暗挖施工组织设计.docx
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1、一、工程概况1、工程概况采用暗挖后,在3号出入口弯头处做竖井,由竖井创造的工作面开挖进洞。暗挖施工采用超前大管棚注浆及超前小导管注浆支护。超前小导管注浆支护只是在人防部分采用。开挖采用CRD工法分步开挖。施工依据新奥法的原理,严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的原则。1.1竖井围护结构设计工作竖井设计断面尺寸为8米7米,其围护结构设计采用内排8001000钻孔灌注桩,外排采用800600水泥搅拌桩做止水帷幕的围护型式,桩顶设1000mm压顶圈梁。竖井开挖时,设2道I32型钢支撑支撑于压顶圈梁及钢腰梁上。竖井封底采用200mmC20砼,竖井底设1500(长、宽)1300m
2、m(高)斗坑。基坑降水采用600大口井降水,降水井长度为基坑开挖底标高下5.5米,降水深度在竖井基底2米以下。1.2暗挖段超前支护设计3号出入口暗挖隧道拱部和边墙超前支护采用全长1086200mm大管棚注浆。底板和局部不能施作大管棚部位设计采用423150mmL=3m超前小导管注浆支护。掌子面采用423.5L=3m0.8m0.8 m超前小导管注浆加固,小导管梅花型布置,每循环小导管长3m,循环之间搭接长度为1.5m。小导管施工前掌子面采用0.3m厚C20喷射砼封闭。1.3暗挖段初期支护隧道初期支护采用I20a格栅拱架300mm厚喷射砼25连接筋8钢筋网,中隔墙采用I20a拱架200mm厚喷射砼
3、22连接筋8钢筋网。喷射砼采用C20砼,潮喷法施工。1.4结构防水在初支与二衬之间做高分子柔性防水层,防水层采用无钉铺设,连接部位用热合焊接。2、工程地质及水文地质2.1工程地质本地区位于华北平原东北部,紧临勃海,地层属海陆相交替沉积层。表层:为人工填土层,主要由粉质粘土组成,黄褐色,含砖块、碎石等,但局部有第四系全新统新近沉积层,主要由粘土、粉土、淤泥质粉质粘土组成,灰黑色,可塑-流塑。第I陆相层:主要由粉质粘土、粉土、粘土组成,黄褐色、灰褐色,可塑-流塑。第I海相层:主要由粉质粘土、粉土、粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土组成,灰色,可塑-密实。第II陆相层:主要由粉质粘土、粉土组成,黄褐色
4、,可塑-密实。第III陆相层:主要由粉土、粘土、粉砂、细砂、粉质粘土组成,黄褐色,可塑-密实。第II海相层:主要由粉质粘土、粘土组成,黄褐色、灰褐色,硬塑-可塑。第IV陆相层:主要由粉质粘土、粉砂、粉土、粘土组成,黄褐色,可塑-密实。2.2水文地质由于靠海近,海拔标高低处约2.6米,故地下水量丰富,埋藏浅,水位标高一般在地表下1.53.7m,主要靠大气降水及附近地表水补给,属孔隙潜水,随季节变化幅度为0.51.0m,对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。3、工程的特点、难点及其对策3.1防水施工重要,施工难度大本工程所处位置地下水位高,施工防水标准高(工程防水等级位为
5、一级),这些要点要求我们必须采取有效措施,采取多种针对性的、科学的防水方案,精心组织防水施工。相应对策:(1)严格控制深层搅拌桩和水泥旋喷桩止水帷幕的施工质量,严格技术标准,精细工艺操作,把好防水施工第一关。、(2)优化砼配合比,加强砼密实控制,增强砼自身防水能力,采取新材料、新工艺,提高砼防裂能力。(3)建立严格细致的工艺操作细则,控制施工缝,变形缝,后浇带施工工艺及施工质量,建立“一条缝,一人负责”的专项负责制。(4)选派专业的防水队伍施作工程防水层,控制防水材料质量,严把防水板接缝处理关,严格接缝试验程序。(5)针对初期支护时存在的渗漏水现象,先进行注浆堵漏后方可进行主体结构施工。(6)
