矿山法课件

盾构隧道内采用矿山法开挖监理控制要点第一章 前言与介绍一、前言地铁隧道开挖通常采用两种施工工艺，一种采用盾构机掘进方式，一种采用矿山法方式。

本文重点介绍是以盾构掘进为主要方式，因局部硬岩段采用矿山法破除、盾构空推过矿山法的施工方式。

二、工程概况本工程为【广州市轨道交通三号线北延段土建工程梅～南区间】的一部分，位于里程YDK-2-973.000～YDK-3-330.112、ZDK-2-958.000～ZDK-3-319.766段，该段区间隧道主要穿越<9Z>微风化混合花岗岩，岩石天然单轴极限抗压强度最高达到142Mpa ，盾构在这样的地层条件下掘进，刀具磨损严重，掘进速度慢，且在控制不当的情况下易造成刀具非正常损坏，进一步可能对刀盘造成磨损或损坏。

因此考虑在YDK-3-330附近广州大道北路东侧设置施工竖井及横通道，采用传统的矿山法掘进硬岩段，形成初衬隧洞，然后盾构机在该隧洞内推进，并拼装管片，这样可规避盾构在长距离硬岩段掘进刀具消耗大、掘进效率低的风险。

1183.3m （789环）1239.38m （827环）图4-1梅花园站-同和站盾构区间线路示意图梅花园～南方医院站区间南方医院～同和站区间本工程沿线地面为广州大道北，线路沿线交通繁忙、商业网点密布，居民楼，办公楼、商业楼林立。

由于在隧道范围内没有施工场地，只能在附近一块空地采用竖井-横通道矿山法。

矿山法施工流程圆形矿山法隧道通过施工横通道施工。

该施工横通道横跨左右线隧道。

施工横通道总长41.57m,其中竖井至顶板抬高处的施工横通道长14.323m,顶板抬高过渡段长9.728m、顶板抬高后的施工横通道长17.519m。

横通道断面为拱顶直墙锚喷支护结构，初始段开挖轮廓为4.8m ×5.6m，到达区间隧道前顶板逐步抬高至9.14m，以确保区间隧道开口处于施工横通道的直墙范围。

参见图2-1。

图 2-1 施工竖井及横通道平断面示意图圆形矿山法隧洞断面结构根据所穿越地质情况分为A、B、C三种支护类型（参见图2-2、图2-3、图2-4），隧洞右线长约350延米，左线长约360延米，共计约710延米。

该段区间隧道全部处于R600m的平面曲线上，隧道线间距为13m, 隧道埋深约20～26m,最大纵坡6‰。

竖井及竖井至左线隧道的横通道均为临时工程，待矿山法区间隧道施工完成后全部回填处理。

图2-2 A型矿山法圆形衬砌结构断面示意图（Ⅳ级围岩）图2-3 B型矿山法圆形衬砌结构断面示意图（Ⅲ级围岩）图2-4 C型矿山法圆形衬砌结构断面示意图（Ⅱ级围岩）三、工程地质状况1）施工横通道穿越地层状况参见图2-5所示。

2）矿山法隧洞右线穿越地层状况参见图2-6所示。

3）矿山法隧洞左线穿越地层状况参见图2-7所示。

图2-6 矿山法隧洞右线穿越地层断面示意图四、地下管线及地面建（构）筑物情况在梅宾街附近穿越了16栋私人住宅楼。

区间中部YDK-3-188.535处线路与京溪路暗渠相交，京溪路暗渠由广州道大道北西侧转向广州大道北中部，并沿广州大道北路行进，其间有170米位于隧道左线上方。

参见下图所示。

第二章矿山法施工竖井隧道施工竖井工程，井口位于广州大道北的行人便道上，平面位置位于区间隧道的东侧。

竖井中心里程YDK-3-321.036，距离梅花园站782.936m，距离南方医院站402.464m。

竖井采用圆形截面形式，结构内净空φ7.0m，竖井深27.704m。

竖井锁口圈梁为C30钢筋砼。

井身采用格栅钢架＋钢筋网＋喷射砼联合支护及砂浆锚杆+格栅钢架＋钢筋网＋喷射砼联合支护两种形式，喷射砼为C25S6早强砼，厚度为350mm。

一、工程地质工程施工范围内穿越的地层从上至下依次为：<1>人工填土层（Q4ml）、耕土层（Q4pd）、<4-1>层碎石层、<5Z-2>层硬塑状花岗片麻岩、混合花岗岩残积土、<6Z>层花岗片麻岩、混合花岗岩全风化带，<7Z>层花岗片麻岩、混合花岗岩强风化带。

