1、目 錄一、概況21、工程概況22、地質(zhì)水文情況22.1工程地質(zhì)22.2水文地質(zhì)4二、總體施工方案5三、工期安排51、總體時間安排52、各工序時間安排6四、勞動力組織6五、各部施工方案71、始發(fā)洞門破除71.1、施工工藝流程71.2、施工方法71.3、設(shè)備及人員安排81.4、工期安排82、始發(fā)反力架與托架的設(shè)計、安裝與加固82.1、施工工藝流程82.2、施工方案83、負環(huán)管片的安裝與加固93.1施工流程:103.2施工準備:103.3負環(huán)安裝步驟:103.4管片拼裝;114、導向槽的施工115、洞門的防、止水施工126、始發(fā)掘進參數(shù)控制177、掘進姿態(tài)控制197.1、盾構(gòu)機產(chǎn)生姿態(tài)偏差的原因19
2、7.2、盾構(gòu)機的姿態(tài)監(jiān)測方法197.3、盾構(gòu)機的姿態(tài)調(diào)整措施208、同步注漿施工239、監(jiān)控量測259.1、監(jiān)測目的及內(nèi)容259.2、測點布置原則279.3、測點布置279.4、沉降監(jiān)測的精度設(shè)計2810、測量控制措施2911、管片拼裝3112、運輸組織3212.1、管片堆放及運輸3212.2、運輸系統(tǒng)34六、安全保證措施35七、質(zhì)量保證措施36八、環(huán)境保護措施36一、概況1、工程概況xx市軌道交通二、八號線延長線工程盾構(gòu)6標段【大洲停車場出入段線】盾構(gòu)區(qū)間土建工程包含一個盾構(gòu)區(qū)間,兩個明挖區(qū)間段,位于xx市番禺區(qū)鐘村鎮(zhèn)大洲村與石壁三村范圍內(nèi),東起擬建xx新客站,北止于大洲停車場。出入段從新客
3、站站后順接引出,線間距5米,兩線并行向西,以R300米的半徑曲線向北偏轉(zhuǎn),變線間距為13米,然后穿越寬為50米的石壁涌,把線間距從13米變?yōu)?.8米,同時起坡出地面,入場線里程RDK0+154.321RDK1+802.360,長1648.039米。其中RDK0+290.899RDK1+415.727為盾構(gòu)段,長1124.828米,其余為明挖段;出場線里程為CDK0+154.3021+778.894,長1624.592米,其中CDK0+294.648CDK1+439.399為盾構(gòu)段,長1144.751米,其余為明挖段,盾構(gòu)段合計長2269.579米,明挖段長約501.526米。大洲停車場出入段線
4、盾構(gòu)段包括1個盾構(gòu)區(qū)間,2個聯(lián)絡(luò)通道及4個洞門等附屬工程。盾構(gòu)隧道設(shè)計為兩條內(nèi)徑5.4m的單線隧道,線路里程為RDK0+290.899RDK1+415.727、CDK0+294.648CDK1+439.399,隧道單線總長2269.579m,隧道底板一般埋深在10.82m12.35m(聯(lián)絡(luò)通道與廢水泵房合建處埋深在21.29m),采用2臺盾構(gòu)機掘進。根據(jù)招標設(shè)計及補充地質(zhì)勘察資料,區(qū)間隧道通過的最硬巖層單軸極限抗壓強度為53.40MPa。線路線間距4.813m。始發(fā)端頭地層加固采用550深層攪拌樁+旋噴樁的方式加固。盾構(gòu)區(qū)間隧道配置兩臺復合式土壓平衡盾構(gòu)機,左右線各1臺。盾構(gòu)掘進劃分三個階段,
5、即試驗掘進段、正常掘進段和到達掘進段,即從大洲停車場盾構(gòu)始發(fā)井始發(fā)后的75m作為試驗掘進段,在盾構(gòu)到達前50m段作為到達掘進段,其余地段作為正常掘進段。2、地質(zhì)水文情況2.1工程地質(zhì)本標段盾構(gòu)掘進由東向西進行,根據(jù)補充地質(zhì)鉆探資料顯示,始發(fā)處大沙東站西端頭地層自上而下依此為:1人工填土、2-2淤泥質(zhì)中砂層、4-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、5-2粉質(zhì)粘土、7紅層強風化地層。其中盾構(gòu)穿越地層為:7、8地層。端頭及始發(fā)試驗段地質(zhì)情況詳見插圖1:右線盾構(gòu)始發(fā)端頭地質(zhì)縱剖面圖。插圖2:左線盾構(gòu)地質(zhì)縱斷面圖。插圖1: 右線始發(fā)端頭地質(zhì)橫斷面圖(YDK0290.899365.899)插圖2:左線盾構(gòu)始發(fā)地質(zhì)縱剖面圖(
6、CDK0294.648369.648) 各地層巖性分別為:人工填土層不同地段揭示有種植土、雜填土、素填土等,雜色,黃褐色、灰黃色、灰黑色、棕黃色,欠壓實,濕-稍濕,富水性弱。 淤泥質(zhì)粉砂層呈深灰色、淺灰色、灰黑色等,飽和,松散稍密,分選不均含中細砂,局部夾薄層淤泥質(zhì)土及粉質(zhì)粘土,含少量有機質(zhì)及腐木碎片。粉質(zhì)粘土呈褐色、淺灰色等,呈可塑狀,局部軟塑,土質(zhì)較均勻,粘性較好,局部夾薄層狀中細砂,無搖震反應(yīng),光澤反應(yīng)稍光滑,干強度和韌性中等。進行標準貫入試驗17次,實測擊數(shù)412擊,平均7.4擊。殘積類硬塑狀粉質(zhì)粘土為白堊系含礫粗砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂巖等風化殘積形成,呈棕紅色、暗紅色等,硬塑
7、狀,無搖震反應(yīng),光澤反應(yīng)稍光滑,干強度和韌性中等,遇水軟化。巖石強風化帶主要巖性為含礫粗砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂巖、礫巖等,呈棕紅、暗紅、褐紅色等,原巖組織結(jié)構(gòu)大部分已破壞,結(jié)構(gòu)尚清晰,鈣質(zhì)或泥鈣質(zhì)膠結(jié),節(jié)理裂隙很發(fā)育,巖質(zhì)極軟,巖芯呈半巖半土狀,局部碎塊角礫狀夾礫巖,錘擊易碎,遇水軟化。2.2水文地質(zhì)根據(jù)區(qū)間補充地質(zhì)勘察報告,區(qū)間地下水按賦存方式主要分為第四系松散孔隙潛水、層狀基巖裂隙水(白堊系碎屑巖)。(1)第四系松散層和全風化帶中的孔隙潛水第四系含水地層主要以海陸交互沉積砂層淤泥質(zhì)砂及沖洪積砂層為主,一般潛水較豐富,屬弱中等透水水地層;根據(jù)其賦存條件一般為潛水特性,對局部埋深較大,
8、上覆土層較厚地段具微承壓性特點。對于第四系人工填土層,由于其成分復雜,松散,透水性不均勻,滲透性相對較好;坡殘積及全風化巖一般為弱透水性;對于淤泥和淤泥質(zhì)土層及沖洪積土層透水性差,一般為相對隔水層。(2)層狀基巖裂隙水基巖裂隙水主要賦存于強、中風化帶巖層的基巖裂隙中,基巖裂隙水逕流條件受基巖的裂隙發(fā)育程度、填充狀態(tài)及連通性制約,補給較為穩(wěn)定,具微承壓性質(zhì)。紅層基巖裂隙以風化節(jié)理裂隙為主,多呈閉合-微張狀,且裂隙多被泥質(zhì)填充,一般而言,地下水在基巖中的賦存量較小,逕流條件差,透水性弱。但基巖的裂隙發(fā)育程度不一,其富水性和透水性存在明顯的差異性,局部裂隙發(fā)育且連通性較好地段,仍有地下水富集的可能。
9、根據(jù)xx市軌道交通二、八號線延長線工程大洲停車場出入段線詳細勘察階段巖土工程勘察報告中對地下水的腐蝕性評價結(jié)果,勘區(qū)內(nèi)地下水水質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)均不具腐蝕性,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性,對鋼結(jié)構(gòu)具(PH、Cl-+SO4-2)型弱腐蝕性。二、總體施工方案根據(jù)總體施工計劃,我部擬先行始發(fā)施工左線,待左線盾構(gòu)掘進50m后再行始發(fā)施工右線。大洲停車場盾構(gòu)始發(fā)地層加固采用攪拌樁+旋噴樁注漿施工方案,即在1、2-2、地層采用攪拌樁加固;以確保在盾構(gòu)始發(fā)時,鑿除車站圍護樁后前方土體自穩(wěn)和很好的防水性能。洞門鑿除分兩次進行,首先第一步:在后配套拖車下井完成后、盾構(gòu)機吊裝下井前,先破除洞圈范圍內(nèi)圍護樁樁身鋼筋
