盾构始发、吊拆安装、转场、过暗挖段及车架过站施工方案

西安市地铁一号线一期工程D1TJSG-4标盾构始发、吊拆安装、转场、过暗挖段及车架过站施工方案编制:审核:审定:2010年4月盾构始发、吊拆安装、转场、过暗挖段及车架过站施工方案1.工程概况1.1工程简介西安市地铁一号线一期工程，起点是后卫寨西端YCK6+500(与二期工程可分开实施)处，终点为纺织城站站后折返线尾端YCK30+860.291,总长25km,均为地下线。一期工程共设车站19座，均为地下站，换乘站5座。1.2区间隧道工程概况本标段工程为D1TJSG-4标段，施工范围为皂河站、皂河站～枣园路站区间、枣园站～汉城路站区间，共一站两区间。1.2.1皂枣区间隧道概况区间设计线路起止里程分别为YDK10+873.7和YDK11+716.6，ZDK10+873.7～ZDK11+716.6（短链0.297），左线长：842.603m，右线长：842.90m，线路全长为1685.503m。区间附属结构：区间在YDK11+395设置泵房及联络通道一座。采用矿山法施工，1.2.2枣汉区间隧道概况区间设计线路起止里程分别为YDK11+929.400和YDK12+946.400，左线长：1017.605m；右线长：1017.0m，线路全长为2034.605m。其中在右线里程YDK12+700579～YDK12+946.400间采用矿山法施工，其余区间均采用盾构法施工。本区间最小平面曲线半径为800m。本区间隧道纵坡为“V”字形，最大坡度为7.5‰，最小坡度为2‰。区间附属结构：区间在YDK12+450处设置一座联络通道兼泵站。1.2盾构穿越地质皂河站～枣园站：3－2古土壤、3－4－1粉质粘土、3－5－1粉土、3-6-1粉细砂、3-7-2中砂、3-4-1粉质粘土、3-7-1中砂。3-2古土壤Q3el:棕黄～棕红（浅）。土质较均匀，具块状，含多量氧化铁及钙质结核，底部钙质结核较为富集。可塑（液性指数平均值IL=0.36）。属中等压缩性土。3-4-1粉质粘土Q3al:黄褐～浅灰黄色，局部灰白色。土质不匀，可见少量氧化铁、黑色锰质斑点，底部局部含砂颗粒。本层局部分布有3-7-1-中砂透镜体。可塑（液性指数平均值IL=0.25）。属中等压缩性土。3-5-1粉土Q3al:浅灰～灰色。土质较均匀，可见少量氧化铁、黑色锰质斑点、结核及砂颗粒。本层主要分布于3-4-2-粉质粘土中部，在水平分布上不连续。稍湿，密实，属中等压缩性土。3-6-1粉细砂Q3al:黄褐色，部分地段呈灰黄色。成份以石英、长石为主，云母片及暗色矿物次之，局部下部含较多中砂颗粒,含泥量少。本层主要分布于3-4-1-粉质粘土下部，在水平分布上不连续。级配较差。密实(标准贯入试验击数平均值N＝50.9)。3-7-2中砂Q3al:灰黄色。成份以石英、长石为主，云母片及暗色矿物次之，级配较差，在水平分布上不连续。密实(标准贯入试验击数平均值N＝50.9)。稍湿。3-7-1中砂Q3al:黄褐～灰黄色。成份以石英、长石为主，云母片及暗色矿物次之，局部顶部含较多粉细砂颗粒，中部局部夹粉质粘土透镜体。级配较差。密实(标准贯入试验击数平均值N＝42.0)。稍湿。枣园站～汉城路站：盾构在栆园站～汉城路站区间施工部分地段将全断面穿越3-6-1粉砂层，盾构机在砂层中掘进时，对刀盘、刀具的磨损很大。3-2古土壤、3-4-1粉质粘土、3-7-1中砂、3-6-1粉细砂。3-2古土壤:棕黄～浅棕红。土质较均匀，具块状结构，含多量钙质条纹及钙质结核，底部钙质结核较为富集，局部富积成薄层。硬塑。属中等压缩性土。3-4-1粉质粘土:褐黄～浅灰黄色，局部灰白色。土质不匀，可见少量氧化铁、黑色锰质斑点，底部局部含砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。3-7-1中砂Q3al:黄褐～灰黄色。成份以石英、长石为主，云母片及暗色矿物次之，局部顶部含较多粉细砂颗粒，中部局部夹粉质粘土透镜体。级配较差。密实(标准贯入试验击数平均值N＝42.0)。稍湿。