1、二一六年十一月中鐵十六局集團第三工程有限公司報告人：張正金湖域明挖隧道綜合施工技術HuYu MingWa SuiDao ZongHe ShiGong JiShu匯報內容123456技術一：鋼管樁圍堰施工技術技術二：基坑止水及降水施工技術技術三：深基坑開挖及支護技術技術四：主體結構施工技術技術五：綜合防水施工技術技術背景與工程概況7主要創新點及效益分析技術背景與工程概況技術背景和意義 近年來，我國大中型城市經濟發展迅速，人口膨脹，汽車保有量迅速增加，造成城市路網交通壓力迅速增加，交通擁堵問題突出。312國道蘇州段是蘇州市東西向主要的對外及過境交通干線，交通流量大，路網承載能力有限，交通擁堵頻繁，

2、嚴重制約著蘇州社會經濟的發展。對312國道蘇州段實施分流，建設蘇州市中環快速路北段（312國道蘇州段分流線工程共線段）工程，可進一步完善干線公路網絡，分離城市交通和過境交通，提高服務水平，對促進蘇州市社會經濟發展具有十分重要的意義。而在城市路網建設中，因受地形及周圍環境限制，修建各種各樣的城市立交及地下隧道是必然趨勢。陽澄西湖隧道工程即是蘇州市中環快速路北段中穿越陽澄湖水域的最重要的節點。技術背景與工程概況技術背景和意義 陽澄湖是蘇州市重要飲用水源之一，關系著蘇州市區、昆山市以及沿湖鄉鎮近百萬人的飲用水供給；同時具有攔截凈化外來污水的能力，在保護生物多樣性和維持生態平衡方面有著不可替代的作用。

3、施工中必須最大限度降低施工對陽澄湖水質的不利影響；最大限度降低施工對陽澄湖生態系統的不利影響。同時陽澄湖域地質復雜，土質軟弱，以淤泥質粉土和粉砂土為主，且存在微承壓水和承壓水，施工中易出現涌砂、涌水、塌方的重大安全隱患。另外隧道毗鄰京滬高鐵丹昆特大橋，施工時稍有不慎，即可能對高鐵造成嚴重的影響。技術背景和意義 項目部科研小組以蘇州中環快速路北段陽澄湖隧道工程施工為背景，采用理論分析、專家論證和工程類比等方法，對湖域明挖隧道施工過程中面臨的關鍵技術難題進行科技攻關和方案比選，通過不斷地完善、歸納和總結，最終形成了湖域明挖隧道綜合施工技術，成功地解決了軟弱地質條件下湖域隧道的施工技術難題，提高了施

4、工效率，確保了施工安全，取得了顯著的經濟效益和社會效益。由于國內修建湖域隧道技術剛剛起步，存在經驗不足、安全風險大等難題；該成果可為相類似工程提供參考和借鑒。因此，應用前景廣闊、價值極高。技術背景與工程概況技術背景與工程概況工程概況 由中鐵十六局集團第三工程有限公司承建的ZH-LQ08標段工程起止樁號K80+795K81+940，路線全長1145m，其中K80+795K81+690段為湖西暗埋段，K81+690K81+940段為湖西敞開段。按一級公路雙向6車道標準進行建設，設計速度100km/h。ZH-LQ08標段地理位置圖技術背景與工程概況工程總體設計 技術背景與工程概況工程總體設計 隧道斷

5、面示意圖施工圍堰標準斷面圖技術一：鋼管樁圍堰施工技術鋼板樁圍堰鋼管樁圍堰圍堰方案比選 技術一：鋼管樁圍堰施工技術鋼管樁圍堰與鋼板樁圍堰相比，有如下顯著特點：(1)截而強度、剛度大，支撐簡單方便；(2)施工速度快，制作、加工、安裝下沉方便靈活，工藝簡單，無須大型機具設備，不要大型浮運設施；(3)適用于各種復雜地質、地層；(4)施工成本低，效益好。圍堰環保施工技術最大限度降低施工對陽澄湖水質的不利影響最大限度降低施工對陽澄湖生態系統的不利影響采取水土保持措施，嚴格控制施工期間的水土流失嚴格控制施工中的揚塵和煙塵、廢氣及汽車尾氣的排放嚴格控制施工中噪聲污染和光污染技術一：鋼管樁圍堰施工技術（1）鋼管

