矿山法隧道施工方案

第五章 矿山法区间施工方案与技术措施

一、竖井、联通道施工

1、 简介

区间设一个临时竖井及联通道（K20+124.44），隧道施工完成后拆除回填。其结构如图5-1 区间竖井联通道结构示意图所示。

砼圈梁C20网喷砼Φ22砂浆锚杆Φ6.5钢筋网 150×150格栅钢架0.75m/榀C20S6喷砼C30模筑钢筋砼Φ22砂浆锚杆Φ25中空锚杆Φ6.5钢筋网 150×150格栅钢架2榀/mC20喷砼C30模筑钢筋砼竖井联 通 道区间左线

图5-1 区间竖井联通道结构示意图

竖井施工流程图见图5-2。

2、 竖井与联通道支护参数

竖井支护参数见下表：

项目 锚杆 初期支护 钢筋网 喷射砼 格栅钢架 二衬

材料及规格 Φ25中空注浆 Φ22砂浆锚杆 Φ6.5@150mm C20网喷砼 Φ22、Φ14、Φ6钢筋 C30S8防水钢筋砼 结构尺寸 L=4.5m，间距1.0×1.0m L=3.5m，间距1.0×1.0m 四周铺设 厚度0.3m 纵间距1.0、0.75、0.5m 厚度0.4m

联通道支护参数见下表：

项目 锚杆 初期支护 钢筋网 喷射砼 格栅钢架 二衬

竖井锁口圈开挖

井身开挖及支护

图5-2竖井施工工艺流程图 模筑二衬 封 底 井圈C30模筑砼施工 爬梯及防护网安装 安装提升架及电动葫芦 马 头 门 加 固 测量放线、定井位 施 工 准 备 材料及规格 Φ22砂浆锚杆 Φ6.5@150mm C20网喷砼 Φ22、Φ14、Φ6钢筋 C30S8防水钢筋砼 结构尺寸 L=2m，间距1.0(1.2)×1.0(1.2)m 四周铺设 厚度0.2m 纵间距1.0、0.75m 厚度0.3m 开洞，转入隧道施工 3、 锁口圈梁施工

测量定出锁口圈的开挖轮廓线，井口段采用小型反铲挖掘机配合人工进行开挖，人

工对井壁进行修整；竖井锁口圈挖至设计标高后，外模采用砖砌，其内侧用砂浆抹平，然后绑扎井圈钢筋，同时预埋提升井架基础预埋件、护栏；锁口圈绑扎钢筋时向下预埋连结筋；井圈采用C30商品砼，一次性连续灌注。

模筑井圈砼时，沿竖井井圈四周同时浇筑一道宽500mm、高300mm的挡水墙。

4、 垂直提升系统

前期起吊系统没有安装好时，采用吊车做垂直运输；井圈施工后竖井垂直运输采用15T龙门吊机，装土斗采用4t活底吊斗。

5、 井身开挖与支护施工

竖井采用明挖施工，待锁口圈梁砼强度达到70%后，采用人工配合风镐开挖，当无法用风镐开挖时采用微振控制爆破法施工；。

开挖时每循环进尺0.75～1m，由中心向四周扩挖，靠近井壁处预留50cm由人工修整至设计尺寸；经检查符合设计要求后立即初喷约5cm厚混凝土封闭围岩，然后施作锚杆；锚杆施作完成后，挂网，安装钢格栅，格栅钢架间每隔1m焊接Φ22 纵向连接筋，喷射C20喷砼至设计厚度；为确保竖井支护安全，其上部设I16@2000临时钢横撑。

钢格栅在井外分节制作、预拼，井内安装，螺栓连接。喷砼采用湿喷工艺，一侧喷砼支护后再进行另一侧开挖。施工期间在井壁设临时爬梯，供施工人员上下。

开挖至地下水位以下时，井底设集水坑，用潜水泵将水抽至井外。

6、 井身二衬施工

竖井二次衬砌为模筑C30混凝土，厚度40cm。二衬施工前清理井底浮碴，铺设井底防水层，绑扎钢筋，浇筑井底混凝，随后从下往上搭设钢管脚手架和工作平台，铺设井身防水层，绑扎井身钢筋、支立组合钢模。模板采用大块钢模板，每次衬砌高度6m，商品混凝土串筒入模，插入式振捣器振捣，待混凝土强度达到设计强度70%方可拆模，进行下一循环施工，严禁过早拆模以防竖井失稳。

7、 竖井提升系统

竖井提升系统采用1台15t双梁式龙门吊，提升系统见图5-3 提升系统示意图。 起重设备，请有安装资质人员进行提升装置的安装调试，试运行合格后并报市安全检查监督站、业主、驻地监理检验审查合格，方可投入使用。

工作平台

图5-3 提升系统示意图

行走卷扬机（电葫芦） 7000 1500 贝雷架（1.5×3.0m） 支架 43kg钢轨 枕木 钢筋砼冠梁 1500 400 电葫芦 300 900 300 枕木 行走卷扬机 枕木及钢轨 双排贝雷架 工字钢支架 龙门吊行走轮 钢轨

8、 联通道施工

联通道长46m，采用矿山法暗挖施工，锚喷支护，二衬为C30模筑砼，其开挖、施工方法与区间主线施工相同，详见下工艺。

通道施工注意事项：

1）联通道施工过管线地段，要加强监测，必要时采取有效措施，以确保管线安全； 2）联通道两端5m范围内施做C30钢筋砼二衬； 3）交叉口段施工中应加强量测，增加架设临时横撑；

4）区间主线隧道开洞后，先行施做开洞段10m范围内的二衬钢筋砼，确保施工期间交叉口结构稳定和施工安全。

9、 竖井马头门施工

竖井马头门即竖井与隧道交叉处，在竖井开挖至马头门标高时开始施作，是竖井施工的关键部位。

9.1 马头门加强环施工

随竖井开挖，并打入超前锚杆支护，在每榀格栅间安放预制好的短格栅（横通道支护格栅），马头门范围竖井开挖完毕后，马头门部位短格栅形成加强环。

9.2 分部破除马头门处井壁砼，割除竖井钢格栅

竖井封底后，破除马头门上导坑竖井井壁砼，割除井壁钢格栅，并排架设上导坑两榀格栅拱架，并将其主筋与周围的竖井井壁钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。

