北京地铁土建工程安全施工技术控制要点(暗挖)

北京地铁土建工程安全施工技术控制要点（暗挖）

北京地铁土建工程安全施工技术控制要点

（暗 挖 部 分）

北京市轨道交通建设管理有限公司

中铁十四局集团有限公司 二00七年九月九日

前 言

随着北京城市建设的发展，公共交通基础设施建设得到了广泛重视，地铁以其方便、快捷的运营特点成为广大市民的优选交通方式，地铁建设也随之进入了发展的高峰期。

“安全生产责任重于泰山”。安全是施工建设的头等大事，技术措施则是安全施工的关键控制点。为及时总结北京地铁施工技术控制经验，指导今后大规模的地铁建设，我们特组织有关人员编写了本套“安全施工技术控制要点”，旨在通过加强地铁施工技术过程控制，确保地铁施工的周边环境、地铁结构本身以及施工过程的安全。

本书供北京地铁暗挖工程施工技术人员参考使用，由于施工条件的多样性与复杂性，实际施工中应根据工程具体情况灵活应用，切不可生搬硬套。书中如有疏漏或错误之处还请相关人员在使用中及时反馈，同时注意对新技术、新工艺和新工法及相关经验的积累，以便在后续修订时对相关内容进行补充完善。

编制单位：北京市轨道交通建设管理有限公司

中铁十四局集团有限公司

主编：罗富荣 副主编：潘秀明

编写人员：罗富荣、潘秀明、崔海涛、张成满、高亚斌、

谢晋水、苗恒志、汪定国、赵鹏军

目 次

1总 则 ....................................... 1 2主要施工方法现场控制要点 .................... 2

2.1标准断面台阶法 .................................. 2 2.1.1超前地质预报 ................................... 2 2.1.2超前大管棚预支护 ............................... 3 2.1.3超前小导管预支护(含预注浆) ..................... 5 2.1.4土方开挖 ...................................... 11 2.1.5格栅架立 ...................................... 14 2.1.6喷射混凝土 .................................... 15 2.1.7初支背后注浆 .................................. 17 2.1.8监控量测项目 .................................. 19 2.2大断面分步开挖施工 ............................. 25 2.2.1中隔壁法(CD工法)和交叉中隔壁法(CRD工法) ....... 25 2.2.2单侧壁导坑工法 ................................ 29 2.2.3双侧壁导坑工法 ................................ 30 2.2.4拆支撑与倒换支撑 .............................. 31 2.3特大断面分步开挖施工 ........................... 32 2.3.1中洞法 ........................................ 32 2.3.2侧洞法 ........................................ 33 2.3.3桩柱法 ........................................ 34

2.3.4洞身开挖 ...................................... 36 2.3.5洞内人工挖孔桩 ................................ 36 2.3.6钢管柱 ........................................ 41 2.3.7车站大断面衬砌施工 ............................ 43

3重点部位施工现场控制要点 ................... 50

3.1倒挂井壁法竖井施工 ............................. 50 3.1.1竖井施工 ...................................... 50 3.1.2竖井马头门施工 ................................ 50 3.2暗挖风道与主体交叉部位开口施工 ................. 52 3.2.1纵向开挖导洞断面挑高 .......................... 52 3.2.2转向车站群洞的开口施工 ........................ 53 3.2.3转换体系施工中质量安全控制要点 ................ 55 3.3挑高段等断面变化部位 ........................... 56 3.3.1断面转换施工方法 .............................. 56 3.3.2断面过渡技术措施 .............................. 57 3.4平顶直墙施工技术要点 ........................... 58 3.5斜坡段施工技术要点 ............................. 59 3.6联络通道泵房施工 ............................... 60 3.7下穿重要建筑物、管线施工技术要点 ............... 61 3.7.1下穿重要建筑物技术要点 ........................ 61 3.7.2下穿管线施工技术要点 .......................... 62

3.7.3施工注意事项 .................................. 3.8地质异常区处理技术要点 ......................... 3.8.1地质挖孔探测首先要防止损坏既有管线 ............ 3.8.2挖孔过程 ...................................... 65

4特殊地质施工现场控制要点 ................... 68

4.1粉细砂地层 ..................................... 68 4.1.1原材料 ........................................ 68 4.1.2改性水玻璃组成及制浆方法控制 .................. 68 4.1.3改性水玻璃性能 ................................ 68 4.2砂、卵石地层 ................................... 68 4.3软-流塑状地层 .................................. 69 4.4注浆控制技术措施 ............................... 69

5施工现场应急处理要点 ....................... 71

5.1隧道开挖坍方 ................................... 71 5.1.1工程地质和水文地质 ............................ 71 5.1.2预控措施 ...................................... 71 5.1.3应急措施 ...................................... 72 5.2涌砂、涌水处理 ................................. 75 5.2.1预控措施 ...................................... 75 5.2.2隧道内涌砂、涌水应急措施 ...................... 75 5.2.3事故上报和应急处理程序 ........................ 76

1总 则

浅埋暗挖法是地下工程施工的主要方法之一，在城市地铁、市政地下管网及地下空间等浅埋地下结构物的工程中有着广泛应用。多用于第四纪软弱地层，开挖方法有正台阶法、单侧壁导洞法、中隔壁法(也称CD法和CRD法)、双侧壁导洞法(眼镜工法)等。该方法对地面建筑、道路和地下管网影响不大，拆迁占地少，不扰民，不污染城市环境等优点，且无需多种专用设备，灵活方便，适用于不同地层、不同跨度、多种断面，可以提供大量就业机会，是适合我国国情的好方法。 1.0.1适用范围

适用于北京地铁浅埋暗挖施工，特别是在粘土层、粉质粘土、中粗砂、粉细砂、砂卵石等地层中浅埋暗挖地下工程。 1.0.2浅埋暗挖施工基本原则

1严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则。

2不同的地层采取不同的支护措施，优化施工顺序，保证洞室施工安全，减小地表沉降，最大限度减少对地表建筑、地下构筑物的影响，做到稳妥可靠，万无一失。

3施工方法的选择原则是在确保安全的前提下，快速、优质完成土建工程，缩短工期，尽量降低工程造价。 4开挖体系、支护体系、量测体系必须紧密结合。 1.0.3参考文献

1《地下工程浅埋暗挖技术通论》，王梦恕，安徽教育出版社 2《地下铁道工程施工及验收规范(2003年修订版)》GB50299-1999

3《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003 4《车站工程施工质量验收标准》QGD-006-2005

1

4

2主要施工方法现场控制要点

2.1标准断面台阶法

2.1.1超前地质预报

1超前地质预报主要内容

1)地表地质异常情况：检查施工范围内地表地质异常情况，空洞、松散及含水等情况。

2)围岩加固情况：检查掌子面超前注浆加固土体后的效果。 3)掌子面状况：对掌子面进行地质素描，内容主要包括地下水状态(出水点、出水量、水压力、突水情况等)，地层岩性(产状、结构、地质构造影响程度等)，土层特征(名称、风化状况、土层结构、质地、强度)，地质结构面(间距、延伸性、粗糙度、张开性等)，软弱夹层，贯穿性强的大节理、断层(填充情况、风化程度、开度、渗漏)等。根据地质素描图的内容，绘制地质素描图，并做出开挖面前方较短距离内的地层的稳定性分析，通过综合分析判断，提出地质预测报告。 4)洞体开挖(内缘)状况：检查洞体开挖超欠挖、喷射混凝土是否密实及注浆填充效果等。

5)土壤含水量、容重、塑性指数：检查土体本身特性参数，为下一步开挖、支护提供施工参数。 2超前地质预测预报方法

1)超前地质预测预报方法包括：长距离地质预测预报技术、短距离地质预测预报技术、红外线超前探水法和地质雷达探测法。

2)针对北京地铁暗挖施工，一般采用短距离超前探孔法，施工中常用洛阳铲或煤电钻对掌子面前方3～5m地层情况进行挖探或钻探，探测前方地层地质、水文情况，为下一步开挖

4

施工提供必要的施工参数。

3信息反馈：通过各种方法收集地质信息，进行综合分析、判断，并将处理结果反馈给施工，及时变更设计、调整施工方法和支护参数。

2.1.2超前大管棚预支护

水平管棚与隧道埋深、土体刚度、初支强度、开挖方法、掘进速度等是一个有机的整体，控制管棚沉降必须综合考虑以上各因素的作用。管棚布设如图2.1.2所示。

1主要技术要求、标准及控制方法

1)钻孔施工允许偏差(见表2.1.2)

表2.1.2 钻孔施工允许偏差 项目 允许偏差 外插角 1° 孔位 ±50mm 孔深 ±30mm 孔径 比钢管直径大30～40mm 图2.1.2 管棚布设示意图

检验方法：外插角及孔位偏差使用仪器测量，孔深和孔径采用尺量。 2)管棚的数量、长度应符合设计要求。 3)管棚的纵向搭接长度应符合设计要求。

4)管棚按设计要求参数注浆饱满，注浆量和注浆效果以设计压力和注浆量检查、控制。为保证管内注浆填充效果，应在浆液中加入少量微膨胀剂。 2施工注意事项

1)外插角和外插角偏差应根据隧道纵向坡度和管棚施工设备的误差确定，并应考虑管棚一次施工长度、根据端头误差要求控制偏差。以管棚不侵入暗挖施工轮廓为原则。 2)管棚施工按照由高孔位到低孔位、隔孔施工的顺序进行，管

4

棚钻孔完毕应及时安装钢管并注浆，避免塌孔及地表沉降过大。

3)管棚所用管节接长时，采用丝扣连接或焊接连接都应该在连接部位采取加强措施，避免长大管棚施工中因连接部位破坏造成的断管等问题。实际操作中可采用加套管焊接或增设加强肋板的方法。此外，还应注意采取调整管节长度的方法使相邻管棚的连接部位相互错开。

4)钻孔前必须清楚前方管线及地下建筑情况，钻进中如遇障碍不可强行钻进。

5)如遇卡钻、塌孔等问题应先注浆然后重新钻孔。 3安全保证措施 1)施工前准备工作：

①设备检查：是否有缺件，好坏程度。电机、钻机、泵等测试运转是否正常，所有部件是否完好；液压系统是否通畅，密封完好度，液压油泄漏状况。

②检查所有焊接部位是否有开焊、有则补焊。 ③各种部件是否有变形，有则进行校正。 2)钻机支架一定要稳固，重点检查以下内容： ①升降系统：卡瓦等上紧，加强整体性。 ②所有螺母必须拧紧，发现溢扣者必须换掉。

③丝杠、顶杠要顶紧、有效，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。

3)电器设备、电缆、电线必须有漏电保护、防水保护。 4)照明设备以保证各工种正常生产、安全生产为原则，灯具布局合理，不得来回拉拽电线、移动照明灯。 5)施钻时，按机械操作规程操作，严防机械伤人。

6)注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力

4

过大管路破坏伤人。

7)钢管内注浆时，操作人员必须带好口罩、眼镜及胶手套等防护用品。

8)施工部位必须照明充足。

9)随时注意掌子面的情况，防止注浆压力过大掌子面开裂。 10)施工中加强地面沉降和管线监测。 4应急处理措施

1)施工前应对施工影响范围内和管线进行探测，核对管线资料，调查管线等分布情况、最大埋深，根据调查结果做出相应防范措施。

2)孔口管密封盒的安装必须严格按要求进行，麻片缠绕要认真，松紧度、均匀度、厚度都要控制好。与混凝土内衬墙连接固定要牢固、有效。 3)钻进中出现涌水、涌砂时：

①压紧密封装置的法兰，适当改小泵送水量；

②如发现地下水压力太大，可迅速加固孔口管；增加胀管螺栓和爪片数量，以便加固孔口管，防止孔口管外移。 4)孔内事故的处理：

①钻进中发现孔斜明显超标(限)：须查明原因，采取有效纠偏措施，如：调整角度或补打支护管等。 ②为预防缩孔、抱钻等情况，应注意以下事项：

a.严格控制泵压、泵量，泵工时刻观察冲洗液消耗量及循环状况，避免出现“干钻”。

b.钻进中途应避免随意停钻(例如用餐、交等)，必须停钻时尽量压缩停钻时间。

5)遇特殊情况时，在采取紧急处理措施的同时应按照程序向上级及时汇报情况。

4

2.1.3超前小导管预支护(含预注浆)

北京地铁隧道地层岩性一般为粉细砂层、中粗砂层、卵石层和粘土层。采用小导管超前支护预加固地层技术，通过注浆，使小导管周围土体固结形成承载壳，在小导管及承载壳的棚架作用下开挖下部土体既安全又稳妥，可有效地控制拱顶坍塌。

1主要技术要求、标准及控制方法 ①钻孔施工允许偏差见表2.1.3。

表2.1.3 钻孔施工质量控制标准 项目 允许偏差 外插角 1° 孔距 ±15mm 孔深 0，＋25mm 检验方法：外插角及孔位偏差使用仪器测量， 孔深和孔距采用尺量。 ②导管的数量、长度应符合设计要求。 ③导管的纵向搭接长度应符合设计要求。 2施工控制要点

1)注浆加固范围及小导管布设：小导管一般采用钢花管。小导管单根长度根据不同的衬砌结构断面采取不同的长度，环向间距按设计，从拱部格栅中穿过，仰角及外插角10°～15°(角度过小影响下榀格栅的架设，极易造成侵限，角度过大，易出现超挖现象)。布设范围大部分在拱部120°角范围

图2.1.3-1 注浆范围及注浆管布设示意图

4

内，根据不同的地质条件每两循环或每循环打设一次，在难固结的砂、卵石地层特殊地层中每循环打设，一般地层中两循环打设一次，前后两次小导管搭接长度不小于1m。小导管布设见图2.1.3-1。

2)小导管加工制作、安装：小导管一般采用Ф32～42普通焊管加工而成，小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。小导管中间部位钻Ф8～10mm溢浆孔，呈梅花形布置，尾部1.0m范围内不钻孔防止漏浆，末端焊Ф6环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管连接。在卵石地层中，用YT-28风钻钻孔，或用吹管将砂石吹出成孔，在砾岩层中用煤电钻钻孔，插孔时用气动锤振入。 3)缝隙封闭：排管完成后，沿小导管周边喷8～10cm厚混凝土，封闭2h后，开始注浆。

