城市淺埋暗挖隧道分層施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1工程基本信息本工程為城市主干路下穿既有鐵路干線的暗挖隧道工程，隧道全長39米，采用雙聯(lián)拱斷面結(jié)構(gòu)，凈空尺寸寬25.75米、高9.05米。隧道與鐵路干線呈79°交叉，頂部至鐵路軌面最小距離7.1米，屬于典型的淺埋大跨度隧道工程。暗挖段采用"分層分步、先支后挖"的施工原則，結(jié)合新奧法施工原理組織實(shí)施，確保既有鐵路運(yùn)營安全和隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。1.2地質(zhì)水文條件地層分布特征（自上而下）：雜填土層：厚度0.5-9.0m，松散結(jié)構(gòu)，含磚渣、礫石等硬質(zhì)物25-45%，局部新近回填區(qū)域穩(wěn)定性較差粉質(zhì)黏土層：厚度0.3-9.6m，可塑-硬塑狀，含少量鐵錳質(zhì)氧化物，中等干強(qiáng)度和韌性中粗砂層：厚度0.5-5.1m，飽和狀態(tài)，稍密結(jié)構(gòu)，石英質(zhì)成分，局部含礫石夾層強(qiáng)風(fēng)化礫巖層：厚度0.9-11.5m，碎屑結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級Ⅴ級中風(fēng)化礫巖層：厚度2.0-17.5m，較完整結(jié)構(gòu)，RQD=85，軟巖特性，浸水易軟化水文條件：場地地下水主要為上層滯水，賦存于雜填土層中，受大氣降水及管道滲流補(bǔ)給，水位埋深0.8-6.0m，對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。施工期間需采取有效降水措施，將水位控制在開挖面以下1.5m。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分根據(jù)隧道斷面尺寸和地質(zhì)條件，采用"上下分層、左右分塊"的開挖方式，具體分區(qū)如下：上層開挖：分為左、中、右三個導(dǎo)洞，寬度分別為6.5m、7.2m、6.5m，高度4.2m下層開挖：對應(yīng)上層分塊，寬度同上層，高度4.85m核心土留設(shè)：每層開挖均保留中心區(qū)域3m寬核心土，作為臨時支撐體系2.2施工順序規(guī)劃超前地質(zhì)預(yù)報→管棚支護(hù)施工→上層左導(dǎo)洞開挖→初期支護(hù)上層右導(dǎo)洞開挖→初期支護(hù)→上層中導(dǎo)洞開挖→初期支護(hù)下層左導(dǎo)洞開挖→初期支護(hù)→下層右導(dǎo)洞開挖→初期支護(hù)下層中導(dǎo)洞開挖→初期支護(hù)→仰拱施工→二次襯砌施工監(jiān)控量測反饋→支護(hù)參數(shù)動態(tài)調(diào)整2.3施工平面布置施工場地劃分為：材料堆放區(qū)：鋼筋加工區(qū)（30m×15m）、鋼拱架預(yù)制區(qū)（20m×10m）、砂石料倉（各50m3）機(jī)械設(shè)備區(qū)：空壓機(jī)站（2臺20m3/min）、注漿泵站（2套）、混凝土噴射機(jī)組（2套）辦公生活區(qū)：采用集裝箱式臨建，設(shè)置項(xiàng)目經(jīng)理部、監(jiān)理辦公室、工人宿舍等棄碴區(qū)：距離洞口300m處設(shè)置臨時棄碴場，容量5000m3三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1超前支護(hù)體系管棚支護(hù)：采用Φ108mm×6mm熱軋無縫鋼管，長度15m，環(huán)向間距40cm，外插角1-2°管棚施工采用水平定向鉆機(jī)，先導(dǎo)孔直徑120mm，鋼管采用絲扣連接，每節(jié)長6m管棚注漿采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，注漿壓力0.5-1.0MPa，單孔注漿量3-5m3小導(dǎo)管支護(hù)：管棚之間設(shè)置Φ42mm×3.5mm超前小導(dǎo)管，長度3.5m，環(huán)向間距20cm，搭接長度1.5m小導(dǎo)管采用風(fēng)鉆鉆孔打入，注漿材料為純水泥漿，水灰