标盾构下穿构筑物专项施工方案培训资料.doc

目录目录 一 编制范围及编制依据 1 1 1 编制范围 1 1 2 编制依据 1 1 3 编制原则 1 二 工程概述 2 2 1 工程概况 2 2 2 区域特征 2 2 2 1 水文 地质特征 2 2 3 气象特征 3 2 4 周边建筑物特征 3 2 4 1 哈博区间周边建筑物关系 3 2 4 2 博工区间周边建筑物关系 6 三 施工对既有构筑物影响程度分析 7 3 1 地表隆陷变化规律 7 3 2 盾构掘进引起的地表沉降因素 7 3 3 地表建筑物对地表变形适应能力评估 8 3 4 施工对地下管线影响程度分析 9 3 5 地表变形控制标准 10 四 工程特点及重难点分析 10 4 1 风险因素分析及重难点 10 4 2 重难点应对措施 11 五 施工总进度安排 14 5 1 施工部署 14 5 2 盾构施工进度总体安排 15 六 盾构机穿越建 构 筑物的施工方法 15 6 1 线路周边建筑物调查 15 6 2 盾构机适应配置 39 6 2 1 刀盘 39 6 2 2 刀盘驱动系统 40 6 2 3 盾体 40 6 2 4 碴土运输系统 42 6 2 5 改进注浆系统 43 6 3 采用特殊管片 44 6 4 加强施工措施 44 6 5 强化管控措施 46 6 6 拟定下穿建筑物掘进参数 48 6 7 穿越后施工措施 50 6 8 对周边建 构 筑物的监测 50 七 施工保证措施 54 7 1 组织管理措施 54 7 2 技术保证措施 55 7 2 1 技术管理措施 55 7 2 2 防喷涌的技术措施 55 7 2 3 盾尾发生泄漏现象时的技术措施 56 7 3 安全保证措施 57 7 4 文明施工保证措施 57 7 5 质量保证措施 57 八 应急预案 59 8 1 重大风险源应急措施 59 8 1 1 盾构机下穿建 构 筑物风险 59 8 1 2 路面坍塌风险 61 8 1 3 盾构机下穿地下管线风险 62 8 2 应急救援组织机构与职责 62 8 2 1 应急组织机构 62 8 2 2 职权分工 63 8 2 3 应急处理程序 64 8 2 4 建立救援小组 64 8 2 5 应急救援措施 64 8 2 6 各项应急预案事故后处理工作 65 8 3 事故应急保障措施 65 8 3 1 通信与信息保障 65 8 3 2 交通运输保障 67 8 3 3 医疗卫生保障 67 8 3 4 应急物资保障 67 附件一 哈尔滨站站 博物馆站区间周边建筑物平面图 68 附件二 博物馆站 工人文化宫站区间周边建筑物平面图 68 附件三 哈尔滨站站 博物馆站 工人文化宫站区间地质剖面图 68 一 编制范围及编制依据一 编制范围及编制依据 1 11 1 编制编制范围范围 编制范围为哈尔滨市轨道交通 2 号线七标哈尔滨站站 博物馆站区间 博物馆站 工人文化宫站区间内隧道施工影响范围内的建 构 筑物 市政管线 设施 施工的总 体施工方案部署 工期进度安排 设备 劳动力 资金投入计划及分项工程施工工艺 施工方法 技术措施等 以及为实现本项目中的工期 质量 安全 环保及文明施工等 目标而采取的保证措施 1 21 2 编制依据编制依据 1 地铁设计规范 GB50157 2013 2 地下工程防水技术规范 GB50108 2008 3 人民防空工程设计规范 GB50225 2005 4 铁路隧道设计规范 TB10003 2005 5 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2012 6 地下防水工程质量验收规范 GB50208 2011 7 地下铁道工程施工及验收规范 GB50299 1999 2003 版 8 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107 2010 9 城市轨道交通地下工程建设风险管理规范 GB50652 2011 10 哈尔滨地铁 2 号线管线设计图纸及管线物探 调查资料 11 哈尔滨站站 博物馆站 博物馆站 工人文化宫站区间盾构区间施工设计图 12 电建指挥部哈尔滨地铁 2 号线一期工程综合性施工组织设计 13 中电科哈尔滨轨道交通有限公司哈尔滨市轨道交通 2 号线一期工程总体工期筹 划 1 31 3 编制原则编制原则 1 确保技术方案针对性强 操作性强 施工方案经济 合理 坚持技术先进性 科学合理性 经济适用性与实事求是相结合 根据工程地质 水文地质 周边环境及工 期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机械设备 2 盾构侧穿 下穿施工确保安全放在首位 坚持 安全第一 预防为主 综合治 理 的原则 建设 设计 施工 监理等单位和部门必须严格执行相关管理办法及规定 3 坚持 因地制宜 技术可靠 经济合理 的原则 结合工程环境 合理配置资 源 不断优化施工技术方案 积极应用 四新 新技术 新材料 新工艺 新设备 成果 4 盾构掘进过程中对周围环境的影响降低到最小 严格控制地表沉降 5 保证盾构掘进时能够顺利安全地通过及地面建 构 筑物的绝对安全 二 工程概述二 工程概述 2 12 1 工程工程概况概况 哈尔滨站站 博物馆站区间位于哈尔滨市南岗区 主要沿颐园街进行敷设 起讫里 程 CK18 585 584 CK19 174 905 区间长度 589 321m 隧道埋深范围 9 5m 10 69m 地处于松花江阶地及岗阜状平原交接处 