6、樁圍堰施工環保要求圍堰環保施工技術技術一：鋼管樁圍堰施工技術測量放樣設置防污染圍擋鋼管樁施工鋼圍檁安裝鋪設竹笆、土工膜、拉桿連接堰芯填筑內側袋裝土、外側填土施工堰內抽水及內側袋裝土修整隧道施工圍堰拆除、恢復湖面（2）鋼管樁圍堰施工工藝施工要點1、測量放樣時，利用導線點設置加密點，同時設置軸線的保護樁，并對其進行經常性復核，因為保護樁是施工過程中確定圍堰平面位置的依據。2、打樁施工時，必須保證樁體垂直度，縱橫向間距，樁頂標高。3、竹芭、土工布安放時，竹芭安裝應牢固，防止扭曲變形。竹芭間的搭接縫必須綁扎牢固可靠，竹芭間搭接長度可靠，切忌出現縫隙。4、堰心填土時，取土區域的取土范圍與標高應按規定進行

7、施工，不得亂取亂挖，以確保圍堰穩定和危及高鐵的安全。5、內外側邊坡施工時，抓斗式挖泥船抓土袋放到鋼管樁圍堰內時應小心，抓斗不得碰撞鋼管樁和對拉鋼筋。6、圍堰維護期間確保航行運行安全7、圍堰拆除時，明確新建設施的位置，防止施工時損壞設施。嚴格按有關部門的規定進行湖床清理，不得超挖或欠挖。技術一：鋼管樁圍堰施工技術北臨高鐵段圍堰施工 K80+833處圍堰外側距離高鐵位置最近處為42.4m，該處圍堰填土坡腳至高鐵為35.3米。基坑開挖邊坡坡頂離高鐵最近處為66.56米。因此在此處的施工控制顯得尤為重要。北側圍堰離高鐵最近處施工圖圍堰施工控制措施設置防污染圍擋對圍堰進行精確分段放樣加強監控對圍堰的穩定

8、性進行驗算禁止北側取土優化袋裝土防護為植草防護技術一：鋼管樁圍堰施工技術 技術二：基坑止水及降水施工技術地下水處理基坑止水帷幕的設計及施工技術淤泥質粉土地質條件下深基坑井點及真空降水施工技術止水帷幕的設計 土質條件單位被攪拌土體中的水泥用量（kg/m3）水灰比黏性土3601.52.0砂性士3251.52.0砂礫土2901.52.0 通過對不同止水帷幕類型的比較并結合工程的實際情況，最終選擇了三軸水泥攪拌樁的方案。三軸水泥土攪拌樁材料用量和水灰比 突涌穩定安全系數為1.28，滲流穩定性安全系數為2.43，均能滿足規范的要求。 技術二：基坑止水及降水施工技術孔隙水壓力云圖的結果及分析降水開始時降水

9、過程中降水結束時 設置止水帷幕后降水漏斗曲線在基坑兩邊不連續、發生突變，帷幕兩側產生水頭差，止水效果非常理想。 技術二：基坑止水及降水施工技術止水帷幕施工技術施工工藝流程圖三軸攪拌樁鉆機移位施工順序圖在冷縫處外側復打一幅攪拌樁進行搭接在先后樁之間用壓密注漿加強止水效果 該工程采用“二攪二噴”，施工工藝流程相對復雜 技術二：基坑止水及降水施工技術止水帷幕攪拌樁冒沙加固處理冒砂區域平面示意圖冒砂、冒水現場圖 2013年7月19日早晨8時左右，K81+383等處三軸水泥攪拌樁隔水帷幕在施工過程中出現涌水、冒沙現象。冒砂的平面位置示意和現場照片如下： 技術二：基坑止水及降水施工技術止水帷幕攪拌樁冒沙加

10、固處理 對該隔水帷幕的處理措施是采用回填土以平衡微承水水頭壓力的做法K80+760K81+377段北側未施工段K81+377K81+441段北側已施工有冒沙段 對該段隔水帷幕實施在已完成攪拌樁的內側補打一排樁的加強措施以保證止水效果 技術二：基坑止水及降水施工技術止水帷幕攪拌樁冒沙加固處理增打的三軸水泥攪拌樁平面圖K81+377K81+441段北側已施工有冒沙段南側隔水帷幕的處理方案同北側 技術二：基坑止水及降水施工技術降水井點及真空降水施工技術降水井布置方案 在隧道主體結構中心線布置一排降水井1，降水井1管底高度在坑底以下8m，同時在主體結構外側邊線處（距中心線17m）分別設置一排降水井2，

