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轨道交通盾构隧道施工方案(240页).doc

  • 资源ID:488732       资源大小:14.06MB        全文页数:235页
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轨道交通盾构隧道施工方案(240页).doc

1、目 录第一章 编制说明11.1编制说明11.2编制依据11.3编制原则2第二章 工程概况32.1工程概述32.1.1总体概况32.1.2设计概况32.1.3环境概况62.1.4气象概况62.2工程地质及水文地质62.2.1工程地质62.2.2水文地质102.2.3不良地质和特殊岩土10第三章 施工重难点分析及对策133.1 盾构穿越的地层软硬不均,上软下硬地段施工133.2 重叠隧道施工是盾构区间的重点和难点133.3盾构隧道在富水沙层地段及下穿寒溪河是盾构施工的重点143.4 车辆段的填土施工影响与应对措施14第四章 施工总体筹划164.1盾构隧道施工总体部署164.1.1盾构机174.1.

2、2盾构隧道及附属工程244.1.3管片生产244.1.4区间施工准备244.1.5盾构隧道掘进施工254.1.6盾构转场施工254.1.7联络通道施工254.1.8端头土体加固施工264.1.9接口工程施工264.2盾构隧道进度安排264.2.1进度安排依据264.2.2生产时间安排284.2.3盾构区间工期的安排294.2.4施工进度计划294.3材料供应计划294.4主要施工设备配备计划304.5施工组织机构314.6人力资源配备324.7施工管理目标354.8施工准备354.8.1人员进场准备354.8.2技术准备354.8.3施工前的调查364.8.4补充地质勘探364.8.5一般建筑

3、物的保护方案及措施364.8.6管线保护364.8.7与业主的协调配合374.8.8与监理工程师的配合措施374.8.9与设计单位的配合措施374.9 施工总平面布置384.9.1场地平面布置384.9.2施工用电布置384.9.3施工用水布置394.9.4施工通讯布置394.10施工运输394.10.1井口及地面运输系统配置394.10.2地下运输系统配置404.10.3列车编组及运输程序404.11施工通风、照明、排水41第五章 盾构前期施工435.1端头加固施工435.1.1工程概况及地质概况435.1.2加固施工方法465.2管片生产645.2.1管片厂的选择及生产计划安排645.2.

4、2资源配置645.2.3管片生产工艺流程655.2.4管片生产技术要求675.2.5管片生产质量保证措施795.3盾构空推段矿山法隧道施工805.4泥水处理系统安装施工80第六章 盾构隧道始发及试掘进施工816.1盾构隧道始发前的准备工作816.1.1洞门环的复测及打设水平探孔816.1.2安装洞门钢套筒及密封装置826.1.3始发托架的安装846.1.4洞门防“磕头”措施866.1.5盾构机防扭装置866.1.6盾构机的组装与调试866.1.7反力架及支撑系统的安装866.1.8安装负环管片896.2盾构始发建舱技术916.2.1建仓压力的计算916.2.2 泥浆的配制926.2.3 压力建

5、仓926.3盾构始发926.3.1盾构始发的技术要点926.3.2盾构始发阶段的工程管理936.3.3管片拼装976.3.4管片壁后注浆986.3.5注浆的目的986.3.6注浆方式986.3.7同步注浆986.3.8二次补强注浆1006.3.9注浆主要参数1016.3.10注浆效果的检查1026.3.11同步注浆质量的保证措施102第七章 正线盾构隧道掘进施工1037.1 盾构正常掘进1037.1.1正常掘进作业班次安排1037.1.2盾构正常掘进工作内容1037.1.3正常掘进作业工序流程和操作控制程序1047.2 盾构机掘进方向的控制与调整1067.2.1盾构掘进方向控制1067.2.2

6、盾构姿态调整及纠偏1077.3 盾构换刀作业1087.3.1换刀地点的选择1087.3.2换刀作业内容1097.3.3常压下换刀操作规程1097.3.4带压换刀作业过程1107.3.5人闸加压操作规程1127.3.6人闸卸压操作规程1147.3.7气压工作应急设施115第八章 正线盾构机到达施工1168.1到达总体施工方案1168.2 施工准备1178.2.1施工测量1178.2.2盾构姿态的复核测量1178.2.3盾构托架安装118洞门密封的安装1188.2.5到达材料准备1188.3到达段盾构掘进1188.3.1盾构到达段施工参数1188.3.2到达段盾构掘进施工1198.4.盾构机到达前

7、的预防措施1228.4.1.盾构机到达前管片壁后注浆1228.4.2.盾构机到达时防水措施1238.5盾构机拆卸1238.5.1技术措施1248.5.2安全措施124第九章 出入段线盾构隧道施工1259.1工程概述1259.1.1环境概况1259.1.2工程水文地质1259.2隧道特点、重难点及采取的主要措施1269.2.1盾构区间工程特点1269.2.2盾构区间重难点及采取主要技术措施1269.3盾构隧道施工总体部署1279.4出入段线盾构始发、掘进、到达施工1279.5出入段隧道防水及防腐施工1279.6管片生产127第十章 联络通道施工12810.1 概述12810.2施工组织安排128

8、10.3主要施工方法12810.4联络通道施工注意事项13510.5泵房施工136第十一章 盾构隧道防水及防腐13711.1盾构隧道施工防水原则和防水等级标准13711.1.1防水原则13711.1.2防水等级13711.2盾构隧道防水施工13711.2.1管片自防水13711.2.2施工工艺及注意事项13811.3接缝防水13911.3.1管片接缝防水13911.3.2防水机理13911.3.3嵌缝密封防水14111.3.4接缝螺栓孔防水14211.3.5吊装孔的防水措施14311.3.6管片与地层空隙防水措施14311.4 管片外防水14311.5洞门防水施工14311.6施工缝防水144

9、第十二章 特殊地段盾构施工14612.1上软下硬地层处理措施14612.2下穿别墅群桩基托换处理措施14812.3盾构隧道下穿寒溪河应对措施14912.4正线隧道与出入段线隧道重叠段施工应对措施15312.5隧道下穿构筑物保护方案15412.5.1构筑物概况15412.5.2建筑物调查鉴定15512.5.3下穿构筑物采取的措施15512.6盾构空推段施工技术及措施15912.7 有害气体的监测16112.7.1监测目的及内容16112.7.2仪器的选择和使用方法16212.7.3监测数据整理分析16212.7.4管理措施16212.7.5有害气体综合治理162第十三章 施工测量16413.1施

10、工测量16413.2盾构机形态的控制测量16413.3管片安装测量16513.4平面测量16513.5高程测量16613.6盾构推进测量16713.7曲线段盾构测量16813.8隧道沉降测量16913.9隧道贯通竣工测量169第十四章 施工监测17014.1概述17014.2监测目的17014.3盾构隧道监测17014.3.1盾构区间隧道监测项目17014.3.2监测方法17114.4监测管理制度17714.5施工监测反馈程序17814.6监测管理体系180第十五章 质量保证体系和措施18115.1 质量方针及质量目标18115.2 质量保证体系18115.2.1质量保证控制设计18115.2

11、.2建立健全质量机构,落实质量责任制18115.2.3各级人员质量职责18215.2.4施工过程全面质量控制18515.2.5质量检测及试验保证措施19015.2.6材料保证及检验保证措施19115.2.7对供货商的管理措施191第十六章 工期保障措施19316.1组织保证措施19316.2技术保证措施19316.3设备保障措施19416.4 人、财、物保障措施19416.5加强与其他施工单位联系,确保施工顺利进行194第十七章 安全、文明施工保障措施19517.1安全监控网络19517.2安全保障体系19517.3安全保障措施19717.3.1安全目标19717.3.2安全保障措施19717

12、.3.3现场安全措施19717.4文明施工及环保保证措施19917.4.1文明施工保证措施19917.4.2文明施工的标准20017.4.3环卫环保保证措施20217.4.4防尘20317.4.5噪音和振动的控制20317.5 职业健康保证体系及措施20317.5.1职业安全健康目标和指标20317.5.2健康体系组织机构20317.5.3健康管理措施20417.5.4 加强医疗卫生保障206第十八章 其他保证措施20718.1雨季施工措施20718.2节假日施工措施20718.2.1实行双工资制20718.2.2进行思想教育,实行轮换休息20718.3机械设备保障措施20718.3.1调配精

13、良设备,确保施工需要20718.3.2备足易损件,注重维修保养,确保机械设备完好率207严格机械设备管理20818.4物资材料保障措施20818.4.1明确主要材料供购方式20818.4.2及时编制主要材料分期供应计划20818.4.3严格主要材料现场使用管理20818.5资金保障措施20818.5.1专款专用,防止前松后紧20818.5.2先算后干,先控制后开支20918.5.3严格计价,控制超拨款20918.5.4抓住大头,把住材料供应关20918.5.5精打细算,减少非生产性开支20918.5.6资金平衡措施20918.6劳力保证措施20918.6.1从劳动力配置上来满足工程需要2091

14、8.6.2从劳动力施工素质上保证工程需要209第十九章 应急预案及采取措施21119.1总则21119.1.1应急预案的目的21119.1.2编制依据21119.1.3应急预案体系21219.1.4应急救援工作的原则21219.1.5适用范围21319.2应急救援力量分布21319.2.1现有的重要应急设备和物资分布21319.2.2其他可供协调的单位应急救援资源21419.3危险源辨识和风险分析21519.3.1生产活动中可能发生的重大事故和突发事件21519.3.2突发事件的风险分析和预防21519.4应急救援组织机构及职责21619.4.1应急救援组织架构图21619.4.2生产安全事故

15、应急救援机构21619.4.3应急联络电话21819.4.4应急救援机构职责21919.5应急响应22119.5.1响应流程图22119.5.2事故现场处理与报告22119.6应急响应分工22319.7应急保障要求22319.7.1预案执行保障22319.7.2通信保障22419.7.3物资装备保障22419.7.4人力资源保障22419.7.5应急经费保障22519.8现场恢复与善后处理22519.8.1现场恢复22519.8.2善后处理22519.9事故调查与责任追究22519.10应急演练与准备22619.10.1应急救援预案的完善22619.10.2事故应急救援的演习22619.11预

16、案管理和改进227第一章 编制说明1.1编制说明根据业主提供的施工文件和现场踏勘的详细资料,在认真研究并充分领会业主对工期、造价、质量、管理以及维护安全稳妥的施工环境意图的基础上,充分考虑本投标人现有的施工技术水平、施工管理水平和机械配套能力,围绕安全生产、保证质量、加快进度和节省造价的目标进行编制。在编制过程中,我们充分吸收了以往在类似地铁工程施工中取得的成功经验,在施工组织、施工方案及程序管理、保证体系等方面,运用了已经熟练掌握的新技术、新工艺、新设备等,有针对性的提出了保安全、保质量、保工期、防沉降等的方案设计、施工和组织管理方法。1.2编制依据1、地铁设计规范(GB50157-2003

17、);2、地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999 2003版);3、混凝土结构设计规范(GB50010-2010);4、混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476-2008);5、地下工程防水技术规范(GB50108-2008);6、钢结构设计规范(GB50017-2003);7、建筑抗震设计规范(GB50011-2010);8、铁路工程抗震设计规范(GB50111-2006);9、建筑结构荷载规范GBJ50009-2001(2006年版);10、混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002);11、盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008);12、地下防水

18、工程质量验收规范(GB50208-2002);13、国家以及广东省其它的有关规范、规程;14、茶山站榴花公园站区间及出入段线盾构段施工图纸;15、xx市城市快速轨道交通 R2线工程技术要求(2010年3月);16、xx市城市快速轨道交通 R2线工程茶山站榴花公园站区间初步设计文件(2010年4月);17、xx市城市快速轨道交通 R2线(xx火车站xx虎门站段)【2303A标榴花公园站、茶山站榴花公园站区间】土建工程施工文件;18、xx市城市快速轨道交通 R2线(xx火车站xx虎门站段)【2303A标榴花公园站、茶山站榴花公园站区间】土建工程详勘阶段岩土工程勘察报告;19、xx市城市快速轨道交通

19、 R2线(xx火车站xx虎门站段)【2303A标榴花公园站、茶山站榴花公园站区间】土建工程承包合同;20、xx市城市快速轨道交通 R2线(xx火车站xx虎门站段)【2303A标榴花公园站、茶山站榴花公园站区间】工程建(构)筑物调查;21、xx市城市快速轨道交通 R2线2303A标岩土补勘工程勘察报告。1.3编制原则1、技术可靠性原则确保设计方案安全可靠;技术方案针对性强、操作性强;施工方案经济合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是原则。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机具设备。2、保障工期原则根据业主对本标段工期要求,科学组织施工,合理

20、配置资源,使各项分部工程施工衔接有序,使本项目的资源利用充分,以确保总体施工计划的实现,从而确保工期。3、经济合理性原则针对工程的实际情况,本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案,并配备相应资源,施工过程实施动态管理,从而使工程施工达到既经济又优质的目标。4、环保原则在施工场地的布置、施工机械的配备、施工方案的选择方面必须与环保要求相结合,确保施工过程对周边自然环境产生尽可能小的影响。5、安全原则为了保证本工程的安全施工,施工技术方案要充分考虑其安全性,并在方案中制定详细的安全措施及突发事件的处理预案。6、以确保质量目标为原则,安排专业化施工队伍,配备配套的机械设备,采用先进的施工方法。7、全

21、面执行施工、设计文件各项条款,认真贯彻业主及监理的指示、指令和要求。第二章 工程概况2.1工程概述总体概况本标段起讫里程YDK2+298.728YDK5+502.598,包含1个区间(茶山站榴花公园站区间),1条出段线盾构隧道(中间风井出段线盾构井),1条入段线盾构隧道(茶山站入段线盾构井)。区间正线盾构法隧道单线长3305.816m。出段线盾构隧道长约548m,入线盾构隧道长约738m。正线盾构隧道起止里程为:茶山站中间风井YDK2+298.728YDK3+434.162(ZDK2+301.006ZDK3+497.720)及中间风井盾构吊出井YDK3+601.659 YDK4+110.000

22、(ZDK3+653.485ZDK4+118.812),其中YDK3+601.659YDK3+690.000(ZDK3+653.486ZDK3+746.000)采用矿山法施工,盾构机空推施工,盾构管片衬砌。具体工程数量详见下表:表2.1-1 盾构隧道工程数量表名称茶山站中间风井中间风井盾构吊出井出段线入段线里程ZDK2+301.006ZDK3+497.720YDK2+298.728YDK3+434.162ZDK3+653.485ZDK4+118.812YDK3+601.659YDK4+110.000CDK0+186.951CDK0+735.000RDK0+181.391RDK0+920.000长

23、度(m)1196.7141135.434465.327508.341548.049738.609环数标准:289环标准:277环标准:25环标准:54环通用环:740环通用环:550环左转:193环左转:183环左转:285环左转:285环右转:319环右转:298环右转:0环右转:0环设计概况1)工程线路平面设计茶山站榴花公园站区间线路始于位于方中路上的茶山站,正线隧道与出入段线隧道并行约100m由东向西穿越寒溪河东岸大片农田(此时出入段线进入寒溪河东岸的东城车辆段)、下穿寒溪河、通过中间风井及河西岸的数幢别墅后进入莞龙路。线路继续沿莞龙路前行,绕避了数架人行天桥后到达榴花公园前的榴花公园站

24、。根据区间地面环境分为两段:1、下穿寒溪河及其周围农田段;2、下穿莞龙路段。本区间左右线盾构段平面线路的最小曲线半径为R=650m,入段线盾构段平面线路的最小曲率半径为R=240m,出段线盾构段平面线路的最小曲率半径为R=250m。2)工程线路纵断面设计茶山站榴花公园站盾构段左右线路纵断面呈“V”形坡,左右线盾构段隧道纵断面的最大坡度为14.0,左右线盾构段隧道纵断面的最大坡长分别为548.992m和551.272m。区间左线路埋深为15.51944.76m,其隧道顶覆土厚为9.71939.25m;区间右线路埋深为15.51944.697m,其隧道顶覆土厚为9.71939.186m。区间左右线

25、隧道在进入莞龙路前可能穿越观澜-温塘断层(线路附近属于隐形断层)。区间左右线隧道主要穿越粉砂、可塑状粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、中砂、粗砂、砾砂、硬塑含砾泥质粉砂岩、可塑砂质粘性土、强风化含砾泥质粉砂岩、中风化含砾泥质粉砂岩、微风化含砾泥质粉砂岩、全风化混合片麻岩、强风化混合片麻岩、中风化混合片麻岩等地层。入段线盾构段线路纵断面的最大坡度为34.52,相应的坡长为170m,其线路的最大埋深为17.06m,其隧道顶的最大覆土厚为12.2m。入段线隧道主要穿越细砂、淤泥质砂和中砂等地层。出段线盾构段线路纵断面的最大坡度为34.52,相应的坡长为355.0m,其线路的最大埋深为23.29m,其隧道顶

26、的最大覆土厚为18.46m。出段线隧道主要穿越淤泥质粘土、淤泥质砂、硬塑砂质粘性土、细砂和砾砂等地层。3)盾构隧道结构设计正线盾构隧道,结构型式为装配式钢筋混凝土单层衬砌,管片衬砌环内径为6000mm,内径为6700mm,管片厚度为350mm,管片衬砌环宽度为1500mm,管片衬砌环采用错缝拼装,每环采用“321”形式,即: 3个标准块,2个邻接块和1个封顶块组成,弯曲螺栓连接(每环12根M30纵缝连接螺栓,16根M30环缝连接螺栓),管片衬砌之间的防水采用三元乙丙弹性密封垫。车辆段出入线盾构隧道,结构型式为装配式钢筋混凝土单层衬砌,管片衬砌环内径为5400mm,外径为6000mm,管片厚度为

27、300mm,管片衬砌环宽度为1000mm;管片衬砌环采用错缝拼装,每环采用“321”形式,即: 3个标准块,2个邻接块和1个封顶块组成,弯曲螺栓连接(每环12根M24纵缝连接螺栓,10根M24环缝连接螺栓),管片衬砌之间的防水采用三元乙丙弹性密封垫。盾构管片参数详见下表:表2.1-2 管片衬砌主要设计参数项目正线盾构隧道管片特征或参数出入段线盾构隧道管片特征或参数备注管片衬砌结构尺寸管片衬砌环内径6000mm,外径6700mm,管片衬砌厚度350mm,管片衬砌宽度1500mm管片衬砌环内径5400mm,外径6000mm,管片衬砌厚度300mm,管片衬砌宽度1000mm管片混凝土强度等级50,抗

28、渗等级P12管片衬砌环分块6块(1块封顶块+2邻接块+3标准块)6块(1块封顶块+2邻接块+3标准块)管片衬砌环拼装方式错缝拼装错缝拼装管片衬砌环类型直线环+转弯环通用环管片连接方式弯螺栓连接弯螺栓连接1)正线盾构隧道管片:每个环缝采用16根M30纵向螺栓连接;每环纵缝采用12根M30环向螺栓连接; 2)出入段线盾构隧道管片:每个环缝采用10根M24纵向螺栓连接;每环纵缝采用12根M24环向螺栓连接。管片接缝构造管片接缝设弹性密封垫槽和嵌缝槽管片接缝设弹性密封垫槽和嵌缝槽为满足管片接缝防水要求管片衬砌环楔形量双面楔形,楔形量36mm双面楔形,楔形量33.2mm4)联络通道结构设计盾构隧道施工范

29、围内,在里程YDK2+892.887(ZDK2+900.000)处设1#联络通道兼废水泵房,联络通道结构采用直墙拱形断面形式,采用矿山法开挖,结构采用复合式衬砌结构型式;初期支护由喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢筋栅拱架等支护型式组合形成,二次衬砌采用模筑钢筋砼;内外层衬砌之间铺设防水层。5)洞门结构设计隧道洞门设计指盾构区间隧道与车站、端头井的接头设计,本标段区间左右线及出入段线共包含12个洞门。洞门设计首先考虑施工时避免破除已做管片及洞门突出盾构井端墙。通过设置合适的反力架和负环管片,并结合区间的管片排版情况,控制第一环管片的位置,使洞门厚度在40cm80cm间调节。洞门结构设计为钢筋混凝土,混

30、凝土强度等级为C35,抗渗等级为P10。环境概况茶山站榴花公园站区间东起茶山站、西至榴花公园站,区间线路大体呈东西走向:区间线路出茶山站后下穿大片鱼塘并过寒溪河,到寒溪河西侧的中间风井(与盾构井合建),中间风井位置现状为鱼塘;出中间风井后,线路下穿一片闲置的别墅群和数栋房屋,到莞龙路上的盾构吊出井结束。气象概况本区位于南亚热带季风气候区,全年降水充沛,雨季明显,日照充足,每年510月多热带气旋,年平均影响xx的热带气旋3.2个,中心最大风力处达12级、甚至以上,形成台风。据xx市历年统计资料,年平均气温21.90,极端最高气温38.70,最低气温0.00;年平均降水量1696.5mm,最大降水

31、量2864.7mm,最小降水量1113.2mm,日最大降水量284.9mm,雨量主要集中在49月份;年平均风速1.9m/s,极大风速35.4m/s;年平均气压1012.3hpa;年平均相对湿度77%。2.2工程地质及水文地质工程地质站址范围内隶属冲积平原地貌,地面高程1214.2m,站址东侧楼宇众多,道路网密集。上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土(Q4ml),全新统冲洪积(Q4al+pl)粉质粘土、砂土,第四系残积(Qel)砂质粘性土,下伏基岩为燕山期花岗闪长岩,震旦系大绀山组(Zd)混合片麻岩。地层岩性:素填土(Q4ml)褐红、黄褐、灰褐、灰黄色、灰白色,松散稍密状态。主要由粘性土和少量碎

32、石组成,层厚0.57.4m,埋深02.8m。 填石(Q4ml)杂色,稍密状态为主。稍湿,成份以人工回填的碎石、块石为主,一般块径为215cm,母岩成分为中微风化砂岩、混合片麻岩。厚0.94.7m。填砂(Q4ml)褐黄色、灰褐色,松散稍密,由中粗砂组成,局部含少量碎石,层厚1.43.6m,埋深03.2m。杂填土(Qml)杂色、松散稍密状态。稍湿。成份以建筑垃圾为主,含少量塑料、玻璃等。层厚0.83.9m。软塑状粉质粘土(Q4al+pl)褐黄色、灰黄色,灰褐色、黄褐色,软塑状,局部为可塑状,层厚0.55.5m,埋深010.6m不等。可塑状粉质粘土(Q4al+pl) 灰黄、灰白、灰黑色、褐黄色,可塑

33、状,局部为硬塑状,土质较纯,局部夹粘土,层厚1.15.2m,埋深0.09.0m。淤泥质粘土(Q4al+pl)灰黑、黑色,软塑流塑状,具有腥臭味,含有机质,局部相变为淤泥层,局部含腐木、树叶等。层厚0.46.5m,埋深0.014.2m。淤泥质砂(Q4al+pl)深灰色、灰黑色,松散状态,饱和,组成主要为淤泥、淤泥质粘土、细砂、粉砂组成,层厚1.111.9m,埋深0.013.1m。粉砂(Q4al+pl)灰色、深灰色、灰白色,松散稍密状态,饱和,颗粒级配较差,均匀性好,主要成分为石英、长石。区间内72个钻孔揭示该层,层厚0.611.3m,埋深0.013.4m。中砂(Q4al+pl)灰黄色、灰色、灰褐

34、色、褐黄色、灰黑色,松散稍密状态,部分为中密状,饱和,主要矿物成份为石英,长石,层厚0.65.95m,埋深2.712.1m。粗砂(Q4al+pl)灰黄色、褐黄色、褐灰色、灰色、灰黑色,稍密中密状态,局部为松散状,饱和,主要矿物成份为石英,长石,层厚0.65.6m,埋深0.012.8m。软塑状粉质粘土(Q3al+pl)灰黄色、黄褐色、灰色、深灰色、灰黑色,可塑状态,切面稍有光滑,无摇振反应,呈透镜状分布,层厚0.45.4m,埋深4.018.1m。可塑状粉质粘土(Q3al+pl)灰色、灰黄色、褐黄色,可塑状态,切面稍有光滑,无摇振反应,干强度高,韧性高,层厚1.33.9m,10.0 18.7m。淤

35、泥质粘土(Q3al+pl)灰黑色、深灰色,流塑状,局部软塑状态,切面光滑,无摇振反应,干强度高,韧性高,含有机质,局部相变为淤泥层,有腥臭味,局部含薄层粉砂层。层厚1.110.9m,埋深8.119.6m。粉砂(Q3al+pl)灰色、灰黄色、灰白色,松散稍密状态,局部中密状,饱和,颗粒级配较差,均匀性好,主要成分为石英、长石。层厚1.12.4m,埋深12.521.0m。细砂(Q3al+pl)黄褐色、灰黄色为主,局部灰白色、灰黑色,稍密中密状态,饱和,颗粒级配较差,均匀性好,主要成分为石英、长石。层厚0.84.8m,埋深6.217.0m。 中砂(Q3al+pl)褐黄色、灰黄色、灰白色,稍密中密状态

36、,饱和,主要矿物成份为石英,长石,层厚0.86.8m,埋深8.521.4m。粗砂(Q3al+pl)灰黄色、褐黄色、灰色、灰白色,中密状态为主,部分稍密状或密实状,饱和,颗粒级配良好,分选性差,主要成份为石英、长石,含少量云母,局部夹中砂或砾砂。层厚0.78.1m,埋深5.619.3m。砾砂(Q3al+pl)灰黄色、黄褐色、灰白色、灰色等,中密密实状态,部分稍密状,饱和,颗粒级配一般,分选较差,石英质,含云母,底部常含卵石。层厚0.56.4m,埋深7.022.8m。可塑状粉质粘土黄褐色、红褐色、灰黄色等,可塑状,岩石组织与结构已全部破坏,矿物成份除石英外其余已风化成粘性土状,层厚1.27.4m,

37、埋深1.68.2m。硬塑状粉质粘土红褐色,硬塑状,岩石组织与结构已全部破坏,矿物成份除石英外其余已风化成砂土状,层厚5.1m,埋深0.85.9m。可塑状砂质粘性土(Qel)黄褐色、红褐色、紫红色等,可塑状,岩石组织与结构已全部破坏,矿物成份除石英外其余已风化成砂土状,含1020%的石英砾、砂,泡水易软化或崩解,由下伏混合片麻岩风化残积而成。层厚3.37.7m,埋深1.220.7m。硬塑状砂质粘性土(Qel)褐黄色、灰黄色、黄褐、青灰色、褐红色等,硬塑状,质地不均,含1020%的石英砾、砂,由下伏混合片麻岩风化残积而成。岩芯呈土柱状,泡水易软化或崩解,分布于冲洪积层砂、粘土层之下。层厚1.113

38、.5m,埋深4.522.3m。全风化含砾泥质粉砂岩(Kb)紫红色、红褐色,原岩结构已基本破坏,岩芯呈砂土状,遇水易崩解。合金钻进容易。层厚0.711.3m,埋深0.98.7m。强风化含砾泥质粉砂岩(Kb)棕红色、紫红色、褐红色,原岩结构大部分破坏,岩芯呈密实砂土状及土夹碎块状,遇水易崩解。合金钻探较容易,夹中等风化岩块。层厚0.67.6m,埋深0.013.0m。中等风化含砾泥质粉砂岩(Kb)褐红色、棕红色、紫红色,泥质粉砂结构,中厚层状构造,岩质较硬。节理裂隙发育,延伸性较好,含砾石,成分为砂岩、混合花岗岩及片麻岩,亚圆形、次棱角状,层厚0.515.0m,埋深0.019.0m。天然极限抗压强度

39、一般为fc=13.641.5MPa,饱和极限抗压强度一般为fr=11.630.6MPa。微风化含砾泥质粉砂岩(Kb)褐红色、紫红色、棕红色,泥质粉砂结构,中厚厚层状构造,岩质较硬。节理裂隙一般不发育,含砾石,成分为砂岩、混合花岗岩及片麻岩,顶板埋深1.023.3m,层厚1.143.4m。天然极限抗压强度一般为fc=10.737.8MPa,饱和极限抗压强度一般为fr=4.129.9MPa。全风化混合片麻岩(Zd)黄褐色、灰黄色、青灰色,原岩结构基本破坏,但尚可辨认,矿物中除石英外绝大部分已风化成粘性土,长石手捏略具砂感。岩芯泡水易软化、崩解,合金钻进容易,局部夹强风化岩块,上下左右呈现软硬不均的

