大直径泥水盾构始发与到达专项方案_图文

大直径泥水盾构始发与到达专项方案_图文内容摘要：

陆交互相沉积黏性土层 呈深灰色、灰色、黄褐色等，主要为粉质黏土，局部为黏土，呈可塑状为主，局部软塑状。 标贯击数 N=3～ 13击，平均。 分层代号为24。 （ 4）硬塑 坚硬状砂质黏性土 呈黄褐色、棕红色、灰褐色等，硬塑 坚硬状，含风化残留石英颗粒，岩芯呈土柱状或散砂状，具有遇水崩解特点，局部夹砾质黏性土。 摇振无反应，光泽反应光滑，干 强度及韧性高。 标贯击数 N=13～ 29击，平均。 分层代号为 5H2。 （ 5） 混合花岗岩全风化带（ K2γπ） 呈浅黄褐色、灰绿色、灰白色等，原岩组织结构已风化破坏，但尚可辨认，局部夹强风化岩碎块，岩芯呈坚硬土柱状，遇水易崩解。 平均厚度 ，标贯击数 N=30～ 49击，平均。 分层代号为 6H。 （ 6 ）混合花岗岩强风化带（ K2γπ） 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 10 呈暗黄褐色、棕黄色、浅灰白色等，原岩组织结构已大部分风化破坏，岩芯呈土柱状、半岩半土状、碎块状，风化裂隙发育，遇水易软化、崩解。 标贯击数 N=50～ 97击，平均。 分层代号为 7H。 （ 7） 混合花岗岩中风化带（ K2γπ） 呈浅灰红色、浅肉红色、浅黄褐色等。 中粗粒结构，块状构造，岩质较软，裂隙发育，岩芯破碎，岩芯呈碎块状、块状为主，少量短柱状。 岩体基本质量等级为Ⅳ类，分层代号为 8H。 本层岩石质量指标（ RQD）约为 0%～ 45%。 岩石饱和单轴抗压强度及岩体基本质量等级见下表。 岩层常规物理力学指标 地层 统计项目 干密度 天然密度 抗 压 强 度 软化 系数 干抗压强 度 天然抗压强 度 饱和抗压强度 g/cm3 g/cm3 MPa MPa MPa 8H 样本统计数 4 17 5 11 9 5 最大值 最小值 平均值 变异系数 标准值 水文地质 地下水稳定水位埋藏深为 ～ ，标高为 ～ ，地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切。 本地区每年 4～ 9月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季因降雨减少，地下水位随之下降。 不良地质作用 始发和到达段 所在区域地貌为海陆交互相沉积平原，整体地势平坦， 11 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 缺少泥石流形成条件，也无可溶岩分布，无地下采空区，未发现地面塌陷地质灾害。 场地内软土分布较广泛，在上部荷载或震动作用下易产生固结变形、震陷，引起地面沉降，导致路面、房屋开裂等地质灾害。 本区间可能发生的地质灾害主要为地基不均匀沉降。 气象条件 广州市南亚热带季风气候显著，四季树木常绿。 年平均气温在 ～℃之间，年降水量在 1612～ 1909mm之间，雨量主要集中在 4～ 9月份。 每年 5～ 10月是广州市的台风季节，其中 9三个月是台风活动的盛期。 施工要求和技术保证条件 盾构隧道采用一台Φ 100环为盾构始发段，为此制定盾构始发前洞门钢环及密封装置安装、反力架、始发台施工方案，来规范始发操作程序，指导现场施工，确保盾构始发施工的安全顺利。 施工平面布置图 施工平面布置图见附件 1 3 施工方案、工艺及方法 总体施工方案 始发井端头加固→始发前一期主体结构施工（钢环分块安装）→始发台施工→始发及组装轨线铺设→盾构机组装、调试→水平探孔检测→反力架安装固定→洞门密封装置安装→负环管片安装→盾构始发掘进 60 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 12 环→反力架及负环管片拆除→始发段剩余 40环掘进。 施工重难点 顺利完成大盾构始发意义重大 本项目大盾构区间在开工前就深受社会各界关注，本方案的顺利实施也标志着广州地铁第一台单洞双线大盾构顺利始发，为广州地铁建设谱写下新的篇章，有着深远的社会意义。 应对措施： 技术措施。 