XX地铁工程重难点分析及对策

11 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 1工程特点 1 1总工期长 工程项目多样 本标段包含两站两区间 总工期自 2010 年 12 月 1 日始 至 2013 年 9 月 15 日 止 跨越了 4 个自然年度 33 5 个自然月 总工期长 主要工程项目包括车站主体 围护结构 站前暗挖 车站土石方 主体结构 防水工程 车站附属工程 围护 结构 土石方 主体结构 防水工程 盾构区间施工 降水工程 专项工作及协调 配合等 工程项目多 需要进行配合的项目多 接口协调复杂 需要高素质的管理 团队来合理组织规划 1 2节点关键工期紧张 业主除对总工期目标限定外 还把关键工期节点分成两类 一类为本工程的关 键工期节点 二类为提供其他工程施工条件的关键工期节点 并对这些关键工期节 点进行了详细的节点工期限定且很详细 无疑为施工组织安排及各分项工程工期安 排带来很大难度 节点工期提供的盾构制造周期 盾构区间施工工期 车站主体工 期都相对来说很紧张 1 3沿线建 构 筑物 管线繁多 车站采用明挖法 部分段采用盖挖法 明发广场站周边相对开阔除对地面交通 及周边环境影响小 但是大明路站地面及地下构建筑 管线拆除及迁改量大且难度 大 对施工影响大 1 4施工工艺复杂 接口多 车站采用明挖法和暗挖法 部分段采用盖挖法 区间采用盾构法 项目实施过 程中接口多 主要包括盾构隧道与车站的接口 联络通道与盾构隧道的接口 土建 工程与装修安装工程的接口等 在工程协调方面主要涉及业主 建设监管单位 设 计单位 监理单位 交管部门 道路既有设施产权单位 市政管理部门 园林绿化 单位等 施工工艺复杂 接口繁多是本工程的特点之一 1 5风险工程多 盾构区间及明挖车站涉及的构筑物 建筑物 市政桥梁及道路 地下管线众多 风险因素大 在施工过程中 要采取有效措施 确保既有构筑物安全及正常运营 1 6盾构穿越地层复杂 盾构穿越地层主要为软土及淤泥粉质粘土中 施工时土体易液化发生水土流失 12 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 现象 从而引起地面沉降 附近建筑变形及管网变形 宜加强施工监测 合理控制 土仓压力和掘进速度 1 7地下结构标准高 南京地铁结构的设计使用年限为 100 年 除协同设计院做好设计配合工作外 还要从工程材料 工程施工等各个方面严格工程质量控制 确保百年结构性能达标 1 8环保要求高 工程地处南京市区 招标文件要求创市级文明工地 故而对场地规划 围挡设 置 渣土外运 污水处理 生产及生活垃圾 场地绿化 机械设备选购等各方面提 出很高要求 要严格遵循并确保环保达标 2重难点及对策 下面从工期 安全 质量三个方面就本工程的重点 难点与对策进行分析 2 1施工组织与技术管理 重点 难点 重点 难点 本工程项目内容和工法较多 工程项目既包括征地拆迁 管线迁改等前期工程 也有车站 站前暗挖 盾构隧道 还包含联络通道 雨水泵房等附属工程 因此 如何加强施工组织和技术理 管理加强施工过程控制 做到协调有序是施工控制的 重点 对策 对策 1 根据本工程特点 科学合理的划分为 3 个工区 2 个车站工区 1 个盾构 工区 组织施工 根据各工区的工程特性 项目部组建有丰富施工经验的专业队伍 组织施工 2 项目经理部的项目经理具有很好地履行合同采取行动所需的全部权限 项目经理可以向项目部内部任何胜任工作的人员托付职责 权力任务 并可以随时 撤换不胜任人员 3 公司与项目部保持紧密联系的多个良好渠道 通过各个部门尤其是技术管 理实现对项目经理部的强有力的连续支持 确保项目顺利实现 4 加强外部沟通及协调工作 设专职工程师负责接口及协调工作 