石轻区间上行线盾构始发小结.docx
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石轻区间上行线盾构始发小结.docx
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石轻区间上行线盾构始发小结
宁波市轨道交通2号线一期工程TJ2103标
石碶站~轻纺城站区间上行线(右线)盾构始发节点条件验收小结
中铁十三局集团有限公司宁波市轨道施工2号线一期工程
TJ2103标项目经理部
二〇一三年十一月
宁波市轨道交通2号线一期工程TJ2103标
石~轻区间上行线(右线)始发节点条件验收小结
一、工程概况
(1)本标段合同工程范围为:
宁波市轨道交通2号线一期地下土建TJ2103标段【鄞州大道站~石碶站区间、石碶站、石碶站~轻纺城站区间(含石碶桥拆复)、轻纺城站、轻纺城站~启运路站区间(含统安桥拆复)。
本标段上(下)行线长度为3584.072m,具体里程以施工图为准】的土建工程施工(含设备安装配合、装修配合、验收、缺陷责任期修复、保修期保修等)。
(2)石碶站~轻纺城站区间概况
石碶站~轻纺城站区间下行线(左线)起止里程为(内壁)XK5+579.367~(内壁)XK6+338.221,上行线(右线)起止里程均为(内壁)SK5+578.415~(内壁)SK6+337.211。
下行线(左线)长链0.732m,下行线(左线)长度为759.586m;右线(上行线)长链6.707m,上行线(右线)长度为765.503m。
本区间在里程XK5+939.086(SK5+930.000)处设一联络通道兼泵站。
本区间隧道断面为单洞单线圆形隧道,线间距为12.0m~15.1m不等。
隧道纵坡最大坡度为18‰,隧道顶部埋深约为11.0~17.7m,最小平面曲线半径为450m。
区间隧道采用盾构法施工,在轻纺城站双线始发,在石碶站双线接收。
(3)区间工程周边环境
石碶站~轻纺城站区间基本沿雅戈尔大道下方穿行,沿线主要经过石碶桥、吴剑鸣医院等地区,线路两侧建筑较密集,市政工程节点较多,道路交通繁忙,管线复杂。
主要障碍物为石碶桥下的桩基础。
沿线分布的风险源有:
区间下穿石碶桥,南侧半幅桥的部分桩基与盾构区间冲突,需要拆除南半幅桥,同时要求在盾构施工前予以恢复,保留北侧半幅桥。
保留的北侧半幅桥桩距离区间外皮约1.1~4.5m;南侧半幅桥位于两隧道之间的未拆除桩距离区间外皮约1.2~1.6m;沿线分布有多处1~4层的民房及涉及单位的房屋,房屋距离区间外皮的投影水平距离约7.9~14.0m,多为条形基础,基础底埋深约1.0~1.5m。
吴剑鸣医院
石碶民房
石碶桥
新南塘河
图1-1【石碶站~轻纺城站】区间隧道线路周边环境
区间隧道(含联络通道)周边15m范围房屋数量及详情:
表1-1石~轻区间风险源
序号
风险源名称
所在里程
风险源基本状况描述
风险源与区间隧道的关系
1
石碶桥
K5+600~K5+646
石碶桥1#墩、2#墩基础为Φ1500钻孔灌注桩,桩长73.6m,桩底标高为-70.9m;0#台、3#台:
Φ1500钻孔灌注桩,桩长为69.2m,桩底标高为-65.9m。
桥台部分区域采用150×150预制方桩和Φ160松木桩加固,其中预制方桩桩长6m,桩底标高为-6.25m;松木桩桩长6.0m。
老桥桥墩基础采用采用Φ600、Φ1000钻孔灌注桩和400×400预制方桩,其中钻孔灌注桩桩长21.5~23.8m,桩底标高为-16.6~-22.0m;预制方桩桩长11.5m。
区间下穿南半幅石碶桥,与盾构区间冲突的桩基或距离盾构外皮净距小于1m的桩基均需拔除,桥梁的拆复设计详见拆复桥单位图纸。
2
石碶民房1(砼3)
SK5+818~860
条形基础,基础底埋深约1.5m。
