新玉区间盾构下穿管线专项施工方案第四版(共30页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录第一章 编制依据及编制范围1.1 编制依据1、北京地铁6号线二期工程土建施工设计说明及图纸。2、北京地铁6号线二期工程总体设计技术要求,现场踏勘和调查所获得的资料。3、国家、北京市现行技术标准、规程和规范,相关法规、政策,特别是环保、安全生产、文明施工方面的法规和政策。4、我单位基于“初步设计”合同和调查而做出的初步风险预测。5、我单位现有的技术水准,施工管理水平和机械设备配套能力。1.2 编制原则1、遵守、执行合同文件各条款的具体要求,确保实现业主要求的投资、工期、质量、安全、环境保护、文明施工等各项工程管理目标。2、贯彻执行国家和北京市的相关工程建设政策,严
2、格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和设计标准。3、在认真、全面理解合同文件的基础上,结合工程实际情况,积极应用“四新”技术成果,使工程建设做到可靠适用、经济合理、技术先进、方案安全。4、按照施工组织合理,施工计划周详严密,资源配制适当,接口管理全面清晰,进度安排均衡高效来编制施工管理方案。5、充分研究现场施工环境和各类接口与配合关系,妥善处理施工组织与各类接口与配合问题,使施工对周边环境的影响最小化,并积极配合建设方的联合调试、试运行以及竣工验收等工作。6、遵循“以质量保安全、以安全促生产”的原则。1.3 所采用的技术规范资料1、地下铁道工程施工及验收规范(2003版)(GB50299-19
3、99)2、给排水管道工程施工及验收规范(GB50268-97)3、地下铁道、轻轨交通工程测量规范(GB50308-1999)4、盾构法隧道工程施工及验收规范(DGJ08-233-1999)5、建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001)6、混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)7、我公司现有施工经验和技术。第二章 工程概况2.1 工程简介新华大街站玉带河大街站区间线路北起新华大街北侧、滨河北路以西200m的规划路环岛路口下的新华大街站,线路出站后下穿新华东街,沿滨河北路西侧的规划道路向东南敷设,到达玉带河东街北侧、滨河北路西侧的玉带河大街站。设计里程范围:右K3
4、6+519.650右K37+733.899,右线隧道长度1214.249m;左K36+519.650左K37+727.526,左线隧道长度1207.876m。区间于右K37+110.000设置号联络通道,于右K37+697.000设置盾构始发井,兼做号联络通道,兼做玉带河大街站站端设的1号迂回风道,新华大街站盾构始发井区间段采用盾构法施工,覆土厚度约为7.1m14.5m,盾构始发井玉带河大街站区间段采用暗挖法施工,盾构井覆土厚度约3.0m,其余暗挖段覆土厚度约10.40m。2.2 新华大街站玉带河大街站区间地下管线风险源(2)地下管线风险源序号风险工程名称位置范围对应环号风险工程基本状况1盾构
5、区间垂直下穿D1100污水右K36+565.000,左K36+589.00右+937+939环左+912+914环D1100污水为钢筋混凝土管,盾构区间垂直下穿污水管,竖向净距约10.7m。2盾构区间垂直下穿D700上水管右K36+587.500,左K36+605.300右+918+920环左+898+900环D700上水为铸铁管,盾构区间垂直下穿上水管,竖向净距约11.5m。3盾构区间垂直下穿D800上水管右K36+610.600,左K36+632.100右+898+900环左+876+878环D800上水为铸铁管,盾构区间垂直下穿上水管,竖向净距约11.5m。2.3 工程地质及水文地质1、
6、工程地质本标段位于北京市通州区。工程场地内地势平坦,本合同段在地质构造单元上处于顺义凹陷和大兴隆起,地貌单元位于北运河河谷及两侧级、级阶地上,第四纪覆盖层厚度250350m。始发井基坑开挖深度范围内地层主要为:场地浅表层为厚12m的填土,其下为第四纪新近沉积层(Q2+3al+pl),沉积的粉土、粘土、砂层,以下为厚度较厚的第四纪全新世冲洪积层(Q4al+pl),为沉积的粘性土、粉土、砂土及卵砾石层,再以下为第四纪晚更新新世冲洪积层(Q3lal+pl),为沉积的粘性土、粉土、砂卵石互层,并以砂土、卵石土为主。新华大街站玉带河大街站区间隧道洞身下穿的地层主要为:本盾构区间隧道覆土7.114.5m,
7、隧道洞身主要穿过的土层中有细粉砂3层、粉细砂层、圆砾4层、粉土2层、细中砂层。结构顶板以上土层主要为粉细砂3层。区间隧道基本在粉细砂、圆砾4层、细中砂层中下穿。区间地质剖面图详见下图2-3。图2-3区间地质剖面图2、水文地质条件根据勘察报告,本站基坑存在两层地下水,地下水类型分别为潜水(二)和承压水(四)。潜水(二)含水层岩性主要为粉细沙3层、细中砂层及圆砾4层,水位埋深为6.09.2m,水位标高为12.0714.13m,该层水属于中等强透水层,连续分布,主要接受降水入渗及侧向径流及越流补给,以侧向径流或越流方式排泄;承压水(四)含水层岩性为细中砂层水位埋深为9.310.5m,水位标高为10.
