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文檔簡介
一、工程概況 41.1土建施工簡介 41.1.1通化門~胡家廟區間 41.1.2胡家廟~石家街區間 51.2工程周邊環境 51.2.1.、通化門~胡家廟區間 51.2.2、胡家廟~石家街區間 7二、工程地質及水文地質情況 82.1、通化門~胡家廟區間 82.1.1、地形、地貌 82.1.2、地層巖性 92.1.3、水文地質 102.2、胡家廟~石家街區間 112.2.1、地形、地貌 112.2.2、地層巖性 112.2.3、水文地質 13三、施工總體部署 143.1、施工總體安排 143.1.1、通化門~胡家廟區間 143.1.2、胡家廟~石家街區間 143.2施工打算工期 143.2.1、通~胡區間盾構施工打算工期 143.2.2、胡~石區間盾構施工打算工期 15四、盾構施工難點及風險點分析 164.1、盾構隧道施工近距離旁穿既有建(構)筑物 164.1.1、風險介紹 164.1.2、建(構)筑物及地層分析 174.2、盾構下穿既有建(構)筑物 204.2.1、風險介紹 204.2.2、建筑物及地層分析 214.3、盾構下穿隴海鐵路線及整備所 224.3.1、風險介紹 224.3.2、地層分析 24五、盾構施工難點、風險點專項施工方案 245.1、盾構施工近距離旁穿沿線建筑物愛護措施 245.1.1、做好前期調查工作 245.2.2、必要的加固措施 255.2.3、盾構施工保證措施 255.2.4、從加強監測方面 265.2、盾構下穿多層建筑物愛護措施 265.2.1、洞內愛護措施 275.2.2、隧道外施工措施 295.3、盾構下穿隴海鐵路線及整備所愛護措施 305.3.1、洞內愛護措施 305.3.2、洞外愛護措施 32六、測量與監測施工措施 396.1、本標段工程測量特點 396.2、施工測量操縱 396.3、監測要求及監測項目 416.4、監測方法及監測頻率 426.5、監測量測操縱標準 446.6、監測量測反饋程序 45七、安全保證措施 477.1、人員保證措施 477.2、機械設備保證措施 487.3、盾構施工過程安全保證措施 48八、安全應急預案 498.1、應急小組機構 498.1.1、應急處理原則 498.1.2、應急處理小組組織機構 498.1.3、應急處理小組職責 508.2、應急報告程序 518.3、現場應急處理指揮流程: 518.4、各種應急預案 528.4.1、地面沉降及塌陷應急預案 528.4.2、地面出現冒漿、冒泡沫情況應急措施 548.4.3、施工設備故障應急措施 548.4.4、意外停電安全應急預案 558.4.5、隧道內涌水涌砂安全應急預案 568.4.6、進出洞時塌方或涌水應急預案 578.4.7、出現重大安全問題,人員疏散流程 57
盾構施工難點、風險點分析及應對措施一、工程概況本標段工程包括2個區間和1個車站,分不為通化門~胡家廟區間、胡家廟~石家街區間、胡家廟站。具體位置見圖1-1。圖1-1本標段施工范圍示意圖1.1土建施工簡介1.1.1通化門~胡家廟區間區間位于西安市金花北路地下,區間從通化門站起,連續下穿三棟建筑物后,沿金花北路地下向北,沿線經東二環長橋、西北電力設計院、西瑪機電有限公司屬樓等建筑,在長纓路南側到達胡家廟站。區間隧道起迄里程為Y(Z)DK30+926.761~Y(Z)DK31+654.698,右線總長727.937m(左線728.216m,長鏈0.279m),洞頂覆土8.3~11.6m,線間距11.0~17.0m。區間左線含四處平曲線,曲線半徑分不為1000m(2處)、1500m(2處),右線含兩處平曲線,曲線半徑均為5000。線路縱坡為單面坡,最大縱坡11.719‰。要緊包括:單線單洞盾構隧道:盾構區間起迄里程為YDK31+365.965~YDK30+926.761(ZDK31+381.186~ZDK30+926.761),右線全長439.204m,左線全長454.425m。淺埋暗挖隧道:區間過f4地裂縫段及其至胡家廟車站段為淺埋暗挖法施工,區間起迄里程為YDK31+365.965~YDK31+428.965,YDK31+443.965~YDK31+654.698(ZDK31+381.186~ZDK31+428.908,ZDK31+443.908~ZDK31+654.698),其中過f4地裂縫暗挖隧道加寬段右線總長180m,左線總長179.772m,暗挖標準段右線總長93.733m,左線總長78.79m。盾構始發井、暗挖施工豎井及區間聯絡通道:在YDK31+436.465(ZDK31+436.408)處設置盾構始發井一處,兼作區間聯絡通道及過f4地裂縫淺埋暗挖段施工豎井,采納明挖法施工,基坑圍護結構體系采納鉆孔灌注樁+內支撐方案+坑內降水。1.1.2胡家廟~石家街區間區間位于西安市金花北路地下,區間從胡家廟站起,沿金花北路地下向北,穿越華清立交、隴海鐵路及西安火車東站,在長纓路南側到達石家街站。區間隧道起迄里程為YDK31+888.398~YDK33+139.955(ZDK31+888.398~ZDK33+141.455),右線總長1251.557m(左線1249.513m,短鏈3.544m)。洞頂覆土6.1~14.2m,線間距15.0~104.40m。區間含八處平曲線,曲線半徑分不為450m(1處)、500m(1處)、650m(2處)、800m(1處)、1200m(3處)。線路最大縱坡7.000‰。要緊包括:單線單洞盾構隧道:盾構區間起迄里程為YDK32+106.823~YDK32+881.475(ZDK32+201.892~ZDK32+842.501),右線全長774.652m,左線全長640.609m。淺埋暗挖隧道:區間過f朝陽門、f3地裂縫段及其至石家街車站段為淺埋暗挖法施工,區間起迄里程為YDK31+929.298~YDK32+106.823,YDK32+897.575~YDK33+139.955(ZDK31+929.298~ZDK32+201.92,ZDK32+859.401~ZDK33+141.455),其中過f朝陽門地裂縫暗挖隧道加寬段右線長177.525m,左線長272.594m,過f3地裂縫暗挖隧道加寬段右線長93.985m,左線長143.1m,暗挖標準段右線長148.395m,左線長138.954m。盾構始發井、暗挖施工豎井:在Y(Z)DK31+889.898~Y(Z)DK31+929.298處胡家廟站北端設置盾構始發井,兼作明挖施工部分停車線段基坑以及過f朝陽門地裂縫淺埋暗挖段施工豎井;在YDK32+889.125與ZDK32+850.952處分不設置獨立盾構接收井,兼作過f3地裂縫淺埋暗挖段施工豎井。基坑圍護結構體系采納鉆孔灌注樁+內支撐方案。