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北京市中低速磁浮交通示范线（S1线）西段工程

陕西坤泰隧道工程有限公司

石景山隧道南进口安全防护卫措施

1.铁道第三勘察设计院集团有限公司—北京市中低速磁浮交通示范线（S1线）西段工程初步设计图。

悬挑式外墙脚手架施工方案2.国家和铁道部现行的施工技术规范、标准、规程。

3.施工现场的实际调查资料。

1.符合建设方有关文件要求，包括安全生产文明施工的规定。

2.确保工程一次验收合格率达到100%，优良率达到95%以上,实现“重点工程出精品”的目标，争创部优。

3.计划进度安排符合甲方工期要求，合理安排各分部工程的施工工序，做好各工序的衔接，统筹兼顾，均衡生产。

4.临时工程设置，以满足快速施工为主，力求整洁、有序，减少土地占用，同时注重环境保护，整个施工过程贯穿创建文明标准工地的原则。

根据对设计文件的理解和实地现场考察，结合我公司多年隧道施工的经验，以及对北京地区特殊地质状况及周边环境的了解，施工中将采取必要的安全施工措施及切实可行的施工方案，克服施工中可能发生的一切问题，高速、优质的完成隧道的建设。

1）:本工程围岩初步设计按软弱围岩、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ围岩设计，采用CRD中隔墙方法施工、设计采用弱暴破技术，可能对周边环境容易造成安全隐患，根据我公司多年施工经验采用EBZ230悬臂式掘进机掘进对施工安全、社会效益非常有利。

本隧道为关键性工程项目，洞门施工在不干扰洞内施工的情况下安排同步进行。本合同段隧道通过的围岩有Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类围岩，根据围岩类别及地质条件状况，本隧道支护型式分设参数如下表所示：

根据本隧道地质情况和设计特点，结合我单位隧道施工技术水平和机械配备情况，以保证工程质量和安全生产为目的，结合“新奥法”的施工原理进行方案制订和组织施工。明洞衬砌段采用明挖法或明拱暗墙法施工；洞口浅埋段、洞身开挖采用CRD中隔墙法施工，洞身开挖是隧道施工的关键工序，开挖方案主要根据围岩的情况确定，确保施工人员和工程设施的安全，满足设计及施工规范要求，经济快速的完成施工任务。

本隧道施工由于地理环境因素影响，附近有工厂、古建、列车运行，采用弱暴破法施工可能会带来安全隐患，特别是南侧列车轨道紧临山脚，稍有振动、局部松散的石块有可能抛向铁轨或列车，引发严重的安全事故，为了确保施工安全，我公司根据多年同类工程施工经验，引进北方重工生产的EBZ230悬壁式挖掘机，结合“新奥法”的原理，采用机械挖掘技术，锚喷初期支护，以量测数据为施工依据。

EBZ230悬壁式挖掘机主要适用于半煤岩、全岩、硬岩巷道的掘进，也适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进。该机经济截割单向抗压强度≤100MPa，可掘巷道最大宽度5.8m，最大高度5.1m,软岩一次截割厚度0.8m、硬岩一次截割厚度0.6m、可掘最大面积达29.58m2的任意断面形状的巷道，适应巷道坡度±180，该机后转载运输设备，斜巷可采用桥式胶带转载或伸缩带式输送机实现连续运输，平洞中可直接采用小型30装载机装车，自卸车出碴，该机24小时连续工作可掘进15m左右，能充分地发挥机械挖掘效能及经济价值。

初期支护超前锚管可采用YTMS手持风钻成孔，锚喷可利用芬兰产NORMET914WP型砼喷射手和TK—961湿喷机进行锚喷支护。二次衬砌采用9m衬砌台车全断面进行，混凝土采用集中拌合的商砼，输送车输送，砼输送泵灌注，插入式振捣器捣实。

隧道工程是本合同段的重点。为确保隧道按期、优质、安全的完成施工，我们抽调2个专业化隧道施工队伍并对隧道工程实行专业化作业分组，抽调经验丰富、专业性强的人员参加隧道施工，配足人员、设备。