11、降水井2管底高度在坑底以下8m，在第二級邊坡上（距中心線36m）分別設置一排降水井3，降水井3管底高度在坑底以下2m；降水井縱向間距為15m，加寬帶分別再增設一排降水井3。 技術二：基坑止水及降水施工技術井點降水施工技術降水井施工質量控制措施：鉆孔深度應大于降水井設計深度0.3m0.5m濾料填充體積不小于設計量的95%井點埋設應無淤塞、出水不暢或死井等情況洗井應直至過濾器及濾料濾水暢通，并應抽水檢驗井的濾水效果降水井施工作業流程圖 技術二：基坑止水及降水施工技術降水實驗敞開段降水試驗布置圖暗埋段降水試驗布置圖 綜合分析、整理和計算兩次降水試驗數據可知，敞開段及暗埋段抽水試驗均驗證了井點降水的降

12、水能力和效果滿足設計要求，止水帷幕止水效果達到設計要求。 技術二：基坑止水及降水施工技術降水效果存在的問題以及處理措施敞開段降水效果暗埋段降水效果 問題基坑邊坡流砂現象處理措施真空輕型井點降水 技術二：基坑止水及降水施工技術技術三：深基坑開挖及支護技術淤泥質粉土地質條件下深基坑開挖及支護方案 K80+800K81+100和K81+460K81+720基坑開挖斷面示意圖K81+100K81+460基坑開挖斷面示意圖 本標段內的陽澄西湖隧道工程采用明挖順筑法施工，大放坡開挖作業，整個標段內基坑開挖分為陸域段和水域段兩段，邊坡采用網噴+土釘聯合支護結合井點降水的支護方案。技術三：深基坑開挖及支護技術

13、基坑開挖和支護施工流程基坑土方開挖流程支護施工工序流程基坑施工監測 基坑開挖深度 施工階段5m510m1015m15m開挖面深度5m1天2天2天2天510m1天1天1天10m12小時12小時挖完以后時間7天1天1天12小時12小時715天3天2天1天1天1530天7天4天2天1天30天10天7天5天3天監測頻率表基坑施工監測項目主要包括坡頂沉降、坡頂（體）位移和沉降、地下水位、坑底隆起、支護結構變形（坡面、坡頂裂縫等）。技術三：深基坑開挖及支護技術基坑穩定性驗算抗突涌穩定性驗算抗隆起穩定性驗算整體穩定性驗算整體穩定安全系數K1：1.416整體穩定安全系數K2：1.416要求安全系數Ks：1.3

14、00抗隆起穩定性安全系數為2.8711.500抗突涌穩定性安全系數為1.271.00 依據復合土釘墻基坑支護技術規范（GB50739-2011）和建筑基坑支護技術規程（JGJ120-2012）對基坑邊坡的兩種典型斷面進行整體穩定性驗算、抗隆起穩定性算、抗突涌穩定性驗算，結果顯示本工程明挖隧道基坑邊坡的穩定性完全滿足相關規范要求。技術三：深基坑開挖及支護技術深基坑施工對高鐵安全影響分析地理位置影響基坑施工影響分析堆土土壓力影響基坑降水影響基坑塌方影響施工控制措施研究高鐵保持安全距離基坑內降水控制加強基坑監控技術三：深基坑開挖及支護技術技術四：主體結構施工技術主要內容隧道主體結構墊層施工技術基坑要

15、求模板制作與安裝墊層混凝土施工大跨度箱體混凝土無對拉支模技術方案比選分析計算施工方案大跨度箱體混凝土施工混凝土施工前期準備底板混凝土澆筑側墻及頂板混凝土澆筑混凝土模板拆模及砼的養護大體積混凝土施工技術措施和質量控制技術四：主體結構施工技術大跨度箱體混凝土無對拉支模技術 通過對現存幾種方案的比選，最終選用貝雷梁作為外側模豎向背楞。暗埋段無對拉螺桿施工設計圖 敞開段無對拉螺桿施工設計圖湖域隧道大跨度箱體混凝土施工鑿除樁頭澆筑墊層施工底板澆筑墻身敞開段施工工藝流程技術四：主體結構施工技術湖域隧道大跨度箱體混凝土施工暗埋段施工工藝流程 鑿除樁頭澆筑墊層施工底板澆筑中墻澆筑頂板技術四：主體結構施工技術湖

16、域隧道大跨度箱體混凝土施工技術四：主體結構施工技術綜合防水施工技術防止水設計變形縫施工縫敞開段外防水 預鋪防水卷材施工工藝流程施工方法卷材搭接聚脲防水施工基層處理要求施工方案施工過程接縫防水施工變形縫施工縫底板泄水孔施工泄水孔制作泄水孔安裝封孔技術五：綜合防水施工技術預鋪防水卷材施工技術標題添加文本說明內容添加文本說明內容添加文本說明內容預鋪防水卷材施工工藝流程施工方法卷材搭接技術五：綜合防水施工技術基層清理鋪貼卷材卷材搭接后續施工接縫防水施工技術標題添加文本說明內容添加文本說明內容添加文本說明內容技術五：綜合防水施工技術1、變形縫 隧道橫向設變形縫，暗埋段間距60m，其中K81+580K81

