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xx标段xx区间矿山法施工作业指导书 - 副本

1. 编制依据 (1)

2. 编制的目的 (1)

3. 工程概况 (2)

3.1工程范围 (2)

3.2设计概况 (2)

3.3地形地貌 (5)

3.4管线情况 (5)

3.5工程地质 (5)

3.6水文地质 (6)

3.7主要工程数量 (7)

4.工程特点、重难点分析及施工对策 (7)

4.1工程重难点分析 (7)

4.1.1矿山法区间大断面施工 (7)

4.1.2矿山法区间下穿排水管 (7)

4.2施工中的主要对策 (8)

4.2.1矿山法区间大断面施工 (8)

4.2.2矿山法区间下穿排水管 (9)

5.矿山法区间施工危险源的识别及应对措施 (10)

6.危险源专项安全施工方案 (11)

7.主要工程施工方案 (11)

7.1总体施工方案 (11)

7.2总体施工程序安排 (12)

7.3马头门进洞施工 (12)

7.4深孔注浆施工 (18)

7.5矿山法隧道开挖及初期支护 (24)

7.6防水施工 (35)

7.7二衬施工 (43)

7.8背后注浆 (51)

7.9堵头墙施工 (52)

7.10监控量测 (54)

8.安全施工保证措施 (61)

8.1安全生产目标 (61)

8.2 三级管理 (62)

8.3 安全生产检查制度 (62)

8.4安全生产保证体系 (63)

9.应急预案 (70)

9.1制定应急预案的目的 (70)

9.2 应急救援系统的组成、职责及分工 (71)

9.3应急抢修人员及材料设备 (76)

9.4工程安全风险识别及应对措施 (77)

9.5应急救援措施 (78)

1. 编制依据

(1)国家、河北省及石家庄市现行有关设计规范、技术规范、施工及验收规范、质量检验评定标准、技术标准、规程及相关法规、条例等;

(2)石家庄地铁工程招标文件;

(3)石家庄地铁工程施工图设计及《岩土工程勘察报告》(详细勘察阶段);

(4)住房与城乡建设部关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知(建质[2009]87号)

(5)石家庄地铁指挥部关于印发《中国中铁石家庄地铁一期土建及相关工程重大危险源管理办法》的通知(中铁石指安发〔2013〕43号)

(6)《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》DBJ01-96-2004;

(7)《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012;

(8)《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46-2005;

(9)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50205-2001;

(10)《建筑工程施工现场消防安全技术规范》GB50720-2011;

(11)《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012;

(12)《工程测量规范》GB50026-2007;

(13)《建筑变形测量规范》JGJ80-2007;

(14)《城市轨道交通工程测量规范》(GB 50308-2008);

(15)《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2011);

(16)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011版);

(17)《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB 50652-2011);

(18)《石家庄轨道交通一期工程标段总体施组》;

(19)《长城桥站~和平医院站区间实施性施工组织设计》;

(20)石家庄市轨道交通有限责任公司相关文件;

(21)施工调查报告;

(22)本单位其它类似工程相关经验。

2. 编制的目的

为了及时、有序、有效地控制和减少过程中可能发生的事故及财产损失,保证矿山法暗挖施工的自身安全和社会公共安全,督促生产健康有序的发展,根据国家、河北

省及石家庄市现行有关设计规范、技术规范、施工及验收规范、质量检验评定标准、技术标准、规程及相关法规、条例,石家庄市轨道交通有限责任公司、住房与城乡建设部关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知(建质[2009]87号)相关发文要求,结合我项目的实际情况,特制订本施工危险源作业指导书。

本作业指导书对本工程项目施工中可能发生的紧急情况,进行了风险识别和评估,

地面标高75.03~75.97m。本区间位于中山路下,覆土厚度约8~10m,断面宽度11.1m~13.6m,断面高度8.88m~10.5m。为大断面马蹄形复合衬砌结构,采用双侧壁导坑法施工,主要采取深孔注浆、超前地质探孔、掌子面注浆等工程措施以保证施工安全。本区间结构平面图见下图2-2-1。

3.2.2结构形式、断面类型及支护参数

本区间衬砌类型采用马蹄形断面,复合式衬砌,共3种断面型式,A断面长度258.55m,宽度11.1m,高度8.8m;B断面长度28.65m,宽度12.3m,高度9.676m;C断面长度11.3m,宽度13.7m,高度10.485m,初期支护采用喷射混凝土+格栅钢架措施,二次衬砌采用模筑钢筋混凝土,两次衬砌之间设柔性防水层。区间开挖循环进尺标准长度为0.5m。辅助工程措施采用超前小导管、锁脚锚杆、深孔注浆、掌子面注浆、掌子面喷射混凝土封闭等。本区间隧道结构横断面图见2-2-2。

