盾构专项施工方案Word下载.docx
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6.4.7盾体外部聚氨酯止水18
6.4.8洞门凿除19
6.5盾构机初始掘进(100环试掘进)21
6.6盾构正式掘进施工24
6.7管片拼装25
6.8同步注浆及衬砌壁后补压浆26
6.9盾尾油脂的加注28
6.10纠偏28
6.11隧道内运输和施工设施29
6.12施工测量、监测方案29
6.13施工监测33
七、主要设备、工具配备计划35
八、工程材料申请计划36
8.1主要材料计划用量36
8.2主要材料检验、试验及复试要求36
九、劳动组织申请计划37
十、质量保证措施38
10.1工程质量标准38
10.2质量管理网络39
10.3质量保证体系39
10.4隧道衬砌质量控制40
10.5隧道轴线控制40
10.6管片拼装质量控制41
10.7地表沉降控制41
10.8测量控制41
十一、安全、环境保护措施41
11.1安全生产施工措施41
11.2文明施工措施44
11.3管线和周围建筑物的保护措施45
十二、应急预案45
12.1进出洞时塌方漏水应急预案46
12.2伤亡、伤害应急预案46
12.3管线损坏事故应急响应预案48
12.4触电预案48
12.5在洞门破除过程中出现渗漏水预案50
12.6盾构机进洞过程中发生盾尾漏水、漏砂预案50
12.7在开挖、清淤过程中发生洞门圈渗漏预案50
12.8应急救援物资保证50
12.9应急体系52
一、工程概况
1.1编制说明
(1)《沈阳市排水防涝补短板项目—和平大街排水工程招标文件》
(2)《沈阳市排水防涝补短板项目—和平大街排水工程盾构施工图纸》
(3)《建筑工程施工质量验收及统一标准》GB50300-2001
(5)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
(6)《建筑地基处理技术规范》JGJ97-2002
(7)《盾构法隧道工程施工及验收规程》GB50446-2017
(8)《钢结构设计规范》GB50017-2003
(9)《建筑变形测量规程》JGJ8-2007
(10)《混凝土结构设计规范》GB50017-2003
(11)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
(12)《地下工程防水技术规范》GB50108-2011
(13)《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2011
(14)《城市地下空间工程建设技术管理规范》DB2101.J011-2012
1.1.2编制原则
(1)严格遵守国家相关法律及沈阳市政府各项管理条例,做到模范守法、文明施工。
(2)要针对本工程的特点,科学安排、合理组织、精心施工,以减少对周围环境及居民正常生活的影响。
(3)以成熟施工技术及先进的设备和施工工艺,确保施工安全和工程质量,按期为业主提供一个优质的工程产品。
(4)以切实有效的技术措施和先进工艺,防止坍塌,控制地面隆陷,确保夹江大堤及地下管线沉降变形可控,维持正常使用功能。
(5)以企业诚信、服务宗旨,为安全保证,以质量为生命,以管理为手段,实现本工程安全、优质、快速的目标。
1.2工程平面位置
沈阳市排水防涝工程—和平大街雨水干线工程位于沈阳市和平区,本工程干线管线工程沿和平大街盾构施工,在八一公园、中山公园及砂阳路设置Y1、Y27、Y28、Y52等四个盾构工作井。
