济南穿京台高速公路施工方案汇报

济南市轨道交通R1号线地下段土建工程一标王府庄站～大杨庄站区间盾构下穿京台高速公路施工专项方案汇报中铁十四局集团济南地铁项目部2017.01.11一、编制依据二、工程概况三、施工环境调查及风险分析四、施工准备及资源配置计划五、施工方法及工艺要求六、袖阀管注浆加固方案七、应急预案一编制依据1、编制依据（1）济南市轨道交通R1线地下段土建工程施工一标段招标文件和地质详勘资料；（2）济南市轨道交通R1线地下段土建工程施工一标段施工图纸；（3）《建筑工程施工组织设计》GB50502-2009；（4）《盾构法隧道施工及验收规范》GB50446-2008；（5）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-19992003版）；（6）《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》GB50652-2011；（7）《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）；（8）《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）；（9）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003版）；（10）《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号。（11）《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）；（12）踏勘现场掌握的有关资料及自行对现场周围环境调查的各类工程资料和信息；（13）招标文件中明确要求执行的有关施工、安全、质量及城市管理的规范及规定；（14）国家、山东省、济南市有关安全、文明施工、环境保护规范、规程及相关文件。二工程概况2.1项目概况（区间线路及工程筹划）G2001路63KM863M两侧2.1项目概况（隧道主体概况）管片外径6400mm、内径5800mm、管片厚度300mm、环宽1.2m。楔形环为双面楔形，楔形量为△=48.00mm，楔形角ß=0.43°衬砌环接缝采用弯螺栓连接，其中每个环缝采用16根M27螺栓，每个纵缝采用12根M27螺栓。衬砌环采用错缝拼装。2.1项目概况（隧道主体概况）2.2水文地质概况⑩粉质黏土水位线水位线2.3下穿京台高速工程计划盾构机下穿时间下穿里程进度指标耗时备注1#（左线）2017年5月33m5m/天7天下穿前停机进行全面设备检查，完成下穿后恢复正常掘进2#（右线）2017年6月43m9天风险源工序节点周期开始时间结束时间京台高速346环~381环左线地面交通疏解102017.2.192017.3.1480平方米袖阀管加固（含等强）452017.3.12017.4.14左线43米盾构下穿时间72017.5.152017.5.21左线60米盾构下穿时间92017.6.152017.6.23三施工风险分析3.1高速桥调查隧道下穿段京台高速沿东西走向布置，京台高速公路桥上部构造采用预应力混凝土空心板，为四跨等跨结构，每跨13m，桥宽35.5m。下部采用柱式墩台，基础采用钻孔灌注桩，桩径均为1200mm3.2盾构隧道与铁路位置关系（平面）3.2盾构隧道与铁路位置关系（剖面）3.4施工风险分析桥桩结构失稳•盾构下穿京台高速公路桥段地层复杂，土体相对软弱，隧道采用盾构法施工，盾构设备距离桥桩底部距离较近，对桩端持力层地层产生一定扰动，易造成桩基沉降，上部桥梁结构失稳风险。道路交通风险•京台高台公路桥与刘长山路西延段交叉，刘长山路作为城市主干道，承载大量的运输量，车流量大，盾构施工对桥结构的影响同时叠加隧道施工对地面道路的影响，增大了该处道路交通风险系数。盾构施工掘进风险•盾构下穿京台高速公路桥段，隧道上部主要在富水卵石地层掘进，地下水量大，易发生螺旋机喷涌、盾尾漏水漏浆的风险。3.4施工风险处理措施1.在区间隧道左线与桥桩之间预先采用袖阀管进行地面注浆2.