中铁四局福州地铁汇报材料-成槽方案比选

1、福州市轨道交通1号线二期工程第2标段勇于争先 永不满足六六福州市轨道交通1号线二期工程第2标段项目经理部二一七年二月二十三日勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段工程简介01地下连续墙范围孤石探测地下连续墙范围孤石探测02地下连续墙成槽比选03地下连续墙成槽（孤石处理）04目 录勇于争先 永不满足01工程范围工程范围v 福州市轨道交通1号线二期工程第2标段（施工）为梁厝站、安平站梁厝站区间工程施工，共计一站一区间。中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段01工程简介本工程概况图勇于争先 永不满足01工程概况工程范围工程范围v 车站：梁厝站为福州市轨道交通1号线工程第

2、二十三个站，二期的第二个车站，为1号线与6号线换乘车站，采用双岛四线同台换乘的方式，基坑长223.7m，宽44.949.6m，车站总长为340.7m(含明挖区间116m)，其中北端头明挖区间长度为38.5m，南端头明挖区间长度77.5m，车站共设6个出入口、4组风亭。v 盾构区间:安梁盾构区间上行线为13155.0m；下行线为1268.4m，区间隧道总长2583.4m。设置1#联络通道和2#联络通道(兼作废水泵站）。中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段梁厝站平面图勇于争先 永不满足02工程概况工程水文地质工程水文地质v 1）

3、工程地质：v 梁厝站主要岩土层分布有杂填土、耕植土、粉质粘土(Q43(al+pl)、淤泥(Q42(al+dl)、含泥细砂(Q42(al+dl)、粉质粘土(Q33)、残积粘性土 (Qe1)、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩、碎裂状强风化岩、中等风化岩。中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段勇于争先 永不满足工程概况中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段序号地层编号地层名称层底深度（m）层厚（m）地层描述11杂填土0.201.100.201.10主要由粘性土和砂等组成，少量碎石、砖等硬杂质，均匀性一般。22耕植土0.302.100.302.10主要由粘性土和砂等组成，硬杂质含量约15-

4、20%，含植物根茎，均匀性一般。3粉质粘土1.003.200.602.30主要由粉粘粒组成，含少量铁锰质氧化物，局部含粉细砂约15%。41淤泥13.925.7011.922.8主要由粘、粉粒组成，含腐殖质及有机质，偶见朽木等，土质污手，具腥臭味。52A含泥粉砂19.324.800.503.20主要成分为粉砂，场地局部分布，级配一般6粉质粘土17.2028.501.112.60主要由粉粘粒组成，含少量铁锰质氧化物，局部含粉细砂约15%。713A残积粘性土20.3030.500.906.50主要由高岭土组成，富含氧化铝，少见有石英碎粒，局部含少量细砂。814全风化花岗岩24.3030.002.00

5、5.50散体状构造，岩芯呈砂土状，风化剧烈，属极软岩；岩体极破碎，岩体基本质量等级为V级。914J孤石22.0029.400.501.80存在于全风化花岗岩层中，不均匀分布，岩芯呈短柱状。1015散体状强风化花岗岩25.3039.101.513.20岩芯多呈砂土状，手易捏散，下部夹有少量风化碎屑，属极软岩；岩体极破碎，岩体基本质量等级为V级。1115J孤石25.7033.201.102.50存在于散体状强风化花岗岩层中，不均匀分布，岩芯呈短柱状。1216碎块状强风化花岗岩30.6038.800.710.20主要矿物成分为石英、长石及云母等，部分原岩矿物已风化变质，岩芯多呈碎块状，局部呈碎屑状，

6、锤击易碎，岩体基本质量等级为V级。1316J孤石31.1031.101.701.70存在于碎块状强风化花岗岩层中，不均匀分布，岩芯呈短柱状。1417中风化花岗岩未钻穿未钻穿主要矿物成分为石英、长石及云母等，节理裂隙发育较发育，岩芯多呈块状、短长柱状，岩体基本质量等级以级为主，局部达级。表1-梁厝站地层特征一览表梁厝站地层特征一览表勇于争先 永不满足02工程概况工程水文地质工程水文地质v 2）水文条件v 、地表水 本工程地表水主要为市区内河水及闽江，其水位主要受河道水闸调节控制，据了解内河水位标高平时多为4.25.5米，而近年市区内涝最高水位为7.5米。根据规划资料，本站地面标高为78.15m。

