1、广州地铁承包商申报表(通用)D1-13 编号:工程名称广州市轨道交通XX线【XX盾构区间】盾构工程合同号地铁里程监理单位 致(驻地监理工程师):XX盾构监理部 事由:提交盾构掘进总体施工方案 申报内容:1. 盾构掘进总体施工方案 2. 3. 4. 5. (具体内容详见后附资料) 承包商: 施工负责人: 日 期: 年 月 日监理意见:监理工程师: 日期:建设单位意见:签名: 日期:由承包商向监理工程师呈报五份,监理工程师审查后自留二份,报建设单位二份,返回承包商一份。广州市轨道交通XX线【XX盾构区间】盾构工程盾构掘进总体施工方案XX工程公司盾构机掘进总体施工方案工程名称: 地铁里程: 施工单位
2、: 编制单位: 审批单位: 部 门: 部门: 单位技术负责人: 审批负责人: 编制人: 编制日期: 年 月 日 审批日期: 年 月 日目录1概述12工程地质情况12.1隧道沿线主要土层及岩层情况12.2隧道沿线地形地貌及周边环境32.3工程特点及难点33盾构施工总体策划及工程管理43.1 总体施工方案43.2 盾构总体施工流程图53.3 施工进度计划安排64劳动力计划及施工设备配置84.1劳动力计划84.2机械设备配置表105施工总平面布置及临时工程115.1 施工平面布置115.2 施工用电设计115.3 施工用水175.2 通讯176 前期技术措施186.1 端头加固186.2 洞门施工2
3、26.3 盾构机及泥浆处理设备的组装与调试257 盾构掘进287.1 掘进循环时间安排287.2 泥水循环与处理系统的管理287.3 盾构始发397.4 盾构掘进417.5 管片安装及注浆507.6 盾构机过厦滘站587.7 盾构机到达施工597.8 盾构机拆卸607.9施工测量和监测617.10 特殊地段的盾构施工技术措施728 管片生产828.1管片生产及供应计划828.2管片生产工艺及主要施工方法839 工程质量保证措施839.1管片生产质量保证措施839.2盾构掘进施工质量保证措施869.3施工测量与监测的质量保证措施889安全生产保证措施899.1安全生产管理目标899.2安全保证体
4、系899.3盾构隧道施工安全保证措施9010文明施工保证措施9110.1文明施工管理组织机构9110.2文明施工管理措施9211环境保护措施9311.1加强施工管理,强化环境保护意识9311.2加强废水、废气、废渣的管理9311.3加强运输车辆的管理9411.4加强监测量测,确保环境安全9411.5果园、农田段的环境保护9411.6南珠江和三枝香水道的环境保护951概述广州地铁XX盾构区间工程,共分为2个区间段构成:XX始发井XX站,XX站XX站。其中【XX】区间的起止里程为XX,【XX】区间的起止里程为XX,单线盾构隧道长度为XXm,双线总计XXm,隧道内径X,外径X。本工程采用泥水盾构,刀
5、盘直径X。具体见下图所示:图1-1 工程概况图管片在市建机施管片厂预制,设计由广州地铁设计研究所完成。2工程地质情况2.1隧道沿线主要土层及岩层情况从地质勘察资料和补充地质勘探资料所示,隧道主要穿越地层有基岩全风化岩层、基岩强风化岩层、岩石中等风化岩层、可塑残积土层、硬塑残积土层等地层(共占77.34%),局部在淤泥或淤泥质土层、淤泥质砂层、粉质粘土层、冲洪积砂层、岩石微风化岩层穿过(共占22.66%)。左右线所需处理量(即0.074mm)分别为49.613%,46.491%。具体见下表图所示:2.2隧道沿线地形地貌及周边环境1)地形地貌本工程沿线主要分布有大片果园、菜地、苗圃及河涌、村庄、厂
6、房和码头。除南珠江和三枝香水道段为侵蚀河谷地貌、河床底标高为-4.5m0.42m外,其余均为河流堆积平原和海陆交互堆积平原地貌,地势起伏平缓,地面标高为4.6m9.9m。2)周边环境本工程地面环境有两个特点:一是两次过江,在YDK11+645YDK12+145处穿过南珠江,宽为500m,珠江底部距隧道顶部的最小距离为10.0m。在YDK13+785YDK14+085处穿过三枝香水道,宽为300m,珠江底部距隧道顶部的最小距离为6.07.0m。二是穿过大山村和厦滘村,隧道上方分布有大量民居和厂房,高层重要建筑相对较少,但部分民房的桩基础侵入或紧邻盾构隧道,桩四周基本都是对扰动非常敏感的软弱地层,
7、建筑物保护难度较大。目前由于隧道上方的星光大道的修筑,大山村大部分建筑物已被拆除,故施工时,对于大山村的民房基本不需进行桩基托换工作,对于厦滘村来说,则必须根据实际情况,进行加固处理。2.3工程特点及难点1、隧道两过珠江,其中三枝香水道宽约300m,水深7.34m,隧道最小覆土深度为67m;南珠江宽约500m,水深9.89m,隧道的覆土深度为1019m,主航道的覆土深度为14m。覆盖层内、隧道洞身、拱顶大量存在饱和砂层,地下水位较高,地下水与珠江水有密切的水力联系。隧道于YCK14+164左右穿越宽约50m的断层破碎带,断层破碎带主要由断层角砾岩及硅化岩组成,岩体破碎,岩石较坚硬,断层破碎带富
8、水性好,该断层破碎带距三枝香水道南岸距离约为50m。另外,在沥滘厦滘区间,淤泥质细砂层、冲洪积中细砂层全线分布、连成一体,厚度较大,渗透性强,与珠江水有直接水力联系。2、区间隧道地表环境较为复杂,在通过厦滘村段,隧道上方分布有大量民房,部分民房为天然基础,部分民房有桩基础,有的桩基础紧贴盾构隧道,有的桩基础伸入到隧道中,盾构施工须保证居民的绝对安全。3、到达厦滘站后,盾构机不能直接过站,须吊出地面,在地面整体运输通过厦滘站和厦滘北明挖区间。4、泥水平衡盾构有赖于泥浆压力的控制和泥浆系统的正常工作,本工程隧道较长,泥浆管铺设的距离较长,为保证泥浆造浆和处理系统的正常工作,必须采取可靠和有效的技术
9、措施,并加强设备的保养工作,为盾构的快速掘进创造条件。盾构隧道穿越软弱地质时,应严格控制盾构掘进速度、泥浆比重、粘度、压力等参数与盾构机姿态,防止地层坍塌涌水,控制地面沉降,保障环境安全。地下水基本上与河水连通,潮汐、降水会导致河流水位频繁变化,地下水压力也会随时波动,泥浆压力必须及时、准确地调整。5、盾构隧道两过珠江,长距离穿越渗透性高、地下水丰富的地层,地下水与珠江水有密切联系,随着潮汐、降水不断地流动。保证隧道的防水、防腐性能显得尤其重要。另外,本盾构隧道结构的接口多,也增加了防水处理的难度。做好整个工程的防水、防腐,确保工程建成后不渗、不漏、不腐有一定的难度。6、盾构施工的区间为较长,
10、要求施工测量精度高且控制测量方案可靠。特别是针对风险性高的河床地段,必须采取可靠性高、操作性强的沉降监测方案。3盾构施工总体策划及工程管理3.1 总体施工方案本工程盾构隧道左右线各采用一台泥水平衡盾构机掘进,从大石北盾构井始发,掘进到厦滘站,在到达厦滘南明挖段后过站采用800t液压提升装置将盾构机整体吊出地面,然后用400t平板车运输通过厦滘站和厦滘北明挖段,再用800t液压提升装置将盾构机整体吊入厦滘北始发井中进行第二次始发,一直掘进到沥滘站,最后在沥滘站南端拆卸吊出。采用泥水平衡盾构机掘进,需要面积较大的泥浆处理场地,根据业主提供的施工场地,将泥浆处理场分两次布设。在盾构到达三枝香水道北岸
11、厦滘南吊出井之前,泥浆处理设备布置在大石北明挖段始发场地,盾构机到达厦滘站后,将泥浆处理设备搬迁至厦滘北施工场地。泥浆通过泥浆处理设备进行二级处理,变成泥碴和浆水,泥碴大部分通过抽砂船和泥浆管直接输送到三枝香水道的泥浆船上运到固定排放点排放,少部分废浆在管道排放不及时,则采用泥浆车运输。盾构隧道采用管片拼装式衬砌,管片环宽1.5m,错缝拼装,管片接缝采用三元乙丙橡胶止水。管片由市建机施预制厂提供,模具采用上海隧道机械制造厂生产的模具,为保证有足够的生产能力,满足工程总体进度要求,购进7套模具投入生产,其中5套标准管片模具,左右转弯模具各1套。管片脱模前采用蒸汽养护,以提高管片质量、缩短模具周转
12、周期,脱模后采用浸水池养,7天后喷淋养护。管片与围岩之间的环形间隙采用同步注浆模式充填水泥砂浆。盾构隧道内水平运输采用24Kg/m钢轨铺设单线、14t变频电机车牵引重载编组列车运输。垂直运输由2台25t龙门吊完成。整个盾构施工过程坚持监控测量跟踪,实施信息化施工,以确保施工质量和安全,也确保控制地层变形和地面环境的安全。3.2 盾构总体施工流程图详见下页图3-1盾构总体施工流程图工 程 交 工 验 收右线盾构始发左线盾构始发右线盾构机在厦滘沥滘区间掘进推测量班沥滘区掘进左线盾构机在厦滘沥滘区间掘进盾构机到达沥滘站大石北始发井盖板及回填右线盾构机通过某一联络通道80m后,从右往左施工沥厦区间1#
13、3#联络通道和泵房。包括地层加固明挖隧道上方土方回填至地面盾构机解体退场隧道嵌缝及清理到达端头加固始发端头加固盾构机整体地面运输通过厦滘站和出入段,吊入始发井到达端头加固施工厦大区间1#3#联络通道和泵房盾构掘进到达厦滘南到达井右线盾构机组装、调试左线盾构机组装、调试右线盾构机始发左线结构一班左线盾构结结构二班滘站掘进右线盾构机在大石北厦滘站掘进管片运至现场盾构机运至施工现场明挖隧道箱体结构施工完毕管片生产大石北始发端头加固洞门处理、管线轨道拆除泥浆处理设备和制浆设备搬到厦滘站大石北泥浆处理设备和制浆设备安装S 图31 施工总流程图3.3 施工进度计划安排详见图3-2 盾构施工进度计划横道图图
14、3-2 盾构施工进度计划横道图3.4 项目部的管理架构针对本工程的工程规模、场地条件及工程特点,结合本公司多年来在各类地下工程管理中积累的经验,为确保高效、优质、安全、文明、低耗完成本工程,拟组建【沥滘站大石北盾构区间】工程项目部,组织管理机构详见3-4图。项目经理项目副经理项目总工程师技术组综合办公室安全保卫部财务部工程管理部材料设备部质量组资料室机电组机械组材料组安全组文明施工保卫施工组预算合同部推进一班推进三班测量班涂料班推进二班泥水班该机构实行项目经理责任制,设立工程管理部、材料设备部、综合办公室、安全保卫部、财务部等职能部门。挑选施工经验丰富、年富力强、责任心强的人员作为该项目的骨干
15、力量。图3-4 组织管理机构图4劳动力计划及施工设备配置4.1劳动力计划在盾构隧道内结合本工程专业特点和现代科学管理理论,充分发挥和调动每个人的劳动积极性,精心筹划,科学安排,进行动态管理,弹性编组,灵活组织,实施平行、流水、交叉作业。具体安排如下表。推进施工班组人员:每班施工中设总值班负责人1名。施工人员包括推进、泥水系统三个班两班轮转,另设机电维修一个班。执行每天10104工作制,早班,夜班各一个,每天保证4小时的维修保养时间,保障盾构设备的正常运转,做到均衡施工。具体施工组人员安排如下表:单线盾构推进施工人员序号岗 位人数序号岗 位人 数1中央控制室17电器维修12井下负责人18行车司机
16、13盾构司机19测量14管片拼装210井底、井口吊运25机械维修111同步注浆26电机车司机112涂料制作3小计17人泥水系统处理施工人员序号岗 位人数序号岗 位人 数1值班长16保洁员12检验员17普工(新浆配制)23修理工(保修员)18小计6人单线机电维修人员序号岗 位人 数序号岗 位人 数1机 修 工23电 焊 工12电 工2小计5人另计施工管理员16合计16+6X3+(17+5)X2X3=166人设备名称规 格数量单位用途盾构6.26m泥水平衡盾构2台隧道施工同步注浆系统1套同步注浆泥水处理系统ZX-500泥浆净化器99KW3台泥水处理ZX-250泥浆净化器48KW4台旋 流 器18台
17、砂泵45KW2台3PNL泥浆泵22KW4台清水泵5.5KW6台搅拌机5KW4台泥水输送系统进泥管250mm排泥管200mm1套泥水输送电机车14t4台井下水平运输电瓶配电机车型号GSK-98箱井下水平运输充电机4慢2快(KCA01-100/300)4台电瓶充电平板车4辆井下水平运输用龙门吊25t2台地面及井下垂直运输压浆泵HP013或海纳式2台管道补压浆用电焊机3台焊接排污泵8/6AH-WARMAN PUMP2台隧道内排污挖掘机1m31台沉淀池挖土加温器2 套防水涂料制作轴流风机2SZ-S-100B2 台隧道通风风管PVC涤纶1100mm3200m隧道通风电话总机自动2台施工通讯用测量仪器TO
18、PCON2 台隧道测量测量仪器苏光DSZ22 台隧道测量4.2机械设备配置表5施工总平面布置及临时工程5.1 施工平面布置遵照招标文件划定的施工用地范围和广州市和地铁总公司文明施工管理有关规定及临时设施修建标准,消防、防雷、安全、卫生等有关规定,对施工场地进行合理的平面布置。本工程线路长、施工涉及面广。按照工程进展情况,分两个区段施工,在厦大盾构区间掘进时,项目部临设、管片堆放场地和泥浆处理场地主要布置在大石北明挖段施工场地上,在大石北明挖施工临设布置的基础上,对泥浆处理场地进行硬化,并安装泥浆处理设备;在盾构掘进到厦滘南后,再将整个施工临设迁移到厦滘北施工场地。具体见图51大石北盾构施工场地
19、平面布置示意图和图52厦滘北盾构施工场地平面布置示意图。5.2 施工用电设计5.2.1 施工用电负荷统计根据本工程施工实际需要和施工进度计划安排,在盾构掘进施工期间,我项投入的用电机械设备如下表: 用电设备汇总表序号设备名称及数量用电功率序号设备名称及数量用电功率1泥水盾构机2台1810 kW28浆液搅拌机50 kW2P1泵2台160 kW29泥浆泵22kW43Pm泵2台30kW210操作柜38.1kW24P3P7泵10台75kW1011地面照明及生活用电60kW5PE泵2台132 kW212隧道照明20 kW6泥浆处理系统100kW513其他设备479.4 kW7制浆机7.5kW4合计631
20、7.6KW图51大石北盾构施工场地平面布置示意图图52厦滘北盾构施工场地平面布置示意图根据上表统计数据,同时考虑施工现场的动力、生活用电和照明用电可按照公式估算:P1cosP(KVA)=K( K1 + P1 K2) 式中:S工地总用电量(kVA)K备用系数,一般取K=1.051.1,根据实际情况取K=1.05P1全工地动设备的定额输出功率总和(kW)P2全工地生活用电和照明用电的电量总和(kW)动力设备的效率,一般取=0.850.9cos功率因数,根据实际情况取0.80K1全部动力同时使用系数,一般设备数量在五台以下取K1=0.6,五台以上取K1=0.40.5,根据实际情况(以盾构机为主)取K
21、1=0.8K2生活用电及照明用电设备的同时使用系数,一般取K2=0.60.9,根据实际情况取K2=0.9计算: P1=(18102)+(1602)+(302)+(7510)+(1322)+(1005)+(7.54)+ 50 +(224)+(253)+(2.222)+(752)+(762)+ 54 +(38.12)=3620 + 320 + 60 + 750 + 264 + 500 + 30 + 50 + 88 + 75 + 48.4 + 150 + 152 + 54 +76.2=6237.6(kW)P2= 60 + 20 =80(kW)P1 6237.60.90.8cosP(KVA)=K( K