选取与下穿段埋深、水文、地质情况相近的地段作为试验段3.桥下设置临时支顶措施4.下穿施工时根据监测结果，及时调整施工参数5.隧道下穿京台高速段管片加强6.施工前联合各参建单位成立应急联络小组3.4施工风险处理措施下穿期间的施工进度、监测数据等信息通过网络进行信息化传递。项目部和施工现场均安装监控系统，对掘进进度和施工参数进行全过程适时监控。四施工准备及资源配置计划4.1施工准备计划技术准备•完成盾构侧穿施工专项方案编制论证审批；•完成施工应急预案编制审批；•完成施工技术交底；•完成施工安全交底；•邀请国内外知名专家对施工方案进行论证，并对施工全过程进行全程跟踪指导；•调动公司技术人员，协助盾构施工生产，为盾构下穿施工技术护航。环境调查•施工前须详细做好沿线上下水、电力、雨水、污水等管线的物探，且在施工中予以注意，确保地上建筑物、构筑物及地下管线的安全。•施工前与产权部门沟通，了解京台高速相关情况。下穿前正常掘进•选取类似工况段进行掘进施工，获取最佳施工参数，为盾构下穿施工提供参数借鉴。•借鉴玉王区间下穿京沪铁路、新建联络线及其他项目类似施工经验，根据监测数据及时修正参数设定值。•整理区间左线参数，为右线提供更合理的参数，并考虑左线施工对右线施工的影响，加强参数控制。4.2资源配置计划（劳动力配置计划）序号职位姓名职责1项目主管领导李克金、李文、张德文负责盾构穿越的全局协调管控2副经理魏庆温负责井下掘进施工管理的监督和指导3工程部长巢达专职协调与各单位等沟通、协调及数据交换4机电部长耿传政负责监督指导盾构机及配套设备的维修管养5安全部长郭晓冬负责进行安全巡视和检查6物资部长盖姜博负责施工期间的物资供应7质检部长王辉负责施工质量过程控制8办公室饶亮负责对后勤进行保障及突发事件的紧急处理9盾构机长2人负责当班的掘进操作及施工组织10机电领班2人负责对盾构机及配套设备的维修管养11测量队长王洪雨负责对隧道沉降进行监12掘进班组40人负责当班的掘进施工13测量班组5人负责对隧道沉降进行监14抢险队20人4.2资源配置计划（劳动力配置计划）成孔班注浆班管理人员合计6人12人2人204.2资源配置计划（材料机具配置计划）工程材料•除甲供材料外，我单位在市场上择优选购材料进场，并按总工期的计划安排，超前做出材料计划，做好周密的进场计划和周期性储备计划与落实，以满足各阶段工程进度的需求。周转材料•超量配备盾构施工用的各类周转材料，确保盾构施工生产的顺利、连续进行。施工机具•盾构机上配备一台应急注浆机•盾构上配备一台200kw的静音发电机•地面上配备一台400kw的静音发电机•地面上配备一台地面引孔钻机4.2资源配置计划（材料机具配置计划）序号机械名称规格型号厂牌及出厂时间数量新旧程度1地质钻机DK-150中国河北，20132台95%2双液注浆泵HFV5D中国济宁，20132台95%3制浆设备中国济南，20122台95%4.3盾构机简介盾构机类型土压平衡式开挖直径6680mm盾体直径6650/6640/6630mm全长85m台车一节设备桥架+六节车架最大掘进速度80mm/min设计寿命不小于10km新旧程度全新4.3盾构机选型盾构机性能描述（完全能够适应本工程施工）•具备强大的渣土改良系统•配备精确导向系统和开挖系统•具备带压换刀作业的能力•刀盘及刀具保护功能•完善的单液同步注浆、二次双液注浆系统•螺旋输送机具备轴向可伸缩运动功能•具备超前钻探、超前注浆能力•土压控制系统优秀•良好的密封性能•紧急安全门的设计•足够的扭矩和推力设计•双室人闸设计•配备便携式和固定式有害气体超标自动报警检测仪4.2施工地点、影响范围注浆加固区域施工红线4.3桥体临时支顶措施盾构下穿前，在在西侧一孔桥下设置临时支顶，确保桥体的整体性。