傅德明-上海地铁工程设计施工新技术

1上海申通地铁集团有限公司2013.11上海地铁工程设计施工新技术上海地铁工程设计施工新技术一、概述二、车站基坑工程三、盾构穿越施工四、换乘通道和出入口五、展望一、概述1.1上海轨道交通当前建设规模5条线同期建设23个地下车站在建19个盾构区间12个车站运营交叉11次盾构穿越新开工2个项目9号线3期（东延伸）、13号线2期1.2当前建设的困难和挑战埋深•汉中路站33.1m•淮海路站32.7m•利津路-复兴岛区间36m覆土穿越•徐家汇-上体场区间下穿1#、上下穿4#•江宁路-汉中路区间2次下穿1#地质•车站的承压水问题•盾构⑤⑥⑦层施工交叉•运营项目•其他市政项目•城市基础设施•居民房屋运营•使用功能•结构耐久性1.2当前建设的困难和挑战淮海中路站1号线地铁3号出入口地下五层附属结构龙凤地下4层含2号出入口南端头井3号出入口过街通道新排风井标准段龙凤地下2层含1号出入口北端头井及北侧标准段向明中学基坑向明中学基坑地铁风亭混3混1、213号线淮海路站：1号线隧道、地块开发、保护建筑和市政设施71.2当前建设的困难和挑战13号线淮海路站卜龄公寓东侧民居、华狮81.2当前建设的困难和挑战12号线龙漕路站：运营的3号线高架零距离施工，基坑下卧⑤2层云都新苑(砼7)上海梦乡床垫有限公司(混2)漕溪四村(混6)凯博佳捷酒店(混3)新天天配送(混2~混4)新天天配送(混3)远大心胸医院(混5)3号线龙漕路站3号线高架桥桩上部开发上部开发上部开发3号线高架区间3号线高架桥桩1.3对策措施管理保障设计源头施工质量101.4工程风险的梳理、评估和管理沪地铁〔2010〕344号关于下发《上海轨道交通风险管理办法》（试行）和新线工程风险等级初评结果的通知111.4风险评估成果1.5盾构施工要求推进进度日推进不超过12环正面平衡盾构正面地表微微隆起，隆起量2mm盾构姿态盾构轴线和隧道轴线夹角1/1000同步注浆全面应用新型缓凝可硬厚浆，注浆量100%-140%地层损失控制盾构施工地层损失率5‰1.5盾构施工的五个转变盾构装备由通用盾构转变为定制化配置考核指标由工程进度转变为工程的质量管理重心由重点区段转变为全过程管理风险控制由应急抢险转变为防范和预控突出问题由同步注浆转变为进出洞措施141.6盾构装备的技术要求措施地质条件推力和扭矩配置，加注泡沫、聚合物装置，盾尾密封，螺旋机应急装置工况条件铰接盾构，刀盘开孔率，盾尾刚度，推进速度控制环境保护同步注浆、盾构姿态、自动测量保障措施信息集成总控，关键节点验收151.612号线利津路站-复兴岛站区间36m⑥层暗绿~草黄色粘土⑦1层草黄~灰色砂质粘土⑦2层草黄~灰色粉细砂超深覆土（36m）、长距离砂层施工小半径（R350）、29.4‰坡度穿越黄浦江煤码头堆载161.612号线利津路站-复兴岛站区间新购2台深覆土铰接盾构设备加厚钢板，增大至盾构直径6360，防止盾尾变形配置300t推力千斤顶，总推力4800t配置7783KN·m扭矩刀盘配置多台添加剂注入设备，保障正面平衡171.7承压水层进洞钢套筒措施11号线云锦路站-龙华站区间进洞首次应用，后续将在12号线漕宝路站-龙漕路站区间、13号线江宁路站-汉中路站区间等工程应用181.8预报警数量统计19二、车站基坑工程2.1在建车站基坑工程特点地质条件承压水问题换乘车站挖深大、工序多、难度高地块开发交互影响问题运营交叉运营保护高要求保护建筑环境变形高要求212.2设计措施⑦2⑤3-1地墙由43m加深至52m，增加扰流路径11号线北段2期交通大学站222.2设计措施13号线长寿路站地墙由33m加深至39m，隔断⑦层232.3装备措施13号线淮海路站地墙抓铣工艺-26.39+3.00第一步：第1抓到第71层底第二步：第2抓到第71层底第三步：第3抓到第71层底第四步：第1铣到设计深度第五步：第2铣到设计深度第六步：第3铣到设计深度-62.00+3.00-26.39+3.00-26.39