40、现象。层厚0.917.6m,埋深9.232.2m。强风化混合片麻岩(Zd)褐黄色、灰黄色、黄褐色、灰白色、青灰色,原岩结构大部分破坏,矿物成分显著变化,裂隙很发育,岩体破碎,呈密实砂土夹少量碎石状或角砾土状,软硬不均,块状手可折断,泡水易软化、崩解,合金可钻进。层厚0.615.5m(部分钻孔未揭穿),埋深10.137.8m。中等风化混合片麻岩(Zd)褐黄色、灰白色、青灰色、肉红色、灰褐色、灰黑色,中细粒变晶结构,块状构造,矿物成分主要为石英、长石、云母,裂隙发育,裂隙面铁锰质渲染,岩体破碎,岩芯多呈碎块状、扁柱状,锤击声稍脆,易碎,合金钻进较困难,中风化层基岩面起伏大。揭示厚度0.314.3m

41、(部分钻孔未揭穿),层顶埋深14.743.2m。该层局部夹强风化层,上下左右呈现软硬不均的现象。天然极限抗压强度一般为fc=20.933.1MPa,饱和极限抗压强度一般为fr=21.334.6MPa,极大值为157Ma。微风化混合片麻岩(Zd)灰白色、灰黑色、青灰色、肉红色,中细粒变晶结构,块状构造。矿物成分主要为石英、长石、云母,发育少量裂隙,裂隙面见少量铁锰质渲染呈褐黄色、浅黄色。岩石致密、坚硬,锤击声脆,合金钻进困难,局部夹薄层中等风化混合片麻岩。揭示厚度0.611.8m,层顶埋深16.634.0m不等,未揭穿。天然极限抗压强度一般为fc=32.486.4MPa,极大值176Mpa。饱和

42、极限抗压强度一般为fr=30.988.5MPa,极大值168Mpa。各岩土层具体详见附图1及附图2。水文地质地表水主要为寒溪河河水,其次为鱼塘水及水田水。寒溪河长约57km,流域面积约730km2。河面宽70120m,大致水深36m,地表水主要受大气降水补给,径流途径较好,主要以径流、蒸发形式排泄。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。对本工程施工有较大影响,在掘进过程中易产生坍塌、流砂及喷涌现象。不良地质和特殊岩土1)不良地质(1)活动断裂据区域性地质资料,隐伏观澜温塘断裂可能延伸至线路附近。经初堪的地表调查测绘、加密钻孔等综合勘察,均未揭示明显断层迹象,故推测该断裂未延伸至线路,或发生在震

43、旦系混合片麻岩中,未穿过白垩系百足山组地层。据地震安评研究结果,该断裂属非全新世活动断裂,可忽略断裂错动对工程的影响。(2)砂土液化据xx市城市快速轨道交通R2线工程场地地震安全性评价报告,场区地震动反应谱特征周期0.35s,地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度为度。根据国家标准地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范(GB50307-1999)条规定:“场地土类型划分、建筑场地类别划分、地基土液化判别,地下铁道、轻轨交通工程构筑物应执行现行国家标准铁路工程抗震设计规范有关规定。凡地面建筑物,应执行现行国家标准建筑抗震设计规范。”本区间为轨道交通地下工程,按照国家标准铁路工程抗震设计规范(

44、GB50111-2006),本场址不需进行砂土液化判别,即可不考虑砂土地震液化问题。(3)软土震陷拟建工程场址地震基本烈度为度,根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版)有关规定,可不考虑软土震陷对工程的影响。(4)球状风化体据本次勘探揭示:区间内仅在M2-Z3-TCL-83孔全风化混合片麻岩中揭示有球状风化体(孤石)发育,其标高为18.6318.93m,位于隧道结构底板(以下)附近。其发育规律性差,在该孔附近可能存在孤石。本次钻探所揭示的球状风化体直径仅限于钻孔范围内揭示的,隧道实际开挖过程可能遇到更大直径的球状风化体。另外,由于详堪阶段钻孔间距及钻孔位于结构线外35m

45、等原因,区间隧道施工过程中遇到球状风化体大小及位置有可能发生变化。(5)风化深槽及基岩突起当钻孔在设计孔深范围基本未钻及中等微风化岩,而在其两端中等微风化岩埋藏一般较浅,则推荐存在风化深槽,即中微风化岩顶面标高突降;当钻孔钻到中等微风化岩深度较浅,而在其两端钻孔在设计孔深范围内未钻及中等微风化岩或中等微风化岩埋藏较深,推测存在基岩突出。风化深槽及基岩突起附近,基岩面起伏较大,软硬不均现象严重。2)特殊岩土特殊岩土为人工填土、软土、膨胀土及风化岩和残积土。(1)人工填土本场地范围内人工填筑土层状分布于地表,根据勘探揭示,填土主要以素填土为主,局部为填石、填砂及杂填土,成分为砾质、砂质粘性土,层厚

46、0.57.4m,埋深05.6m。本层对工程无影响。(2)软土主要为淤泥质粘土、,淤泥质砂、,呈灰黑、黑色,软塑状,具有腥臭味,含腐木、腐叶等。区间内呈层状、透镜状分布,对本隧道区间有直接影响的软土主要分布于隧道洞身及顶底板:YDK2+543YDK2+787、YDK3+005YDK3+315,埋深2.223.4m,层厚1.110.6m;ZDK2+527ZDK2+783、ZDK3+015ZDK3+327埋深8.119.6m,层厚2.810.8m。其它地段软土埋深较浅,对工程影响不大。(3)残积土和全、强风化岩含砾泥质粉砂岩残积层及全、强风化岩厚度较薄,埋藏较浅,对本工程影响不大。混合片麻岩残积层厚

47、度较大,埋深较深,均匀性较差,强度不均一,接近地表的残积土受水的淋滤作用,形成网纹结构,土质较坚硬,而其下强度较低,再下由于风化程度减弱强度逐渐增加。残积层及全、强风化及全、强风化岩在具体临空面的情况下具有遇水软化、崩解,强度急剧减低的特点,且同一开挖断面上具有上下、左右软硬不均的特点。区间隧道YDK2+787YDK3+615、ZDK2+783ZDK3+668洞身大体位于残积层和风化岩、中。全风化岩呈坚硬砂土状,强风化岩呈密实砂土夹少量碎石状或角砾土状,软硬不均。残积土和全、强风化岩在具体临空面的情况下具遇水软化、崩解,扰动自稳性急剧降低的特点。残积土和全、强风化岩颗粒成分具有“两头大,中间小

48、”的特点,即颗粒成分中,粗颗粒(0.25mm)的组分及颗粒小的组分(0.075mm)的含量较多,而介于其中的颗粒成分则较少。这种独特的组分特征,使其既具有砂土的特征,亦具粘性土特征,同时也为小颗粒从大颗粒的空隙中涌出提供可能的条件,因此当动水压力过大时,容易产生管涌、流土等渗透变形现象。应采取有力的止水措施,避免残积土及风化岩遇水强度减低,甚至产生管涌、流土等渗透变形现象。第三章 施工重难点分析及对策3.1 盾构穿越的地层软硬不均,上软下硬地段施工茶山站中间风井段有数处中微风化混合片麻岩、侵入隧道底部,在右线YDK2+742YDK2+825、YDK3+109YDK3+186段,中微风化混合片麻

49、岩、侵入隧道底部,其中微风化混合片麻岩强度达58.8MPa,隧道上部分布有淤泥质粘土 粗砂砾砂,上软下硬问题比较严重;盾构在上软下硬地层掘进过程中,姿态控制比较困难,上面的软土容易造成超挖,导致地面严重沉降,一般通过盾构掘进控制(包括注浆,调节刀盘推力和转速等)保障施工安全。拟采取如下主要技术措施:1)合理布置刀具,及时检查更换。2)采用低转速小推力的参数掘进。3)加强同步注浆机二次注浆施工。4)加强地面沉降监测。5)上部地层进行袖阀管注浆加固或采取洞内注浆、地表深层注浆等其它方式进行加固,确保盾构施工安全。3.2 重叠隧道施工是盾构区间的重点和难点出入段线与左线隧道均有交点而形成重叠隧道,重

50、叠隧道均采用盾构施工。根据线路纵断面图,入段线与左线隧道隧道净距为4.0m,出段线与左线隧道隧道净距约2.0m,重叠隧道范围地层主要为粉质粘土、粉土、有机质粘土、细砂、粗砂和砂(砾)质粘性土。先掘进下方左线隧道,后掘进上方出入段线隧道,重叠隧道施工,拟采取的主要技术措施如下:1)根据地质条件,首先沿出入段线隧道边线外放3m范围内采用700mm900mm三重管旋喷桩预加固地层,此后控制盾构掘进参数和注浆参数(及时盾尾注浆、适时二次注浆,并适当加大注浆量)施工下方正线隧道。2)在先建正线隧道通过后,视情况通过洞内管片注浆口和地面注浆对其上方土体进行跟踪注浆。3)在后建出入段线隧道通过前,在下方正线

51、隧道内架设框形临时支撑并加强监测上部隧道快速掘进通过。4)在整个重叠盾构施工过程中,进行系统、全面的跟踪测量,实行信息化施工。3.3盾构隧道在富水沙层地段及下穿寒溪河是盾构施工的重点入段线穿越地层中砂土层广泛分布,该层厚度较大、埋深浅,分布连续性较好,自稳性差,结构上部位于砂层中;在ZDK3+175410、YDK3+165400、CDK0+225460范围,茶山站榴花公园站区间左右线隧道及出段线隧道下穿寒溪河。寒溪河现状河宽约100m,土筑河堤,堤坝顶宽约4.5m,堤坎顶面标高6.97.3m。目前河道正处于改造施工阶段。按河道改造施工图,河道宽约200m,新修河堤堤坝顶宽约15m。现状河床距离

52、茶山站榴花公园站区间左右线隧道隧顶最小约8.2m,距离出段线隧道隧顶最小约7.1m,且隧道顶至河床底之间为强透水的砂层,隧道在这些地层中掘进易出现涌砂、流砂问题,隧道掘进条件极差。盾构机穿过这些地段是本项目的重点和难点之一。拟采取如下主要技术措施:1)在进入这些地段前,应检修或替换相关设备,确保盾构机以最优性能施工,避免意外停机。2)在施工这些地段时,注意控制盾构掘进参数和注浆参数,抓好盾构同步注浆,适时后续注浆,并适当加大注浆量。3)盾构掘进中适时加注密封油脂,确保密封效果。4)利用管片吊装孔注浆加固隧道外围地层和河床底部。5)在先建隧道通过后,视情况对其周边地层进行跟踪注浆。6)在盾构施工

53、过程中,进行系统、全面的跟踪测量,实行信息化施工。3.4 车辆段的填土施工影响与应对措施在盾构施工前,车辆段填筑施工,填筑高度填筑到+8标高,为了保证盾构施工时减小对盾构隧道的影响,对车辆段实施搅拌桩施工,但该地段地质条件较差,砂层较厚, 车辆段原状为大片鱼塘,地下水丰富,距离寒溪河较近,地下水与寒溪河水有联通,虽然对该地段土体进行大面积搅拌桩加固施工,但后期填筑土方量较大,具体沉降所需的时间及沉降量不确定,我部盾构施工时,沉降较大会导致隧道变形或位移,对盾构施工带来很大影响。拟采取如下主要因对措施:1)联系相关单位,加强对车辆段的搅拌桩施工质量控制,保证搅拌桩的施工质量,为保证后期地层稳定沉

54、降奠定基础。2)盾构施工前,对车辆段的填筑施工后的地表沉降进行监测,对监测数据分析,待车辆段沉降趋于稳定时,在进行盾构施工。3)盾构施工时,加强隧道洞内的监测,实时调整盾构机参数,控制盾构机的姿态,加强管片外的注浆。4)准备充足的应急物质,建立完善的应急预案,发现问题时,采取有效的措施进行控制,降低风险,减小损失。第四章 施工总体筹划4.1盾构隧道施工总体部署本标段盾构工程包含一个盾构区间、1个联络通道、12个洞门,包括区间土建工程施工、建筑物与管线的调查保护、临时设施等工程内容。本区间正线隧道采用2台大断面6950泥水平衡盾构机,出入段线隧道采用1台断面6250泥水平衡盾构机,在中间风井小里

55、程具备约100m主体结构后,右线盾构机在中间风井小里程端先往茶山站方向掘进,相隔约1个月后左线盾构机始发向茶山站方向掘进,再过3个月后出段线盾构机始发,正线隧道左右线茶山方向完成后再转场到中间风井西端始发掘进至吊出井段结束,左线滞后右线1个月,出段线盾构贯通后转场到茶山站,掘进入段线隧道,贯通后结束。盾构机由中间风井施工场地内始发五次,由茶山站始发一次,具体施工始发次序为:右线盾构隧道:1#盾构机由中间风井向茶山站始发,到达茶山站后吊出,由茶山站将1#盾构机转运到中间风井,由中间风井向盾构吊出井始发,到达盾构吊出井后吊出,完成右线盾构隧道施工。左线盾构隧道:2#盾构机由中间风井向茶山站始发,到

56、达茶山站后吊出,由茶山站将2#盾构机转运到中间风井,由中间风井向盾构吊出井始发,到达盾构吊出井后吊出,完成左线盾构隧道施工。出入段线盾构隧道:3#盾构机由中间风井向车辆段盾构吊出井始发,到达车辆段盾构吊出井后吊出,完成出段线盾构隧道施工;3#盾构机转运到茶山站,由茶山站向车辆段盾构吊出井始发,到达车辆段盾构吊出井后吊出,完成入段线盾构隧道施工。 详见下图:图4.1-1 盾构机始发施工平面图盾构机根据本工程的地质条件、施工特点及工期要求,并结合我单位目前在广州、深圳地铁施工实际情况,为保证业主工期要求,本标段采用3台泥水平衡盾构机施工,其中2台为可施工内径6.0米圆形断面隧道的盾构机到达施工现场

57、的时间为2012 年10月前;1台可施工内径5.4米圆形断面隧道的盾构机用于出入段线隧道施工,到场时间为2012 年12月前。表4.1-1 S699/S700盾构机参数图序号位置项目名称参 数1综 述主机长9.4m整机长度87m盾构及后配套总重 631t最小转弯半径 300m2刀 盘刀盘型式 辐条式开挖直径6980mm开口率 34%滚刀23把单刃滚刀、11把边缘滚刀刮刀60把周边刮刀8把扩挖刀(最大扩挖量)1把仿形刀中心滚刀4把双刃滚刀其他刀具无切刀磨损检测装置4把换刀方式 背装式3刀 盘 驱 动驱动型式电驱动主轴承直径3000mm转速0-3.5rpm额定扭矩额定扭矩:4,198kNm最大扭矩

58、 最大扭矩:6,298kNm脱困扭矩6718kNm主轴承寿命 设计寿命15,000h(密封)工作压力4.5bar主轴承密封形式3道外密封和2道内密封安装位置(内置/外置)在刀盘和压力仓之间破碎型式颚式4碎 石 机驱动方式液压驱动最大破碎粒径450mm工作效率带负荷2个循环每分钟,不带负荷3个循环每分钟5盾 壳型式分体式前盾外径、长度、钢板厚度 6950mm, 2400mm, 50mm中盾外径、长度、钢板厚度6940mm, 2600mm, 40mm盾尾外径、长度、钢板厚度6930mm, 4000mm, 40mm钢丝刷密封数量3 道钢丝刷,1 道止浆板和1道钢板刷(或钢丝刷)盾尾间隙30mm6推

59、进 系 统最大总推力43625kN350bar油缸数量10根双和9根单油缸行程 2,200mm最大推进速度80mm/min最大回缩速度最大1600mm/min(1组油缸 )位移传感器数量4个推进油缸分区数量4区7人 舱舱室数量2个容量 3+2人舱门数量3个工作压力4.5bar9同步注浆系统注浆管路数量(含备用管路)6+6根注浆泵数量3台KSP泵能力 30m3/h储浆罐容量8m3压力传感器数量 6只10管 片 拼装 机额定抓举能力6t 型式中心回转式驱动方式液压驱动自由度6个移动行程2000mm旋转角度200控制方式无线遥控11管 片 吊 机型式 双吊机式起吊能力2 x 3tons工作范围从1号

60、台至车连接桥控制方式有线控制12导 向 系 统型式VMT SLS-SL精度2秒13监 视 系 统摄像头数量2台显示屏数量 1个14后 配 套拖车数量5节15冷却水系统能力水泵50m3/h (15kw)水管卷筒规格容量2x20m 水管长度2x20m 水管16空气压缩机排量 13.8+17.1m3/min额定压力7.5bar储气罐 3x 2m317二次通风机流量8m3/s风管直径 700mm18进排泥浆管路系统进浆流量850m3/h进浆密度1.1t/m3最大进浆密度 1.15t/m3进浆管直径(壁厚)300mm 排浆流量900m3/h排浆密度1.3t/m3排浆管直径(壁厚)300mm 泥水舱压力传

61、感器数量2个泥浆管延伸装置型式 伸缩延长式泥浆管延伸装置长度6m19送 泥 泵数量1台型号 250PG PC扬程75m流量 850m3/h允许通过的最大粒径50mm20排 泥 泵数量2台型号 10/8 FF GH 扬程76m流量900m3/h允许通过的最大粒径180mm22电 力 系 统初次电压10kV二次电压400V主驱动变压器2500kVA变压器防护等级IP5523功 率刀盘驱动990kW仿型刀18.5kW推进系统75kW管片安装机 45kW碎石机30kW注浆泵45kW注浆储存罐的搅拌器7.5kW液压油过滤泵11kW主轴承润滑 4kW管片吊机6kW排水泵气动30m3/h 冷却水系统15kW

62、二次通风机 15kW泥浆管铺管吊机7.5kW进浆泵315kW(安装在泥水分离站附近,不计入盾构机总功率)排浆泵400kW空压机165kW(75kW+90kW)P0.1泥浆泵P0.1 55kW其他设备 75kW总功率1,964.5kW切刀磨损检测装置4把滚刀34把刮刀68把扩挖刀1把中心滚刀34把 图4.1-2 S699/700盾构机始发施工平面图表4.1-2 三菱盾构机参数图序号盾构机部件名称盾构机规格说明备注1盾构机长度(含盾尾)80m 开挖直径6280 mm盾体长度(前体+中体)8100mm 类型(泥水或土压)泥水最小水平曲线半径250m 最大工作压力4bar最大设计压力4.5bar水压传

63、感器切口水压:送泥水压人闸连接法兰圆形2盾尾 类型长度3392mm 密封形式油脂密封油脂回路注浆管4外密封圆环3排钢丝刷1排止浆板3推进装置千斤顶数量30油缸尺寸2000mm 缸体支撑形式推力0-34210KN行程2000 mm 工作压力480bar伸出速度67 cm/min(全数工作时)缩回速度(最快)1600 mm/min(全数工作时)4铰接千斤顶型平面铰接方式铰接型式被动型数量14回缩力7340KN行程150mm 密封型平面密封5刀盘型式面板式6直径6280 mm旋向左/右刀具(软土)刮刀+贝壳刀刀具(硬岩)刮刀+滚刀超挖刀无超挖量130mm 集中回旋转头有刀盘驱动形式类型变频电动驱动液

64、压马达数量无正常驱动扭矩4500KN.m脱困扭矩5350KN.m转速0.3 到 3.0 rpm装备功率900kw主轴承类型中间支撑式主轴承(支撑)外径3000mm 主轴承寿命大于10000h轴承密封V型油封7人闸双闸类型双仓式长度约2.2m直径约1700mm工作压力04bar人数2+28管片拼装机中心回转式驱动类型液压驱动自由度6旋转+/- 200度管片宽度1500mm 伸缩(径向)01000 mm行程02000 mm拼装头旋转中心回转式整圆器无9冷却系统1注浆泵2台压力测量装置有储浆罐1泡沫发生系统无 水泵 有空压机1储气罐1立方压缩空气控制装置有主驱动润滑油泵1盾尾油脂注脂泵1控制室1主控

65、制板1紧急按钮有高压电缆卷筒无二次通风系统有通风管储存储有风管悬挂装置有导向系统VMT SLS-SL10初级电压10kv次级电压400v变压器容量2500KVA控制电压24v/230v照明230v电磁阀电压24v频率50HZ系统保护有通讯系统有监控系统有11刀盘驱动945kw推进75kw管片拼装45kw超挖刀无油冷却装置8 kw注油脂设备4 kw注浆装置45kw皮带输送机二次通风系统11 kw空压机7.5 kw12设备规格设备总长度约80m盾构机长度约10m总重(约)445T图4.1-3 1605#盾构机始发施工平面图盾构隧道及附属工程本标段盾构及附属工程施工由我公司有经验的专业队伍施工,分别

66、由上述3台盾构机的施工人员和盾构机一起进场施工。管片生产管片生产将委托具有丰富生产管片经验和资质的广州市安德建筑构件有限公司进行生产。管片2012年9月21日正式生产,至2013年2月20日完成区间所有需管片生产任务,盾构施工前至少完成500环管片生产。区间施工准备1、机械设备:盾构机及其它辅助设备的准备。2、建(构)筑物、地下管线调查与保护:进一步完善对沿线建(构)筑物、地下管线调查报告,并根据调查成果确定保护方案和具体实施方案,并尽快实施,确保盾构机顺利推进,并保证施工的安全。3、补充地质钻探及地层加固:对地质条件复杂地段、岩层段、始发和接收端头、联络通道及需要重点保护的建(构)筑物,进行

67、补充钻探勘察。4、施工组织设计:编制实施性施工组织设计和专项施工方案。盾构隧道掘进施工1、在中间风井设置盾构始发施工场地,盾构施工场地安装3套泥水处理系统,1台25T龙门吊等配套设备,布置浆液拌和、运输、供电、通风、冷却等系统,安排加工、材料堆放场地、检修间以及办公、值班设施。25t龙门吊主要负责钢轨、临时材料的地面倒运和管片的吊运等,吊钩提升速度为13m/min,龙门吊行车速度为30m/min,根据检算,正常情况每16min可吊装一环管片。2、盾构隧道正常掘进施工水平运输采用43Kg/m钢轨铺设单线、45T变频电瓶车牵引重载编组列车运输,按一列车编组,各满足一环掘进的管片安装与进料。垂直运输

68、由25T门吊下料。3、正线盾构隧道衬砌采用6块厚度350mm、环宽1.5m的环形预制钢筋混凝土管片,错缝拼装,组成外径6.7m,内径6.0m的圆形单洞隧道。出入段线盾构隧道采用6块厚度300mm、环宽1.0m的环形预制钢筋混凝土管片,错缝拼装,组成外径6.0m,内径5.4m的圆形单洞隧道。采用三元乙丙橡胶与遇水膨胀橡胶复合型弹性密封垫止水,同步注浆填充管片与地层空隙,根据需要及时进行二次注浆。4、联络通道在左右线盾构通过且变形稳定后与盾构施工穿插进行。5、洞门施工与盾构退场及掘进协调穿插进行。6、施工全过程坚持监控量测跟踪,实施信息化施工,以控制地层变形和确保施工安全。盾构转场施工本工程包括茶

69、山站大里程端转场至中风井大里程端2次及车辆段吊出井转场至茶山站大里程端1次,共3次转场施工。联络通道施工区间1#联络通道采用矿山法开挖,复合式衬砌。施工步骤是:盾构区间隧道加固(有地面加固条件时)联络通道开口联络通道开挖支护联络通道防水施工联络通道二次衬砌施工。端头土体加固施工根据盾构始发、接收端头所处地层的特点,中间风井小里程端头加固方式为旋喷桩加固,茶山站大里程端加固方式为搅拌桩加固。端头土体加固的实施在盾构始发及接收前完成,并预留足够长的养护期。接口工程施工洞门接口工程施工在盾构解体吊出完成后进行。4.2盾构隧道进度安排进度安排依据1)日进度分析盾构隧道在不同地质条件下的掘进速度及完成一

70、环掘进所用的时间如表4.2-1所示。一个循环包括掘进、拼装管片、进料等工作。每台盾构机配备一列列车。列车均挂2节管片车、1节砂浆车,满足1环注浆、安装管片的需要。表4.2-1 盾构隧道掘进时间分配表地质项目中、微风化岩层其他地层最大掘进速度(mm/min)1050平均掘进速度(mm/min)540掘进一环时间(min)1m200251.5m30038管片安装时间(min)4040其它时间(min)3030一环所需时间(min)1m270951.5m370108每日进度(环/米)1m3/39/91.5m2/38/12备注:1)其它时间主要指转运砂浆、铺轨道、换泥浆管、换油脂等消耗的时间。2)每天

71、的最大掘进速度参考盾构机制造厂家提供的数据。3)每天掘进时间按24小时考虑。计算折算每日进度时考虑0.6的折算系数,即实际每天掘进时间按240.6=14.4h计。本区间由一列车完成一循环运量,主要参数:列车每趟15min,管片吊装16min/环,其余材料吊卸10min。根据所确定的进度指标,针对本标段各段岩层情况,分别计算所需时间,各区间掘进时间与计划安排时间相比较,从而验证进度计划可靠性。2)始发及到达段施工进度参数的选定盾构始发段进度定为平均2环/天;盾构到达段由于盾构推力减小等原因,进度定为平均2环/天。3)主要工序进度指标(见表4.2-2)表4.2-2 主要工序进度指标工程类型项目名称

72、单位进度指标备注区间隧道盾构机组装、调试天/台30正线盾构始发掘进m/天31.5m宽管片出入段线盾构始发掘进m/天31 m宽管片中风井吊出井区间盾构正常掘进m/月180平均掘进速度中风井茶山站区间盾构正常掘进m/月180中风井茶山站区间上软下硬段m/月180出线段区间盾构正常掘进m/月180入线段区间盾构正常掘进m/月180正线盾构到达掘进m/天4.5出入段线盾构到达掘进m/天3盾构机转场天/次20洞门施工天/个10联络通道天/个60盾构机解体、吊出天/次15生产时间安排盾构区间隧道掘进采取“102+102+62”劳动组织方式,即每日安排4个掘进班和2个保养班作业,每一掘进班工作10小时,保养

73、班工作6小时,保养班与每个掘进班的作业时间重叠1小时,以便于跟班观察盾构机工作情况,及时撑握盾构机状况,进一步采取针对性维修保养措施。盾构区间工期的安排表4.2-3 盾构区间节点工期中间风井茶山路站区段右线右线盾构机下井2013年1月1日右线盾构机盾构井始发2013年2月1日右线盾构机到达茶山站2013年7月31日右线盾构机转场2013年8月1日2013年8月15日左线左线盾构机下井2013年2月1日左线盾构机盾构井东端始发2013年3月3日左线盾构机到达茶山站2013年8月31日左线盾构机转场2013年9月1日2013年9月15日中间风井吊出井区段右线右线盾构机下井2013年8月16日右线盾

74、构机始发2013年9月1日右线盾构机到达盾构吊出井2013年11月30日右线盾构机转场2013年12月1日2013年12月31日左线左线盾构机下井2013年9月16日左线盾构机始发2013年10月1日左线盾构机到达盾构吊出井2013年12月31日左线盾构机转场2014年1月1日2014年1月31日出入段线出段线出线盾构机下井2013年5月1日 出线盾构机始发2013年6月1日 出线盾构机到达吊出井2013年8月31日 出线盾构机退场2013年9月1日2013年9月15日入段线入线盾构机下井2013年9月16日 入线盾构机始发2013年10月1日 入线盾构机到达吊出井2014年1月31日 入线盾

75、构机退场2014年2月1日2014年2月15日施工进度计划施工进度计划横道图见“附图3施工进度横道图”。4.3材料供应计划本工程主要材料分季供应计划见表4.3-1。表4.3-1 主要材料分季供应计划名 称单位数量20131季2季3季4季43Kg/m钢轨m60001000200015001500钢轨枕m4500100015001000100油脂KL20030646442水泥t2300500600600600细砂m384001500230023002300粉煤灰t67501200185018501850管片环349745011001050897纵向连接螺栓套41964530014000136641

76、2000环向连接螺栓套482127066145001400012646三元乙丙止水条套349745011001050897衬垫套349745011001050897100钢管m45001000150010001000125钢管m2250120010501000通风管m225012001050走行道m225012001050照明电缆m120003000300030003000高压电缆m2250120010504.4主要施工设备配备计划1、电瓶牵引机车盾构掘进施工中主要运输管片、砂浆料及其它辅助材料。编组列车常规编组方式为:1节交流变频机车、1节砂浆车、2节管片车。3(出入段线为4.05 m3)。

