1、成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案1盾构洞门加固方案1、编制依据1、 成都地铁 4 号线一期工程岩土勘察报告 （2010 年 10 月） ；2、成都地铁 4 号线一期工程洞门及预埋件设计图 ；3、施工组织设计、现场实际施工情况；4、成都地铁施工经验；2、适用范围成都地铁 4 号线 7 标（右线 DK31+663.366YDK35+137.90；左线DK31+917.70DK36+429.00)盾构区间进出洞洞门加固。3、工程概况3.1、标段概况省文联站玉双路站盾构区间隧道YDK31+663.366（ZDK31+917.700）YDK32+973.500（ZDK32+908.
2、600） ；(其中所含盾构始发井兼区间隧道风井不在此标段施工图范围内)。玉双路站双林路站盾构区间隧道 YDK33+217.500YDK34+601.600。双林路站沙河站盾构区间隧道 YDK34+769.000 YDK35+137.900。沙河站工程终点，左线盾构区间隧道 ZDK35+429.000ZDK36+429.000；右线矿山法区间隧道 YDK35+429.700YDK35+486.000；其中含有盾构吊出井ZDK36+433.4956ZDK36+450.000。本标段工程为 18#、19#、20#、21#盾构区间隧道隧道+省玉盾构始发井兼通道风井玉双路矿山法区间隧道隧道+沙河右线区间
3、隧道工程终点矿山法隧道+盾构吊出井及电缆通道工程。线路出省文联站后沿玉双路向东进入玉双路站，出玉双路站后沿双桥成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案2路进入双林路站，出站后再顺玉双路沿线进入沙河站；出沙河站后沿规划道路到达右线工程终点，左线采用一处 R-350m 的曲线拐向东北方向，下穿沙河后到达盾构吊出井。3.2、标段工程地质根据钻探揭露，本区间隧道隧道按岩土层层序，从上至下分述如下：（1）第四系全新统人工填筑土层（Q4ml） 。人工填筑土：杂色，松散，稍湿。由碎石、砂土、砖瓦碎块、卵石等建筑垃圾组成，其间充填有粘粒。段内分布于地表，层厚0.606.10m。该层土均匀性差，多
4、为欠压密土，结构疏松，多具强度较低、压缩性高、受压易变形的特点。（2）第四系全新统冲积层（Q4al）粉质粘土：褐黄色，软塑可塑，含少量铁锰质氧化物等。在场地内普遍分布，厚度 0.804.00m。粉土：灰黄色，稍湿饱和，松散，含铁、锰质斑痕，可见云母碎屑，场地内局部存在，层厚 1.002.40m。细砂土：青灰色或褐黄色，松散，稍湿饱和，分布于卵石土顶面。场地内局部存在，层厚 0.501.70m。中砂：褐黄色，稍密，饱和。该层在场地内局部存在，层厚1.102.00m。卵石土：褐灰色、青灰色，稍湿饱和，松散、稍密密实夹少量角砾，卵石含量 5075%，粒径 2080mm 为主，个别粒径达到180mm，
5、充填物为中砂，局部夹少量角砾或漂石，顶面埋深成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案32.306.10m。根据超重型动力触探试验成果及卵石含量，将卵石土分为松散卵石土、稍密卵石土、中密卵石土及密室卵石土，共 4 个亚层。 （3）第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）粘土层:黄褐色、褐黄色，可塑硬塑，含铁、锰质氧化物斑痕，可见少量钙质结核，网状裂隙发育。场地内普遍存在，层厚1.60m4.40m。粉质粘土层:灰黄色、褐黄色，可塑硬塑，含铁、锰质氧化物及钙质结核。场地内普遍存在，层厚 0.90m2.40m。粉土层：灰黄色，饱和，稍密，质较纯，含铁、锰质斑痕，可见云母细片。该层呈透镜体
6、状分布于粉质粘土层之下，层厚0.60m2.10m。细砂土：褐黄色，松散，饱和，以透镜状分布于卵石中。场地内局部存在，层厚 0.502.70m。中砂：褐黄色，稍密，饱和，呈透镜体状分布于卵石土()中。该层在场地内普遍存在，层厚 1.102.00m。卵石土：黄褐色，稍湿饱和。卵石成分主要以岩浆岩、变质岩类岩石组成。以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量5075%，粒径以 2080mm 为主，个别粒径大于 100mm，充填物为细砂、中砂，局部夹少量角砾或漂石。其中 16.0m30.0m 的范围内有一层卵石为强风化，厚度为 3.009.90m，轻敲即碎，充填物以细砂为主，详见钻孔柱状图 。本层顶面
7、埋深 6.5010.20m。根据成都地区建筑地基基础设计规范 （DB51/T 5026-2001） 、N120 超重型动力触探成果及卵石成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案4含量，将该层卵石土分为松散卵石土、稍密卵石土、中密卵石土和密实卵石土，共 3 个亚层。（4）白垩纪上统灌口组泥岩（K2g）顶面埋深 24.70m31.50m，相当于绝对标高 473.13467.57m。根据风化程度可以分为 2 个亚层。强风化泥岩：红褐、紫红色，泥质结构，岩质软，节理发育。 岩芯多呈碎块状或饼状，岩芯碎块手可折断，层厚 1.103.30m。3.3、盾构洞门概况我标段施工区段从省文联站到设计
