地鐵工程隧道開挖專項(xiàng)施工方案一、工程概況（一）項(xiàng)目基本參數(shù)本工程為城市軌道交通3號(hào)線區(qū)間隧道工程，全長(zhǎng)2.8公里，采用雙線隧道設(shè)計(jì)，隧道結(jié)構(gòu)為單洞圓形斷面，開挖直徑6.2米，襯砌厚度300毫米，管片采用C50預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)。線路穿越城市核心區(qū)，沿線涉及軟土地層（占比65%）、富水砂層（占比20%）及中風(fēng)化巖層（占比15%），最小埋深8米，最大埋深26米，需穿越既有市政管線12處、建筑物基礎(chǔ)9處，施工環(huán)境復(fù)雜。（二）地質(zhì)水文條件地層分布：自上而下依次為①素填土層（厚1.5-3.0m）→②淤泥質(zhì)黏土層（厚5.0-8.0m，含水量45%，孔隙比1.2）→③粉細(xì)砂層（厚3.0-6.0m，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=12-18）→④中風(fēng)化泥巖層（厚2.0-15.0m，單軸抗壓強(qiáng)度15-30MPa）地下水位：穩(wěn)定水位埋深2.5-4.0m，滲透系數(shù)1.5×10?3-3.0×10?2cm/s，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性不良地質(zhì)：K0+850-K1+200段存在透鏡體狀承壓水層，水頭壓力達(dá)0.6MPa；K2+100-K2+300段為巖溶發(fā)育區(qū)，需進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)（三）工程重難點(diǎn)環(huán)境敏感控制：隧道距醫(yī)院住院樓最近距離僅12米，需將施工振動(dòng)控制在65dB以下，地表沉降≤30mm穿越既有結(jié)構(gòu)：需斜穿既有地鐵1號(hào)線隧道（凈距3.8米），施工期間需保證既有線運(yùn)營(yíng)安全工期約束：合同總工期480天，其中隧道開挖及初期支護(hù)節(jié)點(diǎn)工期為360天二、施工總體部署（一）施工分區(qū)劃分盾構(gòu)施工區(qū)（K0+000-K2+200）：采用2臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)（型號(hào)ZTE6250）從起點(diǎn)盾構(gòu)井始發(fā)，向終點(diǎn)接收井推進(jìn)，區(qū)間設(shè)置1座中間風(fēng)井作為盾構(gòu)檢修及出渣通道暗挖施工區(qū)（K2+200-K2+800）：穿越既有鐵路段采用淺埋暗挖法施工，分上下臺(tái)階法開挖，設(shè)置臨時(shí)仰拱施工支洞：在K1+400處設(shè)置1座施工橫通道（長(zhǎng)45米，寬6米），作為材料運(yùn)輸及應(yīng)急通道（二）施工流程規(guī)劃前期準(zhǔn)備階段（60天）：完成施工圍擋、降水系統(tǒng)、施工便道、臨時(shí)用電（2臺(tái)630KVA變壓器）及盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試主體施工階段（380天）：盾構(gòu)段：左線盾構(gòu)掘進(jìn)（145天）→右線盾構(gòu)掘進(jìn)（140天）→同步注漿及二次補(bǔ)漿暗挖段：超前支護(hù)（20天）→上臺(tái)階開挖支護(hù)（35天）→下臺(tái)階開挖支護(hù)（30天）→二次襯砌（30天）收尾階段（40天）：施工通道封堵、場(chǎng)地恢復(fù)、竣工測(cè)量（三）資源配置計(jì)劃?rùn)C(jī)械設(shè)備：盾構(gòu)機(jī)：土壓平衡式2臺(tái)（刀盤扭矩4800kN·m，推進(jìn)力38000kN）暗挖設(shè)備：三臂鑿巖臺(tái)車1臺(tái)、濕噴機(jī)2臺(tái)、注漿泵3臺(tái)、管棚鉆機(jī)1臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備：全自動(dòng)全站儀3臺(tái)、測(cè)斜儀6臺(tái)、應(yīng)力傳感器30個(gè)材料儲(chǔ)備：盾構(gòu)管片：預(yù)制C50混凝土管片1800環(huán)（每環(huán)6片，重量28t/環(huán)）注漿材料：水泥-水玻璃雙液漿（水泥P.O42.5R，水玻璃濃度35Be'）鋼筋：HRB400E級(jí)鋼筋5800t，格柵拱架（I20b型鋼）2200t勞動(dòng)力組織：盾構(gòu)班組：4個(gè)作業(yè)班（每班12人，含司機(jī)2人、管片拼裝3人、機(jī)電維護(hù)2人）暗挖班組：2個(gè)作業(yè)隊(duì)（每隊(duì)30人，含開挖工8人、支護(hù)工12人、普工10人）管理團(tuán)隊(duì)：項(xiàng)目經(jīng)理1人、技術(shù)負(fù)責(zé)人1人、專職安全員3人、質(zhì)檢員2人、測(cè)量工程師2人三、主要施工方法（一）盾構(gòu)法施工（K0+000-K2+200）1.盾構(gòu)始發(fā)與接收始發(fā)井施工：采用800mm厚地下連續(xù)墻+6道鋼支撐（φ609mm，t=16mm）圍護(hù)，基坑深22.5m，降水采用管井+輕型井點(diǎn)聯(lián)合降水系統(tǒng)（井深30m，間距1.5m）洞門密封：安裝雙層橡膠簾布+折頁(yè)式壓板，始發(fā)前對(duì)洞門周圍進(jìn)行深孔注漿加固（加固范圍3m×3m，注漿壓力0.8-1.2MPa）接收工藝：接收井設(shè)置1.2m厚鋼筋混凝土接收基座，盾構(gòu)到達(dá)前100米降低推進(jìn)速度（≤20mm/min），加強(qiáng)洞門位置監(jiān)測(cè)2.掘進(jìn)參數(shù)控制地質(zhì)類型土倉(cāng)壓力(MPa)推進(jìn)速度(mm/min)刀盤轉(zhuǎn)速(r/min)注漿壓力(MPa)出土量(m3/環(huán))軟土地層0.3-0.540-601.0-1.50.4-0.633-35砂層0.5-0.720-300.8-1.20.6-0.832-34巖層0.2-0.310-201.8-2.50.3-0.531-333.同步注漿系統(tǒng)采用雙液注漿工藝，注漿材料配比為水泥:粉煤灰:砂:水玻璃=1:0.8:2.5:0.03，單環(huán)注漿量3.5-4.0m3，初凝時(shí)間控制在15-20分鐘，終凝后強(qiáng)度≥2.5MPa。每5環(huán)進(jìn)行一次注漿效果檢查，若發(fā)現(xiàn)脫空采用水泥漿二次補(bǔ)漿（水灰比1:1）（二）淺埋暗挖法施工（K2+200-K2+800）1.超前支護(hù)體系管棚支護(hù)：洞口段設(shè)置Φ108mm×6mm長(zhǎng)管棚，環(huán)向間距30cm，長(zhǎng)度20m，采用C25水泥漿注漿（注漿壓力1.0-1.5MPa）小導(dǎo)管：開挖面設(shè)置Φ42mm×4mm超前小導(dǎo)管，長(zhǎng)度3.5m，外插角10-15°，縱向搭接長(zhǎng)度1.5m，采用水泥-水玻璃雙液漿注漿2.分步開挖工藝上臺(tái)階：開挖高度3.5m，寬度4.0m，采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土法，每循環(huán)進(jìn)尺0.5m，立即噴射5cm厚C25早強(qiáng)混凝土，架設(shè)I20b型鋼格柵拱架（間距0.5m），安裝Φ22mm縱向連接筋（間距1.0m）下臺(tái)階：滯后上臺(tái)階5-8m，分左右兩部開挖，每循環(huán)進(jìn)尺1.0m，及時(shí)施作臨時(shí)仰拱（C20噴射混凝土，厚25cm），步距控制在3榀格柵以內(nèi)初期支護(hù)：總厚度25cm（噴射混凝土15cm+錨桿+鋼筋網(wǎng)），系統(tǒng)錨桿采用Φ25mm中空注漿錨桿（長(zhǎng)3.5m，間距1.0×1.0m）（三）特殊段施工技術(shù)穿越富水砂層：采用“降水+堵水”聯(lián)合措施，沿隧道輪廓線外2m設(shè)置Φ50mm降水井（井深35m，間距10m）盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)提高土倉(cāng)壓力至0.7MPa，添加膨潤(rùn)土改良渣土（摻量8-12%），同步注漿采用初凝時(shí)間≤10min的速凝漿液近接施工既有地鐵：施工前對(duì)既有隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