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为7.9m。
3
石碶民房2(砼3)
SK5+742~776
条形基础,基础底埋深约1.5m。
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为14.0m。
4
石碶民房3(砼4)
SK5+694~734
条形基础,基础底埋深约1.5m。
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为13.9m。
5
石碶民房4(砖4)
SK5+656~684
条形基础,基础底埋深约1.5m。
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为12.9m。
6
宁波东海同济大学工程机械技术研究中心(砼2)
SK5+798~815
条形基础,基础底埋深约1.0m。
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为12.9m。
石碶民房1(砼3)
建筑物名称
基础形式
与基坑距离
房屋相关照片
石碶民房1(砼3)
条形基础,基础底埋深为1.5m
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为7.9m
区域所属
鄞州区
施工分区所属
石碶站~轻纺城站区间
石碶民房2(砼3)
建筑物名称
基础形式
与基坑距离
房屋相关照片
石碶民房2(砼3)
条形基础,基础底埋深为1.5m
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为14.0m
区域所属
鄞州区
施工分区所属
石碶站~轻纺城站区间
石碶民房3(砼4)
建筑物名称
基础形式
与基坑距离
房屋相关照片
石碶民房3(砼4)
条形基础,基础底埋深为1.5m
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为13.9m
区域所属
鄞州区
施工分区所属
石碶站~轻纺城站区间
石碶民房4(砼4)
建筑物名称
基础形式
与基坑距离
房屋相关照片
石碶民房4(砼4)
条形基础,基础底埋深为1.5m
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为12.9m
区域所属
鄞州区
施工分区所属
石碶站~轻纺城站区间
⑧宁波东海同济大学机械技术研究中心(砼2)
建筑物名称
基础形式
与基坑距离
房屋相关照片
宁波东海同济大学机械技术研究中心(砼2)
条形基础,基础底埋深为1.0m
区间侧穿此民房,上行线隧道外皮距离民房水平最小距离为12.9m
区域所属
鄞州区
施工分区所属
石碶站~轻纺城站区间
区间隧道(含联络通道)管线情况:
区间沿线分布有密集的地下管线(包括中国电信、雨水和电力等),管线埋深均较浅施工前应首先核实管道埋深及其与隧道关系,研究后方可施工。
表1-2管线分布表
序号
名称
材质
尺寸
埋深(m)
1
给水
砼
DN300
2.2
2
给水
铸铁
DN300
1.5
3
电力
塑
12孔
2
4
通信
塑
600×600、300×400
1.89
5
燃气
塑
DN160
1
6
雨水
砼
DN200
1.2
7
污水
砼
DN300
2
(2)区间工程地质
石碶站~轻纺城站区间地貌类型属冲湖积平原,地形较平坦,地面标高一般为3.0~5.5m。
根据土层的沉积年代、沉积环境、岩性特征及物理力学性质,同时结合野外钻探,将勘探深度范围内的地基土划分为8个工程地质层,并细分为29个工程地质亚层。
石碶站~轻纺城站盾构区间主要穿越⑤1粉质粘土、⑤2粉质粘土层、⑤2b粉质粘土、④1层淤泥质粘土。
图1-2石碶站~轻纺城站区间地质纵剖面图