为整个 合同段的施工创造良好的施工条件 5 加强前期准备阶段控制 充分考虑现场的有利条件及不利因素 切实编 13 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 好施工组织设计及施工技术方案 6 加强设备的维修保养及管理 由于本合同段主要由盾构机施工完成 加 强对盾构机的控制和保养 保证各类机械设备能力的正常发挥 7 开工前进行认真的项目筹划 制订详细的计划 加强进度的动态管理 应用网络技术 分析关键线路 确保关键目标的实现 8 做好运输组织及碴土外运工作 确保运输能力满足进度要求 9 加强对施工期环境因素的控制 重点控制噪声 振动 扬尘 废水 废 弃物等 达到规定要求 尤其对周边环境保护敏感点加强噪声和振动控制 减少外 界干扰 2 2盾构机选型 重点 难点 重点 难点 盾构穿越地层主要以软土 淤泥质粉质粘土为主 在盾构选型时 针对地层情况充分考虑盾构机刀具的配置 刀间距及密封的设 计 因此盾构选型为本工程的重点 对策 对策 根据本地区的地质情况 盾构机以能满足软土开挖功能为主 在软弱地层中 考虑到掘进的安全性及盾构机的多次重复使用性 另外要求盾构机具备在涌水 涌 泥的情况下 仍能提供较好的保压掘进功能 针对通过地层的特点 盾构机刀盘 刀具选用硬质合金 以保证在该地层 条件下实现高效的掘进 延长刀具使用时间 减少刀具的更换 装备有可靠的人闸系统 保证在气压状态下安全的进行刀具更换等各种施 工作业 盾构机刀盘设计适当的开口率 具有良好的防泥饼设计和完备的碴土改良装 置 既满足大粒径卵石排出 又有效的防止掘进时刀盘产生泥饼 保证了开挖面的 稳定 选择较大直径 较大螺距 螺杆能伸缩的中轴式螺旋输送机 既有利于渣土 的排出 又防止在出碴过程中出现喷涌现象 螺杆伸缩可以解决柱塞问题 在主轴承密封的选择上 盾构机采用自诊断管理系统 能够进行润滑脂压力 及主轴承温度的自动检测 为保证开挖下来的渣土的流动性 可排性 有效地稳定开挖面 所选盾构机 在刀盘 密封隔板及螺旋输送机均设有泡沫 膨润土泥浆注入管路 为有效的控制地层变形 所选盾构机配备了自动定压同步注浆系统 14 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 为保证隧道轴线的准确 配备自动测量导向系统 可以适时测控盾构机姿态 和管片拼装精度 盾构机配备有超前钻机及预注浆装置 可实现特殊地层的超前加固处理 盾构机设计足够大扭矩和推力 盾尾设置三道钢丝刷 配有管路自动向盾尾密封注入专用密封油脂 保证盾 尾的密封效果及可靠性 选择技术先进可靠的德国海瑞克盾构机制造商 并与之密切配合 制定周密 的生产计划 控制盾构机制造的各环节 确保盾构机如期交付使用 2 3场地移交 重点 难点 重点 难点 大明路站位于宁溧公路 卡子门大街 和大明路的的交叉路口处 受宁溧公路 路中高架桥影响 车站靠宁溧公路东侧布置 地面及地下构建筑 管线拆除及迁改 量大且难度大 对施工影响巨大 场地移交关系大明路站能否按时施工 亦即关系盾构机能否按计划工期掘进及 掉头 由于整个施工计划排列较紧密 实际施工工期压缩的可能性极小 因此必须 提前尽早完成始发场地提交 否则整个工期将延误 对策 对策 1 积极与建总分公司配合 与地方有关单位建立联 积极接触 尽早进入 拆迁程序 2 做好施工准备 做好周密的施工组织设计 征地一旦完成 即刻进入施 工状态 赢得时间 2 4管线迁改 重点 难点 重点 难点 管线迁改主要集中在大明路站位置 地下管线复杂 主要是供水 排水 供电 燃气等管线 卡子门大街东侧 纵穿车站主体结构的管线有 400 400 10KV 高压线 1000 800 10KV 高压线 DN800 雨水管 DN500 雨水管 DN500 天然气管 