博工区间始发掘进到达施工方案.docx
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博工区间始发掘进到达施工方案.docx
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博工区间始发掘进到达施工方案
第一章编制依据
本施工方案主要依据以下规范、规定和相关文件的要求编制。
(1)哈尔滨市轨道交通2号线土建7标设计文件;
(2)工人文化宫站盾构施工始发井尺寸、场地平面布置和现场条件;
(3)《地铁设计规范》(GB50157-2013);
(4)《地下铁道施工及验收规范》(GB50299-1999(2003年版);
(5)《地下工程防水技术规范》(GB50208-2011);
(6)《TB10417-2003铁路隧道工程施工质量验收标准》(TBJ417-2003);
(7)《城市地铁工程质量检验评定标准》(DB29-54-2003);
(8)《地铁限界标准》(CJJ96-2003);
(9)《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008);
(10)《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46—2005);
(11)《起重机械安全规程》(GB6067-2010);
(12)盾构机设计加工图纸,说明书等技术文件;
(13)哈尔滨地铁2号线项目施工组织设计文件;
(14)国家、黑龙江省及哈尔滨市现行有关规定、规程和技术规定;
(15)同类工程的施工经验。
第二章工程概述
2.1工程概况
博物馆站~工人文化宫站区间地处于岗阜状平原地区,沿国民街与中山路进行敷设,所经区域为繁华的商业区,起讫里程CK19+318.235~CK20+498.061,左线采用盾构法施工,区间总长1182m;右线采用盾构法+矿山法进行施工(地下商场桩基础),右线盾构区间长826m,矿山法区间长361.7m;区间纵断面主要按照V型进行敷设,埋深范围7.34~19.2m,最大坡度:
29‰。
设置一处联络通道及泵房。
2.2区域特征
2.2.1水文、地质特征
博物馆站~工人文化宫站区间地处于岗阜状平原地区,地质主要为粉质黏土,局部为粉砂层,场地土层特征自上而下详细描述如下:
人工填土层(Q4ml);上更新统哈尔滨组冲积洪积层(Q22h1)、中更新统上荒山组湖积层(Q22h1);中更新统下荒山组冲积层(Q21h1al);下更新统东深井组冰水堆积层(Q12dfgl);下更新统猞猁组冰水堆积层(Q11shal)基岩—白垩系嫩江;区间主要穿越地层为粉质黏土,粉砂。
图2-1博物馆站~工人文化宫站剖面图
2.2.2气象特征
哈尔滨市气候的特点是四季分明,冬季漫长而寒冷,夏季短暂而炎热,而春、秋季气温升降变化快,属于过渡季节,时间较短。
受地理环境、海陆气团和季风的交替影响,全市各季气候差异显著,变化很大。
冬季在极地大陆气团控制下,气候寒冷干燥;夏季受副热带海洋气团影响,降水充沛,气候温热;春、秋两季因冬、夏季风交替影响,气候多变,春季多大风,降水少,易干旱;秋季降温剧烈,常有霜冻危害。
2.3设计概况
2.3.1平纵断面情况
博物馆站~工人文化宫站区间线路(右线)出博物馆站后以两个R=1200m半径反向曲线由国民街路北侧转至路中穿越,过马家街、光明街、河沟街后以R=450m半径曲线下穿马家沟河,过永和街后以R=450m转至中山路下穿越,最后以直线接至工人文化宫站。
博物馆站~工人文化宫站区间纵坡大体呈“V”型,以2‰坡出博物馆站后,采用480m长29‰、350m长3.94‰下坡至最低点,再以250m长25‰坡接至文化宫站。
2.3.2隧道结构情况
博工区间隧道设计为双线圆形隧道,隧道内径为5400mm,外径6000mm,管片厚度300mm,宽度1200mm,隧道采用预制钢筋砼管片衬砌,管片壁后注浆回填。
本标段盾构区间隧道衬砌采用预制钢筋砼管片错缝拼装,每环由6块组成,采用C55防水混凝土,抗渗等级大于等于P10。
管片类型为标准环加左、右转弯环,环向以12个M27螺旋连接,纵向以10个M24螺栓连接。
2.4区间环境情况
2.4.1区间建筑物情况
博工区间上部道路狭窄、车流量大,所经区域为繁华的商业区,沿线下穿、侧穿较多建筑物,同时下穿马家沟河道。
该段区间下穿15处、侧穿21处重点控制建筑,大部分建筑物年代较久远,基础形式主要以天然基础为主。
同时该段区间存在一处国家级重要文物保护建筑,主要为哈尔滨犹太人活动旧址群—梅耶洛维奇大楼(哈尔滨市少年宫)建筑。
图2-2区间平面图
博物馆站站-工人文化宫站区间左线建(构)筑物调查表表2-1
序号
构筑物名称
房屋产权
建筑年代
建筑层数
桩基形式
结构形式
构筑物与隧道位置关系