4)浆液选择、配制及注浆：导管注浆浆液据实际地层情况选用：根据北京地层大都呈弱碱性的特点，含水地层宜采用双液浆；粉砂层宜采用改性水玻璃浆液；砂砾层宜采用水泥浆，配比如下供参考：

①水泥浆：浆液水灰比可为1.25：1.0，1.0：1.0，0.8：1.0三个等级，浆液由稀到浓逐级变换，即先稀后浓。注浆完后，立即堵塞孔口，防止浆液外流。注浆异常现象处理： a.注浆中如发生与其他孔串浆应将串浆孔堵住，轮到注该孔时，拨出堵塞物，用高压风或水冲洗，如拨出堵塞物时，仍有浆液外流，则可不冲洗，立即接管注浆。 b.压力突升则可能发生堵管，应立即停机检查处理。 c.如果压力长时间上不去，应检查是否窝浆或流往别处，否则将应调整浆液配比，缩短胶凝时间，进行小泵量低压或间歇注浆，但间歇时间不能超过浆液胶凝时间。

4

②改性水玻璃注浆施工：根据北京地层大都呈弱碱性的特点，改性水玻璃是以水玻璃为主剂，以硫酸及其它辅助材料为副剂配置而成，作为粉细砂层的注浆材料。当水玻璃溶液浓度为10-20Be’，硫酸溶液浓度10%-30%时，在弱碱性粉细砂地层

施工准备 调试机具 稀释水玻璃 稀释硫酸 制作导管 打孔 安装导管 配 液 现场调试 否 PH值达到标准 注 浆 否 压力注浆时间达到标准 清洗机具 结 束 图2.1.3-2 改性水玻璃注浆流程图

中，两溶液体积比为(1-5)：(1-2.5)，配置后浆液呈弱酸性，PH=5-6。每立方浆液平均需料量为：水玻璃(35Be’)380-410kg，工业硫酸(98%)110-120kg，水400-600kg，促进剂3-6kg。改性水玻璃注浆工艺流程见图2.1.3-2。 ③双液浆施工

4

a浆液的配制：水泥浆液和水玻璃浆液分别在两个容器内，按一定的配比配制好待用。 b注浆参数的选择：双浆液配比根据现场试验确定，一般情况下水泥浆：水玻璃浆=1：1～1：0.8(体积比)。水

连接注浆管与花管 注 浆 封堵花管 图2.1.3-3 双液注浆施工工艺流程图

制配浆液 用喷射混凝土封闭掌子面 钻注浆孔 打入花管 封堵孔口 冲洗花管 玻璃浓度一般为35°Be'，凝胶时间根据实际情况确定，一般为8～10min。注浆初压拟为0.3Mpa，终压为0.5Mpa。注浆压力不宜超过0.5Mpa，否则浆液损失过大，造成浪费。双浆液工艺流程见图2.1.3-3。

c注浆工艺及设备：注浆管联接好后，注浆前先压水试验管路是否畅通，然后开动注浆泵，通过闸阀使水泥浆与水玻璃浆液在注浆管内混合，再通过小导管压入地层，注浆工艺及设备详见图2.1.3-4。

4

图2.1.3-4注浆施工工艺设备流程图

4

5)小导管注浆施工工艺流程：超前小导管注浆施工内容主要包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工

封闭工作面 制作小导管 准备工作 钻设小导管 连接管路及密封孔口 否 压水检查达到要求 是 注 浆 否 分析注浆效果达到要求 是 结 束 图2.1.3-5 小导管注浆施工流程图

拌浆 序。其施工工艺流程见图2.1.3-5。

3施工注意事项

1)超前导管施工按照由高孔位到低孔位、隔孔施工的顺序进行，导管打设应根据地层选用相应的方法，避免打设对土层扰动过大。眼孔完成后应及时安装导管，避免塌孔。 2)采用改性水玻璃浆液超前支护时，应当注意浆液固结土体的时效性：注浆应在下一循环开始前进行，注浆和开挖之间的时间间隔不应超过2h；浆液配置完成后，应及时压注，不宜过久放置；压注前选取与掌子面相同土质试验固结效果，

4

确认效果较好后进行压注。

3)注浆前必须封闭掌子面，导管端部应作止浆盘、止浆塞；所用注浆机械必须有可靠的卸压措施；注浆作业人员必须穿防护服，戴防护面罩，防止压力突变导致化学浆液飞溅伤人。

2.1.4土方开挖

标准断面台阶法施工步骤如下：

序号 图示 施工步骤说明 1 一、沿区间隧道拱部打设小导管注浆加固地层。 二、上台阶开挖支护 1、开挖上部土体(预留核心土)； 2、架立格栅钢架并打设边墙锁脚锚杆并注浆； 3、挂网喷混凝土。 三、下台阶开挖支护 1、开挖下部土体； 2、架立格栅钢架； 3、挂网喷混凝土。 四、施作仰拱 1、基面处理； 2、铺设防水层及防水层保护层； 3、绑扎钢筋； 4、立模并浇筑混凝土。 2 3 4

4

序号 图示 施工步骤说明 五、施作拱墙衬砌 1、基面处理； 2、铺设防水层； 3、绑扎钢筋； 4、立模并浇筑混凝土。 5 1主要技术要求、标准及控制方法

1)控制开挖每循环进尺及超挖值，标准及方法见表2.1.4。

表2.1.4 隧道开挖质量控制表 允许超挖值(mm) 地质 检验方法 平均 土质 60 60 最大 100 100 仪器量测及尺量 2)确保上下台阶长度合理：以满足上台阶作业安全及隧道全断面“尽早封闭”为原则，一般控制在1-1.5倍洞径(D)，或符合设计要求，见图2.1.4。控制方法：尺量。

3)严格控制隧道开挖断面的中线、高程，满足贯通误差“平面位置±30mm，高程±20mm”的要求。

4)确保预留核心土质量：核心土预留根据开挖断面大小及掌子面地质条件确定尺寸，一般为距离拱顶高度1.6m～1.65m，两侧距边墙为0.8m，长度为1.0～1.5m；预留核心土土体必

4

须是未经扰动的原状土；核心土应留有坡度，并不得出现反坡。 2施工控制要点

1)确定隧道开挖每循环进尺可沿隧道前进方向每5m在拱顶及两拱脚部位分别设置里程点，5m之内的进尺控制都以此里程点为基准；可有效的减少累积误差和开挖尺寸偏差。对于曲线段及斜坡段应适当加密。

2)台阶法施工，下台阶应在上台阶初期支护结构基本稳定后开挖。

3)开挖要控制超挖，严禁欠挖。 3施工注意事项

1)基本原则：施工中必须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，尽少扰动围岩，短进尺，尽快施作初期支护，并使每步断面及早封闭，采用信息化施工，勤量测和反馈以指导施工。

2)要加强对开挖工作面地质的观察和记录，判断其稳定性并预报开挖面前方的地质情况，以指导施工。必要时，应采取锚喷或注浆等有效措施确保开挖工作面的稳定性。

3)根据现场情况，若上导洞的掌子面位于粉土地层且导洞上方有管线渗漏水使掌子面无法自立时，上导洞掌子面用C20喷混凝土(厚度5cm)封闭，全断面的掌子面封闭则在工序转换时间较长无法开挖或停工时用C20喷混凝土封闭。 4)在通过不良地质和地面环境复杂地段，应充分利用“时空效应”，快速通过，遇特殊情况应及时封闭掌子面，再次开挖前应对掌子面进行加固后开挖。

5)必须保证隧道开挖在无水条件下进行，渗、漏水地层须在查明水源后，根据现场的不同情况采取“截、排、导、堵、泄”

4

相结合的治水措施进行处理。对渗透系数差异较大的土层、砂层，施工期间要密切注意流砂、流土或管涌等不良现象，发现问题应及时进行处理。

6)开挖应先开挖上台阶环形拱部，预留核心土，严禁掏“神仙土”。

7)同一隧道相对开挖，当两个工作面相距20m时，应停挖一端，仅从一端开挖，并做好测量工作，及时纠偏。 8)当隧道超挖或小规模坍方时，必须及时进行回填并注浆。 9)为了预防突发事件，施工前准备一定数量的应急钢横撑以及方木、砂袋等其它应急材料。

2.1.5格栅架立

1主要技术要求、标准及控制方法 1)格栅加工控制

①格栅加工组装后应在同一平面内，加工后整榀格栅应进行试拼检查。控制方法：仪器放样，尺量。

②格栅刚架钢筋弯制和末端弯钩型式应符合设计要求；钢筋与连接板焊接必须牢固。控制方法：尺量，观察。 2)格栅架立

①允许偏差：纵向允许偏差为±30mm，横向允许偏差为±20mm，高程允许偏差为±15mm。控制方法：仪器测量，尺量。 ②格栅安装应严格按照设计要求设置纵向钢拉杆和锁脚锚管，打设超前小导管并预埋回填注浆管。控制方法：观察、尺量。 2施工控制要点

1)直线段沿隧道前进方向每5m在拱顶及两拱脚部位分别设置里程点，曲线段可适当加密。5m之内的格栅间距控制都以此里程点为基准，可有效的减少累积误差和格栅步距偏差。

4

2)格栅高程控制应同时控制格栅顶点及两拱脚高程。 3)格栅安装调整应按照先控制高程再控制中线的顺序，以减少施工中的反复调整。

4)纵向钢拉杆应内外交错布置，钢拉杆采用搭接焊连接，单面搭接焊长度不小于10倍的钢筋直径，并与格栅主筋牢固连接。

5)超前导管、锁脚锚管打设后应与格栅主筋牢固焊接。喷射混凝土后，应及时注浆。 3施工注意事项

1)格栅安装必须在开挖完成后及时进行，严禁开挖完成后掌子面长时间暴露。

2)上台阶格栅安装时，拱脚部位必须密实，并以方木或钢板等支垫牢固；严禁悬空。

3)格栅连接必须将连接螺栓拧紧并点焊固定，并在连接部位增设与格栅主筋同直径的加强钢筋，加强钢筋与两侧格栅主筋双面焊接5d。

4)架设格栅过程中如发生小规模掉块等情况，应在相应部位增设回填注浆管，初支封闭后及时回填密实。

5)安装格栅前，应将台阶上暂时不使用的机具移开，并平整地面以便安装作业。

6)格栅架设连接点连接质量是初期支护裂缝甚至开裂的重要因素，应重点检查。

2.1.6喷射混凝土

1主要技术要求、标准及控制方法 1)喷射混凝土配合比控制 ①原材料的要求：

水泥：采用不低于425#普通硅酸盐水泥，使用前做强度复

4

试，其性能要符合现行水泥标准。

细骨料：采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5。 粗骨料：采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于15mm，级配良好。使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。

水：采用不含有影响水泥正常凝结与硬化有害杂质的自来水。

速凝剂：使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验，其初凝时间不得大于5min，终凝时间不得大于10min。掺量根据初凝、终凝试验确定，速凝剂为水泥用量5%左右，要求专人记录严格控制。

②喷射混凝土每盘称重允许偏差为：水泥±2%，粗、细骨料±3%，水、外加剂±2%。 控制方法：复称检查。

2)喷射混凝土厚度；每个断面检查点的80%以上的喷射厚度不小于设计厚度，最小值不小于设计厚度的95%；平均喷层厚度不小于设计厚度。控制方法：喷射前检查开挖面尺寸并设置控制喷层厚度标志

3)喷射混凝土强度控制：喷射混凝土的强度必须符合设计要求。控制方法：严格执行施工配合比；喷射过程中留置同条件试件；喷射混凝土注意养护。 2施工控制要点

1)严格控制混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土各项指标都必须满足设计及规范要求，混凝土拌合用料称量精度必须符合规范要求。

2)严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求。

4

3)喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。同时加强对设备的保养，保证其工作性能。

4)喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密。

5)初喷混凝土紧跟掌子面，复喷前先按设计要求完成超前小导管、钢筋网、格栅钢架的安装工作。

6)渗漏水地段的处理：当围岩渗水无成线涌水时，在喷射混凝土前用高压风吹扫，开始喷射混凝土时，喷射混凝土由远而近，临时加大速凝剂掺量，缩短初凝、终凝时间，逐渐合拢喷射混凝土，有成线涌水时，斜向窜打深孔将涌水集中，再设软式橡胶管将水引排，再喷射混凝土，最后从橡胶管中注浆加以封闭。止住后采用正常配合比喷射混凝土封闭。 7)喷射混凝土如发现裂纹应用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续发展，若还继续发展，找出原因并作处理，对可能掉下的喷射混凝土撬下重新喷射。如出现小坍塌或局部超挖，严禁用砂袋填充，同时喷射混凝土回弹料禁止使用。

8)坚决实行“四不”制度：即喷射混凝土工序不完，掌子面不前进，喷射混凝土厚度不够不前进；混凝土喷射后发现问题未解决不前进；监测结构表明不安全不前进。以上制度由现场领工员负责执行，责任到人，并在工程施工日志中做好记录以备检查，项目监理负责监督。 3喷射混凝土安全技术和防尘措施

1)严禁将喷管对准施工人员，以免突然出料时伤人。 2)喷射作业时，喷管不出料并出现往复摆动时，可能有大石块堵住送料管，此时应立即停机处理，切勿将大石块强行吹出。

4

3)用震动疏通的方法处理堵管石，喷射手和辅助操作人员要紧握喷管，以免送风时喷管甩动伤人，处理堵管时，料罐风压不能超过0.4Mp。

4)处理堵管和清理料罐时，严禁在开动电机、分配盘转动的情况下将手伸入喷管和料罐。

5)喷射手应配戴防护罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套。 6)适当增加砂石的含水率，是减少搅拌、上料、喷射过程中产生粉尘的有效方法。砂的含水率宜控制在5%-7%，石子含水率宜控制在2%左右。

