.丰台站～前泥洼站区间暗挖临时竖井开马头门大管棚施工方案1、编制说明1.1 、编制依据（ 1）北京地铁 10 号线二期工程施工设计（变更）第三篇区间土建工程第十三册丰台站～前泥洼站区间第二分册区间暗挖段结构施工图第一部分轨排井北侧暗挖段施工图第一本区间临时竖井及暗挖段结构施工图（2）北京地铁 10 号线二期 2 段工程 10 合同段岩土工程勘察报告（3）《轨道交通隧道工程施工质量验收标准（修订版）》（QGD-007-2005）（4）《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB50299-1999)（5）《工程测量规范》 (GBJ50026-2007)（6）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》 (GB50308-1999)（7）《北京市市政基础设施工程暗挖施工安全技术规程》 (DBJ01-87-2005)（8）《施工现场临时用电安全技术规范》 (JGJ46-2005)（9）《建筑施工计算手册》（第二版）（10）其它相关规范、规程及标准（11）工程所在地的地质、水文、气候及地理条件1.2 、适用范围本方案适用于地铁 10 号线二期工程丰台站～前泥洼站区间暗挖段临时竖井马头门大管棚施工。
2、工程概况2.1 、暗挖段设计概况丰台站～前泥洼站区间暗挖段位于前泥洼站南侧，呈南北走向，主要在规划前泥洼路下方敷设，与前泥洼路永中基本平行。
区间下穿大从大厦、丰管路及丰管路下方众多管线。
暗挖区间右线起讫里程为 K42+416.743～K42+751.413，含短链 0.679m；左线起讫里程为 K42+486.586～K42+751.413，含长链 5.176m 和短链 0.679m。
本暗挖段区间左、右线各设置一座施工竖井，中心里程分别为左K42+639.810、右.K42+610.300。
本暗挖段隧道断面形式为单孔五心圆断面结构，采用浅埋暗挖法施工。
暗挖段主体结构采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚 +格栅钢架形式，二次衬砌为直接模筑钢筋混凝土结构。
标准断面示意图2.2 、工程地质、水文地质概况1）地质概况与地质分层本工程场地勘探范围内的土层划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪晚更新世冲洪积层、第三纪基岩四大类，并按地层岩性及其物理力学性质进一步分为6个大层及若干亚层，本场区各土层的岩性特征如下：A人工堆积层：①杂填土层，杂色、松散、稍湿，含砖渣、灰渣，41.77 ～ 44.22 ，不连续；①1 砂质粉土、粘质粉土素填土，黄褐色，松散、稍湿，以砂质粉土、粘质粉土为主，含少量砖渣， 41.77 ～44.22 ，不连续；①2 卵石素填土，杂色，松散，稍湿，亚圆形，一般粒径 2~4cm，细砂充填约55％，含砖块， 41.77 ～44.22 ，局部分布；B新近沉积层：②砂质粉土、粘质粉土，褐黄色、稍密 ~中密，稍湿～湿、中低压缩性，含云母、氧化铁 , 土质不均，夹薄层粘性土， 41.27 ～42.94 ，不连续；②1 粉细砂，褐黄色，稍密 ~中密，湿，中低压缩性，含云母， 41.27 ～ 42.94 ，不连续；③卵石、圆砾，杂色，中密，湿，低压缩性，亚圆形为主，一般粒径 3~5cm，最大粒径约 25cm，细中砂充填约 25～35％，局部夹有漂石，最大粒径约 25cm，漂石含量约 5％～ 10％， 32.45 ～35.97 ，连续分布；③2 细中砂，褐黄色，中密，湿，中低压缩性，含氧化铁，局部夹粘性土薄层， 32.45 ～ 35.97 ，透镜体分布；③3 砂质粉土、粘质粉土，褐黄色，中密，湿，中低压缩性，含云母、氧化铁， 32.45 ～ 35.97 ，透镜体分布；C第四纪晚更新世冲洪积④ 卵石、漂石，杂色，密实，湿，低压缩性，亚圆形，级配连续，磨圆度中等，一般粒径 2~20cm，最大粒径约 30cm，细中砂充填 