地铁工程重难点分析及对策

§1工程特点1.1总工期长，工程项目多样本标段包含两站两区间，总工期自2010年12月1日始，至2013年9月15日止，跨越了4个自然年度，个自然月，总工期长；主要工程项目包括车站主体（围护结构、站前暗挖、车站土石方、主体结构、防水工程）、车站附属工程（围护结构、土石方、主体结构、防水工程）、盾构区间施工、降水工程、专项工作及协调配合等，工程项目多、，需要进行配合的项目多、接口协调复杂，需要高素质的管理团队来合理组织规划。1.2节点关键工期紧张业主除对总工期目标限定外，还把关键工期节点分成两类，一类为本工程的关键工期节点，二类为提供其他工程施工条件的关键工期节点，并对这些关键工期节点进行了详细的节点工期限定且很详细，无疑为施工组织安排及各分项工程工期安排带来很大难度。节点工期提供的盾构制造周期、盾构区间施工工期、车站主体工期都相对来说很紧张。1.3沿线建（构）筑物、管线繁多车站采用明挖法（部分段采用盖挖法），明发广场站周边相对开阔除对地面交通及周边环境影响小，但是大明路站地面及地下构建筑、管线拆除及迁改量大且难度大，对施工影响大。1.4施工工艺复杂，接口多车站采用明挖法和暗挖法（部分段采用盖挖法）、区间采用盾构法，项目实施过程中接口多，主要包括盾构隧道与车站的接口、联络通道与盾构隧道的接口、土建工程与装修安装工程的接口等，在工程协调方面主要涉及业主、建设监管单位、设计单位、监理单位、交管部门、道路既有设施产权单位、市政管理部门、园林绿化单位等。施工工艺复杂、接口繁多是本工程的特点之一。1.5风险工程多盾构区间及明挖车站涉及的构筑物、建筑物、市政桥梁及道路、地下管线众多，风险因素大。在施工过程中，要采取有效措施，确保既有构筑物安全及正常运营。1.6盾构穿越地层复杂盾构穿越地层主要为软土及淤泥粉质粘土中，施工时土体易液化发生水土流失现象，从而引起地面沉降、附近建筑变形及管网变形。宜加强施工监测，合理控制土仓压力和掘进速度。1.7地下结构标准高南京地铁结构的设计使用年限为100年。除协同设计院做好设计配合工作外，还要从工程材料、工程施工等各个方面严格工程质量控制，确保百年结构性能达标。1.8环保要求高工程地处南京市区，招标文件要求创市级文明工地，故而对场地规划、围挡设置、渣土外运、污水处理、生产及生活垃圾、场地绿化、机械设备选购等各方面提出很高要求，要严格遵循并确保环保达标。§2重难点及对策下面从工期、安全、质量三个方面就本工程的重点、难点与对策进行分析。2.1施工组织与技术管理重点、难点：本工程项目内容和工法较多，工程项目既包括征地拆迁、管线迁改等前期工程，也有车站、站前暗挖、盾构隧道，还包含联络通道、雨水泵房等附属工程，因此，如何加强施工组织和技术理，管理加强施工过程控制，做到协调有序是施工控制的重点对策：（1）根据本工程特点，科学合理的划分为3个工区（2个车站工区、1个盾构工区）组织施工，根据各工区的工程特性，项目部组建有丰富施工经验的专业队伍组织施工。（2）项目经理部的项目经理具有很好地履行合同采取行动所需的全部权限，项目经理可以向项目部内部任何胜任工作的人员托付职责、权力任务，并可以随时撤换不胜任人员。（3公司与项目部保持紧密联系的多个良好渠道，通过各个部门尤其是技术管理实现对项目经理部的强有力的连续支持，确保项目顺利实现。（4）加强外部沟通及协调工作，设专职工程师负责接口及协调工作，为整个合同段的施工创造良好的施工条件。（5）加强前期准备阶段控制，充分考虑现场的有利条件及不利因素，切实编好施工组织设计及施工技术方案。（6）加强设备的维修保养及管理。由于本合同段主要由盾构机施工完成，加强对盾构机的控制和保养，保证各类机械设备能力的正常发挥。（7）开工前进行认真的项目筹划，制订详细的计划，加强进度的动态管理，应用网络技术，分析关键线路，确保关键目标的实现。（8）做好运输组织及碴土外运工作，确保运输能力满足进度要求。