地质主要为粉质粘土 局部为粉砂层 盾构区 间线路出哈尔滨站后下穿颐园街 经过银行街后左 右线分别以 R 2500m R 2000 半径 将线间距由 15 7m 渐变至 9 2m 经过邮政街后左 右线分别以 R 330m R 450m 半径将线 间距由 9 2m 渐变至 15 5m 区间线路为单向坡 纵坡为 26 074 博物馆站 文化宫站区间沿国民街与中山路进行敷设 所经区域为繁华的商业区 沿 线下穿 侧穿较多建筑物 同时下穿马家沟河道 沿线上部交通状况比较复杂 起讫里 程 CK19 318 235 CK20 498 061 左线采用盾构法施工 区间总长 1182m 右线采用盾 构法 矿山法进行施工 右线盾构区间长 826m 矿山法区间长 361 7m 埋深范围 7 34 19 2m 区间线路 右线 出博物馆站后以两个 R 1200m 半径反向曲线由国民街路 北侧转至路中穿越 过马家街 光明街 河沟街后以 R 450m 半径曲线下穿马家沟河 过 永和街后以 R 450m 转至中山路下穿越 区间纵坡大体呈 V 型 以 2 坡出博物馆站后 采用 480m 长 29 350m 长 3 94 下坡至最低点 再以 250m 长 25 接至工人文化宫站 2 22 2 区域特征区域特征 2 2 12 2 1 水文 地质特征水文 地质特征 哈尔滨站站 博物馆站 博物馆站 工人文化宫站区间地处于岗阜状平原地区 地 质主要为粉质黏土 局部为粉砂层 场地土层特征自上而下详细描述如下 人工填土层 Q4ml 上更新统哈尔滨组冲积洪积层 Q22h1 中更新统上荒山组湖积层 Q22h1 中更新统下荒山组冲积层 Q21h1al 下更新统东深井组冰水堆积层 Q12dfgl 下更新统猞猁组冰水堆积层 Q11shal 基岩 白垩系嫩江 两区间盾构 主要穿越地层为粉质黏性土 粉砂 哈尔滨站站 博物馆站区间地质剖面图 博物馆站 工人文化宫站区间地质剖面图 2 32 3 气象特征气象特征 哈尔滨市气候的特点是四季分明 冬季漫长而寒冷 夏季短暂而炎热 而春 秋季 气温升降变化快 属于过渡季节 时间较短 受地理环境 海陆气团和季风的交替影响 全市各季气候差异显著 变化很大 冬季在极地大陆气团控制下 气候寒冷干燥 夏季受 副热带海洋气团影响 降水充沛 气候温热 春 秋两季因冬 夏季风交替影响 气候多 变 春季多大风 降水少 易干旱 秋季降温剧烈 常有霜冻危害 2 42 4 周边建筑物特征周边建筑物特征 2 4 12 4 1 哈博区间周边建筑物关系哈博区间周边建筑物关系 哈博区间上部道路狭窄 车流量大 且建筑物两侧建筑物众多 周边环境复杂 该 段区间正穿 1 栋 侧穿 22 处建筑物 大部分建筑物年代较久远 基础形式主要以天然基 础为主 哈尔滨站站 博物馆站区间平面图 该区间存在两处国家级重要文物保护建筑 主要为颐园街 1 号 革命领袖视察黑龙 江纪念馆 及颐园街 3 号 哈尔滨犹太人活动旧址群 斯基德尔斯基故居 1 革命领袖视察黑龙江纪念馆 革命领袖视察黑龙江纪念馆平面图 革命领袖视察黑龙江纪念馆剖面图 2 哈尔滨犹太人活动旧址群 斯基德尔斯基故居 黑龙江老年大学 斯基德尔斯基故居平面图 黑龙江老年大学 斯基德尔斯基故居剖面图 2 4 22 4 2 博工区间周边建筑物关系博工区间周边建筑物关系 本区间上部道路狭窄 车流量大 且建筑物两侧建筑物众多 周边环境复杂 博工 区间共穿越 42 栋建筑物 其中正穿 16 栋 侧穿 26 栋 其中正穿建筑物中基础底部距离 隧道顶部间距在 6m 范围内的有 9 栋 其中地下男人城最小间距 2 3m 侧穿建筑物距离 隧道外边线的水平距离在 6m 范围内的有 18 栋 埋深在 10 16m 之间 其中 7 号住宅楼 最小 0 4m 同时该段区间存在一处国家级重要文物保护建筑 主要为哈尔滨犹太人活动 旧址群 梅耶洛维奇大楼 哈尔滨市少年宫 建筑 区间周边建 构 筑物位置关系图区间周边建 构 筑物位置关系图 三 施工对既有构筑物影响程度分析三 施工对既有构筑物影响程度分析 3 13 1 地表隆陷变化规律地表隆陷变化规律 根据盾构施工特点 地表变形的变化发展过程可以分为五个阶段 1 盾构到达前 盾构到达前 地表的变形取决于掘进过程中土仓压力和出土量的控制 当土仓压力 较大而出土量较少时 地表呈隆起状态 当设定土仓压力小而出土量大时 地表呈沉降 状态 2 盾构到达时 盾构到达时 地表变形承接 1 阶段的发展 但变化速率增大 是地表隆陷的峰值 段 3 盾构通过时 盾构通过时 一般情况地表会呈沉降变化 若注浆及时饱满 充填率超过 200 时 会表现为隆起 4 盾尾通过时 盾尾通过时 最易发生突沉 突沉量可达 30mm 若注浆及时饱满 可控制突沉 甚 至上隆 但随着浆液的固结收缩而逐渐下沉 5 后期沉降 盾尾通过后 地表沉降速率逐渐减缓 沉降曲线趋于稳定 后期沉降主要是土体的 固结沉降和次固结沉降 一般沉降时间较长 但沉降量也相对较小 3 23 2 盾构掘进引起的地表沉降因素盾构掘进引起的地表沉降因素 盾构掘进引起的地表沉降的因素有以下几个方面 1 开挖面土压不平衡引起的土体损失 2 盾构蛇行纠偏引起的土体损失 3 盾尾与衬砌环之间的空间未能及时充填引起的土体损失 4 注浆材料固结收缩 5 隧道渗漏水造成土体的排水固结 6 衬砌环变形和隧道纵向沉降 7 土体扰动后重新固结 3 33 3 地表建筑物对地表变形适应能力评估地表建筑物对地表变形适应能力评估 根据对区间隧道上方建筑物综合情况的调查与评估 