77、砂浆罐车容量为7m3;每台管片车运输能力为3块。2、垂直吊装设备根据盾构区间始发井孔可利用空间,中间风井场地垂直运输配备1台25T龙门吊。龙门吊主要用于材料、管片等的垂直提升,厂内材料、管片等的场内倒运。3、通风设备通风方式根据地铁隧道盾构施工情况选用机械压入式通风方式,风管采用1m的拉链式软风管。施工通风设备见图4.4-1。255kw图4.4-1 隧道通风系统示意图工作面需要的风量:Q需VminS0.2528.263/min。其中:Vmin最小断面风速取0.25 m/s,S为开挖端面面积约28.26m2。通风机风量考虑通风管的漏风,风机风量为:Q漏= Q需L100L/100Q机(Q需 +Q漏

78、)=(423.9+423.92.5%1200/100)1.5826.6m3/h其中:L为掘进长度(这里按照盾构掘进左线考虑),取1200m;L100为百米漏风率,取L100=2.5%;风量储备系数取1.5。选用SD-N011轴流式通风机,其主要参数为:风量1100m3/h,风压3140Pa,功率255kw,满足洞内通风要求。4、砂浆搅拌设备砂浆搅拌设备由一台JS750KA搅拌机和一台HPJ1200A配料机。配料机有两个料斗能自动称量砂及膨润土,然后通过梭槽进入搅拌机搅拌仓内,控制方式为自动计量控制,散装水泥和粉煤灰直接加进搅拌仓内,生产能力为15m3/h。5、供电设备供电系统由高压供电及低压供

79、电系统组成,配置预装式户外箱式变电站。变电站应具有高压进线、计量、出线综合开关柜和过流、速断等保护功能。配备4500KVA变压器供盾构机使用,地面配备5台630KVA变压器作为泥水处理系统、砂浆站及龙门吊等使用。配备2台250kw发电机组以备应急使用。4.5施工组织机构项目部是我集团公司对本工程项目实施管理的机构,代表集团公司履行合同,组织实施本标段工程;项目经理代表集团公司对本项目合同的安全、质量、进度等全面负责。公司按合同要求和项目部的计划配置实施本项目工程所需的生产要素和资源。项目经理部设六部一室即工程技术部、安全环保部、计划合同部、财务部、物资设备部、机电部、综合办公室,项目领导班子由

80、项目经理、副经理、总工程师组成。施工现场管理人员见施工现场管理人员表4.5-1。项目经理:赵世永项目副经理:刘建杨总工程师:张海洋现场技术负责人:陈文玉现场质检负责人:李元久盾构施工队现场安全负责人:张雄飞现场测量负责人:王晶晶现场实验负责人:付 兵图4.5-1 施工组织机构施工组织机构工作人员及相应的资格证见附件。4.6人力资源配备项目部下设3个盾构掘进作业队,3个防水工程作业队,1个附属工程作业队,1个地面综合队。(1)盾构掘进作业队项目经理部下设3个盾构掘进作业队,分别负责3台盾构机施工工作,主要工作内容包括:盾构机推进、轨道及辅助设施铺设、管片安装、同步注浆和清理等工作,如表4.6-1

81、。表4.6-1 盾构掘进作业队劳动力(3队)分配表序号工作岗位工种人数1施工队长施工员62盾构司机技术员63电瓶车司机司机64轨道及配套设备安装245管片拼装土建工186同步注浆土建工127杂工24合计96(2)附属工程作业队负责附属工程的施工,主要工作内容包括:联络通道地表加固、土石方开挖、锚杆插打、格栅钢架支立、网喷混凝土、防水板铺设、钢筋绑扎、二衬混凝土浇筑、洞口加固、洞门施工等,如表4.6-2。表4.6-2 附属工程队施工劳动力分配表序号工作岗位工种人数1施工队长施工员22钻机司机技工83钢筋加工技工84支护衬砌混凝土工105模板支立模板工106开挖掘进风枪工6合计44(3)防水工程作

82、业队负责管片止水条及洞门联络通道等防水工程,负责管片缓冲垫粘贴,如表4.6-3。 表4.6-3 防水工程施工劳动力分配表序号工作岗位工种人数1队 长施工员22止水条安装技工83防水板铺设技工6合计16(4)地面综合队负责土方、构件、材料和配套设备的垂直吊运、地面水平运输;注浆浆液制备;管片的装卸、堆码及泥水处理系统的管理等,如表4.6-4。表4.6-4 地面综合队劳动力分配表序号工作岗位工种人数1负责人施工员22龙门吊司机司机43司索84注浆浆液制备105充电26叉车司机27挖掘机司机28装载机司机29杂工8合计38(5)机器维修班负责现场所有设备、机器维修保养,如表4.6-5。表4.6-5

83、机器维修班劳动力分配表序号工作岗位工种人数1维修工机修工102维修工电焊工83维修工电工8合计6(6)测量监测班负责全线的控制网、监测网的建立及施工测量和安全监测,如表4.6-6。表4.6-6 测量人员劳动力分配表序号工作岗位工种人数1负责人测量员22辅助测量测量员103辅助监测杂工8合计204.7施工管理目标实现“五杜绝”:杜绝重大死亡事故,杜绝多人伤亡事故,杜绝重大机械事故,杜绝重大交通事故,杜绝重大火灾事故;实现零事故工程。工程弃碴、污水排放、粉尘污染、机械噪音控制及生活建筑垃圾处理等均严格按照国家、广东省、xx市及业主的文明施工及环境保护要求及规定执行。创xx市“文明施工样板工地”。4

84、.8施工准备人员进场准备我项目部组织管理人员、技术人员和部分作业人员进场开展施工前期的准备工作,办理用水、用电、用地和施工等手续,完善了施工临时设施,确保盾构尽早开工。技术准备(1)进行测量桩点的交接,采用全站仪、水准仪等测量仪器对业主所交桩点进行复测,复测成果上报业主和施工监理审定。(2)在施工前熟悉复核设计图纸、资料,熟悉项目合同有关技术标准、规范的要求,在此基础上对施工方案进行充分论证和优化,并将有关方案报业主和监理工程师审批。(3)制定现场施工的技术管理办法以及有关质量、安全、进度、环保、文明施工等管理办法,编制关键工序的作业指导书。(4)施工前对所有人员进行技术培训、操作规程培训,以

85、提高作业人员技术和操作水平。(5)针对本标段有关技术难点、重点制定科研攻关计划,并组织实施为施工生产服务。施工前的调查组织人员多方搜集信息,对沿线建(构)筑物管线(尤其是对距隧道中线20m范围内)进行了详细调查,并清楚地列出房屋当前状况,包括建筑材料、建筑物的结构形式、基础状态、垂直度及损坏情况。包括以下方面:(1)场地调查:主要调查施工场地的状况,以便合理布置临时房屋、机械设备和材料存放地等。(2)线路调查:主要调查线路走向及地下管线情况,以便制定各种管线的具体保护措施。(3)沿线建(构)筑物调查。补充地质勘探为了进一步查明线路内的岩土层分布情况、各岩土层物理力学性质,以及水文地质、不良地质

86、现象等,在施工前进行了补充地质勘探。一般建筑物的保护方案及措施(1)施工中确保地表沉陷值控制在+10mm和-30mm以内,建筑物倾斜度控制在4以内。(2)严格按照规划要求,将各类建筑物的倾斜和沉降值控制在规定的范围内。(3)根据建筑物调查结果和地质情况,施工前对盾构施工可能引起的地表沉降做出预测,并制订通过建筑物密集区,地质条件复杂地段的技术措施。(4)严格规范控制盾构机的操作规程和工况选择,盾尾管片及时注浆充填环形间隙,减少地层损失,控制地表沉降,必要时调整浆液配合比和二次注浆。在通过软弱土层时,采用泥水平衡模式掘进。(5)对地表沉降和建筑物变形进行严密监测,对所有受影响的建筑物进行布点监测

87、。制订应急措施和备用方案,根据监测结果确定是否实施应急措施和备用方案。管线保护在施工过程中对地面管线主要采取以下监测保护措施:(1)加强地面沉降监测,尤其要对沉降敏感的重要管线(混凝土管、光纤、电缆、煤气管等)布点监测,并根据观测结果调节观测的重点和频率;及时反馈指导施工,调整掘进参数。(2)当施工中监测分析到某些重要管线可能受到损害时,将根据地面条件,管线埋深条件等因素采用临时加固,悬吊或管下地基注浆等保护方案;(3)施工期间严格控制盾构机的工况及操作参数,减少地层损失;及时注浆,减少地层变形。与业主的协调配合积极配合业主进行与外界的协调与沟通,包括施工场地的征地拆迁,场地内的各种管线迁改与

88、保护等工作。无条件的履行合同中规定缺陷责任期内的责任,积极主动地履行并向业主提供相应的服务。与监理工程师的配合措施(1)尊重监理工作我单位在文明施工中对职工的行为、语言提出了规范的要求,不讲脏话,不恶语伤人。尤其对现场工作的监理工程师,要尊重、有礼貌,现场工人不允许与监理发生争吵。施工技术人员可以就某一环节、某一方面产生的分歧与监理工程师探讨、争论,但不允许争吵,杜绝恶语伤人,时刻尊重监理工作。(2)建立良好的沟通渠道,密切配合施工准备过程中,主动与监理沟通,了解监理的工作程序和特点,并向监理工程师介绍本单位的管理模式和管理特点,同时积极熟悉监理程序、施工程序及各种隐蔽、验收等程序,使施工更加

89、顺畅。(3)服从监理的指令对于现场出现的不规范施工及突发事件,有可能影响到工程的质量、工期和施工安全等方面,监理工程师将发出指令,我部将全力以赴,不折不扣地严格执行。(4)按时参加监理召开的工程例会工程例会是工程管理的主要程序和方法之一。施工中,针对某一事例或惯例召开的工程例会,按时到会参加,及时沟通并解决问题。与设计单位的配合措施随着施工环境的变化和在施工中遇到新的问题,优化设计伴随着施工,贯穿于工程施工的整个过程,直到竣工。所以要采取有效措施及时向设计单位反映现场信息,为设计变更提供条件和依据。(1)认真审图、解读设计意图施工之前准备工作中,施工技术人员认真审阅图纸,发现问题或不理解之处,

90、及时与设计单位联系咨询、确认,读懂图纸,理解设计意图,并对施工中容易出现问题的项目预先采取措施,保证工程顺利进行。(2)参加设计交底,提出相关的设计问题施工之前,设计单位将进行设计交底,派相关技术人员参加,进一步了解设计意图,提出设计图中问题,记录有关设计人员的设计解答,形成方案签认。同时,建立起快捷的沟通渠道,以便日后及时沟通情况。(3)及时反馈施工信息,优化设计我部将施工中监控量测的结果及现场揭示的情况、施工中发现的问题,及时以笔录、照片、录像等形式记录下来,反馈给设计单位,并根据具体情况,提出优化方案,供设计变更参考,使设计、施工紧密相连,互为补充。4.9 施工总平面布置场地平面布置1、

91、严格按照招标文件和设计图纸提供的施工条件,充分利用规划用地界,做到合理可行。2、施工临时用地以满足施工生产和现场管理为主,尽量减少拆迁量。3、充分考虑文明施工及环境保护,施工设施布置在满足生产规模和施工工艺的要求下,做到紧凑美观、安全防火。4、充分利用既有设施,减少施工临建及临时便道工程数量。5、与施工组织情况及及顺序充分结合,分期分段布置。不同时期对各场地各段有不同侧重,把主要生活、办公设施布置于非开挖区,生产设施布置于临时非开挖区。盾构井始发场地施工平面布置见附图4。施工用电布置盾构隧道施工时主要为盾构机用电、龙门吊用电、搅拌站用电、泥水处理系统用地,办公用电、生活区用电等。中风井始发场地

92、拟采用5630KVA变压器供盾构区间,施工供电系统配有高压进线、计量、出线、变压器、低压配电柜的成套设备,盾构机出线柜具有过流、零序保护、分离脱扣等功能。 施工现场设置技术好、责任心强的电气技术人员担任电气安全负责人,其责任是负责该现场日常安全用电管理。施工现场的一切电气线路、用电设备的安装和维护必须由持证电工负责。施工现场一切移动式电动机具(电焊机、切割机、潜水泵等)机身上必须写上编号,检测绝缘电阻、检查电缆外绝缘层、开关、插头及机身是否完整无损,防止漏电发生事故。施工用水布置1、供水点提供由业主提供的供水接入点接入中间风井施工场地内。2、管材及接口:采用钢丝骨架PE给水管(1.0Mpa等级

93、),PE管材必须按照现行国家规范要求生产的PE100级给水管。PE管材之间采用热熔连接,PE管与阀门、盲板等配件连接时采用钢制法兰连接。PE给水管不需要防腐。3、施工用水接入施工场地后的安排原则1)综合考虑到消防用水要求 ,以DN150主供水管进入各施工场地,管路每50m设置一三通阀门,供水管路埋深不小于1.45m。2)区间施工用水以DN150mm为主供水管路引至洞内,施工工作面采用DN50mm供水管供水。另根据施工要求,在施工用水压力不足时,可在适当地点增设增压泵,以满足施工要求。3)生活用水以DN50mm供水管为主管路,DN25mm供水管为支线管路。生活用水的水龙头距离根据实际情况布置,场

94、内在适当位置设阀门和三通接口,以便使用和维修。施工通讯布置项目经理部将建立宽带局域网,并通过高速连接国际互联网,以保证满足业主计划管理的网络通讯需要。同时根据本工程特殊的地理位置,经理部内设一台30门电话交换机和20台对讲机供经理部及现场内部进行联络,并申请报装4部程控电话,其中1部专供监理工程师和业主代表使用。4.10施工运输施工运输由地面运输系统和地下(隧道内)运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、和挖掘机、装载机。地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料(管片、螺栓、浆液、钢轨、轨枕、油脂等)运到隧道内的掘进现场。井口及地面运输系统配置(1)移

95、动式龙门吊龙门吊型号为25t。龙门吊主要负责管片、钢轨、临时材料的地面倒运,其主跨度为33.3m,吊钩提升速度为13m/min,龙门吊行车速度为30m/min。根据测算,正常情况,每16min可吊装一环管片。(2) 管片运输车组织20辆管片运输车,负责将管片从管片厂运到施工现场,每辆车可运输2环管片。每天的管片运入量将根据实际进度确定。地下运输系统配置地下运输系统主要由牵引机车、管片拖卡及相应的砂浆斗组成。 (1)牵引机车采用45t交流蓄电池机车共3台,分别担当列车牵引动力。牵引机车性能满足:在35的坡度上牵引150t负重时时速可达1012km/h,在35的坡度下坡时,刹车距离不大于20m。每

96、台牵引机车配备两套蓄电池,一套为正常使用,另一套为备用。同时配备12台充电器(其中3台备用),充电时间小于使用时间,可保证电瓶机车蓄电池组替换。(2)管片运输车管片运输车可以兼作平板运输车,每车可装载三片管片。左右线盾构段隧道纵断面的最大坡度为14.0,出入段线盾构段线路纵断面的最大坡度为34.52,在运输过程中,为防止在上下破中出现滑动,在管片与管片车存在的夹角处设置楔形木方,加固定,确保运输过程的安全稳定。(3)浆液运输车浆液利用容积为7m3并带有卧式电动搅动叶片的浆液车运输。(4)轨枕及轨道采用20b工字钢为轨枕进行布置,隧道内平均轨枕间距0.9m,在隧道弯道和最低位置处全部布置20b工

97、字钢轨枕,轨枕并与临近螺栓固定。始发井轨枕直接铺在底板上,高差变化采用混凝土垫块式排列工字钢调整。轨道采用43kg/m钢轨,钢轨间用鱼尾板连接,钢轨与轨枕连接时采用弹性垫圈。轨道安装时将采用弯轨器、轨距测量仪等专门的铺轨工具,以保证铺轨质量。在曲线弯道处,将通过适当抬高轨枕外侧高度、使用相应的弯轨和加强轨枕固定等办法克服轨道变形。同时为了加强钢轨的连接,在所有钢轨接头处将布置加密的轨枕。列车编组及运输程序列车编组主要基于以下原则:(1)尽量采用一列车运进一环掘进所需的全部材料;(2)管片需用两节管片车装载;(3)7m3砂浆车需占用一节拖车;(4)隧道运输尽量不影响盾构机掘进。一环材料需用1列车

98、运输,列车由2辆管片车、1辆浆液车和1台牵引车组成。4.11施工通风、照明、排水(1)通风、防尘、降温方案根据地下工程条件和盾构施工特点,结合xx市气候条件,在施工中,主要考虑采用压入式通风来解决防尘、降温及人员、设备所需的新鲜空气,在联络通道施工中,喷射混凝土采用湿喷以减少粉尘产生。通风、防尘、降温设备:通风采用直径D=1.0m通风软管,2台55KW轴流风机。(2)施工供电、照明洞内敷设10KV电缆,供盾构机使用,并在始发井施工场地内接一台500KVA变压器,供区间隧道洞内照明及通风机、抽水机用电。另备2台250kw柴油发电机,作突然停电的备用电源(主要供洞内的照明、通风、抽水部分施工设备临

99、时使用),随时可以进入工作状态,以保证施工现场设备人员的安全。(3)隧道内供排水隧道内供排水管路选用100钢管,排污管采用00钢管。掘进上坡地段采用自然排水,反坡地段采用机械抽水,将水抽至集水坑经处理达到排放标准后,排至河道。(4)隧道断面管线布置在隧道正上方布置1000mm通风软管,每隔10环用吊架固定,道内设置两台功率255KW轴流通风机,采用压入式通风,保证向隧道内供入足够新鲜空气,并达到维持隧道内适当温度和湿度。隧道右侧从上至下依次布置进、排水管、排污管路及高压电缆。左侧安装泥浆进出管、隧道照明设施。进、排水管路选用100钢管,排污管采用100钢管,泥浆进出管分别采用300耐磨螺旋钢管

100、和300无缝钢管,每隔4环用支架固定。盾构机范围内利用盾构机上的潜水泵,将积水转送到排水管路排出,可起到防涝的作用。隧道内管道布置见图4.11-1。图4.11-1 隧道管线布置图第五章 盾构前期施工5.1端头加固施工盾构机始发及吊出端头需进行地层加固,具体范围:中间风井小里程端盾构始发端头及茶山站大里程端盾构吊出端头。 工程概况及地质概况茶山站端头隧道穿越及上覆地层主要为:细砂、粉砂和砂质粘性土,该地层稳定性差。为确保盾构出洞时的地层稳定,拟采用550450450mm的搅拌桩加固地层,搅拌桩加固范围为管片衬砌结构外顶(底)3.0m。并在加固范围设一圈厚度为800mm的C20素混凝土地下连续墙,

101、对加固区域进行围蔽。加固范围(含连续墙)为隧道外围3米,纵向10米。具体见图5.1-1 茶山站盾构吊出端头加固平面图及图5.1-2 茶山站盾构吊出端头加固剖面图。图5.1-1 茶山站盾构吊出端头加固平面图图5.1-2 茶山站盾构吊出端头加固剖面图中间风井左线端头隧道穿越及上覆地层主要为粉砂、粉质粘土、粉砂、砂质粘性土、全风化混合片麻岩。右线及出段线端头隧道穿越及上覆地层主要为:细砂、粉质粘土、粗砂、 砂质粘性土、全风化混合片麻岩,该地层稳定性差。为保证盾构始发时的地层稳定,采用600450450mm双重管旋喷桩加固地层,旋喷桩加固范围为管片衬砌结构外顶(底)3.0m。因正线盾构机始发时,旋喷桩

102、加固范围长度不足,易对始发施工产生较大安全风险,为了克服由于加固体长度不足带来的盾构始发期间的风险,所以在端头加固范围外侧增加一道厚度为1m的素混凝土连续墙,墙体范围为管片衬砌结构外顶(底)3.0m,形成封闭空间,增加了加固区长度,提高了始发的安全性。具体见具体见平面图5.1-3及剖面图5.1-4和图5.1-5。图5.1-3 中间风井小里程端盾构端头地层加固平面图图5.1-4 中间风井小里程端盾构端头地层加固左线剖面图图5.1-5中间风井小里程端盾构端头地层加固右线剖面图加固施工方法5.1.2.1双重管旋喷桩施工方法1、施工工艺流程旋喷桩施工工艺流程见图5.1-6。noyes桩机就位,调平、对

103、中试运转清水泵钻 孔钻进下沉至设计深度下喷射管至设计桩顶标高停喷旋喷提升钻机移位灰浆搅拌、过滤注浆泵空压机泥浆清理排出清洗注浆泵终孔检查桩位测放图5.1-6 旋喷桩施工工艺流程图回灌浆液2、施工步骤旋喷桩施工方法如图5.1-7所示。图5.1-7 旋喷桩施工示意图1)施工准备正式进场施工前,首先对施工场地进行开挖,清除地下障碍物,然后整平、夯实;同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置,确保施工场地的“三通一平”。2)桩位测放施工前用全站仪测放旋喷桩施工的控制点,埋置标记,经过复测验线合格后,用钢尺和测线实地布设桩位,并用竹签钉紧,一桩一签,保证桩孔中心移位偏差小于20mm。3)修建排污系统

104、旋喷桩施工过程中将会产生1020%的冒浆量,为此需要修建排污系统,将废浆液引入专设的沉淀池中,沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土由渣土车运走。4)钻机就位经测量放样后,在指定位置上设置钻机,对钻机进行调平、对中误差要小于20mm,并保持钻机垂直,施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于0.5%。5)钻孔钻机就位后,校验钻杆长度,并用红油漆在钻塔旁标注深度线,保证桩体顶底标高满足设计深度。6)旋喷提升台车就位后,接通并调试空压机和注浆泵,使设备运转正常。管底设置同轴双重喷嘴,高压浆液以大于20MPa的压力从内喷嘴中高速喷出,在射流的外围加以0.7MPa左右的压缩空气喷出,在土体中形成柱

105、状固结体。水泥浆的水灰比为0.81.5,喷管提升速度为612cm/min,旋转速度812rpm。7)台车移位,回灌浆液旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷,提升钻头出孔口,清洗注浆泵及输送管道,然后将钻机移位,回灌浆液。8)冲洗喷射施工完毕后,应把注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不得残存水泥浆,通常将浆液换成水,在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管以及软管内的浆液全部排除。3、成桩质量检验1)检验的时间、内容在高压喷射注浆结束后4周,对旋喷桩施工质量进行检验,检查内容主要为:桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体均匀性等。2)检验的数量、部位施工后,根据地层加固旋喷桩抽芯检测抽检频率规定进行抽检,

106、不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位:施工中出现异常情况的部位,布置在相邻三桩相交点。3)检验方法检验方法采用钻孔取芯的试验方法进行。在已施工好的固结体中钻取岩芯,并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验,检查内部桩体的均匀程度、强度,及其抗渗能力。4)旋喷桩施工技术要求见表5.1-1旋喷桩施工技术要求表及表5.1-2旋喷桩施工参数表。表5.1-1 旋喷桩施工参数表序 号项 目参 数1旋喷种类二重管旋喷2浆压2030Mpa3气压0.60.8Mpa4转速612转/min5水泥浆流量40L/min6气流量6080m3/h7提升速度60-120mm/min8浆液材料及配比42.5普硅水泥,水

107、灰比1:1,水泥浆比重1.50g/cm3表5.1-2 旋喷桩施工技术要求表序号项目名称技术标准检查方法1桩体垂直度允许偏差1.0%实测或经纬仪测钻杆2钻孔位置允许偏差50mm尺量3钻孔深度允许偏差200mm尺量4注浆压力按设定参数指标查看压力表5桩体搭接150mm尺量6桩体直径允许偏差50mm7水泥浆液初凝时间不超过20小时8水泥土强度Qu(28)1.2MPa试验检验9水灰比0.81.5试验检验4、技术措施1)安放注浆管前,先在地表进行射水实验,待高压水、气、浆压正常后,才能下注浆管施工。2)采用42.5级普通硅酸盐水泥作加固材料,每批水泥进场必须出具合格证明,并按每批次现场抽样送检,合格后才

108、能投入使用。水泥进场后,应垫高水泥台,覆防雨彩布,防止水泥受潮结块。3)浆液水灰比采用0.81.5,浆液比重1.501.65kg/L。施工现场配备比重计,每天量测浆液比重,实行定量加灰制,严格控制水泥用量。灰浆搅拌要均匀,并进行过滤。喷浆过程中浆液要连续搅动,防止水泥沉淀。4)施工前进行成桩试验,在设计规定的范围内调整施工参数,保证成桩直径不小于设计要求。5)严格控制喷浆提升速度,其提升速度要小于12cm/min。喷浆过程要连续均匀,若喷浆过程中出现压力骤然上升或下降,大量冒浆、串浆等异常情况时,应及时提钻出地表排除故障,复喷接桩时应加深0.5米重复喷射接桩,防止出现断桩。6)高喷孔喷射成桩结

109、束后,采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌,防止因空孔的存在而引起周边土体的位移加剧。7)因地下孔隙等原因造成返浆不正常,漏浆时,应停止提升,用水泥浆灌注,直至返浆正常后才能提升。8)实行技术人员随班作业制,及时发现和处理施工中的质量隐患,认真如实填写施工报表,客观反映施工实际情况。9)根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数,以确保旋喷桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告,经同意后调整。10)配备一台备用发电机组。旋喷桩施工,进入旋喷作业应连续施工,若施工过程中停电时间过长,启用备用发电机,保证施工正常进行。11)施工现场配备常用机械设备配件,保证机械设备发生故障时,能够及时

110、抢修。5、施工安全注意事项1)施工时对高压泥浆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段销卸压,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。2)高压胶管不能超过压力范围使用,使用时弯曲应不小于规定的弯曲半径,防止高压管爆裂伤人。3)高压喷射旋喷注浆是在高压下进行,高压射流的破坏力较强,浆液应过滤使颗粒不大于喷嘴直径,高压泵必须有安全装置,当超过允许泵压后,应能自动停止工作,因故需较长时间中断旋喷时,应及时地用清水冲洗输送浆液系统,以防硬化剂沉淀管路内。4)操纵钻机人员要有熟练的操作技能,

111、了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性能,严禁违章操作。.2搅拌桩施工方法搅拌桩施工采用“两喷四搅”工艺,钻头下钻到设定深度后上提,重提四次,其中第一,三次上提时喷浆。1、施工程序搅拌桩施工流程见图5.1-8。测放桩位桩机就位首次提升、喷浆搅拌首次钻进二次钻进制浆、送浆二次提升,喷浆搅拌清洗桩机移位 图5.1-8 搅拌桩施工流程图2、搅拌桩施工工艺搅拌桩施工工艺见图5.1-9。图5.1-9 搅拌施工工艺示意图1)定位按照桩位平面布置图,确定合理的施工顺序。配套机械,确定水泥材料等材料的堆放位置。将桩机移到桩位,定位对中,桩位偏差不超过50mm。每根桩施工前,都要从两个相互垂直的方向校正搅拌轴,确保桩身

112、垂直度偏差不超过1%。2)制浆选用42.5普通硅酸盐水泥。搅拌桩的水泥掺入量为15%。浆液水灰比为0.450.55。在配制浆液时,应先在搅拌桶内注入部分清水,然后倒入水泥搅拌均匀,搅拌后的浆液必须满足设计水灰比要求。3)预搅下沉深层搅拌机头送浆系统循环正常后,启动搅拌桩机切土下沉,下沉速度0.51.0m/min。4)提升、喷浆、搅拌采用两喷四搅,浆液过筛后再送浆,保证正常输浆。严格控制提升速度,不超过0.8m/min,以利于水泥浆和土均匀搅拌。若遇电压过低,输浆管堵塞或其它原因停机后,应查明原因。正常启动后,为防止断桩,应将搅拌头下沉0.5m后再继续喷浆搅拌提升。重复上下搅拌,搅拌机提升到设计

113、加固深度的顶面标高时,为保证搅拌均匀,应再次将搅拌头旋转沉入土中,至设计加固深度后再搅拌并提升至地面。5)清洗常用清水洗循环管中水泥浆,每隔35条桩清洗一次,保证下步正常送浆。3、搅拌桩施工技术措施1)搅拌桩的垂直偏差不超过1%,桩位偏差不大于50mm,桩径偏差不大于4%。2)施工前确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管达到搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数;并根据设计通过成桩试验,确定搅拌桩的配比等各项参数和施工工艺。用流量泵控制输浆速度,使注浆泵出口压力保持在0.40.6MPa,并使搅拌提升速度与输浆速度同步。3)为保证桩端施工质量,当浆液到达出浆口后,喷浆座底30秒,使浆液

