷材+0.5m宽1.2mm厚凹凸排水板带(间距0.5m);设置300mm厚C50钢筋混凝土底板,垫层厚度150m126、m。防水板的搭接采用双缝焊接工艺,防水板铺挂采用同材质垫片焊接固定以保证防水板的施工质量。加强结构的自防水功能,封闭少量渗水在初期支护和二次衬砌的流动二次衬砌混凝土采用耐久性防水混凝土,防水混凝土抗渗等级P12,结构厚度不小于300mm。严格控制混凝土入模塌落度和入模温度,以减少温差收缩和干燥收缩带来的不良影响。混凝土产生的裂缝宽度不大于0.2mm,不允许出现贯穿性裂缝。2.6.3排水设计2.6.3.1排水系统设计运营期间隧道内的主要水来源为围岩裂隙水、清洗用水和消防废水,排水系统由环向排水板、纵向排水管、横向泄水管和玻璃钢管、轨道排水沟组成。在隧道初期支护与二次衬砌之间拱墙范围防水卷材、无纺127、布和凹凸排水板等渗水层,结构渗水通过隧道两侧DN100双壁波纹纵向排水盲管汇集,然后通过100mm的横向PVC泄水管汇到隧道内排水沟。无仰拱段底板下设置纵向及每10m设置一道横向DN100双壁波纹纵向排水盲管,将底板下渗水汇集至两侧排水管沟内。围岩渗水、清洗和消防水通过道床两侧的排水沟,一起汇入隧道内设置的三个废水池(其中2、3号风井废水泵房汇集两岸陆域段废水,隧道最低点设置的海底泵房汇集海域段废水),通过泵送排出洞外。2.6.3.2排水系统的维护针对可能产生的隧道排水系统的堵塞,应考虑排水系统的可维护性,避免由于排水系统堵塞而导致衬砌背后的水压力上升,对结构安全造成隐患。为保证排水系统的可维128、护性,纵向排水盲管需符合高压冲洗力学性能指标,且要有较好的透水性,不易堵塞。沿隧道纵向每隔80m设置一个检查井(隧道左右两侧间隔布置),同时,对此处的横向泄水管进行维护。维护检修在检修井处采用小型高压水射流清洗设备及专用喷头、靠高速水流,切割击碎结垢物,并随高压水流排出管道,流入检修井,将管内彻底清洗干净,必要时采用特殊机械接头清除障碍物。2.6.4隧道施工防排水方案施工中的防排水采取截、堵、防、排综合治理措施。洞内顺坡排水:顺坡排水采用集水坑汇水,通过自流汇集于指定地点集水坑,通过斜井或者竖井利用抽水机排至地面,经三级沉淀后排入市政管网;洞内反坡排水:在洞内合适地点设置集水坑汇水,将掌子面积129、水利用抽水机汇集于集水坑内,再由多级泵将积水汇集于斜井或者竖井口附近的集水坑,利用抽水机排至地面,经三级沉淀后排入市政管网。2.7隧道衬砌方案隧道衬砌施工方案见表4-2-3。表4-2-3隧道衬砌施工方案项目方案边墙及拱部认真做好围岩监控量测,及时掌握围岩变形趋势,合理确定二次衬砌的施作时间;二次衬砌整体式大模板衬砌台车拱墙一次成型法,采用商品砼,混凝土罐车运输,泵送入模、机械振捣。仰拱及回填贯彻仰拱先行的原则,人工配合机械清底,仰拱、底板混凝土整体浇筑,一次成型。仰拱填充必须在仰拱完成后分次施做。3.主要工程施工方法及工艺3.1竖井施工3.1.1工程概况3号风井位于xx端岸边区间正线右侧,风井130、的中心里程:K30+400,本风井断面为通风设计控制,同时结合风井设置隧道紧急出口(内设1.2m宽折返楼梯),风井断面内净空为直径10m的圆形,中间为0.3m厚的中隔墙。风井结构型式为复合式衬砌,在井口设计了安装塔架基础的钢筋混凝土锁口盘。根据风井所在地层情况,支护参数详见表4-3-1。表4-3-1风井支护结构参数表 项 目材料及规格结构尺寸3号风井初期支护锚杆25防腐锚杆局部设置,L=3.0m钢筋网8,200200mm局部铺设喷射混凝土C25湿喷混凝土0.15m防水层2.0mm厚ECB+400g/m2无纺布二衬:竖井井壁/中隔墙C50防水钢筋混凝土,P12,C35钢架混凝土0.5m/0.3m131、3.1.2施工方案竖井采用倒挂井壁法施工,风道、风机房采用台阶法施工。风井施工顺序为:竖井锁口盘竖井开挖、初期支护从上至下施工二次衬砌、中隔墙风机房开挖风道、风机房结构砼施工。3.1.3施工方法与工艺风井开挖:竖井采用全断面法开挖,根据地质情况不同,采用不同的施工方法,弱风化花岗岩层采用钻爆法开挖,竖井周边采用光面爆破法。风井出渣:初期采用汽车吊提升,机械化配套完成后采用龙门架提升吊斗出渣。风井初期支护:钢筋网、喷射混凝土、锚杆等。风井二次衬砌:混凝土衬砌采用滑动模板施工。风井施工工艺流程见图4-3-1。竖井锁口盘施工混凝土衬砌竖井开挖、初期支护防水层施工继续开挖至井底风道开挖、初期支护继续开132、挖风道25防腐锚杆、钢筋网喷射混凝土25防腐锚杆、钢筋网喷射混凝土图4-3-1风井施工顺序3.1.3.1竖井提升系统竖井提升系统采用专业化公司定制的龙门架,由工字钢、槽钢、角钢等各种型钢材料焊接拼装而成。施工前,编制具体的组装方案,绘制组装图,并进行横梁计算、安全系数、刚度校验、螺栓强度校验、立柱的稳定验算等验算过程,使其确保工程安全正常使用。龙门架主要由主梁、横梁、立柱、斜撑、横撑、连接板、防雨棚等组成。安装时选用一台25吨汽车吊协助安装。竖井提升主要为渣土、结构模板及初支格栅拱架等,最大的提升重量不超过18t(含吊斗自重)。另外考虑区间格栅拱架尺寸,龙门架离地高为10m。根据井口尺寸大小和133、出渣速度要求,配备6m3吊斗进行出渣运输。3.1.3.2人行楼梯搭建人行楼梯宽度为0.95m,转角平台宽1.8m,采用预埋12槽钢及工12工字钢作平台支撑,踏步采用12槽钢做腰梁与角钢、防滑钢板及32钢管护栏焊接。预埋12槽钢长2.5m,外露2.0m,斜撑底与预埋在竖井初支混凝土的钢板焊接;人行楼梯踏步为290mm*170mm;扶手及立杆采用40钢管,立杆高为120cm、间距为100cm;踏步上铺设防滑布。3.1.3.3锁口施工平整场地,施工放样,锁口中间部分采用挖掘机开挖,四周土体采用人工开挖与修整。锁口四周设置挡水设施,及时排出四周水流,避免雨水等进入开挖基坑。基坑开挖完成后,根据要求,四134、周做好临边防护并设置醒目警示标志。竖井井口开挖完成后,绑扎井身、井口锁口圈钢筋,立模灌注混凝土,锁定井口,竖井井口高出原地面,防止地表水流入井内,同时预防施工过程中的渣土等杂物掉入竖井,造成安全事故。采用整体支架式钢模板组合,为保证结构的圆度、厚度,内外模采用钢筋、支撑木对拉对顶的支撑方式。混凝土为商品砼,搅拌运输车运输,泵送入模,分层灌注,插入式振动器振捣。3.1.3.4井身开挖在锁口砼达到强度后,进行竖井开挖。开挖由上向下分层进行,开挖一层支护一层。采用钻爆法开挖,每层开挖深度不大于0.75米。每层先开挖竖井中间部分,再开挖两侧部分。出渣采用龙门吊提升6m3吊斗将渣运至临时弃渣场,再由装载135、机装渣运至指定位置。提升过程中,料斗下方严禁站人和停留施工机械,专人指挥提升出渣。3.1.3.5井身支护井身支护有锚杆、钢筋网、喷射砼,开挖一层支护一层,及时支护,确保井壁围岩稳定。3.1.3.6风机房开挖支护 风道采用台阶法施工,开挖按照“管超前,严注浆,短进尺,强支护,早封闭,勤测量” 原则施工。初期支护采用150mm厚C25喷射混凝土,8200*200局部钢筋网,拱部为251.5m*1.5m,L=3.0m中空锚杆。3.2斜井施工3.2.1斜井布置本标段3号斜井长535m,区间隧道通过3#斜井进入区间主体进行施工,3#斜井施工完成后分别向贵州路车站和海域方向掘进。斜井位置地面高程为57.1136、m,覆盖层主要为人工填土,厚度5m左右,下伏基岩以花岗岩为主,局部发育灰绿岩脉,基岩强风化带发育,厚度25m不等,隧道顶板埋深243m,隧道围岩以类为主,洞口地段为类。3.2.2斜井明挖段及洞口施工洞口明挖段人工填土深度内采用机械开挖,下伏基岩采用控制爆破,边仰坡采用光面爆破。洞口明挖施工同时,作好洞口截水沟。明挖段采用分层开挖、分层支护,开挖后及时施作钢筋网、喷射砼,锚杆、注浆小导管等对坡面进行加固和防护。洞口开挖时,在开挖轮廓线的周边,采用钻密眼的方法,切割围岩拱部,眼距为20cm,边墙眼距为30cm。挂口采用短进尺(第一次为0.5m)、弱爆破,周边眼采用小药卷间断装药。3.2.3斜井洞身137、施工3.2.3.1开挖采用光面爆破法施工,类围岩采用全断面法开挖,类、类围岩采用台阶法开挖。施工前作好各类围岩的爆破设计,施工中根据爆破效果,及时修改爆破设计参数。全断面法开挖:采用自制多功能台架,气腿式风动凿岩机钻孔,光面爆破,每循环钻孔深度3.0m,进尺2.72.8m,爆破后不得有欠挖,平均线性超挖小于15cm。台阶法开挖:台阶长度控制在58米范围内,先将起拱线以上挖完,在台阶上施作初期支护后再进行起拱线以下开挖,短进尺、弱爆破、支护紧跟,用气腿式风动凿岩机钻孔,非电毫秒雷管,低能导爆索联结起爆,每循环进尺不大于2.0m。3.2.3.2出渣及运输采用无轨出渣运输方式,采用ZLC50B正装侧138、卸装渣机装渣,自卸汽车运输至洞外。3.2.3.3支护作业进洞洞口段采用108超前大管棚支护,同时用32超前小导管、25中空注浆锚杆加固地层。斜井洞身采用锚杆、挂网、喷混凝土、小导管注浆、格栅钢架等支护。全断面开挖利用多功能钻孔台架作工作台,用气腿式风动凿岩机钻锚杆孔,安装锚杆并挂网喷射砼。台阶法开挖在台阶上施作拱部初期支护,先初喷35cm砼,按设计钻锚杆孔施作拱部锚杆,再挂拱部钢筋网,最后补喷砼至设计厚度,墙部初期支护在隧底施作,先初喷35cm砼,再按设计施作锚杆,最后补喷砼至设计厚度。砼喷射采用TK-961型湿喷机,以减少粉尘和喷砼回弹量。3.2.3.4斜井二次衬砌施工为确保主洞的施工安全,139、部分洞段采用C30模筑砼衬砌。二次衬砌厚度:暗洞30cm,明洞为45cm。根据围岩情况,适时进行混凝土衬砌。衬砌采用钢拱架模板,分段衬砌长度为6m。混凝土泵送入模,插入式振捣器振捣。3.2.4斜井废弃回填处理待主隧道施工完成后,对斜井进行回填,与主洞衬砌相接的部分采用C15砼回填。然后用3m浆砌片石封堵,之后用渣土、碎石土回填密实。3.3区间隧道施工3.3.1区间隧道开挖3.3.1.1开挖施工方法选择xx端陆域段K30+400K31+723地面建筑物密集,主要是红山峡支路两侧居民楼及观音峡路小区,隧道上有较多47层民房,建筑结构形式多为砖混结构,建设年代以上世纪80年代末为主,基础形式多为毛石140、条基,埋深在2米左右;另外,红山峡支路下方敷设有污水、雨水、给水等管线,开挖过程中对地表沉降的要求十分严格,采用暗挖法施工时,应严格防止出现坍塌、涌水和流砂事故,并严格控制地层的沉降在30mm以内,沿线管网线路做到不断裂、不渗漏,保证地面交通和商贸等社会活动正常进行,保持良好的环卫、环保条件。根据本区间实际地层和隧道断面大小,单洞单线段采用全断面或者上下台阶法施工,单洞双线段根据围岩情况采用全断面或者上下台阶法施工;在K30+910K31+100段线间距较小,净距1.81m5.21m左右,为小间距隧道。该段隧道所处围岩等级为IVV级,先行隧道采用上下台阶法施工,掌子面与后行隧道错开约15m,然141、后后行隧道采用CD工法施工。3.3.1.2单洞单线开挖支护单洞单线级围岩断面采用台阶法施工,预留核心土,上半断面弧形导坑领先23m开挖,每循环进尺根据格栅钢架的间距确定;级围岩采用全断面法施工,每循环进尺依据单响最大用药量与最大爆破振速确定。隧道开挖后立即喷射厚35cm混凝土封面。级围岩在开挖前,先在拱部设计范围内安装42超前小导管。架立拱部钢筋格栅和径向锚杆,焊接格栅纵向联接钢筋和挂网,喷射C25早强混凝土达到设计要求厚度。下半断面以正台阶开挖到设计标高,边开挖边支护,接续边墙环向钢筋格栅和施作墙部径向锚杆,焊接钢筋格栅纵向联接钢筋和挂网,喷射边墙初期支护混凝土。紧跟下半断面,进行初期支护仰142、拱封闭、开挖后连接仰拱钢筋格栅,喷射早强初期支护仰拱混凝土,使洞室初期支护及早封闭成环。开挖采用控制爆破法施工,隧道周边采用光面爆破。出渣采用挖掘机挖装,运输车运输,通过斜井运至地面。3.3.1.3单洞双线开挖与支护该段既有标准的单洞双线,又有单洞双线向单洞单线转换的变断面段(双线),不仅有面积大小不同的变换,也存在施工方法的变换,因此,该过渡段的受力特征和施工工艺比较复杂。单洞双线地段以、为主,采用全断面法施工,局部设随机锚杆,挂网喷锚。单洞双线围岩地段,采用上下台阶法施工,初期支护采取每隔1米架立一榀格栅钢架,挂设8钢筋网(200200mm),拱部中空锚杆(间距1.2*1m梅花布置),喷射143、C25混凝土。具体工艺见图4-3-2。开挖采用控制爆破法施工,隧道周边采用光面爆破。出渣采用挖掘机挖装,运输车运输,通过斜井运至地面。超前小导管上半断面开挖与支护下半断面开挖与支护仰拱封闭开 挖喷混凝土封面拱部格栅、锚杆拱部钢筋网喷射混凝土开 挖喷混凝土封面边墙格栅、锚杆边墙钢筋网喷射混凝土清 底仰拱格栅喷射混凝土图4-3-2 开挖支护工艺流程图3.3.1.4分离段大断面开挖与支护分离大断面段跨度较大(最大跨度为15300mm),采用CD法施工。采用76中空自钻式管棚超前支护(L=20m环向400mm)拱部配合42超前小导管支护(L=3m环向400mm)加固地层,边墙采用25中空锚杆,格栅钢架144、间距为0.5m,挂设8钢筋网(间距150150),喷射C25混凝土。开挖采用控制爆破法施工,隧道周边采用光面爆破。出渣采用挖掘机挖装,运输车运输,通过斜井运至地面。3.3.1.5区间出渣运输渣土的装运:采用装载机、挖掘机装渣,运输车运输,从斜井运出洞外。弃渣出井后,采用自卸车在夜间运输,车载不宜过满,且应采取遮挡措施,防止在运输过程中沿途抛洒扬尘,弃渣应弃于指定地点,车辆进出在冲洗槽进行冲洗。3.3.2超前及初期支护施工隧道超前支护和初期支护形式主要有:超前小导管、砂浆锚杆、中空锚杆、喷射混凝土、钢筋网、格栅钢架等。3.3.2.1超前管棚自钻式管棚在专业厂家购买,机械运输,管棚钻机钻孔,液压平145、台辅助人工安装,专用高压注浆泵注浆。在钢架上沿隧道开挖轮廓线纵向钻设管棚孔,其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线,越小越好。孔深以设计图为准,孔径比管棚钢管直径大2030mm。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。注浆采用纯水泥浆:水泥浆的水灰比:1:1.51:2;注浆压力1.52.5MPa,施工过程中注浆材料及参数根据试验、注浆效果检查适当进行调整。3.3.2.2超前小导管超前小导管采用机械顶进法施工,以减少成孔过程中地面沉降。超前小导管注浆加固支护施工工艺见图4-3-3。现场加工小钢管,喷射砼封闭岩面,风动凿岩机钻孔,并用风动凿岩机的顶推力将小导管推送入孔,测斜仪控制钻孔角度,注浆泵压注水泥浆。小导管采146、用外径42mm钢花管,管壁四周按15cm间距梅花形钻设8mm压浆孔,钻孔角度、深度、密度及浆液配比符合设计要求,注浆压力符合规范要求。超前小导管以紧靠开挖面的钢架为支点,小导管尾段与格栅钢架焊联,打入钢管后注浆,形成管栅支护环。施工准备顶进小导管设备准备管材加工材料准备机具准备地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案浆液选择配比试验注浆参数喷混凝土封闭掌子面注浆注浆站布置浆液配制安孔口止浆塞连接止浆管开挖图4-3-3超前小导管施工工艺流程图3.3.2.3中空锚杆中空锚杆施工工艺见图4-3-4。