10、混凝土,破除砼直到露出靠內(nèi)側(cè)連續(xù)墻主筋為止;然后第二步:在盾構(gòu)機組裝完成,具備始發(fā)條件后,割除連續(xù)墻剩下的鋼筋,鋼筋割除后,盾構(gòu)機迅速靠上洞門土體,以防土體因暴露時間過長引起坍方、涌水現(xiàn)象。負環(huán)管片采用通縫拼裝,封頂塊選擇安裝在11點位位置,每環(huán)管片脫出盾尾后采用木楔與鋼絲繩緊固。三、工期安排1、總體時間安排根據(jù)總體施組安排,我部先行始發(fā)施工左線,右線待左線進洞50m后再行始發(fā)。左線:2008年02月16日2008年03月12日為始發(fā)準備階段,計25天;2008年3月15日正式始發(fā)。右線:2008年02月16日2006年03月16日為始發(fā)準備階段,計30天,正式始發(fā)時間暫定為2008年03月3
11、1日。2、各工序時間安排1)左線:端頭地層加固:2007年10月01日2007年10月10日,計10天;吊裝場地硬化:2007年12月01日2007年12月05日,計5天。運輸軌道布置及管線安裝:2008年02月16日2008年02月21日,計5天。始發(fā)基座安裝:2006年02月18日2006年02月24日,計6天。盾構(gòu)機下井組裝、調(diào)試:2008年02月28日2008年03月14日,計15天反力架安裝及洞門鑿除:2008年02月20日2006年2月29日,計09天。負環(huán)管片安裝及盾構(gòu)機負載調(diào)試:2008年03月05日2008年03月10日,計5天。始發(fā)時間:2006年03月15日。2)右線:2
12、008年02月18日03月25日,拖車吊裝下井,盾構(gòu)機組裝調(diào)試、洞門破除等施工準備。(細化如左線)始發(fā)時間:暫定為2008年03月31日。四、勞動力組織本區(qū)間盾構(gòu)工程由項目經(jīng)理部下屬的盾構(gòu)作業(yè)工區(qū)負責施工,盾構(gòu)作業(yè)工區(qū)由盾構(gòu)掘進組、運輸作業(yè)組、輔助作業(yè)組構(gòu)成,人員編制105人。掘進作業(yè)采用三班制:每個班安排7小時掘進,1小時定期維護保養(yǎng),其它檢查、保養(yǎng)工作分配到每個循環(huán)作業(yè)中穿插進行。每班作業(yè)人員共計35人,具體作業(yè)層人員構(gòu)成見插圖4:施工作業(yè)層人員構(gòu)成示意圖。五、各部施工方案1、始發(fā)洞門破除1.1、施工工藝流程插圖5:洞門鑿除施工順序1.2、施工方法洞門鑿除前首先用鋼管搭設(shè)一簡易平臺,簡易平
13、臺搭設(shè)保證人工手持風鎬能鑿除洞門范圍內(nèi)的砼,平臺搭設(shè)3層,鋼管伸入到洞門內(nèi),利于人工手持風鎬能鑿除洞內(nèi)連續(xù)墻的砼。 在始發(fā)端準確測量定位出隧道洞門中心線,對洞口進行放樣開鑿。采用人工鑿除,洞門鑿除時,對洞門進行井字形分格,采用鑿眼機對洞門圈內(nèi)的連續(xù)墻進行鑿孔,鑿孔后人工手持風鎬將連續(xù)墻一格一格的鑿除,先鑿除井格上的混凝土和靠近車站一邊的鋼筋,最后一排鋼筋暫不切割,待盾構(gòu)機安裝調(diào)試完畢具備始發(fā)條件后,由下而上切割洞門井格上的鋼筋,待洞門最后一排鋼筋拆除完畢后,盾構(gòu)機迅速靠上洞門土體,以防土體因暴露時間過長引起坍方、涌水現(xiàn)象。洞門鑿除見插圖5:洞門鑿除施工順序,洞門鑿除分塊見插圖6:洞門圍護結(jié)構(gòu)鑿
14、除分塊示意圖。1.3、設(shè)備及人員安排現(xiàn)場配備風鎬6-8把,9m3的柴油空壓機2臺,通風設(shè)備1套,以及照明燈具一批。根據(jù)本工程的情況,施工中擬投入現(xiàn)場管理人員2人,施工人員12人,每天分成兩班連續(xù)作業(yè)。1.4、工期安排根據(jù)我部盾構(gòu)始發(fā)時間安排,左線計劃于2008年03月01日開始對左線的洞門進行破除,于2008年3月10日完成,工期為10天。右線計劃于2008年03月15日開始對右線的洞門進行破除,于2008年03月25日完成,工期為10天。2、始發(fā)反力架與托架的設(shè)計、安裝與加固2.1、施工工藝流程施工準備基面處理托架吊裝調(diào)整反力架、基準環(huán)吊裝 調(diào) 試 不合格合格使 用2.2、施工方案施工準備始
15、發(fā)托架和反力架的制造驗收應(yīng)在盾構(gòu)機到達前完成,托架和反力架按照鋼結(jié)構(gòu)的國家標準設(shè)計、制作、驗收。1)完成盾構(gòu)始發(fā)站軌道、電力、照明、消防、輔助設(shè)施的配套工作。2)組織好盾構(gòu)垂直起吊下井的通訊指揮系統(tǒng)。3)清除地面及井下場地多余物體,保證吊裝場地和空間的需求;吊機設(shè)定的場地硬化,已經(jīng)完成地基加固;全部吊車擺設(shè)和汽車通道鋪設(shè)20mm鋼板。4)井口安裝固定防護欄,在起吊范圍設(shè)施工禁區(qū)。5)根據(jù)始發(fā)車站的實際情況及托架和反力架的安裝要求,提前對始發(fā)車站的底板進行測量、對底板進行找平,以便安裝托架時的定位固定。且將標高抬高2cm。以便盾構(gòu)機在進洞后位置準確。6)電焊機1臺,調(diào)整千斤頂2-4臺,調(diào)整墊片、
16、方木,舊鋼軌等組裝用工具、料具準備充分。7)安裝人員必須具有安裝經(jīng)驗,并經(jīng)過專業(yè)培訓,經(jīng)考試合格方可上崗。2.2.2、始發(fā)托架、反力架安裝步驟:1)托架入井安裝、調(diào)整及固定第一步:利用吊車將托架分部吊下井,并于井下栓接完畢。第二步:根據(jù)測量提供的隧道中線及水平線,并且對安裝的托架進行檢測、調(diào)整,保證始發(fā)托架的中心線與線路中心一致,滿足設(shè)計位置要求。第三步:托架調(diào)整完畢,采用四周加工字鋼的方式固定。托架安裝示意圖見附圖。2) 反力架和基準環(huán)的安裝、調(diào)整和固定在盾構(gòu)機的主機等下井在托架上安裝好后,將反力架和基準環(huán)由下至上分別吊入井下進行組裝。第一步:先將反力架的下橫梁吊到井下,進行拼裝,再將側(cè)梁和
17、上部吊入與下部組裝在一起。第二步:將基準環(huán)的下半部吊入井下與反力架進行連接,再將基準環(huán)的上半部吊入與反力架和基準環(huán)下半部連接,經(jīng)測量檢查、調(diào)整使基準環(huán)的中心與反力架的中心重合,然后把他們連接組裝固定好。第三步:根據(jù)測量的結(jié)果對反力架進行水平方向和軸線方向的調(diào)整,使反力架和基準環(huán)的中心線與隧道的軸線一致。第四步:對反力架進行焊接固定。第五步:對反力架后面與底板1501mm焊接H型鋼,上面頂板焊接H型鋼,以便反力架的支撐反力架受力均勻。反力架的安裝示意圖見附圖。3、負環(huán)管片的安裝與加固本工程負環(huán)管片安裝采用六塊方案,一塊封頂塊(K塊,15O),兩塊鄰接塊(B、C塊,64.5O),三塊標準塊(A1、
