盾构穿越苏嘉杭高架桥施工方案

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中铁十一局集团有限公司中铁十一局集团有限公司一、工程概况二、施工风险分析三、盾构机施工情况及控制要点四、盾构下穿苏嘉杭高架施工技术措施五、穿越高架桥监测方案六、应急预案目录CONTENTS中铁十一局集团有限公司1.1工程概况本标段尹中路站~通达路站区间里程右DK27+925.649~右DK28+700.000,区间右线长774.633m,左线长774.137m短链0.214m。本区间采用盾构法施工,设联络通道(与泵房合建)1处。此段隧道起于尹中路车站东侧站端,沿郭新西路向东穿越彩虹路、苏嘉杭高架桥、郭新河,最终在通达路站西端头接收进洞。盾构区间隧道为全断面圆形结构,管片内径5.7m,外径6.2m,环宽1.2m。盾构在里程右DK28+483~DK28+525线路下穿苏嘉杭高速公路高架桥,本桥为两座单向双车道分离式桥梁。上部结构为装配式钢筋混凝土连续梁,下部结构为双柱式桥墩和独柱式桥墩。基础为钻孔灌注桩。区间下穿13#和14#桥墩,桥墩基础为4个桩径为1.3m的钻孔灌注桩,桩底标高分别为桩底标高分别为-58.5m,-61.6m,桩基与隧道最小水平净距2.078m,最小垂直净距43.1m,盾构下穿时线间距12m,覆土深度13.89m。详见《盾构隧道和苏嘉杭高架桥平面关系图》、《盾构隧道和苏嘉杭高架桥桩基剖面关系图》中铁十一局集团有限公司1.1工程概况路公苏杭高速嘉新郭西路郭新河新郭东路公苏杭高速嘉线间距12米13#桥墩2个,每个桥墩4个桩基。14#桥墩2个,每个桥墩4个桩基。盾构隧道和苏嘉杭高架桥平面关系图中铁十一局集团有限公司1.1工程概况盾构隧道和苏嘉杭高架桥桩基剖面关系图中铁十一局集团有限公司1.2工程地质与水文地质条件(1)工程地质概况区间本段里程所在土层,自地表以下依次为①工填土层、③1粘土层、③2粉质粘土层④1粉质粘土层、④2粉土夹粉砂、⑤1粉质粘土层、⑤2粉砂夹粉土⑦1粉质粘土层。盾构主要穿越以④1粉质粘土层、④2粉土夹粉砂层为主。土层分布情况见右图:(2)水文地质概况①地表水拟建区间在里程右DK28+523处穿越郭新河,该河呈南北向,姜庄北面有一条东西向支流与其连通。线路穿越郭新河宽度约为26m,水深0.2~1.6m,平均淤泥厚0.35m。①人工填土③1粘土③2粉质粘土④1粉质粘土④2粉土夹粉砂⑤1粉质粘土⑤2粉砂夹粉土⑦1粉质粘土45.00(-41.77)4.00(-0.77)6.50(-3.27)9.70(-6.47)14.10(-10.87)20.30(-17.07)26.40(-23.17)36.70(-33.47)中铁十一局集团有限公司1.2工程地质与水文地质条件②潜水潜水主要赋存于浅部土层的孔隙中,其富水性受土性和厚度控制,根据详细勘察资料,工程场区潜水位埋深1.1~2.4m,标高0.41~1.77m。观测时间2012年2月12日~2012年3月26日。③微层压水场区微承压水主要赋存于④2粉土夹粉砂层中,微承压水含水层补来源主要为大气降水、地表水、上部潜水的垂直渗流,以民间取水及向周围河网的侧向径流为其主要的排泄方式。承压水层顶埋深11.7m,承压水位埋深4.5m,承压水位标高-1.73m。观测时间2012年3月7日~2012年3月13日。