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文檔簡介
地鐵盾構(gòu)隧道施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目基本信息本工程為城市地鐵2號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間施工項(xiàng)目,線路全長6.8公里,共設(shè)5個(gè)盾構(gòu)區(qū)間,隧道內(nèi)徑5.4米,管片外徑6.0米。區(qū)間穿越?jīng)_積平原區(qū),沿線依次經(jīng)過城市主干道、鐵路樞紐、河流及密集居民區(qū),最小曲線半徑350米,最大坡度28‰。項(xiàng)目總工期24個(gè)月,采用兩臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)分別從東西兩端頭井始發(fā),同步向中間區(qū)間推進(jìn)。1.2地質(zhì)水文條件根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù),隧道穿越地層主要為:①1雜填土:厚0.5-1.2m,松散結(jié)構(gòu),含建筑垃圾③1砂質(zhì)粉土:厚2.5-4.8m,中密狀態(tài),標(biāo)貫擊數(shù)8-12擊④1淤泥質(zhì)粘土:厚3.2-6.5m,流塑狀態(tài),天然含水量47.9%,孔隙比1.371,地基承載力60kPa⑤2粉質(zhì)粘土:厚5.8-8.2m,可塑狀態(tài),粘聚力30.9kPa,內(nèi)摩擦角17.5°⑦1粉質(zhì)粘土:厚4.5-7.0m,硬塑狀態(tài),壓縮模量6.0MPa地下水位埋深1.2-2.5m,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。穿越鐵路段覆土厚度7.6-12.2m,需特別控制地層變形。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)與流程將工程劃分為三個(gè)獨(dú)立工區(qū):東區(qū)段(K0+000-K2+200):包含1#盾構(gòu)井至2#中間風(fēng)井區(qū)間,采用Φ6.28m土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工中區(qū)段(K2+200-K4+500):包含穿越鐵路及河流特殊段,采用Φ6.34m復(fù)合型盾構(gòu)機(jī)施工西區(qū)段(K4+500-K6+800):包含小曲線半徑段及車站連接段,采用Φ6.28m土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工施工順序:先施工東西兩區(qū)段,后施工中區(qū)特殊段,同步開展管片預(yù)制、豎井結(jié)構(gòu)及聯(lián)絡(luò)通道施工。2.2施工場地布置每個(gè)工區(qū)設(shè)置盾構(gòu)始發(fā)井、管片存放區(qū)、渣土堆放區(qū)、材料倉庫及辦公區(qū),具體布置:盾構(gòu)井區(qū)域:設(shè)置20m×40m始發(fā)平臺(tái),配備250t龍門吊1臺(tái),盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試區(qū)管片存放區(qū):硬化處理地面,設(shè)置防雨棚,存儲(chǔ)能力滿足500環(huán)管片需求渣土處理區(qū):設(shè)置60m3渣土坑2個(gè),配備泥漿分離系統(tǒng)及封閉式渣土運(yùn)輸車材料倉庫:分類存放鋼筋、防水材料、注漿材料等,設(shè)置防雨防潮設(shè)施三、盾構(gòu)機(jī)選型與配置3.1盾構(gòu)機(jī)選型根據(jù)地質(zhì)條件選用兩臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī),主要參數(shù)如下:參數(shù)項(xiàng)目東區(qū)盾構(gòu)機(jī)中區(qū)盾構(gòu)機(jī)開挖直徑6.28m6.34m刀盤形式面板式,開口率32%輻條面板復(fù)合式,開口率45%驅(qū)動(dòng)功率450kW550kW最大推力36000kN42000kN推進(jìn)速度0-80mm/min0-100mm/min土倉壓力0-3.5bar0-5.0bar螺旋輸送機(jī)直徑800mm,變頻調(diào)速直徑900mm,帶破碎裝置3.2輔助系統(tǒng)配置同步注漿系統(tǒng):雙液注漿泵,最大注漿壓力8bar,流量40m3/h泡沫系統(tǒng):自動(dòng)配比裝置,泡沫劑濃度0.5-3%可調(diào)膨潤土系統(tǒng):儲(chǔ)漿罐20m3,注漿壓力10bar管片拼裝機(jī):真空吸盤式,最大起重量30t,旋轉(zhuǎn)速度1.5r/min監(jiān)控系統(tǒng):配備PLC控制系統(tǒng)及地面遠(yuǎn)程監(jiān)控終端,實(shí)時(shí)顯示掘進(jìn)參數(shù)四、關(guān)鍵施工技術(shù)4.1盾構(gòu)始發(fā)與接收始發(fā)施工流程:端頭加固:采用Φ800mm高壓旋噴樁+Φ600mm攪拌樁復(fù)合加固,加固范圍隧道外3m,深度至隧道底以下2m洞門密封:安裝雙層橡膠簾布+折頁