長沙市軌道交通1號線5標
五～黃區間礦山法施工論證方案
中鐵十六局集團有限公司
長沙市軌道交通1號線一期工程5標項目經理部
20**年03月9日
一、工程概況
1.1區間概述
本區間線路出五一廣場站南端后，沿黃興南路南行，穿過解放西路，進入黃興廣場站。沿線為長沙重要商業區，交通繁忙，人流浪大，區間兩側為商業步行街建筑。
五一廣場站～黃興廣場站區間采用盾構法施工。右線里程YDK18+152.00～YDK18+544.80右線隧道全長392.80m。左線里程ZDK18+152.00～ZDK18+544.80，長鏈0.613m，左線隧道全長393.413m。單線隧道總長786.213m。區間左、右線隧道平面曲線半徑為800~1200m，左右線線間距8.2m～20.32m。
現階段五～黃區間穿越九龍倉結構，區間隧道與九龍倉結構合建。穿越部分區間采用明挖法施做，剩余124.8m采用暗挖法施工，起止里程為D20+420.00~DK20+544.8。區間隧道平均埋深約12米。
圖1-1
區間平面圖
2.2工程地質
區間隧道主要通過第四系粉質粘土和卵石層，局部通過第四系殘積粉質粘土和風化巖。在里程YDK18+485.60~YDK18+496.80段隧道上半部分穿越淤泥質粉質粘土，下半部分為砂卵石。暗挖穿越卵石層時，需考慮特別加固措施。隧道頂部主要為粉質粘土層，自穩定性比較好。
圖1-2
五~黃區間左線地質縱斷面圖
圖1-2
五~黃區間右線地質縱斷面圖
2.2水文地質
1）水文地質條件
線路位于城市中心地段，無地表水系穿越。線路走向幾與湘江流向平行，最近距湘江河岸約0.760km。長沙地區地表水均屬湘江水系，歷史上最高洪水位為黃海高程36.90m（相當于吳淞高程39.18m）。擬建五一廣場站至黃興廣場站區間位于湘江Ⅱ級階地，地勢相對較高，高程在43.45～45.16m，常年地下水位遠高于最高洪水位，且與湘江距離較遠，受湘江洪水影響??；該區間場地范圍內無常年性地表水系，排水系統完善暢通，不會發生內澇現象。
2）地下水類型及特征
勘察場地地下水類型分為第四系松散層中的孔隙潛水、強～中風化基巖裂隙水及巖溶水，局部分布賦存于人工填土、粘性土中的上層滯水。
（1)上層滯水
主要賦存于人工填土及第四系粘性土層中，主要接受大氣降水及地表水補給，同時也接收人工及周邊地下水系補給，一般水量較小，且無穩定的自由水面。
（2)
第四系土層上層滯水及孔隙潛水
第四系含水地層主要以中更新統砂卵石層、、為主，其含水性能與砂的形狀、大小、顆粒級配及粘粒含量等有密切關系。其滲透系數為7.47～19.46m/d，屬中～強透水性地層。人工填土透水性一般，全風化巖次之，而淤泥質粉質粘土、沖積粉質粘土及殘積土層透水性最弱。一般而言，勘察區砂卵石層中地下水具統一的地下水面，屬潛水，局部出現多層水位且上部有相對不透水層時，具有微承壓性。
（3)
基巖裂隙承壓水
基巖裂隙水主要賦存于強、中風化帶的白堊系神皇山組（Ks）泥質粉砂巖類基巖裂隙中。由于節理裂隙多呈閉合狀，因此地下水總體在基巖中的賦存量較小，逕流條件較差。
通過對白堊系強、中風化泥質粉砂巖進行了抽水試驗及壓水試驗，強、中風化巖層滲透系數計算結果為0.0613～0.783m/d，說明基巖的裂隙發育程度及富水性存在較大差異。但屬弱透水性地層。
根據鉆探觀測水位結果，承壓水頭約3～5m。
（4）巖溶承壓水
巖溶水主要賦存于泥盆系棋子橋（D2q）炭酸鹽類巖溶發育地段（即五一廣場站附近），其富水性和滲透性受巖溶發育程度、連通性、形態、規模大小以及裂隙充填情況等因素影響，其差異性很大。根據區域水文、鄰近地段工程勘察經驗，巖溶水量極豐富。
本區間勘察僅初勘M1Z2-WRD-1揭露，但其深度分布在隧道結構底板以下20m深度，對區間隧道影響極微。
3）地下水位
