上跨下穿既有地铁线专项施工方案.doc

上跨下穿既有地铁线专项施工方案- 34 -2020年6月23日资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。目 录第一章 编制依据- 1 -1.1 编制依据- 1 -1.2编制原则- 2 -1.3 适用范围- 2 -第二章 工程概述- 3 -2.1 工程概况- 3 -2.2 工程地质- 4 -2.2.1地质概况- 4 -2.2.2 岩层特性- 6 -2.3施工特点- 7 -2.4 施工难点- 9 -第三章 施工风险分析及对策- 10 -3.1 地层风险及对策- 10 -3.2 设备风险及对策- 10 -3.3 既有地铁线路、 管线风险及对策- 10 -第四章 总体施工方案- 12 -4.1 总体施工方案概述- 12 -4.1.1 地层处理- 12 -4.1.2 盾构机检修- 12 -4.1.3 采用土压平衡均匀连续经过下穿区域- 13 -4.1.4采用合理参数, 严格控制施工过程- 13 -4.1.5 加强注浆- 14 -4.1.6 测量监测- 14 -4.2 施工安排- 17 -4.2.1 施工顺序- 17 -4.2.2 上跨下穿施工范围确定- 17 -4.3 工期计划- 17 -第五章 土体、 岩层处理方案- 1 -5.1 渐进式注浆加固工艺- 1 -5.1.1 渐进式注浆原理- 1 -5.1.2 渐进式注浆的施工工艺- 1 -5.2 土体加固方案- 3 -5.2.1 土体加固范围确定- 3 -5.2.2 土体加固点位布置- 5 -5.3 水平潜孔锤施工流程及孔位布置- 7 -5.3.1 水平潜孔锤施工原理- 7 -5.3.2 潜孔锤破碎基岩孔位布置- 9 -5.4二重管无收缩双液注浆加固地铁1号线上跨区域- 11 -5.4.1加固原理- 11 -5.4.2加固范围- 11 -5.5.1袖阀管注浆原理- 12 -5.5.2 袖阀管加固范围- 13 -第六章 应急预案- 15 -6.1建立应急组织机构, 明确责任分工- 15 -6.2应急资源- 17 -6.3进行应急演练, 提高应急能力- 18 -6.4突发事件应急预案- 18 -6.5相关单位及联系电话- 19 -第七章 保证措施- 20 -7.1安全保证措施- 20 -7.2质量保证措施- 20 -第八章 绿色文明施工- 22 -8.1 文明施工目标- 22 -8.2 绿色施工原则- 22 -8.3 绿色施工措施- 22 -8.3.1 节水措施- 22 -8.3.2 节能措施- 23 -8.3.3 施工现场布置要求- 23 -8.3.4 降低噪音措施- 23 -8.3.5 排污措施- 24 -8.3.6 防止大气、 粉尘污染措施- 25 -8.3.7 防止固体废弃物污染措施- 26 -8.3.8 限制光污染措施- 26 -第一章 编制依据1.1 编制依据序号内 容一、 设计图纸1深圳市地铁9号线工程初步设计( 修编稿) 第八篇 区间 园岭站-红岭站区间2深圳市城市轨道交通9号线工程园岭站-红岭站区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告SZM9-S-46-KC-03-QI-0200-B-0013深圳市地铁9号线工程初步设计( 修编稿) 第八篇 区间 红岭站-大剧院站区间4深圳市城市轨道交通9号线工程红岭站-大剧院站区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告二、 施工合同1深圳市城市轨道交通9号线BT项目合同三、 施工规范及法规1城市轨道交通工程测量规范( GB0308- ) 2地下铁道,轻轨交通工程测量规范( GB50308-1999) 3地下铁道工程施工及验收规范( GB50299-1999) 4建筑工程质量检验与验收统一标准( GB50300- ) 5盾构法隧道施工与验收规范( GB50446- ) 6铁路隧道施工规范( TB10204- ) 7铁路隧道施工质量验收标准( TB10417- /J163- ) 