南昌地铁1号线2标工程概述.ppt

南昌市轨道交通1号线二标段工程概述,施组主要内容简介,1、编制说明 2、工程概况 3、工程特点、重难点及主要对策 4、施工组织及总体部署 5、施工进度计划及工期保证措施 6、施工现场总平面布置 7、周边建构筑物、管线保护及交通疏导方案 8、车站、风井及附属结构施工方法及技术措施,9、盾构机 10、盾构机运输、吊装、组装、调试、调头、拆解、转场方案 11、施工区间隧道掘进 12、结构防水 13、区间隧道施工测量 14、施工期间的监控量测 15、工程质量保证体系和措施 16、消防、安全、保卫、健康体系及措施,17、文明施工、环境保护体系及措施 18、冬雨季施工措施 19、施工协调与配合,第一章 编制说明,1）本施组编制主要依据： （1）南昌市轨道交通1号线一期工程土建施 工（二标段）招标设计图、南昌市轨道交通1号线一期工程土建施工招标文件（第二次）和南昌市轨道交通1 号线一期工程土建施工二标段、五标段招标文件（第二次）补充文件（第1号）； （2）业主提供的招标设计图纸及电子版地质勘查资料 。 （3）工程主要使用的施工技术规范、规程及标准,2）本施组编制范围： 施工的车站（长江路站）、珠江路站长江路站区间、长江路站北一环站区间、中间风井的土建工程、安装工程预留预埋、专项工作等。 3）编制原则： 经现场踏勘，并在认真研究招标文件的基础上，充分考虑本标段施工特点，以及场地、交通、水文、资源、水电供应、气候特征等实际情况，采用先进、合理、经济、可行的施工方案，严格遵守招标文件规定的内容和设计要求，本着：安全、环保、优质、高效、确保工期的原则，精心组织、科学施工。,第二章、工程概况,本标段为南昌市轨道交通一号线一期工程土建第二合同段工程，为一个单项工程。 本单项工程包括4个单位工程，分别为长江路站、珠江路站长江路站区间、长江路站北一环站区间、长北区间中间风井。长江路站和中间风井采用明挖顺作法施工，区间全部采用盾构法施工。,、工程简介和工程设计概况,本标段包括一站两区间、一个中间风井。其中，二个盾构区间为：北一环站中间风井长江路站盾构区间、长江路站珠江路站盾构区间；车站为长江路站；风井为长北区间中间风井。本工程全长4251.86米。,南昌轨道交通一号线一期工程二标段总平面示意图,1）长江路站施工范围 ： 长江路站起止桩号： CK4+466.094CK4+662.307，车站中心里程为CK4+535.307。车站内净长196.3m，标准段宽17.3m；外包全长197.7m。 2）中间风井施工范围 ： 北一环站长江路站区间中间风井建筑设计起止桩号： CK3+083.82CK3+113.82，中心里程为CK3+98.82。风井外包尺寸长宽：30m22m。,3）江路站珠江路站区间施工范围 ： 长江路站珠江路站区间起讫里程CK4+662.307CK5+356.682，区间正线长度694.375m。 4）北一环站中间风井长江路站盾构区间施 工范围 北一环站中间风井区间起讫里程CK1+570.423CK3+083.82，区间正线长度1513.397m；中间风井长江路站区间起讫里程CK3+113.820CK4+466.094，区间正线长度1352.274m。,2、工程环境条件,长江路站位于与长江路和丰和北大道下，横跨长江路，中间风井周边为空地，建设无拆迁问题 ，长北区间上方无重要建筑物 。珠长区间近距离穿越两栋11层商住楼，需要重点控制。,3、工程地质条件,本工区勘察深度范围内主要有以下地层： 1素填土：杂色，主要由中细砂组成，厚度一般为3.75.8m。 1粉质粘土：褐黄色，成分以粉粘粒为主，局部夹薄层粉砂。揭露厚度0.30.60m。 2粉砂：综黄色，成分以石英、云母、长石为主。揭露厚度0.42.90m。 3细砂：灰、灰黄色，成分以石英、云母、长石为主。揭露厚度26m。 4中砂：灰、灰黄色，成分以石英、云母、长石为主。揭露厚度0.74.8m。 5粗砂（Q4a1）：灰、灰黄色，成分以石英、云母、长石为主。揭露厚度1.44.1m。 6砂砾（Q4a1）：灰、灰白色，成分以石英砂、砂岩、硅质岩为主。揭露厚度2.56m。 7圆砾加沙砾（Q4a1）：灰、灰白色，成分以石英砂、砂岩、硅质岩为主。揭露厚度2.24.2m。 1强风化泥质粉砂岩：紫红色，原岩结构可见，岩芯较破碎。层厚0.31.6m。 1-2中风化泥质粉砂岩：紫红色，原岩结构清晰，岩芯较完整。层厚16.17m。,4、水文地质条件,场区地表水主要为赣江、瀛上湖（碟子湖）以及棋盘分布的池塘，目前地表水位高程为约为15.519.6m之间。拟建场地浅层地下水属上层滞水、孔隙水、微承压水，主要赋存于表层填土及砂土、砂砾、圆砾中。工程深部基岩裂隙水，主要分布于第三系新余群泥质粉砂岩、砂砾岩以及前震旦系双桥山群千枚岩岩层内。勘察期间地下水水位标高在13.4517.77m，地下埋深2.688.55m。,第三章、工程特点、重难点及主要对策,本区间盾构隧道的特点是： （1）区间穿越瀛上湖，隧道顶距湖底最近距离为6.7m。