结合以往的施工情况 本工程 线路上方建筑物在地表发生 20mm 不均匀沉降时将可能产生倾斜或结构开裂 根据 建筑 地基基础设计规范 各类建筑物的允许倾斜和沉降值见下表 建筑物的地基变形允许值建筑物的地基变形允许值 地基土类别地基土类别 变变 形形 特特 征征中 低压缩中 低压缩 性土性土 高压缩性土高压缩性土 砌体承重结构基础的局部倾斜 0 0020 003 框架结构 0 002l0 003l 砌体墙填充的边排 柱 0 0007l0 001l 工业与民用建筑相 邻柱基的沉降差当基础不均匀沉降 时不产生附加应力的结 构 0 005l0 005l 单层排架结构 柱距为 6m 柱基的沉降量 mm 120 200 纵 向 0 004 桥式吊车轨面的倾 斜 按不调整轨道考虑 横 向 0 003 Hg 240 004 24 Hg 600 003 601000 002 体型简单的高层建筑基础的平均沉降量 mm 200 Hg 200 008 20 Hg 500 006 50 Hg 1000 005 100 Hg 1500 004 150 Hg 2000 003 高耸结构基础的倾 斜 200 Hg 2500 002 Hg 100400 100 Hg 200300 高耸结构基础的沉 降量 mm 200 Hg 250200 注 注 1 1 本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值 本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值 2 2 有括号者仅适用于中压缩性土 有括号者仅适用于中压缩性土 3 3 l l为相邻柱基的中心距离为相邻柱基的中心距离 mm mm H Hg g为自室外地面起算的建筑物高度为自室外地面起算的建筑物高度 m m 4 4 倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值 倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值 5 5 局部倾斜指砌体承重结构沿纵向局部倾斜指砌体承重结构沿纵向 6 6 10m10m 内基础两点的沉降差与其距离的比值 内基础两点的沉降差与其距离的比值 3 43 4 施工对地下管线影响程度分析施工对地下管线影响程度分析 本区间管线密布 管线种类多 管道构造也各不相同 是工程施工中保护的重点 不同类型管线的允许沉降值详见下表 各种管线的允许沉降值各种管线的允许沉降值 S S mmmm 材料材料 允许拉应力允许拉应力 MPa MPa 弹性模量弹性模量 1 101 104 4 MPa MPa C7 50 0550 14582 9291 5442 24 C150 0900 22086 1195 0743 87 C250 1300 28091 74101 146 74 C350 1600 31595 95105 9328 88 C450 1900 335101 39111 9451 66 C550 2100 355103 55114 3252 75 水泥砂 浆 0 005 0 01 0 123 27 3830 4214 20 A3 钢100 200 11 5 1 6 397 4 76 438 526202 243 灰口铸 铁 38 4720 21 185 2 01 204 22295 103 注 注 1 1 以 以 C C10 10混凝土弹模的 混凝土弹模的 70 70 取值 取值 2 2 在施工过程中 如遇有关部门对管线有特殊要求时 以其要求为准 在施工过程中 如遇有关部门对管线有特殊要求时 以其要求为准 3 53 5 地表变形控制标准地表变形控制标准 根据国内外盾构施工经验 结合本区间的具体周边情况 地表隆陷控制标准为 单 点隆陷范围 10mm 30mm 四 四 工程特点及重难点分析工程特点及重难点分析 4 14 1 风险因素分析风险因素分析及重难点及重难点 1 区间隧道盾构隧道埋深范围 9 5m 10 69m 地处于松花江阶地及岗阜状平原交接 处 地下水位较高 地质主要为粉质黏 局部为粉砂层 盾构掘进段处于富水砂层中 由于富水层含水量丰富 渗透性好 且受扰动易液化 因此 土压平衡盾构机在富水层 中掘进容易出现喷涌现象 大量泥沙喷出或砂遇水液化 均易引起地层沉降 从而导致 地面建 构 筑物沉降变形 甚至破坏 2 盾构掘进施工易形成泥饼区间盾构隧道洞身穿越主要地质为粉质黏土 粉砂 细 砂 中砂 穿越区域含沙量大 在盾构掘进过程中刀盘易形成泥饼 若有孔隙承压水影 响时 盾尾易产生漏泥漏水现象 导致掘进受阻 3 哈博 博工区间穿越建 构 物情况 总共穿越建 构 筑物 65 处 其中下穿 建筑物 17 栋 侧穿建筑物 48 栋 所穿越建筑物按其功能来划分 商业办公楼有 35 栋 住宅楼有 29 栋 河沟 1 处 经调查 这些建筑物年代久远 基础薄弱 现状较差 因此 在施工中沉降控制不当容易引起房屋沉降倾斜倒塌等情况 4 哈尔滨地区因社会因素无法对周边建筑物提前进行预加固 仅对个别建筑物做有了 限元分析结果表明 盾构施工将对周边建筑物产生不同程度的沉降和位移 且均超过建 议控制限值 构筑物有限元分析评估构筑物有限元分析评估 构筑物名 称 埋深 m 沉降变形 mm 位移 mm 差异沉降率 建议控制指标 春天宾馆 11m 6 2m 23 25 纵向 5 42mm 横向 15 48mm 0 49 沉降最大值 10mm 