施工准备:严格按照设计要求选择专业厂家订购注浆锚杆,并进行相关试验,确保锚杆体的抗拉拔力满足设计要147、求。注浆浆液采用水泥浆或水泥砂浆,施工准备阶段主要完成有关水泥相关试验和水质化验,进行浆液配合比设计及相关试验。放样:锚杆孔开孔前先做好量测工作,按设计要求布孔并做好标记,开孔偏差不大于10cm;锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求。施工准备中空锚杆订购中空锚运输注浆材料试验、进场浆液配合比设计锚杆钻孔定位钻机就位钻孔高压风清孔安装锚杆杆体组装锚杆杆体安装止浆塞、垫板、螺母钻孔孔深检测长度检测管注浆进入下一道工序注浆检查浆液拌制注浆站布置浆液运输合格不合格图4-3-4中空注浆锚杆施工工艺流程图成孔:采用凿岩机钻孔。锚孔位置、方向、直径严格控制,锚孔钻完后用高压风清孔。清孔完成后进行锚孔位置、方向148、直径检查,检查锚孔是否平直畅通,不合格的孔位重新钻孔。锚杆安装:组装注浆锚杆杆体,安装可测长锚头、长度检测管。人工辅助凿岩机安装,锚杆边旋转边送入锚孔。当与水平线倾角超过45时,采用带防憋气联接套的注浆锚杆,锚杆组装时安装防憋气联接套、排气管;当与水平线倾角小于45时,采用一般注浆锚杆。安装锚杆垫板时确保垫板与锚杆垂直,并与初喷砼面密贴紧压。锚杆安装后,不得随意敲击,3天内不得悬挂重物。注浆:利用专用高压注浆泵通过锚杆杆体预留通道接孔口注浆。当与水平线倾角超过45时,利用排气管排气;当与水平线倾角小于45时,自然排气,确保锚杆孔内注浆饱满。注浆采用水泥浆,水灰比0.40.5:1。根据已有资料149、进行工程类比及现场渣体注浆试验情况选定注浆压力范围,确定浆液扩散半径大小。3.3.2.3砂浆锚杆砂浆锚杆施工工艺流程见图4-3-5。钻孔:凿岩机配合锚杆钻机进行钻孔,锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定,孔深偏差值不大于50mm。用高压风冲洗、清扫锚杆孔,确保孔内不留石粉,不得用水冲洗钻孔。注浆:浆液采用灰浆搅拌机按配合比拌制。在钻孔结束后,通过注浆设备将浆液注入到孔内,在浆液饱满后,停止注浆。采用单管注浆法。单管注浆时,将注浆管插入锚杆孔底510cm,随水泥砂浆的注入缓缓退出,随即迅速将杆体插入,锚杆插入的过程中砂浆被挤压溢出,说明砂浆饱满,密实度合格,必要时用大锤打击,最后孔口堵塞最佳。安装:150、在注浆结束后,通过凿岩机的推进器把锚杆插入到锚杆孔中,并加设垫板拧紧。锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天不得悬挂重物。3.3.2.4钢筋网按设计要求在加工棚分块制成钢筋网片,网格尺寸按设计要求焊制,人工铺挂,钢筋网在初喷2cm厚混凝土后设置,并同系统锚杆固定牢固。钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜,其保护层大于2cm。搭接长度为12个网格。施工准备锚杆孔位放样钻孔角度定位钻孔设备就位钻锚杆孔锚杆制作准备注浆材料注浆设备就位清孔锚杆成孔检查搅拌砂浆注浆插入锚杆、加垫板拧扣安装锚杆及排气管锚杆抗拔力检查验收砂浆饱满度检查图4-3-5砂浆锚杆施工工艺流程图在开始喷射时,适当缩短喷头至受喷面的距离,151、并适当调整喷射角度,使钢筋网背面混凝土达到密实。3.3.2.5格栅钢架格栅钢架施工工艺见图4-3-6。初喷清除底脚浮渣定位锚杆施工高程测量钢架加工、质量验收钢架预拼台架上安装钢架定位锚杆焊连定位加设鞍形垫块安装纵向连接筋隐蔽工程检查验收包裹底脚连板喷混凝土图4-3-6格栅钢架安装施工工艺流程图钢架在钢筋加工棚制作,加工成节,采用机械运至现场,在安装台架上安装就位,并与锚杆及纵向连接钢筋焊连。安装前分批按设计图检查验收加工质量,不合格禁用。清除干净底脚处浮渣。按设计焊连定位筋及纵向连接筋,段间连接安设垫片拧紧螺栓,确保安装质量。严格控制中线及标高。拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块,确保岩面与拱架密152、贴。确保初喷质量。拱架安装后不能发生扭曲变形。3.3.2.6喷射混凝土湿式喷射混凝土施工工艺见图4-3-7。投料搅拌23min湿喷机喷射混凝土筛网阻止超径石子气压0.20.25MPa水压0.4MPa外加剂水泥:100kg砂:S100石子:G100水:W/C=0.40.5图4-3-7湿式喷射混凝土工艺流程图喷射混凝土采用湿喷机来完成,在喷射混凝土之前按照规范和标准对开挖断面进行检验。原材料要求,水泥:采用42.5普通硅酸盐水泥。砂:中粗砂,细度模数大于2.5用5mm筛网过筛。碎石:使用前用5mm和15mm筛网分别筛去石粉和超径骨料。减水剂:为满足砼坍落度及品质要求,选用高效减水剂,减速水剂掺量一153、般为水泥重量0.4%1.0%。特种速凝剂:根据试验选用。喷头距岩面的距离为0.6m1.2m,喷头垂直受喷面,喷初期支护钢架、钢筋网时,将喷头稍加偏斜。喷射路线自下向上,分区、分段“S”形运动,喷头作连续不断的圆周运动,后一圈压前一圈1/3,螺旋状喷射,螺旋直径约为2030cm,以保证混凝土喷射密实。同时掌握风压、水压及喷射距离,减少回弹量。喷射混凝土厚度5cm时分层作业,第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝1h后进行,需冲洗第一层混凝土面。初次喷射先找平岩面。喷射混凝土终凝2h后,进行喷水养护,养护时间不少于7d。有水地段喷射混凝土采取如下措施:当涌水点不多时,可设导管引排水后再喷射混凝土;当154、涌水量范围较大时,可设树枝状排水导管后再喷射混凝土;当涌水严重时可设置泄水孔,边排水边喷混凝土。增加水泥用量,改变配合比,喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近,在涌水点安设导管,将水引出,再向导管附近喷砼。当岩面普遍渗水时,可先喷砂浆,并加大速凝剂掺量,初喷后再按原配合比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施,将水引导疏出后再喷混凝土。3.4联络通道施工3.4.1工程概况根据区间隧道安全疏散要求,两条单线区间隧道之间应设置联络通道,相邻两联络通道之间的距离不应大于600m。两岸陆域段分别有长约878m和813m的分离双线隧道段,故在其中部的左、右线之间K31+300位置设置联155、络通道,在发生灾难或事故时,以便乘客通过联络通道疏散至隔壁安全隧道内。联络通道采用矿山法开挖,采用复合式衬砌。初衬采用网喷混凝土、锚杆联合支护,二衬采用模筑C45混凝土衬砌;在初支与二衬之间设置防水层,采用400g/m2的无纺布保护层与2.0mm厚ECB防水板的防水层。横通道断面为4.04.334m,长度7.9m。联络通道内设并列反向开启的甲级防火门,门扇的开启不得侵入限界。3.4.2施工方法和工序安排联络通道位于K31+300处,在主洞掘进超过联络通道1520m的安全距离后再开挖联络通道,联络通道的贯通有利于人员与机械、材料的调配。3.4.2.1开挖与支护横通道暗挖施工遵循“管超前、严注浆、156、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十八字原则。横通道段均采用正台阶法。为利于支护尽早封闭,控制地表沉降,在拱部超前小导管的保护下,采用上半断面留核心土、弧形导坑方式开挖,开挖循环进尺为1m,随挖随立钢筋格栅,挂网喷射砼,下半断面以正台阶法一次开挖到底,边开挖边接长环向钢筋格栅喷射砼支护,仰拱及时封闭,与边墙支护间距保持2-3m,施工工艺见图4-3-8。马头门施工开挖与支护二次衬砌人防门施工图4-3-8横通道施工工序流程图联络通道开口:联络通道开口存在力的转换与平衡,开口周边存在应力集中,在联络通道口部施作钢筋环框形成钢筋砼环框加固,形成横通道开口初期支护环框门;然后按横通道开挖和支护的施工步骤157、进行开挖和支护。开口首先施作横通道拱部超前注浆小导管,超前注浆加固;破除初期支护,若该部正面地层不稳时,可从上至下边破除边在正面喷射砼封面;开挖工具:均用风镐、铁镐、铁锹等手工工具,尽量减少爆破作业。3.4.2.2工序安排采用台阶法进行横通道的开挖与支护;在横通道的开挖与支护完成后,立即进行二次模筑砼衬砌;在正洞施工完成后施作人防密闭隔断门。3.4.2.3衬砌结构变形缝和施工缝的处理横通道地段不设置结构变形缝,二次衬砌环向一次整体浇筑,无水平施工缝。3.4.2.4其他通道超前注浆小导管、喷射砼、结构外层防水及二次衬砌等施工方法与工艺见区间隧道施工方法与工艺。3.5隧道防排水施工3.5.1结构防158、水原则及标准隧道结构防水施工遵循“以堵为主,限量排放,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理”的原则。设防等级及标准为:区间隧道及设备房间防水等级二级,结构不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,总湿渍面积不应大于防水面积的2/1000,任意100m2防水面积上湿渍不超过3处,单个湿渍的最大面积不大于0.2m2;其中隧道工程平均渗水量不大于0.05L/(m2.d),任意100m2防水面积上的渗水量不大于0.15L/(m2.d);隧道二次衬砌采用砼结构自防水体系,以结构自防水为根本,加强混凝土结构抗裂防渗能力,其抗渗等级P12;防水混凝土结构厚度不小于300mm。严格控制混凝土入模塌落度和入模温度,混159、凝土产生的裂缝宽度不大于0.2mm,不允许出现贯穿性裂缝;隧道建成后稳定涌水量控制标准按0.4m3/dm。区间隧道防水设计见附图九附图十四。3.5.2防水设计防水措施包括:通过综合超前地质预报超前探水,采取超前注浆改善围岩的渗透性,控制渗透量;初支和二衬之间设缓冲层和防水板;二次衬砌采用防水混凝土;设置二次背后注浆系统。通过这些防水措施保证防水系统的可靠性,具体措施如下:3.5.2.1首先通过超前地质预报系统分析前方地层出水情况主要以超前探孔探水,结合TSP超前地质预报系统等物探手段,综合了解前方开挖掌子面的地质及涌水量情况。3.5.2.2采用预注浆方式,将隧道开挖断面周围的涌水或渗水封堵于结160、构外。根据超前地质预报分析结果,结合前方围岩破碎的程度、出水情况,采用全断面注浆、周边帷幕注浆、局部注浆、裂隙等方式封闭基岩中输水裂隙和涌水空间;开挖完成后根据出水情况,进行径向注浆、局部注浆。压注材料主要采用耐久性较好的普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、特制硫铝酸盐水泥单液浆等。3.5.2.3防水层设计半包限量排放设计:隧道初期支护与二衬之间拱墙设400g/m2无纺布+2mm厚ECB防水卷材,仰拱设置1.2mm厚凹凸排水板,拱墙环向每5m设置0.5m宽1.2mm厚凹凸排水板带。无仰拱隧道防水设计:拱墙设400g/m2无纺布+2mm厚ECB防水卷材+0.5m宽1.2mm厚凹凸排水板带(间距0.5161、m);设置300mm厚C50钢筋混凝土底板,垫层厚度150mm。防水板的搭接采用双缝焊接工艺,防水板铺挂采用同材质垫片焊接固定以保证防水板的施工质量。3.5.2.4加强结构的自防水功能,封闭少量渗水在初期支护和二次衬砌的流动二次衬砌混凝土采用耐久性防水混凝土,防水混凝土抗渗等级P12,结构厚度不小于300mm。严格控制混凝土入模塌落度和入模温度,以减少温差收缩和干燥收缩带来的不良影响。混凝土产生的裂缝宽度不大于0.2mm,不允许出现贯穿性裂缝。3.5.3排水3.5.3.1排水系统设计运营期间隧道内的主要水来源为围岩裂隙水、清洗用水和消防废水,排水系统由环向排水板、纵向排水管、横向泄水管和玻璃钢162、管、轨道排水沟组成。在隧道初期支护与二次衬砌之间拱墙范围防水卷材、无纺布和凹凸排水板等渗水层,结构渗水通过隧道两侧DN100双壁波纹纵向排水盲管汇集,然后通过100mm的横向PVC泄水管汇到隧道内排水沟。无仰拱地段底板下设置纵向及每10m设置一道横向的DN100双壁波纹纵向排水盲管,将底板下渗水汇集至两侧的排水管沟内。围岩渗水、清洗和消防水通过道床两侧的排水沟,一起汇入隧道内设置的废水池(3号风井处废水泵房汇集两岸陆域段废水,隧道最低点设置的海底泵房汇集海域段废水),通过泵送排出洞外。3.5.3.2排水系统的维护针对可能产生的隧道排水系统的堵塞,必须考虑排水系统的可维护性,避免由于排水系统堵塞163、而导致衬砌背后的水压力上升,对结构安全造成的隐患。为保证排水系统的可维护性,纵向排水盲管需符合高压冲洗的力学性能指标,且要有较好的透水性,不容易堵塞。沿隧道纵向每隔80m设置一个检查井(隧道左右侧间隔布置),同时对此处的横向泄水管进行维护。维护检修在检修井处采用小型高压水射流清洗设备及专用喷头、靠高速水流,切割击碎结垢物,并随高压水流排出管道,流入检修井,将管内彻底清洗干净,必要时采用特殊机械接头清除障碍物。3.5.4防水施工为达到规范中对防水的要求,做到隧道拱部、边墙不滴不渗,采用防水板无锚钉双焊缝铺设方法。防水板无锚钉铺设施工工艺流程见图4-3-9。3.5.4.1防水板洞外下料及焊接防水板164、按环进行铺设根据设计断面、规范规定的搭接尺寸及一个循环的长度来确定防水板的下料尺寸;将剪裁好的防水板平铺,按规范要求搭接,再焊接成一个循环所需要的防水板;对焊接好的防水板进行抽样检查,合格后将一个循环的防水板卷成筒状待用。防水板的铺设:铺设防水板在铺设台架上进行。铺设台架采用结构简单的临时支架,使用工地现有的材料加工制作。其上部采用70mm钢管弯成与管廊拱部半径相似的支撑架,用丝杆与台架连接,以便其升降;走行部分采用雪撬式。程序如下:防水板剪裁下料铺设质量检查洞外粘结(或焊接)放气并取出气囊接缝检查降下支撑架铺设台架就位相邻循环接缝处理沿拱顶纵向设置气囊悬承铁丝从台架上纵向辅设铁丝气囊充气将防165、水板辅设在台架升起支撑架图4-3-9隧道防水板无锚钉施工工艺流程图防水板铺设台架移至作业地段就位。沿隧道拱顶中心线纵向铺设尚未充气的圆柱形气囊。在支撑架上纵向铺设悬承用的6圆钢拉丝和8#铁丝。将一个循环长度卷成筒状的防水板置于支架中央,放开防水板使之自由垂落在支撑架两侧。旋转丝杠将支撑架升起,使防水板尽量紧贴隧道壁面。给气囊充气。卸掉上一循环固定悬承拉丝的膨胀螺栓,将上一循环的拉丝露头与本循环的拉丝逐根相连,张拉铁丝将防水板与壁面贴紧,之后将悬承拉丝的另一端固定在临时膨胀螺栓上。悬承顺序为先拱后墙、由上而下进行,考虑到拱部受力较大及悬要求承拉丝有一定的弹性变形,拱顶及两侧拱脚各设2道6圆钢悬承166、。相邻循环防水板之间的搭接缝,采用15cm宽的三合板置于锚喷面与前一组防水板端头作为焊接平面,边焊边沿环向移动三合板,焊接完成后撤出三合板。旋转丝杠下降支撑架,放掉气囊中的空气,取出气囊。3.5.4.2施工要点焊接防水板时要确保质量,焊接后必须经过严格检查,确认合格后方准铺设。在铺设过程中,如发现防水板有戳破处应及时修补。两个循环接头处焊接应有专人负责检查,以确保接缝质量。二次衬砌立模完成后,一定要对防水板进行全面检查,确认良好后再灌注混凝土。