11号线南段大直径地铁隧道工程技术总结

上海市市政工程管理咨询有限公司轨道交通11号线南段9标工程项目监理组--1.11号线南段大直径地铁隧道工程技术总结第一章工程概况1、工程概况轨道交通十一号线南段工程从浦东新区的龙阳路站至滴水湖边的临港新城站，线路走向为：浦东新区龙阳路站-沿罗山路、罗南大道-规划航三公路-人民西路-拱极路-穿川南奉公路、远东大道-折向平行浦东铁路东侧南行-跨越大治河-临港大道-至临港新城站。线路长约58.962km，其中地下线路长约13.741Km，高架路线长约45.221km，设11座车站。其中地下站2座，高架站9座。最大站间距10.601km，最小站间距2.699km。本次招标工程内容：临港明挖段～1#风井～2#风井两段区间圆形盾构推进（含管片），盾构明挖区间、盾构工作井及1#风井、2#风井土建工程。本工程范围内的构筑物结构设计使用年限为100年，盾构工作井安全等级为二级，其余土建工程安全等级均为一级。工程施工重点与难点：1.工程规模宏大、工期十分紧张。本工程总工期625天，类似规模的工程工期一般三年左右，因此本工程工期十分紧张。同时本工程涵盖了深大基坑开挖、结构施工、大直径泥水管道隧道施工等众多工程，且在盾构推进过程中结构“口”字件同步施工，工艺十分复杂2.开挖深度超超深，土体垂直运输困难，开挖进度难保证。由于基坑开挖深度达到28.15m，支撑较密，加上井内布置较多的降水井，造成土方开挖困难。特别是开挖最后几层土时由于深超深，基坑开挖进度受到极大的影响，如不解决开挖速度问题将引起基坑较大的变形，对基坑带来风险。上海市市政工程管理咨询有限公司轨道交通11号线南段9标工程项目监理组--23.盾构施工难点盾构出洞施工中，盾构顶覆土最小8.27m，深度不足1D。盾构在浅覆土状态下掘进时，易发生地面沉降大、管片碎裂、隧道横鸭蛋等问题，且易出现地面冒浆、切口水压无法建立、工作面土体塌方等施工险情。4．复杂地层盾构推进盾构推进过程中沿线部分区段隧道穿越粉土层（②3号灰色砂质粉土），易产生机头偏斜、扭转、盾构设备受损等情况，且粉土在水动力作用下，又极易产生流砂、坍塌等现象，导致掘进面不稳定，对隧道盾构的施工产生较大的不利影响。5.防水工程地下工程施工缝、连接缝较多，地表水的下渗将直接关系到整个地下防水施工质量的优劣，其中钻孔灌注桩表面防水由于格构柱的安装施工复杂是施工的一大难点。①基坑情况1.1、临港明挖段～1#风井区间自临港大道两港大道路口西侧的明挖段盾构工作井，沿临港大道中间绿化带下方一路东行，分别下穿南白龙港、大四灶港、两港大道、人民塘随塘河后至临港大道上的1#中间风井。区间全长1886M，隧道覆土厚度为8.87~17.75M。全线设置了一段平曲线，半径为2002.65M。纵坡为“V”型坡，最大纵坡12‰，最小纵坡4‰，设置了四个竖曲线，半径均为10000m。盾构穿越的土层主要有②3灰色沙质粉土层、④灰色淤泥质粘土层、⑤1-1灰色粘土层、⑥1暗绿色粉质粘土层和⑥2草黄色粉质粘土层。隧道采用盾构法施工。管片内径10.4m，外径11.36m，厚480mm，环宽1.5m，错缝拼装。隧道内设“口”字型预制件和中隔墙，其中，口字型构件采上海市市政工程管理咨询有限公司轨道交通11号线南段9标工程项目监理组--3用同步施工的方案实施，中隔墙采用贯通后现浇结构的方案实施。选用盾构机需满足管片外径要求。1.2、1#风井～2#风井区间自临港大道上的2#中间风井，沿临港大道中间绿化带下方一路西行，分别下穿随塘河、沪城环路、军民河后至临港大道上的1#中间风井。区间全长1885m，隧道覆土厚度为14.49~18.15m。全线设置了三段平曲线，半径分别为2002.65m、1202.65m和2002.65m。纵坡为“V”型坡，设置了三个竖曲线，半径均为10000m。盾构穿越的土层主要有②3灰色沙质粉土层、④灰色淤泥质粘土层、⑤1-1灰色粘土层、⑥1暗绿色粉质粘土层和⑥2草黄色粉质粘土层、⑦1-2草黄色~灰色砂质粉土层。