區間聯絡通道:在YDK32+311.973(ZDK32+314.042)和YDK32+889.125(ZDK32+888.995)里程處各設置一處聯絡通道。1.2工程周邊環境1.2.1.、通化門~胡家廟區間(1)、地上建筑物通化門~胡家廟區間盾構沿東二環金花北路交通要道下,道路較窄,地下管線密布,東側靠近東二環長樂橋,西側靠近電力設計院小區,建工金華酒店,西安郵政,水泥質監站家屬樓等,結構類型多為磚混和框架結構,基礎類型有樁基、閥板基礎等,通化門~胡家廟區間沿線建筑物列表見下:表1-1、通化門~胡家廟區間沿線建(構)筑物列表與隧道位置關系序號名稱產權單位樓層結構形式備注右線東側1東二環橋市政公用設施局砼左線西側2檔案樓西北電力設計院地上5層磚混建于1982年3電信營業廳西北電力設計院地上1層磚混屬于檔案樓裙樓4國誼大藥房西北電力設計院地上1層磚混屬于檔案樓裙樓5中國工商銀行西北電力設計院地上1層磚混屬于檔案樓裙樓6辦公樓西北電力設計院地上5層磚混建于1956年7C#高層西北電力設計院地上28層、地下1層框剪建于2010年8建工科技實驗樓總后建筑研究所(62026部隊)地上23層、地下1層框剪在建9建工金華酒店62026部隊地上8層、地下一層磚混10郵局金花路分局郵局地上6層磚混包含兩家商鋪11勝利美食私人(袁先生)地上2層磚混12建材設計家屬院建材設計院地上6層磚混(2)、地下管線通化門~胡家廟區間隧道在東二環金花北路西側敷設,地下管線密布,埋深差不多在1.5m以下,管線包括給排水管道、自來水管道、地下通訊光纜、天然氣管道等,埋深均較淺,依照管線資料要緊操縱性管線匯總于下1-2表。鳳棲原~航天城區間隧道阻礙管線統計表表1-2管類材質規格電纜條數壓力/電壓/總孔數埋深m路中距mTRPEDN1601中壓1.5隧道上方PS磚DN500×100010.8隧道上方WS砼DN10013.5隧道上方JS鑄鐵DN40011.5隧道上方1.2.2、胡家廟~石家街區間(1)、地上建筑物胡家廟~石家街區間位于長安區交通要道南長安街上,道路較窄,既有道路約12~23m,道路兩側建筑物距離約23~35m。兩側房屋密集,多為民房,基礎多為三七灰土,結構類型為磚混結構。其中左線盾構在里程ZDK26+120~ZDK26+252處依次下穿西安市長安區氣象局(磚混3層)、西安市長安區農業綜合開發辦(磚混3層)和長安殘聯(磚混6層),左線盾構隧道外邊線侵入建筑物距離分不為4.2米、6米和5.2米。盾構施工風險較大,航天城~胡家廟~石家街區間沿線建筑物統計表表1-4與隧道的位置關系序號名稱樓層基礎形式結構形式備注右線隧道1紫昕花庭24層樁基框架2駿景園16層樁基框架3華清立交橋樁\樁基市政左線隧道1陜建機倉庫2層條形基礎磚混2陜建機公寓2層條形基礎磚混3雨水泵站2條形基礎磚混4華清立交橋樁\樁基磚混市政(2)、地下管線航天城~韋曲南區間地下管線較多,管線包括給排水管道、地下通訊光纜及電纜、給水管道等,道路兩側房屋較多,商鋪林立,人流量也比較大。地下管線密布,埋深差不多在1.5m以下,管線包括給排水管道、地下通訊光纜及電纜、天然氣管道等,埋深均較淺,依照管線資料要緊操縱性管線匯總于下1-5表。航天城~韋曲南區間阻礙管線統計表表1-5管類材質規格電纜條數壓力/電壓/總孔數埋深m路中距mLD銅1220v0.50.25TRPEDN250中壓1.3018.41PS磚DN600×8000.911.8JS鑄鐵DN1000.89.77DA光纖300×400120.91/1.2713.94二、工程地質及水文地質情況2.1、通化門~胡家廟區間2.1.1、地形、地貌通化門~胡家廟區間場地總體呈南高北低之勢,地面高程介于407.21m~414.20m。本區間由南向北依次跨越西北工業大學洼地、槐芽嶺黃土梁地貌單元。地裂縫從本場地通過。2.1.2、地層巖性擬建區間場地內地層為:地表分布有厚薄不均的全新統人工填土(Q4ml);其下為上更新統風積(Q3eol)新黃土及殘積(Q3el)古土壤,再下為中更新統(Q2eol)老黃土,沖積(Q2al)粉質粘土、中砂等。要緊地層特征自上而下分述如下:<1>第四系全新統Q4:地表為路面(地面鋪磚、混凝土或瀝青)及灰土碎石墊層等,以下為:1-1人工填土(雜填土)Q4ml:雜色,松散,由粉質粘土與大量磚瓦碎片組成,局部可見人工建筑基礎,結構雜亂,土質不均。本層層厚0.40~0.82m,層底高程404.05~410.07m。1-2人工填土(素填土)Q4ml:以黃褐色為主,硬塑,要緊為粉質粘土,含少量磚瓦片,雜填土等,土質不均。本層層厚0.40~11.00m,層底深度0.50~11.00m,層底高程403.20~413.00m。1-2層填土分布不均,區間南段填土厚度8.0~11.0m;區間中段填土厚度5.0~7.0m;區間北段厚度為1.0~3.0m。<2>第四系上更新統Q3:3-1-1新黃土(水上)Q3eol:該層分布于填土底面至地下水位以上。黃褐色,=0.32,可塑。蟲孔及大孔隙發育。濕陷系數=0.000~0.100,具濕陷性。v1-2=0.47MPa-1,屬中偏高壓縮性土,局部屬高壓縮性土。層厚1.40~8.50m,層底深度5.50~11.00m,層底高程397.96~406.12m。3-1-3飽和軟黃土Q3eol:褐黃色,=0.99,軟塑,局部流塑,土質均勻,孔隙發育,含少量蝸牛殼碎片。v1-2=0.61MPa-1,屬高壓縮性土。層厚0.80~5.80m,層底深度8.60~12.80m,層底高程395.87~403.87m。3-2古土壤Q3el:棕紅色,=0.51,可塑,團粒結構,具針孔狀孔隙,含鈣質條紋及少量鈣質結核,層底鈣質結核含量較多,局部地段鈣質結核富集成層。v1-2=0.33MPa-1,屬中壓縮性土。本層層厚2.60~5.40m,層底深度13.20~16.70m,層底高程391.97~399.57m。<3>第四系中更新統Q2:4-1-2-1老黃土(水下)Q2eol:褐黃色,=0.73,可塑,局部軟塑,土質均勻,少量孔隙,具鈣質結核。v1-2=0.34MPa-1,屬中壓縮性土,本層層厚1.60~9.80m,層底深度16.30~24.70m,層底高程389.13~392.48m。4-1-2-2老黃土(水下)Q2eol:褐黃色,=0.40,可塑,土質均勻,少量孔隙,具鈣質結核。v1-2=0.24MPa-1,屬中壓縮性土。本層層厚1.40~8.90m,層底深度20.00~24.50m,層底高程383.93~389.21m。4-4粉質粘土Q2al:黃褐色、褐黃色,=0.41,可塑,含鐵錳質斑點及零星鈣質結核,部分鉆孔揭示該層中鈣質結核含量。該層分布有中砂層夾層或透鏡體。v1-2=0.25MPa-1,屬中壓縮性土,本次鉆探未鉆穿本層,最大揭露厚度19.10m,最低鉆至高程367.21m。4-7中砂Q2al:灰黃色,飽和,密實,級配不良,礦物成分以長石石英為主,含少量云母。