以内 沉 降差异率 省计生委 家属楼 11 2m 6 2m 18 17 纵向 6 33mm 横向 25 59mm 0 81 汉庭酒店 11 4m 28 13 纵向 12 39mm 横 向 39 17mm 0 69 哈医大四 院临床医 学院 11 8m11 86 纵向 1 61mm 横向 8 14mm 0 43 省卫生厅 家属楼 13 2m15 28 纵向 3 62mm 横向 26 22mm 0 88 省邮政博 物馆 13m15 39 纵向 2 07mm 横向 9 9mm 052 0 3 4 24 2 重难点应对措施重难点应对措施 1 合理组织 确保施工的顺利完成 结合现场实际施工情况 积极与各相关单位联系做好各项前期准备工作 根据本单 位在类似工程的施工经验 在人员 物资 技术 安全上给予充分的支持和保障 在施 工过程中加大周转材料的储备量 抓好各工序的衔接工作 积极协调内 外部关系 确 保工程的顺利实施 2 加强协调 明确责任 确保盾构施工的有序进行 根据相关文件要求 确保技术方案针对性强 操作性强 施工过程中严格按审批的 施工组织方案实施 3 加强监控 施工期间设专人进行监控检查 每天安排专人进行监控测量 监测数据及时互通互 报 现场储备充足的应急抢险物资及人员 及时消除和控制可能出现的病害 确保施工 安全 4 盾构掘进施工过程中加强对盾构掘进技术参数的控制 保证同步注浆量及注浆压 力 根据测量沉降监测数据及时进行二次注浆 有效控制地面沉降进而进一步减小对周 边建筑物的影响 另一方面加强对机械设备的维修保养工作 确保机械设备处于最佳工 作状态 最终保证盾构施工的顺利进行 5 过优化掘进参数保持开挖面稳定 设定推进速度 调整排土量或设定排土量调整 推进速度 以求得土仓压力与地层压力平衡 保持掘进面稳定 因哈博 博工区间含沙 量大 为保护盾构及其刀具 不宜追求太高的施工进度 在此地层掘进必须控制掘进参 数 推力不宜太大 刀盘转数不宜太快 一般为 1 2r min 左右 刀具贯入量不宜太深 一般为 5mm 10mm 转 6 严格控制出土量 尤其是此区间隧道上部黏土及粉质黏 严格控制同步注浆 结 合出土量 对注浆压力与注浆量双控 7 加强盾构机推进线路和姿态控制 盾构在曲线上推进及盾构纠偏时 推进速度放 慢 纠偏幅度不要过大 加大注浆量 以注浆压力控制注浆量 加强纠偏测量等 减少 地层损失 降低地面沉降量 8 仔细观察土仓出的碴土变化情况 了解工作面软硬不均程度 根据掘进情况判断 刀具状态 以确定掘进推力的大小 避免刀具超载工作受损 9 根据地质条件 有针对性的向密封土舱和刀盘面板适量加注高质量的泡沫或膨润 土或其中两种混合液等 以改善土体的 和易性 和 塑性 10 继续加强盾构掘进过程中的沉降监测 通过监测结果调整掘进参数 控制地表 隆起 沉降 11 主要应对措施 序号重难点主要措施 1 盾构在富 水地层中 掘进 1 首先分析地下水的来源 如地下水从盾构机后部来 则应打 开管片吊装孔 进行补充注浆 确保管片填充密实后 再添加高分 子聚合物的办法进行控制 2 在掘进过程中 严格控制出土量 出土时严格控制出土和油 缸行程的关系 油缸行程每 100mm 出土量不得大于 4 方 3 合理的进行管片选型 以防盾构与管片之间的建筑空隙过 分增大 降低盾尾密封效果 引发盾尾漏泥 漏水 4 盾构机泡沫系统必须安装单向阀 避免压注过程中土体中泥 水堵塞管路 5 在停机或掘进过程中定时定量向盾尾压住油脂 6 在管片壁厚进行二次注浆 防止成形的管片上浮 7 若出现喷涌现象 立即关闭螺旋输送机的后门 适当向前掘 进 使土仓内建立平衡 通过刀盘的转动 将土仓内的土体搅拌均 匀 然后才将螺旋输送机的后门慢慢打开 开门度为 30 双螺旋盾 构机可采用两级螺旋机不同转速 形成土塞效应 以较慢速度匀速 掘进 边掘边出土 始终保持土仓内压力稳定 2 盾构下穿 建筑物 1 盾构机在掘进过程中 加强监测频率 根据地面变形曲线进 行实测反馈 以验证施工的合理性 及时调整施工参数 2 盾构机在掘进过程中 操作手要控制好盾构机的姿态 保证 盾构机沿设计轴线掘进 避免超挖 3 盾构机在掘进过程中 必须进行同步注浆并且及时二次注浆 4 盾构机在掘进过程中 根据实际地层确定渣土改良参数 严 格控制出土量 出土时严格控制出土和油缸行程的关系 油缸行程 每 100mm 出土量不得大于 4 方 5 做好应急预案 以备紧急情况发生时及时采取措施补救 五 五 施工总进度安排施工总进度安排 5 15 1 施工施工部署部署 哈博区间施工采用 1 台海瑞克公司生产的 S817 14 复合式土压平衡盾构机 博工 区间采用铁建重工生产的 15 盾构机 两台盾构机在盾构始发前对盾构设备进行全面系统 的调试重点对盾构姿态 刀具性能 同步注浆状态 线形等参数 哈尔滨站站 博物馆站区间盾构施工 14 盾构机过哈尔滨站后二次始发 开始哈尔 滨 博物馆站右线的掘进施工 右线隧道贯通后将盾构机调头至博物馆站小里程左线 再完成博物馆站 二次始发 哈尔滨站站 过站 吊出 左线的盾构掘进施工 哈博区间施工部署示意图 博物馆站 工人文化宫站区间盾构施工 15 盾构机先于博工左线始发 完成左线施 工后 15 盾构机实现洞内解体后退平移的方式从工人文化宫站吊出 经性能恢复后二次 始发掘进博工右线施工 施工完成后从马家街竖井吊出 完成博工区间盾构施工任务 博工区间施工部署示意图 5 25 2 盾构施工进度总体安排盾构施工进度总体安排 盾构施工工期安排盾构施工工期安排 