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平北*间开挖支护专项施工方案

平安里站～北海北站*间

开挖与支护安全专项施工方案

1.编制依据及编制范围

（1）北京地铁6号线一期工程平安里站～北海北站*间正线结构施工图；

GB／T 28454-2020 信息技术 安全技术 入侵检测和防御系统(IDPS)的选择、部署和操作.pdf（2）北京地铁6号线一期工程平安里站~北海北站*间正线结构施工图（标准段和人防段回填注浆、初衬格栅钢筋及*间隧道监控量测变更A）；

（4）国家及部委、轨道公司相关技术规范、规程、标准。

（5）我单位现有技术水平、管理水平、施工资源及诸多类似工程施工经验。

本方案适用于平安里站～北海北站*间（以下简称平~北*间）的开挖与支护施工，*间起点里程K8+469.725，终点里程K9+599.693。

*间线路设2座施工竖井及横通道，1#施工竖井及横通道位于右线里程K8+483.333处，2#施工竖井位于右线里程K9+11.400处，横通道兼联络通道使用。*间在靠近北海北站设有人防段，人防段起点里程为K9+520.000，终点里程为K9+531.000。

2.2工程地质及水文地质概况

2.2.1工程地质概况

*间地层自上而下依次为：

粉土填土①层：褐黄～黄褐色，稍密，含少量砖渣、灰渣。

杂填土①1层：杂色，稍密，含大量灰渣、砖渣、碎石，表层部分为混凝土。

本层层底标高41.90～46.85。

（2）第四纪全新世冲洪积层

粉土③层：褐黄色，中密，湿，含云母、氧化铁，土质不均，夹粘性土及砂土薄层，中压缩性。

粉质粘土③1层：黄褐色，可塑，含云母、氧化铁，土质不均，局部夹粘土薄层，中压缩性。

粉细砂③3层：褐黄色，中密，湿～饱和，含云母，局部夹粉土薄层，中低压缩性。

粉细砂④层：褐黄色，密实，含云母、石英，中低压缩性。

中粗砂④1层：褐黄色，密实，含云母、石英，局部含少量卵砾石，低压缩性。

粉细砂⑤2层：褐黄色，密实，湿～饱和，含云母、石英及少量卵砾石，低压缩性。

粉质粘土⑥层：褐黄色，可塑～硬塑，含云母、氧化铁，土质不均，中低压缩性。

粘土⑥1层：褐黄色，可塑，含云母、氧化铁，中压缩性。

粉土⑥2层：褐黄色，密实，湿～饱和，含云母、氧化铁，低压缩性。

粉细砂⑦1层：褐黄色，密实，饱和，含云母、石英及少量卵砾石，低压缩性。

中粗砂⑦2层：褐黄色，密实，饱和，含云母、石英及少量卵砾石，低压缩性。

粉质粘土⑦4层：褐黄色，可塑，饱和，含云母、氧化铁，中低压缩性。

粉质粘土⑧：褐黄色，可塑，饱和，含云母、氧化铁，局部含姜石，中低压缩性。

粉土⑧2：褐黄色，密实，饱和，含云母、氧化铁，低压缩性。

2.2.2水文地质概况

*间沿线存在四层地下水，分别为上层滞水、潜水、层间潜水、承压水。

第一层地下水为上层滞水，含水层主要为粉土③层及粉细砂③3层，粉质粘土③1层为其相对隔水层，透水性相对较差，静止水位标高为39.44～36.87m（水位埋深为8.40～10.60m）。距隧道顶约9 m。

3.工期计划及人材机配置

平~北*间已于2009年4月开始1#施工竖井及横通道的开挖与支护，于2009年8月11日完成横通道的封端，2009年8月12日开始破除*间正线马头门***间正线的开挖与支护，截止到2009年9月10日完成下穿既有四号线的任务，左线开挖34.3 m，右线开挖40.3 m，截止到2009.10.5完成左线仰拱防水及两模二次衬砌（24 m）的施工、右线仰拱防水及一模二次衬砌（12 m）的施工。