22、1 + P1 K2)=1.05( 0.8 + 800.9) = 1.057002 =7352(kVA)目前项目部向有关部门申请用电量为31002+6302=7460kVA7352kVA,完全能满足本工程施工用电要求。另外考虑到紧急停电情况下的照明,自备一台200kW康明期发电机1台,通过电源切换箱备用于停电情况下的确保隧道内的照明、排水及通风,以确保施工安全和施工进度。5.2.2 现场施工线路布置图从总配电房里分出、四大路供电,详见图53盾构掘进施工电路布置示意图。路主要是对左线P1和Pm泵、泥浆搅拌设备、制浆机、盾构机地面操作柜、隧道内照明用电及地面其他动力设备供电。路先经过一个额定功率为6
23、30kVA的变压器(即变压器1),变为380伏/220伏的电压,然后经过配电箱并分a、b、c三条支路,其中a支路对左线的P1和Pm泵供电(P1泵和Pm泵轮流用电);b支路对左线的P1和Pm泵供电;c支路通过配电箱分两条支路c1、c2,c1对泥浆搅拌设备、制浆机、地面其他动力设备供电,c2对盾构机地面操作柜、隧道内照明等设备供电。路主要是对二台500m3泥浆处理设备、左右线隧道的轴流风机、龙门吊、生活用电、充电房等供电。路先经过一个额定功率为630kVA的变压器(即变压器2),变为380伏/220伏的电压,然后经过配电箱并分三条支路a、b、c,a支路经过配电箱分a1对充电房供电和a2对左右线隧道
24、的轴流风机供电;b支路对二台500m3泥浆处理设备供电;c支路2台龙门吊及生活用电供电。 路主要对二台500m3泥浆处理设备、地面泥浆泵进行供电。a支路对二台500m3泥浆处理设备进行供电;b支路对地面泥浆泵进行供电。路和路是输送10kV的高压电线路,是分别进入隧道左右线盾构机及其配套设备进行供电,在经过变压器38(A、B)变为380伏/220伏的电压,然后分别对PE泵、P4P6泵供电,最后对盾构机后备拖车的变压器供电。在线路供电中,各分配电箱内,应按照电气安装要求,装保险丝、电源隔离开关(铁壳开关),并切实做到一机一闸一漏电开关控制,并且将各配电箱上做好醒目标志,设置防雨措施。图53 盾构掘
25、进施工阶段用电线路布置图5.2.3 隧道内的线路布置及隧道照明图54 洞内管线布置图风管运输轨道推进一班机修班照明及明线路泥浆输送管运输轨道供水、排污管风管运输轨道照明及照明线路泥浆输送管供水、排污管人行通道高压电缆(1)隧道内的线路布置:高压电缆和照明线路从地面进入隧道后的线路断面布置图如右图所示。进入隧道的高压电缆采用的电缆是具有很强的电离屏蔽作用,不会对隧道内行人造成危险;高压电缆和照明线各布在隧道的两旁,且高压电缆布置在远离人行道一侧,避免了人与高压线靠近的危险。另外高压电缆和照明线都是架设在隧道管片高处,避免行人接触而造成危险。(2)隧道照明:隧道照明采用三相五线制,架空敷设,每10
26、环装设支架1只,上面装10A熔断器和40W防潮型荧光灯具各1只,3蝴蝶白料5只。每盏灯电源接一相一零,三相轮流跳接。每隔100米要求安装分段箱1只,作为照明安装或维修时的分断开关。敷设导线采用BV500,316116116塑铜线,排列次序按照有关规定相序要求排列。在井口处(正一环处),安装2只两路电源自动切换箱,以保证隧道施工照明及安全照明的不间断。隧道照明装置的安装位置,必须由甲方指定或认可。并且,在安装时决不允许擅自更改。5.3 施工用水从业主提供的水源接口用100钢管接至施工现场,现场水源接驳点布置在南面大门口处,接通2条80水管沿围墙向两个方向铺设供水管,向各用水点供水。水管沿围墙设置
27、,遇路口等设施则埋地通过。泥水平衡盾构施工时用水量较大,我司拟先化验东涌及三支香水道的水体,如果满足要求,则直接抽取河水作为施工用水;如果水质不符合要求,则在附近拉接自来水。5.2 通讯工地施工现场管理人员,均配备必要的通讯工具。现场办公室配备4条外线电话,作为工地与外界联系的纽带。另外,工地现场配备专用的程控交换机,作为井下和隧道内工作面与办公室之间及时进行联系的工具。6 前期技术措施6.1 端头加固6.1.1 端头地层及稳定性本工程2台盾构施工始发及到达共计8次,为了确保盾构始发和到达时的施工安全以及端头地层的稳定,以防止端头地层发生坍塌或漏水涌水等意外情况,应根据各始发和到达端头工程地质
28、、水文地质,地面建筑物和端头结构的情况,进行综合分析,以决定是否对门洞端头地层进行加固处理和具体的加固方案。本工程各始发和到达端头地层情况如下表6-1所示。根据本工程的地质资料反映,在本工程的厦滘大石区间的始发、到达端头处和沥滘厦滘的始发、到达端头处,地层的自身稳定性较差,地下水丰富,需对其端头地层进行加固和防水处理,以防土层坍塌、漏水涌水。表6-1 各洞门端头地基相关因素一览表序号端头位置隧道端头情况描述地质情况覆土厚度地表状况端头结构稳定性评价1大石北始发端头(YDK15+203.740)右线拱顶及洞身主要为、层,属软弱地层。10m大山村明挖基坑围护结构稳定性差,存在坍塌的危险左线拱顶及洞
29、身主要为、层,属软弱地层。10m2厦滘站南到达端头(YDK13+773.949)右线拱顶为淤泥或淤泥质土层、淤泥质砂层,洞身主要为强风化地层13.5m离三枝香水道北岸约48m出入段围护结构土体稳定性较差左线同上13.5m3厦滘北始发端头(YDK13+116.600)右线洞身全部为层,覆盖层薄,以为主,地层软弱,地下水丰富。7. 60m厦滘村果园车站围护结构淤泥、砂层较厚,稳定性很差;存在涌砂、坍塌危险。左线同上7.54m4沥滘站到达端头(YDK11+494.850)右线洞身主要为层,拱顶有1米厚,其上、很厚,地层软弱,地下水丰富。16.6m海心沙前后离珠江很近车站围护结构左线洞身主要为层,拱顶
30、有1米厚,覆盖层以、为主,地层弱,地下水丰富。16.6m:淤泥或淤泥质土层:冲洪积砂层:冲洪积土层:可塑-稍密状残积层:硬塑-中密状残积层:全风化泥质粉砂岩:强风化泥质粉砂岩:中等风化泥质粉砂岩6.1.2 端头地层加固方案(1)大石北始发端头该端头洞身土层主要为可塑性残积土层,隧道上覆层为大片淤泥或淤泥质土层以及部分淤泥质砂层,始发时土层不能自稳,需进行洞门加固施工。同时,因该始发井要进行盾构机的拼装,拟采用250t的吊机进行拼装,故吊机工作处的地层,也须进行加固,这样在确定端头加固方案时,将两者结合起来。紧贴始发井的围护结构做一个口字型的搅拌桩止水帷幕,止水帷幕采用三排550搅拌桩,桩间搭接
31、长度为150mm,有搅拌桩414条。止水帷幕范围为6.1m24.1m。另外考虑到加强地基承载力在口字中间(即止水搅拌桩中间),继续做550搅拌桩,搅拌桩间距采用500mm500mm,计有搅拌桩301条,总计搅拌桩数为715条。具体见6-1图和已提交的单项施工方案大石北端头加固方案。根据目前搅拌桩抽检报告结果表明,搅拌桩的侧限抗压强度未达到设计要求,故需进行钢板桩补充加固,钢板桩采用桩长12m规格,由吊机配合45kw振动锤施打,钢板桩尽量施打至或地层,直至不能再往下施打为止,具体钢板桩加固范围见图6-2。 图6-1 大石北端头加固示意图图6-2 端头钢板桩补充加固平面布置示意图(2)厦滘南到达端
32、头该端头洞身土层主要为可塑性残积土层,隧道上覆层为大片淤泥或淤泥质土层、淤泥质砂层以及左线上方存在小部分的粉质粘土层,盾构到达时土层不能自稳,需进行洞门加固施工。施工时,紧贴盾构到达井的围护结构(已完成的1000钻孔桩以及单排600搅拌桩)做一个口字型的搅拌桩止水帷幕,止水帷幕采用三排550搅拌桩,桩间搭接长度为150mm,有搅拌桩378根。止水帷幕范围为4.15m23.55m。考虑到加强地基承载力在口字中间(即止水搅拌桩中间),继续做550搅拌桩,搅拌桩间距采用500mm500mm,计有搅拌桩126根,总计搅拌桩数为504根。另外,由于已完成的600搅拌桩桩长较短,只有810m,为保证新老搅
33、拌桩之间的止水效果,在新旧搅拌桩间增加单管旋喷桩,桩径550,共60根。搅拌桩设计桩长定为13.1m,桩底注浆加固的厚度为8.6m(到达盾构开挖面下1m),旋喷桩桩长为21.7m。具体详见下图和厦滘南端头加固方案。 图63 厦滘南到达端头加固示意图(3)厦滘站始发端头该端头洞身土层主要大片的粗砂层,隧道上覆层为大片淤泥或淤泥质土层,土体的稳定性很差,盾构始发时土层不能自稳,需进行端头加固施工。为了确保盾构于厦滘站重新始发时基坑的施工安全以及各地层的相对稳定,防止端头地层发生坍塌或漏水涌水等意外情况,我方拟定在厦滘北盾构始发端头分别进行钻孔桩搅拌桩地基加固和止水帷幕施工。具体见下图和厦滘北始发端
34、头加固施工方案。图6-4 厦滘站始发端头加固示意图(4)沥滘站到达端头沥滘南盾构到达端头位于珠江北岸,距河岸线仅130m。隧道洞身为、地层,覆土主要为、及地层,属软弱地层,厚约16m,其中地层厚212m,地层厚16m,富含地下水,水力与珠江水直接联系。由于淤泥、砂层较厚,土体稳定性很差,且存在涌砂、坍塌的危险。也是采用钻孔桩搅拌桩地基加固和止水帷幕施工,具体如下图和沥滘南到达端头加固施工方案。图6-5 沥滘站到达端头加固示意图6.2 洞门施工本工程左右线共有8个门洞,其中沥滘厦滘区间有4座,厦滘大石区间有4座,洞门里程位置可见上“表6-1”。6.2.1 洞门防水材料及安装洞门内衬墙施工时预埋洞
35、门钢圈,钢圈与盾构外径及管片间存在环向空隙,为防止盾构进出洞时水土从该间隙流失,需要安装洞门洞口防水环形密封橡胶带、圆环形固定环板、扇形压板及连接螺栓组成的密封装置。其施工分为两步进行:(1)在端头内衬墙施工过程中,做好洞门预埋件的埋设工作,预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起。(2)在盾构始发前,清理完洞口的渣土及洞门凿除后,及时安装洞门洞口防水环形密封橡胶带、圆环形固定环板及扇形压板。具体做法见“图6-6洞门密封示意图”。图6-6 洞门密封圈示意图6.2.2 洞门凿除根据盾构机的截面尺寸,放好线后在洞门的围护结构上做好标记。并在洞门上、下、左、右位置打6个观察孔,打孔选在桩间间隙处,打孔深度
36、为600mm。注意观察洞门砼附近土体情况,如有水则停止凿除,采取措施不再凿除洞门砼,以上判断都经业主、监理认可后实施,观察孔位置见下图。图67 洞门观测孔示意图为了避免洞门凿除对车站结构产生扰动,围护桩钢筋砼的凿除分两步进行(如图6-8示):先沿洞周凿除A部分,采用人工手持风镐施作;再采用静态爆破的方式凿除B部分。凿除时围护桩内层钢筋先不予割除,待盾构推进或出洞时再迅速割除。凿除结束后对洞口进行清碴及处理。图6-8 洞门凿除示意图 洞门现浇砼施工工艺待盾构机掘进到达厦滘端头吊出到达井后,拆除始发端头的负环片,即可进行始发和到达洞门的施工,另外沥厦区间的始发和洞门施工其工艺参见流程图:拆除洞口负
37、环片安装止水带绑扎钢筋立模、浇注砼拆模、养护拆模、养护检查洞门防水效果检查洞门防水效果洞门环管片背衬注浆好不好结 束图6-9 洞门施工工艺流程图(1)洞门环拆除将洞门临时密封材料(压板、帘布袜套等)拆除干净,用专用工具进行洞门环的拆除。砂浆采用人工手持风镐凿除,并在清理干净后再进行下一道工序施工。(2)洞门防水施工洞门采用C40 防水混凝土,并在刚性接头中设置膨胀止水带等柔性填缝材料予以防水。(3)绑扎钢筋钢筋在加工车间进行加工,要保证主筋圆弧准确、圆顺;钢筋焊接或绑扎时利用预埋钢筋或打插筋作为固定钢筋;靠近模板的钢筋要绑上混凝土预制块,以保证混凝土的保护层厚度,以免发生漏筋现象。(4)立模、
38、浇注混凝土模板采用特殊加工的钢模,确保洞口的尺寸精度及混凝土表面的光洁、美观;待模板、钢筋、防水层验收合格后,即开始混凝土的浇注,混凝土采用商品混凝土,塌落度控制在100120mm,利用泵送直接入模,分层浇注,利用插入式振捣器振捣,确保封顶混凝土充填密实。(5)拆模、养护拆模时间要保证3天以上,拆除时注意不要磕碰混凝土边脚,拆模后即开始洒水养护,14天龄期内要保证混凝土表面常湿润。6.3 盾构机及泥浆处理设备的组装与调试6.3.1 盾构机组装场地的布置及吊装设备组装场地按照重载车辆道路标准进行平整及硬化,盾构机在厂家制造完毕后,解体运输到现场,盾构主机分为刀盘、前体、中体、后体等部分,后配套设
39、备在各车架上固定好,车架共计10辆,存放始发井的周围,盾构主机的刀盘、前体、中体、后体由盾构吊装井按顺序分别吊下,后配套设备由明挖段的开放空间吊下。吊装设备为:1台250T履带吊机、100T汽车吊、2台50T液压千斤顶、2台25T龙门吊以及相应的吊具。盾构全部的结构件与液压组件和电器组件均在工厂按各吊装部件拼装好,井下依次连接。6.3.2 盾构机组装与调试程序组装调试程序见下图6-10:组装场地的准备吊机组装就位及后盾支撑安装定位机组装就位井下轨道及始发基座的准备后配套拖车从明挖段吊装与管线连接主机吊装与连接安装反力架主机定位及与后配套连接空载调试负载调试安装负环片安装洞门密封圈图6-10 盾
40、构组装调试程序图6.3.3 盾构组装技术措施(1)盾构机组装前必须制定详细的组装方案与计划,同时组织有经验的、经过技术培训的人员组成组装小组。(2)盾构机组装前应对始发基座进行精确定位。(3)大件组装时,对始发井端头墙进行严密观测,掌握其变形与受力状态。(4)大件吊装时采用1台250T履带吊机、2台100T汽车吊机。具体见盾构机运输、吊装及调试方案6.3.4 泥浆处理设备的组装及调试泥水系统场地布置的原则是:首先考虑整个系统布置的可行性,并在保证管路的合理性的基础上,管路走向尽量使用重力自流。泥浆处理系统主要由泥浆处理机、沉淀池、调整池、废浆池、储浆罐和制浆机等组成,在盾构始发前需完成设备的安
41、装调试。泥浆处理系统安装调试详见“泥浆处理方案”。 盾构机调试(1)空载调试盾构机组装和连接完毕后,即可进行空载调试,空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。主要调试内容为:液压系统、润滑系统、冷却系统、配电系统、注浆系统,以及各种仪表的校正。(2)负载调试空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负载调试,负载调试是与泥浆处理系统及中央控制室联合进行总体调试,其目的主要是检查各种管线及密封的负载能力;对空载调试不能完成的工作作进一步完善,以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。负载调试时将采取严格的技术和管理措施,保证工程安全
42、、工程质量和线形精度。详见盾构机运输、吊装及调试方案。6.3.5 组装安全保护措施(1)盾构机和泥浆处理设备的市内运输委托给专业的大件运输公司。(2)盾构机的吊装由具有资历的专业队伍负责起吊。(3)组建组装作业班承担盾构机和泥浆处理设备组装工作,指定生产副经理负责组织、协调盾构机组装工作。(4)每班作业前按起重作业安全操作规程及盾构机制造商的组装技术要求进行班前交底,完全按有关规定执行。(5)项目部质安部、工地派出所具体负责大件运输和现场吊装、组装的秩序维护,确保安全。7 盾构掘进7.1 掘进循环时间安排为了满足合同工期要求,采用连续生产的施工组织原则,每周七个工作日。左右线两台盾构作业循环均
