杭州地铁１号线工程下沙江滨站附属工程施工组织设计

杭州地铁１号线工程下沙江滨站附属工程施工组织设计摘要本设计为杭州地铁1号线工程下沙江滨站附属工程施工组织全过程。工程包含一个风井和一段盾构隧道。风井长156.785m。隧道右线全长162.392m，左线全长158.983m。风井周边为已建成的世茂江滨花园碧景湾住宅小区，风井出地面的风口、紧急疏散口布置在瑞景湾绿化带内。下沙江滨站～下沙风井区间隧道主要沿25号大街铺设。东侧为世茂江滨花园碧景湾住宅小区，西侧为25号大街。风井为地下三层单跨混凝土框架结构中间设置为中隔墙。风井基坑采用1.0m和1.20mm厚、62.5m深地下连续墙，钢筋接头采用工字钢焊接。K41+300端设置1道砼支撑和3道Φ609mm钢支撑，K41+446.854端设置3道C35钢筋砼支撑+4道t=16mm钢管支撑，采用明挖顺筑法施工。盾构区间隧道衬砌采用在工程预制混凝土管片。管片设计内直径为5.50m，外直径为6.20m，管片宽度为1.20mm。盾构始发与接收需对下沙风井的盾构始发井，下沙江滨站接收井端头地层进行加固。盾构机进场组装与调试、盾构机始发、盾构机接收。关键词：工程地理位置，地质条件，风井设计概况，盾构区间设计概况，盾构机始发与接收目录第1章工程地理位置 第1章工程地理位置1.1风井位置风井周边为已建成的世茂江滨花园碧景湾住宅小区，风井出地面的风口、紧急疏散口布置在瑞景湾绿化带内。风井基坑西北侧为世茂江滨花园碧景湾住宅小区，距地下室约20m，西南侧为世茂江滨花园瑞景湾住宅小区，距地下室约17m，东南侧为沿江护塘河，距离约21m。1.2区间位置下沙江滨站～下沙风井区间主要沿25号大街铺设。东侧为世茂江滨花园碧景湾住宅小区，西侧为25号大街。图1-1工程地理位置第2章工程地质及水文地质本工程场地勘察范围内，可分为7个大层，细化为16个亚层。根据地质纵剖面分析，下沙风井结构底板坐落于③7-1砂质粉土夹淤泥质粉质粘土层与③7-2粘质粉土夹砂质粉土层，基坑连续墙墙趾位于⑫3含砾中粗砂。2.1风井工程地质情况见表2-1所示。表2-1工程地质特性表编号地层名称地层描述=1\*GB3①1路基填土层顶高程5.47～7.22m，层厚0.50～3.70m=1\*GB3①2素填土层顶高程1.92～6.45m，层厚0.30～3.40m③2砂质粉土顶板埋深1.00～3.70m，顶板高程1.59～5.12m，层厚0.70～2.90m③3砂质粉土顶板埋深2.10～5.20m，顶板高程0.39～4.02m，层厚1.40～5.90m③5粉砂夹砂质粉土顶板埋深6.20～8.50m，顶板高程-2.66～-0.37m，层厚2.90～8.00m③6粉砂顶板埋深9.70～16.00m，顶板高程-9.68～-3.91m，层厚3.20～9.20m③7-1砂质粉土夹淤泥质粉质粘土顶板埋深17.30～20.90m，顶板高程-15.24～-11.27m，层厚2.70～8.00m③7-2粘质粉土夹砂质粉土顶板埋深22.30～26.40m，顶板高程-20.56～-16.81m，层厚0.40～5.00m⑧2粉质粘土顶板埋深37.10～41.20m，顶板高程-35.68～-31.62m，最大揭露厚度11.20m=10\*GB3⑩1粉质粘土顶板埋深47.20～50.00