8铁路隧道施工技术安全规则( TBJ404-87) 9城市轨道交通地下工程建设风险管理规范( GB50652- ) 10城市轨道交通岩土工程勘察规范( GB50307- ) 四、 质量保证手册、 程序文件及项目管理手册1、 中建交通建设集团有限公司项目质量管理手册2、 中建交通建设集团有限公司质量环境职业健康安全管理手册及相关程序文件3、 中建交通建设集团有限公司项目管理手册五、 其它依据1、 已审批的施工用地,临时供水、 供电等条件及施工现场的具体情况2、 现场踏勘及调查所取得的第一手资料3、 我单位现有的技术水平, 施工管理水平和机械设备配套能力以及在施工中已经积累的宝贵经验和教训4、 国家现行的其它有关法律法规、 行业规范、 行业标准及深圳市现行的有关文件、 规定5、 我公司投入本工程的技术力量、 管理机构、 机械设备、 财务实力6、 相关的人、 材、 机定额1.2编制原则1、 严格执行国家及深圳市市政府所制定的法律、 法规和各项管理条例, 并做到模范守法、 文明施工。2、 要针对城市中心区施工的特点, 科学安排、 合理组织、 精心施工, 以减少对周围环境及居民正常生活的影响。3、 以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺, 确保施工安全和工程质量, 按期为业主提供一个优质的工程产品。4、 以切实有效的技术措施和先进工艺, 防止坍塌, 控制地面隆陷, 确保建( 构) 筑物及地下管线等不受损坏, 维持正常使用功能。5、 在原技术标书施工组织设计的基础上, 根据现场实际施工条件, 优化施工安排, 均衡生产, 保证工期。6、 以企业诚信、 服务为宗旨, 以安全为保证, 以质量为生命, 以管理为手段, 实现本工程安全、 优质、 快速的目标。1.3 适用范围本方案适用于上跨地铁1、 2号线, 下穿地铁3号线盾构专项施工。第二章 工程概述2.1 工程概况2.1.1 园红区间下穿地铁3号线深圳地铁9号线BT工程9104-3标段”园岭站红岭站区间”近距离下穿既有地铁3号线”红岭站老街站区间”, 剖面位置最小净距1.71m; 同时园红区间下穿3号线红岭站新建C2通道。新建9号线”园岭站红岭站”区间采用盾构法施工, 管片外径6.0m, 内径5.4m, 每环管片长度1.5m, 与3号线线路正交。3号线红岭站新建C2通道采用矿山法施工, 与新建9号线区间线路斜向交叉, 穿越红岭路后, 连接到武警七支队办公大楼地下室。既有地铁3号线为已建成运营中地铁线路, 列车运行频率高, 人流量大, 营运时间每天6: 30至23: 30, 本工程中下穿的”红岭站老街站”区间采用盾构法施工, 管片外径6.0m, 内径5.4m, 每环管片长度1.5m。图2.1-1 园红区间下穿地铁3号线平面图2.1.2 红大区间上跨地铁1、 2号线红岭站-大剧院站区间于红岭路与深南路交汇路口处与地铁1号线科大区间正交, 与2号线振大区间斜交约65, 左线东侧局部位于大剧院地下一层停车场地下室正下方, 地铁1号线科大区间为矿山法施工的单线马蹄形隧道, 地铁二号线振大区间为盾构法圆形隧道。本区间隧道与既有1号线净间距最小为0.7m, 与既有2号线净间距最小为11.3m。因2号线距离新建区间隧道较远, 本方案重点针对上跨既有1号线施工方案编制。该段隧道覆土厚度约为7m, 线路坡度为2。盾构区间圆形隧道采用通用型管片, 管片外径6.0m, 内径5.4m, 管片厚度300mm, 管片宽度1.5m, 分块数为6块( 一块封顶块、 两块邻接块、 三块标准块) 。图2.1 红大区间上跨既有地铁1、 2号线平面图2.2 工程地质2.2.1地质概况1、 下穿3号线施工区域位于红岭路与红荔路交叉口下方, 车流量大; 地面高程约8.0m, 地形起伏小。2、 区间隧道主要位于硬塑状砺质粘土、 全、 强风化花岗岩层、 中风化花岗岩, 3号线盾构隧道底部位于强风化花岗岩, 9号线与3号线之间地层为全强、 风化花岗岩、 中风化花岗岩及微风化花岗岩。地质断面图如下。