7)加强通风和水幕喷雾，对降尘有显著效果。一般通风管距作业面以10-15m为宜。

8)严格控制工作压力，在满足工艺要求的条件下，风压不宜过大，水灰比要控制适当，避免干喷。

2.1.7初支背后注浆

由于施工工艺及喷射混凝土自重等原因，往往初期支护背后与围岩间存在空隙。进行拱背回填注浆具有堵水、加固结构、改善结构受力条件和控制地层沉降等多种作用。

1主要技术要求、标准及控制方法

1)回填注浆浆液一般选用水泥浆，水泥浆配合比1：1～1：0.8；注浆压力通常选择在0.4～0.6MPa。

2)注浆孔的数量、间距根据设计要求或工程实际确定；孔深以能达到初期支护与围岩间隙为宜。

3)注浆的饱满度以单孔注浆量和注浆压力两项指标控制。控制方法：在砂层、卵石圆砾层回填注浆以单孔注浆量控制，在粘土等地层中以注浆压力控制。 2施工控制要点

1)回填注浆孔布置：初支施工时在拱顶、拱腰、拱脚、边墙预

4

埋注浆孔，纵向每隔2～3m布设一断面(如设计有要求时应按设计施工)，注浆管通常采用Ф32～42mm普通钢管，宜采用预埋方式布置(预埋管以内端顶在开挖基面为标准，如达不到基面，易被喷混凝土堵塞，但如果进入基面，又不宜注浆)。对于开挖过程中，出现坍塌空洞的部位，注浆管加密布设。将注浆孔编号，先注奇数孔，后注偶数孔，这样可使各孔注浆达到互补作用，提高注浆效果。

2)注浆工艺流程：水泥、外加剂、水→水泥浆搅拌机→过滤网→贮浆桶→注浆泵→初期支护后的空隙。

3)注浆浆液选择：以水泥砂浆为回填浆液较好，水灰比1：1～1：1.25，水泥浆选用P.O32.5级硅酸盐水泥，内掺水泥用量12％的FS-1防水剂或按设计标准执行。

4)注浆压力：压力不宜过高，只要克服管道阻力及空隙阻力即可，否则支护会产生变形。 5)注浆施工

①注浆前要清理注浆孔，安装好注浆管，并保证其畅通，必要时进行压水试验。

②注浆连续作业，不得停机，以防浆液沉淀，堵塞管路，影响注浆效果。

③注浆顺序：由低处向高处，由无水处向存水处依次压注，以利充填密实，避免浆液被水稀释离析；当漏水量较大时，分段留排水孔，以免高水压抵消部分注浆压力，然后处理排水孔。

④注浆时严控注浆压力，以防破坏注浆管和使结构产生裂缝。 ⑤在注浆过程中，如发现从施工缝、混凝土裂缝少量跑浆，可采用速凝砂浆勾缝后继续注浆，当冒浆或跑浆严重时，关泵停压，停一、二天后进行第二次注浆。

4

⑥注浆结束标准：当注浆压力稳定上升，达到设计压力并持续稳定10分钟后(土层中适当延长时间)，不进浆或进浆量很少时，即可停止注浆作业；如压力突然上升，应立即停止注浆，并打开泄压阀泄压，之后疏通注浆管，以确保安全。 ⑦停浆后，立即关闭阀门，然后拆除和清洗管路，待浆液初凝后再拆卸注浆管，并用高标号水泥砂浆将注浆孔堵满捣实。

2.1.8监控量测项目

1监测目的

1)通过监测了解施工范围内周围土体在施工过程中的动态，明确工程施工对原始地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。

2)通过监测了解暗挖隧道施工中围岩与结构的受力变形情况，并确定其稳定性。

3)通过监测了解工程施工对地下管线、建筑物等周围环境条件的影响程度，并确保它处于安全的工作状态。

4)及时整理资料，对一系列关键问题进行分项分析，及时反馈信息，组织信息化施工 2地表的沉降监测

1)仪器设备：采用精密水准仪，配铟钢水准尺。

2)沉降点布设：依据规范、施工图设计及现场实际条件布设点位。原则将地表下沉点布设于车站隧道中线上，每10～20m布设一组地表沉降观测点。地下管线测点结合地表沉降测点布置，对受施工影响较大的管线挖出设置观测点进行监测。竖井施工将沉降

4

图2.1.8-1沉降点埋设示意图

点布置于井壁圈梁中心和四角，外围沉降点布置在竖井外侧，环形(方形)布设。

3)测点埋设：沉降点埋设如图2.1.8-1所示。测点用顶端磨平的Ф18钢筋打入地面下50cm，低于地面5cm，并同混凝土路面隔离。基点选择在施工影响范围之外、通视良好的地方。基点不应少于2个，以便进行联测，确保结果准确。 4)监测方法：通过对监测点相对于基点位移变化测定地表沉降的变化量。

5)监测频率：监测大致频率见附表。若设计有明确要求的以设计为准。

3周围建筑物的沉降观测：周围建筑物的沉降观测主要是监测由于施工而导致的周围建筑物产生不均匀沉降的情况，监测点应布设在待测建筑的墙角部位，或容易产生沉降的地方。监测频率一般应为一天观测一次，如果沉降明显，则应为1-2个小时观测一次。对于历史比较久远的房屋，应先请房屋鉴定部门对房屋的破损等级进行鉴定，然后再进行其观测。

4周边建筑物的倾斜：建筑物的倾斜观测主要针对比较高耸的楼体进行倾斜观测，其观测方法采用全站仪直线法进行观测。具体方法是在基坑影响范围外确定一地面点，将全站仪架设于此，在被监测建筑物上确定一条纵向边，用全站仪监测纵向边，纵向边的变化情况直接反映出楼体的变化。

1)点位布设：建筑物倾斜观测是在建筑物上布设上、下两点作为观

NN′a

M4

图2.1.8-2倾斜观测点位布设示意图

测点，各点位于同一垂直的视准面内。点位布设见图2.1.8-2。 2)观测点的埋设：在建筑物顶部及底部垂直面用砂浆抹平10×10cm的平滑面，在面上作出明显标志作为观测点。 3)量测设备：全站仪、钢尺，量测精度±1mm。

4)监测方法：通过上部观测点向下投点得同一垂直视准面的点，与原测点比较得出位移量。

5周边建筑物的裂缝：当建筑物出现裂缝时，在裂缝处涂沫石膏，观测石膏裂缝的变化情况。

6周围重要管线的沉降观测：进行管线调查，确定管线的破损情况，随着施工的进行，对管线进行沉降观测，确定其变位情况。根据施工的进度和影响程度，安排监测的频率与监测部位。

1)点位布设：点位布设根据基坑开挖宽度每条管线上布设3个观测点，监测点是将Ф10圆钢加工成三角钩后用铁条绑到管线上，绑扎要牢固，用油漆做好标记。

2)点位埋设：在变形稳定的地段引测水准点作为基点，用油漆做好标记。

3)量测设备：精密水准仪，挂尺，量测精度±0.1mm。 4)监测方法：通过对监测点相对于基点位移变化测定管线位移的变化量。 7拱顶下沉监测

1)点位布设：点位布设原则上按照5～10m设一个断面，如为车站则车站中洞及侧洞中线上各设一观测点，每10m设一断面；暗挖风道及换乘联络通道每20m设一断面，在靠近马门头处设一断面。

2)点位埋设：在变形稳定的地段引测水准点作为基点，监测点是将Ф10圆钢加工成三角钩后焊到安装好的格栅上，初喷

4

后钩子露出混凝土面，用油漆做好标记。

3)量测设备：采用精密水准仪，挂尺，量测精度±0.1mm。 4)监测方法：通过对监测点相对于基点位移变化测定拱顶沉降的变化量。

5)监测频率：监测大致频率见附表。若设计有明确要求的以设计为准。 8水平收敛量测

1)测点布置：与拱顶下沉测点布置在同一断面上，每断面2～3条测线，埋设时保持测线水平。

2)点位埋设：将Ф10圆钢加工成三角钩焊到安装好的格栅上，初喷后钩子露出混凝土面，用油漆做好标记。 3)量测设备：采用数显收敛仪，监测精度±0.1mm。

4)监测方法：利用收敛计测得断面两基点距离的变化，每次连续重复测读三次读数，取得平均值作为本次测点读数。 5)监测频率：监测大致频率见附表。若设计有明确要求的以设计为准。 9基坑底部隆起

基坑开挖后在周围土压力的作用下，基坑可能回弹，施工过程中必须加强基坑隆起的监测工作。具体做法如下： 隆起监测点设置在沿基坑及基坑1/4距离的位置上，竖井及盖挖段布设在纵横轴线上，暗挖车站隧道监测点每20m一处，并在基坑外选设水准点及定位点；隆起测设方法采用几何水准法，高程误差不大于1mm，在观测点位置预埋隆起观测标。

基坑隆起观测次数不少于3次：第一次在基坑开挖刚到底，第二次在坑底成型后，第三次在浇注结构底板混凝土之前。

4

10土体(围岩)应力监测

1)仪器设备：钢弦式土、水压力计及频率接收仪。

2)仪器安装：对于钻孔灌注桩护壁，土压盒安装是首先制作钢筋骨架，将土压力计绑扎于骨架上，再使用勘探用钻机成孔后，将骨架垂直下入孔中放于设计标高，将电缆线引至地面，其间空隙用细砂填实。若暗挖段土压盒安装在初期支护外侧，土体开挖后利用钢筋支架将土压盒贴壁固定在待测位置，直接喷射支护层混凝土即可。

3)测定方法：在安装前，采集各点的土、水压力初始值。并根据施工进度，对土压力计数值进行采集。

4)监测频率：土方开挖后第1周1次/天，以后测量频率为1次/周。

5)数据处理：每次测量数据可以得到土压力数值。并汇总成水土压力变化曲线。 11初支与二衬钢筋应力监测 1)仪器设备：钢筋计、频率仪。

2)仪器安装：将钢筋计串联焊接在被测主筋上，安装时应注意尽可能使钢筋计处于不受力状态，特别不应处于受弯状态，将钢筋计的导线逐段捆在邻近钢筋上，引到预埋的测试匣中，喷混凝土或二衬混凝土施作后，检查钢筋计的电阻值和绝缘情况，做好引出线和测试匣的保护措施。监测测点布置、监测手段与监测频率如表2.1.8及图2.1.8所示。

4

图2.1.8 监测测点布置示意图

表2.1.8 监测测点布置、监测手段与监测频率表 量测频率 类序观测名称 方法及 断面距离 备注 1-77-1515-3030天以别 号 工具 天 天 天 后 现场观每次开挖后2次/地层及支护1 情况观察 测地质立即进行 天 描述 地表、地面建施工拆撑时筑、地下构筑精密水每次开挖后2次/1次/1次/22 物与管线的准仪 立即进行 天 天 天 1次/3天 频率适当加常密 沉降观测 规监精密水每次开挖后2次/1次/1次/2 测3 拱顶下沉 准仪 立即进行 天 天 天 开挖后立即项进行或施工目每次开挖后2次/1次/1次/2拆撑时频率4 净空收敛 收敛计 立即进行 天 天 天 适当加密，拆撑后立即进行 每次开挖后2次/1次/1次/25 底部隆起 精密水 准仪 立即进行 天 天 天 选择2个代1次/1次/1次/21次/2-31 围岩应力 压力盒 表性量测断天 天 天 天 选面 测项选择2个代2次/1次/1次/21次/2-3 目2 拱架内衬主钢筋计、筋内力 频率仪 表性量测断天 天 天 天 面

4

2.2大断面分步开挖施工

大断面分步开挖法主要适用于地层较差的大断面地下工程，尤其是地面沉降的城市地下工程，包括中隔壁法(CD工法)和交叉中隔壁法(CRD工法)、单(双)侧壁导坑法等多种形式。 2.2.1中隔壁法(CD工法)和交叉中隔壁法(CRD工法)

中隔壁法也称CD工法，主要适用于地层较差和不稳定地层，且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD工法仍不能满足要求时，可在CD工法的基础上加设临时仰拱，即所谓的交叉中隔壁法(CRD工法)。CD法和CRD工法都是左右分块、上下分台的开挖方法，将大断面化成小断面，步步封闭成环，每个施工阶段都是一个完整的受力体系，结构受力均匀。而两种方法的不同处：CD工法是先将一个半块挖完后再挖另一个半块，CRD工法则是每层左右开挖后再挖下层。交叉中隔壁法施工程序见表2.2.1。

表2.2.1 交叉中隔壁法施工程序表

序号 施工顺序示意图 文字说明 1 超前小导管超前预注浆加固地层，采用CRD法施工。开挖左上部导洞并施做永久及临时初期支护。采用锁脚锚杆加固墙角。 开挖左中部导洞并施做永久及临时支护。采用锁脚锚杆加固墙角。 2

4

序号 施工顺序示意图 文字说明 超前小导管超前预注浆加固地层，开挖右上部导洞并施做永久及临时支护。采用锁脚锚杆加固墙角。 3 4 开挖右中部导洞并施做永久及临时支护。采用锁脚锚杆加固墙角。 5 开挖左下部导洞并施做永久及临时支护。必要时采用锁脚锚杆加固墙角。

4

序号 施工顺序示意图 文字说明 6 开挖右下部导洞并施做永久及临时支护。必要时采用锁脚锚杆加固墙角。 初期支护背后注浆。逐段拆除底部临时支撑，施作防水层，根据施工监控量测结果，必要时进行换撑施作底板、中板、下部边墙二次衬砌，预留钢筋、防水板接头。 7 8 逐段拆除剩余临时支撑，施作拱部、边墙防水层和二次衬砌，结构封闭成环。进行二次衬砌背后注浆。 采用中隔壁法施工时，每步的台阶长度都应控制，一般为5～7m。为稳定工作面，往往与预注浆等辅助施工措施配合使用，采用人工开挖、人工出渣方式。

CD工法和CRD工法在大跨度地铁车站中应用很普遍，在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点，尤其要考虑时间及空间效应，每一步开挖必须快速。特别是CRD工法对地面沉降的严格，所

4

以必须及时步步成环，工作面留核心土或用喷射混凝土封闭，消除由于工作面的应力松弛而增大沉降值的现象。地下工程工作面不应同时开挖。要注意当跨度小于6～7m时，不宜采用CRD工法，以避免因分块过多、空间过小、进度太慢而增大沉降值。如果时间加长，变位会增大，因而对于软弱不稳定地层，在超前支护的作用下，应快速施工，快速通过不良地层，这是减少下沉量的最有效方法。

施工过程中，为了控制地面沉降，除了应严格按施工工序和工艺流程的要求作业外，应采取如下措施：

1控制施工进尺及台阶长度。在工程超浅埋的条件下，一次施工进尺的间距越大，地面沉降瞬时值越大，且作用在结构上的荷载和内力的瞬时值也越大。另外，台阶过长，各阶段有充分的变形积累时间，因此将导致过大的变形。但是台阶过短，对掌子面的稳定不利，且不便安排作业工序，一般按3～5m控制。