17、+630段為50m，暗埋段變形縫共16道。敞開段間距30m，其中K81+870K81+940按35m一節，變形縫共7道。（1） 暗埋段變形縫 變形縫迎水面底板和側墻采用外貼式止水帶，頂板迎水面采用低模量聚氨酯密封膠封閉嵌縫，外貼式止水帶與低模量聚氨酯密封膠在側墻與頂板交界處搭接。同時，變形縫內設置中埋式鋼邊橡膠止水帶雙道防水，并兜繞成封閉環。變形縫背水面采用高模量密封膠整環嵌縫。（2） 敞開段變形縫 因敞開段埋深較淺，并逐漸變淺的特點，除與暗埋段相同施工外，采用以下措施：中埋式鋼邊止水帶在側墻頂部以下收口，并用遇水膨脹橡膠膩子塊封口，外貼式橡膠止水帶在側墻頂部采用嵌縫密封膠封頭。變形縫內側用高

18、模量密封膠嵌縫。接縫防水施工技術標題添加文本說明內容添加文本說明內容添加文本說明內容技術五：綜合防水施工技術2、施工縫 隧道暗埋段每60m為一結構段落，每一結構段落分節按30m一節為施工節段。其中K81+580K81+630段為2節，每節25m，中間設橫向垂直施工縫。箱體施工按二次澆筑完成，設縱向施工縫一道，位于底板頂面以下1.3m處。敞開段縱向施工縫設于底板頂面以上1.058m處。設置方法如下：（1）縱向水平施工縫：設置鍍鋅鋼板止水帶及遇水膨脹止水膠。（2）橫向垂直施工縫：采用中埋式鋼邊橡膠止水帶一道防水，并兜繞成封閉環。 安裝側模前必須將砼結合面上鑿毛到位并清掃干凈，以表面無浮漿、松散砼、

19、露大石子為度。所有施工縫均鑿毛并清除表面雜物，涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料，用量2kg/m2。接縫防水施工技術標題添加文本說明內容添加文本說明內容添加文本說明內容技術五：綜合防水施工技術接縫防水施工技術標題添加文本說明內容添加文本說明內容添加文本說明內容技術五：綜合防水施工技術底板泄水孔施工技術標題添加文本說明內容添加文本說明內容添加文本說明內容技術五：綜合防水施工技術（1）泄水孔制作：選用內徑與降水井外徑相符的鋼管，長度根據底板厚度確定，底部伸入墊層底20cm，頂部低于底板頂部20cm，即鋼管長度等底板和墊層厚度。在鋼管中部焊接圓形鋼片止水環，止水環半徑大于鋼管12cm，焊接后在焊縫上部一圈

20、涂遇水膨脹止水膠。 （2）泄水孔安裝：在混凝土墊層澆筑前，將制作好的鋼管泄水孔安裝于降水井上，套住降水井的雙壁波紋管，并固定后澆筑墊層混凝土。底板卷材鋪設后，在泄水鋼管處鋪設卷材加強層一層并沿管壁翻邊10cm，上口用丁基橡膠密封帶與管壁粘牢。底板鋼筋施工時，底板鋼筋經泄水孔時斷開，兩側進行補強。底板混凝土澆筑時，在泄水孔孔口預留20cm高，36cm寬的方形孔口。 （3）封孔：主體結構混凝土全部完成并覆土回填后可進行封孔施工，泄水鋼管口用1cm厚鋼板切成圓形與孔口焊接密封，孔口用微膨脹混凝土填補密實。聚脲防水涂層施工技術標題添加文本說明內容添加文本說明內容添加文本說明內容技術五：綜合防水施工技術聚脲防水涂層施工技術標題添加文本說明內容添加文本說明內容添加文本說明內容技術五：綜合防水施工技術基層處理（清理、打磨）涂刷膩子修補針眼噴涂聚脲底涂基層質量自檢噴涂聚脲防水涂料缺陷檢查、涂層修補防水涂層檢驗、驗收主要創新點及效益分析主要創新點提出了生態圍堰的概念。圍堰施工中采用防污染圍擋確保不對陽澄湖水質產生不良影響，邊坡防護由袋裝土優化為植草防護，做到低碳環保生態。圍堰排水過后的湖底地質條件屬于高承壓涌砂地質條件，該土體容易發生較大變形甚至整體失穩，開挖基坑十