9.3 马头门上半断面开挖、支护

横通道上半断面开挖时，马头门开口并排安设两榀格栅钢架。 9.4 马头门下半断面开挖、支护

破除下部竖井壁砼，割除该部位的钢格栅支撑，架设下部并排两榀格栅拱架，同样将其主筋与周围的竖井钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。

二、隧道支护方案

1、 超前支护

暗挖隧道在Ⅴ级围岩施工中在拱部打入超前小导管注浆加固，小导管施工采用Ф32×3.25mm钢管，用风打入，按梅花形布置，搭接长度1.5m，钢管尾部焊接，顶部做成尖锥状，管壁按梅花形布置溢浆孔，小导管施工布置及花管形式见图5-4。

15cm花管大样小导管隧道中线喷砼封闭掌子面 图5-4 小导管施工布置示意图

小导管注浆采用压浆泵注水泥浆，为充分发挥机械效能，加快注浆进度，采用分浆器一次可对3～5根小导管注浆，分浆器如图5-5所示。

图5-5分浆器示意图

进浆口

阀门

主体

管堵头

水泥浆采用425普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6～1并掺入2%的氯化钙，注浆压力为0.5～1.0Mpa。小导管施工工艺流程见下图5-6。

2、 开挖掘进

2.1 开挖掘进方法

区间隧道掘进Ⅳ级围岩采用台阶法，Ⅴ级围岩采用短台阶法施工，开挖型式如图5-7、5-8所示，隧道开挖循环进尺，在Ⅴ级围岩中为0.75m，在Ⅳ级围岩为1.0m。 2.2 出碴

各类土层及严重风化的岩层采用人工风镐配合短臂反铲挖掘机进行开挖，部分坚硬岩层采用爆破作业配合机械凿除，小型装载机装碴。出碴采用无轨运输，小型柴油翻斗

车运碴至竖井，通过竖井提升到井口堆碴场或直接运出洞外。见图5-9出碴示意图。

2.3 开挖注意事项

⑴开挖前应制定防坍塌方案，备好抢险物资，并在现场堆码整齐。

⑵在Ⅳ级围岩中可先开挖后支护，台阶留置长度不超过5B（B为隧道开挖跨度）；

导管制作 施工准备 钻 孔 安装导管 封 面 浆液制作 注 浆 检查分析 开挖支护 图5-6 小导管注浆施工工艺流程图 15-20m 2 1 1 2 图5-7 台阶法施工示意图

1 3-5m 1 2 2 图5-8 短台阶法施工示意图

井口提升架井口竖直提升小型装载机装土竖井小型运输车

图5-9 无轨运输出碴示意图

在Ⅴ级围岩地段，台阶留置长度不超过1.0B（B为隧道开挖跨度），初期支护的挖、支、喷三环节必须紧跟。

⑶隧道应按设计尺寸严格控制开挖断面，不得欠挖，其允许超挖值见下隧道允许超挖值表5-10。

表5-10 隧道允许超挖值（mm）

岩层分类 爆破岩层 隧道开挖部位 坚岩 次坚岩 软岩 平均 平均 最大 平均 最大 平均 最大 拱部 边墙及仰拱 100 100 200 150 150 100 250 150 150 100 250 150 100 100 150 150 最大 土层和非爆破岩层 ⑷双洞平行开挖时，其前后开挖面错开距离应大于15m。

⑸同一条隧道相对开挖，当两工作面相距20m时应停挖一端，另一端继续开挖，并做好测量工作，及时纠偏。其中线贯通允许偏差为：平面位置±30mm，高程±20mm。

⑹在台阶法施工时，在拱部初期支护结构基本稳定，喷射混凝土强度≥设计强度的70%，方可开挖下台阶，并应符合以下规定：

需采用单侧或双侧交错开挖边墙时，严禁使拱部悬空；一次循环开挖长度在Ⅴ级围岩地段≤1.5m、在Ⅳ级围岩地段≤2.0m；边墙挖到设计标高后，须立即支立钢格栅和喷射混凝土；仰拱应根据监测数据及时跟进浇筑。

⑺开挖过程中应进行地质描述记录，必要时应联系业主、设计院进行超前地质勘探。

3、 初期支护

3.1 喷射砼

喷射砼分初喷和复喷，初喷后，立即安装钢格栅，及时封闭，找平开挖面，防上围岩表面剥离脱落；分次喷射砼到设计厚度。

喷射砼施工采用湿喷施工工艺，工艺流程见下图5-11。

DS液体速凝剂 图5-11 湿喷砼工艺流程图

喷射砼作业除满足有关技术规范规定外，增加如下技术要求： ⑴初喷砼紧跟工作面，复喷前按设计完成锚杆、钢筋网的安装工作。

⑵渗漏水地段的处理，当围岩大面积渗水但水量不大时，在喷射砼前用高压风吹扫；开始喷射砼时，喷射砼由远而近；临时加大速凝剂掺量，缩短初、终凝时间，逐渐合拢喷射砼，水止后，按正常配合比喷射砼封闭。

⑶试验室负责优选喷射砼配合比与施工控制，以减少回弹和粉尘；按配合比称料拌和，电动流量计控制外加剂的掺量，确保喷射砼强度符合设计要求。

⑷每隔5m，测绘出开挖断面和喷射砼完毕后的断面，两断面相减就是喷射砼厚度，不够设计厚度的重加喷补够。

⑸喷砼由专人喷水养护，以减少开裂，发现裂纹用红油漆作好标记，进行监测是否继续发展，并找出原因进行处理；对可能掉下的喷射砼撬下重喷；对不再发展的裂纹，采取在其附近加设锚杆或加喷一层砼的办法处理，以策安全。