图2.2-1 园红区间右线下穿区域地质断面图图2.2-2 园红区间左线下穿区域地质断面图2、 上跨1号线施工区域地形起伏较小, 地面高程约7m。交汇区地处为红岭路与深南东路交叉处十字路口, 两条道路均为深圳市主干道路, 车流较大, 来往人员多, 商业发达。区间隧道主要位于中粗砂、 硬塑状砺质粘土、 全风化花岗岩层, 1号线矿山法隧道底部位于强风化花岗岩, 9号线与1号线之间地层为砺质粘性土、 全风化花岗岩, 与2号线之间地层为全风化花岗岩、 强风化花岗岩。地质断面图如下。图2.2-4 红大区间上跨既有地铁线右线地质断面图图2.2-5 红大区间上跨既有地铁线左线地质断面图2.2.2 岩层特性区间范围上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土( Q4ml) 、 冲洪积粘性土及砂层( Q4al+pl) 、 残积粘性土层( Qel) , 下伏基岩为燕山期( 53) 花岗岩。局部花岗岩俘入体震旦纪变质砂岩( ZyK) 及断层角砾岩( Fbr) 各岩土层特性描述如下: 素填土( Q4ml) 褐红、 青灰、 黄褐色等, 松散稍密状, 由砾质、 砂质粘土组成。表层0.10.6m为砼路面及砂垫层。场地内主要呈条带状分布于既有道路地表, 一般厚4.56.8m。=1.62.06g/cm3, e=0.471.07, Es 0.10.2=3.4314.83MPa, 0.10.2=0.54MPa-1, 属中高压缩性土。细砂( Q4al+pl) 褐黄、 灰白色, 饱和, 中密状, 多由细砂组成, 含中砂及粘性土, 呈透镜体状分布于段尾, 厚04m, 埋深79m。=1.992.01g/cm3, e=0.550.56, Es 0.10.2=9.86MPa, 0.10.2=0.16MPa-1, 低压缩性土。砾( 砂) 质粘性土( Qel) 褐红、 褐黄色, 硬塑状。土质较均匀, 含少量石英质粗砂砾, 由下伏花岗岩残积而成。岩芯呈土柱状。主要呈透镜状分布于区间两端冲洪积层之下、 基岩面之上, 一般厚25m, 埋深711m。=1.761.73g/cm3, e=1.031.04, Es 0.10.2=3.15 4.12MPa, , 0.10.2=0.56MPa-1, 高压缩性土。全风化花岗岩( 53) 褐红、 褐黄色, 岩石风化强烈, 原岩结构可辨析, 岩芯呈坚硬土柱状, 遇水软化。矿物成分除石英质残留外, 其它已基本风化呈土状。场地内层状分布于残积土之下, 厚78.5m, 埋深1316m。=1.861.83g/cm3, e=0.680.7, Es 0.10.2=4.54 4.60MPa, 0.10.2=0.36MPa-1, 中压缩性土。强风化花岗岩( 53) 褐黄、 褐红等色, 局部夹暗黑色。岩石风化强烈, 岩芯呈坚硬土柱状, 微含约5%角砾状强风化碎石, 手可折断, 遇水软化崩解。场地内层状分布于之下, 厚度变化大, 埋深20.0m以下。2.3施工特点1、 上跨下穿区域地面环境复杂, 上跨区覆土较浅。1) 地铁9号线园红区间隧道与既有地铁3号线隧道交汇处地表环境为红岭中路与红荔路交叉口, 车流量大, 交通繁忙, 路口附近有地铁口红岭站, 人流量较大。地下管线密集, 纵横交错, 分布复杂。2) 地铁9号线红大区间隧道与既有地铁1、 2号线隧道交汇处地表环境为红岭中路与深南路交叉口, 车流量大, 交通繁忙。隧道区间上方存在砂层、 淤泥, 覆土仅为7m。2、 施工精度要求高1) 新建隧道与3号线隧道之间的净距为1.71m, 隧道间距较小, 局部隧道穿越地层存在基岩突起, 为上软下硬地层, 盾构施工风险大等。盾构隧道施工对既有3号线隧道影响的控制指标: 运营线路轨道竖向变形4mm, 两轨道横向高差4mm, 水平及水平三角坑高低差4mm10m; 轨距+6mm, -2mm。与一般的穿越建筑物的施工控制指标10mm相比, 较为严格, 对盾构施工要求较高。2) 新建隧道与1号线隧道之间的净距为0.7m, 隧道间距较小。盾构隧道施工对既有1、 2号线隧道影响的控制指标: 运营线路轨道竖向变形4mm, 两轨道横向高差4mm, 水平及水平三角坑高低差4mm10m; 轨距+6mm, -2mm。