(3)区间工程水文
本区间穿越河流主要为雅戈尔大道上的新南塘河,地表水系以小型河流和排水沟渠为主,水位主要受降水和人工控制。
根据地下水含水层介质、水动力特征及其赋存条件,可将场地内第四系孔隙水分为松散岩类孔隙潜水和孔隙承压水两类。
降水量:
多年平均降水量1305.3mm,年最大降水量1625.6mm(1997年),年最小降水量797.3mm(1979年),年平均降雨天数150.9d,最大连续降雨天数18d,雨量达251.3mm(1990年8月30日~9月16日)。
二、石~轻区间上行线出洞准备情况
根据指挥部下发的《关键工序节点验收条件》的要求,在盾构出洞前必须具备以下条件,我单位将各项工作准备情况逐条对应进行汇报:
1、施工现场已完成勘察、设计交底;
本标段盾构区间图纸于2013年9月下发,我项目部马上组织技术人员熟悉图纸,并组织每周勘察一次现场。
2013年10月11日,北京城建设计研究总院对本标段盾构区间结构设计、防水设计最新图纸进行交底完毕。
图2-1设计交底书
图2-2设计交底会
2、工作井已通过结构验收,其标高、轴线、结构、强度等各项技术参数符合设计和规范要求,并能满足盾构施工各阶段受力要求(端头井结构尺寸和洞门中心已复核且符合设计要求);
项目部于2013年10月14日进行了轻纺城站南端头井结构移交验收,经过验收,轻纺城站南端头井其标高、轴线等各项参数符合设计和规范要求,并能满足盾构施工阶段受力要求。
图2-3轻纺城站南端头井结构移交验收资料
3、盾构推进、测量、监测施工方案已审批并组织了各方讨论,监理细则已编制审批;
盾构推进施工方案已经企业技术负责人及总监审批,于2013年1月2日经过专家评审,于2013年1月23日向管理人员、班组和作业人员进行了交底。
测量施工方案已经企业技术负责人及总监审批,于2013年1月23上报监理,已审批完成。
监测施工方案已审批,前200环监测点已布设,并与第三方联系取得前150环初始值。
图2-4盾构推进、测量、监测施工方案
4、施工现场分部、分项安全、技术交底已按要求完成;
盾构施工方案已经施工企业技术负责人及总监审批,项目部于2013年1月2日经过专家评审,于2013年10月向管理人员、班组和作业人员进行了交底。
石碶站~轻纺城站区间共进行了11项施工技术交底。
表2-1技术交底部分
序号
交底内容
交底时间
1
洞门凿除施工技术交底
2013.10.21
2
盾构始发施工技术交底
2013.11.5
3
盾构始发搅拌及旋喷加固技术交底
2013.4.1
4
龙门吊安装技术交底
2013.11.2
5
龙门吊轨道梁施工技术交底
2013.10.15
6
盾构分节吊装、组装技术交底
2013.10.18
7
盾构后靠、基座安装技术交底
2013.10.10
8
盾构管片拼装技术交底
2013.11.5
9
帘布橡胶板安装技术交底
2013.11.1
10
盾构洞门探孔施工技术交底
2013.10.19
11
盾构注浆技术交底
2013.11.6
5、设计要求的出洞区地基加固完成,各项加固指标经检测达到设计要求;
轻纺城站南端头井出洞区地基加固采用双管旋喷桩加三轴水泥搅拌桩加固。
盾构进出洞加固范围为:
厚度为9m,隧道上下、左右各3m;隧道上部3m以上至地面为搅拌桩弱加固区。
进、出洞采用三轴搅拌桩(桩径为Φ850mm@600mm)加固,强加固水泥掺量20%,弱加固参量8%,靠近车站端头采用单排双重管高压旋喷桩(桩径为Φ800mm@600mm)进行加固水泥掺量25%。
双管旋喷桩共计46根,三轴水泥搅拌桩共计212根。
设计要求取样频率1%,且不少于3根,旋喷桩和三轴水泥搅拌桩均于2013年10月11日取芯完成,已取得取芯强度报告,强度满足要求。
图2-5盾构始发加固布置图
图2-6搅拌加固施工照片
图2-7加固检测成果简报
表2-2加固桩取样强度汇总