+3.00-62.00+3.00-62.00+3.00⑦2层以上采用成槽机抓土⑦2层开始采用铣槽机铣槽242.3装备保障双轮铣槽机抓斗成槽机252.4汉中路站上海开挖深度最深的地铁车站12号线、13号线和1号线三线换乘枢纽车站第一个采取承压水抽灌一体化技术的地铁车站基坑2.4汉中路站：复杂的地质条件⑤1-2⑥⑦1⑦2⑧1⑧2①1②3-1⑤1-1⑤1-2⑥⑦1⑦2⑧1⑧2⑨12.82S16CZ2⑤1-1①1②3-1⑨1⑤1-2⑥⑦1⑦2⑧1⑧2⑨1⑤1-1①1②3-1均厚14m均厚14m⑦2⑨1⑧2水头-7.5m水头-6.6m出水量2.2t/h⑧2层与⑨层存在水力联系，最大降深11.36m，无法隔断2.4汉中路站：众多保护建筑1号线汉中路站12号线（下四层），深26.3m13号线（下五层），深33.1米金峰大厦，29层，6.7m恒通大厦，25层，1.3m兆安酒店，16层，44mIa区Ⅱa区Ib区苏州河恒丰路恒通路光复路梅园路青年文化活动中心,21层,44mⅡb区换乘大厅（下三层）18.2m设备房（下四层）24.4mⅢ区Ⅳ区Ⅴ区2.4汉中路站：环境保护措施抽水井回灌井净化承压水抽灌一体化2.4汉中路站：环境保护措施金峰大厦82m回灌控制：保护建筑物水位控制回灌量2.4汉中路站：回灌措施效果回灌侧：最大沉降：1mm水头下降：0.5m未回灌侧：最大沉降：15mm水头下降：5m2.4汉中路站：回灌措施效果7-268-28-98-168-238-309-69-13-55-50-45-40-35-30-25-20-15-10底板浇筑完成沉降(mm)日期J1J2J2-1J9J10抽灌开始7-137-207-278-38-108-178-248-31-24-23-22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10防汛墙沉降(mm)日期FXQ3降水开始底板完成金峰大厦沉降（距离降压井约80m）苏州河防汛墙沉降（距离降压井约55m）降压回灌运行期间总抽水量为38385.6m3，总回灌量为16130.4m3回灌三个月期间，金峰大厦处水头降深变化低于50cm2.4汉中路：环境保护措施现场控制站电气系统自动控制千斤顶油缸油压支撑轴力损失超过10T自动加压至设定值应用伺服型支撑2.4汉中路站：环境保护措施紧邻金峰大厦的12号线IIb区基坑第三、五、六道钢支撑采用伺服支撑应用伺服型支撑2.4汉中路站：自动化监测措施连通管倾斜仪裂缝计房屋自动化监测2.4汉中路站：自动化监测措施电水平土体测斜电水平自动化监测土体测斜自动化监测1号线自动化监测三、盾构穿越施工3.1盾构穿越工程特点数量多难度大工程密集383.2已完成的盾构穿越地铁工程11号线北段2期徐家汇站-上体场区间下穿1号线、叠交、上下穿越4号线济阳路站-济三风井区间2次下穿6号线12号线利津路站-巨峰路站区间下穿6号线高架13号线自然博物馆站-南京西路站区间下穿2号线隆德路站-金沙江路站区间下穿3号线高架金沙江西路站-丰庄站区间2次上穿进出场线393.313号线自然博物馆站-南京西路站区间下穿2号线穿越段平面403.313号线自然博物馆站-南京西路站区间南京西路站2号线13号线⑤2⑤1-1④穿越段地质条件，最小净距1.4m413.313号线自然博物馆站-南京西路站区间穿越段分区423.313号线自然博物馆站-南京西路站区间穿越段细化分区及进度节点433.313号线自然博物馆站-南京西路站区间　控制一区穿越二区控制三区推进速度0.5~1.5cm/min0.5~1.0cm/min0.5~1.5cm/min土压力0.24MPa0.22MPa0.24MPa同步注浆量2.44~3.14m32.44~3.14m32.44~3.14m3注浆压力0.26~0.30MPa0.26~0.30MPa0.26~0.30MPa正面措施重点保持调整土压力设定值并保持平稳。土压力设定值逐步减小并保持土压力平稳。