与一般的穿越建筑物的施工控制指标10mm相比, 较为严格, 对盾构施工要求较高。图2.3-1三、 九号线交汇处影响较大管线图2.4 施工难点如何在施工过程中近距离穿越既有地铁线和地质情况复杂的上软下硬地层来减小地层沉降, 从而将既有地铁线隧道变形控制在允许范围之内, 避免因沉降过大而影响既有线隧道的正常运营是本工程的难点。第三章 施工风险分析及对策3.1 地层风险及对策1、 下穿地铁3号线下穿既有地铁3号线区域下方属于上软下硬地层, 且园红区间隧道下部处于中、 微风化花岗岩层中, 据地质详堪报告得知此处微风化岩层最大抗压强度达130Mpa。盾构在上软下硬地层中施工可能会造成盾构机抬头, 偏离隧道设计轴线, 对上方土体造成挤压, 进而导致3号线隧道拱起。对上软下硬地层的软弱土层进行渐进式注浆加固, 浆液采用双液浆, 降低上软下硬区域的上下强度差异。2、 上跨地铁1、 2号线盾构近距离上穿既有地铁1号线可能会造成1号线矿山法隧道结构变形、 上浮等情况, 进而导致1号线无法正常运营或出现运行事故。该段盾构施工穿越红岭路地下过街通道部分结构物, 按照设计要求, 侵入隧道净空的地下通道结构应拆除并回填素混凝土, 应按照上穿1号线加固要求进行加固, 避免盾构穿越本区域出现软硬不均的情况。3.2 设备风险及对策园红区间部分隧道处于中微风化花岗岩地层中, 其岩层强度过高可能会影响盾构机刀盘及道具的正常使用, 造成盾构机停机进行刀盘修复或刀具更换。对中、 微风化花岗岩层进行潜孔锤破碎施工, 套管跟进注浆, 在盾构机到达前将岩层破碎, 消除盾构机因岩层强度高造成的风险; 更换盾构机刀具, 全部更换为滚刀或根据需要配置重型滚刀。3.3 既有地铁线路、 管线风险及对策上跨下穿盾构施工过程中会在一定程度上造成既有地铁线隧道和地表路面及管线等的沉降, 若沉降超标, 会影响既有地铁线的正常运营和路面交通运行等。.中铁一局在3号线红岭站老街站盾构区间的施工过程中多次遇到螺旋机喷涌等问题, 经调查得知, 在3号线红岭站附近可能存在废弃雨水箱涵存有大量积水的情况。本标段在施工大剧院站附属结构红岭路地下过街通道过程中发现, 上跨1、 2号线施工范围附近地下水位高, 地下水丰富且存在颗粒较小的中粗砂, 改处止水困难, 施工难度大。在施工前, 进行详细的勘探, 尽可能探明上软下硬段的位置, 提前采取注浆加固处理等; 优化施工方案, 严格按照项目部制定的方案进行施工; 同时采用先进测量机器对既有地铁线及地面等加强监测, 做到信息化施工。第四章 总体施工方案4.1 总体施工方案概述4.1.1 地层处理1、 下穿地铁3号线地层处理下穿施工前, 首先对C2通道及3号线下方软土地层进行渐进式注浆加固; 然后对下方的上软下硬地层进行潜孔锤破碎, 套管跟进注浆; 注浆浆液选用无收缩浆液。土体加固完成后, 对3号线与9号线之间进行大管棚加固, 拟从红岭站端头施做水平159400长管棚, 管棚长35m, 加固宽度为8.4m, 对3号线进行支护。下穿施工时, 向地铁3号线运营管理部门申请经过该区域范围时列车限速( 25km/h) , 以保证列车运营安全。2、 上跨地铁1、 2号线地层处理上跨施工前, 对上跨区域地层进行地面注浆加固。砂层范围采用水泥水玻璃双液浆, 其余采用普通水泥浆。大剧院站端头采用袖阀管地面注浆加固。结合大剧院过街通道改造工程, 对既有通道进行破除后采用C15素砼回填, 确保回填密实, 回填完成后对回填区域进行注浆加固。3、 上跨下穿施工时, 严控控制盾构机掘进参数, 均匀、 快速地经过上跨下穿区域, 穿越前对盾构机进行停机检修, 保证盾构机以良好的状态进入施工区域。将进入交汇区前30m隧道设为试验段, 按控制既有地铁线隧道沉降标准的50%对地面沉降进行控制, 以确定合理的盾构掘进参数, 施工中在地表布设监测点及在既有地铁线隧道内布设自动监测系统反馈的监测数据指导下, 结合地质情况, 及时调整土仓压力, 千斤顶推力等施工参数, 做到信息化施工, 确保盾构机安全上跨下穿既有地铁线。