2尽早设置临时仰拱，使支护结构成环。由于临时仰拱对抑制未闭合结构早期的下沉和水平位移起关键作用，所以各部仰拱设置的早晚及其封闭质量，将直接影响到各部结构的沉降和两侧土体的水平位移大小。开挖后的结构与仰拱施作最好同步进行，或者在开挖后的结构完成以后18h内封闭仰拱。 3管超前，严注浆，及时回填。

1)由于喷射混凝土的自重作用，在钢筋网面初期支护背后形成空隙，如不及时回填注浆，将很快上移，发展在地面沉降。但回填注浆过早易造成结构下沉，压力过大时可能会破坏结构。所以，要求回填注浆在临时仰拱封闭后及时进行，浆液采用水泥与细砂(两者之比为1：0.5)，按1：1水灰比灌入。注浆压力必须适当控制，一般应小于0.5Mpa。回填注浆时，应注意工程分部施工的结构接合部，如拱架连接处、拱架基

4

础、拱部衬砌与地层之间的间隙等。

2)为安装螺栓以及连接拱架之便，拱架连接处留有局部超挖空间，这是喷射混凝土死角，如不及时回填注浆，极易造成坍落。

3)拱架基础原则上应保持原状土，如超挖应回填密实，并垫钢板或木板，确保拱架不产生垂直位移，并需打设锁脚锚管，避免早期沉降量过大，该工序非常重要。拱部初支与地层之间的间隙应及时注浆填充。通常是滞后工作面3m左右，在拱部及左右45º拱腰拱脚处埋设注浆管，当喷好混凝土一天后即可填充。

4加强施工过程动态管理。

1)引起地面沉降的原因是多方面的，控制沉降措施也必然是多方面的。现场技术人员应时刻注意量测结果，随时发现失控点，及时采取补救措施，进行动态管理。

2)为了预防出现某点失控现象，可采取两种补救措施：一是高压回填注浆，二是洞内补充深层加固注浆。实践证明，采取上述措施，在工程实施的全过程中，地面沉降各土体水平位移按设计要求得到了有效控制。

3)CD法和CRD模筑混凝土施工是先用支承替换法施工底板，即分段拆除中隔壁，铺设防水板和施工底板混凝土，再用支撑恢复中隔壁，最后分段拆除中隔壁和临时仰拱，完成墙拱衬砌。

2.2.2单侧壁导坑工法

1单侧壁导坑超前台阶法主要适用于地层较差、断面较大，采用台阶法开挖有困难的地

图2.2.2 单侧壁导坑开挖步序示意

4

层。采用该法可变大跨断面为小跨断面。大跨多不小于10m，可采用单侧壁导坑法，将导坑跨度定为3～4m，这样就可将大跨变成3～4m跨和6～10m跨。这种施工方法简单而可靠，施工步序见图2.2.2。

2采用该法开挖时，单侧壁导坑超前的距离一般在2倍洞径以上，为稳定工作面，经常和超前小导管预注浆等辅助施工措施配合使用，一般采用人工开挖，人工和机械混合出渣。 3侧壁导坑尺寸通常根据机械设备和施工条件来确定，而侧壁导坑的正台阶高度，一般规定为台阶底部至起拱线的位置，这主要是为施工方便而确定的，范围在2.5～3.5m。下台阶落底、封闭要及时，以减少地面沉降。

2.2.3双侧壁导坑工法

1双侧壁导坑工法从最初的中间台阶法(即眼镜法)到改进的中间预留核心土法及适应于更大断面的加临时仰拱的中间预留核心土法，都是以台阶法为基础，用两侧封闭的超前导坑将大跨度分解为三个小跨的施工方法，主要适用于地层较差、断面很大、单侧壁导坑超前台阶法无法满足要求的地铁车站单层风道、区间折返线等工程。

2施工时，先开挖两侧的侧壁导洞，在导洞内按正台阶法施工，当隧道跨度较大且地质情况较差时，上台阶也可采用中隔壁法或环形留核心土法开挖，并及时施作初期支护封闭成环，双侧壁超前的距离相等或不等．预留土柱的各部分开挖时，纵向间隔的距离可根据具体情况按台阶法确定，每步的台阶长度一般控制在5～8m；具体开挖步序及步距控制见图2.2.3。

4

3施工控制要点：

1)由于开挖断面较大，特别是中洞，要根据地质情况做好超前预支护。

2)严格按设计要求控制好各部开挖步距。

3)为控制沉降，在上、下台阶格栅节点处做好锁脚锚管注浆。 4)左、右侧洞格栅步距控制是该工法控制难点，特别是曲线段，两侧洞格栅不平行会直接影响中洞拱部格栅架设质量，从面影响整个结构受力，造成安全隐患。因而要通过加密格栅控制点等方法加强测精度。

5)中跨开挖初支是本工法最大难点。由于中洞跨度较大，且在两侧洞开挖时，中洞拱脚部土体受到扰动，要根据情况进行预注浆加固处理，以防坍塌；当中洞拱部格栅与侧洞格栅连接困难时，要采取加强焊的措施确保格栅整体受力均衡。 ⑹要加强洞内及地表的监控量测。 2.2.4拆支撑与倒换支撑

1在采用分部开挖的大断面隧道开挖完成施工二次衬砌之前，需要拆除临时支撑及中隔壁。临时支撑及中隔壁要在整个隧道开挖完成且喷射混凝土达到设计强度之后拆除。拆除要分段进行，可以采用跳拆的方式进行，按拆除3m后监测数据分析后再定，一般应控制在6m左右。如下图所示，可

4 图2.2.4-1临时支撑拆除示意图

以同时拆除1、3、5部分，这部分二次衬砌施工完成后，再同时拆除剩余支撑。如图2.2.4-1所示。

2对于有些需要倒换支撑的隧道，为了保证倒换支撑的施工质量，可以在破除时就使破除的高度控制在二次衬砌底板面以下20cm左右，这样在浇注底板混凝土时，可以将中隔壁浇注在底板里，从而使中隔壁底座牢固可靠。如图2.2.4.2所示。

2.3特大断面分步开挖施工

特大断面的暗挖形式，常为车站主体工程所采用，分为几个导洞开挖，待侧洞或中洞衬砌施工完成后，剩余导洞暗挖完成，施作剩余结构。 2.3.1中洞法

中洞法施工程序见表2.3.1

表2.3.1 中洞法施工程序表 序号 1 施工顺序示意图 文字说明 超前小导管超前预注浆加固地层，施工小导洞，依次开挖1、2、3、4号洞室，采用锁脚锚杆加固墙脚，封闭初期支护。 图2.2.4-2倒换支撑示意图

4

2 铺设相应部位防水层，依次施工底纵梁(包括部分底板)、中柱、顶纵梁(包括部分顶部结构)，进行上部回填。 超前小导管超前预注浆加固地层，依次开挖5、6、7、8号洞室，采用锁脚锚杆加固墙脚，封闭初期支护。 逐段进行换撑，施作底部、拱部防水层，浇注混凝土，进行二次衬砌背后注浆，待结构达到一定强度后，切割拆除临时支撑， 模筑剩余部分二衬，铺设防水层，进行二次衬砌背后注浆，封闭结构，切割拆除剩余临时支撑，施作装修层及内部结构。 3 4 5 2.3.2侧洞法

1侧洞法施工就是先开挖两侧部分(侧洞)，在侧洞内做梁、柱结构，然后再开挖中间部分(中洞)，并逐渐将中洞顶部荷载通过侧洞初期支护转移到梁、柱上。具体施工步序见下表2.3.2。

2.3.2 侧洞法施工步序图 序号 施工顺序示意图 文字说明 1 施作超前预支护， CRD法分部开挖两侧洞

4

序号 施工顺序示意图 文字说明 2 在两侧洞内施作防水、底板钢管柱及顶纵梁 在两侧洞内施作防水、拱部衬砌，完成侧洞结构 3 4 台阶法开挖中洞拱部，并架设临时钢支撑 施作中洞拱部防水及衬砌混凝土，继续向下开挖中洞至底板标高 5 6 施作中洞底板防水及衬砌混凝土，中洞法施工完成，整个结构闭合 2施工控制要点：两侧洞施工时，中洞上方土体经受多次扰动，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体。该土体直接压在中洞上，中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌，具体处理方法见2.3.4一节。其余施工控制要点同双侧壁导

4

坑法。

2.3.3桩柱法

桩柱法施工程序见表2.3.3。

表2.3.3 桩柱法施工程序表 序号 施工顺序示意图 1 第二步：施做条型基础，施工边桩、钢管柱、顶、底纵梁，预留钢筋接头。回填边桩外侧与导洞间的喷射混凝土。 第一步：超前预注浆加固地层，开挖导洞施工，初期支护。开挖导洞时，先开挖下导洞后开挖上导洞，先开挖边导洞后开挖中间导洞。 文字说明 2 3 第三步：铺设防水层，回填导洞。小导管超前预注浆加固地层，开挖中跨、边跨拱部土体，施做初期支护。

4

序号 施工顺序示意图 文字说明 4 第四步：跳槽逐段退拆除导洞边墙，铺设防水层，立模浇筑结构拱部。 5 第五步：向下开挖至站厅板设计标高；敷设防水层，施作中站厅板，纵梁，内衬墙。 第六步：开挖至底板设计标高处；施作混凝土底板垫层、防水层、底板、内衬墙，施作内部结构。 6 2.3.4洞身开挖

1导洞步距：特大断面一般为多导洞同时开挖，前后导洞间开挖步距应严格按设计要求进行错步开挖。 2导洞连接处超前注浆

1)浆液选用：中粗砂、砂卵石地层往往很不稳定，浆液易选用改性水玻璃或水泥-水玻璃双液浆。

4

2)连接处注浆加强：除中导洞拱顶超前支护外，增加两侧导洞与中导洞相交部位顶部扰动土体的加固。此加固不但有利于地表沉降控制，保证施工安全，同时还可加强防水效果。具体加固措施如下：在两侧上导洞初支施工完成后，沿中拱开挖轮廓外，打设小导管，对导洞上方扰动土层进行注浆加固。导管环向间距0.6m左右，纵向间距同格栅间距，浆液选用结合地层，如图2.3.4所示。

图2.3.4连接处注浆加固示意图

3)端墙封闭：进行暗挖封端施工时，需要注意的是要及时封闭掌子面。由于从打设小导管到架立格栅所须时间较长，为防止掌子面暴露时间过长发生危险，应从上至下随架立完成随进行锚喷支护。封端墙的格栅要与上一榀格栅连接牢固，形成整体受力来承受掌子面的侧向土压力。

2.3.5洞内人工挖孔桩

1主要技术要求、标准及控制方法见表2.3.5。

表2.3.5 人工挖孔桩施工允许偏差表 序号 1 2 3 4 项目 顺桩排轴线方向桩位 垂直桩排轴线方向桩位 垂直度 桩径 允许偏差(mm) ≤75 ≤50 <0.5% 0，+50

4

控制办法：线坠配合尺量法。

2施工控制要点

1)测量定位：自上、下导洞内分别测量定出桩的上、下中心位置，在桩周放出桩心十字线以标记中心位置。测量中要及时复合检查，保证桩的上、下中心的连线垂直。

2)上、下导洞桩周围注浆加固：在需要挖孔的位置，根据设计沿挖孔护壁外面圆周位置打设注浆锚管，上、下导洞同时打设。注浆导管应与施工导洞钢格栅及挖孔桩护壁间有可靠连接。注浆锚管竖向角度偏差小于5°。 3)桩孔土方开挖

①普通地层开挖支护：施工桩孔开挖采用跳挖法，隔3桩挖1桩，施工净距不得小于5.0m。人工挖孔桩采用分节挖土，分节支护的施作方法。桩孔人工开挖，弃土装入吊桶，用多功能提升架提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场。根据地质状况(主要是保持直立状态的能力)，挖孔桩护壁每节进尺0.5～1.0m。在开挖第一节桩孔前，先破除桩位置的上导洞底部格栅。开挖第一节桩孔，安装护壁钢筋，要确保整个护壁钢筋的连接质量，且顶部护壁钢筋必须与导洞底部格栅钢筋有可靠连接。支第一节护壁模板，灌护壁混凝土。第一节护壁混凝土高出地面20cm，便于挡水和定位(建议采用可循环使用的井圈箍)。第一节孔圈护壁应比下面的护壁厚100～150mm，上、下护壁间的搭接长度不得小于50mm。中心线应与桩孔轴线重合，其轴线的垂直度允许偏差不大于0.5%。每三节进行桩的垂直度检查一次，以保证桩的垂直度。孔桩开挖、支护分段如图2.3.5-1所示。

4

②穿过粉砂层的成孔措施：粉细砂层自稳能力极差，当人工挖孔桩穿过粉细砂层成孔困难时，可采用插板法开挖，适当减少，一般以0.5m为宜。采用木板或竹板条超前支挡，开挖后及时浇筑护壁混凝土(见图2.3.5-2)。当上述措施仍不能顺利成孔时，则应及时封闭作业面，通过③挖孔桩成孔的质量控制 a开挖前桩位应准确定位放样，并从桩中心位置向四周引测桩中心控制点。当第一节桩孔挖好并安装护来校正模板位置，并在第一节混凝土护壁上设十字控制点，每节护壁模板的安装必须用桩心点校正模板位置，检查护壁厚度。 壁模板时，必须用桩心点并将桩孔每节开挖高度

150150150D50050～100501000正常地段粉细图2.3.5-1 正常地段挖孔施工示意图

分节注浆，配合钢导管通过粉细砂层。

150150D粉细砂层b挖孔桩成孔应满足表2.3.5图2.3.5-2 穿越粉细砂层挖孔示意图 图6.2.3-2 挖孔桩过粉细砂层示意图所示的允许偏差。

单位：mm

4

50050～10050500

c桩孔开挖后及时灌注护壁混凝土，灌注护壁混凝土时，采用钢钎或木棒反复插捣，确保混凝土灌注密实。

d终孔时应清除护壁污泥、孔底的残碴、浮土、杂物和积水。检验合格后，应迅速封底，安装钢筋笼，灌注桩身混凝土。 4)钢筋笼的制作与安装

①结合上、下导洞高度，决定钢筋笼分节长度。由于导洞内空间小，钢筋笼安装时，可在人工挖孔桩内现场安装，钢筋从上导洞挖孔桩内与下导洞预埋底拉梁上钢筋连接，待主筋安装完成后，从上向下穿箍筋或在主筋安装前预先在底拉梁预埋主筋上穿好箍筋，从下向上绑扎钢筋笼箍筋。在钢筋安装过程中，应做好孔内安全保护措施，作业人员必须带安全带等防护用品。