固（設(shè)置鋼支撐+碳纖維布）盾構(gòu)通過期間控制推進(jìn)速度≤15mm/min，土倉(cāng)壓力波動(dòng)控制在±0.05MPa以內(nèi)，加強(qiáng)既有隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)（頻率1次/2h）四、關(guān)鍵技術(shù)措施（一）地層加固技術(shù)深孔注漿加固：對(duì)隧道開挖輪廓線外3m范圍采用Φ110mm鉆孔注漿，梅花形布置，孔距1.2m×1.2m注漿材料選用水泥-水玻璃雙液漿（體積比1:1），注漿壓力1.2-1.8MPa，加固后地層滲透系數(shù)≤1×10??cm/s，單軸抗壓強(qiáng)度≥1.5MPa管棚支護(hù)工藝：采用導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)，管棚施工偏差控制在±30mm/m以內(nèi)鋼管設(shè)置注漿孔（Φ10mm，間距20cm），采用分段后退式注漿，單孔注漿量≥1.2m3/m（二）沉降控制措施盾構(gòu)施工控制：同步注漿量控制在建筑空隙的120-150%，注漿壓力略高于地層壓力0.1-0.2MPa每環(huán)管片拼裝完成后進(jìn)行即時(shí)補(bǔ)漿（注漿量0.5-0.8m3），并在12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行二次補(bǔ)漿暗挖施工控制：采用“短開挖、快支護(hù)”作業(yè)模式，循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5-1.0m，開挖面暴露時(shí)間≤6小時(shí)建立地表沉降預(yù)警機(jī)制：當(dāng)沉降速率超過5mm/d或累計(jì)沉降達(dá)20mm時(shí)，立即停止開挖并采取加固措施（三）防水施工技術(shù)盾構(gòu)隧道防水：管片接縫采用三元乙丙橡膠止水帶（寬30mm，厚8mm）+遇水膨脹止水條（截面20×30mm）管片螺栓孔設(shè)置遇水膨脹橡膠密封圈，螺栓擰緊扭矩控制在300-350N·m暗挖隧道防水：初期支護(hù)與二次襯砌間鋪設(shè)1.5mm厚EVA防水板（搭接寬度10cm，雙縫焊接）施工縫設(shè)置中埋式鋼邊止水帶（寬300mm）+外貼式止水帶（寬400mm），變形縫設(shè)置可卸式止水帶五、質(zhì)量安全保障體系（一）質(zhì)量管理措施材料控制：管片進(jìn)場(chǎng)需進(jìn)行三環(huán)試拼裝，檢查接縫間隙（≤2mm）及環(huán)面平整度（≤3mm）鋼筋原材每60t為一批次進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，焊接接頭每300個(gè)為一批次進(jìn)行拉伸試驗(yàn)工序控制：實(shí)行“三檢制”（自檢、互檢、專檢），關(guān)鍵工序（盾構(gòu)始發(fā)、管片拼裝、防水層施工）設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)，需監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽證后方可進(jìn)入下道工序盾構(gòu)施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：軸線偏差≤50mm，管片錯(cuò)臺(tái)≤10mm，隧道橢圓度≤5‰D監(jiān)測(cè)控制：布設(shè)地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)120個(gè)（間距20m），隧道結(jié)構(gòu)收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)（每50m一個(gè)斷面）監(jiān)測(cè)頻率：施工期間1次/天，沉降穩(wěn)定后（速率≤0.5mm/天）1次/周，數(shù)據(jù)及時(shí)分析反饋（二）安全保障措施施工安全防護(hù)：基坑周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿（刷紅白警示漆），夜間設(shè)警示燈，坑邊1.5m