地铁浅埋段水平方向旋喷桩超前预支护施工工法

'------------------------------------------------------------------------------------------------地铁浅埋段水平方向旋喷桩超前预支护施工工法省级工法申报资料工法名称地铁浅埋段暗挖水平方向旋喷桩超前预支护施工工法申报单位成都华川公路建设集团有限公司申报时间省级工法申报资料目录1、四川省工法申请表2、工法内容材料3、企业工法批准文件复印件4、工法应用证明原件5、经济效益证明原件6、工法施工工艺操作过程中关键点的照片1.省级工法申报书四川省工法申报表（2013年度）工法名称地铁浅埋段暗挖水平方向旋喷桩超前预支护施工工法申报单位推荐单位申报时间2.工法内容材料地铁浅埋段暗挖水平方向旋喷桩超前预支护施工工法—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------成都市华川公路建设集团有限公司张衡1.前言随着我国城市的发展，城市轨道交通得以迅速发展，一些大中型城市地铁出现了立体化发展的趋势。随着城市轨道交通的发展，不仅隧道穿越的地层地质越来越复杂，而且地面建筑物也越来越密集，因此，隧道的施工安全问题也越来越突出。在暗挖隧道开挖过程中，经常遇到淤泥、破碎带、涌水、涌砂等软弱地层，为确保隧道开挖的施工安全，往往采用大管棚作为超前支护方法，然后再辅以小导管注浆等手段，但是在地层中采用大管棚作为超前支护方法时，虽然能起到一定的支护作用，却不能起到抗堵水防渗的作用，不能克服富水砂层自稳性差的弱点，而通常注浆效果不太稳定且代价高昂，城市地铁暗挖隧道工程是在岩土体内部进行的，无论其埋深大小，地下岩土体的开挖会引起地表沉降和变形，而地铁线路一般都会穿过人口密集、地面建筑物林立、地下管网密布的市中心繁华地段，该区段对施工产生的地表位移和变形的要求都很高。在这种情况下修建隧道，就必须先对工作面前方沿隧道轮廓线进行超前预支护，然后再开挖，以保证施工安全。在深圳地铁五号线西大区间南国丽城西丽站1号风井、深圳地铁2号线赤湾站～蛇口客运港站区间隧道、陕西榆神高速公路神木一号隧道等一些暗挖施工中采用了一种超前预支护工艺----水平旋喷桩技术，成都华川公路建设集团有限公司对上述工程实践进行了总结分析，—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------形成了此工法。2013年5月该工法通过集团工法评审委员会评审，成为成都华川公路建设集团有限公司企业工法。2.工法特点2.0.1、该工法中其钻进、搅拌、注浆同步进行，施工速度快，每小时成桩15m左右，与小导管注浆、大管棚和冷冻法相比其施工效率要高,可节约施工工期。2.0.2、该工法可以根据不同的软弱地层条件及设计要求，旋喷的各项性能参数可根据实际需要进行调整。2.0.3、该工法中的成型桩体内部质量均匀稳定，具有提高复合土体强度、防渗、抗滑、与支撑等多重效果，保证施工和支护结构的安全。2.0.4、该工法其用浆量与大管棚等工法相比要小,每m水泥用量仅为100～150kg，成本较低，效益明显。3.适用范围本工法适用于粘土层、沙层、粉细沙层、淤泥层等松散地层中地铁隧道开挖前的超前预支护,一般桩径能达到φ500mm—φ800mm。也可参照用于公路隧道、深基坑、既有建筑物和新建建筑物地基等开挖支护。4.工艺原理水平旋喷桩采用水平定向钻机打设水平孔，钻进至设计深度后，通过水平钻机、钻杆、喷嘴以大于35MPa—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------的压力把配制好的浆液喷射到土体内，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体内，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度（20r/min）旋转，一面低速（15～30cm/min）外拔，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后形成直径比较均匀、具有一定强度（0.5～8.0MPa）的桩体，当多个旋喷桩相互咬接后，便在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷帷幕体。