②钢筋绑扎前要清理干净底拉梁上杂物等，并凿毛后用高压风或水冲洗干净，钢筋笼绑扎后进行检查，保证桩与拉梁连接牢固，避免混凝土浇注后在桩底和拉梁的施工缝位置产生薄弱面。

③钢筋笼绑扎完成后检查钢筋笼的垂直度等满足设计要求，并经监理工程师检查合格后方可进行下一道工序的施工。 5)下导洞桩立模：钢筋笼绑扎完成并经监理工程师检查合格后进行下导洞部分桩周围模板的架设，模板采用人工加工。由于边桩围护结构在主体结构防水的外面且桩间需要同标号混凝土填充，在桩施工时直接做成方形如图2.3.5-3所示。模板架设过程中要随时检查，保证桩的保护层

图2.3.5-3 下导洞立模示意图

4

厚度满足设计要求不小于50mm。

6)边桩混凝土施工：混凝土下料采用串筒，或用混凝土溜管，不得在孔口抛铲或倒车卸入；混凝土浇筑应连续分层浇筑，每层厚度不得超过1.5m，宜用插入式振动器和人工插实相结合的振捣方法，以保证混凝土的密实度。当机械或人工振捣困难时，可利用大坍落度的混凝土下沉力使之密实，但桩上部钢筋部位仍应用振捣器振捣密实。

7)挖孔桩施工安全措施：挖孔桩适用于多种地层，特别砂卵石粒径较大(浮石、孤石)地层各种钻机不易钻进，挖掘机施工则会有其优越性，同时对机械设备投资、作业施工场地需求较为容易，但施工易出现风险，为此施工中应重点采取以下措施确保施工安全：

①施工前尽量确保挖孔地层中不含水，否则施工前予以孔外排水或孔内降水。

②作业施工前和施工过程中，必须对孔内进行通风、排风，满足孔内空气流动的需求。

③进行下孔开挖作业人员必须佩带安全帽，同时洞内下放安设必备照明设施。

④下孔人员自身必须佩带安全绳，安全背带要注意正确使用(双肩穿越下系腰部，并用安全绳系地表安全稳定处)。同时人员上下桩孔必须通过软爬梯上下，严禁直接采用辘轳吊，直上直下。

⑤在洞口施做30cm高的砂袋或方砖围堰，防止洞内作业施工时地表石块、杂物不慎掉入洞内，造成人员伤害。 ⑥施工前严格检查作业工具，辘轳的保险措施(即防倒转设施)安全可靠；在洞上布设井架时，确保井腿安设牢固，防止吊装过程中移动。

4

⑦挖孔施工时，井架四周设置简易围挡，杜绝他人进入作业区。

⑧洞内挖孔时严格遵循挖孔作业规程，杜绝超挖、欠挖、随意开挖现象。同时根据地层严格控制每循环作业长度。 ⑨在上一循环护壁没有达到强度前，坚决不进行下一循环开挖。

⑩进行上岗作业人员必须轮流开挖，杜绝疲劳作业。并且上岗之前必须签收安全技术交底和接受安全质量教育。

2.3.6钢管柱

钢管柱是地下车站的重要工程构件。它首先作为施工过程中的临时支柱，在车站结构尚未封闭前，承受地下各层已施作完毕的框架结构自重及各种施工荷载，车站结构封闭后，它又做为车站的永久性的主要竖向承载与传力结构。钢管柱施工质量直接影响车站整体质量。

为保证钢管柱的整体性，尽量减少接头，通常只在钢管纵梁处设一接头，分为两节进行洞内吊装、拼接。相应钢管柱的钢筋笼亦分为两节，自上导洞运入，并在上导洞内经开挖的桩孔由上向下逐节吊装拼接。

1钢管柱的施工测量：钢管桩精确定位测量严格执行“三级”复核制，精确测定桩心十字线。钢管柱加工时将钢管的中心十字线标定于钢管上，将钢管柱的十字线设计位置标定于基座上。钢管柱安装时用钢管的十字线对基座十字线，柱顶则直接用吊点对钢管中心。 2钢管柱安装

1)钢管柱运输通过自制的车辆运输到吊装场地，配合简易吊装平台或预先安装在初期支护上的吊环，通过手拉葫芦在设计位置吊点吊起，然后放入桩孔中，从上向下分节安装，最后

4

与预埋在底纵梁上底脚螺栓拧紧连接。安装时用槽钢双卡在桩孔口卡住管节顶，相邻两节钢管法兰对正，采用定位夹具保证接缝密合、上下轴心一致，检查无误后，用高强螺栓拧紧连接。钢管柱吊装见图2.3.6-1。

2)规范要求钢管柱的垂直精度不大于柱长的为保证精度，施工中采用了独特有效的对中定位装置——钢管柱定位法兰盘，如图2.3.6-2所示。 3)底纵梁钢筋绑扎、立模浇注混凝土前，在其上设计位置安装钢管柱下端定位法兰盘，法兰盘法兰孔与钢管柱安装孔位一致。法

图2.3.6-2钢管柱定位法兰盘 图2.3.6-1 钢管柱吊装图

1/1000，并不超过15mm，钢管柱的位置偏移不超过±5mm。

兰盘应与底纵梁钢筋固定牢固(保证法兰盘在混凝土浇注后能顺利取出，以便钢管柱的安装)，然后在其上安装钢管柱底脚螺栓，螺栓拧紧连接，确保在底纵梁混凝土浇注过程中底脚螺栓不移位。法兰盘底面标高应不低于底纵梁混凝土顶面标高。待底纵梁混凝土达到设计强度后进行钢管柱安装。

4

4)安装完后，复查钢管垂直度、桩中心位置及管顶标高，检查无误并用型钢临时固定后，在柱与桩间上、下两部分各浇50cm(高度结合实际情况确定)混凝土，中间填砂进行固定。 5)为防止浇注固定钢管柱外包混凝土污染其表面，不利于以后钢管柱防锈处理，在浇注钢管柱外包混凝土之前，应用彩条布进行包裹处理，并对管口用尼龙袋封闭，保证管内的清洁。 3钢管柱施工质量保证措施

1)钢管柱施工期间，建立施工技术、试验检验、机械维护、工地协调值班制度，检查督促工序施工质量和工序的衔接，及时解决出现的问题。

2)洞外存放时上设篷布遮盖防雨，以防钢管柱锈蚀。 3)钢管柱灌注前和灌注中严禁碴土及其它异物掉入钢管内。 4)严禁硬物碰撞和违章单点起吊钢管柱，避免钢管柱变形。 5)认真作好各项原始施工记录，按规定专人办理各项隐检。 6)钢管混凝土质量用敲击钢管的方法初验，如声音异常，应用超声波检测，对混凝土不密实的部位，采用钻孔压浆补强，然后补焊封固钻孔。 4钢管柱施工安全技术措施

1)在装卸及运输过程中，采取支顶、加固、捆绑等有效措施防止钢管柱变形、滚动。

2)工地内设专用堆场放置钢管柱。放置方式为单层放置，其两侧用方木塞实，以防止滚动伤人。

3)起重吊物必须专人指挥，严防机械设备碰撞。 2.3.7车站大断面衬砌施工

1施工方法简述

1)结合北京地铁实际施工情况，目前车站大断面衬砌施工一般分四步：第一步：施工底纵梁及部分底板；第二步：施工钢

4

管柱顶纵梁；第三步：衬砌两侧拱；第四步：开挖中拱及中拱衬砌。

2)为控制地表的沉降，拱部衬砌采用跳衬施工，即分段间隔拆除中隔壁及分段绑扎钢筋，衬砌长度每模按6m，采用轨行两侧分离式整体模板台车或组合钢模板一次性模筑成型；衬砌顺序按线路方向施工。用混凝土输送泵泵送混凝土至衬砌位置。

3)在施工中拱时，为了避免侧拱开裂，设计在施工顶纵梁时，侧面预埋钢板，中拱开挖后在两顶纵梁内侧架设钢支撑固定两侧拱，并根据监控量测情况决定是否继续架设。结合现场施工实际情况，可采用架设型钢组合卡梁方法避免侧拱开裂，具体方法为：在车站边桩顶冠梁外侧预埋钢板，侧拱衬砌完毕后，在顶纵梁下侧架设型钢组合卡梁，与边桩顶冠梁预埋钢板焊接，对侧拱进行加固；同时将中洞底开挖标高降低至两侧导洞墙脚标高处，增加底板格栅混凝土，与两侧导洞初期支护格栅焊接并喷实混凝土，使之成为整体。 4)该施工方法有以下有利因素：

①可使侧拱承受的拉应力及压应力都受到组合卡梁的约束控制，而只在中拱架设支撑，不能约束侧拱向外位移，防止侧拱开裂；

②在侧拱架设卡梁可与中拱开挖平行作业，不相干扰，可有效提高施工速度，缩短工期；

③可不需要在顶纵梁上预埋钢板，使结构表面更为美观； ④将中拱开挖标高降低后，可与两侧导洞初期支护连成整体，增加中洞的整体稳定性，减少地表沉降值； 2施工控制要点 1)施工钢管柱顶纵梁

4

①搭设作业平台：采用碗扣式脚手架，横排竖排间距0.6m，上面满铺木扳，作为绑轧钢筋及施工混凝土操作平台。因顶纵梁混凝土及钢筋自重较大，操作平台必须牢固并具有足够稳定性。

②支立模板：采用木(竹)胶板配合100×100mm的方木现场制作模板和定做钢模板。模板支撑采用100mm的方木或工字钢支撑在脚手架平台或导洞初支钢格栅上，中间夹木楔固定牢固。由于中拱侧顶纵梁与初支间空间小，应结合现场实际选用支撑方式，具体如下：一般80cm以内采用37砖墙柱，在砖墙柱间横向架设方木并在其上固定木(竹)胶板；80cm以上采用方木直接支撑木(竹)胶板。具体模板架立见图2.3.7-1。 ③绑轧钢筋：按设计图纸尺寸及要求将钢筋下料并绑扎，并预埋中拱上、下铁钢筋。

④浇筑混凝土：钢筋绑扎完毕后，检查预埋件的设置以及模板的支立情况，合格后浇筑混凝土，应预留后浇带。混凝土采用输送泵泵送到浇筑位置，采用插入式振动器振捣，以保证混凝土密实度。浇筑过程中应有专人盯模，防止跑模及漏浆。等混凝土强度达到设计要求强度时，拆除模板进入下一循环施工。

图2.3.7-1 顶纵梁模板支立示意图

4

2)施工侧拱衬砌，施工顺序如图2.3.7-2。

①分段拆除上导洞内的中隔壁并施工防水层

拆除中隔壁的速度应比衬砌提前一模，避免拆除后搁置时间过长，导致拱顶下沉，拆除时搭设脚手架平台，用风镐凿除并处理基面。防水基面要做到清洁、坚实、平整，其平整度应符合D/L=1/6～1/10(D为基面相邻两凸面间凹进去的深度，L为基面相邻两凸面间距离)；喷射混凝土施工完毕后，对漏水较严重的部位应在初支喷射混凝土背后进行注浆堵水处理；在铺设全包防水板前，基面上不得有明水；铺设防水板的基面应平整，在铺设防水板前应对基面进行砂浆抹面处理；基面上不得有尖锐的毛刺，特别是喷射混凝土表面经常出现较大的尖锐的石子等硬物凿除干净，并用1：2.5水泥砂浆覆盖处理，避免浇筑混凝土时刺破防水板。基面处理完

图2.3.7-2 拱部衬砌施工顺序图

毕后，敷设土工布缓冲层及防水板，按设计要求安装止水条、带等防水设施。防水板焊接牢固，检查有无破损及漏气现象，合格后方可进入下道工序施工。 ②分段绑扎钢筋并衬砌

4

a.架立碗扣式脚手架，横排及竖排间距0.9m，满铺木板作为绑扎钢筋的操作平台。将下料的钢筋人工搬运到作业平台，绑扎衬砌钢筋，并与顶纵梁预留钢筋用接驳器连接；预留甩筋处，浇筑混凝土前用棉纱堵孔，防止漏浆；预留钢筋接驳器处采用泡沫塑料板进行保护。衬砌混凝土采用轨行式模板台车，将加工完并经过受力验算的台车运到工地，由厂家技术人员指导拼装就位。模板台车在使用前先将模板表面打磨光滑，无锈蚀，在表面涂刷脱模剂。模板台车简图如图2.3.7-3所示。

b.灌注混凝土采用混凝土输送泵车，将输送管接到衬砌位置，端部采用软管接到模板台车混凝土输送口，泵送混凝土。两侧混凝土要间隔分层浇筑，分层高度30～50cm；因外侧拱混凝土方量比内侧大，浇筑时，外侧高度应比内侧适当放低。用振动棒或附着式振动器振捣混凝土或模板。封顶时要从检查孔检查，防止跑模或涨模。

③施作侧拱组合支撑

侧拱衬砌完毕后，为避免中拱开挖导致侧

图2.3.7-3 模板台车简图

拱开裂，在侧拱顶纵梁及边桩顶冠梁间加设组合固定支撑。

4 图2.3.7-4 型钢组合支衬布置示图

例如：北京地铁五号线3标天坛东门站采用架设型钢组合卡梁方法，以避免侧拱开裂。施工时支撑采用两根I20a工字钢对焊，焊缝长度20cm，间距1.0m，上下焊缝错开，如工字钢长度不够需接长时，采用连接钢板(400×60×10)进行搭接焊连，焊接接缝必须错开不小于60cm，保证焊接质量，支撑梁长度为8.6m。在顶纵梁的两侧焊夹板，夹板采用500×200×10厚钢板与40cm高I20a工字钢焊接而成，必须保证焊接时夹板与顶纵梁两侧密贴。沿顶纵梁方向架设碗扣式脚手架，作为组合梁的支撑，防止工字钢坠落伤人。支撑梁纵向间距1.5m与边桩顶冠梁预埋钢板焊接，如遇到与钢管柱位置冲突时，调整支撑位置，避开钢管柱。支撑梁必须与线路中线垂直，两端标高一致。支撑架设示意图如2.3.7-4。

