沈阳某盾构机出洞方案.doc
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1、目 录一、 编制依据1二、工程概况1三、水文及地质1四、施工总体部署与进度安排2五、盾构的到达施工35.1盾构到达施工工艺流程35.2到达施工前的准备工作35.3 到达时盾构的推进8六、盾构的调头施工116.1调头前准备116.2盾构调头作业流程116.3 盾构机调头13七、施工技术保证措施19八、安全保证措施19九、应急预案20工文区间盾构机到达、调头施工方案一、 编制依据 1、地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)(2003年版)。 2、盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008)。 3、沈阳地铁盾构施工技术要求(暂行)沈地铁司发20082号。 4、沈阳地铁工程重大
2、危险源管理办法沈地铁司发200962号。 5、关于进一步加强盾构施工安全管理工作的通知沈地铁司发200963号。 6、沈阳地铁盾构施工相关设计文件。二、工程概况工文区间线路是自工业展览馆站出发,沿青年大街由北向南至文体路站为止,区间隧道为单洞单线圆形断面,右线起点设计里程为K12+396.425,左线起点设计里程为K12+396.423,终点设计里程为K13+696.3,区间右线长度为1302.180m,左线长度为1302.182m。本区间设两个联络通道,设置里程分别为K12+791.501和K13+230。本区间盾构从文体路站右线始发,到达工业展览馆站调头后再从工业展览馆站左线始发,最终从达
3、文体路站左线吊出。三、水文及地质本区间地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水主要含水层厚度30.030.7m,主要赋存在中粗砂、砾砂及圆砾层中,由于左右线到达井均采用降水井人工降水,稳定水位埋深将达到管片结构1m以下。区间右线到达工业展览馆站时管片埋深24.5米,从地质剖面图上来看,到达掘进段穿越地层主要为砾砂与中粗砂层,地层自上而下分别是: 04.6m为杂填土,4.621m为砾砂,2124.5m为中粗砂。区间左线到达文体路站时管片埋深16.6米,从地质剖面图上来看,到达掘进段穿越地层主要为砾砂层,地层自上而下分别是: 03.6m为杂填土,3.65.7m为中粗砂,5.77.7m为砾砂,7.79.8
4、m为圆砾,9.816.6m为砾砂。四、施工总体部署与进度安排盾构吊出盾构始发盾构调头右线左线文体路站工业展览馆站工文区间盾构掘进示意图工文区间右线在工业展览馆站出洞,出洞后盾构主机在盾构井内旋转至左线始发位置;盾构后配套台车先在盾构井内旋转180,然后在16轴17轴间(此位置上反梁后浇)滑移至左线相应位置,具体顺序为:先将连接桥及1号拖车)滑移至左线与盾构主机相连,然后按5号拖车 4号拖车 3号拖车2号拖车顺序依次由北至南摆放在左线上,最后与1号拖车相连成一整体,进入始发工序。始发阶段列车组从8轴9轴间(此位置上反梁后浇)的道岔往返于左右线;负环拆除后道岔改设在16轴17轴间。左线盾构掘进所需
5、的管片、注浆材料及所出的渣土仍从原文体路站右线端头井进出。 工文区间左线在文体路站出洞,出洞后按刀盘、前盾、中盾、尾盾、连接桥、1号拖车、2拖车、3拖车、4拖车、5拖车的顺序将盾构吊出。根据地铁指挥部最新的总体工期安排及工文区间的实际进展情况,预计2010年6月30日到达工业展览馆站进行调头,并于2010年8月1日进入左线二次始发,2011年11月30日到达文体路站完成此区间的掘进。五、盾构的到达施工5.1盾构到达施工工艺流程盾构到达施工工艺流程如下图所示。洞门密封的安装固定掘进参数的调整接收基座的安装与固定到达段掘进贯通后进入接收基座掘进方向的控制洞门凿除 端头加固碴土清理图5-1 盾构到达