43、采用2+1班制,即每天2个班掘进,1个班维修保养。掘进班每天工作10小时,保养班每天强制保养4小时,其余时间为跟机保养。按本计划每天掘进环数为表7-1 盾构掘进各工序循环时间表(每一环)序号工序名称工序说明作业时间(min)备 注1施工准备测量、资料反馈102盾构掘进501.5m/环3管片安装就位、固定、整圆454进料运输(单程)管片及注浆材料运输45理论每环循环时间110注:表中进料运输按照最远距离的3/4考虑,机车速度为9Km/h。7.2 泥水循环与处理系统的管理7.2.1 泥水循环与处理系统泥水循环与处理系统是按照盾构机外径为6260mm、盾构最大掘进距离为3051m、掘进速度为6.0c
44、m/min基本条件进行设计的。本工程泥浆管铺设的最大长度约为1700m,进度计划中安排盾构掘进的速度为3cm/min,因此,泥水输送与处理设备完全满足盾构掘进的需要。泥水循环与处理系统内容如下:流体循环与监控设备包括250送浆管、1台送浆泵、200排泥管、7台排泥泵、1台循环泵、200旁通管、逆向冲洗装置、液压球形阀、伸缩管装置、流量计、密度计、压力计、泥水盾构机主机和中央监视系统。泥水处理设备1次处理、2次处理设备,泥水处理设备主要由泥浆处理机、沉淀池、调整池、废浆池、制浆机等组成。 7.2.2 泥水加压盾构机泥浆循环系统情况图7-1泥水加压盾构基本原理1、泥水加压盾构工法的基本原理是,经过
45、合理调整比重、压力和流量的泥浆被送入盾构机的压力仓,与切削后的泥土混合后被排出,经流体输送设备输送至泥水处理站,分离出泥土,并调整泥水比重后再次循环使用,见右“图7-1”。2、工作面稳定原理泥浆的压力与作用于工作面的土压力、水压力相抗衡,以稳定工作面;刀盘的平面紧贴着工作面,起到挡土作用;泥浆使工作面形成一层抗渗性泥膜,以有效发挥泥浆压力的作用;泥浆渗透至工作面一定深度后,可起到稳定工作面及防止泥浆向地层泄漏作用。工作面对泥浆的过滤作用,因土的颗粒直径、渗透系数等而异,但总的来说,以上相互作用可让工作面达到稳定。因此,施工中应加强对泥浆压力和泥浆品质的控制。泥浆的浓度越高,对稳定工作面的效果越
46、大,但流体输送设备和泥水处理设备的负担也随之增大,因此,应根据切削土体的实际情况进行适当控制。通常采用的泥浆比重值为1.151.25。3、接力泵的布置送浆管的输送对象是经过比重调整的泥水,即使延长输送距离送浆压力也不会明显降低,相比之下,排泥管需要把切削后的泥土输送至泥水处理站,随着管道的延长,泥土密度增大,输送压力损失较大,因此,排泥管路中必须合理设置接力泵,以防止排泥压力(流量)降低。本工程拟布置输送泵的台数为:送浆管路:P1泵排泥管路:P2、P3P7、PE,共9台4、排砾装置当排泥管内混入了砾石或其他固结物体,可利用采石箱将砾石和其他固结物沉淀下来。在施工时及时清理采石箱,保证管路畅通。
47、5、旁通管的布置当遇到以软弱土层和砾石层为主的地层时,切削后的泥土有可能造成排泥管口及阀的堵塞,从而引起工作面泥水过多、流量不稳等。这些现象很有可能对掘进效率和工作面稳定造成不良影响。应利用旁通循环消除排泥管的堵塞。此外,如果在掘进开始后才设定泥水输送管路的压力、流量,则需要把泥水直接送入盾构机压力仓,这种做法较危险。因此,掘进开始前,应进行一定的旁通循环,调整好压力、流量。6、送排泥管路送排泥管路的作用是在盾构机与泥水处理设备之间输送泥浆,在掘进施工中发挥着重要的作用。必须考虑流体输送的安全、降低管路输送损失以及加强耐磨性能等。本工程采用管径为:送浆管为10B(250mm),排泥管为8B(2
48、00mm)7.2.3 泥浆处理的现场条件及处理方案泥水处理场地根据业主提供的场地条件,在沥大区间掘进时,泥浆处理场地安排在大石北始发场地,当盾构在沥厦区间掘进时则将泥浆处理场地搬到厦滘北施工场地。具体方案详见泥水处理方案,平面布置见大石北施工平面布置图和厦滘北施工场地平面布置图。7.2.4 泥浆管理(一)、泥浆循环系统管理泥水加压式盾构法,是用泥水加压密闭的开挖面,不能直观目视开挖面状态及掘削状况。为此,采用综合管理,根据送排泥状态、开挖面泥水压力以及泥水处理设备等运转状况来进行推测,以便及时处理突如其来的异常情况。如果将盾构掘进机、送排泥循环输送和泵的状态及泥水处理设备等不作为一个综合性系统
49、进行管理,完全独自运转,将变得毫无意义。泥水加压式盾构的综合管理系统,不是单纯的信息中心,而是作为整体运转所不可缺少的一个体系。将这些信息集中在一起并迅速作出反应的某一处理称为中央控制,操作人员的操作技能是兼下达土木、电气、机械等综合判断指令的技术于一体,并在数据分析中起到显著的作用。1、通过对盾构掘进速度、泥水浓度、排泥量等有关数据的采集、分析来监视开挖面稳定状况,并通过调整泥水泥水比重、泥水压力确保开挖面的稳定。2、加压和循环系统中央管理控制内容送排泥泵的起动、停止;送排泥流量、流速;旁通管路运转时的送泥管内水压;盾构掘进机掘削时,为保持开挖面泥水压的送泥水压的控制等。管内沉淀临界流速的维
50、持是采取用电磁流量仪测定实际流量,将它和预先由管径计算的沉淀临界流量的差值,通过改变泵转速进行校正,并自动控制在沉淀临界流速以上的方法。此外,对于最关键的开挖面泥水压力(包括送排泥水压力)控制,送泥泵P;是否要使用可变速泵(VS),若使用变速泵,那么在送泥管中途和返回调整槽途中就要设有自动控制阀,随着掘进、排泥及其它变化,由泥水压力仪来检测开挖面泥水压力的变动,自动演算与开挖面设定的水压差。可变速(VS)泵场合,由转速、自动控制阀自动控制开度,通过控制送入开挖面的泥水量来控制泥水压力,达到开挖面稳定。同时也能测定各泵的转速、电流值以及确认排泥泵的增设时间。此外,根据上述状况还可以推测管路堵塞位
51、置。为了保持开挖面泥水压力,阀类操作采取自动控制,由转换程序装置控制进行自动管理。在节假日以及故障等停止掘削期间的开挖面泥水压力,同样也由开挖面泥水压力仪、自动控制阀和泵的自动运转联合装置,自动进行控制。3、泥水平衡控制泥水平衡控制的目的是使泥水加压式盾构开挖面的土体压力达到平衡,保持开挖面的稳定。在盾构施工中要使盾构开挖面压力绝对平衡是不可能的,因为受到盾构掘进速度、地层变化、掘进深度及掘进长度等多种因素干扰,必须通过监控手段去达到动态上的相对平衡,以求开挖面的稳定。泥水平衡控制对象随着盾构掘进速度的动态变化,切削进入泥水仓内的泥土量与掘进速度亦成正比变化,其在泥水仓内产生的压力趋势亦呈正比
52、变化。随着掘进距离的增长,在送泥水泵功率一定的条件下,送泥管道的增长会引起送泥水阻力的增加,使进入泥水仓的送泥水压力下降。同时排泥水泵功率一定的条件下,排泥管道增长会引起排泥水阻力的增加,使泥水仓内压力增加。掘进速度变化和送排泥管道增长是泥水仓压力变化的主要干扰源。在影响土体恶性循环的诸因素中(泥水仓压力、掘进速度和泥水密度等),泥水仓压力是影响土体稳定的主要因素。因此,泥水平衡控制的主要对象是泥水仓的压力。泥水平衡控制原理泥水平衡控制运用单回路调节器和执行机构(调节水泵转速和控制阀开度)与被控对象构成闭环路反馈,根据被控参数的测量值与给定值之间的偏差,按调节规律,对执行机构进行控制,以达到泥
53、水平衡控制之目的。在不同工况条件下,调节器的设定值、测量值、输出控制之间的关系见下表。状态调节器名称设定值(SV)测量值(PV)输出控制停止开挖面水压调切器开挖面水压开挖面水压阀门开度旁路开挖面水压调节器开挖面水压开挖面水压阀门开度送泥水压凋节器送泥水压送泥水压送泥泵转速排泥流量调节器排泥水流量送泥水流量排泥泵转速掘进开挖面水压调切器开挖面水压开挖面水压送泥水压调节器跟踪输入送泥水压调节器送泥水压送泥水压送泥泵转速排泥流量调节器排泥水流量排泥水流量排泥泵转速在掘进状态条件下,开挖面水压调节器根据测得的开挖面水压同设定值进行比较,如果泥水仓压力大于设定值,开挖面水压调节器输出值降低,送泥泵的转速
54、下降,进入泥水仓的送泥水量减少,使泥水仓压力降低。反之亦然。开挖面水压调节器与送泥水压调节器的输出值互为跟踪,能解决过渡过程状态转换的扰动,一旦过渡过程完成,开挖面水压调节器屏蔽跟踪信号,送泥水压调节器仅起信号传递作用。在掘进状态条件下,排泥水密度的变化将导致排泥水流量的变化。这种变化会增加开挖面水压调节器的泥水平衡控制负担。因此,由排泥水流量调节器稳定排泥水流量,起到间接控制泥水平衡的作用。当测得排泥水流量小于设定值时,排泥水流量调节器输出增加,排泥水泵转速增加,使排泥水流量增大。反之亦然。4、泥水输送控制当开挖面水压高于上限值时,暂停掘进,待延时后开启逸流阀、若逸流后开挖面水压恢复正常,则
55、关闭逸流阀。如果开挖面水压高于极限值,则通过旁路调节。如果引起管道阻塞,则进入逆洗状态,否则调整压力设定值。当排泥水流量低于下限值时,暂停掘进,待排泥水流量正常后继续掘进。当排泥水流量低于极限值时,则通过旁路调节。如果引起管道阻塞,则进入逆洗状态,否则调整排泥水流量设定值。管道阻塞时,通过进入逆洗状态清理管道,再进行正常循环,如此反复,使管道保持畅通。泥水输送的控制通过可编程逻辑控制器对分布在地面、隧道内、盾构台车上泥水输送系统的各类水泵和阀进行控制。中央控制盘根据泥水输送监控系统主控程序要求,协调泥水输送控制系统正常运行。5、停歇时的管理在停止掘削时,泥浆循环系统继续循环35分钟,确保送浆管
56、里的泥碴被循环出地面泥浆池,留在泥浆管里的泥浆液性能较好,不容易发生沉淀和堵塞。6、掘削排土量的检查掘削出来的土通过排泥管排出,由仪器测定送泥水和排泥水的差,通过计算求出实际土粒子量(干砂量)。将仪器电磁流量仪和线密度仪、差压密度计、重量式密度计等安装在送泥管和排泥管途中,测量管内的流量和密度。根据土粒子比重值算出土粒子量,从排泥量和送泥量的差值上计算出土粒子量(原则上是计算每一环的掘削出土量)。从对预先的钻孔资料计算的量的差值上进行判断,了解异常情况,但两者的值未必是相同的,最终还是要对两者加以对比作出推定。从以上作业可了解到开挖面的稳定、塌方、超挖以及土质变化等情况,但是由于仪器的误差、掘
57、进速度的变化、送泥和排泥流量的变动、送排泥水比重的变动等而产生偏差,并且用钻孔调查时的刻度漂移测显示出来的可能完全不是实际土体的孔隙比、含水率、粒度组成和地层变化等情况,这就需要有相当的判断能力。为了减少这些误差,要充分注意流量计和密度仪的设置场所、仪器的性能、钻孔的位置和孔数以及士工试验场所和方法等,同时还必须考虑操作方法。图7-2 压力设定图(二)、泥水压力管理1、泥水压力设定在泥水加压式盾构工法中,加在开挖面上的力,即用泥水使开挖面保持稳定的力,通常应与作用在开挖面上的土压在对抗中保持平衡,上压与开挖面上含水土体的垂直作用的重力和土的内摩擦角大小有关。泥水压力的设定如下:设定泥水压=土压
58、(含水压)十加压土压(含水压)为盾构机掘进时盾构机头部2/3高度处的压力。加压的一般标准为0.10.2MPa。2、设定压力的管理工程开工前,在多个地点进行土质和地下水调查,预先决定每个地点的设定压力。3、设定压力的修正除了修正每一调查点的设定压力值外,对设定的压力值尚需周密地考虑对开挖面状态的适应情况,进行推测并跟踪修正是至关重要的。(三)、泥水性能管理1、泥水的功能通常所谓的泥水,是将分散在水中的、具有吸水后明显地呈膨润性质的粘土矿物质的悬浮液作为主要成分,并添加分散胶溶剂、有机母水胶剂、加重剂及其它调泥剂,根据需要调节比重、粘度、塑变值、胶凝强度、泥壁形成性、润滑性,使其成为一种可塑流体。
59、泥水盾构使用泥水的目的也就是用泥水来谋求开挖面稳定,在防止塌方的同时,将切削下来的土形成泥水并流畅地运往地面。在使用中,基本上是依照上述理论进行的。但由于是动态性质,且大量地使用泥水等,其经济性也列入考虑范围内。在满足上述性质要求的同时,多数是采用易于到手的,但部分性质又是较为低下的材料制成。泥水要具有;在土的空隙中发生凝胶化泥水渗入土的孔隙后,由溶胶状态变成凝胶状。凝胶化的泥水维持着土粒子的相互位置,形成略不规则的稳定层。形成不透水泥膜该层随着时间的推移而牢固地结合成水密膜。它是通过粘附在上体上的一层不透水膜来防止泥水过量渗入到土体中,并且也能防止地下水渗入到泥水中。生成这种透水膜,在开挖面
60、需要某种程度的透水性,同时也受到泥水性质的左右。静水压作用泥水是以静水压力状态作用于垂直壁。这个压力如上所述,比地下水压大,通过不透水膜产生作用。电渗现象泥水除了一般的物理作用外,其电渗现象也有利于不透水膜的形成。由于泥水压力和地下水压的差压产生电化学性电位,由此而形成电动势。土粒子间的结合用泥水结合土粒子。将泥水密度提高到等于全体密度是不可能的,切削面的上粒子必定是由土体的抗剪力支撑着。由此,作用在土粒子表面的剪切应力一定等于土和泥水密度差乘以土的容积之乘积。根据这一理论,大颗粒子难以稳定开挖面。2、泥水的作用容易将掘削下来的土砂输送到地面(需适当流速、比重、粘度、塑变值);能抑制地下水(油
61、、气体等)喷出(需要适当的泥水比重);形成泥壁或渗透壁,防止开挖面塌方(泥壁形成性好);对刀盘、刀头等掘削设备有冷却和润滑作用(泥水特性良好);在泥水输送中使泥水循环暂时停止,掘削土砂仍能保持在泥水中而不致沉淀(需要有良好的粘度和触变性);在泥水分离处理阶段,掘削的士砂能按规定的要求分离(需要略低的粘度和胶凝强度)。此外,泥水还具有对地下其它地层的影响小、对地层易判定并能利用浮力等性质。3、泥水材料水:清水。若是用海水,则需要作特别的考虑;膨润土:主要成分是蒙脱土,它具有形成泥壁等多方面的优越性,但这种土的分离困难和经济成本上的问题,很难说是最好的材料,仅局限于部分使用;粘性土:是易采集的粉砂
62、土、粘土和胶状现场士,虽比蒙脱土质量差,但含有伊利土和高岭土等成分,容易分离和弃土,并具有形成泥壁等性能,受到广泛使用;砂:在形成泥壁时,作为填缝料十分有效。特别是处理团聚化粘土时,作为过滤器填缝料会更有效;CMC:能增加粘度和提高泥壁形成性能。4、优质泥水所具有的性能:比重适当能平衡开挖面压力;粘度适当,塑变值和凝胶强度低;能形成薄而牢固(或渗透壁)的泥水膜,逸水量少;具有抑制全体塌方和泥水劣化的优越机能;不易造成粘附;润滑性能良好;不易受盐分和水泥等电解质影响;对于温度和压力的稳定性高;对细菌和有机物具有免疫、不变化等性质。5、泥水的粘度泥水的粘度是表示泥水的内部摩擦,它除了受泥水中含有的
63、胶体粘土的粒径、类型、分散性。凝集性能等影响外,主要还受到复杂的界面电气现象所左右。对于泥水粘度的指标,使用漏斗粘度数值来表示,一般为2540s。(四)、本工程泥水管理的重点根据不同的土体,泥水管理的要求和方法也不同。根据需要调节比重、粘度、塑弯值、胶凝强度、泥壁形成性、润滑性,使其成为一种可塑流体,泥水平衡盾构使用泥水的目的也就是用泥水来谋求开挖面稳定,在防止塌方的同时,将切削下来的泥膜形成泥水并被输送到地面。1 比重泥水的比重是一个主要控制指标。掘进中进泥比重不易过高或过低,前者将影响泥水的输送能力,后者将破坏开挖面的稳定。泥水比重的范围应在1.151.25 g/cm3。下限为1.15 g