水平旋喷桩拱效应和土体改良加强效应，能够起到防变形、防流沙、防渗透的作用，同时水平旋喷桩在旋喷过程中，水泥浆液能沿着地层的缝隙有一定的渗透扩散，起到止水的效果，保证隧道掘进安全。5.施工工艺流程及操作要点5.1、施工工艺流程图5.1-1水平旋喷桩施工工艺流程图5.2、施工操作要点：5.2.1施工参数1、水平旋喷桩布设于拱部150°～180°范围内，以深圳地铁五号线西大区间南国丽城西丽站1号风井为例，水平旋喷桩布设于拱部155°范围内；2、水平旋喷桩预导孔打设角度为1.5%～2%（现有线路坡度基础上）；3、每循环水平旋喷桩桩长30m、桩径φ500mm；4、旋喷桩桩间距400mm、相邻桩间咬合100mm，则每循环水平旋喷桩为24—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------根（见图5.5-1水平旋喷桩桩位布置示意图）。5.2.2、施工前准备1、封闭上台阶和下台阶工作面，喷混凝土厚度不小于20cm。2、精确测量中线、水平，搭设工作平台，平台上铺设竹夹板和枕木，将钻机、高压泵及其他机具一字排列就位。制浆机应略高于施工储浆罐，高压泵进口必须加设漏网，并低于储浆罐出口。（5.2.2-1水平旋喷桩施工示意图）3、将机座与轨道用卡轨卡紧，顶紧钻机立杆和支撑。铺设轨道，安装立柱。要求H型钢轨找平误差≤3mm；底盘对角线找方误差±3mm；斜拉筋需绷紧，交叉拉力基本相等；四柱对角误差±5mm。4、在旋喷施工场地内做好排水设施，并挖好废浆沟和废浆池。5.2.3、旋喷桩施工顺序按照先两侧，后中间的顺序进行旋喷施工，横向按照每次间隔一个，左右交替进行，使后旋喷孔填充两孔间空隙，保证旋喷桩间的咬合。5.2.4、桩位测量测定并放出孔位，作好孔位标志，编定孔号。图5.2.4-1水平旋喷桩桩位布置示意图5.2.5、设备安装调试1、旋喷设备安装完毕后，进行调试，确保设备状态良好，运转正常。钻机转速，控制误差10%以内。2、调整钻架、钻杆，用坡度仪调整钻杆的倾角和摆角，对准孔位，孔位误差控制在±50mm以内。—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------3、检查钻机、高压注浆泵运行是否正常，油路、电路是否完好通畅，符合安全要求。4、安装钻头，并检查探棒及喷嘴是否能正常工作。5.2.6、开孔埋设密封装置1、使用吊线和水平尺调试安装好开孔器底座，进行预开孔,,采用φ130mm钻头钻进,钻进深度为0.5～1.0m;初始开孔角度根据地层情况确定为1度,待旋喷施工2～3根桩后再根据实际情况进行开孔角度的整。2、退出钻具,准备安装孔口管。将一根直径为φ127mm、长0.5～1.0m的孔口管埋入已开好的孔内,作为孔口管,孔口管外露0.30m。3、在掌子面植φ12mm钢筋4根，钢筋用锚固剂固结，将钢筋与孔口管焊接牢固，加固孔口管；4、安装法兰盘和球阀。（见5.2.6-1孔口密封装置结构示意图）5.2.6-1孔口密封装置结构示意图5.2.7、正式钻孔前，先试桩1、通过试桩成孔，判断处理区地层情况是否与设计资料一致；2、初定几组不同的施工参数，进行三根以上的试桩；3、试桩完成经过一定时间（七天以上）后，可以开挖一定深度进行桩体外观检查，测量桩径，同时在桩体上取芯，进行无侧限抗压试验，获取抗压强度值。从实测桩径、抗压强度值中选取满足设计要求的一组施工参数，包括旋喷压力、钻进角度控制、旋转速度、拔杆速度、浆液水灰比等。