穿越里程为CK3+270CK3+430,约160m距离。要求盾构机盾尾密封必须完好，确保同步注浆施工质量，加强监控量测； （2）区间隧道穿越凤凰花园商住区，其中两栋11层住宅垂直下穿，盾构隧道顶距离住宅夯扩桩基底部最近距离为0.41m。要求盾构有较强的土压平衡能力和同步注浆能力，确保地面变形处于可控状态； （3）区间主要穿越地层为强风化泥质粉砂岩、强风化千枚岩及部分沙砾地层。地层具有遇水软化、卸荷开裂的特性，且软硬不均，盾构推进时应注意推进速度，注意调整盾构施工参数，防止滑塌现象产生。,1、本标段区间工程施工特点分析,本标段区间盾构隧道的特点是： （1）最小转弯半径340米，是南昌利用盾构施工区间曲线转弯半径较小的盾构区间； （2）穿越土层复杂，区间线路有约400多米范围内砂砾地层和强风化千枚岩 。 （3）区间隧道近距离穿越凤凰花园小区两栋11层商住楼，楼房桩基础距离隧道0.41m，给隧道的轴线沉降控制带来了较大的困难。,2、工程重、难点,（1）本区间工期要求紧，在保证工期的同时须确保质量、安全。 （2）区间隧道下穿两栋11层商住楼，要控制盾构施工对建筑物沉降的影响。 （3）区间穿越瀛上湖，隧道顶距湖底最近距离为6.7m。穿越里程为CK3+270CK3+430,约160m距离。要求盾构机盾尾密封必须完好，确保同步注浆施工质量，加强监控量测。,3、穿越建筑物施工对策,1）设置监测点，加强施工监测 在盾构掘进至距建筑物50m左右时布置沉降监测点，开始记录建筑物的沉降值并随时观察建筑物总体沉降、不均匀沉降及附近地面的情况。沉降监测点布置在建筑物的外墙角、门窗边角、建筑物突出部位及地下室地面上。在盾构穿越期间加密监测频率，暂定为每4小时1次，利用监测数据指导盾构掘进，如测得变形速率超过警戒值，立即采取相应措施保证建筑物安全。,2）穿越前后加强监测 加强地表及隧道内的监测，自始至终监测模拟建筑物及其基础的沉降状况，并与施工管理标准值、允许值比较，将比较结果反馈给工程师；同步记录盾构机密封仓土压力、盾构掘进速度、刀盘转速、同步注浆等数据反馈给工程师。工程师采用数理统计的原理，找出上述参数之间的关联，从而进行穿越段土压力设定、掘进速度和同步注浆等关键参数的初始设定。,3）控制掘进参数 通过合理设定盾构土压力、掘进速度、盾构姿态、同步注浆等盾构参数，减少对地层的扰动并及时填补建筑空隙，达到保护地面建筑的目的。 4）穿越期间进行信息化施工 5）地面建筑进行较长时间的跟踪监测，直至沉降变化在允许值范围内，穿越后，隧道内及时进行二次注浆加固措施,（2）、穿越两栋11层商住楼施工预案,1）监测点，加强施工监测 在楼房四周布置监测点，用以监测楼房基础的沉降值。在盾构穿越期间加密监测频率，暂定为每4小时1次，利用监测数据指导盾构掘进，如测得地层变形速率超过警戒值，立即采取相应措施保证楼房的安全。 2）穿越前进行模拟掘进 3）通过合理设定盾构土压力、掘进速度、盾构姿态、同步注浆等盾构参数，减少对地层的扰动并及时填补建筑空隙，达到保护楼房的目的。,（3）、4m大曲率、小 半径盾构推进预案,1）选用带有铰接装置的盾构，预先推出弧线态势。 2）采用仿形刀在曲线内侧位置进行适量超挖，有利于纠偏。 3）盾构沿弧线内侧（割线方向）掘进，使得轴线留有预偏量。 4）进行二次双液补浆，提高土体强度，抵抗水平分力。 5）勤测勤纠，精确控制盾构方向,（）、区间换刀施工预案,1）了解设备性能把握换刀时机。 2）根据本标段的地质情况和地面建构筑物的分布情况合理选择换刀地点。 3）作好换刀前后的地面沉降监测。 4）做好换刀前各项人员的培训工作。 5）做好换刀前的推进工作。 6）做好换刀点的地面抢险准备工作。 7）换刀顺序。,3、主要对策,对策,推进对策,监测对策,1、采取连续、稳步通过的方式，确定合理的施工掘进参数，减少盾构的 超 挖和欠挖，改善盾构前方土体的坍落或挤密现象，降低地基土的横向变形。,2、控制开挖舱内土压力，使土压维持在1.82.0bar，严格确保出土量使得开挖舱内始终被土体充满以维持开挖面的稳定。,3、及时进行管片壁后同步注浆（及时进行二次注浆和环箍注浆）。,监测点要加密，提高监测频率，加强楼房沉降的监测，如发生较大的沉降，应及时反馈给设计，甲方和楼房相关单位，同时及时调整推进参数。如果沉降接近警戒值，要立即配合楼房业主采取地面注浆加固等措施，保证楼房的安全。,重点,6、盾构近距离下穿两栋商住楼桩基础,1、重点分析 本标段区间盾构下穿两栋商住楼地下基础。基础采用的是钻孔灌注桩，桩底距隧道顶最近距离0.41m。,2、主要对策,主 要 对 策,7、盾构在长距离富水砾砂地层中掘进的工程难点及对策,1、难点分析 本场地地形平坦, 隧道洞围岩主要为中密密实状态的砾砂层，围岩综合分类为I类。 而盾构机如果长距离在砾砂层中掘进时，容易造成刀具的非正常损坏或失效，螺旋输送机也容易被地层中较大粒径的卵石“卡死”不能转动。