哈博区间盾构施工 项目始发时间到达时间 右线 2018 3 12018 6 30 左线 2018 8 12018 11 30 博工区间盾构施工 项目始发时间到达时间 左线 2017 5 152017 11 30 右线 2018 3 12018 7 31 六 盾构机穿越建 构 筑物的施工方法六 盾构机穿越建 构 筑物的施工方法 6 16 1 线路周边建筑物调查线路周边建筑物调查 在施工前对沿线盾构施工影响范围内的建筑物进行全面调查 收集相关资料 列出 需重点保护的对象名称及反映其所处里程 地面位置 类型 结构等详细参数的清单 进一步指导盾构施工 盾构区间施工影响范围内的重要建 构 筑物情况见下表 哈哈 博区间左线构筑物调查表博区间左线构筑物调查表 序序 号号 构筑物名构筑物名 称称 基础及结构基础及结构 形式形式 构筑物与隧道位置关系构筑物与隧道位置关系 起讫里程起讫里程 桩号桩号 1 哈医大四 院创伤骨科门 诊绿色通道 建成于 1996 年 地上 7 层 筏基基础 钢混 结构 区间侧穿 距左线隧道中心线 11 米 左线 CK18 669 3 C K18 728 4 2 哈尔滨铁 路卫生监督所 建于 80 年代 地上 6 层 砖混 结构 区间侧穿 距左线隧道中心线 9 米 左线 CK18 728 4 C K18 774 1 3 哈尔滨铁 路运输检察院 反复贿赂局 建于 80 年代 地上 6 层 砖混 结构 区间侧穿 距左线隧道中心线 13 米 左线 CK18 774 CK1 8 817 5 4 卫生厅 7 层住宅楼 建于 80 年代 地上 7 层 地下 1 层 砖混结构 区间侧穿 距左线隧道中心线 6 米 左线 CK18 862 0 C K18 926 6 5 哈尔滨铁 路局离退休管 理处 建于 80 年代 地上 4 层 毛石 基础 砖混结构 区间侧穿 距左线隧道中心线 7 米 左线 CK18 932 0 C K18 960 3 6 东龙宾馆 建于 1998 年 地上 18 层 地下 1 层 框架结构 区间侧穿 距左线隧道中心线 4 米 左线 CK18 996 6 C K19 027 6 7 卫生厅 7 层住宅 建于 1981 年 地上 7 层 地下 1 层 天然基础基 础埋深 4 5m 砖 混结构 区间侧穿 距左线隧道中心线 5 米 左线 CK19 031 5 C K19 065 8 8 省政府 6 层住宅 建于 1982 年 地上 6 层 地下 1 层 天然基础基 础埋深 4 5m 砖 混结构 区间侧穿 距左线隧道中心线 5 米 左线 CK19 065 8 C K19 120 5 9 二层 亚 男寄存处 建于 1914 年 地上 2 层 地下 1 层 砖木结构 区间左线下穿 2 层商铺 亚男寄存处 左线 CK19 146 5 C K19 153 7 1 0 黑龙江老 年大学 斯基 德尔斯基故居 建于 1914 年 地上 2 层 地下 1 层 砖木结构 区间右线侧穿距左线 22m 11 革命领袖 视察黑龙江纪 念馆 建于 1919 年 地上 2 层地下 1 层 砖木结构 区间右线侧穿距左线 13 4m 哈哈 博区间右线构筑物调查表博区间右线构筑物调查表 序序 号号 构筑物名称构筑物名称基础及结构形式基础及结构形式构筑物与隧道位置关系构筑物与隧道位置关系 起讫里程桩起讫里程桩 号号 1 和颐园快捷酒 店 建于 80 年代 地上 19 层 地下 1 层 天然基础 砖混结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 12 米 左线 CK18 699 4 CK18 703 8 2 哈尔滨铁路局 乘务员公寓 地上 7 层 天然基础 基础埋深 3m 砖混 结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 11 米 左线 CK18 703 8 CK18 710 5 3 哈医大四院临 床医学院 中 东铁路中央电 话局 建于 1907 年 地上 2 层 地下 1 层 天 然基础 基础埋深 2 5m 砖混结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 4 米 左线 CK18 744 2 CK18 808 5 4 龙江时尚宾馆 建于 2005 年 地上 18 层 地下 1 层 桩基础 框架结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 6 米 左线 CK18 859 2 CK18 875 3 5 牛包铺 建于 2005 年 地上 6 层 桩基础 框架 结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 3 2 米 左线 CK18 875 4 CK18 891 7 6 天一餐厅 建于 1975 年 地上 4 层 天然基础 基 础埋深 3m 砖混结 构 区间侧穿 距右线隧道中心线 4 米 左线 CK18 892 6 CK18 913 2 7 哈医大四院科 教中心 建于 1922 年 地上 5 层 地下 1 层 毛 石基础 埋深 4m 砖混结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 4 米 左线 CK18 913 2 CK18 955 6 8 黑龙江省邮政 博物馆 建于 1922 年 地上 3 层 地下 1 层 砖 