洞内劳动力安排如下表:

隧道每一洞口劳动力安排表

施工现场、调度室、全面管理、组织

负责全队政治思想工作，后勤保障工作

配合技术主管搞好技术工作

装碴运碴、扒碴、机械排险

锚杆、喷砼、挂网、注浆

扒碴、物料倒运、洞内掘进辅助工作

洞内开挖、出碴、衬砌各工序协调

运输砼、运输车保养维修、输送泵操作

台车移位、立端头模、捣固、接泵管等

安装透水管、引排水、铺设防水板

洞外物料倒运、衬砌辅助工作

高压送风、供水、通风、管路维修

运料、砂、石、钢材、水泥等运输

设备选型、配套上把握“先进、适用、合理”的原则。详见《进场设备报验单》。

隧道计划开工日期为2011年月日，工期安排日历天。洞门安排在不干扰洞内施工进度的情况下施工，作业时间安排20d。

拟排工期：准备工作10日历天。

初期支护按洞月成洞80m计算，全段面成型120天。

辅助、附属工程15天。

总计工日：210日历天。

实际工期按建设方要求进行计划安排。

洞口浅埋段，采用大管棚超前支护，计划每循环进尺0.6m，每0.6m设支护钢架一榀；并根据施工情况调整加强。开挖后，立即初期支护，并及时封闭掌子面围岩，防止由于风化而发生坍塌。

为减小下半部开挖时因初期支护拱脚悬空引起的下沉，初期支护拱脚部位设双排锁脚锚杆加固，同时下半部左右两步交错开挖。

第四章主工施工方法及措施

测量工作是隧道施工的关键。开工前，首先复测设计中线，并在山顶布设导线网联系进出洞口方向，达到设计精度，进出口高程进行复测闭合，采用统一高程。施工中在洞内布设导线，建立中线与导线互控网络，经常将洞内点引出洞外与导线网联系，进行检测复核。贯通后进行洞内与洞外控制点闭合测量。确保隧道中线精度符合要求。

2、洞口及浅理暗挖段施工

隧道洞口土石方开挖前，先清除边仰坡上的浮土、危石，做好边仰坡的施工排水设施，以防地表水冲刷而造成边仰坡失稳。

明洞与暗洞交接处范围开挖至隧道上断面标高，作为隧道进洞施工平台。明洞段采用拱部明挖，内边墙暗挖方法（边墙垂直开挖），并对内边墙喷砼防护。明洞开挖完成后，在明、暗洞交界处开挖线外侧设置导向墙，导向墙采用C20砼浇筑，截面尺寸为1m*1m，为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18工字钢架，钢架外缘设φ140壁厚5mm导向钢管，，将I18工字钢顶住导向钢管与钢架焊接，然后施作长1m*1m厚的C20砼套拱，并将预留φ140钢管及I18工字钢打入砼中。导管内及管棚内可增设钢筋笼，钢筋笼由4根φ22主筋和φ42*3.5mm固定环焊接，固定环间距50cm。

管棚施工段，应加强监控量测，以确保施工安全。

明洞开挖完成后，就地绑扎明洞钢筋全断面浇筑明洞砼。明洞内模采用拼装式衬砌台车，拱部外模采用钢拱架和组合式钢模板。由砼输送泵泵送砼入模，插入式振捣器振捣。

当明洞衬砌砼强度达到设计强度的70%时，按图纸要求做好拱背的防排水设施，然后进行回填。拱部回填土分层捣实，每层厚度不宜大于30cm，两侧回填的土面高差不得大于50cm，回填至拱顶齐平后，立即满铺，分层向上填筑至设计标高，并做好洞顶粘土隔水层及截排水设施。