⑹岩层已完全风化成土时，为加强喷射砼与土状岩体的粘结力，采用在受喷面上设一层用Ф3.5mm铁丝编成的铁丝网片，网格尺寸5cm×5cm。

喷 砼 机 喷 射 作 业 运 输 砼搅拌＋STC增粘剂

⑺坚决实行“四不”制度，即喷锚工艺不完毕，掌子面不前进；喷射砼厚度不够不前进、不开挖；喷锚后发现的问题不解决不前进；量测结果判断不安全未经补强不前进。以上制度由工地领工员负责实施，并将实施情况填入工程日志簿备查，技术负责人负责检查督促。 3.2 锚杆

支护锚杆采用Φ25中空注浆锚杆和Φ22砂浆锚杆两种型式，L＝3.0m。采用梅花形布置，安放时间为初喷之后，复喷之前进行。 3.3 挂网

在安装完系统锚杆后，挂钢筋网；采用Φ6.5钢筋，网格间距均为150 mm×150 mm。 3.4 格栅钢架

钢架由Ф22主筋按设计型式焊接而成，加工及安设方案见后。 3.5 初期支护背后注浆

初期支护封闭成环5～10m后，立即对其拱背压注水泥浆，填实初期支护与围岩间的空隙，减小地面沉降。

三、格栅钢架加工安设方案

格栅钢架是增强初期支护强度的有效手段，它与管棚、超前小导管一起形成超前支护体系。格栅钢架在初期支护中的施工顺序为：

开挖初喷砼定位筋安设格栅钢架铺钢筋网复喷达到设计厚度格栅钢架由四根Ф22主筋及其箍筋构成。

1、 格栅钢架的加工

格栅钢架在加工场专用工作台上加工。工作台上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型，钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形；按设计加工好各单元格栅钢架

后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。

加工允许误差：沿格栅钢架周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲小于±2cm，接头连接要求同类之间可以互换。

格栅钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内；进行格栅钢架抽样结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环。外侧焊油顶座，采用油顶，仪表按设计荷载进行加压。使用钢筋应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况，检验符合设计要求后方可使用。

2、 格栅钢架的安装

格栅钢架在初喷5cm后，按设计间距安设格栅钢架，钢架间设Φ22拉杆，分别沿格栅环向立筋交替设置，并与主筋焊接。

⑴定位测量

首先测出线路中线，确定高程，然后再测定其横向位置，安设方向与线路中线垂直；每榀的位置定位要准确。

⑵准备工作

运到现场的钢架分单元堆码，安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分，保证钢架正确安设，钢架外侧有不小5cm的喷射砼，安设拱脚或墙脚前，清除垫板下的松碴，安放垫板，将钢架置于钢板上。

⑶钢架安设

钢架与封闭砼之间紧贴，安放过程中，两排钢架沿周边用钢筋联接定位；钢架安装完成后，与接触的锚杆头焊接，使之成为整体结构；钢格栅架立应符合设计和规范要求，连接螺栓必须拧紧上齐，节点板密贴对正，钢格栅连接应圆顺。

表5-12 竖井钢格栅架设允许偏差

序号 1 2 3 4 5

项 目 中线 标高 同步 环向闭合 垂直度 允许偏差（mm） ±30 ±20 ±30 ±50 30 检查频率 每 榀 格 栅 检验方法 用钢尺 用水平仪 用钢尺 用钢尺 锤球、钢卷尺

四、干扰减震爆破新技术的的运用

暗挖隧道需在现有道路下穿过，沿线建筑物、管线众多，因在Ⅳ级围岩中需采用爆破掘进，鉴于传统的爆破控制工法对建筑物安全和居民心理的影响较大，因此从安全和减震考虑，拟采用干扰减震爆破新技术进行掘进施工，以达到安全、环保的目的。

1、 爆破施工对建筑物损害的主控因素分析

爆破时地层震动对构筑物的危害程度主要由地面质点的垂直振速，而垂直振速取决于装药量和炮孔至建筑物的距离。

我国的《爆破安全规程》中规定了如下主要建筑物类型的地面质点安全振动速度： 1.土窑洞、土坯房、毛石房屋：1cm/s；

2.一般砖房、非抗震大型砌块建筑物：2～3cm/s； 3.钢筋混凝土框架房屋：5cm/s。

《规程》中给定的关于振速、装药量及爆破距离之间的关系用下式表示：

V=K（Q1/3/R）a

式中，V—质点振动速度（mm/s）

Q—齐爆药量或单孔药量（kg） R—炮孔至建筑物的距离（m）

K—与爆破点地形、地质等条件有关的系数，一般取 50～350， a—与爆破点地形、地质等条件有关的衰减指数，一般取1.3～2.0。 采用常规爆破施工，由于选用楔型掏槽时为避免夹制，需同时起爆2个或4个炮孔，从而产生共振，使振动波相互叠加，导致起爆瞬间振速过大；而掏槽后的扩槽炮孔爆破时受雷管段位少、精度差的，容易产生串段、误爆，发生共振或增加夹制作用，也会导致振速过大，其爆破垂直振速超过3～5cm/s，且离爆破工作面越近的测点振速越大，在靠近建筑物基础下方或道路路面下施工爆破作业时，不能达到安全标准，必须采用新型安全的爆破技术。

2、 干扰减震爆破技术

为了降低爆破振速，避免多炮孔同时起爆发生共振，应使各炮眼爆炸后振动波相互干扰、抵消。测试资料表明，单炮孔爆破时引起的振动持续时间较短，因此雷管延时差大于3T（全振动周期）时就不会产生共振；而干扰减震技术就是采用多段位高精度系列

雷管，使多炮孔爆破振动波能相互抵消，其同一段位延时起爆时间精度要高，不同段位雷管延时间隔时间长，以达到随机干扰的效果，通过对多段位雷管进行组合达到减振的目的。

2.1 控制爆破作业方案

首先，为了防止掏槽区起爆的炮孔之间产生共振，要求雷管的延时差应大于 75～100ms，即延时差大于3T（T为单孔爆破时爆破振动周期，T=10～30ms），采用大直径中空孔的五眼龟裂平行直眼掏槽法，每个炮孔用一个段位雷管。

