盾构始发方案.docx
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盾构始发方案
盾构区间始发方案
1编制依据
《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)(2003年版)
《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2011)
《城市轨道交通工程质量验收标准》(DB11/T311.1-2005)
《盾构法隧道工程施工及验收规范》(GB50321-2005)
《盾构隧道工程质量验收标准》(QGD-008-2005)
《隧道工程施工质量验收标准》(QGD-007-2005)
2工程概况
区间出宏图大道站以后,下穿金银潭大道,进入宏图大道,然后沿宏图大道敷设,先后下穿轨道交通三号线区间隧道,盘龙立交桥,黄潭湖,张公堤,三环线,沿塔子湖东路进入塔子湖站。
区间与盘龙立交桥并行长度约800m。
区间设计范围为右DK1+881.137~右DK3+490.850(左DK1+878.871~左DK3+490.850),右线全长1604.68m(短链5.033m),左线全长1610.07m(短链1.909m)。
本区间采用盾构法施工,区间线路平面最小曲线半径为400m,线间距15.2~42.4m。
区间纵断面采用节能坡,隧道覆土起点处为10.1m,中间为21.1m,终点处为10.6m。
区间沿线属长江Ⅱ级阶地,隧道洞身主要穿越3-4、3-5、7-1、7-2、7-3层,部分地段穿越3-3层;隧道底板位于7-2、7-3、8-1、15a-1层,洞顶主要位于3-4、3-5、7-1、7-2、7-3层。
共设置2座联络通道。
图2-1-1盾构区间总体始发图
工程圆形隧道建筑限界为Φ5200mm的圆,综合考虑限界、施工误差、测量误差、线路拟合误差、不均匀沉降等因素,在隧道建筑限界周边再预留150mm的裕量,隧道的内径定为5500mm。
管片内径:
5.5m;管片外径:
6.2m;管片厚度:
0.35m;管片宽度:
1.5m;分块数:
6块(3A+2B+K)。
盾构管片采用楔形量为40mm的通用型衬砌环形式,采用错缝拼装。
管片环缝接触面不设凹凸榫、纵缝接触面设凹凸榫,外侧设有弹性密封垫槽,内侧设嵌缝槽。
环与环之间以16根M30的纵向螺栓连接,管片的块与块之间以12根M30的环向螺栓相连,均采用弯螺栓连接。
2.1工程地质及水文情况
1、区间工程地质统计
区间隧道洞身主要穿越3-4、3-5、7-1、7-2、7-3层,部分地段穿越3-3层;隧道底板位于7-2、7-3、8-1、15a-1层,洞顶主要位于3-4、3-5、7-1、7-2、7-3层。
(3-3)层淤泥质粉质黏土,灰色,流塑状态,强度低(fak=60~75kPa),压缩性高,工程性质差,局部厚度较大,自稳性差,作为坑壁土层,应进行重点支护。
(3-4)层粉质黏土,灰褐色,软塑状态,强度偏低(fak=70~90kPa),压缩性高,工程性质相对较差,自稳性差,作为坑壁土层,应进行支护。
(3-5)层粉质黏土夹粉土,灰色,可~软塑、中密状态,强度一般(fak=100~120kPa),压缩性中等,自稳性一般,作为坑壁土层,应进行支护。
(7-1)层粉质黏土,褐黄色,可塑状态、中压缩性,工程性质较好,但该层具有在遇水条件下强度急剧衰减的特性,应做好该层土的防水支护工作。
(7-2)层粉质黏土,褐黄色,稍湿、硬塑状态,低压缩性,工程力学性质较好,作为坑壁土层自稳性较好,但该层具有在遇水条件下强度急剧衰减的特性,应做好该层土的防水支护工作,该层中(7-2a)层黏土呈可塑状,工程性质尚可,但该层中粉土含有少量层间水,应做好该层土的防水支护工作。
(7-3)层粉质黏土夹粉土,褐黄色,稍湿、可~硬塑状态、低压缩性,强度较高,作为坑壁土层自稳性较好,但该层中粉土含有少量层间水,应做好该层土的防水支护工作。
