下穿建筑物施工方案

广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司1盾构下穿建筑群专项施工方案宁夏银川郭建军一、编制依据1、广州市轨道交通十三号线施工三标文园站～庙头站区间平纵断面及洞门设计布置图；2、广州市轨道交通十三号线一期工程（鱼珠至象颈岭）文园站～庙头站区间详细勘察报告以及补堪报告；3、广州市轨道交通十三号线首期工程（鱼珠至象颈岭）【施工三标】土建工程《重大风险源分析评估报告》；4、广州市轨道交通十三号线施工三标文园站～庙头站区间盾构推进监测方案；5、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）；6、《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；7、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；8、《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）；9、《中铁七局集团有限公司土压平衡盾构施工管理若干规定》（中铁七局（2015）61号文）二、工程概况2.1工程简介广州市轨道交通十三号线首期工程（鱼珠至象颈岭段）【施工三标】土建工程施工内容为文园站～庙头站区间（其中包括：盾构隧道单线全长4218.621米、联络通道4个、14#盾构井及中间风机房），区间起点里程ZDK43+078.161/YDK43+078.161，终点里程ZDK45+259.761/YDK45+259.761，左线短链1.14m，右线短链3.437m。14#联络通道起点里程ZDK44+336.754/YDK44+328.168，终点里程ZDK44+376.754/YDK44+368.168.区间左线长2150.459m，区间右线长2147.022m。14#盾构井～文园站区间左线全长1258.593m，盾构掘进起点里程ZDK44+336.754，终点里程ZDK43+078.161；区间右线全长1258.593m，盾构掘进起点里程YDK44+328.168，终广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司2点里程YDK43+078.161。区间采用盾构法施工，自14#盾构井始发向西掘进，依次下穿广裕仓码头北侧绿化带进入黄埔东路，沿黄埔东路向西下穿双岗BRT车站，在双岗牌坊处右线进入双岗密集民房区，左线沿黄埔东路南侧人行道向西延伸，到达文园站。线路最大埋深21m（1#联络通道处），最小埋深12m（文园站东端）。2.2地质特征盾构施工下穿双岗民房通过的地层主要由1Q4ml、2-2Q4ml、2-3Q4ml、5Z-1、5Z-2、6Z、7Z、8Z等组成，地质条件复杂、坡度大，施工难度大，所经过建构筑物种类多。图2-1右线区间地层分布图广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司3图2-2左线区间地层分布图根据地质详勘及补堪相关资料显示，盾构下穿双岗民房区段沿线所揭露地层的地质时代、成因类型、岩性特征、风化程度等特征分类如下：①1人工填土层（Q[4](ml)）：呈褐黄色、紫红色等，组成物主要为人工堆填的粉质粘土、中粗砂、碎石等，局部含有机质土，顶部0.2~0.3m为砼路面。②海陆交互相沉积层（Q[4](mc)）：该层共分为5个亚层，分别为淤泥层、淤泥质土层、淤泥质粉细砂层、中粗砂层及粉质粘土层，各亚层的特征及分布如下：a.2-2淤泥质粉细砂层：呈灰色、浅黄色，饱和，松散，级配一般，颗粒较均匀，主要成分以石英颗粒为主，含少量粘粒及有机质。标贯实测击数为4~12击，平均击数8.4击，渗透系数为2.6m/d。b.2-3中粗砂层：呈灰色，饱和，稍密为主，局部松散、中密。级配良好，主要成分以石英中粗砂为主，局部夹薄层淤泥，含少量有机质成分，土质不均。标贯实测击数为8~19击，平均击数11.2击，渗透系数为3m/d。