此外，流砂和涌水容易引起地表严重沉陷和螺旋输送机出口的喷涌现象，螺旋输送机排土困难。由于砾砂层本身的稳定性差，透水性强，砂层中开仓就显得尤为困难。,2、主要对策,1)做好盾构机的选型工程 针对本标段的特殊的地层情况，我公司选用自有的日本小松公司生产的TM6250PMX土压平衡盾构机，加装改进所有必需的设备、装置以获得最佳高的施工性能。 2）砾砂层中的施工管理 （1）盾构掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料，改善碴土性能，提高碴土的流动性和止水性，防止涌水流砂和发生喷涌现象，并利于螺旋输送机排土。 （2）选择合理的掘进参数，快速通过，以将施工引起的对地层的影响减到最小。 （3）运用导向系统和分区操控推进油缸，控制盾构姿态，防止盾构抬升。 （4）适当缩短浆液胶凝时间保证同步注浆质量，减少地层损失，以控制地表沉降。,第四章、 施工组织及总体部署,1、总体施工安排 2、总体施工目标 本着“替业主着想、让业主满意、干一个工程、造福一方百姓”的思想，积极开发引进“新技术、新工艺、新设备、新材料”，以“重信誉、守承诺、创国优”的战略目标组织施工。,3、项目管理机构 项目经理部设项目经理一名，项目副经理一名并兼任项目安全生产负责人，总工程师一名，经理部下设四部两室(工程技术部、财务部、机械物资部、安全质量检查部、办公室、工程试验室) ，作业层由两个工区组成，各工区设工区长1名，配备现场技术员、材料员、安全员、领工员和各生产工班。 我单位将成立南昌地铁专家组，对承建的本工程项目进行专项研究和指导。专家组由资深地铁专家组成，对重大难题组织攻关，并对新技术、新工艺、新材料、新设备的推广应用进行技术指导,第五章 施工进度计划及保证措施,1、主要工序进度指标 本标段开工日期为2011年7月1日，计划竣工日期2013年11月30日，计划总工期为884日历天。主要进度指标如下： （1）珠长区间（1号盾构机） 1）2011年11月1号，1号盾构机进场组装； 2）2011年12月1日，1号盾构机珠江路站始发，掘进珠长区间下行线。 3）2012年3月10日，1号盾构机珠长区间下行线贯通。 4）2012年3月20日，1号盾构机调头、组装完成，长江路站再始发，掘进珠长区间上行线。 5）2012年6月10日，1号盾构机珠长区间上行线贯通。,（2）长北区间上行线： 1）2012年6月10号，1号盾构机转场组装、调试； 2）2012年7月10号，1号盾构机组装调试完成，开始掘进下行线； 3） 2012年11月23日，1号盾构机到达中间风井，盾构机检修15日； 4） 2012年11月24日，1号盾构机从中间风井开始向北一环站掘进； 5） 2013年4月5日，长北区间上行线贯通； 6） 2013年4月25日，1号盾构机解体、退场。 （3）长北区间下行线： 1）2012年5月10号，2号盾构机转场组装、调试； 2）2012年6月30号，2号盾构机组装调试完成，开始掘进下行线； 3） 2012年10月30日，2号盾构机到达中间风井，盾构机检修15日； 4） 2012年10月31日，2号盾构机从中间风井开始向北一环站掘进； 5） 2013年3月15日，长北区间上行线贯通； 6） 2013年3月31日，2号盾构机解体、退场。,（4）长江路站： 1） 2011年7月1日，施工围挡、现场临舍搭建、管线改移； 2） 2011年8月1日，围护结构开始施工； 3）2012年3月15日，长江路站南端头井具备盾构接受条件，北端头井具备盾构始发条件 ； 4 2012年7月31日，车站主体全部完成。 （5）中间风井施工： 1） 2012年2月20日2012年3月31日，风井处新建道路施工 ； 2） 2012年3月20日2012年3月31日，围挡及临舍施工 ； 3） 2012年4月1日2012年6月10日，风井围护结构、支撑、土方完成 ； 4） 2012年6月11日2013年7月15日，风井主体结构施工（施工中期被区间施工占用。,（6）附属结构施工： 1） 2012年3月20日，1#、2#出入口和3#风亭附属结构完成； 2）2012年12月31日，3#、4#出入口和1#、2#风亭附属结构完成； 3） 2013年6月30日，车站设备用房、站台板等内部结构完成； 4 ）2013年7月31日，区间联络通道、泵房等附属结构完成。 2、施工进度保证措施 我公司中标后，将主动做好与接口单位的协调工作，争取早开工以保障工期，并按招标文件及合同要求，制定以关键工序为主的施工进度控制措施，结合项目进展情况，配备充足的施工资源，确保项目进展有序、可控。,第六章 施工场地总平面布置,1、施工场地布置 盾构始发井施工场地布置堆土槽、材料库、轨排存放场、管片存放场、油脂存放场、膨润土存放场、砂堆放场、洗车槽、材料库、修理及加工车间、龙门吊、吊车、设备停放场等用房和设施。 2、施工期间的交通保障措施 施工期间，派专人负责施工区域的交通警示、疏导，确保人员、车辆的通行安全。 