榴下区间盾构过中间风井专项方案

1、东莞市城市快速轨道交通R2线工程2303B标段榴花公园站下桥站区间盾构过中间风井专项施工方案编制: 审核: 审批: 中国中铁二局股份有限公司东莞市城市快速轨道交通R2线工程2303B标段项目经理部2013年1月20日目 录1、编制目的及编制依据- 1 -1.1、编制目的- 1 -1.2、编制依据- 1 -2、工程概况- 1 -2.1、榴下区间中间风井概况- 1 -2.2、地质情况- 2 -2.3、水文情况- 3 -3、工期安排- 4 -4、施工部署- 4 -4.1、项目经理部管理网络- 4 -4.2、劳动力组织- 4 -5、施工方案- 5 -5.1、总体施工方案- 5 -5.2、施工工艺流程-

2、 6 -5.3、施工准备- 6 -、洞门环板安装- 6 -、洞门破除- 7 -、混凝土导台施工- 8 -5.4、盾构机进洞- 9 -5.5、临时管片拼装及加固- 9 -5.6、盾构机出洞- 11 -6、安全保障措施- 11 -7、附图- 11 -1、编制目的及编制依据1.1、编制目的榴花公园站下桥站区间东北起榴花公园站，西南至下桥站，区间线路沿莞龙路敷设，左线长约2857.121m，右线长约2865.532m；区间隧道采用盾构法施工，盾构由下桥站北端盾构井始发，最终于榴花公园站南端盾构井接收并吊出。根据设计图纸显示，为满足通风专业要求，在榴下区间YDK7+571.000设1处中间风井。故榴下区

3、间盾构需经历两次始发：下桥站始发一次，榴下区间中间风井始发一次；一次过站：盾构过中间风井。为保证盾构机在榴下区间中间风井的顺利过站及二次始发，故编制该方案。1.2、编制依据（1）地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999(2003版)（2）盾构法隧道施工与验收规范GB 50446-2008；（3）东莞轨道交通R2线2303B标土建工程榴花公园站下桥站区间隧道平纵断面、洞门及加固施工设计图；（4）东莞轨道交通R2线2303B标土建工程榴花公园站下桥站区间隧道岩土工程详细勘察报告及补充勘察报告；（5）国家及广东省、东莞市现行有关的规范、规程、规则、规定和标准等。2、工程概况2.1、榴下区间

4、中间风井概况榴花公园站下桥站区间中间风井位于莞龙路上，基坑西南侧有鸿燕汽车专卖店，距离附属基坑最近距离为7.1米，据调访资料该楼房基础为独立基础（2.5m（长）×2.5m（宽）×3m（深）；基坑北侧有广州丰田恒信店34层楼房，距离附属基坑最近距离为8.4米；基坑东南侧建筑物均距离基坑约为48米左右。中间风井中心里程为YDK7+571.000，所占场地现状为莞龙路部分路面及周边空地。基坑周边的主要管线有横跨基坑的一根1200mm*1200mm的电力管，三根直径分别为500mm的混凝土污水管、800mm的给水钢管、1200mm的混凝土雨水管，基坑范围内管线在基坑开挖前均已迁出基

5、坑范围。本中间风井左线起止里程范围为：ZDK7+547.358ZDK7+576.158；右线起止里程范围为：YDK7+556.6YDK7+585.4。中间风井主体基坑长度为28.8m，基坑宽度为26.7m，平均深度约为26.7m；附属基坑长度为41.3m27.8m，基坑宽度为15.0m，平均深度约为16.7m。中间风井主体基坑围护结构采用1200钻孔灌注桩，间距1350mm，桩间采用600双重管旋喷桩止水。钻孔灌注桩嵌固深度为：当基底位于微风化岩层时，不小于1.5m；当基底位于中风化岩层时，不小于2.5m；旋喷桩进入全风化层不小于1m。其中洞门范围钻孔桩钢筋采用玻璃纤维筋设计。目前中间风井主体

6、基坑结构已完成结构封顶。其后续施工安排为：待榴下区间左右线盾构机顺利过站后，我部即对顶板预留孔洞进行封堵，并开始进行相关管线迁改，部分管线回填至主体基坑顶板上，完成主体基坑土方回填及管线迁改后即可开始进行附属基坑施工。榴下区间中间风井平面位置示意图2.2、地质情况盾构掘进由南向北进行，地层自上而下依次为：<1-1>素填土、<3-2>可塑状粉质粘土、<3-10>中砂、<3-11>粗砂、<6-2>可塑状粉质粘土、<6-3>硬塑状粉质粘土、<7-1>全风化砂岩、含砾砂岩、<7-2>强风化砂岩、含砾砂岩、&