图2-2-2 矿山法结构横断面图

本区间主体结构参数详见下表2-2-1。

表2-2-1 A、B、C型断面隧道结构参数表

矿山法区间由西向东沿xxx路敷设,位于xxx路下方。xxxx规划红线宽53m,为城市主干道,现状车流较大,且地面交通流量较大,对隧道拱顶会产生一定压力。

矿山法区间沿线主要建筑物有xxxxx3层、4层、5层办公楼及5层住宅楼等,距离矿山法区间净距约20~30m。周边建、构筑物距离矿山法区间较近,施工过程中,通过加强监测,确保建筑物安全。

3.4管线情况

本区间位于道路下方,隧道施工影响范围内(隧道中线向两侧各20~30m)存在上水管、污水管、通信线等大量市政管线,大多数埋深约为2~3m。区间沿中山西路顺向下穿埋深约4m的2000×1000xxxx、埋深约2.5m的DN800污水管等市政管线。管线渗漏会降低周围土体的自稳性。

3.5工程地质

按地层沉积年代、成因类型,将本工程勘探范围内的土层划分为人工堆积层(Qml)、新近沉积层(Q4al)、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、第四系上更新统冲洪积层

(Q3al+pl)四大层。地层从上而下依次为:

人工填土层(Qml):

杂填土①1层:杂色,松散~稍密,稍湿,以黏性土、砂为主,含少量砼块、砖块、碎石及建筑、生活垃圾等,连续分布;

素填土①2层:黄褐;松散-中密;稍湿;以粉土、粉质黏土为主,土质不均,含少量砖屑。

第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl):

黄土状粉质黏土③1层:褐黄色,可塑,Es1-2=12.3~18.3MPa,αv1-2=0.10~

0.13MPa-1,中等压缩性,含铁、锰氧化物和少量姜石,局部夹粉土薄层,可见小孔隙,具轻微湿陷性,断面粗糙,连续分布;

粉细砂④1层:黄褐色,N=22,中密,稍湿,Es1-2=15.0MPa,中等压缩性,以长石、石英为主,颗粒均匀,级配一般,连续分布;

中粗砂④2层:褐黄-灰黄;中密;稍湿;砂质纯净,主要成分为石英、长石、云母,含少量黏性土团块。局部顶部为细砂,向下粒径渐粗,层底可见砾砂薄层。

第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl):

粉质黏土⑤1层:黄褐色,可塑,Es1-2=5.5~9.9MPa,αv1-2=0.16~0.33MPa-1,中等压缩性,含姜石,局部富集,夹粉土薄层,断面粗糙,连续分布;

中粗砂⑤4层:褐黄;中密;稍湿-湿;砂质不纯,含少量砾石。

中粗砂(含卵石)⑥2层:灰黄色(局部灰白色), N63.5=44,密实,稍湿~湿,

Es1-2=28.0MPa,低压缩性,以中粗砂为主,砂质纯净,分选较好,含少量卵石,最大粒径不小于100mm,一般粒径为20~70mm,卵石含量约占10~20%,亚圆形,连续分布;

中粗砂(含卵石)⑥3层:灰黄色(局部灰白色), N63.5=50,密实,稍湿~湿,

Es1-2=30.0MPa,低压缩性,以中粗砂为主,砂质纯净,分选较好,含少量卵石,最大粒径不小于110mm,一般粒径为20~80mm,卵石含量约占20~40%,亚圆形,连续分布。

本段隧道结构顶板及边墙主要在粉细砂④1层、中粗砂④2层和粉质黏土⑤1层,局部为粉细砂⑤3层及中粗砂⑤4层。以上土层围岩分级修正后为Ⅵ级,稳定性较差,很难形成自然拱,且容易发生坍塌。

3.6水文地质

本次勘察钻孔最大深度41m,受施工工艺限制,在勘察深度范围内未能实测到地下水位,根据对本车站周边水井的调查资料及区域水文地质资料,本段线路赋存一层地下水,地下水类型为潜水。本次勘察未见上层滞水,但由于大气降水、管道渗漏等原因,拟建区

间场地内不排除局部存在上层滞水的可能性。

3.7主要工程数量

矿山法区间工程主要工程数量见下表2-7-1。

表2-7-1 矿山法区间工程主要工程数量表

4.1工程重难点分析

4.1.1矿山法区间大断面施工

本区间大断面矿山法隧道结构顶埋深8.4m~10.4m,拱部穿越地层主要有5~6m厚④1粉细砂层、④2中粗砂层。隧道下穿交通繁忙,人流较多的xxxx路施工,且右线大断面矿山区间距左线盾构区间最小净距约4.5m。确保大断面隧道施工安全是本工程的控制重、难点。