標貫實測擊數單值N=62.5擊。本層多以夾層或透鏡體形式分布于4-4粉質粘土中。本次鉆探最大揭露厚度5.30m,最淺埋深34.00m,相應標高378.60m。2.1.3、水文地質對本區間地鐵施工有直接阻礙的是地下潛水。擬建通化門~胡家廟區間場地西南側約2.5km處有興慶湖(水深約2m,水面高程約408m),區間東南側約1km處有長樂公園人工湖,區間北側約4km處有太液池(水深約1.50m,水面高程約398.80m)。2010年10月~12月勘察時鉆探揭露,場地內地下潛水穩定水位埋深10.40~15.60m之間,相應高程為395.72~399.18m。依照西安長期水位觀測資料,勘察時接近平水位期。地下水年變幅2m左右。擬建場地地下水要緊賦存于中、上更新統黃土、古土壤、粉質粘土層及其中的砂層夾層中,含水層的厚度大于50m。砂土夾層透水性良好,本區間揭露的砂層要緊為中砂層,揭露的最大厚度5.30m,最淺埋深34.0m,要緊分布在區間的兩端。擬建場地的地下水要緊同意大氣降水及側向地下水徑流補給。潛水排泄方式要緊為側向徑流排泄。地下水流向北北西。本區間南端通化門車站抗浮水位為408m,抗滲水位為406m;北端胡家廟車站抗浮水位為401m,抗滲水位399m,區間各段抗浮及抗滲水位可依照里程內插取值。本區間場地環境類型為Ⅲ類。區間范圍內地下水對混凝土結構具微腐蝕性,在干濕交替條件下對鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。地基土對混凝土結構具微腐蝕性,對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。2.2、胡家廟~石家街區間2.2.1、地形、地貌擬建胡家廟~石家街區間場地地面高差較大,需穿跨越隴海線,除東二環下隧道段以外,勘探點地面高程介于400.36~408.13m。本區間由南向北依次跨越槐芽嶺黃土梁、蓮花池洼地、勞動公園黃土梁及八府莊洼地地貌單元。2.2.2、地層巖性擬建區間50m深度內場地內地層為:地表分布有厚薄不均的全新統人工填土(Q4ml);其下為上更新統風積(Q3eol)新黃土及殘積(Q3el)古土壤,再下為中更新統風積(Q2eol)老黃土,再下為沖積(Q2al)粉質粘土、粉土、細砂、中砂及粗砂等。要緊地層特征自上而下分述如下:<1>第四系全新統Q4:地表多為路面(地面鋪磚、混凝土或瀝青)及灰土碎石墊層等,以下為:1-1人工填土(雜填土)Q4ml:雜色,松散,由粉質粘土與大量磚瓦碎片組成,結構雜亂,土質不均。本層層厚0.30~6.50m,層底高程397.54~406.65m。1-2人工填土(素填土)Q4ml:以黃褐色為主,液性指數L=0.02,硬塑。要緊為粉質粘土,含少量磚瓦片等,土質不均。本層層厚0.50~5.60m,層底深度0.50~5.60m,層底高程398.59~405.81m。隴海鐵路以南,區間中段人工填土厚度最大約為6.50m。<2>第四系上更新統Q3:依照土的性質的不同,將3-1新黃土分為二個亞層。3-1-1新黃土(水上)Q3eol:該層分布于填土底面以下。黃褐色,L=0.31,可塑。蟲孔及大孔隙發育。=0.000~0.115,具濕陷性,區間內均有分布,v1-2=0.41MPa-1,屬中偏高壓縮性土,局部屬高壓縮性土,分布于區間埋深7.0m以上土層。層厚2.00~10.40m,層底深度3.90~12.20m,層底高程393.34~400.50m。本層內CZ4-46號鉆孔6.20~8.30m處發覺一空洞。3-1-3飽和軟黃土Q3eol:褐黃色,L=1.04,流塑,土質均勻,孔隙發育,含少量蝸牛殼碎片。v1-2=0.57MPa-1,屬高壓縮性土。本層要緊分布于區間南段和中段地下水位附近至古土壤頂面,呈斷續透鏡體分布。層厚0.20~5.20m,層底深度8.20~13.80m,層底高程391.48~397.21m。3-2古土壤Q3el:棕紅色,L=0.45,可塑。團粒結構,具針孔狀孔隙,含鈣質條紋及少量鈣質結核,層底鈣質結核含量較多,局部地段鈣質結核富集成層。v1-2=0.31MPa-1,屬中壓縮性土。本層層厚2.60~5.40m,層底深度8.50~18.00m,層底高程387.60~393.83m。<3>第四系中更新統Q2:4-1-2老黃土(水下)Q2eol:依照該層土的工程性質差異,該層分為4-1-2-1及4-1-2-2兩個亞層。本區間4-1-2-1缺失。4-1-2-2老黃土(水下)Q2eol:褐黃色,L=0.45,可塑。土質均勻,少量孔隙,含鈣質結核。v1-2=0.26MPa-1,屬中壓縮性土。本層層厚1.00~9.20m,層底深度12.80~25.00m,層底高程388.95~391.57m。本層內XZ4-43號鉆孔15.80~19.00m處發覺一空洞,以填土充填;本次詳勘分不在該鉆孔南側和北側距離3m處進行了補勘,在南側的XZ4-43-1#鉆孔15.2~17.0m處揭露空洞,填土充填,在北側的XZ4-43-2#未揭示空洞。4-4粉質粘土Q2al:黃褐色、褐黃色,L=0.40,可塑,含鐵錳質斑點及零星鈣質結核。v1-2=0.25MPa-1,屬中壓縮性土。本層中有粉土、砂類土夾層。本次鉆探未鉆穿本層,最大揭露厚度22.20m,最低鉆至高程351.59m。4-5粉土Q2al:灰黃色,飽和,密實,含少量砂顆粒,本層多以夾層或透鏡體形式分布于4-4粉質粘土層中,本層最大揭露厚度2.90m,最淺埋深18.90m,相應高程384.20m。4-6細砂Q2al:灰黃色,飽和,密實,級配不良,礦物成分以長石、石英為主,含少量云母,局部含個不圓礫、卵石。標貫實測擊數單值N=38擊。本層多以夾層或透鏡體形式分布于4-4粉質粘土中。本次鉆探最大揭露厚度1.10m,最淺埋深21.30m,最高高程381.71m。4-7中砂Q2al:灰黃色,飽和,密實,級配不良,礦物成分以長石、石英為主,含少量云母,局部含個不圓礫、卵石,最大粒徑約3~5cm。標貫實測擊數平均值=58.3擊。本層多以夾層或透鏡體形式分布于4-4粉質粘土中。本次鉆探最大揭露厚度9.30m,最淺埋深20.20m,最高高程385.07m。4-8粗砂Q2al:灰黃色,飽和,密實,級配不良,礦物成分以長石、石英為主,含少量云母,局部含個不圓礫、卵石,最大粒徑約3~5cm。標貫實測擊數平均值=80.6擊。本層多以夾層或透鏡體形式分布于4-4粉質粘土中。本次鉆探最大揭露厚度7.40m,最淺埋深22.40m,最高高程380.61m。2.2.3、水文地質對本區間地鐵施工有直接阻礙的是地下潛水。大明宮太液池在本區間西北側,距離2.9km左右,于2010年7月5日開始蓄水,總面積為14.1萬m2,湖底設置防滲層,蓄水后有無滲漏有待進一步驗證。2010年10月~12月勘察時鉆探揭露,場地內地下潛水穩定水位埋深5.20~14.00m之間(部分地段高差變化大),相應高程為392.24~397.33m。