④开挖中拱并施作初期支护

a.两侧拱衬砌完毕并架设组合型钢后，进行中拱开挖。中拱的加强环梁及暗梁已施作完毕，可直接破除格栅开挖中拱。施工时注意两侧防水板的保护，将中拱格栅与两侧导洞格栅焊接牢固。拱部开挖支护与支护施工时，每循环进尺按格栅间距。先施工超前小导管，对小导管注浆后开挖拱部土体，架立拱部格栅，焊接纵向连接钢筋、挂网，最后喷射混凝土。

4

b.施工时严格贯彻暗挖“十八字方针”，上下台阶拉开距离严格控制，每循环土方开挖完成后，根据掌子面情况进行10mm喷射混凝土封闭掌子面。为增加中拱的稳定性、加快施工速度、以及后续施工的快捷方便，中拱开挖至与两侧导洞墙脚标高相同的位置，凿除喷射混凝土，用格栅与两侧导洞格栅焊接连接并喷射混凝土封闭，这样就使中拱格栅与两侧拱初期支护连成整体，有利于中拱初期支护的稳定。底板格栅与拱部格栅纵向步距一致，并焊接纵向连接筋。中拱开挖及初支如图2.3.7-5所示：

⑤中拱衬砌

图2.3.7-5 中拱开挖及初支图

a.中拱开挖初支完成后先进行基面处理，对于初支面表面的钢筋头等尖锐物进行割除，并用砂浆抹平。铺设土工布缓冲层并敷设防水卷材，绑扎衬砌钢筋与两侧拱预留钢筋用接驳器连接。钢筋绑扎完毕后，检查断面尺寸，预埋件及防水设置等的预埋。台车组装就位。涂刷脱模剂，对台车进行加固，确保不跑模，不变形，用混凝土输送泵泵送混凝土入模。衬砌时派专人盯模，如出现问题及时处理。浇筑时对称浇筑，两侧高差不大于0.5m，以防台车偏压跑模，在台车拱顶位

4

置放置10t千斤顶，在灌混凝土前对台车向下预加压力，防止台车上浮。

b.待混凝土强度达到设计强度70％时，拆模转入下一循环施工。

4

3重点部位施工现场控制要点

3.1倒挂井壁法竖井施工

3.1.1竖井施工

1竖井施工前，采用人工在竖井施工位置挖十字型沟槽，槽深一般不小于1.5m，以探明该处的地下管线缆沟，如发现管线及时与其业主联系，采取措施进行保护。竖井施工分成竖井锁口圈、竖井井身、井窝三部分。

2先整体开挖井口基坑，模筑施工锁口圈，待混凝土达到设计强度80%，开始安装竖井提升井架。竖井开挖，按照先两边，后中间的原则逐层向下开挖，每次开挖深度按格栅进尺，喷混凝土，并随开挖顺序分部安装环向格栅钢架、打设锁脚锚管、全断面初支闭合后，再开挖下一层，直至井底，浇注混凝土封闭井窝。竖井施工中及时设置横向支撑。

3在竖井施工的同时，进行井架和提升运输设备的安装、调试，成功后改由机械提升出碴，碴土在井边统一堆放，夜间用卡车运至弃碴场。

竖井开挖支护顺序如图3.1.1所示。

Ⅳ③AⅡ横向支撑①⑤③Ⅳ①ⅡA⑤①AA①图3.1.1 竖井开挖支护顺序图

说明：图中①③⑤序号代表竖井开挖顺序，Ⅱ、Ⅳ、代表竖井支护施工顺序。

3.1.2竖井马头门施工

1竖井马头门即竖井与联络通道交叉处，此处是明、暗挖施工

4

结合点，结构受力复杂，采取以下方法和措施以保证施工安全。

1)超前支护：竖井马头门破除前先施作大管棚或小导管进行超前支护。首先在井壁上放出联络通道开挖外轮廓线位置，其次在横通道拱顶范围内准确标出超前大管棚或小导管位置，最后钻孔安设大管棚或小导管并进行注浆加固土体。 2)分部破除马头门处井壁喷混凝土，割除格栅钢架：超前支护完成后，马头门开挖采用台阶分部法施工，上台阶环形开挖，预留核心土，每循环进尺按格栅，破除马头门上部竖井井壁混凝土，分块割除该部位格栅，架设联络通道上部第一榀格栅钢架，并将其主筋与周围的竖井井壁钢格栅牢固焊接，并及时喷混凝土支护。待上台阶完成3～5m开挖与初支后，破除下部竖井井壁混凝土，割除该部位的钢格栅支撑，架接下部第一榀格栅钢架，同样将其主筋与周围竖井钢格栅牢固焊接，并及时喷混凝土形成初支闭合。

2为确保马头门立体交叉结构的安全稳妥和控制地表沉降，需加强以下安全措施：

1)待联络通道加强环梁施作完成，并达到设计强度后方可进行开口施工；

2)开口施工前在马头门处埋设拱顶下沉、周边收敛点及钢筋计，加强监控量测；

3)马头门中隔壁格栅(如有)应与竖井横撑焊接牢固，并喷混凝土支护。马头门断面与竖井联接处设三榀密排格栅钢架，必要时架设临时横撑；

4)开口施工化大为小，环行开挖，快速封闭，先破除开挖断面上台阶范围内的竖井初期支护，环行掘进，留置核心土，并迅速封闭上台阶初期支护，上台阶施工3～5m后，施工下

4

台阶，而后转入施工通道的正常施工；

5)结构上加强处理：竖井初支施工时分段施做施工通道马头门加强环梁，并留置与通道相连的钢筋甩茬。

3.2暗挖风道与主体交叉部位开口施工

风道进入车站主体交接段是一个受力极为复杂的特殊结构，见图3.2，第一由风道标准断面变为开挖车站主体的横通道大断面施工，第二由横通道转向车站主体多导洞施工的空间体系转化。为确保结构的稳定性、控制地表沉降，顺利实现导洞开挖转换过渡，需

图3.2 风道开挖与主体关系图

重点加强风道与主体交叉部位开口施工。 3.2.1纵向开挖导洞断面挑高

1风道与主体交接段，通常存在渐变段使得开挖断面由小变大，断面需上挑施工。

2在变断面施工时，适当加密格栅，每开挖一榀格栅应做到快速封闭，适当加密小导管和增加打设范围，在下一榀格栅开挖前做好开挖前的超前预支护注浆措施。变断面施工时根据现场实际情况增加临时仰拱，开挖采用CRD法(四横联八分部)施工，大断面施工仍采用CRD法(三横联六分部)施工，

4

在风道结构封闭成环后，根据监测情况和主体施工需求来破除临时仰拱进行主体导洞开挖施工。

3.2.2转向车站群洞的开口施工

1首先，主体导洞开口施工时，需要破除的初期支护面积比较大，在风道二次衬砌施作之前直接进行马头门破除，将土体侧压力等外力释放转换施工是地铁浅埋暗挖施工的特殊工序，如不采取加固措施，风险极大。其次，上导洞拱顶距离地面覆土一般较浅，对管线保护要求高，拱顶可能处于粉细砂及砂卵石层上，极易坍方，需要采取切实可行的超前支护措施。第三，由于多导洞开挖，容易产生群洞效应，对控制地表沉降不利。

2鉴于以上原因，在施工中采取的对策是：第一，在风道内施作加强环梁，进行受力转换。第二，上、下导洞均打设大管棚结合小导管进行超前支护，并在导洞粉细砂和卵石层带配合注水泥～水玻璃或改性水玻璃浆，以杜绝坍方，保证路面和管线的安全。第三，采取科学有效的施工顺序和步距，减小沉降。第四，加强监控量测，以信息化指导施工。 3具体施工方法：

1)土体支护：根据施工需求和设计要求，分别从上、下导洞进行车站主体管棚施工。并在车站管棚施工完毕后，从风道内对主体小导洞进行预加固。

2)加强环梁施工：待车站主体管棚和超前小导管施作完成后，在风道内设置加强环梁，加强环梁的钢筋与管棚和小导管外露50cm部分，连成整体喷射混凝土后，以增加刚度。为加快施工进度，首先封闭下面三个导洞加强环梁后，进行导洞1、2的开口转换施工；再封闭上面三个导洞加强环梁，全部加强环梁施工完成后，进行上面3个导洞开口转换施工。

4

施工时分段破除风道初衬轮廓，留置钢格栅，将环梁主筋从钢格栅穿过并锚固在一起，喷射混凝土进行封闭，依次破除初衬另一段轮廓直到整个马头门轮廓完成，加强环做法见图3.2.2-1。通过马头门加强环将六个导洞连为一体，各个导洞变为一个受力整体。从图示可以看出上、下导洞通过格栅锚筋与风道及主体进洞拱部加强环梁联结为一个整体，从而保证了破除马头门时结构的整体性和稳定性。

图3.2.2-1 加强环梁施工

3)车站主体开洞施工：车站主体开挖施工应先开挖下导洞后开挖上导洞，同层间先开挖边导洞再开挖中导洞，待主体加强环梁施工结束后进行开挖施工。开挖施工遵循以下施工步骤。

①主体开挖轮廓定位放样：测量专业工程师准确定位主体导洞开挖轮廓线。

②拆除风道初支面：首先注浆加固地层，破除风道靠主体侧边墙格栅部位的支护结构，破除宽度按50cm进行，安装主体第一榀格栅及锁脚锚管并喷混凝土支护，再拆除该部位主体掌子面其余支护结构。

4

③主体第一榀格栅施工：第一榀格栅安装时应与风道预埋主筋焊接，确保焊接长度，格栅安装完毕后及时喷射混凝土支

风道开挖初支和封端 下导洞超前预支护 （管棚，小导管） 上导洞超前预支护 （管棚，小导管） 施作下导洞加强环梁 导洞1开口施工 导洞2开口施工 导洞3开口施工 （滞后导洞1 8m） 施作上导洞加强环梁 导洞开5口施工 导洞6开口施工 导洞7开口施工 （滞后导洞5 8m） 导洞8开口施工 （滞后导洞6和8 8m） 导洞4开口施工 （滞后导洞2和3 8m） 图3.2.2-2车站主体开口施工流程图

护。

④破除掌子面进行下一循环土体：进洞第一榀格栅施工完毕后，破除掌子面支护结构，进行第二榀钢格栅开挖安装，并快速喷混凝土封闭，确保土层稳定。

4)导洞开挖施工顺序(车站开口段施工顺序见图3.2.2-2)。

①初期支护及地层加固后，先后开挖1、2号导洞土体，施作初期支护及锁脚锚杆。

②继续开挖3、4号导洞土体并进行初期支护。1和3导洞，2和4导洞之间纵向步距5-8m.，3和4导洞之间纵向步距5-8m.。

4

③上导洞开挖按照5-8的顺序施工，施工纵向步距类似下导洞，原则是上、下，左、右导洞的步距控制在5-8m。

3.2.3转换体系施工中质量安全控制要点

1加强结构受力转换时的监测，及时反馈信息，由监测反馈信息指导施工，做到信息及时，严密监测；信息反常，即刻采取应对措施。

2严格遵循浅埋暗挖“十八字方针”规范施工。

3严格控制各导洞开挖步距及各部工作面间隔距离，降低群洞效应，减少沉降叠加。根据施工中的经验，各导洞间工作面的合理距离应控制在12-18m或按设计要求控制距离。 4为了减小地面沉降，导洞暗挖施工中，应及时打设锁脚锚杆，格栅底部铺木板增加受力面，并喷锚牢固。

5针对浅埋暗挖风险比较大的特点，施工中应制定防坍塌及管线保护措施以及详细的应急预案。配备抢险应急物资如编织袋、方木、小导管等，放在掌子面位置，以便发生险情时立即到位。

3.3挑高段等断面变化部位

3.3.1断面转换施工方法

断面转换施工是地铁施工的一大特点，暗挖施工有多种不同的衬砌断面类型，断面变化点较多。这些断面变化处有的尺寸相差不大，直接过渡即可，例如军事博物馆站～盾构竖井始发接收竖井区间标准段与减震段断面由6×6.48m变为6×6.69m，仅高程方向变化21cm，直接过渡即可；对断面尺寸相差较大的，须采用一些技术措施才能实现安全过渡。断面转换一般分为两类：一类是由大断面向小断面的转换过渡；一类是由小断面向大断面的转换过渡。

1大断面向小断面转换施工方法：常规的作法是将大断面全部施作到设计位置后，先施做封端，再破除混凝土进入小断面

4

施工。这样施作工期长，破除量大。当大断面或大断面的某一分部开挖至设计位置，自上而下架设格栅挂网喷混凝土封端，同时架设小断面或小断面的某一分部的格栅，作为开口的环框，逐渐过渡到小断面或小断面的某一分部。为方便架设，将小断面格栅分成若干片，作为开口圈梁，用所示。

2小断面向大断面转换施工方法：小断面过渡到大断面，通过上挑、拓宽实现。当两断面相差不大或处于硬质围岩的情况下，直接采取错台方式实现断面转换；当断面尺寸相差较大时，采取转换施工方案、配合超前支护手段、利用格栅喷射混凝土逐渐加高加宽断面的渐变形式实现，上挑坡度按1：2设置(如有设计按设计施工)。在大小断面间架设不同大小的异型格栅并喷混凝土支护，逐渐过渡到大断面或大断面的某一分部；在大小断面变化点，增设锁口或过梁，注浆加固该段拱墙土体。具体如图3.3.1-2所示。

图3.3.1-1 大断面向小断面转换图

焊接方式连接在一起，喷射混凝土封闭。具体如图3.3.1-1

4

图3.3.1-2 小断面向大断面转换施工图示

3.3.2断面过渡技术措施

断面转换施工是本工程的重难点之一，为确保安全过渡，在施工中需按不同类型考虑应力集中及洞室之间力学效应，紧扣浅埋暗挖法基本原则，根据断面间相互关系和采用工法情况，合理设置变坡坡度，充分利用超前支护手段加固围岩，利用格栅挂网喷射混凝土实现断面过渡，及时模筑混凝土。具体技术措施如下：

1合理安排施工顺序，包括开挖顺序、二衬施作顺序等； 2合理设置变坡坡度；

3充分利用超前支护手段加固围岩，在断面转换地段，密排注浆小导管。对渡线区洞室间围岩间距小的地段注浆加固土体，必要时施做对拉锚管(ф42钢管)，锚管长按洞室间土体厚度加两侧洞室初期支护厚度考虑，梅花形布置，并与初期支护格栅焊接在一起；

