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1、北京地铁土建工程安全施工技术控制要点（暗挖部分）北京市轨道交通建设管理有限公司中铁十四局集团有限公司二OO七年五月三十一日目录J总述12.J标推断面台阶法12.1.1超前地质预报12.1.2超前大管棚预支护42.1.3超前小导目预支护（含预任浆）62.1.4土方开挖102.1.5格栅架立122.1.6喷射混凝土132.1.8监控量测项目182.2大断面分步开挖施工202.2.1中隔墙法（CD工法）和交叉中隔墙法（CRD工法）202.2.3双侧壁导坑工法242.2.4*252.3特大断面分步开挖施工25231中洞法252.3.2侧洞法26233272.3.4洞身开挖292.3.5洞内人工挖孔桩2
2、92.3.6钢管柱332.3.7L353重点部位施工现场控制要点393.1暗挖风道与主体交叉部位开口施工393.1.J纵向开挖导洞增大393.1.3转换体系施工中质量安全控制要点413.2挑高段等断面变化部位423.2.2断面过渡技术措施433.3平顶直墙施工技术要点443.4斜坡段施工技术要点443.5下穿重要建筑物、管线施工技术要点453.5.1下穿重要建筑物技术要点453.5.3施工注意事项47二6地质异吊处技术要羽3.6.1地质挖孔探测首先要防止损坏既有管线484特殊地质施工现场控制要点494.1粉细砂地层494.2砂、卵石地层504.4注浆施工工艺505施工现场应急处理要点505.1
3、隧道开挖坍方505.2.1预控措施53一、暗挖施工1总述浅埋暗挖法是近十多年发展起来的一种新方法，多应用于第四纪软弱地层，在城市地铁、市政地下管网及地下空间的其他浅埋地下结构工程中已有广泛应用，开挖方法有正台阶法、中隔墙法（也称CD法和CRD法）、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法（眼镜工法）等。该方法对地面建筑、道路和地下管网影响不大，拆迁占地少，不扰民，不污染城市环境，且无需专用设备，适用于不同地层、不同跨度、多种断面，灵活方便，可以提供大量就业机会等优点，是适合我国国情的好方法。然而随着该方法应用范围的不断扩展，施工控制管理能力的相对滞后，其施工安全问题变得尤为突出，特别是浅埋暗挖施工出现安全问
4、题时，往往对周边环境及人身安全危害很大，因此，加强施工安全控制，保障人民的财产及人身安全不受损失，成为施工的当务之急。2主要施工方法现场控制要点2.1标准断面台阶法2.1.1超前地质预报2.1.1.1超前地质预报主要内容围岩加固情况检查掌子面超前注浆加固土体后的效果。掌子面状况对下一循环掌子面进行地质素描。洞体开挖（内缘）状况检查洞体开挖超欠挖、喷射混凝土是否密实及注浆填充效果等。地下水状况检查洞体水位、漏水点部位、水量等。土壤含水量、容重、塑性指数检查土体本身特性参数，为下一步开挖、支护提供施工参数。2.1.1.2超前地质预测预报方法超前地质预测预报方法包括:长距离地质预测预报技术、短距离地
5、质预测预报技术、红外线超前探水法和地质雷达探测法。针对北京地铁暗挖施工，我们一般采用短距离超前探孔法,施工中常用洛阳铲对掌子面前方1015m地层情况进行挖探，探测前方地层地质、水文情况,为下一步开挖施工提供必要的施工参数。长距离地质预测预报技术长距离地质预报一般采取物探和水平探孔两种方式。物探:采用TSP203地震波探测做宏观控制性预报，其1次预报长度可达1（）020（）m（软岩预报刖方1（X） 150m,硬岩预报刖方150 20Om）O水平探孔:主要用于隧道不良地质地段及 TSP探测不到的可能存在的地质异常体特别是对地 下水的探测。根据地质的复杂情况采用一孔或三孔， 采用工程地质钻机施工，孔