勘察期間接近平水位期。地下水年變幅2m左右。擬建場地地下水要緊賦存于中、上更新統黃土、古土壤、粉質粘土層及其中的砂層夾層中,含水層的厚度大于50m。砂土夾層透水性良好。本次揭露的砂層有:在地裂縫與地裂縫之間,揭露的砂層埋深在標高380.12m之下,厚度介于1.70m~8.50m,在地裂縫以北,揭露的砂層埋深在382.78m之下,厚度介于1.90m~6.60m。擬建場地的地下水要緊同意大氣降水、側向地下水徑流補給;潛水排泄方式要緊為側向徑流排泄。本區間南端胡家廟車站抗浮水位為401m,抗滲水位為399m;北端石家街車站抗浮水位為399m,抗滲水位397m,區間各段抗浮水位可依照里程內插取值。本區間內的地下水對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。地基土對混凝土結構具微腐蝕性,對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。本區間范圍內地下水對混凝土結構具微腐蝕性,在干濕交替條件下對鋼筋混凝土結構中鋼筋具弱腐蝕性。地下水位以上地基土對混凝土結構具微腐蝕性,對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。三、施工總體部署3.1、施工總體安排3.1.1、通化門~胡家廟區間通化門~胡家廟區間打算采納兩臺小松盾構機進行本區間盾構隧道施工,受盾構始發井和施工場地制約,左右線盾構施工打算共用一臺45T龍門架及一個集土坑。由于左線暗挖隧道長度與盾構始發井位置制約,左線盾構機采納分體始發進行前20m盾構隧道施工,分體始發措施:將盾構機從四號臺車與五號臺車連接處斷開,五、六、七號臺車推至反向隧道內,因此盾構機皮帶也無法安裝,需采納小土斗直接在螺旋機出土口接土,完成20m掘進后再進行臺車的連接,并將連接處的所有管路、線路,皮帶架及皮帶進行連接、安裝和調試,完成后再進行正常掘進。3.1.2、胡家廟~石家街區間胡~石區間采納兩臺小松盾構機進行本區間盾構施工。左線盾構始發場地為目前胡~石區間始發井暗挖施工場地,盾構施工打算由南向北進行掘進,施工場地設一臺45T龍門架配合左線盾構掘進施工。胡~石區間右線盾構采納反向始發,即由區間右線盾構接收井進行盾構機下井組裝,由北向南進行掘進。其中盾構施工前50m由石家街站南端預留井口進行垂直吊裝(出土和下管片),打算采納一臺75T汽車吊進行垂直吊裝,完成50m后再由胡~石區間有線盾構接收井進行處置吊裝,場地內設一臺45T龍門架。3.2施工打算工期3.2.1、通~胡區間盾構施工打算工期通~胡區間盾構施工打算工期見表3-1通~胡區間盾構施工打算安排(2014年9月26日場地移交)施工工序開始時刻完成時刻備注盾構井處導臺2014年9月26日2014年10月10日左線盾構機下井2014年10月15日2014年10月30日弧形導臺等強左線盾構機空推2014年10月31日2014年11月3日空推進度12~15m/天左線反力架安裝2014年11月4日2014年11月10日盾構機組裝調試2014年10月31日2014年11月19日11月20日盾構始發盾構掘進201420154.5m/天右線盾構機下井2014年10月31日2014年11月14日右線盾構機空推2014年11月15日2014年11月21日空推進度12~15m/天右線反力架安裝2014年11月22日2014年11月29日右線盾構機調試2014年11月15日2014年12月5日12月20日盾構始發盾構掘進201420154.5m/天最終移交鋪軌時刻2014年5月5日包含清泥拆軌,嵌縫手孔封堵及盾構環梁3.2.2、胡~石區間盾構施工打算工期胡~石區間左右線盾構施工打算工期見表3-2、表3-3胡~石區間右線盾構施工打算安排施工工序開始時刻完成時刻備注接收井向南19m2014年9月20日盾構始發預埋件施工暗挖設施拆除2015年2月26日2015年3月27日盾構施工場地建設2015年3月28日2015年5月1日弧形導臺等強盾構機下井組裝2015年4月2日2015年4月16日盾構機空推19m2015年4月17日2015年4月18日空推進度12~15m/天反力架安裝2015年4月19日2015年4月26日盾構機調試2015年4月27日2015年5月2日5月3日盾構始發盾構掘進2015年5月3日20154.5m/天最終移交鋪軌時刻2015年12月17日包含清泥拆軌,嵌縫手孔封堵及盾構環梁胡~石區間左線盾構施工打算安排施工工序開始時刻完成時刻備注暗挖設施拆除2015年5月1日2015年5月30日盾構施工場地建設2015年5月25日2015年6月30日盾構機下井組裝2015年5月21日2015年6月30日其中盾體6月6日完成盾構機空推106m2015年6月7日2015年6月16日空推進度12~15m/天反力架安裝2015年6月17日2015年6月25日盾構機調試2015年6月26日2015年6月30日7月1日盾構始發盾構掘進20120154.5m/天最終移交鋪軌時刻2016年2月9日包含清泥拆軌,嵌縫手孔封堵及盾構環梁四、盾構施工難點及風險點分析4.1、盾構隧道施工近距離旁穿既有建(構)筑物4.1.1、風險介紹本標段地鐵隧道位于西安市東二環金花北路主干道下,地面交通量大,兩側房屋密集,建(構)筑物對盾構施工阻礙較大。土壓平衡盾構機近距離側向穿過沿線建(構)筑物時會擾動周邊土體,產生土體沉降,甚至出現建筑物傾斜及開裂等不良情況;經項目部與監理對沿線建筑物進行詳細調查后,依照沿線建(構)筑物與盾構隧道的位置關系,結合建(構)筑物本身的特點,如基礎形式,結構形式,建設年代,層高以及重要程度,綜合考慮以上因素,我項目部確定以下建(構)筑物為重點監控對象。盾構區間范圍對工程有阻礙的建構筑要緊如下表所示:序號名稱產權單位基礎類型樓層結構形式備注1東二環橋市政設施治理局樁基砼2檔案樓西北電力設計院條形基礎地上5層磚混建于1982年3華清立交橋樁市政設施治理局樁基樁基4陜建機倉庫陜建機條形基礎2層磚混4.1.2、建(構)筑物及地層分析1、通~胡區間右線盾構隧道旁穿東二環長樂橋橋樁通~胡區間右線隧道在里程YDK30+~YDK31+365處旁穿東二環長樂橋橋樁,共計15組橋樁,盾構隧道距離橋樁外輪廓線距離為2.8~6.7m。承臺下混凝土灌注樁長度為43m,樁徑1.3m。鋼筋籠長38m,5m為素混凝土。12根Ⅱ25主筋沿圓周均勻布置,12根Ⅱ25加強主筋沿圓周穿插主筋間距均勻布置。盾構隧道與東二環長樂橋橋樁平面位置、橫剖面及橋樁配筋圖見下:圖4-1、通~胡區間右線盾構隧道與東二環長樂橋橋樁平面位置關系圖圖4-2、盾構隧道與長樂橋橋樁剖面關系圖圖4-3、東二環長樂橋橋樁配筋圖依照設計圖紙顯示,右線盾構隧道在旁穿東二環長樂橋橋樁段地層從上到下依次為:素填土,新黃土、飽和軟黃土、古土壤、老黃土(水下)等,盾構穿越地層要緊為古土壤和老黃土(水下),上部含有少量的飽和軟黃土,盾構施工引起的沉降對其會產生一定的阻礙。