该层中(7-3a)层黏土呈硬塑状,工程性质较好。
(8-1)层粉细砂,中密状态,低压缩性,工程性质良好。
(9)层细砂混砾卵石,中密状态,低压缩性,工程性质良好。
(15a-1)强风化砂质泥岩,褐灰色,强度较高,坚硬状态,低压缩性,工程性质良好。
本区间工程地质条件良好,基底承载力满足要求。
2、水文地质
拟建场地地下水类型主要可分为上层滞水、碎屑岩裂隙水、岩溶裂隙水和孔隙承压水四种类型。
孔隙承压水主要赋存于场地下部的(4)、(5)、(8)、(9)单元层砂类土中,其中一级阶地长(4)、(5)层中孔隙承压水与长江有较密切的水力联系,其水位变化幅度受长江水位涨落影响,年变幅3.0~4.0m,标高17.0~21.0m左右,水量较大。
本区间地下水对混凝土结构不具腐蚀性。
2.2施工区域地面环境及周边建(构)筑物
1、周边管线
左线盾构掘进70m后在金银潭大道与宏图大道交叉口下穿钢∅300中压燃气管,燃气管埋深2m,隧道顶部距燃气管间距为8m(右线隧道盾构掘进80m后下穿燃气管线)。
详见图2-1-4盾构下穿燃气管线图。
图2-1-4盾构下穿燃气管线图
2、周边构造物
左右线盾构在宏图大道站始发后下穿金银潭大道后转入宏图大道站,分别先后下穿4个高压线铁塔,最小水平间距为21m,最大水平间距为51m,其中高压线信号塔相关信息统计如下:
(1)1#高压线铁塔:
电压220KV;路线:
木李二回线;
(2)2#高压线铁塔:
编号11;电压220KV;路线:
李德线;
(3)3#高压线铁塔线路编号:
李岱线15号/舵路线:
木李二回线岱线;电压:
220KV;
(4)4#高压线铁塔:
电压110KV;路线:
李潭泵线;
详见图2-1-5盾构侧穿高压线铁塔。
图2-1-5盾构侧穿高压线铁塔
3、下穿轨道交通3号线
区间下穿地铁3号线区间隧道,相交里程为左DK1+989.319~左DK2+027.952、右DK1+958.328~右DK1+988.42,两线交角21度,3号线隧道先于8号线隧道施工。
3号线隧道主要穿越3-1粘土层和3-3淤泥质粉质粘土层,隧道底位于3-3层;8号线隧道主要穿越3-5粉质粘土夹粉土,上部为3-3层,隧道底位于7-1粉质粘土层。
3号线隧道与8号线隧道之间的淤泥层,强度低,压缩性高,呈流塑状态,力学性质差。
两条隧道的最小竖向净距2.65m。
详见图2-1-6武汉轨道交通8号线下穿武汉轨道交通3号线。
图2-1-6武汉轨道交通8号线下穿武汉轨道交通3号线
3施工总体筹划
3.1盾构区间总体施工安排
三金潭车辆段站~宏图大道站、宏图大道站~塔子湖站盾构区间采用2台(1#、2#)盾构机进行掘进。
1#、2#从三金潭车辆段站南端始发,在宏图大道站小里程段接收后过站转场至大里程端头后分别二次始发,在塔子湖站小里程端头接收吊出,完成区间隧道任务。
3.2盾构区间始发工期计划
根据目前各始发、到达站点的施工进展情况,统计如下:
宏图大道站区间过站:
1#盾构机2015年12月24日~2016年2月29日过站,2#盾构机2016年1月10日~2016年3月15日过站。
宏图大道站~塔子湖站区间:
1#盾构机2016年3月1日掘进;2#盾构机2016年3月15日掘进。
4始发部署
4.1各工序及时间安排
盾构始发流程详见图4-1-1。
图4-1-1盾构始发流程图
(2)宏图大道站采用三重管旋喷桩∅800@600加固一排,其余采用∅850@600三轴搅拌桩加固,隧道范围内及隧道上下两侧3m进行加固,加固长度为9m。
宽度为12.2m。
详见图4-1-3宏图大道站始发端头加固平面图。
图4-1-3宏图大道站始发端头加固平面图
4.2洞口土体加固质量检测
根据设计施工完毕1个月后应对加固体进行抽芯检验,其无侧限抗压强度应不小于1.0MPa,渗透系数应小于1.0*10-7/cm/s,若达不到设计要求,应及时弥补。
检验点的数量为施工孔数的1%,并不应小于5点;质量检验应在高压注浆结束28d后进行。
目前,宏图大道站由中国建筑一局(集团)有限公司施工,根据贵单位所提供的端头取芯检测报告,满足设计规范要求,满足施工需要。