其次，为了防止扩槽区、掘进区和其它区域炮孔起爆后产生共振，采用了较高段位并具有一

定延时差的高精度雷管，同段雷管的延时偏差值≥100ms，以实现随机干扰。 2.2 实施方法

控制爆破方案确定后，在开挖方法、掏槽方式、炮孔布置、炮孔直径、装药量等各方面均需作精确设计。

⑴上半断面掏槽采用Ф70mm的2个空孔直眼龟裂掏槽，装药炮孔直径为 40～42mm，掏槽中心孔装填Ф25mm药卷，分8个段别起爆，单孔单段位，雷管延时差为 100ms。

⑵上半断面周边采用光面爆破，掘进孔、内圈孔及周边孔按“随机干扰减震”的方法来确定起爆顺序、段别、延时差。

⑶每段齐爆的允许装药量QM分别取为：掏槽孔0.6kg，扩槽孔0.2kg。

⑷雷管采用特制的高精度延时非电毫秒雷管，按矩形起爆原理设计起爆顺序，上半断面采用25段位系列雷管。

⑸下半断面采用复式V形起爆法起爆，用非电毫秒雷管分21个段位起爆。

121433、 隧道爆破施工通过道路及建筑物时的其他措施

3.1 对建筑物及地面进行监测

在爆破前组织有关人员对建筑物进行评定，对原沉降裂缝，拍照或摄象纪录存档；定期观测其变化，在楼内设置监测点，每次爆破时用震动信号自动记录采集信息，反馈到施工中，便于及时调整装药量及炮孔位置、起爆时间。

3.2 开挖后的洞室加固及监测

对开挖后洞室及时采用锚喷初期支护，并做好壁后注浆工作。同时采用用数字收敛仪定期观测围岩变位情况，以指导后期施工钻爆。 3.3 干扰减振爆破相关技术措施

⑴设立严格管理办法和严密的监控体系，施工过程中及时监测，发现地面下陷、建筑物沉降过大等问题及时采用加固措施处理。

⑵为降低起爆时的振动速度，应采用矩形原理设计炮孔的起爆顺序，以避免每个炮孔在夹制状况下起爆，并配合使用高精度、多段位雷管。

五、出碴运输

1）设备选用

采用小型翻斗运输车（容积1.5m3）运输出碴（在竖井施工完成后吊入洞内）。 2）运输量计算

单洞单线：每循环进尺按1m计，围岩的平均开挖量按30m3计算。 则需运输车次n=30/1.5=20辆/次。

双洞单线：每循环进尺按1m计，围岩的平均开挖量按60m3计算。 则需运输车次n=60/1.5=40辆/次。 3）运输时间与车辆配置

采用小型挖机装车，平均装一辆车时间按15min计，平均运距按350m计算，运行速度按5km/hr，运行往返一次耗时t=0.35×60/5×2≈18 min；卸车时间为5 min，调车时间按5min计，则T=18+5+5=28min，为接近装车时间，因此洞内每装碴工作面需配置2辆运输车。

六、施工通风

1、 风量计量

根据区间隧道的施工安排及洞内主要有害气体的情况，施工通风量计算按洞内同时工作最多人数及洞内允许最小风速要求分别计算，取大值作为施工供风量依据。同时参考排除或冲淡洞内有害气体所需风量。

⑴按洞内同时工作最多人数计算

计算公式： Q=qmK 式中：Q—计算风量；

q—洞内每人每分钟所需新鲜空气量，考虑有轨运输，为改善作业条件取

4m3/min；

m—洞内同时工作的最多人数； K—风量备用系数，取1.15。 ⑵按满足洞内允许最小风速要求计算 计算公式： Q=60vs 式中：s—隧道断面面积；

v—允许最小风速。

本工程洞内允许风速按不小于0.15m/s考虑，断面面积按高峰期作业面积计。 ⑶通风量计算结果

通风量计算结果如下表5-13所示。

表5-13 通风量计算表

通风部位 临时竖井 参数选择 双作业面 车站 左洞口 车站 右洞口 通风量 参数选择 通风量 参数选择 通风量 按最小风速计算 v=0.15m/s，s=60m2 0m3/min v=0.15m/s，s=30m2 270m3/min v=0.15m/s，s=30m2 270m3/min 按洞内最多工作人数计算 m=120人，q=4m3，K=1.15 552m3/min m=60人，q=4m3，K=1.15 276m3/min m=40人，q=4m3，K=1.15 184m3/min 2、 通风方式及设备配置

区间暗挖隧道前期由中间的施工临时竖井进入，后期开通车站左右线两个洞口，同时竖井处分开为两个工作面，故施工通风拟在施工临时竖井井口安装一台主风机，两个洞口各安装一台副风机。

低噪音轴流风机

主风机采用JZD-6.3低噪音轴流风机，风量为480～5m3/min，功率为2×37KW。 副风机采用JZD-5.6低噪音轴流风机，风量为240～350m3/min，功率为2×11KW。 采用压入式通风，贯通前各自为的通风系统；考虑隧道施工工序多，相互干扰大，主通风管设在竖井内，联络通道从主风管分支管解决，主风管为φ1000镀锌皮管，分隧道断面两侧布置，支管为φ400PVC拉链式软管。实际施工时，根据现场情况可在掌子面设两台28KW风扇辅助通风。

3、 通风设备、风管安装、布设注意事项

⑴风机布置距离竖井井口不小于15m，以防洞内污染空气回流污染新鲜空气。 ⑵不同外径的风机与风管连接时用过渡节过渡，过渡节长度以3～5m为宜。 ⑶洞内主通风管挂于初支或二衬侧墙上方，风管吊挂平直、顺紧吊稳，避免出现褶皱，垂直交接处要避免死弯。

⑷风管末端到工作面的距离保持在10～15m内，以确保通风效果。

⑸通风管安装接头严密，减少漏风损失，转弯半径不小于风管直径的3倍。 ⑹设立专门的通风班组进行施工通风设备安装、管理，通风管如有破损，及时修理和更换，以确保施工环境完全达标。