2、通~胡區間左線盾構隧道旁穿電力設計院檔案館通~胡區間左線盾構隧道在里程ZDK31+361~ZDK31+381處旁穿電力設計院檔案樓,左線隧道距離主樓最小距離為14.5m,距離裙樓最小距離5.5m,左右線凈距5m;電力設計院檔案樓建于1982年,條形基礎,磚混結構,此處隧道埋深約9.5m,盾構穿越地層為古土壤和老黃土(水下)。左線盾構隧道與電力設計院檔案樓平面位置關系見下圖:圖4-4、通~胡區間左線盾構隧道與電力設計院檔案樓平面位置關系圖3、胡~石區間左線盾構隧道旁穿陜建機倉庫胡~石區間左線盾構隧道在里程ZDK32+202~ZDK32+300處旁穿陜建機倉庫,左線隧道距離倉庫最小距離為3.53~7.88m;陜建機倉庫為條形基礎,2層磚混結構。此處隧道埋深約8.5m,盾構穿越地層為古土壤和老黃土(水下)圖4-5、胡~石區間左線盾構隧道與陜建機倉庫平面位置關系圖4、胡~石區間盾構隧道旁穿華清路立交橋樁胡~石區間左線隧道在里程ZDK32+530~ZDK32+547處旁穿華清路立交橋5、6號墩臺,左線隧道在里程ZDK32+566~ZDK32+583處旁穿華清路立交橋7、8號墩臺每個墩臺下有六根橋樁。盾構隧道邊線距離橋樁外輪廓線最小距離為4.45m,此處隧道拱頂埋深12.6m(右線12.3m),盾構穿越地層要緊為古土壤和水下老黃土,橋墩蓋梁和墩柱為C35混凝土,樁基為C30混凝土,樁徑1300mm,長約為38m。圖4-6、胡~石區間左右線盾構隧道與華清立交橋樁平面位置關系圖圖4-7、胡~石區間左右線盾構隧道與華清立交橋樁橫剖面關系圖4.2、盾構下穿既有建(構)筑物4.2.1、風險介紹通化門~胡家廟區間左線隧道在里程ZDK30+929~ZDK31+045處依次下穿建材廠家屬樓(磚混6層)、西安郵政局金花路分局、建工金華酒店,左線盾隧道外邊線侵入建筑物距離分不為7.8米、8.3米和4.8米。隧道拱頂埋深8.9~9.4米,地層為新黃土和飽和軟黃土。盾構施工下穿時會擾動周邊土體,由于建筑物基礎類型較為薄弱,盾構施工參數操縱不當極易造成上部建筑物傾斜或開裂等不良情況,同時后期地鐵運營期間產生的振動還會對其上建筑物產生一定的阻礙,因此解決好此處建筑物的愛護措施為盾構施工的重中之重。4.2.2、建筑物及地層分析序號風險源名稱結構類型基礎類型與工程位置關系描述1建材廠家屬院磚混6層條形基礎左線盾構隧道下穿該建筑物,拱頂埋深約10m2郵政局金花路分局磚混6層條形基礎左線盾構隧道下穿該建筑物,拱頂埋深約10m3建工金華酒店砼9框架灰土擠密樁左線盾構隧道下穿該建筑物,拱頂埋深約10m區間左線盾構隧道連續下穿三棟建筑物,隧道拱頂埋深約10m,左右線線間距為8.8~11m,在施工前需核實建筑物基礎與隧道距離,盾構穿越時應加強監測,及時反饋數據,以便調整盾構掘進參數,調整同步注漿及二次注漿時刻。必要時須采取其他加固措施,以確保建筑物及隧道安全。盾構隧道與建材廠家屬樓、西安郵政局金花路分局、建工金華酒店關系圖、建筑物基礎圖見下:圖4-8、通~胡區間左線盾構隧道與建筑物平面關系圖圖4.9、盾構施工下穿建工金華酒店橫剖面示意圖圖4.10、盾構施工下穿西安郵政大樓及建材廠家屬路橫剖面圖4.3、盾構下穿隴海鐵路線及整備所4.3.1、風險介紹胡家廟~石家街盾構區間在里程YDK32+600~YDK32+878.368處左線以R800半徑、右線以R500半徑曲線下穿隴海鐵路線、整備所及旁穿東二環金花隧道,盾構區間隧道洞頂覆土12.55~14.13m,洞頂土層要緊為雜填土、素填土、新黃土、飽和黃土、古黃土。因此確保鐵路運行正常及隧道順利穿越是本工程施工難點,隴海線及整備所是本區間的特級風險與安靜,盾構隧道與隴海鐵路及金花隧道關系圖見圖4-11、4-12。圖4-11、盾構下穿股隴海鐵路及整備所關系圖依照設計計算分折,盾構施工對鐵路的阻礙較小,過鐵路處的隧道管片結構,完全滿足強度及裂縫寬度的要求。但為確保盾構安全、順利的穿越鐵路,仍需采取相應技術措施。圖4-12、區間隧道下穿隴海鐵路橫斷面4.3.2、地層分析盾構隧道上方要緊為古土壤和飽和軟黃土,隧道穿越地層要緊為老黃土,含有少量古土壤和砂層,地下水位位于隧道上方2.5m處,采納土壓平衡式盾構機能有效的操縱地表沉降。盾構下穿隴海線及整備所地質剖面圖見圖4-13、4-14圖4-13、盾構區間下穿隴海鐵路線及整備所地質剖面圖圖4-14、盾構區間下穿隴海鐵路線及整備所段地質餅狀圖五、盾構施工難點、風險點專項施工方案5.1、盾構施工近距離旁穿沿線建筑物愛護措施5.1.1、做好前期調查工作要對隧道線路沿線10從結構和使用功能上,確定建筑物的同意變形量。結合本盾構機特點和工作狀態估算出施工可能產生的變形量,并將其與建筑物的的同意變形量作比較,以確定是否需要專門加固處理。5.2.2假如建筑自身的條件較差,不足以抵抗盾構施工帶來的差異沉降,就要對建筑物自身進行加固處理。從本標段盾構隧道沿線的建筑物的現有情況來看,可實施的建筑自身加固措施要緊是以注漿處理為主,要緊采取以下措施:1、對建筑物慎用預加固注漿,為確保建筑物的安全,可事先預埋袖閥管,暫不注漿,依照監測數據決定是否進行注漿,注漿采納水泥漿,水灰比為1:1,必要時采納水泥漿+水玻璃雙液漿2、盾構施工時調整盾構參數,依照試驗段的成果和下穿地層的特性,選擇合理的盾構施工參數,做到足量同步注漿,及時進行多次注漿,注意盾構停機時的保壓工作。3、加強與建筑物產權單位的溝通,明確建筑物的同意差異沉降值,施工過程中做好監測工作,監測數據及時上報。5.2.31)盾構掘進前進行全線雷達探測,查明地層地質異常區。始發時做好始發架、反力架的加固工作,并做好洞口密封工作,及時進行多次注漿;2)盾構掘進前100米設置試驗段,收集盾構參數(推力、掘進速度、土壓、注漿、土體改良等),掌握盾構機性能,結合試驗段監測結果進行分析,確定出適應本標段盾構施工的參數;3)設置合理的土壓力,操縱出土量和注漿量,施工前對漿液配比進行試驗,選擇合理的配比;4)建立盾構掘進三級預警制度:盾構掘進軸線偏離設計軸線±30mm時為預警值,盾構掘進軸線偏離設計軸線±40mm時為報警值,盾構掘進軸線偏離設計軸線±50mm時為警戒值;5)建立地面沉降三級預警制度:地面沉降達到-15mm時為預警值,地面沉降達到-20mm時為報警值,地面沉降達到-25mm時為警戒值;盾構掘進三級預警機制表內容條件解決方案預警值盾構掘進軸線偏離設計軸線±30mm預警,提醒盾構司機和施工人員及時按照技術指令單進行糾偏。報警值盾構掘進軸線偏離設計軸線±40mm報警,項目部召開會議,討論糾偏措施同時領導班子必須進入盾構司機駕駛室,督導盾構司機進行合理糾偏。