隧道采用盾构法施工。管片内径10.4m，外径11.36m，厚480mm，环宽1.5m，错缝拼装。隧道内设“口”字型预制件和中隔墙，其中，口字型构件采用同步施工的方案实施，中隔墙采用贯通后现浇结构的方案实施。选用盾构机需满足管片外径要求。1.3、明挖区间明挖区间(里程SDK51+991.500~SDK52+680)沿临港大道中央绿化带走行，敞开段和暗埋段分别位于Y2路、临港大道两侧，总长度约560m，其中敞开段长为392m，暗埋段长为168m。其中敞开段埋深0m~10.5m，暗埋段基坑深10.5m~17.9m，结构采用明挖顺筑法施工，围护形式分别采用搅拌桩重力式挡墙、Φ600桩孔灌注桩+双排Φ700搅拌桩、Φ800桩孔灌注桩+双排Φ700搅拌桩、600厚地下墙、800厚地下墙作围护，坑内设1到砼支撑+1~5道钢支撑。基坑安全保护等级取为二级。明挖段结构型式采用钢筋混凝土U型结构，结构内净宽15.3m。底板厚度0.5~1.3m,侧墙厚度0.5~1.3m；暗埋段结构型式采用二孔钢筋混凝土箱型框架结构，结构内净宽15.3m。顶板厚度0.6~1.0m，底板厚度0.9~1.1m，内衬墙厚度取0.4~0.6m，考虑地下墙与内衬共同受力，按复合墙计算。1.4、盾构工作井上海市市政工程管理咨询有限公司轨道交通11号线南段9标工程项目监理组--4盾构工作井基坑深22.72m,采用1000厚，41m长地下墙作围护，明挖顺筑法施工，坑内设4道砼支撑+1道钢支撑。基坑安全保护等级取为二级。盾构工作井结构型式采用二孔钢筋混凝土箱型框架结构，结构内净宽16.5m。顶板厚度0.7m，底板厚度1.4m，内衬墙厚度取0.8m，考虑地下墙与内衬共同受力，按复合墙计算。1.5、1#风井及2#风井1#风井及2#风井中心里程分别为SDk54+600、SDk56+520,内净尺寸分别为18.5m×32m、18.5m×38m，结构埋深约28m。风井采用厚1.2m、长51m的地下连续墙，明挖顺筑法施工，设六道支撑（五道钢筋砼支撑和一道钢支撑）及一~二道临时钢支撑。基坑安全保护等级取为一级。1#风井及2#风井为地下三层结构，顶板厚700mm；地下一层设置了小通风机房、0.4kv开关柜、35kv开关柜室等设备用房，地下一层板厚500~600mm，内衬厚600mm；地下二层内设置了通风机房，地下二层板厚为600mm，内衬厚600mm；地下三层为轨道交通运行层，层内还设置了废水泵房及设备用房，底板厚为1600mm，内衬厚800mm。②深基坑的降水、开挖、支撑情况工程设计概况钢支撑与砼支撑分部情况、施工现场地下结构与围护结构的联结方式中间风井1：位于临港大道的绿化带内，中间风井1中心里程为SDK54+600.000。两个风井的外包尺寸同为49m×22.5m，均采用1.2m厚、深48米的地下连续墙作为围护结构，单个中间风井地下连续墙共32幅。中间风井1基坑开挖深度均为28.15m，属于超深基坑，保护等级为一级。基坑施工时采用明挖施工，共设6道支撑，其中第一、二、三、四、五道为钢筋混凝土支撑，第六道为Ф609（t=16mm）钢支撑。第一至第五道钢筋混凝土支撑截面积分别为800mm×1000mm、900mm×1200mm、1100mm×1200mm、1100mm×1300mm、1300mm×1300mm。第四道支撑下采用旋喷抽条加固。上海市市政工程管理咨询有限公司轨道交通11号线南段9标工程项目监理组--5盾构工作井后接暗埋段和敞开段：位于临港大道的延伸段的拟建绿化带内，周边为农田。盾构工作井的外包尺寸为21.6m×20.1m，开挖深度为22.83米，基坑保护等级为二级，采用1m厚、深为39米的地下连续墙作为围护结构，由于暗埋段与基坑工作井开挖深度的差异设置一道厚0.6m、深12米的地下连续墙与暗埋段区隔。暗埋段和敞开段基坑宽度为14.1m，明挖区间总长641.5米，其中暗埋段长度为270m，敞开段长度为371.5米，最深的挖深为17.49米，由暗埋段向敞开段开挖深度由深向浅过渡。