XXXX10张金荣-杭州市地铁工程概况与建设难点

杭州市地铁工程概况与建设难点2014年10月2杭州市城市轨道交通规划及建设情况介绍提纲一、线网规划与建设基本情况二、地铁工程建设技术难点与对策3杭州市城市轨道交通规划及建设情况介绍一、线网规划与建设基本情况4轨道交通线网规划（修编）2011年得到市政府批复线网规模10条线路组成总规模约375.6km站点200座，换乘站46座线网层次1～9号线为轨道干线/快线10号线为加密线区域衔接考虑与杭州辐射区内的临安、富阳、德清、安吉、桐乡、海宁、绍兴、诸暨等地的轨道交通方式相衔接2020年线网轨道交通线网规划（修编）在2020年线网基础上，进一步优化、完善和补充由13条线路组成总规模约520公里远景年线网轨道交通建设规划情况一期建设规划批复情况批复时间2005年6月，经国务院同意，国家发展和改革委员会批复杭州市轨道交通建设规划建设时间：2005～2010年批复规模建设1号线、2号线的重点路段，线路总长82.2km1号线一、二期工程共52.4km2号线一期工程（萧山朝阳村站至丰潭路站）共29.8km轨道交通建设规划情况一期建设情况—1号线1号线功能定位：线网中的骨干线1号线工程概况起点：萧山湘湖终点：下沙江滨站/临平站规模：52.4km，站点34座平均站间距：湘湖站~下沙江滨站1.50km;客运中心~临平站1.96km建设时序安排：分两期一期工程：约48km，31座车站2007年3月28日开工建设2012年11月24日建成通车下沙延伸段：约4.4km，3座车站2012年开工建设计划于2016年建成通车轨道交通建设规划情况一期运营情况—1号线日均客流量稳中有升，从开通初期的14万人次/日提升到了目前的近40万人次/日，2014年“五一节”当日更是创下了80.8万人次的纪录服务时间目前每天运营达18小时服务水平列车平均准点率为99.89%，平均兑现率为99.94%，多项关键指标均处于国内领先的水平轨道交通建设规划情况一期建设情况—2号线一期2号线功能定位：线网中的骨干线2号线一期工程概况起点：萧山朝阳村站终点：丰潭路站规模：30.2km，均为地下线；站点24座，换乘站10座，平均站间距1.28km。建设时序安排：分两期东南段：朝阳村站~钱江路站约18.3km，13座车站计划2014年11月份建成通车西北段：钱江路站-丰潭路站约11.8站，11座车站计划在2017年通车投资（初设批复文件）总投资：169.5亿元，技术经济指标：5.6km/亿元轨道交通建设规划情况二期建设规划批复情况批复时间：2013年6月20日得到国家发改委批复规划建设年限：2013-2019年批复规模：3条半线，106.6km一期和二期合计规模：82.2+106.6=188.8km线路长度车站数2号线二期11.284号线一期20.8185号线一期48.1386号线一期26.520汇总106.684轨道交通建设规划情况二期建设规划情况—2号线二期2号线二期工程概况起点：一期工程终点丰潭路站终点：余杭良渚站规模：长约12.6km，全为地下线，设车站9座，其中换乘站3座，平均站间距1.53km。建设时序安排计划于2017年底建成通车投资（初步设计批复文件）总投资：79.0亿元技术经济指标：7.1亿元/km2号线二期工程2号线一期工程轨道交通建设规划情况二期建设规划情况—4号线一期功能定位：线网中骨干线4号线一期工程概况起点：浦沿站终点：彭埠站规模：线路长约20.8km，全为地下线，设车站18座，其中换乘站7座，平均站间距1.18km。建设时序安排：分两期首通段：计划于2014年底建成通车南段：计划于2018年底建成通车投资（初步设计批复文件）总投资：150.51亿元技术经济指标：7.2亿元/km轨道交通建设规划情况二期建设规划情况—5号线一期功能定位：线网中骨干线5号线一期工程概况起点：余杭中央公园站终点：萧山香樟路站规模：总长约48.6km，全为地下线，设车站36座，其中换乘站14座，平均站间距1.37km。