土压力设定值提高至穿越前的水平。推进要求　每推进40～60cm，停顿10～20分钟，释放应力，然后再继续推进。　同步注浆控制根据地表沉降监测数据实时调整注浆量和注浆压力，注浆充填充足。　根据地铁2号线隧道的沉降变化情况调整同步注浆压力及方量。盾构姿态控制进入模拟区前控制测量控制导线点的坐标和高程准确，盾构切口和盾尾轴线水平和高程偏差均控制1cm以内。保障措施进入控制一区之前彻底检修清理设备，保证穿越期间设备正常运转，防止故障停机施工现场准备充足的各类设备的备品备件选派对设备性能和状况熟悉，有丰富的修理经验的修理工在现场值班，以备出现故障时以最快的速度抢修。盾构穿越施工控制措施443.313号线自然博物馆站-南京西路站区间2号线隧道沉降曲线453.4后续穿越工程江宁路站-汉中路站区间：两次下穿1号线，全断面砂性土3.4后续穿越工程：淡水路站-淮海路站区间穿越保护建筑和民房穿越南北高架下穿500KV电力隧道黄埔区政府大楼切桩、隧道叠交下穿1号线穿越保护建筑和民房3.4后续穿越工程：淡水路站-淮海路站区间黄埔区政府切桩四、换乘通道和出入口4.1换乘通道和出入口：工程特点施工条件极苛刻运营施工难兼顾变形控制高要求4.2换乘通道和出入口施工工法•金沙江路站7字形换乘通道•…明挖法•伊犁路站3号口•…顶管法•大渡河路站3号口冻结法4.2伊犁路站3号口顶管工程小接收井内大角度斜交进洞110KV电力井及箱涵原位保护穿越虹桥路众多管线4.2大渡河路站3号口冻结工程①1填土②1砂质粉土②3-1砂质粉土④淤泥质粘土⑤1-1黏土砂性地质：冻胀、融沉问题环境保护：合流污水、煤气、上水等大量管线、城市道路交叉施工：与装饰安装工程交叉4.313号线金沙江路站7字形换乘通道220KV电缆3号线高架桥墩13号线贯通区间544.313号线金沙江路站7字形换乘通道220KV电力管554.313号线金沙江路站7字形换乘通道1、在已经拔除型钢的工法桩外侧插入一排型钢现阶段围场现有换乘通道第一阶段结构利用现有围场，对换乘通道一期结构进行改造。2、修复原基坑外侧桩顶围檩3、挖除三角区内的回填土5、凿除原换乘通道与三角区之间的封堵墙改造完毕后的换乘通道第一阶段6、在三角区内施工侧墙和顶板，并与原通道顶板连成整体4、在原顶板下加钢支撑，确保结构安全施工顺序564.313号线金沙江路站7字形换乘通道施工顺序完成托换加固和管线保护后，实施道路翻交，再进行二、三阶段的灌注桩维护、止水帷幕和基坑加固施工。基坑加固强度达到开挖要求后，就可以进行基坑开挖施工，在转角区域将采用逆作法施工。574.313号线金沙江路站7字形换乘通道为确保高架承台的安全，在钻孔灌注桩施工的同时，对高架承台进行外扩托换保护桥墩保护措施584.313号线金沙江路站7字形换乘通道MJS工法1-1剖面图外排桩停浆面内排桩停浆面220KV电缆通道两侧各施工2排MJS挡墙在管线两端施做钻孔灌注桩，形成两个大梁，悬吊保护220KV电缆220KV电缆保护措施594.313号线金沙江路站7字形换乘通道220KV电缆悬吊保护现场照片604.313号线金沙江路站7字形换乘通道13号线换乘通道转角位置61五、展望5.1新线建设规模序号线路工程范围线路长度（km）车站数（座）19号线三期松江新城－松江南站6.53民生路－曹路14.58213号线二期南京西路－张江22.51735号线二期东川路－南桥新城20.78417号线虹桥枢纽－东方绿舟35.212518号线场北路－航头44.330614号线江桥－金桥36.429715号线陈太路－紫竹科技园区40.128小计220.2135811号线迪士尼段罗山路—迪士尼乐园9.15398号线三期航天博物馆—汇臻路6.661010号线二期新江湾城—港城路106113-4号线分线改造上海火车站—宝山路－－12宝钢车辆段扩建新增停车列检26列位预留14列位－－小计26152020年前目标7个新项目延伸改造5项150个车站635.1新线盾构区间建设规模246Km单