灌注混凝土时要想方设法防止破坏防水板。3.5.5施工缝、变形缝防水施工由于海底隧道所处特殊环境为保证衬砌结构的防水能力,隧道主体遇地层突变时首先应采取一167、定的结构加强措施,控制隧道纵向不均匀沉降对结构所产生的影响,尽量少设或不设变形缝;在与风道、变电所、泵房等结构交叉处需设置变形缝。隧道变形缝设三道防水线进行防水。第一道为结构外防水层,第二道为结构混凝土中部埋设中埋式止水带,第三道为后装止水带和接水槽(结合模板施工时按设计预留凹槽)。隧道环向施工缝根据模板台车的长度每10m一道,纵向施工缝每个断面两道,设置在拱墙下部。隧道环向施工缝采用背贴式止水带+中埋式止水带的防水方式。纵向施工缝采用中埋式止水带。施工缝:施工缝防水方案的选定应根据结构防水设防等级和不同部位确定。墙体纵向施工缝不应留在剪力与弯矩最大处或底板与侧墙的交接处,应留在高出底板表面不168、小于300mm的墙体上。混凝土结构施工缝的设置间距对结构开裂影响较大,环向施工缝的设置间距宜不大于18m。施工缝防水材料:施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带为平蹼型。止水带的宽度均为35cm,钢板为镀锌钢板,厚度1mm。施工缝防水见图4-3-10。2341钢边橡胶止水带、2喷射混凝土衬砌、3缓冲层和防水板、4防水混凝土结构、5背贴式止水带、6纵向施工缝1123456图4-3-10施工缝施工示意图变形缝:变形缝防水方案的选定应根据结构防水设防等级和不同部位确定。结构施工时,在顶、侧墙(拱)部有条件时,变形缝两侧的混凝土表面预留凹槽,凹槽内设置不锈钢板接水盒,便于对渗漏水及时引排。变形缝防水材料:变形169、缝采用中埋式钢边橡胶止水带为中孔型。止水带宽度均为35cm,橡胶厚度10mm,钢板为镀锌钢板,厚度为1mm。施工缝防水见图4-3-11。外贴式止水带采用350mm宽中孔型橡胶类止水带。变形缝嵌缝采用双组分聚硫密封胶,断面为20mm10mm。11224331钢边橡胶止水带、2变形缝衬垫板、3外贴式止水带、4聚硫密封胶。图4-3-11变形缝施工示意图3.6施工辅助措施3.6.1供风前期在斜井口附近设置2台22m3/min电动空压机,供应斜井开挖支护施工所需高压用风;在竖井与隧道主洞贯通后,将高压风站移至竖井口附近,设置6台22m3/min电动空压机,供陆域地段与海域地段开挖支护所需高压用风;高压风170、站设置于竖井位置可以有效的减少高压风管的长度,减少风压损失。隧道开挖面工作风压不小于0.5MPa。高压风管采用200mm的无缝钢管,设在边墙底脚处,管子下面采用托架将其托起,托架固定在底脚的边墙上。随着洞子的延伸,高压风管分段接至工作面附近,在管端安装闸阀以便接至用风机具,闸阀至用风机具之间用高压皮管连接。3.6.2供水根据现场情况,施工用水采用100mm钢管直接从市政管线预留接驳口接入,在洞口附近设置增压水池,采用HYGS型变频调压供水设备供水的方案,铺设100mm钢管输水供隧道用水。3.6.3施工供电施工用电可根据需要从就近的电力线自设变压器引入。施工前期采用自发电,电力线路接通后,采用电171、网供电。隧道竖井口处设一座变、配电站。同时在竖井口设置一座发电站,在电网电力不足、线路维修等情况下供隧道施工用电。电线按施工高潮期最大用电量选用。为了便于修理、避免干扰、保证安全,电线与风管、水管和通风管保持一定距离,并悬挂在隧道的不同侧壁。3.6.4施工照明采用新光源洞内外照明,新光源采用低压卤钨灯、高压钠灯、钪纳灯、纳铊铟灯等。新光源照明具有安全性能好,能大幅度提高施工现场及工作面的照明亮度,创造良好的照明环境,保证施工操作质量。设置固定式照明设备,并设置应急照明设备,应急照明灯具安装间隔不大于50m且必须在供电中断时能自动接通并能连续工作2h以上。3.6.5通风、降尘3.6.5.1通风施172、工方案施工通风是隧道施工的重要辅助工序之一。合理的通风系统、理想的通风效果是地下工程快速施工和施工人员身心健康的重要保证。设计科学、先进、合理的通风系统,配置高效的通风机械是解决地下工程施工通风难题的根本。此外,高水平的施工通风管理也是保证通风效果的一个不容忽视的问题。地下隧道开挖一般采用机械通风方式(压入式、抽出式、混合通风),本工程主要采用压入式通风方式,并加快竖井的施工进度,利用竖井辅助通风,以加强主洞的通风效果。3.6.5.1.1施工通风设计流程及原则施工通风设计流程:通风设计流程见图4-3-12。施工前调查、现场调查、采样试验、 现场试验全断面施工、无轨运输掌握有害气体的种类及数量,173、缺氧空气、高温高热、爆破后气体、灰尘、焊尘等自然通风强制通风(管道式、压入式、抽出式)选定风机风管确定洞内施工设备及人员数量选定通风方式维修管理通风效果检查施 工洞内结构形式通风长度断面积断面形状图4-3-12通风设计流程图施工通风设计原则:在充分研究同类工程和以往隧道工程施工通风经验的基础上,进行通风系统设计比选、优化。从经济、维修方便的角度出发,选用国产先进节能通风设备。在满足通风效果的前提下,尽量采用同种型号的风井产品。在净空允许的情况下,尽量采用大直径风管,减少能耗损失。通过适当增加一次性投入,减少通风系统的长期运行成本。3.6.5.1.2通风要求根据DL/T5099-2011水工建筑174、物地下开挖工程施工技术规范提出洞内通风要求与标准。卫生标准:有害气体容许浓度:规范第12.1.1款规定,施工过程中,洞内氧气按体积计算不应少于20%,有害气体和粉尘含量应符合表4-3-2的标准。表4-3-2空气中有害物质的最高容许含量名称最高容许浓度附注按体积%按重量mg/m3二氧化碳(CO2)0.5一氧化碳的最高容许含量与作业时间一氧化碳(CO)0.0024301h以内50氮氧化合物换算二氧化氮(NO2)0.0002550.5h以内100二氧化硫(SO2)0.0005151520min200硫化氢(H2S)0.0006610反复作业的间隔时间应在2h以上醛类(丙烯醛)0.3含有10%以上游离175、SiO2的粉尘2含80%以上游离SiO2的生产粉尘不宜超过1 mg/m3含有10%以上游离Sio2水泥粉尘6含有10%以上游离的sio2其它粉尘10风速与温度:技术规范规定,洞内平均温度不应超过28,根据不同温度,可按表5-8-2调节洞内风速。风速要求:相关规范规定,工作面附近的最小风速不得低于0.15 m/s,最大风速不得超过以下规定:主洞、竖井、斜井:不得超过4m/s;运输与通风洞:不得超过6m/s;升降人员与器材的井筒:不得超过8m/s;此外,专用通风洞、井最大容许风速15 m/s。表4-3-3温度与风速关系温度()15以下1520202222242428风速(m/s)0.251.01.176、01.52.0需风量要求:开挖时需要的通风量,应根据下列要求分别计算,取其中最大数值。按洞内同时工作的最多人数计算,每人每分钟供给3.0m3的新鲜空气。按爆破20min内将工作面的有害气体排出或冲淡至规范容许浓度计算,每千克炸药爆破后,可产生折合成40L一氧化碳气体。洞内使用柴油机械时,可按每千瓦每分钟4m3风量计算,并与同时工作的人员所需的通风量相加。计算通风量时,漏风系数可取1.21.45。计算的通风量,应按最大最小容许风速和相应洞内温度所需的风速进行校核。3.6.5.1.3通风方式和通风系统布置通风方式:本合同段分为陆域地段与海域地段施工,通过斜井到达掌子面,海域方向1950m,陆域方向177、1250m,采用钻爆法施工,采用液压钻孔台车钻孔,大型装载机、挖掘机配备自卸车出渣。根据以往隧道施工通风的经验,结合本工程现场实际情况及工程特点,分二阶段进行施工通风:第一阶段:斜井以及陆域地段隧道开挖至竖井位置时施工阶段,采用独立的轴流压入式通风方式;在施工斜井口安装1台142AD-SE110的轴流式通风机,通风量3000m3/min。通过2200mm风管向洞内压入空气,压入式风筒随开挖面向前移动。第二阶段:当斜井开挖完成,陆域方向主洞开挖至施工竖井位置时,将通风机放置于竖井位置,由竖井向洞内通风,以减少通风距离。通风系统布置:第一阶段在施工斜井洞口布置1台通风机,采用压入式通风方式。第二阶178、段在施工竖井口布置2台通风机,采用压入式通风方式。3.6.5.1.4通风计算及通风设备选型设计参数:施工期间通风主要为第二阶段主洞钻爆法施工阶段,从经济、维修方便的角度出发,在满足通风效果的前提下,为了尽量减少风机的品种、型号,第一阶段利用第二阶段的风机及风管,以下对第一、二阶段通风进行计算。通风计算、风管直径选择及风机选型及配置:第一阶段施工通风计算(施工斜井施工通风计算):风量计算:按允许最低平均风速计算:取主洞开挖断面积A=82.9m2,允许最低平均风速0.15m/s需风量Q1=VA=0.1582.9602=1492.2m3/min按作业人数取40人:Q2=3.040=120m3/min179、按稀释炮烟计算:取一次爆破炸药量G=352Kg,炮烟抛掷长度L0=15+G/5=85.4m,爆破后通风时间20min。爆破后为了排除废气所需通风量可用下式计算:Q=7.8G(AL0)21/3/t=7.8352(82.9952)21/3/20=1730m3/min按稀释内燃设备尾气计算:假设在装石渣作业时,同时运行的重车2辆,空车2辆,装载机功率154Kw,荷载系数0.7,自卸车的功率为206Kw,重车的荷载系数0.8,空车荷载系数0.3,则同时运行总功率:W=22060.8+22060.3+1540.7=561.0Kw取功率供风系数4.0m3/min.Kw,则要求风量:Q4=4.0561.0=180、2244 m3/min。以上计算中,稀释内燃设备尾气要求风量最大为2244m3/min,与同时工作的人员所需的通风量120m3/min相加为2364m3/min,初步确定风机设计风量2400m3/min。通风方式:采用单机柔性通风管道压入式通风。通风设备选择:选取通风管直径D=2.2m,施工竖井最大通风长度约为1950m,管道漏风系数按照规范取1.25。取通风管道摩阻系数=0.0022kg/m81950m管道风阻系数:Rf=6.50.00221950/2.25=0.541 N.S2/m8管道风流压力损失:hf=RfQ2/PL=0.541402/1.25=692.5Pa可选用天津市通创风机有限公181、司生产的142AD-SE110型通风机,设计风量2400m3/min,全压2000Pa,电动机功率115kW,双极调速;配用2.2m通风软管。第二阶段施工通风计算:按允许最低风速计算:开挖断面积A=82.9m2,工作面附近的最小风速不得低于0.15m/s计算。Q1=V.A =0.1582.9602=1492.2m3/min按排除炮烟计算:1个工作面同时爆破的炸药量取352kg。炮烟抛掷长度:L0=15+G/5=15+352/5=85.4m取爆破后通风时间30min,则工作面要求风量:Q2=7.5*G*(AL0)21/3/t=7.5*2*352*(82.9*85.4)21/3/30=819.9m182、3/min按稀释内燃设备尾气计算:设车辆在洞内行驶速度为15km/h,装满一辆的循环时间为2min计算,则装渣作业时,地下隧道约1000m距离内运行的重车1辆,功率206Kw/台,空车2辆。重车载荷系数0.8,空车载荷系数0.3,装载机2台,功率154Kw,载荷系数均取0.7,实际使用的总功率:W=2060.8+22060.3+21540.7=504Kw取功率供风系数4.0m3/min.Kw,要求供风量:Q3=4.0504=2016m3/min,取Q3=2100m3/min。以上计算中,稀释内燃设备尾气要求风量最大为2100m3/min,初步确定风机设计风量2400m3/min。通风设备选择:183、结合各施工阶段通风计算及各阶段通风设备选择,满足通用、合理、经济合理的要求,各阶段通风机尽量能通用,各阶段通风设备选择见表4-3-4。表4-3-4各阶段通风设备表通风阶段施工情况通风机型号通风机功率备注第一阶段斜井施工142AD-SE110型1台设计风量2400m3/min;全压2000Pa,电动机功率115kW/台,双级调速,配用软管2.2m软管接力通风第二阶段隧道施工142AD-SE110型2台设计风量2400m3/min;全压2000Pa,电动机功率115kW/台,双级调速,配用软管2.2m软管利用第一阶段142AD-SE110型1台3.6.5.1.5设备安装用架子车升降、吊装风管,吊具184、焊接在洞壁的砂浆锚杆上,按照5米间距埋设吊挂锚杆,并在杆上标出吊线位置,再将8mm的盘条吊挂线拉直拉紧焊接于锚杆上,将6mm的盘条弯成“V”形,跨于吊挂线上,两端分别挂于软风管两侧的吊环,要求6mm“V”形盘条长短一致。这样就可保证风管安装达到平、直、稳、紧,不弯曲、无褶皱,减小通风阻力。3.6.5.1.6通风监测监测内容:内燃机废气排放浓度及净化效果测试:内燃机怠速状态下;内燃机空载运行加添加剂前后比较;内燃机洞内运行加添加剂前后比较;在内燃机废气排放口1.51.0m处测定烟黑度及CO排放量。洞内尘毒测试:爆破后10分钟、30分钟、60分钟,离掌子面不同距离处选点测粉尘浓度,CO浓度,NO和185、H2S浓度,喷锚作业时粉尘浓度和噪音;装运渣时,洞内烟度及CO浓度,NH3浓度。管道通风测试:管道的静压、动压、风速、风量和风机处噪音。其它指标测试:洞内外湿度、温度、气压及含氧量。测试仪器:粉尘浓度测定根据GB574885作业场所空气中粉尘测定方法测定1.5m高处人员呼吸带的浓度,主要器材有粉尘采样器、0.0001g电子天平、箱形电炉、秒表、过氯乙烯纤维滤膜。有害气体测定在各检测点距地面1.5m高进行,采用气体检测仪进行。通风系统性能在风机气流稳定的直管段处测定风机的风量、风压、系统阻力、管内风速,主要仪器有毕托管、压力计、微压表、大气压力计、干湿球湿度计等。3.6.5.1.7通风管理施工通186、风管理水平的高低,是影响通风质量的关键因素之一。洞室内通风效果不好,除了通风系统布局不合理、风机风管不匹配等技术原因外,主要原因还是通风管理不善,管道通风阻力大,使开挖工作面得不到足够的新鲜风流,沿途污浊空气不能及时排出洞外。因此,必须以“合理布局,优化匹配,防漏降阻,严格管理,确保效果”二十字方针,作为施工通风管理的指导原则,强化通风管理。通风组织与相关管理制度:为确保通风正常运行,项目部将组建专业通风班组,小组归属保障队的风水电工班。其中组长一人,成员5人。主要职责是负责风机的日常管理、维修、风筒的延长、风筒漏风的修补等工作。在工作中,建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度,通风班组187、全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修,严格按照通风管理规程及操作细则组织实施。项目部定期根据通风质量给通风班组兑现奖惩办法。施工产生的粉尘应进行综合治理,除采用常规的机械通风、湿式凿岩、放炮喷雾、出渣洒水、冲洗岩面等措施外,还可以采取局部净化的方法,控制尘源所产生的粉尘扩散。进洞车辆推广使用低污染柴油车辆,并尽量减少进洞内燃车辆的数量,以减少废气排放量。防漏降阻措施:风管要以长代短。每段软风管长度由2030m加长至50100m,减少接头数量,并严格按操作规程执行,以减少漏风率。