7、防洪抗浮水位取至规划路面标高8.5米。v 、地下水 地下水主要有两种类型：一是主要赋存于浅部杂（素）填土层、以及粉质粘土层中的上层滞水；二是承压水-潜水（风化岩孔隙-裂隙水），根据本次勘探，承压含水层主要分布于2a含泥细砂层中，局部分布，且厚度不大，距离车站底板较近，可通过围护结构隔断承压水影响。基岩裂隙水主要位于风化岩体中，无统一水位，为微承压水。中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段勇于争先 永不满足02地下连续墙范围孤石探测 （一）探测方法 车站孤石探测采用的是地震波跨孔层析成像(CT)方法，目的是沿地连墙位置进行连续扫描探测地下孤石的分布情况。 地震波层析成像法是一种地下物探方法

8、，在钻孔间进行地震波的激发和接收，采用一发多收的扇形穿透，经过逐点激发，在被测区域内形成密集的射线交叉网络（见下图）。通过对观测到的弹性波各种震相的运动学（走时、射线路径）和动力学（波形、振幅、相位、频率）特征的分析，进而反演地下介质的速度分布情况，具有分辨率高、可靠性好、图像直观等特点,通常可用于探测规模小，精度要求高的地下介质细结构。中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段孔间CT射线网络示意图勇于争先 永不满足地下连续墙范围孤石探测中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段 当被探测目标体与周边介质存在明显的波速差异时，

9、即可满足地震波层析成像的地球物理条件。地下孤石等障碍物与其周边的介质间具有较大的波速差异，可采用地震波层析成像方法进行探测。 （二）探测流程 梁厝站车站主体及前后明挖区间的地连墙总长度约851m，在地连墙轴线位置间距10-12m钻孔并埋设PVC管，通过相邻钻孔间的地震波跨孔层析成像(CT)扫描，对地连墙位置进行连续探测，查明地下10-33m深度范围内规模大于1m的孤石分布情况。初步设计钻孔总数78个，地震波跨孔层析成像(CT)扫描75对。 （三）探测结果 2016年8月15日-9月5日、2016年9月22日-9月25日期间，在梁厝站地连墙轴线上共布置78个钻孔，探测钻孔对数75对。勇于争先 永

10、不满足地下连续墙范围孤石探测中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段表1-梁厝站地层特征一览表梁厝站地连墙CT探测结果汇总表序号序号幅编号幅编号幅宽幅宽 （纵向）（纵向）挖槽深度挖槽深度(m)孤石埋深范围孤石埋深范围(m)CTCT扫描孤石大小扫描孤石大小 深深*长（长（m）CTCT扫描结果扫描结果备注备注1A1630.219 29.231.32.1*1.5孤石2A2630.229 26.827.30.5*0.3孤石3A3630.241 26.827.40.6*1.5孤石4A4630.253 26.028.42.4*2孤石5A57.230.253 22.224.3/26.930.32.1*5

11、.6/3.4*6孤石6A6230.253 22.823.1/27.529.30.5*0.2/1.8*0.6孤石7A77.530.253 22.624.8/27.429.1/29.831.32.2*5.5/1.7*5/1.5*4孤石8A8630.253 2223.21.2*2.0孤石9A9630.241 24.926.5/1.6*5孤石10A10630.229 26.527.5/3031.51*2、1.5*4孤石11A116.130.217 26.527.51*0.5疑似孤石12A126.1530.180 30.531.51*2疑似孤石13A135.530.180 31.5320.5*0.5疑似

12、孤石14A147.530.180 31.5320.5*1疑似孤石15A154.7530.180 /无孤石16A16630.170 3132.51.5*4孤石17A175.22130.161 /无孤石18A184.530.148 2324.51.5*3孤石、中风化基岩19A196.1530.180 2830.5、3032.52.5*3孤石、中风化基岩20A205.830.180 3032.52.5*5.8中风化基岩21A217.530.180 3032.52.5*7.5中风化基岩22A22630.171 2932.53.5*6中风化基岩23A234.530.159 2728、28321*1、4*

13、4.5孤石、中风化基岩24A24630.147 2728、28331*2、5*6孤石、中风化基岩25A25630.134 2728、2930、29331*3、1*1、4*6疑似孤石、孤石、中风化基岩勇于争先 永不满足地下连续墙范围孤石探测中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段表1-梁厝站地层特征一览表梁厝站地连墙CT探测结果汇总表26B16.40527.616 29.530.5、31.532.51.5*2、1*5疑似孤石27B2727.602 31.532.51*3疑似孤石28B3727.588 31.532.51*3.5疑似孤石29B4627.616 /无孤石30B56.41627.6