7、lt;7-3>中等风化砂岩、含砾砂岩、<7-4>微风化砂岩、含砾砂岩。地质剖面示意图如下：中间风井地质剖面示意图2.3、水文情况地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水；第四系孔隙水主要赋存于冲洪积砂层中，以潜水为主。地下水位埋深0.55.0m；人工填土层中存在上层滞水，水量小；基岩裂隙水主要赋存于岩石强风化带中。岩体的节理、裂隙发育地带，地下水相对富集，透水性也相对较好；区间范围内冲洪积砂层小范围分布，呈层状、透镜状分布，富水性及透水性相对较好，含水量相对较大；粉质粘土、全化层富水性及透水性较差，含水量较小，为相对隔水层。局部地段含水层与相对隔水层交错分布，因此在区间范围局部地

8、下水具有一定承压性，但承压水头不高；场址第四系孔隙水主要受大气降水补给。基岩裂隙水主要有大气降水及孔隙水补给；地下水的径流形式主要为孔隙及基岩裂隙间渗流。砂层、强风化层孔隙大，连通性好，因此，地下水途径相对较好。地下水渗流方向为水头相对较高处流向水头相对较低处，区间地形平坦，地下水位线较平缓，段内地下水径流方向大体为由北东向南西；场址地下水位埋深一般0.66.8m，水位随季节性变化不太大。3、工期安排本标段盾构过中间风井施工工期计划安排如下：序号项目开始时间结束时间备注1榴下区间中间风井左线盾构进洞2013年4月21日2013年4月30日2榴下区间中间风井左线盾构二次始发2013年5月1日20

9、13年5月20日3榴下区间中间风井右线盾构进洞2013年5月1日2013年5月10日4榴下区间中间风井右线盾构二次始发2013年5月11日2013年5月30日4、施工部署4.1、项目经理部管理网络4.2、劳动力组织本区间盾构工程由项目经理部下属的盾构工区负责施工，盾构工区由盾构掘进组、运输作业组、辅助作业组构成，人员编制110人。掘进作业采用两班制：每个班安排11小时掘进，1小时定期维护保养，其它检查、保养工作分配到每个循环作业中穿插进行。作业人员详见下表：序号岗位职责分工人数备注1盾构工区长负责盾构区间现场管理12盾构副工区长协助工区长进行区间掘进管理13土木工程师跟机、负责土木技术24盾构

10、操作手盾构掘进45维修班维修保养盾构机及后备套46电工班盾构用电47推进班管片拼装、轨道安装、吊运管片408电瓶车司机开电瓶车89龙门吊司机调运渣土、管片、钢轨等610挂钩工协助调运管片、钢轨等1611充电工电瓶车电瓶充电212拌浆工拌制同步注浆浆液813清洁工打扫盾构内及地面清洁1214养道工养护轨道45、施工方案5.1、总体施工方案根据本标段的特点，结合项目部实际情况及以往施工经验，榴下区间盾构过中间风井采用空推过站方式进行，即我部先行在中间风井底板上施工混凝土导台，盾构机进洞时通过空推并拼装管片方式过站。管片拼装采用通缝拼装方式，为确保后续管片拆除时安全，管片拼装点位选择在12点，采用全

11、环拼装+半环拼装方式，其中管片半环拼装即仅拼装A1、A2、A3块。为保证管片稳定，在半环拼装处，我部采用3根609 t=16钢支撑进行支撑，钢支撑支撑在两端全环拼装的管片B1、B2、K块中部。为保证盾构在中间风井的二次始发正常，盾构机出洞时的7环管片采用全环拼装。管片拼装示意图如下：中间风井管片拼装平面示意图中间风井管片拼装剖面示意图（以左线为例）5.2、施工工艺流程盾构机过中间风井是指从盾构机顺利贯通进入中间风井（也叫进洞）到盾构从风井二次始发脱出风井（也叫出洞）的整个施工过程。其间工作内容包括：施工前准备（洞门检查、洞门环板安装、导台施工、洞门破除等）、进出洞洞门位置复核测量、盾构推进进洞

12、、盾构维修、临时管片拼装及加固、盾构风井二次始发等内容。施工顺序如下图示：施工顺序流程图5.3、施工准备5.3.1、洞门环板安装根据设计要求,中间风井在主体结构施工时,已完成洞门钢环安装。目前，仅需安装止水帘布橡胶圈及折页压板。洞门止水装置示意图在盾构进出洞前，人工对洞门钢板进行清理，按设计图纸要求安装帘布橡胶圈及折页压板,采用M20螺栓对其进行固定。5.3.2、洞门破除为保证盾构机顺利接收及二次始发，需对中间风井洞门进行破除。在盾构机刀盘旋转破洞门时为了保证刀盘不损坏洞门临时防水帘布决定对洞门进行部分破除，洞门破除最小厚度计算L计算：帘布进入洞门端墙内的最大水平距离400mm，刀盘厚度935