—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------5.2.8、确定施工控制参数通过试桩确定的施工控制参数：1、钻杆钻进速度：0.25～0.35m/min；2、钻杆(轴)的转速：70～120r/min；3、水泥浆配合比：mC∶mW=1∶0.7、水与外加剂（膨润土）配合比：100：6.5；4、每延米水泥用量：100～150kg；5、旋喷压力：30～40MPa；6、达到φ500mm左右的成桩桩体，须采用φ73mm钻头及钻杆，φ58mm高压喷浆管。5.2.9、打设预导孔将导向钻头及第一根钻杆送入孔口管内；水平定向钻进方法采用孔内导向，该方法要求在钻进过程中能准确测定钻头在地下的位置和方向。根据钻头在钻进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异,利用能进行调节方向的钻头(一般为楔型钻头)改变钻头的钻进方向。钻头内装有特制的传感器,传感器直接由15V直流供电。显示屏显示钻头的倾角(水平角度)、面向角。打设角度如果偏下,可以把导向板朝上,直接顶进,此时由于导向板底板斜面面积大，受到一个向上的力,钻头轨迹就会朝上运动。同理可以使钻头轨迹朝下,如果角度合适,钻机会匀速旋转钻进，所以导向钻头是纠偏的关键。(导向钻头详见5.2.9-1导向钻头示意图)5.2.9-1导向钻头示意图5.2.10、钻水平方向孔—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------1、根据设计桩长，用3m钻杆边钻孔边接长，直到钻孔深度达到所要求的深度，各钻孔端头应保持在同一立面；2、钻孔时为了冷却钻头、防止土体阻塞钻头旋喷孔，用低压1.0N/mm清水，边喷边钻，使钻头钻至设计深度，钻孔结束，关闭清水管，接通高压注浆管路。3、施工中接杆时，应检查接头孔是否有杂物并装好接头密封垫圈，旋转钻杆使接口压密后，才能继续钻孔。4、在钻进过程中，若有钻进困难、油压增加时，应把钻杆退后再钻进。但当油压超过16MPa仍然不能钻进或钻机出现异常状态，必须退杆停机，不能盲目硬钻。5使用SE-1水平导向仪测量钻头倾角、面向角，控制钻头沿着设计方向钻进。每钻进4m要使用SE-1水平导向仪测量一次，并做好测量记录，一旦发现偏斜要及时进行纠偏，直到钻至设计深度。5.2.11、配制浆液1、按照水泥浆配合比：mC∶mW=1∶0.7、水与外加剂（膨润土）配合比：100：6.5配制水泥浆，浆液搅拌必须均匀，搅拌时间不小于5min，一次搅拌使用时间亦控制在4小时以内，同时要求对浆液进行试块试验。2、在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高压喷浆结束后要统计该孔的材料用量。3、水泥浆从搅拌机倒入储浆桶前要经筛过滤,以防出浆口堵塞。5.2.12、终孔检查使用SE-1—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------水平导向仪测量，通过显示器所显示开挖钻头倾角、面向角、长度，检查成孔方向和成孔长度是否符合要求。5.2.13、拔杆喷浆1、高压喷浆泵压读数，必须在达到30Mpa—40Mpa时，才可开始喷浆施工。2、钻杆转速控制在18～20r/min，钻头拔出速度控制在15～30cm/min，在施工中随时检查校正。保证高压水泥浆液和土体的充分搅拌，使浆液均匀，强度最佳，避免浆液用量大，返浆多，造成浆液浪费。3、减卸钻杆时，要先停止后退，并继续旋喷5～10圈，然后停止送浆，减卸钻杆速度要快，减卸时要与钻机操作密切配合。减卸完钻杆，恢复给浆后，喷头必须插入已喷桩体内不小于10cm，旋喷5～10圈后再退杆，避免断桩，确保旋喷桩桩长达到设计长度。4、水平旋喷桩施工时往往具有一定上倾角度，如果控制不好孔口的返浆溢流则会造成无法成桩或成桩失败等情况。旋喷施工过程中，若返浆量超过30%时，应及时调整钻杆转速和提升速度，同时查明原因，确保旋喷施工的有效注浆量。当不返浆时，可能是土体中存在古陷穴，应查明原因，根据实际情况，在浆液中加速凝剂或大量注浆。