二、工作流程3.1、竖井施工工作流程三、施工过程监理要点3.1施工前准备工作1、开工前组织人员熟悉图纸，检查承包商的图纸会审、技术交底、施工组织设计等情况。

2、工程开工前，督促承包商核对有关地质资料，协同承包商调查矿山法范围内地下管线、构筑物及地面建筑物基础等，并对承包商制定的保护措施进行审核。

3、隧道开挖前应制定防坍塌方案，备好抢险物资，并在现场对码整齐。

4、要求矿山法开挖面必须保持在无水条件下施工，遇有地下水时，督促承包商采取措施加以防治。

5、矿山法采用钻爆施工时，要求承包商必须事先编制爆破方案，报城市主管部门批准，并经公安部门同意后方可进行施工。

6、矿山法施工时，要求承包商对竖井周边地表、地面建筑、地下管线构筑物的变化进行监测，要求承包商对围岩及支护状态、拱顶下沉、周边净空收敛位移等进行监测，各项监测项目在竖井施工前应每天一次，并及时反馈信息。

7、当变形、地面沉降达到控制值的70%时，视为警戒值，应立即通知设计、监理共同研究，查明原因，及时采取有效措施。

3.2旋喷加固（一）施工前准备1、施工前审核承包商的喷桩施工技术方案，审查承包商报送的分包单位的有关资质材料。

2、检查水泥、外掺剂等的质量并见证取样，检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度，高压设备的性能等。

3、测量人员应根据施工图纸复核旋喷桩的设计孔位，钻孔位置和设计位置的偏差不大于50mm。

4、旋喷桩施工前，先对旋喷范围进行袖阀管注浆，对地下水进行隔离；隔桩施工，相邻两桩施工间隔时间不应小于48小时。

（二）施工过程要点1、正式施工前进行试桩，以确定合理的水压力，提升速度，浆液配比和压力等参数。

2、旋喷过程中钻机安放保持水平，钻杆垂直，其倾斜度不得大于1.5%。

施工前检查高压设备及管路系统，其压力和流量满足设计要求。

注浆管和喷嘴内杂物清除干净，注浆管接头的密封圈良好。

3、旋喷过程中保证桩体的连续性，若因故停止，第二次旋喷的接桩长度必须大于20cm。

4、高压喷射注浆完毕，迅速拔出注浆管彻底清洗注浆管和注浆泵，防止凝固堵塞。

为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆等措施。

5、桩端要求达到基岩面；要求在岩面停留注浆10～20秒，以填满接触面缝隙，或要求桩端进入不透水层1米。

6、施工中若出现大量冒浆，立即停止并采取措施。

（三）施工结束后各项检测1、施工结束后，对桩体强度、平均直径、桩体质量及承载力进行检验。

2、高压旋喷注浆地基质量检验标准应符合表3-1的规定。

3、对旋喷桩抽芯检测应达到的技术标准，抽芯检测不少于三处。

4、旋喷至松散地层碎石段时，必须减压、降速，并在水泥浆中加入10%的膨润土，并对该段至少复喷3次；7Z地层应减压旋喷作业。

表1 高压旋喷注浆地基质量检验标准3.3锁口圈梁结构施工通过测量放线，开挖上部土方至锁口圈梁设计底标高，基面处理后进行锁口圈梁钢筋绑扎、模板支立及混凝土浇注施工。

圈梁在井口侧需高出现况地面20cm以上，防止地面积水流入竖井内。

3.4土石方开挖（一）土方开挖1、隧道开挖前应制定防坍塌方案，备好抢险物资，并在现场堆码整齐。

2、备好若干土袋，开挖过程中发现坑壁漏水严重，坑壁存在坍塌的可能时，必须立即停止开挖，并用土袋回填稳定坑壁，必要时全断面回填以确保基坑的安全，待采取有效措施止水，并确认坑壁稳定后再继续开挖。