3、给水管向外与业主提供的给水点相连，并安装相应的水表，在场内通过暗管分为两部分。 4、长江路站装配一台800KVA变压器供车站土建工区及盾构工区使用，一台500KVA变压器供施工降水使用；另在盾构始发井场地提供两个10千伏1500KVA的授电点供盾构机使用。,5、项目部布置 项目部办公区、监理、业主代表及设计代表办公用房均设在施工现场。建设、装修及环境要求均按照招标文件要求进行实施。按照业主及监理要求，在现场建设试验室、厨房、食堂、浴室、卫生间、工具房、宿舍等。并根据招标文件要求在现场设立专门的临时医疗站。建设及装修要求均按照招标文件要求进行实施。现场设置料库、模板和脚手架存放场地，设置钢筋加工区和临时存放场地。,第七章 周边建、构筑物、管线保护 及交通疏导方案,1、建、构筑物保护 1）本标段范围内，需要保护的建、构筑物主要包括：长江路站西侧两栋6层商住楼，距离基坑边距离约为20m；长北区间下穿凤凰花园的两栋11层商住楼，桩基础底部距离隧道顶部最小距离为0.41m，需要重点保护；车站施工范围内的地下管线要加强保护。 在施工中，针对工程需要保护的建，构筑物制定详细的监测方案。聘请有专业资质的第三方进行监测，结构施工期间做到每日一测，确保在第一时间发现安全隐患。盾构通过上述建（构）筑物及管线时，应加强监测、控制盾构掘进参数，同时加强洞内及时跟踪注浆以达到控制地层沉降，必要时可根据监测情况增加地面注浆对管线周围地层进行加固处理。,2、管线保护、拆除和改移 根据现场情况和设计要求，长江路站主体结构范围内有19条现状管线需要进行临时改移，车站3号出入口有4条现状管线需要进行临时改移，车站4号出入口有6条现状管线需要进行临时改移，所有临时改移管线待车站结构施工完毕后回迁。 施工准备期间，对施工影响范围内的各种管线调查复核，核实地下管线的类型规格埋深并经有关部门或单位确认，然后按设计要求进行拆迁改移。当发现与设计所提供地下管线现状不符的管线，及时报告有关单位，并请其进行复核。核对后，确定处理方案再进行处理。,3、交通疏导 长江路站的施工区域位于丰和北大道-长江路交叉口，丰和北大道道路横断面宽度为51m，二块板形式，双向6车道，机非不分。车站采用明挖顺筑法施工，分二期进行交通疏解。 交通疏导成立以项目经理为组长的交通管理小组，配合交通管理部门对施工范围及其影响路段进行施工期间全过程全天候轮班管理指挥，定期向有关部门汇报交通疏导和施工情况，并，并采取以下措施，做好交通疏导工作： （1）施工前要根据施工需要和现场情况，同当地交管部门共同确定交通导流方案，在得到交管部门的批准后再实施； （2）在施工现场周边道路设立警示标示，提示车辆利用施工现场周边道路分流部分车流，减少施工期间施工地点的通行车辆。 （3）通过交通电台加强交通宣传，及时进行路况交通提示，以取得市民的谅解。,第八章 车站、风井及附属结构施工方法及技术措施,1、基坑地下水处理方案 拟建场地浅层地下水属上层滞水、孔隙水、微承压水。上层滞水主要赋存于表层填土及砂土、砂砾、圆砾中，主要接受降雨入渗补给、下水管的渗漏补给，具备富水性好、水量大，尤其是雨季水量将更大。孔隙潜水受大气径流补给和赣江水的侧向补给，水量大，勘察期间地下水水位标高在13.4517.44m，地下埋深2.686.70m。根据地质资料，基坑深度范围内未见微承压水。根据地勘报告，含粘性粉砂渗透系数为210-3cm/s；细砂渗透系数为610-3cm/s；中砂渗透系数为510-2cm/s。,根据本工程特点，车站主体基坑采用连续墙，附属结构基坑采用钻孔灌注桩+高压旋喷桩作为止水帷幕，因此在施工前仅需要在基坑内采取降水措施，将土体内潜水疏干即可进行开挖。施工前详细研究地勘报告，根据报告中地质水文条件并结合现场实际情况的调查，对车站降水井布置进行合理优化，便于抽降水和水位观测管理，确保干槽开挖。,2、基坑施工方案 车站主体基坑围护结构采用800mm厚连续墙支护，混凝土标号C35，抗渗等级为P8，基坑开挖（标准段）竖向采用3道支撑，其中第1道为钢筋混凝土支撑，第2道为800壁厚16mm的钢管撑，第3道为800壁厚16mm的钢管撑，南北两端盾构井段为4道支撑，第一到支撑采用钢筋混凝土支撑，间距45m，其余3道采用609的钢管撑。 风井和车站附属基坑围护采用采用8001000钻孔灌注桩，桩长15.8m；止水采用650450搅拌桩止水。 车站附属基坑以内支撑体系作为基坑围护。标准段基坑围护设置二道支撑，第一道支撑为609，壁厚12钢支撑，第二道支撑为609，壁厚16钢支撑。区间风井中心埋深21.04m。区间风井主体结构采用C30模筑混凝土，顶板厚度为800mm，底板为1300mm，中板为500mm。,中间风井均采用明挖顺做法施工，基坑深约21.04m，坑底位于2强风化千枚岩中，考虑该地区工程地质和水文地质条件，围护结构采用直径1000，间距为1200mm的钻孔灌注桩。沿基坑深度方向设置一道钢筋砼支撑及三道临时钢支撑。 钻孔灌注桩采用水下C35混凝土。