64、/cm3,在土体自立性较好或粘土层中掘进可适当下调。上限根据施工的特殊要求而定,在砂性土中施工、保护地面建筑物、盾构穿越浅覆层等,可达1.3 g/cm3。甚至可达1.40 g/cm3。2 粘度泥水的粘度是另一个主要控制指标。从土颗粒的悬浮性要求来讲,要求泥水的粘度越高越好,考虑到泥水处理系统的自造浆能力,随着推进环数增加,泥浆越来越浓,比重也呈直线上升,而比重的增加并非说明泥浆的质量越来越高,若在砂性土中施工,粘度甚至会下降,因此,泥水粘度的范围应保持在2030s。考虑到粘度的调整有一个过程,故在泥浆粘度为22s时(调整槽粘度),即可逐渐增加CMC,添加量的多少视粘度下降的趋势而定。过分强调提
65、高粘度而无限制地添加CMC,将提高工程费用,造成不必要的浪费。当然,在特种场合,为了开挖面的更加稳定,人为地提高粘度指标(可达30S)就另当别论了。在特种场合,为了开挖面的更加稳定,有可能将粘度指标提高到40s。3 含砂量泥水处理的目的是保留全部粘土颗粒,去除45m以上的砂颗粒,并且45m以下的砂粒也必须控制在一定的范围内,工作泥浆中的含砂量控制在泥水处理中,同样是一个重要指标。4 析水量和PH值析水量和PH值是泥水管理中的一项综合指标,它们在更大程度上与泥水的粘度有关,悬浮性好的泥浆就意味着析水量小,反之就大。泥水的析水量须小于5%,PH值须呈碱性,降低含砂量、提高泥浆的粘度、在调整槽中添加
66、石碱,是保证析水量合格的主要手段。在砂性、粉砂性土中掘进时,由于工作泥浆不断地被劣化,就需要不断地调整泥水的各项参数,添加粘土、膨润土、CMC;在粘土、淤泥质粘土中掘进时,由于粘性颗粒不断增加,使排放的泥浆浓度越来越高,添加清水进行稀释则成为主要手段。5 泥水配比(重量比)(a) 天然土泥浆(1m3)天然粘土CMC纯 碱水400kg2.2kg11kg700kg(b) 膨润土泥浆(1m3) 膨润土CMC纯 碱水330kg2.2kg11kg870kg上述配方为指导配比,在施工过程中,现场须配备泥水土工试验室,每一环推进前要测试调整槽内工作泥浆的指标,及时调整(小调整)至满足施工要求为止,并记录在案
67、,这样持续5环后,就可得出泥水指标的变化趋势,在指导配比的基础上再作大的调整(大调整),因此,泥水监控是一个动态变化过程,而不存在什么地质一定要用什么配比,什么工况条件一定要用那个配比的问题。唯一检验配比是否合理的标准是地面沉降量,沉降量得到控制后就要注意泥水指标的变化趋势,使之稳定在某一区域内。6 泥水指标选取原则从理论上来讲,泥水的各项指标的决定取决于土体的透水系数k。 土 质透水系数(m/d)含砂量(%)比 重(g/cm3) 粘度系数sec地下水影响小地下水影响大淤泥质粘土、 粘土1091075151.0251.075 粘土、粉砂10710515251.0751.12523272835粉
68、砂、砂10510325351.1251.17528353340砂、砾石10310135451.1751.225304050607.3 盾构始发7.3.1 盾构始发图7-3 始发前期准备流程图始发端地层加固盾构机基座及后盾支撑安装定位及后盾支撑装定位泥浆处理安装调试及场地布置布置盾构机下井、组装调试盾构始发洞门施工盾构始发场地布置本工程盾构分别在大石北和厦滘北两次始发。具体包括端头加固;洞门施工;泥浆处理系统场地布置与安装调试;盾构施工场地布置;盾构机基座及后盾支撑安装;盾构机下井、组装、调试等。始发掘进的范围根据盾构机工作的特点和掘进施工的需要,本工程初始掘进段考虑设在离站100米的范围。施工
69、流程如右图7-3所示,具体施工方案详见已提交的沥大盾构区间始发方案。7.3.2 始发掘进(出洞)技术要点盾构在井中始发时,主要技术要点有:1、在进行始发台、反力架和首环负环管片的定位时,要严格控制始发台、反力架和负环的安装精度,确保盾构始发姿态与隧道设计线形符合。2、第一环负环管片定位时,管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线应与线路的切线重合,负环管片采用错缝拼装方式。3、始发前基座定位时,盾构机轴线与隧道设计轴线保持平行,盾构中线可比设计轴线适当抬高。4、在始发阶段由于推力较小,地层较软要特别注意防止盾构低头。5、盾构在始发台上向前推进时,通过控制推进油缸行程使盾构机基本沿始发台向前推
70、进,同时需在始发台及盾构机上焊接相对的防扭转支座,为盾构机初始掘进提供反扭矩。6、在始发阶段由于设备处于磨合阶段,要注意推力、扭矩的控制,同时也要注意各部位油脂的有效使用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下,同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发台提供的反扭矩。7、在出洞施工中,泥水不平衡的时间越长,给施工带来的难度就越大,要使盾构顺利出洞,除了以前所述在洞圈应设有良好可靠的密封止水装置和在洞口加固形式的选定上必须以满足适应泥水平衡为前提以外,还应有以下技术要点:(1)出洞前做好泥水循环系统的调试; (2)认真配置能适应平衡洞口土体的泥水,一般以高浓度泥水为好,即提高泥浆粘度和比
71、重; (3)排除洞口段土体障碍物及影响排泥吸口畅通的杂质;7.4 盾构掘进7.4.1 盾构掘进流程及操作控制程序盾构掘进作业工序流程见下图7-4: 图7-4 盾构掘进作业工序流程图7.4.2 掘进模式的选择及操作控制本工程所选用的为泥水压力平衡盾构机(SPB),其掘进模式和特点对整个标段具有较好的适用性:(1)砂层在本工程的隧道或隧道上部,从沥滘站开始一直到YCK13+500处,有一段较厚的中、细砂层,且该砂层的北端直接与珠江相连,富水性较强。(2)两次过江本工程盾构须两次过江,一次为500m宽的南珠江,一次为300m宽的三枝香水道,且过江段覆土厚度较薄,土层软弱,江中水压较高。过江段是本工程
72、的关键地段,直接影响到盾构施工的成败。所以盾构施工时要充分考虑防地面喷涌、防水、止水及泥浆压力的功能。在该种地质情况下,盾构机刀盘主要采用齿刀和刮刀为主(必要时更换滚刀),通过设定掘进速度、切削土量和排土量来平衡密封仓内的压力。其中,排泥量主要通过调整泥浆输送管的输送泵转速来调节;盾构掘进速度则通过调整盾构推进力、转速(扭矩)来控制。7.4.3 盾构掘进主要施工参数的控制7.4.3.1 切口水压设定1、 理论计算:切口水压上限值:P上=P1P2P3=whK0(-w)h+(H-h)20 P上:切口水压上限值(kPa); P1:地下水压力(kPa);P2:静止土压力(kPa); P3:变动土压力,
73、一般取 20 kPa;w:水的溶重(kN/m3); h:地下水位以下的隧道埋深(算至隧道中心)(m); K0:静止土压力系数,本次施工取0.85;:土的溶重 (kN/m3);H:隧道埋深(算至隧道中心)(m)。 切口水压下限值:P下=P1+P2+P3=wh+Ka(-w)h+(H-h)-2Cusqr(Ka)+20P下:切口水压下限值(kPa); P2:主动土压力(kPa);Ka:主动土压力系数,本次施工取0.4; Cu:土的凝聚力(kPa)。在本工程根据中地质资料和补勘资料,针对不同的土层和地下水位条件进行计算,并根据计算数据在掘进过程中设定切口水压。2、逆洗时的压力控制在逆洗过程中,由于土舱或
74、盾构机内的排泥管处于堵塞状态,因此逆洗时应提高排泥流量,但不能降低切口水压。推进、逆洗和旁路三状态切换时的切口水压控制偏差值应为:2020kPa。7.4.3.2 掘进速度1、 盾构启动时,盾构司机必需检查千斤顶是否靠足,开始推进和结束推进之前速度不宜过快。每环掘进开始时,应逐步提高掘进速度,防止启动速度过大。2、一环掘进过程中,掘进速度值应尽量保持衡定,减少波动,以保证切口水压稳定和送、排泥管的畅通。3、推进速度的快慢必须满足每环掘进注浆量的要求,保证同步注浆系统始终处于良好工作状态。4、在调整掘进速度的过程中,应保持开挖面稳定。正常掘进条件下,掘进速度应设定为23cmmin;如盾构正面遇到障
75、碍物,掘进速度应低于1cmmin。 7.4.3.3 掘削量的控制 实际掘削量W可由下式计算得到: rs W= Q1(1-1)-Q0 (0-1)t rs-1W:实际掘削量(kN/Ring);rs :土的比重; Q1 :排泥流量(m3/min);1 :排泥密度(kN/m3); Q0 :送泥流量(m3/min);0:送泥密度(kN/m3); t :掘削时间(min)。当发现掘削量过大时,应立即检查泥水密度、粘度和切口水压。此外,也可以利用探查装置,调查土体坍塌情况,在查明原因后应及时调整有关参数,确保开挖面稳定。7.4.3.4盾尾油脂压注在盾构机尾段有盾尾密封功能装置,它由弹簧钢板和钢丝刷组成的三道
76、密封及油脂压注设备(储油脂筒、压注泵、输送管路、操作电箱)组成。在掘进过程中,压注盾尾油脂的目的是阻止泥砂、水土从已拼装成环的衬砌和盾壳间的间隙处流入盾构机内,同时减少三道钢丝刷与衬砌外弧面的摩擦,延长钢丝刷的使用寿命。盾构离站未拼装衬砌时,在三道钢丝刷和二道密封腔内均匀地涂刷满油脂。在掘进过程中根据盾尾油脂的损失情况,采用盾构自动供脂系统及时补充盾尾油脂,以提高密封性能。7.4.4 盾构掘进方向控制与调整由于地层软硬不匀、隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响,盾构推进不可能完全符合设计的隧道轴线前进,而会产生一定的偏差。当这种偏差超过一定限界时就会导致隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小,使管片局部
77、受力恶化,并造成地层损失增大而使地表沉降加大,因此在盾构施工过程中,必须采取有效的技术措施控制掘进方向,及时有效纠正掘进偏差。7.4.3.1 盾构掘进方向控制(1)采用先进的盾构掘进测量系统辅以人工测量在本工程中盾构机采用的掘进管理系统是日本enzan公司研究生产的一种高精度盾构掘进测量系统,能够全天候的动态显示盾构机当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差,主司机可根据显示的偏差及时调整盾构机的掘进状态,使得盾构机能够沿着正确的方向掘进。可较好调整与控制盾构机掘进方向,使其始终保持在允许的偏差范围内。但由于盾构推进导向系统后视基准点的前移,必须通过人工测量来进行精确定位,以保证推进方向的准确可靠
78、。并校核自动导向系统的测量数据及复核盾构机的位置、姿态,确保盾构掘进方向的准确性。(2)采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向。在上坡段掘进时,适当加大盾构机下部油缸的推力与速度;在下坡段掘进时,则适当加大盾构机上部油缸的推力与速度;在左转弯曲线段掘进时,则适当加大盾构机右侧油缸的推力与速度;在右转弯曲线段掘进时,则适当加大盾构机左侧油缸的推力与速度;在直线平坡段掘进时,则应尽量使所有油缸的推力和速度保持一致。在均匀的地质条件时,保持所有油缸的推力和速度一致;在软硬不均的地层中掘进时,则应根据地层断面的分布情况,遵循硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大,软地层一侧推进油缸的推力和速度适当
79、减少的原则来操作。7.4.3.2 盾构掘进姿态调整与纠偏 在实际施工中,盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值。在稳定地层中掘进,因地层提供的滚动阻力小,可能会产生盾体滚动偏差;在线路变坡段或急弯段掘进,有可能产生较大的偏差。应及时调整盾构机姿态、纠正偏差。(1)参照分区操作推进油缸来调整盾构机姿态,纠正偏差,将盾构机的方向控制调整到符合要求的范围内。(2)在急弯和变坡段,必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖来纠偏。(3)当滚动超限时,盾构机会自动报警,此时应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。7.4.3.3 方向控制及纠偏注意事项(1)在切换刀盘转动方向时,应保留适当的时间间隔,
80、切换速度不宜过快,否则可能会造成管片受力状态突变,而使管片损坏。(2)根据掌子面地层情况及时调整掘进参数,调整掘进方向时,应设置警戒值和限制值。达到警戒值时就应该实行纠偏程序。(3)蛇行修正及纠偏时,应缓慢进行,如修正过程过急,蛇行反而更加明显。在直线推进的情况下,应选取盾构当前所在位置点与设计线上远方的一点作一直线,然后再以这条直线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下,应使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。(4)推进油缸油压的调整不宜过快、过大,否则可能会造成管片的局部破损甚至开裂。(5)正确进行管片选型,确保拼装的质量与精度,以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。(6
81、)盾构始发、到达时的方向控制极其重要,应按照始发、到达掘进的有关技术要求,做好测量定位工作。7.4.5 施工运输7.4.5.1 水平运输洞内均采用24Kg/m钢轨铺设单线。由于两个区间的距离较长,故在盾构掘进较长距离后,每条隧道可能需投入二组列车方能满足需要。故在隧道内根据掘进的长度和进度需要,在隧道内铺设双线作为会车线。洞内轨道布置见下图。图7-5 洞内轨线布置示意图每组列车均由14t变频机车牵引1节砂浆车、2节管片车。车型见下图。盾构机每完成1环管片安装均可由1组列车来完成运输任务。每当盾构掘进一定距离后,另加一节运输钢轨、泥浆输送管及联络通道弃土的车身来运输。机车速度为9Km/h。为了保
82、证机车牵引运输的安全可靠性,设置常规制动、紧急制动和手制动三种制动方式,常规制动为电制动可使制动到机车完全停止,紧急制动采取空气制动,手制动为了防止机车溜车在停车时使用。图7-6 列车车型示意图7.4.5.2 垂直运输本工程的垂直运输主要由2台25t龙门吊完成,其移动方向为沿隧道纵向,厦大区间布置在隧道明挖段上、沥厦区间布置在厦滘站的主体结构上。轨料、钢管、管片及其它材料均由其上预留的吊装孔进行装卸和垂直起吊。7.4.6 洞内通风及管线布置7.4.6.1 洞内通风根据广州市的气候条件和盾构施工特点,在施工过程中隧道内采用压入式通风来解决防尘、降温及人员、设备所需要的新鲜空气。故拟在左右线内各设
83、1台382Kw轴流风机压入式通风,采用直径为1100mm拉链式软风管,风机开始时设在大石北明挖区间隧道内。在盾构机掘进厦滘沥滘区间时,则可把风机移至厦滘北的明挖区间隧道内。7.4.6.2 洞内管线布置风管运输轨道推进一班机修班照明及明线路泥浆输送管运输轨道供水、排污管风管运输轨道照明及照明线路泥浆输送管供水、排污管人行通道高压电缆图7-7 洞内管线布置图根据其盾构的施工特点,在隧道内布置“五管、三线、一走道”,五管即为250的送浆管、200的排泥管、供水管、排污管和1000的通风管;三线即为10KV的高压电缆、380/220V照明线和24Kg的运输轨线。其具体布置形式见下“图7-7”。7.4.