14、03 23.5251.5*3孤石31B66.627.590 30.5332.5*5中风化基岩32B7627.603 2627.5、27.528、2830.51.5*3、0.5*1、2.5*6孤石33B8627.590 31321*3疑似孤石34C1628.536 2022.52.5*1孤石35C2628.536 22.524.5、2022.5、2728.52*4、2.5*3、1.5*3孤石36C34.928.526 22.524.5、30332*1、3*3孤石37C4528.516 2829.5、29331*2、4*5孤石38C5628.504 2829.51.5*4孤石39C6628.492

15、 /无孤石40C7628.480 /无孤石41C8628.468 /无孤石42C9628.536 2728、29331*1、4*6疑似孤石、中风化基岩43C10628.524 2829.5、2930、3132.51.5*2.5、1*2.5、1.5*3孤石、中风化基岩44C11628.512 3132.51.5*5中风化基岩45C12628.500 3132.51.5*6中风化基岩46C13528.490 3132.51.5*2.5中风化基岩47C144.94728.480 2729、3132.52*3孤石、中风化基岩48C15628.468 2223.5、2729、3132.51.5*4、2*

16、2、1.5*6孤石、中风化基岩49C16728.153 17.519.5、18202*2、2*3孤石勇于争先 永不满足地下连续墙范围孤石探测中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段表1-梁厝站地层特征一览表梁厝站地连墙CT探测结果汇总表50C17628.141 17.518.5、1820、18211*3、2*2、3*2孤石51C18628.129 1314、1719、1820、2930、31321*3.5、2*3、2*3、1.5*3、1*3孤石、疑似孤石52C19628.117 /无孤石53C20628.105 1718.51.5*3疑似孤石54C21628.093 1718.51.5*1

17、.5疑似孤石55C22628.081 31.532.51*4疑似孤石56C23628.069 /无孤石57C24628.055 /无孤石58C26628.141 1215、20223*1、2*5疑似孤石、孤石59C27628.129 12153*4疑似孤石60C28628.117 32331*3孤石61C29628.107 /无孤石62C304.80128.095 /无孤石63C31628.085 /无孤石64C32528.075 /无孤石65C33528.065 28.530.52*2孤石66C34528.053 28.5323.5*5孤石67D1629.453 23.524.5、28.52

18、91*2、0.5*1孤石68D10629.345 1821、27.5313*3、3.5*6孤石69D11629.333 1821、28.530.5、2731.5、3031.53*2、2*3、4.5*3、1.5*6孤石、中风化基岩70D12629.321 2023、2730.5、3031.53*4、3.5*6、1.5*6孤石、中风化基岩勇于争先 永不满足地下连续墙范围孤石探测中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段表1-梁厝站地层特征一览表梁厝站地连墙CT探测结果汇总表71D13629.309 2023、2730.5、3031.53*2.5、3.5*6、1.5*6孤石、中风化基岩72D146

19、29.297 19.521、22.523.5、2526、2627.5、2730.5、2931.51.5*3、1*1.5、1*1、1*2、2.5*6孤石、疑似孤石、中风化基岩73D15629.285 2526、2627.5、28.531.51*3.5、1.5*1、3*6孤石、中风化基岩74D21629.213 23.524.51*1疑似孤石75D22629.201 23.524.51*3疑似孤石76D25629.165 2729、31.5332*4、1.5*4孤石、疑似孤石77D26629.453 2932.53.5*4孤石78D27629.441 2932.53.5*3孤石79D38629.3

20、09 24.225、2629、30330.8*1、3*4.5、3*6孤石、中分化基岩80D39629.297 22.523.2、2429、30330.8*1、5*6、3*6孤石、中分化基岩81D40629.285 21.522.5、2428.21*1.5、4.2*6孤石、中分化基岩82D41629.273 2627.5/疑似孤石83E16.229.753 2729、31.5332*2、1.5*1孤石、疑似孤石84E4629.719 /孤石、疑似孤石85E57.529.719 1821、1819.5、29.530.5、31323*3、1.5*3、1*2.5、1*3孤石、疑似孤石86E64.529