盾构隧道第一段始于Y52、Y27始发工作井(和平大街与三纬路交叉口北侧)止于Y28工作井(和平大街与辽源路交叉口东侧),盾构隧道第二段始于Y27(和平大街与辽源路交叉口东侧),止于Y1(和平大街与砂阳路交叉口东侧)盾构线路总长约4135m,线路基本沿和平大街由北向南走线。
平面最小转弯半径为280m,纵断面为0.2‰~0.3‰的上坡。
盾构施工Y52、Y27始发井为矩形井,内尺寸16m×
8m,Y1、Y28接收井为矩形井内径14.6m×
8m。
盾构管片外径φ4m,内径φ3.5m,环宽1.2m,管片壁厚0.25m。
1.3工程水文地质情况
1.3.1地形地貌
工程场区位于沈阳工农路与临河路。
本场地地形平缓,场地开阔,地面标高介于40.10m~45.27m之间,最大地面高差5.17m。
地貌单元为河流冲洪积平原地貌单元。
地层编号的第一个数用①、②、③、④、⑤按序分别代表岩性。
地层划分主要考虑成因、时代以及岩性,划分依据根据野外原始编录、土工试验成果,同时参照原位测试指标变化。
根据钻探揭示,各地层具体分布详见工程地质剖面图。
现将各地层描述如下:
①杂填土,杂色,稍湿,结构松散,密实度不均,分布连续,主要由黏性土、建筑垃圾、植被、碎砖块、沥青路面等组成。
层厚1.40~4.50m,平均厚度2.92m。
②粉质黏土,黄褐色,一般呈硬可塑状态,中等压缩性,稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,该层局部分布,层厚0.30~3.20m,平均厚度1.32m。
③中砂,黄褐色,稍湿,稍密,石英~长石质,均粒结构,级配差,含少量黏性土及砾石。
该层基本连续分布,层厚0.60~3.80m,平均厚度2.24m。
④粗砂,黄褐色,稍湿,中密,石英~长石质,颗粒不均匀,级配较好,含少量黏性土及砾石。
该层基本连续分布,层厚0.90~5.60m,平均厚度2.63m。
⑤砾砂,黄褐色,稍湿,密实,石英~长石质,颗粒不均匀,级配较好,含少量黏性土。
该层基本连续分布,层厚1.20~11.20m,平均厚度3.55m。
⑤-1粗砂,黄褐色,湿,密实,石英~长石质,混粒结构,级配一般,含少量黏性土及砾石。
该层局部分布,层厚0.70~5.70m,平均厚度1.56m,个别钻孔见粉质黏土透镜体。
⑥砾砂,黄褐色,湿,密实,石英~长石质,颗粒不均匀,级配较好,含少量黏性土。
该层基本连续分布,层厚1.20~11.20m,平均厚度4.57m。
⑦圆砾,黄褐色,饱和,中密,由结晶岩组成,混粒结构,一般粒径2-20mm,最大粒径70mm,充填中粗砂,含少量黏性土,该层未穿透。
⑦-1砾砂,黄褐色、灰褐色,饱和,中密~密实,石英~长石质,颗粒不均匀,级配较好,含少量黏性土。
该层分布不连续,层厚0.90~7.30m,平均厚度2.85m。
各岩土层承载力特征值及岩土参数建议值表1
地层
天然含水量w
(%)
天然孔隙比e
重力
密度
γ
(kN/m3)
塑
限
ωp
液性
指数
IL
内摩擦角φc
(度)
(直剪固结快剪)
黏聚力
Cc(kPa)
压缩
系数
α0.1-0.2
(1/MPa)
(压缩)变形模量(Es)E0
(Mpa)
承载力特征值(kPa)
N
N63.5
②粉质黏土
26.4
0.764
19.6
22.4
0.27
12.6
32.2
0.30
(5.86)
130
8.8
--
③中砂
19.0
33.0
16.6
200
13.1
5.5
④粗砂
34.0
240
18.0