6、水平施工缝采用缓膨型止水条止水,竖向施工缝缝采用钢板止水。暗挖时易发生大量漏水,涌砂现象。3.2地下水位高,地层复杂,含砂量高,局部易发生管涌,造成不良后果,施工时采取如下对策:(1)控制围护桩及管棚施工质量,制定严格的操作工艺和细则,做到围护结构不漏水。(2)采用TSS注浆法进行大管棚和小导管注浆,防止围护漏水。(3)针对开挖时出现的局部少量渗漏水,及时进行注浆堵漏后方可进行施工,防止漏水加重。3.3控制软土开挖的沉降量,是整个暗挖施工的技术难题。整个暗挖施工中,由于拱部下沉、围护变形等原因,会造成环境地表沉降。本工程环境保护要求高,如何控制其沉降量是本工程的一大难点。其主要对策如下:(1)
7、严格控制循环进尺,抓紧工序衔接,缩短初期支护前开挖面暴露时间、暴露空间,减小时空效应的影响。(2)控制拱部下沉带来的沉降。主要从两个方面控制:一是控制分部开挖时拱脚处下沉,采取木板、砼垫石将拱脚垫牢固;二是控制喷砼与土体之间的空隙。采取湿喷工艺,分层喷射,并在上部铺设一层钢筋网,保证喷砼密实,并及时进行背后回填注浆。(3)加强施工监测,进行信息化施工,使变形、沉降处于可知可控状态。二、编制依据1、施工设计图纸2、规范及标准序号编号名称1GB50175-92地下铁道设计规范2GB5308-1999地下铁道、轻轨交通工程测量规范3GBJ240-83混凝土结构工程施工及验收规范18DGJ108-61
8、-97地基处理技术规范19YBJ9258-97建筑基坑工程技术规范20JGJ120-99建筑基坑支护技术规程3、编制原则(1)贯彻执行国家和天津市政府制定的方针、政策及相关的工程技术规范、规定等。施工工艺与施工规范、设计要求相符,并达到完善。(2)在充分理解设计图纸的基础上,采用先进、合理、经济、可行的施工方案。(3)按照基本建设施工程序组织施工进度,确保工期。并更有利于管线保护及消除或减少地面障碍物影响。(4)发挥专业优势,合理组织文明施工、科学施工、均衡生产,按经济规律搞好企业管理。(5)符合国家及天津市环境、水土资源、文物保护及节能的要求。三、施工总体筹划1、施工总体安排在施工时间安排上
9、将与主体结构施工同步进行。因现场已具备同步施工的条件,故不存在相互干扰问题。为确保施工质量和进度,保护施工范围内管线和周边建筑物的安全。本工程工期将以施工技术以现场动态管理为基础;工程质量以ISO9001质量体系全面控制;安全以事故树和生物钟进行预测分析并进行控制。整个工程以“精心组织、创优守约;统筹安排、文明施工;安全高效、确保工期”为指导思想;1.1总体施工流程施工流程:以竖井围护结构竖井开挖与支撑通道水平围护结构通道暗挖主体结构等主要工序为主线,流水作业,同时兼顾交通、监测、管线保护组织施工。1.2总体施工方法1.2.1竖井围护结构施工方法钻孔灌注桩采用1台正循环钻机正循环成孔工艺成孔,
10、水下灌注混凝土工艺。搅拌桩止水帷幕采用1台深层搅拌桩机施工,施工采用“两搅两喷”施工工艺。旋喷桩采用二重管工艺,按设计的搭接值逐桩进行施工。圈梁采用现浇钢筋砼方式施工工艺。1.2.2竖井开挖工序施工方法暗挖工作竖井采用人工挖土,龙门架及卷扬机吊放材料及出土。桩间补平砼采用潮喷技术喷射砼。土方设临时堆土场,土方车夜间统一外运。1.2.3暗挖通道超前支护施工方法暗挖水平围护大管棚超前支护采用管棚钻机成孔,“TSS”注浆技术注浆。超前小导管注浆施工采用风钻成孔,“TSS”注浆技术注浆。1.2.4出入口通道暗挖及初期支护施工方法开挖采用CRD工法分步开挖,3号出入口分4步开挖,开挖每循环进尺为0.5米
11、。开挖后及时架设钢格栅,挂网喷砼支护,尽早封闭成环,确保施工中的安全。施工依据新奥法的原理,严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的原则。网喷砼采用潮喷技术施工,分层喷射至设计厚度。施工方法详见出入口暗挖隧道施工方法图。1.2.5主体结构施工主体结构采用顺筑法,满堂红脚手架支护加固模板施工。先施作底板;后施作侧墙及顶板。1.3临时设施1.3.1施工用水施工用水量相对较少,施工用水由工地原有供水管道以50供水管接入。水管通过城市道路时必须埋入路面以下50cm,并将破坏的道路立即恢复。1.3.2施工用电电缆采用50mm2电缆。洞内照明采用36V低压电,确保施工安全。1.3.3施