五施工方法及工艺要求5.1盾构掘进沉降分析（沉降类型）沉降种类原因地基状况的变化变化机理①先行沉降地下水水位降低有效上覆土重增加压缩、固结、沉降②开挖面前沉降开挖面崩塌，过量取土土体的应力释放，扰动弹塑性变形隆起压入开挖面反向土压力③盾尾沉降盾构机通过时的扰动扰动压缩④盾尾空隙沉降产生盾尾间隙土体的应力释放弹塑性变形⑤后续沉降以上各种原因（残余影响）压缩及蠕变沉降5.2下穿施工经验序号项目名称施工情况成绩1济南轨道交通R1线下穿京沪普铁路基段、侧穿间距0.84m接触网桩基础最大累计沉降0.66mm2济南轨道交通R1线侧穿济南铁路局新建联络线桥桩最小间距2.89m最大累计沉降0.8mm3苏州地铁4号线侧穿新建西环最小间距2.2m成功穿越4哈尔滨地铁1号线侧穿南直路立交桥最小间距2m成功穿越5.2.1济南轨道交通R1线下穿京沪铁路5.2.1济南轨道交通R1线下穿京沪铁路监测结果5.2.2苏州地铁4号线侧穿群桩5.2.3哈尔滨地铁1号线侧穿南直路立交桥5.2.3哈尔滨地铁1号线侧穿南直路立交桥5.2.4下穿施工经验（总结）通过多次成功的穿越，我公司认为：（1）模拟推进阶段取得的盾构推进参数对正式穿越施工起到了很好的指导作用。（2）连续匀速穿越可有效减少地层收敛时间，从而较好的控制地层变形。（3）根据监测数据调整盾构掘进及注浆参数也是控制地层变形的有效手段。（4）足量、优质的同步注浆对土体的稳定起到了关键作用，二次注浆是可选择的应急方案。（5）地表注浆加固可有效增加安全储备，是施工的有益补充。（6）采用盾构施工工艺本身可作为降低下穿施工风险的一项措施。本段下穿京台高速公路桥左、右线隧道覆土厚度分别为22.78m、22.37m，隧道埋深较深，且隧道上部覆土较厚，且多为黄土、粉质黏土等自立性强的土层，对盾构掘进地层沉降控制十分有利。各项条件均较为有利。我单位有信心成功实施下穿施工。5.3盾构法施工技术措施（试验段掘进施工）试掘进的目的•①检查掘进参数设定在⑧粉质粘土、⑧1卵石、⑩1卵石及⑪粉质粘土地层的适应性，并进行修正。•②检查在⑧粉质粘土、⑧1卵石、⑩1卵石及⑪粉质粘土地层同步注浆和二次注浆的效果。•③掌握在⑧粉质粘土、⑧1卵石、⑩1卵石及⑪粉质粘土地层出渣计量方法及管片上浮规律。•④加强地面沉降的监测，及时获取监测结果，寻找提高土压平衡固结排水沉降的平衡点。•⑤进一步的熟悉各项施工操作，提高施工效率。试验段的选择•根据地质勘查报告，我部选择与穿越铁路段较为类似的里程K29+000～K29+100段为穿越铁路的试掘进段。所总结主要参数•根据盾构始发前100米试验段得出的各项掘进参数，结合这次试掘进段的地层情况，初步设定试掘进段的掘进参数，再根据实际地面监测情况进行调整。5.3盾构法施工技术措施（试验段的选择）下穿段地质试验段地质5.3盾构法施工技术措施（参数设定）掘进参数土仓压力总推力扭矩掘进速度刀盘转速同步注浆渣土改良参数试掘进标准土压上部土压1.8～2.0bar总推力800～2000T刀盘扭矩1000～2500kNm推进速度30～50mm／min刀盘转速0.8～1.0rpm同步注浆压力0.1～0.3Mpa同步注浆量5.2m3出土量不超过56m35.3盾构法施工技术措施（盾构掘进控制措施）一、盾构机操作流程二、掘进速度及土仓压力控制四、盾构掘进方向控制三、工序循环时间控制盾构掘进控制措施5.3盾构法施工技术措施（同步注浆）掘进进尺项目240MM480MM720MM960MM1200MM注浆量（M3）12345.2理论冲程数（个）50100150200260注浆量控制表：5.3盾构法施工技术措施（同步注浆）材料要求•采用收缩率低的厚浆浆液作为同步注浆材料，浆液物理指标控制•注浆量控制•注浆压力设定人员要求•培训上岗•注浆操作人员要定岗，按照每班2人注浆操作手，其他任何人不得进行同步注浆的操作。操作要求•浆液运输•放浆搅拌•启动注浆泵、注浆•停止注浆•管路清洗•设备保养维护注意事项•盾构机长时刻关注注浆压力注浆量变化，及时的对操作人员的操作进行检查指导•每段隧道推进前应做明确规定5.3盾构法施工技术措施（二次注浆）作用要求技术标准注浆压力重点注意事项弥补同步压浆的不足，减少地表沉降在盾构完成拼装约10环处再向衬砌行二次(或多次)注浆二次注浆浆液配合比为水：水玻璃=3:1（重量比）；水泥浆水灰比=1:1（重量比）；水泥浆：水玻璃浆液=1:1（体积比）一般为0.3～0.4MPa1、在注入过程中应严密监视压力情况，控制注浆压力在设计范围