盾构区间洞门施工方案设计.docx
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盾构区间洞门施工方案设计
昆明市轨道交通首期工程
市政通道配套土建施工项目
盾构区间洞门施工方案
编制：
审核：
审批：
中铁二局股份有限公司昆明市轨道交通
首期工程市政通道配套土建施工项目经理部
二〇一三年五月
1.编制依据
（1）盾构法隧道施工与验收规范GB50446-2008;
（2）地下工程防水技术规范GB50108-2008;
（3）地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999（2003年版）;
（4）混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2011；
（5）施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005;
（6）钢筋焊接及验收规范JGJ18-2012;
（7）昆明轨道交通首期工程市政通道配套土建施工项目盾构区间施工设计图纸及文件。
2.工程概况
昆明市轨道交通首期工程市政通道配套土建项目施工内容包括两站两区间，分别为：
得胜桥站东端头井、昆明火车站站北端头井、昆明火车站站～环城南路站区间，环城南路站～得胜桥站区间，线路单线总长为1748m，其中区间沿线地形较为平坦，线路两侧主要为商用楼和住宅楼，建筑层数2～17层不等，局部建有20层以上建筑。
昆明火车站站～环城南路站～得胜桥站区间线路及工程位置示意图
（1）昆明火车站站～环城南路站
区间线路自环城南路站出站后沿北京路中间以直线段前进，穿过永康路、永安路后以R=350m的半径右拐离开北京路，穿过永平路后以曲线段进入昆明火车站站北端头井。
线路左右线平面线间距为0m。
区间设计里程为右ⅡCK13+084.940～右ⅡCK13+534.200，左ⅡCK13+084.940～左ⅡCK13+533.900；区间地下段右线长448.960m，左线长449.260m。
区间最大坡度9.282‰，最小坡度2.00‰，覆土厚度8.04m～17.72m，主要穿越圆砾层、粉土粉砂层及粘土层。
（2）环城南路站～得胜桥站
环城南路站～得胜桥站区间线路自得胜桥站出站后以R=350m沿金碧路右拐穿过盘龙江、昆明铁路局大片住宅区、塘双路；接着以R=350m右拐穿过昆明铁路局北京路住宅后进入北京路；然后沿北京路右线以R=1000m先左拐后又以R=1200m右拐，左线以R=1200m左拐后到达环城南路站。
区间设计里程为右ⅠCK11+615.747～右ⅠCK12+738.500，左ⅠCK11+615.747～左ⅠCK12+738.500；区间地下段右线长1122.753m，左线长1140.351m（其中长链17.598m），本区间设置联络横通道1处，与废水泵房合建。
区间采用盾构法施工，联络通道及废水泵房采用矿山法施工。
区间最大坡度29.5‰，最小坡度3.00‰，覆土厚度6.93m～23.70m，主要穿越圆砾层、粉土粉砂层及粘土层。
盾构区间隧道采用相同的管片进行拼装，具体要求如下：
（1）衬砌采用预制钢筋混凝土管片，错缝拼装。
（2）每环由1块封顶块F（中心角21.5°）、2块邻接块L（中心角68°）、3块标准快B（中心角67.5°）组成，环宽1200mm。
（3）隧道内径5500mm；隧道外径6200mm；管片厚度为350mm，宽度1200mm。
（4）管片强度等级C50、抗渗等级为P10。
管片环与环之间用16根M30螺栓连接。
每环管片块与块间以12根M30螺栓连接。
3.洞门井接头施工要求
本项目两个盾构区间共八个井接头，四个始发井接头，四个到达接收井接头，始发井接头位于昆明火车站站北端头井及得胜桥站东端头井内，到达接收井接头位于环城南路站北端头井和南端头井。
主要施工要求如下：
洞门环梁设计立面剖面示意图