4.4托架、反力架安装
4.4.1施工准备
(1)完成盾构始发站轨道、电力、照明、消防、辅助设施的配套工作。
(2)组织好盾构井的通讯指挥系统。
(3)清除地面及井下场地多余物体,保证吊装场地和空间的需求;吊机设定的场地硬化,已经完成地基加固;全部吊车摆设和汽车通道采用建筑垃圾进行场地加固。
(4)井口安装固定防护栏,在起吊范围设施工禁区。
(5)根据始发车站的实际情况及托架和反力架的安装要求,提前对始发车站的底板进行测量、对底板进行找平,以便安装托架时的定位固定。
(6)电焊机1台,调整千斤顶2-4台,调整垫片、方木,旧钢轨等组装用工具、料具准备充分。
(7)安装人员必须具有安装经验,并经过专业培训。
4.4.2反力架支撑受力验算
实际始发掘进正常推力一般不超过2000t,考虑不均匀受力和安全系数及盾构机调向局部集中受力,总推力按3000t计算。
8个集中力P按3000t平均分配计算,管片承受总推力为3000t,集中受力点平均分配得375t。
反力架本身刚度经过演算可达到要求,不会因推力而变形考虑,若图4-1-4所示受力区域可满足推力要求,则反力架支撑稳定。
图4-1-4反力架安装加固示意图
计算8个钢支撑受力面积:
为4根δ14mm609mm钢管斜撑及4根δ14mm600mm钢管直撑;
故:
S=π×[3002-(300-14)2]/cos450=36431mm2
按最不利受力状态,即平均分配计算,每个角支撑所受压力为375t,区域内钢结构总断面为36431mm2,压应力为:
3750×1000/36431=102.94N/mm2,钢设计受压强度为215N/mm2,故钢支撑可满足盾构始发要求,各区域内支撑稳定。
因此反力架及钢支撑均能满足盾构始发要求。
4.4.2始发托架、反力架安装
(1)洞门复核
在吊入始发托架及反力架前对洞门进行测量,根据洞门中心确定始发托架安装轴线,使盾构完全进入洞门后刀盘前点刚好位于隧道中心线上。
(2)托架入井安装、调整及固定
第一步:
利用吊车将托架分部吊下井。
第二步:
根据测量提供的隧道中线及水平线,并且对安装的托架进行检测、调整,保证始发托架的中心线与线路中心一致,满足设计位置要求,为保证盾构机在进入洞门后不会因重力作用发生低头,托架安装时预先将托架前点比后点略高,以补偿盾构机到达后的低头值。
第三步:
托架调整完毕,采用四周加钢管的方式固定。
第四布:
用工字钢将托架与结构连接。
(3)当盾构机的整体下井在托架上安装好后,将反力架由下至上分别吊入井下进行组装。
第一步:
先将反力架的下横梁吊到井下,进行拼装,再将侧梁和上部吊入与下部组装在一起。
第二步:
根据测量的结果对反力架进行水平方向和轴线方向的调整,使反力架的中心线与隧道的轴线一致。
第三步:
对反力架进行焊接固定。
第四步:
对反力架后面与底板间距离采用钢筒进行支撑,架设直撑和斜撑,以便反力架的支撑反力架受力均匀。
第五步,斜撑的底部与预埋的钢板牢固。
第六步:
安装完成后,复测报验。
详见图4-4-5始发架、反力架安装示意。
图4-4-5始发架、反力架安装示意图
4.4.3安装辅助设施
(1)安装盾构机防扭装置
盾构机刀盘进洞切削掌子面时会产生巨大的扭矩,为了防止这时盾构机壳体在始发导轨上发生偏转,可以在始发导轨两侧的盾构机壳体上焊接防扭装置,防扭装置每隔1.5m在盾构机两侧各焊接一个。
随着盾构机的前行,当防扭装置靠近洞门密封时,将之割除。
(2)各种支撑
在拼装负环管片的同时,在负环管片侧面安装三角支撑,三角支撑座落在始发台基础上并与始发台之间用螺栓进行连接,三角支撑上部用一型钢相连用以支撑负环管片,三角支撑外侧用18工字钢支撑在车站结构两侧。
(3)洞口始发导轨的安装
盾构机进入洞门时,由于前方还有将近1.4m的空隙,可以在洞门密封内侧架设长约70㎝
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