天津地铁三号线某合同段盾构穿越北站铁路股道专项施工方案

PAGE15xxxx工程局有限公司盾构穿越北站铁路股道专项施工方案工程名称：xx地铁xx第xx合同段(区间)编制单位：xx一航局xx地铁xx第xx合同段项目经理部技术负责：xx编制人：xx报送日期：xxPAGE1目录HYPERLINK\l"_Toc210010112"1工程概况 1HYPERLINK\l"_Toc210010113"1.1区间隧道工程概况 1HYPERLINK\l"_Toc210010114"1.2工程地质条件 3HYPERLINK\l"_Toc210010117"2施工的目的 6HYPERLINK\l"_Toc210010118"3主要施工方法或工艺 6HYPERLINK\l"_Toc210010119"3.1施工步骤 6HYPERLINK\l"_Toc210010120"3.2主要施工方法 6HYPERLINK\l"_Toc210010121"3.2.1准备 6HYPERLINK\l"_Toc210010122"3.2.2掘进 6HYPERLINK\l"_Toc210010123"4技术组织措施 7HYPERLINK\l"_Toc210010124"4.1施工技术管理 7HYPERLINK\l"_Toc210010125"4.1.1施工规则 7HYPERLINK\l"_Toc210010126"4.1.2盾构法施工技术与保护措施 8HYPERLINK\l"_Toc210010127"4.1.3盾构施工应急保护措施 8HYPERLINK\l"_Toc210010128"4.1.4地表监控量测管理 8HYPERLINK\l"_Toc210010129"4.2设备保障管理 9HYPERLINK\l"_Toc210010130"5施工数量、实施时间、进度安排 10HYPERLINK\l"_Toc210010131"6施工的检测 10HYPERLINK\l"_Toc210010132"6.1.洞外监测 10HYPERLINK\l"_Toc210010133"6.2洞内监测 10HYPERLINK\l"_Toc210010134"7数据及记录等 11HYPERLINK\l"_Toc210010135"7.1数据内容11HYPERLINK\l"_Toc210010136"7.2数据库的数据结构11xx地铁xxxx合同段盾构区间下穿北站铁路股道专项方案1工程概况1.1区间隧道工程概况铁路股道共有13股，其中5股为停车线，8股为行车线。铁路股道与盾构隧道斜交约64o，隧道顶埋深11.3m～14.5m。右线穿越铁路股道里程为：DK18+026.288～DK18+114.67，起讫距离88.382m。左线穿越铁路股道里程为：DK18+033.78～DK18+122.59，起讫距离88.81m。盾构隧道与铁路股道平面，剖面位置关系如下图1-1和图1-2。图1-1盾构隧道与铁路股道平面位置关系图图1-2盾构隧道与铁路股道剖面位置关系图1.2工程地质条件工程地貌类型属滨海平原地貌。场区地下水位标高为0.7～1.70m，属潜水类型，主要补给来源为大气降水、地表径流，常因气候、降水等影响而变化，设计时取xx市平均地下水位埋深0.5m。本场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水。赋存于第Ⅱ陆相层以下粉砂和粉土中的地下水具有微承压性，为微承压水。本场地内粘性土渗透系数小，弱透水性，具有相对隔水层性质，渗透系数K≤1.15×10-5～1.15×10-4cm/s。粉土、粉砂为中等透水层，为相对赋水地层。场地内地下水位较高，含水层呈层状分布，在垂直方向具有不均匀性。该段地表水对混凝土结构无腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀；对钢结构具中等腐蚀。