84、7 压力状态下密封仓内的工作当需要更换刀具、检查工作面状况、排除夹层或意外故障时,人员及材料需要进入密封仓工作,在泥水压力平衡状态下须先转换为气压平衡,才能进入密封仓,但人员与材料进入密封仓具有一定的危险性,必须严格按照人员舱的安全操作规程和有关说明进行操作。(具体内容详见盾构过江方案)7.4.7.1 进出密封仓的程序图7-8 人员进仓流程图 图7-9 人员离仓流程图3.4.6.2 安全技术措施(1)必须严格控制密封仓与人舱的压力,一般宜控制在0.81.6bar。(2)在有压状态下进入密封仓作业前,应将密封仓内的泥浆液面降至较低点或排空。(3)必须严格按照国家有关规定进行操作。(4)在有压力状
85、态下进入密封仓内的工作人员必须经过体检并具有相应的作业资质,在工作前要进行严格的技术交底。7.4.8 地表变形预测、控制及监测反馈采用盾构法施工影响地表沉降的因素很多,有地质条件、隧道埋深、密封仓压力、注浆量及注浆压力、地下水位变化、施工多次扰动等。为了使地表沉降控制在允许的范围之内,通过施工监测和理论模型计算分析,合理确定注浆量、密封仓压力、控制地下水位变化等可控因素,达到控制地表沉降的目的。根据监测结果和通过理论模型分析地表沉降,认为其影响地表沉降的主要因素为开挖面的密封仓压力、管片背后的注浆量和施工引起地下水位变化情况。7.4.8.1 地表变形预测施工前预测主要根据数值分析和施工经验预测
86、隧道施工造成的沉降量,为制定施工方案提供依据。在施工过程中,根据现场监测得到的各项参数,对施工阶段和最终的地表沉降作出预测,并反馈指导施工。变形控制(1)合理确定密封仓压力根据地质条件和地下水状况,确定各地段的密封仓压力值,以保证工作面的稳定,并在掘进中根据反馈的信息及时进行调整。(2)保证同步注浆质量环形间隙是盾构施工过程中引起地层变形的主要因素,施工中要严格执行“掘进与注浆同步,不注浆不掘进”的原则,加强设备管理,确保同步注浆不间断进行。同时要根据反馈的信息及时调整注浆压力、液浆配比,必要时进行二次补充注浆。施工监测反馈施工过程中对地表沉降进行全程监控量测,并及时对监测数据进行分析,分析引
87、起沉降的主要原因,并根据分析结果及时将信息反馈到施工,及时调整施工参数,如密封仓压力、注浆量、注浆压力、掘进速度等。在盾构施工过程中施工监测对控制地表沉降具有重要的指导意义。7.5 管片安装及注浆7.5.1 管片安装本工程工程管片初衬采用错缝拼装方式,有利于提高隧道的总体刚度,改善管片的受力状态。其安装程序如下“图7-10”所示。管片止水条及衬垫粘贴管片选型、下井和运输组织管片就位管片吊机卸车、倒运管片掘进1.5m管片安装区的清理盾构掘进缩回安装位置油缸缩回安装位置油缸推进缸顶紧就位管片管片安装与连接管片环成型整圆管片环脱离盾尾的二次紧固图7-10 管片安装程序图7.5.1.1 管片安装的方法
88、(1)管片选型以满足隧道线型为前提,重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值,确保有足够的盾尾间隙,以防盾尾直接接触管片。(2)管片安装必须从底部开始,然后依次安装相邻块,最后安装封顶块。(3)封顶块安装前应对止水条进行润滑处理,安装时先径向插入,调整位置后缓慢纵向顶推。(4)管片块安装到位后,应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,其顶推力应大于稳定管片所需力,然后方可移开管片安装机。(5)管片安装完后,应及时整圆,并在管片环脱离盾尾后对管片连接螺栓进行二次紧固。(6)管片安装时,非管片安装人员不得进入管片安装区。但是,在到站区段由于推力较小,要保证最后几环管片的密贴性,除了要待盾构机
89、到达车站端头后,将其安放在移动式发射架上,再按以下顺序操作:(1)利用临时铆固件把移动式发射架和盾构机固定在车站的底板上,提供必要的反力;(2)伸出盾构机千斤顶压紧已经拼装好的管片环,使环与环之间贴紧;(3)在已贴紧的管片环与环之间安装临时铆固件;(4)拧紧管片环间的连接螺栓,并充分注浆;(5)松开移动式发射架和盾构机上的临时铆固件,使盾构机继续伸出1环管片的距离。(6)待到达段隧道完全成型,衬背注浆凝固后,才拆除管片环间的铆固件。7.5.1.2 管片安装的质量保证措施(1)严格进场管片的检查,破损、裂缝的管片不用。下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和止水条,以免损坏。(2)止水条及衬垫粘
90、贴前,应将管片进行彻底清洁,以确保其粘贴稳定牢固。施工现场管片堆放区应有防雨淋设施。粘贴止水条时应对其涂缓膨剂。(3)管片安装前应对管片堆放区进行清理,清除污泥、污水,保证安装区及管片相接面的清洁。(4)严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。(5)管片安装时,必须运用管片安装的微调装置将待装的管片与已安装管片块的内弧面纵面调整到平顺相接,以减少错台。调整时动作要平稳,避免管片碰撞破损。(6)同步注浆压力必须得到有效控制,注浆压力不得超过限值。(7)管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。7.5.2 环行间隙同步注浆及壁
91、后补压浆 7.5.2.1 同步注浆 由于盾构的外径大于管片的直径,随着盾构的推进,在管片与土体之间将产生建筑空隙。为了能及时填充这些空隙,尽可能的减少盾构施工时对地面的影响。所以采用较为有效的同步注浆法,即一边盾构向前推进,一边对盾构后产生的建筑空隙进行及时注浆填充。这次隧道施工使用的同步注浆搅拌设备,全部由计算机编制程序控制,它控制的模式主要分为手动和自动部分,自动部分又可进行分部控制(如:配比称重控制,搅拌时间控制,搅拌次数控制等)。浆液主要材料配比:(1m3)A液水泥膨润土延迟剂水250300kg30100kg35 kg775820LB液水玻璃90L 浆液技术要求: 凝结时间 10秒左右
92、 1小时抗压强度 0.050.1Mpa 1小时析水率 5 将在地面拌制好的A液和B液用砂浆车运送到后配套车上的1台车的A液和B液储浆罐上,经拌和后再压出盾构,注入盾尾建筑空隙。工作面拌和压注管路,每次压注以后要及时清洗。在施工时采取推进和注浆联动的方式。7.5.2.2 同步注浆技术参数(1)注浆压力为保证达到对环向空隙的有效填充,同时又能确保管片结构不因注浆产生变形和损坏,根据计算和经验,注浆压力取值为0.20.5MPa。(2)注浆量根据经验公式,注浆量取环行间隙理论体积的1.21.6倍,则每环(1.5m)注浆量Q=4.56m3。(3)注浆速度同步注浆速度应与掘进速度相匹配,按盾构每完成1环1
93、.5m掘进的时间内完成该环注浆量来确定其平均注浆速度。(4)注浆结束标准采用注浆压力和注浆量双指标控制标准,即当注浆压力达到设定值,注浆量达到设计值的85%以上时,即可认为达到了质量要求。7.5.2.3 同步注浆方法、工艺与设备(1)同步注浆方法与工艺图7-11 同步注浆示意图同步注浆与盾构掘进同时进行,通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管,在盾构向前推进盾尾形成空隙的同时,采用双泵四管路(四注入点)对称同时注浆。注浆可根据需要采用自动控制或手动控制方式。(2)设备配置搅拌站:自行设计建造水泥浆搅拌站一座,搅拌能力20m3/h。同步注浆系统:配备液压注浆泵2台,注浆能力为212 m3/h,8个盾
94、尾注入管口(其中4个备用)及其配套线路。运输系统:自制砂浆罐车(6m3),带有自搅拌功能和砂浆输送泵。随电瓶车一起进行运输。7.5.2.4 注浆效果检查(1)注浆效果检查主要采用分析法,即根据p-Q-t曲线,结合掘进速度及衬砌、地表与周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断。(2)必要时采用无损探测法进行效果检查。7.5.2.5 同步注浆质量保证措施(1)在开工前制定详细的注浆作业指导书,并进行详细的浆材配比试验,选定合适的注浆材料及浆液配比。(2)制定详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆量控制程序,严格按要求实施注浆、检查、记录、分析,及时做出P(注浆压力)-Q(注浆量)-t(时间)曲线,分析注
95、浆速度与掘进速度的关系,评价注浆效果,反馈指导下次注浆。(3)成立专业注浆作业组,有富有经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。(4)根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果,及时进行信息反馈,修正注浆参数和施工工艺,发现情况及时解决。(5)做好注浆设备的维修保养,定时对注浆管路及设备进行清洗,保证注浆作业顺利连续不中断进行。(6)当环行间隙充填不够,造成的地层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物安全时,通过吊装孔对管片背后进行补充注浆。 7.5.2.6 壁后补压浆壁后注浆主要用于过建筑物和地下管线的土体加固。当盾构穿越穿越后,根据沉降情况,采取壁后补压浆的方法加固土体,直至
96、稳定。具体压浆视实际情况从盾尾后的第6环衬砌预留孔中注入地层,若效果不佳,可以从压浆孔向外打设压浆管压注。补压浆材料以水泥、粉煤灰和膨润土等材料为主,其配比(重量比)如下。 配比(1m3)水泥粉煤灰膨润土细砂水450kg400kg25kg300kg400kg7.5.3 管片及注浆体防水性7.5.3.1 隧道防水施工措施根据设计施工图纸的要求,本工程的盾构隧道防水等级为二级,其要求管片结构达到无渗漏无湿渍,隧道上半部达到无渗漏可偶有湿渍,下半部允许有少量渗漏水,但渗漏水量小于0.1L/m2d。防水设计为:管片抗渗等级为S12,管片接缝处设置密封垫沟槽,内填高弹性三元乙丙橡胶密封垫,隧道上部45范
97、围内的管片间采用单组份亲水性聚氨脂密封胶进行嵌缝,螺栓孔及管片吊装孔则采用遇水膨胀橡胶密封圈密封防水,另外环行间隙采用同步注浆来作为隧道防水加强层。为达到设计的防水标准,在施工中应着重做好以下的工作:(1)管片自防水a、管片采用C50高强度混凝土,抗渗等级为S12。在过程,管片生产时要严格控制生产,加强检测,保证管片的抗渗等级、强度以及各项质量指标符合设计要求。图7-12 管片拼装缝防水示意图 b、加强管片堆放、运输中的管理和检查,防止管片开裂和运输中碰掉边角。c、管片进场和下井前应作外观检查,保证有缺陷的管片不得使用。(2)管片拼装缝的防水管片拼装缝的防水是非常关键的环节,故在施工中应做好以
98、下工作:a、选购专业厂商生产性能优良的防水密封圈、粘结剂,并对进场的防水材料进行严格的检验,确保其质量合格。b、高弹性三元乙丙橡胶密封垫在粘贴前,应将管片进行彻底清洁,待粘贴面无尘、无油、无污、干燥后再粘贴,以确保其粘贴稳定牢固,保证粘贴质量。c、管片安装前应对管片安装区进行清理,保证安装区和管片相接面清洁。d、对已粘贴好橡胶的管片,在运输和拼装中应避免擦碰,以防密封垫剥离、脱落或损伤。e、安装管片时应保证管片的拼装质量,减少错台,保证其密封止水效果。7-13 管片拼装缝防水示意图(3)管片拼装缝的嵌缝防水嵌缝防水位于隧道上部45,管片间采用单组份亲水性聚氨脂密封胶进行嵌缝,根据各洞段的施工及
99、防水功能要求,所需嵌缝范围见下表。表7-2 不同洞段嵌缝范围对应表工程部位嵌缝范围始发、到达井每个洞门段30m,计20环整环嵌缝8个洞门联络通道段每条联络通道前后10m,计10环整环嵌缝6条联络通道其它盾构段每环拱顶45范围具体施工方法如下:A、嵌缝施工区域定位:首先分别以45半径为2700mm计算出弦长即嵌缝施工区域,然后按此长度制作两条轻质铝合金条(断面:2040mm),分别取其两铝合金的中心点,并用胶布捆扎好1.5米的水平尺(水平尺与铝合金尺水平)。然后将铝合金条靠紧管片,观察铝合金条上的水平尺的水平点是否水平,并作出铝合金位置的调整,直到水平尺水平点在水平的位置上,则在铝合金条两端接触
100、管片处作标记,再在另一环管片按造上述同样操作定出标记,最后在两环的标记处纵向画出直线,则此两直线间的区域为施工区域。B、在嵌缝干燥后,用毛刷在缝中涂上YJ302界面处理剂,隔15分钟后将聚乙烯薄膜放入缝中,然后填充氯丁胶水泥,并将表面修平整。待材料干固后进行洒水湿润养护,并保持表面湿润,防治材料干裂。C、氯丁胶水泥拌制施工:加入525硅酸盐水泥,水灰比为1:0.4,拌制好后,应在一小时内用完,随用随拌。D、在基面上现涂一层氯丁胶乳,待氯丁胶乳不粘手后涂抹第一道氯丁胶水泥,厚度约为5mm。待第一道氯丁胶水泥初凝后再抹第二道氯丁胶水泥到需要求的厚度。E、YJ302界面制拌制施工:加入适当的水,水灰
101、比为1:4,充分搅拌后应放置5分钟,再充分搅拌一次。往施工基面涂刷约2mm厚,待凝结后则可进行施工外层材料。在材料凝固后严禁使用。(4)螺栓孔、吊装孔防水a、螺栓孔的密封圈采用遇水膨胀橡胶材料,利用压密和膨胀双重作用来加强防水。b、吊装孔迎水面在管片生产时预浇5cm的同级数混凝土,可起到很好的防水效果,如要通过吊装孔进行注浆,注浆结束后填入遇水膨胀密封材料,然后用防水砂浆封堵孔口。c、吊装孔螺栓套管外侧采用遇水膨胀橡胶环形密封圈加强防水,在管片生产时预置。(5)同步注浆加强防水同步注浆作为外加防水层,按本工程中同步注浆章节中的有关方法,确保同步注浆的及时性、耐久性以及充填的密实性,切实起到加强
102、防水作用。3.5.3.2 隧道防腐蚀施工措施(1)管片防腐防锈措施管片砼防腐按二级防护等级考虑,原材料上采用普通硅酸盐水泥PS42.5,铝酸三钙Ca3A含量小于8%,水胶比不大于0.5,迎水面钢筋保护层厚度5cm。(2)连接螺栓防腐防锈措施可采用镀锌材料进行防腐蚀处理,镀层厚度不小于6m。(3)同步注浆防腐防锈措施同步注浆可采用抗硫酸盐水泥为胶凝材料,粉煤灰和细砂为填充材料的浆液,以提高背衬注浆固结体的抗腐蚀能力,起到提高管片抗腐能力的作用。3.5.3.3 质量保证措施(1)成立专业防水作业小组,防水工必须进行岗前培训,考核合格后才能上岗。(2)按照有关规范和我司的防水经验制定详细且操作性强的
103、各分项防水作业指导书,做到防水施工的可控性。(3)各分项防水作业工作由专业防水工程师进行指导,并进行检查合格后才能进入下一道工序的施工。(4)专门成立防水QC小组,针对工程防水工艺、技术问题开展防水施工质量攻关活动,以优良的工序质量来保证达到优良的工程防水质量。7.6 盾构机过厦滘站在盾构掘进到厦滘南到达井后,用一台800t的液压提升架把盾构主机整体从井中吊出,后用400t的平板车从中隧修筑的施工道路运至厦滘站始发井处再用800t液压提升装置将盾构机整体吊入厦滘北始发井中重新始发,盾构机的后配套也从地面运至厦滘站始发井处吊入井内并安装。盾构机的地面运输线路详见“图7-14 盾构机厦滘站过站示意
104、图”及“图715 盾构机吊装、运输流程图”。盾构机的吊装设备为:800t提升架一台,400t液压全挂组合平板车两台(车头一辆)。具体方案详见【夏滘站沥滘站区间】盾构机过站方案未提交。图7-14 盾构机厦滘站过站示意图800t提升架进场组装左线底座安装右线底座安装吊起右线盾构机,直接装上平板车右线盾构机到达右线始发掘进车头返回左线始发掘进左线盾构机到达吊起左线盾构机,直接装上平板车平板车运右线盾构机到厦滘北始发井平板车运左线盾构机到厦滘北始发井800t提升架转移至厦滘北提升架组装吊左线盾构机下始发井吊右线盾构机下始发井厦滘站场地移交800t提升架移回厦滘南到达井提升架组装提升架转移至厦滘北始发井
