盾构下穿污水管施工方案.ppt

,盾构下穿污水管线施工方案 汇报材料,成都地铁一号线盾构4标,中铁隧道集团成都地铁盾构项目部 2008年10月,目 录 一、工程概况 二、盾构施工的原理及特点 三、左线盾构穿越污水管段的施工情况 四、盾构施工总体方案 五、施工方法及主要技术措施 六、应急救援措施,一、工程概况,1、工程位置和范围,盾构4标起于成都地铁一号线省体育馆站南端，止于火车南站北端。隧道总长4900.43单线延米。线路基本沿人民南路中部敷设，分省体育馆倪家桥区间、倪家桥桐梓林区间、桐梓林火车南站区间三个区间，设3处联络通道，12个洞门。,2、周边环境,本区间基本上处于人民南路下方，人民南路为成都市的主干道路，沿道路两侧敷设有城市污水管线。当线路处于道路两侧时，区间隧道的上方存在管线，当线路处于道路中央时，与管线的干扰较小。,一、工程概况,3、地下管线调查情况,3.1污水管形式 污水管线埋深位置较深，局部地段离隧道距离较近。我项目部委派专人对沿线的污水管线进行了补充调查。结合隧道设计位置，通过对污水管线的高程及井口坐标的现场实测，判断出污水管线的埋深位置、管线走向以及管线与隧道的空间关系等，同时到相关部门进行了走访调查，获取相关管线位置图纸，污水管线的管壁厚度、接口形式、基础厚度等详细资料。 离隧道距离较近污水管的管径为1200mm，污水管管底埋深为6.8米8.3米，其接口形式为平口相接，每节管道的壁厚为100mm，长度为2000mm，接口采用水泥砂浆封堵，砂浆内埋入201010镀锌铁丝网，铁丝网埋入封堵砂浆内的深度为100mm。污水管线基础形式为钢筋砼带形基础。,一、工程概况,污水管道基础示意图,3、地下管线调查情况,经过现场补充调查实测、与相关管理部门联系、结合相邻车站管线改移情况，发现里程YDK11700段的污水管线由于受到体育馆站结构及明挖区间施工的影响，已经由原位于左、右线隧道之间改移至右线隧道上方，改移后污水管管底距隧道顶距离较近，最近垂直距离为1.2米。,污水管道改移后实测结果对比图（K11+700）,图3 省体育馆污水管道改移施工,3、地下管线调查情况,省体育馆站污水管改移施工,改移后污水管连接方式,3、地下管线调查情况,3.2 线路调整后污水管与隧道结构的位置情况 由于省体育馆车站管线改移，为降低施工风险，缩短隧道近距离穿越污水管段的长度，减小盾构掘进施工对污水管的影响，在满足线路设计规范，不恶化地铁运营行车条件和外部环境的前提下，对原【倪家桥站省体育馆站区间】右线设计线路进行了调整。线路调整后污水管与隧道结构较近段位置关系如下：,3、地下管线调查情况,3、地下管线调查情况,3.2 线路调整后污水管与隧道结构的位置情况 （1）YDK12+069.509YDK12+144.085段（74.576米）污水管与隧道斜交，污水管管底距离隧道顶部距离为1.6081.687m。,3.2 线路调整后污水管与隧道结构的位置情况 （2）YDK11+874.42YDK11+634.31（省体育馆站改移的管道，长240.11米）段污水管全部位于隧道结构线外，污水管管底距离隧道顶部垂直距离为1.2831.81m。改移后大大减少了盾构掘进近距离穿越污水管的长度，减小了盾构掘进过程中对污水管的影响。,3、地下管线调查情况,调线后污水管与隧道关系平面图,【桐梓林倪家桥区间】污水管与隧道关系平面图,二、盾构施工的原理及特点,1、盾构施工原理,盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，这个钢质组件被简称为盾构。盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力，防止地下水或流沙的入侵。,二、盾构施工的原理及特点,1、盾构施工原理,二、盾构施工的原理及特点,1、盾构施工原理,土压平衡盾构施工原理,二、盾构施工的原理及特点,1、盾构施工原理,土压平衡土压力的控制,二、盾构施工的原理及特点,2、盾构法施工的特点,近年来，随着我国经济的高速发展，盾构法作为一种安全、高效的施工方法，已经在城市地铁及其它基础设施建设领域得到了越来越多的应用，与传统的工法相比，盾构法具有如下特点：,（1）安全可靠 盾构法施工，所有的工序都在盾壳及衬砌好的隧道内进行，作业安全。,（2）工程质量好 盾构隧道衬砌采用预制砼管片及背衬注浆，衬砌质量可控，防水质量好。,（3）施工速度快 盾构法施工工效高，是传统施工方法的210倍。,（4）地面沉降小 盾构法施工通过土压或泥浆来平衡掌子面的水土压力，避免掌子面水土流失，从而有效的控制地表沉降。,三、左线盾构近距离穿越污水管段的施工情况,1、污水管与隧道的位置关系,左线盾构隧道在ZDK12+695 ZDK12+745段约50m长距离与污水管斜交，该段污水管管底距离隧道顶部最近距离1.849m。,三、左线盾构近距离穿越污水管段的施工情况,2、采取的施工措施,（1）提前15m在ZDK12+760位置专门安排停机，采用带压进仓方式进仓对刀盘刀具进行了系统的检查和更换，同时对盾构机各系统进行了全面的维修保养，确保盾构机一次性顺利通过该段的掘进。 （2）加强盾构掘进参数控制，控制好盾构掘进的推力、刀盘转速、推进速度、土压力、扭矩等各项参数，严格控制出碴量，保证同步注浆质量。,三、左线盾构近距离穿越污水管段的施工情况,2、采取的施工措施,（3）加强施工过程管理，加快盾构施工进度 项目部主要领导现场值班，加强工序衔接管理，施工过程中有异常情况及时处理，避免人为原因停机，保证盾构机实现快速掘进。 （4）加强监控量测，监测信息及时反馈指导施工。主要采取加强对污水管的监测，加大监测频率，通过对污水管地表沉降进行监测以及对污水管检修井进行监测，通过监测结果调整盾构掘进参数，确保盾构机安全通过。 （5）加强地面巡查，有异常情况及时反馈。安排专人24小时不间断对污水管运行情况进行巡查，出现异常情况及时向盾构主司机及项目部领导反馈信息，以便及时采取措施。,三、左线盾构近距离穿越污水管段的施工情况,3、取得的效果,土压平衡盾构于2008年5月20日24日期间顺利通过左线该段隧道掘进，地表最大沉降只有6.16mm，盾构施工质量符合规范要求，污水管线运行完全正常。,四、盾构施工总体方案,针对现场污水管路情况，我部制定以下方案，确保污水正常排放和盾构施工安全，保证居民的正常生活。 1、严格控制盾构掘进参数，尽量减小对污水管的扰动 在施工过程中首先严格控制盾构机掘进参数，尽量减小对污水管路的扰动，施工过程中加强对污水管路的监测，同时在地面上安排专人巡查，发现地面异常情况，及时通知盾构机主司机和项目部领导，以便调整盾构机掘进参数。 2、做好洞内二次注浆的准备工作，必要时进行洞内二次注浆加固 洞内提前做好二次注浆的准备工作，施工中根据盾构掘进参数变化情况、出碴量、注浆量以及地面污水管监测情况，如有异常马上进行洞内二次补注浆。,四、盾构施工总体方案,3、提前做好充分准备，在污水管路出现异常时及时对污水管进行截流抽排。 在污水管路出现漏水或爆管情况下，停止掘进。