6、径大于70mm,孔深一 般为 40700m。短距离地质预测预报技术是对长距离地质预报的验证和补充，短距离地 质预报采取地质素描、地质雷达探测、短距离超前 探孔、红外线超前探水等方法和手段进行。作业流 程见图2.1-lo地质素描在隧道暗挖施工时,每个作业面派23名有经 验的地质人员，在渣土清运完毕后对下一循环工作 面进行地质素描。地质素描内容主要包括地下水状 态（出水点、出水量、水压力、突水情况等），地层 岩性（产状、结构、地质构造影响程度等），土层特 征（土层名称、风化状况、土层结构、质地、强度）,测量定位机械就位及安装岩芯整理孔斜测量水文地质试验岩芯鉴定涌水测定岩芯储存资料整理及文整预测预报
7、与印证图2.1-1超前地质探孔作业流程地质结构面（间距、延伸性、粗糙度、张开性等），软弱夹层，贯穿性强的大节理、断层（填充情况、风化程度、开度、渗漏）等。根据地质素描图的内容，绘制地质素描图，并做出开挖面前方较短距离内的岩体稳定性分析，通过综合分析判断，提出地质预测报告。短距离超前探孔法a.2030m探孔法该方法是在开挖掌子面上布设超前探孔，在钻探中根据钻机在钻进过程中推力、扭矩、钻速大小、岩粉成份、成孔难易及钻孔出水情况来判断前方的地层和岩性，同时进行涌水量和水压测试，判断掌子面前方地层含水情况。必要时，每个掌子面布设超前探水孔23个,分别位于拱顶和拱腰部位。超前探水孔直径90mm,终孔位于
8、隧道开挖轮廓线外1.53.0m。b.1015m探孔法在地质不良地带，隧道开挖时，每循环还需要进行短距离超前地质钻探，此时可利用地质钻机对掌子面进行钻探或洛阳铲挖探，钻孔深度1015m,探孔数量46个，探孔分别位于拱顶、两拱腰、两边墙、拱底。探孔布置示意图见图2.1-2超前短探孔布置示意图:探孔探测若无异常情况出现，可进行正常开挖。在短距超前探孔预测预报过程中，若掌子面局部出水量较大，则增加探水孔数量，以便准确地进行预测预报。隙道I1岩层4图2.1-2超前短探孔布置示意图红外线超前探水法红外线超前地质预测预报系统是目前较为先进的地下水预测预报方法之一。在工程现场,主要通过测试掌子面和隧道开挖纵向
9、的地湿场变化情况，根据介质的辐射红外波段长的能量变化，判析前方是否为隐伏含水构造体，有无发生突涌水的可能。测点布置测掌子面场强分布时，根据掌子面的大小，将掌子面划分为九个区域，每个区域设定一个测点。测纵向场强分布时，分别在拱顶、左边墙、右边墙上，从掌子面开始，向已开挖方向（背离掌子面方向），每间隔IOm设置一个测点，测点布置如图2.1-3“掌子面及纵向测点分布图所示。z制左I右W 图2.1-3掌子面及纵向测点分布图判释标准根据以往测试经验，判释标准一般为:当掌子面测点中最大场和最小场红外波段长的能量差大于等于10Wcm2,可判定前方存在含水体构造体，否则不存在含水体构造。地质雷达探测法地质雷达
10、通过向地层中发射宽带、高频电磁波，并对所接收到的反射波进行一系列处理,精确地测定出电磁脉冲传播到目标物并反射回来的时间，由此来确定目标物的深度和位置等。探测原理见图2-1-4地质雷达探测原理示意图:测序点距CX测线磁波走时n越前大管棚预支护图2. 1.2管棚布设示意图图2-4地质雷达探测原理示意图2.1.1.3信息反馈通过各种方法收集地质信息，输入信息处理系统，进行综合分析、判断，并将处理结果反馈给施工，及时变更设计、调整施工方法和支护参数.2.1.2超前大管棚预支护水平管棚与隧道埋深、土体刚度、初支强度、开挖方法、掘进速度等是一个有机的整体，控制管棚沉降必须综合考虑以上各因素的作用。同时工作