（9）加强对施工期环境因素的控制，重点控制噪声、振动、扬尘、废水、废弃物等，达到规定要求，尤其对周边环境保护敏感点加强噪声和振动控制，减少外界干扰。2.2盾构机选型重点、难点：盾构穿越地层主要以软土、淤泥质粉质粘土为主。在盾构选型时，针对地层情况充分考虑盾构机刀具的配置、刀间距及密封的设计，因此盾构选型为本工程的重点。对策：⑴根据本地区的地质情况，盾构机以能满足软土开挖功能为主，在软弱地层中考虑到掘进的安全性及盾构机的多次重复使用性。另外要求盾构机具备在涌水、涌泥的情况下，仍能提供较好的保压掘进功能。⑵针对通过地层的特点，盾构机刀盘、刀具选用硬质合金，以保证在该地层条件下实现高效的掘进，延长刀具使用时间，减少刀具的更换。⑶装备有可靠的人闸系统，保证在气压状态下安全的进行刀具更换等各种施工作业。⑷盾构机刀盘设计适当的开口率，具有良好的防泥饼设计和完备的碴土改良装置，既满足大粒径卵石排出，又有效的防止掘进时刀盘产生泥饼，保证了开挖面的稳定。⑸选择较大直径、较大螺距、螺杆能伸缩的中轴式螺旋输送机，既有利于渣土的排出，又防止在出碴过程中出现喷涌现象，螺杆伸缩可以解决柱塞问题。⑹在主轴承密封的选择上，盾构机采用自诊断管理系统，能够进行润滑脂压力及主轴承温度的自动检测。⑺为保证开挖下来的渣土的流动性、可排性，有效地稳定开挖面，所选盾构机在刀盘、密封隔板及螺旋输送机均设有泡沫、膨润土泥浆注入管路。⑻为有效的控制地层变形，所选盾构机配备了自动定压同步注浆系统。⑼为保证隧道轴线的准确，配备自动测量导向系统，可以适时测控盾构机姿态和管片拼装精度。⑽盾构机配备有超前钻机及预注浆装置，可实现特殊地层的超前加固处理。⑾盾构机设计足够大扭矩和推力。⑿盾尾设置三道钢丝刷，配有管路自动向盾尾密封注入专用密封油脂，保证盾尾的密封效果及可靠性。⒀选择技术先进可靠的德国海瑞克盾构机制造商，并与之密切配合，制定周密的生产计划，控制盾构机制造的各环节，确保盾构机如期交付使用。2.3场地移交重点、难点：大明路站位于宁溧公路（卡子门大街）和大明路的的交叉路口处，受宁溧公路路中高架桥影响，车站靠宁溧公路东侧布置，地面及地下构建筑、管线拆除及迁改量大且难度大，对施工影响巨大。场地移交关系大明路站能否按时施工，亦即关系盾构机能否按计划工期掘进及掉头。由于整个施工计划排列较紧密，实际施工工期压缩的可能性极小，因此必须提前尽早完成始发场地提交，否则整个工期将延误。对策：（1）积极与建总分公司配合，与地方有关单位建立联，积极接触，尽早进入拆迁程序。（2）做好施工准备，做好周密的施工组织设计，征地一旦完成，即刻进入施工状态，赢得时间。2.4管线迁改重点、难点：管线迁改主要集中在大明路站位置，地下管线复杂，主要是供水、排水、供电、燃气等管线：卡子门大街东侧，纵穿车站主体结构的管线有400×40010KV高压线、1000×80010KV高压线、DN800雨水管、DN500雨水管、DN500天然气管、DN200给水管等；卡子门大街东侧，横跨3号出入口通道的管线为DN600给水管；大明路两侧，横跨车站主体结构的管线有DN15010KV高压线、DN600雨水管、DN500天然气管、DN800给水管等；做好管线临时迁改，保证市政系统正常运转十分重要。所迁管线均为市政系统重要运转设备，能否顺利改迁，关系到市政系统运营，若改迁不彻底或不完全，大明路站明挖段一旦开工，将及有可能造成管线破损、断裂，严重危及市政系统正常运转。对策：（1）利用地质雷达进行探测，了解管线情况。（2）与管线所在单位联系，调查管线的类型，规格和施工的时间。（3）制定详细的管线保护方案，会同管线单位，共同做好管线的保护工作。（4）暗挖隧道拱上部的管线，加强监测，预测管线的变形大小和变化趋势。（5）对主要管线所处地质情况较差时，提前进行预注浆加固。（6）对于悬吊保护的管线，采用足够刚度的钢结构进行保护。（7）控制基坑和隧道开挖的变形，保证管线安全。