勘察期間，場地所有鉆孔均遇見地下水，一個鉆孔中往往有2層或更多的地下水位。由于本次勘察周期較短，部分鉆孔未能分層測得地下水位?？辈鞎r測得各鉆孔中潛水位初見水位埋深0.90～12.80m，相當標高為33.31～44.06m；潛水穩定水位埋深3.05～6.77m，相當標高為37.79～42.11m；基巖裂隙水穩定水位埋深為11.55～27.69m，相當標高16.12～33.10m。
勘察區內，地下水位變化主要受氣候及湘江水域的控制，每年4～9月份為雨季，大氣降水豐沛，是地下水的補給期，其水位會明顯上升，而每年10月～次年3月為地下水的消耗期，地下水位隨之下降，年變化幅度8～12m。
二、區間周邊建筑物現狀及保護措施
2.1建筑物概述
五黃區間原設計為盾構法施工隧道，周邊影響的建筑物為司門口大樓、紡織品大樓及步行街西廂B段，根據原設計區間地層已經采取鋼管樁隔離樁加固，鋼管隔離樁位于隧道與建筑物基礎之間，采用隔離的方法減小盾構機掘進時土體擾動對建筑物的影響。區間隧道與建筑物關系詳見下圖：
圖3-1
鋼管樁平面布置示意
圖3-2
鋼管樁與司門口大樓關系
圖3-3
鋼管樁與紡織品大樓關系
圖3-4鋼管樁與步行街西廂平面關系
2.2保護措施
區間右線與司門口大樓，采用3排斜向鋼管樁Φ[email protected]，橫向間距350mm，梅花型布置，鋼管樁距離隧道邊線0.9米，距離建筑物基礎約11.9米，鋼管樁在司門口大樓處與地面夾角約81°，樁長約19米。鋼管樁擴散半徑0.25米，搭接0.1米。加固深度進入強風化巖1米。
區間右線與紡織品大樓，采用3排斜向鋼管樁Φ[email protected]，橫向間距350mm，壁厚5mm，梅花型布置，鋼管樁樁位中心距離隧道邊線0.9米，距離建筑物基礎2.61米，鋼管樁在紡織品綜合大樓處與地面夾角約81°，樁長約19.075米，,鋼管樁擴散半徑0.25米，搭接0.1米。加固深度進入強風化巖1米。
區間左線與步行街西廂B段，采用雙排鋼管樁Φ[email protected]，橫向間距350mm，壁厚5mm，梅花型布置，樁位中心距離隧道邊線0.5米，距離建筑物基礎3米，鋼管樁在西廂B段處與地面夾角約90°，樁長約18.5米，鋼管樁擴散半徑0.25米。
三、盾構法改礦山法施工措施
3.1施工中的止水措施
在礦山法暗挖施工中地下水是主要的安全因素，根據本區間的地勘報告，五～黃區間地下水類型分為上層滯水、第四系松散層中的孔隙潛水、強～中風化基巖裂隙水及巖溶水。根據區間縱斷面地質剖面圖顯示，區間隧道主要穿越地層為圓礫、卵石層，該地層滲透系數為7.47～19.46m/d，屬中～強透水性地層，且富含水。砂卵石層中地下水具統一的地下水面，屬潛水，局部出現多層水位且上部有相對不透水層時，具有微承壓性。
圖3-1
隧道地質斷面示意圖
為確保在富水砂卵石地層的暗挖施工安全，建議采用全斷面注漿止水帷幕的加固止水措施，確保施工中不用降水，避免了降水對周圍建筑物造成的沉降，全斷面止水帷幕又可加強土體強度。
3.1.1
具體施工
擬定注注漿范圍為隧道開挖輪廓線以外3m，施工時，沿隧道掘進方向循環灌注，每個灌注循環段長度為16m，分6個環分步實施，一個注漿段完成后留3m不開挖作為下一循環的止漿巖盤。見下圖
圖3-2
全斷面深孔注漿示意圖
3.1.1.1孔位布置
擬定采用Φ89花鋼管作為注漿管，注漿孔位按環成梅花形交錯布置，按照隧道輪廓線由外向內次序為1～6環，擬定第1環孔位間距為1.2m，第2環為0.88m，第3環為0.62m，第4、5環為0.38m。擬定每環孔位深度為，第1環約8m，第2環約12.3m，第3、4環約16.5m，第5、6環約16m。
3.1.1.2注漿施工
注漿順序為由外到內即從第1環開始依次至第6環，注漿方法采用后退式。
第1、2、3環注漿材料為超細水泥漿液，漿液配比為：超細水泥:水:緩凝劑（磷酸氫二鈉）=1:1:0.02，注漿壓力：1.5～2MPa.