18、A2、A3塊,72O)。管片拼裝方式采用錯縫拼裝方式,管片封頂塊位于隧道豎向軸線偏左18O位置上。管片安裝順序先就位底部管片,再自下而上左右交叉安裝,每環(huán)相鄰管片應(yīng)控制環(huán)面平整度和封口尺寸,最后插入封頂管片成環(huán)。負環(huán)管片安裝示意圖見附圖。3.1施工流程:施工準備 負環(huán)管片吊裝 錯縫拼裝 伸出千斤頂 管片位置調(diào)整 復緊連接螺栓 3.2施工準備:1、根椐測量,調(diào)整盾構(gòu)機及始發(fā)托架,反力架,軌道等機具,確保中心位置與隧道設(shè)計中心位置一致。2、準備沙袋、水泵、水管、方木、型鋼,鋼絲繩、千斤頂?shù)燃庸痰奈镔Y和工具。3、準備洞內(nèi)、洞外的通訊聯(lián)系工具和洞內(nèi)的照明設(shè)備。4、管片在預制廠經(jīng)過質(zhì)檢后,合格,由專門的
19、平板運輸車將其運至施工現(xiàn)場臨時存放。堆放的上下兩塊管片之間要墊上墊木。5、管片安裝前將管片、連接件備齊,盾尾雜物清理干凈,檢查管片拼裝機的舉重臂等設(shè)備運轉(zhuǎn)正常后方可進行管片安裝。6、始發(fā)基座、托架、反力架等機具安裝加固到位,其強度,剛度,抗彎度滿足盾構(gòu)的推力要求。3.3負環(huán)安裝步驟:1、由15t龍門吊將管片放在管片運輸車上,每輛平車可重疊3片,一次牽引二輛平板車運輸一環(huán)管片至安裝部位,由專人對管片類型、齡期、外觀質(zhì)量等情況,進行最后一次檢查,檢查合格后才可卸下,經(jīng)管片吊車按安裝順序放到管片輸送平臺上,運至隧道管片安裝機位置。2、安裝第一環(huán)管片(T6),并用千斤頂后推 ,使之與基準環(huán)相連。 3、
20、收回千斤頂,安裝第二環(huán)負環(huán)管片(T5)。4、盾構(gòu)推進第三環(huán),當行程為1.5M時,盾構(gòu)機與密封裝置接觸。5、當行程為2.0M時,停止推進,安裝T4環(huán)。6、在掘進T3環(huán)時,推進行程為80cm,刀盤開始切削(洞內(nèi)土體),并逐漸充滿土倉。7、掘進T2時,開始用螺旋機出土,并保證倉內(nèi)壓力0.1Mpa。8、當安裝完T0后,開始掘進永久第一環(huán)。3.4管片拼裝;1、將操作盤上的掘進模式轉(zhuǎn)換為管片安裝模式,此時千斤頂可用盾構(gòu)機內(nèi)的控制盤控制。2、收回第一塊管片安裝區(qū)域內(nèi)的千斤頂。3、安裝器卡住管片輸送上的管片后經(jīng)旋轉(zhuǎn)和平移,將第一塊管片送到安裝位置。4、將第一塊管片與上一環(huán)在徑向和環(huán)向?qū)R后,利用安裝器縱向移動
21、壓縮到位。5、此時用水平尺將第一塊管片與上一環(huán)管片精確找平。6、伸出千斤頂,插入并擰緊縱向螺栓。7、松開安裝器,準備起吊第二塊管片。8、收回第二塊管片安裝區(qū)域的千斤頂。9、第二塊管片與上一環(huán)管片和第一環(huán)管片大致對準后,并微調(diào)對準各螺栓孔。10、伸出千斤頂,插入并擰緊縱向螺栓。11、同樣方法安裝第三、四、五塊管片。12、第四、五塊管片為封頂塊的相鄰塊,為保證封頂塊的安裝凈空,安裝第五塊管片時一定要測量兩相鄰塊前后兩端的距離(應(yīng)分別大于488mm和959mm,且誤差小于+10mm),并保持兩相鄰塊的內(nèi)表面處在同一圓弧面上。13、在兩相鄰塊的側(cè)面和封頂塊的兩側(cè)面均勻涂抹潤滑劑。14、封頂塊先徑向居中
22、壓入安裝位置,搭接長度小于1.2m(故一般要求千斤頂行程大于1800mm時才停止掘進),調(diào)準后再沿縱向緩慢插入。如遇阻礙應(yīng)緩慢抽出后進行調(diào)整。嚴禁強行插入和上下大幅度調(diào)整,以免損壞或松動止水條。15、伸長千斤頂,插入并擰緊縱向和環(huán)向螺栓。16、移動保圓器并撐緊。17、將操作盤上的管片安裝模式轉(zhuǎn)換成掘進模式。18、掘進下一環(huán)。在掘進過程中,對脫出盾尾的管片螺栓進行多次復緊。4、導向槽的施工為避免始發(fā)施工時盾構(gòu)機由鋼性托架進入端頭圍巖時盾構(gòu)機可能會發(fā)生的“栽頭”現(xiàn)象,在車站內(nèi)襯墻位置設(shè)置一C30砼導向槽。導向槽的寬度為50cm,距離洞門環(huán)板為20,范圍為洞門600范圍。具體見插圖8:導向槽施工正、
23、側(cè)面圖。插圖8:導向槽施工正、側(cè)面圖5、洞門的防、止水施工盾構(gòu)機初始掘進時,由于始發(fā)井內(nèi)襯墻預留孔洞直徑為6620mm,盾構(gòu)機前體直徑為6250mm,所以當盾構(gòu)機前體進入內(nèi)襯墻后,將會在內(nèi)襯墻與盾構(gòu)機前體機殼間形成185mm的空隙。洞口段主要為1、2-2、4-1、5-2、7、等海陸交互相沉積的淤泥質(zhì)土、砂、軟-塑狀粉質(zhì)粘土和硬塑狀基巖殘積層組成,隧道洞身主要為52殘積類粉質(zhì)粘土層和、全、強風化巖層組成。為了防止在始發(fā)掘進時水和土體從間隙處流失,需增設(shè)臨時密封裝置。1)、根據(jù)三號線、五號線的施工經(jīng)驗及本工程的實際情況,洞口密封采用簡便有效的橡膠密封簾配折葉式密封壓板。簾布橡膠板是由氯丁橡膠加棉紗
24、線、尼龍線復合而成,通過它和管片的密貼來防止盾尾過洞前的滲漏水以及盾尾過洞后管片背后注漿時的漿液外流。折葉式壓板壓緊簾布橡膠板,保證簾布橡膠板在注漿壓力下不翻轉(zhuǎn)。 折葉式密封壓板詳見插圖10:盾構(gòu)始發(fā)扇形壓板側(cè)視圖、插圖11:盾構(gòu)始發(fā)扇形壓板正視圖。2)、密封裝置的施工分兩步進行:第一步:在始發(fā)端墻施工工程中,做好始發(fā)洞門預埋鋼環(huán)板的埋設(shè)工作。在埋設(shè)過程中鋼環(huán)板必須通過鋼筋接駁器與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起。預埋鋼環(huán)板詳請見插圖插圖12:洞門預埋鋼板圖。第二步:在盾構(gòu)正式始發(fā)之前,清理完鑿除的洞門碴土,修平洞圈范圍內(nèi)外露鋼筋頭及凹凸不平的砼面后,依次在洞圈安裝橡膠簾布環(huán)狀板、折頁式壓板等組成的密封
25、裝置,作為盾構(gòu)始發(fā)施工階段臨時的防水措施,洞門止水裝置詳見插圖9:盾構(gòu)始發(fā)洞門止水裝置圖。3)、洞口的臨時止水分為兩個階段:第一階段:盾構(gòu)機始發(fā)掘進時,由于盾構(gòu)機機體(前中體+盾尾)長7.6 米,盾尾尚未過洞,該過程將持續(xù)到CDK0302.248,洞門的防水措施完全依賴于由橡膠簾、壓板組成的臨時止水裝置。由于洞口段受預埋鋼環(huán)和盾構(gòu)機機體安裝時偏心的影響,橡膠簾與盾構(gòu)機殼體圓心不重合,從而造成橡膠簾受力不均。過大的土壓力會造成橡膠簾變形,導致密封性能下降而引起水土流失,此時應(yīng)將橡膠簾布重新調(diào)整,使其與盾殼密合。調(diào)整后仍不能止水時,應(yīng)對盾殼外的空隙注漿封堵,注漿孔采用盾構(gòu)機中體機殼前端預留的6個超
26、前地質(zhì)鉆探孔進行,由于盾頭與洞門橡膠簾均處于密封狀態(tài),漿液不會外流,通過注漿實行了該段的防水堵漏。注漿過程詳見插圖插圖13:洞門防水圖。第二階段:盾尾過洞后,及時利用盾尾的四條注漿管對管片外圍空隙進行同步注漿,同步注漿后仍然存在滲漏水時應(yīng)進行二次補強注漿。二次補強注漿采用獨立的雙液泵進行,漿液采用水泥、水玻璃雙漿液,水泥:水玻璃體積比為1:1,滲水量較大時漿液初凝時間不大于20s。4)、安裝密封裝置的注意事項安裝前應(yīng)先測量預埋鋼環(huán)的偏心量及圓度,其復合偏差不得超過50mm; 盾構(gòu)機外殼須保持光滑,以利于保證密封效果;為了避免刀盤在推進過程中割傷橡膠密封環(huán),應(yīng)在橡膠密封環(huán)的相應(yīng)側(cè)面涂黃油;安裝密