6.8
⑤砾砂
19.2
21.6
300
---
10.9
⑤-1粗砂
19.5
34.5
29.6
400
25.2
11.1
⑥砾砂
10.8
⑦圆砾
35.0
36.2
550
10.5
⑦-1砾砂
11.2
1.3.2水文地质
施工区域内地下场地见有一层地下水,为孔隙潜水,主要赋存于⑥砾砂、⑦圆砾层。
现场测得初见水位埋深约为14.50~16.80m,高程为23.26~29.14m,稳定水位埋深约为13.50~16.50m,高程为24.26~29.44m。
地下水主要受大气降水、地下水迳流补给。
根据地区建筑勘察经验,估计年水位变化幅度在1.0~2.0m。
1.3.3气象概况
沈阳属于北温带半湿润的季风性气候,同时受海洋、大陆性气候控制。
特点明显,其特征是冬季漫长寒冷,春季干燥多风,夏季炎热多雨,秋季凉爽湿润,春秋季短,冬夏季长。
由于近年来全球气候的变化,沈阳地区的气候也有所改变。
从搜集到的以往历年气象资料看:
沈阳历年平均气温为7~8℃,最低气温-33.1℃。
每年11月中旬开始封冻。
由于受全球气候的影响,近几年封冻时间略有推迟。
翌年3月初解冻。
标准冻结深度为1.2m,最大冻结深度为1.48m。
风向,冬季多西北风,夏季多西南风,春秋两季风大,风向不定,最大风速12~15m/s。
基本风压0.55kPa,基本雪压0.50kPa。
降水量:
沈阳历年平均降水天数为106天,多集中在6~9月份,年平均降水量为720mm。
蒸发量:
年平均蒸发量为1420mm,每年4~9月份蒸发量最大,占全年蒸发量的67.4%。
1.4工程特点、重点
(1)本工程进度和工程质量是整个施工过程控制的重点;
(2)盾构始发和接收施工是盾构施工过程中比较容易出现事故的环节,应列为施工控制的重点,针对始发和接收口处的地质条件和端头土体加固效果制定合理的洞门凿除方案,确定合理的盾构始发和接收掘进参数,合理安排施工进度,充分准备,精心施工,确保始发和接收施工顺利。
(3)盾构机始发前对盾构姿态进行精确测量,掌握盾构机的初始姿态,始发过程中严格控制盾构机姿态,确保盾构始发的方向正确是本工程的重点。
(4)盾构施工过程中的测量、监测是保证盾构施工的耳目,是保证隧道施工精度和确定盾构施工参数,保证地下管线和地面建筑物安全的重要依据,是本工程的重点之一。
二、工程目标
2.1盾构过江标段工期安排
(1)Y52~Y28段盾构机下井、组装、调试:
2018年6月15~2018年7月15日
(2)Y52~Y28段盾构掘进2018年7月16~2019年2月16日
(3)Y27~Y1段盾构机下井、组装、调试:
2019年2月17日~3月18日。
(4)Y27~Y1段盾构掘进:
2019年4月25日~2019年10月26日
(5)盾构机解体接收吊装:
2019年10月27日~2019年11月27日。
2.2质量目标
工程质量目标——单位工程竣工一次交付合格,工程达到国家电网优质工程。
为了确保工程质量目标的实现,在工程开工前制定各分部、分项、检验批工程质量预控措施,将工程涉及的各分部工程按分项、检验批工程进行目标分解,加强施工的过程控制,以保证竣工工程质量最终达标
分项工程质量目标:
合格率100%;
分部工程质量目标:
工程竣工技术资料:
齐全。
2.3安全文明施工目标
(1)伤亡控制指标:
死亡率为零、重伤率为零、月轻伤频率0.2‰以下,杜绝重伤、死亡事故的发生。
(2)安全生产、文明施工目标:
施工现场管理必须符合部颁标准(JGJ59—99)的要求,得分率必须达到85%以上。