④承压水工程场区承压水主要赋存于⑤2粉砂夹粉土层中,承压水补给来源为上部松散层渗入补给、微层压水与之联通补给、越流补给及地下径流排泄。承压水层顶埋深26.1m,承压水位埋深4.75m,承压水位标高-1.66m。观测时间2012年3月20日~2012年3月26日。中铁十一局集团有限公司1.2工程地质与水文地质条件(3)地质条件评价①本工程区间地质属于软土地基,围岩分级为Ⅵ级,可挖性分级为Ⅰ级。②④2粉土夹粉砂层透水性较强,且为承压含水层,在一定的动水压力作用下易产生流土、管涌等不良地质,可能导致盾构掘进面不稳定。③④1层和⑤1层粉质粘土工程性质一般,土体相对较弱,具有一定的触变性,在动力作用下,土体结构较易破坏,使强度降低、变形增加,导致开挖面失稳。中铁十一局集团有限公司1、地质风险盾构穿越④1层和⑤1层粉质粘土层,土体相对软弱,具有一定的触变性,在动力作用下,土体结构较易破坏,④2层粉土夹粉砂层,透水性较强,且为微承压含水层,在一定的动水压力作用下易产生流土、管涌等不良地质,可能导致盾构掘进面的不稳定。2、环境风险苏嘉杭高架桥紧邻郭兴河,且14#桥墩位于郭新河水中。郭新河河面宽26m,河底距离隧道顶垂直距离8m,盾构穿越苏嘉杭高架桥时基本位于④2层粉土夹粉砂层中,土体在动力作用下扰动后易产生渗水现象。当渣土与大量地下水混合成流体状后进入土仓,随着仓内压力增大,容易形成喷涌现象。3、自身风险苏嘉杭高架桥桥墩桩基直径为1.3m,与隧道最小水平净距仅2.078m。盾构机在到达桥桩前,土压力设置过大,出土量少,会对前方土体进行挤压,土压力升高,钻孔桩原本四周平衡的受力状态就发生了变化,单侧局部荷载过大,桩体会产生影响。反之土压力设置过小,就会产生局部超挖,盾构机前面土体坍方,钻孔桩四周受力平衡也会受到破坏,严重时可能造成桥梁上部结构的破坏,危及高架桥安全。如何保证隧道穿越时土体稳定,钻孔桩不受破坏,是本工程施工控制的重点。中铁十一局集团有限公司3.1盾构总况本区间采用2台小松Φ6340mm土压平衡盾构机进行掘进施工。盾构推进时,碴土通过刀盘开口进入土舱,再经过螺旋输送机从土舱底部排出,由皮带输送机运送排入土箱,然后由土箱车送至地面土压平衡工作原理示意图中铁十一局集团有限公司3.1盾构总况盾构推进时,前端刀盘切削土层,切削下来的土体进入密封土仓,当土仓内的土体足够多时,可与开挖面上的土、水压力相抗衡,使开挖面地层保持平衡。盾构设有螺旋输送机,由其将渣土排送到土箱,运至地面。螺旋输送机的排土口上装有滑动闸门或螺旋式漏斗,以控制出土量。在盾构掘进过程中向开挖面加压灌注水、粘土、膨润土、高浓度泥水、泥浆和泡沫等,同时靠刀盘和搅拌翼混合搅拌切削下来的土体,使之具有止水性、流动性。使得切削下来土体能够顺利排出,又能提供压力,与开挖面的水、土压保持平衡。由于土压平衡盾构机对推进时的土压力控制比较精准,所以推进时对周围环境的影响也非常小,完全适用于穿越软土的隧道施工。鉴于此,本工程采用Φ6340mm的土压平衡盾构机进行掘进施工。中铁十一局集团有限公司3.2盾构机参数小松盾构机技术参数表主部件名称细目部件名称参数综述主机长8.68m盾构及后配套总重395t刀盘开挖直径Φ6370mm开口率40%各种刀具主切削刀78把周边刮刀12把先行刀A12把先行刀B66把双刃刮刀4把中心刀1把仿形刀2把中铁十一局集团有限公司1.3模板支架施工中铁十一局集团有限公司1.3模板支架施工侧墙模板在地面预先拼装完成,面板共由2.44m×1.22m竹胶板组合而成。