27、封環(huán)時注意其上凸緣的朝向。插圖9:盾構(gòu)始發(fā)洞門止水裝置圖插圖10:盾構(gòu)始發(fā)扇形壓板側(cè)視圖插圖11:盾構(gòu)始發(fā)扇形壓板正視圖 插圖12:洞門預埋鋼板圖插圖13:洞門防水圖6、始發(fā)掘進參數(shù)控制始發(fā)掘進參數(shù)控制見下表始發(fā)掘進控制程序圖7、掘進姿態(tài)控制7.1、盾構(gòu)機產(chǎn)生姿態(tài)偏差的原因1)、滾動偏差盾構(gòu)機滾動偏差是由于刀盤切削開挖面土體產(chǎn)生的扭矩大于盾構(gòu)機殼體與隧道洞壁之間的摩擦力矩而產(chǎn)生的。在盾構(gòu)機尚未進入土層時,磨擦力更小,僅靠機體自重而產(chǎn)生與鋼軌的磨擦力;在端頭加固地段,由于土層穩(wěn)定性較好,盾構(gòu)機殼體與洞壁之間只有部分產(chǎn)生摩擦力提供摩擦力矩,當此力矩無法平衡刀盤切削土體產(chǎn)生的扭矩時將引起盾構(gòu)本體的滾
28、動,過大的滾動會影響管片的拼裝,也會引起隧道軸線的偏斜。2)、 方向偏差方向偏差產(chǎn)生的主要原因有:盾構(gòu)機始發(fā)由剛性的始發(fā)基座進入相對軟弱的土層時,會產(chǎn)生“低頭”現(xiàn)象。始發(fā)段內(nèi)開挖面巖、土層分界面起伏大,開挖面的地層軟硬不一致會引起豎向偏差;掌子面左右側(cè)地層軟硬不一還會引起水平偏差。受盾構(gòu)刀盤自重的影響,盾構(gòu)也有低頭的現(xiàn)象,引起豎向偏差。盾構(gòu)機通過豎曲線頂點進入下坡段時,易引起盾構(gòu)機豎向的偏差。在曲線上掘進時,在盾構(gòu)推進過程中由于不同部位推進千斤頂參數(shù)設(shè)定的偏差易引起水平方向的偏差;由于盾構(gòu)主體表面與地層間的摩擦阻力不均衡,開挖掌子面上的土壓力以及切口環(huán)切削欠挖地層所引起的阻力不均衡,都會引起水
29、平及豎直方向的偏差;當盾構(gòu)機的水平方向角或豎直方向角偏差大于規(guī)范值時,要及時進行糾正。7.2、盾構(gòu)機的姿態(tài)監(jiān)測方法根據(jù)三號線、五號線的施工經(jīng)驗,結(jié)合本標段區(qū)間隧道的具體情況,擬采用SLS-T隧道自動導向系統(tǒng)和人工測量輔助進行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測。本工程的盾構(gòu)機帶有自動測量激光導向系統(tǒng),該系統(tǒng)配置了導向、自動定位、掘進程序軟件和顯示器等,能夠全天候在盾構(gòu)機主控室動態(tài)顯示盾構(gòu)機當前位置與隧道設(shè)計軸線的偏差以及趨勢。據(jù)此調(diào)整控制盾構(gòu)機掘進方向,使其始終保持在允許的偏差范圍內(nèi)。隨著盾構(gòu)推進導向系統(tǒng)后視基準點需要前移,必須通過人工測量來進行精確定位,為保證推進方向的準確可靠性,擬每周進行兩次人工測量,以校核自動
30、導向系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)并復核盾構(gòu)機的位置、姿態(tài)。確保盾構(gòu)掘進方向的正確。人工輔助測量進行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測方法如下:1)、滾動角的監(jiān)測采用電子水準儀測量高程差,進行滾動圓心角計算的方法監(jiān)測??稍谇锌诃h(huán)隔墻后方對稱設(shè)置兩點(測量標志),使該兩點的連線為一水平線并且其長度為一定值L,測量兩點的高程差,即可算出滾動角。見插圖14:盾構(gòu)機滾動測量示意圖。插圖14:盾構(gòu)機滾動測量示意圖A、B為測量標志,a、b為盾構(gòu)機發(fā)生滾動后測量標志所處的新位置,Ha、Hb為測出的兩點的高程,為盾構(gòu)機的滾動圓心角。=arcSin(HbHa)/L如果HbHa0,那么盾構(gòu)機逆時針方向滾動,如果HbHa0,那么盾構(gòu)機順時針方向滾動。2
31、)、豎直方向角、水平方向角的監(jiān)測采用全站儀測量盾構(gòu)機的切口環(huán)后方隔墻及中體后方鉸接處斷面中心點三維座標與線路設(shè)計中線座標的變化,可得到盾構(gòu)機的方向偏差。7.3、盾構(gòu)機的姿態(tài)調(diào)整措施1)、滾動偏差調(diào)整由于盾構(gòu)機未進入土層時,殼體與始發(fā)基座鋼軌磨擦力小,考慮到反扭矩的因素,刀盤應(yīng)綬慢加力,使扭矩、推力綬慢增大,并在盾構(gòu)機殼體上焊接角鋼與車站底板相連,以防盾體轉(zhuǎn)動,并隨著盾體的前進依次切除。當盾構(gòu)機滾動偏差超過0.5時,盾構(gòu)機會報警,提示盾構(gòu)機操作手必須對刀盤進行糾偏,盾構(gòu)機滾動偏差采用刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正。2)、方向偏差調(diào)整根據(jù)線路條件所做的分段軸線擬合控制計劃、導向系統(tǒng)反映的盾構(gòu)姿態(tài)信息,結(jié)合隧道
32、地層情況,通過分區(qū)操作盾構(gòu)機的推進油缸來控制掘進方向??刂贫軜?gòu)機方向的主要因素是控制推進千斤頂?shù)耐贫龋ㄟ^調(diào)整各推進油缸的推度來調(diào)整盾構(gòu)機掘進機的姿態(tài)。為此,盾構(gòu)機的推進油缸已分成五個區(qū),油缸分區(qū)詳見插圖15:推進油缸分區(qū)示意圖。插圖15:推進油缸分區(qū)示意圖推進油缸采用一臺電液比例調(diào)速泵供油,將每個區(qū)域的推進油缸編為一組,每組油缸設(shè)一個電磁比例減壓閥,用來調(diào)節(jié)各組推進油缸的工作壓力,借此控制或糾正掘進機的前進方向。其中3、8、16、21、27位置的油缸安裝有位移傳感器,通過油缸的位移傳感器我們可以知道油缸的伸出長度和盾構(gòu)的掘進狀態(tài)。14只鉸接油缸連接中體及盾尾,沿圓周方向均布四只行程傳感器監(jiān)測
33、四個方位油缸的行程,以了解盾構(gòu)機折彎狀況并提供管片選型依據(jù)。掘進中鉸接油缸處于被動狀態(tài),對于盾構(gòu)機的調(diào)向沒有影響,通過對油缸的分區(qū)操作,達到調(diào)節(jié)推進方向的目的。其原理如下:在上坡段掘進時,適當加大盾構(gòu)機下部油缸的推力和速度;在下坡段掘進時則適當加大上部油缸的推力和速度;在左轉(zhuǎn)彎曲線段掘進時,則適當加大右側(cè)油缸推力和速度;在右轉(zhuǎn)彎曲線掘進時,則適當加大左側(cè)油缸的推力和速度;在直線平坡段掘進時,則應(yīng)盡量使所有油缸的推力和速度保持一致。根據(jù)自動導向系統(tǒng)量測的結(jié)果和在控制室監(jiān)示器上顯示出來的盾構(gòu)機當前位置和設(shè)計位置以及相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖表,平緩地調(diào)整各分區(qū)千斤頂?shù)耐贫?,能夠讓盾?gòu)機盡可能靠近設(shè)計線路掘進。
34、(1)、盾構(gòu)機豎直方向控制措施:為防盾構(gòu)機由剛性的始發(fā)基座上進入土層時低頭現(xiàn)象,預先將始發(fā)基座標高提高20mm,并將坡度增大1。一般情況下,盾構(gòu)機的豎向軸線偏差應(yīng)控制在20mm以內(nèi),傾角應(yīng)控制在3mm/m以內(nèi)。特殊情況下,傾角亦不宜超過10mm/m,否則會引起盾尾間隙過小和管片的錯臺破裂等問題。開挖面土體比較均質(zhì)或軟硬差別不大時,盾構(gòu)機應(yīng)與設(shè)計軸線保持平行。當盾構(gòu)機遇到上硬下軟的地層時,為防止盾構(gòu)機機頭下墜,適當加大底部千斤頂?shù)耐屏?。當開挖面上軟下硬時,為防止機頭偏上,可適當增大頂部千斤頂?shù)耐屏?。操作盾?gòu)機時,還應(yīng)注意上部千斤頂和下部千斤頂?shù)男谐滩睿瑑烧卟荒芟嗖钸^大,一般宜保持在20mm內(nèi),特