第Ⅱ陆相层之上的潜水对混凝土结构无腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀；对钢结构具有中等腐蚀。第Ⅱ陆相层及以下的微承压水对混凝土机构具有硫酸盐中等-强腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性；对钢结构具有中等腐蚀。铁路股道底下部岩土依次为：杂填土，粉质粘土，粘土，粉土，淤泥质粉质粘土，粉质粘土，粉土，粉质粘土，粉土。隧道掘进穿越粉质粘土和粉土层。铁路股道前方存在勘探孔两个，从地质勘探孔得出的数据如下表：表1-1ZD-762地质勘探孔数据表1-2ZD-763地质勘探孔数据2施工的目的现行的地铁施工规范中对地面沉降要求一般是+l0～-30mm，但因为客货交通繁忙，对地面及轨道沉降控制的具体要求：⑴.轨道地基沉降值不得超过10mm(《铁路路基设计规范》)；⑵.相邻两股钢轨水平高差不得超过1mm(《铁路工程设计规范与施工质量验收标准大全》)；根据工期安排，掘进左线和右线时，盾构机将分别在2009年的07.19～07.29以及2010年1.19～1.29通过铁路股道下方。如果该段铁路出现问题，将对xx市乃至华北区的交通都会造成很大影响。所以应避免盾构机在铁路股道底掘进过程中对上部土体造成较大扰动，以致地面沉降或隆起导致地表变形过大，引发铁路交通事故。铁路监护工作的任务是必须在确保铁路运输绝对安全的前提下，使盾构顺利穿越铁路。3主要施工方法或工艺3.1施工步骤根据铁路股道段工程水文地质条件及盾构施工特点，该段方案步骤为：进入铁路股道前检查准备→铁路股道段掘进→盾构过铁路股道施工结束。3.2主要施工方法3.2.1准备盾构机穿越铁路股道前，选择合适地段进行试验掘进，摸索沉降规律，研究、总结在不同地层盾构机的合理掘进参数，为穿越铁路股道提供指导。在过铁路股道前对盾构机进行一次全面的保养检修，为过铁路股道做好充分的准备；在穿越过程中，严格控制各项掘进参数，严格控制沉降量。盾构在此处掘进前一周，对于穿越股道部分的资料进一步完善充实，派人对北站站铁路线的运输频率、列车荷载、车辆通过频率、通过隧道轴线时的实际车速等进行监测统计。3.2.2掘进通过对以往施工中地面沉降的原因进行分析，影响地面沉降量的主要因素是出土量、土仓压力、注浆量。因此，根据实际情况，实施以下4项措施。⑴.调节掘进速度与出土速度，并且平缓调节，保证土仓内的上部土压力稳定，同时控制出土量。⑵.控制掘进速度在2O～30mm／min之间，注浆速度要与掘进速度同步。停机拼装管片时若出现压力过低，要及时补注浆。⑶.实施管片背后二次注浆，针对部分监测点在盾构机通过后仍继续发生沉降的情况，实施管片背后注浆。实施该措施后，地面监测点的累计沉降量将会明显减小。由于盾构外径比管片外径大14cm，因此，盾构机掘进时，逐渐产生的，所以必须在盾构前进时不断通过注浆孔向空隙内注浆，以控制地表变形。根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片的注浆量。V=π/4×K×L×（D12-D22）式中：V——每环注浆量（m3）L——环宽（m）D1——开挖直径（m）D2——管片外径（m）K——扩大系数取1.3～2.5，此处取值2.3代入相关数据，可得：V=π/4×2.3×1.2×（6.372-6.22）≈4.6m3/环计算空隙体积为2m3，此段注浆量的扩大系数取2.3，所以注浆量为4.6m3，为空隙量的2.3倍。注浆材料采用日本管片隧道中通用的浆液材料：水泥浆+水玻璃+膨润土，其混合后20s强度可达300kPa。在开始新一环的掘进前，可得到上一环的注浆总量，在盾构操作盘上将注浆量归零后，可开始下一环的注浆。4技术组织措施4.1施工技术管理4.1.1施工规则为使盾构穿越铁铁路时尽量量减少路基基变形，特特制定穿越越铁路时的的施工规则则。⑴.