13、mm，洞门端墙宽1000mm，L=400+935-1000+150（富余长度）mm，故洞门破除厚度确定为500mm。洞门凿除前首先用钢管搭设一3层简易平台，钢管伸入到洞门内，简易平台搭设保证人工手持风镐能凿除洞门范围内的砼利于人工手持风镐能凿除洞内连续墙的砼。通过测量定位出隧道洞门中心线，对洞口进行放样开凿。采用人工凿除，洞门凿除时对洞门进行井字形分格破除厚度为500mm，采用凿眼机对洞门圈内的连续墙进行凿孔，凿孔后人工手持风镐将连续墙一格一格的凿除，先凿除井格上的混凝土和靠近车站一边的钢筋，由于洞门范围连续墙已采用玻璃纤维筋代替钢筋所以最后一排钢筋不切割，直接用盾构机刀盘破除。洞门凿除分块详

14、见下图：洞门破除示意图5.3.3、混凝土导台施工为保证盾构机按照设计线路进行掘进，需在中间风井底板上施工混凝土导台,导台上设置双排43轨作为盾构机轨道。示意图如下：导台示意图由上图可知,盾体以下范围导台为圆弧形,其半径为3500mm，43钢轨布置如上图显示，按每侧30°角度布置，其半径为3475mm。轨道底焊接30mm厚、250mm宽钢板，钢板下采用20a工字钢2000锚入导台混凝土内（20a工字钢底焊接一300*400mm大小，20mm厚钢板，并将其用膨胀螺栓固定在底板上），为防止轨道断裂，在43轨两侧设置20500钢板牛腿进行加强。导台采用C20素砼回填。同时在倒台圆圆弧最低点安

15、装一块500mm宽、20mm厚通长钢板以防止拼装管片过程中盾构机向前移动，钢板下采用20a工字钢2000锚入导台混凝土内（20a工字钢底焊接一300*400mm大小，20mm厚钢板，并将其用膨胀螺栓固定在底板上）。为方便关模及砼浇筑施工，需在倒台弧形面下方5cm处增加20弧型钢筋与两侧钢轨下钢板相连（弧长：5400mm、对应圆半径为：3650mm。间距500mm），并采用14钢筋600*500与底板主筋焊接固定模板。 导台及导轨施工要点如下：（1）导台及导轨严格按图设计标高及坡度进行控制； （2）钢导轨定位要准确，导轨顶面要平顺；（3）砼导台施工时一要保证模板的弧度，二要保证浇筑混凝土时模板的

16、稳定性。如果在拆模时发现导台不够平整，则必须对它进行修整（打磨处理）以到达设计要求。（4）为防止盾构机进出洞时出现“磕头”现象，盾构机进洞时导台及导轨标高比理论值降低20mm，而在出洞前导台及导轨标高则比理论值提高20mm。43轨施工示意图5.4、盾构机进洞在盾构机机头进入距中间风井围护桩15米范围后，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速并控制出土量。推进油缸压力不得大于100bar，且盾构机推进速度小于20mm/min。在抵达围护桩的最后三环，须进一步减小推力、降低推进速度，掘进速度控制在510mm/min；同时中间风井洞门下方堆放一定量的砂包作为缓冲层，以便保护密封装置。5.5、临时管片拼

17、装及加固盾构机盾体进入中间风井后，及时在盾构机下垫设钢板，以减少盾构机与轨道间摩擦力。中间风井范围管片拼装详见附图一、二。由于中间风井主体结构已封顶，故后期在进行管片拆除时，仅能从隧道内进行拆除并通过电瓶车水平运输至下桥站吊出。为降低管片拆除过程中存在的安全隐患，故在中间风井内管片拼装尽量采用半环拼装方式，其上部采用3根钢支撑进行支撑。管片拼装示意图负环管片钢支撑加固示意图同时为保证钢支撑稳定性,可通过中间风井中板上预留孔洞对钢支撑进行悬吊,吊点选择在每道钢支撑1/3跨处。钢支撑稳定性计算：1、钢支撑承受推力计算：根据正常段掘进参数，盾构始发时按12000KN推力进行计算，半环拼装中,钢支撑所

18、承受范围为K块、B1、B2三块角度之和（68.5°+68.5°+20.5°=157.5°）。则3根钢支撑承受总推力为12000KN×157.5°/360°=5250KN；每根支撑承受推力为（按平均分配）5250/3=1750KN；每根支撑受力面积为（不考虑圆环板分压）3052-（305-16）2=9504mm2每根支撑受压强度为1750KN/9504mm2=184.133N/mm2609 t=16钢支撑理论受压强度为215N/mm2>184.133KN/mm2，故钢支撑稳定性满足要求。盾构机通过中间风井时，当半环拼装长度满足钢支撑安装要求后，即通过电瓶车从隧道内将钢支撑运输至中间风井内，然后通过中间风井中板上孔洞采用手拉葫芦对钢支撑进行吊装。为方便后续钢支撑拆除，每段钢支撑需采用0.5m×2根+6m×1根进行拼接。盾构通过中间风井后，进行管片拆除时，先将2段0.5m长钢支撑拆除再将中段6m