35、殊情況下不宜超過6cm, 否則說明盾構(gòu)機豎直方向調(diào)整過急。盾構(gòu)機通過凸形豎曲線頂點進入下坡段時,后方的管片受推進千斤頂向上的分力易上浮,凹形豎曲線頂點后方的管片受向下的分力易下沉,此時盾構(gòu)機刀盤應(yīng)緩慢加力,使推力緩慢增大, 以避免過大的推力造成管片及盾構(gòu)機的豎向偏差。當開挖斷面內(nèi)地層上下軟硬差距很大時,即使千斤頂?shù)膲毫投軜?gòu)機的傾角達到很大,仍無法將盾構(gòu)機的姿態(tài)調(diào)整到合理位置,此時應(yīng)考慮更換刀具或者在硬巖部位使用超挖刀。(2)、盾構(gòu)機水平方向的控制措施:在直線段,盾構(gòu)機的水平偏差可控制在20mm以內(nèi),水平偏角可控制在3mm/m以內(nèi),否則會因盾構(gòu)機急轉(zhuǎn)引起盾尾間隙過小和管片錯臺破裂等問題。 在緩
36、和曲線段及圓曲線段,盾構(gòu)機的水平偏差應(yīng)控制在30mm以內(nèi),水平偏角應(yīng)控制在5mm/m內(nèi),曲線半徑越小控制難度越大。由直線段進入緩和曲線段或圓曲線段時,根據(jù)地層情況(其決定盾構(gòu)機的轉(zhuǎn)向難易程度),調(diào)節(jié)好各分區(qū)油缸千斤頂?shù)男谐毯屯屏?,使管片的中心軸線更好地與隧道軸線擬合。盾構(gòu)機由曲線段進入直線段時,盾構(gòu)機操作原則應(yīng)同第三步的原則類似。當開挖面內(nèi)的地層左右軟硬相差很大而且又是處在曲線段時,盾構(gòu)機的方向控制將比較困難,此時可降低掘進速度,合理調(diào)節(jié)各分區(qū)的千斤頂壓力,必要時可將水平偏角放寬到10mm/m,以加大盾構(gòu)機的調(diào)向力度。當?shù)?條中的操作原則仍無法將盾構(gòu)機的姿態(tài)調(diào)到合理位置時,將考慮在硬巖區(qū)域使用
37、超挖刀。3、糾偏注意事項在轉(zhuǎn)換刀盤轉(zhuǎn)動方向時,應(yīng)保留適當?shù)臅r間間隔,切換速度應(yīng)緩慢均勻。根據(jù)盾構(gòu)機前的掌子面地層情況及時調(diào)整掘進參數(shù)、掘進方向,避免引起更大的偏差。對于盾構(gòu)機蛇形運動的修正,應(yīng)以長距離慢慢修正為原則,如果修正過急,蛇形反而會更加明顯。在直線推進的情況下,應(yīng)選取盾構(gòu)機當前所在位點與設(shè)計線上遠方的一點作一直線,然后再以這條直線為新的基準點進行線形管理。在曲線推進的情況下,應(yīng)使盾構(gòu)機當前所在位置點與遠方點的連線同設(shè)計曲線相切。8、同步注漿施工1)、同步注漿盾構(gòu)機的刀盤開挖直徑為6280mm,管片外徑為6000mm,當管片在盾尾處安裝完成后盾構(gòu)機向前推進,管片與土層之間形成建筑間隙,快
38、速采用漿液材料填充此環(huán)形間隙,此工藝即為同步注漿工藝,目前同步注漿采用單液漿液。其目的在于:(1)、防止和減少地層沉陷,保證環(huán)境安全。(2)、保證地層壓力較為均勻地徑向作用于管片,限制管片位移和變形,提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。(3)、作為隧道第一防水層,加強隧道防水。2)、注漿方式采用盾尾同步注漿方式及時注入單液漿填充環(huán)形建筑空間。即在盾構(gòu)機推進時,通過安裝在盾殼的4條內(nèi)置式注漿管向盾尾的環(huán)形建筑空間注入填充漿液材料。每條管上有高壓力表和閥門,該管通過軟管與4臺砂漿泵分別相連,砂漿泵可手動控制,也可自動控制。同步注漿完成后,利用聲波探測,對未注滿處利用管片吊裝孔進行二次補注單液漿(在砂質(zhì)地層中應(yīng)盡量一
39、次性注滿)3)、注漿材料及配合比選擇為保證漿液質(zhì)量,施工中應(yīng)根據(jù)始發(fā)時地層的實際情況選擇漿液配合比,特別是和易性適宜的漿液,達到易于壓送、不離析、不沉淀、不堵管。注漿材料采用單液水泥砂漿。漿液配比(根據(jù)始發(fā)時的實際地質(zhì)情況進行調(diào)整)及性能指標如下:(1)、同步注漿漿液配比采用單液水泥砂漿填充管片外環(huán)形間隙,初步擬定每立方漿液配比及性能指標如下: 同步注漿漿液配比(每方材料含量)水泥(Kg)砂(Kg)粉煤灰(Kg)水(Kg)粘土(Kg)減水劑(Kg)150600400400355同步注漿液液凝固時間為610個小時。(2)、二次補強注漿漿液配比當發(fā)現(xiàn)注漿不足或注漿不理想時,要采用二次補強注漿來滿足
40、工程質(zhì)量要求。二次補強注漿根據(jù)始發(fā)時地層情況選擇材料和漿液配比,二次補強注漿每立方漿液配比擬定如下:水泥(Kg)砂(Kg)粉煤灰(Kg)水(Kg)膨潤土(Kg)減小劑(Kg)220750400300505二次補強注漿漿液性能指標凝固時間一天抗壓強度七天抗壓強度二十八抗壓強度10小時0.5MPa2.5 MPa10MPa4)、注漿設(shè)備漿液由地面專用的漿液攪拌設(shè)備拌制,由漿液車輸送至洞內(nèi)儲漿罐儲藏備用,同步注漿采用配屬于盾構(gòu)機上的同步注漿設(shè)備進行注漿。5)、注漿參數(shù)的確定(一) 注漿壓力注漿壓力是注漿施工主要的控制指標,理論上對于自穩(wěn)性差的地層,注漿壓力應(yīng)與開挖面的水土壓力之和平衡,實際上,注漿壓力
41、應(yīng)比理論值稍大。根據(jù)本工程始發(fā)地段的地質(zhì)水文情況及隧道埋深,注漿壓力控制在0.5Mpa左右。(二)、同步注漿量盾構(gòu)機在推進過程中,除了排出洞身斷面上的土體外,還存在著其它方面的土體損失,這些土體損失主要來源于以下幾個方面:一是盾尾管片安裝后形成的空隙;二是曲線地段推進超挖引起的土體損失;三是盾構(gòu)機糾偏產(chǎn)生的土體損失;四是盾構(gòu)機蛇形運動產(chǎn)生的土體損失。這些額外部分的土體損失是通過同步注漿來獲得補償平衡的。同步注漿的注漿量由理論計算而來,即盾殼的建筑空隙體積乘以1.52.0的系數(shù)。每環(huán)同步注漿量計算如下:Q=KV(K為注漿率,取1 .5)V=(D2-d2)L/4D為盾構(gòu)機的切削外徑(D=6280m
42、m)d為管片外徑(d=6000mm)則V=4.05m3Q=6.07m3注漿量應(yīng)根據(jù)地表隆陷監(jiān)測情況進行調(diào)整和動態(tài)管理。9、監(jiān)控量測9.1、監(jiān)測目的及內(nèi)容1)、監(jiān)測目的初步了解盾構(gòu)隧道施工中地表隆陷情況及其規(guī)律性。初步了解施工過程中不同深度地層的沉降和水平移位情況。初步了解施工過程中地下水位的變化情況。初步了解管片的變形情況。指導現(xiàn)場施工,保障施工的正常進行。2)、監(jiān)測內(nèi)容地面沉降、隆陷變形機理 a、開挖時的土、水壓力不均衡:由于盾構(gòu)機推進量與排土量不等,使開挖面土壓力、水壓力與壓力倉的壓力產(chǎn)生不均衡,導致開挖面失去平衡狀態(tài),從而發(fā)生地基變形。當土壓力+水壓力壓力倉的壓力時,地基隆起;反之下沉。
43、 b、盾構(gòu)推進時對圍巖的擾動:盾構(gòu)的殼體與圍巖摩檫和圍巖的擾動,特別是蛇行修正和曲線推進時進行的超挖,是會產(chǎn)生圍巖松動引起地基下沉或隆起的。c、盾尾(建筑空間)的發(fā)生和壁后注漿不充分,使受盾殼支承的圍巖朝著盾尾空隙變形(應(yīng)力釋放引起的彈性變形)而產(chǎn)生地基下沉。粘性土地基中的壁后注漿壓力過大將引起地基隆起。d、管片螺栓緊固不足,襯砌變形、變位。e、地下水位下降,地基的有效應(yīng)力增加引起的固結(jié)沉降。由上述可知,盾構(gòu)施工引起地表變形主要可分為五種類型,各種類型沉降、隆陷產(chǎn)生的原因與機理見下表。盾構(gòu)施工引起變形的原因與機理沉降、隆陷類型主要原因應(yīng)力擾動變形機理先期沉降地下水位降低孔隙水壓力減少,圍巖有效