平~北*间自平安里站东端向东K8+469.725~ K8+481.033里程段约12m范围尚未开挖，该段*间计划在1#竖井工*492m*间开挖完成后**开挖。

平~北*间共设两个工*，分别为1#竖井、2#竖井工*，每个工*设工*经理一名，技术主管一名，技术员三名，并设专职安全员以及材料库管理员。

4.1施工风险分析与控制

4.1.1施工风险管理的内容

风险管理的主要内容包括：风险识别、风险估计和评价以及风险规划和控制。

4.1.2风险识别与分析

根据本*间的施工内容和具体情况，风险源存在于安全、工期、质量、成本四个方面，安全风险是最大的风险源。四大风险源有着密切的关系，相互影响。

针对地质、环境安全风险识别与分析，认真分析岩土工程勘查与环境调查资料、地质踏勘、环境核查等的基础上，对地质、环境安全风险因素和上覆松散填土等地质条件复杂、下穿地下管线等环境条件复杂的部位**识别，分析可能带来的风险；针对设计方案实施安全风险识别与分析，在认真学习设计文件的基础上，对超前支护工艺、支护体系施工工艺、环境保护措施及降水工艺等实施的重难点及可能的安全风险**识别与分析。

4.2施工风险管理组织机构及职责

4.2.1施工风险管理组织机构

4.2.2施工风险管理职责

全面负责本工程项目的施工风险管理工作，负责及时采取有效措施规避和预防各种施工风险，主持召开施工风险分析会并做出相应处理方案，尽可能地降低施工风险。

全面参与本合同段的风险管理工作，负责提出施工风险管理的总体组织、管理方案、分析控制的重点，参与具体的风险分析及规避策划、解决风险管理中的具体难题。

负责对风险管理组的管理，协调配合其它风险组的工作，组织各项风险预防措施、规避风险预案的实施，深入施工现场了解可能出现的施工风险问题，及时预防和消除。

负责对风险监测组、风险分析组、风险规避组的管理，配合项目经理与副经理做好风险管理工作；负责组织制定预防施工风险措施和规避风险预案，提交风险分析会讨论实施。

负责**地质预测预报和监控量测工作，负责采集地质预测预报和监控量测数据，对数据**处理和分析，并及时将结果报风险分析组。

负责收集各种施工风险的资料，包括施工*度、地质预测预报和监控量测结果；结合工程施工情况对其**分析，提出风险预警报告。

依据风险分析结果，及时制定相应的施工风险预防措施和规避风险的预案，规避各种施工风险。

负责各项风险措施、规避风险预案以及发生施工风险后的紧急救援工作的实施。

结合本*间施工内容和情况、工程地质水文等特点，参考类似工程施工经验，本车站明挖施工的主要重、难点有：

1、*间左线在K8+661里程处下穿地安门*大街游泳馆3层楼，保证地表建筑物的稳定和安全是施工的重点和难点。

2、*间左线在K9+357里程处临近旌永祠，施工中保证古建筑物的稳定和安全是施工的重点和难点。

3、*间正线平*、垂直下穿各种管线，保证管线的稳定和安全以及隧道正常施工是本*间施工的重点和难点。

4、矿山法施工*间隧道施工，土层地质情况的超前探测与超前加固，控制隧道拱顶和地表的沉降是施工的重点。

5、施工中加强对地表建筑物和各种管线的监控量测，数据的及时收集整理和反馈，指导施工过程是施工中的重点。

6.施工方案及主要施工工艺

平~北*间共设两座施工竖井，分别为1#竖井和2#竖井，相应地分为两个工*，*间正线的开挖与支护任务全部由这两个工*承担。

1#施工竖井工*于2009年4月开始*场施工，目前已经完成部分正线的开挖与支护，计划在完成过既有线段二次衬砌的施作后破除临时封闭的工作面，继续由*向东**开挖，待1#竖井工*由*向东开挖与2#横通道贯通后破除1#横通道*侧竖壁支撑由东向***开挖至平安里站东端。