比0.8:1，注漿壓力0.3-0.5MPa3.2分層開挖工藝3.2.1上層開挖施工開挖方法：采用臺階法開挖，循環(huán)進(jìn)尺控制在1.0m，具體流程：測量放線→人工手持風(fēng)鉆鉆孔→光面爆破→出碴→危石處理初噴4cm厚C25混凝土→掛Φ8mm鋼筋網(wǎng)（間距15×15cm）→安裝I22b型鋼拱架（間距0.6m）打設(shè)Φ25mm中空注漿錨桿（長度3.5m，間距1.2×1.2m）→復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度25cm爆破參數(shù)：周邊眼間距40cm，抵抗線50cm，裝藥量0.15kg/m；掏槽眼采用楔形掏槽，裝藥量0.4kg/m。爆破振動速度控制在1.5cm/s以內(nèi)，確保鐵路路基穩(wěn)定。3.2.2下層開挖施工開挖方法：采用CRD工法（交叉中隔壁法），具體措施：滯后上層開挖面15m，采用短臺階開挖，臺階長度3-5m初期支護(hù)參數(shù)同上層，增設(shè)臨時中隔壁，采用I18型鋼，縱向間距0.6m仰拱施工緊跟開挖面，滯后距離不超過10m，采用C30鋼筋混凝土，厚度40cm出碴系統(tǒng)：上層采用人工配合小型扒碴機(jī)裝碴，有軌礦車運(yùn)輸（軌距900mm）下層設(shè)置皮帶運(yùn)輸機(jī)，將碴土轉(zhuǎn)運(yùn)至洞口，再由裝載機(jī)裝自卸汽車外運(yùn)3.3初期支護(hù)施工支護(hù)結(jié)構(gòu)組成（從外到內(nèi)）：噴射混凝土：C25早強(qiáng)混凝土，厚度25cm，分兩次噴射（初噴4cm，復(fù)噴21cm）鋼筋網(wǎng)：雙層Φ8mm鋼筋，間距15×15cm，搭接長度30d鋼拱架：I22b工字鋼，拱架連接板采用20mm厚鋼板，螺栓連接錨桿系統(tǒng)：Φ25mm中空注漿錨桿+Φ50mm鎖腳錨桿（長度4.0m）施工要點(diǎn)：鋼拱架安裝前進(jìn)行預(yù)拼裝，偏差控制在±3cm，拱頂高程偏差≤5cm錨桿注漿采用孔底注漿法，注漿壓力0.5MPa，待漿液溢出后封堵孔口噴射混凝土采用濕噴工藝，工作風(fēng)壓0.4-0.6MPa，噴頭距巖面1.0-1.5m3.4二次襯砌施工襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計：采用C35P8防水混凝土，厚度60cm，主筋為Φ22mm鋼筋，間距20cm襯砌分兩次施工：先施工仰拱（厚度40cm），再施工邊墻及拱部防水層采用1.5mm厚EVA防水板+無紡布緩沖層，全斷面鋪設(shè)施工工藝：防水層施工：采用無釘鋪設(shè)工藝，搭接寬度10cm，熱風(fēng)焊接鋼筋綁扎：先綁扎環(huán)向鋼筋，再安裝縱向鋼筋，保護(hù)層厚度5cm模板工程：采用12m長液壓整體襯砌臺車，模板接縫處粘貼止水條混凝土澆筑：采用輸送泵連續(xù)澆筑，分層厚度30cm，振搗密實(shí)養(yǎng)護(hù)：覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于14d，強(qiáng)度達(dá)85%后方可拆模四、監(jiān)控量測體系4.1監(jiān)測項(xiàng)目設(shè)置監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測儀器監(jiān)測頻率控制值拱頂下沉水準(zhǔn)儀+銦鋼尺開挖后1-15d：1次/d10mm凈空收斂收斂計16-30d：1次/2d8mm地表沉降精密水準(zhǔn)儀31d以后：1次/周30mm圍巖壓力壓力盒1次/d0.5MPa鋼拱架應(yīng)力應(yīng)變計1次/d200MPa4.2數(shù)據(jù)處理與反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)及時整理，繪制時態(tài)曲線和空間分布圖當(dāng)監(jiān)測值達(dá)到控制值的80%時，發(fā)出預(yù)警，加密監(jiān)測頻率當(dāng)監(jiān)測值超過控制值時，立即停止施工，分析原因并采取加固措施根據(jù)量測結(jié)果，動態(tài)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和開挖步距，實(shí)現(xiàn)信息化施工五、質(zhì)量安全保證措施5.1質(zhì)量控制要點(diǎn)原材料控制：鋼材、水泥、防水材料等進(jìn)場需提供合格證，并按規(guī)定抽樣送檢混凝土質(zhì)量：嚴(yán)格控制配合比，坍落度160±20mm，抗?jié)B等級≥P8支護(hù)施工：鋼拱架安裝位置偏差≤5cm，錨桿拉拔力≥150kN防水施工：防水板焊接質(zhì)量采用真空檢測，負(fù)壓≥25kPa，保持30s不下降工序驗(yàn)收：每道工序?qū)嵭?