114、完全到达桩端。4)通过复喷的方法达到提高桩身强度的目的。当喷浆口到达桩顶标高时,停止提升搅拌数秒,保证桩头均匀密实。5)施工时因故停浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3小时,为防止浆液硬结堵管,先拆卸输浆管路,并进行清洗。4、成桩质量检验1)检验的时间、内容在搅拌桩注浆结束后4周,对搅拌桩施工质量进行检验,检查内容主要为:桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体均匀性等。2)检验的数量、部位施工后,选取3根桩进行检测,不合格者应进行补浆。3)检验方法检验方法采用钻孔取芯的试验方法进行。在已施工好的固结体中钻取岩芯,并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验

115、,检查内部桩体的均匀程度、强度,及其抗渗能力。5、施工安全注意事项1)施工时对注浆泵要全面检查和清洗干净,注浆管不能堵塞,一旦发生故障要停泵、停机,排除故障。2)注浆泵注浆压力不能超过压力范围使用,防止注浆管爆裂伤人。3)操纵钻机人员要有熟练的操作技能,了解注浆全过程,严禁违章操作。.3素砼连续墙施工方法1、施工准备工作1)施工机械均为大型设备,而且施工精度高,因此要求地面平整,能够承载一定的压力。2)成槽机、起重机等设备行走道路:茶山站原施工道路,作为机械设备行走道路。3)泥渣场地:根据场地的实际情况予以设置,以不影响生产施工为原则。4)施工用水、用电沿场地周边布置,过临时道路时将各种管道及

116、电缆埋入地下,恢复地面交通。5)设备选用SH400型全液压抓斗成槽机,该设备采用抓斗取土,对槽壁扰动小,槽底淤积少,可有效保证槽壁的稳定,确保墙体的质量。2、地下连续墙施工工艺流程: 地下连续墙施工工艺如图5.1-10。挖导沟筑导墙挖 槽吸泥清底插入混凝土导管灌注混凝土拔锁口管机械就位组装挖槽机械施工准备输入泥浆制备泥浆开挖过程补浆排除泥渣排除沉渣补进泥浆浇灌机架就位沉淀池振动筛与旋流器外运分离出的砂石土置换出泥浆泥浆排放或处理吊放锁口管图5.1-10 地下连续墙施工工艺3、导墙施工1)施工工艺流程见图5.1-11导墙施工工艺流程图测量定位养 护拆模加对口支撑拆模回填开 挖钢筋绑扎、模板安装及

117、浇筑顶板钢筋及砼浇注图5.1-11 导墙施工工艺流程图2)导墙施工质量控制要点见图5.1-12导墙质量控制要点图导墙施工钢筋工程模板安装土方开挖砼质量内撑1、定位准确2、不超挖3、不积水4、底标高准确1、定位准确2、平整光滑3、受力够4、支撑牢固5、净空尺寸、垂直度1、钢筋直径2、根数3、间距4、保护层1、各种材料合格2、配合比3、坍落度4、振捣5、拆模养护时间1、内撑固定图5.1-12 导墙质量控制要点3)导墙施工方法和技术措施导墙基坑开挖采用小型挖掘机,人工配合清底、夯填、整平,侧墙采用木模,50钢管脚手架支撑,每间隔1.0m设2层硬木对口撑。混凝土人工入模,插入式振动棒振捣。在混凝土强度

118、达到70%时拆模,立即加对口撑。保证顶面高程、内外墙间距、垂直度满足设计要求。导墙起锁口和导向作用,直接关系到连续墙顺利成槽和成槽精度,施工中要特别保证以下措施的实现:(1)严格控制导墙施工精度,确保连续墙轴线误差10 mm,导墙顶标高误差10 mm,导墙内侧墙应垂直,墙面平整度小于5mm。(2)拆模后及时加设对口撑,且支撑仅在槽段开挖时才拆除,确保导墙垂直精度。(3)导墙保护层厚度为25mm。4)导墙的施工要点导墙未达到设计强度前,严禁重型机械设备接近,严禁在导墙顶上放置过重物件,防止导墙受压变形。4、泥浆的制备和使用在成槽过程中,泥浆具有护壁、携渣、冷却机具和润滑等作用,泥浆的使用是保证成

119、槽质量的关键。泥浆制作采用膨润土造浆、粘土造浆及冲击粘土层自造浆三种形式。置换泥浆可采用膨润土或粘土制浆,膨润土需经过取样,进行物理分析和泥浆配比实验。将合格的膨润土放入泥浆搅拌机中进行搅拌,入池存放24小时以上使之充分水化,其各项性能指标经试验合格后方可使用。采用粘土造浆时,其各项性能指标要符合规范和设计要求。采用粘土造浆时,其各项性能指标要符合规范和设计要求。1)泥浆制备采用膨润土造浆的主要材料是膨润土、掺合物和水。掺合物主要有羧甲基纤维(CMC)和烧碱(Na2CO3),分别起增大泥浆粘度和增多膨润土颗粒表面吸附的负电荷的作用。配比如下表5.1-3:表5.1-3 泥浆配比水膨润土CMC烧

120、碱110%0.050.10%00.30%采用粘土造浆时,要先进行物理、化学分析,粘粒含量大于50,塑性指数应大于20,含砂量小于5,二氧化硅与氧化铝含量比值在34之间。2)泥浆质量控制根据泥浆的以下四种状态:1.新鲜的泥浆;2.槽孔内的泥浆;3.挖槽过程中正在循环使用的泥浆(采用循环法);4.混凝土置换出来的泥浆,根据泥浆不同状态,采用针对性的质量控制措施。(1)新鲜泥浆的质量控制搅拌好的新鲜泥浆的性能要适合于施工条件,定期对其进行质量控制试验,当泥浆不能满足所需性能时,分析原因,采取修正配合比、更换材料等相应措施。在挖槽过程中,从泥浆池向正在挖的槽段供给泥浆。在向沟槽供泥浆之前确保沟槽内始终

121、有性能良好的新鲜泥浆。(2)槽内泥浆控制质量对沟槽内的泥浆,可按挖槽过程中和挖槽完毕到灌筑混凝土前的放置期间分别进行质量控制。在挖槽过程中或者放置期间,要控制泥浆的质量,还要注意影响泥浆质量的周围环境条件。挖槽过程中的泥浆质量控制,重点是保持泥浆所需的性能,保持槽壁的稳定所需要的预定泥浆液面。挖完槽时对泥浆做充分的质量调整,为保持泥浆的良好状态,适当的往槽内补充新鲜的泥浆并定期进行质量调整。检验泥浆的性质,经常注意泥浆的液面变化以及周围条件(如雨水的流入和地下水位等)的变化。(3)挖槽时泥浆的质量控制从沟槽里循环出来的泥浆送进沉淀池排除土渣。当泥水分离性不好时要在泥浆中加入分散剂或者水;并通过

122、泥浆性能试验,查明泥浆质量恶化原因采取相应的质量调整措施,使之成为良好的泥浆。(4)对混凝土置换出来的泥浆质量控制对置换出来的泥浆进行质量控制试验,根据试验结果,判断其能否继续使用。认为可以使用的泥浆直接送到优质泥浆池中;认为通过再生处理可以使用的泥浆进行再生处理。根据泥浆的四种使用过程,结合地层变化情况对泥浆参数进行检验、调整。具体制备泥浆性能指标要求表5.1-4规定执行:泥浆质量控制的试验项目、取样时间与位置见表5.1-5。表5.1-4 制备泥浆性能指标要求表 泥浆性能指标要求备 注比重3泥浆比重计粘度18-22s含砂率4%胶体率95%失水量30ml/30min泥皮厚度1-3mm/30mi

123、n静切力1min20-30mg/cm210min50-100mg/cm2稳定性0.03g/cm2PH值7-9表5.1-5 泥浆质量控制的试验项目、取样时间与位置 序号泥 浆取样时间和次数取样位置试验项目1新鲜泥浆搅拌泥浆达100m3时取样1次,分为搅拌时和放24h后各取1次搅拌机内及新鲜泥浆池内密度、粘度、含砂率、PH值2供给到槽内的泥浆在向槽段内供浆前优质泥浆池内泥浆送入泵收口密度、粘度、含砂率、PH值(含盐量)3槽段内泥浆每挖一个槽段,挖至中间深度和接近挖槽完了时,各取样一次在槽内泥浆的上部供给泥浆影响之处同上在成槽后,砼浇灌前取样槽内泥浆的上、中、下三个位置同上4砼置换出泥浆再生处理处理

124、前、处理后再生处理槽PH、粘度、密度、含砂率再生调制的泥浆调制前、调制后调制前、调制后PH、粘度、密度、含砂率同上抓斗式成槽机成槽时,携碴泥浆用泥浆泵抽出,通过胶管送至沉淀池。浇注槽孔砼时和清孔换浆时所排泥浆予以回收。清孔换浆时抽出的泥浆采用特制的振动筛和旋流器回收处理。除砂作业用悬在沟槽中的潜水泵进行。废浆处理包括对因受砼污染而失效的泥浆及最后余浆的处理。采用固液分离处理,首先通过加分离剂,如氯化钙等制剂使泥浆沉淀,沉淀后的清水排入市政污水系统,固体物质通过晾晒或掺拌处理作为余泥外运。3)泥浆拌制和使用注意事项(1)槽段的清底要求:槽底沉碴厚度不宜大于100mm。(2)泥浆拌制材料宜优先选用

125、膨润土,如选用粘土,应进行物理、化学分析和矿物鉴定,其粘粒含量应大于50,塑性指数Ip20,含砂率5%,二氧化硅与氧化铝含量比宜为34。(3)拌制泥浆前,应根据地质条件、地面沉降控制要求、成槽方法和用途等进行泥浆配合比试验,试验合格后,方可使用,并做好记录。(4)新拌制泥浆应贮存24h以上或加分散剂使膨润土(或粘土)充分水化后方可使用。(5)槽内泥浆面应高于地下水位0.5m以上,亦不应低于地面标高顶面0.3m。(6)清孔后距孔底0.21m处的泥浆比重应控制在1.1左右;对于土质较差的砂土层和砂夹卵石层,清孔后孔底泥浆的比重宜为1.151.25,清孔后孔底泥浆的含砂率应10%,粘度应28s。5、

126、地下连续墙成槽施工1)成槽施工根据该工程的地质结构情况,单元槽段成槽主要采用以液压抓斗成槽机成槽为主、根据地质资料和设计要求,结合我公司的成功施工经验及现场情况,选用成槽机实施抓土的造孔方法。采用该机进行连续墙的施工成槽效率高,抓斗直接出渣,槽壁较为平滑,垂直度较好,且施工进度快。标准槽段采取三序成槽,先挖两边,再挖中间。开挖过程中要实测垂直度,并及时纠偏。槽段开挖顺序见图5.1-13。图5.1-13 抓斗成槽示意图成槽时应及时补浆,防止塌方,泥浆液面应高于地下水位0.5m。垂直度由成槽机纠偏装置自行控制,垂直度1/300 。槽段深度欠深误差+100mm、-200mm,最小水平位移控制值为30

127、mm。2)槽段开挖注意事项(1)挖槽前,应预先将地下墙划分为若干个施工槽段。本工程连续墙施工槽段平面形状有“一”字形、“L”形(拐角处)。槽段的长短应根据设计要求、土层性质、地下水情况、混凝土供应能力等条件确定,一般为68m。(2)成槽前检查泥浆储备是否满足施工要求,施工机械是否完好,场内道路是否通畅,供浆管道和返浆沟及返浆池是否满足要求。(3)同一槽段内槽底开挖的深度宜一致,同幅不同深的槽段,必须先挖较深的槽段,后挖较浅的槽段。(4)成槽过程中,根据地层变化及时调整泥浆指标,随时注意成槽速度、排土量、泥浆补充量之间的对比,判断槽内有无坍塌、漏浆现象,以便发现问题及时处理。(5) 成槽机抓斗在

128、成槽过程中必须保证垂直均匀地上下,尽量减少对侧壁的扰动。(6)成槽时,为避免成槽机自重产生过大的应力集中现象,成槽机下予铺20mm厚的减压钢板。成槽机起重臂倾斜度控制在65o75o之间,挖槽过程中起重臂只作回转动作不做俯仰动作。(7)如遇坍孔,应回填黄泥,待其自然沉淀后再进行开挖。(8)在7m以上范围,成槽速度要慢,尽可能将槽壁垂直度调整到最好。7m以下在满足挖槽轴线偏差,保证槽位正确的情况下,适当加快成槽速度。(9)槽段终槽深度应根据设计入岩要求,参照地质剖面图上岩层标高,成槽时的钻进速度和鉴别槽底岩屑样品等综合确定。(10)如成槽机停止挖掘时,抓斗不得停留在槽内。(11)槽段开挖完毕,应检

129、查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度,合格后方可进行清槽换浆工作。(12)成槽过程中,勤测量成槽深度,防止超挖。(13)连续墙施工过程中,由于砼绕流会给后开槽段施工带来较大的困难,因此在连续墙施工中,必须防止接头处的偏差、扩孔情况。(14)槽段的长度、厚度、倾斜度等应符合下列要求:槽段长度允许偏差2.0%;槽段厚度允许偏差1.5%、-1.0%;槽段垂直度允许偏差1/50;6、清孔槽段开挖完毕,应检查槽位、槽深、槽宽、槽壁垂直度及岩样,合格后方可进行清槽换浆工作。采用空气吸泥法反循环清槽,吸泥管采用5#钢管,通过压入压缩空气至槽底的吸泥装置,将泥砂吸上,同时向槽段内不断输送新鲜泥浆,置换出带渣的泥浆,

130、吸泥管不断移动位置,确保清槽后槽底沉渣满足要求。孔底停滞一小时后,槽底500mm高度以内的泥浆比重不大于1.2,粘度小于30S,含砂率小于7%,沉渣厚度不大于10cm。对于二期槽段,必须用特制带钢丝刷的方锤在槽内混凝土端头上下来回清刷,将刷锤提出泥浆面观察刷子带泥情况,直到接头处干净不夹泥。7、水下混凝土灌注本工程地下连续墙采用C20水下商品混凝土灌注,水下混凝土灌注是控制质量的一道关键工序,灌注水下混凝土时,采用两根导管,要求混凝土面上升速度不宜小于3m/h,灌注时要确保砼面均匀上升,槽内混凝土面上升高差小于0.5m,以防止因砼面高差过大而产生夹层现象。中途停顿时间小于30min,导管埋深控

131、制在13米之间,导管间距不宜大于3m,导管距槽段两端不宜大于1.5m,水下混凝土在灌注混凝土的过程中,严格控制混凝土的坍落度(20020mm)和水灰比(0.6),以及水泥用量不少于400kg/m3等,以保证混凝土的强度及抗渗等级满足设计要求,混凝土初凝时间控制在56小时。每次灌注混凝土时现场都按要求对混凝土进行抽检并留置试块。灌注水下混凝土应遵守下列规定:1)开始灌注时,将混凝土隔水塞吊放于临近浆面处,导管底端到槽底的距离为0.4m,混凝土运输车将水下混凝土直接灌入导管斗里,开塞的同时及时灌入水下混凝土,并始终保持导管内充满混凝土。2)随着水下混凝土的上升,要适当提升和拆卸导管,导管底端埋入混

132、凝土面以下一般应保持13m,严禁把导管底端提出混凝土面。3)在水下混凝土灌注过程中,应有专人测量导管埋深,填写好水下混凝土灌注记录。4)水下混凝土灌注应连续进行,不得中断,因此灌注前应有严格的施工组织设计及辅助设施,一旦发生机具故障或停电、停水及发生导管堵塞、进水等事故,应立即采取有效措施进行处理,并同时做好记录。5)应控制最后一次混凝土的灌注量,保证混凝土灌筑至设计顶标高以上50。8、连续墙接头施工在连续墙施工时接头处采用锁口管接头,在未开槽段一端紧靠土壁安装锁口管,阻挡混凝土与未开槽段土体粘合,并起混凝土侧模作用,锁口管用吊车吊放到槽内紧靠端壁,使管中心与连续墙中心一至,并使整个管保持垂直

133、状态,管下端放至槽底,上端固定在导墙或提升架上。锁口管上拔采用液压千斤顶,待混凝土浇筑3小时后,逐渐拔出锁口管,并在8小时内将其全部拔出,在浇筑槽段端部形成半圆状的混凝土接缝面。9、地下连续墙质量验收办法及其验收标准连续墙采用跳槽施工,一期墙灌注完成并达到2.5Mpa以上方可进行相邻槽段的施工,从成槽到连续墙混凝土灌注完毕累计的槽壁暴露时间不宜超过24小时。 在施工过程中,施工现场应一直有技术员专人负责,每个槽段,每道工序都必须进行验收,并做好施工记录。现场检测内容包括:1)检验槽段位置,垂直度,墙顶标高。2)泥浆比重,含砂率,各阶段泥浆的粘度。3)地下连续墙的深度,沉淀厚度。4)混凝土强度等

134、级,配合比,塌落度,骨料粒径,灌注情况(灌注时应根据墙体的体积和实际灌注混凝土的量对比计算,检查充盈系数是否符合规范要求)。5)导管接头密封情况。6)导管入槽深度,灌注混凝土埋管深度以及每次拔管时的埋管深度。7)预留试块和强度试验;试块制作要符合规范要求。槽段验收办法及其验收标准:1)地下连续墙槽段验收按国家及省规范进行,具体分两部分:槽段验收和泥浆验收。成槽达到深度后检查槽段宽度、深度及垂直度。并在成槽过程中根据不同地层变化提取岩样,鉴定入岩的情况,确保达到设计的入岩要求。槽段经验收合格后方可进行清槽。2)经反循环清渣后,泥浆应达到设计的要求。泥浆取样时,是提取离孔底50cm处的泥浆进行检验

135、。3)经验收合格的槽段即可灌注水下混凝土。10、地下连续墙施工常见问题的预防处理措施地下连续墙施工常见问题、原因分析及处理方法见表5.1-6。表5.1-6 地下连续墙施工常见问题的预防处理措施 常见问题原因分析处理方法槽壁坍塌护壁泥浆选择不当,泥浆密度不够,不能形成坚韧可靠的护壁,地下水位过高,泥浆液面标高不够,或孔内出现承压水,降低了静水压力;泥浆水质不合要求;泥浆配置不合要求;质量不合要求;在松软砂层中钻进,进尺过快,将槽壁扰动;成槽后搁置时间太长,泥浆沉淀失去护壁作用;单元槽段太长,或地面附加荷载过大等。适当加大泥浆密度,控制槽内液面标高高于地下水位1m以上,选用合格泥浆,通过试验确定泥

136、浆比重;在松软砂层中钻进,控制进尺,不要过快或空置时间太长;尽量缩短搁置时间,合理决定单元槽段长度,注意地面附加荷载不要过大。夹层导管摊铺面积不够,部分角落灌筑不到,被泥渣填充,导管埋深不够,泥渣从底口进入砼内;导管接头不严密;首批下砼量不足,未能将泥浆与砼隔开;砼未连续灌筑;导管提升过猛;或测深错误,导管底口超出砼面,浇灌时局部堵孔。在槽段灌筑时,配备2个砼导管同时灌筑,导管间距严格按规范要求执行,导管埋入砼深度为2-4m,导管采用丝扣连接,设橡胶圈密封,首批下砼量需充足,使其具有一定的冲击量,能将泥浆从导管挤出,同时保持连续快速进行,导管不提升过猛;快速浇灌,并对砼面及时准确测量。5.2管

137、片生产管片厂的选择及生产计划安排经过深入的调查,我公司选择具有生产能力和资质的广州市安德建筑构件有限公司进行合作,并与该公司签订了管片生产协议。资源配置根据管片的生产进度安排和管片的生产工艺要求,需配备以下设备和人员。工艺设备见表5.2-3,生产劳动力配置见表5.2-4,根据施工进度的需要,设备和人员及时调整来满足生产的需要,确保管片按时按量生产,根据施工工期计划生产情况见下表5.2-1管片生产计划表。表5.2-1管片生产计划表 部位日期20122013合计四季度一季度二季度正线隧道(环)50010007072207出入段线隧道(环)08004901290 根据施工工期计划使用情况见下表5.2

138、-2管片使用计划表。表5.2-2管片使用计划表日期2013合计一季度二季度三季度四季度正线隧道(环)3006506506072207出入段线隧道(环)04004504401290表5.2-3 管片生产工艺设备序号设备名称数量产地型号主要工作性能指标1管片模具66000540030015002混凝土搅拌系统1ELBA60m3/h3拌和系统1ELBAEMC4560m3/h410T双梁桥吊3519.5m5叉车2CPCD 7T80KW6油炉17吊具18帆布蒸养罩849翻片机44KW10空压机23L10/855KW11焊接台座1212普通电焊机11BX3-300-2A21KW13CO2半自动电焊机18D

139、W-45023KW14管片运输车230T15钢筋剪断机3TFO-M16无级调整弯曲机2B-25-ED17钢筋弯弧机2R-32-U18实验室仪器、设备119抗渗试验机120外载荷(抗弯)检验机121弯曲机6GWB-403KW22空压机110m3表5.2-4 生产劳动力配置工种人数工种人数工种人数弯弧8模具检测3桥吊(包地面)7弯曲9浇砼9保全3烧焊18光面6机动3开料8拔螺栓、养护2铲车、平水1脱模6修饰2砼监控1组模10检查2项目部办公室2管片生产工艺流程管片生产流程见图5.2-1。放弃砼不合格合格不合格合格不合格合格模具清理10min模具校核5min涂脱模剂5min钢筋笼安装15min砼浇灌

140、20min光面(管片静养)10min钢筋开料钢筋笼制作钢筋笼检查砼检查砼搅拌砼试件无压蒸养12h(升温)+23h(恒温)+12h(降温)+拆模10min管片检查管片修整标记管片喷淋(喷养护剂)养护场内储存工地放弃管片图5.2-1 管片生产工艺流程图(1)管片生产所用的原材料必须符合规范及设计要求,由管片生产厂家从业主指定的厂家购买,混凝土利用该厂原有的全自动混凝土搅拌站拌料。(2)砂、石根据“进货检验通知单”按批量抽检后使用。(3)细骨料和粗骨料应分别符合JGJ5292及JGJ5393标准的相关各项指标,其中:碎石针片状含量15%。含泥量1.0%。泥块含量0.5%,压碎指标13%。砂:采用河砂

141、,级配区在II区,细度模数2.33.0。泥块含量1.0%,云母含量2.0%,硫化物及硫酸盐含量1.0%。(4)水泥进厂,由厂家提供检验材料,实验室进行抽样检验。细心维护和严格密封水泥储罐或筒仓,以防潮湿和雨水。管片生产技术要求.1主要原材料和预埋件1、主要原材料(1)管片生产所用的原材料必须符合规范及设计要求,由管片生产厂家从业主指定的厂家购买,混凝土利用该厂原有的全自动混凝土搅拌站拌料。(2)砂、石根据“进货检验通知单”按批量抽检后使用。(3)细骨料和粗骨料应分别符合JGJ5292及JGJ5393标准的相关各项指标,其中:碎石针片状含量15%。含泥量1.0%。泥块含量0.5%,压碎指标13%

142、。砂:采用河砂,级配区在II区,细度模数2.33.0。泥块含量1.0%,云母含量2.0%,硫化物及硫酸盐含量1.0%。(4)水泥进厂,由厂家提供检验材料,实验室进行抽样检验。细心维护和严格密封水泥储罐或筒仓,以防潮湿和雨水。(5)使用散装水泥时,散装水泥槽车由水泥生产厂家加封,并提供有一份厂家关于标号、技术规格和重量的检验证书复印件,提交给监理工程师代表。(6)混凝土外加剂由供方提供质检报告。(7)水符合混凝土拌和用水标准,取自公用管网。2、预埋件预埋件按设计图纸进行加工生产,供方提供出厂合格证。进仓时进行外观抽检,不合格产品要废弃,不投入生产使用。管片吊装孔预埋件是管片在隧道中起吊拼装时的受

143、力部件,其抗拉拔能力直接影响管片拼装的安全。环、纵向螺栓孔预埋件的要保证螺栓孔的畅通、内圆面平整。.2钢筋及钢筋骨架1、钢筋钢筋混凝土用热轧带肋钢筋:级。低炭钢热轧圆盘条:级。钢筋进场必须附有质量保证书,经复试合格后投入使用,进场时钢筋按规格分类挂牌堆放,钢筋表面应洁净,不得有油漆、污垢,当钢筋出现颗粒状或片状锈蚀时不准使用。钢筋平直、无局部弯折现象,成盘的钢筋和弯曲的主筋均应调直。制作时严格按照钢筋加工大样图进行断料和弯曲成型。钢筋进入弯弧机时保持平衡,防止平面翘曲,成型后表面不得有裂缝。2、钢筋骨架钢筋网、钢筋骨架主筋的规格、数量和位置必须符合设计规定,并逐件进行观察检查。同一截面的接头百

144、分率与搭接长度符合混凝土结构工程施工及验收规范的有关规定。钢筋骨架焊接牢固,其漏、开焊数量不超过焊接总数的4%,且漏焊或开焊位置不在相邻两焊点上。钢筋骨架采用先成片,后成笼的生产顺序作流水作业。钢筋断料、成行、钢筋骨架制作每道工序必须在班组质量员和车间质检部门的监督下进行。要持证上岗,上岗前要接受质量部门的质量交底,操作工熟悉施工规范及标准。钢筋骨架焊接成型时必须在符合设计要求的靠模上制作,并经测量调整和检验各项尺寸都符合要求后才可进行焊接工作。管片钢筋骨架焊接采用电焊焊接成形,主筋节点采用焊缝强度与钢筋相当的焊条,构造筋间或构造筋与主筋间采用能使焊接部分具有良好性能,不产生焊接缺陷,易于施工

145、的焊条,焊点不能有损伤主筋的现象,焊口要牢固,焊缝表面不允许有气孔及夹渣,焊接后氧化皮及焊渣须及时清除干净。.3混凝土配比设计在确定用于生产预制钢筋混凝土管片的混凝土配合比前,必须先进行混凝土配比试配,对水灰比、胶凝材料总量、矿物掺和料比例和砂率四个影响混凝土强度、耐久性和外观质量的因素进行实验,确定粉煤灰、磨细矿粉、高岭石粉和沸石粉五种掺和料的用量。.4混凝土浇注1、模具的调试和清洁(1)管片模具的调试模具放置在稳固的基面上,水平误差1mm 以下。模具的底脚与地面同时紧密接触,当模具公差不符合要求时,在工程师的指导下按照制造商提供的说明书的步骤进行调校。紧固模具螺栓必须用力矩板手进行。(2)

146、管片模具的清洁管片模具使用前,采用抹布清理表面、刮刀清理混凝土积垢和压缩空气吹净的办法进行清理管片模具。2、喷涂脱模剂喷涂脱模油前先清理模具内表面混凝土残积物,然后使用雾状喷雾器喷涂,用拖布抹均匀,使模具内表面全部均布薄层脱模剂,如两端底部有淌流的脱模剂积聚,用棉纱清理干净。3、组模检查侧模板与模底板的连结缝的粘胶布是否有脱落现象,如有及时纠正。将侧模板向内轻轻推进就位,用手旋紧定位螺栓,使用模端的推上螺栓,将模板推至吻合标志,将端模板与侧模板连接螺栓装上,用手初步拧紧后用专用工具均衡用力拧至牢固,特别注意严格使吻合标志完全对正位,并拧紧螺栓,不得用力过猛。把侧模板与底模板的固定螺栓装上,用手

147、拧紧后再用专用工具由中间位置向两端顺序拧紧,禁止反顺序操作以免导致模具变形精度降低。4、钢筋骨架入模在钢筋笼指定位置上装上保护层垫块后由桥吊配合专用吊具按规格把钢筋笼吊放入模具,操作时桥吊司机与地面操作者密切配合,两端由操作者扶牢,以明确手势指挥,对准位置起吊、轻放、不得使钢筋笼与模具发生碰撞。钢筋笼放入模具后要检查周侧,底部保护层是否匀称,任何令保护层大于规定公差和严重扭曲的钢筋笼不得使用。所有预埋件,钢筋笼、钢模组合好后,设专人负责对模具进行宽度等尺寸的检验,核对吻合标志。检验合格后,填写记录,挂上绿色标志方可做下一道工序。5、混凝土搅拌(1)搅拌站上料系统和搅拌系统由市计量所定期进行计量