44、應(yīng)力增加壓縮和壓密、下沉盾構(gòu)開挖面沉降或隆起工作面處施加壓:過多隆起 ,過小沉降圍巖應(yīng)力釋放、擾動負荷土壓力彈塑性變形盾構(gòu)通過時沉降施工擾動,盾構(gòu)與圍巖(土體)間剪切動,出碴擾動壓縮盾尾空隙引起的沉降圍巖(土體)失去支撐,管片背后注漿不及時應(yīng)力釋放彈塑性變形后續(xù)沉降結(jié)構(gòu)變形、地層擾動、空隙水壓下降等土體固結(jié)壓縮和蠕變下沉地層受擾動而引起應(yīng)力變化是產(chǎn)生位移的主要原因。對于盾構(gòu)區(qū)間始發(fā)階段,上表五種沉降都會產(chǎn)生。地面沉降監(jiān)測在盾構(gòu)進場時開始進行該項監(jiān)測。盾構(gòu)始發(fā)時,因盾構(gòu)土倉壓力、注漿壓力過大及土倉壓力過小、地層損失過大,地下水位,掘進時對土體的擾動等原因造成地面沉降監(jiān)測。按變形測量規(guī)程中測站高差
45、中誤差0.5mm的精度要求,采用精密水準儀、銦鋼尺由高程監(jiān)測網(wǎng)的控制水準點按國家二等水準測量的技術(shù)要求對監(jiān)測點進行逐點量測。地面布設(shè)高程監(jiān)測控制網(wǎng),按至少三個固定點作為基準點且基點保證不在施工影響范圍之內(nèi)。根據(jù)基準點,測定工作點和觀測點。據(jù)監(jiān)測點的高程變化值,通過數(shù)據(jù)處理分析,計算實際沉降值,并分析產(chǎn)生的原因,確保隧道施工的安全狀況。盾構(gòu)始發(fā)階段是監(jiān)測的重要階段,并其隧道埋深相對較小,因此地層變形相對會較大,應(yīng)對以上各項監(jiān)測內(nèi)容進行嚴密監(jiān)測。 盾構(gòu)始發(fā)時破除洞門時,應(yīng)在洞門位置設(shè)置多個監(jiān)測點,進行土體水平及垂直位移的監(jiān)測,并在地面上相應(yīng)位置設(shè)置地表沉降監(jiān)測點,并將點位加密,保證監(jiān)測資料的準確,
46、以保證盾構(gòu)始發(fā)的正常進行。9.2、測點布置原則按監(jiān)測方案在現(xiàn)場布設(shè)測點,當實際地形不允許時,在靠近設(shè)計測點位置設(shè)置測點,以能達到監(jiān)測目的為原則。為驗證設(shè)計參數(shù)而設(shè)的測點布置在設(shè)計最不利位置和斷面,為指導施工而設(shè)的測點布置在相同工況下最先施工部位,其目的是為了及時反饋信息,以指導施工和修改設(shè)計。地表變形測點的布置既要考慮反映對象的變形特征,又要便于采用儀器進行監(jiān)測,還要有利于測點的保護。測點布置應(yīng)于盾構(gòu)掘進通過前完成,以便及時反饋信息。測點在施工過程中一旦被破壞,應(yīng)及時在原來位置或在盡量靠近原來的位置補設(shè)測點,以保證監(jiān)測資料的連續(xù)性。9.3、測點布置在不受地鐵施工影響相對穩(wěn)定的位置,埋設(shè)至少3個
47、地面基點?;c采用鋼筋砼深埋作為水準點,埋設(shè)深度應(yīng)大于1米,以粗螺紋鋼埋設(shè),并用混凝土澆灌。監(jiān)測點采用在地表挖30cm50cm樁坑澆入混凝土,混凝土內(nèi)插入專用不銹鋼沉降測頭,其測頭為半球形,測頭露出混凝土約2cm至3cm。1)、地面沉降點布置根據(jù)測點布設(shè)原則及地面地質(zhì)情況,于線路里程YDK30+550左右設(shè)置主測斷面一個,設(shè)置11個量測點,地面測點項突出地面4mm(詳見插圖16),進行各項監(jiān)測。并于線路中線上每隔5m設(shè)置一個沉降觀測點。在車站施工場地內(nèi)的測點在布設(shè)時應(yīng)破除場地地面砼(破除時應(yīng)注意場地內(nèi)地下管線的保護),測點應(yīng)布置在土層中,以使監(jiān)測數(shù)據(jù)能正確反應(yīng)施工情況。插圖16:隧道始發(fā)段地面
48、沉降監(jiān)測點布置圖9.4、沉降監(jiān)測的精度設(shè)計1)、測量精度在施工期間,地表的沉降、隆起觀測等,都要嚴格按照國家二等測量規(guī)范(GB12897)的精度進行。其余量測項目參照國家相關(guān)規(guī)范確定量測精度。各項監(jiān)測項目精度見表1:表1 監(jiān)測精度表監(jiān)測項目精度地面沉降監(jiān)測精度1.0mm土體分層沉降監(jiān)測精度1.0mm2)、量測頻率各項監(jiān)測項目在施工前測得穩(wěn)定的初始值,并且不少于兩次,各項監(jiān)測工作頻率見表2:表2 監(jiān)測項目技術(shù)及頻率要求監(jiān)測項目監(jiān)測儀器測點布置監(jiān)測頻率監(jiān)測項目地表隆起、沉降精密水準儀視地質(zhì)條件和周邊情況確定,在監(jiān)測斷面和隧道中線布置開挖面距量測斷面前后2D開挖面距量測斷面前后5D隧道三維精密水準儀
49、、全站儀、收斂計每20m設(shè)一斷面12次/d1次/2d1次/周注:D隧道開挖寬度當各監(jiān)測項目變化值達到控制值的70%,視為警戒值,立即通知設(shè)計、監(jiān)理,共同研究,查明原因,及時采取有效措施。3)、監(jiān)測控制值和預警值地面隆陷監(jiān)測控制標準:地表允許隆陷值為+10/-30mm;4)、監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理及分析評價本監(jiān)測工程采用日本先進的地鐵施工過程監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理軟件NATM.VB.3D處理監(jiān)測數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)分析,以數(shù)值和圖形圖表等多種形式描述各項監(jiān)測項目的變化趨勢。根據(jù)各個量測項目采集的數(shù)據(jù),進行數(shù)據(jù)處理,并運用反分析的方法,利用計算機對量測數(shù)據(jù)進行解析分析,得出設(shè)計、施工的合理性和問題點,提供作為變更設(shè)計
50、和施工方法的依據(jù)。以下為可以提供參考和決策的解析結(jié)果:測點的沉降變化時程變化圖。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行下列分析,提供作為變更設(shè)計和施工方法的依據(jù),實現(xiàn)監(jiān)測的根本目的。(1)隨時把握施工的安全性,提供解析結(jié)果及評價周報、月報。(2)對解析結(jié)果進行理論分析。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果,確認、評價地下水位變化對施工的影響;根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果,確認、評價施工方法的合理性,探討優(yōu)化施工方法。(3)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果,提供完整的監(jiān)測結(jié)果分析報告書,總結(jié)評價該始發(fā)區(qū)段的設(shè)計、施工合理性、經(jīng)濟性,以資以后類似工程在規(guī)劃、設(shè)計及施工階段參考。10、測量控制措施盾構(gòu)掘進重要的是要正確控制盾構(gòu)機的形態(tài)、位置,使其嚴