4、 施工通风标准

隧道内施工环境执行GB50299-1999 《地下铁道工程施工与验收规范》规定。

七、防水施工

本区间暗挖隧道为二级防水，设计结构砼为C30、S8防水砼，夹层防水层由土工布和防水板组成，采用全包防水，施工缝、变形缝采用背埋式橡胶止水带和Ω形中埋式钢边橡胶止水带，见下图5-14。

1、 结构外防水层施工方法

1.1 喷射砼基面处理

鉴于喷射砼基面凸凹不平，当喷射砼局部凸凹大于下述要求，敷设前对其进行处理。 墙：D/L=1/6；拱：D/L=1/8 L——喷射砼相邻两凸面间的距离； D——喷射砼两凸面间凹进的深度。

背贴式止水带环向施工缝(9m)注浆管背贴式止水带水平纵向施工缝钢边橡胶止水带二衬填筑砼7cm细石砼保护层1.5mmEVA防水层400g/m2无纺布初衬喷射砼

图5-14 典型断面结构防水图

除上述要求外，喷射砼基面不得有突出的钢筋及钢管头，不得有明流水，否则应进行处理（水泥砂浆堵或引水管排侧沟）。 1.2 铺设土工布

在初期支护表面，采用暗钉全断面或半断面铺设土工布。 1.3 铺设防水板

采用无钉法铺设防水板。全断面施工时逐环顺序进行，首先，裁剪卷材，要考虑各边的搭接长度。墙拱防水板铺设时，在隧道拱部标出隧道中线，再使防水板横向中线与这个标志重合，立即用压焊机将防水板热合于暗钉上，再由拱顶依次向两边铺设。待整幅防水板铺设好并经检查确认固定牢固后，再用塑料热合机顺所留板间接缝搭接部位进行焊接。拼接缝宽度100mm。分部施工时按施工范围下料，并预留不小于50cm与下一组防水板连接。

防水板铺设应注意以下几点：

⑴必须采用无钉法，防水板与粘结块之间要粘结牢固，防止在施工中脱落。 ⑵要保证相邻两环防水板搭接宽度。短边不小于150mm，长边不小于100mm否则将造成搭接不够或过宽焊机吃不进去，导致焊机行走困难，并产生皱折，影响焊接质量。

⑶相邻两幅接缝需错开，在结构转角处错开距离大于600mm，以保证与下一组衬砌防水板搭接宽度及操作方便。

⑷防水板焊接。防水板搭接处采用热合焊接法，且均匀连续，不得有假焊、漏焊、焊焦、焊穿现象。

⑸整个防水板焊接完毕后，必须逐环逐道进行质量检查。防水板间焊缝一般用肉眼检查，当两层经焊接在一起的板呈透明状、无气泡，即熔为一体，表明焊接牢固严密。必要时，可用充气法检查。检查方法是：用5号注射用针头插入两条缝中间空隙，用气筒打气检查，当压力表达0.15MPa时，停止充气。压力表不降或因材料继续变形压力有所下降，但下降幅度在20%以内，保持2分钟不漏气，说明焊接良好，反之则有问题，应进行检查和修补。

⑹防水层的保护

由于所用防水板较薄，抗刺戳能力较弱，因此在防水层施工后，必须严加保护。如设临时挡板，以防机械损伤或电火花烧伤防水层；模筑砼时，振捣棒不直接接触防水层。在二次衬砌模筑砼作业前，应对防水层进行全面检查，如发现有破损则采用同质材料热焊修补。

2、 结构自防水

2.1 二衬模筑防水砼

本工程为复合式衬砌隧道，采用C30二衬防水砼，抗渗标号S8。

隧道拱、边墙和仰拱二次衬砌工序安排，根据不同地质、洞室断面大小、开挖支护方法的不同，均以纵向分段的仰拱先筑，边墙和拱整体浇筑的方式，以保证防水二衬砼的整体性。施工中，严格做好防水层的搭接和二次衬砌砼的施工缝处理。 2.2 施工后处理

由于砼收缩等变形，二次衬砌结构与初期支护间存在空隙，为使初期支护与二次衬砌之间紧密结合，改善防水条件，需在二次衬砌拱部进行回填注浆。

在浇筑二衬时，沿拱顶部位预埋φ32注浆管，间距5m左右，埋设前，加止水环，环与钢管之间满焊，内管头用无纺布包裹。在完成一个施工段后即采取隔孔循环注浆。浆液采用水泥浆，W:C=0.6～1，压力为0.5～1MPa。对注完浆的预埋管进行露头切割，孔内用掺入膨胀剂的树脂砂浆填塞。

3、 施工缝、变形缝施工

施工缝与变形缝构造见图5-15、5-16。为保证变形缝、施工缝的防水质量，必须保

证环向及纵向止水带位置的正确和砼灌注时挡头板不移及不漏浆，确保施工缝、变形缝止水带的施工质量，安装方法如下：

⑴施工前，先排干积水和切断外部流入施工面的地表水。

⑵环向挡头板及止水带固定采用挡头板方木夹住止水带，止水带用铁丝将拉结固定在定位扁铁条上，变形缝挡头板用沥青软木板兼作变形缝填充材料，用斜撑固定挡头板，使挡头板位于在线路方向的一平面上，并用小木板封闭挡头板与围护结构等间的缝隙。

⑶衬砌混凝土施工灌注时，用插入式捣固器从捣固窗口加强振捣止水带两侧砼。变形缝一侧砼达到规定强度后，只拆除挡头板的支架方木。

⑷采用相同的方法固定另一侧的止水带，砼灌注时先行灌注该部位的砼，并加强振捣。

塑料防水板防水保护板背贴式止水带(环向)土工布缓冲层初衬喷射砼

二衬砼钢边橡胶止水带

图5-15 施工缝防水构造图背贴式止水带初衬喷射砼

二衬砼不锈钢接水盒塑料防水板土工布缓冲层注浆止水带注浆导管间距6-8m 图5-16 变形缝防水构造图4、 技术措施

1）对水量较大的地段采取超前小导管周边注浆和掌子面注浆控制水量排放，达到控制地表沉降的目的。必要时经监理工程师批准，采取先引排后注浆封堵的措施。

2）喷射砼按规范要求分层喷射，保证喷射砼的密度，提高喷射的质量。

3）及时进行初期支护背后回填注浆堵水。

4）凡地下水具有对钢筋弱腐蚀性时，为保证结构安全，在砼施工中向水泥里填加水泥用量2%的防腐蚀填加剂；加大迎水面钢筋净保护层厚度（大于50mm）；并选用铝酸三钙与游离石灰含量小的水泥。