进洞施工前根据设计先采用Φ108超前管棚注浆加固。进洞时，采用钢支撑紧贴开挖面，形成假拟洞口并将管棚与钢支撑焊接打入明洞砼套拱中。开挖顺序如下所示：

b、架设进洞型钢拱架，打入超前钢管并注浆：

注：1、超前管棚；2、型钢拱型支架

c、施作套拱衬砌形成假拟洞口，施作明洞衬砌，上半部开挖。

洞身开挖将根据围岩情况采用不同的施工方法，。

根据围岩地质超前预报以及对掌子面围岩观察分析，首先进行必要的超前支护，然后即可进行CRD中隔墙法施工，其施工顺序为：先开挖左侧洞室，做好初期支护，再开挖右侧洞室做好初期支护，形成整体主要承载结构，再施作防排水措施和浇筑仰拱及回填，拆除中隔墙铺设防水层，整体式浇筑二次衬砌。其施工工艺流程图如下所示

根据围岩情况，采用以EBZ230悬壁式挖掘机开挖为主，辅以人力风镐对轮廓线进行整修的施工方案，该机对软岩一次截割厚度0.8m、硬岩一次截割厚度0.6m。施工中先行导坑的距离将视地质条件（围岩情况、涌水情况）而定，一般在7～10m左右，当围岩基础承载力较低，侧压力较大时，可调整到3～5m左右，以便尽早闭合成环形成整体受力。

施工中严格控制各开挖分部循环进尺，开挖和支护工序必须衔接紧密，以减少围岩变形。

除①部外，其余各部的开挖必须在邻近作业面的初期支护达到一

拆除中壁时，脚手架一定要牢固，施工人员通过拆除点时要注意联系。

加强对围岩和支护的动态监测，根据量测数据及时判断围岩和支护的稳定情况，如有异常及

3）超前地质探测和预报

在施工过程中，为了提前了解拟开挖岩体的特性以供监理工程师及时作出是否需要修改设计的正确判断，并研究拟采用的开挖方法、支护类型等，我方按规定的时间钻探测孔或采用TSP202地质超前预报仪进行预测。从技术管理上配备专职地质工程师进行地质预测、分析，及时提出预报资料，做好施工应急措施，保证施工顺利进行。

本隧道施工超前地质预报包括以下九项内容。

地势条件变化对施工影响程度预报；

可能出现塌方、滑动影响预报。

隧道穿越不稳定岩层较大断层预报；

软岩出现内鼓、片劈掉块地段预报；

岩体突然开裂或原裂隙逐渐增宽等危害性预报

G、位移变形加快影响围岩稳定预报；

H、浅埋段下沉裂缝对隧道稳定预报；

I、洞口滑坡、坠石及时预报。

根据本隧道工程地质条件，结合我公司以往隧道施工中，在地质预报和探测方面积累的经验，初步确定本隧道采用以下方法进行超前地质探测和预报。

采用仪器探测进行地质预报；

根据开挖工作面用前推法预测；

根据超前管棚、小导管预测；

用相似比拟法对隧道涌水量预测；

根据超前炮眼钻孔对涌水量预测。

围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程，在量变的过程中，必然会在围岩的工程地质和水文地质特征及岩石力学上反应出一些征兆。因此，根据这些征兆来预测围岩的稳定性，进行地质预报，从而保证施工的安全，防治隧道坍方。围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下一些征兆。

遇特殊和不良地质条件，如断层及其破碎带、滑动层、溶洞、陷穴、古河槽、堆积体、流沙、淤泥、地下水、松散地层等稳定性差的围岩。

水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水质由清变浊（地下水将断层泥带走）等都是即将发生坍方的前兆。

开挖面上有可能不稳定块体出露，尤其是小断（夹）层或其它软弱结构面和围岩的节理裂缝构造可能不稳定块体的出露处，往往是局部围岩坍方的部位；

拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方；

岩石裂缝旁出现岩粉或洞内无故发现有岩粉飞扬时，也说明可能即将发生坍方；

围岩发生裂缝，并逐步扩大，很可能要发生坍方；

支护受力（敲击发声清脆有力，拱架接头挤偏或压劈等）变形甚至发出声响时，说明围岩压力增大，有坍塌的可能；

喷射砼出现大量的明显裂纹，亦说明围岩压力增大，有可能出现失稳坍方；

围岩或隧道支护，拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d，或拱顶下沉量大于0.1mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态。