m，顶板高程-44.23～-41.41m，层厚1.00～4.80m=10\*GB3⑩2含砾粉质粘土顶板埋深49.70～53.40m，顶板高程-47.81～-43.88m，层厚1.80～4.50m（12）3含砾中粗砂顶板埋深53.20～55.60m，顶板高程-49.79～-47.43m，层厚1.10～4.8m（13）2粉质粘土顶板埋深57.10～58.20m，顶板高程-52.41～-51.44m，最大揭露厚度3.50m2.2区间隧道工程地质情况见表2-2所示。表2-2区间隧道主要工程地质特性表编号地层名称地层描述①2素填土灰色、灰黄色，稍湿，松散～稍密，主要以砂质粉土为主，局部夹粘性土，夹少量建筑垃圾、碎石、生活垃圾，均一性差③2砂质粉土灰色，稍密为主，很湿，含云母碎片、氧化铁斑点，局部夹粉砂续表区间隧道主要工程地质特性表③3砂质粉土灰色，中密为主，湿，含云母碎片、夹有粉砂，属中等压缩性土③5粉砂夹砂质粉土灰色、灰黄色，稍密为主，很湿，含云母、贝壳碎屑，局部夹块径6～10cm的粘性土团块，属中等压缩性土③6粉砂灰色、灰黄色，中密为主，饱和，含云母、贝壳碎屑，颗粒级配较好，属中等偏低压缩性土③7-1砂质粉土夹淤泥质粉质粘土灰色，稍密，很湿，含云母、贝壳碎屑，夹流塑状淤泥质粉质粘土，淤泥质粉质粘土呈层状或团块状分布，局部砂质粉土与淤泥质粉质粘土呈互层状，淤泥质粉质粘土单层厚度0.5～1.5cm，属中等偏高压缩性土③7-2粘质粉土夹砂质粉土灰色，松散～稍密，很湿，局部孔段为粘质粉土，夹团块状分布的淤泥质粉质粘土，含云母、贝壳碎屑，属中等压缩性土⑥1淤泥质粉质粘土灰色，流塑，具有水平层理，层面夹粉土、粉砂，含有机质，局部为淤泥质粉质粘土夹粉砂，属高压缩性土⑥2淤泥质粘土灰色，流塑，略具层理，夹有贝壳碎屑，属高压缩性土2.3水文地质2.3.1孔隙潜水在建场地主要赋存于表层填土、③层砂质粉土、粉砂中，由大气降水径流补给以及十二号渠河水的侧向补给和钱塘江远距离补给，潜水水量中等，地下水位随季节变化，勘探期间测得钻孔静止水位埋深0.40m～1.80m，相应高程4.01～5.27m。考虑下沙地区在较大暴雨、洪水期间地表积水，建议抗浮设防水位取高程5.8m，防淹设计水位取高程6.0m。根据杭州地铁1号线和2号线过江隧道两岸测得的潜水流速结果，结合本工程场地环境，地下潜水流速较小。考虑下沙地区在较大暴雨、洪水期间地表积水，建议抗浮设防水位取高程5.8m，防淹设计水位取高程6.0m。根据杭州地铁1号线和2号线过江隧道两岸测得的潜水流速结果地下潜水流速较小。2.3.2孔隙承压水本工程区承压水含水层主要分布于⑫3层含砾中粗砂中，水量中等。隔水层上部的粉质粘土和粘土层（⑥、⑧、⑩层），承压含水层顶板埋深53.20～55.6m，顶板高程-49.59～-47.43m，承压水水位高程-4.5m。本次在钻孔Z1B161-09孔处采用铁制套管隔离法，测得⑫3层含砾中粗砂承压水位埋深8.5m，相应高程-1.21m。第3章工程设计概况3.1下沙风井设计概况下沙风井K41+300~K41+446.854结构段为三层单跨钢筋混凝土框架结构（风井标准段从小里程端向大里程段按千分之23走坡，宽度约为13.1m，深度约19.65～25.08m。）顶板覆土厚度约3.1m，下沙风井采用明挖顺筑法施工。