4适当调整洞室台阶长度，在上挑时，延长台阶，以便于施工和支撑稳定掌子面，在洞室施工时，缩短洞室台阶长度，实现初期支护尽早封闭；

5保持格栅拱脚稳定性，采取拱脚垫木板并施打锁脚锚杆(管)注浆，以减小沉降； 6及时进行拱背注浆；

7减小格栅间距，增加纵向连接筋，以增加初期支护刚度；

4

8加强监控量测，及时反馈、分析信息，指导施工。

3.4平顶直墙施工技术要点

平顶直墙结构相对拱型拱顶而言，拱顶自稳性很弱，暗挖施工时，顶部极易出现坍塌现象，所以进行平顶直墙段开挖时都要快速开挖、快速进行锚喷支护，防止地层应力释放后发生坍塌。平顶直墙段暗挖施工中主要应对措施：

3.4.1采用大管棚和超前导管组成超前支护体系，运用定位注浆施工技术，对地层进行预加固。无论是砂层还是土层都要认真注浆，如果土层中含水量较大，进行平顶直墙的暗挖是比较危险的，必要时可封闭掌子面注水泥浆进行止水。但是平顶暗挖段往往是避让重大管线的地段，所以小导管的打设和注浆都要注意，首先不要破坏到管线，其次要控制注浆压力和注浆量，不要注入管线内。 3.4.2开挖至端头后，及时封端，打设导管全断面注浆封堵端头。 3.4. 3缩短开挖步距，每榀格栅均打设超前导管，同时掌子面也打设注浆导管，确保掌子面土体稳定。

3.4.4施工中采用短进尺、快开挖、及早封闭、及时进行初支背后回填注浆，保证初期支护与土体间密实。

3.4.5采用CRD法施工、各分部严格开挖进尺，开挖后及时施作初期支护，并闭合成环。平直段格栅的竖壁在暗挖过程中受力较大，故竖壁格栅底部要与土层紧密接触，一般采用在格栅底与土层之加设木板或方木垫块，以防止产生沉降。 3.4.6施工中加强临控量测，及时反馈指导施工； 3.4.7及时进行初支背后回填注浆。

3.5斜坡段施工技术要点

4

地铁车站出入口斜坡段坡度一般约为30°左右。由于斜坡段施工时坡度大，在格栅架立范围内竖直方向上的增量就达110～156mm，顶拱格栅安装完成后底拱格栅就会侵入结构净空且顶部存在较大程度的超挖，具体示意见图3.5。 图3.5 斜坡段顶、底拱超挖示意图

斜坡段初支格栅在竖直方向加长，根据格栅断面尺寸和斜坡坡度作相应调整。

斜坡段施工相对于其他暗挖段在施工中须特别注意的是： 3.5.1开挖过程中顶、底拱格栅钢筋保护层按设计4cm控制，即控制格栅最边缘主筋保护层为4cm；喷锚过程中顶、底拱格栅钢筋保护层按设计4cm控制，即控制格栅最边缘主筋保护层为4cm。 3.5.2顶、底拱纵向连接筋加工成“Z”字型，保证每根连接筋与每榀格栅主筋有两个焊点。

3.5.3由于斜坡段角度较大，打设小导管的角度将会更大，在现场施工中小导管打设的方向往往把握不好，现场应进行严格控制。 3.5.4在斜坡段开挖过程中格栅定位尤为需要注意，每一榀格栅的拱顶标高根据里程值确定，所以格栅里程首先要定位准确。另外洞内的里程点及标高点要随开挖进度及时跟上。

3.5.5由于坡度较大，为承受掌子面的压力及抵抗自身下滑力，核心土长度需留更长，故上、下台阶步距相对平直段而言需要加长。而

4

测量放样 破除3/4仰拱初期支护 一侧向下放坡开挖至集水池设计深度 破除另一侧1/4格栅 清除核心土体、封底 集水池两头封端 图3.6 泵房施工流程图

且现场施工人员要更加注意安全，防止从上台阶跌落。

3.5.6在架立下台阶格栅时，由于坡度较大，土体自稳力差，往往下一榀格栅的拱脚会外露出来，容易引起沉降，所以格栅拱脚要打设锁脚锚管，下台阶要快速施工。

3.5.7由于斜坡段核心土较长、坡度较大，不便于架设经线仪打设里程点，里程点测放会比较滞后，在使用钢尺及水平管向前引点的过程中需格外仔细，以减少测放误差，确保初支质量。

3.6联络通道泵房施工

在联络通道初期支护完成后，考虑到后续施工方便，待隧道二衬结束后，再进行泵房集水池施工。先测量放样定出泵房集水池位置，然后用风镐破除联络通道底部初期支护；向下开挖泵房集水池。先施做泵房集水池一侧边墙，然后再施做另一侧边墙，最后清除核心土体，完成封底，对集水池两头采用横向格栅进行封端处理。其施工流程见图3.6。

4

3.7下穿重要建筑物、管线施工技术要点

3.7.1下穿重要建筑物技术要点

施工时对建筑物本身进行加固处理，针对其具体情况采取相应的保护措施。包括隧道开挖、支护方法和辅助施工措施的合理选择，其重点在于维持工作面的稳定，控制土体的沉降。由以往的工程实例可以看出，主要可分为两种方法：即加固和纠偏。

1对建筑物与隧道之间地层的加固

1)地表建筑物的下沉和倾斜与地表不均匀下沉有密切关系。而地表下沉与隧道埋深有密切关系，隧道埋深大时，在隧道横断面内形成了承载拱，开挖引起的下沉，局限在隧道周边，而埋深小时，没有形成承载拱，开挖下沉会直接达到地表面。为此，在埋深小的遂道，为防止支护下沉，增强支撑力而应采取必要的辅助措施。

2)为减轻、消除隧道施工对建筑物的影响，可采用长管棚、咬合桩、超前小导管等多种辅助措施，对地层进行加固。 3)必要时，隧道开挖施工中对隧道顶部至建筑物结构基础范围之间的土体采取固化措施，在隧道内埋设不同长度的小导管，对建筑物进行局部抬升，以到达控制建筑物差异沉降的目的，见图3.7.1。

2及时施作仰拱在软弱地层施工，及时施工仰拱封闭，使结构

图3.7.1 建筑物加固示意图

4

闭合是关键。当采用分部开挖法施工不能及时形成闭合结构时，应设置临时仰拱，以提高施工的安全度，有效地抑制结构及地表下沉。 3跟踪注浆

1)跟踪注浆技术是针对重要建筑物因其地基下沉造成基础下沉危害建筑物安全而采取的，以全过程密集监控量测为指导，以控制或恢复基础沉降为目的的动态加固技术。在隧道开挖前建立量测基准值(各建筑物的警戒值)，隧道开挖时连续监测，一旦发现基础沉降超出警戒值，即实施洞内洞外注浆抬升基础。

2)这种方法的优点是：机具设备小、灵活机动、针对性强、费用较省，用绿色浆液避免环境污染；实施的重点是通过注浆预加固地层，使结构基础处于稳定密实的地基上，同时全过程根据监控量测结果，通过多点反复注浆使基础沉降随时控制；要点是及时采用合适的手段，以洞内洞外小压力、多注点等方式保证建筑物的安全。

3.7.2下穿管线施工技术要点

城市地铁施工中不可避免会遇到穿越管线施工的情况，根据管线与结构的位置和走向以及管线自身的材质不同可分为：上穿和下穿，斜交、横穿和平行走向，钢管、铸铁管、PVC管和混凝土管等多种形式。具体施工过程中需控制好以下技术要点：

1管线自身的材质及埋深等相关参数的具体调查，当管线为雨、污水等重力流混凝土管线且距结构距离较小时，建议施工前将其改出施工影响范围之外(最少改出结构以外)。

4

2若管线为钢管、铸铁管等材质的燃气、自来水有压管线，施工中要密切监测管线的动态沉降，切实做到沉降点监测情况可准确反映管线沉降情况，具体施工时可采用在管线上直接埋点量测方式进行监测，见图3.7.2。

30010 20图3.7.2 地面沉降测点及管线沉降点埋设示图 3对于管线渗漏区严重的地带，在施工过程中进行定位注浆技术，具体施工措施为在管线渗漏区下方的暗挖导洞内进行打管注浆，一般定位渗漏区前5m范围内进行处理，小导管长度根据管线与导洞具体关系进行确定，注浆参数由实验人员根据实际地层条件进行配定。同时注浆过程中，随时对注浆地段的周围情况进行检查和量测。尤其是对附近的雨、污水管进行监控，避免浆液渗入管线内而对管线的运行造成影响。

4对于横穿结构的管线可采用径向注浆的方式确保结构和管线安全，具体施工要点为严格控制好注浆管管长，同时根据实际地层和现场条件适当调整加密环向间距。对于地表埋深较浅的雨、污水管线可采用地表注浆方式加固，加固时需注意小导管打设时避免打穿管线，且注浆过程中要全过程监测管内情况，若发现串浆现象立即停止注浆。

3.7.3施工注意事项

3002001004

1掘进施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则，确保每步序的安全与稳定。

2加强监控量测，及时根据设计布设量测点，并按要求量测频率进行监测，出现异常时，应加密量测点和提高量测频率，准确掌握各栋建筑物的变形发展趋势和变化规律，及时采取有效措施，确保建筑物安全。 3及时封闭掌子面，防止围岩失稳。

4加强靠近建筑物基础一侧的初期支护背后回填注浆。建筑物基础前后各3m(不包括基础本身长度)范围内将隧道靠近基础的侧面回填注浆管加密，通过回填注浆进一步加固建筑物基础周边土体。

5采用雷达探测等手段对隧道施工影响范围内的地表，尤其是重要建筑物周围或下方进行探测，找出地层中的空洞和松散区域，并采取注浆加固。

6建立预警体系，根据各栋建筑物的具体情况，明确各栋建筑物的各项变形预警值、报警值和极限值，在施工过程中严格制定预警、报警和停工及抢险制度。当建筑物速率或沉降值达到警戒值时，立即停止开挖，开挖完成的部分尽快封闭支护及加固，迅速启动突发事件预案。

3.8地质异常区处理技术要点

3.8.1地质挖孔探测首先要防止损坏既有管线

1开挖人工挖探孔之前首先要根据设计院管线图纸，查明各个管线在地面的竖直投影位置，避让开有管线的地方。 2不排除图纸与实际情况有出入的可能(存在的可能有：竖直投影位置有偏差，管线标高位置有偏差，个别管线未标注)，在进行挖孔的过程如遇到土质突然变化的情况要小心开挖，防止破坏到管线。如遇到钢管、塑料管、混凝土条带等物体

4

应立即上报，禁止盲目破坏。如确定遇到管线，应根据要求对管线周围进行回填，并回填探孔。 3个别后铺设的光缆由于覆土较浅(只有20cm左右)，且毫无保护措施，很容易被忽视，但是一旦被破坏又将会造成严重的后果，故须特别注意。

3.8.2挖孔过程

图3.8.2-2富水区域示意图

1挖孔过程中护壁一定要做好，首先是保证开挖人员的人身安全，另外是防止地层中的水通过护壁渗漏到探孔内，造成下一步施工困难。由于开挖速度一般较快，施做护壁时应加入速凝剂，使护壁快速达到强度。

2地质异常区域一般分为三类：

1)第一类，空洞区域(如

图3.8.2-1空洞区域示意图

图3.8.2-1所示)。对此类区域须进行回填注浆处理，在回填之前在探孔内向四周打设导管(打管过程中还应避开有管线的区域，不要盲目打设，如遇到硬物或有异常反应应立即停止)，然后分层回填夯实并将导管端部引至地面，并做混凝土止浆层(一般为30cm)最后进行注浆处理。须注意的是止浆层以上应预留50cm恢复路面。

2)第二类，富水区域(如图3.8.2-2所示)。此类区域含水量较大，

4

地层中的滞水不断地从探孔底部涌入，往往无法进行探孔开挖，此时应采用水泵抽水，此过程可能会持续数日，直至地层中的滞水不再上涌。根据具体情况继续开挖2～3m，如无特殊情况进行打管回填注浆处理，具体措施同上。 3)第三类，松散区域(如图3.8.2-3所示)。此类区域往往是即将形成空洞的区域，土质松散、孔隙较大，处理同空洞区域。 3注浆压力及注浆量均要控制得当，为防止管线区域浆液量扩散过大，防止浆液扩散至管线周围或管块中。对此

图3.8.2-3松散区域示意图

区域外边缘部分注浆导管内压注水泥～水玻璃双液浆，进行控制注浆。注浆过程中应密切关注附近的雨、污水等管道，一旦有浆液渗入应立即停止注浆。

4由于大部分探孔在路面位置，为不影响正常交通秩序，只能在后半夜进行挖孔施工，此时车辆较少但车速较快，一定要做好安全防护措施，施工人员尤其要注意交通安全。早晨一般在6点钟左右开始清理现场并在探孔位置铺盖钢板恢复交通，对于路面的钢板应派专人定时检查，防止过往车辆将钢板搓开，并及时将移位的钢板恢复至原位。

5建议挖孔过程中每做一板护壁对地层情况进行记录并留施工照片，为以后的暗挖施工提供第一手资料。

4

4特殊地质施工现场控制要点

4.1粉细砂地层

粉细砂地层在地铁隧道施工中是自稳性比较弱的地层，在该地层中施工不能带水作业，以防出现流砂。在无水状态下必须采取注浆加固处理后，才能开挖，否则会出现流砂或大面积坍塌。在粉细砂地层中一般采用改性水玻璃化学浆液。该种浆液易渗透，扩散均匀，固结砂体效果好。 4.1.1原材料

1水玻璃：模数2.8～3.4，浓度大于40Be＇ 2硫酸：浓硫酸(98%)，或用工业非硫酸代替： 4.1.2改性水玻璃组成及制浆方法控制

1甲液：水玻璃浓度15Be＇～20Be＇； 2乙液：浓硫酸(98%)按1：(10～12)体积比稀释

3甲液与乙液的按体积比为(6～8)：1，也可随所需的凝胶时间适当调整，如果注浆准备不充分就配对了浆液，两液比例就适当放大，准备工作充分，机具性能良好的情况下两液比例就适当放小。配制浆液时，一定要把甲液徐徐倒入乙液中，边倒边搅拌直到浆液均匀。