5、在高压喷浆时，应随时观察泵压变化，一旦发现泵压过低或过高时应及时停止喷浆，查明原因后再恢复高压喷浆。5.2.14、封孔1、喷浆至孔口掌子面0.50m时，应停止喷浆；2、卸下孔口管最外端的密封装置，关闭循环液排出口；3、快速拔出钻杆和钻头，关闭大球阀；—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------4、48小时后方能缷下大球阀。5.2.15、清洗高压注浆泵及钻杆喷射施工完毕后，应把注浆管等机具冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆。把浆液换成水，在地面上喷射，以便把高压注浆泵、输浆管和钻杆的浆液全部排除。5.2.16、移机移动机具。将钻机等机具设备移到新桩位上。5.3、劳动力组织水平旋喷桩是连续施工，劳动力配置相对固定，通常情况下配置以下人员就可以完成施工任务，以深圳地铁5号线西大区间-西丽车站1号风井为例，劳动力计划见表5.3。6.材料与设备以深圳地铁5号线西大区间-西丽车站1号风井为例，主要机械设备和材料配备如下表：表6.1主要机械设备和材料计划表7.质量控制7.0.1、水泥及外加剂进场时，派专人检查其产品质量证明文件，现场试验人员进行抽样试验。7.0.2、旋喷桩的布置形式、布置数量应和施工桩长应符合设计要求。7.0.3、钻机就位后应保证平稳，钻杆角度和设计要求偏差不得大于1%。7.0.4、实时仪器监测纠偏—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------在孔位开始钻进前用经纬仪和水准仪准确调整钻进方向，同时在钻头内部安装测控设备SE－1型有线水平导向仪，测量全程轨迹，控制偏差。7.0.5、施工时，水泥浆液严格按照设计配合比制作。现场技术员进行旁站记录，严格按照各项设计施工参数控制。7.0.6、严格控制旋喷转速和退钻速度，确保旋喷桩桩径达到设计要求。严禁在施工中随意调整旋喷转速和退钻速度。7.0.7、旋喷过程中如发现浆液压力剧增或高压泵电机声音异常，应立即停止旋喷，立即检查钻杆和喷嘴是否阻塞，并迅速换上备用设备继续旋喷，重新旋喷时，喷头必须插入已喷桩体中不小于10cm，旋喷5～10圈后退杆。7.0.8、旋喷施工过程中，若返浆量超过30%时，应及时调整钻杆转速和提升速度，同时查明原因，确保旋喷施工的有效注浆量。当不返浆时，应查明原因，根据实际情况，在浆液中加速凝剂或大量注浆。7.0.9、施工结束28天后抽取总桩数1%（且每工点不应少于3根）的桩钻芯取样，进行无侧限抗压强度试验。检验点应布置在下列部位：①有代表性的桩位；②施工中出现异常情况的部位；③地层情况复杂，可能对高压喷射注浆质量产生影响的部位。8.安全措施8.1安全用电8.1.1、各种临时施工用电线路要符合《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）的规定，严禁乱搭乱接，电工及安全员应经常巡查，并进行维护处理。—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------8.1.2主要施工人员应掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备；8.1.3、配电系统分级配电，配电箱、开关箱上观完整、牢固、防雨防尘、上涂安全色、统一编号。其安装形式必须符合规定，箱下电器可靠、完好，造型、定值符合规定，并标明用途；8.1.4、所有电器设备及其金属上壳或构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护；8.1.5、施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理解决；8.1.6、现场下各用电设备，尤其是电焊、电热设备、电动工具，其装设使用应符合规范要求，维修保管专人负责。