表3-1下沙风井设计概况表下沙风井风井长度159.57m基坑宽度标准段基坑宽度为12.69～14.74m；小里程端头井宽18m；大里程端头井宽19m基坑深度标准段基坑深度为19.65～25.08m；小里程端头井深21.27m；大里程端头井深28.88m围护结构1m厚地下连续墙共38幅，1m厚地下连续墙中隔墙共2幅，1.2m厚地下连续墙共32幅，均采用工字钢接头，墙深均为62m地基加固基底采用高压旋喷桩抽条加固，抽条宽3m、深4m（基底以下）坑外阴角加固采用二重管高压旋喷桩，加固深度为地表下2m至端头井坑底以下3m支撑数量间距小里程端设置2道混凝土支撑+3道钢支撑，大里程端设置3道混凝土支撑+4道钢支撑，标准段基坑根据埋深分别设2道混凝土支撑+3道钢支撑或2道混凝土支撑+4道钢支撑（其中第三道支撑为混凝土撑和板撑结合，板撑为永久结构）材料小里程端和标准段（未落低）第1、3道为C35钢筋砼支撑；大里程端和标准段（盾构机架落低落低）第1、3、5道为C35钢筋砼支撑；第2道支撑为Φ609mm，t=16mm钢管支撑；其余均为Φ800，t=20mm钢管支撑主体结构结构形式三层单跨混凝土箱型框架结构（局部二层），下三层中间设有中隔墙防水结构自防水+顶板外包防水+侧墙水泥基渗透结晶材料，施工缝采用镀锌钢板止水带+水泥基渗透结晶材料涂刷(1.5Kg/m2)+注浆导管。图3-1沙风井设计概况3.2区间隧道设计概况本施工标段盾构区间平面线路1：右线由缓和曲线和左转半径410m的圆曲线段组成，2：左线由缓和曲线和半径为380m的圆曲线段组成。线路间距在8.5～13.5m左右。区间线路纵断面上，出下沙江滨站后，区间进入2‰、23‰下坡段后到达下沙风井，隧道顶覆土埋深10.7m～12.9m左右。隧道设计起止里程为右线：右K41+125.603～右K41+287.995，右线全长162.392m，左线：左K41+124.739～左K41+283.722，左线全长158.983m。3.2.1、盾构隧道结构设计本标段盾构区间隧道的内净空为5.20m，另外，考虑盾构隧道施工时将要发生施工误差、结构变形、隧道沉降以及测量误差等，在隧道周边预留150mm的裕量，即隧道管片内净空理论值为R内净空=5.20+0.150+0.150=5.50m。3.2.2、管片设计本工程隧道衬砌采用预制混凝土管片衬砌。管片设计内径为5.50m，外径为6.20m，环宽为1.20m管片厚度为350mm，管片环与环之间采用错缝拼装。详见表3-1管片设计情况表。表3-2-1管片设计情况表项目构造说明管片内径φ5500mm管片厚度350mm管片宽度1200mm管片分块六块一个小封顶块、两个邻接块、三个标准块管片拼装方式错缝拼装封顶块插入方式径向插入结合纵向插入式先搭接700mm径向推上，再纵向插入管片连接弯螺栓连接榫槽设置环缝均设置榫槽，纵缝不设置榫槽衬砌环类型标准衬砌环+右转弯衬砌环管片楔形量49.6mm第4章施工方案及顺序下沙风井采用明挖顺做法施工，前期做好交通疏解及管线改迁工作，尽快完善场地移交及临建搭设，合理调配资源，迅速施作围护结构，主体随围护施作完毕后进行实施。区间隧道采用1台土压平衡盾构机施工，自下沙风井右线始发，抵达江滨站接受后吊出再转场至下沙风井小端头井，掘进左线，最终到达江滨站并吊出。