以大代小。在净空允许的条件下,尽量采用大直径软风管。以直取弯。在掘进过程中,按照5m间距埋设吊挂锚杆,并在杆上标188、出吊线位置,再将8mm的钢丝绳吊挂线拉直焊接于锚杆上,将6mm的盘条弯成“V”形,跨于吊挂线上,两端分别挂于软风管两侧的吊环,要求6mm“V”形盘条长短一致。这样就可保证风管安装达到平、直、稳、紧,不弯曲、无褶皱,减小通风阻力。软风管在储存、运输过程中要注意保护,避免造成人为损伤和机械损伤,从而减少漏风量。通风管线路的终点距工作面不应大于30m,必要时应在通风管上设置中间接力风机,以保证良好的排出污染空气。此外,加强风管的检修,检查内容包括悬挂是否完好、接头连接状况、风管有无破损等,对存在的问题及部位做好记录并及时处理。3.6.5.2降尘方案在各进洞施工通道及进风口附近公路进行经常性洒水,严格189、控制施工粉尘及空气污染源;靠外洞口段通风布置注意避免产生“死循环”,可采取增设射流风机、风帘阻断不利循环等措施,保证进风质量。优选风机并结合机械性能、洞室特点选定最佳接力步距和布置线路,减少风量沿程损失。主要设备优选电动和液压设备,内燃机设备均配置空气过滤净化器,主要运输设备废气排放达标。开挖钻孔及喷混凝土均采用湿法工艺,在开挖工作面及运输通道适时进行喷雾或洒水除尘,减少洞内污染源。优化爆破设计,减少爆破单耗,降低爆破耗氧、控制爆破废气释放量。3.6.5.2.1通风排烟系统运行与管理采用强力轴流风机通风,设专人对洞室通风进行管理,在通风孔未贯通前始终开启通风设备,从施工安排上尽量提前贯通竖井,190、以便形成良好通风循环,改善洞室通风条件。配置有害气体的监测、报警装置和喷雾降尘装置,爆破通风散烟后,洒水将爆渣浸透。加强对相通洞室同时施工工作面爆破时间控制,保证同时散烟除尘,改善洞内烟雾和粉尘浓度,加快施工进度。加强对进洞机械的维修保养,建立专门的维修班,对洞内施工机械定期保养、检查,提高内燃机柴油的燃烧率。慎重选择油料及柴油添加剂。施工中使用含硫量低的柴油品牌,并选用适用的柴油添加剂以降低一氧化碳的排放浓度。对部分机械进行机外净化,配备有催化剂的附属箱,将其连接在尾气排放管,把发动机排出的废气用催化剂和水洗的办法来降低其中的有害气体。洞内造孔设备采取湿式凿岩,喷射混凝土采用湿喷法施工。根据191、洞室开挖实际需风量及时调节风机运行功率,在爆破后排烟及出渣期间通风机全功率开启,其余工序作业期间相应减小通风机负荷,或根据实际情况间歇通风,在保证通风效果的情况下,节约能源及设备。加强对进洞机械的维修保养。建立专门的维修班,对通风机械定期保养、检查,确保通风机械处于良好的运行状态。洞室施工进风口与出风口在空间上完全避开,以免压风过程中,排出的污浊空气被重新压入洞室。提早贯通竖井,形成良好的通风循环系统,充分利用自然通风,从而减轻机械强制通风负荷。风筒均采用新购,并尽量采用硬风筒,以减少通风风损。定期不定期进行通风设备的电源开关及供电线路的安全检查,出现开关损坏或线路破皮、落地等问题时,及时更换192、电源开关,修补破损线路并将落地线路进行架空处理。确保通风设备的安全正常运行。安排专人进行通风管路的日常观测及维护。当风筒出现破损、接口脱落等现象时,将通风机关闭电源停止运转后安排人员进行风筒更换和连接等处理,处理完毕并且维护人员撤离工作部位后方能重新通电供风。在风机周围使用隔离设备,并设置安全标示牌。在通风孔周围使用安全防护栏及安全防护网,防止孔、井堵塞。3.6.5.2.2粉尘及有害气体防治洞室施工中对作业环境和人员危害较大的主要为开挖过程中产生的爆破扬尘、出渣扬尘,爆破后及施工机械排出的废气中的有害气体。为了确保作业环境满足要求,保证施工作业人员的安全,拟采用以下措施进行主动和被动防护。施工193、防尘:90%的粉尘来自凿岩作业,其次是由爆破产生,装渣、运输所占比例较少。隧道施工防尘的主要方法是湿式凿岩作业、喷雾洒水降尘、机械化正常通风及加强个人防护等。在施工现场,布置粉尘收集监测装置,定时进行粉尘浓度检测;设立固定方向和流动的监测站,根据监测数据加强各项粉尘控制措施。施工防尘采用湿式凿岩设备,利用高压水湿润岩粉,变成岩粉浆液,冒出炮孔,防止岩粉飞扬。施工降尘采用水幕降尘:水幕降尘,就是把水雾化成微细水滴并喷射到空气中,使之与尘粒碰撞接触,则尘料被水捕捉而附于水滴上,或者被湿润的尘料互相碰撞而凝聚成大颗料,从而加快了其沉降速度。具体实施时在距掌子面一定距离设置几道水幕,水幕降尘器设置在边194、拱上,爆破前5min打开水幕开关,放炮30min后关闭。出渣防尘:压力水洗岩帮。爆破后出渣前,用水枪在掘进工作面自里向外逐步洗刷隧道顶板及两帮。水枪距工作面1520m处,水压一般为0.30.5MPa。装渣洒水:在装渣前向渣堆不断洒水,直到石渣湿透。对干燥的石渣,其洒水量可取48L/m3;如果石渣湿度大,可以少洒水或不洒水。加强通风:采用大功率轴流通风机供给工作面新鲜风,加强通风管路,减小漏风率。喷混凝土防尘:采用湿喷工艺,填加粘稠剂、速凝剂等外加剂,加入合成纤维也可降低回弹率。严格按照喷射混凝土操作规范控制风压,一般控制在0.15MPa以内。在喷射混凝土工作面设局部风机和集尘仪。个人防护:掘进195、装渣及其他辅助作业工人佩带防尘口罩。喷射混凝土工作人员佩带附有净化器和呼吸器的防尘口罩。有害气体控制和防护:开挖中产生的有害气体来源主要为爆破产生的废气和出渣的燃油机械排除的废气,还有围岩开挖后可能释放的有害气体。根据提供的招标文件资料,本标段中有害气体主要来源于爆破废气和机械废气,主要采用加强通风的方式降低有害气体浓度,保证施工作业环境安全。在施工现场,布置有害气体监测装置,进行有害气体浓度检测,在掘进施工的不同时间和掘进的不同深度随机进行,根据监测数据加强通风等措施。通风注意事项:通风管靠近工作面的距离:压入式通风管的出风口距工作面不大于10m。通风机装有保险装置,发生故障时能自动停机。196、通风系统定期测通风的风量、风速、风压,检查通风设备的供风能力和动力消耗并做好记录。如通风设备出现事故或洞内通风受阻,所有人员撤离现场,在通风系统未恢复正常工作和经全面检查确认、洞内已无有害气体之前,任何人均不得进入洞内。采用机械通风,施工场所的噪声不得超过85分贝,如有超出,第一检查风机消声器的工作性能,第二改装或增设消声器。通风排烟管理措施施工队设立通风排烟作业班组,作业人员实行通风排烟值班。风管安装必须做到平、直、稳、紧,且不漏风。风管转弯半径不小于风管直径的3倍,风机及风管必须随掘进而延伸。通风机安装牢固,通风方向与管道方向基本一致,尽量增大每节风管的长度以减少风管接头。出现问题,及时维197、修,保证通风效果。作业面爆破前做好风机及风管防护,爆破后由专职人员携带防毒面具进入拆除防护及延伸送风管,确保送风管出风口到掌子面距离少于10m,同时尽快开启送、排风机,达到加速排烟的目的。当开挖与混凝土浇注或开挖与喷射混凝土平行作业时,通过浇注混凝土或喷射混凝土处的风管换接临时风管以保证向开挖面和混凝土工作面的顺利通风。综合治理:要想得到满意的通风效果、缩短循环作业时间,仅仅依靠合理的通风方式是不够的,还要采取消烟、防尘等综合治理措施,并加强通风管理:综合防尘措施:它包括湿式凿岩、水封爆破降尘、爆破后喷雾降尘、出渣前冲洗岩壁、装渣洒水等措施,都可达到防尘降尘的目的。净化内燃设备的尾气:加强内燃198、设备保养,保持内燃设备工况良好,以减少废气排放量;内燃设备安装有效的消烟化油器,并在柴油中加入柴油添加剂以净化尾气减少空气污染。加强通风管理:制定严格的通风管理制度,安排专人进行通风管理,根据需要随时进行空气卫生和通风指标检测,不断进行通风系统的优化,保证通风系统完好有效运行。充分通风:要保证有足够的通风时将废气彻底排完,避免造成废气循环积累,保证洞内各工作面空气达到标准。保持洞内道路平整:若洞内道路不平,会加大内燃车辆行驶的阻力,使车辆频繁加大油门,即造成污染气体排放量增大。开挖粉尘及有害气体监测:对主洞室内有害气体监测,计划在掘进施工的不同时间和掘进的不同深度随机进行。采用的设备仪器为:2199、000系列便携式有害气体监测仪及GXH-301B CO2分析仪;风量和风速用QDF-2A型热球式电风速计测试。对主洞室内的粉尘的监测根据GB5748-85作业场所空气中粉尘测定方法测定1.5m高处人员呼吸带的浓度,采用76型交直流两用采样仪采样、0.0001g电子天平、箱形电炉、秒表、过氯乙烯纤维滤膜,在除油后衡量。开挖粉尘及有害气体监测在主洞室开挖过程中,根据拟定的作业方式和施工方案,按照监理人的要求定点、定时进行监测,并及时收集监测数据,形成书面报告及时向监理人提供,确保工作场地内有害成分符合国家有关法规的要求。拟投入的工作场所环境监测仪器设备主要配置见表4-3-5。表4-3-5主要监测仪200、器设备配置序号仪器名称型号数量备注1有害气体监测仪2000系列3每组隧道一套2有害气体分析仪GXH-301B CO233风速计QDF-2A型34粉尘采样仪76型交直流两用3为便于通风设备管理和维修使用,提高通风机利用率和通风管的使用率,采用压入式通风方式,在斜井口设通风机,采用1.5mPVC“双抗”软质风管通风。为控制粉尘的产生,钻眼作业采用湿式凿岩设备。在钻眼时,先送水后送风;装渣前必须进行喷雾、洒水;在距掌子面30m外边墙两侧各放一台水幕降尘器,爆破前10min打开阀门,爆破30min后关闭。水幕降尘器主要捕捉13m粒径的粉尘;在掌子面后安装隧道集尘器。集尘器主要是捕捉3m以上的粉尘;施工201、人员佩带防尘口罩。3.6.6施工排水洞内顺坡排水:顺坡排水采用集水坑汇水,通过自流汇集于指定地点集水坑,通过斜井或者竖井利用抽水机排至地面,经三级沉淀后排入市政管网;洞内反坡排水:在洞内合适地点设置集水坑汇水,将掌子面积水利用抽水机汇集于集水坑内,再由多级泵将积水汇集于斜井或者竖井口附近的集水坑,利用抽水机排至地面,经三级沉淀后排入市政管网。抽水机根据实际排水量现场确定,集水坑的位置以方便施工并方便汇水为宜。抽水机选取时,确保其功率大于排水量20%以上,并考虑备用。竖井施工完毕后,充分利用其底部集水井,汇集洞内排水,由抽水机排至沉淀池内。竖井集水井排水采用双机抽水管路。一机正常作业,一机备用。202、竖井集水井定期清理,防止沉淀淤积影响排水效果。随着隧道掘进,靠近下半断面掌子面设置集水坑,用潜水泵和排水管,沿程按需要设多级排水泵站的形式排水,防止沿程排水对地基的软化。3.7隧道衬砌施工根据设计,隧道单洞双线段二次衬砌采用“先底拱、后拱墙、再内部结构模筑”三步衬砌成型的方法施工。内部结构模筑在衬砌完成后再集中施做;隧道单洞单线段采用“先底拱、后拱墙”二步衬砌成型的方法施工,3.7.1施工工艺流程区间隧道拱墙二次衬砌施工工艺流程详见图4-3-13。3.7.2施工工艺3.7.2.1施工准备二次衬砌施作前,首先要核对洞身中线、高程、断面尺寸,所有检测数据均应符合设计要求。做好地下水的封堵、引排。对203、初期支护表面进行清理,补喷凹凸不平部位、切除外露钢筋接头,并用手持砂轮磨平,使砼表面圆顺。断面检查喷射砼基面处理防水层施工绑扎钢筋安装预埋件拼装台车就位灌注砼拆模养生仰拱跨轨道前移围岩量测信息反馈钢筋预埋件洞外加工砼供应计划商品砼联系砼输送泵管路准备砼试件安装底拱模板检查签证合格后图4-3-13区间隧道拱墙二次衬砌施工工艺流程清除仰拱及基础部位浮渣、垃圾、排除积水。洞外试拼模板,检查衬砌台车的各种尺寸,及功能是否符合设计要求。加工制作衬砌段出渣轨道过梁,检查调试砼输送泵,安装砼输送管道。3.7.2.2钢筋工程严格按设计要求进行下料,钢筋级别、数量、直径等符合设计。钢筋绑扎采用洞外加工成半成品,204、洞内人工按设计图先仰拱,后边墙顶拱的顺序依次进行。钢筋绑扎符合设计和规范要求,位置准确、不漏筋、搭接长度满足设计和规范要求。绑扎过程中要严格要求操作人员提高工作责任心,不碰撞防水板,尽量减少现场焊接,若必需焊接,在防水板上面加垫木板或石棉板隔热层,以免防水板被烧坏。二次衬砌的钢筋半成品应加塑料套,防止搬运和安装钢筋时碰破防水板。钢筋与模板间设置足够数量和强度的砼垫块,以确保钢筋的保护层厚度。双层钢筋之间设置足够强度与数量的钢筋撑脚,确保钢筋网格的定位准确。所有预埋件、预留盒必须和钢筋骨架固定在一起,以免灌筑砼时移位。3.7.2.3模板工程二次衬砌模板仰拱两弧形底角采用大块整体钢模内拉法,配穿行205、式拼装衬砌台车。直面模板表面平整,曲面模板圆顺,表面光滑,接缝严密,不漏浆。衬砌台车就位应位置准确,与模板的联接牢固,不得有松动及超标准的变形下沉等现象。挡头板与初期支护混凝土间缝隙应嵌堵紧密,不漏浆。变形缝端头模板的堵缝板中心与初期支护结构变形缝重合,变形缝或垂直施工缝端头模板安装必须垂直、牢固。衬砌台车及模板使用前认真检查,重复使用时应随时修整。3.7.2.4混凝土工程编制混凝土的浇注方案,制定详细的混凝土供应方式、现场质量控制措施、混凝土浇注工艺流程、混凝土施工路线、混凝土灌筑及养护、防止混凝土质量通病的措施等,报监理审批后实施。混凝土灌注:先灌筑砂浆或水润滑管路,并检查管路的密封是否良206、好。混凝土分层水平对称灌筑,插入式振捣器配合附着式振动器振捣,在混凝土灌筑过程中严禁振捣器触及防水层、钢筋和模板。隧道二次混凝土衬砌采用商品混凝土,洞外砼输送泵输送,洞内安装输送管采用输送泵接力直接入仓。混凝土采取分层、水平、对称灌注,插入式振捣器配扁铲振捣, 混凝土灌筑至墙拱交界处,需要间歇11.5h,混凝土必须振捣密实,特别是在拱顶处灌筑中应在挡头板上方预留观测孔,专人观测混凝土的灌注过程,确保混凝土质量。在现场管口测试坍落度,严禁在现场加水,并按规定制作混凝土抗压、抗渗试件。砼灌筑过程中,采用插入式振捣器振捣,尤其在预埋件处、钢筋密集处及其它特殊部位事先制定措施,严禁不振、漏振或过振。在207、模板拱部离两端头各150cm处,安装模板时预留50锥形检查孔3个,当砼灌筑时,用锥形铁棒堵塞此孔,并在砼初凝前将此棒拔出,以检查砼灌筑是否密实。混凝土灌筑前对模板、钢筋、预埋件、预留孔洞、施工缝、变形缝止水带等进行检查,清除模板内杂物,隐蔽验收合格后,方可灌筑混凝土。在混凝土灌筑过程中随时观察模板、支撑、防水板、钢筋、预埋件、预留孔洞等情况,发现问题及时处理。混凝土从低处向高处分层连续灌筑,如必须间歇时,其间歇时间应尽量缩短,并在混凝土初凝前将砼全部灌筑完。如果间歇时间超过规范要求时,应按施工缝处理。拆模后砼应按设计要求立即养护,连续养护时间不少于7d。混凝土结构抗压和抗渗强度试件,每一作业段208、均应按规范要求制作。3.7.3内部模筑施工3.7.3.1内部结构单洞双线段内部结构模筑见图4-3-14。图4-3-14内部结构示意图3.7.3.2混凝土施工内部结构模筑采用定型拼装模板,钢筋采取洞外预制,洞内安装的施工工艺,预留钢筋的连接采用套筒连接;混凝土采用商品混凝土,泵送入模,附着式振捣器配合插入式振捣器振捣。4综合地质超前预报根据水文地质提供的信息,本隧道围岩级别为级,场区内岩石种类繁多、地质条件复杂,现有勘察技术无法完全探明各级围岩的分布位置及其渗透性,隧道海域段未知的地质情况更多,为此,必须高度重视超前地质预报,只有搞清楚前方地质情况,才能有针对性的采取相应的技术措施。在施工期间,209、将建立健全信息网络平台,与相邻合同段实现信息资源共享。