在隧道施工中，为了保证施工安全、稳定、快速地进行，在软弱围岩，断层破碎带，岩堆等不良地质地段，进行超前支护。根据我单位多年的施工经验，对重点工程编制施工作业指导书，收到了良好的效果。施工中，可根据具体情况适当调整。

一：大管棚施工作业指导书

在断层破碎带及富水地层中，采用大管棚预注浆超前支护，从而使开挖部位形成棚幕和一层壳体，大大增加了施工的安全性能。大管棚采用管棚钻机进行施工。

大管棚采用Φ108热轧无缝钢管加工制成，管身钻孔，孔眼直径6～8mm，间距150mm，按梅花形交错布孔以加大浆液渗透能力，管头加工成锥形以便于送入，为确保接头质量，以长15cm的丝扣连接。或在端头连接处采用一根以0.3m的Φ114钢管,伸入Φ108钢管中15cm，在端部用电焊将管之间缝隙焊满，剩余15cm用作送入前一根钢管的尾部，并用电焊焊满，起连接和导向作用。为防止浆液倒流，每根管棚尾部均焊

有止浆板，止浆板采用2cm厚钢板制作，中间钻有Φ20带螺纹的眼，以备注浆时用。钢管大样如图所示：

管棚连接采用长0.3m的φ114钢管插入焊接连接。

二、管棚钻机施作大管棚

1、测量放样出隧道设计轮廓线并按40cm间距标出管棚的位置。

2、管棚钻机移动、定位。

3、在标出的管棚位置上使用顶驱液动锤按设计角度3°～5°(洞口

1°～2°)把套管与钻杆同时同步冲击回转钻入岩土层内至设计度。

套管与钻具同时跟进，产生护孔功能，避免内钻杆在提出孔后产生塌孔

或涌水事故，提供临时护孔，方便往孔内插管注浆。

4、钻孔完结后，先把套管内孔注水清洗洁净后，才把钻杆取出。

套管仍保留在孔内供护孔作用。钻杆取出采用钻架配置的两度液动夹

头，进行夹紧及卸拧钻具丝扣，避免使用手动扳手操作，增大了安系

5、把按设计要求加工好的钢花管插入套管内，接头采用30cm长的

厚壁管箍，上满丝扣。并把钢管轻轻打入岩土地内，以固定钢管不易滑出孔口。

6、钢管插进完毕后，取出套管，钻进其它孔眼。套管取出时，冒落的岩土会于孔内压紧钢管。钢管口与孔口周壁用水泥密封。

7、接上水泥浆液管，用高压把水泥浆压注入钢管，水泥浆液通过钢管的孔眼注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层。

确保渗浆孔的直径和数量，以保证渗浆效果；

钻孔要求精度高，终孔位置准，各开孔的孔眼与终孔的孔眼均落在同一周界面上。避免较大的偏差与变形。

管棚仰角按设计要求为3°～5°(洞口1°～3°)；

管棚间距40cm，断面管棚数量34根；

确保钻孔的同轴度，以避免管棚送入时受卡；

钢管连接处不能在同一截面上，以免产生受力薄弱面。

确保两节钢管之间的连接；

每排管棚纵向两组搭接长度大于2.0m。

2：大管棚预注浆作业指导书

管棚安装完毕后，即进入注水泥浆，利用浆液的渗透作用，将周围岩体预先加固及堵住围岩裂隙水，既能起到超前预支护的作用，同时又加强了管棚的强度和刚度。注浆时要控制如下几点：