（1）洞门与车站内衬墙平齐，环梁外径6850mm，内径5500mm，长度控制在400～800mm范围内。
（2）在模筑后浇洞门环梁前，应先在管片及洞门钢环上安装4道缓膨型遇水膨胀止水条，并在后浇环梁与管片及车站内衬结构之间预埋一道注浆管。
在洞门环梁端面设置L型排水沟槽，设置范围为环梁顶部至轨道顶面。
根据设计图纸会审，本工程盾构区间洞门不设置不锈钢接水槽。
（3）在洞门环梁内设置2道L型钢筋，两端分别与管片预埋钢板锚筋及洞门钢环预埋锚筋连接。
在施工洞门前应先对始发、到达区段管片进行二次注浆，焊接洞门弧形钢板并注浆止水。
（4）洞门混凝土等级为C35，抗渗等级为P10，采用掺和改性聚丙烯（掺量1kg/m3）的抗裂混凝土。
（5）主筋保护层迎水侧50mm，背水侧40mm，排水沟钢筋保护层20mm。
环梁主筋根数不变，根据洞门宽度调制间距，主筋间距在150～200mm之间，并满足规范构造要求。
钢筋全部采用焊接固定。
4.施工筹划安排
4.1.施工计划安排
根据每个洞门井接头工程量及以往施工经验，每个洞门井接头施工时间一般控制不超过15天，仅需投入1套定型钢模及配套材料、施工人员即可满足施工要求。
洞门井接头施工人员为我部主体结构施工队伍，已施工多个洞门井接头，施工质量良好，施工经验丰富。
4.2.施工人员配备
主要施工人员配备表
序号
工种
数量（人）
备注
1
工长
1
2
技术负责人
1
3
工区技术员
1
4
电焊工
1
5
钢筋工
3
6
木工
2
7
架子工
2
8
混凝土工
3
9
普工
1
10
电工
1
11
测工
2
合计
4.3.主要施工机具准备
主要施工机具配备表
序号
机具名称
型号规格
单位
数量
备注
1
钢筋切割机
GJ5-40
台
1
钢筋制作
2
钢筋弯曲机
GJ7-40
台
1
钢筋制作
3
交直流电焊机
BX1-300-2
台
1
钢筋焊接
4
混凝土输送泵车
HB60
台
1
砼灌注
5
插入式捣固器
CZ25/35
台
2
砼振捣
6
氧气、乙炔
套
1
钢板切割
7
潜水泵
扬程≥30米
台
2
坑内抽排水
8
电动手磨
个
2
打磨洞门钢环
9
铁丝刷
把
5
4.4.施工材料准备
主要材料配备计划
工程材料品种
规格型号
单位
数量
1
商品混凝土
C35-P10
m3
8
2
钢筋
Ø10～Ø20
t
0.73
遇水膨胀止水条
10×20mm
m
60
3
定型钢模板
m2
15
4
脚手架（立杆、横杆、斜杆）
Ø48
t
2
5
10×10方木及木模板
若干
6
预埋注浆管
m
60
说明：
以上为单个井接头数量，按平均60cm估算，施工中按实际长度进行调整。
5.洞门井接头施工方案
5.1.施工工艺流程
盾构隧道洞门井接头施工工艺流程如下图所示：
洞门井接头施工流程图
5.2.洞门施工方案
始发环拆除及洞门封堵
始发洞门零环受盾构施工影响，一般在负环拆除后施工洞门前才拆除，其拆除方法与负环拆除基本一致，在已报审的反力架及负环拆除方案中已详细说明，本方案不再叙述。
零环在拼装时封顶块位于上部，利用始发端头井龙门吊或吊车吊拆零环管片。
在车站结构内拆除时，利用车站结构内预留的人防门吊钩等，采用电动葫芦等配合吊拆。
一般在拆除零环管片前拆除洞门橡胶帘布板及翻板上部螺栓，零环全部拆除后随即拆除全部橡胶帘布板。
拆除时首先卸下零环顶部封顶块与邻接块管片与其他管片的连接螺栓，保留封顶块与邻接块之间环向螺栓，使封顶块与邻接块整体拆除。
打通管片吊装孔，穿入钢绳作为主吊点，管片螺栓孔作为辅助吊点进行吊拆，然后从上至下依次逐块吊拆出其他块管片。
拆除零环管片前需打开第一环和零环管片注浆孔检查背后注浆情况，必要时进行二次双液注浆后确认管片背后填充密实无漏水漏沙等情况下方能进行零环拆除。
始发到达洞门钢板封堵示意图
零环拆除后以及盾构接收后，均快速清除钢环内的渣土，立即用3～5mm圆弧形钢板将洞门钢环与接收环管片端面上的预埋件焊接，以封堵洞圈与管片外壁的间隙，并在适当位置焊接不少于2个注浆球阀。
