方形隧道明挖法施工方案設(shè)計(jì)一、工程概況1.1隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本隧道為城市地下綜合管廊工程，采用單孔方形斷面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)全長1200m，標(biāo)準(zhǔn)段凈空尺寸為6.0m（寬）×4.8m（高），結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，抗?jié)B等級(jí)P8。隧道縱向坡度2.5‰，橫向設(shè)置1.5%排水坡，每隔50m設(shè)置一道變形縫，縫寬20mm。1.2工程地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，隧道穿越地層主要為：①素填土：厚0.5-1.2m，松散狀態(tài)②粉質(zhì)黏土：厚2.3-4.5m，可塑狀態(tài)，γ=19.2kN/m3，c=25kPa，φ=18°③中砂：厚3.8-6.2m，稍密-中密，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=15-22擊④石灰?guī)r：中風(fēng)化，單軸抗壓強(qiáng)度35MPa，節(jié)理裂隙中等發(fā)育地下水位位于地面下3.5m，對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。1.3周邊環(huán)境條件隧道沿規(guī)劃道路中線敷設(shè)，兩側(cè)為現(xiàn)狀住宅小區(qū)及商業(yè)建筑，最近建筑物距離隧道結(jié)構(gòu)邊緣8.7m。地下管線密集，包含Φ1200給水管、Φ800雨水管、Φ600燃?xì)夤艿?2種管線，埋深1.2-3.8m。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分將隧道工程劃分為3個(gè)施工段：Ⅰ段（K0+000~K0+400）：采用放坡開挖+鋼板樁支護(hù)Ⅱ段（K0+400~K0+800）：采用SMW工法樁支護(hù)Ⅲ段（K0+800~K1+200）：采用地下連續(xù)墻支護(hù)2.2施工順序規(guī)劃施工準(zhǔn)備階段（30d）：場地平整、圍擋搭設(shè)、臨時(shí)設(shè)施建設(shè)地下管線改遷（45d）：完成12處管線臨時(shí)改移基坑工程（180d）：分段流水施工，每段60d結(jié)構(gòu)施工（210d）：分底板、側(cè)墻、頂板三次澆筑回填及恢復(fù)（60d）：分層回填、路面恢復(fù)、綠化恢復(fù)2.3資源配置計(jì)劃2.3.1主要機(jī)械設(shè)備設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量用途液壓抓斗HS883HD2臺(tái)地下連續(xù)墻施工三軸攪拌機(jī)SJB-III1臺(tái)SMW工法樁施工振動(dòng)錘DZJ-602臺(tái)鋼板樁施工挖掘機(jī)PC2204臺(tái)土方開挖混凝土輸送泵HBT803臺(tái)混凝土澆筑井點(diǎn)降水設(shè)備Φ1506套基坑降水2.3.2勞動(dòng)力配置管理人員：32人（項(xiàng)目經(jīng)理1人、技術(shù)負(fù)責(zé)人1人、安全員3人等）作業(yè)人員：高峰期215人（木工45人、鋼筋工50人、混凝土工30人等）三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1基坑支護(hù)體系3.1.1SMW工法樁施工施工參數(shù)：采用Φ850mm三軸攪拌樁，間距600mm，搭接250mm，樁長18m，插入比1.2。內(nèi)插H型鋼規(guī)格H700×300×13×24mm，間距1200mm。施工流程：場地平整→測量放線→樁機(jī)就位→攪拌下沉→噴漿提升→重復(fù)攪拌→H型鋼插入→樁機(jī)移位質(zhì)量控制：水泥采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比1.5，摻量20%攪拌下沉速度≤1m/min，提升速度≤0.5m/minH型鋼垂直度偏差≤1/300，插入深度偏差±30mm3.1.2內(nèi)支撐系統(tǒng)采用Φ609mm×16mm鋼管支撐，水平間距3m，豎向設(shè)置3道：第一道支撐：距冠梁頂面0.5m，軸力設(shè)計(jì)值850kN第二道支撐：距第一道2.5m，軸力設(shè)計(jì)值1200kN第三道支撐：距第二道2.0m，軸力設(shè)計(jì)值950kN支撐安裝前進(jìn)行預(yù)加軸力，預(yù)加值為設(shè)計(jì)軸力的60%，采用液壓千斤頂分級(jí)施加。