混结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 5 米 左线 CK18 993 4 CK19 009 9 9 黑龙江省邮电 管理局 建于 1922 年 地上 3 层 地下 1 层 砖 混结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 6 米 左线 CK19 009 9 CK19 022 3 10 波斯特酒店 建于 1999 年 地上 7 层 地下 2 层 砖 混结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 6 米 左线 CK19 027 8 CK19 117 6 11 华融酒店 建于 2000 年 地上 33 层 地下 5 层 框架结构 区间侧穿 距右线隧道中心线 15 米 左线 CK19 180 7 CK19 219 1 序 号 构筑物名称基础及结构形式构筑物与隧道位置关系 起讫里程桩 号 1 1 汉庭酒店连 锁 地上 10 层 砖混结 构 区间左线下穿 CK19 421 1 CK19 423 9 2 2 春天连锁宾 馆 哈尔滨商 业银行 地上 7 层 砖混结构 区间左线下穿 CK19 443 3 CK19 483 9 34 牛肉包子铺 地上 1 层 天然基础 砖混结构 区间左线下穿 CK19 500 CK 19 509 5 4 5 黑龙江省饮 食贸易集团总 公司 地上 3 层 天然基础 基础埋深 4 5m 砖 混结构 区间左线下穿 CK19 511 8 CK19 547 4 56 住宅楼 地上 7 层 天然基础 基础埋深 4 5m 砖 混结构 区间左线下穿 CK19 547 4 CK19 597 5 6 29 博苑中山 幼儿园 地上 2 层 地下 2 层 车库 区间左线下穿 CK20 13 6 5 CK20 15 2 7 30 楼春天宾 馆 地上 7 层 天然基础 基础埋深 4 5m 砖 混结构 区间左线下穿 CK20 166 1 CK20 179 8 833 楼住宅 地上 7 层 地下 1 层 砖 混结构 区间左线下穿 CK20 220 4 CK20 223 9 934 楼住宅 地上 8 层 砖混结构 区间左线下穿 CK20 220 4 CK20 234 3 1 0 36 楼市场质 量监督局 QS 地上 2 层 砖混结构 区间左线下穿 CK20 225 1 CK20 274 7 1 1 37 楼黑龙江 省文化厅锅炉 房 地上 1 层 地下 1 层 区间左线下穿 CK20 275 4 CK20 293 5 1 2 39 楼黑龙江 省文化厅 地上 6 层 区间左线下穿 CK20 308 8 CK20 332 9 1 3 40 楼快乐迪 吧 地上 4 层 地下 1 层 区间左线下穿 CK20 307 7 CK20 322 序 号 构筑物名称基础及结构形式构筑物与隧道位置关系 起讫里程桩 号 1 29 博苑中山 幼儿园 地上 2 层 地下 2 层 车库 区间右线下穿 CK20 045 6 CK20 057 2 231 春天宾馆 地上 7 层 天然基础 基础埋深 4 5m 砖 混结构 区间右线下穿 CK20 159 3 CK20 177 3 332 春天宾馆 地上 7 层 天然基础 基础埋深 4 5m 砖 混结构 区间右线下穿 CK20 178 3 CK20 192 3 434 住宅楼 地上 8 层 天然基础 基础埋深 4 5m 砖 混结构 区间左右线下穿 CK20 214 7 CK20 232 6 5 38 哈尔滨市 标准化研究院 地上 14 层 地下 1 层 框架结构 区间右线下穿 CK20 254 4 CK20 271 2 6 39 黑龙江省 文化厅 地上 6 层 砖混结构 区间右线下穿 CK20 270 3 CK20 318 7 7 国民街地下 1 层商场 地下 1 层 区间左线下穿 8 花园街地下 2 层商场 地下 2 层 区间左 右线下穿 博物馆站至工人文化宫站区间博物馆站至工人文化宫站区间 序号序号构筑物名称构筑物名称结构形式结构形式构筑物与隧道位置关系图构筑物与隧道位置关系图 13 隆顺昌物流砖混结构 26 住宅楼砖混结构 37 住宅楼砖混结构 48 住宅楼砖混结构 59 10 少年宫砖木结构 610 1 少年宫砖混结构 711 少年宫框架结构 812 住宅砖混结构 913 住宅砖混结构 1014 住宅砖混结构 1115 阿尔特商务酒店砖混结构 1216 楼砖混结构 13 17 楼华威大厦住宅 楼 砖混结构 1418 楼华威大厦框架结构 15 19 楼大庆宾馆办公 楼 砖混结构 1620 楼大庆宾馆框架结构 1721 楼住宅砖混结构 1822 楼砖混结构 1922 1 楼砖混结构 2023 禧年中心框剪结构 21 24 精印堂快速印刷 有限公司 框剪结构 2225 联通大厦框剪结构 2326 楼砖混结构 24 27 红军一号 大海花 卉市场 框剪结构 2528 红军一号框剪结构 26 35 哈尔滨市市场监 督管理行政执法局 框架结构 2735 1 哈尔滨市图书馆框架结构 2841 楼解放小学砖混结构 29马家沟河 2 根据地质勘察情况或盾构推进过程中的地质变化情况 对建筑物周边地质进行补 充详细勘察 明确地形情况 基础土层结构 各土层土体性质 地下水情况等 3 加强施工过程中建筑物和土体监测 按其沉降要求做全面的统计 并计算出沉降 预警值 允许最大沉降量和不均匀沉降要求 