DN200 给 水管等 卡子门大街东侧 横跨 3 号出入口通道的管线为 DN600 给水管 大明路两 侧 横跨车站主体结构的管线有 DN150 10KV 高压线 DN600 雨水管 DN500 天然气 管 DN800 给水管等 做好管线临时迁改 保证市政系统正常运转十分重要 所迁管线均为市政系统重要运转设备 能否顺利改迁 关系到市政系统运营 若改迁不彻底或不完全 大明路站明挖段一旦开工 将及有可能造成管线破损 断 15 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 裂 严重危及市政系统正常运转 对策 对策 1 利用地质雷达进行探测 了解管线情况 2 与管线所在单位联系 调查管线的类型 规格和施工的时间 3 制定详细的管线保护方案 会同管线单位 共同做好管线的保护工作 4 暗挖隧道拱上部的管线 加强监测 预测管线的变形大小和变化趋势 5 对主要管线所处地质情况较差时 提前进行预注浆加固 6 对于悬吊保护的管线 采用足够刚度的钢结构进行保护 7 控制基坑和隧道开挖的变形 保证管线安全 2 5明发广场站围护结构及基坑开挖施工 重点 难点 重点 难点 明法广场站明挖段地层为厚度较大的软土层 表层分布有轻微液化土层 由于 车站紧贴农花河 且局部位于河堤内 易造成基坑两侧土压力不平衡 且基坑开挖 期间的墙体位移 地面沉降等会对农花河造成一定影响 采用钻孔咬合桩围护 矩 形框架断面 支撑体系有钢筋混凝土支撑 钢支撑等 支撑体系型式多 在施工时 工序转换频繁 作为全线首要工序 围护结构施工进度关系到盾构掘进能否按期进行 是全标 段重点控制性工期工程之一 钻孔桩施工质量 支撑体系的架设质量与及时性可能 造成基坑本体变形过大 控制难度也较大 如果处理不当甚至可能造成基坑失稳等 灾难性的后果 对策 对策 1 制定缜密可行的施工组织安排 确保现场施工有序紧凑 基坑施工前 采取在基坑一侧大范围卸土等措施平衡基坑两侧的土压力 2 采用网络管理手段对工序进行科学管理 严控关键工序工期 并根据现 场实际情况及时调整工序 3 采用套管钻机成孔咬合桩 有效防止孔壁坍塌 4 配备充足的有丰富施工经验的管理人员及劳务队 确保工序衔接顺畅不 窝工 5 各种施工设备确保完好 关键设备要有备用 6 加强桩间止水检查 做好基坑开挖过程中的防排水 防涌泥 管涌措施 确保基坑稳定 7 严格控制孔深 确保钻孔桩足够的插入比 16 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 8 严格控制混凝土浇注前的清孔质量 严格控制水下混凝土灌注质量 9 合理分段分层 开挖后及时架设钢支撑 严格按设计及时适量施加预应 力 10 开挖及主体施工期间 设专人进行各项施工监测 实行信息化施工 以 反馈信息确保开挖方法科学 可靠 11 基坑开挖时控制合理的开挖速度 充分利用时空效应 开挖时及时形成 支撑系统 12 减少基坑顶边缘地面荷载 严禁超载 特别是机械在坑边作业时采取适 当的措施 确保基坑边的稳定 13 认真做好开挖时桩间土的网喷混凝土防护工作 挖一点 喷一点 保证 桩间土的稳定 14 随时观测降水情况 对降水的盲区采取补救措施 保证基坑稳定 2 6大明路站明挖段围护结构及基坑开挖施工 重点 难点 重点 难点 大明路站位于宁溧公路 卡子门大街 和大明路的的交叉路口处 受宁溧公路 路中高架桥影响 与宁溧高架平行布置 距离高架上匝道最近处为 3m 施工地层变 形控制为本工程的重点 如何减小施工对宁溧高架的影响是本车站工法选择的重点 及难点 大明路站地层自上而下依次 1 杂填土 2 素填土 1b1 粉质粘土 2b2 粉质粘土 3b1 粉质粘土 4e 含卵砾石粉质粘土 K1g 2 泥质粉砂岩 粉砂质泥岩 K1g 3 