4.1预报的目的通过超前地质预报,可以了解和判断掌子面前方一定距离内不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度,由此判断地下水情况、围岩级别和对施工的影响,进而达到以下目的:进一步查明前期没有探明的、隐伏的重大地质问题,进而指导隧道施工顺利进行,减少隧道施工的盲目性;降低隧道施工地质灾害发生的机率,保证隧道施工安全;为隧道动态设计和信息化施工提供基础资料,使隧道设计施工科学、安全和快捷;为编制竣工文件提供地质资料,为隧道长期安全运营提供基础资料。4.2超前地质预报的手段及其任务通过导洞超前施工、快速掘进,不断验证和修正地质预报方法和手段,提210、高预测准确度;施工阶段应加强地质工作,采用隧道施工地质调查、TSP、高分辨直流电法、红外探水、地质雷达、超前探孔等综合方法进行隧道超前地质探测手段,较准确地预报可能引发隧道地质灾难的不良地质体(带)的位置、规模和性态。根据超前地质预报结果,确定软硬岩层分布,并进行围岩类别的确认。确定富水带地段,断层破碎地段其它不 良地质体(带)等位置范围,及时把探测报告提交给业主和有关单位,调整支护参数和采取相应措施,保证工程安全。综合预报工作着重进行以下工作:确认已知的断层破碎带的具体位置及相关特性;确认实际岩土层分界是否可能与物探结果有一定的差异;确认坚硬岩层中是否存在张开节理、开口裂隙,以及它们与海床的211、连通性;确认是否存在超出预期的岩脉、剪切接触面、局部承压水区等。4.3超前地质预报方案针对本隧道存在的断层构造发育、岩体种类繁多、岩性界面形态复杂的特点,结合本隧道水下施工的特点,超前地质预报作为一道施工工序纳入施工当中,按照“安全第一,预防为主”的原则确定,即超前地质预报采用以地质分析为主,长距离宏观预报与短距离精确预报相结合、超前探孔与物探相结合、多种物探方法相互补充验证、定性与定量相结合的综合超前预报方案。长距离预报的方法和技术手段有:地面地质调查(包括区域地质资料、隧道勘察设计资料)、TSP超前预报系统、长距离水平钻探等。预报距离可达掌子面前方100200m甚至更远,其主要任务是预报测212、距范围内的不良地质性质、位置、宽度和影响隧道长度,并据此情况预报地下水情况、围岩级别和对施工的影响,以便做到心中有数。本隧道的长距离超前地质预报要在整个隧道中连续进行。短距离超前地质预报,是在长距离地质预报的基础上进行的。预报方法和手段有:掌子面地质素描、地质雷达、钻孔雷达、红外探水和短距离水平超前钻孔。预测的距离一般在掌子面前方1530m,其主要任务是结合长距离预报结果,更准确的预报掌子面前方1530m范围内可能出现的地层、岩性情况,预报掌子面及附近围岩中的各种不良地质向掌子面前方延伸的情况,较准确的预报工作面前方1530m范围内可能的地下水涌出情况和隧道围岩级别及其对施工的影响,并且预报地213、质灾害发生的可能性。短距离预报不仅在部分地质构造复杂、不良地质多发区使用,对于长距离预报有怀疑的不良地段也要使用短距离预报进一步验证。为了保证超前地质预报的准确性,在采用的方法和技术手段上要做到:长距离预报和短距离预报兼而有之、搭配进行。不论长距离预报还是短距离预报,都要经过2种以上方法进行综合预报,以便相互补充、验证,提高准确率。由于超前水平钻孔在获取较准确的地质资料中有突出的作用,因而即使占用施工时间长、费用高,也要坚持在隧道中进行使用,以便确认地质情况及地下水量。超前地质预报手段的配套模式见图4-4-1。(N1次)TSP203系统长期预报,L100200mN次TSP203系统长期预报,L214、100200m超前钻孔地质雷达,L20m红外探水,L20m台车加长探孔,L15m地质超前预报掌子面短期预报30m中期预报100m长期预报200m隧道前进方向图4-4-1超前地质预报配套模式各种超前地质预报手段比较见表4-4-1。表4-4-1超前地质预报手段比较序号预报手段探测距离主要特点探测占用时间1地质素描法10m设备简单,操作方便,费用低,不影响施工,地质专业技术要求高30min2TSP203预报系统50300m预报效果好,使用范围广,施工干扰小,多解性1.5h3红外探水20m30m主要进行有无水预报,准确率高,测量速度快,无法定量测水只反映大致距离30min/次4地质雷达10m25m对洞215、穴、富水区有独到之处,需要专业人才进行判识,多解性1h5超前地质钻孔30m效果准确度好,判识率高,占用时间长,效率低难度大820h6台车加长钻孔法1530m测量速度快,预报准确2h/次隧道超前地质预报流程见图4-4-2。4.4分级综合地质超前预报在隧道施工前,必须制定有效的超前探测策略,以确认隧道施工时存在潜在风险的地段或施工困难的地段。这些地段可根据既有的地质勘察资料初步界定,这样,隧道沿线的地质条件在施工前已初步确定,而在隧道掘进过程中再将预测的地质条件和开挖时对实际地质条件的评估结合起来,从而可制定有针对性的施工方案和措施,以确保施工的顺利进行。4.5隧道超前地质预报方法4.5.1地质素216、描地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映,是判断围岩类别的最直接的资料,也是用以推断掌子面掘进方向围岩状况的主要参照物和推断掘进方向地质状况的边界条件。利用地质理论和作图法,将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量等准确记录下来并绘制成图表,结合已有勘测资料,进行隧道开挖面前方地质条件的预测预报。4.5.1.1掌子面地质素描主要内容如下:是最基本的地质资料。主要描述岩石名称、颜色、结构、构造、矿物成分、风化程度等。隧道设计资料地质资料直接资料掌子面地质素描间接资料基础资料收集隧道探测隧道勘察资料区域地质资料台车加长钻孔工程地质情况水文地质情况超前地217、质钻孔TSP203探测红外仪探水地质雷达检测围岩岩性结构、构造、钻孔取样含水情况钻孔成果显示岩石力学参数涌水量地质偏移剖面2D成果显示岩石力学参数地湿场分布图地质雷达检测岩性涌水量隧道地质背景地质预报内容:掌子面前方围岩、工程地质条件、岩性及其软硬、节理(裂隙)断层破碎带围岩类别水文地质条件:含水情况施工建议跟踪对比及信息反馈、预报的准确、预报误差原因分析、经验总结、改进措施图4-4-2隧道超前地质预报流程断层:是地壳上主要的构造痕迹,它的形成、特性及规模决定地区地质构造复杂程度,对隧道施工影响极大,是开挖时发生塌方的主要地质原因之一。主要描述断层位置、产状、断层破碎带宽度及构造类型、断层性质218、及其与其它断层关系、派生节理产状、密度及充填物等。贯穿性节理:是造成块体塌方的主要原因之一。主要描述节理产状、密度、宽度、延伸情况、节理面特征(光滑、粗糙、起伏不平)、出露位置等。岩脉:岩脉侵入的位置往往是地壳的薄弱点。我们主要描述岩脉的岩性,出露位置、宽度、接触关系、破碎情况、风化程度等。地下水:地下水增加了隧道施工难度。地层渗水影响喷射混凝土的质量,如在断层带内岩体破碎,或节理被次生粘土充填地段有水,则会大大降低围岩的自稳能力,增加坍塌甚至突水的可能。主要描述出水点位置、出水状态(滴、流、涌)、水量、出水点附近有无沉淀物等。同时了解水对混凝土的侵蚀性。4.5.1.2数据处理分析包括确定围岩219、级别变化及围岩变化趋势,分析掌子面前方断层破碎带等构造、软层发育分布相关性等。4.5.1.3施工验证隧道开挖后即时与预报进行核对,验证预报与实际情况的差别,不断总结经验以提高预报精度。4.5.2TSP203超前地质预报系统TSP203超前地质预报系统是专门为隧道和地下工程超前地质预报开发的目前世界上在这个领域先进的测量探测设备,能准确预报隧道施工前方100200m范围内地质条件和岩石特性的变化对保证隧道施工顺利进行具有直接的指导意义。TSP预报系统具有适用范围广、预报距离长、对隧道施工干扰小提交资料及时、预报精度高等特点。预报断层、弱硬岩接触面等面状结构反射信号较明显,由于只能对隧道围岩进行定220、性解释,而且还需要具有丰富地质工作经验的技术人员进行解译才能得到如实际地质情况相符的成果。如果不与深孔钻探法相配合,要想做到准确的预报是很难的。TSP系统的预报测孔布置和预报程序见图4-4-3。当隧道地质条件简单时,采用常规的观测系统。即根据地质构造的走向情况在隧道的左或右边墙激发地震波,两个检波器(地震传感器)在隧道的左右边墙同时接收。预报距离可达100m以上。根据隧道施工进展情况,连续进行TSP探测。在地质条件复杂的地段,例如风化带、含水层以及破碎带、断层等,将采用特殊的观测系统进行探测。即在隧道的左和右边墙激发地震波,两个检波器(地震传感器)在隧道的左右边墙同时接收。目的是采集更多的地震221、信息,排除多解性,提高预报的准确度。为确保预报结果的可靠性,预报距离宜在100m左右。TSP203超前地质预报系统探测程序接受器套管安装套管清洗安装接受器联接电缆炮孔装药启动记录仪电脑C:HSYS线路检查TEST噪声检查NOESE地震波测试RECORD1.2测试结束QUTI图像、数据解译数据传输DATATRANSFER现场准备数据录入数据处理图4-4-3 TSP203系统探测程序图为保证预报长度、预报精度,提高预报质量,在一切可能的情况下尽量减少环境噪音,爆破接收信号时隧道内应停止一切施工作业,确定好采样间隔和采样数目。安放接收器一定要与周围岩体很好地耦合,以保证采集信号的质量,采用早强膨胀水222、泥砂浆,使接收器与岩体粘贴好。优化作业程序,科学组织施工,尽量采取不停工进行数据采集,为隧道掘进赢得时间。对于爆破炸药作震源对预报结果所带来的影响要引起重视。4.5.3地质雷达地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法,在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用,近年来也被用于隧道超前地质预报工作。地质雷达能发现掌子面前方地层的变化,对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区,地质雷达是一个很好的预报手段。作为TSP203超前地质预报的补充,在复杂地质地段对TSP203预报的异常地段,采用地质雷达作为补充手段以确定异常体的位置、规模、岩性等。在隧道施工中,将223、采用RIS2K型地质雷达系统进行探测。地质雷达是一种电磁探测技术,它利用超高频电磁波以宽频带短脉冲的形式,由发射天线送出,经地层界面或目的体(如节理、裂隙、断层破碎带、地下水等)反射后由接受天线接收。通过对所接受的雷达信号进行处理和图像解译,达到探测前方目的体的目的。地质雷达具有适应性强、探测精确度较高、准确度较高、提交资料及时、探测地质参数较为全面、探测空间范围较广、能形成围岩的总体和立体信息等特点。可根据具体情况布置一些测点、测线或网格。测线布置示意如图4-4-4所示。地质雷达探测还应注意:减少干扰。雷达探测时,干扰因素有:台车、出渣车辆、人员走动等,它们来自侧立、背向,且干扰严重。其次人224、抬天线造成感应干扰、晃动造成方向干扰。100m天线带有屏蔽,能防止一定干扰,但不能完全清除干扰。为减少干扰,探测工作选择在施工间隙进行。另外,为解决干扰问题,采用专用实验支架移动天线,避免人的感应和天线晃动所带来的干扰。(a)十字形布置(b)井字形布置图4-4-4地质雷达测线布置示意图强化预报的施工跟踪性,随时与实际揭露的地质进行对比。地质雷达探测的预报判释,同样不可避免地具有一定的经验性,因此紧密跟踪施工过程,特别是在地质雷达探测预报的初期,将地质雷达探测预报成果随时与施工开挖揭露的地质状况进行对比和分析,并随时调整判释参数。避免探测数据的判释失误。地质雷达探测设备精确度较高,但探测数据的判225、释在一定程度上依赖于判释人员的技术和经验,特别是对于回波形态的微小差异,要防止漏判和误判,需要探测人员具有较丰富的经验。准确确定测站布设面的里程桩号。地质雷达探测时,是以其测站布设面为基准通过相对距离推算各目标体的位置,故需要准确确定测站布设面的里程桩号,才能准确确定各目标体的“绝对”桩号,以便与其他资料相互校核。4.5.4红外探水目前,对地下水的探测,应用较广是红外探水技术。红外探测属广义遥感技术,它建立在红外辐射场的基础上。在隧道中,干燥无水地层和含水地层发射的红外辐射强度不同,地下水的活动会引起岩体红外辐射场强的变化。红外探水仪通过接收岩体的红外辐射强度,根据拱顶、隧底、边墙、掌子面探测226、曲线和测量数据的变化就能确定隐伏水体或含水构造所在空间方位。在距掌子面20m范围内可定性告知有无水。测试时在隧道轴线上,分别在拱顶、左边墙、右边墙上,从掘进工作面开始,向已开挖方向(背离掘进工作面方向),每间隔10m设置一个测点,共设置8个测点,测试每个测点位置的湿度值。据测试结果,进行数据处理与分析:掘进工作面场强分布:根据测得的每个区域内红外线地湿场值,通过对比分析,判定掘进工作面是否存在含水构造体。根据以往测试经验,判译标准一般设定为:当掘进工作面测点中最大场和最小红外波段长的能量差大于等于10W/cm2,可判定前方存在含水体构造体,否则不存在含水体构造。纵向场强分布:将所测的每个测点位227、置的湿度值,根据湿度值变化规律,通过分析计算,判定前方是否存在含水体构造。若前方存在含水构造时,含水构造产生的异常地湿场会迭加到掘进工作面后方的正常地湿场上,产生地湿场的畸变,由于到场源的距离不同,畸变后的亦不同,介质所辐射的红外波段能量在数据曲线上表现为突变。当掘进工作面前方没有含水构造时,由工作面到其后一定距离内所测的红外辐射场能量均为正常地湿场值,为一常数,其数据曲线表现为一近似直线。否则,工作面前方就存在含水体构造体,应引起高度重视。4.5.5超前钻孔超前钻孔是隧道施工期超前地质预报方法中最直接的方法,是海底隧道施工中实施的重要工序,是对其他探测手段成果的验证和补充。特别是碰到海底隧道228、这样有突水突泥和围岩破坏等灾害性地质问题的隧道,一般的物探预报方法无法满足施工要求,而超前钻孔能直接地揭示掌子面前方的地质特征,准确率很高。其通过钻孔钻进速度测试和所采取的钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水状况等诸多方面的资料,是中短期超前地质预报必不可少的手段。针对本隧道主要是对勘察期间发现的断层破碎带、裂隙发育带等及其他预报手段探测到的异常地段,采用超前钻孔进行探测。主要在断层带、裂隙密集带及物探异常带根据现场实际情况进行布置。重点地段布置两孔或更多。超前地质钻孔预报流程见附图十五。综合超前地质预报设计见附图十六。测量定229、位水文地质试验测量定位机械就位及安装钻进岩芯整理岩芯鉴定涌水测定岩芯存储资料整理及文整预测预报与印证图4-4-5超前地质钻孔预报流程4.5.5.1不取芯钻探主要系利用钻机的冲击力、推力及扭力的变化,配合回水颜色及岩屑的观察,记录钻进时间、钻进速率,并据此来推断前方的地质状况。不取芯钻探的优点是施作时间较短、费用较低,如果隧道前方有地下水层,可以通过不取芯钻孔探测并排水,缺点是不取芯探孔常会因坍孔而无法量得正确的水压及水量资料。在施作期间开挖面通常需配合停工,且钻进过程中,容易受操作人员人为影响,因此变数较大,造成判读岩体比较困难。