148、检定,严格按规程要求进行操作,并定期校验电子称量系统的精确度。(2)混凝土配合比必须经审批确认后方可使用。混凝土的细骨料采用清洁的砂,粗骨料采用坚硬的碎石,并选择最佳颗粒级配。从抗渗标号、水灰比、坍落度上对混凝土配合比均充分考虑砼抗渗性、抗硫酸盐性能等耐久性设计。(3)更改配合比必须经业主及监理批准许可。(4)为确保混凝土的搅拌质量,由持有试验员上岗证的工程师负责监督搅拌系统运作。(5)只有被确认坍落度在7020mm范围内的符合设计级配要求的砼方可用于管片生产。6、混凝土浇注(1)混凝土采用搅拌车运送并直接投料或料斗投料(视模具高度而定)。(2)浇筑前必须按规定对组装好的模具进行验收,发现任何

149、不合格项目应通知上工序返工,经验收合格后取走挂在钢筋笼上的标志牌表示可以浇筑。(3)只有被确认坍落度在6020mm范围内,温度在30以下,空气含量在1%以内才可使用,否则要废弃。(4)混凝土要分层次灌注,要注意使砼在模具内匀布。(5)振动成型1)以50mm振动棒密实成型(K件应采用30mm振动棒补振,振动时成45度插入并要注意使振棒移位,不得接触和碰撞模具。端部振动时,振动棒放置在接近端部的中部振动,完成后,先后要与模侧板相距20cm左右处插入振动,至少量浆水从盖板边缘均匀淌出止。2)在模具中段振动成型时,振动棒应先从与灌浆孔螺栓相距20cm左右两处开始与侧板平等方向斜插入振动,至灌浆孔螺栓位

150、置不再冒喷射状气、水泡止,严禁碰撞浆孔螺栓,继而在与侧板距30cm左右处振动至混凝土与侧板接触处不现在喷射状气、水泡,并均匀起伏止。3)视砼坍落度情况,每个振动点振动时间控制在1020秒内,振动完成后振动棒必须缓慢拔出。4)全部振动成型完成后,应抹平中间处混凝土,然后用土工布盖好。7、混凝土抹面打开面板的时间随气温及混凝土凝结情况而决定,一般以用手按有微平凹痕迹为准。粗磨面:使用铝合金压尺,刮平去掉多余的混凝土(或填补凹陷处),并进行粗磨。中磨面:待混凝土受水后使用灰匙进行光面,使管片表面平整、光滑。精磨面:使用长匙精工抹平,使表面光亮无灰匙印。.5管片养护存放及运输1、管片养护(1)蒸汽养护

151、1) 混凝土初凝后,将顶板合上,在模具外围罩上一个紧密不透气的帆布罩,进行蒸汽养护。施工时顶板作为支架至承帆布套,顶板不能与混凝土表面接触,要留有1015cm的距离,让蒸汽在此空间流动。帆布套脚紧贴地面并压上重物,防止蒸汽跑掉。从模具下部通入蒸汽,布套外侧顶部留有测温孔。蒸汽养护前的静停时间不得小于2小时。2)管片蒸汽养护时,除满足一般蒸汽养护操作规程外,还应注意以下几点:A升温控制在23小时,为防止因温度升高过快使混凝土膨胀损害内部结构,每小时温速变化率控制在1015,禁止超过20。B恒温阶段一般在1.5小时左右,蒸养温度为5060。C降温时间控制在1.5小时以上,未到规定降温时间禁止脱模。

152、降温方法为:达到规定的养护时间后,关上供气阀,部分掀开帆布套,让模具和混凝土自然冷却一小时后全部揭走汽套,再过半小时方可脱模。养护过程见图5.2-2。3)养护罩内的温度、湿度由专人每小时记录一次,并及时调整供气量,控制温度,混凝土达到一定强度后,进入下一道工序。4)脱模:管片脱模混凝土强度控制在设计强度的5060%,脱模强度由有关试验室检测。管片起吊时,必须保证稳速垂直,不得损坏管片的边角及手孔座位置。图5.2-2 蒸汽养护曲线图(2)管片水养管片从钢模中脱模后,加强水养护,以提高混凝土的后期强度增长。管片水养采用水养池养护14天后,吊出养护池进入储存区存放和洒水养护,并在管片的端部注明生产日

153、期及管片的型号。2、管片存放及运输(1)管片厂的管片存放及运输1)管片按生产日期及型号侧立排列整齐,按规定进行养护。2)管片在浸水养护完毕后方可置放在储运场存放,储运场地应坚实平整,存放在管片内弧面应向上平稳地置放整齐,垫条应上下成一直线。3)管片在场内应小心搬运及堆放,使因此引发的内应力不超过砼抗压强度的1/3。4)达到设计强度管片才可出厂。5)运输管片出厂时,管片内弧面应向上平稳地置放于运输车辆上,管片之间应垫有柔性材料,防止撞击。6)按施工进度要求和所下达的生产计划组织生产,达到龄期并检验合格的管片有计划地由平板车运到施工现场,管片运输时之间用垫木垫实,保证管片的完好性。(2)施工场地的

154、管片存放与运输1)管片到达现场后由龙门吊卸到专门的管片堆放区。在卸之前对管片进行逐一的外观检测,不符合要求(裂缝、破损、无标志等)的管片立即退回。管片吊放到两节拖卡上,之间用方木垫隔,拖卡上也预先安放了方木垫块以方便管片堆放。2)管片贴密封垫后,经专人检查合格(位置、型号、粘结牢固性等)才可吊下隧道使用。遇雨天管片上加盖罩设施,以确保雨季施工不受影响。3)管片下井采用龙门吊进行。洞内运输采用电瓶车牵引管片车运输。4)管片运到盾构机附近后,由专门设备卸到靠近安放位置的平台上,再送到管片安装器工作范围内,并被从下到上依次安装到相应位置上。.6检验、试验、管片精度及外观检查1、模板质量检验模板尺寸的

155、偏差应符合表5.2-5的规定,并按下式计算其合格率:=(1-nw/nt)100% 式中 合格点率nw不符合要求的检查点数nt总检查点数新制作的模具和大修后的模板,应逐件检查。对连续周转使用的模板应每月检验一次。检验合格的模板作出验收标志。表5.2-5 模板尺寸允许偏差及检验方法序号项目单位允许偏差检验方法1宽度mm0.25测微螺旋2弦长mm0.4钢卷尺、刻度放大器3边模夹角mm塞尺量测0.2靠模、塞尺4对角线mm0.8钢卷尺、刻度放大器5内腔高度mm+2/0游标卡尺-为主控项目当每件模板的尺寸出现下列情况之一时,进行返修:(1)出现超过允许负偏差值的检查点。(2)出现超过允许正偏差值的1.2倍

156、的检查点。(3)出现三个或三个以上超过允许正偏差值的检查点。2、钢筋及钢筋骨架的检验表5.2-6钢筋加工尺寸的允许偏差和检验方法项 目允许偏差检验方法剪切用于主筋和构造筋10钢卷尺量折弯主筋弯折点位置15箍筋尺寸5表5.2-7 钢筋骨架尺寸的允许偏差和检验方法项目允许偏差(mm)检验方法钢筋骨架弦长+5-10用尺量宽+5-10高+5-10受力主筋间距10层距10保护层厚外侧:40内侧:30入模后,用尺量一端及中部,取其中较大值箍筋间距点焊10用尺量连续三档,取其中最大值分布筋间距点焊5钢筋弯起点位置偏移15选取两处,用尺量弯起点至骨架端部,取其中较大值预埋件中心位置偏移1用尺量纵横两个方向,去

157、其中较大值3、管片质量检测作为盾构工程施工隧道衬砌的管片,其制作的质量和精度要求十分严格,隧道质量的优劣与管片精度的高低和质量的好坏有着密切的关系,而且作为盾构机掘进的支撑后盾,管片的精度直接影响着盾构机的姿态。因此,我们将对管片的质量检测予以高度重视。(1)管片检测组织机构成立专门的管片质量检测小组,认真学习管片质量标准,在检测过程中杜绝将不合格产品运往工地,保证管片质量。(2)原材料和拌和物检验1) 所有材料必须经有资质的实验室和质检部门的检验,试验和加工证书提交监理工程师,经确认合格后才能使用。2) 任何材料,在未经过监理工程师批准前,不得使用。没有监理工程师的许可,不改变材料的属性、质

158、量、类别、型号、供应及加工来源。原材料用量允许偏差见表5.2-7。表5.2-8 原材料计量允许偏差原材料允许偏差(%)水泥、混合材料2骨料3水、外加剂23) 细心维护和严格密封水泥储罐或筒仓,以防潮湿和雨水。4) 混凝土拌和物需进行坍落度实验,坍落度符合混凝土施工配比的规定。(3)管片精度及外观检查外观质量检验要求:每块管片都进行外观检验,管片表面光洁平整,无蜂窝、露筋,无裂痕、缺角,无汽、水泡,无水泥浆等杂物。灌浆孔螺栓套管完整,安装位置正确。轻微的缺陷进行修饰,止水带附近不允许有缺陷。产品最终检验由安全质检部门派出的质量监督员负责。所有检验的数据做好记录,并在产品规定的位置上印上标识,表示

159、经检验合格,可以进入水池养护。不合格的产品及时隔离。表5.2-9 管片外观质量要求及检验方法项 目质量要求检验方法漏 筋无观察、用直尺量孔 洞无观察、用直尺量蜂 窝无观察裂缝影响结构性能和质量的裂缝无观察和用尺、刻度放大镜量测不影响结构性能和质量的裂缝无外形缺陷无观察外表缺陷无观察外表玷污无观察表5.2-10 管片(构件)允许偏差及检验方法序号项目允许偏差检验频率检验方法备注范围点数1管片宽度0.3mm每块6卡尺量左、中、右三个断面的上、下各测一点2内弧弦长1.0mm每块3钢尺量3厚度1.0mm每块3卡尺量4螺栓孔直径及位置1.0mm每块3钢尺量5底座夹角60秒每块4四角各检测一点6纵环向芯棒

160、中心距0.5mm每块2抽查7内腔高度1mm每块2卡尺量抽查(4)管片的试拼装1)示范衬砌在预制混凝土管片生产正式开始之前,制作三环完整的预制混凝土管片,包括螺帽、螺栓和其它附件,并提供检测报告供监理工程师审批,以展示预制混凝土管片结构在给定的公差要求之内,管片水平放置。2)每套管模每生产100环抽查3环做水平拼装检验,管片试拼装采用多点可调度平台,可调平台的数量为12个。精度测试拼装时的环向螺栓的预应力按拧紧力矩控制,拧紧力矩控制在200250KN.m之内,纵向螺栓的预应力拧紧力矩可控制在150200KN.m之间。水平拼装检验标准应符合表5.2-11的规定。表5.2-11 管片水平拼装检验及允

161、许误差偏差值序号项目允许偏差(mm)检验频率检验方法范围点数1环向缝间隙0.60.8每环3塞尺量2纵向缝间隙1.52每条缝3塞尺量3成环后内径2每环3钢卷尺4成环后外径-2、+3每环3钢卷尺5纵向螺栓孔孔径1螺栓杆与孔全部插钢丝6环向螺栓孔孔径1.0螺栓杆与孔全部插钢丝7拼装成环后初始椭圆率2每5环1钢尺量、计算8每一环管片定位量3每环1钢尺量上表标准采取设计规范中错缝拼装的相应要求。环面平整度和相邻环高差按规范及合同要求执行。(5)管片强度及抗渗试验1)混凝土抗压强度检验混凝土的强度检验要求其取样必须制作养护和实验符合现行国家标准混凝土强度检验评定标准的有关规定。2)抗弯试验采用千斤顶分配梁

162、系统加荷,加荷点标距900mm,支撑管片两端和小车可沿地面轨道滑动。采取分级加荷法:初次加载荷重为40kN,100kN前每级加荷20kN;以后按每级10kN增加。每级加载完成后持续1min记录压力表读数以及中心点加荷点挠度和水平位移变量。当实测裂缝宽度达到0.2mm时,加荷不再分级,且把位移测量表拆下,连续加荷至构件破坏。根据中铁二院【xxR2线区间】联字(2012)第53号工作联系单,所提供的R2线各区间盾构隧道管片结构计算结果(最大正弯矩、最大负弯矩、以及对应轴力、最大剪力值)进行验算得出我标段管片加载至250KN时,管片裂缝宽度不大于0.2mm。抗弯试验在管片正式生产前进行,以验证管片抗

163、弯能力。D11D22D33D44D5D7管片 片1130mm试压架 活动小车 千斤顶 试压杆 橡胶垫D1D7百分表 管片 压力表图5.2-3 管片抗弯实验示意图3)管片吊装孔抗拔试验管片正式生产前作抗拔能力验证管片吊装孔的抗拔能力,以确保施工中管片安装安全。图5.2-4 管片吊装孔抗拔实验示意图4)抗渗试验每五环管片为一批,进行一次抗渗性能实验,混凝土试件的制作和实验符合现行国家标准普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法,抗渗试验结果满足设计要求检验设计混凝土配比能否满足抗渗的要求。抗渗试验的水压施加在实际工程的迎水面一侧或高水压一侧,水压力按P水=Wi+0.2MPa(稳压2小时计算),Wi按设

164、计抗渗标号取1.2MPa。做抗渗试验后,目测判断管片的抗渗指标是否满足。若管片侧向厚度方向的渗水高度h水h/5- h/6,( h为管片厚度),则说明抗渗合格,反之则不合格。(6)检验测量和试验设备控制 1)所有检测和试验设备必须经国家法定的检测机构检验合格才允许使用,并贴上合格标识,确保量值溯源到国家基准。2)检测仪器设备应在有效期内使用,使用前应进行校准,使用后进行复核。3)从事检验的工作人员必须持有建筑工程质量检测证才能上岗操作。4)检测工作应严格按各种材料的检测操作规程进行检验,并如实填写检测数据。5)试验室的试验仪器设备经常进行清洁保养,仪器设备的检定按周期检定计划进行。管片生产质量保

165、证措施.1管片生产原材料质量控制管片混凝土原材料主要包括水泥、骨料、水、添加剂和钢筋。对其质量要求遵守以下国家质量标准控制和招标文件通用技术条款:GBJ321-90预制混凝土构件质量检验评定标准GB50010-2002混凝土结构设计规范GB50204-2002混凝土结构工程施工及验收规范JGJ18-96钢筋焊接及验收规程GBJ107-87混凝土强度检验评定标准GB50164-92混凝土质量控制标准JGJ55-2000普通混凝土配合比设计技术规定GB50108-2001地下工程防水技术规范DGJ08-233-1999盾构法隧道工程施工及验收规程GB50299-1999 2003版地下铁道工程施工

166、及验收规范管片生产所用原材料的采购、保存、检验均应符合以上规范和标准,材料进场必须附有生产厂的产品质量保证书。同时,进场材料应得到业主和监理工程师的认可和批准。.2生产过程控制派富有经验的工程师进行管片生产过程管理与监控,并按要求进行检验。管片在生产过程中,影响管片尺寸和强度的因素很多,因此规范的操作至关重要。施工中应加强如下过程控制:钢筋加工及混凝土制备严格按设计和规范要求进行施工,确保钢筋笼及成品混凝土符合设计要求。模具的清理混凝土清理不干净,不仅影响脱模后的外观,还会因为模具关闭不严而影响管片尺寸,引起漏浆等。螺栓的扭矩模具的尺寸是在规定扭矩下才达到规定的值,操作不当便会影响管片的尺寸,

167、因此,施工中必须使用扭矩扳手,并按规定的扭矩进行操作。振动时间因为管片的配筋率较高,钢筋非常密,振动时间不足会使管片的表面出现蜂窝麻面,并且影响抗渗性能,振动时间过长会导致混凝土的离析。应根据施工实际情况确定合理的振动时间。蒸汽养护严格控制与掌握管片蒸汽养护的温度和时间。.3交货验收对不合格产品进行标识,杜绝不合格产品出厂;施工现场进行管片验收,不合格产品作报废处理,严禁进入工地使用。5.3盾构空推段矿山法隧道施工盾构空推段矿山法隧道施工另编制施工方案,本方案中无相关内容。5.4泥水处理系统安装施工泥水处理系统安装施工另编制施工方案,本方案中无相关内容。第六章 盾构隧道始发及试掘进施工盾构始发

168、的工艺流程盾构始发流程见图6-1盾构始发流程框图。 始发掘进、负荷调试泥水处理系统的安装和调试洞门防“磕头”措施洞门密封后盾尾注浆回填安装反力架、盾构机连接、空载调试安装负环管片盾构机组装安装盾构机始发托架始发端头地层加固安装洞门钢套筒及密封装置盾构掘进及管片安装图6-1 正线盾构始发工艺流程图6.1盾构隧道始发前的准备工作洞门环的复测及打设水平探孔1、洞门环复测盾构井施工完成后应对洞门环的精度进行复测,洞门偏差不应大于20mm。以保证盾构机的顺利进入和洞门防水的效果,洞门复测完成后根据复测结果安装始发托架。2、洞门选点打设水平探孔为了进一步检查端头加固的效果确保盾构安全始发,应在洞门内适当的

169、位置选点打设水平探测孔。探孔深度为透过洞门围护结构连续墙,到掌子面处(约2.5m)。抽孔位置为时钟点位3点/6点/9点/12点。水平探孔不少于5个,洞门中心布置1个。对探孔进行评估加固的效果,若加固效果无法满足盾构始发要求,则应采取水平注浆、地面垂直注浆等措施进一步加固处理,直到满足相关要求为止。水平探孔布置示意图见图6.1-1。图6.1-1水平探孔布置示意图安装洞门钢套筒及密封装置为了防止盾构始发掘进时泥土、地下水及循环泥浆从盾壳和洞门的间隙处流失,以及盾尾通过洞门密封后,背衬同步注浆的浆液流失,在盾构始发时需安装洞门临时密封装置,临时密封装置由一道橡胶板密封组成,其中橡胶板密封由帘布橡胶、

170、扇形压板、折叶板、垫片和螺栓等组成。洞门密封分两步进行施工,第一步是在盾构始发井施工时做好预埋件(A板)的埋设工作,需要特别注意的是在埋设过程中预埋件必须与结构钢筋连接在一起,考虑到盾构机与加固范围的长度差值,在前方增设连续墙的情况下,盾尾与洞门密封装置距离太近,无法进行有效注浆作业,可能引起河水沿盾体周边超挖空隙向中间风井基坑方向回流倒灌,引起洞门处涌砂涌水等灾害。为了提高始发安全系数,同时防止刀盘切削连续墙时损伤橡胶帘布板。在洞门处增设一道钢套筒,套筒宽50cm,密封装置安装在钢套筒上,等于把洞门向大里程方向移动了50cm。再加上旋喷加固区域和新增的连续墙,使得加固区域加长了1.5m,并且

171、在沿钢套筒圆周布置8个应急注浆孔。见图6.1-2应急注浆孔布置图。图6.1-2应急注浆孔布置图第二步在盾构正式始发之前,完成钢套筒密封固定板、折叶压板及帘布橡胶板安装,在密封装置安装时需要注意密封橡胶帘布及扇形压板的安装方向。密封橡胶帘布端头凸起方向与盾构掘进方向相同。盾构机进入预留洞门前在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油以免盾构机刀盘刮碰帘布橡胶板影响密封效果。洞门密封的完善:当盾构刀盘全部通过密封装置后,开始向泥水仓内加压,压力仅满足泥浆充满泥水仓,此时如果有漏浆现象,可以在相应的位置利用预留注脂孔向内注油脂,使油脂充满帘布橡胶密封装置内的空隙。当盾构机盾尾通过密封且折叶板下翻,刀盘进入前

172、方素混凝土连续墙0.5m后,停机进行同步注浆并及时利用应急注浆孔向内注砂浆,注浆压力始终高于泥水压力0.01Mpa左右,使洞门临时密封起到很好的防水效果,从而使盾构顺利始发并减少始发时的地层水土流失。见图6.1-3洞门密封示意图。图6.1-3洞门密封示意图在试掘进100m完成后在拆除负环管片,再依次拆除扇形压板、密封橡胶板、压紧环板、螺栓和钢套筒分类存放,以备下次使用。(注:下穿寒溪河时,可根据实际情况,待通过寒溪河后进行拆除。)始发托架的安装始发托架的安装是在始发井完成施工后进行,始发托架是盾构机在始发井底板上的支撑和定位托架。盾构始发托架采用钢结构形式,主要承受盾构机的重力和推进时的摩擦力

173、,当盾构在组装时还需要对主机进行前后移动,结构设计考虑了盾构前后移动施工的便捷和结构受力。首先依据隧道在此处的设计轴心线确定始发托架中心线,托架中心线与线路中心线垂直投影重合。通过测量放线,将托架中心线的位置和托架导轨的切点位置刻划于始发井底板或端墙及侧墙上,以指示托架安装的位置,同时始发托架的安装高程比设计标高统一抬高20mm。始发井回填部分不平处,用钢板找平,使盾构机始发能保持一种抬头趋势。始发托架安装高程误差控制在5mm之内,与洞门的垂直度控制的20mm内。准确定位后将始发托架与始发基础预埋钢板焊接连接;始发托架底部要垫平稳,避免扭曲;在始发托架两侧每隔1.5m利用200H型钢给始发托架

174、加横向支撑,提高始发托架的稳定性;在盾构机主机组装时,在始发托架的导轨上涂硬质润滑油以减小盾构机在始发托架上向前推进时的阻力。托架安装完成后要对实际位置进行复测和调整,确保始发托架定位精度满足要求。其结构见图6.1-4始发托架断面图和6.1-5始发托架平面图。 图6.1-4始发托架断面图图6.1-5始发托架平面图洞门防“磕头”措施当刀盘进入洞门后,在10环处始发托架的导轨必须延伸,焊接临时装置,保护橡胶止水帘布。考虑到盾构在始发掘进过程中,由于盾构机自身的重心靠前,始发掘进时容易产生向下的“磕头”现象。故盾构机托架安装时除了使盾构机轴线与隧道设计轴线保持平行,盾构中线比设计轴线适当抬高20mm

175、外。还应保持盾构机始发时呈抬头趋势前进。盾构机防扭装置盾构机刀盘进洞切削掌子面时会产生巨大的扭矩,为了防止此时盾构机壳体在始发导轨上发生偏转,可以在始发导轨两侧的盾构机壳体上焊接防扭装置(采用I18工字钢加工而成),防扭装置每隔2.0米在盾构机两侧各焊接一个。随着盾构机的前行,当防扭装置靠近洞门密封时,将之割除。防扭装置见图6.1-6盾构机始发防扭装置图。图6.1-6盾构机始发防扭装置图盾构机的组装与调试盾构组装及调试另编制施工方案,本方案中无相关内容。反力架及支撑系统的安装反力架的安装在盾尾安装完成之后、与一号台车连接之前进行。(1)准备工作依据结构设计图纸,在反力支撑安装前要进行如下准备工

176、作:在盾构工作井底板施工时预埋钢板,预埋钢板与底板连接牢固,且尺寸略大于反力架底座。(2)反力架及支撑系统设计及安装反力架结构设计反力架采用组合钢结构件,便于组装和拆卸。反力架结构依据土建结构进行设计;反力架提供盾构机推进时所需的反力,因此反力架须具有足够的强度和刚度;反力架支撑系统将盾构推力作用到土建结构上,支撑提供的反力应满足要求,且支撑有足够的稳定性,盾构始发时反力支撑需提供15000KN的反力,反力架支撑考虑底部和上部水平直支撑,中间斜撑的方式。反力架及支撑系统的安装由于盾构始发姿态是空间结构,反力架竖直布置,反力架的横向和竖向位置保证负环管片传递的盾构机推力准确作用在反力架上。安装反

177、力架时,首先用全站仪测定水平偏角和位置,然后将反力架整体组装,并由组装吊车配合校正其水平偏角和倾角,在定位过程中利用手动葫芦和型钢等工具配合。最后经测量无误后将其焊接固定(特别注意的是,反力架底座与底板预埋钢板焊接牢固,避免在斜撑的作用下反力架上移)。在安装反力架时,反力架左右偏差控制在10mm之内,高程偏差控制在5mm之内,上下偏差控制在10mm之内。为了保证盾构推进时反力架横向稳定,用型钢对反力架进行横向的固定。反力支撑要及时安装,利用吊车将反力支撑起吊并与反力架以及预埋钢板连接牢固。反力支撑尺寸要提前设计加工好,以加快支撑安装速度。反力架的结构示意图见下图。图6.1-7反力架与支撑焊接受

178、力点分布图图6.1-8有直墙段反力架支撑示意图图6.1-9无直墙段反力架支撑示意图图6.1-10反力架底层水平支撑预埋板俯视图安装负环管片考虑到盾构始发井长度为13.9m、洞门装置、反力架位置、盾体长度为10.15m以及盾体安装空间要求后,本工程将安装7环负环管片和一环0环管片,环宽1500mm,厚度350mm,每环6块整环拼装,负环管片每环管片之间及每片管片之间均采用螺栓连接。安装时把负环管片与始发托架导轨间的空隙用木方垫实。在拼装第一环负环管片前,在盾尾管片拼装区均匀安设6根长1500mm、厚75mm的槽钢(盾尾内侧与管片外弧面的间隙为75mm)。在盾构机内拼装好后利用盾构机推进千斤顶将管

179、片缓慢推出,当管片推出1000mm后开始拼装第二环管片(切不可将第一环管片全部推出槽钢段再拼装第二环管片),直至负环管片与反力支撑靠紧,用薄钢板将负环管片与反力架之间的缝隙填实并将垫块固定牢固。负环管片在脱出的过程中要及时进行支撑,避免负环管片失圆过大引起下一环管片拼装困难。随着负环管片的进一步拼装,待盾构机完全进入洞内,洞口开始进行同步注浆时,将槽钢拆除。安装负环管片具体的技术要点如下:在盾尾壳体内安装管片支撑垫块,为管片在盾尾内的定位做好准备,负环管片安装见图6.1-11负环管片纵断面安装示意图和图6.1-12负环管片立面安装示意图。图6.1-11负环管片纵断面安装示意图图6.1-12负环

180、管片立面安装示意图负环管片安装前在盾尾内侧标出负7环管片的位置和封顶块的偏转角度,管片安装顺序与正常掘进时相同。安装拱部的管片时,由于管片支撑不足,要及时垫方木进行加固。负7环管片拼装完成后,用推进油缸把管片推出盾尾,并施加一定的推力把管片压紧在反力架上,即可开始下一环管片的安装。管片在被推出盾尾时,要及时进行支撑加固,防止管片下沉或失圆。同时也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力,因此支撑应尽可能的稳固。每环管片全部脱出盾尾后,用钢丝绳和25t手拉葫芦对已脱出的负环管片环向捆绑,并在管片与始发托架缝隙加垫方木和木楔,保证管片不在变形。6.2盾构始发建舱技术建仓压力的计算泥水盾构切口泥水压力的设

181、定,由于盾构机穿越加固区域所以切口压力设定值不宜过大所以根据国内外的诸多施工经验取计算公式如下:泥水压力设定上限值:式中:P上限 为切口泥水压力上限值(kpa); 为地面至隧道中心埋深(m); 为土的容重(KN/m); 泥水压力设定下限值:其中 P下限 为切口泥水压力下限值(kpa)Ka为主动土压力系数 为内摩擦角根据图纸给出的相关数值得出再加附加压力20kpa, ,具体泥水压力根据实际情况选取适合值。 泥浆的配制建舱的循环泥浆指标满足粘度25s-30s之间,比重不大于1.3为宜。调浆池制浆总量满足舱内、管道及循环用量。但要考虑一定的泄漏和应急备用。该部分的循环泥浆通过泥水场的调浆池由P1泵泵

182、入开挖仓,进行调压试验,再由P2泵输送至泥水场,形成泥水循环。 压力建仓压力试验分3 个阶段,第1 阶段是向开挖仓和气压仓内加注泥浆,使液面高出盾构机轴线以上;第2 阶段将气压仓内压力逐级增加到液面逐渐降至中轴线位置,使工作舱内充满泥浆。检查洞门密封是否泄漏,循环系统是否正常、设备测试元件显示是否准确,若无异常,保持压力,开始正式掘进;第3 阶段,若有泄漏或设备元件等发生异常,采取慢速减压方式,将仓内泥浆排出,进行修复后再进行建压始发。当盾构掘进时,由于泥浆的流失或盾构推进速度的变化,进出泥浆量将会失去平衡,空气和泥浆接触面位置就会出现上下波动现象。通过液位传感器,可以根据液位的变化控制泥浆泵