4.1.2 盾构机检修我单位拟投入施工的卡特比勒盾构机针对混合类复杂地层进行了专门设计, 加强了刀盘强度和耐磨性并提供超大驱动功率; 适当增大了刀盘开口率( 33%) ; 螺旋输送机设计保压装置, 设计为防喷涌形式; 盾构机额定扭矩设计为685t*m; 针对复杂地层进仓作业需要, 设计有当前最安全和先进的人闸系统; 为满足土压平衡盾构施工的需要根据实际地质情况, 配备独立供浆渣土改良系统, 充分改良渣土特性。盾构机到达上跨下穿区域前30m处( 上跨1号线因从大剧院始发, 之前只有16m) , 对所有设备进行彻底的检查和维修( 注浆系统、 盾尾刷、 刀具等) , 特别是土压传感器的检定, 以确保盾构机在绝对良好的状态上跨下穿既有地铁线。为适应风化花岗岩类地层掘进, 对刀具进行更换, 将软土刀具全部更换为滚刀或根据实际需要配置部分重型滚刀。4.1.3 采用土压平衡均匀连续经过下穿区域在盾构经过交汇区过程中, 匀速、 连续、 均衡施工。掘进过程中始终保证土仓压力与作业面水土压力的动态平衡, 同时利用螺旋输送机进行与盾构推进量相应的排土作业, 掘进过程中始终维持开挖土量与排土量的平衡, 以保持正面土体稳定。另外, 做好掘进、 拼装等各工序的衔接以及盾构队作业班的交接工作, 尽量减少非工作时间。在掘进过程中, 各关键岗位(盾构司机、 管片拼装工、 电瓶车司机、 龙门吊司机)选用有丰富施工经验的人员, 定岗定人。在施工过程中加强对机械设备的维修保养, 尽量保证不因机械故障而停机, 保证盾构机连续掘进。掘进速度应严格按照技术交底进行, 严禁擅自改变, 确保盾构机匀速向前掘进, 减少对土体扰动。4.1.4采用合理参数, 严格控制施工过程1、 下穿地铁3号线3号线前方30m范围内地质条件与3号线下方类似, 项目部将此设为试验段, 按控制3号线隧道沉降的标准对地面沉降进行控制对掘进参数进行试验, 初步拟定掘进参数选定如下: 推力: 1500100T; 扭矩: 20020Tm; 刀盘转速: 1.4 rpm; 掘进速度: 155mm/min;土仓压力: 2.03.0bar; 理论排土量: 46.4m3/环; 2、 上跨地铁1、 2号线红大区间始发段与上跨段部分交叉, 始发后即模拟上跨段施工确定合理参数。为控制1号线隧道沉降及地面沉降, 初步拟定掘进参数选定如下: 推力: 1200100T; 扭矩: 15020T.m; 刀盘转速: 1.4 rpm; 掘进速度: 155mm/min; 土仓压力: 1.01.5bar; 理论排土量: 46.4m3/环; 4.1.5 加强注浆1、 同步注浆同步注浆采用盾尾壁后注浆方式。注浆要做到”掘进、 注浆同步, 不注浆、 不掘进”, 经过控制同步注浆压力和注浆量( 注浆压力控制在0.25Mpa左右, 每环注浆量6.5m左右) 双重标准来确定注浆时间。具体注浆参数需经过试验段地面沉降情况进行确定。注浆配合比采用如下设定, 并在施工过程中酌情对配合比进行调整。表4.1-1同步注浆配合比名称水泥膨润土粉煤灰砂水初凝时间材料用量(kg/m3)2507550400根据实际情况调整180min2、 二次注浆为有效防止既有地铁线产生后期沉降, 在交汇区及交汇区前后10m范围进行洞内二次注浆, 充填管片背后的空腔。从脱出盾尾第15环管片开始, 每隔2环在管片顶部注浆孔打开注双液浆, 直到管片超出二次注浆加固范围为止( 将二次注浆设备前移至控制室车架前的通道平台上, 可很方便进行此项操作) 。注浆的具体方法是把管片上的注浆孔打开注双液浆, 将背后的空腔封堵住。注浆压力暂定: 0.8MPa( 根据我公司以往施工经验, 注浆压力大于0.8MPa, 会对管片结构造成破坏。) , 注浆配比如下表。注浆过程中要根据既有地铁线内的自动测量系统的数据反馈, 实时调整注浆参数。表4.1-2二次注浆配合比水泥( g) 水( ml) 水玻璃( ml) 初凝时间终凝时间15060108.42min40s14min30s4.1.6 测量监测施工前确立深圳地铁公司、 9号线分公司、 1号线管理公司、 2号线管理公司、 3号线管理公司、 驻地监理单位、 设计单位、 施工单位组成的联合监测委员会, 共同对施工期间监控量测负责, 及时将监测数据反馈给施工方的盾构机操作室, 根据监测结果指导施工, 做到真正的动态施工。