八、二次衬砌施工

1、 二衬施工步骤

见下图5-17。

2、 施工检查

经检查在初期支护表面平整、无明显渗漏水、无钢筋接头后，完成铺设防水层和排水盲管的工作，做到铺设平顺、双焊缝完好、搭接长度、宽度符合规范要求。防水板铺设完毕作充气试验进行质量检查。

3、 二衬施工

二衬钢筋砼分二次灌注，先灌注仰拱，后灌注边墙及拱部砼。仰拱超前边墙及拱部20m。每节灌注长度9m。侧墙及拱部采用衬砌台车进行灌注。

立模时严格控制中线、标高，保证断面尺寸和净空符合设计要求，做到板缝顺直、流畅。

钢筋安装时，二衬曲面钢筋外层钢筋通过焊接、绑扎制安后，每5米悬吊中线，在此中线截面依据不同高度量测宽度，量测点均匀分布不少于6点，依此量测宽度制作不同高度的撑角，达到控制内层钢筋保护层。

砼采用砼输送车运输至现场，泵送入模，插入式振捣器振捣。作业时需防止钢筋头、电焊火花、振捣器碰坏防水层。二次衬砌要及时施作。施工过程中加强量测，必要时缩短分节长度。在砼二次衬砌施工中出碴运输采用搭设简易平台，不中断出碴运输。

4、 二次衬砌背后注浆：

为防止二次衬砌与防水层之间形成空隙，在浇注二衬砼时沿拱顶预留注浆孔，间距4～6m，适时压浆，充填空隙。

钢筋加工、安装及砼浇筑等工序施工均按有关规范执行。

图5-17 隧道二次衬砌施工工序图 序号施 工 步 骤说 明初期支护1. 安设边墙两侧排水盲管2. 施作仰拱防水层。1仰拱钢筋防水层纵向透水管3. 绑扎仰拱钢筋。1. 仰拱每节长小于20m,并立端头摸板。2仰拱混凝土2. 施工缝安装复合膨胀橡胶止水条3. 浇注仰拱C30S8防水混凝土。防水板3钢筋1. 施作拱边墙防水层(用工作台车)。2. 绑扎拱.墙钢筋。1. 验收防水层及钢筋。42. 凿毛施工缝,清洗干净。3. 台车就位，并检查尺寸达到设计要求。4. 拱部预留注浆孔。1. 灌注拱边墙混凝土。52. 当混凝土达到2.5Mpa时可拆模。3. 4～6h内进行养护。

九、模板台车制作供应方案

如有幸中标，我单位将采用原南京地铁一号线TA17标南京站站～红山动物园站区间矿山法隧道施工已用的两台二衬模板台车，调运至现场按设计图纸及规范要求进行整修改装，作为本工程区间隧道二衬施工使用。

表5-18 模板台车型式性能表

自重升降行程外形尺寸(m) (t) (mm) 边模脱模行程(mm) 200 横移行程(mm) 行走速度(m/min) 电机总功率(KW) 13.5 液压系统压力(Mpa) 16 36 9×5.3×5.2 300 100 10 十、联络通道、泵房附属结构施工

施工与区间隧道结构一起进行，按区间隧道支护设计参数和开挖方法成洞，整体铺设防水层和二衬模筑防水砼衬砌。二衬采用脚手架、小块组合模板成型，施工时各工序和施工放样时应注意断面变化。

1、 通道开挖与支护

待左线隧道初支衬砌完成，并已向前施作大于20m，围岩基本稳定，工作面不影响通道后，开始施作通道第一排注浆小导管和第一环通道钢筋格栅网喷初期支护，再进行破口进入通道施工。通道支护结构设计参数、施工方法及工艺过程同隧道主线。通道通过顺坡挑高实现右线隧道开口所需的空间，并进行通道封端和右线隧道开口环框加强。

2、 防水和二次衬砌施工

同隧道主体结构施工相同，但要特别注重防水层的搭接和衬砌砼施工缝的处理。

十一、施工期间的监控量测

1、 监测项目

根据设计要求，结合施工环境和工况情况，本工程的监测由工程安全监测和周围环境监测两部分组成，其主要目的是掌握隧道及周围环境在隧道施工期间的变形，及时反馈给设计和施工，确保本工程及邻近构筑物的安全。

按照初步设计图，本工程监测项目见下表5-19。最主要的项目是地面沉降、周边位移、拱顶下沉、钢支撑应力、地面建筑物沉降。其它监测项目视实际情况而定。测点布置见下图5-20。

表5-19 监测项目表

监 测 项 目 监 测 目 的 观察围岩开挖面的稳定状态、拱部有无剥地质状况和支护状况 落、破碎带及风化程度与设计图纸是否相符，开挖后有无涌水、流泥等现象，格栅和喷射砼的初期支护有无开裂或压浆现象。 SD—1A收敛仪 WILD—N3 精密水准仪 VW-1型频率仪器设备 地质描述及 支护状态观察 水平收敛 工程安全监测 区 间 段 钢拱架应力 拱顶下沉 掌握岩体变形变化规律及发展趋势，预测预报围岩稳定性，选择合理的支护时机并判断支护效果，优化设计喷锚支护参数，反分析岩体应力场及力学参数 为验算结构承载力提供依据，监测结构物围岩压力及两层衬砌间的压力 在不同条件外力作用下的不稳定因素，及时接收仪、压力采取保证稳定的措施 盒 钢筋计 频率接收仪 渗压计 频率计 声波仪 测振仪 精密水准仪 铟钢尺 了解钢架的受力情况，优化支护参数 渗水压力 监测水压力在施工过程中的变化情况，作为施工防水控制的依据 控制噪声污染，保护地面建筑及内部精密仪器 预测邻近建筑物的沉降趋势，反映隧道的状态 爆破震动效应 环 地表沉降