4.1.2矿山法区间下穿排水管

本区间周边地下管线较多,主要有雨水暗渠、给水管、污水管等,施工过程中做好未知管线的查探及迁改后管线的监测、保护。确保大断面隧道施工中管线的安全亦是本工程

的控制重、难点。

4.2施工中的主要对策

4.2.1矿山法区间大断面施工

(1)施工时,对暗挖结构的初期支护进行加强设计,采用每榀设置Φ42×3.25小导管,环向间距30cm,纵向间距1m,注浆加固地层,每榀格栅钢架开挖墙角两侧各设一组锁脚锚管,注浆压力为0.3~0.5MPa。初支及早封闭,每开挖一步,及时喷混凝土封闭稳定掌子面。

(2)初衬封闭成环后及时进行初衬背后注浆,二衬混凝土达到设计强度后,及时在二衬背后进行注浆。

(3)采用信息化施工,监控量测及时反馈信息,指导施工。

(4)暗挖隧道下穿中山西路施工

除采取上述措施外,在隧道上方的道路上平铺20mm厚钢板,尽量减小车辆对土层及区间结构振动影响。

(5)除采取上述措施外,还应采取以下措施:

①采用深孔注浆工法,对暗挖结构的初期支护拱部及侧部土层进行加固,加固范围为3米(初支外2.0米,初支内1.0米)。具体参见图3.2-1所示。

图3.2-1 暗挖隧道加固图

②二衬施工时,严格控制拆撑步距为3.0米。

③辅助施工措施

机动车限速:大型机动车通过本段施工区间时,需减速缓慢行驶,具体时速由公交公司确定。

为防止道路出现较大下沉,需采取必要的预案:根据现场监控量测情况,可采用斜导管注浆加固地层,这种方法简单易行,可以改善指定范围的地层,从而控制道路施工引起的地层变形。

4.2.2矿山法区间下穿排水管

除采取上述措施外,还应采取以下措施:

①在开挖该区域前,提前对排水管底部施做防水层,防止其结构自身渗漏水,影响开挖面土体稳定。

②暗挖区间下穿排水管前必须进行超前探测,发现地层含水量较大时应及时封闭掌子面,采用深孔注浆进行堵水和地层加固。

③二衬施工时,严格控制拆撑步距为3.0米。

隧道排水管具体相对位置见图3.2-2所示。

图3.2-2 暗挖隧道加固图

5.矿山法区间施工危险源的识别及应对措施

对于本工程施工,其施工全过程均伴随危险因素,一旦发生事故其直接损失和社会影响远大于一般的土建工程,因此在本工程施工中我们拟采用危险源管理的科学方法全过程、全方位地分析、监督、控制、处置各种危险因素,确保工程安全。

表5-1 危险源识别及应对措施表

6.危险源专项安全施工方案

根据矿山法区间施工危险源分析,矿山法区间下穿2000×1000mm雨水暗渠、DN800污水管,且临近左线盾构区间施工为Ⅰ级危险源。

因此必须特别针对Ⅰ级危险源制定专项施工方案,采取针对性控制措施,从而降低施工安全风险。

7.主要工程施工方案

7.1总体施工方案

根据总体计划安排,由于xxxx处于邻标施工围挡内,施工场地小。计划先从xxxx向大里程开挖,在盾构机从xxx盾构区间右线施工至xxxx时,停止暗挖向大里程施工,改由xxxx向小里程(B、C断面,合计40.55m)。待施工至A、B断面接头处(K6+210)时,改由xxx竖井向大里程施工剩余暗挖段。

隧道进洞后,采用双侧壁导坑法施工,待各个导洞开挖后,完成初期支护,形成封闭环形初期支护,再分段施工二次衬砌。期间出渣进料利用xxx竖井龙门吊吊运,等矿山法隧道施工完成后,再施工xxx号竖井剩余结构和附属部分。

图7.1-1 暗挖隧道施工组织示意图

7.2总体施工程序安排

总体施工方案根据具体工序划分为以下几个步骤进行:

第一步:马头门进洞施工。

超前支护施工→开马头门施工,进行洞身开挖

第二步:区间正线施工。

超前支护→初期支护→临时支撑拆除→防水施工→二衬施工

第三步:附属结构施工。

图7.2-1 施工顺序流程图

7.3马头门进洞施工

本矿山法区间设计2处马头门,均位于矿山法区间两端明挖结构与区间正线接口处。

马头门施工时,首先施工马头门外轮廓位置双排超前导管,导管梅花型布置,单根长度5.0m,导管完成后注浆(施工要求同超前支护)。马头门施工时应分上下台阶依次施工,分段凿除明挖结构围护桩,分段架设正线隧道格栅钢架,并及时施作初期支护;马头门位置处1m范围内联立格栅,格栅主筋同围护桩主筋焊接连接牢固。具体施工方案详见《长和区间矿山法区间马头门专项安全施工方案》。

7.3.1工艺流程

操作架搭设→超前支护→左侧①洞室围护桩破除→左侧①洞室初期支护(向前施工3米)→左侧②洞室围护桩破除→左侧②洞室初期支护(向前施工3米)→右侧①洞室围护桩破除→右侧①洞室初期支护(向前施工3米)→右侧②洞室围护桩破除→右侧②洞室初期支护(向前施工3米)→③洞室围护桩破除→③洞室初期支护(向前施工3米)→④洞室围护桩破除→④洞室初期支护

7.3.2超前小导管施工

马头门外轮廓位置双排超前导管,导管梅花型布置,单根长度5.0m,导管完成后注浆(施工要求同超前支护)。

图7.3-1 马头门超前小导管示意图

图7.3-2 暗挖马头门处进洞示意图

7.3.4围护桩破除

由于隧道分双侧壁导坑开挖,所以围护桩破除时应分六步进行,先破除左侧上导洞围护桩,待左侧上导洞初衬完成3~5m后,封闭掌子面,再破除左侧下导洞的围护桩。再破除右侧上导洞围护桩,待右侧上导洞初衬完成3~5m后,封闭掌子面,再破除右侧下导洞的围护桩。围护桩应从上至下分段破除,在破除中上导洞的围护桩,待中上导洞初衬完成3~5m后,在破除中下导洞围护桩。施工时采用水钻和风镐进行,需边破除边挂网喷射砼封闭掌子面。用水钻主要是切除二衬范围之内的围护桩,最后用风镐凿除二衬和初衬结构,施做初期支护。采用水钻钻孔时,孔与孔之间至少搭接10mm,以便于围护桩切除。

7.3.5进洞施工

(1)土方开挖采用人工开挖,双侧壁导坑法施工,每次进尺长度为0.5m。马头门位

置处1m范围内联立格栅,格栅主筋同围护桩主筋焊接连接牢固。

(2)第一步:超前支护后,开挖左①洞室,锚、喷、网、钢拱架联合支护,中隔墙临时支护、临时仰拱支护,尽快成环。

第二步:与①洞室错开合适的台阶长度,开挖左②洞室,锚、喷、网、钢拱架联合支护,中隔墙临时支护、仰拱支护,尽快成环。

第三步:超前支护后,开挖右①洞室,锚、喷、网、钢拱架联合支护,中隔墙临时支护、临时仰拱支护,尽快成环。

第二步:与右①洞室错开合适的台阶长度,开挖右②洞室,锚、喷、网、钢拱架联合支护,中隔墙临时支护、仰拱支护,尽快成环。

第四步:超前支护后,分部开挖③、④洞室部,预留核心土,及时架设拱部钢架、锚喷网支护、临时仰拱支护,尽快成环。

7.4深孔注浆施工

7.4.1施工方案设计

7.4.1.1施工方法选择

本工程采用双重管无收缩注浆工法,对隧道上导初支外2m,初支内1m,形成3m厚注浆带,以达到稳固土体的预期目的。其中,K5+951.800~K5+971.800作为试验段,以确定注浆工艺、浆液配比和注浆压力等参数。

7.4.1.2注浆原理

深孔注浆是用水泥-水玻璃浆液(浆液的具体选择,通过现场实际试验确定)从注浆孔道均匀地注入土体中,以填充、渗透和挤密等方式,驱走砂层和粘土颗粒间的水分和气体,并填充期位置,通过改性浆液中所含矿物与土体中的水土分别发生水解、水化反应以及团粒作用等,形成悬浮胶体和团粒,硬化后形成强度大、压缩小和抗渗性高、稳定性良好的土体。同时改性浆液本身胶凝时间短,在含碎较大、渗透系数较大的砂层时能更好的、及时的加固止水。

土体结硬后后,土体的孔隙率和含水率较低,密度加大,同时由于改性浆液挤压土体,使土体抗变形能力增加,提高了变形模量,从而防止或减少掌子面土体坍塌。

7.4.2施工准备

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