12、工供风施工用风各工作区设置1台12m3电动空压机供风。空压机有专人操作,施工用风采用80钢管,各用风点设阀门,采用高压软管接出至各用风点。1.3.4施工排水、排污处理根据文明施工需要,施工污水不得流出施工现场,污染周围环境,同时施工产生的污水必须经沉淀处理后方可排入城市下水道,不得回渗入施工场地下。根据工程排水量大小,施工竖井底部和出入口暗挖隧道洞口设集水坑集中沉淀、抽排至场地内设置的200200mm排水沟,排水沟采用明沟排水,经二次处理后排入城市下水道。泥浆排放采用泥浆车及时外运至指定卸浆点。土方采用夜间集中外运。土方外运必须加以掩盖,防止泥土污染城市道路。四、施工进度计划1、总工期目标本段
13、工程计划实现的工期目标为:3号出入口100天2、施工进度计划施工进度计划横道图见附表。3、施工关键线路分析根据施工进度计划网络图可知,各附属工程需暗挖部分关键线路依次如下:通道水平围护施工35d进洞前施工准备7d通道暗挖及初期支护施工30d主体结构钢筋砼施工28d。在围护结构养生时间内进行井架提升系统制作及安装、竖井开挖及通道水平围护的施工准备工作。根据暗挖施工的特点及通道度,暗挖只能独头掘进。通道开挖及初支、二次衬砌也只能单工序作业。根据上述分析,本工程主要工序均为关键工序。确保工期无法从增加主,设备、材料、人员投入以增加工作面来解决。只能从抓工序衔接时间,保证上一道工序结束后下一道工序可立
14、即进行施工,同时间抓紧工序内作业时间及施工质量,确保工序施工顺利进行。4、主要资源配置管棚钻机2台、注浆机1台、压浆机1台、潮喷机1台、风镐5台、有轨运输设备1套。五、施工方案及施工方法1、暗挖总体施工方案(1)竖井开挖采用人工开挖,弃碴采用龙门架提升至地面,汽车倒运至弃碴场,开挖后及时对开挖面挂网、喷砼支护。(2)竖井开挖支护完以后,施工超前大管棚注浆及超前小导管注浆对隧道进行围护。大管棚施工采用管棚钻机成孔,注浆采用“TSS”技术进行注浆。(3)出入口通道开挖采用CRD工法分部开挖,每部之间设临时中隔墙和临时仰拱。及时架设钢格栅,挂网喷砼支护,尽早封闭成环,确保施工中的安全。施工中严格遵循
15、“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的原则。(4)喷射混凝土采用湿喷法,施工注浆和喷射混凝土时,均把施工机械放置在地面上,把注浆管或喷射管通过竖井引至洞内。(4)洞内开挖采用人工开挖,斗车出土,斗车运至竖井(出入口通道直接运出),经龙门架提升至地表,汽车倒运至弃碴场。2、总体施工工艺流程各区段暗挖施工工艺流程见下图。破桩进洞CRD法开挖支护破除通道中隔墙和临时仰拱砼测量放样施作超前支护大管棚、注浆施作底板及下部边墙外防水层底板及下部边墙钢筋绑扎、立模、砼浇注边墙、顶板钢筋绑扎、立模、砼浇注与主体结构接口处理结束施作顶板及边墙外防水层3号出入口暗挖施工工艺流程图3、竖井围护结构施工
16、方法及施工措施3.1钻孔桩施工本工程围护结构部分采用钻孔灌注桩桩径0.8m,间距1.0m, 成孔机械采用潜水钻机、正反循环钻机。灌注桩施工工艺流程图如下:3.1.1成孔施工3.1.1.1护筒护筒内径为900mm,用厚3mm钢板卷制焊接而成。破除路面后,埋置护筒,顶面高出地面0.3m,底部深入到密实度较好的土层0.5m内,以防塌孔。护筒位置偏差控制在5m以内,护筒倾斜度不大于1%,以保证成桩质量。护筒位置对正后,四周回填粘土并夯实,防止穿孔。3.1.1.2钻进成孔钻机就位后,基座用方木和木楔子垫实找平。根据桩位的控制点,采用“十字交叉”法确定桩位中心,控制其偏差为不大于20 mm。钻头的定位尖与
17、十字线交点居中重合,拆除十字线后,启动钻机钻进,随时补充浆液,保持浆液面的高度不变,以防塌孔。钻进时用铅锤随时检查钻杆垂直度和钻机平实度,控制桩身垂直度不大于1/100。为了保证成桩质量,施工中采取跳打的方法,以减少对邻桩的扰动,相邻桩的施工停留至24小时以后。钻孔连续操作,中途不停止。钻孔泥浆及时外运。灌注桩孔径、垂直度的检验方法:因深基坑围护桩属侧向承力结构,故其孔径、垂直度情况直接影响着基坑安全及后续工序的施工。工程实施过程中我们采取下列措施控制孔径和垂直度:对每台钻机的起始两棵桩孔用超声波法进行检验,对以后的桩孔采用下孔规的办法检测孔径和垂直度,对不合乎要求的钻孔进行回钻扫孔,如仍不合
