某盾构隧道施工组织设计

第七篇施工方法第一章地质描述第一节概述一、概述三山街站~张府园站区间隧道位于南京市中山南路，南起升州路，北止建邺路，线路长724.18m；张府园站~新街口站区间隧道位于南京市中山南路，南起张府园巷，北止淮海路，线路长805.23m。采用浅埋式双洞隧道，盾构法施工，隧道直径6.39m，涉及宽度22m左右，洞底板埋深约23m。二、线路段工程地质条件（一）、地形、地貌地貌类型属古秦淮河冲积平原。古秦淮河（一条支流）经武定门地带进入南京城区，沿长乐路、中山南路南段~长白街区间北下，经玄武湖至金川附近入江。在第四纪气候冷暖交替等作用下，古秦淮河携带的大量的泥砂在南京城区以河床、边滩形式逐渐堆积，形成10~40m厚的以砂性土为主的冲淤积物。（二）、岩土体工程地质特征下伏岩体为白垩系砂质泥岩，上伏土体除浅部3.40~7.0m为近期人工填土外，其余为第四系粘性土与砂性土。线路段43.6m以浅岩土体划分为5个工程地质层。其中：Ⅰ层为人工填土；Ⅱ层以粘性土、粉土为主，细分为5个亚层，分别表示为：Ⅱ1粉土、Ⅱ2粉砂夹粉土、Ⅱ3粉土夹粉砂、Ⅱ4粉砂夹粉土、Ⅱ5粉质粘土；Ⅲ层以粘性土、粉土夹砂为主，细分为4个亚层，分别表示为：Ⅲ1粘性土、Ⅲ2粘性土、Ⅲ3粉土夹砂、Ⅲ4粘性土；Ⅳ层为土混卵砾石，在南京城区分布较广，埋藏于基岩顶面；Ⅴ1层为白垩系强风化砂质泥岩。（三）、水文地质特征本标段地下水主要为孔隙潜水，赋存于Ⅱ4层以浅；其次微承压水，仅分布于下部Ⅲ3、Ⅳ层。孔隙潜水、微承压水水位年变幅一般在0.2~2m，其水位动态受丰枯降水季节影响明显，同时亦受地下管线渗漏水影响。地下水质类型为HCO3-Ca·Na型，对钢筋混凝土无腐蚀性，水对钢结构为弱腐蚀等级。土层的透水等级：Ⅰ层孔隙大，为透水等级；Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4层为透水等级；Ⅲ3、Ⅳ层为弱透水等级；Ⅱ5、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ4层为微透水~不透水等级。实测Ⅱ2层水平渗透系数1.16m/d；Ⅱ4层渗透系数1.4~7.41m/d；Ⅱ5层水平渗透24小时基本不渗水，垂直渗透系数1.21×10-4m/d。Ⅱ4层以浅透水性强，富水性好，其单井日出水量一般为100~500方；Ⅲ3、Ⅳ层单井日出水量一般小于100方。第二节区间地质描述区间地质描述详见表7-1-1、表7-1-2；土体主要物理力学性质指标表7-1-3、7-1-4。。一、三山街站~张府园站区间该区间属古河道冲积平原的古河床及阶地地貌，基岩埋藏较深，约35~39m，古河床中主要为沉积的粉砂、粉细砂及粉土；埋藏阶地主要由可塑状粉质粘土构成。地下水埋藏较浅，一般位于地下1~2m，主要以孔隙潜水为主。地铁隧道底板埋深23m左右，主要穿越Ⅱ4、Ⅲ1层，局部穿越Ⅱ5、Ⅲ2；土层均为灰色、饱和、软~流塑，夹腐植屑及朽木屑。Ⅱ4层以浅主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差，隧道开挖时，易产生涌水、涌砂和坍塌现象，为I类围岩{按《公路隧道设计规范》（JJJ026-90）关于隧道围岩分类标准}。圬工与围岩摩擦系数f0.25。二、张府园站~新街口站区间该段属古河道冲积平原的古河床及阶地地貌，基岩埋藏较深，约35~39m，古河床中主要为沉积的粉砂、粉细砂及粉土；埋藏阶地主要由可塑状粉质粘土构成。地下水埋藏较浅，一般位于地下1~2m，主要以孔隙潜水为主。地铁隧道底板埋深23m左右，主要穿越Ⅱ41、Ⅱ42、Ⅲ11、Ⅲ12、Ⅲ13层；Ⅱ层土为灰色、饱和、软~流塑，夹腐植屑及朽木屑；Ⅲ层以粘性土、粉土夹砂为主，Ⅲ11粉质粘土，褐黄色，软~可塑；Ⅲ12粉土夹粉质粘土，灰色，软~可塑。Ⅱ4层以浅主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差，隧道开挖时，易产生涌水、涌砂和坍塌现象，为I、II类围岩{按《公路隧道设计规范》（JJJ026-90）关于隧道围岩分类标准}。