第4、5、6環注漿材料為水泥-水玻璃雙漿液，根據注漿對漿液凝結時間的要求，漿液濃度初擬為C:S=I:(0．6～1．O)(體積比)；水泥漿水灰比0.8：1～1:1，水玻璃模數2.6～2.8，水玻璃濃度3O～40％。注漿壓力0.5～1MPa。
3.2針對淤泥底層的止水措施
在里程YDK18+485.60~YDK18+496.80段隧道上半部分穿越淤泥質粉質粘土，根據地質圖確定該淤泥層呈倒三角分布與隧道上半部，最大厚度約為2米，見下圖3-3、3-4
圖3-3
淤泥層縱斷面圖
圖3-4
淤泥層平面位置
擬定措施如下：
①在隧道開挖接近此淤泥底層前10m開始進行超前探測，采用超前鉆孔探測的方法，在隧道拱頂結構線下800mm的位置設置間距1.5m的兩個超前探孔，探孔外插角設置為10O，根據探孔取芯的情況確定淤泥層的準確位置，然后實施針對淤泥層的處理措施。
②擬針對淤泥地層的處理措施為：在拱部120O范圍內全斷面注漿的第1環注漿孔將原Φ89花鋼管變為Φ1O8mm的鋼花管，孔位進行加密，間距為0.4m，注漿壓力調整為1.5～2.3MPa。
③加強監測量控，對淤泥層位置的地面監測點進行加密，在淤泥層范圍內的地面監測點加密到4米1個，在進行淤泥層施工時，地面及建筑物監測頻率增加到3次/天。
④在開挖到淤泥地層時，在淤泥地層范圍內，格柵鋼架加密，每榀間距調整為400mm
2.2開挖施工防止坍塌措施
2.2.1開挖工法
根據地勘報告本區間隧道圍巖屬于V級，擬采用臺階加臨時仰拱的開挖方法進行隧道施工。
2.2.2
具體施工
2.2.2.1開挖
先開挖上部導坑成環形，并進行初期支護，再分部開挖剩余部分的施工方
法。見圖
開挖示意圖
施工工序：1上弧形導坑開挖→2拱部初期支護→3、4邊墻交錯開挖→5邊墻初期支護→6核心土開挖→7仰拱施工→全斷面襯砌
1、
施作隧道拱部超前支護，開挖①部；留核心土③，施作①部臺階周邊的初期支護和臨時支護②，即初噴4cm厚砼，鋪設鋼筋網，架立鋼架和I22a臨時鋼架仰拱，并設鎖腳錨桿及定位錨桿；鉆設徑向錨桿后復噴砼至設計厚度。
2、
在滯后于①部一段距離后，開挖④部，留核心土⑥，施做④部臺階周邊的初期支護和臨時支護⑤；接長鋼架并設鎖腳錨桿及定位錨桿；鉆設徑向錨桿后復噴砼至設計厚度。即初噴4cm厚砼，鋪設鋼筋網，架立鋼架設鎖腳錨桿及定位錨桿；鉆設徑向錨桿后復噴砼至設計厚度。
3、
在滯后于④部一段距離后，施工⑦仰拱施做
4、根據監控量測結果分析，待初期支護收斂后，拆除I22a臨時仰拱。
5、隧道貫通后施做⑧部隧道二襯。
2.2.2.2初期支護及施工方法（擬設初支參數）
1、型鋼鋼架
型鋼鋼架為I22a工字鋼，間距：500mm/環，設置連接筋、全環雙層鋼筋網Φ[email protected]*150mm，C25噴射早強混凝土。
2、進出洞前搭設大管棚
暗挖隧道與兩側明挖基坑相接，圍巖自穩能力差，在明挖主體結構施工完畢進入暗挖隧道施工前，在隧道拱部120O范圍內設Φ1O8mm環向間距0．4m；注水泥漿，壓力0.3MPA，長度10m。
3、超前小導管
超前小導管為Φ42無縫鋼管（周邊開注漿孔，梅花型布置@15cm）、L=2.5m、搭接1m，環向間距3根/米，拱部1500設置，外插角為10°～
30°注水泥-水玻璃雙液漿，水灰比為0.