4.1.3改性水玻璃性能

PH值：4～6(根据凝胶时间调整)；凝胶时间：空气中30～40min；细砂中10～30min；

4.2砂、卵石地层

砂、卵石地层在临空的情况下是易失稳的地层，没有粘聚力，开挖控制的要点是采用注浆方法使其粘聚在一起，在开挖过程中保证安全。在松散的砂、卵石地层中开挖，先要封闭掌子面，然后再打管注浆，这样减少在打管过程扰动土体造成坍塌，同时浆液不易

4

外冒浪费材料，注浆管不宜超过2.5m。

4.2.1无水的情况下采用水泥单液浆，配比为水泥：水=(1.2～0.8)：1外加3～5%的水玻璃促凝剂；

4.2.2有水的情况下采用水泥-水玻璃双液浆，双液浆具有止水加固土体功能。

4.2.3双液浆原材料：

1水泥：普通硅酸盐水泥p.o32.5，最好用高标号水泥。 2水玻璃：水玻璃模数2.8～3.4，浓度大于40Be＇ 4.2.4双液浆制浆方法：

1水泥浆采用水灰比为(0.5～1)：1的比例配制； 2水玻璃的浓度稀释到20Be＇～25Be＇

4.2.5注浆工艺：双液浆采用双液注浆泵注浆，切勿用单液泵。两种浆液按体积比为1：1的比例；因两种浆液结合在瞬间到4min内就凝固，因此采用双液泵注浆停止时先停水玻璃后停水泥浆，注浆结束及时洗管，否则浆液就在管路中凝固。

4.3软-流塑状地层

软-流塑状地层是自稳能力差、易坍塌的软土地层。开挖的控制要点首先是注浆加固土体。不仅要有超前小导管注浆还需在掌子面上布孔注浆。掌子面按梅花状布孔，注浆需要跳孔注浆按由内向外的顺序注浆。软土地层土颗粒小，浆液难渗透，一般采用劈裂注浆方法，挤密地层土体，但要控制注浆压力和管距布置。注浆压力大，浅埋地层的地面容易隆起，有缝隙的地方容易跑浆，因此需要采用低压，小间距布孔，间歇性的注浆加固有效开挖土体。软-流塑状地层宜用双液浆或超细水泥浆。

4.4注浆控制技术措施

4.4.1严格控制配合比与凝胶时间，初选配合比后，用凝胶时间控制

4

调节配合比，并测定注浆固结体的强度，选定最佳配合比。 4.4.2注浆过程中，严格控制注浆压力，保证浆液的渗透范围；注浆压力一般不大于0.5Mpa，防止出现结构变形、串浆、危及地下构筑物、地面建筑物的异常情况。当出现异常时，采取下列控制措施：

1降低注浆压力或采用间隙注浆。 2改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间。 3调整注浆实施方案。

4.4.3注浆效果检查：一方面用进浆量来检查注浆效果，另一方面因为注浆方法为周边单排固结注浆，开挖后检查地层固结厚度，如达不到要求，及时调整浆液配合比，改善注浆工艺。

4.4.4为防止孔口漏浆，在花管尾端用麻绳及胶泥(水泥+少许水玻璃)或喷射混凝土，封堵钻孔与花管的空隙。

4.4.5注浆管与花管采用活接头联结，保证快速装拆。

4.4.6注浆的次序由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆。 4.4.7拆下活接头后，快速用水泥药卷封堵花管口，防止未凝的浆液外流。

4.4.8注浆过程派专人记录，开挖时要检验注浆效果。 4.4.9注浆达到需要强度后方可进行开挖作业。

4.4.10对于靠近雨、污水管沟的部位，需密切注意注浆情况，防止浆液注入，堵塞管沟。

4

5施工现场应急处理要点

5.1隧道开挖坍方

5.1.1工程地质和水文地质

1北京市地铁隧道地层岩性一般为粉细砂层、中粗砂层、卵石层和粘土层。从地层岩性来看，砂层透水性好，自稳能力差，易松弛坍塌。地下水既有潜水，又有承压水，可能存在地下管线渗漏的可能，这些若控制不好，就有可能发生坍方。 2若洞内出现坍方，将不同程度对周边建(构)筑物、地下管线的安全造成影响。同时可能危及施工人员的生命安全和造成重大的经济损失。

5.1.2预控措施

1严格按照地下暗挖工程的“十八字”方针组织施工，控制开挖进尺，及时跟进支护措施，循环进尺不得大于格栅钢架间距。 2作好超前地质预报，当掌子面有少量渗水时，利用向掌子面内打设钢花管，探明前方是否有渗漏水及其渗漏量大小，为施工采取措施提供依据，防止再开挖时造成坍方。 3切实保证各部位初期支护、临时支撑结构质量，拱脚打设锁脚锚管并加设钢垫板或木垫块，防止拱架下沉；开挖面保持平整，拱脚处严禁超挖；每次开挖完成后立即进行喷射混凝土初支，同时封闭掌子面，防止从掌子面处发生坍塌；严格进行初期支护背后注浆，注浆压力控制在0.2～0.5Mpa，水灰为0.5～1.0，灰砂比为1：2～1：2.5，确保初支背后无空洞，保证初支与围岩密贴。

4加强对降水的监控量测，观测地下水位、流量和各类降水设备的运转情况，控制降水速度和降水量，若观测数据异常或变化曲线异常，应立即停止降水，及时上报采取相应措施。

4

5为保证洞内发生重大坍方紧急情况下，施工人员能够安全迅速撤离，在洞内交叉口处设置明显的标志，并向洞内施工人员进行交底。为保证紧急情况下提供照明，洞内安设应急照明系统，在正常情况下，应急灯不工作。当洞内停电时，应急照明系统自动启动。

5.1.3应急措施

坍方划分为一般坍方和重大坍方。一般坍方：坍方高度小于50cm，不涉及管线及建(构)筑物。重大坍方：坍方高度大于50cm，且表面有大量渗水，或坍方影响周围管线及建(构)筑物。

1常见坍方处理措施 1)用砂袋封闭掌子面。

2)对距离掌子面5m范围初期支护采用工字钢支撑进行加固，横向支撑及立柱临时支撑间距1～0.5m。

3)喷射混凝土封闭后在坍方段径向打设Ф32注浆小导管，按0.5m间距梅花型布置，小导管深入坍方土体1m以上，外露长度到初期支护外0.2m，便于回填注浆；并根据坍方深度在深度方向按0.3m间距横向焊接Ф22钢筋，分层填充高标号轻质预制混凝土，填充一层喷射一层C20混凝土回填密实后填充下一层。

4)坍方处理后分次进行回填注浆，确保坍方段支护密实。同时，应加强监测，每天观测频率2次以上并及时上报量测情况，指导现场施工。

2一般坍方应急处理措施：当发生一般坍方后，应及时喷射混凝土封闭坍腔表面土体，并用方木、工字钢支撑坍方掌子面，挂网复喷C20混凝土封闭坍方土体，防止坍方进一步扩大。 1)当坍方处有渗流水时，埋设PVC管，将水引流到排水沟处，以防止水软化坍方土体，引起连续坍方。

4

2)用方木、工字钢支撑掌子面，及时挂网喷射混凝土封闭坍方土体，喷射混凝土时在坍方段埋设Ф40PVC管，梅花形布置，间距0.5m；对距离掌子面5m范围内的初期支护采用工字钢支撑进行加固，横向和立柱临时支撑间距0.5m。 3)根据坍方深度在深度方向按0.3m间距安装Ф8的钢筋网片，分层安装分层喷射混凝土，直至喷平坍方凹处。

4)在埋设的Ф40PVC管内打设长3.0m Ф32的注浆小导管，并进行注浆，确保坍方段支护后面的土体密实，打设小导管时要避开地下管线。

5)通过对坍方处的监测，当地层变形稳定后方可继续施工。 6)坍方处理后分次进行回填注浆，确保坍方段支护密实。并加强监测，每天观测频率2次以上并及时上报量测情况，指导现场施工。 3重大坍方应急处理

1)当发生重大坍方事故后，对坍方段上方道路进行交通疏散，严禁车辆、行人从坍方地段上方通过，同时，组织人员采取应急措施，防止坍方进一步扩大。

2)涉及到地下管线、建筑物时立即向相关产权单位报告，相关产权单位在接到事故报告后，尽快组织专业抢险队伍到达出事现场进行原因分析，共同组织抢险。

3)坍方处理的全过程，抢险人员都要随时观察坍方情况，防止坍方伤人。必须确保通讯信息畅通，并对处理情况、围岩变化情况、人员及机械设备状况等及进上报；在抢险有困难或需要救援时，及时向北京市轨道公司、相邻标段、交通部门、北京市等单位请求救助。

4)向事故现场调配所备用的抢险机械设备、抢险物资及人员，以配合专业队伍进行抢险工作。当险情危及重大设备、车辆、

4

建(构)筑物及人生安全时，人员、设备尽快撤离危险区。 5)坍方稳定后，如坍方段有渗水时，采用PVC管对渗水进行引流处理，防止渗水软化坍方土体，引起连续坍方事故。 6)用方木、工字钢支撑坍方掌子面，及时挂网喷射混凝土封闭坍方土体，对距离掌子面10m范围初期支护，用工字钢支撑进行加固，横向支撑及立柱临时支撑间距0.5m。 7)对受影响构筑物、管线架设临时支撑，防止构筑物、管线继续受破坏，对受影响的地下管线采取停止运营、导流等措施防止其产生更大灾害。

8)清理坍方，安装密排工字钢拱架，立底模，浇筑C30混凝土，预埋Ф32小导管，长度随坍方高度调整。

9)混凝土达到设计强度后进行墙后注水泥砂浆，浆液要完全注满坍方空洞方可停止注浆。 4冒顶应急处理

1)当冒顶出现后，对冒顶段上方的道路进行交通封闭，严禁车辆、行人从冒顶地段上方通过，同时，组织人员采取应急措施，防止坍方进一步扩大。

2)涉及到地下管线、建(构)筑物时立即向相关产权单位报告，产权单位在接到事故报告后，尽快组织专业抢险队伍到达出事现场进行原因分析，共同组织抢修。

3)坍方处理的全过程，抢险人员都要随时观察坍方情况，防止坍方伤人，必须确保通讯住处畅通，并对处理情况、围岩变化情况、人员及机械设备状况等及时上报，在抢险困难或需要救援时，及时向北京市轨道公司、相邻标段、交通部门、北京市等单位请求救助。

4)坍方稳定后，如坍方段有渗水时，采用PVC管对渗水进行引流处理，防止渗水软化坍方土体，引起连续坍方事故。

4

5)用方木、工字钢支撑坍方掌子面，及时挂网喷射混凝土封闭坍方土体，并对距离掌子面10m范围初期支护，采用工字钢支撑进行加固，横向支撑及立柱临时支撑间距0.5m。 6)同时对受影响构筑物、管线架设临时支撑，防止构筑物、管线继续受破坏，对受影响的地下管线采取停止运营、导流等措施防止其产生更大灾害。

7)清理坍方，安装密排工字钢拱架，立底模，浇筑C30混凝土，厚度500mm，预埋Ф32小导管，长度3.0m。

8)混凝土达到设计强度后从冒顶部位的顶部往下回填砂或砂砾直到距离路面顶1m，其1m的范围内分别浇注C30混凝土、沥青混凝土；然后进行墙后注浆，浆液为水泥砂浆，以加固坍方地层。

5.2涌砂、涌水处理

5.2.1预控措施

1隧道内发生涌砂、涌水事故，其原因为土层中含水。土层中的水来源：地下管线渗漏水(污水管、雨水管、电力隧道、热力管沟、供水管)、地层中滞水等。在施工中，要把能排掉的水一定要排掉，以免留下隐患。

2施工前，排掉电力隧道、热力管沟中的积水，并在电力隧道、热力管沟中筑围堰，防止再次产生积水。

3先探后挖，超前探测5m挖3m，对前方地质进行超前预报，探明土质和含水量情况。

4施工期间加强洞内监控，对变化异常点，及时分析，指导施工。

5.2.2隧道内涌砂、涌水应急措施

1抢险物资 1)抢险物资配备

4

工字钢、钢管、钢板、泥浆泵、砂袋、Ф80 PVC管、雨衣、手电、方木、发电机(两台)等。 2)堆放位置

抢险物资放置在隧道内不影响施工的地方，禁止任何部门及人员擅自挪用，施工中发现损坏和减少的须及时更换和补充。 2应急处理

1)发生涌砂、涌水征兆时，现场当班班长、值班技术人员立即责令施工人员停止施工，进行抢险。

2)立即上报项目部、驻地监理、设计、项目管理处、交通管理部门以及影响到的建(构)筑物产权单位，同时安排人员挂网喷锚封闭掌子面，在施工掌子面用砂袋筑围堰、反压堵塞。 3)派人接通泥浆泵，进行抽排水，用工字钢支撑初期支护(水平和竖向临时支撑间距500mm)以及掌子面(斜撑)。 4)同时对受影响构筑物、管线架设临时支撑，防止构筑物、管线继续受破坏，对受影响的地下管线采取关闭闸阀停止运营(上水管、燃气管)、导流(雨水管、污水管)等措施防止其产生更大灾害。

5)在掌子面上打设3～6m小导管并进行注浆(双液浆)。 6)查找涌砂、涌水原因并同监理、设计、业主商讨处理方案。 3掌子面出现地下水处理：施工前通过打设降水井进行地表抽排水，必要时地下水可采取洞内降水的方法，尽可能疏干开挖地层的地下水。如果局部掌子面土层出现较多的地下水，可采用水平井降水施工方法。水平井降水是在隧道内沿隧道断面两侧水平方向钻孔，钻孔后在孔内置入专门的塑料滤管，土体内的水就通过滤管渗到掌子面，然后用明排的方式将水汇集到风井的集水井内用水泵排至地面。

4

5.2.3事故上报和应急处理程序

事故上报和应急处理程序框图详见图5.2.3。

判断 发生事故 项目经理部 停工 指令 现场保护和必要的处理（副经理） 监理 单位 设计单位施工单位项管处应急抢险队 其他社会力量 （必要时） 调动应急物资、 机械 制定处理方案

现场紧急抢修 现场紧急抢修 验收合格 图5.2.3 事故上报和应急处理程序图

4