,3、 主体结构施工 主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构，采用明挖顺作法施工。主体结构施工纵向按设计诱导缝或施工缝位置进行分段。施工时遵循“纵向分段，竖向分层，从下至上”的施工原则，竖向分层：底板站台层侧墙、柱中板站厅层侧墙、柱、顶板。 主体结构侧墙模板采用组合钢模板，保证有足够的强度，刚度和稳定性。柱、梁采用定制钢模，中板、顶板及纵梁模板采用满堂支架上铺竹胶板，并按设计和施工规范要求预留一定沉落量。模板固定牢固、平整、接缝严密不漏浆，支架系统连接稳定牢固，支架的材料以钢管为主。,第九章 盾构机,盾构 选型,技术性、可靠性、经济性,满足隧道所穿越地质与水文条件地层的施工（砾砂层）,盾构施工 规范,工程难点、重点,1、盾构选型,2、各部功能描述,1)、盾体,盾 体,前体,中体,盾尾（3排盾尾密封刷、同步注浆管）、盾尾油脂注入管,开挖区（土层切削）,土仓区（四个土压传感器）,加强环和H型架,推进油缸,2）、切削刀盘设计,刀盘结构设计充分考虑砂、砾砂层的掘进要求： 1）具有足够的刚度和强度用于支撑开挖面和承受掘进中的推力及扭矩。 2）保证盘面上有足够的刀具数量、种类和合适的安装位置，确保有效开挖，并且保证足够的寿命。 3）合适的刀盘开口率（45）以保证碴土进入土仓的顺畅性。 4）刀盘配置较多的先行刀，提高刀盘的耐磨性。 5）刀盘上合理配置5个添加剂注入口，保证添加剂均匀的注入到开挖面。,3）、切削刀盘设计（面板型）,3、刀具类型和刀具的配置说明,正面切削刀,中心切削刀,先行刀,4、推进装置,推进系统配备了大排量、高压力的变量泵，采用一台75kW的电机驱动。推进油缸22只油缸，在工作压力32.3MPa时，可产生总推力3850t（开挖面125.5t/m2）的推力，无负载时22只油缸全伸可达到8.5cm/min。,5、螺旋输送机,螺旋输送机形状一般有轴式和带式。在本工程中，考虑到在砂、砾砂层中施工，所以采用对止水性更为有利的有轴螺旋机，出土口在螺旋机尾部设置了二道闸门。 螺旋输送机由5台液压马达驱动，2台功率为75kW的变量泵供油，易于变速，耐冲击。螺旋机的最大输出扭矩为85.7kNm，最大转速13rpm，理论出土能力为222m3/h。,有轴式,6、盾构其他设备,皮带输送机、管片运输机构及管片拼装机、铰接装置、仿形刀装置、盾尾密封、盾尾油脂注入系统、同步注浆系统、添加剂、聚合物、泡沫注入系统、双仓人行闸土仓自动压力调整装置、超前探测注入管、悬臂操作台、后续台车等,7、盾构机关键参数计算,（1）盾尾间隙计算 公式：bb1b2b3b4b5=25mm 其中，b1理论间隙，b2管片精度及管片拚装误差 b3盾尾制造误差，b4盾尾变形，b5其它因素 （2）理论推力的计算 设备总推力为： Fmax = F1 + F2 = 31971 kN F1泥土与护盾摩擦产生的推力 F2前端压力产生的推力 （3）刀盘驱动扭矩C的估算 泥土切削扭矩C1 刀盘与土摩擦产生的扭矩C2 土进入开挖室摩擦产生的扭矩C3 刀盘梁穿过开挖室渣土时产生的扭矩C4. C=C1+C2+C3+C4=3 604 kNm,第十章 盾构机运输、吊装、组装、 调试、调头、拆解、转场方案,1、盾构运输 根据目前治理超限运输的方针政策，为确保安全运输，根据盾构机设备规格，80吨以上重型设备拟用轴线板运输，增加稳定性和安全系数，特用依维克车头两部为牵引机车，板车2纵6轴两部。 2、 盾构机吊装,3、盾构机吊装技术保证措施,盾构机吊装技术保证措施,吊车井边承重腿加固措施,对吊装环境进行验收，并作文字记录,两吊车配合技术措施,吊装之前组织安全技术交底会,盾构机吊装由具有资质的专业队伍负责，所有起重设备与机具均经检校合格,参观人员安全保证措施,（1）临时接水接电及设备。 （2）在反向隧道内进行铺轨工作。 （3）铺设始发架并准确定位。 （4）按照盾构机下井的先后顺序进行安装,4、盾构机组装,5、盾构机调试及试运转验收,1）、车间总装验收，该阶段的工作是对设计、制造质量及主要功能进行调试验收； 2）、井底调试验收，在盾构机吊到井底后按照井底验收大纲对其总装质量及各种功能进行检查、验收工作； 3）、重载调试及盾构在试掘进80m区间中的验收。检验合格后即可正式交付使用。,6、盾构机拆解技术措施,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）大件组装时应对车站端头墙进行严密的观测，掌握其变形与受力状态。 3）拆卸前必须对所有的管线接口进行标识（机、液、电）。 4）所有管线接头必须做好相应密封和保护，特别是液压系统管路、传感器接口等。 5）盾构机主机吊耳的布置必须使得吊装时的受力平衡，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。 6）盾构机的运输、吊卸由具有资历专业的大件吊装运输公司负责。 