[北京]地铁区间盾构工程施工组织设计

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内容简介

　　[工程概况]　　盾构法区间长度：1231.434m　　盾构法区间隧道设计断面形式为圆形　　外径：6.0米 内径：5.4米　　隧道轨顶设计标高：17.75m -25.00m　　隧道结构顶标高：22.75m-30.0m　　隧道结构底标高：16.75m-24.00m　　隧道埋深约：16.0-23.5m　　覆土厚度约为10.0m-17.5m　　区间在右K2+971.000处设置泵房与联络通道；在右K3+281.000处，设置风井与风道。风井采用明挖法施工，风道与联络通道采用暗挖法施工。　　　　　　[工程难点]　　盾构穿越砂卵石层施工　　盾构长距离施工　　穿越运行中的铁路线　　盾构穿越XX河桥　　小曲线半径(R=350m)始发及曲线段施工　　盾构机进出洞的地层加固　　　　[内容节选]　　隧道采用标准单圆盾构衬砌结构，衬砌管片外径6000mm，厚度300mm，内径5.4m，环宽1.2m，C50砼，抗渗等级S10。衬砌管片分为6块，其中3块标准管片（A型）、2块邻接管片（B1和B2型）和1块封顶块（C型），采用错缝拼装。相邻管片环间沿圆周均匀布置16个纵向连接螺栓，环向管片间设12个螺栓，每环共计28个螺栓，均为弧形螺栓。　　施工采用日本三菱生产土压平衡式盾构机，辅助采用泡沫及泥浆渣土改良，实时进行同步注浆，填充管片与土体间间隙，保证盾构施工沉降在允许范围内。　　　　盾构始发竖井施工：主要包括围护桩施工、桩顶冠梁施工、土方开挖与支撑安装、桩间土支护、浇筑垫层及底板混凝土、内衬墙及混凝土支撑施工等。　　　　盾构始发施工：　　盾构机始发属盾构施工作业高风险工作环节，其主要内容包括：始发前土体加固、设置盾构始发基座、盾构机下井组装及调试、安装密封胶圈、组装负环管片、盾构机试运转、凿除洞门、盾构机始发加压和掘进。　　孔：根据现场孔位安装钻机，在地面或地下无障碍时采用垂直钻杆回抽注浆法此方法，其特点：均匀布孔，垂直钻孔，易操作及控制，浆液扩散分布比较均匀，加固止水效果好。根据地层情况采用高压水钻进成孔或采用金钢石钻进工艺成孔，成孔孔径Ф91-Ф130mm，钻孔深度不小于设计深度并以先导孔确定的深度为准。成孔时控制就位误差小于20mm，高压水成孔时的水压控制在18-22MPa　　初期掘进为盾构施工中技术难度最大的环节之一，不可操之过急，要稳扎稳打。在初始掘进段内，对盾构的推进速度、土仓压力、注浆压力作了相应的调整，指标为：推进速度：推进平均速度25mm/min，峰值不超过30 mm/min；上土仓压力：0.07～0.15Mpa，对每环的出土量必须做一个统计，绝对不允许每环出了多少土都不知道的现象　　　　盾构正常掘进施工：　　在砂卵石地层中掘进时，由于掘进对地层的扰动，不易形成连续的土压，为此采取向刀盘面、土仓和螺旋输送机内注入泡沫和浓度高的膨润土来改良碴土，维持土仓内土压平衡，从而控制地层和建筑物的沉降。　　根据初始掘进，对盾构施工所采用的参数进行不断优化调整，以使盾构在全线掘进中，随地质、埋深、环境条件的变化而动态的、合适的确定施工参数，将地面沉降控制在+10mm和-20mm范围内。盾构穿越密集建筑物时，更应运用优化盾构施工参数的方法，满足环境要求。　　平衡土压力值的设定是根据盾构过铁路段工程和水文地质情况及隧道埋深情况，理论计算切口平衡压力得到 P=0.10～0.13MPa（通过正面平衡压力计算公式：P＝k0γh）。但针对过XX铁路的特定情况，需要在推进过程中加大土压力，使得土体现有微隆起，而后期总沉降量小，所以土压比正常推进高0.02～0.05 MPa。　　　　盾构穿越桥梁、建筑物施工：　　同步注浆量，考虑穿越地段的地质，盾构机性能及损耗等原因，每环注浆量比理论注浆量提高150～200％。同步注浆压力设定，根据穿越地段的埋深、地质水文情况、桩基情况及施工条件，注浆压力设定为0.15～0.2Mpa。盾构千斤顶的行程差控制在50mm以内，顶力差控制在5Mpa以内。根据盾尾空隙及千斤顶的行程，正确选择管片的型号及点位，并进行正确拼装，避免纠偏过大，引起土层的扰动过大。　　　　盾构下穿市政道路施工：　　由于区间下土质为砂卵地层，土内摩擦角大，土的摩擦阻力大，因此对于这类地层，采用给开挖面或土仓内注入外加剂的方法。即注入膨润土、泡沫或粘土，以补充微细颗粒的不足。以使开挖土具有流动性。用螺旋输送机和排土调整装置来调整排土，使之与切削土量保持平衡，并使土仓的土砂有一定压力，以抵抗开挖面的土压力、水压力。同步注浆量，考虑穿越地段的地质，盾构机性能及损耗等原因，每环注浆量比理论注浆量提高150～200％。　　　　盾构隧道防水：　　施工中，用控制水灰比、水泥用量和砂率来保证混凝土中砂浆质量和数量以抑制孔隙，使混凝土浸水一定深度而不致透过。通过加入膨胀剂和高效减水剂，控制坍落度减少混凝土收缩，增强其抗裂性能。管片砼采用高抗渗高强度（C50）等级的混凝土，抗渗等级为S10。　　　　施工测量：为控制盾构机沿设计方向前进，在隧道施工前要准确测量盾构机的三维位置。通过联系测量得到的竖井下的控制点进行隧道中线定位和盾构安装时所需要的测量控制点，测设值和设计值较差应小于3mm。中线至少定出两点，洞内中线点应作在不易松动的地方。测点的间隔一般为30m　　　　……　　共计306页，编制于2006年

盾构始发施工步骤

盾构始发施工步骤

始发洞口密封原理

密封橡胶帘布示意图

高压旋喷工艺流程图

钢支撑端部节点示意图

盾构线路图

盾构穿越河流平、剖面图

洞门结构图

地表沉降的一般规律

盾构隧道结构断面与效果图

盾构工程进度横道图

挖护筒孔位

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