起讫里程桩号
备注
1
1#汉庭酒店连锁
/
/
地上10层
/
砖混结构
区间左线下穿
CK19+421.1~CK19+423.9
2
2#春天连锁宾馆
/
/
地上7层
/
砖混结构
区间左线下穿
CK19+443.3~CK19+483.9
3
3#隆顺昌物流
/
/
地上7层
天然基础,基础埋深4~5m
砖混结构
区间左线侧穿,房屋边线距左线隧道中心线2米
CK19+484.2~CK19+494.9
4
4#牛肉包子铺
/
/
地上1层
天然基础
砖混结构
区间左线下穿
CK19+500~CK19+509.5
5
5#黑龙江省粮食集团总公司
/
/
地上3层
天然基础,基础埋深4~5m
砖混结构
区间左线下穿
CK19+511.8~CK19+547.4
6
6#住宅楼
/
/
地上7层
天然基础,基础埋深4~5m
砖混结构
区间左线下穿
CK19+547.4~CK19+597.5
7
7#住宅楼
/
/
地上8层
天然基础、基础埋深4.5m
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线3米
CK19+597.5~CK19+619.9
8
8#住宅楼
/
/
地上7层
/
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线5米
CK19+629.7~CK19+643.3
9
18#楼华威大厦
华威大厦
建于2004年
地上26层地下2层
桩基础埋深25m
框架结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线13米
CK19+677~CK19+705.3
10
17#楼
华威大厦
建于80年代
地上4层
/
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线9米
CK19+705.3~CK19+740.7
11
16#楼
省林业厅
建于2004年
地上7层
/
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线8米
CK19+740.7~CK19+775.4
12
19#楼大庆宾馆
哈尔滨大庆宾馆
建于1959年
地上5层
毛石基础
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线9米
CK19+798.6~CK19+810.7
13
20#楼大庆宾馆
哈尔滨大庆宾馆
建于1985年
地上15层,地下1层
桩基础
框架结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线9米
CK19+810.7~CK19+845.2
14
21#楼住宅
哈尔滨大庆宾馆
建于1984年
地上7层
毛石基础
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线6米
CK19+844.7~CK19+895.3
15
22#楼
/
建于80年代
地上7层,地下1层
/
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线3米
CK19+906.1~CK19+931.1
16
22-1#楼
/
建于80年代
地上7层,地下1层
/
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线4米
CK19+931.1~CK19+957.2
17
26#楼
/
建于80年代
地上7层
/
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线5米
CK19+990.8~CK20+019.8
18
29#博苑中山幼儿园
中山蓝色水岸
建于2005年
地上2层,地下2层车库
/
/
区间左线下穿
CK20+136.5~CK20+152
19
30#楼
省计生委
建于1984年
地上7层
天然基础,基础埋深4~5m
砖混结构
区间左线下穿
CK20+166.1~CK20+179.8
20
33#楼住宅
/
建于1984年
地上7层,地下1层
/
砖混结构
区间左线下穿
CK20+220.4~CK20+223.9
21
34#楼住宅
弃管楼
建于1984年
地上8层
/
砖混结构
区间左线下穿
CK20+220.4~CK20+234.3
22
36#楼文化厅仓房
黑龙江省文化厅和南岗区变电所
建于2001年
地上2层
/
砖混结构
区间左线下穿
CK20+225.1~CK20+274.7
23
37#楼黑龙江省文化厅锅炉房
黑龙江省文化厅
建于1983年
地上1层,地下1层
/
/
区间左线下穿
CK20+275.4~CK20+293.5
24