I类围岩圬工与围岩摩擦系数f0.25，II类围岩f=0.3。第三节补充地质勘察根据《南京地铁三山街～张府园、张府园～新街口工程地质勘察报告》及《施工招标文件补充通知》，内秦淮河处盾构隧道覆土只有2.7m，盾构通过此处的施工时，需详细查明河道、堤岸的现状，制定切实可行的施工方案。针对区间隧道经过的建筑物管线部位，以及随着技术工作的深入，在施工图设计阶段对地质勘察的要求，将根据国家、江苏省有关标准规范制定补充勘察方案。第二章工程特点第一节工程主要技术难点及对策经过对招标文件的分析和现场考察，初步考虑本工程主要技术难点和拟采取的技术应对措施见表7-2-1。技术难点与对策措施表表7-2-1序号技术难点对策及措施1三山街站主体已施工完毕，地面交通已经恢复，进出洞口无法进一步加固进出洞前，首先在原井内钻孔检查原深层搅拌桩加固效果，如达不到推进技术要求，则采用水平旋喷加固，在车站内水平向外打设旋喷管，加固墙外土体，加强土体强度、自立性和均匀性。2盾构过秦淮河时，覆土浅，防渗要求高，同时要保护堤岸。1、根据补充详细勘察，制定切实可行的过河方案。2、采用上下游围堰截断河水，埋设φ1000钢管，保持流水畅通。3、采用粘土回填、地面旋喷法加固。4、必要时采用洞内超前注浆加固。5、河底推进时，严格控制盾构姿态，尽量保持同一坡度，匀速推进，同时加强对出土量、同步注浆量的控制。6、堤岸架设横向支撑。7、过堤岸时及时根据条件变化调整掘进参数设置。8、管片外表、螺栓加强防腐防水处理。9、同步注浆采用双浆液，并及时向盾尾加注油脂。3盾构通过较厚的富含水粉砂层1、向刀盘正面加注膨润土、泡沫，改善土体透水性，保证土舱压力，防止因土体失水造成螺旋机空转，引发流砂、涌水现象。2、盾尾同步注浆采用双浆液，并及时压注油脂，防止盾尾渗水。3、严格控制纠偏量，并保证推进施工的连续性。4、盾构经过多座建筑物1、仔细调查核实，根据每一处的实际情况制定有针对性的详细保护方案。2、适当放慢推进速度，合理设置土压力值，防止超挖和欠挖，尤其控制挤土量。3、必要时超前注浆加固。4、保证同步注浆量，并根据监测信息及时调整。5、做好二次补压浆。6、必要时对重点管线跟踪注浆。5盾构多次穿越管线群，线路与多条管线平行。6联络通道开挖必须保证安全，减少开挖过程对地面的影响。1、利用、借鉴我局在浅埋暗挖法作业的成熟工艺、工法。2、洞内小导管注浆。3、管超前、少扰动、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌。第二节工程的主要特点一、交叉多，干扰大集中体现在结构交叉多、工序交叉多、接口界面交叉多、专业交叉多、前期与后期交叉多，施工相互干扰较大。执行关键工期计划所发生的各规定部分的工期偏差，会影响其它作业。结构的多交叉，存在空间效应与体系转换问题。二、地处市区，环境特殊主要体现在地面建筑物密集，施工对周围环境的影响必须严格控制，文明施工要求严格，环境保护标准高。三、任务重，系统性强全部工程要求在33个月内完成。其中，盾构机需要引进，鉴定、安装、调试，前期试掘进进度会放缓，中间加快，出洞又会放缓，还要调头、转场，工序复杂，任务重。采用盾构机施工，这是隧道工厂化施工的模式，其系统性特别强，环节与环节之间的衔接、匹配是否合理，直接影响施工效率，直接影响施工的安全、质量、速度。四、地质复杂，施工难度大地铁隧道主要穿越Ⅱ4、Ⅲ1层。Ⅱ4层以上主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差。Ⅱ4、Ⅲ1层水平分层，盾构机易磕头；且局部地区覆盖层过浅。施工中容易造成地面隆起或沉降。第三章施工准备施工准备工作是否充分、到位，将直接影响施工总体安排，影响主体工程能否按时开工，影响到工程开工后能否顺利进行，施工前必须做好各项准备。我局中标后，迅速组成项目部开展各项工作。在最短的时间内完成建筑物、管线等的调查及地质补充勘探。并组织精测人员对设计控制桩进行复测，将测量结果上报监理及有关部门。绘制详细的线路纵断面、横断面图，上报监理。做好开工前的各项准备，上报开工报告。全部技术人员通过各种途径达到岗前培训。