2#施工竖井工*计划于2009年10月中旬开始*场施工，2#竖井及横通道开挖支护完成后由2#横通道破除马头门由*向东***间正线的开挖至北海北站*端。

*间在靠近北海北站设有人防段，人防段起止里程为K9+520~ K9+531，人防段断面为非标准断面，采用CRD法施工。

6.2.1超前小导管施工

⑶ 超前小导管施工工艺

A、布孔：根据小导管的施工设计、开挖断面中线、拱顶外轮廓线中心高程**布孔放样。

注浆扩散半径为0.2m，注浆终压为0.5～0.8 MPa。

为保证注浆施工效果，施工参数应根据现场试验结果确定。

（4） 注浆结束标准及效果检查

① 单孔注浆结束标准：注浆正常**，注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80％，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。

② 全段结束标准：设计的所有注浆孔均达到结束标准，无漏注现象。

③ 注浆效果检查：采用分析法，注(压)水试验，开挖取样等方法**。

④ 达不到结束标准，应补充、重新注浆直到满足要求为止。

*间隧道采用矿山法施工，施工前须**降水施工，将地下水位降至作业面以下1m，保证暗挖作业的无水施工。同时，在*间隧道开挖前对开挖影响范围内的所有建筑物、各类管线**详细调查，，采取切实有效的措施保证各种管线及建筑物的安全。

*间隧道标准断面采用台阶法施工，上台阶开挖预留核心土，暗挖施工严格遵循“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测”的原则。

隧道开挖前严格按照设计要求打设超前小导管并注浆加固地层，保证开挖期间土体的稳定，卵石~圆砾层采用φ25钢花管，其它地层采用φ32钢花管，小导管环向间距0.3 m，长2.4 m，隔榀打设，

纵向搭接长度不小于1m，水平倾角10°~15°，注浆压力为0.5~0.8 MPa。土体开挖后及时架立格栅钢架，挂网喷射砼封闭成环。为防止拱脚下沉，在格栅的每个拱脚处打设锁脚锚管。为提高初期支护整体受力性能，前后两榀格栅之间纵向设置连接钢筋。

*间正线在K8+469.725~ K8+710.973里程段增设临时仰拱，临时仰拱设置在上台阶拱脚处。初期支护施工时预埋φ42钢管作为初支背后回填注浆管，纵向间距3m（人防段2m）初期支护闭合成环2 m后及时**初支背后的回填注浆，使初期支护与地层密贴，注浆压力控制在0.3~0.5MPa。

6.3.1格栅钢架加工及安装

① 确认格栅钢架采用的钢筋种类、型号、规格符合设计要求，钢筋具有材质证明书或实验报告单，分批堆放整齐，焊条焊剂应有合格证，防止锈蚀、受潮变质等。

② 格栅钢架在加工时严格按钢筋加工规范规定执*，确保各类焊缝及搭接的质量。

③ 格栅钢架加工后放在水平水泥地面上试拼，其允许误差为：

A.沿格栅钢架周边轮廓拼装偏差：拱架矢交及洞长（20 mm，0）：拱墙架横断面尺寸（+10 mm，0）。

B. 格栅钢架由各单元钢构件拼装而成，各单元间用螺栓连接，螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5 mm。

C. 格栅钢架平放时允许偏差：高度±30 mm，宽度±20 mm，扭曲度20 mm。

D. 钢筋格栅第一榀制作好后应试拼，待试拼合格并经监理验收后再投入批量生产。

E. 格栅钢架组成的钢筋表面不得有裂纹、折叠、结疤、凹坑、油污及其它影响使用的缺陷。

① 格栅钢架安装前应清除底脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用混凝土垫实。

② 格栅钢架在开挖作业面人工组装，各节钢架间应以螺栓连接拧紧。格栅主筋帮焊筋型号与主筋型号相同，焊缝长度10 d。

③ 格栅钢架与土层之间应尽量接近，留4 cm间隙作为保护层。

④ 格栅钢架应精确定位，注意“标高、中线、前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。

⑤ 纵向连接筋、钢筋网与格栅钢架联结牢固，喷射混凝土时钢筋网不得晃动。

横向：±20 mm；纵向：±30 mm；

高程：±15 mm；垂直度：5‰ 。

纵向连接筋采用Φ22，长度随格栅间距调整，环向间距1 m双层交错布置，连接筋焊缝饱满，焊缝高度不小于8 mm，长度满足单面焊10d。

采用Φ6.5，网格尺寸150×150 mm网片，单层布置，并与格栅焊接牢固，网片上下接口处及前后两榀接口处也应焊接牢固。

在格栅的的每个拱脚搭设锁脚锚管，锁脚锚管在中粗砂、粘土层采用φ42小导管，在卵石~园砾层采用φ25小导管，L=2.4m，水平倾角30°，锁脚锚管每榀打设并与格栅钢筋焊接牢固。