合适的浆液配比既能提高浆液的扩散加固范围又能控制浆液的胶凝时间，在施工过程中配比要控制在如下范围内:水灰比为1～1：1。

每根管的注浆结束与否，不是以时间来判断，而是以注浆压力来控

制，当注浆压力持续升高，接近或达到注浆预定压力时，该管注浆才可结束。注浆压力0.5～2.0Mpa。注浆结束后用10号水泥砂浆充填管棚钢管，增强钢管的强度和刚度。

当管棚安装完毕后，用小木楔在钢管与围岩壁楔紧，再用防水胶泥（锚固剂）将空隙封闭住。止浆板与注浆泵之间用管接器相连。管接器由Φ20闸阀和长10cm的Φ20的镀锌管制作，镀锌管两边加工成丝扣。大样见图：

注浆时一般总是先注无水孔，后注有水孔。在无水地段可从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般从快到慢。注浆结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进入下一循环。

时刻注意观察注浆管周围防水胶泥变化情况，防止浆液压力增加时将其冲裂。

管接器必须待浆液凝固后才能卸下，清洗后循环使用。

3：超前小导管注浆作业指导书

（1）、喷射砼封闭开挖轮廓面和掌子面：

（2）、钻孔并安设小导管。小导管采用外径42*3.5mm热扎无缝钢管，Ⅳ级围岩地段小导管环向间距为40cm，每2m（2榀钢架）施作一环，纵向相邻两排水平投影搭接长度不小于100cm，Ⅴ级围岩地段小导管环向间距为40cm，每1.5m（2榀钢架）施作一环，纵向相邻两排水平投影搭接长度不小于100cm，Ⅵ级围岩地段小导管采用外径42*3.5mm，环向间距为40cm，每1.5m（3榀钢架）施作一环，纵向相邻两排水平投影搭接长度不小于100cm，及外径采用60*5mm热扎无缝钢管，环向间距为40cm，每4.5m（9榀钢架）施作一环，纵向相邻两排水平投影搭接长度不小于100cm。钻孔直径大于钢管直径20mm以上，辅射角为10°～15°，纵向留1.0m的搭接，钢管前端20cm加工成锥形，尾部焊接加劲箍，钢管围壁钻四排φ8mm压浆孔、间距15cm、梅花型布置。

（3）、注浆。注浆采用水泥浆；其浆液的水灰比为0.8:1～2:1，水泥标号为425。注浆压力为0.5～1Mpa,为防压裂工作面，同时还需控制注入量,当每根导管的注浆达到设计量时即可停止。当孔口压力达到规定但注入量不足时也应停止。

（4）、检查注浆效果。注浆结束后，必须钻孔检查注浆效果，如未达到要求时补孔注浆。

（5）、超前小导管全部焊接于型钢支撑上。

①装碴作业按秩序进行，禁止抢装抢运。

②车辆装载禁止超限以减少运输过程中的石碴坠落，保持良好的施

③车辆在同方向行驶时，两辆车的间距不得小于15m。

④车辆行驶过程中应派专人指挥，保证施工安全。

⑤卸碴外线路应设置大于5%的上坡道。卸碴码头应搭设牢固，并设有挂钩、栏杆、车挡装置，注意防止溜车。

6）、锚喷一次支护施工方法

本隧道设计一次支护拱顶为φ25普通中空锚杆，侧墙为φ22砂浆锚杆，C25喷射砼厚25cm。

为保证施工人员和隧道结构物的安全，必须加强临时支护，及时喷射砼封闭开挖面，尤其是在基岩裂隙水较多处，更应及早施作锚喷砼支护，防止水对围岩的软化作用，充分发挥围岩的自承能力。

为保证喷射砼的质量，减少粉尘和回弹量，拟采用湿喷法，即首先将骨料预加水，浸润成潮湿状，再加水泥和水拌合机拌合。喷射前，将受喷面的粉尘和杂物用水或风清理干净。粗骨料选用质地坚硬的豆粒石，最大粒径不大于15mm，要求级配良好。细骨料选用坚硬耐久的粗砂，细度模数不小于2.5，外加剂选用专用粘稠剂，掺量根据试验结果给出。使初凝时间不大于5分钟，终凝不大于10分钟。喷射砼施工时，使喷层表面平整光滑，喷头与受喷面基本垂直，距离保持0.6～0.8m左右，并呈螺旋状自下而上施喷。每次喷射宽度控制在1米左右，喷射完成2小时后，对其表面喷水养护，使其表面保持湿润。