8.2机械操作安全8.2.1、各种机械配备专人负责维修、保养，并经常对机械的关键部位进行检查，预防机械故障及机械伤害的发生；8.2.2、钻机、高压注浆泵的操作严格遵守操作规程，防止机械伤人事故发生；8.2.3、钻机在拔钻过程中，机手要始终盯着钻机作业人员，待确认安全后方可开钻转动；8.2.4、作业人员要严格遵守劳动纪律，覆行自己的岗位职责，工作中不擅自脱岗、不打闹、不睡觉、上班前不喝酒。8.2.5、高压泵、水泥浆制作台必须架设在平整、坚实场地上，松软的场地必须夯实，加垫机台木反。—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------8.2.6、搭设钻机平台前先对场地进行平整，再进行钢管支架安装，支架钢管直径宜大于Φ73mm。钢管骨架形成后，在顶部用厚度40mm，宽度40cm的木板铺设平台。8.2.7、钻机定位要使钻机的四条螺杆腿架设在木板上，并保证钻机行走轮胎腾空，确保钻要稳固，操作过程不发生倾斜、移位、塌陷。8.2.8、高压泵开启时，应先起动正常后，再调整加压。8.2.9、注浆过程中，严禁他人站在管路端口。高压注浆管路与孔口板注浆管要求连接牢靠，安排有经验的人员关注孔口及转换注浆孔位。8.2.10、采用的高压管路及接头必须满足压力要求，开泵时管路沿线不得站人，高压泵、钻机的传动部位需有防护罩。8.2.11、开钻试喷时，高压喷嘴应对着无人区域，以免高压浆液冲击伤人。8.2.12、水泥浆搅拌工，必须戴防尘面具进行操作。8.3焊接作业安全8.3.1、工作时应穿戴工作服、绝缘鞋、电焊手套、防护面罩、护目镜等防护用品，高处作业时系安全带；8.3.2、电焊时必须使用面罩，在狭小范围下施焊时，他人应采取避开或戴墨镜措施避免闪眼；8.3.3、电焊机的电源线长度不大于5米，焊接线长度不大于30米。焊接作业现场周围10米下不得堆放易燃易爆物品.8.3.4—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------、氧气割需专人专管使用，乙炔瓶与氧气瓶分开放置，间距不低于5m，与焊炬、割炬和其他明火间距应不小于10米。8.3.5、气焊时先开乙炔阀点火，后开氧气阀调整火焰，关闭时先关乙炔阀，再关氧气阀。作业中若氧气管着火应立即关闭氧气阀门，不得折弯胶管断气，若乙炔管着火，应先关熄炬火，可用弯折前面一段软管的办法止火。8.4其它作业安全注意事项8.4.1、必须认真贯彻执行国家相关安全法规、法令和安全施工规章制度，严格按操作规程施工，确保安全生产、文明施工；8.4.2、起吊作业必须严格检查起重设备各部件和钢丝绳的安全性、可靠性，并进行试吊；8.4.3钻机工作台加设斜撑，对高度超过2m的工作台加设前后支撑确保稳定；8.4.4高压泵要全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在；各密封圈应完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验，确保能在额定最高压力时断销卸压；压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，要停泵停机排除故障；8.4.5高压旋喷桩在进行作业时，严格按照机械技术操作规程进行作业；做到管理人员不违章指挥，作业人员不违章操作。9.环保措施9.0.1、开工前对工人进行安全文明教育，使全体施工人员都能较好的自律个人行为。9.0.2—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------、施工中，应保持良好的工作环境，材料工具、备用设备等要整齐有序。9.0.3、作业现场保持清洁整齐，水泥浆在储灰罐中集中拌制，施工过程中要经常检查管道的损坏状况，避免漏浆；水泥使用完毕后剩余的水泥袋要回收存放，不可随意丢弃。9.0.4、施工时安排专人排浆，防止水泥浆污染，施工完后清除排浆沟和排浆池中的废浆，再回填，防止污染。施工垃圾不乱堆、乱放，存放到环保部门指定的地点。