本工程将聘请具有此类工程监测经验的工程师负责隧道内实时监测项目。表4.1-3 既有地铁线区间隧道监测项目汇总表序号监测项目监测仪器和工具测点布置监测频率1地面隆陷精密水准仪铟钢水准尺沿轴线地表5m一个掘进面距量测面前后10m时1次/3小时掘进面距量测面前后20m时12次/天2隧道断面监测自动监测系统沿轴线5m一个监测断面, 每断面5个监测点。一般情况下1次/4小时, 当施工影响较大或出现变形征兆时1次/2小时, 盾构下穿1号线隧道时随时进行监测。1、 地面隆陷监测方案按变形测量规程中测站高差中误差0.5mm的精度要求, 用精密水准仪、 铟钢尺由高程监测网的控制水准点按二等水准测量的技术要求对监测点进行逐点量测, 量测所采集的数据均为深圳市统一高程, 对此数据进行处理、 分析亦可得到地面隆陷值。2、 隧道断面监测方案1) 测量系统原理该系统以徕卡全站仪TCA1800为采集设备, 配合以计算机及相应的通讯机后处理软件, 以实现自动化监测。测量系统构成示意图见下图: 基准点监测点徕卡自动全站仪供电与通讯系统计算机远程通讯图4.1-1 自动监测系统构成图工作基站设置在隧道侧壁, 同时设置4个基准点以校核工作基点。全站仪安装于基站上, 现场经过变压稳压设备对其进行不间断供电, 保证对其自身长效供电电池充电, 全站仪经过CDMA模块与监测系统机房建立通讯联系, 由机房控制全站仪对基准点和监测点按照一定顺序进行扫描、 记录、 计算机自校, 并将测量结果发送至机房入库存储并进行整编分析。对影响区域的位移量以影响区域以外的隧道本身为基准, 监测数据只反映区域相对基准点的位移量。2) 使用仪器本工程拟采用徕卡全站仪TCA1800全站仪和配件软硬件实现对地铁隧道的全自动监测。3) 工作基站及基准点设置为使各点误差均匀并使全站仪容易自动寻找目标, 工作基站布置于监测点中部, 基准点布设在远离变形区以外, 最外观测点以外40m左右的隧道中, 先制作全站仪托架, 托架安装在隧道侧壁, 离道床1.2m左右, 以便全站仪自动寻找目标。4) 监测点布置沿轴线5m一个监测断面, 每断面5个监测点。其中2个监测点布置在道床上, 2个监测点布置于中腰位置附近, 1个监测点布置于拱顶, 另外在既有隧道与新建隧道相交位置的断面道床边缘管片上增设两个监测点, 如图10示。各监测点用连接件配小规格反射棱镜, 用膨胀螺栓固定, 棱镜反射面指向工作基点。隧道断面监测点布置见下图。 增加监测点 图4.1-2 3号线隧道断面监测点布置图 图4.6-2 1号线隧道断面监测点布置图4.2 施工安排4.2.1 施工顺序按照盾构施工策划, 施工顺序依次为园红区间左线, 园红区间右线, 红大区间左线, 红大区间右线。4.2.2 上跨下穿施工范围确定1、 下穿3号线施工范围9号线园红区间与3号线红老区间交汇里程为: 左线: ZCK20+951.13 ZCK20+971.13右线: YCK20+951.13 YCK20+971.132、 上跨1、 2号线施工范围9号线红大区间与1号线科大区间交汇里程为: 左线: ZCK21+979.719 ZCK21+999.227右线: ZCK21+979.719 ZCK21+999.2274.3 工期计划1、 下穿地铁3号线工期计划由9104-3标段盾构区间施工策划可知, 盾构机穿越该段地层时属于盾构接收阶段, 且穿越上软下硬地层, 进度指标为3m/d, 下穿3号线施工前30m为试验段, 试验段内各项掘进参数应记录清晰, 作为下穿3号线掘进的技术参考。1) 试验段掘进计划试验段掘进应将盾构机掘进参数、 地面沉降、 管片成型质量等作为控制要点, 并总结形成在上软下硬地层中下穿C2通道施工报告, 供后续下穿3号线施工参考。2) 下穿3号线掘进计划下穿3号线施工过程中, 严格监控地面沉降、 3号线隧道沉降, 同步注浆饱满, 二次注浆跟进及时控制压力、 控制盾构掘进速度, 均匀连续经过3号线区域。