③5Z残积土层（Q(el)）：根据母岩性质、残积土的状态和密实程度，划分为两个亚层，其特征分述如下：a、5Z-1混合花岗岩可塑状残积砂质粘性土，呈薄层状或透镜体状分布。土性：褐红色，可塑，粘性一般，由粉粒、粘粒及砂粒组成，韧性及干强度中等，由下伏基岩残积而成。标贯实测击数为8~20击，平均击数13击；修正后标贯击数为7~15.2击，平均击数11击，渗透系数为0.21m/d。广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司4b、5Z-2混合花岗岩硬塑状残积砂质粘性土，呈薄层状或透镜体状分布。土性：褐黄色、灰黄色，硬塑，粘性一般，由粉粒、粘粒及砂粒组成，韧性及干强度中等，由下伏基岩残积而成。标贯实测击数为16~37击，平均击数23.5击；修正后标贯击数为14.3~30.2击，平均击数19.2击，渗透系数为0.24m/d。④6Z混合花岗岩全风化带（Pz1）：呈褐黄色，岩石风化剧烈，原岩组织结构已基本风化破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土柱状，遇水易软化崩解。局部夹强风化碎块。标贯实测击数为32~66击，平均击数43击；修正后标贯击数为29.1~49.1击，平均击数33.2击，渗透系数为0.05m/d。⑤7Z混合花岗岩强风化带（Pz1）：呈褐黄色，岩石风化强烈，原岩组织结构大部分破坏，节理裂隙发育，岩芯呈半岩半土状及碎块状，遇水软化崩解。标贯实测击数为55~104击，平均击数72.3击；修正后标贯击数为48.9~76.5击，平均击数57击，渗透系数为0.8m/d。⑥8Z混合花岗岩中风化带（Pz1）：灰色，花岗变余结构，眼球状、块状构造，主要矿物成分为石英、长石，次为云母，长石大部分风化成小黄斑点。裂隙发育，岩芯呈短柱状，碎块状，少量扁柱状，锤击声较清脆。岩质较硬，岩石天然抗压强度范围值fc=30.18~126.22MPa，平均值fc=73.19MPa，标准值fc=62.47MPa，属硬质岩；且渗透系数为0.9m/d。为全面掌握双岗民房区地层变化情况，我单位后续多次对DK43+171~DK43+516段地质进行补堪，双岗密集民房区地质勘察部分相关资料如下所示；图2-35m~15m岩石芯样图广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司5图2-416~22m岩石芯样图ZK1该点位于14#盾构井~文园站区间左线左侧边线，里程为ZDK43+283.1，补堪芯样显示地层8m以下均为岩层，该处区间拱顶埋深为17.36m，盾构区间为全断面8Z中风化混合花岗岩，强度为69Mpa~85Mpa（剖面图详见图2-1、2-2）。图2-50m~10m岩石芯样图图2-611~20m岩石芯样图ZK2该点位于14#盾构井~文园站区间左线左侧边线3.1m，里程为ZDK43+341.0，补堪芯样显示地层10m以下均为岩层，该处区间拱顶埋深为19.34m，盾构区间为全断面8Z中风化混合花岗岩，强度为89Mpa~105Mpa。（剖面图详见图2-1、2-2）广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司6图2-70~10m岩石芯样图图2-810~20m岩石芯样图BK2该点位于14#盾构井~文园站区间右线正上方，里程为ZDK43+331.54，补堪芯样显示地层12.6m~13.6为强风化混合花岗岩，13.6m~25m均为中风化混合花岗岩，盾构区间为全断面8Z中风化混合花岗岩强度65Mpa~87Mpa，该处区间拱顶埋深为19.52m。（剖面图详见图2-1、2-2）图2-90~10m岩石芯样图广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司7图2-1010~20m岩石芯样图BK6该点位于14#盾构井~文园站区间右线正上方，里程为ZDK43+484.81，补堪芯样显示地层14m~15m为强风化混合花岗岩，15m~25m均为中风化混合花岗岩，盾构区间为全断面8Z中风化混合花岗岩强度56Mpa~73Mpa，该处区间拱顶埋深为20.3m。