8∶1～1.
5∶1,水泥漿與水玻璃的體積比一般在1∶0.
3～
1∶1,壓力：0.6~0.8Mpa。擴散半徑0.5～0.8m。
超前小導管布置示意圖
4、鎖腳錨管
每部拱腳設2根Φ42無縫鋼管，L=2.5米，注水泥漿，2根，壓力0.2-0.3
Mpa
2.3二襯施工
二襯施工隧道二襯施工包括防水施工、鋼筋工程、模板工程及混凝土工程等分項，整環分兩大部分進行施工，分別是仰拱及拱墻。其施工流程如下：全環鋪設防水層→仰拱鋼筋綁扎→立模板→仰拱混凝土澆筑及養護→拱墻鋼筋綁扎→立模板→拱墻二次襯砌混凝土澆筑及養護。
二襯施工采用腳手架支撐形式，6米一板為一循環。
二襯拱架、模板、腳手架支撐示意圖
四、工期安排
擬定于20**年5月1日黃興廣場站南端頭提供區間暗挖施工場地，5月1日～5月15日進行施工準備(進洞管棚施工8d，洞門破除7d）5月15日正式進行區間，施工中由北往南單頭掘進。
按全斷面注漿的16m/循環為單位，暗挖掘按1.5m/d的速度（共11d），止水帷每循環：鉆孔注漿6天，注漿凝固4天（共10d），出洞管棚施工及洞門破除15天，區間單線有8個循環，區間單線開挖及初值共需183天。
二襯采用6m一板固定腳手架支撐模板體系，共兩套，跳躍施工，按每4d一板結構施做（共42d），左、右線開挖時錯開8d。
采用礦山法施工將能夠滿足20**年區間洞通的施工目標，擬施工計劃見下表
項目
開始時間
完成時間
左線開挖支護
20**年5月15日
20**年11月14日
右線開挖支護
20**年5月23日
20**年11月22日
左線二襯結構
20**年11月15日
20**年12月26日
右線二襯結構
20**年11月23日
20**年1月3日
五、區間改礦山法施工后的施工組織
5.1盾構吊出
區間如改為礦山法施工后，盾構機將由黃興廣場站南端頭吊出，黃興廣場站南端頭場地能夠滿足盾構吊出的施工，擬定盾構吊出方案見下圖
盾構吊出施工示意圖
5.1.1盾構吊出存在問題及解決措施
人民路下穿通道為東西走向，平行于黃興廣場南端頭，距離黃興廣場站南端主體結構約11米，在盾構吊出施工中處于吊裝機械下方，將承受較大荷載，為保證下穿通道橋涵安全，擬設ＨＮ４００＊２００型鋼制作鋼環梁在通道內支撐通道頂板，對下穿通道進行加固。鋼環梁環向布置于通道相鄰立柱之間，見下圖：
人民路橋涵加固示意圖
5.2施工組織簡述
擬方案：從黃興廣場站男端頭場地作為暗挖場地，由黃興廣場北端頭向北開挖。
施工場地平面圖
施工示意圖
首先描述盾構施工的方案，及區間風險加固，
按照原方案盾區間的吊出位置，調出位置的端頭加固
1.九龍倉的影響
2賀龍物業的影響
3盾構自身的風險
暗挖可行性分析
地質水文是否具有暗挖施工的條件
隧道埋深
管線的情況
原區間建筑物加固
工期
黃興站目前的場地及圍擋回縮后對暗挖施工是否影響
工程地質描述1.隧道穿越的主要地層
詳細描述
原區間建筑物加固的效果（是否具有檢測報告）
暗挖施工方案
1全斷面帷幕止水注漿
第一環的止漿巖盤——以黃興站地連墻作為第一環的止漿巖盤
2全斷面注漿材料選定的依據
隧道輪廓線外（發泡劑，固堵劑）
3注漿方式——后退式和前進式針對不同底層
選用不同
4注漿效果的檢測
淤泥地層
在淤泥段在全斷面的基礎上增加管棚
隧道開挖
CD法針對隧道可能的尺寸
留核心土不現實
中隔仰拱的鎖腳錨桿與臨時支護焊接一起
用圖表示
初期支護的構件型號（工字鋼，鋼筋網，