境 监 测 邻近房屋沉降及倾斜 观察各部分的沉降，预测其发展趋势 防止发生危及建筑物使用的沉降或差异沉降 预测路面的沉降趋势，反映地面动载 对深层土体沉降的影响 跟踪在隧道开挖过程中围岩的位移 精密水准仪 铟钢尺 测斜计 测斜管 分层沉降仪 磁环 精密水准仪 铟钢尺 土体水平位移 土体竖直位移 临近管线变位 了解施工期间周围地下管线的沉降情况

3*5.0m4.0m3.0m3.0m2.5m2.5m2.5m1.6m地面隧道中线

周边位移测点隧底隆起拱顶下沉测点钢筋计压力盒地表沉降测点图5-20 监测点布置图

2、 监测点布置

1）隧道周边位移

沿隧道纵向每10m布置一个量测断面，每个断面设2对测点。测定固定杆的埋设时间应在爆破后24小时内和下一次爆破前获取初读数，并要求测点位置距开挖面不超过2m，以使初读数能较真实地反映其变形值。

中心线

2）隧道内钢支撑应力

在岩性变化地段或竖井施工通道与隧道联结处，断面设置钢支撑应力监测点，测点布置在与地表下沉测点相同断面。每个断面设置16个钢筋计，分别布置在格栅拱架的顶部、边墙及仰拱的内外层钢筋上，钢筋计与格栅主筋焊接。当喷射砼终凝后即可测取初始读数。

3）隧道拱顶下沉

拱顶下沉测点布设在拱顶中心线上，纵向间距按10m设置，与周边位移监测点设于同一断面上。测点的安设时间和量测频率与隧道周边位移测点相同。

4）围岩压力及两层衬砌间的压力

在围岩类型发生转变和地质条件发生变化时，需设置压力盒以掌握岩性变化后隧道衬砌的受力情况。测点布置断面根据地质条件的变化确定。每个断面设置16个测点，分别在拱顶、拱脚等处埋设。测点埋设分两批进行，第一批在施作喷射砼前将压力盒与围岩密贴，以测取初期支护的受力情况；第二批在二次衬砌施作前将压力盒与衬砌支护密贴，以测取二次衬砌的受力情况。两批测点的埋设位置两两对应。

5）地表沉降观测

地表沉降测点沿隧道纵向每10m设一监测断面，每断面11个测点按断面总宽60m在隧道中心线左右平均布置。

6）周边重要管线变形的监测

根据规范要求，每条管线的测点间距为6m。测点尽量作成直接测点，布置直接测点时将测点布置处的管线暴露，严格按照图所示埋设。在开挖管线过程中遇困难不能布置时，按图所示布置地表点。通过地表的变位来反应管线的变位。具体布置参见管线测点图。对于管线的检查井，同

以粘土固定测量管顶沉降管线的标志直接测点盖板标志点盖板路面层套管测量管底处土体沉降的标志保护盖120100管底间接测点 管线测点结构图时布置沉降观测点。在测量的过程中，对于每次的监测结果根据水平位移与沉降换算出管线的曲率，对施工起指导作用。

7）周围建筑物变形的监测 隧道开挖及爆破作业会引起隧道周围土体的应力场变化，相应的会引起周围建

30220301：2水泥砂浆建筑物沉降测点结构图(砖墙)

筑物的沉降，为全面反映由隧道施工引发的对周围建筑物的影响，在施工期内对邻近建筑物的沉降进行观测，测点结构图参见右图。

3、 监测措施

1）严格按照国家和行业的有关技术规范和规定进行施工全过程跟踪监测。 2）监测点的埋置与建设、监理、附近单位、用户等多方协商，并明确标明监测点的位置。

3）在施工之前获取可靠的初始数据，取3～5次观测所得的平均值。

4）视施工情况加密监测频率，在关键部位要及时跟踪监测并提供监测报告，遇特殊情况，提供速报。

5）监测仪器事先经过有关技术部门标定和校正，以保证监测数据的可靠性。 6）当监测值接近报警值时，及时预警，并提请有关方面注意；当达到报警值时，及时报警，并分析原因，采取相应措施。

4、 监测周期及频率

根据设计文件及相关规范，各监测项目的监测周期、监测频率见下表5-21。

表5-21 监测频率表

序号 1 2 3 监 测 内 容 监 测 周 期 监 测 频 率 距开挖面〈2B时，1次/天；距开挖面隧道内钢支撑应力 隧道拱顶下沉 围岩压力及两层衬砌间的压力 爆破震动效应 地下水位监测 从安装至拆除 从测点埋设完毕至衬砌稳定 〈5B时，1次/2天；距开挖面〉5B时，1次/周 1次/天 爆破时全程监测 1次/天 隧道周边位移 从测点埋设完毕至衬砌稳定 4 5 6 从测点埋设完毕至衬砌稳定 整个爆破过程 降水全程

7 地表沉降观测 周边管线变形的监测 周围建筑物变形的监测 渗水压力 土体水平位移 在距隧道开挖面前2B处布设测安装拱架时布置 进入3倍开挖深度范围内开始 至量测结果稳定时止 隧道区外10m内，1次/天；10～20m内1次/天；20～30m内2次/3天；30m以外，2次/周 距开挖面0-2B时，1次每天；2B-3B8 9 10 11 时，1次每3天；3B-5B时，1次每周5B以上时，1次每月 12 土体垂直位移 点，磁环间距1m。 13 分层沉降监测点 离开挖面20m开始至数据稳定时止 离开挖面20m开始至数据稳定时止 施工开始至竣工止 1次每天 14 15 路面沉降监测点 其它目测项目 1次/天 由施工进程确定 注：第1、2、3中B为开挖宽度