l项目
高压旋喷桩
三轴搅拌桩
成桩根数
46
212
取样根数
3
3
取样桩号
AJX4
AJX12
AJX25
AJ6
AJ184
AJ21
设计强度(Mpa)
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
实验强度(Mpa)
1.67
1.61
1.68
1.61
1.56
1.62
6、洞门经探孔未发现异常情况并满足出洞要求;
我项目部于2013年10月20日在洞门区域打设水平探孔9个,经观察水泥土搅拌均匀,无漏水情况,未发现渗漏和其它异常情况,上报监理验收合格,能够满足出洞要求。
图2-8洞门探孔情况
图2-9洞门探孔分布情况及探孔报检资料
7、后座反力架经验算,强度和刚度满足施工工况;
本次使用的盾构反力架,盾构后靠主要采用70#H钢拼接而成,作为盾构推进的反作用力支撑,为保证施工需要,对后盾的刚度、强度及稳定性进行验算。
经验算能够满足使用要求,因此盾构反力架能够满足施工工况。
反力架设置及计算书资料附后
图2-10基座安放示意图
图2-11盾构始发架构造图
8、已调查盾构推进沿线的保护构筑物、管线等现有状况,以及能承受变形的能力,并已制定切实可行的保护措施;
(1)穿越建构筑物技术措施
措施1、正面平衡压力设定
由于地质条件、地面附加载荷等诸多因素不同的制约,将导致平衡压力值的波动,为此,对沉降报表许及时进行分析。
若盾构切口前地面沉降,则需调高平衡压力设定值,反之调低。
若盾尾后部地面沉降,则需增加同步注浆量,反之减少。
措施2、出土量
根据盾构及管片之间的建筑间隙及各土层特性合理控制出土量,大约为建筑间隙的98%~100%。
并通过分析调整,寻找最合理的数值。
措施3、推进速度
控制合理的推进速度,使盾构均衡匀速施工,减少盾构对土体的挠动,达到控制地面变形的目的。
措施4、严格控制同步注浆量和浆液质量,通过同步注浆及时充填建筑空隙,减少施工过程中的土体变形。
同步注浆量一般为建筑空隙的200%~250%。
措施5、在盾构推进时同步注浆的浆液在填补建筑空隙后,还存在地面沉降隐患的,可根据实际情况,相应增大同步注浆的压浆量。
如监测数据证实地面沉降接近或达到报警值时,可用壁后补压浆或地面跟踪补压浆进行补救。
措施6、加强监测点的监控。
在盾构穿越期间,有专职人员昼夜对需控制的建筑物进行沉降监测,及时观察结构的变形情况。
采用先进的通讯手段,将监测数据及时、准确地反馈给盾构司机,使得盾构司机能够根据地面所反映的情况,进行正确判断,及时调整施工参数。
(2)穿越管线施工技术措施
本标段隧道施工区域将穿越一系列的管线。
在施工中必须加强措施予以保护。
因此在推进至各管线群之前,应根据资料及实际情况,制定详细的方案来采取针对性技术措施:
措施1、在施工前,须进一步了解盾构推进沿线道路及地下管线情况,包括管线口径、埋深、走向等。
然后根据管线情况制定相应的保护措施。
措施2、在盾构穿越前,必须核准管线里程,在盾构穿越时及时通知盾构控制室。
措施3、在盾构穿越过程中必须严格控制切口平衡压力,同时也必须严格控制与切口压力有关的施工参数,如推进速度、总推力、出土量等,尽量减少土压力的波动。
措施4、在确保盾构正面变形控制良好的情况下,使盾构均衡匀速施工,以减少盾构施工对管线的影响。
措施5、严格控制同步注浆量和浆液质量,通过同步注浆及时充填建筑空隙,减少施工过程中的土体变形。
同步注浆量一般为建筑空隙的200%~250%。
措施6、由于盾构推进时同步注浆的浆液在填补建筑空隙时可能会存在一定间隙,且浆液的收缩变形也存在地面沉降的隐患,因此在隧道掘进的同时,根据地面监测情况,必要时进行二次壁后注浆,浆液为单液浆。
浆液通过管片的注浆孔注入地层,并在施工时采取推进和注浆联动的方式,注浆未达到要求,盾构暂停推进,以防止土体变形。