建设时序安排2015年1月～2019年4月投资（初步设计文件）总投资：366.29亿元，技术经济指标：7.5km/亿元轨道交通建设规划情况二期建设规划情况—6号线一期功能定位：线网中骨干线6号线一期工程概况起点：双浦站终点：丰北站规模：长约27.0kmkm，全为地下线，设车站19座，其中换乘站6座，平均站间距1.47km。建设时序安排：2014年11月~2018年12月建设工期50个月投资（初步设计文件）总投资：178.31亿元技术经济指标：6.6km/亿元15杭州市城市轨道交通规划及建设情况介绍二、地铁工程建设难点与对策160、杭州地铁工程地质与水文地质概括1、地貌单元和土层性能：杭州地铁1号线工程范围内，其地貌单元根据成因类型及沉积物特征，可划分为两个地貌单元区：一区：钱塘江冲海积平原：分布范围为临平-打铁关站。一般上部20-30m分布为钱塘江冲积相砂质粉土、粉砂。上部砂质粉土、粉砂呈稍密-中密状态，易坍塌变形，在地下水作用下易产生流砂现象；其下主要为淤泥质软土，下卧软土层对围护结构变形不利，对区间隧道产生工后沉降。二区滨海相沉积平原：分布范围为打铁关站-定安路站。上部无砂质粉土、粉砂层，硬壳层下分布有深厚滨海相淤泥质土，主要为（4）、（6）层饱和淤泥质土，工程性能差，土体大多成流塑状，强度与稳定性差，当发生扰动时，容易发生较大变形。2、水文地质：地表水：沿线河流有钱塘江、京杭大运河、备塘河等，对临近明挖车站和沿线隧道施工有一定影响。潜水：潜水主要赋存于表层填土及粉土粉砂中，由大气降水和地表水径流补给，场地抗浮设计水位一般取地表下0.5m。承压水：承压水含水层分部在（12）层砂土、圆砾层中，水量丰富。承压水头的水位埋深一般在地面下6.0-10.85m，水位呈年周期性变化。1、杭州地铁过江隧道工程建设难点1号线穿越土层包括(6)层、(8)层淤泥质粘土、(9)层粉质粘土夹粉砂、10层细砂和(12)层圆砾，自上而下土颗粒呈由细渐粗式变化，土层特性差异较大，以300年一遇洪水计，河床冲刷线离隧顶仅3.5m。江中段盾构刀盘切入圆砾层，圆砾岩块块体天然极限抗压强度达130MPa。最大长度近9cm，宽度约4cm，厚度约3-4cm。钱塘江底圆砾层侵入1号线隧道深度最大达3.1m左右，侵入区域长度约70m。杭州地铁1号线过江隧道剖面图1、杭州地铁过江隧道工程建设难点杭州地铁2号线过江隧道剖面图2号线穿越土层包括6层淤泥质粘土、7层粉质粘土、9层粉质粘土，以300年一遇洪水计，河床冲刷线离隧顶仅3.0m。1、杭州地铁过江隧道工程建设难点杭州地铁4号线过江隧道剖面图4号线越江段处较其他段（尤其是1、2号线）具有如下特点：层厚厚（最厚处20m），埋深深（最低标高-38.7m），土性差（流塑状，灵敏度高，压缩模量低2.6Mpa，标贯2~3）。1、杭州地铁过江隧道工程建设难点杭州地铁5号线过江隧道剖面图5号线区间隧道穿越地层主要有③5砂质粉土层、③6粉砂层、⑥1淤泥质粉质粘土层、⑥2淤泥质粉质粘土夹粉砂层、⑧1淤泥质粉质粘土层、⑧2粉质粘土层、⑫1粉砂层、⑫4圆砾层。越江段隧道主要位于③6粉砂层、⑧1淤泥质粉质粘土层及⑿1粉砂层，局部穿越⑫4圆砾层。1、杭州地铁过江隧道工程建设难点1、含圆砾地层施工技术控制措施及效果：钱塘江底圆砾层侵入1号线隧道深度最大达3.1m左右，侵入区域长度约70m，圆砾石天然极限抗压强度最高达130MPa.（1）盾构适应性选型采用刀盘开口率约为40%的土压平衡盾构，刀盘正面的开口尺寸可满足较大粒径的砾石进入土仓经由螺旋机排出。（2）土体改良在圆砾层段施工时通过刀盘的加泥孔注入膨润土，土体进行改良，增加土体流动性，减少刀具的磨损。（3）盾构施工控制采用偏低的土仓压力，较慢的推进速度(10-15mm/min)来进行掘进。施工效果：盾构在圆砾层推进速度保持在10-30mm/min，注浆率为185%-400%，施工参数匹配较好，姿态控制平稳，盾构在江中段掘进未进行换刀作业。