6、施工工艺流程图5.2到达施工前的准备工作5.2.1 出洞处地面加固盾构出洞时,洞口段地层须预先进行加固处理以保证盾构机出洞的安全。加固后的地层应具备良好的均匀性和自立性。此次盾构进出洞加固采用地面旋喷注浆加固。设计对地基加固强度指标为:无侧限抗压强度qu为1.01.2Mpa左右,渗透系数小于110-8cm/s。试验结果表明,本端头加固效果满足要求。5.2.2到达前的端头降水盾构右线到达端目前的水位为地下17m,而管片结构距地面以下24.5m,为保证右线出洞及左线始发时水位在结构以下0.5m,需降8m深的水位,为此在到达端四周布设了4眼40m深(直径为0.6m)的降水井,每口井内放置1个160方
7、/小时的潜水泵(见下图)。盾构到达前15天开始进行降水,确保盾构无水出洞。5.2.3接收架安装接收架安装前先在其底部满铺2cm厚的钢板。由于接收架在盾构出洞时要承受纵向、横向的推力以及约束盾构滚动的扭矩。所以在盾构出洞进入接收架之前,必须对接收架进行必要的加固。接受架东、西两侧焊接在底部预铺的钢板上,防止盾构滚动;接受架北侧用5跟45工字钢支撑在盾构井北端结构混凝土上,防止盾构推进时接受架往北滑移(如上图所示)。接收架的安装高度可根据盾构机从中心出洞位置进行反算,实际摆放高度比其低2-3cm。对接收架安装位置的要求主要是为了保证盾构机出洞以后刚好落在接收架上。为此,接收架射安装最终要保证的尺寸
8、为导轨上表面中心的轴线位置。接收架为钢结构,预制成榀(见上图)接收架位置由测量工程师按照设计标高,轴线放出基线,安装时按测量放样的基线,吊入井下就位,并再次经过复核在误差范围内后加设钢支撑加固。接收架定位时,要严格控制接收架的中线,使其与盾构机出洞前的姿态与趋势相匹配。接收架安装工艺流程图见图5-3。盾构到达接收架前,在接收架轨道上涂抹一层润滑油,以减小盾构机与接收架之间的摩擦力。准备工作井内清理安装工字钢垫钢板高程调整轴线调整接收架安装轴向调整检测各向尺寸轴线调整高程调整安装导轨允许误差范围井内清理安装完毕否是图5-3接收架安装工艺流程图5.2.4、刀盘出洞导轨的安装为了防止盾构出洞时“叩头
9、”现象发生,在凿除连续墙混凝土前,用2根43钢轨在接受架与连续墙之间安设出洞导轨,导轨的坡度及方向与接受架保持一致。5.2.5、盾构姿态的调整破洞门前盾构允许偏差为10mm,仰角允许差范围控制在2mm/m,避免出现俯角姿态。VMT导向系统所显示的盾构位置偏差控制在20mm,倾向偏差控制在34mm/m以内。同时要求做好铰接千斤顶行程的控制,避免千斤顶出现最大或最小行程的极限状态。对于S-368土压平衡盾构来说,铰接千斤顶的最大行程为150mm,上下部位铰接千斤顶的行程控制在4060mm,左右部位铰接千斤顶的行程控制在4080mm。同时需要注意的是控制盾尾间隙,尽可能保证盾尾间隙均等,对本台盾构来
10、说就是四边尽量控制在75mm。根据测量洞门中心的三维坐标,检查洞门的变形情况,确定出洞姿态。5.2.6、洞口连续墙的凿除盾构始发井围护结构采用800mm厚的连续墙,盾构进出洞门的破除主要针对该部分结构。洞门破除的外径定为6600mm。见图5-5连续墙凿除施工工序图考虑到每块混凝土的重量同时为了保证混凝土凿除时的安全,将凿除区域横向设3个分隔带、竖向设2个分隔带,共分为12块。洞门凿除只针对分隔带进行,分隔带区域范围内的混凝土待周边的钢筋切除后用手拉葫芦吊走。图5-4 混凝土结构拆除分区图洞门破除主要分2个步骤: 1、连续墙分隔带处A部分破除(见图5-6);2、连续墙分隔带处B部分的破除(见图5