在污水管路上游部分的污水井内采用砂袋对污水进行截流，再采用大功率的水泵进行抽排到相邻的雨水管内，同时采用厚30mm的钢板加橡胶圈进行封堵污水，达到截流的目的，以便污水管路修复，待恢复污水管路后，拆除砂袋、钢板、水泵，恢复污水管路运行。 4、盾构通过后，对污水管路进行全面的检查评估，确保其运行安全。 在盾构通过该段污水管路以后，根据盾构掘进情况、污水管路监测情况对污水管路进行一次全面的检查评估，确保污水管路运行安全。 由于污水管埋深大，如何评估其运行状况是一难点。,五、施工方法及主要技术措施,5.1 盾构掘进控制措施,（1）控制好掘进参数，尽量减小对地层的扰动 为防止盾构在掘进通过污水管段的过程中对污水管周边的地层造成较大的扰动影响污水管的安全，在盾构掘进通过污水管段的过程中要严格控制掘进参数，尽量减小盾构掘进对地层的扰动。掘进参数控制重点注意以下几个方面： 1）合理选择掘进参数。降低刀盘转速，减轻与卵石圆砾的碰撞冲击，减小盾构掘进对地层的扰动，刀盘转速拟控制在1.0r/min左右。适当降低掘进速度，掘进速度控制在4050mm/min，加强盾构姿态调整与控制，保证盾构掘进方向满足规范及设计要求。 2）严格控制盾构机的推力，推力控制在1200T左右，避免推力波动变化幅度过大，采用相对较小的推力，减小盾构掘进对地层的扰动。 3）加强碴土改良，通过向刀盘前方加入足量的泡沫剂、膨润土泥浆和水进行碴土改良，保证碴土改良的效果。 4）严格控制盾构机压力波动，调整好盾构机掘进速度和螺旋输送机的转速，保证土仓压力稳定。,五、施工方法及主要技术措施,5.1 盾构掘进控制措施,（2）提高管片拼装质量、保证同步注浆质量 在盾构掘进过程中值班工程师根据盾构机姿态、盾尾间隙、油缸行程等做好管片选型工作，管片供应人员严格按指令供应合格管片，在管片拼装过程中管片拼装人员认真做好管片拼装工作，保证管片拼装质量。 在掘进过程中严格按规范要求做好同步注浆工作，及时填充管片背后的环形间隙。为保证同步注浆质量，拟加大同步注浆浆液中水泥的含量，其砂浆施工配合比为(kg/m3)： 水泥:160 粉煤灰:341 膨润土:54 细砂:779 水:465 注浆压力3.5bar，注浆量6m3。,五、施工方法及主要技术措施,5.1 盾构掘进控制措施,（3）加强盾构机的维修保养，保证盾构连续快速通过 为减小盾构施工对污水管段地层的扰动，应保证盾构机连续快速通过该段。为保证盾构机连续快速施工，首先在盾构到达污水管前对盾构机进行全面的维修保养，保证盾构机以最佳状态进行污水管段的掘进施工；其次在掘进通过污水管段时须加强盾构机的维修保养，将盾构机的维修保养工作穿插到掘进施工当中去，保证盾构机连续快速掘进。 （4）有计划的刀具检查与更换 盾构在污水管段掘进过程中，有计划地进行刀盘、刀具检查，并根据检查的结果进行刀具磨损分析、制定刀具维修与更换方案，确保设备完好率，提高施工效率。在盾构到达污水管前1015m提前进行刀盘刀具检查、更换，保证盾构机以全新的刀具一次性通过污水管段掘进，拟在YDK12670、YDK12154和YDK11878处提前进行带压进仓更换刀具。,【桐梓林倪家桥区间】计划换刀位置,过污水管段计划换刀位置,过污水管段计划换刀位置,五、施工方法及主要技术措施,5.1 盾构掘进控制措施,（5）加强监控量测，监测信息及时反馈指导施工 密切关注地表变化，通过地表土体变化来监测污水管的变化，因污水井检修井可以接触到污水管，在检修井中设点监测可以比较真实反映污水管的变形，我们对W1W18的18个检修井均设置沉降监测点进行监测，隧道穿越污水管时对其主要影响主要表现在沉降方面。