根据施工中的变形监测情况,随时调整注浆量及注浆参数,壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整,从而使地层变形量减至最小。
措施7、特殊沉降监测
①加密测点
盾构穿越重要管线时,沿隧道轴线每隔3m布置一监测点,每隔6m布设一测点断面;每一断面以隧道轴线为基准,单边向外2m、4m、7m处各布设测点,包括盾构机隧道中心轴线布一点,共计7点。
具体可根据管线的实际情况作相应调整。
②增加监测频率
施工前所得的初始数据为三次观测平均值,以保证原始数据的准确性。
在盾构穿越期间每隔4小时进行跟踪测量。
待盾构穿越后,变形趋于稳定时,逐渐减少监测次数,并恢复正常监测,待地面变形稳定后方可停止监测。
③动态信息传递
每一次测量成果都及时汇总给施工技术部门,以便于施工技术人员及时了解施工现状和相应区域管路变形情况,确定新的施工参数和注浆量等信息和指令,并传递给盾构推进面,使推进施工面及时作相应调整,最后通过监测确定效果,从而反复循环、验证、完善,确保隧道施工质量。
措施8、盾构机穿越后,会存在一定的后期沉降,必须继续进行沉降监测,必要时采取补压浆措施,支护土体。
9、周围环境监测控制点已按监测方案布置完成,且已测取初始值;
已按设计和监测方案要求完成了上行线的前200环地面布点工作,并已测取前150环初值,报第三方监测单位复核合格。
后续点位正在布设,布设完成后报监理及第三方监测审核。
图2-12监测点初始值资料图2-13环境监测控制点
10、井下控制点已布设且固定;
我单位在轻纺城站结构底板上共布设高程控制点2个,导线控制点2个(均为强制对中点),自检合格,已报测控中心复核验收。
图2-14井下控制点
11、人员(按合同)、机械(按方案)、材料(满足进度的数量和符合设计要求的质量)都已到位;(管片预生产数量满足盾构推进施工进度要求;盾构机以及大型起重设备应拼装就位,并通过有关专业部门的验收;工程涉及的原材料按要求做好相关的复试工作)
项目部管理人员、盾构工区技术和管理人员、施工操作人员全部到位。
(1)推进施工班组人员
表2-3推进施工班组人员表
序号
岗位
人数
序号
岗位
人数
1
井下负责人
1
6
电气维修
1
2
盾构司机
1
7
行车司机
1
3
管片拼装
4
8
测量
1
4
机械维修
1
9
井底吊运
1
5
电机车司机
2
10
同步注浆
2
小计:
15×2×2=60人(2班制)
(2)接缝防水材料班人员
表2-4接缝防水材料班人员表
序号
岗位
工种
人数
1
涂料制作
普工
2
2
管片吊运
起重工
1
小计:
(2+1)×2=6人(2班制)
(3)机电维修人员
表2-5机电维修人员表
序号
岗位
人数
1
机修工
1
2
电工
1
3
电焊工
2
小计:
(2+1+1)×2=8人(2班制)
我项目部于2013年11月5日组织了石~轻区间上行线盾构机井下验收,与会专家认为盾构机各项参数符合施工要求。
近期维保人员针对会议提出的整改内容已经及时整改。
龙门吊组装完成,并通过了有关部门验收。
图2-15盾构井下验收会
图2-16专家评审意见整改后回复2-17专家评审意见
目前管片
标已储备各类管片300环。
目前已进场负环管片10环、防水材料100环,管片螺栓50环,所有材料均有出厂合格证,复试均合格;目前各厂家正在进行正常生产,供应能力能够满足现场施工进度的需求。
图2-18管片螺栓等材料
图2-19管片螺栓检测报告2-20防水材料检测报告
12、对工程潜在的风险进行辨识和分析,编制完成了有针对性、可操作性的应急预案,并落实抢险设备、材料、人员、方案;
项目已对工程潜在的风险进行了辨识和分析,综合应急预案已编制完成,针对出洞过程中可能出现的风险进行了详细考虑,编制了针对性强、具有可操作性的《专项应急预案》,并落实了相应的设备、材料,集中堆放在轻纺城站现场。