39#楼黑龙江省文化厅
黑龙江省文化厅
建于1983年
地上6层
/
/
区间左线下穿
CK20+308.8~CK20+332.9
25
40#楼快乐迪吧
黑龙江省文化厅
建于1983年
地上4层,地下1层
/
/
区间左线下穿
CK20+307.7~CK20+322
26
41#楼解放小学
解放小学
建于1964年
地上4层,地下1层
毛石基础
砖混结构
区间左线侧穿,距左线隧道中心线5米
CK20+351.6~CK20+150.8
博物馆站~工人文化宫站区间右线周边建筑物调查表表2-2
序号
构筑物名称
房屋产权
建筑年代
建筑层数
桩基形式
结构形式
构筑物与隧道位置关系
起讫里程桩号
备注
1
9#少年宫
哈尔滨少年宫
建于1921年
地上3层,地下1层
/
砖木结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线15米
CK19+421.6~CK19+436
2
10#少年宫
哈尔滨少年宫
建于1921年
地上3层,地下1层
/
砖木结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线15米
CK19+436~CK19+462
3
10-1#少年宫
哈尔滨少年宫
建于2001年
地上1层,地下1层
/
砖混结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线14米
CK19+474.3~CK19+552.6
4
11#少年宫
哈尔滨少年宫
建于2001年
地上3层,半地下1层
/
框架结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线7米
CK19+572~CK19+635.1
5
12#住宅
/
建于80年代
地上5层,地下1层
/
砖混结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线4米
CK19+675.6~CK19+703.6
6
13#住宅
/
建于80年代
地上7层
/
砖混结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线3米
CK19+703.6~CK19+712.8
7
14#住宅
/
建于80年代
地上7层
/
砖混结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线3米
CK19+712.8~CK19+749.8
8
15#阿尔特商务酒店
省冶金材料总公司
/
地上7层
/
砖混结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线4米
CK19+749.8~CK19+775.9
9
25#联通大厦
联通大厦
建于2003年
地上办公楼34层,公寓房29层,裙房7层,地下3层
基础塔楼部分采用桩筏基础,裙房部分采用柱下独立承台式桩基础
框剪结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线10米
CK19+923.7~CK19+949.3
10
24#精印堂快速印刷有限公司
禧年中心
建于2003年
地上5层
桩基础
框剪结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线9米
CK19+887.3~CK19+900.9
11
23#禧年中心
禧年中心
建于2003年
地上30层,地下2层
桩基础,ZH1-10.45m,ZH2-10.75m,ZH3-10.95m
框剪结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线9米
CK19+818~CK19+861.6
12
27#红军一号
红军一号
建于2013年
地上4层
桩基础
框剪结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线5米
CK19+990.5~CK20+015.7
13
28#红军一号
红军一号
建于2013年
地上47层,地下2层
桩基础
框剪结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线3米
CK20+019.7~CK20+038.9
14
29#博苑中山幼儿园
中山蓝色水岸
建于2005年
地上2层,地下2层车库
/
/
区间右线下穿
CK20+045.6~CK20+057.2
15
31#春天宾馆
省计生委
建于1984年
地上7层
天然基础,基础埋深4~5m
砖混结构
区间右线下穿
CK20+159.3~CK20+177.3
16
32#春天宾馆
省计生委
建于1984年