3.2基坑降水工程3.2.1降水方案設(shè)計(jì)采用"管井降水+明排"聯(lián)合降水體系：管井：Φ300mm，井深25m，間距15m，共設(shè)置85口集水井：尺寸1.0m×1.0m×1.2m，沿坑底周邊每50m設(shè)置1個(gè)排水溝：寬300mm×深400mm，采用磚砌抹面3.2.2降水運(yùn)行管理降水井在基坑開挖前15d開始運(yùn)行水位監(jiān)測頻率：開挖期間1次/2h，穩(wěn)定后1次/12h坑內(nèi)水位須降至開挖面以下1.0m，周邊地面沉降控制≤30mm3.3土方開挖工程開挖方式：采用分層分段開挖，每層開挖深度2.0m，每段長度30m，遵循"開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖"原則。出土路線：在K0+300、K0+700、K1+100處設(shè)置3個(gè)出土口，配備3條運(yùn)輸路線。開挖參數(shù)：機(jī)械開挖至基底以上200mm，剩余部分人工清底基坑邊坡坡度1:1.25（放坡段）挖掘機(jī)作業(yè)半徑內(nèi)嚴(yán)禁人員站立，設(shè)置警戒區(qū)特殊處理：遇到地下障礙物時(shí)采用人工探挖，嚴(yán)禁機(jī)械強(qiáng)行開挖石方段采用靜態(tài)爆破，單響藥量控制在2kg以內(nèi)3.4主體結(jié)構(gòu)施工3.4.1鋼筋工程材料要求：主筋采用HRB400E級(jí)鋼筋，Φ22mm@200mm，保護(hù)層厚度50mm箍筋采用HPB300級(jí)鋼筋，Φ10mm@150mm鋼筋連接：直徑≥22mm采用直螺紋連接，其余采用綁扎連接施工要點(diǎn)：鋼筋綁扎前搭設(shè)雙排腳手架，間距1.5m×1.5m預(yù)埋件位置偏差控制在±10mm內(nèi)鋼筋保護(hù)層采用C40混凝土墊塊，強(qiáng)度同結(jié)構(gòu)本體3.4.2模板工程體系設(shè)計(jì)：采用18mm厚酚醛覆膜多層板，50×100mm方木背楞，間距300mm；Φ48×3.5mm鋼管支撐，間距600mm×600mm。安裝要求：模板接縫處粘貼5mm厚海綿條，防止漏漿模板垂直度偏差≤3mm/m，軸線偏差≤5mm側(cè)墻模板設(shè)置對拉螺栓，間距600mm×600mm，采用Φ16mm止水螺栓拆除順序：非承重模板：混凝土強(qiáng)度≥1.2MPa承重模板：混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值100%拆除順序遵循"后支先拆、先支后拆"原則3.4.3混凝土工程配合比設(shè)計(jì)：水泥：P.O42.5級(jí)，用量380kg/m3粉煤灰：Ⅱ級(jí)，摻量15%砂率：38%，坍落度180±20mm初凝時(shí)間≥6h，終凝時(shí)間≤12h澆筑工藝：采用分層澆筑，每層厚度≤500mm，布料點(diǎn)間距≤3m振搗采用Φ50mm插入式振搗棒，振搗時(shí)間15-30s施工縫處設(shè)置300mm寬止水鋼板，焊接搭接長度100mm養(yǎng)護(hù)措施：覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)，保持表面濕潤養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d冬季施工采用電熱毯+棉被保溫，確保臨界強(qiáng)度≥7MPa四、施工監(jiān)測方案4.1監(jiān)測內(nèi)容與頻率監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量監(jiān)測頻率預(yù)警值基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移48點(diǎn)開挖期1次/d50mm周邊建筑物沉降32點(diǎn)1次/2d30mm地下水位24點(diǎn)1次/d500mm/d支撐軸力36點(diǎn)1次/d80%設(shè)計(jì)值管線沉降42點(diǎn)1次/d20mm4.2數(shù)據(jù)處理與反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