深圳地铁7号线BT管理盾构简介

中国水电深圳地铁7号线BT项目建设指挥部2014年3月深圳—黄胜111前言•热烈欢迎各位莅临深圳。•下面我和各位进行简要的交流，敬请提出宝贵意见！22交流目录第一篇第一篇第二章、地铁工程发展概况第一篇第一篇第一章、7号线项目概况第一篇第一篇第四章、盾构施工介绍第一篇第一篇第三章、7号线施工介绍一、深圳地铁7号线BT项目简介•深圳地铁7号线跨越南山、福田和罗湖三个区域，全长30.173km，共设车站28座，正线区间27个。本次土建招标范围包括：车站24座（含换乘站8座），全部为地下站；正线区间25个；车辆段、停车场出入线各一条；7号线与2号线、5号线联络线各一条；新建深云车辆段一处，安托山双层停车场一处，BT项目合同额168.53亿元，计划于2016年12月30日开通试运营。•全线共设车站28座，BT范围内车站共24座，其中换乘站8座，全部为地下站。车站主要结构型式有地下两层单柱双跨结构、地下两层双柱三跨结构、地下三层单柱双跨结构、地下三层双柱三跨结构。施工工法福民站采用盖挖逆作法施工，华强路站、华强北站、华新站采用盖挖顺作法施工，丽水站、黄木岗站、笋岗站、洪湖站、田贝站等部分车站采用局部盖挖顺作法施工，其余车站采用明挖顺作法施工，围护结构采用地下连续墙或排桩结构（挖孔桩、钻孔桩）。4455第二章、地铁工程发展概况一、国外地铁的发展概况二、国内地铁的发展概况6一、国外地铁的发展概况•1863年1月10日，英国人用明挖法在其首都伦敦修建了世界上第一条地下铁路，全长6.4公里，采用蒸气机进行牵引。在欧洲的法国、德国、奥地利以及20世纪初在苏联莫斯科、日本东京、美国纽约相继建造了电气化地铁工程。直到1963年的100年间，世界上已建地铁的城市有26座，到1985年时为60座，全世界的运营里程达3000公里左右，截止目前为止，有资料表明全球有168个城市拥有或正在修建地铁。•由此可见，世界地铁的发展是惊人的。77二、我国地铁的发展概况•我国的地铁工程是1965年在北京开始建造的，一期工程就是从苹果园到复兴门，全长22.17km，1971年投入运营（也就是大家熟知的一号线的西段），截至目前为止，北京共有17条地铁在运营，运营里程为465公里，车站273座，预计到2016年底，北京地铁运营总里程将达到660千米以上。在远景规划中，到2020年时，运营总里程将超过1000千米。•到2015年前后，我国建成和在建轨道交通线路将达到158条，总里程将超过4189公里。•到2015年，中国运营的轨道交通线路将超过欧美所有国家城市轨道交通运营里程的总和。•据了解，目前国务院批准地铁建设一般依据3项指标来衡量：•即城市人口在300万以上；GDP在1000亿以上；地方财政一般预算收入100亿以上。•轻轨的标准只要达到上述条件的60%，目前全国有将近50个城市具备了轨道交通的建设需求和条件。88第三章、7号线施工介绍一、深圳地铁7号线施工特点二、深圳地铁7号线施工重难点9一、深圳地铁7号线施工特点•1、建设标准高，投资规模大，建设工期紧，重难点工程多。区间盾构法施工占70%，矿山法施工占30%，线路交叉频繁，换乘站多。•2、建设环境复杂。线路大量下穿、侧穿建筑物、繁华商业区、老城区、河流、桥梁、地下管线、既有地铁与铁路，对城市交通和市民出行影响大，施工风险大。线路穿越球体风化岩、透水沙层、断层、基岩隆起、高强度中微风化岩等不良地质。沿线水系发达、地下水丰富，施工过程防排水、工程结构防水防腐非常重要。10•3、征地拆迁、管线迁改、交通疏解、工程运输组织要求高，工作量大，政策性强，涉及面广，对工程建设影响大。•4、盾构投入量大。经方案优化，共需盾构23台，确保盾构施工安全和顺利是组织管理的重点。•5、监控、量测责任重。施工全过程的监控量测，对周边建筑物及环境的安全监测，通过数据分析指导全施工过程、确保沿线建筑物的稳定和安全是项目实施的重点。•6、安全压力大。施工安全是贯穿始终的第一要素，也是最严峻的挑战。11•7、工程质量要求高。从土建工程开工到设备安装调试及使用，工程质量始终是项目的命脉。•8、接口管理复杂。