183、的转速,使液位恢复到设定位置,以保持开挖面支护压力的稳定。当液位达到最低极限位置时,可以自动停止排泥泵。6.3盾构始发盾构始发的技术要点 在进行始发托架、反力架和首环负环管片的定位时,要严格控制始发托架、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。始发前托架定位时,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。 在盾尾壳体内安装管片支撑垫块,为管片在盾尾内的定位做好准备。安装拱部的管片时,由于管片支撑不足,要及时垫方木进行加固。管片在被推出盾尾时,要及时进行支撑加固,防止管片下沉或失圆。同时也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力,因此支撑应尽可能的稳固。 在始发

184、阶段由于推力较小,地层较软要特别注意防止盾构低头。 盾构在始发托架上向前推进时,通过控制推进油缸行程使盾构机基本沿始发托架向前推进。始发初始掘进时,盾构机处于始发托架上,因此需在始发托架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。 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。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托架提供的反扭矩。 盾构始发前要根据地层情况,设定一个掘进参数。开始掘进后要加强监测,及时分析、反馈监测数据,动态地调整盾构掘进参数。 盾构组装前在托架导轨上涂抹油脂,减少盾构推进阻力;始发前在刀头和密封装置

185、上涂抹油脂,避免刀盘上刀头损坏洞门密封装置。最为关键的是盾尾组装时的手抹油脂的正确使用。手抹油脂一定要抹到位,而且用量足够。掘进时机打油脂要起到完好的保压作用,在盾构机的掘进过程中时刻跟踪注脂,注脂用量要根据油脂厂家提供的数据参数进行压注,机打油脂的保压目的主要是保护盾尾,防止物体从盾尾侵入,保证盾尾密封的完好,是保证盾构机的良好运行的关键。盾构始发阶段的工程管理盾构机掘进施工时,紧密结合寻求开挖面稳定、掘进姿态控制、衬砌管片的拼装、管片背后的同步注浆管理的目的,进行全过程动态管理,各种技术措施需要在施工掘进中不断的进行经验总结,并逐步优化。主要内容见表6.3-1掘进管理的主要内容表6.3-1

186、掘进管理的主要内容项目内容开挖面稳定管理1、 设置并保持开挖面稳定的泥水压力。2、 理论开挖量与实际开挖量对比。3、 保证进排泥浆量的动态平衡。4、 合理设定掘进参数,如推力、刀盘转速、掘进速度、扭矩和贯入度。5、 泥浆性能检测和调制。盾构机姿态控制盾尾间隙、中转折角、俯仰、水平和滚动转角,蛇形量的控制等衬砌管片的拼装1、 正确的选用管片和管片拼装位置。2、 管片防水胶条的检查和破损情况的检查。3、 拼装质量控制。管背同步注浆1、 正确选用注浆配比和注浆特性。2、 注浆压力管理。3、 注浆量的控制。4、 注浆管路的通畅。.1参数的确定盾构推进后背反力通过反力支座提供,反力支座根据设计要求采用钢

187、筋混凝土结构,施工中严格按照设计图纸要求控制,确保施工质量满足盾构始发要求。在盾构始发掘进过程中,当扭矩过大时,可减小盾构机推力、降低推进速度及调整泥浆指标,从而降低刀盘扭矩。泥浆的粘性应较大,一可以避免出现逸泥现象,利于成膜,保证掘削面的稳定,二是地层中所含大粒径砾石较多,粘性较大的泥浆可以防止砾石在泥水舱中的沉积,利于输送碴土。但泥浆粘性过大,增加了泥浆水、土分离设备滤除废渣,得到原状泥浆的难度。从稳定掘削面的角度出发,泥浆相对密度越大,成膜性越好;另外泥浆相对密度大,对掘削土砂的浮力作用也大,运送排放掘削土砂的效果也好。但泥浆相对密度过大,流动摩阻力增加,流动性变差,易使泥浆运送泵超负荷

188、运转,地表泥浆水、土分离难度大。为了确保安全掘进,根据地层情况,确定始发试掘进的参数见表6.3-2。 表6.3-2始发试掘进的参数掘进参数切口压力设定值掘进速度备注泥水仓中心压力(掌子面为围护结构连续墙)0.5bar0.7bar2-3mm/min盾构机始发时不破除洞门,直接切削连续墙玻璃纤维筋。为了防止玻璃纤维筋不是被切断而是拉断,从而产生长条玻璃纤维筋,堵管造成切口水压波动,所以采用缓慢推进速度,待切削完成后。完全排出玻璃纤维筋碎屑,准备进入加固体。泥水仓中心压力(掌子面为加固土体)1.3bar1.6bar20mm/min加固土体侧压力小于原状土侧压力,计算时按原状土考虑可满足掌子面稳定条件

189、。泥水仓中心压力(刀盘进入未加固土体)2.4bar2.6bar50mm/min考虑到土体的极限状态,静止土压力系数取0.38;主动土压力系数取0.297。注:本表为初步确定参数,施工中根据情况作相应调整。.2掘进姿态的控制由于地层软硬不均和坡度变化以及操作等因素的影响,盾构推进不可能完全按照设计的隧洞轴线前进,而会产生一定的偏差。当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化,并造成地层损失增大而使地表沉降加大,因此盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向,及时有效纠正掘进偏差。1、盾构掘进方向控制根据本工程的具体情况,采取以下方法控制盾构掘进方向:(1)采用VM

190、T SLSSL全自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测。该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等,能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向,使其始终保持在允许的偏差范围内。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移,必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠,拟每天进行人工测量,以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态,确保盾构掘进方向的正确。(2)采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息,结合隧道地层情况,通过分区操作盾构机的推

191、进油缸来控制掘进方向。在上坡段掘进时,适当加大盾构机下部油缸的推力。2、盾构掘进姿态调整与纠偏在实际施工中,由于地质突变等原因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,因此及时调整盾构机姿态、纠正偏差。(1)参照上述方法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)当滚动超限时,盾构机会自动报警,此时采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。3、方向控制及纠偏注意事项(1)在切换刀盘转动方向时,保留适当的时间间隔,切换速度不宜过快,切

192、换速度过快可能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应及时调整掘进参数,调整掘进方向时设置警戒值与限制值。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,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,然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下,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,否则可能造成管片局部破损甚至开裂。(5)正确选择管片封顶块的拼装位置,确保拼装质量与精度,以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。(6)做好施工记录。管片

193、拼装管片的拼装程序图6.3-1 管片安装程序图管片的拼装程序见图6.3-1管片安装程序图。管片的安装方法 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。 管片安装尽量从隧道底部开始,然后依次安装相邻块,最后安装封顶块。 封顶块安装前,对止水条进行润滑处理,安装时先径向插入50cm,调整位置后缓慢纵向顶推。 管片块安装到位后,及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,其顶推力大于稳定管片所需力,然后方可移开管片安装机。 在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。管片壁后注浆盾构施工引起的地层损失和盾构隧洞周围受扰动或受

194、剪切破坏土的再固结以及地下水的渗透,是导致地表沉降的重要原因。为了减少和防止沉降,在盾构掘进过程中,要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙。注浆的目的管片衬砌背后注浆是盾构施工中的一项十分重要的工序,其目的主要有以下三个方面:(1)及时填充盾尾建筑空隙,支撑管片周围岩体,有效地控制地表沉降;(2)凝结的浆液将作为盾构施工隧道的第一道防水屏障,增强隧道的防水能力;(3)为管片提供早期的稳定并使管片与周围土体一体化,有利于盾构掘进方向的控制,并能确保盾构隧道的最终稳定。注浆方式在盾构掘进过程中,通过盾尾注浆管在掘进的同时进行注浆的同步注浆。必要时,在管片脱出盾尾后

195、,通过管片上预留的注浆孔进行补强的二次注浆。同步注浆能够及时填充管片与地层间环形空隙、控制地层变形、稳定管片结构、控制盾构掘进方向,加强隧道结构自防水能力,对建筑空隙采用盾尾内置的注浆管进行同步注浆。(1)同步注浆材料采用水泥、粉煤灰、砂子按设计比例配成的浆液作为同步注浆材料。(2)同步注浆浆液配比及主要物理力学指标本工程同步注浆拟采用表6.3-4所示的初步配比。在施工中,根据地层条件、地下水情况及周边条件等,通过现场试验优化确定。表6.3-4同步注浆材料初步配比表水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)砂(kg)水(kg)外加剂802603812416050779460470按需要根据试验加

196、入注:参数需根据实际施工情况进行确定。胶凝时间:一般为310h,根据地层条件和掘进速度,通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段,可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂,进一步缩短胶凝时间,获得早期强度,保证良好的注浆效果。在盾构施工前完成设计和检验,并按照报检程序向监理部上报,获得认可后实施。在施工过程中逐步进行配比优化,在保证物理力学指标的同时,提高浆液的抗稀释能力。在渗透性强的地层,同步注浆料在注入前(拖车搅拌罐内投料)加入速凝剂,通过试验将凝固时间调整在35h。(3)同步注浆方法与工艺同步注浆与盾构掘进同时进行,通过同步注浆系统

197、及盾尾的内置6根注浆管,在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行,采用三泵六管路(六注入点)对称同时注浆,见图6.3-2同步注浆示意图。图6.3-2同步注浆示意图(4)设备配置搅拌站:自行设计建造的砂浆搅拌站一座。同步注浆系统:3套KSP12 双活塞泵,注浆能力30 m/h,6个盾尾注入管口及其配套管路。运输系统:带有自搅拌功能和砂浆输送泵。(5)注浆量(正线隧道)同步注浆量理论上是充填盾尾建筑空隙,但同时要考虑盾构推进过程中的纠偏、浆液渗透(与地质情况有关)及注浆材料固结收缩等因素。根据本工程的地质及线路情况,注浆量一般为理论注浆量的1.52.5倍,并通过监测情况来调节。注浆量可用下式进行计算:

198、Q=V式中:注浆率(取1.52.5)V盾尾建筑空隙(m)V= 则:Q=6.7711.28m/环二次补强注浆量根据地质情况及注浆记录情况,分析注浆效果,结合监测情况,由注浆压力控制。二次补强注浆二次补强注浆一般在管片与围岩间的空隙充填密实性差,致使隧道变形得不到有效控制或管片衬砌出现渗漏的情况下才实施。施工时采用隧道监测信息反馈,结合洞内测管片衬砌背后有无空洞的方法,综合判断是否需要进行二次注浆。注浆材料、浆液配比及性能指数二次注浆材料要可注性强,对同步注浆起充填和补充作用。当地下水特别丰富时,需要对地下水封堵。同时为了及早建立起浆液的高粘度,以便在浆液向空隙中充填的同时将地下水疏干(将地下水压

199、入地层深处),获得最佳充填效果,这时需要将浆液的凝胶时间调整至14min,必要时二次注浆可采用水泥-水玻璃双液浆。双液浆的初步配比见表6.3-5。表6.3-5双液浆的初步配比表浆液名称水玻璃水灰比稳定剂减水剂A、B液混合体积比双液浆35Be0.81.02%6%01.5%1:11:0.3注:参数需根据实际施工情况进行确定。(2)注浆设备补强注浆采用自备的KBY-50/70双液注浆泵。二次补强注浆注浆管及孔口管自制,其加工应具有与管片注浆孔的配套能力,能够实现快速接卸以及密封不漏浆的功能,并配备泄浆阀。注浆主要参数(1)注浆压力同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及土压力之和,做到尽

200、量填补同时又不产生劈裂。注浆压力过大,管片周围土层将会被浆液扰动而造成后期地层沉降及隧道本身的沉降,并易造成跑浆;而注浆压力过小,浆液填充速度过慢,填充不充足,会使地表变形增大,通常同步注浆压力一般为1.11.2倍的静止土压力,二次注浆压力为0.260.3Mpa。(2)注浆速度及时间同步注浆根据盾构机推进速度,以每循环达到总注浆量而均匀注入,盾构机推进开始注浆开始,推进完毕注浆结束。(3)注浆顺序同步注浆通过盾尾注浆孔在盾构推进的同时压注,在每个注浆孔出口设置压力传感器,以便对各注浆孔的注浆压力和注浆量进行检测与控制,从而实现对管片背后的对称均匀压注。为防止注浆使管片受力不均产生偏压导致管片错

201、位造成错台及破损,同步注浆时对称均匀的注入十分重要。补强注浆先压注可能存在较大空隙的一侧。(4)注浆结束标准同步注浆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时,注浆量达到设计值的85%以上时,即可认为达到了质量要求。补强注浆一般情况下以压力控制,达到设计注浆压力则结束注浆,视注浆效果可再次进行注浆。注浆效果的检查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、地表变形量测结果进行综合分析判断。同步注浆质量的保证措施(1)在开工前制定详细的注浆作业交底,做到操作性、规范性和实用性。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)制订详细的注浆

202、施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序,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)成立专业注浆组,由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,注浆材料供应,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。第七章 正线盾构隧道掘进施工7.1 盾构正常掘进1、掘进模式的选择(1) 泥水模式泥水模式是指在盾构机的前部刀盘后侧设置隔板,它与刀盘之间

203、形成泥水压力室,将加压的泥水送入泥水压力室,当泥水压力室充满加压的泥水后,通过加压作用和压力保持机构,来谋求开挖面的稳定。盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经过搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水,用流体输送方式送到地面。(2)“D”模式(即加气模式)“D”模式也叫间接控制模式,它由空气和泥水双重系统组成。在盾构机的泥水室内,装有一道半隔板,将泥水室分割成两部分,在半隔板的前面充满压力泥浆,半隔板后面在盾构轴线以上部分加入压缩空气,形成气压缓冲层,气压作用在隔板后面的泥浆接触面上。由于在接触面上的气、液具有相同的压力,因此只要调节空气压力,就可以确定开挖面上相应的支护压力。当盾构掘进时,由于泥浆的流失

204、或盾构推进速度的变化,进出泥浆量将会失去平衡,空气和泥浆接触面位置就会出现上下波动现象。通过液位传感器,可以根据液位的变化控制泥浆泵的转速,使液位恢复到设定位置,以保持开挖面支护压力的稳定。当液位达到最低极限位置时,可以自动停止排泥泵。正常掘进作业班次安排正常掘进阶段,采用连续生产的原则组织施工,每周七个工作日。左右线两台盾构作业循环均采用“2+1”班制,即每天2个班掘进,1个班维修保养。每个掘进班每天工作10小时,保养班每天强制保养6小时,其余时间跟机保养。盾构正常掘进工作内容盾构机在完成前100m的试掘进后,将对掘进参数进行必要的调整,为后续的正常掘进提供条件。主要内容包括:(1)根据地质

205、条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数。(2)正常推进阶段采用100m试掘进阶段掌握的最佳施工参数。通过加强施工监测,不断地完善施工工艺,控制地面沉降。施工进度应采用均衡生产法。(3)推进过程中,严格控制好推进里程,将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核,及时调整。将里程偏差控制在:缓和曲线、圆曲线段:X(隧道设计纵轴方向即沿里程方向)、Y(垂直隧道沿设计轴线方向)50mm。(4)盾构应根据当班指令设定的参数推进,推进与衬砌背后注浆同步进行。不断完善施工工艺,控制施工后地表最大变形量在+10,-30mm之内。(5)盾构掘进过程中,坡度不能突变,隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。(

206、6)盾构掘进施工全过程须严格受控,工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息,正确下达每班掘进指令,并即时跟踪调整。(7)盾构机操作人员须严格执行指令,谨慎操作,对初始出现的小偏差应及时纠正,应尽量避免盾构机走“蛇”形,盾构机一次纠偏量不宜过大,以减少对地层的扰动。(8)做好施工记录,记录内容有:1)隧道掘进的施工进度;油缸行程;掘进速度;盾构推力;泥水仓压力;刀盘转速;泥水循环速度;盾构内壁与管片外侧环形空隙(上、下、左、右)。2)同步注浆:注浆压力;数量;注浆材料配比;注浆试块强度;稠度。3)测量:盾构倾斜度;隧道椭圆度

207、;推进总距离;隧道每环衬砌环轴心的确切位置(X、Y、Z)。正常掘进作业工序流程和操作控制程序盾构掘进作业工序流程见图7.1-1掘进作业工序流程图。操作控制工序见图7.1-2掘进工序操作控制程序框图图7.1-1 掘进作业工序流程图启 动设定泥水仓压力值P0设定刀盘扭矩、转速调制泥浆、检测性能设定千斤顶推进速度设定泥浆循环速度刀盘扭矩是否达到上限泥水仓压力为P1是P1与P0调节泥浆循环速度不相符调整泥浆参数不好好相符泥浆携渣能力盾构姿态调整千斤顶推进参数不好地层沉降控制与反馈循环施工正常好调整掘进参数或补强注浆报警 否图7.1-2 掘进工序操作控制程序框图7.2 盾构机掘进方向的控制与调整由于地层

208、软硬不均、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按照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使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化,并造成地层损失增大而使地表沉降加大,因此盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向,及时有效纠正掘进偏差。盾构掘进方向控制 采用VMT SLSSL隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等,能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向,使其始终保持在允许的偏差范围内。随着盾构推进导向系统后视基准点需

209、要前移,必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠,拟每周进行两次人工测量,以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态,确保盾构掘进方向的正确。 采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息,结合隧道地层情况,通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。a、在上坡段掘进时,适当加大盾构机下部油缸的推力和速度;在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力和速度;在左转弯曲线段掘进时,则适当加大右侧油缸推力和速度;在右转弯曲线掘进时,则适当加大左侧油缸的推力和速度;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

210、持一致。b、在均匀的地质条件时,保持所有油缸推力与速度一致;在软硬不均的地层中掘进时,则应根据不同地层在断面的具体分布情况,遵循硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大,软地层一侧油缸的推力和速度适当减小的原则来操作。c、在、号稳定的岩层段掘进时,可采用加大刀盘转速,减小刀具入岩深度以减小推进时盾构震动,采用刀盘正反转以控制盾构机滚动偏差。盾构姿态调整及纠偏在实际施工中,由于地质突变等原因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。因此应及时调整盾构机姿态、纠正偏差。 分区操作

211、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。 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。 当滚动超限时,盾构机会自动报警,此时采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。 在切换刀盘转动方向时,保留适当的时间间隔,切换速度不宜过快,切换速度过快可能造成管片受力状态突变,而使管片损坏。 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与限制值,达到警戒值时就应该实行纠偏程序。 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,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,然后再以这条线为新的基准进行

212、线形管理。在曲线推进的情况下,使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。 推进油缸油压的调整不宜过快、过大,否则可能造成管片局部破损甚至开裂。 正确进行管片选型,确保拼装质量与精度,以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。 盾构始发、到达时方向控制极其重要,应按照始发、到达掘进的有关技术要求,做好测量定位工作。7.3 盾构换刀作业在盾构掘进过程中,由于地质情况的差异、刀具加工材质等原因,掘削刀具不可避免会出现不同程度的磨损、破坏现象。刀具磨损后,盾构掘削土体的能力下降,盾构机推力、扭矩增大,推进速度减慢,甚至造成刀盘的磨损。因此,合理使用刀具和换刀施工,是盾构掘进的关键之一。通过对沿线

213、地质情况的分析和刀具磨损情况的预测,充分考虑到无气压换刀和气压换刀方式的适用条件,尽量避免在围岩含水量大和需带压作业地段进行换刀作业。在盾构机到达预定地段后进行换刀作业,根据开仓检查情况确定是否需要对刀盘进行维护、更换磨损的刀具及清除泥饼作业。所选检查及换刀的作业地点具备以下条件。 检查及换刀地段的隧道围岩较均匀,力学性质较好,自稳性强; 检查及换刀地段隧道埋深合适,且覆盖层无不良地层。 换刀作业前,根据盾构机的运转情况,对其进行部件检修、维护,确保盾构机的正常运转。在盾构机掘进过程中如发生刀具必须更换且必须在加压条件下作业时,按照加压换刀操作规程作业。换刀地点的选择根据地层情况和现场探勘,本

214、标段确定更换和检查刀具的地点见表7.1-1。表7.3-1 区间检查和更换刀具预定地点表拟换(检查)刀具地点备 注ZDK2+900.000更换刀具YDK3+120.000检查刀具YDK2+892.887更换刀具换刀作业内容检查及更换刀具的作业内容包括:(1)检查刀具是否损坏及刀具的磨损情况;(2)检查刀盘耐磨层的磨损情况;(3)刀具安装部件如楔块、安装块、螺栓保护帽是否松脱或损坏;(4)更换磨损较严重的刀具;(5)检查刀盘是否粘结泥饼、并清除。常压下换刀操作规程盾构机将要抵达计划换刀位置前的掘进采用慢速推进和慢转刀盘的方式掘进,以减小盾构机对开挖仓工作面土体的扰动。同时采用凝固时间短的浆液进行同

215、步注浆,并利用吊装螺栓孔对连接桥附近的成形隧道进行二次补注浆,以增加盾尾附近成型隧道的稳定性。采用转动刀盘和敲击盾壳的方式防止注浆浆液与盾尾固结在一起。在盾构机停止推进后打开承压壁上的卸水孔进行排水并记录水流量,报监理审批后实施刀具的检查及更换作业。(1)检查及更换刀具前的准备工作 排出泥水仓内泥浆和碴土,打开人闸上部的阀门,使泥水仓内外压力平衡,释放泥水仓异味; 对加压系统进行检查,保证其功能正常; 对盾构机各系统进行检查,保证其功能完好; 对进行换刀的操作人员进行换刀前的技术交底,对换刀的操作程序、安全事项等进行详细的交底; 准备好需更换的刀具及其附件如螺栓、锁块等; 准备好照明灯具、小型

216、通风机、风镐、潜水泵、风动扳手、葫芦、木板、安全带等材料、工具及电焊机等机料具; 对可能发生的突发事件作好充分的估计及应对措施;(2)换刀作业 将刀盘操作切换到人闸刀盘点动控制面板进行操作; 将刀盘需更换刀具的部位旋转到最佳换刀位置; 在更换刀具部位上方前体上焊接吊装刀具用的吊耳; 在更换刀具部位下方焊接支架挂耳,安装换刀作业支撑木板; 将刀具及刀座清洗干净; 利用葫芦将刀具挂好,用风动工具松开刀具螺栓,然后取出刀具;测量刀具高度,用风镐修整换刀位置的隧洞工作面,保证有充分的刀具安装空间,做好安装刀具前的安装座清洁工作; 将刀具通过人闸运送出去,然后将须更换的刀具运送进去,按拆刀的相反步骤将刀

217、具装好、拧紧至设计扭矩值。(3)作业安全措施 对参加的人员进行安全交底,人人作到心中有数,对进行换刀的操作人员进行换刀前的技术交底; 保证充足的照明,准备好换刀所需的材料、工具及机料具; 对可能发生的突发事件作好充分的估计及应对措施; 换刀前对刀盘前方的工作面进行认真细致的检查,确认地层条件稳定的条件下进行换刀,在换刀过程中对工作面进行监视;特别应注意工作面突发性的涌水、涌沙现象; 开仓前,对盾构机各系统进行检查,保证其正常运转;带压换刀作业过程在盾构掘进过程中,存在带压换刀作业的风险。因此,必须做好带压换刀作业的准备。进出泥水仓程序见图7.3-1人员进入泥水仓程序框图、图7.3-2人员(材料

218、)经过准备仓进入泥水仓程序框图、图7.3-3人员离开泥水仓程序框图。设备检查开启记录设备进入泥水仓开启泥水仓密封门主仓压力=泥水仓压力主仓升压人员进入主仓,关闭主仓门否是图7.3-1 人员进入土仓程序框图准备仓和主仓间门关闭人(材料)进入准备仓关闭准备仓门准备仓升压准备仓=泥水仓压力开启隔仓门,人员(材料)进入主仓关闭隔仓门人员(材料)进入泥水仓否是图7.3-2 人员(材料)经过准备仓进入土仓程序框图泥水仓内工作完成人(料)进入主仓,关闭泥水仓密封门开枪人仓记录设备主仓降压主仓压力=大气压力打开主仓门人员(材料)离开主仓停止记录器否是图7.3-3 人员离开土仓程序框图人闸加压操作规程(1)加压

219、步骤 检查可供人员呼吸的压气系统、显示仪器、记录仪、加热系统、时钟、温度计、紧急电话、闸阀等,并确认门密封的整洁; 人员进入主舱室; 启动双记录仪,并检查其功能和纸张供给; 关闭主室与人闸紧急舱之间的气闸门,并确保正确锁定; 建立气闸管理员与气闸内人员之间的电话联络; 缓缓开启球阀“VENTING MAIN CHAMBER ON(接通主室通风)”。提高主室压力,直至达到工作压力; 根据国家法规,调节主室内的加热系统; 如果主室和工作室内的压力相同(对压力计“Pressure main chamber主室压力” 和“Pressure working chamber工作室压力”进行的压力指示进行比

220、较),则可以小心地开启工作室与主室之间的球阀“Pressure compensation working chamber工作室压力补偿”。如果工作室与主室达到压力补偿,则必须关闭球阀; 向工作室方向,开启气闸门; 气闸管理员停止记录仪工作; 在工作室内工作的过程中,应保持气闸门向工作室方向开启;(2)加压施工流程表7.3-2 加压施工流程表状 态图 示说 明初始状态P1 P0对开挖室和主室加压。主室加压P1 P2 P0主室始终首先被加压;而人闸紧急室始终保持卸压状态。紧急室的功能是在需要时,在降压状态下,医务人员可以进入到主室。压力补偿后,进入工作室 P1 P0将人员锁入后,并且在开挖室和工作

221、室之间进行了压力补偿后,即可小心打开工作室的门。(3)加压之前和加压过程中注意事项 在加压前,检查压缩空气调节系统的密封和功能; 只有在气闸功能正常的情况下,方可开展工作,否则,应通知项目经理或气闸管理员; 在发生紊乱的情况下,应停止或中断加压; 从加压到卸压期间,不得大量进食或吸烟; 不得对处于醉酒状态的人员加压; 不得食用易引起肠气的食物(花生和豆类); 在加压前和加压过程中,不得饮用充碳酸气的饮料; 不得对患有伤风或流感的人员加压; 在患有内耳问题或感冒(中耳炎、上颌窦炎)时,不得在压缩空气下工作; 多喝水,否则,脱水将会很快导致压缩空气病症状,或携带干燥的衣服到气闸,如需在气闸呆较长时

222、间,则应携带食物;人闸卸压操作规程卸压操作步骤 关闭气压调节室与工作室之间的中间气闸门; 启动记录仪(气闸管理员); 进入主舱室并向气压调节室方向关闭气闸门; 与气闸管理员建立电话联络; 通过球阀“DEVENTILATION MAIN CHAMBER(主室去通风)”缓缓降低主室内的压力。同时,监视“Pressure main chamber(主室压力)”。 同时,通过球阀“VENTILATION MAIN CHAMBER(主室通风)”对气闸进行通风。通风的额定值是按照国家的有关规定确定的,在气闸通风的同时,应避免造成压力再次增加。 只要压力在持续缓慢地下降,就可以通过球阀“DEVENTILAT

223、ION MAIN CHAMBER(主室去通风)”和“VENTILATION MAIN CHAMBER(主室通风)”进行再调整,同时,气闸通风必须符合有关法规。流量计“VENTILATION MAIN CHAMBER(主室通风)”的值必须符合国家有关规定。 如果达到了第一个压力级(见压力计“PRESSURE MAIN CHAMBER主室压力”) ,则通过重新调整闸阀“DEVENTILATION MAIN CHAMBER(主室去通风)”和“VENTILATION MAIN CHAMBER(主室通风)”,使主室压力在规定的时间内得到保持。气闸管理员应定期检查流量计“VENTILATION MAIN

224、CHAMBER(主室通风)”上气闸的通风情况。必须重复进行此步骤(58),直至达到正常的环境压力,同时,遵守相应的保持时间。主室内的加热系统必须按照国家有关规定进行调节。 开启主室与人闸紧急仓之间的中间气闸门,然后离开主室。 气闸管理员关停记录仪,并在加压/卸压表格内记录加压/卸压的详细情况(日期、时间、压力、人数等等)。气压工作应急设施在加压过程中,可能出现一些意外情况,如人员的身体不适,突然断电等,所以必须准备一些应急设施。(1)每分钟可制备9m3压缩空气的内燃空压机,当盾构机上的空压机发生故障和要求空气量加大或断电时,必须能立即投入工作。 (2)医务仓一台。它用来及时救治有压缩空气疾病的