6.3.5喷射混凝土施工

初支采用C25自拌混凝土

水泥：采用不低于425#普通硅酸盐水泥，使用前做强度复查试验，其性能符合现*的水泥标准。

细骨料：采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5。

粗骨料：采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于15 mm，级配良好。使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。

（4） 潮喷混凝土机具及工艺流程

*间标准段初期支护施工时拱部预埋3根φ42钢管作为初支背后回填注浆管，纵向间距3 m；在下穿既有平房及北京**营房处，即左K8+523.201~ 左K8+700.793、右K8+522.717~ 右K8+699.263里程段初期支护施工时环向预埋6根φ42钢管作为初支背后回填注浆管，纵向间距3 m。初期支护闭合成环2 m后及时**初支背后的回填注浆，顺序为仰拱—侧墙—顶拱，使初期支护与底层密贴，注浆压力控制在0.5 MPa，注浆分多次补偿，注浆浆液采用水泥浆。

7. 针对风险源的施工措施

7.1针对地质风险的施工措施

7.1.1控制风险技术措施

（1）*间正线开挖前**降水施工保证无水作业条件；

（1）土体开挖前严格按照设计要求打设超前小导管并注浆加固地层；

（3）*间隧道采用人工开挖，拱部开挖时预留核心土，保证在加固范围内开挖。

7.1.2控制风险管理对策

（1）认真做好现场值班，针对掌子面地质情况**安全巡查，技术员24小时值班，并对地质情况做好详实记录。

（2）配备专业地质工程师，以便对预报数据做出准确判释，提高预报的准确度。

（3）施工中加强质量检查制度，保证支护体系的强度，以工程质量保施工安全。

7.2针对矿山法*间隧道风险的施工措施

7.2.1控制风险技术措施

（1）土体开挖后及时施作初期支护，保证纵向连接筋、钢筋网的焊接和搭接质量，及时封闭成环；（2）*间正线开挖严格控制开挖步距；

（3）严格按设计要求打设锁脚锚管，保证锁脚锚管长度和角度，

（4）初期支护封闭成环后及时**背后回填注浆，控制注浆压力，保证初支和土体之间填充密实，减小由于存在空隙造成的土体沉降。

7.2.2控制风险管理对策

（1） 施工中实*24小时技术值班制度，严格遵循“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测”的施工原则；

（2）加强对*间隧道拱顶沉降、收敛等项目的监控量测，监控点及时布设，格栅封闭后立即测出初始值，加大监测频率，为2次/d，及时整理、分析测量数据，向风险管理组汇报监控量测结果；

（3） 施工前进行详细的安全技术交底，做到每个施工人员熟悉交底内容，施工中严格按技术交底施工。

7.3针对穿越、临近房屋（建筑物）风险的施工措施

7.3.1控制风险技术措施

（1）在开挖断面拱部打设小导管注浆加固隧道拱部土体，小导管注浆压力为0.5MPa，小导管环向间距300mm；

（2）采用台阶法开挖断面土体、短进尺施工，循环进尺长度0.5m；

（3）左、右线在下穿房屋段（K8+469.725~ K8+710.973里程段）增设临时仰拱，将区间隧道大导洞分为两个小导洞分别开挖，减小开挖中土体失稳的风险，有效增强隧道支护强度，减小隧道收敛；