标段与标段之间，专业与专业之间，工程与地方之间，工程与既有运营线之间的接口管理是工程的重点。•9、和谐建设要求高。深圳是中国的窗口城市，要用以人为本、绿色节能、可持续发展的理念引领文明施工，全线力争创建国家AAA级安全文明标准化诚信工地。12•10、资源配置要求高。选配坚强的管理团队，经验丰富的专家和技术人员，熟练的技术工人，配全配足专业设备，充分利用好社会资源，是项目成功的关键。•11、7号线穿越华强北“中国电子第一街”，商家云集，日客流量高达50万以上，7号线在此下穿1、2、3号线地铁，同步建设地下商业街，文明施工要求极高，商业影响要求降至最低，社会关注极其重要。•12、深云车辆段土石方开挖量巨大，确保石方爆破安全、工程运输组织、按期完成是关键。13•1.深云车辆段边坡加固及石方爆破•2.黄木岗站施工•3.西茶区间7、5号联络线施工•4.华强北地下空间开发利用•5.出入线隧道断面大、种类多•6.下穿既有线•7.叠线隧道施工•8.下穿河流湖泊•9.不良特殊地层掘进•10.下穿建构筑物•11.加强测量、监控量测14二、深圳地铁7号线施工重难点1.深云车辆段边坡加固及石方爆破深云车辆段土石方432.57万m3（其中石方148万m3需爆破）。南边为香瑞园小区、西北侧有一条成品油管道。既有边坡为人工采石遗留下来的岩质高边坡，边坡高度为50～130m。车辆段工程内容多、专业多，包括土石方开挖与地基处理、既有高边坡加固、临近超高压输油管道石方开挖控制爆破、进段隧道施工、试车线隧道及其风道与风井施工、排水系统和轨道工程等、施工十分复杂。15黄木岗站位于黄木岗立交桥下，车站周边环境复杂，工法复杂，有明挖顺筑法、盖挖顺筑法及盖挖逆筑法（桩基托换桥下）。场地狭小、3个独立，施工组织难度大。车站北侧有两个出入口横穿公路，采用矿山法施工，埋深较浅约6米，均为矩形断面。暗挖出入口矩形断面施工风险大。162.黄木岗站施工3.西茶区间7、5号联络线施工17西茶区间7#-5#联络线平、棕示意图西茶区间7#-5#联络线典型断面图由两段半径为200m和150m的曲线段及中间的一段直线段组成，下穿壮丽商厦、西丽幼儿园和留仙宾馆，施工中有截桩。采用冻结法施工。地下水丰富。施工难度大，安全风险特别高，经专家评审，施工安全风险等级为最高级I级。184.华强北地下空间开发利用华强北被誉为“中国电子第一街”，人流量大、物流量大、周边建筑物密集。与7号线同步实施的华强北难起深南大道，北至红荔路，全长约894.189m，宽28.1m、深26.6m，总建筑面积39609m2，规模之大在我国尚属首次。出入口下穿振华路为三管顶管隧道，上穿2号线净距0.5m。195.出入线隧道断面大、种类多（1）最大开挖断面为单洞317.86m2、跨度为22.3m、高16.86m，II级、埋深47~49m、长36m。（2）隧道断面形式多达43种，其中超大断面达21种。（3）单洞三线隧道最大开挖断面为318m2，连拱隧道最大开挖断面为424m2；国际隧道协会标准，净空断面大于100m2；而日本隧协标准，开挖断面大于140m2；在国内地铁隧道领域尚属首次，施工安全风险高。206.下穿既有线区间三次下穿（上穿）既有铁路：珠光～龙井区间隧道下穿平南铁路立交桥；石厦～水围区间隧道上穿广深港隧道；笋岗～洪湖区间隧道下穿深圳火车北站。隧道施工对沉降控制要求严格。四次下穿既有运营地铁线：华强路～华强北区间下穿地铁1号线区间；华强北～华新区间下穿地铁2号线区间；农林～车公庙区间上下重叠下穿地铁1号线区间；皇岗～福民区间下穿地铁4号线福民站。2122下穿深圳北站26#股道23下穿南坪铁路7.叠线隧道施工•6个区间设计为上下重叠小间距隧道，叠交段最小净距2.0m，叠线段地质情况复杂，施工沉降控制难，工程风险高。248.下穿河流湖泊•五次下穿河流：西丽湖～西丽、文光～珠光区间下穿大沙河；福邻～赤尾区间下穿福田河；笋岗～洪湖区间下穿布吉河和洪湖公园。地层复杂多变，水力多有连通，施工过程存在塌方水淹风险。25笋岗—洪湖区间下穿河流湖泊•遇到孤石群，采用辅助措施进行处理，采用冲孔破除，对埋深较浅且现场有爆破条件的，采用深孔松动爆破处理后再掘进。