8、9611.99m,该层水属于强透水层,连续分布,主要接受侧向径流及越流补给,以侧向径流和人工开采的方式排泄3、工程地质条件及其评价本工程区各土层修正后围岩分级为级,土石可挖性分级为级,土体自稳能力较差。其中普遍存在的为粉细砂层、细中砂层等,其厚度较大,且为饱和状态,在地下水的作用下,会产生涌水、潜蚀、流砂等现象、极易导致隧道侧壁失稳。第三章 管线现状及与隧道结构关系3.1 管线平面位置三条管线集中位于新华东街现状路下方、新华大街站南侧。根据管线资料区间隧道施工无需改移地下管线。根据设计要求,盾构下穿污水管的控制值为:沉降量20mm,隆起量5mm,斜率0.005,最大变形沉降速率2mm/d;下穿
9、上水管的控制值为:沉降量10mm,隆起量5mm,斜率0.002,最大变形沉降速率2mm/d。三条管线平面位置如图3-1所示。图3-1三条管线平面位置图3.2 管线地质及现状图3-2管线地质图 如图3-2所示,D1100污水管埋深约4m,位于粉质粘土填土1层;D700上水管埋深约1.7m,位于粉质粘土填土1层;D800上水管埋深约4.5m,位于细粉砂3层。 经调查,D700、D800上水均为球墨铸铁材质,承插口式连接口,均为1986年修建,现状较完好;两条上水管产权单位均为北京潞洲水务有限公司,联系人王福泉,联系电话010-。D1100污水管为钢筋混凝土材质,承插口式连接口,1986年修建,现状
10、较完好;此污水管产权单位为通州区城镇水务所,联系人徐国庆,联系电话010-。第四章 施工重难点及工期计划4.1施工重难点1、三条管线位于新华大街下,新华大街为通州区主干道之一,交通量大,如何确保盾构掘进施工的连续性、严格控制沉降是本工程的重点及难点;4.2 工期计划左线下穿管线的里程为ZK K36+589K36+632.81,影响环号866环924环;右线下穿管线里程为ZK K36+565K36+610.6,影响环号888环949环。根据实际情况并结合以往经验,新玉区间每台盾构机平均日掘进环数约为12环,截至3月31日左线掘进至第280环,右线掘进至第700环,则盾构下穿管线影响区域的具体日期
11、约为: 左线2013年5月21日至5月26日;右线2013年4月15日至4月20日。由于新华大街站盾构接收井正在施工,锚索未拆除,现在不具备接收条件,因此右线盾构机下穿管线后于新华东街北侧绿化带中、距离锚索约1.5m处停机,如图4-1;左线盾构机下穿管线后预计接收井已具备接收条件,顶桩后停机。图4-1 右线盾构机停机位置示意图第五章 盾构机下穿管线段掘进施工盾构机在试验段掘进施工中,已对掘进参数进行实时必要的调整,为后续的下穿管线掘进施工提供条件,并做好施工记录。试验段掘进参数记录内容如表2.7.4。 表2.7.4 施工记录序号项目内容备注1隧道推进参数1、 施工进度(300环/月)2、 油缸
12、行程、掘进速度(3045 mm/mim)3、 盾构推力(18002000t)、土仓压力(0.81.0bar)、刀盘扭矩(11003000kNm)4、 刀盘1.0rpm、螺旋机转速(810rpm)5、 出土量37.88m32泡沫注入参数1、 泡沫剂注入时间2530min、注入量40100L3同步注浆参数1、 注浆材料配比、稠度、注浆试块强度(每天取样试验)2、 注浆压力1.01.5bar、注浆量4.55.3方3、 注浆孔位选择与注浆量(1、2、3、4#孔)4二次注浆参数1、 注浆材料(水泥、水玻璃)、配比(水泥:水:水玻璃=1:1:1)、凝固时间(4060s)2、 注浆压力(3.54.5bar)