该方法一方面快速稳定管片及防止洞门内涌水涌砂，另一方面焊接钢板起到较好的止水效果、牢固连接管片与洞门钢环，为井接头施工防水提供保障，如上图示。
弧形钢板焊接封闭完成后，立即组织对洞内管片进行适当的二次双液注浆，封堵填充加固区与管片间间隙。
注浆过程中若发现洞门焊接弧形钢板有渗漏水情况应及时进行补焊，减小井接头施工过程中的止水堵漏工作。
工作平台搭设
洞门清理及后续钢筋绑扎等均需搭设工作平台，参照洞门破除平台搭设，主要采用Ø48×3.5mm钢管扣件式脚手架，双排钢管“田”字形搭设，宽度0.8～1米，6.8米高洞门一般搭设3层平台，两道剪刀撑及4道斜撑，有条件时与洞门钢环焊接加固，每层平台铺设方木模板，临边设置约1.2米高围护，并按要求挂设密目网及安全警示标识标牌。
示意图如下：
平台搭设层高及尺寸根据现场情况可进行微调，落地斜撑之间用钢管连接限制长曲比，落地端需有牢固的地锚或作用在车站结构上。
洞门凿除平台搭设正面示意图
洞门凿除平台搭设侧立面示意图
操作平台搭设完成后，安质环保部对其进行检查验收，合格后挂验收合格牌，可开始洞门作业。
清理洞门防水堵漏
洞门平台搭设完成后，立即对洞门钢环内洞门环梁接触面进行清理，割除洞门钢环上加固钢筋或型钢等，若钢环锈蚀严重则需采用手磨或铁丝刷进行除锈工作。
管片端面焊接钢板同样进行清理和冲洗，确保无油污及泥水污染。
清理完成后，查看洞门焊接钢板有无渗漏水情况，若有必须进行补焊或封堵，尽量保证洞门封堵钢板无渗漏，确保洞门井接头施工防水质量，减小后期防水堵漏压力。
钢筋制安及防水施工
洞门环梁钢筋设计采用HPB300级钢、HRB400E级钢，根据设计尺寸、数量及钢筋型号，进行现场加工、焊接绑扎成型，钢筋加工必须根据井接头长度适当调整，因不同部位接头长度差异，箍筋需按实际调整，避免保护层不够情况。
环形主筋必须加工弧形圆滑。
焊接时根据设计间距尺寸要求，先焊接锚筋辅助定位，焊扎锚筋应留出保护层尺寸，保护层厚度40mm（与土接触处50mm），再均衡设置环型筋，后焊接固定钢筋骨架，并以电桥检验其钢筋与管片预埋钢板、车站内衬洞口预埋钢板是否接通，不通者应予补焊。
钢筋接头搭接焊长度根据规范要求检查和验收。
根据设计要求设置3～4道缓凝型遇水膨胀止水条。
先小直径焊接定位钢筋，再把粘贴止水条位置清理干净，涂上胶并粘贴止水条，同时弯折定位钢筋压住止水条，防止混凝土浇筑时移位。
在管片和洞圈接触面处预埋注浆管，用于注浆填充混凝土浇筑后的空隙，封堵渗漏水。
模板装配及支撑
洞门井接头采用定型钢模施工，与隧道管片及环梁尺寸一致。
模板与模板之间采用螺栓和“V”形卡扣连接固定。
洞门直径方向模板支撑采用Ø48×3.5mm钢管脚手架及十字扣件，配合顶托调节长度顶紧模板，隧道线路方向采用钢筋与管片螺栓拉紧防止外移。
端头模板采用洞门钢环环面焊接拉杆固定，并配合平台支架斜撑加固。
洞门井接头内模双排支架设置示意图
因采用定型钢模，浇筑混凝土方量少，环梁浇筑混凝土内模主要承受径向力，以内支撑加固为主，模板支架无需验算，按照以往施工经验进行设置即可，一般网格式水平及竖向各设置2排3道钢管支撑，配合构造斜撑加固，如上图所示。
模板安装支撑完成后，进行测量检查，确保洞门环梁内径真圆度和端面平齐，发现不符合要求的立即进行调整，并保证接缝严密，个别孔洞焊接钢板进行封堵。
端头模板在底部、两腰预留震捣窗口，并设置活动钢板盖，震捣完成后可立即封闭，顶部预留浇筑窗口并安装混凝土放料槽。
混凝土浇筑完毕，再次检查确认模板尺寸满足要求。
洞门端面排水沟槽与洞门结构砼一同浇筑。
安装钢模时，将排水沟槽范围的径向模板超出端面150mm设置，并在沟槽内固定断面为100×50mm的硬质泡沫塑料。
具体如下图所示：
洞门井接头端面排水沟槽模板安装示意图
洞门混凝土浇筑
因洞门井接头浇筑操作空间狭窄，需采用泵车、导流槽等设施。
在无顶板孔洞的洞门施工时还需采用斗车运输或地泵等配合。