端头加固目前已完成，并完成抽芯检测，检测结果满足设计和规范要求；端头加固是在基坑开挖前完成的，汲取以往的经验教训，为保证盾构始发安全， 在大盾构组装完成后 大盾构始图 盾构始发流程图 始发前结构施工 盾构机空载调试 安装洞门密封装置 安装 3 环负环管片、盾架机负载调试 盾尾通过洞口密封后进行注浆回填 盾构掘进与管片安装 始发台及轨线施工 盾构机下井组装 反力架下放安装 管片支撑加固 始发端头地层 加固 13 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 发前 时间段内 ， 在中风井地连墙与端头加固交接的位置，增加一排800@700双管旋喷桩加固，用来填充基坑开挖、主体结构施工期间该接缝收缩变形，避免形成突泥涌砂通道和渗水通道。 宣传措施。 积极配合公司和业主相关部门做好策划和媒体宣传； 施工组织措施。 项目部细化分工，做好材料、机具、场地布置、对外宣传等工作的筹划分工落实，确保有人全力落实、有人跟踪反馈、有人协调解决。 、 安全通过 下穿房屋 掘进施工是重点 大盾构下穿房屋段位于盾构始发后 85m到 120m左右范围内，大盾构下穿房屋后紧接着就到了第一段上软下硬地层段。 本段地层较软，隧道顶存在含水砂层。 经实地调查下穿房屋为条形或扩大基础，基础埋深 3m，房屋结构为混合结构。 下穿房屋位置和隧道关系见平面图。 处理方法 ： 盾构在此地层掘进时应加强房屋监控量测，另外盾构在掘进过程中 小推力、低转速掘进，减少对地面的扰动，掘进过程中发现异常，立即停止掘进，及时 跟踪 补强注浆，保证房屋的结构安全。 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 14 图 下穿房屋和隧道关系平面图 到达段 软弱地层段掘进姿态控制是难点 根据详勘成果显示，大盾构区间到达端存在一段 54m长全断面 21A海陆交互相淤泥层、 22海陆交互相沉积淤泥质粉细砂层地层，软弱地层承载力极低，盾构机及管片所受浮力大，姿态控制及管片上浮控制困难。 处理方法：加强到达段 区间软弱加固段 三轴搅 拌桩及双重管旋喷桩加固质量控制，确保抽芯检测满足设计和规范要求。 、 玻璃纤维筋滞排堵管风险控制是重点 盾构始发需要穿越玻璃纤维筋地连墙，切削的砼块和玻璃纤维筋断头容易在泥浆门附近堆积，堵塞泥浆门，长条的玻璃纤维筋也可能堵塞泥浆管。 处理方法及应急预案： 1）盾构机始发破地连墙配置硬岩刀盘刀具，要及时、定期反循环冲洗泥浆门周围堆积的渣块 、 玻璃纤维筋断头 和 出浆泵，防止掘削 的砼块、 玻璃纤维筋碎屑 堆积或 漂浮在泥浆上方，堵塞泥浆门、 出浆泵。 2）掘进参数尽可能采用低刀具贯入度、低推力、低扭矩通过，确保地连墙砼和玻璃纤维筋被彻底切断磨碎，在掘进过程中密切关注参数变化，一旦发现盾构机扭矩、推力急剧升高，应立即停机，并缓慢转动刀盘，判断是否发生刀盘卡死或刀盘损坏等。 15 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 始发端头加固施工 端头加固目的 本工程的端头加固有两方面的作用，一方面是为盾构始发提供稳定的地层条件，保证安全、顺利始发，另一方面是为盾构组装提供足够的地基承载力，保证盾构组装时吊机在吊装作业过程中的安全。 、水文情况 根据钻探揭露地层情况显示， 始发端头 自上而下分别为 1工填土层、 22淤泥质粉细砂层、 24粉质粘 土层、 5H2砂质黏性土、 23中粗砂层、 6H混合花岗岩全风化带、 7H混合花岗岩强风化带。 到达端头自上而下分别为 1工填土层 、 21A21A淤泥层、 24粉质粘土层、 23中粗砂、 6H全风化花岗岩、 7H强风化花岗岩地层。 地下水稳定水位埋藏深为 ～ ，地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切。 本地区每年 4～ 9月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季因降雨减少，地下水位随之下降。 始发到达 端头加固采用 800mm厚素混凝土连续墙外包，内部采用φ850mm密排咬合 250mm三轴搅拌桩进行加固，风井 （车站） 与端头加固素混凝土墙结合部位采用ф 600咬合 150mm旋喷桩止水。 始发端头 加固范围及形式见附图 ，到达端头加固范围见。 