18、格则回填沉实后重新钻孔。3.1.1.3护壁泥浆护壁泥浆采用就地选择普通粘土,护壁泥浆就地配制,现场自造浆体的性能达不到要求时,在泥浆中加入外加剂,或采用膨润土造浆,以防塌孔。护壁泥浆采用就地选择普通粘土。3.1.1.4清孔钻孔达到图纸设计深度后,且成孔质量符合要求,立即进行清孔,清孔时,孔内水位保持在地下水位以上1.52.0m,并保持泥浆比重,以防止孔壁塌陷。清孔时,将附着于护筒壁的泥块清洗干净,并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除至不大于150 mm 。 3.1.2钢筋加工钢筋笼制作前对主筋进行调直,采用双面搭接焊后保证其中心线吻合,加劲箍制作采用胎具加工,尺寸符合设计要求。为保证钢筋保护层的厚度
19、,钢筋笼四周沿纵向每隔5米设置4个保护层定位装置。主要技术质量要求使用的钢筋符合国家标准规定,具有合格证并经复试合格。钢筋焊接长度、焊口厚度符合技术规范要求。钢筋笼制作时控制其偏差为:主筋间距10mm,箍筋间距20mm,钢筋笼直径10mm,长度100mm。钢筋笼吊装钢筋笼采用三点起吊法以保证钢筋笼不变形,钢筋笼在入孔时,缓慢平稳,中心对正,防止偏斜碰撞孔壁。钢筋笼定位时确保桩位中心与钢筋笼中心重合,防止出现偏笼现象,以保证灌注桩的承载力符合设计要求。3.1.3水下砼灌注采用商品砼,水泥标号为425号,其初凝时间大于2.5h。粗集料采用级配良好的碎石。砼的塌落度为180220mm。施工现场每天(
20、每5棵桩)留一次试件。灌注砼前,检测孔底泥浆沉淀厚度,如大于允许厚度,则清孔至符合要求。砼采用导管灌注,导管连接紧密,保证不漏水。在开始灌注砼时,导管底部至孔底留250400mm的空间,首批灌注砼的数量满足导管初次埋深(1.0m)和填充导管底部间隙的需要,拔管前量测孔内砼面的高度,保持导管埋深2m,并连续灌注不中断。3.1.4灌注桩质量事故的防治措施、应急措施长时间停电:公司配备临时发电机,保持泥浆循环和水头压力,防止孔壁坍塌。长时间停水:公司准备水罐车,从别处运水。准备储水罐。钢筋笼起吊变形:笼子加工时严格控制主筋与加紧箍的焊接质量,保证焊口不开焊;采用三点起吊法或在笼内绑上杉木条以增加笼体
21、刚度。孔斜:钻机垫实找平,随时检查钻杆垂直度,发现倾斜及时回钻,进行扫孔。砼供应不及时:间隔一段时间用吊车轻轻抖动导管,防止砼初凝发生抱管、断管,引起断桩事故。桩体夹泥:钻进时,每次接长钻杆前空钻回捋几下,将孔壁泥块清理干净;提钻前使钻头空钻几分钟,将孔底大块钻渣充分搅碎;灌注砼前检测孔底沉渣厚度,如大于允许厚度,则进行清孔;灌注砼时控制砼面上升速度适当,过快易将泥渣卷入桩体。托管:当导管埋深在2米左右时发生托管,用吊车轻微抖动导管,促使砼下落。如果无效,则用水冲砼面,反插导管,重新灌注。此桩做好详细的灌注记录,桩体达到强度后进行无破损检验,如不合格,在此桩外补打两棵,以保证基坑安全。断桩:每
22、次拔拆导管前量测孔内砼面的高度,保持导管埋深在2m范围内。防止埋深过大拔断管或埋深过小拔漏管,造成断桩。水泥搅拌桩施工3.2搅拌桩施工在基坑侧壁通过水泥土固结提高侧壁土的渗透系数,防止水土流失达到干燥效果,这些渗透不稳定现象的发生会危及基坑支护结构的安全。为保证基坑开挖的顺利安全,防止基坑内出现管涌,增大水力梯度,为基坑的土方开挖提供干燥的作业环境。3.2.1施工工艺1定位,沿桩中心纵线开挖30cm30cm小沟,再利用深层搅拌桩机自身的桩架悬吊搅拌头到达指定桩位,并由设备的定位测锤校正机械的倾角和定位角。当地面起伏不平时,应填实垫平,使桩机 座保持水平,局部宽度不足时可垫枕木或填土加宽。2预搅
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