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載盾構(gòu)機(jī)操作室配備CO濃度檢測(cè)儀（報(bào)警值≤24ppm）及應(yīng)急供氧裝置，隧道內(nèi)每隔50m設(shè)置應(yīng)急照明及消防器材應(yīng)急預(yù)案：針對(duì)突水突泥風(fēng)險(xiǎn)，儲(chǔ)備速凝混凝土（50m3）、沙袋（2000袋）及注漿設(shè)備（備用注漿泵2臺(tái)）成立應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)（20人），每月組織1次應(yīng)急演練，配備應(yīng)急通訊系統(tǒng)（對(duì)講機(jī)15臺(tái)，備用電池充足）環(huán)境保護(hù)措施：施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置洗車平臺(tái)（含三級(jí)沉淀池），施工廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放（SS≤70mg/L）盾構(gòu)施工采用封閉式運(yùn)輸渣土，出渣車輛必須覆蓋篷布，場(chǎng)界噪聲控制：晝間≤70dB，夜間≤55dB六、施工進(jìn)度計(jì)劃（一）關(guān)鍵線路計(jì)劃盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試（60天）→左線盾構(gòu)掘進(jìn)（145天）→左線貫通（驗(yàn)收3天）→右線盾構(gòu)掘進(jìn)（140天）→右線貫通（驗(yàn)收3天）→隧道清理及驗(yàn)收（20天）暗挖段超前支護(hù)（20天）→上臺(tái)階開挖支護(hù)（35天）→下臺(tái)階開挖支護(hù)（30天）→二次襯砌（30天）→驗(yàn)收（15天）（二）進(jìn)度保證措施資源保障：盾構(gòu)機(jī)備用刀具儲(chǔ)備量≥30%，管片預(yù)制提前2個(gè)月完成，現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備量≥50環(huán)高峰期投入作業(yè)人員220人，實(shí)行“三班制”連續(xù)作業(yè)（盾構(gòu)施工）技術(shù)保障：成立技術(shù)攻關(guān)小組，針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)段提前制定專項(xiàng)施工方案，組織專家論證采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬，優(yōu)化施工工序銜接，減少交叉作業(yè)干擾制度保障：實(shí)行周進(jìn)度考核與獎(jiǎng)懲制度，關(guān)鍵線路延誤超3天啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制建立進(jìn)度動(dòng)態(tài)跟蹤系統(tǒng)，每周召開進(jìn)度協(xié)調(diào)會(huì)，及時(shí)調(diào)整資源配置七、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程（一）驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)隧道結(jié)構(gòu)：軸線偏差：±100mm（貫通測(cè)量）混凝土強(qiáng)度：達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%（同條件養(yǎng)護(hù)試塊）防水性能：無滲漏（閉水試驗(yàn)24小時(shí)，滲水量≤0.05L/(m2·d)）沉降控制：地表最終沉降量≤30mm（醫(yī)院區(qū)段≤20mm）隧道結(jié)構(gòu)收斂≤50mm，拱頂下沉≤30mm（二）驗(yàn)收流程分部分項(xiàng)驗(yàn)收：每完成500m隧道進(jìn)行一次中間驗(yàn)收，內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)尺寸、混凝土強(qiáng)度、防水層施工質(zhì)量第三方檢測(cè)單位進(jìn)