泥质粉砂岩 粉砂质泥岩 围护结构的施工质量 支撑体系 的架设质量与及时性可能造成基坑本体变形过大 且控制难度也较大 如果处理不 当甚至可能造成基坑失稳等灾难性的后果 对策 对策 1 从设计角度提高安全度 考虑到本站场地范围内土质较好且 K1g 3 中风 化泥质粉砂岩埋深较浅 仅为 22m 左右 故按照围护墙体嵌入到中风化岩层中 2 5m 的深度进行考虑 围护结构深度为 25m 左右 故而围护结构采用钻孔灌注桩工法 2 在施工准备中重点做好地层土质及水文情况的详细调查 分析 据此确 定泥浆参数 保证成孔质量 3 同时成孔开挖间隔距离不宜太近 至少间隔 5 个桩以上 成孔后要尽早 浇筑混凝土 4 抬高泥浆液面 适当提高泥浆比重 控制泥浆质量 确保孔壁稳定 杜 17 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 绝塌孔发生 5 成孔开始 6 7 米的范围 成孔速度要慢 这一段深度范围尽可能将孔壁 垂直度调整到最好 在成孔施工过程中勤测量 保证成孔施工精度和垂直度 在挖 孔位正确的情况下适当加快成孔速度 6 成孔期间每隔 5 米检查一次泥浆质量 并检查有无漏浆现象 以便及时 调整泥浆参数和采取相应的补救措施 确保孔壁稳定 7 成孔时孔壁附近避免堆载和机械设备对孔壁产生附加应力 并减少振动 8 严格控制混凝土浇注前的清孔质量 严格控制水下混凝土灌注质量 9 确定合理的基坑开挖步序和参数 处理好开挖与支撑的关系 10 做好基坑开挖过程中的防排水 防涌泥 管涌措施 确保基坑稳定 11 及时施作垫层和底板 处理好支撑与结构砼施工的关系 12 加强施工监测 信息化施工 2 7车站暗挖段隧道的结构稳定难度大 重点 难点 重点 难点 大明路站站前暗挖段 地质主要为淤泥质粉质粘土和粉质粘土地层 为软塑和 流塑状态 稳定性较差 施工中及时做好初期支护 保证结构的安全和稳定是施工 的重点和难点 也是预防地面过量沉降 管线安全的根本保证 对策 对策 1 充分了解设计意图 从初期支护施工工艺各个环节 严格按技术规范控制 确保初期支护的施工质量可靠 2 采用中洞法施工 用 CRD 施工中洞 控制开挖进尺 每个导洞采用环形台 阶法 3 及时施作临时初期支护 尽快形成封闭的稳定结构 4 对初期支护的变形及受力情况进行施工监测 根据监测结果不断调整和优 化初期支护参数 5 加强临时支护的强度和刚度 6 严格按照施工工艺要求 7 加强沉降观测 8 做好降水施工 保证隧道施工安全 18 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 2 8盾构始发和到达 重点 难点 重点 难点 本标段盾构始发端与到达端均在软土地层中 稳定性差 处理好始发 到达掘 进施工对整个盾构施工意义重大 始发施工质量关系到盾构隧道能否顺利进行 隧道方向 高程的控制以及洞门 的稳固情况等直接影响到隧道施工的质量 始发和到达阶段盾构机对地层的扰动较 大 若洞门处理不好易发生工程事故 对策 对策 1 采取旋喷桩与搅拌桩进行端头地层加固 2 加强端头地层加固施工质量控制 并在加固完后采取垂直取芯方式进行 加固效果检查 如有问题 立即组织补充加固 并及时进行降水施工 3 做好盾构始发 到达洞门密封工作 确保临时密封装置起到良好的止水 效果 采取在帘布橡胶板上涂抹黄油等润滑剂等措施 以免刀盘挂坏帘布橡胶板 影响洞门密封效果 4 仔细研究制定盾构始发 到达施工方案 做好施工准备与进度计划 确 保凿除围护结构后盾构机刀盘快速抵拢洞门掌子面 避免因地层暴露时间过长发生 坍塌 5 加强盾构始发与到达施工过程控制 确保盾构始发与到达施工安全 连 续 快速的进行 6 始发前基座定位时 盾构机轴线与隧道设计轴线基本保持平行 盾构中 线可比设计轴线适当抬高 