51、格按照設(shè)計的線路向前掘進。掘進時必須嚴格控制:測量盾構(gòu)機位置(相對于線路盾構(gòu)機的位置);測量盾構(gòu)機的形態(tài)(相對于傾斜角,上下偏移和左右偏向盾構(gòu)機的位置)。盾構(gòu)機相對于設(shè)計線路的位置利用經(jīng)緯儀,激光定位儀和自動水平尺測量,而盾構(gòu)機的形態(tài)則用測錘,傾斜儀(傾角計,偏向計)水平尺,回轉(zhuǎn)羅盤等檢查。對盾構(gòu)機的掘進方向有上下和左右影響的幾個方面是:土壤的阻力,推進的操作,機器的特性,土層的變化,管片的剛度等。尤其是在始發(fā)掘進階段或在軟粘土層中,盾構(gòu)機容易以“鼻子向下”的形式向前掘進。這種現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即把機器的位置作相應(yīng)調(diào)整。1)、 盾構(gòu)機形態(tài)的控制測量插圖17:盾構(gòu)掘進控制測量在盾構(gòu)掘進過程中,盾構(gòu)機
52、的形態(tài)控制測量采取如下方法:測量方法示意見插圖17:盾構(gòu)掘進控制測量示意圖。根據(jù)隧道內(nèi)布設(shè)的導線點,選定平面坐標參考點(C、D點),然后在D點上架設(shè)激光經(jīng)緯儀。架在參考點上的激光經(jīng)緯儀將向盾構(gòu)機上確定的兩個目標點(A和B)投射激光束,從而得到角度值1、2和距離L1、L2。然后根據(jù)C、D點的坐標可推算出A和B兩點的坐標。這種測量能準確測出盾構(gòu)機的位置誤差和偏向誤差。插圖18:盾構(gòu)掘進簡易測量方法圖由于掘進和管片安裝工作在一個工班的施工過程中要持續(xù)進行,上述測量雖然準確但卻耗時,因此可以采用插圖18盾構(gòu)掘進簡易測量方法所示的簡易辦法。在目標板上量出X1和X2,根據(jù)安裝的管片數(shù)量可計算出機器的方向和
53、位置。2)、 管片安裝測量插圖19:管片安裝測量為了按照設(shè)計線路正確安裝管片,參考機器的位置明確管片的位置,利用這種控制方法在機器右邊/左邊/頂部/底部測量千斤頂沖程和盾尾限界的差異(見插圖19管片安裝測量示意圖中的X和L),在當班施工過程中可得到準確的結(jié)果。11、管片拼裝管片拼裝采用錯縫拼裝,由于錯縫比通縫拼裝最大正、負彎矩增加,對應(yīng)的軸力則減少,單點變形量錯縫比通縫拼裝減少。而錯縫拼裝由于縱向接頭引起襯砌圓環(huán)的咬合作用,剛度增強而產(chǎn)生的變形被相鄰管片約束,內(nèi)力加大,空間剛度加大,襯砌圓環(huán)變形量減小,對隧道防水有利。插圖20:盾構(gòu)管片錯縫安裝布置展開示意圖 管片拼裝采用先縱后環(huán)法,錯縫安裝管
54、片,錯縫方式見插圖20:盾構(gòu)管片錯縫安裝布置展開示意圖。步驟與方法管片吊裝運輸采用大文區(qū)間15t的龍門吊將管片放在井下的管片運輸車上,運至管片安裝機位置;管片安裝步驟見插圖21:管片安裝步驟示意圖。詳細方法如下: 管片進場。管片除進行出場質(zhì)量控制外,由專人進行進場管片質(zhì)量驗收。 防水材料粘貼。由管片供應(yīng)組人員進行襯墊、止水條粘貼。插圖21:管片安裝步驟示意圖1.5 運輸。以垂直和水平運輸系統(tǒng)進行管片運輸。 安裝區(qū)清理。清理管片安裝區(qū)內(nèi)的水及碴土等。 收油缸。根據(jù)管片安裝需要,分區(qū)收回油缸,盡量較少同時收回油缸的數(shù)量。 管片安裝。安裝區(qū)域的油缸全部收到位后,管片就位、安裝。管片安裝順序為先拼標準
55、塊,再裝鄰接塊,最后安裝封頂塊,管片安裝時由下至上左右對稱進行。 頂伸油缸。管片就位后,將油缸以低油壓頂推支撐在管片上。 螺栓緊固。每塊管片安裝就位后,立即進行環(huán)、縱向螺栓連接,并進行初緊。所述逐塊安裝,整環(huán)安裝完成后,再次進行螺栓緊固。待管片脫出盾尾后進行第三次螺栓緊固。12、運輸組織12.1、管片堆放及運輸1)、 管片堆放管片脫模后運至堆放場繼續(xù)養(yǎng)護存放,管片堆放場地要堅實平整。管片應(yīng)擱置在柔性墊條上,管片與管片之間必須要有柔性墊條相隔,墊條擺放的位置要均勻、厚度要一致。管片應(yīng)平臥堆放整齊,管片的疊放不能超過三層。2)、管片運輸從管片廠裝運管片 管片從管片廠預制好,根據(jù)施工要求將管片裝運到
56、施工現(xiàn)場進行吊裝和安裝。從管片廠裝運管片應(yīng)注意以下幾點:a裝運管片時,總高度要限制在3.6m之內(nèi)。車上的管片必須底座支承并用繩索捆牢,以免運輸途中發(fā)生錯動而損壞。b運輸?shù)缆繁仨毱秸麍詫崳凶銐虻穆访鎸挾扰c轉(zhuǎn)彎半徑,并要根據(jù)路面情況掌握行車速度。c根據(jù)管片重量、尺寸及工地具體情況選擇合理的運輸車輛和裝卸機械,選用橋式起重機和龍門式起重機。d根據(jù)吊裝順序及時配套供應(yīng)管片。管片應(yīng)平穩(wěn)起吊,輕吊輕放,作業(yè)過程發(fā)出信號要清晰明確。e管片裝卸車時,應(yīng)緩慢、平穩(wěn)地進行,管片應(yīng)逐件搬運,起吊時應(yīng)加墊木或軟物隔離,以防受到損壞。f管片的墊點和裝卸車時大吊點,不論裝車或卸車堆放,都應(yīng)按設(shè)計的位置進行,滿足管片受力
57、情況。疊放時,管片之間的墊木要在同一垂直線上,墊木厚度要相等。g嚴禁人員在起重臂和已吊起的重物下停留和行走。h使用兩根以上繩扣吊管片時,繩扣間的夾角如大于100,應(yīng)加設(shè)卡環(huán)以防止繩扣滑行。i掛吊管片時,必須保證吊鉤、吊索鉤穩(wěn)、掛正才起吊,發(fā)出信號清晰明確。j管片應(yīng)輕吊輕放,吊運過程應(yīng)保持平穩(wěn)。始發(fā)階段吊裝運輸管片 按設(shè)計要求經(jīng)精確測量定位后,組裝反力架和負環(huán)管片,為盾構(gòu)推進提供后座反力,反力架和負環(huán)管片的布置,靠近反力架的一環(huán)為基準環(huán),基準環(huán)為鋼管片,其余負環(huán)管片為與隧道管片相同的混凝土管片。負環(huán)管片為:基準環(huán)、-6環(huán)、-5環(huán)、-4環(huán)、-3環(huán)、-2環(huán)、-1環(huán)和0環(huán)。并且0環(huán)伸入車站內(nèi)襯墻500
58、mm, 盾構(gòu)機始發(fā)后,管片從1環(huán)開始安裝。 始發(fā)階段的負環(huán)安裝過程為:反力架和基準環(huán)一起安裝 吊裝井龍門吊吊裝負環(huán)管片到井下的管片拖車上 運送管片到盾構(gòu)機的盾尾 盾尾吊裝管片并采用葫蘆拖運管片到管片安裝機 管片安裝機安裝管片。12.2、運輸系統(tǒng)1)、運輸方案始發(fā)階段運輸系統(tǒng)配置圍繞出碴、吊裝管片和供料等施工需要。在出土井口布置了45t龍門吊機、400m3的碴土坑(龍門吊機旁)和管片堆放場地。垂直運輸過程為:由皮帶輸送機送碴到拖車尾部出料口棄碴裝入碴土車后,由電瓶車牽引至始發(fā)井出土口,再由地面45t龍門吊機提升至地面,卸碴于站內(nèi)400m3的臨時碴土坑內(nèi),再由液壓挖掘機將碴土從臨時碴土坑轉(zhuǎn)裝到自卸
59、汽車上,二次倒運至棄碴場廢棄。管片從出土井口通過45t龍門吊機下料,將管片吊裝在管片車上,然后通過編組列車運送到盾構(gòu)機雙軌梁位置,通過雙軌梁拉到管片安裝機,安裝管片。注漿液運輸流程為:注漿液拌和站拌制 將漿液輸送到頂板的漿液罐里作臨時的儲存?zhèn)溆?采用管道輸送注漿液到漿液車里 通過機車把漿液車運到1號拖車的注漿系統(tǒng)的漿液槽旁 通過漿液輸送泵將注漿液轉(zhuǎn)移到拖車上的漿液槽里,為注漿作準備 通過操作注漿系統(tǒng)對隧道進行注漿。說明:底板上設(shè)置的漿液罐配備有電動攪拌裝置,以防備漿液罐中注漿液凝固現(xiàn)象。2 )、運輸軌道布置 運輸軌道布置情況a運輸軌道內(nèi)軌距(鋼軌內(nèi)側(cè))為900mm,采用43kg/m鋼軌;盾構(gòu)機