(3)安全管理人员持证率100%,特殊工种持证上岗率100%,施工现场安全各项设施合格率100%,安全防护设施使用率100%,劳动保护用品及防护用品合格率100%,发放、使用率100%。
(4)施工现场文明施工合格率100%。
预控目标:
沈阳市市级文明工地。
工程施工过程中的安全生产工作和文明施工管理水平达到《建筑工程安全检查标准》(JGJ59-99)的优良等级,总分85分以上,其中文明施工单项检查评分在85分以上。
三、施工平面布置
图1Y52盾构施工场布图
图2Y27盾构施工场布图
Y52、Y27始发工作井为盾构区间始发井,为本工程盾构施工期间的主要施工场地。
3.1现场施工道路
施工场区内,除集土坑,其余场地均进行混凝土硬化。
施工便道及大中型设备停放区整平后下铺5cm厚碎石,布置双向双层
12@150钢筋,并浇筑20cmC20混凝土。
3.2现场供水系统
施工用水从现场总水管接二路水源,一路沿场地四周布置,供地面施工,另一路接至井下,供盾构施工及冲洗、保洁用水。
3.3现场排水系统
施工便道边设置排水沟,截面为300×
400,上覆盖板。
排水沟设置有一定的坡度。
在Y52、Y27始发工作井施工围挡大门口设一个三级沉淀池。
3.4临时供电系统
业主提供的施工用电容量为:
10KV高压箱变一台及380V低压箱变一台,由业主指定的电源接入点接至施工区。
为了保证一类负荷的不间断供电,高、低压配电系统采用独立双电源进户,单母线分段,手动联络切换的主接线方式。
隧道内照明、小动力电源采用二路互为备用供电。
在井下装设一个双电源自动切换箱。
每隔10m设配电支架一只和安装40W防水型日光灯一只,配置熔断器保护,分别从A、B、C三相跳接,其位置位于双线隧道外侧,于隧道衬砌环的61°
~85°
之间。
施工用电配线采用埋地沿墙敷设方式,由高低压配电缆分路敷设到各分配电箱,再由各分配电箱用电缆分路敷设到各开关箱及用电设备。
施工现场装有内部通讯联络装置,并装一路电话线至盾构机驾驶室。
沿墙敷设的用电配线用架子固定。
电缆穿过施工道路时,采用埋地敷设,敷设深度为0.3m,电缆外套防护套管,并在电缆上下各均匀铺设不小于50mm厚细砂,加以保护。
高压部分:
供盾构施工作业。
低压部分:
供地面施工作业,包括结构施工、降水施工等。
3.5拌浆系统
根据现场实际情况,Y52、Y27始发工作井拌浆系统置于基坑北侧。
并在拌浆站附近布置占地约60m2石灰及膨润土堆场。
浆液拌制后先进入储浆箱,随后通过溜槽溜至井底运浆车内。
粉煤灰、膨润土等材料场上设防雨蓬。
3.6集土坑
在Y52、Y27始发工作井基坑背面设钢筋混凝土集土坑,集土坑平面尺寸大约为15m×
8m,为敞口型布置,深度为3m(其中地面以上1m,地面以下2m),墙身厚度20cm,敞口处设置挖机工作平台,为盾构机临时出土用。
配备1m3液压反铲挖掘机一台,负责土方装车。
3.7水平运输及垂直运输
在Y52、Y27始发工作井井口南北向设置一台23m跨度25/5t的龙门式起重机,作为井口管片、渣土、螺栓、轨枕等材料的垂直运输机械,25t龙门吊由西北向东南走向。
3.8管片堆放及粘贴防水材料场地
Y52、Y27始发工作井南侧两行车轨道中间场地为管片堆放场地,面积约200m2。
管片按不同型号,分区堆放,管片储备须满足二天推进用量(按日均盾构机12环计)。
在粘贴水膨性弹性密封垫、挡水条的区域有移动式防雨蓬设施。
3.9通风系统