2.5明发广场站围护结构及基坑开挖施工重点、难点：明法广场站明挖段地层为厚度较大的软土层，表层分布有轻微液化土层，由于车站紧贴农花河，且局部位于河堤内，易造成基坑两侧土压力不平衡，且基坑开挖期间的墙体位移、地面沉降等会对农花河造成一定影响。采用钻孔咬合桩围护，矩形框架断面，支撑体系有钢筋混凝土支撑、钢支撑等，支撑体系型式多，在施工时工序转换频繁。作为全线首要工序，围护结构施工进度关系到盾构掘进能否按期进行，是全标段重点控制性工期工程之一。钻孔桩施工质量、支撑体系的架设质量与及时性可能造成基坑本体变形过大，控制难度也较大，如果处理不当甚至可能造成基坑失稳等灾难性的后果。对策：（1）制定缜密可行的施工组织安排，确保现场施工有序紧凑。基坑施工前，采取在基坑一侧大范围卸土等措施平衡基坑两侧的土压力。（2）采用网络管理手段对工序进行科学管理，严控关键工序工期，并根据现场实际情况及时调整工序。（3）采用套管钻机成孔咬合桩，有效防止孔壁坍塌。（4）配备充足的有丰富施工经验的管理人员及劳务队，确保工序衔接顺畅不窝工。（5）各种施工设备确保完好，关键设备要有备用。（6）加强桩间止水检查，做好基坑开挖过程中的防排水、防涌泥、管涌措施，确保基坑稳定。（7）严格控制孔深，确保钻孔桩足够的插入比。（8）严格控制混凝土浇注前的清孔质量，严格控制水下混凝土灌注质量。（9）合理分段分层，开挖后及时架设钢支撑，严格按设计及时适量施加预应力。（10）开挖及主体施工期间，设专人进行各项施工监测，实行信息化施工，以反馈信息确保开挖方法科学、可靠。（11）基坑开挖时控制合理的开挖速度，充分利用时空效应，开挖时及时形成支撑系统。（12）减少基坑顶边缘地面荷载，严禁超载，特别是机械在坑边作业时采取适当的措施，确保基坑边的稳定。（13）认真做好开挖时桩间土的网喷混凝土防护工作，挖一点、喷一点,保证桩间土的稳定。（14）随时观测降水情况，对降水的盲区采取补救措施，保证基坑稳定。2.6大明路站明挖段围护结构及基坑开挖施工重点、难点：大明路站位于宁溧公路（卡子门大街）和大明路的的交叉路口处，受宁溧公路路中高架桥影响，与宁溧高架平行布置，距离高架上匝道最近处为3m，施工地层变形控制为本工程的重点，如何减小施工对宁溧高架的影响是本车站工法选择的重点及难点。大明路站地层自上而下依次①-1杂填土、①-2素填土、④-1b1粉质粘土、④-2b2粉质粘土、④-3b1粉质粘土、④-4e含卵砾石粉质粘土、K1g-2（泥质粉砂岩、粉砂质泥岩）、K1g-3（泥质粉砂岩、粉砂质泥岩）。围护结构的施工质量、支撑体系的架设质量与及时性可能造成基坑本体变形过大，且控制难度也较大，如果处理不当甚至可能造成基坑失稳等灾难性的后果。对策：（1）从设计角度提高安全度：考虑到本站场地范围内土质较好且K1g-3中风化泥质粉砂岩埋深较浅，仅为22m左右，故按照围护墙体嵌入到中风化岩层中2.5m的深度进行考虑，围护结构深度为25m左右。故而围护结构采用钻孔灌注桩工法。（2）在施工准备中重点做好地层土质及水文情况的详细调查、分析，据此确定泥浆参数，保证成孔质量。（3）同时成孔开挖间隔距离不宜太近，至少间隔5个桩以上，成孔后要尽早浇筑混凝土。（4）抬高泥浆液面，适当提高泥浆比重，控制泥浆质量，确保孔壁稳定，杜绝塌孔发生（5）成孔开始6～7米的范围，成孔速度要慢，这一段深度范围尽可能将孔壁垂直度调整到最好。在成孔施工过程中勤测量，保证成孔施工精度和垂直度。在挖孔位正确的情况下适当加快成孔速度。（6）成孔期间每隔5米检查一次泥浆质量，并检查有无漏浆现象，以便及时调整泥浆参数和采取相应的补救措施，确保孔壁稳定。（7）成孔时孔壁附近避免堆载和机械设备对孔壁产生附加应力，并减少振动。（8）严格控制混凝土浇注前的清孔质量，严格控制水下混凝土灌注质量。（9）确定合理的基坑开挖步序和参数，处理好开挖与支撑的关系。（10）做好基坑开挖过程中的防排水、防涌泥、管涌措施，确保基坑稳定。（11）及时施作垫层和底板，处理好支撑与结构砼施工的关系。（12）加强施工监测，信息化施工。2.7车站