警戒值盾構掘進軸線偏離設計軸線±50mm警戒,暫停施工,項目部進行分析和研究,上報業主、監理,補充合理糾偏的方案和交底,并在駕駛室督察司機操作過程,確保盾構機姿態能調整過來。6)嚴格操縱盾構的軸線和糾偏量,糾偏坡度操縱在±1‰以內,平面偏差操縱在20mm以內,每次糾偏量不得超過5mm;7)加強盾構掘進期間地面和建筑物的24小時巡視工作;8)加強與建筑物、管線產權單位和交警大隊的聯系,對突發事故能進行展開洞內和地面救援;5.2.4、對隧道阻礙范圍內的建筑實施周密的沉降觀測、傾斜觀測和現有裂縫觀測,并及時反饋到施工指揮一線。依照以往的施工經驗,要在盾構掘進至距建筑物20m左右時布置沉降監測點,開始記錄建筑物的沉降值并隨時觀看建筑物總體沉降、不均勻沉降及附近地面的情況。沉降監測點布置在建筑物的外墻角、門窗邊角、建筑物突出部位及地下室地面上。在盾構穿越期間加密監測頻率,暫定為每2小時1次,利用監測數據指導盾構掘進,如測得變形速率超過警戒值,立即采取相應措施保證建筑物安全。5.2、盾構下穿多層建筑物愛護措施通化門~胡家廟區間左線隧道在里程ZDK30+929~ZDK31+045處依次下穿建材廠家屬樓(磚混6層)、西安郵政局金花路分局、建工金華酒店,左線盾隧道外邊線侵入建筑物距離分不為7.8米、8.3米和4.8米。隧道拱頂埋深8.9~9.4米,地層為新黃土和飽和軟黃土。盾構下穿多層建筑物愛護措施要緊為隧道外施工措施和洞內施工措施兩個方面:5.2.1、洞內愛護措施為了確保左線盾構能夠順利穿越樓房,我們在左線進行了100m的試驗段模擬掘進。通過試驗段模擬數據進行分析,確定盾構掘進參數,為盾構下穿樓房提供一定的經驗支持。盾構掘進要緊措施有:1)合理操縱土壓力,防止超挖:在盾構推進的過程中,依照監測數據及時調整土壓力值,從而科學合理的設置土壓力值及相宜的推進速度等參數,防止超挖,以減少對土體的擾動。樓房段隧道埋深8~10m,考慮到樓房自身重量,依照右線盾構掘進數據及以往的施工經驗,上土壓操縱在0.06~0.08Mpa之間,下土壓操縱在0.12~0.14Mpa之間,中間土壓操縱在0.07~0.09Mpa之間,推力操縱在1300t~1500t左右,并依照施工情況調整。2)合理操縱盾構掘進速度:盾構掘進速度的操縱對地面的隆沉變形有明顯的阻礙。穿越時降低推進速度,保證平穩推進,嚴格操縱盾構推進方向,減少糾偏,特不是大量值糾偏;穿越時的推進速度應操縱在20~25mm/min,確保平穩掘進,過快的推進速度和過大的土壓,將增加對土體的擾動。通過試驗計算出土的松散系數,每環出土量可操縱在54m3左右;盾構推進速度與正面土倉壓力、千斤頂的推力、土體性質等因素有關,一般應綜合考慮。3)足量同步注漿;依照地質勘察報告,顯示本標段盾構掘削面的地層要緊以老黃土、古土壤為主,含水率20%~30%,結合我單位盾構施工在類似地層中的掘進經驗,擬采納以下注漿材料及配比。同步注漿材料配比和性能指標表水泥(kg)粉煤灰(kg)膨潤土(kg)砂(kg)水(kg)外加劑120~160210~27060~80779520按需要依照試驗加入采納硬性漿液作為同步注漿材料,該漿材具有結石率高、結石體強度高、耐久性好和專門好的防止地下水浸析的特點。注漿量的確定:盾構推進中的同步注漿和初砌壁后補注漿是填充土體與管片圓環間的建筑間隙和減少后期沉降的要緊手段,也是盾構推進施工中的一道重要工序。每推進一環的建筑空隙為:π(D12-D22)L/4其中:D1——盾構外徑6.16(m)D2——管片外徑6(m)L——管片寬度1.5(m)每環的壓漿量一般為建筑空隙的150%~200%。二次補注漿兩環一補,補漿量一般為同步注漿量的30~60%。盾構尾部進入土體第一環至第三環的時候,要將注漿量加大,同時采納早強注漿材料進行注漿,以降低洞口地面發生沉降。依照管片壁后環形空隙與地層有效填充的經驗公式計算,依照經驗通常取環形間隙理論體積的1.5~2.0倍,則每環1.5m壁后注漿量:Q=3.4m3~4同步注漿時要求在壓入口的壓力大于該點的靜止水壓及土壓力之和,做到盡量填補而不是劈裂,同步注漿壓力選擇為0.25MPa。同步注漿采納注漿壓力和注漿量雙指標操縱標準,即當注漿壓力達到設定值時,則注漿量達到設計值的95%以上時,即可認為達到了質量要求。對本設計參數還需通過監控量測進行優化,使注漿效果達到更佳。4)加強二次補漿(環箍補漿)依照地表沉降情況決定是否進行二次注漿和環箍注漿,盾構推進過后每6環進行環箍注漿(例如盾構機當前正在推進20環,則需在第14環進行一次環箍注漿注漿),每環6個孔,每孔注入0.5~1.0m3,注漿損耗率以10%計,注漿壓力為0.3~0.4Mpa。盾構在穿越樓房前6環開始進行環箍注漿,穿越后6為保證補漿對盾構施工的阻礙減至最小,保證盾構機推進的連貫性,在末節臺車內加裝補漿罐車,具備8環左右的補漿漿液儲備能力。5)其它盾構輔助措施:操縱好盾構姿態,合理操縱土壓力、推進速度和推力,確保盾尾間隙均勻。加大盾尾油脂壓注量來防止漿液通過盾尾流失。依照以往施工經驗,盾尾油脂量比正常推進每環多20Kg能夠較好的操縱盾尾的漏漿量。同時油脂全部采納進口油脂CONDAT,施工期間,可能每掘進4環將使用一桶油脂。在穿越前對盾構機及其它輔助設備進行一次全面的完全的檢修。對盾構機上現存的機械故障和缺陷,會同設備供應商和專家共同檢測修理,并對可能產生的故障預先做好修理預備,對要緊設備零件備件。加強地面及建筑物監測,正常監測頻率為1次/天,盾構穿越期間內監測頻率為2次/天,必要時進行實時監測,確保盾構施工和建筑物安全。制定相應的應急預案,備好應急物資,做好應急演練。建立盾構掘進三級預警制度和地面及建筑物沉降三級預警制度,分工責任到人,加強領導值班制度,發覺問題及時上報監理和業主。5.2.2、隧道外施工措施1)監控量測:監控量測治理基準值是依照有關規范、規程、計算資料及類似工程經驗制定的。當監測數據達到治理基準值的60%時,定為預警值,應加強監測頻率當監測數據達到治理基準值的70%時,定為報警值,應加強監測頻率;當監測數據達到治理基準值的80%時,定為警戒值,必須加強監測和巡視工作,優化各項施工參數。當監測數據達到或超過治理基準值時,應立即停止施工,修正支護參數后方能接著施工。盾構區間內監測項目列表見下:監測項目測量儀器布置測量頻率L<2D2D<L<5DL>5D地表隆陷周密水準儀主測斷面橫向布置1次/d1次/2d1次/周隧道結構變形周密水準儀每5m一個測點地下管線監測周密水準儀結合地表隆陷點布設建筑物下沉、傾斜周密水準儀、經緯儀沿線需監測建筑物拐點土體內部位移水準儀、傾斜儀代表性斷面地下水位觀測水位觀測儀斷面上設觀測孔1次/d1次/2d1次/周襯砌環內力和變形壓力計、傳感器代表性斷面土層壓應力壓力計、傳感器代表性斷面圖4.11、盾構隧道監測點布置橫剖面圖2)做好技術交底和盾構隧道施工治理工作,下發盾構掘進指令單,對盾構下穿建筑物的里程、地質情況,地下水情況做詳細交底,確定盾構掘進土壓力,掘進速度,推力及注漿量,確保盾構施工正常。