9.0.5、必须制定洒水防尘措施，指定专人负责现场洒水降尘。在城市市区施工，要注意控制噪声污染，严禁夜晚施工。10.效益分析以深圳地铁5号线西大区间-西丽车站1号风井为例，该项目采用水平方向旋喷桩超前预支护施工工法施工，有效地控制地层沉降，使隧道开挖、支护安全快速地进行，应用效果良好。该工法机械化程度高，施工速度快，工艺简洁流畅，节约施工工期，为施工企业积累了丰富的施工经验，带动了企业施工技术进步，具有良好的经济效益和社会效益。表10-1施工人工费比较分析表10-2材料与机械设备费用对比分析表采用水平旋喷桩与大管棚对比分析，水平旋喷桩施工共2个月，节约工期约3个月。1、施工期间减少人工费支出84000元，节约机械材料费用129000元。2、节约工期3个月，节约人工、机械台班费月498000元。—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------3、其他费用32000元以上费用合计节约成本629000元。11.应用实例11.1、应用实例一：深圳地铁5号线（西大区间-西丽车站1号风井）深圳地铁5号线西大区间西丽站K11+489.363～K11+924.263、ZK11+489.000～ZK11+899通道及1座风井、2座竖井，1号风井段围岩从上到下有：有素填土层、中砂、砾（砂）质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩地层。隧道围岩等级为V级围岩。前期由中标单位中铁六局承建，由于大管棚超前支护效果不理想，开挖后屡次坍塌，被迫停工。该风井正线正前方又施做新增竖井，因管线密集，地质差，周围大型建筑物多，开挖面积大。若施工处理不当，将会导致周围建筑物倾斜，管线断裂，后果严重。由于工期紧，决定托于中铁隧道局施做，后与业主、设计探讨通道开挖支护方案，最终决定变更为隧道拱部155°范围施作导向水平旋喷桩超前预支护。水平旋喷桩施工完成后，在隧道开挖过程中，经现场沉降跟踪观测，累计最大沉降量为5mm。隧道开挖过程中出露的水平旋喷桩桩径都在Ф500mm以上，桩体连续、咬合，没有短桩、断桩等情况，而且桩体比较均匀，桩体强度达到10MPa以上，砂层强度也明显得以改良，很好地解决了富水砂层自稳性差的弱点。此工法运用节约了工期3个月，节约施工费用合计629000—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------元。此工法使用后，施工过程中避免了塌方事故的出现，为施工企业积累了丰富的施工经验，确保了施工安全，降低了施工成本。受到业主、监理、设计等各方赞扬，具有良好的经济和社会效益。11.2应用实例二榆神高速公路神木一号隧道陕西省榆神高速公路神木一号隧道位于神木县境内，施工里程K90+998～K91+360，全长362米，其中风积沙地层180米。除进口段外，洞身全部在风积沙层中穿过，最大埋深37米。2010年4月至2010年11月，通过对隧道拱部拱部180°范围施作导向水平旋喷桩。水平旋喷桩相互咬合，在开挖面以外形成水平旋喷帷幕体，有效地防止了开挖过程中的漏沙。达到了日均开挖进尺1米，日最大开挖进尺1.5米。水平旋喷桩超前支护参数：在隧道开挖线外30cm弧线上、拱部180°范围内布置水平旋喷桩。水平旋喷桩桩径Φ50cm，环向间距35cm，每循环长度30m，前后相邻两个循环旋喷桩相互搭接5m。此工法的运用，为以后风积沙隧道积累了施工经验。施工过程中避免了坍方冒顶事故的出现，确保了施工安全，按期实现陕西省交通厅的贯通目标，得到了陕西省、市领导的高度赞扬。11.3应用实例三深圳地铁2号线赤湾站～蛇口客运港站区间隧道深圳地铁2号线赤湾站～蛇口客运港站区间隧道长度1568m，其中1110m的区间左右线隧道分开断面为单洞单线，458m的区间左右线隧道合并断面为单洞双线，区间隧道YDK1+900.0～YDK2+307.0—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------段穿越地层为海积淤泥质粘土、粗砂、冲洪积粘土、砾砂，中更新统残积砾质粘土，起拱线以下基岩为燕山晚期粗粒花岗岩，地面高程2.90～3.20m，隧道仰拱低面高程-19～-20.3m，右线西邻海岸约150m左右。