具体实施时针对现场的施工步骤，尤其在开挖期间，根据开挖段区分重点监测区和非重点监测区，重点监测区按上述原则确定监测频率，视围岩的变形情况可加密监测频率，关键部位随施工进行跟踪监测，非重点监测区在上述原则的基础上适当减少监测频率。

5、 监测资料的处理和信息反馈

5.1监测数据处理方法

①对围岩及支护状态观测，应详细记录洞内各项作业、时间与进尺，描绘每一开挖断面的工程地质断面和水文地质断面，记录描述支护厚度、质量等情况。每周绘制工程地质和水文地质纵向剖面图。

②对洞内变形和支护格栅应力，记录填写日变化量和累计量的日报表，绘制累计变

化量与时间、累计变化量与进尺关系散点图。

③分别对各变形值和应力值进行回归分析，根据回归曲线的拟合好坏程度，即选择相关系数或方差最小的函数为该量测数据的回归拟合曲线，并求得回归趋势，对洞室稳定和支护状态进行预测和判断。

④对于地表沉降观测，除对各断面最大沉降点进行如同洞内变形观测点一样绘制沉降与时间、沉降与进尺关系散点和回归分析外，尚需绘制各量测断面各测点的沉降关系即沉降槽曲线，绘制最大沉降点沿隧道纵向的沉降关系曲线。

⑤对孔隙水压力和结构振动测试，记录填写日报表，绘制量测值与开挖进尺的关系曲线。

5.2监测资料反馈程序

位移是否超I级管理 是 位移是否超II级管理 位移是否超III级管理 监 测 结 果 否 继续施工 否 安全 综合判断 采取不安全 特殊措施 否暂停施工 图5-22 监控信息反馈流程图 6、 监控量测管理体系及措施

根据监测要求成立监测组，由具有丰富施工经验、监测经验及有较强的结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。

监测组按地面监测和地下监测项目分为两个小组，各设一名专项负责人，分别负责地面、地下的日常监测工作及量测资料的分析工作，监控量测人员组成及职责见下图5-23。

组长：负责监测工作的组织、计划、外部协调和监测资料的审地面监测小组长 1.地表沉陷、地面建筑物沉降与倾斜、地下管线位移监测 2.地下水位监测 3.爆破震动效应监测 地下监测小组长 1.拱顶下沉监测 2.净空水平收敛监测 3.洞内围岩及支护状态观察 4.围岩压力量测 5.钢格栅受力量测 6.支护结构受力量图5-23 监控量测人员组成及职责图 监测管理措施：

1）工程施工前，根据现场的实际情况（尤其危房建筑）及工程的施工进度，编制详细的监测实施作业计划及其相应的保证措施，报请监理工程师和业主批准。

2）成立专门的监测小组，确保监测成果及时准确。

3）施工监测要紧密结合施工步骤，监测人员及时整理分析监测数据，绘制各种变形和时间关系曲线，预测变形发展趋向，及时向总工程师、监理和业主汇报，若发现异常情况，随时与监理、业主联系，采取有效措施，做好预防。同时根据监测结果及时调整施工步骤及采取相应的技术措施，确保施工及周围环境的安全。

4）各种监测点（基准点和观测点）要妥善保护好，并有醒目的标志，防止破坏。 6）对于暴雨和久雨不晴、周围大量积水过后，台风过后、停工结束复工前和有较大荷载变化前后，都要加强监测，加密监测频率。

第五章 矿山法区间施工方案与技术措施 ............................................. 86

一、 竖井、联通道施工 ................................................................... 86

1、 简介 ..................................................................................... 86

2、 竖井与联通道支护参数 ..................................................... 86 3、 锁口圈梁施工 ..................................................................... 87 4、 垂直提升系统 ..................................................................... 88 5、 井身开挖与支护施工 ......................................................... 88 6、 井身二衬施工 ..................................................................... 88 7、 竖井提升系统 ..................................................................... 88 8、 联通道施工 ......................................................................... 90 9、 竖井马头门施工 ................................................................. 90 二、 隧道支护方案 ........................................................................... 90

1、 超前支护 ............................................................................. 90 2、 开挖掘进 ............................................................................. 91 3、 初期支护 ............................................................................. 94 三、 格栅钢架加工安设方案 ........................................................... 95

1、 格栅钢架的加工 ................................................................. 95 2、 格栅钢架的安装 ................................................................. 96 四、 干扰减震爆破新技术的的运用 ............................................... 97

1、 爆破施工对建筑物损害的主控因素分析 ......................... 97 2、 干扰减震爆破技术 ............................................................. 97 3、 隧道爆破施工通过道路及建筑物时的其他措施............. 98 五、 出碴运输 ................................................................................... 99 六、 施工通风 ................................................................................... 99

1、 风量计量 ............................................................................. 99 2、 通风方式及设备配置 ....................................................... 100 3、 通风设备、风管安装、布设注意事项 ........................... 101 4、 施工通风标准 ................................................................... 101 七、 防水施工 ................................................................................. 101

1、 结构外防水层施工方法 ................................................... 101

2、 结构自防水 ....................................................................... 103 3、 施工缝、变形缝施工 ....................................................... 103 4、 技术措施 ........................................................................... 104 八、 二次衬砌施工 ......................................................................... 105

1、 二衬施工步骤 ................................................................... 105 2、 施工检查 ........................................................................... 105 3、 二衬施工 ........................................................................... 105 4、 二次衬砌背后注浆： ....................................................... 105 九、 模板台车制作供应方案 ......................................................... 107 十、 联络通道、泵房附属结构施工 ............................................. 107

1、 通道开挖与支护 ............................................................... 107 2、 防水和二次衬砌施工 ....................................................... 107 十一、 施工期间的监控量测 ......................................................... 107

1、 监测项目 ........................................................................... 107 2、 监测点布置 ....................................................................... 109 3、 监测措施 ........................................................................... 111 4、 监测周期及频率 ............................................................... 111 5、 监测资料的处理和信息反馈 ........................................... 112 6、 监控量测管理体系及措施 ............................................... 113