7）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，完全按规定执行。,第十一章 施工区间隧道掘进,1、盾构掘进工艺简述,根据本项目区间隧道所穿越的土层特点，选用的盾构机是土压平衡盾构机。工作原理是向密封舱内加入泡沫，与开挖面切削下来的土体经过充分搅拌，形成具有一定塑流性和透水性低的塑流体，同时通过控制盾构机千斤顶速度与螺旋输送机向外排土的速度相匹配，经舱内塑流体向开挖面传递设定的平衡压力，实现盾构机始终在保持动态平衡的条件下连续向前推进。,2、盾构进始发加固,无侧限抗压强度qu为0.81.2Mpa左右，渗透系数小于110-8cm/s。,加固范围（24.0m长8.0m宽12.0m高），为车站围护结构外侧8m（到达6m）、隧道中线向上下侧各扩宽3m,加固要求,是旋喷桩径600mm，桩中心间距450mm，两桩间重叠150mm，桩排距450mm。呈梅花状排布。旋喷长度12.00m，空孔长度：约8m。采用双层管高压旋喷工艺，水泥采用P.O42.5，水灰比1：1，其它施工参数应根据现场试验效果确定，以满足设计要求。,设计,加固范围,地基加固强度指标,3、盾构掘进过程,1）盾构始发,安装密封圈、盾构调试架,控制测量放样精度,洞口加固区的掘进施工： 由于加固区的土体强度较高，为使刀盘能对加固区土体进行彻底的切削，要控制掘进速度。同时必须有效的控制千斤顶的总推力。为减小大刀盘和螺旋出土机的扭矩，改善土体的流动性，在加固土层掘进时须适当加水，从而确保盾构机顺利穿越加固地层。,2）盾构正常段掘进,盾构正常掘进,盾构80米 试验段掘进,（1）试掘进阶段的参数确定： 土压力、刀盘转速及压力，掘进速度，千斤顶推力，螺旋输送机转速及出土速度、注浆压力及注浆量、出土量。,（2）试掘进阶段的施工监测 采用沿轴线方向布设沉降监测点，并加设横断面监测点；对地下管线，按要求的距离布设沉降点；对构筑物在调查研究的基础上，对轴线两侧盾构机影响区域范围的构筑物，布设沉降监测点，监测频率每天不少于2次。,盾构正常掘进,（1）盾构推进主要参数设定： 正面平衡压力、推进出土量控制（37.8640.46 m3/环）推进速度（正常24cm/min，过建筑物4cm/min以内）、盾构轴线以及地面沉降量控制,（2）盾尾油脂的压注,（3）盾构机掘进姿态精确控制技术,盾构机掘进姿态精确控制技术,盾构机掘进姿态偏差,（1）滚动偏差(盾构掘进机壳体与洞壁之间产生扭矩与刀盘切削土体产生的扭矩不平衡） （2）方向偏差（外力不平衡）,盾构机掘进姿态监测,（1）人工监测，采用通用的光学测量仪器（如经纬仪、水准仪等），对盾构的姿态进行监测。 （2）自动监测，采用SLS-T-APD激光导向系统进行监测。该系统是在一固定基准点发出激光束的基础上，根据盾构机所处位置计算其对设计线路的偏差，并将信息反映在大型显示器上,盾构机掘进姿态调整,（1）滚动纠偏( 采用使盾构刀盘反转的方法来纠正滚动偏差。允许滚动偏差1.5，当超过1.5时，盾构机报警，盾构司机通过切换刀盘旋转方向，进行反转纠偏。） （2）垂直、水平纠偏（采用千斤顶不同分区，具体见如下图）,纠偏示意图,（4）泡沫盾构掘进工法的使用,本工程盾构掘进穿越的围岩有：5粗砂：饱和，中等压缩性，中密，灰、灰黄、灰白色，成分以石英、云母、长石为主，含砾石，砾石粒径1cm为主，含量约510%。 6砂砾：饱和，中等压缩性，稍密中密，灰、灰白色，颗粒粒径以0.22cm为主，含量2035%，母岩成分以石英岩、砂岩、硅质岩为主，亚圆形，钻探揭露最大粒径46cm，含量515%，填充中粗砂，砂成分以石英、云母、长石为主，偶夹薄层中粗砂透镜体。 7圆砾：饱和，中等偏低压缩性，中密为主、局部稍密，颗粒粒径以13cm为主，含量3545%，母岩成分以石英砂、砂岩、硅质岩为主，亚圆形，钻探揭露最大粒径58cm，含量1015%，局部含块石，填充中粗砂，砂成分以石英、云母、长石为主，局部孔段砾砂透镜体。 1、盾构掘进的对象土层为圆砾卵石、粉土、粉质粘土、粉细砂、卵石圆砾、中粗砂、粘土、粉土土层； 2、隧道在道路下，覆土层有的区段过薄； 3、隧道横断面形状。 使用泡沫添加剂，可容易地对刀盘处土压进行管理，同时可抑制盾构机对周围土层的扰动及流变，从而达到防止地表沉下的目的。我们在盾构机刀盘处使用泡沫注入装置。在盾构掘进时，将根据实际工况使用泡沫盾构掘进工法。,（5）同步注浆及二次注浆,1、同步注浆 根据工程地质，准备采用惰性浆液注浆。 注浆压力取决于地层的地质情况和地下水压力，注浆压力和注浆量的控制以确保填满全部建筑空隙。注浆作业操作的熟练取决于丰富的经验，过高的压力将导致浆液从盾尾窜入，影响盾构机的正常掘进。注浆顺序应先下部后上部。 2、二次注浆， 二次注浆是对同步注浆的补充，在地表沉降较大时对隧道外周进一步充填密实 （1）填补一次注浆的未填部分； （2）补充注浆材料的体积减少部分； （3）对盾构推力导致的，在管片、注浆材料、围岩之间产生的剥离状态进行填充并使其一体化，提高止水效果也是主要目的。