)采用南方測繪NTS-362R全站儀采集，通過專用軟件進(jìn)行分析建立三級(jí)預(yù)警機(jī)制：黃色預(yù)警：監(jiān)測值達(dá)到預(yù)警值的80%橙色預(yù)警：監(jiān)測值達(dá)到預(yù)警值的90%紅色預(yù)警：監(jiān)測值超過預(yù)警值預(yù)警響應(yīng)：紅色預(yù)警時(shí)立即停止施工，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取坡頂卸載、增設(shè)支撐等措施五、質(zhì)量保證措施5.1原材料控制水泥、鋼筋等主要材料進(jìn)場需提供出廠合格證，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣送檢混凝土配合比需經(jīng)第三方檢測機(jī)構(gòu)驗(yàn)證，施工中嚴(yán)格控制坍落度防水材料進(jìn)場后進(jìn)行耐熱度、低溫柔性等指標(biāo)檢測5.2工序質(zhì)量控制實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），隱蔽工程需監(jiān)理驗(yàn)收簽字鋼筋保護(hù)層厚度采用專用定位卡具，確保合格率≥95%混凝土試塊留置數(shù)量：每100m3留置1組標(biāo)養(yǎng)試塊，每500m3留置1組抗?jié)B試塊5.3質(zhì)量通病防治蜂窩麻面：控制混凝土坍落度，振搗到位，模板拼縫嚴(yán)密鋼筋保護(hù)層不足：采用定型墊塊，間距≤800mm滲漏治理：變形縫采用中埋式+背貼式止水帶，施工縫涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料六、安全文明施工6.1安全防護(hù)措施基坑周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，刷紅白警示漆，掛密目安全網(wǎng)上下通道采用之字形樓梯，寬度1.2m，踏步高度150mm，設(shè)置防滑條夜間施工設(shè)置LED警示燈，照明亮度≥50lux特殊作業(yè)人員持證上崗，每日進(jìn)行班前安全教育6.2環(huán)境保護(hù)措施施工現(xiàn)場設(shè)置洗車平臺(tái)，車輛沖洗后方可出場土方運(yùn)輸采用密閉式罐車，出場前覆蓋篷布施工噪聲控制：晝間≤70dB，夜間≤55dB，超標(biāo)時(shí)設(shè)置聲屏障揚(yáng)塵治理：裸土覆蓋、霧炮降塵、PM10在線監(jiān)測七、應(yīng)急預(yù)案7.1基坑坍塌應(yīng)急處置預(yù)警啟動(dòng)：當(dāng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移速率超過5mm/d時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急措施：立即組織坑內(nèi)人員疏散，設(shè)置警戒區(qū)坡頂卸載，清除基坑周邊堆載采用速凝混凝土回填坍塌區(qū)域增設(shè)臨時(shí)鋼支撐，控制變形發(fā)展物資儲(chǔ)備：預(yù)備Φ609mm鋼管支撐20根、編織袋500個(gè)、水泵10臺(tái)7.2管線破壞應(yīng)急處置給水管道破裂：立即關(guān)閉上下游閥門，啟動(dòng)備用供水系統(tǒng)采用氣囊封堵破裂點(diǎn)，開挖修復(fù)燃?xì)夤艿佬孤菏枭⒅苓吶藛T，禁止明火作業(yè)打開排風(fēng)設(shè)備，檢測燃?xì)鉂舛嚷?lián)系燃?xì)夤緦I(yè)處置，嚴(yán)禁擅自操作八、施工進(jìn)度計(jì)劃8.1關(guān)鍵線路施工準(zhǔn)備→地下管線改遷→SMW工法樁施工→基坑開挖→底板澆筑→側(cè)墻施工→頂板施工→土方回填→路面恢復(fù)8.2進(jìn)度保障措施采用Project軟件進(jìn)行進(jìn)度管理，每周召開進(jìn)度分析會(huì)配置2套模板體系，實(shí)現(xiàn)流水施工提前儲(chǔ)備30%的主要材料，避免供應(yīng)中斷夜間施工辦理許可手續(xù)，關(guān)鍵工序連續(xù)作業(yè)九、結(jié)論與建議本方案通過分段采用不同支護(hù)形式，適應(yīng)了復(fù)雜地質(zhì)條件和周邊環(huán)境要求建議施工期間加強(qiáng)第三方監(jiān)測，