3-6-1粉细砂Q3al:黄褐色，部分地段呈灰黄色。成份以石英、长石为主，云母片及暗色矿物次之，局部下部含较多中砂颗粒,含泥量少。本层主要分布于3-4-1-粉质粘土下部，在水平分布上不连续。级配较差。密实(标准贯入试验击数平均值N＝50.9)。1.3地下水位皂河站～枣园站：拟建皂河站～枣园站区间地下水位埋深为26.8～30.27m，稳定地下水位标高为362.54～366.71m。自西向东地下水位逐渐抬升。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切关系。丰水期（10月～3月）间，地下水位会有所上升；旱季期间，地下水位会有所下降，水位年变化幅度为约2.00m。皂河站抗浮水位高程为389.00m，枣园站抗浮水位高程为391.00m，区间抗浮水位可按两相邻站点之间水位高程内插。枣园站～汉城路站：拟建枣园站～汉城路站区间地下水潜水位埋深为19.10～25.10m，地下水位水位高程369.13～376.05m，自西向东水位逐渐抬升。场地地下水主要为第四系空隙潜水。主要赋存于冲、洪积砂层中，预测水量较大。本段第四系孔隙水含水层主要有3-7-3中砂层等。冲积粉质粘土为相对隔水层。1.4沿线建构筑物及管线皂河站～枣园站：线路从皂河站出发，沿枣园西路南侧东行，下穿西户铁路后，以2000m的曲线半径沿枣园西路北侧东行。斜下穿DN2200埋深3.52m的砼PS管后，以1000m的曲线半径止于枣园路站。结合工程地质、施工方法、车站型式，出皂河站后，线路以17‰和3‰的坡度下行，接着线路以25‰的上坡至枣园站。区间最大纵坡25‰，最小纵坡3‰；最短坡长200m。建(构)筑物与隧道关系控制性建（构）筑物基础形式（或标高）与区间隧道关系西户铁路地面标高392.52m隧道下穿，与隧道最小垂直距离为11mDN2200排水管埋深3.52m隧道下穿，管内底至隧道顶约14m枣园站～汉城路站：枣汉区间内枣园东路地面交通繁忙，地下管线密集〖如DN1800、DN1200、DN1000、DN800、DN600排水管、10KV（1000×1200）电缆等〗，且道路两侧建筑物较多，沿线主要控制性建（构）筑物与隧道关系如下表所示：建(构)筑物与隧道关系控制性建（构）筑物基础形式（或标高）与区间隧道关系DN1800排水管管内底标高389.2m隧道下穿，管内底至隧道顶约5.9mDN1000排水管管内底标高389.1m隧道下穿，管内底至隧道顶约2.5mDN800排水管管内底标高389.1m隧道下穿，管内底至隧道顶约2.4m2.盾构施工方案左线：本工程区间隧道采用两台加泥式土压平衡盾构机同时施工。1#盾构组装调试（皂河站东端头井）→一号线左线推进→盾构到达（枣园路站西端头井）→盾构解体→盾构转场（从枣园路站西端头井到枣园路站东端头井）→盾构安装→1#盾构再次组装调试（枣园路站东端头井）→一号线左线推进→盾构到达（汉城路站东端头井）→盾构解体吊运离场右线:2#盾构组装调试（皂河站东端头井）→一号线右线推进→盾构到达（枣园路站西端头井）→盾构解体→盾构转场（从枣园路站西端头井到枣园路站东端头井）→盾构安装→2#盾构再次组装调试（枣园路站东端头井）→一号线右线推进→盾构到达（汉城路站东端头井）→盾构解体吊运离场盾构隧道施工筹划示意图见下图:始发吊出吊出枣园站1015.6m842.9m始发始发吊出吊出暗挖段245.12m矿山法盾构行进方向皂河站始发汉城路站盾构隧道施工筹划示意图3.盾构始发1、人员设备配置主要人员配置见人员配置名单（附表1）主要施工设备见施工设备配置（附表2），所有进场设备须经检测合格用方可使用。2、洞门施工区间隧道的洞门处结构复杂，拐角（又称盲区），施工缝多，是防水工作的难点，也是防水工作的重点。盾构机在进出隧道时，管片缺乏后座顶力，管片间的压力松弛，接缝间隙一般稍大，易渗漏水，因此靠近洞门的盾构区间隧道也是防水的重点，应引起足够的重视。洞门施工中除采用防水混凝土外，在洞门和区间隧道管片及和车站结构的刚性接头中设置缓膨型遇水膨胀止水条。在主体完工后，对全部缝隙进行嵌缝施作，根据施工具体情况，必要时可进行提前预注浆或施工是预埋注浆管进行后注浆。