不取芯探孔另一缺点是因无法得到完整岩芯,在地质解释方面,常存有其230、不确定因素。4.5.5.2取芯钻探利用钻芯钻机取出完整岩芯供地质判别,取芯钻探可得到直接的地质资料,从而做出较正确的地质判别。岩芯取出后,可经由实验室施作该岩块的物理、化学试验进而得其相关力学参数,钻探完成后的孔洞也可以当成排水孔,对于穿越含高压地下水层的岩体而言,可利用此先行降低水压。但取芯钻探施作期间开挖面通常需配合暂停,且施作时间比不取芯钻用工进要长,费用较高。在海底隧道施工中,将有效利用横通道做为取芯钻孔的工作面,以减少超前探孔对正常施工掘进的干扰,钻孔长度可以调整到200m甚至更远。4.5.5.3钻孔数据采集仪自动多功能钻孔数据采集仪可集中采集多项数据,能够配合数据分析和处理软件生成231、地质资料。4.5.5.4钻孔摄像由于未受扰动的地质体中的钻孔孔壁保持着完整的地质特征,故进入钻孔中对钻孔孔壁进行探测,使工程地质人员完整、准确地获得钻孔内的地质资料成为可能。数字式全景钻孔摄像系统是一套全新的智能型勘探设备。它集电子技术、视频技术、数字技术和计算机应用技术于一体,解决了钻孔内的工程地质信息采集问题。数字式全景钻孔摄像系统见图4-4-6。形成单帧或经无缝拼接后的多帧平面展开图像;形成单帧或经无缝拼接后的多帧从不同方位观测的三维图像;计算与统计结构面产状和隙宽;建立岩体结构数据库。预测范围钻孔图像处理系统测距轮光源镜头磁性罗盘CCD传感器锥面反射全景摄像头图4-4-6数字式全景钻孔232、摄像系统4.5.6台车加长钻孔法液压台车接杆钻孔是一种短期超前预报探孔。是对掌子面前方1530m的超前探孔,适合用钻孔台车钻孔,占用时间较少,速度快,有利于提高施工进度。台车加长钻孔主要利用钻机的冲击力、推力及扭力的变化,配合回水颜色及岩屑的观察,记录钻进时间、钻进速率,并据此来推断前方地质状况。施钻过程中,由地质预报组成员详细记录钻速、水质水量变化情况及开挖后的岩面观测素描,并采集钻孔排渣取样分析,综合判断预报前方水文、地质情况。施工过程见图4-4-7。搭接3m开挖方向1234567掌子面探1探2爆破循环图4-4-7台车加长钻孔布置图综上所述,可以认为:补充地质调查是隧道施工期地质超前预报的233、基础。地质方法与地球物理方法的结合是发挥各自优势、提高隧道施工期地质超前预报准确率的需要。根据界面产状进行预报距离修正是提高隧道施工期地质超前预报准确率的前提。隧道施工期地质预报准确率受隧道施工掌子面前方地质体复杂程度的限制,指望通过一次预报就把隧道掌子面前方所有地质条件弄清既不现实也不可能,加大预报频度是目前唯一可行的办法。全程超前钻孔是直接并且十分有效的手段。导洞超前,为隧道施工提供了有效的地质预报。4.5.7高分辨直流电法超前探测该探测方法与红外探水仪探测相结合,对隧道全线进行探测,这两种方法可以相互验证和补充。其基本原理是不同岩性的地层具有不同的导电性。由于岩层的分布状况基本一致,其导234、电性相对均一。但含水体导电性要相对好些,与围岩有明显的电性差异。采集岩石的视电阻值并对所采集的数据进行定性和定量处理,就可发现水文地质异常部位。高分辨直流电法勘探以全空间电场分布理论为基础,在隧道中采用对称四极装置进行测量工作,探测视电阻率的变化。4.5.8钻孔雷达钻孔雷达主要由控制单元、采集软件和天线组成。钻孔雷达与地面雷达的基本原理是一样的,即它包括雷达发射机和接收机,并内置于不同的天线内。天线通过光纤与控制单元相连,光纤用来传输触发信号和采集的数据。笔记本用来存储和显示图像。钻孔雷达可以用以下不同模式:反射,跨孔,地面-孔中和直达波模式。钻孔雷达一般用于:地质调查、工程勘查、环境调查、探235、测断裂带、空洞探测、喀斯特地区调查、盐层调查等。本工程中采用跨孔探测方式进行地质预报。跨孔探测就是在两个钻孔中分别放入发射天线和接收天线进行探测。在跨孔模式下,发射天线和接收天线在不同孔中往下放,为了减少几何位置的影响和其它影响,两个钻孔最好在相同的二维平面中,自然要调查的介质也在两个钻孔之间。天线固定在一个位置上,接收天线在另一个钻孔中,扫描整个长度;然后发射天线往下移动一步,接收天线再扫描整个长度。该步骤重复进行,直到发射天线覆盖整个钻孔为止。可以用两种记录数据做层析成像:直达波振幅和/或根据直间。传输时间层析成像是探测和处理的很好的方法,可以用来确定钻孔中高含水量区域(如充水的断裂带或溶236、洞)。这是由于传播时间受介电常数影响所致。4.6提高预报精度的措施4.6.1超前地质预报贯穿于隧道施工全过程将综合超前地质预测预报作为作业循环必不可少的环节,像对待钻孔爆破一样纳入施工程序。坚持预报先行、先探后掘,坚持在查清前方地质情况的前提下进行掘进施工。4.6.2组织和技术保证4.6.2.1成立专职的地质工作室目前隧道地质预报水平主要决定因素在于预报的地质工程师的经验和判释能力,地质预报的关键技术仍在于判释技术上。为此我们将成立由10名掌握地质判释技术、经验丰富的地质工程师组成的地质工作室。地质预报由地质工作室负责,其它施工、质检人员予以配合,进行资料收集、统计、分析和编制信息预报成果,由237、主管技术人员复核,并报设计、监理,为变更设计、修改施工方法提供依据。同时与科研单位、业主、设计、监理部门以及兄弟施工单位紧密协作,切实做好超前地质预报工作。在隧道掘进施工时,每个作业循环指定专门的地质工程师,及时对掌子面进行地质素描。对已披露的实际地质情况与前期地质预报内容相比较,评估预报的准确性,并不断总结经验,为以后的超前预报工作积累经验。经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。4.6.2.2成立专家组组织掌握地质判释技术、经验丰富的地质工程师组成专家组,依据综合超前地质预报各阶段的预报资料,及时制订各类施工技术预案,保证顺利通过各类不良体。4.6.3采取科学的预测预报程序为保证隧道的238、施工安全,有效地采取针对性措施,确定并选择有效的施工方案,为动态设计提供理论性指导,在地质素描的基础上,采取综合超前地质预测预报系统,以确保预测预报结果的准确性。长期预测:应用预测预报系统、利用横洞位置进行50100m深孔地质钻探进行前方围岩、地下水变化情况的长距离测试;中短期预报:应用地质雷达探测、红外线探测仪对前方30m范围内进行短距离的地下水定性探测;采用地质钻机对掌子面前30m范围内进行短距离准确探测;在不良地质带,每循环钻孔时均实施15m的超前浅孔探测,通过增加孔数,放大外插角,以弥补深孔探测盲区,提高超前预测预报的准确度。从而探测出断层、破碎带、节理裂隙的发育规模、几何型态和介质填239、充构造特点。根据设计提供的地质资料,将隧道的地质预报划分为不同级别,有针对性地采取相应的预报措施。4.6.4建立超前地质预报数据管理系统对各种预报系统的数据管理,也是非常重要的环节,能够高效、准确、及时、方便地将预测预报结果及时反馈给施工,及时调整施工方法和支护参数,才是地质预报的真正目的。我们将与科研单位紧密协作,开发适合本工程特点的地质预报信息管理软件、建立超前地质预报数据库,并借助现代化的计算机和网络技术,对超前预报数据进行信息管理,更充分利用好各种预报结果并及时、准确、方便的处理预报过程中的大量数据,做出科学的预报决策。程序化、方便性、可扩充性将是这一系统的最突出的特色。根据地质预报信240、息修正施工方案,采用新方案后,重新从施工过程中获取新的地质信息,更新地质信息系统,经处理后,再一次反馈给施工,如此往复。通过地质信息系统的及时、准确预报,为信息化施工提供决策依据。隧道地质信息处理系统如图4-4-8所示。4.6.5加强协作,共享资源施工中我们将坚决服从业主的统一指挥,与业主、设计、监理、科研单位以及相邻施工单位实现地质预报资源共享。同时不断根据各方反馈信息,及时调整预测预报手段,提高预报的准确性。为整个工程的顺利安全施工贡献力量。5地下水综合治理方案及方法5.1地下水对本工程的影响海域段地下水主要赋存于受构造影响的碎裂状岩和节理、裂隙密集带中,接受表部海水补给,富水程度较好,对241、隧道施工有一定的影响。团岛陆域段距离海岸较近,地下水主要赋存于基岩强风化带中和岩体较为破碎的裂隙密集带中,接受海水侧向补给,对隧道施工有一定的影响。地质信息采集系统基础地质资料超前地质预报岩体力学、水理测试地质素描结构面统计涌水观测不良地质体围岩类别地下水取样试验现场测试地下水状况围岩取样试验地质信息处理系统地质信息反馈系统信息化施工工程结束图4-4-8隧道地质信息处理系统施工中要时刻注意本隧道要穿越部分受断层和风化影响的不良地质地段,因岩体破碎,易引起坍方和较大涌水,这些地段必须作为重点来组织施工,确保施工安全。超前预注浆加固措施作为通过围岩破碎带的有效方法,要注意注浆工艺、注浆设备、注浆材242、料的选择,其选择正确与否将直接影响加固效果。另外要重视与加强超前地质预报工作,因其是选择注浆工艺的主要依据。5.2控制地下水的基本对策5.2.1加固处理原则5.2.1.1综合预报,先探后掘在海底隧道施工中所面临的地下水具有压力高、无限量供给等特点。此外,地下水可能沿风化层,围岩破碎带等地质较薄弱处渗流、突水或涌水,具有海底隧道特殊的地下水特点,特别是断层破碎带,受海底隧道的限制,用常规的水文地质勘探方法难以查明其位置和富水规律,一旦误揭含水构造,再行处理的难度相对较大。为此,在施工阶段建立综合地质预测预报体系,坚持预报在前,全程探水,最大限度查明地下水状态,先探后掘,以确保隧道施工安全。5.2243、.1.2完善基准,大堵小排根据隧道施工期洞壁围岩出水形式,制定施工阶段具有快速决策性的参考基准,对渗滴水、线状渗水和高压集中涌水采取不同的处理方式,在采取了超前注浆、补充注浆后,各出水段一般每孔每延米涌水量大于0.15L/min或局部孔涌水量大于3L/min作为是否进行注浆处理的标准,大于此标准的的应追加钻孔注浆,再次压注直到达到设计要求为止。根据类比分析,隧道施工期间洞壁围岩出水形式将主要有:渗滴水、线状渗水和高压集中涌水三种形式。但不论何种形式其注浆封堵应为充填(塞)式注浆,具体处理原则见下表(表4-5-1)。表4-5-1不同类型涌水的处理原则涌水类型涌水特点处理原则渗滴水型出水涌水量少、244、水压力低不考虑注浆处理或在开挖过后再进行后注浆处理,以不影响掘进进度。线状渗水一般出现在断层、破碎带或节理裂隙发育洞段,虽其涌水压力不高,但涌水面大,对施工也有一定的影响。根据预测涌水量,作一般性处理。高压集中涌水涌水量大、压力高、突发性强、危害性大,一旦揭露后再行封堵费时较多力争在涌水点未揭露前进行注浆封堵。即采用超前预注浆的施工措施,在静水条件下将其封堵。5.2.1.3突出重点、超前处理根据设计地勘资料、掌子面围岩状况、超前地质预报资料以及钻芯取样资料,提前探明地质情况,并根据具体施工实际情况进行转换。提前分析重点地段,对断层破碎带等重点部位,重点加强预测、预报、探测。在通过综合预报,准确245、判明其位置后,对重点部位进行全断面(帷幕)预注浆。5.2.1.4试验先行,快速决策根据国内外类似工程的施工经验,开展注浆试验是十分必要的。为此,计划选点开展试验,要对注浆设备、注浆材料、注浆工艺参数、封口工艺、洞内布置、施工功效、注浆对施工进度的影响等多因素进行试验分析,确保万无一失。同时建立地下水处理的快速决策机制,成立有权威的决策小组,强化技术指导。5.2.1.5预案在先,规避风险由于海底隧道可能发生的主要涌水点具有高水头、大流量、突发性的特点,施工中,制定各种可能情况的施工技术方案、灾害防止预案,立足于超前注浆封堵,争取在开挖前封闭地下水通道,有针对性地采用以超前预注浆为主的多种措施,确246、保隧道安全、快速施工。海底隧道堵水的关键在于保证施工安全和施工进度,做到:确保施工人员和关键设备、设施的安全;堵水后剩余涌水量能安全排出,不影响隧道的正常施工;确保工程进度。5.2.1.6层层设防不论是全封闭衬砌还是排导衬砌,施工中贯彻“以堵为主,限量排放,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理”的原则进行治理。通过超前地质预报系统分析前方地质破碎带情况。采用三重注浆方式,将隧道开挖断面周围的涌水或渗水封堵于结构外。加强结构的自防水功能,封闭少量渗水在初期支护和二次衬砌的流动。5.2.2工作方案决策流程隧道地下水处理工作方案流程见图4-5-1。5.2.3地下水加固措施概述本隧道的主要地质问题是247、断层破碎带等不良地质地段,施工主要考虑将注浆止水与加固围岩结合,开挖坚持“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测、速反馈”的施工原则。采用全断面(帷幕)超前预注浆技术配合长短结合的超前注浆小导管辅助施工措施进行处理,确保地下水不渗漏。5.3对地下水的综合预报探水地下水综合预报是综合治理方案实施的前提,具体预测预报措施见4综合地质超前预报。5.4注浆方案止水与堵水采用三重注浆方式,将隧道开挖断面周围的涌水或渗水封堵于结构外。在局部破碎地段,通过超前小导管注浆(或全断面帷幕注浆),在隧道洞室四周形成注浆堵水圈,封闭基岩中输水裂隙和涌水空间。是综合工程地质法超前地质预报预测掌子面前方248、30200m是否可能涌水构造有无满足断层破碎带判别标准满足涌水量判别标准疑似断层破碎带不满足涌水量判别标准掌子面距该构造最小距离是否大于10m是否继续掘进至距该构造10m超前注浆补充注浆掘进进一步探测是否满足断层破碎带与涌水量判别标准是否否每检查孔2个,检查每孔每米涌水量否大于0.15l/min或局部孔涌水量是否大于3L/min超前钻孔探测图4-5-1地下水处理工作方案流程图根据超前注浆后地下水渗透量的大小,通过调整衬砌初期支护中的环向系统注浆锚杆对地层进行注浆堵水,进一步封闭地下水流径通道,减少地下水的渗入量。在施做防水板前对初期支护渗漏处进行补充注浆处理,施工期间尤其要重视该项工程措施。5249、.4.1钻孔注浆设备选择原则注浆施工所用的机具,根据海底隧道水文地质条件、施工方法、注浆深度、注浆材料等来选型。5.4.1.1钻机选择原则根据海底隧道的涌水压力高、流量大的特点,选择技术上可靠、经济上合理并具有实用性的钻孔设备;根据所钻进地层岩性、注浆深度及注浆孔径以及工作环境来确定钻机型号;尽量结合隧道开挖作业设备;为避免污染洞内空气,不宜选用内燃机带动的钻机;根据注浆孔布置圈径、孔数及选定的钻机型号来决定钻机台数;为满足本工程施工进度要求,力求钻孔设备在一定的精度下钻孔设备少、钻孔效率高。5.4.1.2注浆泵选择原则根据隧道出水量较大的特点,选择注浆流量较大的设备;根据设计的注浆终压及注浆250、泵量选型,尽量选用压力、流量可调节的专用注浆泵;根据单液或双液注浆泵系统和备用量确定台数;在满足上述条件下,尽量选择具有外形尺寸小、重量轻、性能好的设备。5.4.2钻孔注浆设备的选择5.4.2.1钻孔设备日本矿研生产的RPD-150C型钻机。RPD-150C型钻机是目前世界上比较先进的钻孔设备,钻灌一体化的功能相当强大,同时可取芯、自动记录钻进数据。