25％~40％；局部夹漂石，一般粒径 23～30cm，含量 17.4 ％～ 31.0 ％，其中 11.5 ～ 17.5m漂石含量为 37.7 ％～77.8 ％，最大粒径 39cm， 18.94 ～21.89 ，连续分布；④1 粘质粉土、粉质粘土，褐黄色，可塑，中密，湿，中低压缩性，含云母、氧化铁，土质不均，局部夹粘土，18.94 ～ 21.89 ，不连续；④2 细中砂，褐黄色，密实，湿，低压缩性，含云母及少量卵石，18.94 ～21.89 ，透镜体分布；⑤ 卵石，杂色，密实，湿～饱和，低压缩性，亚圆形，级配连续，磨圆度中等，一般粒径 4~8cm，最大粒径约 15cm，细中砂充填约 30％，局部夹有漂石，最大粒径大于 20cm，漂石含量约 20％以上， 8.20 ～10.74 ，连续分布。
D第三纪⑦粘土质砂岩，土黄色，泥状、砂状结构，强风化，由砂屑50％～ 55％和胶结物 45％～ 50％组成。
未钻穿，未全揭露。
2）水文地质条件本次勘察钻孔最大深度 42.0m，勘察深度范围内揭露一层地下水。
地下水类型为潜水，该层水补给来源主要为大气降水和侧向径流补给，以侧向径流和向下越流方式排泄。
本次勘察未发现上层滞水。
地下水特征如下：地下水性质：潜水（二）水文埋深（ m）： 25.0 ～28.0水位标高（m）：17.89 ～19.94含水层岩性特征：④、⑤层渗透系数（ m/d）： 130～ 150扩散半径（ m）： 92.02 （10t/h ）。
3、施工部署3.1 、工期计划丰～前区间暗挖段马头门大管棚施工计划开工日期为2011 年 5 月 24 日，计划完成日期为 2011 年 313.2 、劳动力计划根据本工程施工内容，现场需要的施工工种主要：有电焊工、信号工、电工、机械设备司机及普工。
根据施工进度计划安排，施工劳动力需求计划见下表。
表 3-1 管棚施工劳动力需求计划表序号工种人数备注1操作人员9机械操作2电焊工1管棚加工3电工1现场临时用电管理4信号工2电动葫芦操作及运输指挥5起重机司机2电葫芦、龙门吊、汽车吊操作6普工15协助钻孔、下管、注浆8合计303.3 、设备计划本工程施工所需的施工机械设备见下表。
表 3-3 管棚施工机械设备需求计划表序号机械名称单位数量备注1空压机 ks-12/8台1浙江衢州2注浆机 KBY70-16台2河北邢台3MK-5地质钻机台2陕西西安4电焊机台1上海3.4 、材料计划主要材料计划表序施工部材料名规格数量单计划使用时间号位称位1Φ 108 管5mm600米2011 年 5 月 24 日开马头门棚钢管250100管棚施工脚手架米至3水泥P.O42.520吨4方木100*1002方4、施工准备2011 年 5 月 31 日4.1 、劳动力准备根据劳动力计划逐步组织施工人员进场，施工人员进场后及时组织施工安全与文明施工教育，并根据有关要求履行劳务手续。
4.2 、机械设备准备根据拟投入的机械设备计划，逐步安排机械设备进场。
设备进场后按照有关要求向监理单位进行相关报验，批准后时进行试运转并做好记录，确保设备在工程施工中的正常运转。
4.3 、施工材料准备根据施工进度计划安排，逐步安排施工材料进场。
材料进场后，依据相关要.求进行取样复试，同时对复试合格的材料及时向监理单位进行报验。
对不合格的材料严禁投入使用。
5、施工方法5.1 施工方法选择A、根据该地段地质情况，由于属于粗砂砾石地层，现场Φ108 管棚打设采用潜孔锤内外锤头拖管跟管钻进，钻进时采用有线导向仪分段测量，偏斜超线可采用定向纠偏钻进，控制打设精度，终孔后注浆，注浆压力控制在 0.3 ～0.8mpa。