13、、注浆量(1.52.0m3/5环)5.1下穿管线段盾构参数设定平衡压力设定是土压平衡盾构施工的关键,维持和调整设定的压力值又是盾构推进操作中的重要环节,其中包括推力、推进速度和出土量三者相互关系,对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用。因此,盾构推进过程中,要根据不同地质、覆土厚度、地面建筑情况并结合地表隆陷监测结果及时调整设定的土仓压力,推进速度要保持相对平稳,控制好每次的纠偏量,减少对土体的扰动,为管片拼装创造良好的条件。同步注浆量也要根据推进速度、出碴量和地表监测数据及时调整,将施工轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许的范围内。 土仓压力值P的选定新玉区间隧道穿越地层主要为粉细砂
14、3层、粉质粘土层、粉细砂层、粉质粘土层、局部为粉细砂3层,上层覆土为房渣土层、粉质粘土填土1层、粉土填土2层、粉土层、细粉砂3层、粉细砂3层,填土层厚度为4.08.0m,粉细砂层2.010.0m。土压力计算采用郎肯理论对应的土压为0.05MPa,水压为0.030.04MPa,水土压力为0.080.09MPa。掘进过程中,加强对地面沉降的监测,根据监测结果及时调整土压力的大小。 盾构掘进参数刀盘贯入土体量:不超过30mm/rpm(由于姿态纠偏少于推进速度);总推力:1800t2000t,根据土层情况及埋深情况实时调整;刀盘转数:0.91.3rpm;刀盘扭矩:小于30%(适时加入泡沫剂调节)。 推
15、进出土量控制每环理论出土量=/4D2L=/46.3421.2=37.88 m3/环。盾构下穿管线段推进出土量控制在理论量附近,即37.88m3/环左右。 添加泡沫剂根据地质情况,通过在盾构前方压注泡沫剂(或纳基膨润土浆液),起到保护刀盘以及保证盾构螺旋出土机正常出土的作用,有效的防止土仓土体闭塞,堵仓情况发生。根据我单位施工经验,在粘性土层中泡沫注入率5%,富水砂性地层中合理的改良注入率为8%15%。在密封土仓内加入泡沫主要是为了增加土仓内土体间的疏松性润滑密封土仓内切削土体顺利出土的作用,减少刀盘扭矩,另外可以形成压力膜起到稳定挖掘面的作用。它的注入压力一般稍高于土仓内的土压,这一点和泥浆的
16、注入参数类似。泡沫注入压力设定为0.280.37MPa。 推进速度下穿管线段的推进速度控制在23cm/min,使之匀速推进。 盾构纠偏盾构轴线控制偏离设计轴线不得大于5mm,在盾构掘进机上安装全自动测量控制系统。同时采用人工测量复核,以确保掘进方向的准确;下穿管线段,尽可能使盾构匀速通过,减少盾构纠偏量和纠偏次数;每次的纠偏量不能过大,最大不超过5mm/环,最大管片贴片不超过2mm。要做到随偏随纠、勤纠小纠,多注意观察管片与盾壳的间隙,采用稳坡法、缓坡法推进,以减少盾构对地面的影响。 管片拼装在盾构拼装状态下,由于千斤顶的收缩,必然会引起盾构机的后退,在盾构机下穿管线时,为避免盾构机后退,在盾
17、构机推进结束时不要立即拼装,等待1015分钟之后,等到周边土体和盾构机的动摩擦力变为静摩擦力时再进行千斤顶的回缩,保持开挖面的平衡压力,管片拼装应尽量缩短时间,在20min内拼装完成。盾尾注浆压力与注浆量为了使浆液很好的充填于管片的外侧间隙,必须以一定的压力压送浆液。注入压力大小通常选择为地层土压力加上0.10.2MPa。地层阻力强度是由土层条件及掘削条件决定的,通常在0.20.3MPa以下,但也有高达0.4MPa的情形。为了不影响盾构隧道管片的稳定性,不宜选择过高压力,根据本标段的地层土质条件注浆压力初步定为0.25MPa。根据以往施工经验,注浆量应控制在110%130%,按照设计要求,特殊