基岩裂隙水则主要赋存在基岩强风化岩等风化岩的裂隙中,其上覆残积土和全风化岩具一定厚度且连续成层分布，地下水位埋深0.7～6.0m,标高-0.9m～2.48m。施工开始采用先打Φ108大管棚，开挖过程辅助施作Φ40超前小导管注浆再开挖。由于临海地下富水压力大止水效果差，施工中经常出现洞顶渗漏、漏砂、坍塌等现象，甚至出现过两次冒顶，危及周边建筑物、地下管线和道路安全。根据现场工程地质及水文地质条件，为加固隧道上部土层，后来改为在隧道拱部180度范围内施工高压水平旋喷桩进行土层加固。该区间隧道2006年12月开工，于2010年10月完工。在临海富水软弱砂层施工中采用水平旋喷桩预支护技术，确保了施工安全，降低了施工成本，为施工企业积累了丰富的施工经验，经济和社会效益显著，具有良好的推广应用前景。3.企业级工法批准文件成都华川公路建设集团有限公司文件华川总工[2013]79号关于集团企业级工法评审结果的通报各单位、各部门：经集团工法评审委员会和专家组于2013年5月1日对各单位上报的施工工法进行评审，最终通过以下三篇工法为企业级施工工法：1.—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------《地铁浅埋段暗挖水平方向旋喷桩超前预支护施工工法》，作者：张衡；2．《削竹式公路隧道洞口采用数字化配外模施工工法》，作者：彭梓涧；3.《采用混合砂配置混凝土施工工法》，作者：王曾伟、张丽。根据集团公司有关文件规定，请各单位、各部门对本次通过施工评审的作者进行奖励和表彰。特此通报成都华川公路建设集团有限公司2013年5月6日4.工法应用证明工法应用证明书工程名称：深圳地铁5号线（西大区间-西丽车站1号风井）工程概况：深圳地铁5号线西大区间西丽站K11+489.363～K11+924.263、ZK11+489.000～ZK11+899通道及1座风井、2座竖井，1号风井段围岩从上到下有：有素填土层、中砂、砾（砂）质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩地层。隧道围岩等级为V级围岩。前期由中标单位中铁六局承建，由于大管棚超前支护效果不理想，开挖后屡次坍塌，被迫停工。该风井正线正前方又施做新增竖井，因管线密集，地质差，周围大型建筑物多，开挖面积大。若施工处理不当，将会导致周围建筑物倾斜，管线断裂，后果严重。由于工期紧，决定托于中铁隧道局施做，后与业主、设计探讨通道开挖支护方案，最终决定变更为隧道拱部155—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------°范围施作导向水平旋喷桩超前预支护。工程开工时间：2007年12月工程竣工时间：2011年5月应用情况：深圳地铁5号线（西大区间-西丽车站1号风井）采用水平旋喷桩技术施工，在隧道开挖过程中，经现场沉降跟踪观测，累计最大沉降量为5mm。隧道开挖过程中出露的水平旋喷桩桩径都在Ф500mm以上，桩体连续、咬合，没有短桩、断桩等情况，而且桩体比较均匀，桩体强度达到10MPa以上，砂层强度也明显得以改良，很好地解决了富水砂层自稳性差的弱点，施工开挖得以安全有序进行。采用该方法施工2个月便完成了隧道掘进施工任务，节约工期约3个月，减少施工成本支出629000元。成都华川公路建设集团有限公司，通过对该项施工技术在地铁浅埋暗挖工程应用中的研究，自行总结了《地铁浅埋段暗挖水平方向旋喷桩超前预支护施工工法》，该工法具有以下特点：1、该工法中其钻进、搅拌、注浆同步进行，施工速度快，每小时成桩15m左右，与小导管注浆、大管棚和冷冻法相比其施工效率要高,可节约施工工期。2、该工法可以根据不同的软弱地层条件及设计要求，旋喷的各项性能参数可根据实际需要进行调整。