60、后備車架軌道走行在外側(cè)軌道上,外軌中心軌距為2080mm,采用43kg/m鋼軌;編組列車在內(nèi)軌上運行。B始發(fā)井內(nèi)軌枕采用20號H型鋼(2001007 mm),軌枕長為3400mm,軌枕間距為1000mm1200mm。隧道內(nèi)軌枕采用H 型鋼(1941509mm), 梯形狀:上邊為2500mm,下邊為1540mm,軌枕間距為800mm。c始發(fā)階段采用單線運輸軌道;盾構(gòu)機進入正常掘進狀態(tài)后,根據(jù)出碴及供料需要,在始發(fā)井內(nèi)布設(shè)雙線會車道。3 )、棄土外運采用1臺液壓挖掘機裝碴,運輸采用專用密封運碴汽車,該項工程采用分包形式進行(分包給有資質(zhì)的企業(yè)),外運棄土嚴格遵守xx市淤泥排放的有關(guān)規(guī)定,棄土外運時
61、間盡量安排在晚10點至凌晨5點,正常情況下當天應(yīng)運出當日掘進土渣,出完集土坑內(nèi)的土方,以保證不影響工程正常的施工。4 )、運輸設(shè)備配置 洞內(nèi)水平運輸設(shè)備配置隧道每環(huán)掘進的土石方量V按下式計算:V=/4D2LK1=/46.2821.51.3=69.66m3式中:V每環(huán)掘進的土方量D刀盤外徑(m)L管片寬度(m)K1松方系數(shù)一般情況下為1.5,在此取1.5管片同步注漿量計算:V1=/4TK2(D2-d2)=/41.51.5(6.282-62)=6m3式中:V1每環(huán)掘進的土方量D刀盤開挖直徑(m) d管片外徑T管片寬度(m)K2擴散系數(shù),取1.5盾構(gòu)機始發(fā)階段運輸系統(tǒng)配置圍繞出碴、供料等施工需要。在
62、充分考慮始發(fā)階段施工難度情況下,作了以下考慮安排:盾構(gòu)機始發(fā)階段,采用單線編組列車;列車編組情況: a組(在盾尾未進洞時)、一節(jié)碴土車,一節(jié)電瓶車;b組(在盾尾進洞后)、三節(jié)碴土車,一節(jié)漿液車,一節(jié)電瓶車。盾構(gòu)機進入正常掘進狀態(tài)后,始發(fā)井內(nèi)設(shè)雙線會車道,隧道內(nèi)設(shè)單線運輸軌道,列車編組情況同;以后盾構(gòu)機進入正常狀態(tài)后,在重新編組。垂直運輸設(shè)備配置垂直運輸包括出碴和材料吊運。在出土口和盾構(gòu)井位置各布置一臺45t龍門吊用于吊裝盾構(gòu)機機料、材料和管片吊裝。六、安全保證措施(1)、構(gòu)件在市內(nèi)運輸委托給專業(yè)的大件運輸公司運輸進場。(2)、吊裝由具有資歷的專業(yè)隊伍負責起吊。(3)、組建組裝作業(yè)班組,承擔盾構(gòu)
63、機組裝工作,指定生產(chǎn)副經(jīng)理負責組織、協(xié)調(diào)盾構(gòu)機的組裝工作。(4)、每班作業(yè)前按起重作業(yè)安全操作規(guī)程及盾構(gòu)機制造商的組裝技術(shù)要求進行班前交底,完全按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。(5)、由項目部安環(huán)部、機電部具體負責大件運輸和現(xiàn)場吊裝、組裝的秩序維護,確保組裝安全。七、質(zhì)量保證措施(1) 在進行始發(fā)托架、反力架和首環(huán)負環(huán)管片的定位時,要嚴格控制始發(fā)托架、反力架和負環(huán)的安裝精度,確保盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)與設(shè)計線路基本重合。(2) 第一環(huán)負環(huán)管片定位時,管片的后端面應(yīng)與線路中線垂直。負環(huán)管片軸線與線路的切線重合,負環(huán)管片采用錯縫拼裝方式。(3) 始發(fā)前基座定位時,盾構(gòu)機軸線與隧道設(shè)計軸線基本保持平行,盾構(gòu)中線可比設(shè)計軸線適
64、當抬高。(4) 在始發(fā)階段,由于盾構(gòu)機推力較小、地層較軟,要特別注意防止盾構(gòu)機低頭。(5) 盾構(gòu)在始發(fā)臺上向前推進時,通過控制推進油缸行程使盾構(gòu)機基本沿始發(fā)臺向前推進。(6) 始發(fā)初始掘進時,盾構(gòu)機處于始發(fā)托架上,因此需在始發(fā)托架及盾構(gòu)機上焊接相對的防扭轉(zhuǎn)支座,為盾構(gòu)機初始掘進提供反扭矩。(7) 在始發(fā)階段由于設(shè)備處于磨合階段,要注意推力、扭矩的控制,同時也要注意各部位油脂的有效使用。掘進總推力應(yīng)控制在反力架承受能力以下,同時確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于始發(fā)托架提供的反扭矩。八、環(huán)境保護措施1)、噪音控制措施 施工場地噪音控制標準按建筑施工場界噪聲限值要求執(zhí)行,確保離開施工作業(yè)區(qū)
65、邊界30m處噪音小于70dB,撞擊噪音最大不超過90dB。 施工機械或其它施工活動造成的噪聲若超標造成環(huán)境污染,除搶險施工外,其它施工作業(yè)時間限制在7時至12時和14時至22時。 采取在空壓機房、發(fā)電機房外墻加鋪吸音材料,鄰近空壓機房處圍檔設(shè)立隔音墻,控制施工噪音,同時盡可能避免夜間施工。2)、揚塵以及大氣污染控制措施 施工場地及道路進行硬化,適時灑水,減輕揚塵污染。 土、砂、水泥等材料運輸和堆放進行遮蓋,減少污染。 場地出口設(shè)洗車槽,并設(shè)專人對所有出場地的車輛進行沖洗,運碴車輛采用專用有蓋的自卸汽車運輸,防止落土掉碴污染道路,影響環(huán)境。優(yōu)先選用電動機械,盡量減少內(nèi)燃機械對空氣的污染。3)、工
66、地排水和污水處理 廢水排入城市排污系統(tǒng),懸浮物執(zhí)行污水綜合排放標準的三級標準400mg/L。 根據(jù)施工地區(qū)排水網(wǎng)的走向和過載能力,選擇合適的排口位置和排放方式。 在工程開工前完成工地排水和廢水處理設(shè)施的建設(shè),并保證工地排水和廢水處理設(shè)施在整個施工過程中的有效性,做到現(xiàn)場無積水、排水不堵塞、水質(zhì)達到排放標準。4)、城市生態(tài)環(huán)境控制措施 在施工范圍內(nèi)嚴格按照法規(guī)執(zhí)行。合理布置施工場地,生產(chǎn)、辦公設(shè)施布置在征地紅線內(nèi),盡量不破壞原有的植被,場地邊角部位種花、種草、植樹,保護自然環(huán)境。 嚴格履行各類用地手續(xù),按劃定的場地組織施工,不亂占地、不多占地。 對施工中可能遇到的各種公共設(shè)施,制定可靠的防止損壞
67、和移位的實施措施,向全體施工人員交底。 施工場地采用硬式圍擋,施工區(qū)的材料堆放、材料加工、出碴及出料口等場地均設(shè)置圍擋封閉。圍擋以外的公用場地禁止堆放材料、工具、建筑垃圾等。5 )、棄碴和建筑垃圾處理 施工時制定泥漿和廢渣的處理、處置方案,及時清運施工棄土和余泥渣土,建立登記制度,防止中途傾倒事件發(fā)生并做到運輸途中不撒落。 選擇對即有道路交通影響小運輸路線和運輸時間。 剩余料具及時回收、清退。對可再利用的廢棄物盡量回收利用。各類垃圾要及時清掃、清運,不得隨意傾倒,每班清掃、每日清運。 施工現(xiàn)場內(nèi)無廢棄砂漿和砼,運輸?shù)缆泛筒僮髅媛涞亓霞皶r清除,砂漿、砼倒運時采取防撒落措施。 施工人員養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習慣,不隨地亂丟垃圾、雜物,保持工作和生活環(huán)境的整潔。 嚴禁垃圾亂倒、亂卸或用于回填。施工現(xiàn)場設(shè)垃圾站,各類生活垃圾按規(guī)定集中收集,由環(huán)衛(wèi)部門及時清理、清運,一般要求每班清掃、每日清運。6 )、辦理夜間施工許可證夜間施工上報市有關(guān)部門批準,辦理夜間施工許可證。充分考慮中考、高考、節(jié)假日及城市有關(guān)部門重大活動等期間限制夜間施工而對工期造成的影響。避免夜間施工對周圍居民、企事業(yè)單位等造成影響。夜間施工的燈光盡量采用直射型燈具,嚴格控制使用漫射型燈具,減少燈光對市民的影響。