4.1基坑开挖部署本工程基坑土方开挖周边安全环境要求特殊和严格，，深基坑底预留三米厚土体。土方开挖第一层土、第二层土采用后退式开挖，第三层全部开挖完成后施作第三道混凝土支撑，然后再分级放坡开挖。土方开挖由端头井向中间放坡开挖施工，第2道支撑以上土方采用普通挖机开挖，第2道支撑以下土方至地面以下18m土层采用长臂挖机+小挖机开挖，18m以下土方至坑底土方采用小挖机+液压抓斗开挖，土方运输均采用大型自卸汽车。在基坑开挖过程中，对地下墙变形和地层移动进行监测，根据监测资料及地下墙变形警标，及时采取措施，控制变形。加强对基坑周边、支撑监测，尤其是支撑轴力、位移等，认真分析监测数据，如出现滑移等危害征兆，增加人力、机械加快当前施工分块的速度，已挖区域的支撑随即进行。4.2地下连续墙施工部署下沙风井连续墙深度约为61.2m，厚1m、1.2m，幅宽4m~5.5m，钢筋笼最重在92t左右，连续墙钢筋笼起吊采用分笼吊装、槽口焊接施工。开挖时考虑外放尺寸及工字钢，工字钢背后回填沙袋。在连接幅成槽结束后用钢刷壁器进行接头刷壁处理。连接幅槽段钢筋笼端头向内收10cm，便于二期槽段与一期槽段端头相互嵌套，形成整体。根据一次同时开挖槽段的大小、泥浆的各种损失及制备和回收处理泥浆的机械能力确定所需的泥浆数量，采用由高速回转的泥浆搅拌机和螺旋输送机等设备组成泥浆搅拌系统拌制泥浆。膨润土泥浆搅拌均匀后，在贮浆池内一般静止24小时以上，加分散剂后最低不少于3小时，以便膨润土颗粒充分水化、膨胀，确保泥浆质量。使用振动筛和旋流器进行泥浆的再生处理，以便净化回收重复使用。通过振动筛强力振动除去较大土渣，余下的一定量的细小砂粒在旋流器的作用下，沉落排渣。净化后，用化学调浆法调整其性能指标，制成再生泥浆。无法再回收使用的劣质泥浆，经过三级沉淀进行泥水分离后，水排入下水道，泥渣用作填土或按有关规定运至合理地点。施工场地设集水井和排水沟，以防地表水流入槽内，破坏泥浆性能。4.3盾构区间施工部署区间隧道采用1台海瑞克6390土压平衡盾构机进行施工，盾构机在下沙风井小端头井始发，掘进区间右线至江滨站接受后吊出再转场至下沙风井小端头井，掘进区间左线至江滨站吊出，完成本区间施工。盾构隧道采用装配式钢筋砼管片衬砌，管片外径6.20m，内径5.50m，厚0.35m，环宽1.2m，拼装时采用错缝拼装、弯曲螺栓连接。盾构区间施工顺序如图4-1所示。图4-1盾构区间施工顺序4.3.1盾构区间施工安排及方案1）、前期准备：盾构工区前期进场地人员进场地后根据情况先进行区间周围建筑物及管线调查，为满足工程总体进度要求，拟投入2套管片模具，蒸汽养护提高管片质量、缩短模具周转周期。管片生产安排在盾构始发前3个月左右开始。2）、盾构选型：根据本工程招标文件要求，选用1台土压平衡盾构机。3）、端头加固：下沙江滨站大里程端下二层站，盾构双接收，采用地面三轴水泥搅拌桩为主高压旋喷桩为辅+850mmTRD水泥土连续墙进行加固。下沙风井小里程端，下二层，盾构双始发，加固宽度为盾构外径两侧3米，加固深度为隧道顶部以上3米及底部以下3米，强加固圈至地面范围采取弱加固。4）、门吊及盾构组装：在端头加固后进行，45+10T龙门吊及盾构机组装均采用1台450T汽车吊和1台130T汽吊。