第一节设备准备与人员培训一、设备准备设备准备见表7-3-1设备准备表表7-3-1项目内容时间盾构机供应1、中标通知2、确定商务、技术谈判人员、地点，与外商联络。3、商务技术谈判4、盾构机设计、制造、厂内预组装、调试5、运输1、2000.12.272、2000.12.28~2001.1.33、2001.1.4~2001.1.314、2001.2.1~2001.9.305、2001.10.1~2001.11.15管片模具设计、制造、运输..2001.3.1~2001.6.30盾构基座反力支架现场制作2001.10.1~2001.10.31龙门吊设计、制造、运输现场拼装2001.7.15~2001.10.142001.10.15~2001.10.31盾构机拼装详见盾构机首次拼装方案2001.11.15~2001.12.30二、人员培训人员培训计划计划见表7-2-3人员培训计划表表7-2-3项目内容时间国外培训工地培训项目部管理人员、土建工程师、掘进队主要领导、主司机等人员赴海瑞克盾构机相近工程施工现场培训。2001.2.8~2001.2.25工厂培训组织机械、液压、电气工程师及专业技工在盾构机厂内预组装、及调试期间进行工厂培训2001.8.30~2001.9.30国内培训举办培训班99年我局曾在同济大学举办过盾构培训班，在明年初再办一期培训班，全部技术人员经过岗前培训2001.3.1~2001.4.15参观工地海瑞克公司生产的盾构机已投入我国地铁施工，该公司已承诺组织我局技术人员在盾构机拼装、试掘进期间到工地参观学习。2000.12.30~2001.2.30第二节盾构施工场地平面布置与设施本工程地处中山南路，为南京市最繁华的街道，路面交通繁忙，车流、人流较多，所以场地布置本着“满足需要、占地最少”的原则。施工中保护好施工场地范围内及场区外的树木、绿地、管线、构筑物和其它设施，不得任意砍伐、拆除和损坏，按文明施工标准与要求设置临时设施。一、张府园站南端头井施工场地该场地位于中山南路西侧南京自来水总公司院内，施工场地约3400m2，施工期间主要在此安排管片堆放，粘贴橡胶止水垫，碴土堆放和运输、注浆材料搅拌等场地，并布置生产、生活及办公用房。平面布置见附图6。（一）、生活设施1、按设计图纸要求，测出需要围蔽的施工场地及场区，采用业主指定的围挡材料进行围蔽，在场地东侧和南侧各开一扇大门，并建有门卫值班室和洗车场。2、场区内采用C10混凝土硬化地面，混凝土厚20～30cm。施工场区设计临时便道，采用C10混凝土硬化场地地面，混凝土厚30cm。3、在场地北侧搭建一幢45×12m的三层楼房作为生活及办公用房，楼前进行绿化；西侧建有洗澡房。（二）、生产、材料存放设施1、西侧布置实验室、修理件。2、南侧布置有注浆材料拌和站、材料堆放场、变电室、发电机室、压风机室。3、东侧布置充电房、材料配件库。4、始发井西侧地面设有集土坑、集水池、抽水机、通风机。（三）、施工吊运设施在盾构始发井和拆卸井上，沿垂直隧道轴线方向布置轨距为16m的2×20t+1×10t单悬臂龙门吊一台，作为管片、注浆材料、电瓶箱、出土等材料吊运设备。平行与隧道轴线设有一台10t龙门吊倒运管片。（四）、管片堆放场地在盾构始发井西侧布置管片堆放和粘贴橡胶止水带。（五）、临时供电、供水设施1、在场地南侧布置变电室，将业主提供一路10KV的供电电源，引至自备变压器和相关设备上。2、从业主提供的一条4寸总水管引水至各施工、生活用水点。（六）、施工通讯设施与市电讯部门联系，安装程控电话架设通讯线，沟通项目部与业主、设计、监理、各施工队等的联系；同时申请一台计算机上网。二、张府园站北端头井施工场地该场地位于中山南路西侧，施工场地面积约3200m2，施工期间主要在此安排管片堆放，粘贴橡胶止水垫，碴土堆放和运输、注浆搅拌等场地。施工场地平面布置见附图7。（一）、临时生活设施1、按设计图纸要求，测出需要围蔽的施工场地及场区，采用业主指定的围挡材料进行围蔽，在场地南侧和北侧各开一扇大门，并建有门卫值班室和洗车场。2、场区内采用C10混凝土硬化地面，混凝土厚20～30cm。施工场区设计临时便道，采