三檢制"（自檢、互檢、交接檢），驗(yàn)收合格方可進(jìn)入下道工序5.2安全管理體系組織保障：成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，項(xiàng)目經(jīng)理任組長，設(shè)置專職安全員3名建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，簽訂安全目標(biāo)責(zé)任書，落實(shí)"一崗雙責(zé)"專項(xiàng)措施：洞口防護(hù)：設(shè)置防護(hù)棚（寬5m×長10m），安裝安全門及警示燈洞內(nèi)照明：每10m設(shè)置250W防爆燈，作業(yè)面增設(shè)局部照明通風(fēng)防塵：采用軸流風(fēng)機(jī)（風(fēng)量2000m3/min），配備個體防塵口罩用電安全：實(shí)行"三級配電兩級保護(hù)"，洞內(nèi)電纜架空敷設(shè)防火措施：配備滅火器、消防沙等器材，易燃易爆品單獨(dú)存放5.3應(yīng)急預(yù)案常見風(fēng)險處置：塌方處理：立即啟動預(yù)警系統(tǒng)，撤離人員設(shè)備，采用管棚+注漿加固，必要時回填混凝土涌水處理：迅速關(guān)閉集水井抽水，采用雙液注漿堵水，降低開挖面瓦斯超標(biāo)：停止作業(yè)，加強(qiáng)通風(fēng)，當(dāng)濃度降至0.5%以下方可恢復(fù)施工鐵路變形超標(biāo)：立即停止開挖，增設(shè)臨時支撐，必要時進(jìn)行路基注漿加固六、施工進(jìn)度計劃6.1關(guān)鍵線路工期施工準(zhǔn)備：30d（含管棚施工）上層開挖及支護(hù)：90d下層開挖及支護(hù)：60d仰拱及二次襯砌：45d收尾驗(yàn)收：15d總工期：240d6.2進(jìn)度保障措施資源保障：投入2套開挖支護(hù)設(shè)備，實(shí)行兩班制作業(yè)（每班12h）技術(shù)保障：采用先進(jìn)施工工藝，優(yōu)化爆破參數(shù)，提高循環(huán)進(jìn)尺物資保障：建立材料儲備制度，鋼材、水泥等儲備量滿足15d需求機(jī)械保障：配備備用設(shè)備（空壓機(jī)1臺、裝載機(jī)1臺），確保設(shè)備完好率90%以上制度保障：實(shí)行周進(jìn)度考核與獎懲制度，延誤時及時調(diào)整計劃七、環(huán)境保護(hù)措施7.1揚(yáng)塵控制洞口設(shè)置洗車平臺，出場車輛必須沖洗輪胎棄碴運(yùn)輸采用密閉式自卸車，出場前覆蓋篷布施工便道定期灑水降塵，每天不少于4次水泥、粉煤灰等粉料采用罐裝運(yùn)輸，存儲于封閉料倉7.2噪音防治空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音棚，降低噪音15dB以上爆破作業(yè)控制在白天進(jìn)行，周邊設(shè)置隔音屏障合理安排施工時間，夜間（22:00-6:00）禁止高噪音作業(yè)對施工人員發(fā)放耳塞等防護(hù)用品，減少職業(yè)傷害7.3廢水處理設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e50m3），施工廢水經(jīng)處理后回用生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政管網(wǎng)油料庫房設(shè)置防滲池，防止油料泄漏污染土壤八、結(jié)論與建議本暗挖隧道分層施工方案基于新奧法原理，結(jié)合工程實(shí)際地質(zhì)條件，采用"分層分步、先支后挖"的施工方法，通過管棚超前支護(hù)、型鋼拱架+