21、.719 17.521、3132.53.5*6、1.5*2.5孤石、疑似孤石87E76.3529.719 17.5202.5*2、2.5*2孤石88E15629.645 2425.5、27281.5*2、1*2疑似孤石89E16629.633 2628、30332*4、3*6孤石、中风化基岩90E17629.620 20.521.5、24301*1、6*6疑似孤石、孤石91E186.529.605 29.2322.8*6.5中风化基岩92E197.529.605 27336*7.5中风化基岩勇于争先 永不满足地下连续墙范围孤石探测中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段表1-梁厝站地层特征

22、一览表v 根据福州地铁 1 号线二期工程梁厝站车站孤石探测报告，依据报告结果分析，梁厝站地连墙槽段范围存在大量孤石，主要为中风化状花岗岩，强度约180MPa，分布的深度范围约为 15-30m，梁厝站地连墙槽段范围内孤石及中风化基岩共约73幅。勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段地震波层析成像剖面图勇于争先 永不满足地下连续墙范围孤石探测中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段 （三）CT探测结果验证 因CT探测因周边环境震动波段干扰及土质地震波界面干扰，为确保CT探测的结果可靠性，选取CT探测结果中具有代表的幅段进行补充钻孔验证。于2016年10月29日2016年

23、11月6日对梁厝站孤石钻孔验证，设计布孔21个。对串珠状孤石、超厚层孤石、起伏岩面（基岩）等情况进行验证，同时成槽过程取芯与CT探测结果进行对比。勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段串珠状孤石与钻孔现场照对比勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段超厚层孤石与钻孔现场照对比勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段起伏岩面（基岩）验证勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段成槽过程取芯与CT探测结果对比勇于争先 永不满足地下连续墙范围孤石探测中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段 经现场补勘钻孔验证

24、，CT探测波速达到3400m/s及以上时结果比较准确，显示孤石位置补充钻探取芯均取出孤石，但在部分地下连续墙槽段处孤石厚度上存在差异。在全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩地层、粘土层中孤石、漂石CT探测准确率较高。勇于争先 永不满足03地下连续墙成槽比选中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段v 项目部已对福州1号线一期达道站、厦门地铁2号线岭兜站、蔡塘站孤石处理方案进行了调查、研讨及分析，结合梁厝站实际孤石情况，制定了以下三种孤石处理比选方案：勇于争先 永不满足地下连续墙成槽比选中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段v 方案一：旋挖钻机配金刚牙轮+方锤修孔 首先采用了德国宝峨旋挖钻配

25、合金刚牙轮钻头成槽，成槽机加旋挖钻配备金刚牙轮、冲击钻辅助成槽。施工时，先用成槽机抓槽，抓至孤石层抓不动时，用金刚牙轮钻切磨，再用成槽机将碎块抓出，一般采用金刚牙轮钻施工主副孔，再用冲击方锤修槽。勇于争先 永不满足地下连续墙成槽比选中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段v 方案二：旋挖钻机配金刚牙轮+铣槽机 首先采用铣槽机进行成槽处理孤石，遇到较难处理的孤石或者铣槽机铣槽困难的情况，采用旋挖钻配金刚牙轮对孤石进行提前处理。施工中，先用成槽机将上部土层抓掉，再用铣槽机铣槽，遇孤石用金刚牙轮钻钻取，再用抓槽机将剩余破碎的孤石抓出。勇于争先 永不满足地下连续墙成槽比选中铁四局福州市轨道交通1号

26、线二期工程第2标段v 方案三：钻孔爆破+冲击钻 首先对存在孤石的各槽段布置两排炮孔，梅花型布孔，沿连续墙导墙内轮廓向内10cm开始布置，间距0.6*0.6m梅花型布设爆破孔，采用地质钻机或潜孔钻钻孔，土层钻孔孔径、岩石钻孔孔径均为90mm，钻孔中安设直径75mm的PVC套管，爆破后采用方锤修槽，后用成槽机清孔。勇于争先 永不满足中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段序号项目方案一方案二方案三备注1实施方案旋挖钻机配金刚牙轮+冲击钻修孔旋挖钻机配金刚牙轮+铣槽机钻孔爆破+冲击钻2施工工艺采用了德国宝峨旋挖钻配合金刚牙轮钻头成槽，成槽机加旋挖钻配备金刚牙轮、冲击钻辅助成槽。施工时，先用成槽机