该钻机为旋转冲击钻机,采用高压水清洗钻孔,水平钻孔深度为150m;钻孔直径为65225mm;根据施工需要可分为取芯和不取芯两类;采用履带行走方式,最大爬坡角度为30度;钻杆的推进方式为液压和链条组合式;钻探时最大旋转扭距为8000Nm;最大转速为8251、0r/min;最大打击数为2200bp/m;钻孔方向的角度范围:垂直方向为-9030;水平方向左右各35;钻孔仅能设直孔;根据现场需要可采用内燃或电动作为动力;钻进速度(不取芯)最快可以达到12m/h(石灰岩),一般情况下,平均10m/h(040m)、8m/h(4080m)、6m/h(80110m)、5m/h(110m),钻探孔150m孔正常条件下需要24小时。该钻机具有另一个重要功能是能够自动地记录钻孔数据,孔深、钻速、旋转扭矩、旋转数、给进力、打击压力、进水量、进水压力、排水量、排水压力、时间等各项数据,同时可以通过配套的钻杆注浆,实现钻灌一体化,其功能十分强大。德国科莱姆KR80412管252、棚钻机。钻进能力50m以上,精度很高。主臂盘可提供360回转且钻架可作306大角度定位,钻孔定位方便;钻架采用大功率液压缸传递动力,给进力最大40kN,提拔力最大78kN。钻架配置双液动夹盘,方便夹紧及拆卸钻具。液压履带行走,移位方便、定位稳固。钻孔直径89250mm。5.4.2.2注浆台车本工程注浆方法采用单液单系统和双液单系统注浆。为适应海底隧道的工程需要,并要满足大流量、压力可调节、操作便捷的特点,选用具有自动计量与强制式拌合系统于一体的注浆台车,流量0110L/min,能变频无级调速,并自带轮胎式走行系统。5.4.3注浆材料5.4.3.1对材料的要求注浆的实质是用压送设备将具有胶结性的253、浆液通过注浆孔有目的地注入预计含水地层中,浆液以填充、渗透和挤密等形式,使其扩散、膨胀、胶凝或固化,以充填岩石裂隙或赶挤孔隙中的水分和空气后占据其位置,经人工控制一定时间后,浆液将裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”,从而提高围岩的抗渗性能,防止开挖时涌水,改善地下工程的开挖条件。为使填充注浆材料能够迅速、准确地填充到围岩的裂隙或孔隙当中,要求注浆材料具有以下特性:浆液具有良好流动性、可灌性。固化时体积收缩小,与岩石、混凝土、砂土等有一定的粘结力。浆液结石率高,固结后有较高的抗压、抗拉强度等级和抗渗性。稳定性好,注浆时材料不产生离析和沉淀。原材料来254、源丰富、便于运输与储存,在常温、常压下较长时间存放不改变其基本性质,存放不受温度、湿度变化的影响。浆液无毒、无臭,不污染环境,对人体无害。浆液对注浆设备、管路、混凝土结构物及橡胶制品等无腐蚀性,并容易清洗。浆液配制方便,工艺及设备简单、操作容易简便。5.4.3.2注浆材料的选择浆材选择原则上从工程要求、工程地质及水文地质条件、施工目的、浆材性能、注浆工艺及设备、成本等因素综合考虑,合理选择适宜浆材,使之达到较理想的技术经济指标。根据海底隧道的特征,注浆主要采用充填式劈裂注浆。在一般地层中,地下水流速不大,采用单液水泥浆(或超细水泥浆)比较方便,而且完全可以达到预想的效果。为调整水泥浆液的性能,255、以达到注浆材料的要求,必须添加一些附加剂:为调整水泥浆液的凝胶时间:浆液中需掺入速凝剂。速凝剂有:氯化钙、水玻璃等;为了提高浆液的稳定性和可灌性,掺分散剂或悬浮剂。为控制水泥浆液扩散范围,提高注浆堵水效果,常在水泥浆液中掺加水泥速凝早强剂。为提高浆液防渗性能,可掺入复合高效抗渗防水剂。另外,借鉴矿山堵水注浆的经验,在水泥浆中掺入一定的增强型防水剂(如BR-CA、BR-CE型等),以加大单液水泥浆的粘度与胶凝时间的可调范围,降低浆液在含水层中的稀释率,使浆液水化物质呈胶状且在输浆管内承压后不脱水,改善浆液的强度与抗渗指标。水泥膨润土浆液:套管法注浆方法可以系统地将可能存在的裂隙进行填充,但水泥/256、膨润土浆液颗粒不能渗入全风化带,主要是侵入岩体中的断层。该浆液可由任何品种水泥+膨润土+水玻璃+添加剂组成,作为通用目的的混合浆液。超细水泥浆液:该浆液适用于中等至超细的砂土。因不添加膨润土,它具有很高的穿透能力,但不稳定,必须采用高速率泵入。该浆液可由超细水泥(颗粒粒径012m)+抗絮凝添加剂+缓凝剂组成,适合颗粒非常细的地层,延长凝固时间。水玻璃-添加剂浆液:该浆液不包含任何颗粒,适合于颗粒非常细的地层。关键问题是加入到浆液中添加剂的百分比,这种浆液的强度可形成软-中等-硬的凝胶体。该浆液可由高度活化水玻璃液体+钙基试剂组成,无有机污染,在超细地层中,有极好的渗透能力,可替代传统的凝胶体。257、本项目注浆浆液主要采用普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、特制硫铝酸盐水泥单液浆以及普通水泥-水玻璃双液浆等四种。在地层涌水量较大的地段以及海水连通段,可采用具有高强度、高耐久性和抗分散性特点的特种浆材(比如HSC、TGRM等),辅以超细水泥浆,以实现可控域注浆。针对强风化段和粉细砂地层,结合目前国内外超细型材料(主要指超细水泥)的生产现状,选择颗粒为10m的超细水泥进行粉细砂的注浆,可以得到远超过普通水泥的可注比。在注浆时,浆液能得到主脉劈裂下的渗透性,这将大大地提高注浆加固效果,有效地保证该地层条件下的安全施工。对于陆域一般破碎地段,主要采用普通水泥单液浆,当进行注浆堵水施工,必要时,辅以普通258、水泥-水玻璃双液浆,主要用于掌子面封闭。5.4.4注浆方式5.4.4.1超前注浆在断层破碎带等不良地质地段,特别是海域地段断层破碎带,通过超前小导管注浆(或全断面帷幕注浆),在隧道洞室四周形成注浆堵水圈,封闭基岩中输水裂隙和涌水空间。5.4.4.2径向注浆根据超前注浆后地下水渗透量的大小,通过调整衬砌初期支护中的环向系统注浆锚杆对地层进行注浆堵水,进一步封闭地下水流经通道,减少地下水的渗入量。5.4.4.3补充注浆在施做防水板前对初期支护渗漏处进行补充注浆处理,施工期间尤其要重视该项工程措施。5.5注浆试验区间海底隧道地下水处理难度大,地下水压力和长期排泄量均已超出以往山岭隧道工程。若不采用超259、前探测、超前注浆的方式进行预先处理,一旦误揭含水构造,将对区间海底隧道施工造成很大的影响。尤其是断层破碎带的处理,更是施工中的关键部位。注浆加固是通过不良地质地段的最基本的措施。根据勘察报告提供的地质条件,并结合超前勘探(工程地质法长期预报、TSP203中期预报)工作,对超前勘探孔布置、超前注浆材料、注浆工艺等进行试验,提出符合本工程要求的超前钻孔、注浆技术施工方法,快速、顺利地完成区间隧道工程施工。注浆试验将会同业主、设计单位、监理人及科研单位共同组织实施。5.5.1试验目的为了使注浆施工合理、有效,应对代表性地质区段采用各种注浆方案进行现场试验,通过注浆机理研究结合室内试验成果分析,得出不260、同地质地层注浆加固的最优工艺和参数。试验的主要目的是:了解围岩透水构造,测定围岩的渗透系数,为确定注浆压注量提供依据。根据地质条件及导水结构面走向,结合超前勘探孔布置,确定超前注浆孔布置数量、方向、深度。根据业主要求的堵水排水标准,制定根据超前孔出水量和压力推算的超前注浆开始及结束标准。根据地下水压力,确定超前钻孔及注浆设备、孔口管固定等保障措施。选择经济、有效的注浆材料。包括水泥、化学注浆材料,以及速凝剂、分散剂或悬浮剂、早强剂和防水剂等附加剂,并进行各种浆液的配比试验。超前钻孔过程中遇高压地下水时的及时注浆封堵施工工艺。研究改制适应本工程需要的钻灌一体设备。检验拟选择的设备对本工程的适应性261、,并最终选定满足工程需要的设备。锻炼专业化堵水施工队伍的技能和快速反应能力。5.5.2试验研究内容针对区间海底隧道可能出现高水压、大流量地下水的封堵处理,由于没有相对成熟的经验可供借鉴,对于钻孔注浆工艺、设备、材料等方面均提出了更高的要求。试验工作的总体思路是:在“工艺、设备、材料”三个方面,以工艺试验为核心,配合设备改进与研制,通过室内试验选择有效、稳定、经济的注浆材料。钻孔注浆工艺试验安排富有高压注浆、超前注浆施工经验的专业化施工队伍承担;邀请设备厂家对钻机、注浆泵进行改进,适应快速施工的要求;与注浆材料研究供应单位合作通过试验选择合适的注浆材料。理论研究:借鉴国内外类似项目的成功经验和最262、新科研成果,结合本工程实际情况,对注浆试验研究提供理论的指导。室内试验:通过室内试验对注浆材料进行初步选定,初步提出用于实际注浆试验的浆液组成和配合比。现场试验:对室内试验初步确定的注浆方案进行现场验证。技术关键:针对区间海底隧道的断层破碎带不良地质地段进行试验研究,确定合理、有效的注浆方案。5.5.2.1钻孔注浆工艺试验钻孔试验钻孔深度在100m以上,钻机在钻孔过程中遇到高压涌水时能够满足稳定性及安全要求。孔口管封闭及止水试验钻孔过程中遇到高压涌水后能够封闭涌水点,便于实施注浆施工。高压超前注浆试验。超前钻孔后随即进行超前注浆的工艺试验。不同参数的选择试验根据不同注浆区的地质特点,断层破碎带263、等性状的不同,选用不同的注浆孔距、排距布置、浆液配比进行现场注浆试验。5.5.2.2钻孔注浆设备试验钻孔设备试验。孔口管封闭器试验。高压注浆泵试验。钻孔注浆机械一体化试验。5.5.2.3室内注浆材料试验注浆材料试验:普通水泥、细水泥、超细水泥和膨润土、水玻璃、化学注浆材料试验,通过对材料的配方试验,确定试验的各试样的配方方案。凝胶时间试验:通过控制和调节凝胶时间以达到预定的注浆半径和注浆效果。不同浆液配比试验及物理力学性能研究:重点考察流变性、稳定性、凝固后的力学强度和抗渗性能。通过试验不同的浆液成分的结石效果,以达到较好的加固和抗渗目的。通过材料的强度试验确定材料的使用范围。通过渗透性试验,264、检测各种浆液的可注性。通过试验被加固体与浆液的粘结程度来确定加固效果。对各材料配方进行冻融循环试验确认其合格性。确定用于现场注浆试验的浆液材料和配合比。5.5.3试验效果检验对超前注浆和补充注浆试验效果采用多种手段进行综合测试,通过这些测试手段获取资料,综合分析现场注浆试验效果,为下一步堵水施工提供指导。具体测试手段包括:钻孔压水试验、声波测试、钻孔强模、浆液扩散范围等。5.5.4试验的实施组织地下水封堵试验分两个阶段进行:第一阶段为准备阶段,主要完成材料试验、设备选型、超前钻孔及超前注浆的方案设计研究。第二阶段为现场试验阶段。5.5.4.1试验准备阶段时间安排:自开工起2个月内,与施工准备工265、作同时展开。注浆材料试验研究:根据海底隧道的出水特点及目前国内外注浆材料的性能,选择经济、可靠的注浆材料,分析研究,提出适合本工程需要的注浆材料。提出采用的化学注浆材料,以及速凝剂、分散剂或悬浮剂、早强剂以及防水剂等附加剂的材料性能要求、注浆及注浆技术要求、配合比等。提出注浆孔布置要求。收集国内外隧道工程防渗堵漏材料、工艺资料并进行分析研究,收集过江、跨海、铁路、矿山、水电工程隧道施工实例。钻灌设备选型:对拟选用的钻灌设备进行深入地分析研究。结合掘进施工,选择超前钻孔、注浆钻孔设备,重点考察钻孔设备的可靠性、承受高压水的能力。选择合适的单、双液注浆设备,搅拌、吸尘、高压管路、计量设备及仪表。钻266、灌施工工艺研究:孔口管固定措施及工艺;超前钻孔与注浆配合施工工艺。5.5.4.2现场试验阶段现场试验安排随隧道掘进进度进行。地下水超前勘探、超前注浆试验安排在陆域地段出水洞段进行。主要验证拟采用的施工方案的可行性。布置:现场注浆试验每个孔采用一种材料、配合比、注浆压力。各试验孔之间间距2.02.5m。每当隧道开挖至代表性地质地段后根据情况,选择一处掌子面作为试验断面。为保证注浆效果,先施作一层50cm厚的混凝土止浆墙。注浆过程中采用压力控制和注浆量控制相结合的方式进行。注浆压力以渗透注浆压力和中压劈裂注浆压力两种控制。试验孔布置见图4-5-2。50cmC25混凝土止浆墙快干水泥封堵段50*4m267、m注浆试验钢花管围岩6m5m图4-5-2注浆试验钻孔示意图现场记录:统计计算各孔的注浆量,绘制各孔的流量和压力曲线,通过分析判断注浆效果。检测孔:在各注浆孔两侧1m范围内钻两个声波测试孔,通过测试注浆前后加固体的声波波速和动力参数的变化来评价注浆效果。现场取芯:通过对注浆前后岩样的对比试验对比注浆效果,同时利用该孔进行静力触探或轻便动力触探等方法对加固后的岩体力学性能进行对比。压水试验:对于加固后的孔进行压水试验测定加固体的渗透性的变化情况。开挖分析:利用实际开挖出的岩体观察和分析注浆效果。5.6防水施工防水措施包括:通过综合超前地质预报超前探水,采取超前注浆改善围岩的渗透性,控制渗透量;初支268、和二衬之间设缓冲层和防水板;二次衬砌采用防水混凝土;设置二次背后注浆系统。半包限量排放设计:隧道初期支护与二衬之间拱墙设400g/m2无纺布+2mm厚ECB防水卷材,仰拱设置1.2mm厚凹凸排水板,拱墙环向每5m设置0.5m宽1.2mm厚凹凸排水板带。无仰拱隧道防水设计:拱墙设400g/m2无纺布+2mm厚ECB防水卷材+0.5m宽1.2mm厚凹凸排水板带(间距0.5m);设置300mm厚C50钢筋混凝土底板,垫层厚度150mm。5.6.1防水板铺设防水板的搭接采用双缝焊接工艺,防水板铺挂采用同材质垫片焊接固定以保证防水板的施工质量。防水板铺设前的准备工作分场外和场内两部分。场外准备:检查防水269、板有无断裂、变形、孔洞等缺陷,并做好搭接焊缝操作人员的岗前培训,准备相应的焊接材料、工具等。场内施工准备工作:测量断面净空,对铺设面进行修整;铺挂防水卷材之前,对表面凹凸不平的局部地区采用人工找平,外露的钢筋头等齐根切除,并用水泥砂浆抹平。根据施工部位接触面尺寸及防水卷材尺寸进行标线,标线时注意卷材搭接长度、宽度,并在进行标识,以便防水卷材铺设时有参照线。两幅防水板之间搭接宽度不小于100mm,搭接采用双焊缝,用爬行式焊接机进行焊接,焊接防水板时,焊枪头在两塑料板间均匀移动,同时在上层防水板之上用手指均匀用力推挤,以防水板焊缝间挤出塑料熔液为最佳。焊缝有不符合质量要求时,及时进行修补处理。在混270、凝土灌注施工时,混凝土不能直接冲击防水板,震捣器不得接触防水板。无钉铺设防水板形式如图4-5-3所示。1234561初期支护2塑料防水板3塑料圆垫片4铁垫片5水泥钉6土工布缓冲层图4-5-3无钉铺设防水板示意图防水板敷设步骤见图4-5-4。喷射混凝土初期支护初期支护面补充注浆初期支护基面处理敷设土工布缓冲层无钉敷设PVC防水板图4-5-4防水板敷设步骤图5.6.2施工缝、沉降缝防水处理由于海底隧道所处特殊环境,为保证衬砌结构的防水能力,隧道变形缝设三道防水线进行防水,第一道为结构外防水层,第二道为结构混凝土中部中埋钢边橡胶止水带,第三道为后装止水带和接水槽(防水隔离区)。隧道环向施工缝根据模板271、台车的长度每10m设一道,纵向施工缝每个断面两道,设置在拱墙下部。隧道环向施工缝采用背贴式止水带+钢边橡胶止水带。为保证初期支护和二次衬砌之间的密贴,解决初期支护和二次衬砌之间的空隙的问题,要求采用刚度较大的模板台车,通过提高泵送混凝土压力以保证拱顶回填密实,提高结构抗水能力。5.6.3提高模筑混凝土的浇注质量二次衬砌混凝土作为防水体系的一部分,具有较高的强度、耐久性、密实度、防裂抗渗的要求,二次衬砌混凝土中添加防水剂,控制水胶比,减少水泥用量,浇筑耐久性高的防水混凝土,防水混凝土抗渗标号要求达P12(P10),结构厚度不小于300mm。严格控制混凝土入模塌落度和入模温度,以减少温差收缩和干燥272、收缩带来的不良影响。混凝土产生的裂缝宽度不大于0.2mm,不允许出现贯穿裂缝。