为越江施工节省了工期和建设成本，大大降低了土压平衡盾构越江施工的风险。2、高承压水技术控制措施及效果：1号线过江隧道最大水头高度35.7m，地层渗透系数大，下部圆砾层为承压含水层，高水压对盾构螺旋输送机和盾尾密封影响大。（1）盾构螺旋机内设置两道反向闸门，作为高水压地层施工时防喷涌的预防设备。（2）螺旋机上部预留应急孔法兰井并与螺旋机间增设了球阀。（3）盾尾密封装置由两边用金属板保护的2道钢丝刷加1道钢板刷组成。刷子之间2个环形的空间都用分布在盾尾的多个压注点注入的盾尾油脂填满。3、盾构进出洞技术控制措施及效果：江南、江北风井盾构端头井含水层和钱塘江联通，易在洞门圈与盾构外沿的间隙处发生涌水涌砂。为保证安全，江南风井接收采用水平冻结加固端头井+水中进洞的方式；始发采用垂直冻结+常规出洞方式，同时辅以井点降水。江北风井采用垂直冻结加固+风井内填土、盾构直接过站的方式。盾构均安全进出洞。1、杭州地铁过江隧道工程建设难点4、联络通道技术控制措施及效果：（1）冻结设计阶段：两侧主隧道采用疏密布置和不对称布置，冻结站所在侧的主隧道布设多圈冻结管以增加冻土帷幕厚度。（2）冻结施工阶段：冻结设备对打设的冻结管使用透孔进行供冷以便快速低温冻结，加强测温孔温度、冻胀孔压力、盐水去回路温度及主隧道变形的监测。（3）开挖阶段：开挖分步进行，先从冻结站所在隧道侧施工，开挖完联络通道及下部泵房后再打开对侧主隧道钢管片，合理设置支护步距，随掘随支，缩短冻土暴露时间。施工效果：联络通道在冻结、冻结开孔和暗挖阶段均未出现任何事故，且施工的冻胀和融沉对隧道的影响控制在10mm以内。5、盾构隧道防水措施：越江隧道的管片接缝密封垫耐水压指标提高至0.9MPa，综合考虑密封垫的防水压力、闭合压缩力与盾构管片沟槽的匹配以及断面的加工精度，提出越江隧道管片接缝密封垫的断面形式和相应的材料指标。施工效果：施工期无漏水，同时可减小运营期间的渗水沉降。2、杭州地铁下穿密集房屋区建设难点1、婺江路站～城站区间始发之后便开始穿越密集房屋，隧道上方地表建筑物相当密集，隧道中心以外左右20m影响范围内共有建筑物157栋，此区域房屋建筑年代基本处于60~80年代之间，房屋多为砖混结构，大部分房屋结构均已老化，基础形式均为浅基础。区间穿越地层为富水粉细砂土。（1）建筑物沉降控制标准：采用三维弹塑性有限元建模，预测盾构穿越阶段地层损失率为0.1%、0.3%、0.5%及1.0%条件下房屋最大沉降，提出了穿越阶段要求：地层损失率小于0.5%，建筑物沉降值小于10mm。（2）、盾构施工参数：盾构在富水粉土粉砂层土中掘进，说明前期计算的施工参数是合理的，主要施工参数为：总推力1500~1900T左右，推进速度2.5~3cm/min，刀盘扭矩控制在1.5-2.2MNm以内，土仓压力1.8-2.2bar，其波动控制在±0.2bar，同步注浆量为6.8~7.5方，注浆压力控制在4~5.5bar之间。通过在下穿157栋密集老旧房屋时的适时监测，有效的动态监控了房屋的情况，完善了盾构下穿密集房屋的监测技术。最终所有房屋监测点96.3%位于1cm以内，施工参数对类似工程也有很好的借鉴和参考作用。243、杭州地铁武林广场-文化广场隧道建设难点武林广场站和文化广场站是杭州地铁典型的连续两座叠岛式双向同站台换乘车站。为1号线和3号线的换乘站，通过1号线左、右线在盾构区间范围内的上、下交叉实现双向同站台换乘。武林广场站~文化广场站双向同站台换乘253、杭州地铁武林广场-文化广场隧道建设难点武林广场站和文化广场站区间1、3号线共4条盾构隧道下穿京杭运河。其中1号线左、右线上、下交叉实现双向同站台换乘。本区间的隧道线路在空间上相互交叉重叠，最小净间距为4.063m。施工中采用“先下后上”的原则，后施工隧道施工会对先施工隧道管片受力产生不利影响，施工中可能出现管片裂缝不满足规范