采用二台轴流风机,同时向隧道内送风,以保证隧道内有良好的通风条件,使隧道内工作人员新鲜空气量不低于每人每小时30m3,相对湿度为65%~80%之间,空气中氧气量不低于20%,H2S、CH4以其他有毒有害气体等浓度不超出有害身体健康的浓度,易燃气体浓度不超过爆炸浓度的10%,通风设备噪音不超过75分贝,各项空气指数达标。
3.10水冷却循环系统布置
本区间盾构机采用水冷却循环系统,在Y52、Y27始发工作井井内设置一20m3蓄水池,在隧道内设置水管,通过水管连接盾构机头与蓄水池,形成一个循环,起到冷却盾构机温度的效果。
3.11上下通道布置
先期准备工作在工作井北侧设置临时通道,正式推进时在工作井南侧位置上预留洞口,设置上下通道,通道采用梯笼的形式。
四、工程量一览表
工程量一览表表2
序号
衬砌圆环名称
单位
数量
备注
1
管片
环
3370
每环配备:
1、环向螺栓12套;
2、纵向螺栓14套;
3、防水材料;
4、纵、环向螺栓橡胶垫圈;
5、纵、环向螺栓钢垫圈;
6、同步注浆量为理论注浆量,实际注浆量下文详述。
3
出洞环
2
4
进洞环
5
掘进出土及外运土方
m3
55790.29
6
同步注浆量
4945.1
7
出洞装置及后盾系统安装
套
8
进洞装置安装
五、关键工序和特殊过程
根据本工程施工特点,确定过江标段盾构掘进过程中轴线控制、管片拼装、衬砌防水以及地表沉降(前期、施工过程、后期沉降)作为关键工序过程。
5.1施工测量控制要点
(1)盾构施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位做全面鉴定,并在使用过程中经常进行检查。
(2)为确保区间内盾构贯通,横向、竖向误差小于50mm,在始发井、接收井附近埋设地面导线点,利用空导点和地面导线点,以导线测量形式,将平面控制成果引测到施工现场。
(3)利用空导点和地面导线点建立平面控制网。
(4)随着隧道掘进,由地下起始导线点开始,逐次布设地下隧道贯通导线点,同时在管片封顶块上布设吊篮,吊篮上设强制归心的平面控制点,由贯通导线点引测。
吊篮必须稳固,并与操作者的走板脱离,不能晃动。
(5)利用施工区域附近的已知高级水准点,布设三等水准路线,将高程引测至端头井附近,并设立施工高程控制点。
(6)随盾构推进深度,每隔一段距离,埋设一贯通高程控制点,作为隧道掘进的高程依据,然后转测到相应吊篮上的控制点。
贯通高程控制点的高程应由地下起始高程控制点传递,引测前应对起始高程控制点进行复核。
(7)为保证盾构机严格按设计轴线推进,必须及时观测盾构动态数据,从而调整盾构施工参数,指导盾构正确、安全推进。
(8)在盾构机头部纵向设一对竖尺,垂直于盾构纵向设一对水平横尺,利用布设的三维坐标控制点,测量各尺读数,经精确计算得出盾构转角、盾构中心方向偏差值、盾构坡度、盾构中心高程等数据,从而相应调整盾构机的各个施工参数。
5.2管片拼装控制要点
(1)衬砌之间采用错缝拼装,由下而上,按标准块→邻接块→封顶块的顺序进行。
拼装封顶块时,采用先搭接600mm径向推上,再纵向插入。
(2)必须严格控制衬砌拼装精度,衬砌成环的直径允许偏差、环纵缝张开、相邻环管片允许高差、环面间隙及标准块相对旋转值必须小于规范中的指标。
(3)衬砌每推好一环必须及时拧紧环纵向螺栓,并对出盾构车架的管片环纵缝螺栓进行复拧。
隧道贯通后,再次对所有管片的螺栓进行复拧。
隧道施工质量标准表3
项目
质量标准
轴线偏差
mm
±
50
衬砌拼装成环偏差
≤12
相邻衬砌间错台偏差
≤10
环、纵缝张开量
≤2
联络通道中心里程偏差
≤600
环、纵向螺栓穿过率