式壓板,設(shè)置注漿管負(fù)環(huán)管片安裝:采用10環(huán)負(fù)環(huán)管片,后盾支撐采用鋼反力架+型鋼支撐盾構(gòu)試掘進(jìn):前50m為試掘進(jìn)段,逐步調(diào)整土壓、推進(jìn)速度等參數(shù)接收施工要點(diǎn):提前200m開始接收段加固,采用Φ600mm攪拌樁盾構(gòu)到達(dá)前50m降低掘進(jìn)速度至20mm/min,加強(qiáng)洞門位置監(jiān)測設(shè)置接收托架及導(dǎo)向軌,確保盾構(gòu)機(jī)準(zhǔn)確進(jìn)入接收井4.2正常段掘進(jìn)參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)掘進(jìn)參數(shù):土倉壓力:1.2-1.8bar(根據(jù)埋深動(dòng)態(tài)調(diào)整)掘進(jìn)速度:40-60mm/min刀盤轉(zhuǎn)速:1.5-2.5r/min出土量:每環(huán)控制在33.5-34.5m3(理論出土量33.9m3)同步注漿量:每環(huán)4.5-5.5m3,注漿壓力2.5-3.5bar泡沫注入率:砂質(zhì)土層30-50%,粘土層10-20%參數(shù)調(diào)整原則:砂質(zhì)粉土層:提高泡沫注入量,降低刀盤扭矩,控制土倉壓力波動(dòng)±0.1bar內(nèi)淤泥質(zhì)粘土層:加入膨潤土改良,控制掘進(jìn)速度≤40mm/min粉質(zhì)粘土層:采用泡沫+水復(fù)合改良,保持螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速10-15r/min4.3特殊段施工技術(shù)4.3.1穿越鐵路施工預(yù)處理措施:鐵路兩側(cè)5m范圍采用Φ500mm靜壓注漿加固,加固深度12-15m設(shè)置D型便梁加固線路,軌距偏差控制在±2mm內(nèi)安裝鋼軌位移監(jiān)測儀,采樣頻率1次/15min掘進(jìn)控制:土倉壓力提高10-15%,采用1.6-1.9bar掘進(jìn)速度控制在20-30mm/min,實(shí)行"勤推快拼"同步注漿量增至6m3/環(huán),采用水泥-水玻璃雙液漿,初凝時(shí)間30-60s每掘進(jìn)5環(huán)進(jìn)行一次跟蹤注漿,注漿壓力2-3bar4.3.2小曲線段施工曲線半徑350m段采用分區(qū)推進(jìn),左右油缸壓力差控制在500-800kN每環(huán)超挖量30-50mm,提前3環(huán)開始調(diào)整姿態(tài)管片拼裝采用楔形環(huán),楔形量38mm,糾偏量控制在30mm/環(huán)以內(nèi)加強(qiáng)盾尾間隙監(jiān)測,保持間隙在40-80mm范圍4.4管片制作與安裝管片技術(shù)參數(shù):類型:鋼筋混凝土通用環(huán),C50P12混凝土尺寸:外徑6.0m,內(nèi)徑5.4m,寬度1.5m,厚度0.3m每環(huán)由6塊組成:1塊封頂塊(F),2塊鄰接塊(L1、L2),3塊標(biāo)準(zhǔn)塊(B1、B2、B3)接頭形式:彎螺栓連接,每環(huán)12條M30螺栓拼裝工藝:清理盾尾雜物,檢查止水條粘貼質(zhì)量按"由下至上、左右對(duì)稱"原則拼裝,封頂塊最后插入螺栓初擰扭矩300N·m,復(fù)擰扭矩450N·m同步進(jìn)行管片注漿孔封堵,安裝緩沖墊五、施工監(jiān)測與控制5.1監(jiān)測體系建立監(jiān)測項(xiàng)目與頻率:監(jiān)測項(xiàng)目測點(diǎn)數(shù)量監(jiān)測頻率控制標(biāo)準(zhǔn)地表沉降120個(gè)掘進(jìn)期間1次/天±30mm管線沉降85個(gè)掘進(jìn)期間2次/天±10mm鐵路軌道位移30個(gè)掘進(jìn)期間1次/2h±2mm隧道拱頂下沉每5環(huán)1個(gè)1次/天±15mm管片收斂每10環(huán)1個(gè)1次/天±10mm土倉壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測連續(xù)波動(dòng)≤±0.2bar監(jiān)測數(shù)據(jù)處理:建立三維監(jiān)測信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、分析與預(yù)警當(dāng)沉降速率超過3mm/天或累計(jì)沉降達(dá)20mm時(shí),立即停止掘進(jìn),分析原因并采取措施5.2地面沉降控制采用"主動(dòng)控制"技術(shù)體系:土壓平衡控制:根據(jù)埋深計(jì)算理論土壓力,上下浮動(dòng)不超過0.2bar同步注漿優(yōu)化:采用"雙液漿+惰性漿"復(fù)合注漿,注漿壓力略高于地層壓力0.2-0.3bar二次注漿補(bǔ)強(qiáng):在盾尾后5-10環(huán)進(jìn)行,注漿量1.5-2.0m3/孔,壓力2.5-3.5bar地層改良:砂層中添加泡沫(注入率30-50%),粘土層添加膨潤土(濃度5-8%)六、施工質(zhì)量與安全保障6.1質(zhì)量管理體系原材料控制:鋼材、水泥等主要材料實(shí)行"二維碼"追溯管理每批管片進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)(1.2MPa水壓,30min無滲漏)注漿材料每50t檢測一次配比及凝結(jié)時(shí)間過程控制:建立"三檢制"(自檢、互檢、交接檢),關(guān)鍵工序?qū)嵭?