,3、盾构到达,盾构在掘进距到达洞口60米时，必须对隧道全线作测量定向用以纠正掘进轴线，为准确进入到达井提供理论依据。为了确保盾构到达，必须坚持三级复核制度，特别是对到达井预留孔必须实测实量。,4、联络通道施工,联络通道施工采用矿山法,（1）、联络通道开挖支护,1、拱部小导管注浆,2、开挖上半断面。架设隔栅拱，锁脚锚杆，喷射混凝土,3、开挖下半断面。架设隔栅拱，喷射混凝土,4、敷设防水层浇注内衬,（2）、联络通道开挖施工要点和技术措施,（1）矿山法施工时，各部每次开挖进尺为一个格栅间距，暂定为50cm，严禁多榀一次开挖。在各开挖分部内，按正台阶法分两台阶开挖支护，台阶长度2m。 （2）注意控制先行导洞的开挖中线和水平，确保开挖断面圆顺，钢格栅安装位置正确。 （3）加强量测监控，做好信息反馈，及时调整施工方法。 （4）尽可能缩短开挖台阶和各开挖分部的施工间隔，使初期支护尽快闭合，以控制围岩变形。 （5）为保证拆除临时格栅时的安全，必须保证各部格栅之间的连接质量。 （6）临时支护必须预先埋设注浆管，及时填充超挖造成的空隙。,（3）、联络通道衬砌,二次衬砌施工顺序为：全包防水仰拱施工隧底填充拱墙施工。 拱墙模板采用钢模板、型钢背衬及型钢支撑的组合体系。其中钢模板拱部采用P3012和P1512、直边墙采用P6012。型钢背衬采用20工字钢，纵向间距1.2m，支撑系统竖撑采用16工字钢，横撑采用14工字钢，纵向连接采用8槽钢。 联络通道的混凝土由输送泵通过接长输送管泵送入模。砼浇筑顺序为先墙后拱。在拱部钢模板上开洞焊接灌注管，以便和砼输送管相连。拱部纵向设置5个灌注管。边墙上开洞，可当灌注口和振捣口使用，个数应保证砼下落高度不大于2m，纵向两边墙应对称开5个洞。混凝土灌注高度超过洞口时，应作好洞口的封堵。砼灌注应分层对称进行，采用插入式振捣器进行振捣。,5、盾构通过特殊地段的施工方法,5.1、盾构下穿凤凰小区两栋商住楼 1）沉降控制标准 （1）楼房基础沉降：最大隆起量10mm；最大沉降量20mm； （2）地面沉降：最大沉降量20mm。 2）盾构施工方法 （1）预先在楼房周围布置监测点。设置盾构施工模拟段，调整盾构推进速度、刀盘转速、正面土舱压力、出土量、同步注浆量等施工参数。 （2）盾构施工中严格保持开挖面的土压平衡，减少对土体的扰动。不得超挖或欠挖，防止过大的纠偏。 （3）在盾构到达铁路前20m处，降低推进速度，严格控制盾构方向，及时调整盾构推进参数，确保盾构机的平稳穿越。严格控制同步注浆量150，地层损失率5。,（4）盾构施工中加强监测，及时反馈地面变形、沉降信息，以便采取二次注浆，减少盾尾通过后隧道外周围形成的建筑空隙。 3）轨道结构监测要求 （1）监测内容 监测楼房结构高程变化及水平位置偏差的日变化量及累积变化量、地面沉降量，还包括楼房裂缝、以及楼房水平位移，观测结果是决定采取何种加固措施的依据。,（2）测点布置 对于楼房结构高程的观测，左、右线的楼房基础分别设置测点。可利用隧道的监测数据作为楼房结构变形的参照。防护设计范围两端的左、右线在两段下穿中心及两侧各30m处，均设置位移测点。 （3）监测频率 在对隧道进行动态监测的前提下，确定楼房基础监测频率如下：下穿施工期间及施工结束后10天内，每天对楼房基础几何形位进行一次观测检查，观测数据超过前述标准时，进行楼房基础加固；还须对发现的裂缝或剥离的扩展情况进行记录，作为修补的依据。之后每2天观测一次，再后根据变形的稳定情况对监测频率进行调整。在各个设计阶段，应及时把下穿楼房路基的设计方案报送地铁公司，征求其意见和允许。,5.2、盾构近距离下穿两栋商住楼柱基础 1）盾构掘进对桩基影响的预测与控制： （1）由于开挖面的应力释放而引起的弹塑性变形，从而导致地层反力的大小与分布的变化； （2）由于地下水位下降等的变化引起的有效上覆土层压力的增加而导致的固结沉降，从而使垂直土压力的增大； （3）由于正面土压力过大产生的土压荷载引起的弹塑性变形，从而导致作用土压力的增大； （4）因盾构推进对周围土体的扰动产生土壤结构的变化引起弹塑性下沉、蠕变沉降，从而导致土体对桩基反作用力的大小与分布的变化。 由于这些外力条件的变化，从而使桩基受到影响，产生下沉、倾斜、断面变化等情况。但是具体的影响程度还要由桩基的承受因素来决定。该承受条件主要包括桩基的结构、刚度（包括截面形状、强度、变形特性、连接形式）等一些结构物的内在因素。另外，在研究邻近施工的影响时，还考虑桩基与盾构之间的距离、邻近施工区间的长度、地质条件等因素。,2）穿越前的模拟推进 在模拟推进区，设置好能准确掌握类似变形的监测仪器，即相应深度的土体垂直及水平位移监测点，地下水位及水压监测点，自始至终监测桩基的变化状况，并与施工管理标准值、允许值比较，及时将比较结果反馈给工程技术人员，实行信息化施工。 3）合理设置土压力值，防止超挖和欠挖 正面土压力、盾构推进速度、同步注浆量、后期注浆、出土量、盾构姿态等。 