地上7层
天然基础,基础埋深4~5m
砖混结构
区间右线下穿
CK20+178.3~CK20+192.3
17
34#住宅
弃管楼
建于1984年
地上8层
天然基础,基础埋深4~5m
砖混结构
区间左右线下穿
CK20+214.7~CK20+232.6
18
35#哈尔滨市市场监督管理行政执法局
市场质量监督局
建于1983年
地上14层,地下1层
/
框架结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线4米
CK20+225~CK20+252.4
19
35-1#哈尔滨市图书馆
市场质量监督局
建于1983年
地上14层,地下1层
/
框架结构
区间右线侧穿,房屋边线距右线隧道中心线4米
CK20+220.2~CK20+231
20
38#哈尔滨市标准化研究院
市场质量监督局
建于1983年
地上14层,地下1层
/
框架结构
区间右线下穿
CK20+254.4~CK20+271.2
21
39#黑龙江省文化厅
黑龙江省文化厅
建于1983年
地上6层
/
砖混结构
区间右线下穿
CK20+270.3~CK20+318.7
2.4.2下穿马家沟
博工区间在里程CK20+057.2~CK20+087范围内下穿马家沟,隧道斜穿马家沟长度约27米,马家沟结构顶到河底约3米。
隧道顶距河底约8m,主要穿越粉质粘性土层及中砂层,上覆土主要是粉质粘性土。
图2-3马家沟河平面位置图
图2-4马家沟河纵断面地质图
2.5施工重难点
(一)博工盾构区间下穿多条道路及建筑物,施工难度较大。
应对措施:
(1)开工前做好对建(构)筑物的调查取证及测量工作,及时根据调查及测量成果对特殊地段制定专项施工方案和应急预案;
(2)在下穿构(建)筑物前,对盾构机进行维护与保养工作,尽量避免盾构机在构筑物下方停机。
对盾构始发后的掘进百环的参数及地面沉降情况进行统计分析优化,结合隧道埋深及静水压力确定合理的土压力设定值、排土率及掘进速度等,制定盾构掘进最优参数,保证盾构机匀速连续的通过;
(3)通过加气、加泡沫等方法使土仓内压力值保持恒定,尽量将土压波动制控制在最小范围内以确保开挖面的稳定,严格控制出土量,避免渣土的少出、多出,尽可能的减少地面沉降量,适量的增加或减少泡沫剂及水的注入量,加强渣土改良;
(4)在盾构下穿构(建)筑物时必须确保同步注浆和二次注浆质量,防止地层变形、提高结构的抗渗性、改善结构受力情况,防止较大沉降的发生,确保管片围岩间隙及时充填密实,确保实际同步注浆量≥150%的理论注浆量;
(5)推进过程中,严格控制盾尾油脂的压注,并安排专人观察盾尾密封和铰接密封的情况,确定无漏浆后再进行正常掘进;
(6)出渣时应防止“喷涌”。
盾构掘进的每循环结束前,关闭螺旋输送机后闸门,掘进一段(约为10~20cm),确保土仓内满仓土,并有一定气压。
如果发生了“喷涌”,螺旋输送机的出渣门宜减小,并通过正反转以及加入一定量的泡沫和膨润土来改良渣土。
(7)下穿构(建)筑物时应加密地表沉降监测频率,及时上报监测数据,并安排专人进行地面巡视。
(二)管片拼装质量的好坏直接关系到成型隧道的质量,因此降低管片破损率及渗漏水是本工程的重点。
应对措施:
(1)加强管片防水材料粘贴人员技术培训,保证管片防水材料刷胶均匀,粘贴到位;
(2)管片拼装前,拼装手应检查管片防水材料粘贴的完好性,对于防水材料粘贴不合格的管片重新进行粘贴;
(3)掘进过程中控制盾构姿态,避免“急纠、猛纠”现象,保证盾尾间隙分布均匀。
合理选择管片拼装点位,减少油缸撑靴对管片防水材料的挤压破损;
(4)管片拼装完成,盾尾脱出后及时对管片螺栓进行复紧;
(5)保证同步注浆量,及时进行二次补浆,确保防水效果。
(三)博工区间局部地段下穿马家沟,顶部分布粉质黏土层,下穿主要在砂层中进行下穿马家沟为本工程控制重点。
应对措施:
(1)盾构机穿越河道时覆土埋深有变化,须设定合适的土压力,对每环的实际出土量和理论出土量进行比较,严格保持开挖面的土压平衡,减少对土体的扰动,防止超挖及欠挖;
(2)盾构机在穿越河道时,宜采取较低的速度匀速推进,严格控制千斤顶总推力,减少土层扰动,以免顶破河底土体;
(3)尽可能减少纠偏,特别是要杜绝大量值纠偏,减少土体的扰动,从而保证盾构机平稳地从河道下方穿越;
(4)保证盾尾油脂压注量,如遇特殊情况,应增大盾尾油脂压注量;
(5)保证充足的注浆量,注浆压力应小于0.3Mpa,以免应压力过大而顶破河底土体。
(四)富水砂层中盾构掘进施工,合理应对涌水、涌沙等不利因素是盾构施工的重点和难点。
应对措施:
(1)富水砂层中的土砂在高水头压力下可能从各种间隙涌入隧道,为此盾构机必须有良好的密封系统,其中重点保证盾尾系统、铰接系统和螺旋输送机的密封防水性能。
(2)做好同步注浆和二次注浆工作。