表4.3-1 试验段及下穿段盾构掘进工期计划 试验段掘进下穿3号线掘进左线右线左线右线开始里程ZCK20+920.9YCK20+920.9ZCK20+950.9YCK20+950.9结束里程ZCK20+950.9YCK20+950.9ZCK20+981.4YCK20+981.4开始日期 .9.18 .10.16 .9.28 .10.26结束日期 .9.28 .10.26 .10.6 .11.53) 上软下硬地层破碎及土体加固计划上软下硬区域使用潜孔锤破碎需等待红岭站北端头结构完成后施工, 在端头井被水平施工破碎基岩, 套管跟进注浆, 共需施工潜孔锤约290根, 共计四台设备施工, 每天可施工8根孔, 需37天完成。土体加固采用渐进式注浆, 部分土体从红岭站北端端头井内水平加固, C2通道下方区域在C2通道内进行竖向加固。表4.3-2 岩层处理、 土体加固施工工期计划上软下硬区域破碎注浆水平注浆加固竖向注浆加固大管棚加固开始日期 .7.1 .8.7 .7.1 .8.7结束日期 .8.7 .9.1 .8.1 .9.12、 上跨地铁1、 2号线工期计划由9104-3标段盾构区间施工策划可知, 盾构机穿越该段地层时属于盾构始发阶段, 进度指标为3m/d。始发至上跨1号线之前16m为始发试验段, 试验段内各项掘进参数应记录清晰, 作为上跨1号线掘进的技术参考。1) 始发试验段试验段掘进应将盾构机掘进参数、 地面沉降、 管片成型质量等作为控制要点, 整理总结相关数据, 供后续下穿3号线施工参考。2） 上跨1号线掘进及土体加固计划计划表4.3-3 上跨1号线施工工期计划项目上跨1号线掘进破除既有过街 通道上跨区域土体加固左线右线开始日期 .11.20 .12.10 .8.15 .9.15结束日期 .11.28 .12.18 .9.15 .10.15第五章 土体、 岩层处理方案5.1 渐进式注浆加固工艺5.1.1 渐进式注浆原理渐进式注浆是用水泥-水玻璃双液浆经过双液注浆泵、 注浆孔道均匀地注入土体中, 以填充、 渗透和挤密等方式, 驱走砂层和粘土颗粒间的水分和气体, 并填充其位置, 经过水泥中所含矿物与土体中的水土分别发生水解、 水化反应以及团粒作用等, 形成悬浮胶体和团粒, 硬化后形成强度大、 压缩性小和抗渗性高、 稳定性良好的水泥土。同时双液浆本身胶凝时间短, 在处理含水较大、 渗透系数较大的砂层时能更好的、 及时的加固止水。水泥土结硬后, 土体的孔隙率和含水率降低, 密度加大, 同时由于水泥土挤压土体, 使土体变形能力增加, 提高了变形模量, 从而防止或减少洞门端头土体坍塌。土体孔隙率降低后还提高了土体的抗渗能力, 减少地下水和周围水系对端头土体的水波动压力影响。5.1.2 渐进式注浆的施工工艺1、 施工准备1) 配齐钻机、 搅拌机、 注浆泵、 管路、 储浆桶, 各种应急材料。2) 对注浆泵进行试运转, 并对操作人员进行上岗培训。3) 按每循环使用量配齐所有注浆材料。4) 对注浆施工人员进行技术交底、 技术培训以及安全教育。2、 导向管加工( 端头加固施工) 导向管长度70cm, 采用内径65, 壁厚3.5mm钢管加工而成。一端焊接内径65的法兰盘, 另一端端头植于掌子面上。植入深度为30 cm, 止浆墙施工后埋入30 cm, 最终外露10 cm。3、 配浆水平深孔注浆采用水泥-水玻璃双液浆。水泥浆配比为1: 0.75, 水玻璃浓度3035波美度。水泥和水玻璃的体积比为3: 1, 具体配比根据注浆时的具体地质状况调节。原则上, 开始只注单液水泥浆, 如果注浆压力上不去且浆液用量大, 则逐步改用双液浆, 以达到注浆压力控制要求。4、 导向管、 止浆墙施工注浆工作开始之前, 按注浆角度和位置布设图, 在连续墙上进行导向管开孔施工。采用钻孔取芯机进行施工, 钻孔深度30cm。 用快干水泥植入导向管, 待快干水泥凝固后, 在连续墙外侧立模, 浇注30cmC30混凝土作为止浆墙。5、 钻孔、 注浆1) 钻孔: 采用风动凿岩机从止浆墙上埋设的导向管进行钻孔, 成孔直径90。2) 注浆: 钻孔过程中若遇涌水、 涌砂现象, 则立即将注浆软管与盲板连接, 用螺栓与导向管法兰盘连接后注入水泥水玻璃双液浆。