18、地段注浆量按平时注浆量的1.2倍考虑,故注浆量为5.5m36.0m3。二次补注浆应根据地面的量测,发现未完全填充的部位及时采取措施,进行二次补浆施工;用量依据实际情况确定。掘进每环注浆量:Vk(D2Dg2)/4Lk(6.28262)/41.24.85.5m3式中:k 注浆比例,取1.501.75;D刀盘外径;Dg盾构隧道外径(6 m)根据地面沉降监测数据,及时调整注浆量与注浆压力的大小。5.2 掘进中采取的措施在盾构下穿管线前从设备、物资、技术、人员和对外协调方面做好准备工作。保证盾构连续快速掘进,左右线各利用十个工班的时间(120个小时)通过管线。1)、设备的维修和保养,确保盾构机及配套设备
19、处于最佳工作状态,避免设备故障导致盾构机长时间停滞在管线下方地层中。2)、通过掘进参数的优化选择,摸索出盾构掘进的最佳参数,减少盾构施工对地层的扰动,确保地面沉降控制在允许范围内。3)、条件验收通过后方能开始下穿管线施工,要早做谋划。5.2.1 设备准备左线盾构机在进入管线影响范围前15环左右暂停施工,右线盾构机在进入新华东街前暂停施工,对盾构机及后配套设备进行一次全面、细致的检修。重点对盾构机的注浆系统、盾构机控制电路及液压系统、龙门吊刹车系统、行走系统、电瓶车刹车及电路进行检修。对于损坏的部件立即更换,对存在故障隐患的部位及时排除,各润滑部位及时加注润滑脂或润滑油。特别是对注浆管路进行清洗
20、疏通,避免输送管在盾构下穿管线时堵塞,导致浆液供应中断,从而造成盾构机停机,同时对盾尾密封系统进行检测,确保下穿管线时不发生漏浆现象从而保证注浆量。检修前制定详细的设备检修计划,并安排经验丰富的机修人员对设备进行彻底的检修,将检修任务落实到个人,确保盾构下穿管线前所有设备均处在最佳的工作状态。5.2.2 物资准备盾构施工主要物资为钢筋混凝土衬砌管片及防水材料、浆液拌合原材料(包括水泥、沙子、粉煤灰、膨润土、膨润土)。在盾构下穿管线之前对各种原材料库存数量进行统计(包含轨道、轨枕、夹板、水管等),保证数量充足,并严格控制原材料质量,坚决杜绝不合格材料进场。衬砌管片进场周期长,因此应保证管片存储区
21、有足够数量的管片,根据盾构下穿管线期间的线路平面曲线,合理确定标准环和弯环的数量,保证每种型号都有足够数量,并对到场的管片及时安排防水材料粘贴工粘贴止水条及传力衬垫。施工期间考虑天气条件对材料供应的影响,每天关注下穿当天的天气情况,对受天气影响的原材料要提前进行储备。5.2.3 人员准备盾构机操作手选用操作技能优秀的、责任心强的操作人员。 隧道内的机械维护人员选用技术精良的,经验丰富的维修人员,并从盾构机厂家派驻两名人员随时对出现的故障及时组织维修。5.2.4 掘进参数及施工过程控制(1)严格控制正面压力在掘进过程中要严格保持掘进面的土压稳定,土压波动在0.1bar范围之内,合理使用泡沫等软土
22、压,防止地下水的流失,确保盾构掘进开挖引起的沉降在允许范围之内。在停机的时候要派人密切注意土压的变化,超过预定的值要及时采取措施。土压力要保持均匀性,防止忽高忽低。这就要求盾构司机在操作的过程中要精心操作,推进速度,螺旋转速,刀盘转速都要平缓过渡。土压的控制要和地面监测密切配合,如果地面监测发现刀盘前的地面总是隆起超过预警值,这时候就要适当降低土压力;相反就应该提高土压力。土压地面监测要形成一个良好的反馈通道,便于盾构司机及时调整土压力控制参数。(2)推进速度控制在下穿管线过程中,盾构机推进速度不宜过快,也不宜太慢,以23cm/min左右为宜,推进过程速度保持稳定,确保盾构均衡、匀速地下穿管线
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