在浇筑前需准备好相关设备及设施，确保浇筑时间尽量短。
定型钢模板及支架安装加固完毕，经项目部质检人员及监理工程师检查验收通过后开始浇筑混凝土。
混凝土采用合格的商品混凝土，强度等级为C35，抗渗等级为P10。
浇筑时坍落度控制在120±20mm范围内，并制作抗压及抗渗砼试块各一组,同条件养护试块两组。
浇筑时首先从洞门二腰预留的浇灌口浇注砼，放入震捣棒充分捣鼓后封闭二腰浇注口，从顶部预留口继续浇注砼并震捣。
每个点振动时间约为10-20秒，并均匀拔出，确保振捣密实。
整个洞门混凝土浇注须一次完成，不可产生施工缝。
现浇混凝土应与隧道和端墙密贴、稳固连接。
混凝土捣固均匀密实，确保混凝土质量达到设计的强度及防水等级。
拆模修整及养护
浇筑完成，根据制作的试块强度情况及以往施工经验，为保证混凝土质量，一般到3～5天拆模。
模板拆除时应先拆除端头模板，观察混凝土强度是否达到拆模要求，并进行洒水养护，再由上至下拆除内模，所有拆出的模板卡具应保养分类堆放。
模板拆除后，立即对局部孔洞、漏浆麻面、缺楞角、错台等不影响结构质量的缺陷进行修整，对于模板锈蚀产生的色差尽量采用砂纸打磨，专人洒水养护7天以上，防止出现混凝土产生裂纹，影响防水效果。
堵漏及接水槽施工
混凝土养护达到设计强度后，观察有无渗漏水，若发现接缝有渗漏水情况时，按照已报审的管片修补及堵漏方案，采用环氧树脂或超细水泥的耐久性材料进行堵漏。
确保防水满足规范设计要求后，施做洞门环梁与管片接缝处的接水槽。
接水槽采用Ø8膨胀螺栓锚固在管片和环梁上。
6.施工质量保证措施
（1）施工前，对操作人员认真进行技术交底。
施工中跟踪检查，加强过程控制，保证施工质量。
（2）材料进场必须有质量保证书，对需复试的材料应及时取样送检，保证各种材料性能。
（3）抗渗堵漏应根据渗漏原因区别对待，对渗漏点根据实际情况可采用多次注浆，直至没有渗漏点为止。
（4）钢筋进场要验收规格、型号、数量、出厂材质合格证，并进行抽样复试，加工及焊扎时由持上岗证专业人员操作。
（5）模板施工所采用定型钢，拼装时接缝要严密，所有的对拉筋焊接要可靠坚固，形状、尺寸要符合设计要求。
模板板间须平顺无缝隙，模板支撑钢管架立牢固。
钢筋及模板检查须做好准确的记录。
（6）厂送砼进场，要有出厂合格证，现场要验其塌落度，待结果合格后，方可进行施工。
浇捣砼时应由底向左右连续浇筑到顶部，边浇边振动，以砼表面冒浆、无气泡产生为止，并要求砼一次捣完，不允许留设施工缝。
（7）拆模应在砼强度能保证不变形，棱角完整时，方可拆除侧面模（即外模），内模应在砼强度达到要求方可拆除。
（8）拆除后清理干净，板面涂刷脱模剂，堆放整齐。
（9）施工中跟踪检查，加强过程控制，如有意外情况，需由现场技术负责人处理，以保证施工质量。
7.安全文明施工措施
洞门井接头施工基本在狭小空间作业，须高度重视施工用电、防火及高处作业风险，严格佩戴安全防护用品，设置临边防护等。
（1）工人进场，由安全管理人员对各班进行安全生产教育和各分项工程的安全技术交底。
（2）在起重装卸材料时，必须有专人指挥，防止意外事故的发生。
高处作业必须佩戴安全带安全绳等。
（3）现场施工临时用电、线路架设必须按规定进行，严禁使用老化电线、裸露电线、花线。
配电箱必须配有门、锁，下班后必须切断电源，锁好门。
（4）施工现场如生产需动用明火，必须办理好审批手续，并采取有效措施后才能动用明火。
（5）凡现场施工操作人员必须戴好安全帽，严禁非相关人员进入现场。
（6）操作人员进场前，必须明确文明施工的要求，严禁野蛮施工。
（7）施工项目部要加强对建筑材料管理，堆放有序并挂牌。
（8）施工中做好工地保洁，做到操作落手清，建筑垃圾应及时清理外运，在清理外运过程中要有防止滴漏飞扬的防护措施。
（9）工程完工后，应及时拆除临时设施，做到工完场清。
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