4）降低推进速度，控制盾构方向，减少纠偏，特别是大量值纠偏 5）连续推进，减少掘进停顿次数 6）“导向”： 增加隧道内测量频率， 每次纠偏量不大于0.2。(隧道分小段推进（5060cm），推进时要加大监测频率),5.3、突发事件预案,预案,地表沉降 过大预案,土仓内出现大直 径卵石时的预案,发生喷涌 时的预案,出现“泥饼” 时的预案,过优化各种施工参数，合理设置土压力值，保持开挖面的稳定，减少开挖过程中的土体损失。严格控制盾构掘进方向，减少大量值纠偏。控制衬砌壁后注浆的时间、压力和注浆量，及时有效足量地填充衬砌壁后的间隙。其次从地面或从隧道内向土体进行二次注浆和跟踪注浆。,先带“石”作业。若土仓内的大卵石较大地影响了掘进作业,可以根据土层条件选择进入土仓人工清除。,向土仓内加注泥浆或采用气泡掘进工法能阻止或减小喷涌。 严重的喷涌可在螺旋机出土口加装回旋阀。同时要注意防止盾尾透水，推进时定期定量、均匀压注盾尾油脂，保护好盾尾钢丝刷。管片居中拼装，防止盾构与衬砌空隙过大，必要时在管片外侧粘贴海绵用于止水。如果盾尾发生大的渗漏，则从管片注浆孔压注聚氨酯，形成环圈封闭涌水通道。,在掘进时可以加注气泡，在“泥饼”非常严重时，还可以在加压情况下进入土仓人工清除,第十二章 结构防水,管片防水,嵌缝防水,12.1隧道主体防水,12.2、其他附属结构防水 1、联络通道的防水（矿山法隧道的全包防水做法进行处理） （1）首先加大接缝处通道结构断面，以提高此处的结构刚度，减小通道接口处结构变形，同时也提高了结构自防水的能力； （2）特殊管片开洞周围与通道结构相交面采用SBS防水层和两道封闭的遇水膨胀橡胶止水条， （3）初衬及二衬间采用无纺布和ECB板防水。 2、盾构隧道的洞口临时防水 3、隧道与端头井永久接头防水,第十三章 区间隧道施工测量,13、1 测量技术方案的制定 （1）盾构机掘进的前期准备工作，首先对业主提交的平面和高程控制网的控制点进行复测，建立施工控制网，加密施工控制点。其主要工作内容是地面上平面和高程控制测量、竖井的联系测量。 （2）业主提交首级平面控制点、精密导线点6个。对业主提交的控制点均需按同精度进行复测，检测限差必须满足如下要求： 1）导线点的坐标互差12mm； 2）导线边长互差8mm； 3）高程点的高程差3mm。 （3）隧道的贯通误差（m横50mm，m竖50mm） （4）建立施工测量导线控制 （5）高程控制网 （6）联系测量（高程测量如图所示）,13、2 隧道内控制测量,1、隧道内平面控制测量 （1）岐山路站至沈阳北站站盾构区间，路线长度756.45m，隧道内平面控制按等边直伸形支导线控制，导线平均边长300m。 （2）使用徕卡TCA1201全站仪（标称精度1，1+1ppm）进行施测，为了减少仪器的对中误差，导线点采用观测桩强制对中。 （3）控制网的精度按一等导线技术要求进行施测，角度测量4测回，边长对向观测4测回，边长测距较差3mm，测角中误差5。 （4）测量方法：前后视点均采用基座置棱镜对点，用徕卡TCA1201全站仪（标称精度1，1+1ppm）观测4个测回，左、右角各二测回，左、右角平均值之和与360的差5，导线边长采取对向观测各4测回，为了减少仪器的对中误差，采取每三测回变换180方向重新对中整平进行测量，以提高测角精度。 （5）内业资料处理用计算机程序进行严密平差。,2、隧道内高程控制测量 （1）地下水准点的布设因环境条件狭小，运输车辆干扰大，因此水准点的布设与导线点重合，导线点的钢筋头打磨成半圆球形，便于水准标尺的设立。 （2）地下水准控制点用徕卡NA2精密水准仪配铟瓦合金水准标尺进行施测，按三等水准测量标准进行控制。 （3）洞内水准点每100米布设一个点，测量精度指标要求：每千米全中误差6mm/km，往返观测高差的较差12L，L为往返测段的水准路线长度。 3、隧道洞内的施工测量 （1）施工控制导线的延伸的原则是：先检测后延伸，当检测的角度差值20，前后视的距离相对中误差1/5000时，才能向前延伸。 （2）施工控制导线点应定期检测，保证控制网的精度和点位的稳定性，隧道掘进150m、隧道全长的二分之一时、隧道全长的四分之三时、和接近贯通面150m时必须进行一次包括联系测量在内的全面检测。,（3）施工水准用徕卡NA2水准仪施测，往返闭合差20L。 （4）水准控制点应定期进行检测，施工水准向前延伸必须先检测后延伸，检测点的高程与原高程之差3mm。 （5）高程传递用悬挂钢尺的方法，钢尺须检定合格，钢尺的下部挂上检定时的标准拉力的重物，上、下各安置一台水准仪同时观测钢尺上的读数。高程传递时独立观测三测回，每测回间仪器变动高差大于100mm，三测回测得的高差较差3mm。高差测定后加入温度和尺长改正。 4、盾构机始发初始状态的测量（如图）,5、盾构机姿态、管片测量 （1）用徕卡TCA1201型1级全站仪测定在盾构机壳内的B、C、D三点的三维坐标后，反算出刀盘中心A点的三维坐标和盾尾中心E点的三维