在每班掘进开始始前，根据据地表变形形测量数据据研究决定定掘进行程程、土仓压压力和掘进进速度。⑵.严格执行管片安安装操作规规程。⑶.为尽量减少地表表下沉，将将管壁的每每环注浆量量由原来的的4m3增加到4..6m3。⑷.盾构施工必须确确保铁路运运输绝对安安全。准备工作就绪后后，盾构开始始正式穿越越铁路股道道，以每昼昼夜10环的速度度掘进。4.1.2盾构构法施工技技术与保护护措施盾构施工技术措措施。在盾盾构掘进中中,选择正确确掘进模式式及参数是是控制沉降降的关键,,为了控制制地表沉降降,在施工中中拟采用以以下技术措措施:⑴.对盾构到达铁路路下方的前前50mm范围内的的掘进参数数及地面沉沉降情况进进行统计分分析,以制定盾盾构最优掘掘进参数。⑵.盾构机在距离轨轨道群200m时,将停止掘掘进,对所有设设备(刀具、注注浆系统等等)进行彻彻底的检查查和维修,,以确保盾盾构机以良良好的状态态顺利穿过过轨道群。⑶.盾构掘进采用土土压平衡模模式,上部土仓仓压力保持持在250～350kPPa之间间,保持开挖挖面稳定。⑷.在掘进过程及时时进行盾尾尾回填注浆浆,并可适当当调整砂浆浆配合比,,以加快其其凝固时间间。4.1.3盾构构施工应急急保护措施施在施工过程中如如发现地表表沉降超过过铁路轨道道沉降限值值,立即采取取以下应急急保护措施施:⑴.立即停止盾构掘掘进,并保持上上部土仓压压力,立即通知知铁路业主主,以取得其其专业配合合;⑵.加大盾尾注浆压压力及注浆浆量,在沉降区区内管片背背后补注浆浆,并提高地地面监测频频率;⑶.及时反馈数据,,以调整注注浆参数;;⑷.对沉降区进行袖袖阀管注浆浆补强,控制沉降降;⑸.待地表沉降稳定定并已处理理完成后方方可继续掘掘进。4.1.4地表监监控量测管理由于隧道顶覆土土较厚，经经检算，列列车活载在在管道中心心截面处所所产生的水平压压力仅为恒恒载水平压压力的1OO%，且恒载载和活载的的水平压力力之和远小小于盾构土土仓的压力力。上述情况表明，该该盾构埋置置较深，盾盾构土仓密密封，土仓仓压力足以以平衡恒载载和列车活活载的水平平压力，挖掘面土土体无坍塌塌可能。但盾盾构穿越铁铁路会使路路基产生少少量隆起和和沉降。对对于这类逐逐渐产生的的变形，不不需要事先先对线路和和路基作任任何加固处处理，完全全可以用对对线路进行行严密监测测防护的手手段来解决决，为此制制定了盾构构穿越时的的线路监护护办法：⑴.组织力量对线路路进行昼夜夜监护，及及时调整线线路的几何何状态。⑵.为确保列车运行行安全，不不使路基在在短时期内内发生较大大变形，规规定盾构穿穿越期间，路路基面的隆隆起或沉降降量每0.5小时内不不得超过22mm每24h内不不得超过110mm。如超超过上值，必必须立即停停止顶进，分分析原因，研究对策。⑶.在路基上布置测测点，每半半小时测量量一次，随随时掌握路路基变形情情况。⑷.建立施工现场交交班联系制制度，各部部门及时沟沟通信息。4.2设备保障障管理在检修刀具的同同时，要对对盾构机的的液压、电电气、水循循环、润滑滑、注脂、注注浆、泡沫沫、铰接等等系统进行行检修，重重点内容包包括：⑴.空压机的检测与与维修；⑵.螺旋输送机闸门门检测与维维修；⑶.注脂系统的检测测与维修；；⑷.管片拼装机的检检测与维修修；⑸.泡沫系统的检测测与维修；；⑹.盾尾密封检查与与维护。当盾构机进入停停机维修前前，调整好好盾构机的的姿态，使使盾构机处处于直线掘掘进状态，每个油缸撑靴上安装撑块，然后顶上管片，全部安装完毕后，继续掘进，直到露出第一排盾尾密封刷为止，根据磨损情况，决定更换或不更换，在钢丝密封刷内填满密封脂，然后安装管片，同时取下撑块。盾尾密封脂必须在每次起动前以及推进过程中不间断注入。如果密封中缺少润滑脂，则盾尾注浆注入的浆液会透过密封并填充密封间隙，导致密封失效。如果停驻时间较长，应注意不要让密封件被加注的砂浆所固结。为避免这种情况的发生，有必要在砂浆粘结前，将隧道掘进机向前移位若干厘米，并使用尾部密封脂填充当前间隙。