11、-6)。凿除前在靠近端头墙处搭设脚手架,各分割区的位置内凿开200mm的洞(注意保留钢筋),以便观察渗水情况。若仍有渗水现象发生,则采取局部采用高压注浆堵漏,方可进行拆除工作。达标未达标达标未达标每个凿除区域钻200观测孔端头地层加固划分凿除区域地层加固搭建脚手架凿除每个分割带位置50cm宽A部分混凝土,同步切割钢筋凿除B部分混凝土、切割钢筋,凿出中心刀用洞消除连续墙外露钢筋头盾构机进入接收架开 始渗水达标?注浆加固图5-5连续墙凿除施工工序图盾构到达前100m左右开始对连续墙分隔带处A部分(40cm厚)破除,采用人工手持风镐按照由上到下分,从两边往中间的顺序进行。在凿除混凝土的同时一并用氧气
12、、乙炔将露出的钢筋切断。 图5-6连续墙凿除A、B分部示意图加固后的洞口处土体在尚未切割的墙钢筋的支护下不会失稳。在盾构机中心刀距墙20cm时,采用人工手持风镐逐步凿除剩余的B部混凝土,凿除自下而上有序地进行,先凿除中部区域中心刀圆洞的混凝土,最后凿除洞圈范围两侧的混凝土。全部连续混凝土凿除后,采用人工快速切割剩余的钢筋。顺序为由下而上,先中间后两侧。当全部钢筋切割完毕(在以隧道轴线为圆心的6600mm的范围内,不允许留有钢筋头),拆除脚手架,清理出钢筋等异物,然后推动盾构机进入洞门,即完成了整个隧道洞门的破除工作。5.3 到达时盾构的推进5.3.1、贯通前测量与盾构姿态的调整盾构到站前,要对
13、洞内所有的测量控制点进行一次整体的、系统的控制测量复测,对所有控制点的座标进行精密、准确的平差计算。在盾构到站前的最后一次测量系统搬站中,以精密测设并经过平差的地面导线点和水准点为基准,用测量二等控制点的办法精确测量测站、后视点的座标和高程(测量经纬仪和后视棱镜的座标和高程),每一测量点的测量不少于4个测回。在到达前200m进行联测,盾构到达前50米地段即加强盾构姿态和管片测量,根据复测结果及时纠正偏差,并结合实测的车站洞门位置适当调整隧道贯通时的盾构刀盘位置;确保盾构机按设计线路从到达口进入车站接收架上。盾构进站时其刀盘平面偏差允许值:平面10mm、高程010mm。5.3.2、到达前的掘进隧
14、道轴线标高测量盾构掘进开始盾构参数设定注浆参数设定参数选定正确沉降量合格土质变化参数调整 盾尾注浆二次注浆及压力地质水文新资料沉降监控测量刀盘扭矩螺旋机扭矩螺旋机出土情况记录盾构机出洞数据分析土仓压力螺旋机转速刀盘转速顶进速度盾尾油脂密封土仓加泥否否否是是是土压、出土量盾构进入到达段后,首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速,控制出土量并时刻监视土仓压力值,避免较大的地表隆陷。贯通前56环,进一步降低盾构掘进推力,掘进推力维持在400t左右,推进油缸压力不大于40bar。在掘进的同时,要注意维持土仓内的压力值,一般情况下维持在0.40.8 bar,出土量控制在41方左右。无论何种情况下,推进油缸
15、压力均不能大于60bar(特别是在管片安装时)。在贯通前的最后3环,要求掘进速度控制在510mm/min。、注浆注浆压力控制在1.02.0 bar,注浆量控制在3.95.4方/环。停机时间如大于2小时应及时清洗注浆管路,单班掘进停机时间派专人清洗注浆管路预防堵管。(3)、最后几环管片的安装当隧道贯通后,一般还需要安装5-6环管片才能够完成区间隧道的管片安装。同时,随着隧道的贯通,盾构在前方没有了反推力,将造成管片之间的环缝连接不紧密,容易漏水,在最后几环管片安装时,根据现场实际情况,采用以下应对措施。 1)在刀盘前方的预定位置,设置支挡,以防盾构刀盘向前滑动。 2)盾构机出洞拆除前要及时在洞内
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