7 在进行始发台 反力架和首环负环管片的定位时 要严格控制始发台 反力架和负环的安装精度 确保盾构始发姿态与设计线路基本重合 8 第一环负环管片定位时 管片的后端面应与线路中线垂直 负环管片轴 线与线路的切线重合 负环管片采用错缝拼装方式 9 盾构机在始发台上向前推进时 通过控制推进油缸行程使盾构机沿始发 台向前推进 10 始发初始掘进时 盾构机处于始发台上 因此需在始发台及盾构机上焊 接相对的防扭转支座 为盾构机初始掘进提供反扭矩 11 在始发阶段 由于盾构机推力较小 当地层较软时 要特别注意防止盾 构机低头 12 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 同时也 19 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 要注意各部位油脂的有效使用 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台提供的反扭矩 2 9区间隧道建 构 筑物保护 重点 难点 重点 难点 大明路站 明发广场站区间 下穿建构筑分别为天津一汽南京郎驰天润公司 秦淮区工艺鞋厂 迪卡龙运动专业超市 两幢 1 层和 3 层民宅 紧邻南京江道特许 销售服务店 盾构下穿市政桥涵分别为响水河小桥 盖板沟 宁溧路夹岗过街涵和 4 5m 4 5m 箱涵 盾构临近麦德龙超市 与超市基础水平距离 4 5m 明发广场站前 部分区段邻近农花河 区间结构与河底净距约 20m 隧道掘进时必须对沉降影响范围内的建 构 筑物进行重点监测 采取有效保 护措施 确保隧道安全顺利通过及地面建 构 筑物安全 对策 对策 加强盾构掘进参数控制 严格控制盾构姿态和超挖 建立完善的监控量测系统 及时定期进行监测 加强机械检修养护 避免长时间停机 防止螺旋输送机喷涌泥 盾尾和铰接 部位漏泥等 造成地层损失 加大沉降 加强同步注浆 注浆浆液适当加大水泥用量 加快管片背后浆液凝固 进行二次注浆控制后期沉降 先期沉降预测 必要时提前进行地层加固 对区间控制性建 构 筑物或管 线沉降根据经验和施工变形规律 先期进行预测分析 若总沉降量预计超出标准 在盾构掘进前进行地层加固措施 一般采取地面跟踪注浆 搅拌桩或旋喷桩等进行 加固处理 在盾构通过后再进行二次注浆处理 软土段盾构隧道后期沉降控制标准 区间结构纵向任意相临两点后期沉降曲 率应小于 1 15000 且单点沉降总量小于 30mm 软土段盾构隧道后期沉降控制措施 为二次注浆 该工序应在道床施工前完成 2 10 车站深基坑稳定性控制 重点 难点 重点 难点 大明路站及明发广场站基坑属于深基坑 尤其是大明路站地面起伏大 最大挖 深达到 24 米左右 大明路站主体采用钻孔桩 双管旋喷桩 明发广场站主体围护采 用钻孔咬合桩 出入口附属结构采用 SMW 工法桩或钻孔桩 施工过程中应加强监测 确保施工安全 20 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 对策 对策 针对开挖过程中 可能潜在影响深基坑边坡稳定性的因素 采取以下防治措施 1 协同设计院做好车站围护结构设计 并严格实施 2 做好施工监测以此控制好施工进度 根据车站地质情况及周边环境保护要求 车站主体基坑保护等级为二级 变形控制标准 地面最大沉降量 0 3 H 支护结构 最大水平位移 0 4 H 且 50mm 周边建构筑物变形控制标准 根据相关规范要求 建筑物倾斜不大于 0 002 3 坡顶尽量少堆放荷载 4 在进度允许的条件下尽量采用少开工作面 5 第一道支撑采用混凝土支撑 6 基坑开挖前采取坑内降水措施 为保证土体的充分排水固结 保证开挖期 间地下水位始终在开挖面以下 1 米左右 