3、隧道开挖过程中合理确定循环进尺，每一循环为一榀格栅间距。

竖井分四步开挖，施工时先开挖竖井中部土体，防止四周积水。

4、竖井按设计尺寸严格控制开挖断面，不得欠挖，平均值不得大于100mm，最大值不得大于150mm。

5、在各处挖土面喷锚全部施工完毕，喷射混凝土支撑达到一定强度后方可进行下一阶段土方开挖。

6、施工过程中应做好监测工作，开挖过程中应密切关注支护体系的变形，当变形速率发生突变时，应引起足够的重视，及时采取有效措施将变形控制在不危及基坑及周边环境安全的范围内。

（二）出渣及外运（见第九章）3.5锚喷护壁施工（一）工作流程如4.5图所示4.5锚喷护壁施工工作流程（二）钢筋格栅，钢筋网加工及架设1.钢筋格栅和钢筋网应在工厂（空旷地）加工钢筋格栅第一榀制做好后要求进行试拼，检验合格后方可进行批量生产。

2.钢筋格栅和钢筋网采用的钢筋种类，型号，规格应符合设计要求，施焊应符合设计及钢筋焊接标准。

3.钢筋格栅加工要求符合以下标准：（1）拱架（包括顶拱和墙拱）应圆顺，直墙架应直顺允许偏差：拱架矢高及弧长+20mm，墙架长度±20mm，拱、墙架横断面尺寸（高、宽）+10mm。

（2）钢筋格栅组装的应在同一平面内，允许偏差：高度±30mm。

，宽度±20mm。

扭曲度20mm。

4.钢筋网加工允许偏差为：钢筋间距±10mm。

；钢筋搭接长±15mm。

5.钢筋格栅安装要求符合下列规定（1）基面竖实并清理干净，必要时进行预加固。

（2）钢筋格栅应垂直线路中线，允许偏差为：横向±30mm，纵向±50mm，高程±30mm，垂直度5‰。

（3）钢筋格栅与壁面应楔紧，每片钢筋格栅节点与相邻格栅纵向必须分别连接牢固。

6.钢筋网铺设要求符合下列规定（1）铺设应平整，并与格栅及锚杆连接牢固。

（2）每层钢筋网之间搭接牢固，搭接长度不小于20mm。

（三）喷射混凝土1.喷射混凝土要求掺速凝剂，原材料要求符合下列规定：（1）水泥：标号不低于325号的普通硅酸盐水泥。

（2）细骨料：采用中砂或粗砂，细度模数大于2.5，含水率控制在5%～7%（3）粗骨料：采用碎石，粗径不大于15mm。

（4）水：采用饮用水。

（5）速凝剂：质量合格，使用前应做与水泥相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，初凝时间不超过5min，终凝时间不超过10min。

2.混合料要求搅拌均匀并符合下列规定。

（1）配合比：水泥与砂石重量比取1:4～4.5，砂率取45%～55%，水灰比取0.4～0.45。

（2）运输和存放中严防受潮，大块石等杂物不得混入，装入喷射机前应过筛，混合料随拌随用，存放时间不超过20 min 。

3.喷射混凝土作业要求紧跟开挖工作面，并符合下列规定：（1）混凝土喷射应分片依次自下而上进行，首先喷钢筋格栅与壁面间混凝土，然后喷两侧钢筋格栅之间混凝土。

（2）每次喷射厚度为80㎜。

（3）分层喷射时，要求在前一层混凝土终凝后进行。

（4）爆破作业时，喷射混凝土终凝到下一循环放炮间隔时间不要求小于3h4.喷射混凝土2h后养护，养护时间不少于14天。

5.喷射混凝土结构试件制作及工程质量应符合下列规定：（1）抗压强度和抗渗压力试件制作组由：同一配合比，每20m拱和墙各取一组抗压强度试件，或采用回弹仪测试换算其抗压强度值，抗渗压力试件区间结构每40m取一组。