100%
5.3衬砌防水控制要点
(1)封顶块两侧的橡胶垫在拼装前需在基面涂抹润滑剂,应采用水性润滑剂,其粘度不小于200cps。
封顶块弹性密封垫纵缝表面应设置尼龙绳或帆布衬里,以限制插入时橡胶条的延伸。
(2)在管片密封垫沟槽内涂刷单组份氯丁-酚醛粘接剂。
涂刷前,管片表面应干燥,粘帖基面必须干净、干燥、光滑平整。
涂刷时粘接剂应均匀,密封垫沟槽内应满涂。
(3)粘接剂涂刷后,凉置一段时间,待手指接触不粘时,再将加工好的框型橡胶圈套入密封垫沟槽。
(4)密封垫(框型橡胶圈)粘帖后,管片四个角部的密封垫不得出现耸肩、塌肩现象,整个密封垫表面应在同一平面上,严禁歪斜、扭曲。
(5)密封垫要求在工厂粘接,管片在粘帖装设密封垫12h内,不得送井下拼装。
(6)变形缝部位的膨胀橡胶遇水会膨胀,因此应在遇水膨胀橡胶制品表面涂刷缓膨剂,特别是变形缝拱底管片遇水膨胀橡胶密封垫的表面必须涂刷缓膨剂三道。
(7)在管片背千斤顶顶面粘帖丁腈软木橡胶片,通过以上措施尽量减少因施工荷载产生的裂缝。
根据管片分块大小及螺栓孔位置确定尺寸。
(8)在软木衬垫与管片背千斤顶面对应粘帖处分别涂刷单组份氯丁-酚醛粘接剂。
涂刷前,软木衬垫及管片表面应干燥,涂刷时粘接剂应均匀。
(9)粘接剂涂刷后,凉置一段时间,待手指接触不粘时,在将软木衬垫与管片对粘。
5.4地表沉降控制要点
(1)地表沉降观测在盾构施工过程中每天进行,沉降量控制在+10mm~-30mm之间。
(2)在沿区间隧道轴线上,每50m横断面处两侧各20m范围内,及沿隧道中心线布设沉降观测点,曲线段和直线段均每5m布一点,每50m布一深层点。
(3)地面沉降观测点在路面用道钉埋设,特殊要求的构筑物用红三角标记。
(4)盾构与衬砌的理论建筑空隙为1.22m3/环,施工过程中做到同步注浆,即盾构边推进边压入“厚浆”,及时填充建筑空隙。
(5)施工时必须严格控制注浆压力及保证足够的注浆量,减少对夹江大堤及周边环境影响。
六、施工工艺和施工方法
6.1施工工艺流程
图3施工工艺流程
6.2盾构进出洞土体加固方案
本标段1台盾构机施工,共需进洞2次,出洞2次,盾构始发及贯通时,需凿除进出口处盾构井围护结构,从而使开挖面处于暴露状态,为了保证盾构始发、贯通的安全,须做好隧道端头井的土体加固工作。
加固要求
在盾构始发及贯通一个月前,完成土体加固。
加固土体无侧限抗压强度为≥1.0MPa,渗透系数≤1.0×
10-8cm/s。
加固范围
平面左右超出隧道边线3m,竖向下方超出隧道拱底3m,上方超出隧道拱顶3m,沿隧道方向始发段为8m、接收段为6m,加固区示意图见图4、5。
图4始盾构发端头井加固示意图
图5盾构接收端头井加固示意图
加固方法
采用水泥旋喷桩加固,车站洞外3m内采用φ550@400的旋喷桩,其余采用φ550@600的旋喷桩,旋喷桩采用双重管工艺。
加固效果检查:
(1)质量检验
方法:
从加固体中钻取岩芯判断。
检查时用岩芯钻机在洞口范围内钻孔取芯,测定其强度和渗透系数。
如经检查发现有旋喷加固效果达不到要求的,须重新进行加固,直到加固效果达到加固要求为止。
(2)洞口补注浆
考虑到旋喷桩与混凝土灌注桩之间以及桩之间咬合的可能不够紧密,在洞门破除时可能仍然会有局部地方的土体发生坍塌。
为了防止这种情况的发生,必须加强旋喷加固体与盾构工作井围护结构之间(即钢筋混凝土灌注桩)的注浆效果。
采取的措施为:
在旋喷加固体
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