3、该工法中的成型桩体内部质量均匀稳定，具有提高复合土体强度、防渗、抗滑、与支撑等多重效果，保证施工和支护结构的安全。4、该工法其用浆量与大管棚等工法相比要小,每m—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------水泥用量仅为100～150kg，成本较低，效益明显。该工法整个施工过程有序进行，确保了施工质量、安全和工期，降低了施工成本，具有良好的社会效益，推动了企业技术进步，应用前景广阔。特此证明成都华川公路建设集团有限公司2013年9月25日5.经济效益证明成都华川公路建设集团有限公司工法应用经济效益证明工程名称：深圳地铁5号线（西大区间-西丽车站1号风井）工程概况：深圳地铁5号线西大区间西丽站K11+489.363～K11+924.263、ZK11+489.000～ZK11+899通道及1座风井、2座竖井，1号风井段围岩从上到下有：有素填土层、中砂、砾（砂）质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩地层。隧道围岩等级为V级围岩。前期由中标单位中铁六局承建，由于大管棚超前支护效果不理想，开挖后屡次坍塌，被迫停工。该风井施工难度高，因管线密集，地质差，周围大型建筑物多，开挖面积大，管线密集，正线正前方又施做新增竖井，一旦开挖后因涌水、涌砂，会导致周围建筑物倾斜，管线断裂，后果严重。后与业主探讨通道开挖方案，由于工期紧，决定托于中铁隧道局施做，设计变更为隧道拱部155—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------°范围施作导向水平旋喷桩方案。成都华川公路建设集团有限公司，通过对该项施工技术在地铁工程应用中的研究，分析总结后形成了《地铁浅埋段暗挖水平方向旋喷桩超前预支护施工工法》。工程开工时间：2007年12月工程竣工时间：2011年5月项目效益：以深圳地铁5号线（西大区间-西丽车站1号风井）工程应用为例，采用水平旋喷桩与大管棚对比分析，水平旋喷桩施工2个月，节约工期约3个月。经济效益如下：1、施工期间减少人工费支出84000元，节约机械材料费用129000元。2、节约工期1个月，节约人工、机械台班费月498000元。3、其他费用32000元以上费用合计节约成本629000元。采用本工法施工，达到了施工设计和规范的质量要求，确保了施工工期，降低了施工成本，多次受到业主、监理、设计、专家的好评，具有良好的经济效益，推广应用前景广阔。特此证明成都华川公路建设集团有限公司2013年9月25日6.工法施工工艺操作过程中关键点的照片深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井水平旋喷桩操作平台深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井水平旋喷桩的废浆沟—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井水平旋喷桩预埋管管口图深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井水平旋喷桩预埋管效果图深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井浆液搅拌照片水平旋喷机高压泵压力表深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井水平旋喷桩预返浆效果深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井水平旋喷桩成桩效果图深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井旋喷桩效果深圳地铁5号线西大区间西丽车站1号风井旋喷桩效果图——————————————————————————————————————'