（4）待初期支护收敛稳定后，在初期支护背后注浆，注浆压力控制在0.5MPa，试初期支护与地层密贴；

（5）在格栅的每个拱脚处打设锁脚锚管。

7.3.2控制风险管理对策

（1）开挖施工前，对开挖影响范围内所有建筑物进行一次普查，对其结构型式、地基基础、总高、层数、埋深及现状等，对已有裂缝和破损情况做好现场标记并记录在案；

（2）必要或可能时，在施工前对建筑物进行安全评估，取得其能承受的沉降和差异沉降的有关数据；

（3）对隧道通过和影响地段进行空洞普查，对查出的空洞采取注浆或其他措施回填，保证回填密实；

（4）根据调查和评估所得的相关数据和资料，对建筑物周边土体进行加固处理，或采取桩基隔离措施；

（5）隧道通过或临近地段，从超前加固措施、开挖方法、支护手段、回填注浆等方面制定专门的措施，在施工过程中严格执行；

（6）加强对拱顶沉降、收敛、地表沉降等监控量测工作，加强对建筑物沉降和差异沉降的观测，如发现沉降或收敛速度偏大或异常，应立即停止开挖及时注浆和补注浆，并根据监测结果及时调整施工参数；

7.4针对下穿管线风险的施工措施

7.4.1控制风险技术措施

⑴ 在K8+512~ K8+660里程段、K8+542、K8+856处区间正线土体开挖前按照设计要求打设超前小导管，小导管采用φ32钢管，环向间距0.3m，L=2.4m，隔榀打设，纵向搭接长度不小于1m，水平倾角10°~15°。

⑵ 在K8+650~ K8+670里程段、K9+119~ K9+139里程段、K9+025~ K9+045里程段区间正线土体开挖前按照设计要求打设双排超前小导管，小导管采用φ32钢管，环向间距0.3m，L=2.4m，第一排打设角度7°~10°，第二排打设角度30°~40°，纵向搭接长度不小于1m。

7.4.2控制风险管理对策

（1）开挖施工前，对开挖影响范围内所有管线进行一次普查，对管线接头形式、埋深、管底土的软化、空洞情况进行调查确认，对管线渗漏水情况进行调查，必要时采取导流、管线衬套等措施，对地层中的可能渗漏积水进行引排及注浆以确保隧道安全；

（2）施工过程中加强动态监测，根据管线监测结果及时调整开挖参数，保证管线安全，管线沉降速率过大时须缩短施工进尺，加强拱部注浆，必要时封闭掌子面，控制开挖引起的地表沉降；

（3）施工中须根据监测情况适当提高超前注浆压力及初期支护背后注浆压力；

（4）管线变形超过预警值时，根据监测情况增设临时仰拱。

本区间采用降水井降水，保证区间暗挖无水施工。区间隧道降水井间距为6~8 m，降水井类别为管井，井径600 mm，管径400 mm，井管类型为无砂水泥管，井深37 m，滤料粒径为3~7 mm。降水井全部下入50 m3潜水泵。

（1）井位布置的一般形式

采用区间隧道封闭布井的形式进行降水，井间距一般按6 m~8 m控制，如遇地下障碍物时根据现场实际情况做适当调整，降水井中心线距区间隧道外皮一般按≥2.0 m控制。

（2）结构线施放及确认根据降水设计方案以及城市平面控制网，利用现有电子地图采集井位的平面坐标，从业主及土建单位收集地铁6号线线路附近原导线点的资料以及地铁中线桩的数据，先由土建单位放出结构中线或边线，待我方复测无误后，开始人工布放初步井位。

（3） 井位布放及确认

井位初步布放后，还需对井位进行物探，如发现有地下管线异常，必须错开地下障碍物，即对井位做出相应调整，但不得侵犯主体结构。要求对改移的井位再经地面物探核查，确认无地下管线后，用油漆做出显著标志，必要时采用钢钎打入地面下300 mm，并灌入石灰粉。上钻前须再由人工挖探坑确认，由布井技术人员量测井位并加以确认。

在施放好的井位上人工挖探井3～5 m见原状土，确认无地下管线及地下构筑物后，作护砼，以防止钻井施工用水大量漏失及塌孔；每挖1 m，做一次砼护壁，直至进入原状土1 m。如遇地下管线，需适当调整井位，重挖探井。