（1）、钢架在洞外按设计采用液压千斤顶加工成型，加工后要试样，允许误差为：沿隧道周边轮廓偏差为±3cm，平面（翘曲）偏差为±2cm，各单元由I字钢，连接钢板焊接成型，焊缝处的厚度hf=5mm（腹板），hf=9mm（翼缘）单元间以螺栓连接。连接钢板用橡胶垫垫紧。

（2）、钢架安装在初喷4cm砼后架设。钢拱架间设纵向连接筋和定位系筋，钢架间以喷砼填平且不小于设计厚度。如因开挖造成凹凸不平，并有较大间隙时，设置砼垫块或钢板，使钢架支撑充分起到作用。喷射砼由底部向两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖。（钢架保护层不小于2cm）

（3）、在大小管棚施作段，在复排管棚端头，为提高超前支护的承

载能力，必须用钢拱架、钢格栅及时支撑，并尽量贴紧，在钢架支撑后方可进行开挖，管棚与钢梁间焊成整体，保证结构牢固。

（4）、架立时，钢架垂直隧道中线，上下、左右允许偏差±5cm，钢架倾斜度不得大于2°。

钢格栅施工如钢架基本相同。

对于有裂隙渗水处，采取相应措施某道路桥梁工程施工组织设计，减少渗水的影响。必要时改变喷射砼的配合比，增加水泥用量，先喷干混合料，待其与涌水融合后，再重新加水喷射，并由远至近向涌水处逼近，然后在渗水处安设排水管将水排出，再在导管周围喷射。涌水量大时，设置泄水孔，边排边喷射。涌水地段锚杆施工时，如孔内流水，则在附近另外钻孔施工锚杆。

径向锚杆施工，钻眼位置、方向、直径要严格控制，根据不同围岩不同断面支护设计调整锚杆间距、位置、长度。钻眼完成后用气清孔，把孔内松散、碎石吹出孔外，以防止安装时发生堵眼情况，能够使锚杆顺利安装。清孔后将锚杆边旋转边送入眼孔，并检查眼孔是否直顺畅通。锚杆安装不合格者，重新钻孔、安装锚杆。然后将安装好锚头的锚杆安装好之后，安装套管、止浆塞、垫板及螺母。然后注入水泥浆，注浆时浆眼孔内气体排出。注浆压力控制在0.5～1Mpa，并保证注浆饱满，如遇浆液不饱满的情况则进行补浆处理。待注入浆液强度达到70%以上时，对锚杆施加不小于60KN的预应力，并保证杆体最终抗拉力不小于150KN。

设计要求喷层与二次衬砌间全断面铺设防水材料作为防排水隔离层，采用土工布与塑料防水板配合使用，铺装自拱顶向两侧铺放。如喷

面起伏较大无法使防水层与砼表面密贴时，进行修凿补喷。若有锚杆头、

钢管头、钢筋头、铁丝等外露时，事先切除或用锤打扁，然后用砂浆素灰抹平。对于基面上锐利棱角，附着大颗粒石子及突出的岩石也应敲掉或凿除，然后抹平。防水层铺设时，先铺无纺布再铺防水板。首先用专用热熔衬垫与射钉把无纺布固定在喷射砼表面，固定时从上而下进行，间距拱部55cm左右，边墙可达80～100cm。然后把防水卷材按规定用手动熔接器加热，焊接在专用塑料固定片上。注意不要绷得太紧浙江某酒店加固维修及外立面改造工程施工组织设计(投标)_secret，以防砼衬砌时挤推撕裂。工作缝连接处将预留30cm搭接，两幅之间搭接宽度为10cm；搭接处用自动熔接机热熔焊接，不得出现漏焊，使用前焊缝处必须用气压检查。防水卷材如有破损可用小块卷材熔接。

8）、砼二次衬砌施工方法