269.不良特殊地层掘进遇到破碎带，提前进行注浆固结处理。遇到硬岩地段，地表具备条件的，先矿山法开挖初支、然后盾构空推通过。2710.下穿建构筑物八次下穿（或侧穿）既有桥梁：珠光～龙井区间下穿南坪快速跨线桥；桃源～深云区间下穿北环龙珠立交桥；车公庙～上沙区间侧穿车公庙立交桥；华新～黄木岗区间下穿黄木岗立交桥；笋岗～洪湖区间下穿彩虹桥；福民~皇岗口岸区间下穿广深高速桥；安托山～农林区间两次下穿广深高速、黄木岗站下穿黄木岗立交桥。2829福民-皇岗口岸侧穿广深高速平剖面图下穿广深高速最小净距3.04m30笋洪区间下穿彩虹桥关系平剖面图沙尾—石厦区间与皇悦酒店位置关系图31福民—皇岗口岸区间与福民新村位置关系图3211.加强测量、监控量测线路穿越深圳市繁华闹市区，地面建、构筑密集，地下管网密布，多次下穿既有建构筑物、城市道路、运营地铁、河流等，工程环境复杂，建设过程对周边环境影响大。4次下穿地铁运营线，自动化实时监测。采用科学先进、准确可靠的测量、监测手段控制测量、及时反馈信息指导施工。33第四章、盾构施工介绍一、盾构的概念二、盾构机的起源发展三、盾构的分类四、土压平衡盾构机简介五、盾构施工管片介绍六、盾构法施工的特点七、盾构法施工的成本分析八、盾构项目成功的影响因素34一、盾构的概念盾构，是一种具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在盾壳的保护下进行隧道土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等作业，从而构筑隧道的特种设备。35•盾构是集机、电、液、气为一体，具有掘进、出渣、衬砌等功能的大型复杂装备，边推进边形成隧道，实现了隧道施工的工厂化作业。36•盾构的工作原理就是一个钢结构组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行掘进。这个刚结构组件的壳体称“盾壳”，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。•“盾”——“保护”，指盾壳；•“构”——“构筑”，指管片拼装或衬砌。37二、盾构机的起源发展•1、盾构机的起源•2、国外盾构机的发展•3、国内盾构机的发展38•1.盾构机的起源1)1806年，法国工程师麦克·布鲁内尔（MarcIsambrdBrunel）发现船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，在钻穿木板时，分泌出液体涂在孔壁上形成坚韧的保护壳，用以抵抗木板潮湿后的膨胀，以防被压扁。在蛀虫钻孔的启示下，Brunel发现了盾构掘进隧道的原理，并在英国注册了专利。39•Brunel专利盾构由不同的单位格组成，每一个单元格可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。•所有的单元格牢靠地装在盾壳上，当一段隧道挖完后，由千斤顶将整个盾壳向前推进。40•1818年，Brunel完善了盾构结构的机械系统，设计成用全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳，衬砌紧随其后。•1825年，Brunel在伦敦泰晤士河下用一个断面高6.8m，宽11.4m的矩形盾构修建第一条盾构法隧道。4142•2.国外盾构的发展1)目前，国外盾构技术已经相当成熟，现已经历了近两百年的四个发展阶段，：一是以Brunel盾构为代表的手掘式盾构；二是以机械式、气压式盾构为代表的第二代盾构；三是以闭胸式盾构为代表（泥水加压平衡式、土压平衡式）的第三代盾构；四是以大直径、大推力、大扭矩、高智能化、多样化为特色的第四代盾构。这也是国外盾构技术的最新进展特色。•四个阶段43•国外主要盾构机品牌44以Brunel盾构为代表的手掘式盾构（盾构工法的黎明期）•第一代盾构45半机械式机械式网格式气压式•第二代盾构（1）46•第二代盾构（2）47闭胸式盾构（泥水式、土压式）•第三代盾构