降水应至少在基坑开挖前二十天开始进行 并严格控制降水质量 7 为防止承压水引起基底渗流破坏 采用钻孔灌注桩做围护结构 旋喷桩做止 水帷幕 并辅以井点降水措施 8 按照时空效应理论指导基坑施工 遵循 开挖支撑 先撑后挖 分层分段开 挖 分段施作结构 严禁超挖 限时作业 的原则 并注意坑内纵向土坡的稳定 9 开挖过程中发现桩体渗漏时应及时注浆 堵漏等措施 2 11 管片制作与安装 重点 难点 重点 难点 管片作为隧道施工的支护结构 是主要的受力结构 也直接关系到防水效果的 好坏 管片制造与安装质量的好坏不仅直接关系到成洞的质量 而且对盾构机能否 继续顺利推进有着直接的影响 对策 对策 1 严格控制管片混凝土质量及各部位尺寸 2 在运输过程中破损的管片不得用于拼装 3 拼装后的管片错台不得大于规定标准 4 曲线段掘进 要及时根据盾构机姿态选择管片 避免管片处于不利的受力 体系之中 转弯管片以线路平顺 与推力千斤顶垂直 满足盾尾间隙为原则进行选 取 避免急纠 猛纠 5 曲线段掘进 受盾构机转向影响 管片拼装的错台造成应力集中的几率大 21 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 增 因此也将带来的更多的管片位移 破损等质量事故 要从严控制管片拼装 减 少错台的数量 降低错台的偏差 管片螺栓要多次进行紧固 避免螺栓在受剪力作 用下失效 造成管片变形 偏移等质量事故 2 12 结构防水施工质量控制 防水施工是一个复杂的系统工程 防水的效果 是轨道交通工程施工质量的综 合体现 直接影响着工程的耐久性和地铁运行安全 车站防水等级为一级 区间隧 道防水等级为二级 车站分块施工 施工缝众多 盾构区间地质情况复杂 而如何 保证结构防水体系的施工质量施工控制的重点 对策 对策 防水施工由专门领导负责 并成立专业班组专门负责 从组织上加强 重视 防水施工 做好防水材料 施工技术 质量要求 注意事项的交底 务使施工人员人人 心中有数 避免盲目施工 对每道工序按工艺细则精心操作 严格检查 凡检查验收不合格者 坚决纠 正 绝对不迁就 上道工序纠正不合格不准进入下道工序 防水质量对施工进度一 票否决 管片方面 砼的质量是根本 对材料 配合比 入模振捣 综合控温及养护 等全过程要进行严格控制 防止砼开裂 确保砼的强度和自防水的性能 另外管片 的选型对于防水施工来讲特别重要 管片选型不当 极易引起渗水 漏水的薄弱环 节 止水条粘贴时 保证基面无尘 无污染 干燥 以保证粘贴质量 管片吊运 拼装时注意保护管片表面免受碰撞 确保止水条状态完好 螺栓采用 复拧紧 工 艺 确保螺栓孔防水质量 施工中严格控制盾构机推进姿态 减小分组油缸推力差 避免管片的错台和 止水条脱落失效 推进过程中保证同步注浆的质量 选择合适的浆液 注浆参数 注浆工艺 及时 足量注浆 形成稳定的管片外围防水层 视需要及时进行二次注浆 施工中严格按设计要求做好车站围护结构及接头施工 做好防水第一道防线 车站及联络通道外包防水按设计要求精心施工 同时做好主体结构施工缝地 方的防水工作 确保防水工作质量 做好防水第二道防线 在结构砼施工时 首先从砼的配比 运输 入模振捣 综合控温和及时养护 22 中交隧道工程局有限公司中交隧道工程局有限公司 方面 防止砼开裂 即首先确保砼自防水 做好防水第三道防线 洞门 联络通道与隧道接口处的防水施工工艺要严格控制 2 13 联络通道开挖 重点 难点重点 难点 本标段在大明路 明发广场区间设有一个联络通道 与泵房合建 位于盾构区 间 开挖断面内为 1b1 2 粉质粘土 拱顶 2m 以上为 3b3 4 隧底以下为 4e 粉质粘土 地层稳定性差 若开挖方式不当或地层处理不当极易发生坍塌事故 对策 对策 1 在地面采取冷冻法进行地层加固 2 加固后采用矿山法