为以后施工提供指导 4 为了使盾构安全 顺利下穿建筑物 将始发后的 100 环列为试验段 在试验段阶 段 对盾构的各个工艺流程和施工参数 尤其是注浆工艺进行 24h 监控 及时记录实际 发生的各项数据 通过对试验段推进参数的试验和分析 为盾构安全 顺利的下穿建筑 物提供切实可行的技术参数和措施 5 针对需要重点保护建 构 筑物 提前作出预案 并准备相应材料设备 6 26 2 盾构机适应配置盾构机适应配置 6 2 1 刀盘刀盘 刀盘是盾构机最前端的部件 直接与开挖面接触 主要用于对各种岩土进行开挖 刀盘上安装有各种刀具并安装有注入各种添加材料的喷头 以降低刀具温度和减少摩擦 根据指定标段地质资料 刀盘采用软土式设计 支撑方式为中心支撑 刀盘上安装 有中心鱼尾刀 贝壳刀 切刀 保径刀和超挖刀 对隧道进行全断面开挖 开挖直径 6260mm 并可实现正反双向旋转出碴 所有可拆式刀具 不包括超挖刀 均可从刀盘背 部进行更换 刀盘主体结构的正常使用寿命大于 10km 刀盘结构示意图 盾构机刀盘结构类型及分块情况 4 辐条 8 面板式 1 4 分块 切削刀盘开口率约 45 1 把中心鱼尾刀 28 把弧形贝壳刀 18 把平底贝壳刀 60 把加强型切刀 10 把加 强型边切刀 4 把横向保径刀 14 把保径刀 1 把超挖刀 行程 50mm 刀盘辐条采用 Q345C 高强度钢板焊接而成 具有良好的机械性能 刀盘上设计开口率达 45 中心进碴口可有效降低刀盘中心结 泥饼 的可能性 大 开口率设计有利于碴土顺畅地流入土舱 避免碴土口堵塞 刀盘上设有 6 路碴土改良管路 泡沫或膨润土 可对掌子面及土舱内注入碴土改 良剂 碴土改良剂通过安装在刀盘隔板后部的回转接头注入到前部管路 刀盘隔板上预 留 4 个高压冲水接口 可用于停机时向刀盘背部注入高压水冲洗 刀盘设有 1 个磨损检测装置 可对刀具的磨损状况进行有效检测 刀盘各部分设计有针对性的耐磨保护措施 如复合耐磨板 耐磨焊等 6 2 2 刀盘驱动系统刀盘驱动系统 主驱动系统的作用是提供刀盘正反方向掘削动力的同时承受刀盘掘削土体的轴向支 撑反力 主驱动系统主要由变速箱 主轴承 变频电机 减速机 小齿轮 法兰 内外密封 和一套位于后配套拖车上的主驱动变频器组成 主驱动结构示意图如下 主驱动结构示意图 6 2 3 盾体盾体 盾体由前盾 中盾和尾盾三大部分组成 具有足够的刚度和强度 用以支撑盾构机 外部的围岩 并保护在盾构机内工作的人员和设备的安全 1 前盾 前盾设计有连接多个部件的接口 如主驱动 螺旋输送机等 并配置了便于设备维 护和检修的行走平台 前盾与中盾通过铰接油缸连接 前盾隔板与刀盘体之间形成密闭的土舱 可通过控制土舱的压力来保持开挖面的稳 定 隔板上设置有注入水 泡沫 膨润土等添加剂的接口 并配置了电气接盒 水气接 盒以供开挖舱内设备维修使用 同时隔板上焊接四根被动搅拌棒 被动搅拌棒配合刀盘 上的两根主动搅拌棒对土舱内碴土进行搅拌 四根被动搅拌棒内设置添加剂注入系统的 通道 其中两路连接泡沫膨润土管路 两路预留 通过该通道注入添加剂可有效改善土 舱内碴土的流塑性 同时隔板上设置了一道剪式防涌门 在富水地层检修刀盘时 螺旋 机回缩 防涌门关闭 可有效防止喷涌 2 中盾 中盾又称支承环或中体 分为中盾和中折盾两部分 其内部的 H 架和焊接的加强环 保证了中盾的强度和刚度 为推进油缸 铰接油缸和管片拼装机提供了安装基础 中盾 内部布置 30 根推进油缸 中盾与前盾采用高强度螺栓连接 在中盾盾壳圆周布置 6 个 Rp2 的径向润滑孔 需要时可以通过这些预留孔注入膨润土等以减小盾壳与土层间磨擦系 数 或实施临时止水 同时内部设置有盾体内行走梯 便于设备的维护与检修 沿中盾壳体分布有 14 根 DN100 超前注浆管 如图所示 并通过安装在管片拼装机抓 举头上的超前钻机来实现超前钻探和超前加固 超前注浆管示意图 3 盾尾 中盾和盾尾之间用 14 根铰接油缸连接 连接处设计有一道铰接密封和一道紧急气囊 密封 铰接密封的压紧量可调 从而保证隧道内泥砂等不进入盾构主机内 如图所示 中盾铰接结构示意图 盾尾壳体内设置有内置的同步注浆管道和盾尾油脂密封管路 同步注浆管道数量为 2 4 路 四用四备 每路注浆管均有单独的压力传感器 并设置有两个清洗口 注浆管 路意外堵塞时可以用高压水进行清洗 如图所示 盾尾油脂密封管路为 2 6 路 盾尾后部采用 3 道盾尾钢丝刷进行密封 盾尾刷之间 的每个腔室内各设置 6 处油脂注入口 可承受盾体外的水压和注浆压力 盾尾尾部设置 有一道止浆板 阻止砂浆流到开挖舱内 盾尾注浆管油脂管示意图 6 2 4 碴土运输系统碴土运输系统 螺旋输送机采用有轴式双螺旋设计形式 一级螺旋输送机安装角度为 22 固定在 前盾底部套筒法兰上 二级螺旋输送机安装角度为 22 在掘进时 刀盘开挖的碴土掉 落到土舱底部 通过螺旋输送机输送到皮带输送机上 螺旋输送机通过油缸的伸缩使螺 旋轴与筒体形成相对运动 以此来处理堵塞现象 在筒体上设有 5 个检修门 必要时可 以打开检修门来清理被卡在螺旋叶片间的碴土 螺旋机筒体上布置有 8 个注入口 可通 过这些孔注入膨润土或泡沫来改善碴土的流动性 螺旋输送机正常使用寿命大于 10000 小时 螺旋输送机驱动方式为后部中心驱动 一二级螺旋输送机分别包含 1 个液压马达 1 个减速机 1 个回转支承 1 个螺旋轴等 螺旋输送机可以在 0 19rpm 内无级调速 通 过控制出土量维持土舱压力的平衡 驱动结构如图所示 螺旋输送机示意图 