B、潜孔锤拖管钻进工法：（如图示）潜孔锤拖管钻进工法是专为穿越沙卵石地层管棚施工设计的一种工艺，因为在该地层条件下，除石质坚硬外，更是砂石松散，采用普通潜孔锤钻进，然后送管终孔，由于不能成孔，此工法已不能使用 . 拖管跟进工艺，就是在Φ108 管内部安装气动冲击器，冲击器后部Φ73 钻杆和钻机相连，头部锤头是可以和外锤头沟槽连接的数种锤头，在Φ108 管最前一根头部装有通过丝扣，然后焊接加固的外锤头，该外锤头通过内锤头相连在冲击器上，然后在高压风力作用下，气动冲击器（频率在 70～80 次/ 分钟）带头锤头破碎砂石带动管棚管直接跟进，该工法优点是由于动力作用在管内，出屑在管内完成，因此施工中不会造成局部空穴，使地面沉降，同时，由于管棚管及潜孔锤配合跟进，由于自重使得其自身稳定性较高，因此在钻进开始前，钻机水平精度必须反复测量，机长必须根据地质情况控制进度，管棚管根据现场情况以及钻杆的长度，应设计长度在3m以内，管棚管之间除丝扣连接外，还用焊接加固，防止断管现象的发生。
终孔后退出内锤头、冲击器及钻杆，准备注浆，该工艺的缺点是操作复杂，施工进度较慢，对钻机机长等工人的业务水平要求较高，打设时可以顺序打设，终孔注浆时要计算管内容积，在Φ108 管内注满即可，注浆压力控制在0.3 ～.0.8mpa 之间，注满钢管后，关闭注浆阀，注浆结束。
5.2 钻进成孔施工方法A、工艺流程三通一平→人员设备进场→测量放线→铺设“工”字钢轨道→设备组装调试→埋设孔口管→调试钻机（方位、倾角）→钻具组装进孔孔斜测量→直至设计深度终孔→管内及环状间隙注浆→移至下一孔位B、设备组装前的准备工作施工现场必须保证水通、电通、路通，水电距施工现场不超过30M，施工工作面必须要平，误差不超过±200mm。
设备检查。
检查中有否缺件及好坏程度：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，液压油泄露状况。
检查所有焊接部位是否有开焊，有则补焊。
各种部件是否有变形，有则进行校正。
C、测量放线测量人员按设计图随竖井施工在竖井南、北墙上测放出钻孔位置，孔口处采用十字线确定孔口中心，确保位置准确，孔位测放完成后，经项目部施工员、质量员及驻地监理验收合格后方可进行下步施工。
D、管棚钢管加工管棚采用接管顶入方法插入钻孔。
单节钢管长 2 米，管身用电钻机出φ14溢浆孔，孔间距为300mm，呈梅花型布置。
E、钻机组装、调试（方位、倾角）钻机入孔的方位角及倾角，必须在测量队提供的可靠的测量数据上进行；孔位确需移动时，须设计与监理同意，并且计算回归角度；根据试验检验导向钻头的纠偏能力，在施工经验积累的基础上，确定开孔方位和倾角是否增回纠偏角，并以书面形式通知机台；计算倾角时应将隧道坡度考虑在内，钢管打设时原则上不允许向内偏斜。
F、钻孔到设计深度后下入管棚管通过管内压注水泥浆，对管内及管外环状间隙进行充填；单孔验收合格后，在现场立即办理验收合格签证，再转入下一孔位施工。
5.3 管棚注浆.为使注浆后管棚周围土体得到很好的加固，使该段土体形成一个具有一定厚度，连续而坚硬的壳体，决定采用插入小导管，后退分段注浆法注浆。
A、注浆工艺流程管棚钢管插入钻孔从孔口处向孔内插入φ 32 导管孔口处φ 32 导管与管棚钢管封闭将φ 32 导管与注浆机联接向管棚内注浆, 注浆段 L=5m完成全部注浆第二天进行补充注浆大管棚注浆工艺流程图B、注浆浆液配制注浆原材料水泥：普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5浆液配合比水泥浆：水灰比（ 0.8 ～1.5 ）：1（重量比），缓凝剂掺量 (1 ～3)%水玻璃浆 35Be’双液浆配合比：水泥浆：水玻璃浆 =1：1～1：0.6C、注浆注浆参数的选择a. 注浆初压： 0.3 ～0.5MPab. 注浆终压： 0.8MPac. 浆液扩散半径： 0.3m.d. 注浆速度：≤ 30L/min2e. 浆液注入量：按公式Q＝π RLnαβ计算L－注浆管长度（ 5m）n－地层孔隙率，取0.4α－地层填充系数，取0.85β－浆液消耗系数，取 1.1f.土壤孔隙率参数表土壤名称孔隙率（％）冲积中、粗砂砾33～46粉砂33～49亚粘土28.6 ～ 50单根大管棚注浆量：Q=3.14×0.3 2× 5× 0.4 ×0.85 ×1.1+3.14 ×0.048 2×5≈0.565 m 3注浆设备：管棚注浆配备与工艺相适应的成孔设备、注浆设备、搅拌设备和其他设备，不可临时拼凑，以保证注浆质量。