超前小導管注漿的漿液——單液漿
二村——采用鋼架支模
工期
盾構吊出
大概的調出位置，吊車占位，需要加固的范圍
施工簡述
場地布置，進出口，下材料的位置，出渣方式，
礦山法施工監測
以往的工程實例需要列舉一些
解放路以南建筑物現狀的調查及記錄
加固的側重于隧道上拱部
自進式管棚
篇2：地鐵暗挖隧道防止下沉措施
地鐵暗挖隧道防止下沉的措施
1 整個施工過程中嚴格遵循"管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測"的施工原則。
2 采用超前小導管注漿，掌子面超前預注漿加固地層及掌子面噴射混凝土封閉等施工方法，防止工作面失穩和減少下沉。
3 嚴格控制每循環進尺長度0.5m～0.75m，確保掌子面安全不坍塌。
4 控制臺階長度<5m，充分利用地層縱向承載拱的作用。
5 快速進行架立格柵鋼架、掛網、錨噴混凝土施工，及時封閉初期支護，以減少地層松弛，最重要的是及時封閉仰拱。
6 及時進行二次襯砌，減少地表下沉。
7 格柵鋼架拱腳設鋼墊板及設注漿鎖腳錨管，防止其下沉。
8 上部開挖設臨時仰拱，防止拱部下沉。
9 初期支護完成后，立即進行填充注漿，以填充初期支護與土層間空隙，抑制土層下沉。
10 加強監控量測工作，及時進行信息反饋，正確指導施工。
11 建立標準施工卡片，嚴格施工工藝、施工紀律，加強生產管理。
篇3：地鐵車站暗挖隧道施工安全措施
地鐵車站暗挖隧道施工安全措施
暗挖隧道處于軟弱地層，施工中應把“防坍、防沉”放在首位，嚴格遵循淺埋暗挖隧道“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”的施工原則，結合實際制訂出切實可行的施工方案，確保安全生產。
?、?洞內設專人指揮調度，三管兩線設專人管理，保證照明、通風、排水設施良好，道路平順暢通、燈光明亮。設置好運輸線路安全信號標志，確保洞內運輸安全。
?、?專職安全人員上崗必須佩戴安全人員袖標，凡進洞人員必須戴安全帽。
?、?高壓電線及風管通過襯砌臺車時，設置絕緣活動裝置和風管分節安裝，防止掛斷電纜和弄壞風管。
?、?把軟弱地層作為重點和防范對象，注重監測和觀察，按新奧法原理組織施工，對目測觀察予以足夠的重視，隨時注意地層變化、噴混凝土是否產生裂隙、拱架是否壓彎等現象。當變形量無變緩趨勢或噴射混凝土產生較大的剪切狀態時立即停止開挖，采取輔助加固措施，控制位移和變形。
?、?根據工作面地質情況，擬定超前預注漿方案，精心布管，嚴格控制注漿壓力，密切關注注漿量，確保達到技術方案要求。
?、?嚴格控制開挖循環進尺，對不良地質地段，適當縮短開挖進尺，環形開挖預留核心土，必要時噴混凝土封閉開挖工作面，并選用具有足夠剛度和早強的支護設計，如適當加厚噴層、噴射早強混凝土、及早完成錨網噴聯合支護。
?、?相鄰開挖工作面應在前洞室結構形成閉合環，地層趨于穩定后方可開挖相鄰洞室，施工時采取可靠措施，確保施工各階段支護和地層的穩定。
?、?洞室開挖前應根據地質條件、覆土及開挖斷面等因素，確定開挖與支護方式及所需材料、構件和設備，備好搶險物資，并在現場堆碼整齊，專料專用；所用材料、構件和設備應符合國家和行業標準的規定，以及設計要求，應具有出廠合格證和質量證明文件。
?、?暗挖隧道的開挖應采取超前支護和地層加固措施，做到預加固、開挖、支護三環節緊密銜接。當地層自穩能力較差或開挖面停工時間較長時，應采取穩定工作面的措施。