加大监测频率，对污水管管底距隧道顶垂直距离在3m以内且污水管中心距隧道中心水平距离在6m以内的污水管段，拟每4个小时进行一次观测，其余过污水管段每6个小时进行一次观测，通过地层沉隆情况分析管线沉隆情况。监测数据及时反馈，发现异常及时进一步调整掘进参数。 （6）加强地面巡查，发现异常及时处置 在盾构过污水管期间，地面安排专人24小时不间断进行巡查，出现异常情况及时向盾构主司机及项目部领导反馈信息，以便及时采取措施。,五、施工方法及主要技术措施,5.2做好洞内二次注浆的施工准备工作，必要时进行二次注浆加固,在洞内提前准备好注浆机具和材料，根据盾构掘进情况和地表沉降监测情况，如发现地表沉降较大，及时进行洞内二次补充注浆加固。二次注浆采用双液注浆机，利用管片预留的注浆孔向管片背后进行注浆。浆浆液采用水泥水玻璃双液浆，水泥浆、水玻璃体积比为1:1，水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比为1:1，注浆压力不低于3bar。,五、施工方法及主要技术措施,5.3 应急预案,提前做好污水管截流抽排的各项准备工作，必要时对管内污水进行导改。,5.3.1污水截流 在污水管路出现漏水或爆管情况下，马上停止掘进，根据爆管或污水管路漏水情况，对污水管路进行截流，截流采用三道进行截流，第一道首先采用350S16型大功率离心式中开泵抽排污水管内的污水至相邻的雨水管。第二道采用在抽排污水的同时向污水井内投放砂袋进行二次截流。第三道采用30mm钢板加橡胶圈对管路进行封堵，另外根据现场污水情况安装水泵对污水进行抽排，达到截流的目的。,污水截流平面示意图,（1）污水截流物资准备,污水截流物资一览表,提前准备好污水截流的材料和机具：,（2）污水截流流程见图6,图6 污水截流流程图,（3）第一道截流,采用3台350S16型大功率离心式中开泵将污水管道污水进行抽排至相邻雨水管内。,图7 污水抽排示意图,（3）第二道截流,第二道截流根据第一道截流效果投放若干砂袋进行污水截流，防止污水向管道下游进行流动，到达污水基本得到控制的效果。,（4）第三道截流,在污水基本上得到控制时，在污水井处采用30mm钢板加橡胶圈对管路进行封堵，见图8。另外根据现场污水情况安装水泵对污水进行抽排，达到截流的目的。,图8 第三道截流示意图,图9 管线恢复施工顺序图,（1）路面破除,采用挖掘机进行路面破除，清除路面废碴。在清理挖后进行土方开挖。,（2）土方开挖,在污水得到控制后，爆管或管路漏水处采用挖掘机进行土方清理或开挖，开挖至污水管标高，将废弃管道进行清除。,5.3.2管线恢复施工,（3）管路施工,在废弃管路及土方清理完后，采用早强混凝土按照管路标准进行管路基础施工。 在管路基础施工完后，将预制好的混凝土管道与原有管道进行连接安装。按照地下工程防水要求进行防水施工。,（4）土方回填,在管路施工完毕后，进行土方回填。土方回填采用分层回填，回填要求夯填密实。回填至路基标高处，进行路面施工。,（5）路面恢复,按照市政道路施工要求进行道路恢复。,（6）污水管路运行,恢复管路后，待盾构机顺利通过此处后，拆除钢板、砂袋，水泵，恢复污水管路运行。,六、应急救援措施,6.1 应急救援领导小组成员及职责 6.1.1 应急救援领导小组成员 应急救援领导小组成员名单： 组 长：杨书江 副组长：彭明汉、龚晓林 成 员：章龙管、郭家庆、刘招华、刘远华、舒刚建、向茂乾、各班组负责人,6.1.2 应急救援领导小组职责： （1）应急救援的指挥职能 （2）发生事故后立即赶赴现场，掌握事故现场变化情况，制定相应措施，组织力量救援； （3）组织人员保护现场，及时上报成