竖向内背楞采用矩形管,水平间距300mm,在面板拼缝处加密,为并列2道矩形管。横向外背楞采用10#双拼槽钢(槽钢背对背设置);间距1000mm。三角架高H=4000mm,由10#、14#槽钢加工成成品,支架间距800mm。中铁十一局集团有限公司1.3模板支架施工安装流程:弹外墙边线→钢筋绑扎并验收后→合外墙模板→单侧支架吊运到位→安装单侧支架→安装加强钢管(单侧支架斜撑部位的附加钢管,现场自备)→安装压梁槽钢→安装埋件系统→调节支架垂直度→安装上操作平台→再紧固检查一次埋件系统→验收合格后砼浇筑。中铁十一局集团有限公司1.3模板支架施工预埋套丝螺杆可调顶托中铁十一局集团有限公司1.3模板支架施工柱模板采用组合模板,面板采用18mm厚竹胶合板。次龙骨采用100mm×100mm木方,主龙骨采用10#双拼槽钢通过M17对拉螺栓对拉。次龙骨最大间距300mm,主龙骨最大间距900mm。模板最外侧通过φ48×3.5mm斜向支撑钢管与地面锚筋顶紧。中铁十一局集团有限公司1.3模板支架施工顶、中板梁,侧模采用18mm厚竹胶板,模板外侧依次为水平纵向100mm×100mm方木(间距200mm)、2根1组的竖向钢管(与侧模等高,间距600mm)。通过M10对拉螺杆将两侧竖向钢管相连(间距400mm~600mm,根据需要选定),模板最外侧每2m设置一道钢管撑与锚筋或脚手架相连,确保模板加固后不移动。中铁十一局集团有限公司1.3模板支架施工车站中板、顶板采用盘扣式满堂脚手架,面板采取厚18mm竹胶板,竹胶板模板下部依次布置横向100mm×100mm方木(间距250mm)、纵向采用10#槽钢(间距900~1500mm);中板搭设盘扣式满堂脚手架横向立杆间距为1500mm,纵向立杆间距为1200mm,步距为500~1500mm,顶板搭设盘扣式满堂脚手架横向立杆间距为1200mm,纵向立杆间距为900mm,步距为500~1500mm。中铁十一局集团有限公司1.3模板支架施工(1)本工程支撑体系主龙骨为10#槽钢间距900mm~1500mm,次龙骨采用100mm×100mm木方间距200~250mm,支撑架采用B型承插型盘扣式钢管支架(速接架)。负二层中板支撑架间距主要以1500mm×1200mm为主,负一层顶板支撑架间距主要以1200mm×900mm为主,标准步距为1500mm。(2)支撑体系施工流程:施工准备及放样→排放可调底座→安装第一步距架体(立杆、横杆)→调整可调底座标高和架体水平度→安装第一步距架体(斜杆)→安装第二步距架体→……→安装第后一步距架体→安装可调托座→调节结构支撑高度→安装模板体系。中铁十一局集团有限公司1.模板支架施工安全措施1.1现场操作规范1.2高处作业安全措施1.3支架工程安全措施1.4支架搭设安全措施1.5支架拆除安全措施中铁十一局集团有限公司2.模板支架施工质量措施2.1施工前受力验算并设计方案2.2做好原材料、配件的进场把关2.3增加联系构造,加强支撑系统的整体性2.4严格进行检查验收制度2.5浇筑施工时监控中铁十一局集团有限公司1模板支架施工出现的安全事故2机构设置3机构职责4应急救援程序5救援方法中铁十一局集团有限公司汇报完毕,请各位专家指正!谢谢!

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