定期检查盾尾密封，尽量减小盾尾转弯角度。检查盾构机的铰铰接密封、泵、阀、马马达、油缸缸、油管路路的工作状状态，对异异常元件提提前进行更更换。盾构构机液压系系统的状态态监测实际际上是液压压系统参数数的监测，盾盾构机液压压系统工作作状态的参参数是系统统的工作压压力、温度度、流量以以及运转时时的声音等等。液压系系统正常工工作时，系系统参数都都工作在设设计和设定定值附近。每每天都要对对这些参数数进行检查查，当不处处于这些参参数的范围围后，可以以认为故障障已经发生生或将要发发生。增加空压机、螺螺旋输送机机闸门、盾盾尾密封、注注脂系统、泡泡沫系统、铰铰接密封等等备件。5进度安排左线穿越铁路股道道时间为：：20099.07..19～20099.07..27,共计8天。右线穿穿越铁路股股道时间为为：20110.1..19～20100.1.27,共计8天。盾构开始正式穿穿越铁路股股道的速度度为每昼夜夜10环，要求求连续平稳稳施工，无无掘进间断情情况发生。6施工的检测穿越铁路股道的的主要检测测内容为地地表变形量量，由于穿穿越铁路股股道会不可避免免地对地层层产生扰动动，有可能能引起地表表变形或沉沉陷，故有有以下检测测内容：6.1洞外监监测按规定在邻近车车站设驻站站联络员和和在现场设设防护员,,掌握列列车运行时时刻,有效利利用列车间间隔时间组组织施工,,提醒、监监督线路上上施工作业业人员及时时下道让车车。每天早早晚各一次，安排排铁路专业业人员定时时检查线路路轨距、方方向、水平平、高低等等几何状态态,以及铁路路股道的沉沉降，应注注意在股道道测量过程程中严禁使使用钢尺连连通两根钢钢轨，否则则会导致铁铁路行车信信号错乱。6.2洞内监测1.监测实际出出土量与理理论出土量量的关系，若若突然出现现出土量过过大，首先先应减小或或关闭螺旋旋输送机的的排土口，增增大盾构机机的推进速速度，调节节土仓中的的设定土压压，再进行行试掘进。对对盾构机穿穿越的地层层认真分析析，对盾构构机出土进进行岩样分分析，判断断土样是否否与地质勘勘察一致，进进而判定洞洞顶已塌陷陷或有塌陷陷的可能。2.操作司机随随时注意渣渣土量（如一车车渣土合计计的掘进进进尺与前一一个掘进循循环比较）的的变化，如如有不正常常，立即采采取纠正措措施，不可可在一个循循环结束才才计算每个个循环的出出土量多少少，这会造造成纠正措措施滞后。3.监测洞内管管片上浮情情况，洞内内的水准点点要定期复复核。7数据及记录等盾构隧道施工监监控数据库库系统是盾盾构隧道施施工多媒体体监控与仿仿真系统的的一个主要要组成部分分。盾构隧隧道施工多多媒体监控控与仿真系系统主要包包括多媒体体监控、数数据库、地地面沉降仿仿真预测、施施工参数控控制、地面面沉降模块块。这些模模块之间的的数据通讯讯均需通过过集中的数数据库完成成。数据库包含有以以下数据：：地质参数数、隧道参参数、盾构构参数、施施工参数、地地面沉降监监测数据以以及隧道成成形指标等等。这些参参数之间存存在着复杂杂的模糊的的联系，不不能用一个个简单解析析公式描述述。因此，直直观显现它它们之间的的联系，揭揭示其中的的规律，对对盾构隧道道的研究、设设计和施工工管理都具具有重要的的实际意义义。这就要要求对上述述数据进行行合理的分分类、建立立正确的数数学模型(数据结构)，最终实实现功能强强大的图形形可视化查查询功能。在上述要求下建建成的数据据库系统主主要具有如如下功能：：集中管理理总系统的的所有共享享数据；同同各子系统统进行可靠靠的数据通通讯；提供供方便、快快捷、全面面的图形可可视化数据据查询。7.1数据内容容盾构掘进的所有有数据均以以数据库的的形式建立立，数据库库包含了盾盾构隧道施施工有关的的大部分参参数，主要要由以下数数据组成：：地质参数数、隧道参参数、盾构构参数、施施工参数、地地面沉降监监测数据及及隧道成形形指标等。7.2数据库的数据结结构数据库内容的每每一种数据据(datta)均为数据据库的数据据对象(datta