11、面效应对管棚沉降有重要影响，采取相应措施控制好工作面的土体松弛，否则会产生管棚沉降峰值造成精度不准确。管棚布设如图2.1.2所示。主要技术要求、标准及控制方法钻孔施工允许偏差项目外插角孔位孔深孔径允许偏差150mm30mm比钢管直径大30-40mm检验方法:外插角及孔位偏差使用仪器测量，孔深和孔径采用尺量。管棚的数量、长度应符合设计要求。管棚的纵向搭接长度应符合设计要求。管棚注浆-般填充注浆采用水泥浆或水泥砂浆，水泥浆水灰比为05l,水泥砂浆配合比为1:0.53；注浆浆液必须充满钢管及周围的空隙并密实，注浆压力根据设计要求控制。注浆量和注浆效果以设计注浆压力和注浆量检查、控制。为保证管内注浆填
12、充效果,应在浆液中加入少量微膨胀剂。（2）施工注意事项1）外插角和外插角偏差应根据隧道纵向坡度和管棚施工设备的误差确定，并应考虑管棚一次施工长度、根据端头误差要求控制偏差。以管棚不侵入暗挖施工轮廓为原则。2）管棚施工按照由高孔位到低孔位、隔孔施工的顺序进行，管棚钻孔完毕应及时安装钢管并注浆，避免塌孔及地表沉降过大。3）管棚所用管节接长时，采用丝扣连接或焊接连接都应该在连接部位采取加强措施，避免长大管棚施工中因连接部位破坏造成的断管等问题。实际操作中可采用加套管焊接或增设加强肋板的方法。此外，还应注意采取调整管节长度的方法使相邻管棚的连接部位相互错开。4）钻孔前必须清楚前方管线及地下建筑情况，钻
13、进中如遇障碍不可强行钻进。5）如遇卡钻、塌孔等问题应先注浆然后重新钻孔。（3）安全保证措施1）施工前准备工作:设备检查：是否有缺件，好坏程度。电机、钻机、泵等测试运转是否正常，所有部件是否完好；液压系统是否通畅，密封完好度，液压油泄漏状况。检查所有焊接部位是否有开焊、有则补焊。各种部件是否有变形，有则进行校正。2）钻机支架一定要稳固，重点检查以下内容：升降系统：卡瓦等上紧，加强整体性。所有螺母必须拧紧，发现溢扣者必须换掉。丝杠、顶杠要顶紧、有效，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。3）电器设备、电缆、电线必须有漏电保护、防水保护。4）照明设备以保证各工种正常生产、安全生产为原则，灯具布局合理
14、，不得来回拉拽电线、移动照明灯。5）施钻时，按机械操作规程操作，严防机械伤人。6）注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力过大管路破坏伤人。7）钢管内注浆时，操作人员必须带好口罩、眼镜及胶手套等防护用品。8）施工部位必须照明充足。9）随时注意掌子面的情况，防止注浆压力过大掌子面开裂。10）施工中加强地面沉降和管线监测。（4）应急处理措施1）施工前应对施工影响范围内和管线进行探测，核对管线资料，调查管线等分布情况、最大埋深，根据调查结果做出相应防范措施。2）孔口管密封盒的安装必须严格按要求进行，麻片缠绕要认真，松紧度、均匀度、厚度都要控制好。与碎内衬墙连接固定要牢固、有效。3）钻进中出现涌水、涌沙时：压紧密封装置的法兰，适当改小泵送水量；如发现地下水压力太大，可迅速加固孔口管；增加胀管螺栓和爪片数量，以便加固孔口管，防止孔口管外移。4）孔内事故的处理：钻进中发现孔斜明显超标（限）：须查明原因，采取有效纠偏措施，如：调整角度或补打支护管等。为预防缩孔、抱钻等：a.严格控制泵压、泵量，泵工时刻观察冲洗液消耗量及循环状况，避免出现干钻。b.钻进中途应避免随意停钻（例如用餐、交接班等），必须停