施工中采用刚度较大的模板台车,通过提高泵送混凝土压力以保证拱顶回填密实,提高结构的抗水压能力。5.6.4背贴止水带拱顶部位注浆二次衬砌混凝土施工后,为了实现复合衬砌的防水分区,在背贴止水带的拱顶部位用预埋注浆管注钠基膨润土和水泥混合浆液,以填充拱顶背贴止水带与二次衬砌混凝土之间的空隙。注浆参数根据现场试验确定,初步拟定的注浆参数如下:注浆压力:0.20.3MPa,不大于0.5MPa。水灰比0.75:1,天然钠基膨润土防水粉掺量为水泥用量的10%,水泥采用R42.5普通硅酸盐水泥。凝结时间初凝为315min,终凝为58273、0min,结石率99%。注浆分2次进行,间隔时间4h,为同一注浆管注浆。6隧道穿越地面建筑物施工6.1概述xx端陆域段K30+400K31+723地面建筑物密集,主要为红山峡支路两侧居民楼及观音峡路小区,隧道上有较多47层民房,建筑结构形式多为砖混结构,建设年代以上世纪80年代末为主,基础形式多为毛石条基,埋深在2米左右;另外,红山峡支路下方敷设有污水、雨水、给水等管线。隧址主要人工建筑物分布情况见表4-6-1。表4-6-1隧址主要人工建筑物分布情况统计表编号地址、建筑物名称结构关系层数建筑面积(m2)建设年代基础及结构形式1红山峡路、前海岸滩开发工程西八区住宅9#楼下穿,竖向29.5m4约1274、8882000毛石条基、砌体2红山峡路xx前海岸滩开发工程西九区住宅A-1横向9.8m竖向27.9m7约21001988桩基、砌体3红山峡路贵州路南海岸西七区住宅甲-1型竖向27.7m4-660601989毛石条基、砌体4红山峡路xx前海岸滩开发工程西九区住宅A-2横向1.7m竖向27.5m7约21001988桩基、砌体5红山峡路、贵州路南海岸西七区住宅甲-2型下穿,竖向26.7m4-66032.431989毛石条基、砌体6红山峡路前海西九区商检局政协办公楼下穿,竖向25.7m516831992毛石条基、砌体7瞿塘峡路xx前海岸滩开发工程西九区住宅横向1.4m,竖向23.6m64087.361275、992毛石条基、砌体8贵州路南海岸西七区住宅III-9下穿,竖向24.2m61416.651989毛石条基、砌体9瞿塘峡路61号居民楼下穿,竖向22.4m6约12001988毛石条基、砌体10观音峡路14号居民楼下穿,竖向21.8m6约20001988毛石条基、砌体11观音峡路18号居民楼下穿,竖向21.8m6约20001988毛石条基、砌体12观音峡路13号居民楼下穿,竖向21.8m6+1约19601990毛石条基、砌体13观音峡路19、21号居民楼下穿,竖向19.2m6+1约26601990毛石条基、砌体14明月峡路15、17号居民楼下穿,竖向19.6m6+1约21001990毛石条基、砌276、体15明月峡路34号居民楼下穿,竖向16.3m6+1约37501990毛石条基、砌体16明月峡路28号居民楼下穿,竖向16.9m5约26501990毛石条基、砌体6.2施工方案、方法围岩级别低,自稳能力差,埋深浅,开挖后易产生坍方。地面建筑物沉降控制难度大,并且在隧道施工过程中必须保证地面建筑物正常使用功能,而隧道施工对周边建筑物会产生一定的影响,主要是地下水流失、围岩变形和爆破振动影响。施工前对影响区的建筑进行损坏程度鉴定。施工中尤其要做好对建筑物的监测,洞内进行止水和控制爆破。6.2.1洞内支护根据所处围岩情况,可采用超前小导管超前支护,保证开挖面稳定,同时,对开挖面前方岩体进行注浆加固,277、并降低围岩的渗透性,防止地层大量失水产生的不均匀沉降,对出入量较大地段采取超前预帷幕注浆。6.2.2控制爆破爆破设计方案要进行爆破振动安全计算,要严格按照爆破安全规程GB6722-2011进行设计和施工。严格控制掏槽爆破单段起爆药量,尽可能多的创造爆破临空面,通过降低掘进循环进尺、增加钻眼数量,控制爆破规模等措施,控制单孔装药量和最大单段起爆药量,使有限的装药量均匀地分布在被爆岩体中,下穿房屋段时地表质点振速应控制在1.5cm/s以内。对设计确定的钻爆参数进行现场爆破试验和爆破震动监测,以取得合理的爆破参数。爆破参数应根据地质地形条件和地面建筑物的情况、爆破振动监测结果,适时调整、动态管理。6278、.2.3加强监控量测,根据监测结果,采取跟踪注浆的方案当地下水位、地面变形和建筑物倾斜任何一值超过警戒值时,应立即停止施工,对建筑物基础底部土体进行注浆加固。建筑物的跟踪注浆加固适用于独立基础或条形基础的多层建筑物。根据现场监控量测建筑物的倾斜值,以适当的压力和流量,向建筑物的基础下及时地进行分层灌注快凝浆液,以调整建筑物的不均匀沉降并减少沉降量。6.3施工措施隧道下穿房屋段施工措施见附图十七附图十九。施工间隙及时封闭掌子面,及时施做初期支护,加强初步背后注浆,充填初步背后空洞。洞内超前预注浆措施,可采用超前小导管,对开挖面前方岩体进行注浆加固,并降低围岩的渗透性,防止地层大量失水产生的不均匀279、沉降,同时超前小导管起到预支护作用,保证开挖面稳定。采取控制爆破措施,减少爆破进尺,减少爆破震动对土体扰动,充分发挥围岩的自承载能力。加强监控量测及地面观查,在洞内及洞外布设足够的观测点,预测前方的沉降量,并积极采取预防措施,必要时,可采取刚性支护的形式,诸如喷射早强砼、动态跟踪注浆、架设型钢钢架、埋设临时仰拱及改用CD工法等。6.3.1地面沉降控制措施地面沉降控制标准:地面下沉总量由隧道施工引起的土体力学变化、地下水流失、施工误差等组成。根据建筑物位置和允许变形值,利用隧道施工引起地面变形横向变形规律曲线-PECK曲线和纵向变形曲线,根据隧道埋深和地质条件计算允许最大沉降值。控制地面沉降的措280、施:根据所处围岩情况,可采用调整施工工序和开挖台阶长度、超前小导管超前支护等措施保证开挖面稳定,同时,对开挖面前方岩体进行注浆加固,并降低围岩的渗透性,防止地层大量失水产生的不均匀沉降,对出入量较大地段采取超前预帷幕注浆。根据隧道的位置、开挖断面、围岩级别确定采用的开挖方法-台阶法、预留核心土、短台阶法、CD法以及CRD法等,以减少对地面建筑的扰动,减少建筑物不均匀沉降,开挖原则是超前支护、分步开挖、监控量测、加强支护、控制沉降。6.3.2建筑物保护措施6.3.2.1建筑物跟踪注浆对建筑物基础底部土体进行注浆加固。建筑物的跟踪注浆加固适用于独立基础或条形基础的多层建筑物。根据现场监控量测建筑物281、的倾斜值,以适当的压力和流量,向建筑物的基础下及时地进行分层灌注快凝浆液,以降低、调整建筑物的不均匀沉降并减少沉降量,维护结构的正常使用功能。6.3.2.2建筑物的隔离(隔断法)隔断法是在已有建筑物附近进行地下工程施工时,为避免或减少土体位移与沉降变形对建筑物的影响,而在建筑物与施工面之间设置隔断墙予以保护的方法。隔断法可用钢板桩、树根桩、深层搅拌桩、注浆加固、旋喷桩等构成墙体。6.3.2.3建筑物监控量测隧道施工前,先对地面建筑物进行调查,按照设计要求设置隔离桩。隧道施工过程中,进行地面监测,及时反馈施工。根据现场监控量测结果和构筑物的结构特点,当隧道施工引起的构筑物变形达到警戒值时,进行跟282、踪注浆加固地层,抑制变形,同时调整注浆压力,使构筑物产生的变形减小。7特殊地段施工方法及技术措施7.1过断层破碎带施工7.1.1概述主要易发生坍方及涌水的断层破碎带见表4-7-1。表4-7-1主要易发生坍方及涌水的断层破碎带表项目主要易发生坍方及涌水的地段里程K28+495K28+520K28+785K28+840K29+145K29+180地质条件中粗砂:滨海相沉积灰黄色,灰色,松散状稍密状,粒不均匀,局部段含1cm以下砾石,含量约10%左右。呈透镜体状分布于海域地层表部,厚度2.43.9m;岩土施工工程分级为级。微风化英安玢岩:灰灰紫色,斑状结构,块状构造,岩体较破碎较完整,岩质较硬坚硬。283、属次火山岩,大致呈北东东向带状产出,分布于海域M1Z2-TWG-27M1Z2-TWG-31一带;岩土施工工程分级为级。微风化正长斑岩:浅灰,肉红色,斑状结构,块状构造较完整完整,岩质较硬坚硬,呈脉状产出,M1Z2-TWG-29、M1Z2-TWG-30,有发育;岩土施工工程分级为级。7.1.2施工方法过断层破碎带施工方法见图4-7-1。施工工法程序见图4-7-2。过断层破碎带施工决策流程见图4-7-3。 确定断层位置由详勘资料初定断层位置地质雷达、TPS、红外线电法、超前探孔、超前钻孔测定核定断层位置界面距界面1015m进行水平钻探,最后确定断层界面利用水平钻孔岩芯,含水量划定断层性质严重断层地284、带一般断层地带图4-7-1不良地质地段位置确定7.1.2.1地质雷达、TSP、红外线电法等超前地质预报针对本隧道存在的断层构造发育、岩体种类繁多、岩性界面形态复杂的特点,结合本工程施工的特点,采用地质雷达、TSP、红外线电法等方法作为定性判断。7.1.2.2超前探孔海域段开挖前必须施作超前探孔,一般地段至少钻2个孔,特殊地段依节理裂隙发育程度加密。探孔直径90,孔深约30m,两循环搭接长度大断面隧道不小于8m。钻机过程中应记录钻孔的时间、速度、压力、卡钻、跳钻和岩性、地下水情况,判断前方围岩的地质情况。工法程序严重断层地带开挖面外57m帷幕注浆防水加固地层自进式长管棚超前支护CD或眼镜工法一般285、断层地带开挖面注浆加固地层中长或短管棚支护台阶法施工图4-7-2不良地质地段施工工法程序超前地质预报(探测钻孔)工作面开挖支护灌浆标准距离标准工作面开挖支护探测孔回填打设注浆孔打设注浆孔打设注浆孔灌浆标准打设检查孔注浆堵水检查孔回填是否否是图4-7-3过断层破碎带施工决策流程7.1.2.3地质钻孔根据物探预报成果并结合地质详勘资料和掌子面的地质情况综合分析,在断层破碎带等需要围岩性质条件更多信息地段设置地质取芯钻孔。一般地段设置1个钻孔,复杂地段如断层破碎带及影响带、岩性复杂、接触面破碎且不规则及富水地段,可钻23孔,孔深3060m,搭接长度不小于6m。通过钻进速度的测试、岩芯采取率统计、钻孔286、岩芯鉴定和必要的岩芯试件强度试验来确定掌子面前方岩层的展布、地层岩石的软硬程度、岩体完整性及可能存在的断层、空洞的分布,同时应对成果进行整理:A钻孔柱状图;B编写钻探报告,提出围岩完整性评价。7.1.2.4涌水量及压力测试超前探孔施做时,必须进行涌水量和压力测试。探水孔钻探完成后,在探水孔上安装排水管,用容器提水法或射程计算法进行涌水量预估;涌水压力可采用孔口管进行测试。或者用混凝土止浆墙将开挖面封闭,在止浆墙上安装排水管,在排水管安装压力表和流量计,预测该孔总的涌水量和水压力。掌子面总涌水量通过设置排水沟进行测试。隧道开挖一段后,必须进行隧道平均渗水量的检查,可通过在隧道排水沟设置封闭的有V287、型溢流槽口的矩形堰或采用漂流法进行测试,量测指定隧道段的渗漏水。7.1.3超前预注浆过断层破碎带超前预注浆设计见附图二十附图二十二。7.1.3.1超前预注浆方案7.1.3.1.1注浆控制标准注浆采用超前预注浆和开挖后径向注浆。当超前探水孔单孔出水量大于5L/min,或每循环所有超前探孔总出水量大于10L/min时需要对围岩进行超前预注浆。开挖后检测孔单孔出水量大于0.15L/minm需要对周边围岩进行后注浆,开挖后局部出水点渗水量2L/m2d时,需要对出水部位进行后注浆。7.1.3.1.2超前预注浆方法隧道内注浆采用全断面注浆、周边帷幕注浆、局部注浆、裂隙注浆;开挖后径向注浆、局部注浆。7.1288、.3.1.3超前预注浆方法的选择全断面注浆:适用条件:一根据超前地质预报结果判定,前方围岩破碎、断层岩体风化严重或存在断层泥;二V级围岩地段;三超前探水孔单孔出水量大于60L/min;四探水孔水压0.6 Mpa。当隧道通过以上特点断层长度大于25米,一次不能完成时采用全断面注浆(以上适用条件满足任1条即选择此方案,以下同)。隧道周边帷幕注浆:适用条件:一是根据超前地质预报预报结果综合分析判定,前方围岩比较破碎,围岩风化较严重;二是超前探水孔单孔出水量25L/min60L/min;三是探水孔水压0.30.6 Mpa。其他有全断面需要注浆的特点,但隧道穿过长度小于25米时,采用隧道周边帷幕注浆。局289、部断面超前注浆:适用条件:一是隧道局部断面围岩节理裂隙较发育或比较破碎,二是其余部位围岩比较完整;三是超前探水孔单孔出水量5L/min25L/min;探水孔水压0.3 Mpa。补充注浆:隧道开挖后未达到预期围岩改良目标(表面渗水量2L/m2d)时,应采用补充注浆,对渗水部位进行封堵。补充注浆方法:对点状滴水主要采取堵漏剂逐点表面处理。对点状线流采取表面封堵为主,注浆处理为辅的原则处理。对大面积淋水或股状涌水的部位,在集中出水部位周围不小于2m范围内布设注浆孔,注浆孔间距1.5m,孔径56,孔深4.0m,梅花型布置,孔内安装止浆塞或42花管进行注浆处理,分、序孔实施,由四周向中间,由下向上的原则290、进行注浆。7.1.3.2注浆浆液选择根据以往隧道施工经验,结合本工程特点初步选择普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、特制硫铝酸盐水泥浆单液浆,普通水泥-水玻璃双液浆等作为注浆材料。普通水泥单液浆用于探孔涌水量较小的地段;超细水泥单液浆主要用于强风化和渗透性较差围岩段,同时可用于先期注浆,以冲开致密岩体中的裂隙,而后注入普通水泥浆;特制硫铝酸盐水泥单液浆主要用于探水孔涌水压力较大围岩地段及海水连通段,辅以超细水泥浆,以实现可控域注浆;普通水泥水玻璃双液浆主要用于封闭掌子面、锚固孔口管和探孔顶水注浆,同时部分掌子面正前方钻孔中可采用可注性好、结石早期强度高的水泥-水玻璃双液浆。施工时根据现场情况,进行291、选择和优化组合。浆液配比参数见表4-7-2。根据现场试验情况进行优化调整,同时每循环注浆段可根据注浆顺序采用不同配合比。表4-7-2浆液配比参数序号名 称配比参数备注水灰比W:C体积比C:S水玻璃浓度1普通水泥单液浆0.4:11:12水泥-水玻璃双液浆0.4:11:11:11:0.33045Be3超细水泥单液浆0.6:11.2:14特制硫铝酸盐水泥单液浆0.6:11.2:1同时,为改善水泥单浆液的析水性大,稳定性较差,注入能力有限,且凝胶时间较长,在遇高压动水情况下,浆液容易冲刷和稀释,影响注入效果,在浆液制备时可掺入适量的外加剂。此外,满足设计要求下,必要时可选用其他浆液作为注浆施工的辅助浆292、液,根据不同地层注浆堵水的需要灵活组合。7.1.4.3注浆参数设计7.1.4.3.1帷幕注浆止水加固范围注浆圈止水加固厚度满足注浆堵水和施工安全要求。根据环境条件、力学模拟计算和分部开挖的施工方法,结合以往工程经验,过断层破碎带施工中隧道注浆加固区范围为隧道轮廓线外5m。7.1.4.3.2每循环注浆段长度注浆段长度一般应综合考虑工程水文地质情况、选择钻机的最佳工作能力、余留止浆墙厚度等内容。过断层破碎带帷幕注浆时,隧道每循环注浆段长为30m,开挖28m,预留2m为下一循环止浆岩盘。 7.1.4.3.3注浆扩散半径浆液扩散半径可根据堵水要求、隧道地质特点及注浆材料的颗径尺寸,采取工程类比法来选取。根据工程经验和工程类比,注浆扩散半径为2m。施工中,可根据注浆试验或施工前期注浆效果验证、评估后进一步修正确定。7.1.4.3.4注浆压力根据类似工程经验,裂隙岩体地层注
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