225、病人。压缩空气可以通过再加压法使其压力远大于隧洞内运行压力进行治疗。除了一般人闸中应有的设备外,医务仓还配有电话,通风装置,医药和氧气呼吸器等。第八章 正线盾构机到达施工8.1到达总体施工方案当盾构机到达接收端头时,首先利用同步注浆、管片壁后二次注浆等措施,切断流向盾构刀盘面的水源。当盾构机掘进到刀盘抵拢接收井洞门围护结构时即停止掘进,将泥水仓清空,检查地下水情况,在确保无地下水流的情况下将盾构机顶出洞门;盾构机顶出洞门时利用洞门帘布橡胶、扇形压板等密封装置快速将盾壳包裹形成密封,同时通过同步注浆、二次注浆和洞门处注浆封闭可能沿开挖面和盾壳间隙出现的涌水;盾构按照掘进循环(安装管片同时进行同步

226、注浆和二次注浆)继续向前推进至接收台上;在盾壳脱离洞门密封前应打穿洞门位置管片的二次注浆孔检查是否有地下水涌出,在确认无地下水由端头向洞门涌出时方可将盾尾脱离洞门密封,盾构机主机完全推进到接受台上后,开始盾构机拆机工作。盾构到达具体施工流程见图8.1-1。端头加固补充加固加固效果检查安装接收架壁后二次注浆不合格合格到达前掘进控制盾构机刀盘抵拢围护结构管片壁后二次注浆止水效果检查合格不合格盾构机顶出形成洞门密封管片壁后二次注浆洞门注浆盾构前移洞门施工图8.1-1 盾构到达施工流程图盾构到达段施工按施工时间先后,分为盾构机掘进至到达区域前的准备工作和盾构机掘进到达段两个阶段。为了确保盾构机安全到达

227、,针对工程实际情况,盾构掘进至到达段前的准备工作包括:工作井端头加固、接收架安装、洞门密封装置安装等。盾构机掘进到达段至到达段施工内容包括:盾构掘进至到达段姿态调整及掘进参数控制、管片壁后二次注浆、盾构机推出洞门等。到达段非永久结构管片仅在底部拼装35块管片,以满足盾构机推出的反力要求并便于拆卸。8.2 施工准备施工测量(1)到达复测在盾构机头距洞门约100米时,进行洞门复测,复测内容包括:洞门的中心坐标、洞门环向直径以及接收井高程等。要求在洞门复测前,首先应进行平面和高程控制网联测,确保在控制点位精度符合规范要求的情况下,实施洞门复测,以保证复核结果的正确性。本区间进行2次复测,即距到达洞门

228、100米和60米位置处,且更换测量人员。复测结果及时报送监理单位,进行复核。(2)到达环定位测量到达环的里程位置直接关系到洞门防水密封装置的设计、加工、制作与密封做法,为此,在盾构到达前,首先应较为准确地确定出到达环的里程位置,为制定方案和前期物资准备提供依据。本区间两次对到达环管片位置进行定位测量,即距到达洞门100米和60米位置处。盾构姿态的复核测量 盾构贯通前的复核测量是复核盾构所处的方位、确认盾构姿态、评估盾构到达时的姿态和拟定盾构到达段的施工轴线、推进坡度的控制值和施工方案等的重要依据,以使盾构在此阶段的施工中始终按预定的方案实施,以良好的姿态到达,准确就位在盾构接收托架上。尤其到达

229、前,盾构刀盘与洞圈的里程位置关系等十分重要。由于盾构在加固区内很难进行纠偏,因此必须保证盾构以良好的姿态进入加固区。在到达洞门复测完成之前,盾构与接收井之间保持一定的距离,以保证盾构能顺利调整姿态开始到达段施工。盾构托架安装盾构托架由型钢支座拼接而成。托架必须根据到达洞门的复测结果就位。托架就位时,延轴线方向紧贴到达井结构内衬墙,两侧用型钢支撑在内衬上,确保施工过程盾构托架不产生位移及变形。托架安放过程中,必须由测量人员对托架轨道的标高和走向进行精确定位(定位时托架面标高比设计标高低1cm控制)。为防止刀盘面因偏低而铲到轨道,在托架轨道端部与洞圈之间放置两根有一定坡度的楔型轨道,轨道面尽量平直

230、,并在上面涂抹适量油脂,便于盾构顺利滑到托架轨道上。洞门密封的安装为防止盾构机始发时推出的碴土损坏帘布橡胶板,洞门防水装置在洞门第一次破除,碴土被完全清理干净后安装。安装方法同于始发洞门。密封橡胶帘布安装见图8.2-1。图8.2-1 密封橡胶帘布示意图到达材料准备(1)加工制作加强连接条:提前加工制作盾构到达段连系最后15环片的加强连系条,以备工程之需。(2)加工制作洞门防水装置:根据到达环定位测量结果,制定洞门封堵钢板的形式,并提前安排加工制作。(3)洞门封堵浆液材料和设备:洞门封堵所用的双液浆原材料和注浆泵应预先进入施工现场,以便及时注浆封闭洞门。8.3到达段盾构掘进盾构到达段施工参数(1

231、)严格控制盾构正面平衡压力到达段盾构施工过程中必须严格控制切口平衡泥水压力,尽量减少平衡压力的波动。(2)严格控制推进速度及刀盘扭矩到达施工时,正面土体为加固区,土质较硬,为控制推进轴线和洞门安全,必须慢慢磨削加固区,使加固区土体充分得到切削,因此推进速度应放慢,尽量做到均衡施工,推进速度控制在20mm/min左右,当刀盘出加固区后应快速到达。(3)严格控制出土量当盾构机刀盘进入加固区后,应尽量减少出土。尽可能的使实际出土方量与理论量一致。(4)严格控制同步注浆量盾尾通过后管片外围和土体之间存在空隙,施工中采用同步注浆来充填这一部分空隙。本工程盾构推进施工中的同步注浆浆液采用缓凝砂浆,主要含粉

232、煤灰、石灰、砂、添加剂和水。施工过程中严格控制同步注浆量和浆液质量,严格控制浆液配比,试验室定期取样,进行配合比的优化。同步注浆量控制在建筑空隙的1.32.5倍,砂性土中注浆量略多,即每环同步注浆量为6.7711.28m。实际施工中浆液的用量及注浆压力结合前一阶段施工的用量以及监测报表进行合理选择,合理选择注浆孔位,同步注浆尽可能保证匀速、匀均、连续的压注,防止推进尚未结束而注浆停止的情况发生。(5)严格控制盾尾油脂的压注 在同步注浆量充足的前提下,盾构机的盾尾密封功能就显得尤为重要,为了顺利、安全的到达,必须切实的做好盾尾油脂的压注工作。每班上班时保证储桶内有充足的油脂(6)严格控制盾构掘进

233、轴线因盾构与洞门钢环间间隙较小,为预防刀具与洞圈冲突,故在到达时,盾构轴线宜控制在设计轴线以上10mm范围内。到达段盾构掘进施工(1)穿越加固区施工加固区内刀盘转速控制在1rad/min,推进速度控制在20mm/min以内.盾构在穿越加固区时,要密切注意刀盘油压、泥水压等参数,可根据现场情况酌情加水或加泥来改良正面土体。安排专人密切观察洞门变形和水土流失情况,加快信息反馈速度,有异常情况立即停止推进,采取相应对策。(2)到达洞门时工作对成环管片连接件予以复紧。最后15环管片用14号槽钢进行连接,每环4个点,以防止在管片脱出盾尾后,环与环间隙被拉大。图8.3-1 管片连接示意图通过洞门混凝土上的

234、探孔,进一步检查加固区加固情况及防水效果。图8.3-2 洞门探孔布置图(3)盾构靠上洞门(打环箍止水)当盾构刀盘鼻尖靠上槽壁后准备通过槽壁混凝土。此时盾尾进加固区约2m。考虑到盾构到达期间采用壁后注浆工艺进行同步注浆,注浆孔位距盾尾尚有3环距离,并且浆液凝结速度较慢,在盾构到达过程中,盾壳与管片之间的间隙容易成为盾尾脱出管片后的渗漏通道。因此,为了截断盾尾后部可能存在的地下水通道,将管片壁后建筑空隙充分回填密实,需要打开脱出盾尾的第一环及第二环管片上的二次注浆孔,同时对加固体外,实施整环二次注浆,二次注浆的注浆料采用水泥-水玻璃双液浆,注浆完成后,打开注浆接头上的球阀,检查是否出现渗漏水现象,

235、若出现漏水则再次实施补充注浆,二次注浆液预计达到的效果见图8.3-4。图8.3-4 二次注浆效果示意图(4)水平二次探孔二次注浆(环箍)打好后,要对洞门进行二次探孔,查看止水效果,若不理想,可通过坑外降水井江水或对盾尾处渗漏通道继续进行二次双液注浆或者压注聚氨酯,确保水源及通道封闭。(5)盾构机推出在临时环管片后拼装下部三块管片,保证为盾构机推出提供反力;加强对洞门防水装置的保护,在帘布橡胶板上涂抹黄油润滑,保护帘布橡胶板在盾构推出过程中不被刮坏。施工中派专人严密监视盾构防水装置的变化情况,电焊、机修人员待命,遇防水装置松动等情况,立即维修,确保防水装置的密封性、止水性。将盾构机缓慢前推,当盾

236、壳脱离管片后,将帘布橡胶板通过吊带、钢丝绳捆在临时环管片上,并用手动葫芦拉紧钢丝绳,同时调整洞门扇形压板使帘布橡胶板贴近临时环管片;打开临时环二次注浆孔,压注水泥水玻璃双液浆;利用洞门钢环上预留的注浆孔压注水泥水玻璃双液浆,填充盾壳前移产生的间隙;在盾壳内继续拼装底部三块管片,将盾构机推至拆机位置。(6)拆除洞门密封拆除洞门密封步骤:打穿临时环二次注浆孔,检查是否有地下水渗出,若未达到无水状态,则继续压注水泥水玻璃双液浆止水;将拉紧帘布橡胶的手动葫芦慢慢松开,观察是否有地下水渗出,若未达到无水状态,则再次拉紧葫芦,从洞门预留注浆管处压注水泥水玻璃双液浆止水;反复检查,直至可确保洞门处无渗漏水;

237、盾构机刀盘、盾壳上部、管片安装机拆除完成后,将临时环后面的三个半环管片吊运至地面;8.4.盾构机到达前的预防措施.盾构机到达前管片壁后注浆为了盾构机能够顺利到达,操作手理应逐步把姿态向隧道中心坐标靠拢。但管片浮动所带来的测量值变化大,盾构姿态没有一个稳定的范围,时常误导操作手频繁大幅度调姿态。为克服管片浮动这一困难,采用隔环注双液浆的施工方法来稳固管片。(1)注浆环号:每隔一环注一环双液浆。在退至盾尾第四环时注;(2)注浆孔位:每环注顶部2个孔,除K块吊装孔,先注左边的孔同时打开右边的,当右边孔开始漏浆封堵左边孔,再注右边孔;双液浆配比:水玻璃溶液为原液。水泥浆水灰比:水:水泥1:1.5。双液

238、浆的配比为水玻璃溶液:水泥浆=1:4,注入时水玻璃溶液采用双液注浆泵注入,只能将一条入液管放入水玻璃存放槽中,水泥浆采用盾构机上的注浆泵注入,注入时控制注浆流量为60L/min80L/min。(3)注浆孔开孔方法:使用32的钢筋打穿吊装孔;(4)注浆过程中必须安排专人观察注浆位置的管片,发现异常立即通知操作手停止注浆;(5)每孔位的双液注浆量理论上应不小于0.8m3,如出现以下情况,可停止注浆:显示的注浆压力下限不再低于0.12MPa;显示的注浆压力上限持续超过0.40MPa;管片出现裂纹、错台或接缝出现渗漏水等异常情况;(6)注浆孔的封堵:打开的注浆孔采用管片吊装孔盖子进行封堵。使用前,在盖

239、子上安装一个螺杆的止水胶圈,止水胶圈套上后必须平顺,不能扭转,套好止水胶圈后需涂抹盾尾密封油脂,以达到密封的效果。注浆孔封堵后,要将孔口周围的油脂清洗干净。(7)注完浆后时隔三小时应检查注浆孔是否还有水流出,若是水,说明注浆量不够。(8)如检查中发现有注浆不足或注浆效果太差的情况,将再继续补充注浆。.盾构机到达时防水措施刀盘距围护结构23环时,如发现地层含水量大,可通过盾构机中盾的注浆孔在盾体外侧注聚氨酯,聚胺脂可填充盾体四周间隙形成一圈止水带,防止到达时发生喷涌现象。如发现刀盘与围护结构间发生喷涌,同样通过中盾的注浆孔注入双液浆,形成密封环,逐渐阻止喷涌。8.5盾构机拆卸盾构吊拆后马上转移至

240、另一工地或维修存放场地,拆卸主要设备有:450t汽车吊机一台,130t汽车吊一台,50t液压千斤顶两台,以及相应的吊具。盾构吊拆程序见图8.5-1盾构吊拆程序框图。图8.5-1 盾构吊拆程序框图技术措施(1)盾构拆卸前必须制定详细的拆卸方案与计划,同时组织有经验的经过技术培训的人员组成拆卸班组。(2)吊机工作区铺设钢板,防止地层不均匀沉陷。(3)对吊出端头墙进行严密的观测,掌握其变形与受力状态。(4)大件吊装时必须有90吨以上的吊车辅助翻转。(5)拆卸前必须对所有的管线接口进行标识(机、液、电)。(6)所有管线接头必须做好相应的密封和保护,特别是液压系统管路、传感器接口等。(7)盾构机主机吊耳

241、的布置必须使吊装时的受力平衡,吊耳的焊接必须由专业技术工人操作,同时必须有专业技术人员进行检查监督。安全措施(1)盾构机的运输、吊卸由具有资历的专业大件吊装运输公司负责。(2)项目部指定生产副经理负责组织、协调盾构机拆卸工作,并组建专业班组。(3)每班作业前按起重作业安全操作规程及盾构机制造商的拆卸技术要求进行班前交底,完全按有关规定执行。第九章 出入段线盾构隧道施工9.1工程概述环境概况入段线出茶山站后,由东向西在左右线之间并与左右线隧道并行至东城车辆段范围,转向南上跨左线隧道进入东城车辆段。出段线中间风井后,由西向东后在左右线之间并与左右线隧道并行,先下穿寒溪河,后至东城车辆段范围,转向南

242、上跨左线隧道进入东城车辆段。工程水文地质入段线、出段线盾构区间隧道洞身主要穿越全新统冲洪积淤泥质粘土、饱和砂层、,更新统粘性土、淤泥质粘土饱和砂层、层,详见附图5及附图6。1)地表水、地下水的赋存及类型地表水主要为寒溪河河水,其次为鱼塘水及水田水。寒溪河长约57km,流域面积约730km2。河面宽70120m,大致水深36m,地表水主要受大气降水补给,径流途径较好,主要以径流、蒸发形式排泄。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层中。以孔隙潜水为主,人工填土层中存在上层滞水,地下水位埋深0.012.1m。基岩裂隙水主要赋存于基岩强、中等风化带中。基岩的含水性、透

243、水性受岩体的结构、构造、裂隙发育程度等的控制,由于岩体的各向异性,加之局部岩体破碎、节理裂隙发育,导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。岩体的节理、裂隙发育地带,地下水相对富集,透水性也相对较好,反之亦然。总体上,基岩裂隙水发育具非均一性。区间范围内冲洪积砂层分布范围广,呈层状、透镜状分布布,级配较好,分选较差,砂层总厚度大体在0.521m,埋深3.224.7m不等,含粘粒,富水性及透水性较好,含水量较大;粉质粘土、残积土及全化层富水性及透水性较差,含水量较小,为相对隔水层。局部地段含水层与相对隔水层交错分布,因此在区间范围地下水局部具有微承压性,相对于含水层顶面承压水头高16m。2)地下水的补

244、给、径流、排泄及动态特征地下水主要受大气降水补给,其次受地表水补给,径流途径较好,局部较差。地下水的渗流方向由相对较高水头处向相对较低水头处渗流,流速低,流量小。从地下水位反映的形态看,地势高则地下水水位高,反之则地下水位低。 场地范围内地下水动态变化较大,年变幅一般14m。3)地下水的腐蚀性根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版),按类环境类型及A类地层渗透性判定,地下水对混凝土结构具微弱腐蚀性,建议按弱腐蚀性考虑;在干湿交替环境下,地下水对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,个别样品具弱腐蚀性,建议按弱腐蚀性考虑;在长期浸水环境下,地下水对混凝土结构中的钢筋具微弱腐蚀性;

245、地表水对混凝土结构具微弱腐蚀性,建议按弱腐蚀性考虑;地表水对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。9.2隧道特点、重难点及采取的主要措施9.2.1盾构区间工程特点根据现场踏勘,出入段线盾构隧道的特点是工程地质水文条件复杂,地下水丰富。区间隧道洞身主要穿越全新统冲洪积淤泥质粘土、饱和砂层、,更新统粘性土、淤泥质粘土饱和砂层、层 。基础也主要在这两层岩层上。地下水丰富对隧道防水提出了更高的要求。9.2.2盾构区间重难点及采取主要技术措施9.2.2.1盾构机穿越砂层的掘进控制是本工程的难点本工程区间盾构隧道主要穿越饱和中、粗砂层,地下水位较高,盾构机大部分穿越富水地段,大量的、不可预测的地下水很可能造成喷涌

246、。在富水围岩掘进时,管片很容易产生上浮。保证在掘进过程中避免出现地表沉陷对沿线建筑物、地下管道造成破坏,是盾构区间施工的难点。我们在施工中拟采取如下措施:1、做好盾构机的维修和保养。通过砂层前对盾构机进行全面检查、维修和保养,确保盾构机能够快速通过砂层地段。特别是对盾尾刷要进行检查和更换,确保盾尾刷有效,防止砂土、泥水从盾尾间隙冒出。2、采用泥水平衡模式掘进。盾构机通过砂层地段,由于砂土具有渗水性大、受到震动容易液化的特点,需要采用泥水平衡模式掘进,以确保密封泥水仓压力而稳定开挖面,控制地表沉降,防止地层出现塌陷。3、使用聚合物添加剂、膨润土来改良渣土,使水土混合,以增加止水效果,避免出现流砂

247、现象。4、加强注浆控制。由于砂土的渗透性好,实际注浆量要大于理论计算量,以保证注浆质量。可以通过调整砂浆配合比,增加水泥用量,缩短注浆的初凝时间,二次注浆等手段,保证注浆效果。5、加强监测工作,及时反馈监测信息。加强地表沉降和建筑物沉降的监测。根据地表沉降和建筑物沉降的监测数据,结合地质情况,及时调整密封泥水仓压力、千斤顶推力等施工参数,做到信息化施工。.2重叠隧道施工是隧道施工的难点详见11.4正线与出入段线隧道重叠段施工应对措施。9.2.2.3盾构隧道下穿寒溪河是隧道施工的难点详见11.3盾构隧道下穿寒溪河应对措施。9.3盾构隧道施工总体部署出入段线采用1台常规断面6250泥水盾构从中间风

248、井小里程始发,向车辆段掘进出段线隧道,至出段线盾构井吊出,后转场至茶山大里程端始发,向车辆段掘进入段线隧道,至入段线盾构井吊出。出入段的盾构施工准备、管片生产、端头加固、盾构隧道的掘进、接口工程的施工及盾构转场施工等,与区间隧道的施工类似,参见第四章。9.4出入段线盾构始发、掘进、到达施工出入段线盾构始发、掘进、到达施工同区间正线盾构始发、掘进、到达施工,详见正线盾构隧道施工部分。9.5出入段隧道防水及防腐施工出入段隧道防水及防腐施工质量同区间正线隧道防水及防腐施工相似,详见第十章。9.6管片生产出入段线管片生产同区间正线管片生产相似,详见5.2部分。第十章 联络通道施工10.1 概述本工程区

249、间共包括6个联络通道。表10.3-1 区间联络通道统计表序号位置设置方案施工方法备注1YDK2+892.887单独设置矿山法盾构隧道内与废水泵房合建2YDK3+484.000结合中间风井设置明挖法3YDK3+599.000结合中间风井设置明挖法4YDK4+110.000结合盾构吊出井设置明挖法5YDK4+715.000结合临时施工竖井横通道设置矿山法6YDK5+000.000单独设置矿山法矿山法隧道内其中1#联络通道设置在盾构区间段,采用矿山法隧道施工。10.2施工组织安排联络通道采用矿山法施工,衬砌采用复合式衬砌形式。联络通道采用正台阶法开挖,复合式衬砌,二次衬砌在初期支护完成后施作。10.

250、3主要施工方法吸取地铁工程联络通道施工坍塌的经验教训,引起足够重视,施工前进行地面加固等措施确保施工安全。1、管片拆除拆除通道口的特殊管片前,在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑,在管片主要受力部位设立多个20#工字钢制作的支撑点,增加上下支撑点的刚度,并用千斤顶预加预应力。设立抗拉杆件与内支撑骨架相连,防止和减少区间隧道在通道位置处的管片发生过大变形。通道口临时支撑的横断面设置见图10.3-1。沿隧道纵向3米布设20#工字钢支撑,之间用20钢筋纵向错位连接。图10.3-1 通道口处隧道内临时内支撑设置图2、联络通道开挖通道的开挖采用正台阶法,台阶长度23m。采用人工风镐开挖,循环进尺控制在0.

251、5m以内。拱顶采用超前小导管注浆加固地层,长3000mm42钢管沿拱部环向布设,环向间距为300mm,纵向间距为1500mm。暗挖法施工联络通道断面纵向施工步骤见图10.3-2。暗挖法施工联络通道断面施工步骤见表10.3-3。图10.3-2 暗挖法施工联络通道断面纵向施工步骤图表10.3-1 暗挖法施工联络通道断面施工步骤步骤示意图说明第一步拱顶布置42小导管注浆加固。第二步42小导管开挖上半断面;架设格栅拱,喷射混凝土;打侧墙砂浆锚杆。第三步开挖下半断面;架设格栅拱,喷射混凝土;打侧墙砂浆锚杆。第四步敷设防水层,浇注内衬C30、S10钢筋混凝土。2、初期支护工艺流程图,见图10.3-3施做超

252、前注浆小导管打眼、放炮、排烟找顶、修边出碴打锚杆架立格栅钢架挂钢筋网喷射混凝土依次循环初喷35cm厚混凝土初支封闭成环后初支背后注浆图10.3-3 初期支护工艺流程图小导管制作施工准备小导管运到现场安设小导管注水试验连接注浆管及密封管口注 浆检查质量是否达到要求结 束注浆、拌浆机具检修注浆浆液配制是否图10.3-4 超前小导管注浆施工工艺流程图2)施工方法及技术措施在通道拱顶范围小导管注浆,环向间距300mm,纵向间距1.5m,小导管采用42mm无缝钢管长度L=3000mm,管壁厚t=3.50mm。小导管一端预先在地面做成锥尖型,其中锥尖长10cm,中间2.5m,管壁以15cm间距梅花型开钻1

253、0mm的出浆孔,末端1m不钻孔,导管接长时连接须牢固。导管孔采用气腿式风钻钻孔,钻孔直径为45mm,钻孔孔眼深度大于导管长度,钻机顶入导管时,顶入长度不小于2500mm,钻进中需随时检测其仰角,管端置于钢格栅外侧,并与钢格栅点焊连结。全部小导管安装完毕后进行注浆,注浆材料、注浆方式及注浆压力在实际操作时将根据现场实际据现场试验确定(注浆压力控制在0.5-1.5Mpa内)。4、注浆锚管施工联络通道初期支护采用系统注浆锚管,采用32mm砂浆锚管,长3m。环向间距0.5m,纵向间距0.8m;锚杆按设计要求提前加工,根据设计要求布眼、钻孔,加工好的锚杆要符合规范要求。成孔后,用高压水将钻孔内石粉冲洗干

254、净,安装时孔内灌注砂浆饱满,安装后锚杆外露长度不宜大于10cm,锚杆应进行抗拔试验,试件制做组数,同一批锚杆每100根取一组,每组三根(不足100根也取3根),同批试件抗拔力的平均值不得小于设计锚固力,且同批试件抗拔力最低值不小于设计锚固力的90%方为合格。见图10.3-5锚杆施工工艺流程图。施工前准备孔位布置钻孔、清孔注进砂浆插入杆体抗拔力试验检查验收检查孔位、角度、孔深、锚杆规格注浆液配制图10.3-5 锚杆施工工艺流程图5、格栅拱架施工格栅钢架是初支的一部分。格栅钢架主筋采用22mm钢筋加工,每榀间距500mm,在洞外分片加工,放大样检验,洞内安装,并使拱架与通道轴线垂直,最后焊接连接杆

255、,使钢架成为一个整体。每榀拱架安装时,要认真定位,不偏,不斜,轮廓要符合设计要求,钢架加工采用冷弯加工,避免降低钢架强度及刚度,安装时使段与段之间的连接板之间加胶垫以利结合紧密,使之不漏水。为保证钢架整体受力,按设计设置纵向连接钢筋,格栅钢架内外侧各一层,连接筋采用22mm钢筋,与钢架的连接点焊接牢固。在初期支护形成“闭合”结构前,为减少初支下沉量,每榀拱架安装时,均在其底部设一块“托块”,以增大受力面积,减少下沉量。格栅钢架断面尺寸(宽、高)允许偏差为10mm。钢架各节连接牢固,安设位置正确,稳固并垂直通道中线,允许偏差为:与线路中线位置30mm,垂直度5,前后两片钢拱架间距100mm。钢架

256、加工圆顺,允许偏差为:钢架矢高及弧长20mm。施工准备施工放样开工条件检查钢筋焊接材料试验材料下料、加工组装运入通道格栅安装安装位置检查焊接焊缝外观、钢架尺寸检查焊缝强度试验图10.3-6 格栅钢架施工工艺框图6、钢筋网施工联络通道采用8钢筋网,网格间距150150mm,联络通道全环钢筋网设置。钢筋网片之间以及与喷环的钢筋网片搭接牢固,搭接长度为一个网距。钢筋网片堆放和运输时不得损伤和变形,安装前有锈时应除锈。钢筋网加工允许偏差为:钢筋间距10mm,钢筋搭接长度15mm。施工准备钢筋试验网片加工搭设台阶网片与锚杆焊接检查钢筋网挂设图10.3-7 钢筋网施工流程图7、喷射混凝土初期支护采用C20

257、早强喷射混凝土,厚度250mm。当开挖进行一个循环后,立即喷射3050mm厚混凝土封闭围岩,而后根据设计及围岩情况进行系统锚杆施工,或进行安装格栅钢架施工,挂钢筋网片,锚喷混凝土至设计厚度。喷射混凝土前应对开挖轮廓面进行检查,首先将超欠挖控制在规定允许范围内,然后对围岩表面进行清理,清除浮灰和松动土块,清除方法主要是利用高压风清除,喷射手和司机之间配备好疏散装置或信号,工作区的通风和照明设备安装齐全,对机械设备,风水管和电线等进行全面检查和试运转等。喷射混凝土的配合比由试验室试验确定,采用搅拌机拌合,拌合时将水泥、骨料,一起加入拌合机中搅拌1min,而后再加入水和外加剂拌合1min,保证拌合均

258、匀,喷射时分层进行,喷头距受喷面0.61.0m,分段分区自下而上进行,保证已喷的表面均匀、光滑、平顺,其工艺流程见图10.3-8:图10.3-8 喷射混凝土流程图喷射混凝土的厚度检查采用预埋带有尺寸的钢筋头。喷射混凝土2h后应养生,养生时间不小于14d,当气温低于5时不得喷水养生。8、联络通道二衬二次衬砌采用C35钢筋混凝土,抗渗标号P10,采用模筑钢筋混凝土,模型采用标准钢模板,人工立模。钢筋、模板制作、安装,砼浇注等作业过程严格按规范要求进行。混凝土结构自防水和接缝防水处理是结构防水的基本环节。混凝土结构自防水主要是由防水混凝土依靠其自身的憎水性和密实性来实现。提高混凝土的抗渗性就是提高其