暗埋段根据开挖深度的不同分别采用地下连续墙、SMW工法桩加止水帷幕作为围护结构；敞开段根据深度的不同分别采用灌注桩加止水帷幕、格栅型水泥挡墙作为围护结构。盾构井、暗埋段和敞开段均采用明挖基坑顺做结构，其中盾构工作井采用4道钢筋砼支撑，一道Ф609、壁厚为16mm钢支撑，基坑内无加固措施。暗埋段里程SDK52+680.000~SDK52+625.825采用5道Ф609、壁厚为16mm的钢支撑；在地面至开挖面采用搅拌桩抽条弱加固，加固区强度qu≥0.5MPa；坑底以下3米采用搅拌桩抽条加固，加固区强度qu≥1.0MPa。暗埋段里程SDK52+625.825~SDK52+410.000，第一道支撑为砼支撑，其余的采用Ф609、壁厚为16mm的钢支撑（由深向浅，由4道钢支撑向2道钢支撑过渡）。敞开段里程SDK52+410.000~SDK52+355.00，第一道支撑为砼支撑，剩余的各道为Ф609、壁厚为16mm的钢支撑；敞开段剩余的需要支撑的部分，均为Ф609、壁厚为16mm的钢支撑。里程SDK52+680.000~里程SDK52+482.400的敞开区间坑底以下采用3m采用搅拌桩抽条加固，加固区强度qu≥1.2MPa。（2）围护体系情况概述a、地下连续墙暗埋段根据开挖深度的不同分别采用地下连续墙、SMW工法桩加止水帷幕作为围护结构；敞开段根据深度的不同分别采用SMW工法桩加止水帷幕、格栅型水泥挡墙作为围护结构地墙位置地墙深度（米）数量（幅）备注中间风井1位置48321200mm厚盾构工作井位置39151000mm厚暗埋段31/2916/2800mm厚/600mm厚上海市市政工程管理咨询有限公司轨道交通11号线南段9标工程项目监理组--6敞开段20.5m～26.5m58600mm厚敞开段28/2924800mm厚b、立柱桩（钻孔灌注桩、格构柱）中间风井1：本风井内共有格构柱5根，为一桩一柱式。格构柱顶至第一道钢筋砼支撑梁，底部插入钻孔灌注桩3.6m，钻孔桩直径Φ1000，桩长33m。每根格构柱长度30.93m。盾构工作井后接暗埋段和敞开段：格构柱施工范围位于盾构工作井1根，暗埋区间段3根，共计4根，支撑立柱采用钢格构柱，且格构柱以Φ800钻孔灌注桩为基础，在地表钻Φ800mm孔，桩长约为30M和20M。格构柱插入立柱深度为3M，明挖区间段钻孔灌注桩（基础抗拔桩）150根，钻孔灌注桩（基础承压桩）56根，桩径：800；桩径600的24根；桩身混凝土强度等级为水下C30.c、支撑系统中间风井1：沿基坑深度方向设置六道支撑，其中第一、二、三、四、五道为钢筋混凝土支撑，第六道为Ф609（t=16mm）钢支撑。盾构工作井后接暗埋段和敞开段：第一道支撑为砼支撑，其余的采用Ф609、壁厚为16mm的钢支撑（由深向浅，由4道钢支撑向2道钢支撑过渡）。敞开段里程SDK52+410.000~SDK52+355.00，第一道支撑为砼支撑，剩余的各道为Ф609、壁厚为16mm的钢支撑；敞开段剩余的需要支撑的部分，均为Ф609、壁厚为16mm的钢支撑。d、土体加固、坑外止水中间风井1：第四道支撑下Φ1000二重管旋喷桩抽条、裙边加固施工及Φ800三重管旋喷桩地下连续墙坑外止水施工。第四道支撑下加固标高在-13.65m～-16.65m,旋喷抽条厚度3m;坑外高压旋喷桩地基加固主要为地下连续墙接缝处设置三根止水，标高在-15.70m～-43.90m,桩长28.2米;以上加固水泥掺量25%，水泥用量450kg/m3，水灰比1:1；要求加固后28天强度指标qu≥1.2Mpa。上海市市政工程管理咨询有限公司轨道交通11号线南段9标工程项目监理组--7盾构工作井后接暗埋段和敞开段：采用裙边+抽条的加固方式，本次施工：基坑○2~○3轴位置Φ850三轴搅拌桩抽条加固施工；工作井坑外Φ800二重管旋喷桩防渗施工及基坑暗埋段Φ1000二重管旋喷桩坑底抽条加固施工。其中○2~○3轴位置Φ8