旁站監(jiān)理"盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)實(shí)行"三級(jí)審批"制度(工程師、技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目經(jīng)理)每環(huán)管片安裝后進(jìn)行橢圓度檢測,允許偏差≤3‰D驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn):隧道軸線偏差:±50mm(貫通測量)管片接縫滲漏:無滴漏,濕漬面積≤總表面積的0.5%結(jié)構(gòu)裂縫:寬度≤0.2mm,且不貫通6.2安全保障措施施工用電:采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng),設(shè)置三級(jí)配電兩級(jí)保護(hù)盾構(gòu)機(jī)動(dòng)力電纜采用3×185+1×95mm2銅芯電纜照明電壓:作業(yè)面36V,管片存儲(chǔ)區(qū)220V防火防爆:盾構(gòu)機(jī)內(nèi)配備4kg干粉滅火器8個(gè),消防沙2m3油料存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置防爆型燈具及通風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)火作業(yè)辦理"動(dòng)火許可證",配備看火人及滅火器材有限空間作業(yè):進(jìn)入土倉前進(jìn)行氣體檢測(O2≥19.5%,CO≤24ppm)實(shí)行"雙人監(jiān)護(hù)"制度,作業(yè)時(shí)間不超過2小時(shí)/班配備四合一氣體檢測儀及應(yīng)急呼吸器七、應(yīng)急預(yù)案7.1常見風(fēng)險(xiǎn)處置7.1.1盾構(gòu)機(jī)卡殼處理原因分析:刀盤被大塊障礙物卡住掌子面坍塌導(dǎo)致土倉堵塞螺旋輸送機(jī)故障應(yīng)急措施:立即停止推進(jìn),保持土倉壓力穩(wěn)定嘗試反轉(zhuǎn)刀盤(每次不超過1/4圈),逐步清除障礙物若無效則進(jìn)行帶壓進(jìn)倉處理,氣壓控制在1.2-1.5bar必要時(shí)采用地面注漿加固后再處理7.1.2突水突泥處置預(yù)警指標(biāo):土倉壓力突然下降超過0.5bar出水量突然增大(>50m3/h)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)異常變化處置流程:立即關(guān)閉螺旋輸送機(jī)閘門,向土倉注入膨潤土漿液啟動(dòng)備用注漿系統(tǒng),向盾尾及周圍地層注入雙液漿地面采用Φ108mm袖閥管注漿加固,注漿壓力2-4bar待穩(wěn)定后檢查受損情況,修復(fù)后再推進(jìn)7.2應(yīng)急資源配置物資儲(chǔ)備:應(yīng)急注漿設(shè)備2套,水泥50t,水玻璃10t,沙袋2000個(gè)設(shè)備配置:柴油發(fā)電機(jī)(200kW)1臺(tái),應(yīng)急水泵(150m3/h)2臺(tái)人員組織:成立30人應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì),每季度開展1次實(shí)戰(zhàn)演練通訊保障:配備4部對(duì)講機(jī)(防爆型),2部衛(wèi)星電話八、環(huán)境保護(hù)措施8.1噪聲與振動(dòng)控制盾構(gòu)機(jī)采用低噪聲電機(jī),晝間噪聲≤70dB,夜間≤55dB破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音罩,基礎(chǔ)安裝減震墊夜間22:00至次日6:00停止高噪聲作業(yè),確需施工辦理夜間施工許可8.2揚(yáng)塵與廢水處理施工場地出入口設(shè)置洗車平臺(tái),配備高壓沖洗設(shè)備渣土運(yùn)輸車輛必須覆蓋篷布,出場前沖洗輪胎設(shè)置三級(jí)沉淀池(總?cè)莘e50m3),廢水處理達(dá)標(biāo)后排放管片養(yǎng)護(hù)廢水經(jīng)處理后回用,回用率≥80%8.3水土保持措施施工棄渣運(yùn)至指定消納場,棄渣含水率控制在30%以下臨時(shí)堆土高度≤2m,周邊設(shè)置排水溝及擋土埂完工后及時(shí)恢復(fù)綠化,綠化面積不小于占地面積的30%九、施工進(jìn)度計(jì)劃9.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制前期準(zhǔn)備階段:3個(gè)月(含場地平整、管線遷改、盾構(gòu)井施工)盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試:45天/臺(tái)區(qū)間掘進(jìn):平均進(jìn)度150m/月,穿越鐵路段60m/月管片預(yù)制:提前3個(gè)月開始,月產(chǎn)量1200環(huán)聯(lián)絡(luò)通道施工:每個(gè)通道15天,共8個(gè)通
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