8、终点。按照设计，共计加固 14 个盾构进出洞洞门。具体为：省文联到省玉区间盾构井左右线进出洞洞门；玉双路站到双林路站盾构区间左右线进出洞洞门；双林站到沙河站盾构区间左右线进出洞洞门；沙河站到设计终点盾构左线进出洞洞门。详见 图 1 标段洞门示意图； 表 1 洞门参数表 图 1 标段洞门示意图成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案5表 1 洞门参数表3.4、洞门加固区域地质省文联到省玉区间隧道埋深约 10 米，洞门加固区域地质为第四系更新统冲洪积层（Q 3al+pl),主要为松散饱和细沙土和稍湿饱和卵石。玉双路站到双林路站盾构区间洞门隧道埋深约 10 米，加固区域地质为第四系更新
9、统冲洪积层（Q 3al+pl),主要为中密及稍密卵石。双林站到沙河站盾构区间进口洞门隧道埋深约 810 米，加固区域地质为第四系更新统冲洪积层（Q 3al+pl),主要为中密卵石及少量的粗砂。沙河站到设计终点进进洞洞门隧道埋深约 10 米，加固区域地质为第四系更新统冲洪积层（Q 3al+pl),主要为中密及稍密卵石。设计终点盾构吊出井洞门埋深约 15 米，加固区域地质为白垩纪上统灌口组（K 2g)，主要为强风化及中等风化泥岩。地下水主要有两种类型，一是赋存于第四系砂卵石地层中的孔隙型潜水，二是基岩裂隙水。第四系孔隙型潜水主要赋存于全新统及更新统的卵成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚
10、施工方案6石土中，卵石层结构比较松散，含水丰富。基岩主要为白垩系泥岩。水量贫乏，透水性及富水性差。4、施工难点及部署4.1、施工部署本工程地层主要为砂卵石，适宜采用渗透注浆。洞门加固采用 10 米长 108 大管棚并注浆加固。结合工程实际情况，拟在结构内墙衬砌施工后，洞门结构施工前，采用偏心潜孔锤跟管转机钻机洞门大管棚。隧道洞门埋深 815 米，埋深较大，在钻孔范围内无地下管线影响。为了保证注浆加固效果，施工中地下水位应降至加固区域以下，施工中利用前期洞门上方的基坑降水井进行降水。有必要的情况下，可在洞门正上方 1.5 米外增设降水井或在掌子面进行适量引排。4.2、施工难点108 大管棚设置于
11、砂卵石地层，在砂卵石地层成孔且要减小对原地层扰动、达到注浆加固效果是本工程的重难点。5、大管棚施工工艺5.1、大管棚加固设计大管棚施工主要目的是加固地层和止水。盾构洞门加固利用车站或区间工作井作管棚工作室。对洞门顶部 120范围内施工 19 根，每根 10 米长 108 管，然后注浆加固地层， 见图 2 洞口管棚加固图成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案7图 2 洞口管棚加固图大管棚设计情况：管棚材质：=108mm；d=6mm 无缝钢管；管棚长度：10m；分节:3m*2+4m=10m；管棚分布范围：拱部 120 度范围内；间距 40cm；外插角：13；注浆：注浆浆液采水泥砂浆
12、(po42.5)，初拟参数：水泥浆水灰比0.8:11:1，注浆压力，注浆压力 0.20.4Mpa。施工中通过实验调整确定具体参数。成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案85.2、大管棚施工流程图3 工艺流程图5.2.1、基本要求钢管的型号、质量和规格等应符合规范和施工要求。钢管插入孔内的长度不得短于设计插入长度的95%。5.2.2、搭钻孔平台安装钻机根据设计图由测量组精确给出孔位，将孔位沿开挖边线外放20cm，按400mm间距标于作业面。达到要求不合格无注浆效果检查测量放线搭设平台钻机就位准备钻孔钻 孔掏孔检查是否有坍孔、探头石安装管棚钢管注 浆注浆防护喷砼封闭加工钢管钻机扫孔
13、进入下一循环补 孔孔口处理有成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案9钻机平台用钢管脚手架搭设并满铺5cm木板，平台宽度约为9m，脚手架落在地板上面。脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生摆动、位移而影响钻孔质量。见图4 管棚施工平台示意图图4 管棚施工平台示意图移动偏心潜孔锤跟管转机钻机就位，利用水平尺调整钻机至水平，再根据设计需求的方位角调整钻杆角度。准备开钻。5.2.3、钻进成孔为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行，成都地铁 4 号线一期工程土建 7 标段 管棚施工方案10146 套管跟进，孔深大于管棚长度不小于 0.3 米，以保证顺利安装108
14、6mm 钢花管。钻机开孔时的钻速宜采用低速，钻进20cm后转入正常钻速。钻进过程中风压根据钻进情况随时调整，基本维持在0.8Mpa左右，转速为40r/min，钻压为30Mpa左右。打孔角度洞口段为3，钻进过程中随时对方位角进行复核，发现偏差及时纠正，保证管棚就位于设计位置。钻孔水平容许偏距沿相邻钢管方向不应大于100mm，垂直偏距沿隧道内侧方向不应大于200mm（管棚前端，而非孔口端） 。为保证施工进度，采用两台钻机同时进行，钻孔由高孔位向低孔位进行。钻进过程中密切注意孔口返渣和套管跟进的情况，不要在钻进中频繁串动钻具以免钻具卡死在套管内，发现问题要及时处理。图 5 钻进成孔钻孔至设计深度后移动钻具，然后通风清孔，孔内泥渣、岩粉排除干净后下 108 钢花管，根据施工经验，在排渣过程中，岩粉不能完全清除干净，在进管时可将 108 钢花管端头加一层海绵，在下管过程中，残留岩粉可随管棚的推进而吸附于海绵上，顶至孔端头。控制标准见表 2