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 16 土体加固后，要对土体的加固效果进行检查，检查内容包括加固土体强度、洞门处渗透性以及土体的匀质性。 各指标的检查方法和达到的要求见“表 端头土体加固检查方法和标准”。 图 始发端头加固图 图 到达端头加固图 17 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 表 端头土体加固检查方法和标准 编号 检查项目 标准 检查方法 备注 1 加固土体强度 ≥ 1MPa 在每条隧道开挖线外侧 2米施工 2个钻孔取芯检查。 (钻孔深度至开挖线底部 ) 取岩土芯进行抗压强度试验 2 加固体渗透性 ≤ 1 立方 /d 不得漏泥砂 在洞门范围上下左右及中心各施工钻孔 1 个，检查其渗水量。 钻孔要打穿地下连续墙 3 加固体匀质性 加固体均匀 利用钻孔岩土芯进行检查 现场判定 加固土体达不到设计要求，采用压密注浆的方式进行补充加固，可以从地面钻孔和洞门垂直钻孔进行注浆加固。 洞门水平探孔设计详情： 为明确盾构始发前地下水位及端头加固情况，在洞门处施作水平探孔。 探孔深度 2m，孔径为φ 42mm，钻孔数量为 11 个。 水平探孔布置情况见下图。 洞门水平探孔平面布置图 洞门中心线1 2 3 4567891011水平探孔洞门钢环 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 18 洞门钢环预埋安装施工 洞门预埋钢环设计 左右线盾构隧道与工作井连接洞门处采用钢环相接，其中钢环外径为φ （内径为φ ），厚为 10mm，环框面板宽 m。 钢环中间采用型钢网格结构支撑及连接，以保证钢环安装及盾构井施工期间的精度。 洞门钢环预埋安装施工 由于本隧道断面较大，根据盾构工作井洞门墙体支撑架设位置及侧墙施工时支撑换撑情况，φ 米洞门钢环须分六块（ A、 B、 C、 D、 E、F）加工，加工完成后现场拼装检查合格后，再随明挖段盾构工作井侧墙分段施工分块（分 6块）预埋安装完成，安装顺序为 A、 B、 C→ D、 E→ F。 分块钢环之间用型钢网格支架连接，以保证拼装后钢环整体精度、圆度，为了防止洞门钢环安装后侧墙砼浇筑不造成钢环上浮、错位等变形，在钢环分块安装、固定时，将钢环面板背侧的锚固筋与侧墙主筋及洞门环形钢筋焊接牢固、准确。 为了防止盾构刀盘进洞门后低头，在实际 安装时抬高 50 ㎜。 钢管安装及施工顺序详见“图 大盾构洞门钢环分块安装图”。 为了确保钢环的圆度和安装精度，钢环各分块采用型钢网格支架连接及加强。 型钢网格与钢环连为一体，来承受各个方向力及扭矩，达到各分块圆弧面板不变形，同时支撑整体钢环自稳定，不变形。 19 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 图 大盾构洞门钢环分块安装图 、安装及支撑 本次始发的始发段线路，平面处于半径为 3000 米的圆曲线和缓和曲线上， 竖向处于坡度为 4‰的下坡段，为了实现盾构整机始发，采用割线始发，即将始发段洞门里程向前 12 米曲线的弦线向盾构井内延长，以此割线做为始发的平面中线，始发坡度调整为 2‰，并将始发洞门（预埋钢环）抬高 50mm，即将盾构始发纵向轴线在 2‰下坡的基础上整体抬高50mm。 由于本工程盾构井使用完成后尚需采用素混凝土回填，回填高度为，考虑施工便捷性和安全性，采用钢筋混凝土始发台。 始发台由砼始发基座、导轨、管片支撑三角架组成。 中铁隧道集团广州市轨道交通四号线南延段施工 5 标项目部 20 根据盾构机长度及反力架与洞门 (车站结构内墙 )距离，始发 台总长为 ，采用 C35钢筋混凝土，始发台坡度始发台坡度与盾构始发坡度一致且为 2‰。 始发基座置于结构底板上部，与底板预埋钢筋连接。 由于盾构主机在组装过程中盾壳间还需要进行焊接作业，预留两个 60cm 宽的前盾、中体和盾尾焊接槽。 始发台顶部导轨部位需浇筑平顺，严格按照始发坡度施工，避免起伏。 在始发台外侧施做始发基座斜撑，两侧每隔 ，提高始发台的稳定性。 始发台两侧加 米高 175H 型钢三角斜撑，靠近始发基座侧面采用预埋钢板焊接固定，外侧在结构底板上打膨胀螺栓 (Φ 150mm)固定20mm 厚钢板。 始发台加固图见图。