根据场地条件在距降水井3 m左右处挖（围）泥浆池，在柏油路面及人行步道只“围”，在拆迁场地可“挖”可“围”，一般每2～3口井共用一个泥浆池。

为确保降水效果，减小洗井难度，管井采用泵吸反循环钻机成孔，井径、孔深不小于设计值，井孔应保持圆正垂直。

钻机就位时需采用水平仪找平，做到稳固、周正、水平，以保证钻进过程中钻机稳定。起落钻塔必须平稳、准确。钻机对位偏差应小于20 mm，钻塔垂直度偏差小于1%。

井管下入前注入清水置换全井孔内泥浆，砂石泵抽出沉渣并测定孔深。替浆过程中，务必安排好泥浆及渣土的清运工作。

由于是反循环钻机施工的降水井，本次施工采用空压机洗井，由地下潜水位开始分段洗，直至水清砂净，达到上下含水层水串通，再接管继续洗。洗井过程中应观测水位及出水量变化情况。

潜水泵及泵管安装吊放，置于距井底以上1.5 m处。安装并接通电源，做到单井单控电路，并检查漏电保护系统。

连网统一抽降后应连续抽水，不应中途间断，需要维修更换水泵时，应逐一进行。开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可以间隔的逐一启动水泵。抽水开始后，应逐一检查单井出水量、出水含砂量。当含砂量过大，可将水泵上提，如含砂量仍然较大，应重新洗井。

另一方面，从周边场地施工的经验来看，该段地层中卵石径虽不大，但是，比较密实，反循环钻机施工有可能会产生斜孔或卡钻造成无法施工，如遇这种情况，则改用冲击钻钻机进行施工，施工方法如下：

下钻前，应对钻头的外径和出刃，抽筒肋骨片的磨损情况以及钻具连接丝扣和法兰连接螺栓松紧度进行检查，如磨损过多应及时修补，丝扣松动应及时上紧。

下钻时，应将钻头垂吊稳定后，再导正下入井孔。进入井孔后，不得全松刹车、高速下放。钻具进入井孔后，应盖好井盖板，使钢丝绳置于井盖板中间的绳孔中，并在地面设置固定标志，以便钻进中用交线法测量钢丝绳位移。

钻进中，发现塌孔、斜孔时，应及时处理。发现缩孔时，应经常提动钻具修扩孔壁，每次冲击时间不宜过长，以防卡钻。抽筒应配合钻进及时捞取岩屑，减少重复破碎。

提钻时，应缓慢提离孔底数米并确认未遇阻力后，再按正常速度提升，如发现卡钻，应将钻具下放，转动钻头方向后再提，不得强行提拉。提钻时，还应注意观察或测量钻进钢丝绳的位移，如偏差较大时《城市地下工程盖挖逆作法结构设计指南》宣贯培训材料（北京市规划和自然资源委员会），应查明原因，及时纠正。

在卵石层中钻进，井壁不稳定时，可向井内投入粘土，使粘土充填于卵石间的孔隙。钻遇大的漂砾而发生井斜时，应填入一些较软的石块或废砖头，然后加强钻具回转向下钻进，可纠正井斜。在粘土层中钻进，应常修孔，慢进尺，防止缩径或井壁不圆正。

冲击钻进应掌握好悬距，放绳要少而勤，冲击次数和冲击高度要配合适当，以减小钻具抖动。

钻孔至设计深度后(一般应大于设计深度0.5～1.0 m)，用抽筒将孔底稠泥浆掏出，并加清水稀释，直到泥浆密度接近1.05 g/cm3，粘度为18～20 s为止，现场观察一般以换浆后泥浆不染手为准。替浆过程中，应安排好泥浆的清运或排放工作。

冲击成孔的降水井一般都采用了泥浆钻进，洗井应在下管填砾后8 h内进行，以免时间过长，影响洗井效果。冲击成孔的降水井如使用粘土过多，应加入焦磷酸钠洗井液浸泡软化泥皮后再用空压机洗井。洗井液浸泡时间一般为4～8 h，焦磷酸钠洗井液的配置浓度一般为0.6～1.0%，洗井液配制量可按静水位以下井孔容积计算。洗井后若发现滤料下沉应及时补填滤料至设计高度。

8.4降排水施工与排水计量

8.4.1排水管线做法

每个集水管出水口处，安装三角堰计量排水量。三角堰安装完毕CJ／T 534-2018标准下载，调试合格，并经验收后才允许排水。