27、抓槽，抓至孤石层抓不动时，随用金刚牙轮钻切磨，再用成槽机将碎块抓出，一般采用金刚牙轮钻施工主副孔，再用冲击方锤修槽，最后用滤砂器清槽采用铣槽机进行成槽处理孤石，遇到较难处理的孤石或者铣槽机铣槽困难的情况，采用旋挖钻配金刚牙轮对孤石进行提前处理。施工中，先用成槽机将上部土层抓掉，再用铣槽机铣槽，当遇孤石或中风化岩铣齿损耗过多时改用金刚牙轮旋挖钻钻取后，再用铣槽机将剩余破碎的孤石或岩层铣掉，直至设计标高。各槽段布置两排炮孔，梅花型布孔，沿连续墙导墙内轮廓向内10cm开始布置，间距0.6*0.6m梅花型布设爆破孔，采用地质钻机或潜孔钻钻孔，土层钻孔孔径、岩石钻孔孔径均为90mm，钻孔中安设直径75m

28、m的PVC套管，爆破后采用方锤修槽，后用成槽机清孔。3工艺优点工艺相对简单、施工效率较高。采用铣槽机可省去修槽、清槽工序，施工工序简化，时间大大缩短，施工效率较高施工效率较高4工艺缺点金刚牙轮属于耗材，价格较贵。冲击钻修槽过程中可能存在槽壁坍塌施工机械成本非常高，施工成本最大爆破时对周边环境影响较大，爆破环境要求较高，成槽质量不能完全掌控（破坏槽壁加固），冲击修槽时出现坍塌，地连墙质量无法控制，且办理爆破手续周期较长5工期要求平均每幅4.5天平均每幅3.8天平均每幅约6天6设备投入成槽机、旋挖钻配备金刚牙轮、冲击钻6台（方锤）投入1台旋挖钻、1台双轮铣槽机取芯钻机+多台冲击钻7造价分析完成一幅

29、槽机械人工成本约27万元（旋挖钻配备金刚牙轮进出场费用约20万元）完成一幅槽机械人工成本约40万元（铣槽机进出场费用约220万元），虽然单幅地下连续墙成槽成本稍高，但可大大缩短工期，减少管理费等一些间接费用爆破费用（含打孔、爆破人工费、机械费、材料费）每幅8万+冲孔修槽每幅15万（冲击钻机进出场费用约1万元）8文明施工一般一般一般9安全质量安全可控，成槽质量可控（可能存在槽壁坍塌，后期进行修整）安全可控，成槽质量较好安全风险大、成槽质量差，后期地连墙修整（鼓包、侵限凿除）勇于争先 永不满足地下连续墙成槽比选中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段v 根据以上比较及相关施工经验，结合梁厝站实

30、际CT扫描孤石情况，项目部采用方案一，旋挖钻机配金刚牙轮+冲击钻修孔对孤石进行处理，该方案采用德国宝峨旋挖钻配合金刚牙轮钻头成槽，成槽机加旋挖钻配备金刚牙轮、冲击钻辅助成槽。施工时，先用成槽机抓槽，抓至孤石层抓不动时，随用金刚牙轮钻切磨，再用成槽机将碎块抓出，一般采用金刚牙轮钻施工主副孔，再用冲击方锤修槽，最后用滤砂器清槽，施工工艺相对简单、施工效率较高，且梁厝站已进行槽壁加固，在施工过程中不会造成塌孔，地连墙施工质量能够得到保证。勇于争先 永不满足04地下连续墙成槽（孤石处理）中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段v 1、旋挖钻牙轮钻头工作原理 牙轮钻头依靠牙齿破碎岩石，牙轮钻头工作时，固定在牙轮上的牙齿随钻头一起绕钻头轴线作顺时针方向的旋转运动，这种运动称作公转。公转的转速就是转盘或井下动力钻具的旋转速度。牙轮上各排牙齿公转的线速度是不同的，外排齿公转的线速度最大。钻头工作时，牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向的旋转称为自转。牙轮自转的转速与钻头转速即公转的转速以及牙齿对井底的作用有关。牙轮以及牙轮上牙齿的自转是破碎岩石时牙齿与地层岩石之间相互作用的结果。勇于争先 永不满足地下连续墙成槽（孤石处理）中铁四局福州市轨道交通1号线二期工程第2标段v 钻头工作时，牙轮滚动，牙齿与井底的接触是单齿、双齿