5）、盾构始发前需对端头井进行加固，并按照要求做好相关节点验收，满足要求方可施工。6）、盾构始发：提供盾构始发场地后，先后进行端头加固、龙门吊及盾构机组装调试、负环管片安装、洞门凿除和盾构在加固区掘进。7）、盾构掘进：区间隧道掘进采用1台海瑞克6390土压平衡盾构机及后配套拖车施工，区间隧道先掘进右线后掘进左线。江滨站～下沙风井区间隧道水平运输采用钢轨铺设单线电车运输，盾构隧道每掘进一环，由2列编组列车完成材料和碴土的水平运输，即一列列车由电瓶车+渣土车组成，另一列列车由电瓶车+管片车+砂浆车组成；由1台45T龙门吊提升与翻卸碴土和下材料。区间隧道施工期间的出渣和下料均在下沙风井小里程端头井。8）、盾构转场：本工程盾构由下沙风井右线掘进至江滨站端头井后，转场至下沙风井下端头井，左线掘进至江滨站并吊出。9）、盾构到达：盾构距离接收井100m时需要进行贯通前测量、洞门钢环轴线高程的复测。10）、区间洞门：施工在相应区间施工完成，利用盾构机转场、拆卸、吊出的间隙安排施工，避免交叉作业。洞门施工前拆除零环管片，并凿除管片背后砂浆，人工铺设防水，架设支撑系统，安装钢模板，泵送混凝土入模。4.3.2洞门凿除洞门混凝土需要在始发或到达前将洞门端头围护结构进行凿除，钢筋砼的凿除分两步进行，如图4-2所示。图4-2洞门凿除示意图首先凿除外部混凝土和钢筋，预留内层钢筋，待盾构机始发时刀盘即将抵拢掌子面和到达时盾构机抵拢围护结构时，割除围护结构内层钢筋，再开始掘进。4.3.3始发设施的安装1）、始发台安装根据始发基座和盾构主机的相对关系放样出始发基座中线，并进行加固，加固的方式见图4-3。始发台的安装高程根据端头地质情况进行适当抬高。图4-3始发台加固示意图2）、反力架与负环管片安装本区间始发共设7环负环，分别为-1～-7环，所有负环管片均采用通用楔形环，且负环管片轴线与隧道中线重合，但由于盾构机分体始发，负环管片采用下半环通缝拼装由于盾构机盾尾间隙为30mm，负环拼装完成推出盾尾后，在管片底部和管片侧向支撑处加垫木楔子，每环管片加垫4个木楔子；同时，在管片推出盾尾后，应使用紧线器利用钢丝绳将管片外部拉紧，以防止管片外张，拉紧时应注意管片直径，避免过紧或过松。3）、到达前30m掘进成为到达段施工，在本段施工种主要采取辅助措施加强管片环间连接，以防盾构掘进推力的减少引起环间松动而影响密封防水效果。4）、针对到达前6环的掘进编制详细的技术交底，对掘进参数、施工技术措施、施工注意事项等进行明确，以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。5）、到达前6环的注浆材料配合比要进行调整，必要时可通过盾构壳体设置的孔向盾壳外注入特殊的止水材料，以防涌水、涌泥而引起地层坍塌。4.3.4盾构到达施工注意事项1）、盾构到达前应检查端头土体加固效果，确保加固质量满足要求。2）、做好贯通测量，并在盾构贯通之前60环、30环两次对盾构机导向进行ROBOTEC人工复核测量，确保盾构顺利接收。3）、及时对到达洞门位置及轮廓进行复核测量，到达车站前10环，将盾构轴线调整至隧道设计轴线，偏差不超过±10mm以内，使盾构以最佳姿态接收口,准确无误的落到接收基座上。4）、组织对全体作业人员的技术交底，准备盾构进洞所需设备、材料。5）、合理安排盾构接收前洞门混凝土的