现浇洞门的施工要严格按设计的防水要求进行施工。施工时若在洞门处有水渗漏，则应进行导流，布置好导流管后再浇灌混凝土（待混凝土达到一定的强度再注以化学固结剂进行封堵）。洞门施工完成后，在拱顶部分通过衬砌压浆孔向洞门管片背衬补压浆以提高洞门防水性能，压浆完毕后检查防水效果，必要时再次注浆。洞门采用C40防水混凝土，竖向、环向施工缝各设置缓膨型遇水膨胀止水条，形成洞门防水结构。在主体完工后，进行嵌缝作业，并注入密封剂。3、盾构进出洞端头的土体加固：盾构机在进出洞时，工作面将处于开放状态，这种开放状态将持续较长时间。如果处理不当，地下水，涌砂、涌水等就会进入工作井，严重情况下会引起洞门塌方。因此端头加固工作在盾构施工中显得极为重要。(1)盾构进出洞端头土体加固的原则：1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。2）在充分考虑洞门破除时间和方法，选择合适的加固方法和范围，确保盾构机出洞场的安全和洞门破除的安全。（2）加固要求：1）加固后土体具有良好的均匀性、自立性、止水性。2)加固土体无侧限抗压强度3MPa。根据地层的情况和埋深，对盾构进出洞端头左右线洞门选择为高压旋喷桩土体加固技术，高压旋喷桩设计为重叠交叉施工，即使桩间距小于装机直径，结果见下图：,区间出洞端头地基加固图(3)高压旋喷施工1）施工工期安排端头加固投入2套旋喷设备，每个端头施工需要30天。2）旋喷工艺流程二重管高压旋喷注浆施工工艺流程图测放桩位旋喷机就位低压旋喷引孔置入注浆管喷射注浆拌制水泥浆排浆提拔注浆管清洗注浆管回灌浆液桩机移位4、洞门凿除与始发设施的安装洞门需要在始发或到达前将洞门端头围护结构进行凿除。洞门围护结构的型式为钻孔灌注桩。凿除洞门采用人工风镐的办法。(1)洞门拆除洞门拆除是在盾构施工中最应引起注意的一道作业，施工具体要求如下：根据地基改良等特殊情况保持始发井前面土体的同时，拆除洞门时应掌握门封的具体结构，拆除洞门的时间应在盾构机调试达到稳定推进条件后。洞门在与盾构机间应预留不小于1.2m的作业空间。拆除洞门前应钻米字型探孔（8点）观察，观察时间不少于12h。考虑到综合因素，始发推进尽量选在白天上午。始发出洞应做如下工作：洞门凿除后，盾构机应迅速靠上洞土体。观察洞口有无渗漏；如有应及时封堵（应急封堵材料及排水设备）；盾构机土仓内不得有砼块、钢筋等，洞门周边钢筋不得伸入盾构切削圆周内；第一正环拼装时检查最后一负环管片的位置、真圆度等；控制推进千斤顶的使用情况，防止盾构机磕头或上飘；严格控制负环管片的真圆度。1）为保证围护结构的稳定，凿除分三阶段进行。第一次洞门凿除采用人工凿除，凿除时按先上后下、先中间后两侧的顺序进行。第一次凿的范围见凿除示意图；第二次洞门凿除凿除剩余混凝土，造出完毕后，用风镐修整洞门周围混凝土面，使洞门周围圆顺；第三次洞门凿除迅速除外围残留钢筋混凝土，将洞门周边钢筋修整切割圆顺，尽量缩短洞门土体无支撑时间；第一次洞门凿除的时间为盾构始发前12天；第二次洞门凿除的时间为盾构始发前3天第三次洞门凿除的时间为：始发前两小时；(2)始发设施的安装1）始发台安装清理基坑后，始发托架依据隧道设计轴线反复测量无误后安装定位。考虑始发托架在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及抵抗盾构旋转的扭矩，所以在盾构始发之前，对始发托架两侧用H型钢（300mm)进行加固8处（始发托架两侧各四处）；H型钢与始发托架焊接，另侧与始发井固定牢固。反力架安装在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架的安装。反力架端面应与始发台水平轴垂直。反力架与车站结构上预埋的钢板焊接牢固，并检测确保反力架端面应与始发台水平轴垂直满足要求。保证反力架脚板安全稳定。3）皂河路车站左线盾构始发皂河路盾构左线始发由始发井始发，始发井内空间只能放入盾构主机，后配套设备放在车站标准段内，由于盾构始发井净空有限，车架必须先于盾构