如未出现涌水、 涌砂现象, 则钻深8米后进行注浆。注浆前应进行注浆试验, 确定最佳的注浆压力、 扩散半径、 单孔注浆量及合适的浆液配合比。按注浆要求安设注浆设备, 注浆管路和制作注浆泵站。关闭孔口阀门, 开启注浆泵, 进行管路压水试验, 如有泄漏及时检修, 试验压力等于注浆终压。然后将注浆泵吸管放入浆液中( 吸头有D80滤网包紧) , 进行正式注浆。注浆时, 采取低压力中流量注入, 注浆过程中压力逐步上升, 流量逐渐减少, 当压力升至注浆终压时, 继续压注5min, 即可结束注浆。注浆时经过控制注浆压力控制注浆量。当注浆压力较小, 而注浆量较大时增大水泥浆的浓度, 直至终压达到34MPa, 持续注浆至设计孔位深度。钻杆顶进时, 注意保护管口不受损、 变形, 以便与注浆管路连接。6、 浆液配比A 液B 液C 液硅酸钠 100L水 100LGs剂 8.5%P剂 4.5%H剂 6.7%C剂 7.1%水水 泥 42%H 剂 4.6%C 剂 3.2%水 200L200L200L 注: 溶液由A、 B液组成; 悬浊液由A、 C液组成5.2 土体加固方案5.2.1 土体加固范围确定土体加固范围主要包括: C2通道下方土体; 3号线下方土体。加固方式均采用渐进式注浆加固, 分别在端头井和C2通道内进行注浆施工, 加固范围见下图。图5.2-1 左线土体加固范围图5.2-2 右线土体加固范围5.2.2 土体加固点位布置1、 水平加固点位布置: 图5.2-3 右线水平加固点位布置图5.2-4 左线水平加固点位布置左右线共计布置31+18=49个水平注浆点2、 C2通道内注浆孔布置图5.2-5 C2通道内注浆孔布置图C2通道内共计设置180个注浆孔, 孔位间距为1.0m。3、 大管棚加固示意图5.2-6 大管棚加固示意图5.3 水平潜孔锤施工流程及孔位布置5.3.1 水平潜孔锤施工原理潜孔锤跟管钻进法采用不同型号钻杆为钻具, 钻进时潜孔冲击器振动、 冲击中心钻头, 中心钻头传递冲击给套管钻头并带动套管钻头钻进, 套管与回转动力头无连接。冲击器与内钻杆连接, 内钻杆经过连接头的内螺纹与回转动力头连接, 回转动力头经过连接头传递扭矩给套管和钻杆, 将管棚钢管依次打入土层。当钻进到设计长度时, 反向旋转内钻杆90度即可将中心钻头与套管钻头分离, 然后把内钻杆全部提到孔外, 将套管( 管棚钢管) 留在孔内。每打设一根进行封孔注浆。本次潜孔锤施工采用空气潜孔锤进行施工, 空气潜孔锤钻进技术不同于普通的切削与研磨原理。它是将压缩机产生的压缩空气的能量经过空气潜孔锤这个能量转换装置, 对需要破碎的岩石产生高频的冲击能量, 当这个能量( 冲击功) 达到岩石的临界破碎功时, 便产生体积破碎, 同时工作后的气体在一定的风速条件下将岩石颗粒排出孔外以实现钻进的目的。空气潜孔锤跟管的基本原理是将冲击器活塞产生的高频振动及冲击力直接作用到导管上, 将导管跟入孔内, 其具体原理为: 空气压缩机产生的压缩空气进入冲击器, 使活塞在气缸内产生往复运动从而对打杆产生高频的振动冲击作用, 打杆再将冲击频率及冲击力传递到导管, 使导致管在高频振动及冲击作用下跟入地层而达到护孔的目的。图5.3-1 潜孔锤施工设备本工程中空气潜孔锤施工采用MDL-135G型号锚杆钻机进行施工, 具体参数见下表。表5.3-1 锚杆钻机参数表MDL-135G钻孔直径( mm) 钻孔深度( m) 钻孔直径( mm) 钻杆倾角( ) 回旋器输出转速( r/min) 回旋器输出扭矩( N.m) 回转器行程( mm) 推进架给进行程( mm) 15025010014089、 102 11409010/20/25/40/50/60/70/100/120/140680034001500回转器提升力( KN) 回转器提升速度( m/min) 回转器加压力( KN) 回转器加压速度( m/min) 输入功率( 电动机KW) 运输状态( 长宽高) 重量( kg) 6502.8可调7/18/263301.4可调14/36/5055+18.5+2.2540021002