105、图7-15 盾构机吊装、运输流程图7.7 盾构机到达施工本工程有两次到达施工,一次为厦滘南到达施工,一次为沥滘站到达,两次到达施工完全相同,具体工艺流程及技术措施见下述。洞门凿除接收基座的安装与固定洞门密封安装到达段的掘进贯通后步上始发基座掘进参数的调整掘进方向的控制碴土清理7.7.1 盾构机到达施工流程图 图7-16 盾构到达施工流程图7.7.2 到站(进洞)主要技术要点和措施(1)到达前200m、50m要进行导线和高程测量多层复测,并报监理审核,同时应对到达洞门进行测量,以精确确定其位置。(2)以50m为起点,结合洞门位置,参照设计路线,制定严格的掘进计划,落实到每一环。(3)到达前要降低
106、泥浆比重、粘度和流量,直至以清水来代替;同时逐步降低泥浆压力,以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。(4)到达前6环的注浆材料配合比要进行调整,必要时可通过盾构壳体设置的孔,向盾壳外注入特殊的止水材料,以防涌水、涌泥而造成地层坍塌。(5)在该阶段过程中应注意泥水排出的比重,如当泥水比重大于1.2时,应减缓速度,以防止吸泥口淤积堵塞管子。(6)当泥水加压式盾构切口靠拢洞口时,在完成掘进的最后阶段,应充分利用泥水循环,对泥水压力舱及泥水循环管路进行最后清仓处理。7.8 盾构机拆卸盾构机到达沥滘站到达井后,对其进行吊装、拆解后马上转由珠江水路运走。大件机械由250t履带吊完成,其余可通过50t汽车吊来
107、完成。拆卸主要设备为:250t履带吊一台、50t汽车吊一台以及相应的吊具。7.9施工测量和监测7.9.1 施工测量(一)施工测量程序 控制网复测及加密明挖段、风井施工放样 大石北竖井联系测量 盾构始发段测量 项目部三级复测 贯通前50m、200m报监理、业主审核 洞内导线延伸、高程传递 厦滘站竖井联系测量 洞内导线延伸、高程传递 项目部三级复测 接收业主所交控制点 报监理、业主 审 核 项目部三级复测 掘进50m、200m报监理、业主审核 报监理、业主 审 核 项目部、三级复测 贯 通 测 量 报请监理、业主审核 每前进500m项目部复测每前进500m项目部复核 本工程主要由一个明挖区段、两个
108、盾构区间组成。其主要测量程序见图7-17。图7-17 施工测量程序图(二)主要测量项目及方法1、地面控制测量利用业主及工程师批准的水准网,由我项目部以最近的水准点为基点、将水准点引测至端头井附近,测量等级达到国家二等。每端头井附近至少布设两个埋设稳定的测点,以便相互校核。2、竖井联系测量(1)平面坐标传递平面坐标传递采用导线定向法测量。首先利用经检测过的地面控制点将坐标方位传递到地面近井导线点上,然后从地面近井导线点向地下采用导线测量的方法进行定向,其垂直角应小于30。地面坐标方位的传递和联系导线测量均按精密导线测量的精度进行,该测量使用仪器为拓普康T602全站仪。水平角观测时,内外角分别观测
109、三测回,共六测回;距离观测时每条边均往返观测,各测两测回,每测回读数两次,并测定温度和气压,现场输入全站仪进行气象改正,仪器的加乘常数也同时自动改正。定向测量时向井下传递至少3个导线点,以利于相互校核。(2)高程传递用鉴定后的钢尺,挂重锤10kg用两台水准仪在井上下同步观测(如图),将高程传至井下固定点。用68个视线高,最大高差差值2mm,整个区间施工中,高程传递至少进行三次。见图7-18图7-18 高程传递示意图3、井下控制测量(1)井下平面控制测量以竖井联系测量的井下起始边为支导线的起始边,沿隧道设计方向布设导线,直线段导线边长200m,曲线段导线边长100m布设一点。导线采用左右角观测,
110、圆周角闭合差2 。由于大石北厦滘站区间隧道较长(长达1600m),为了减小隧道的贯通误差,特在盾构机通过中间风井后,进行投点联系测量,消除隧道前半个区间贯通误差的影响,从而大大提高隧道的贯通精度。(2)井下水平测量以竖井传递的水准点为基准点,沿隧道直线段每100m左右布设一固定水准点,曲线段每50m 左右布设一个。按国家三等水准测量规范施测,相邻测点往返测闭合差3mm,全程闭合差12mm(L为全程长度,单位:km)。(3)盾构推进测量本工程的盾构推进测量以日本enzan公司研究生产的一种高精度盾构掘进测量系统为主,辅以人工测量。该测量系统能够全天候的动态显示盾构机当前位置相对于隧道设计轴线的位
111、置偏差,主司机可根据显示的偏差及时调整盾构机的掘进状态,使得盾构机能够沿着正确的方向掘进。为了保证导向系统的准确性、确保盾构机沿着正确的方向掘进,需周期性的对陀螺仪导向系统的数据进行人工测量校核,一般每周两次。其导向系统机能示意图如下: 7-19自动导向系统的机能方框示意图4、贯通测量盾构通过每一车站后,联测地上、井下导线网、水准网,并进行平差,为精密铺轨提供具有一定精度和密度的导线点与水准点。7.9.2施工监测7.9.2.1监测目的为确保工程安全,并保护周围环境,需要在施工全过程进行监测,根据监测结果,在施工过程中积极改进施工方法、施工工艺和施工参数,最大限度减小地层变形。施工监测的主要目的
112、:认识各种施工因素对地表和土体变形的影响,以便有针对性地改进盾构施工工艺和施工参数,减小地表和土体变形,保证工程安全。预测施工引起地表和土体变形,根据地表变形发展趋势和周围建(构)筑物、地下管线沉降情况,决定是否需要采取保护措施,并为确定经济、合理的保护措施提供依据。检查施工引起的地表沉降和建(构)筑是否超过允许范围,并在发生环境事故时提供仲裁依据。为研究地层、地下水、施工参数和地表和土体变形的关系积累数据,为研究地表沉降与土体变形的分析预测方法等积累资料,并为改进设计提供依据。7.9.2.2 监测项目与测点布置根据招标文件,在施工过程中盾构段需要进行监测的项目有:土体变形监测,如地表沉降;
113、建筑(构)物监测,如房屋沉降与倾斜、地下管线沉降等;监测项目及频率见下表表7-3 监测项目及频率表序号监测项目监测仪器监测频率1地表沉降N3精密水准仪,铟钢尺等距盾构前后20m,12次/天;距盾构前后50m,1次/周。2建筑物沉降及倾斜3地下管线沉降7.9.2.3监测控制标准在信息化施工中,监测后应及时对各种监测数据进行整理分析,判断其稳定性,并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以铁路隧道喷锚构筑法技术规则(TBJ108-92)的级管理制度作为监测管理方式(表7-4)。7-4 监测管理表管理等级管理位移施工状态U0Un/3可正常施工Un/3U0Un2/3应注意,并加强监测U0Un2/3应
114、采取加强支护等措施表中:U0实测位移值Un允许位移值Un的取值,也就是监测控制标准。根据以往类似工程经验、有关规范规定及招标文件“通用技术条件”的要求,提出控制基准见表7-5。表7-5 监测控制标准表序号监测项目控制标准来源1地表及建筑物沉降30mm招标文件及相应规范2建筑物倾斜钢筋砼结构3.0砖木结构3.5根据上述监测管理基准,可选择监测频率:一般在级管理阶段监测频率可适当放大一些;在级管理阶段则应注意加密监测次数;在级管理阶则应密切关注,加强监测,监测频率可达到12次/天或更多。7.9.2.4 监测方法图7-20 基点埋设示意图(一)地表隆陷监测1、测量仪器DSZ2精密水准仪,铟钢尺等。2
115、、测量实施(1)基点埋设方法基点应埋设在沉降影响范围以外视野开阔、通视条件较好的地方;基点数量根据需要埋设,基点要牢固可靠,如图7-20所示。(2)隆陷测点埋设隆陷测点埋设,用冲击钻在地表钻孔,然后放入长200300mm,直径2030mm的圆头钢筋,四周用水泥砂浆填实。(3)测量方法观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制,每测点读数高差不宜超过0.3mm,对不在水准路线上的观测点,一个测站不宜超过3个,如超过时,应重读后视点读数,以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测,两次高程之差应小于1.0mm,取平均值作为初始值。(4)隆陷计算在条件许
116、可的情况下,尽可能的布设导线网,以便进行平差处理,提高观测精度,水准线路闭合差应小于0.3(mm)(N为测站数),然后按照测站进行平差,求得各点高程。施工前,由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高程H0,在施工过程中测出的高程为Hn。则高差HHnH0即为隆陷值。(5)数据分析与处理时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图,根据沉降规律判断围岩稳定状态和施工措施的有效性。当位移时间曲线趋于平缓时,可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。作横断面和纵断面沉降槽曲线,判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径、土体体积损失等。(二)地表建筑沉降与倾斜观测图7-21 建筑物沉降测点示意图1、监
117、测仪器DSZ2精密水准仪,铟钢尺等。2、监测实施(1)测点埋设在地表下沉的纵向和横向影响范围内的建筑物应进行建筑物下沉及倾斜监测。沉降测点埋设,用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔,然后放入长直径200300mm,2030mm的半圆头弯曲钢筋,四周用水泥砂浆填实。测点的埋设高度应方便观测,对测点应采取保护措施,避免在施工过程中受到破坏。测点的布设如图7-21示。图7-22 建筑物倾斜计算示意图(2)观测方法:地表隆陷观测同建筑物下沉及倾斜计算,在条件许可的情况下,尽可能的布设导线网,以便进行平差处理,提高观测精度。施工前,由基点通过水准测量测出建筑物沉降观测点的初始高程H0,在施工过程中测出的高程
118、为Hn。则高差HHnH0即为建筑物沉降值。在建筑物沉降值后,进行倾斜计算,如图7-22所示:tg=s/b=SH2/Hf (1)SH2=Hfs/b (2)SH2为所求建筑物水平位移为所求建筑物水位移产生的倾斜角(3)数据分析与处理绘制时间位移曲线散点图当位移时间曲线趋于平缓时,可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。根据所测建筑物倾斜与下沉值,判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准。及采用的工程措施的可靠性。(三)地下管线安全观测1、监测仪器DSZ2精密水准仪,铟钢尺等。2、监测实施(1)测点埋设在地表下沉的纵向和横向影响范围内的地下管线安全监测,基点埋设同地表建筑物下沉与倾斜量测。沉降测点埋
119、设,用冲击钻在地下管线轴线上方的地表钻孔,然后放入直径2030mm的半圆头钢筋,其深度应与管线底一致,四周用水泥砂浆填实。(2)观测方法:与地表隆陷观测同。(3)管线沉降计算施工前,由基点通过水准测量测出管线沉降观测点的初始高程H0,在施工过程中测出的高程为Hn。则高差HnH0即为地表沉降值。根据地表沉降值,进行管线的安全检算。(4)数据分析与处理绘制时间位移曲线散点图,据以判定施工措施的有效性。位移时间曲线趋于平缓时,可选取合适的函数进行回归分析,预测管线的最大沉降量。沿管线面沉降槽曲线,判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径等。根据数据分析结果,检算管线的安全性。(四)过江水下地形监
120、测本工程穿越南珠江和三枝香水道段是盾构推进的难点。且三枝香水道隧道覆土厚度最小为7m,上覆土层为软弱淤泥或淤泥质土,因此 盾构通过江底时即时观测河床的变化情况,确保盾构的安全施工显得十分重要。我们拟采用高精度实时定位,监测船走航式工作,在整个施测区域进行多次重复测量,实时连续记录水深及位置,同步潮位改正,最终换算成测点标高,作为基本参数。再经综合分析相关数据利用软件包综合处理后取得同步监测成果数据,由计算机绘制成直观的当次轴线江底地形剖面及上次(或背景)轴线江底地形剖面组成的对比剖面曲线图,用于指导盾构施工。1、GPS差分基准岸台及验潮站布设:开测之前,根据建设方或施工方提供的已知坐标网点,联
121、测引点至卫星通视良好处,用于布设GPS差分基准台;从当地的高程水准点引测至江岸边,选一处背风且受江水潮浪影响小易于观测水面高度的点作为验潮站;基准岸台与验潮站尽可能设置在相邻的地方,以便于施测和管理。2、背景调查:在隧道盾构将掘进江底前1015天,对江底地形先作精密测量,以形成背景资料,便于监测过程中作为基础地形进行对比;左、右线背景资料分开施测,确保背景资料的真实可靠。背景测线布置:沿隧道轴线走向施测,施测当天尽量避开大风大浪天气;施测区域为沿隧道轴线左右各3米的水域范围,测量时,监测船沿隧道轴线位置在施测区域内对江往返航行为了相互检查测量数据的真实性,在整个施测区域进行多次重复测量,达到校
122、验和提高精度的目的。3、监测调查:正式监测时,必须与盾构推进同步进行一般情况下,考虑到潮汐和船舶吃水影响,在江边浅滩或浅水区每天监测一次,当盾构进入江边坡至江心段时,每天监测二次,上、下午各提供一次监测轴线地形对比剖面;如遇特殊情况,适当增加每天监测的次数。 (1)轴线地形监测长度取值沿隧道轴线方向,外业监测长度为盾构切口前35米至切口后20米,共55米长。每次监测提供沿轴线方向切口前20米至切口后20米,共40米长测量资料,并经与背景曲线或前次监测曲线对比后,提供一组沿隧道轴线方向长40米的对比曲线,供施工单位使用。切口前2035米范围段资料作为背景资料保存,作为下次监测时的对比资料。(2)
123、监测区域的确定沿隧道轴线走向,在盾构切口前35米至切口后20米,共55米长的轴线上方左右两侧各3米的水域范围(3)监测测线布设:与背景测量类同。监测时,监测船沿隧道轴线位置在当天监测区域内往返航行,在隧道中轴线两侧各3米范围内进行多次重复测量。线间距大于05米时,应在空白处加测。每次外业测量结束前对定位测线密度进行检查,合格后方可停工,并提供内业处理,同时应结合内外业施工情况经常与盾构掘进技术人员及时沟通,使每次监测资料能确保盾构顺利掘进施工的需要7.9.2.5 监测反馈程序(一)监测数据的处理及反馈在取得监测数据后,要及时进行整理,绘制位移或应力的时态变化曲线图,即时态散点图,如图7-23所
124、示。位移(应力)控制值时间(t)图7-23 时态散点示意图0在取得足够的数据后,还应根据散点图的数据分布状况,选择合适的函数,对监测结果进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值,预测结构和建筑物的安全状况,采用的回归函数有:U=Alg(1+t)+BU=t/(A+Bt)U=Ae-B/tU=A(e-Bt-e-Bt0)U=Alg(B+t)/(B+t0)式中:U变形值(或应力值)A、B回归系数t、t0测点的观测时间(day)为确保监测结果的质量,加快信息反馈速度,全部监测数据均由计算机管理,每次监测必须有监测结果,须及时上报监测日报表,并按期向施工监理、设计单位提交监测月报,并附上相对应