（剖面图详见图2-1、2-2）且据详勘及补堪资料显示盾构下穿双岗民房区段内，在里程YDK43+390.05~YDK43+429.14(598环~625环)上部为6Z全风化混合花岗岩，下部为7Z强风化混合花岗岩，为典型上软下硬地层；里程ZDK43+188.72~ZDK43+513.76(543环~760环)/YDK43+429.05~YDK43+513.76(543环~599环)和YDK43+188.72~YDK43+398.98(621环~760环)，整体呈全断面8Z中风化混合花岗岩，岩层强度达48MPa~130MPa,每推进8环~10环，就得根据掘进速度、推力、扭矩、刀盘转速及刀盘压力是否波动与波动大小，及时检查更换刀具。2.3水文条件本区段的地下水补给来源主要是大气降水，强～中风化基岩裂隙水，也主要靠大气降水通过土层的渗流补给，补给多少除与季节的变化有关外，也与基岩的裂隙发育程度及其连通性有关。（1）地下水位勘察期间地下水稳定水位埋深为1.40~5.40m，平均埋深为2.4m，标高为4.63~20.73m，平均标高为6.4m。水位年变化幅度为1.00~2.50m。场地地下水位同时会随临近珠江潮汐水位涨落而起伏变化。（2）地下水类型本线段位于三角洲地区，地形平坦，沿线地下水类型以及赋存方式有以下几种：第四系孔隙水、构造裂隙水。2.4盾构机概况根据施工计划安排及公司盾构施工现状，结合广州地铁地质情况，本项目盾构区间投入2台德国海瑞克生产的复合式土压平衡盾构机（EPB6250），编号为S465、S466，完全符合招标要求及投标承诺。以上两台盾构机自深圳地铁5号线5320标完成施工后，转运至我广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司8项目，经我单位安排专业班组进行维修保养，使两台设备性能达到良好状态。自盾构始发至今，14#盾构始发井~文园站左线S466、右线S465分别相继掘进完成长度600m（400环），526.5m（351环），目前两台设备性能及状态良好。考虑复合性地层的适用性，盾构机采用面板式刀盘，开口率为32%，布置31把单刃滚刀，4把双刃中心滚刀，64把刮刀。刀盘上的滚刀可以更换为软土用的齿刀，通过刀具的搭配形式来使用各种底层。2.5下穿民房区周边环境据房屋调查情况显示，盾构下穿双岗民房区施工受影响范围内有7口井：①双沙社区光华里2号，7m深水井（已回填）；②双沙社区永乐里4号，10m深水井；（已回填）③双沙社区永恒里4号，7m深水井；（已回填）④双沙社区光华里4号，10m深水井；（已回填）⑤双沙社区北便大街11号，4m深水井；（已回填）⑥双沙社区北便大街13号，7m深水井；（已回填）⑦双沙社区北便大街8号，5m深水井（详见黄埔区沙浦二社民房区平面图图2-5、2-6）；其中六口水井已停止使用并回填，⑦水井处于上软下硬地层，此处拱顶埋深为20.8m；在盾构下穿民房施工期间，视具体地质情况及其必要性考虑采取回填方式。双岗民房区北侧沿黄埔东路铺设有煤气管线，材质为钢材，直径0.5m，埋深1.52m。在距离双岗密集民房区北侧12m，煤气管线在ZDK43+392.569~ZDK43+477.259（572环~630环）里程内斜穿盾构区间左线，沿黄埔东路埋设，该段区间拱顶埋深为20.17~21m；煤气管线与盾构区间位置示意图如下，广州市轨道交通十三号线施工三标盾构下穿建筑群专项施工方案中铁七局集团有限公司9图2-11煤气管线与区间位置平面图根据居民提供及我项目实地调查民房区管线只有供水管及排水沟，供水主管沿房屋边布设，埋深20cm，到房屋边直接上墙进户。每栋楼供水管阀门已调查，且现场可明显观察到。民房区污水排放均采用地沟形式，对施工无影响。结合双岗民房区设计图纸、特绘制双岗民房区管线平面图以便综合指导盾构施工；图2-12双岗民房区污水管道布置图2.6穿越建（构）筑物概况双岗密集民房区位于区间隧道南侧，房屋密集，人流量大。据房屋调查显示，房屋大部分为90年代、2000年初的1～5层民房，基础形式多为条形浅基础，90年代房屋