前 3 节叶片表面及轴表面堆焊 5mm 厚耐磨层 前 3 节叶片周边焊接耐磨合金块 如 图所示 底部套筒 固定节 出碴门筒体堆焊 5mm 厚耐磨层 螺旋叶片及轴表面堆焊 焊接耐磨合金块 螺旋叶片直径 800mm 节距 630mm 筒体内径 820mm 螺旋输送机能通过的渣土最大 尺寸能达到 300 590mmmm 6 2 5 改进注浆系统改进注浆系统 1 同步注浆系统 盾构配有两台液压驱动的注浆泵 通过盾尾的注浆管道将砂浆注入到开挖直径和管 片外径之间的环形间隙 注浆压力可以调节 注浆泵泵送频率在可调范围内实现连续调 整 并通过注浆同步监测系统监测其压力变化 控制室可以看到单个注浆点的注入量和 注浆压力信息 随时可以储存和检索砂浆注入的操作数据 注浆系统示意图 1 增设补偿注浆装置 在原有注浆管路系统上增设注浆管路达到盾尾同步注浆与管片后及时注浆同步实施 的效果 用最短时间填充施工间隙 控制地表沉降 2 增加同步注浆管路疏通系统 在注浆管路上增设高压风管路 快速解决注浆管路堵塞问题 避免注浆中断 实现 同步注浆的连续性达到控制沉降的目的 2 改进二次注浆系统 1 将气动泵更换为机械柱塞泵 提高注浆功效 2 对二次注浆管路进行改造 将钢注浆管改为高压胶管 确保二次注浆的灵活性和 机动性 达到对突发沉降部位及时注浆的目的 3 将盾构单螺旋输送机更换为双螺旋输送机 可利用两螺旋不同转速比形成土塞 效应以防止盾构机在富水砂层中发生喷涌 导致地层失水沉降 4 更换高强度盾尾刷 采用优质盾尾油脂 确保盾尾无渗漏 防止地层失水 达 到控制沉降的目的 5 更换优质的铰接密封 确保铰接处不出现渗漏 防止地层失水 达到控制沉降 的目的 6 配置适合富水砂层及粉质粘土地层中掘进刀盘刀具 选用耐磨型刀具 保证盾 构掘进的连续性 减少对地层的扰动 达到控制沉降的目的 6 36 3 采用特殊管片采用特殊管片 在水位线以下区域掘进时 每 5 环拼装一环特殊管片 通过该管片注浆孔 采用双 液注浆 形成环箍 阻止地下水沿建筑间隙串通 避免地层失水沉降 特殊管片较常规管片 除封顶块外 每块增加两个注浆孔 每环增加 10 个注浆孔 6 46 4 加强施工措施加强施工措施 1 采用试验方式确定掘进参数 将博 工区间前 200m 地面无建筑物区段作为下穿建筑物试验段 在试验阶段主要根 据地表沉降对拟定的掘进参数进行验证 调整 总结出盾构下穿建筑物的最佳掘进参数 序号序号 土仓顶部土仓顶部 土压力土压力 barbar 掘进速度掘进速度 mm minmm min刀盘转速刀盘转速 rpmrpm同步注浆同步注浆 m m 掘进地层掘进地层 11 2 1 920 301 1 1 36 8 粉砂 中砂 粉 质粘性土 2 严控各项指标 1 出土量控制 每环理论出土量 37 15m3 哈尔滨粉砂 中砂 粉质粘性土的松散系数 1 2 1 4 出土量由三个不同岗位的人员 盾构机操作手 渣土管理员 龙门吊司机 共同控制并 形成书面文字记录 严查每环出土量 控制每环出土量不大于 52 方 如发现超挖迹象 立即停机 进行原因分析并采取注浆措施 2 土仓压力控制 盾构在下穿建筑物过程中 采用满仓掘进 土仓压力设置高于理论值约 0 1bar 在 盾构停机拼装管片期间 安排专人对土仓压力监控 土仓压力损失值不大于 0 1bar 3 渣土改良 在砂层中掘进采用优质膨润土 粉质粘土层中掘进采用优质泡沫改良土体 确保地层 不失水 出土顺畅 4 控制注浆 采取同步注浆和二次注浆相结合的注浆方式对管片背面的建筑间隙进行及时填充 防止沉降 a 同步注浆 每环理论注浆量 3 24m3 下穿建筑物时系数取 1 5 2 注浆方量 4 8m3 6 4m3 环 注浆压力控制在 1 5 3bar 之间 根据监测数据实时调整注浆量 注浆压力 在控 制沉降的同时 避免地面隆起 优化浆液配比 提高含砂率 调整浆液浓度 稠度为 11 13s 缩短浆液凝结时间 6 8 小时 降低浆液凝固收缩率 阻止开挖轮廓面缩径 确保地层的稳定性 控制沉降 b 二次注浆 在盾构下穿建筑物时及时跟进二次注浆 根据监测数据及管片开孔检查情况动态调 整注浆量 注浆压力及注浆材料 5 姿态控制 在盾构机下穿建筑物时提前调整盾构机姿态 沿设计轴线方向 盾构机垂直与水平 偏差控制在 3cm 范围内 杜绝盾构机下穿建筑物时频繁调整盾构机姿态 减少对地层的 扰动 6 建筑物沉降监测 对盾构边线外 20m 范围内所有建筑物布点监测 盾构下穿建筑物期间每天监测 4 次 预警时 改为每两小时监测一次 依据监测数据信息化指导施工 6 56 5 强化管控措施强化管控措施 针对本标段盾构连续下穿 正穿 侧穿 大量建筑物 施工风险大 我单位高度重 视 从全局范围内抽调有多年盾构施工经验的管理及操作人员组成施工团队 团队主要 人员已确定 同时邀请经验丰富的专家成立专家组 对盾构机维保情况进行验收 共同 研究 编制 审查盾构下穿建筑物的各项专项方案及应急预案 为盾构下穿建筑物提供 技术保障 1 组织管理措施 在我部现有组织管理体系的基础上 进一步细化和加强施工全过程监控和反应组织 管理体系 1 成立下穿建筑物领导小组 指挥生产 外部协调 及时处理出现的问题 2 成立技术小组 进行方案编制 技术交底 地质补勘 盾构施工过程中分析处 理监测数据 调整确定掘进参数 与专家组对接 3 成立地面巡查小组 对建筑物外观是否变化 墙壁是否开裂 地表有无沉降进 行 24 小时巡查 发现异常 及时向领导小组汇报 4 成立监测小组 对下