一方面,防止隧道后方的水流入土仓;另一方面,及时填充管片背后空隙,防止沉降进一步扩大。
(3)在盾构机配置上采用双螺旋输送机,通过二级螺旋机不同转速形成土塞效应,同时根据现场实际情况增加膨润土、泡沫及水的注入量改良渣土,确保盾构机顺利通过。
(五)隧道线路走向姿态控制较难
应对措施:
(1)盾构机在始发阶段是位于始发基座上的,因而始发基座的水平位置、高程等直接决定了盾构始发阶段的姿态,所以在施工准备阶段对盾构始发基座准确定位,保证在始发时盾构机的中心线、高程与盾构钢环中心线、高程一致,并保证始发基座的加固牢靠,防止盾构组装过程中始发基座变形;
(2)曲线段施工时,为确保盾构机沿设计轴线掘进,必须严格控制盾构机掘进参数,如出土量、正面土压平衡、推进油缸的伸出方式与油压等,使掘进轨迹符合设计线路的曲线参数要求;
(3)有跑偏现象时,及时进行纠偏,遵循“勤纠少纠”的纠偏原则,正确调节盾构推进千斤顶各区油压,直到盾构姿态不再变大时为止;
(4)认真做好施工测量,保证隧道线形正确。
(六)地面沉降控制是盾构施工的重点。
应对措施:
(1)做好前期管线及建筑物调查工作,编制应急预案,根据实际情况及时启动;
(2)施工中加强地质超前预报工作,采用信息化施工,及时反馈各项监测数据,以便对盾构掘进参数和施工方法进行调整,保证盾构施工安全;
(3)盾构司机、看土人员、门吊司机三层管控,严格监控出土量,一旦出现超挖现象,立即反应至监控室及相关人员,采取相应的补浆加固的措施。
(4)盾构机穿越特殊地层后,会存在一定的后期沉降,必须继续进行沉降监测,必要时采取二次补浆措施,加固土体。
壁后注浆量及注浆参数根据施工中的变形监测情况随时调整,从而使地层变形量减至最小。
第3章施工部署
3.1项目组织机构建设
根据本项目的工程特点,成立项目经理部,在项目的组织机构上,设项目经理一名,生产副经理、总工程师、安全总监各一名,下设6个职能部门,施工现场设三个工区和一个测量队及一个实验室。
在施工过程当中,项目部将不断完善和改进各组织机构,使各部门积极配合,达到最佳利用各项资源的目的。
实验室
测量队
三工区
二工区
一工区
物资设备部:
马中红
安质环保部:
张建庄
财务管理部:
刘沁芳
计划合同部:
宋艳艳
综合管理部:
刘轩
工程管理部:
葛洪岩
总工程师:
韩志虎
副经理:
薛清伟
安全总监:
张建庄
项目经理:
高占勋
图3-1项目组织结构图
3.2施工筹划
3.2.1施工总工筹
根据本工程特点及工期要求,本区间拟采用一台铁建重工盾构机进行施工,先从工人文化宫站左线区间掘进至博物馆站,然后解体吊出后又在工人文化宫站下井,再从工人文化宫站右线区间掘进至马家街竖井吊出。
3.2.2项目工期安排
左线计划2017年5月15日从工人文化宫站下井,2017年11月30日到达博物馆站;右线计划2018年3月1日从工人文化宫站下井,2018年7月31日到达博物馆站。
博物馆站~工人文化宫站区间施工计划表表3-1
序号
项目名称
开始时间
结束时间
备注
1
博工区间左线
盾构机下井
2017年5月15日
2017年6月15日
2
区间掘进
2017年6月16日
2017年11月30日
6环/日
3
盾构机吊出
2017年12月1日
2017年12月20日
4
博工区间右线
盾构机下井
2018年3月1日
2018年3月30日
5
区间掘进
2018年4月1日
2018年7月31日
6环/日
6
盾构机吊出
2018年8月1日
2018年8月20日
3.2.3总体施工方法
本工程施工将借助车站施工场地进行施工。
在车站施工期间,根据施工计划合理组织人员施工前期准备项目、临建项目,如端头井加固、预埋埋件、拌合系统、水电线路、变压器、高压计量站、龙门吊安装、小型构件等,同时组织技术人员复核设计资料,进行沿线调查,编制施工组织设计及施工方案等。
在盾构区间具备施工条件后,及时安排盾构机进场吊装。
盾构机采用履带吊分构件下井,然后组装调试,同时准备盾构施工的其余后配套项目等,如充电池、砂浆转运站、冷却循环水池、渣池等。
盾构具备始发条件后,进行区间盾构施工,期间合理组织管片进场、砂浆拌制、注浆施工、渣土外运等配合工作。
待区间掘进施工完成后,吊出、转运盾构机,拆除临建项目,移交施工场地。
3.3主要工程量
主要工程量表(左线)表3-2
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
区间总长
m
1182
2
出土量
m3
54889
1.5
3
管片
环
985
4
M27螺栓
套
11820
5
M24螺栓
套
9850
6
同步注浆量
m3
5745
系数1.8
7
二次注浆量
m3
355
0.3m3/m
主要工程量表(右线)表3-3
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