125、的测点位移或应力时态曲线图,对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。监测反馈程序见图7-24。(二)监测管理体系针对本工程监测项目的特点建立专业组织,由项目部抽调35人组成监测小组,并由具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的技术人员担任组长。为保证量测数据的真实可靠及连续性,特制定以下各项措施:(1)监测组与监理工程师密切配合工作,及时向监理工程师报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。(2)制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划中。(3)量测项目人员要相对固定,保证数据资料的连续性。(4)量测仪器采用专人使用、专人保养、专人
126、检校的管理。(5)量测设备、元器件等在使用前均应经过检校,合格后方可使用。(6)各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。(7)量测数据均要经现场检查,室内两级复核后方可上报。(8)量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。(9)各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。(10)针对施工各关键问题及早开展相应的QC小组活动,及时分析、反馈信息,指导施工。(三)提交的监测成果(1)盾构隧道监测成果图、表;(2)监测月报及监测总结。图7-24 监测信息反馈程序图7.10 特殊地段的盾构施工技术措施7.10.1 风化夹层本工程中岩层主要为、地层,即岩石强风化微风化带,总体上
127、来说夹层层硬度不大,其中天然单轴最大抗压强度为30.3MPa。在此地层中进行盾构施工时采用的主要技术措施如下:1)采用滚刀破岩,刀圈的材质为工具钢,以增加刀具的耐磨性,减少换刀的次数和频率,提高施工进度。掘进过程中随时监测刀具和刀盘的受力状态,确保其不超载。2)在岩层地段掘进时,减少盾构机的震动和防止盾构机产生超限扭转;使管片受力稳定,确保隧道的成形质量和保护管片,防止盾构机变形。3)遵循高转速、低扭矩的原则选取参数,以提高纯掘进速度。4)进入岩层地段前对盾构机进行一次全面的维修保养,确保其工作状态。该标段中有大块岩石,会使刀盘受力不均衡,此时若盲目施加推力,可能会使盾构机本身造成损坏,故当有
128、岩石块出现出现无法破碎时,停止泥浆循环,在保证工作面土层稳定性后,人员通过人闸直接进入仓内排除障碍。 断裂带本工程中的角砾岩断裂带地处三枝香水道与朝阳东路之间,右线里程为YDK14+138YDK14+189,左线里程为ZDK14+146ZDK14+196,该断层主要由粉砂角砾岩、硅化粉砂岩、硅化泥岩、泥灰岩角砾组成。整个断裂带全长约50m,天然单轴最大抗压强度为24.7MPa,岩体破碎,岩质坚硬,破碎带富水性较好,节理裂隙间充填石英脉。根据现有的资料,在该断裂带盾构施工过程中,采用以下主要技术措施:1)施工前对该断裂带进行布孔地质钻探,进一步详细掌握断裂带的分布宽度、走向、地下水等情况,弄清其
129、对盾构施工所造成的影响,并据此制定出详细的针对性施工技术措施,以保证盾构施工的顺利进行。2)盾构机在掘进断裂带前,必须对其进行全面的保养维修,保证盾构机况的良好。 3)盾构掘进中加强盾尾密封油脂的注入,加强铰接处的密封检查,及时调节密封压板螺栓,以确保各部位的密封效果。4)破岩方式以滚刀和刮刀破岩。 5)加强地表沉降及地下水位的监测,并及时反馈施工。6)调整同步注浆的浆液配合比,使用胶凝时间较短的浆液,严格控制注浆程序,确保注浆效果。必要时可进行补充注浆以加固地层。7)掘进中密切关注盾构掘进参数和盾构姿态状况的变化,及时判断掘进到粉砂角砾岩时刀盘是否明显偏载,一旦出现偏载可采取降低推力、降低转
130、速掘进,以防刀盘损坏。7.10.3 盾构通过砂层在厦滘站始发井大滘涌间的地层大部分为冲洪积饱和中粗砂层,厚度较大,自南往北逐渐变薄,地层中富水性较强。盾构在掘进时注意对泥浆压力与比重的控制,发挥泥水盾构的作用,在到达厦滘站时应注意对洞门的防水监测。在施工采取以下主要措施:1)切削方式以齿刀为主,严格控制出土量,确保密封仓内压力平衡,以稳定工作面和控制地表沉降。2)选择合理的掘进参数,快速通过,将施工对地层造成的影响减到最小。3)运用导向系统和分区操控推进油缸,控制盾构姿态,防止盾构抬升。4)适当缩短浆液胶凝时间,保证注浆质量,减少地层损失,控制地表沉降。5)若遇有中等液化砂层,可待盾构机掘进后
131、通过管片向隧道的两侧及下侧进行注浆。 盾构过江隧道在YCK11+640YCK12+150处过南珠江,南珠江河面宽约500m。隧道在过江段的洞身岩层大部分为岩石强、中风化岩,仅局部为全风化岩。但由于河床与隧道顶间的距离较短,其间充满中、细砂层,且该砂层水与地表水联系较为密切,地下水较为丰富;隧道过三枝香水道是在YCK13+780YCK14+098处,河面宽约300m。隧道洞身岩层全部为岩石全微风化带,上覆土层最小厚度为7m且为软弱土层,地下水亦较为丰富。故盾构掘进时风险较大,施工时应真正达到泥水平衡的效果,以防出现盾尾漏浆、江底冒浆、江底土层沉降、吸口堵塞、隧道上浮现象。故采取以下措施:(1)加
132、强江底监测在掘进到达三枝香水道和南珠江时,必须加强江底监测,以监测资料指导施工,及时调整掘进施工参数,确保盾构掘进的安全。具体详见盾构过江施工专项方案。(2)防止盾尾漏浆(防漏)措施 提高同步注浆质量 每环推进前对同步注浆浆液进行小样试验,严格控制初凝时间。在同步注浆过程中,合理掌握注浆压力,使注浆量、注浆流量与推进速度等施工参数形成最佳参数匹配。 保持工作面水压稳定在推进过程中,保持工作面水压稳定,防止因设备故障和操作失误而引起的工作面水压波动。在每次调高工作面水压后,需进行试推进,并安排专人观察盾尾漏浆情况,待确定盾尾无泥水逸漏条件后,方可正式调高工作面水压,进行正常推进。缩短盾尾油脂压注
133、周期在江底掘进时,可缩短盾尾油脂压注周期,每隔810环压注一次,并达到一定压力(可根据水头压力,适当提高压注压力),以提高密封能力。 盾尾漏浆对策发现盾尾漏浆情况较严重时,则配制初凝时间较短的双液浆进行衬砌壁后注浆,压浆部位一般为后51O环,并适当调低切口水压,但切口水压调整量控制在不大于05kgcm2。实施以上措施后漏浆情况乃得不到有效控制时则在后68环处压注聚胺脂,进行堵漏。 (2)防止江底冒浆(防冒)措施 控制切口水压波动范围 在推进过程中,严格控制切口水压波动范围。该值控制在-02kgcm20.62kgcm2之间,以保证正面稳定。在盾构穿越小于7m浅覆土区域时,采取手动控制切口水压,人
134、工调整施工参数,精心施工,强化管理。 控制参数设定 在每推进 10环后对开闭VE阀、转旁路状态时的切口水压上、下限控制参数进行设定,并做好记录。每天推进施工前,先检查VE阀开、闭情况和PI系统工作状态。在确定系统对切口水压控制上、下限控制的工作情况良好前题下,再进行正常掘进。 控制同步注浆压力 根据土力学理论,要保证盾构上方土体稳定,注浆压力的大小也对防止江底冒浆起着重要作用。因此严格控制同步注浆压力,并在注浆管路中安装安全阀,以免注浆压力过高而顶破覆土。 江底冒浆对策 当发现江底冒浆时,如果是轻微的冒浆,在不降低开挖面水压下能进行推进的情况下,则向前推进,同时适当加快推进速度,提高拼装效率,
135、使盾构尽早穿过冒浆区。 当冒浆严重,不能推进时: 将开挖面水压降低到和(土压十水压)平衡为止: 提高泥水比重和粘度; 为了能使盾构向前推进,检查掘削土沙量,确认有无超挖; 掘进一段距离以后,进行充分的壁后注浆; 将开挖面水压返回到正常状态,进行正常掘进。 (3)防止江底土层沉降(防塌) 按设计值设定切口水压 推进过程中按设计值设定切口水压,并根据推进时刻的潮位变化情况对其进行相应调整。当由于设备原因切口水压仍低于设计值时,则停止正常掘进,待切口水压恢复到设计值后,再继续恢复进行正常掘进。 注浆量控制 当发现江底沉降量大于5cm时则适当增加同步注浆量,必要时进行衬砌壁后补压浆。 (4)防止吸口堵
136、塞(防堵)措施 遇到切口不畅时,及时转旁路,并通过大旁路和旁路的泥水进、排情况分析,找到不畅原因。如确定吸口堵塞时,则相应降低推进速度,同时按技术要求进行逆洗。 (5)防止隧道上浮(防浮)措施 提高同步注浆质量,要求浆液有较短的初凝时间,使其遇泥水后不产生劣化,并要求浆液具有一定的流动性,使通过同步注浆后的浆液能均匀地布满隧道一周; 提高注浆与盾构推进的同步性,使浆液能及时充填建筑空隙;做好隧道补压浆准备,发现隧道上浮量较大,且波及范围较远时立即采取对已建隧道进行补压浆措施,以割断泥水继续流失路径。补压浆要求均匀,压浆后浆液成环状。补压浆采用双液浆与聚胺脂相结合的注浆方法,注浆范围510环。加
137、强隧道隆沉监测是防止隧道上浮的积极措施。在已建成的隧道段中,每隔1020m布置连通管测量点,利用计算机自动监测隧道垂直位移情况,使施工人员及时了解隧道上浮量,以便及时采取相应措施。更详细的技术措施详见盾构机过江专项施工方案。7.10.5 盾构在淤泥层中掘进本工程的淤泥层主要分布在大石北始发井朝阳东路之间(分布里程约为YDK14+400YDK15+203.740)及珠江南厦滘北盾构始发井(分布里程约为YDK12+150YDK13+115.6)的地下层中,在该里程范围内的地表情况较为复杂,地面多为民用建筑物,因此不能对该淤泥层进行地基加固处理,只在端头始发井作旋喷桩予以加固。考虑到该范围内的淤泥层
138、大部分只位于隧道洞身的上部(有小部分为全淤泥截面),在盾构通过后从管片底部的注浆孔进行注浆加固,并加强对隧道的监测。7.10.6 上软下硬地段的施工在里程约为YCK12+820YCK13+020即珠江南岸下地层,隧道洞身上部为细砂层中,下部为、岩石风化带;以及在隧道左线的东涌大涌路之间,隧道洞身上部为淤泥层中,下部为岩石强风化带。以上地段均出现上软下硬的情况,盾构在此地层中掘进时应注意以下事项:1)由于隧道洞身下部为地质相对较硬的岩层,盾构机的掘进速度相对较慢,可能会导致洞身上部上层的出土量较多,容易出现坍塌现象。故掘进时,要随时监测泥浆管内的排土量与盾构掘进尺寸的各种数值,并控制好泥浆的压力
139、和比重。2)盾构的方向控制较为困难,容易向上偏位,掘进时需要加强测量监控,必要时使用盾构机的超挖刀来进行辅助施工,以达到对方向的有效控制。7.10.7 防止泥饼现象(1)预见性分析通过现有的地质资料,详细预先分析泥饼形成的可能地段。(2)观测判断在可能形成泥饼的地段严格监测盾构机的各种参数,发现有异常情况(排泥比重增大、流量减少,送泥压力增加)判断有无形成泥饼,并及时采取相应的技术措施。(3)技术措施如发现有异常苗头,应及时降低泥浆比重并利用高压水进行冲击,来及时降低泥饼形成的机会,并化解已初步形成的泥饼。平时亦需控制好泥浆的比重,以防止降低泥饼的形成。7.10.8 转弯与纠偏盾构机的转弯与纠
140、偏主要采取以下措施:(1)在对盾构机的测量中,采用自动导向定位系统结合人工测量,快捷准确地测量出盾构机的姿态以及偏离设计轴线的数值。(2)在曲线段掘进时,合理地配置管片,在纠正偏位环节上,小偏位采用盾构千斤顶的行程差来进行调节;大偏位则采用铰接装置及超挖刀进行纠偏。在施工过程中要“勤测勤纠”,尽量把偏位控制在较小的范围内。7.10.9 盾构通过建筑物根据现有资料反映和房屋调查显示,盾构隧道通过大山村和厦滘村,房屋较为密集。但由于星光大道进行房子拆迁,位于本工程隧道正上方的大山村房屋都被拆除,故无需考虑桩基托换和地基加固,但是在盾构掘进中必须严格控制推进速度和切口压力等施工参数,并及时注浆,并进
141、行严密监测,确保周边的建筑物万无一失。厦滘村内民房多为天然基础,埋深很浅,对隧道施工没有影响,部分建筑物为木桩或灌注桩,此部分基础可能会对隧道施工造成影响,故沥厦区间有影响的建筑需要考虑桩基托换等加固措施,对隧道有影响的建筑物如下表所示,具体位置见沿线建筑物示意图。 表76 隧道施工影响范围内的建筑物表里程结构类型层数建筑物属性基础类型及桩长(m)与线路关系地面标高上覆土厚度(m)备注左线右线ZDK13+0103 K年耀超住宅楼灌注桩25036.199.6侵入隧道YDK12+8404 K陈绍良住宅楼灌注桩20006.4114.8侵入隧道YDK12+8504 K陈绍均住宅楼灌注桩19006.41
142、14.6侵入隧道ZDK12+9333K韦顺绵住宅楼灌注桩2306.1912.5侵入隧道ZDK12+8653K韦永亮住宅楼灌注桩2036.8414侵入隧道YDK12+8653K韦永绍住宅楼灌注桩20106.3414侵入隧道YDK13+0902 K兴华机电五金厂松木桩8006.238.7有影响厦滘村内的建筑物所处的隧道上方多数为洪积土层和砂层,地质条件较差,根据对本工程采用弹塑性理论的初步计算分析,并结合以往成功实例和国内外的经验,依据【建筑地基基础规范】各类建筑物的允许倾斜和沉降值要求,盾构法隧道施工引起的塑性松动圈厚度一般不超过2.5m,因而在过厦滘村段的施工中,对拟采取两种方法通过建筑物进行
143、掘进施工。(1)通过浅基础建筑物由于浅基础距离隧道顶地距离都在2.5m的松动圈范围外,因而只要在盾构图7-25 沿线建筑物布置图机掘进施工时优化掘进参数,加强施工监测,通过监测反馈指导施工,进行信息化施工,在盾构掘进施工环节,通过监测反馈的信息严格进行泥水压力的控制,实现泥水平衡施工对周边环境扰动影响到最小程度。 同时为了减小和防止地面沉降,在盾构掘进中,要尽快在脱出盾构后的衬砌背面环形建筑空隙中充填足量的浆液材料;另外在盾构后约10环处再向衬砌背面进行二次注浆,大大降低地面沉降,保证浅基础建筑物的安全。(2)通过深基础建筑物由于深基础建筑的桩基础都深入隧道或在2.5m的松动范围内,因而盾构机
144、掘进施工对建筑物的扰动较大,必须对深基础建筑物进行托换,根据实地调查和分析,深基础建筑的基础形式主要为灌注桩以及松木桩。故针对不同的桩基形式采用钻孔桩加承台梁式桩基托换和树根桩托换两种形式。具体做法如下: 对于桩底距离隧道顶小于2.5m或进入隧道的钻孔桩和锤击灌注桩基础,采用地表钻孔灌注桩+水平承台梁结构进行托换。 对于桩底距离隧道顶小于2.5m或进入隧道的松木桩基础,采用树根桩进行托换。两种桩基托换的形式见图所示,具体施工方法详见桩基托换方案。图7-26 树根桩托换大样图图7-27 钻孔桩托换大样图8 管片生产本工程工程设计衬砌管片每环由6块(3十2十1)组成,管片内径5400mm,厚300
145、mm,环宽 1500mm。错缝拼装,弯曲螺栓柔性连接,环缝采用 10根 M24螺栓连接,纵缝之间采用12根M24螺栓的管片连接。管片混凝土强度指标为C50,抗渗等级S12。8.1管片生产及供应计划本工程管片生产委托给广州市建机施预制厂生产,配备足够的管模,确保能满足本工程的需要。管片供应计划详见下表。项目过程时间模具数量(套)日生产量(环/日)总生产量(环)标准环左转弯环右转弯环第一阶段2114600第二阶段5111235208.2管片生产工艺及主要施工方法具体详见管片生产施工组织设计。9 工程质量保证措施9.1管片生产质量保证措施管片生产质量直关系到管片安装、隧道防渗、及其长期使用质量是关键