3)做好應急預案,備好應急物資,對應急物資做詳細的打算,分項進行應急演練。5.3、盾構下穿隴海鐵路線及整備所愛護措施盾構下穿隴海鐵路線及整備所為區間特級風險源,愛護措施要緊包括隧道內的盾構施工治理措施及隧道外的對隴海鐵路下的加固愛護措施5.3.1、洞內愛護措施為了確保左線盾構能夠順利穿越隴海鐵路線及整備所,我們借鑒通過通~胡區間試驗段模擬數據進行分析,并參考地鐵二號線穿越隴海線施工經驗,確定盾構掘進參數,為盾構下穿隴海線提供的經驗支持。盾構掘進要緊措施有:1)合理操縱土壓力,防止超挖:在盾構推進的過程中,依照監測數據及時調整土壓力值,從而科學合理的設置土壓力值及相宜的推進速度等參數,防止超挖,以減少對土體的擾動。樓房段隧道埋深8~10m,考慮到樓房自身重量,依照右線盾構掘進數據及以往的施工經驗,上土壓操縱在0.06~0.08Mpa之間,下土壓操縱在0.12~0.14Mpa之間,中間土壓操縱在0.07~0.09Mpa之間,推力操縱在1300t~1500t左右,并依照施工情況調整。2)合理操縱盾構掘進速度:盾構掘進速度的操縱對地面的隆沉變形有明顯的阻礙。穿越時降低推進速度,保證平穩推進,嚴格操縱盾構推進方向,減少糾偏,特不是大量值糾偏;穿越時的推進速度應操縱在20~25mm/min,確保平穩掘進,過快的推進速度和過大的土壓,將增加對土體的擾動。通過試驗計算出土的松散系數,每環出土量可操縱在54m3左右;盾構推進速度與正面土倉壓力、千斤頂的推力、土體性質等因素有關,一般應綜合考慮。3)足量同步注漿;依照地質勘察報告,顯示本標段盾構掘削面的地層要緊以老黃土、古土壤為主,含水率20%~30%,結合我單位盾構施工在類似地層中的掘進經驗,擬采納以下注漿材料及配比。同步注漿材料配比和性能指標表水泥(kg)粉煤灰(kg)膨潤土(kg)砂(kg)水(kg)外加劑120~160210~27060~80779520按需要依照試驗加入采納硬性漿液作為同步注漿材料,該漿材具有結石率高、結石體強度高、耐久性好和專門好的防止地下水浸析的特點。依照管片壁后環形空隙與地層有效填充的經驗公式計算,依照經驗通常取環形間隙理論體積的1.5~2.0倍,則每環1.5m壁后注漿量:Q=3.4m3~4同步注漿時要求在壓入口的壓力大于該點的靜止水壓及土壓力之和,做到盡量填補而不是劈裂,同步注漿壓力選擇為0.25MPa。4)加強二次補漿(環箍補漿)依照地表沉降情況決定是否進行二次注漿和環箍注漿,盾構推進過后每6環進行環箍注漿(例如盾構機當前正在推進20環,則需在第14環進行一次環箍注漿注漿),每環6個孔,每孔注入0.5~1.0m3,注漿損耗率以10%計,注漿壓力為0.3~0.4Mpa。盾構在穿越樓房前6環開始進行環箍注漿,穿越后6為保證補漿對盾構施工的阻礙減至最小,保證盾構機推進的連貫性,在末節臺車內加裝補漿罐車,具備8環左右的補漿漿液儲備能力。5)其它盾構輔助措施:操縱好盾構姿態,合理操縱土壓力、推進速度和推力,確保盾尾間隙均勻。加大盾尾油脂壓注量來防止漿液通過盾尾流失。依照以往施工經驗,盾尾油脂量比正常推進每環多20Kg能夠較好的操縱盾尾的漏漿量。同時油脂全部采納進口油脂CONDAT,施工期間,可能每掘進4環將使用一桶油脂。在穿越前對盾構機及其它輔助設備進行一次全面的完全的檢修。對盾構機上現存的機械故障和缺陷,會同設備供應商和專家共同檢測修理,并對可能產生的故障預先做好修理預備,對要緊設備零件備件。加強地面及建筑物監測,正常監測頻率為1次/天,盾構穿越期間內監測頻率為2次/天,必要時進行實時監測,確保盾構施工和建筑物安全。制定相應的應急預案,備好應急物資,做好應急演練。建立盾構掘進三級預警制度和地面及建筑物沉降三級預警制度,分工責任到人,加強領導值班制度,發覺問題及時上報監理和業主。5.3.2、洞外愛護措施依照西安地鐵三號線一期工程線路《胡石區間第一分冊盾構隧道施工圖》及《整備所施工圖》,胡石區間盾構隧道下穿隴海線及西安東客車整備所段建(構)筑物風險源要緊分為六類:1、下穿隴海鐵路上、下行線及5條取送線;2、下穿車輛18臨修線及14條整備線;3、下穿C2整備棚邊跨獨立基礎群;4、側穿C1整備棚承臺樁基;5、下穿隴海線沿線接觸網立柱;6、地面光(線)纜、給水井及管道。1)盾構隧道下穿隴海鐵路上、下行線及5條取送線愛護措施盾構施工下穿隴海上、下行線及取送線愛護措施:施工前對隴海鐵路上、下行線及取送線進行加固處理,處理方法是:在地鐵與隴海鐵路交叉范圍的右線兩側30m及左線兩側30m范圍內采納扣軌的方法進行加固。盾構通過時應保持勻速不停頓一次通過;預先對鋼軌、扣件、道床、接觸網支架及電桿等進行全面檢查,確保措施到位、軌道結構狀態穩定,列車通過施工段時應限速為35Km/h。施工期間依照地層沉降變形情況,加強監測,依照監測反饋信息,調整盾構機施工參數,關于沉降速率及累積沉降量等的監測操縱應包括預警值、報警值、極限值。如沉降達到報警值,則采取地面跟蹤注漿和道床加固措施,操縱地層沉降。2)盾構隧道與車輛18臨修線及14條整備線關系;盾構隧道平面上左線隧道以曲線形式(曲線半徑R=800m)下穿上述鐵路線路(共6條股道),與上述線路平面大角度相交,交角為80°~62°;右線隧道以直線+曲線形式(曲線半徑R=500m)下穿上述鐵路線路(共7條股道),與上述線路平面大角度相交,交角為67°~82°。左、右線間距約98m~110m。區間盾構隧道結構為圓形,半徑為3.0m。該段區間隧道拱頂覆土約12.6~14.1m。盾構隧道通過地層為古土壤及老黃土。該段平水位期地下潛水穩定水位埋深為10.9~12.0m。新建整備所位于隴海線上、下行線之間,其中,左線隧道下穿新建C3臨修庫1條臨修線(輛18)及C1整備棚8條室內整備線及6條室外整備線;右線區間隧道下穿C1整備棚室內8條整備線及6條室外整備線整備線及臨修線列車運行最高時速為5km/h。《整備所施工圖》中提出“依據軌道扣件調整要求,柱式檢查坑不均勻沉降操縱在20mm以內”。圖、18條臨修線整體道床詳圖圖2、棚內整備線混凝土柱式檢查溝詳圖圖3、棚內整備線鋼柱式檢查溝詳圖盾構下穿臨修線及正被下安全防護措施依照西安地鐵一、二號線施工經驗,盾構隧道施工地面沉降操縱值一般為10mm。為確保運營安全,整備所內構筑物設計時即對其基礎采取必要的預加固措施;地鐵盾構隧道施工中制定了應急處理措施,并對施工參數實行嚴格的動態操縱,確保上述鐵路線路滿足安全使用防護要求。預加固措施:《整備所施工圖》中,對所有整備線及臨修線地基進行加固:墊層以下采納3:7灰土換填,厚度2m,每邊寬出基礎邊緣1.0m,分層夯實。換填后地基承載力fak≥180kpa。基礎整體剛度得到了增強。應急處理措施:采納地表垂直注漿補償地層損失。