259、密实度,抑制孔隙。施工中,用控制水灰比、水泥用量和砂率来保证混凝土中砂浆质量和数量以抑制孔隙,使混凝土浸水一定深度而不致透过。通过加入膨胀剂和高效减水剂,控制坍落度减少混凝土收缩,增强其抗裂性能。10.4联络通道施工注意事项(1)衬砌钢筋规格、型号、机械性能、化学成分、可焊性等符合规范规定和设计要求,钢筋进场后必须进行复检、抽样检查,合格后方可投入使用。(2)钢筋弯曲应采用冷弯,不允许热弯。同时钢筋表面洁净、无损伤、锈蚀、油污。(3)钢筋绑扎符合设计和规范要求,位置准确、不漏筋、搭接长度满足设计和规范要求。(4)钢筋绑扎、焊接施工时必须采取必要的防护措施,防止钢筋施工时损伤防水层。(5)钢筋加

260、工完成后,必须对作业区的防水层认真检查,确保无损伤后进行施工,否则必须采取补救措施。(6)模板工程施工质量的好坏将直接影响结构的外观质量、形体尺寸以及结构的抗渗防裂功能。因此模板和支架需具有足够的强度、刚度和稳定性,且便于钢筋的绑扎和砼的浇筑养护等工艺要求。(7)模板安装前必须经过正确放样,检查无误后再立模,安装好后,必须复核中线及标高是否正确。保证模板支撑牢固、稳定,不得有松动、跑模、超标准的变形下沉现象。模板表面清理干净,涂刷好脱模剂。模板拼缝应平整严密,不得漏浆。(8)二次衬砌施工前做好以下工作:中线、高程、断面尺寸和净空尺寸必须符合设计要求,并做好地下水的封堵、引排;底板的浮碴、垃圾、

261、积水必须清理干净。(9)所有预埋件、预留盒和钢筋骨架固定在一起,以免灌筑混凝土时移位。(10)用插入式振捣器振捣,振捣器不得触及防水层、钢筋、模板。混凝土灌筑过程中,尤其在预埋件处、钢筋密集处及其它特殊部位应事先制定措施,严禁不振、漏振或过振。混凝土强度达到2.5Mpa时方可拆模。(11)混凝土终凝后及时进行洒水养生,结构混凝土养生期不少于14天。(12)联络通道二次衬砌均采用C35模筑钢筋混凝土,抗渗标号为P10。混凝土采用预拌混凝土,二次倒运到达工作面,人工入模浇捣。钢筋、模板制安,混凝土浇注等作业过程严格按规范要求进行。10.5泵房施工本标段只有一个废水泵房与区间1#联络通道合建。泵房采

262、用分层开挖的方式进行施工,边开挖边及时挂钢格栅喷射混凝土,做好初期支护,架设十字钢支撑稳定开挖基坑,泵房全开挖完成后,铺设防水层,施作二次衬砌。施工步骤如表10.5-1。表10.5-1 泵房施工步骤序号图示说明1第一步:开挖第一层,及时挂钢格栅喷射混凝土,施作初期支护。2第二步:架设钢架支撑开挖第二层;及时挂钢格栅喷射混凝土,施作初期支护。3第三步:开挖第三层,架设钢架支撑;及时挂钢格栅喷射混凝土,施作初期支护。4第四步:拆除钢架支撑,铺设防水夹层,施作二次衬砌,完成泵房的施工。1#联络通道及泵房施工另行编制专项施工方案,本方案不做详细论述。第十一章 盾构隧道防水及防腐11.1盾构隧道施工防水

263、原则和防水等级标准防水原则(1)区间隧道设计使用年限为100年,施工时遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则,结合施工图纸中相关规定进行盾构隧道的防水。(2)以管片混凝土自身防水、管片接缝防水和隧道与明挖结构的端墙接头防水为重点。防水等级本标段隧道结构防水等级为二级,即隧道结构不允许渗漏水,结构表面可有少量湿渍。总湿渍面积不应大于总面积的2/1000,任意100m2面积上的湿渍不超过3处,单个湿渍的最大面积不大于0.2m2;其中,隧道工程还要求平均渗水量不大于0.05L/(m2d),任意100 m2防水面积上的渗水量不大于0.15 L/(m2d)。表11.1-1 盾构区

264、间防水设计体系表防水体系衬砌结构自防水混凝土抗渗等级管片混凝土采用C50,P12裂缝控制裂缝宽度不大于0.2mm,且不得有贯穿裂缝。耐腐蚀要求处于侵蚀性介质中防水混凝土的耐侵蚀要求应根据介质的性质按混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476-2008)相关标准执行。接逢防水管片接缝,手孔及吊装孔不得渗水。管片外注浆、有腐蚀介质时根据腐蚀情况设置管片外涂层(注:本区间管片外不需设置防腐涂层)。11.2盾构隧道防水施工管片自防水(1)盾构法施工的隧道结构混凝土渗透系数不宜大于810-14m/s,氯离子扩散系数不宜大于210-9 m2/s。(2)每立方米混凝土中各类材料的总碱含量不得大于3Kg。(

265、3)按有关规定严格控制混凝土中Cl-的含量,最大Cl-含量0.06%。(4)选用C3A和C3S少的水泥,其中C3A的含量不大于0.8%。(5)防水混凝土的水、砂、石应符合地下工程防水技术规范第条、第4.1.9条相关规定。(6)管片混凝土达到抗渗的要求:选择合适的混凝土配合比,保证管片的抗渗等级达到S12。(7)控制保护层厚度:管片生产中保证管片迎水面50mm保护层厚度。(8)管片脱模后,立即防入专用养护池中进行水下养护。(9)管片采用高精度管模制作,确保管片环拼装精度。(10)管片生产中采用高频振动台加强振捣,确保混凝土密实,以满足抗渗等级要求。(11)管片在拼装前不允许出现肉眼可见裂缝。(1

266、2)安装管片时确保防水材料不能松动、脱落或损伤。(13)加强管片整体防水性能。环形间隙注浆体作为隧道防水的加强层。(14)施工后期对漏水部位进行注浆止水。对管片缝隙渗漏水部位注微膨水泥浆进行止水。(15)加强管片堆放、运输中的管理和检查,防止管片开裂或在运输中碰掉边角。(16)管片进场和下井前应作外观检查,保证有缺陷的管片不得进工地和下井。(17)管片接缝防水材料:选用合格的三元乙丙遇水膨胀橡胶止水条对管片接缝进行防水。(18)螺栓防水材料:螺栓孔采用遇水膨胀橡胶圈密封防水。(19)管片上用作注浆的吊装孔,在交付运营前应用1:1的微膨胀水泥砂浆封填。(20)手孔及吊装采用遇水膨胀橡胶圈止水,并

267、用微膨胀水泥砂浆封孔。施工工艺及注意事项(1)防水混凝土所用外加剂的掺量应准确,误差不得超过2%,并严格按规定搅拌、振捣。(2)盾构管片应采用高精度管摸制作以确保管片环的拼装精度,管片的制作精度。防水混凝土应采用钢模,避免跑浆错位、脱模,保证混凝土结构尺寸的准确性,减少混凝土蜂窝麻面的产生。(3)防水混凝土结构内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝,不得接触模板,固定模板的螺丝必须穿过混凝土结构时应有止水措施。(4)盾构管片生产采用高频振动台加强振捣,确保混凝土 密实。(5)盾构管片应预留压浆孔加固回填压浆。最理想的是注超细水泥浆,压浆完毕后压浆孔应加设止水设施,防止压浆孔渗漏水。11.3接缝防水管片接

268、缝防水(1)管片在使用期间应满足强度、抗裂要求,最大裂缝宽度不大于0.2mm。(2)接缝防水采用在密封垫沟槽内设置密封垫,通过被压缩挤密能实现防水。密封垫的压缩变形量小于28%。(3)弹性密封垫的材料选择三元乙丙橡胶弹性密封垫。(4)管片密封垫满足在设计水压和接缝最大张开值下不漏渗的要求密封垫沟槽的截面积应不大于或等于密封垫的截面积,当环缝张开量为0mm时,密封垫可以完全压入储于密封垫沟槽内。(5)管片环缝错台量不大于10mm。(6)弹性密封垫的张开量为6mm时能抵抗0.6MPa的水压。防水机理在千斤顶推力和螺栓拧紧力的作用下,使得管片间的密封材料的缝隙被压缩,如图11.3-111.3-3所示

269、:图11.3-1 管片接缝防水示意图(一)图11.3-2 管片接缝防水示意图(二)图11.3-3 管片接缝防水示意图(三)止水条的安装工艺:(1)确保管片表面平滑,侧面无孔洞和缺边,管片和止水条干燥,没有灰尘和油脂。(2)将止水条套在管片上,检查型号及位置是否正确,并悬挂于管片上。(3)用稀释液清洗止水条和管片,把沟槽侧面和底面清洗干净。(4)待稀释液挥发后,开始涂胶水(胶水须搅拌均匀,并经常搅动),胶水100%覆盖止水条和管片的底部和侧面。先涂止水条,后涂管片,涂胶时止水带与砼面均涂满,涂胶量约200g/m2。(5)胶水溶剂挥发以后,将止水条装入槽内,粘结顺序为先短边后长边、从中间到角。粘贴

270、时注意四个角的密封垫位置不得“耸肩”或“塌肩”现象,整个密封垫表面应在同一平面上,谨防歪斜或扭曲。(6)最后用锤击打止水条,使其与管片粘结牢固。(7)止水条粘贴12小时后,管片方可拼装。嵌缝密封防水1、嵌缝的形式嵌缝作业应在盾构千斤顶顶力影响范围以外进行,综合考虑隧道稳定性,掘进等作业的影响,安排在工作面后100米左右范围内进行。本标段盾构区间隧道嵌缝除盾构进洞20环、出洞20环、联络通道前6环、联络通道后6环要求作整环嵌缝外,其他在拱顶45、拱底90范围内进行嵌缝。见图11.3-4、11.3-5嵌缝形式图。图11.3-4 嵌缝形式图(一)图11.3-5 嵌缝形式图(二)2、嵌缝施工(1)先检

271、查嵌缝槽有无冒水、滴漏、慢渗现象。若管片接缝有渗漏水,先进行注浆堵漏处理。在无明显渗漏基础上,再进行嵌缝施工。(2)清理嵌缝内泥污等。(3)粘贴牛皮纸防污条,防污条在密封材料刮平后立即揭去。图11.3-6 牛皮纸防污条粘贴位置示意图(4)刷涂界面处理剂,如刷涂后24小时没有填密封材料,需再刷一次。(5)现场拌合密封材料,每次拌合最多23kg,混合时间约为10min。(6)用嵌缝枪进行嵌缝处理。(7)用密封膏嵌填后,在密封膏未干前,用腻子刀将多余的密封膏刮去,并对有厚薄的部位进行调整,刮平时,顺一个方向刮,不能来回多次抹压,刮刀要倾斜,使刀的背面轻轻在密封膏表面滑动,形成光滑表面。(8)嵌填完毕

272、后养护23次,施工现场需清扫时,必须待密封材料表面干燥后进行,以防止污染或碰损。(9)嵌填质量要求及检查方法如表11.3-1所示:表11.3-1 密封膏嵌填质量要求及检查方法质 量 要 求检 查 方 法填充饱满、无气孔、表面干燥迅速目测接缝粘接牢固嵌填15天后用手指压接缝周边接缝螺栓孔防水管片螺孔位于接缝面,密封防水也是重要环节,其采用水膨胀垫圈加强防水。施工中应避免螺栓位置偏于一边的现象。由于螺栓垫圈会发生蠕变而松弛,在施工中需要对螺栓进行二次拧紧。防水结构见图11.3-7。图11.3-7 纵环向螺栓孔防水结构图吊装孔的防水措施 由于管片接缝漏水或土体加固要通过吊装孔进行二次注浆时,要做好二

273、次注浆的收尾工作。等双液浆凝固后将活动端头部分拆除,清理吊装孔内残余物,填入膨胀止水密封材料,然后用防水砂浆封固孔口,盖上螺旋盖,预防从吊装孔漏水。管片与地层空隙防水措施盾构推进后,盾尾空隙在围岩坍落前及时进行注浆,不但可防止地面沉降,而且有利于隧道衬砌的防水,选择合适的浆液、注浆参数、注浆工艺,可形成稳定的管片外围防水层,将管片包围起来,形成一个保护圈。同时在二次注浆也可加强保护圈,有利于隧道防水。11.4 管片外防水(1)盾构推进后,盾尾空隙在围岩坍落前及时进行注浆,不但可防止地面沉降,而且有利于隧道衬砌的防水。(2)注浆孔应结合注浆量、注浆压力综合而定。一般注浆量为计算体积的1.52.5

274、倍,注浆压力为0.5MPa左右。(3)管片裂缝、接缝渗漏水的情况,还应利用管片吊装孔强化二次注浆。11.5洞门防水施工洞门防水主要指盾构区间隧道与车站、始发井、吊出井的连接部位,这些部位拐角多,结构复杂、施工缝多,是防水的难点,也是防水施工的重点。盾构机在进出隧道时,管片缺乏后座顶力,管片间压力松弛,接缝不密实,易渗漏水,因此靠近洞门的区间隧道也是防水的重点。洞门防水见图11.5-1。图11.5-1 洞门防水图盾构进出洞时,用特殊帘布橡胶圈及可靠的固定装置减少漏泥,漏水,用特殊形式止水带与遇水膨胀橡胶止水条、密封胶加强抗裂与防水。盾尾空隙回填灌浆材料,构成隧道外围圈防水。1、拆除管片前,利用相

275、邻管片的中间孔,注浆加固以减少渗水。2、拆除管片后,对渗水部位仍要进行注浆封堵或预留引水导管,以确保施工面的干燥。3、对施工接缝要进行凿毛处理,对止水条的基面要清理干净并保持平整和干燥。4、遇水膨胀橡胶止水条要与基面密贴牢靠,搭接足够,并涂上缓膨剂。5、布置钢筋时不要触碰止水条,封闭模板前仔细检查止水条的可靠性。6、浇注砼时要避免振动棒碰到止水条,振捣要均匀到位。7、浇完砼后,至少养护14天,在未达到规定的强度前,不得拆模,以免出现渗水裂缝。8、对拆模后的渗水部位压浆处理并施以环氧水砂浆封堵抹平。11.6施工缝防水(1)施工缝应避开地下水和裂隙水较多的区段(2)水平施工缝不在剪力与弯矩最大处,

276、在高出边墙与底板相交点300mm的墙体出。(3)环向施工缝浇注混凝土前,要将其表面凿毛、清理干净,涂刷水泥净浆或混凝土界面处理剂并及时浇注混凝土。(4)水平施工缝浇注混凝土前,应将其表面浮浆和杂物清除、先铺净浆,再铺3050mm厚的1:1水泥砂浆或涂刷混凝土介面剂,并及时浇注混凝土。第十二章 特殊地段盾构施工12.1上软下硬地层处理措施1、基本情况茶山站至中间风井段有数处、中、微风化混合片麻岩侵入隧道,存在地层上软下硬问题。在线YDK2+742YDK2+825,和YDK3+109YDK3+186段(长度分别为83 m和77 m), 中微风化混合片麻岩、侵入隧道底部,其中微化混合片麻岩强度达58

277、.5MPa,隧道上方分布有淤泥质粘土、粗砂、砾砂,上软下硬问题比较严重。 2、施工中存在的风险由于该两处上软下硬段地质环境复杂,上部地层松软,地表鱼塘满布,且距离寒溪河河堤较近,盾构机在上软下硬地层掘进过程中,姿态控制比较困难,对上方的软弱地层容易造成超挖,导致刀具磨损加快、地面沉降超标、严重时会造成无法开仓更换刀具,地面塌陷,地表水下渗回灌、河堤损毁等灾难性事故。对于上软下硬地层的处理,除了掘进时通过盾构掘进参数控制外,一般应对隧道上部软弱土层进行加固处理,尽量降低开挖范围内地层的硬度差异,或通过在地面进行深孔爆破、冲击钻破碎等方法将硬岩破碎或去除,同时做好换刀点措施,才能保障施工安全。3、

278、预防和处理措施拟采取措施一:地层加固对上软下硬段盾构隧道上部软弱土层采用深层水泥搅拌桩加固。同时在此加固区段内设置换刀点(每段两处)。根据隧道纵断面图可知,隧道上部软弱土层标贯击数小,且隧道埋深16m,适宜水泥搅拌桩施工。加固范围:加固长度同上软下硬地段长度,宽度为隧道外侧加3m,深度为隧道上方3m至隧道上部软弱土层。水泥搅拌桩施工参数为:550 mm 450mm,水灰比。 图12.1-1 右线YDK2+742YDK2+825段水泥搅拌桩加固布置图图12.1-2 右线YDK3+109YDK3+186段水泥搅拌桩加固布置图拟采取措施二:加强机械配置1. 全盘硬岩刀具,特别是9-14B#共34把正

279、面及边沿单刃滚刀配置为加宽加高耐磨合金刀具,提高破岩能力和耐磨性能。2. 将外沿的8把边沿刮刀向外沿延伸1cm左右,保证开挖直径大于前体直径6950mm,可防止盾体严重磨损。3. 根据不同地段岩面高度,硬度不同配置不同的刀具。拟采取措施三:加强掘进过程控制1. 严格控制泥浆性能、切口压力、贯入度、扭矩和刀盘转速等掘进参数。2. 加强对出土量的控制监测,地表沉降的监测和反馈。3. 勤于检查刀具,做到每天进仓检查刀具,及时更换损坏刀具。12.2下穿别墅群桩基托换处理措施区间隧道施工,左线隧道下穿或侧穿C幢、F幢和G幢别墅,右线隧道下穿或侧穿D幢和F幢别墅,该处别墅桩基侵入盾构隧道内,因此采用矿山法

280、隧道施工,对侵入隧道内的桩基进行托换,盾构空推该矿山段。12.2-1 隧道下穿别墅区房屋及桩基情况示意图注:因桩基托换施工蓝图未下发,具体施工方案待施工蓝图下发后另行编制,本方案不涉及该内容。12.3盾构隧道下穿寒溪河应对措施 茶山站榴花公园站区间左右线隧道及出段线隧道下穿寒溪河。寒溪河现状河宽约100m,土筑河堤,堤坝顶宽约4.5m,堤坎顶面标高6.97.3m。目前河道正处于改造施工阶段。按河道改造施工图,河道宽约200m,新修河堤堤坝顶宽约15m。现状河床距离茶山站榴花公园站区间左右线隧道隧顶最小约8.2m,距离出段线隧道隧顶最小约7.1m,且隧道顶至河床底之间为强透水的砂层,隧道在这些地

281、层中掘进易出现涌砂、流砂问题,隧道掘进条件极差。见图12.3-1 盾构过江平面示意图、图12.3-3右线盾构隧道下穿寒溪河地质剖面图和图12.3-4出段线盾构隧道下穿寒溪河地质剖面图。图12.3-1 盾构过江平面示意图图12.3-2左线盾构隧道下穿寒溪河地质剖面图图12.3-3右线盾构隧道下穿寒溪河地质剖面图图12.3-4出段线盾构隧道下穿寒溪河地质剖面图1、下穿寒溪河前的准备工作1)准备支顶加固材料、注浆加固材料、抢险机具设备、车辆、警戒标识物等以备用。 2)在到达特殊段前选择一开挖面自稳性较好的地段对盾构机进行全面检修,减少在特殊地段停机检修的风险。3)对破损较大的盾尾刷进行更换。4)全面

282、检测刀具,对磨损超标的刀具进行更换。5)对堵塞的注浆管进行疏通处理。6)对分别通往开挖面、土仓、螺旋输送器的主从泡沫管进行疏通,并在刀盘面中心附近增设1根泡沫管。2、盾构机通过技术措施1)做好各项准备工作,提前对盾尾密封进行检查。2)调整同步注浆浆液的配合比,缩短凝结时间,同时增大注浆量和注浆压力。 3)在盾构机通过后及时进行二次注浆,通过调整浆液配比参数,控制注浆的凝结速度,达到加固土体和加固充填溶洞的目的。 4)加强掘进姿态控制,全面贯彻信息化施工。 5)同时备好抽排水设备等应急设备和物资,制订应急抢险预案。3、盾构掘进过程的施工技术掘进过程的施工技术:要求盾构在通过该特殊段时有序、平衡、

283、平稳。有序:1)施工组织有序人、机、料的配置合理,工序的安排、衔接有序。2)机械保养有序机械保养定人、定期、专业、规范,做到无遗漏、标准化。3) 信息管理有序技术交底、作业交底按部就班,自经理部至作业面指令畅通、反馈迅速。 平衡:1)仓内压力与开挖面压力平衡。严格控制仓内压力,尽量保持压力平衡,不要出现过大的波动; 2)出土量与掘进进尺平衡。严格控制出土量,做到进尺量与出土量均衡。本隧道开挖时,考虑盾构姿态变化或其他原因引起的岩土损失和岩土的松散系数。除量的控制外,还要坚持对每环渣样进行地质水文分析,发现与开挖断面地质情况不符时,则马上采取措施。3)注浆压力与水土压力平衡。除考虑注浆处的水土压

284、力,还要考虑后方来水、开挖面来水的水压,故注浆压力是在注浆处水土压力基础上提高12kg/cm2,且应使浆液不进入土仓和压坏管片和不因注浆压力过大造成地表隆起。4)注浆量与进尺平衡。考虑浆液失水固结、盾构推进时壳体带土使开挖断面大于盾构外径、部分浆液劈裂到周围地层,采用理论值的150200进行注浆,即为3.54.75m3。要保证浆液配置与地质水文条件、掘进速度相适应,过本段时浆液配比设置为:水泥粉煤灰砂膨润土水=18037178035400(kg),浆液稠度控制在110115mm,凝胶时间控制在5h以内。平稳: 1)盾构姿态平稳。推进过程应保持盾构机有良好的姿态,避免蛇行,每环姿态变化控制在5m

285、m内。千斤顶油缸油压值差宜保持统一、恒定性,不宜出现过大的波动。2) 管片姿态平稳。做好管片选型,现场对盾尾间隙实测实量,控制下部盾尾间隙在70mm以内,注意管片拼装的椭圆度,防止尾刷与管片碰撞导致盾尾密封、铰接密封损坏及管片变形。3)推进速度平稳。掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料,改善渣土性能,提高渣土的流动性和止水性,防止涌水流砂、结泥饼和喷涌现象,有利于保持速度的稳定。推进速度保持在2540mm/min,日均进尺79m。4、通过后的补强措施 1)二次注浆。盾构同步注浆后,由于浆液的脱水,浆液体积收缩会加剧地表的后期沉降量,又由于盾构推力,衬砌和土层间会相互分离,二次注浆能有效

286、地进一步充实背衬和提高止水能力。特殊地段每推进4环后补注双液浆一次,在通过桩基位置两环管片的范围内增注一次。2)三次复紧为防止因管片的变形引起地层的过度扰动,对管片螺栓拧紧要求三次复紧。即拼装管片时一次拧紧,推出盾尾后二次拧紧,后续盾构掘进至每环管片拼装前,对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。5、施工监测监测在施工中的应用,要保证盾构机能够在复杂的地质条件下顺利掘进,很重要的一点就是要保证盾构机良好的工作状态,也就是要对盾构机进行定期的维护和保养,及时排除盾构机的故障,降低故障率无论对于加快施工进度还是保证施工安全与质量都是非常重要的。12.4正线隧道与出入段线隧道重叠段施工应

287、对措施出入段线隧道主要与正线左线隧道有交点而形成重叠隧道。入段线与左线隧道净距离4.0m,出段线与左线隧道净距离2.0m。在出入段线通过平面曲线半径R239m(出段线)、平面曲线半径R250m(入段线)重叠交点后,以34.52、(3.06出段线)(4.52入段线)坡度分别与正线隧道逐步并行,出段线盾构在茶榴区间风机房吊出、入段线盾构在茶山站吊出。重叠段隧道出入段线洞身主要为淤泥质砂地层,重叠段正线隧道左线隧道主要为淤泥质砂、冲洪积粗砂、冲洪积砾砂、大绀山组强风化混合岩。根据工程策划,区间正线隧道先施工,再施工出入段线。盾构区间主线隧道从茶榴区间中间风井始发,在茶山站吊出;在正线隧道通过重叠段隧

288、道前(出入段线与正线隧道左线局部重叠)完成地基加固,加固采用900mm700三管旋喷桩加固地层。加固范围为隧道外轮廓线外放3m,加固深度为进入底,高于出入段线隧道顶3m。出入段线后施工,在出入段线通过隔离带前,完成地基加固。施工中拟采取如下主要措施:1)正线隧道施工在理想情况下,双线隧道能提前于出入段线施工,按原策划实施。但在不理想情况下,根据正线隧道与出入段线隧道平面关系、地质情况、施工中地层沉降关系,首先实施右线正线隧道(小里程往大里程方向);2)隧道穿越寒溪河段,根据地质情况,出段线隧道主要处于淤泥质粘土标贯值最大值N=8、饱和砂层,且正线隧道与出段隧道基本处于上下错开并行,在出段线通过

289、寒溪河前,须确保正线双线隧道均完成穿越寒溪河段的施工后方可实施出段线隧道穿越寒溪河段施工,为出段线施工安全关键结点控制;3)若出入段线隧道先于正线隧道施工,可适当调整施工轴线(在允许范围内),避免因正线隧道施工中对出入段线隧道沉降影响,造成超限,同时在管片上预留注浆孔;4)在三线隧道并行段,入场线及正线隧道处于洪积中砂冲洪积粗砂、砾砂地层,根据勘查显示,其处于稍密密实状态,为稍密中密状态,设计中提出三线隧道净距离小于6m区段施作厚度800连续墙作为隔离墙,在施工前,请设计院计算出入段线与正线隧道上下并行情况下,正线隧道施工前后地层沉降值,对先行隧道影响的范围,根据计算考虑在管片结构配筋上加强,

290、调整隔离连续墙施工长度、深度;5)交叉点重叠段隧道,若出入段线先于正线隧道施工,其施工轴线在原设计轴线上适当调高,避免因正线隧道施工中小量沉降造成超限;6)在盾构施工过程中须注意盾构主体上径向预留注浆管设置,盾构刀具选型、排布的合理性,同步注浆材料采用速凝材料,二次注浆及时跟进;7)注意泥浆输送流量控制,根据寒溪河汛期调整泥水压力,控制泥浆比重、粘度,定期检测干砂量;8)注意相邻隧道注浆压力控制,泥水压力的控制,根据相邻隧道监测、地表监测情况,调整泥水压力;9)出入段线与正线隧道上下错开并行段,正线隧道通过管片调整孔(或预留注浆孔)进行二次注浆施工。12.5隧道下穿构筑物保护方案构筑物概况经过

291、调查,盾构空退段矿山法隧道段施工共下穿4座建(构)筑物(如下表12.5-1所示),高度为36层,一般为浅基础,区间沿线另有部分房屋临近隧道受施工影响。表12.5-1 区间隧道影响的建筑物概况表序号里程范围建构筑物名称或编号上部结构下部基础与盾构隧道关系资料来源及相关说明拟采取主要技术措施1YDK3+644+668余屋村闲置别墅,编号D3层桩基础,桩径1.5m桩长623m。(1)右线隧道正上方;(2)隧道埋深约15.9m。调访资料(1)洞内桩基托换;(2)施工控制;(3)监控量测;(4)跟踪注浆。2ZDK3+669+688编号C未施工桩基础,桩径1.3m,桩长25m。(1)左线隧道正上方,侵入隧

292、道;(2)隧道埋深约16.0m。调访资料(1)洞内截桩;3ZDK3+686+710YDK3+670+694余屋村闲置别墅,编号G4层桩基础,桩径1.5m,桩长624m。(1)左右线隧道正上方,桩基侵入隧道范围内;(2)隧道埋深约16.3m。调访资料(1)洞内桩基托换;(2)施工控制;(3)监控量测;(4)跟踪注浆。4ZDK3+722+745余屋村闲置别墅,编号F4层桩基础,桩径1.5m,桩长610m。(1)左线隧道正上方,桩底距离隧道顶约5.3m;(2)隧道埋深约16.3m。调访资料(1)施工控制;(2)监控量测;(3)跟踪注浆。建筑物调查鉴定隧道施工时对周边建筑物进行房屋调查及鉴定,鉴定选择专业资质鉴定的鉴定公司,对建筑物


注意事项

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