我项目部于2013年11月2日按照《综合应急物资验收清单》报现场安全监理逐条进行了现场验收。
图2-21综合应急预案、专项应急预案
图2-22应急物资报验资料
图2-23应急物资库
13、远程监控管理系统已建立并正常运行,前期工程信息已按要求上传;
区间施工现场监控分中心建立,远程监控管理系统已安装,前期工程信息已按要求上传。
图2-24监控分中心三图四表
14、设计及规范规定的其他要求。
无其它特殊要求。
二、自检验收结论
根据对石碶站~轻纺城站盾构区间上行线始发前14项节点条件的准备情况,我部认为已具备石碶站~轻纺城站盾构区间上行线始发的条件。
中铁十三局集团有限公司
宁波市轨道交通1号线TJ2103标项目经理部
二O一三年十一月
附件:
盾构后靠系统验算
本盾构后盾主要采用70#H钢拼接而成,作为盾构推进的反作用力,为保证施工需要,对后盾的刚度、强度及稳定性进行验算。
1、盾构始发推进时最大推力计算
根据始发段的水文地质资料,盾构机前水土压力为0.19Mpa,盾构机推进最小推力为:
Fmin=0.19*3.14*3.172*106/104=6023.8kN
验算是取1.1倍安全系数,最小推力为6626.2kN
盾构机出洞最大推力控制在T=2Fmin=2*6626.2=13252.4kN
2、后靠荷载计算
与钢后靠接触的是开口环管片,由3块B块组成,另外3块管片受力由π形支撑及Φ609钢支撑传递到钢后靠上,受力图如下图
(1)负环管片周度L=3.14*6.2=19.5m
开口环作用于钢后靠的均布荷载为:
q=T/L=13252.4/19.5m=679.6kN/m
(2)609钢支撑作用于钢后靠上的荷载为:
P=679.6*(3.14*6.2*158.5゜/360゜)/4=1456.3kN
后靠受力图及弯矩图见下图:
A
B
D
C
3、70#H钢强度计算
由上图可知弯矩最大处为C点,Mmax=372.35kNm
70#H钢的抗弯截面模数W为1167.1*104mm3
σ=M/W=496.14kNm/1167.1*104=496.14*106/1167.1*104=42.5MPa≤[σ]=210Mpa
所以型钢强度满足要求。
4、后靠刚度计算
=
E:
弹性模量210Gpa
I:
70号H钢惯性距356995
双榀70号H钢惯性距713990
=
=5*679.6*
/(384*210*103*713990)=0.25mm
所以后靠刚度满足要求
5、H钢支撑验算
(1)强度验算
根据计算B点反作用力最大,为1592.32kN
A=70×30×2=420cm2=42000mm2
双榀H钢支撑所受推力N=1592.32kN/cos30°=1838.7kN
σ=N/A=1838.7kN/42000mm2=43.8Mpa≤[σ]=210Mpa
所以双榀H钢支撑满足设计要求
(2)稳定性验算
λ=μL/i
λ:
杆件长细比;λ≥
属细长杆;
>λ>
属中长杆;λ≤
属短粗杆
L:
杆件长度
i:
截面惯性半径,i=
λ=μL/i=0.7×10.8/0.461=16.4≤
=61.4(长度系数μ取0.7)
所以,此双榀H钢支撑属短粗杆,杆件稳定性满足要求。
(3)变形量计算
变形量δ=σL/E=204.9×10.8×
/(210×
)=10.5mm
6、后靠底座型钢焊缝强度验算
取角焊缝的有效高度8mm,焊缝长度1m时,其抗剪力为
=1280kN。
而实际图中后靠底座的钢板长度为1.7m,型钢斜剖面为1.3m。
因此焊接双榀型钢,其四边焊缝长度为4.0m其最大可受力5120kN。
B点最大值=1592.32kN,底座做大受力为1592.32kN/cos30°==18
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