①預埋注漿管采納φ42,壁厚3.5mm的無縫鋼花管;②在臨修線及整備線基礎之外0.1m處沿基礎縱向按1m間距布設,兩側呈梅花形布置;③注漿管長度從路基至臨修線及整備線基礎以下2m。④依照監測數據,一旦超過報警值(同意值70%),則立即進行跟蹤注漿,漿液采納1:1水泥-水玻璃雙液漿。3)盾構隧道下穿C2整備棚邊跨獨立基礎群安全愛護措施C2整備棚邊跨為單層排架結構,內設橋式吊車。依照《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)5.3.4條相關規定,整備棚基礎地基變形同意值如表1。變形特征地基土類不中、低壓縮性土高壓縮性土工業建筑相鄰柱基的沉降差框架結構0.002l0.003l砌體墻填充的邊排柱0.0007l0.001l當基礎不均勻沉降時不產生附加應力的結構0.005l0.005l單層排架結構(柱距為6m)柱基的沉降量(mm)120200橋式吊車軌面的傾斜(按不調整軌道考慮)縱向0.004橫向0.003圖、盾構隧道下穿C2整備棚邊跨獨立基礎群橫剖面圖預加固措施:《整備所施工圖》中,對所有C2整備棚邊跨獨立基礎地基進行加固:墊層以下采納3:7灰土換填,厚度2m,每邊寬出基礎邊緣1.0m,分層夯實。換填后地基承載力fak≥180kpa。基礎整體剛度得到了增強。應急處理措施:采納地表垂直注漿補償地層損失。①預埋注漿管采納φ42,壁厚3.5mm的無縫鋼花管;②在整備棚邊跨每處獨立基礎之外0.1m處沿基礎周邊按1m間距布設;③注漿管長度從路基至臨修線及整備線基礎以下2m。④依照監測數據,一旦超過報警值(同意值70%),則立即進行跟蹤注漿,漿液采納1:1水泥-水玻璃雙液漿。4)盾構隧道穿越C1整備棚承臺樁基C1整備棚由于使用要求,上部結構跨度較大,立柱底部荷載相應較大,基礎形式采納多樁承臺。國鐵設計部門充分考慮了地鐵盾構隧道通過要求,在整備棚基礎布置時,盡量將樁基遠離后建地鐵區間盾構隧道。依照西安地鐵3號線一期工程《胡石區間第一分冊盾構隧道施工圖》以及《整備所施工圖》,C1整備棚基礎距離左線盾構隧道最近處為3.3m(盾構隧道管片外皮距離1三樁承臺基樁中心,基樁半徑為0.9m);C1整備棚基礎距離右線盾構隧道最近處為2.94m(盾構隧道管片外皮距離1四樁承臺基樁中心,基樁半徑為0.9m)。隧道結構與C1整備棚承臺樁基相對關系詳見附圖:依照工程經驗,盾構隧道施工過程中可不能使樁側摩阻力有損失。盾構隧道施工對C1整備棚樁基承載力阻礙不大,理論上可不需要采取預加固措施,施工中應加強盾構施工治理及參數操縱。5)盾構隧道與隴海線沿線接觸網立柱關系隴海鐵路上、下行兩側各有一排(共計四排)接觸網立柱,布置間距不等,約20~70m,一般為40m左右。據了解,接觸網立柱基礎一般為獨立基礎。在盾構施工引起的沉降槽(自線路中線兩側各寬20m)范圍內,共有11個接觸網立柱基礎。區間施工沉降槽范圍內隴海鐵路沿線接觸網立柱分布表見下:序號位置數量備注1隴海線下行線北側左線盾構隧道施工沉降槽阻礙范圍42右線盾構隧道施工沉降槽阻礙范圍31處位于隧道正上方3隴海線上行線南側左線盾構隧道施工沉降槽阻礙范圍22處均位于隧道正上方4右線盾構隧道施工沉降槽阻礙范圍22處均位于隧道正上方接觸網支柱是接觸網的支撐構件,用來承受接觸懸掛與支持設備的負荷。地鐵區間隧道施工,可能引起地層中支柱基礎移動,連帶接觸網上部結構發生位移,從而阻礙電力機車正常行車。依照《鐵路技術治理規程》(原鐵道部[2011]第90號令)第155條相關規定,要求地鐵區間隧道施工期間,接觸網距鋼軌頂面的高度應保持在5700mm—6500mm之間,“(接觸網設計的軌面標準線)復測結果與原軌面標準線誤差不得大于±30mm”,同時接觸網不得侵入限界,防止發生脫弓或掛弓事件。地鐵盾構隧道施工對與地面點接觸的接觸網立柱基礎的阻礙要緊是沉降。依照西安地鐵一、二號線施工經驗,盾構隧道施工地面沉降操縱值為一般為10mm,滿足接觸網使用要求。考慮到接觸網涉及隴海鐵路正線正常運營,而接觸網涉及相關內容專業性強,建議由業主托付運營單位進行安全性評估,并制定合理的安全愛護措施。6)地面光(線)纜、給水井及管道依照我們前期與鐵路局相關部門的溝通和現場調查,胡家廟~石家街區間盾構區間下穿隴海鐵路線段隧道上方要緊有自來水管和污水管。自來水管為?200的球墨鑄鐵管,埋深1.5m~2m,為東西走向,位于隴海線北端防護柵欄以北3m,與鐵路線平行;污水管為?200的混凝土管,埋深2m,東西走向,隴海線南北側各一條,與鐵路線平行。依照我們二號線盾構施工經驗,由于管線埋深較淺,盾構施工對其阻礙較小,施工前我們將進一步核實隧道與管線的距離,針對不同的管線制定相應的預案及施工措施,盾構施工時操縱好施工參數,加強地面監測及巡視,確保管線及隧道安全。六、測量與監測施工措施6.1、本標段工程測量特點本標段盡管以盾構隧道施工為主,但盾構隧道施工受暗挖隧道施工進度阻礙,且暗挖結構斷面變化多,施工工藝較為復雜,工序轉換快,地下施測條件差,測量工作量大。標段位于西安東二環西側,地面建筑物、住宅樓密集,道路車流人流量也大,給地面操縱測量帶來較大的干擾。測量操縱點愛護難度大,地面向車站內傳遞導線時,受施工場地、結構凈空的限制,后視距離短,測量誤差大。地面操縱導線及高程操縱必須由地面導入車站,再從車站向洞內傳遞,站體較深,不但要保證地面向車站投點的精度,還要在地下布設平面及高程操縱網,形成檢測條件并經常復測操縱點。暗挖結構位置施工時,導線點間的長度受限制,測量誤差容易累積,布置導線時要保證傳遞導線的精度。對工程測量精度要求高。擬分不采納GPS靜態定位技術和周密水準儀對業主所交付的導線網與水準網進行復測,并加密延伸至盾構始發場地。6.2、施工測量操縱1)盾構隧道施工操縱測量①施工操縱導線的延伸的原則是:先檢測后延伸,當檢測的角度差值≤±20″,前后視的距離相對中誤差≤1/5000時,才能向前延伸。②施工操縱導線點應定期檢測,保證操縱網的精度和點位的穩定性,當隧道掘進150m、隧道全長的二分之一、隧道全長的四分之三、和接近貫穿面150m時必須進行一次包括聯系測量在內的全面檢測。③施工水準用TOPCONAT—G2水準儀施測,往返閉合差≤±20。④水準操縱點應定期進行檢測,施工水準向前延伸必須先檢測后延伸,檢測點的高程與原高程之差≤±3mm。⑤高程傳遞用懸掛鋼尺的方法,鋼尺須檢定合格,鋼尺的下部掛上檢定時的標準拉力的重物,上、下各安置一臺水準儀同時觀測鋼尺上的讀數。高程傳遞時獨立觀測三測回,每測回間儀器變動高差大于100mm,三測回測得的高差較差≤3mm。高差測定后加入溫度和尺長改正。2)盾構機姿態測量盾構機姿態測量的要緊內容是:水平偏移、俯仰角、扭轉角的測量。測量的目的是確認盾構機在掘進過程中是否沿隧道的設計中心線掘進。盾構機姿態測量的原理:盾構機
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