146、的关键,搞好管片生产,重点把好以下几关:1、把好模具关选择有经验的生产厂家生产高精度模具,模具尺寸精度控制在规定的范围内,其刚度保证生产的管片在公差范围内。模具接头密合联接,模具表面坚固而平滑。加工好的模具,经详细严格的检查后方投入使用。使用中的模具定期进行检查,发现变形,表面损坏、密封不严等情况时及时废弃处理。模具使用前彻底清洁。使用中,测量每一模具因振捣引起的变形,必要时采取措施增加模具刚度。2、把好原材料关 水泥:选择信誉好、供货有保证的大厂家供货,严把水泥进货关。定期进行水泥完好性等各项指标检测,水泥试件膨胀率不超过0.8。水泥采用储罐保存以防潮湿和雨水。、骨料细骨料在2:36方孔筛中
147、的空壳筛作率不超过3。粉细物质含量(粘土、粉沙、尘埃)按重量计不超过2。粗、细骨料含水率不超过2。粗、细骨料氯离子含量分别不004和003。 粗细骨料所含可溶性硫酸盐按重量计不超过04。骨料不与碱性物质起反应。有机杂质用比色分析法检测不超标。骨料最大标称直不超过20mmc严格挑选石场和砂场进料,进行各项规格、物理性质试验确保各项指标均符合设计、规范要求,并在进料过程中对压碎值等主要指标进行定期复检,对规格、粉细物含量等常规指标根据需要逐日或分批进行复检。各种规格骨料机械冲洗后分隔贮存在带有斜坡的铺筑有15cm素砼的存贮平台上,存贮平台定期清洁并设置使拌和场地顺畅的排水系统以保证疏导雨水和冲洗水
148、。根据现场实际情况采用覆盖或洒水防尘等方法避免骨料再次污染。减少骨料在搬运、冲洗和存贮过程造成的离析至最低程度。 钢筋对钢筋进行分批(以同一炉(批)号、同一截面尺寸的钢筋为一批,每批重量不大于 20吨)验收,根据出厂质量证明书或验收报告单检查每批钢筋的外观质量,并量测每批钢筋的代表性直径,选取外观质量和尺寸测量合格的钢筋三级,进行拉力、冷弯和可焊性试验。对不合格钢筋清退回厂或经请示监理工程师同意降级使用。各种钢筋清晰标明型号、长度,贴上标签存放在高出地面的平台上,并做好防潮、防污染、防锈蚀及损伤工作。3、把好砼拌和关配自动计量砼拌和楼拌和,砼搅拌运输车运输。拌和楼安装调试并经过计量鉴定后方投入
149、使用。控制好拌和时间,确保拌和均匀。严格按施工配合比进行拌料,装料时严禁各种骨料混料、混装、串仓等影响殁骨料合成级配现象发生。严格控制拌和用水量,把用水量放在一个重要的位置上看待,骨料含水量有较大变化时,适量调整用水量,保持正常的水灰比水平。精确控制添加剂用量。4、把好钢筋绑扎关 确保架设钢筋表面无锈斑、松散的结垢、油脂以及其它有害物质;钢筋平直,无局部恋折现象。 钢筋的截断、弯折精度符合规定的要求 钢筋接头严格按要求接驳,邻近的钢筋接头错开设置。 严格按照钢筋图、表所示位置安放钢筋并准确定位,确保在殁浇注过程中不变位,并安放好所有预埋件。钢筋位置误差应符合要求。5、把好砼浇注关选用有丰富经验
150、的熟练工作业,确保生产出的管片内实外美无蜂窝、麻面、气泡、缺角、掉边等质量毛病。6、把好管片养护、存放及运输关设立专业管片养护小组采取程序化、标准化养护作业。管片浇注完成以后立即放入气密性养护箱内引入饱和蒸气养护,并维持箱内大气始终处于他和状下。事先计算管片搬运和堆放可能产生的最大应力值,经同体养生试件试压,胜强度达到规定抗压强度的60,且超过因搬运和堆放产生应力的两倍后方折除模具。养护时严格控制温度变化辐度和速度:养护开始二小时内不超过60,此后温度保持在6090之间;每小时温度变化率不走过20。搞好管片存放及运输,避免造成表面损伤或其它质量缺陷。7、严把质量检验关管片出厂前,通片进行尺寸、
151、外观等检测不合格产品不允许出厂。管片生产质量控制标准:单块检验: 强度等级、抗渗等级符合设计要求 宽度:土0.5mm 弧弦长:土0.1 mm 管片外半径:土 2.0omm 管片内半径:土 1.0mm 整体拼装检验 螺栓孔孔径与孔位允许误差土lmm; 相邻环环面间隙1.0mm; 纵缝相邻块块间隙1.0m。: 相邻螺栓孔不同轴度 l.0mm;9.2盾构掘进施工质量保证措施1、施工管理中的挖掘管理通过开挖面管理(刀盘和密封舱内的泥浆压力和浓度)、添加剂注入管理、盾构进尺管理、泥浆浓度管理和盾构机管理使开挖面泥浆浓度根据地层情况作出合理调整。目前,掘进管理已经实行自动化控制,用智能化系统来频繁调整掘进
152、速度以协调各方面的需要,维护天然地层不受扰动,优化选择泥浆浓度。 2、施工管理中的线形管理。通过一套测量系统随时掌握正在掘进中盾构的位置和姿态,并通过计算机将盾构的位置和姿态与隧道设计轴线相比较,找出偏差数值和原因,下达调整盾构姿态应启动的千斤顶的模式,从最佳角度位置移动盾构,使其蛇形前进的曲线与隧道轴线尽可能接近。3、施工管理中的注浆管理通过浆体、注浆压力、注浆开始时间与注浆量的优化选择,达到能及时填满衬砌与周围地层之间的环向间隙,防止地层移动,增加行车的稳定性和结构的抗震性。对浆体的要求:应具有能充分填满间隙的流动性:注入后必须在规定时间内硬化:必须具有超过周围地层的静态强度,保证衬砌与周
153、围地层的共同作用,减少地层移动;具有一定的动态强度,以满足抗震要求;产生的体积收缩小;受到地下水衡释不引起材料的离析等。采用同步注浆时,要求注入的注浆压力大于该点的静水压力和上压力之和,做到尽量填充而不是劈裂。考虑盾构推进过程中纠偏,跑浆和浆体的收缩等因素,实际注浆量一般为理论值的120160。注浆作业应在1小时内完成。为了防止地层中泥水和注浆的浆液从盾尾间隙中漏入盾构,同步注浆时盾尾密封装置必须完好。盾构起步时密封刷上必须涂足密封油膏,推进中还应按要求压注油膏,以提高密封效果,减少密封刷与村外表面的磨擦,延长密封刷寿命。4施工管理中的管片拼装管理要严格控制管片拼装的垂直度、真圆度、拧紧螺栓的
154、扭矩、曲线地段和修正蛇行时楔形管片或垫块的拼装位置等,防止接缝张开漏水。刚拼好的管片环在自重和土压力作用下都将产生变形,盾构中的真圆保持器用以支撑刚拼好的管片环,同时采用同步注浆及时固定管片环的形状和位置。9.3施工测量与监测的质量保证措施(1)根据监理工程师提供的测量数据资料布设控制网点,控制网点必须完全吻合监理工程师提供的三角网点和水准网点的基本数据,并应满足规定的测量精度。(2)根据监理工程师提供的测量数据资料精确地测定建筑物的位置,进行放样,完成全部测量数据的计算工作。(3)负责保护和保存好全部三角网点、水准网点和布设的控制点,使之容易进入和通视,防止移动和损坏。(4) 测量放线必须经
155、现场监理工程师复核无误后才能进行下一道工序的施工。(5)建立专业监测小组,由具备丰富的施工经验、监测经验及 有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成;除及时收集、整理各项监测资料外,还需对这些资料进行计算、分析和对比。(6)需设置观测点监测工作,应在工程开工前做好监测设计方案,报送监理工程师审批。并应及时敷设观测点,以便工程施工前(初始读数)和施工中进行观测。凡永久性变形观测点的技术文件交业主。(7) 变形观测的频率,一般在基坑开挖和降水前观测2-3次,每次相隔10天左右。开工根据工程进度实施经常性观测。对永久性观测点的监测按设计要求和工程需要进行。(8)对施工可能危及附近建筑安全的明挖地铁
156、车站的监测,应进行地表沉降、变形和连续收敛、支撑轴力测试、附近建筑物沉降观测的监控测量。9安全生产保证措施9.1安全生产管理目标本工程的安全生产目标是:实现“六无”(即无死亡、无坍塌、无火灾、无中毒、无重伤、无重大机械设备事故)安全管理目标,将月轻伤率控制在1.2以下。9.2安全保证体系安全保证体系图如下:项目经理盾构掘进班组项目副经理安全员机修班组泥水班组 项目经理安全职责:项目经理对项目施工安全负全面责任,是安全生产第一责任人。精心安排施工,实现项目安全生产目标。 项目副经理安全职责:主管施工生产的项目副经理是项目施工安全的主要责任人。合理安排施工生产,定期组织安全生产检查,发现隐患及时组
157、织整改。项目安全员安全职责项目安全员是项目施工安全的直接责任人。负责本项目所管辖工程的安全检查、监督和管理,对项目经理负责。负责检查、监督施工组织设计或施工方案中的安全保证措施的实施,严格贯彻执行安全操作规程。深入工地勤巡、勤检,及时发现安全事故隐患,并及时采取排除隐患的有力措施,对违章操作和违章指挥要坚决制止或即令停工。发生安全事故,应及时按规定上报,保护好现场,并参加事故的调查工作,督促将事故的调查分析报告及时上报上级。9.3盾构隧道施工安全保证措施针对盾构法施工在特定的地质条件和作业条件下可能遇到的风险问题,施工前必须仔细研究并制定防止发生灾害的安全措施。(1)施工准备为确保盾构施工的安
158、全,必须在各作业点之间设有便捷可靠的通讯设备;盾构施工前应编制施工安全作业规程,向施工人员做全面的安全技术交底。运输设施的运输能力应与盾构施工所需的材料、设备供应量相适应。所有的起重机械、机具要按安全规程要求定期检查维修与保养。(2)起重安装作业:起重安装作业前应清除工地所经道路的障碍物,做到工地整洁、道路畅通。各种起重机械起吊前,应进行试吊。起吊作业时,严格执行安全操作规程,做到“十不吊”,吊机停止作业时,应安全制动,收紧吊钩和钢丝绳。起吊重物时,吊具捆扎应牢固,以防吊钩滑脱。(3)电瓶车操作:电瓶车司机必须经过培训,工作时必须持证上岗;司机交接班时,必须仔细机车状态,确认完好;电瓶车在接近
159、弯道、道岔、等地点时应减速行驶。(4)盾构掘进: 严格执行盾构机安全操作规程。掘进时,不得在设备运转过程中检修设备,特别是皮带机、注浆泵、空压机及电器设备等。进入刀盘时,必须按人仓进出安全作业指导书的程序执行。管片安装过程中,举起的管片下严禁有人作业。掘进时,隧道内应有良好的通风,以满足安全作业的各方需要。10文明施工保证措施确保达到广州市文明施工工地标准,争创广州市“文明施工样板工地”。10.1文明施工管理组织机构成立以项目经理为组长的施工现场文明施工领导小组,负责本项目施工现场文明施工管理工作,并对项目经理部及各作业队负责人进行明确分工,落实文明施工现场责任区,制定相关的规章制度并编制专门
160、的文明施工方案,确保文明施工现场有章可循,做到事事有人负责,处处有人管。文明组织管理机构见图10-1。项目经理项目副经理总工程师总经济师工程技术部质量安全部财务部材料设备部综合办公室各施工班组图10-1 文明施工管理机构图10.2文明施工管理措施一、现场平面布置1、严格按照施工总平面图布置各项临时设施,场内大宗材料、成品、半成品和机具设备等堆放整齐,同时挂上规格、型号标识牌。做到场地清洁,道路平顺,排水畅通,标志醒目,生产环境达到标准化作业要求。2、施工现场按招标文件有关要求设置“五牌一图”(工程概况牌、组织网络牌、安全纪律牌、防火须知牌、文明施工管理牌和施工现场平面布置图),并按规定内容标明
161、各项目内容。3、规范围蔽结构与临设建筑。二、用电线路施工现场的用电线路、设施的安装和使用必须符合安装规范和安全操作规程,并按施工组织设计进行架设,严禁任意拉线接电,施工现场必须设有保证施工安全要求的电压和工地照明。三、机械、车辆管理施工机械、车辆按照施工总平面布置图规定的位置和线路行驶,不得任意侵占场内道路。各种施工机械进场必须进行安全检查,经检查合格后方能使用,施工机械操作人员建立机组责任制,按有关规定持证上岗,禁止无证人员上岗。四、现场办公、生活设施卫生管理1、施工现场设置各类必要的职工生活设施,搞好环境卫生和内务,建好职工之家,办好文体活动,办好职工食堂、饮用水供应,做好卫生防病工作,确
162、保职工身心健康。2、随时清除建筑垃圾,保持场容场貌整洁,在车辆、行人通行的区域施工,设置沟井坎穴覆盖物和施工标志。五、治安保卫做好安全保卫工作,采取必要的防盗措施,施工现场按标准设置围挡,建立门卫制度,进入现场实行登记,施工现场主要管理人员在现场佩带胸卡,施工人员戴地铁“工地出入证”,非施工人员不得进入施工现场;不准留宿家属及闲杂人员;经常对工人进行法纪和文明教育,严禁在施工现场打架斗殴及进行黄、赌、毒等非法活动。六、监督检查加强检查监督,从严要求,持之以恒,使文明施工现场管理真正的抓出成效。项目经理部对文明施工现场实行定期不定期的检查,每月组织一次专项检查,对照评分,严格奖惩,交流经验,查纠
163、不足。11环境保护措施如何加强管理,采取措施妥善的做好工程施工期间对周围环境的保护,维持施工场地四周环境的洁净,减少工程污染,将是本工程重点考虑和解决的课题之一。为此,我们将严格遵守国家和广州市地方政府有关环境保护的法令、法规,根据本工程所处地理环境和工程特点,采取以下措施加强对周边环境的保护。11.1加强施工管理,强化环境保护意识1、建立以项目经理为首,由专职管理人员和各作业组负责人组成的施工管理组织机构,根据施工进度和施工特点,分工序制定相应的环境保护措施,加强施工管理,层层强化环境保护意识,于施工全过程跟踪监督、检查、监控、量测,及时了解情况,采取相应的对策、措施完善对周边环境的保护。2
164、、制定严格的奖惩条例,各级管理人员和施工作业人员责任明确,奖罚分明,使加强环境保护的有关措施得到有效的实施,周边环境得到妥善的保护。11.2加强废水、废气、废渣的管理1、对燃料、油料、化学品、酸、施工废水,泥浆及有害气体和尘埃等经预处理后,采用专用运输车辆进行废水、泥浆的运输。2、工地现场和生活区设置足够的临时卫生设施,生活污水要进行集中处理,达标后排放入指定的市政污水井中。生活垃圾及时清理,将其运到指定的地点进行掩埋或焚烧处理。3、施工占地范围之外的植被、树木,必须尽力维持原状。不得任意弃渣。4、做好场地周边的排水沟槽,边坡防护,防止发生土壤冲蚀。5、禁止在施工现场熔沥青或焚烧油毡、油漆及其
165、它会产生有害烟尘、恶臭气体的物质,禁止用有毒化学物质做注浆防水剂,有毒有害的废弃物不得用于回填。不得污染施工现场及周围环境。11.3加强运输车辆的管理保持运输车辆的车容整洁,车箱完好。车辆装载不宜过满,对易产生扬尘的车辆用蓬布盖住,在施工现场出入口设置洗车槽,配备高压水枪,车辆经过冲洗后方可进入市区。工程车辆的行驶路线和时间要遵守预定的要求,禁止超载、超高、超速行驶。对工地周围的道路要求专人清扫,及时清除撒落的尘土砂石,严格执行广州市有关规定。11.4加强监测量测,确保环境安全1、加强对地表及周边建筑物的监控量测,确保城市道路和公共设施的安全。2、施工前先调查、探明各种地下管线,施工方法和保护
166、措施必须报监理工程师审批后方可实施,以确保各类地下管线的安全。3、加强文物保护观念,基坑开挖过程中若发现文物时,立即停止作业,做好保护工作,及时报告监理工程师或业主,待处理后方能恢复施工。11.5果园、农田段的环境保护本工程明挖段位于大山村,附近为民居及农田。盾构隧道穿越大山村、厦滘村、沥滘村,地面多为建筑物和大片苗圃。因此保护居住区及果园、农田的环境是本工程的一个重点。1、在施工前做好地表环境的调查工作,详细了解农作物特别是水塘的分布情况。2、在地质较差的地段,施工到达前,做好合理的施工方案,制定相关技术措施。3、控制好泥浆浓度和压力,避免泥浆渗出地面。若因为地质差,泥浆渗出地面,应及时清理并采取措施封堵。4、明挖段施工时,应做好泥浆的沉淀工作,及时排放外运至指定地方,不允许污染周边环境。5、加强对施工控制,特别是要做好施工防水和结构防水,避免地下水文大幅下降或水源枯竭,同时在施工中也要采取措施防止对地表水体的污染。11.6南珠江和三枝香水道的环境保护本工程盾构隧道穿过南珠江和三枝香水道,由于盾构采用泥水平衡,因此必须考虑对珠江水道的环境保护。环境保护主要从两个方面考虑:保护河床及水体。1、盾构隧道到达前,认真调查研究水道地质情况,做好保护方案和措施。2、根据不同地质,控制泥浆浓度,避免泥浆渗漏污染河道水体。3、若遇砂层,必须注浆,堵塞泥浆渗漏通道。