盾構下穿鐵路方案

南京地鐵三號線XX標土建工程盾構穿越滬寧城際鐵路專項施工組織方案XX公司1.工程情況介紹 31.1區(qū)間隧道概況 31.2滬寧城際鐵路概況 41.3穿越滬寧城際鐵路計劃施工時間 51.4工程地質與水文地質 61.5周邊環(huán)境 82.工程特點 93.施工方案編制說明 3.1編制目的 3.2主要技術依據 3.3編制原則 4.機械設備情況 5.人員配備情況 6.盾構穿越滬寧城際鐵路技術措施 7.線路監(jiān)護措施 7.1施工區(qū)段防護 7.2線路發(fā)生故障時的防護辦法 7.3無縫線路防護措施 8.應急預案 9質量保證措施 9.1注漿質量保證措施 9.2盾構推進質量保證措施 9.3監(jiān)測質量保證措施 10安全保證措施 10.1鐵路線路安全保證措施 10.3盾構施工安全保證措施 11文明施工保證措施 XX～XX站區(qū)間盾構南京地鐵3號線線路起點起自浦口區(qū)林場停車場北側林場高架站，向南穿越長江和南京主城區(qū)，終點位于江寧區(qū)秣周路，全長約45km。南京地鐵3號線XX標XX站～中間風井～XX站區(qū)間設計起點為南-新區(qū)間中 (正運營通車),進入紅山路后側穿XX立交橋到達位于南京林業(yè)大學大門處的XX站吊出轉場至中間風井二次始發(fā)，向XX站掘進，下穿曹后村住宅及地鐵一號線XX站～紅山動物園站區(qū)間隧道后，進入XX站吊出解體。XX站～XX站盾構區(qū)間具體參數情況見表：XX站～XX站盾構區(qū)間線路走向線路整體呈東南-西北北走向。區(qū)間起止南京地鐵3號線XX標XX站～中間風井～XX站區(qū)間設計起點為南新區(qū)間中間風井，首先向XX站掘進，到達后吊出轉場至中間風井二次始發(fā)，再向XX站掘進，進入XX站吊出解體。右K16+193.625～右K18+038.516,右線總長1844.891m。左K16+193.625～右K18+038.516,左線總長1844.891m。曲線最小曲線半徑：區(qū)間正線為500m線間距坡度“V”型坡，最大坡度29.078‰,最小坡度2.0%。埋深最大覆土埋深約33.48m。聯(lián)絡通道及泵房K16+661.25處設置一座聯(lián)絡通道及泵房，K17+200處設置一座聯(lián)絡通道及泵房兼事故風井，K17+600處設置一座聯(lián)絡通道。管片6塊厚度350mm、環(huán)寬1.2m的環(huán)形預制鋼筋混凝土管片，錯縫拼裝，組成外徑6.2m,內徑5.5m的圓形單洞隧道。(1)滬寧鐵路現(xiàn)狀滬寧城際鐵路于2010年7月開通運營，鐵路線路等級為客運專線高速鐵路。最高速度350公里/小時，正線線間距4.8m,軌道結構類型為CRTS-I型板式無砟軌道，牽引種類為電力牽引，機車類型為電動車組。鐵路下方敷設一53.5m×33.94m×1.8m的鋼筋混凝土保護板，板下方采用三排φ1.0m、樁長21.6m的鉆孔灌注板支護，地基采用CFG樁加固。板底標高10.862m,隧道下穿該段的軌面標高為-4.612,結構頂距板底10.014m。見圖1。(2)穿越段區(qū)間概況南京地鐵三號線在K17+429.144處下穿滬寧城際鐵路(穿越鐵路里程為滬寧城際DK1+174.72~DK1+194.88),平面交角約為45°。圖2盾構線路與滬寧城際鐵路關系剖面圖(3)滬寧線城際鐵路加固情況滬寧線城際鐵路采用FCG樁加固(已完成),FCG樁樁徑500mm,樁間距1.8m,樁長7-18m;樁體原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，材料按C15混凝土進行配比；樁頂設直徑為1.0m擴大樁頭，上鋪設0.15m厚C15素混凝土墊層；工點均采用堆載預壓處理，預壓土柱高度2m,預壓時間不少于5個月。詳見圖2、圖3。圖3盾構穿越城際鐵加固平面圖右線：2012年9月2日-2012年9月10日，日均掘進4環(huán)(4.8m);左線：2012年10月2日-2012年10月10日，日均掘進4環(huán)(4.8m)。(1)工程地質沿線地形地貌復雜多變，自XX至XX站，為坳溝與崗地相間地段，總體上覆漿巖(閃長玢巖～閃長巖)及T2z角礫巖～角礫狀灰?guī)r。包括：③-2b2粉質粘土、③-2c2粉土、③-3b1-2粉質粘土、④-4e1混合土、δu-1-1全風化巖、δu-2強風化巖、δu2-1強風化閃長巖(砂土狀)、δu2-2強風化閃長巖(碎石狀)、δ強風化閃長巖(砂土狀)、δu2-2強風化閃長巖(碎石狀)、δu-3中風化閃長巖、δu-4微風化巖。詳見盾構穿越地層工程地質土層分布與特征描述一覽表及圖5(穿越高鐵段周邊地質探孔布置平面示意圖)、圖6(地質描述示意圖)。時代成因層號燕山期侵8u-2-1強風化閃土狀)灰黃、灰紫、灰紅色，密實，取出巖芯多呈砂土狀，局部夾硬質巖塊，非均質，遇水易軟化。巖體基本質量等級V級。分布普偏強風化閃石狀)灰黃色、灰紫、灰紅色，密實，取出巖芯多非均質，巖體基本質量等級V級。局部分布中風化閃長巖灰白色、灰色，礦物成分主要為石英、角閃石、云母及暗色礦物，巖石較堅硬，巖芯呈破碎，斷面粗糙，緊閉～微張裂隙較發(fā)育，裂隙面可見鐵錳質斑紋及方解石細脈充填，巖芯基本完整，為較硬巖～較軟巖，巖體基本質量等級IV級。分布普偏閃長巖礦物成分主要為石英、角閃石、云母及暗色礦物，巖石堅硬，芯呈柱狀～短柱狀，錘擊分布普偏時代成因層號巖芯完整，為較硬巖～堅硬巖，巖體基本質量等級Ⅱ級。圖5穿越高鐵段周邊地質探孔布置平面示意圖圖6地質描述示意圖(2)水文地質①孔隙潛水主要分布于崗間坳溝地段，含水層主要為粉土和填土，,水量一②微承壓水主要分布于崗間坳溝地段和接近XX站為河漫灘地段，含水層主要為3層、4層的混合土。在河漫灘地段③-2c2粉土層弱透水，厚度較厚，與下左轉曲線向XX站掘進。隧道將從鐵路下方的CFG樁加固區(qū)中穿過，區(qū)間隧道結構頂距保護板板底10.014m。區(qū)間線路西側為紅山路，滬寧城際鐵路南側為滬寧(1)沉降控制要求高沉降控制要求較高；滬寧城際正線采用CRTS-I型板式無砟軌道，軌道板基礎沉(2)穿越密集樁基限，線路設計位置處隧道結構與上部及兩側樁基凈距最小處僅4.4米，對盾構推(3)盾構隧道曲線段大坡度推進本穿越段線路存在29‰的大縱坡及轉彎半徑505米的左轉彎平面區(qū)間，左、3.1編制目的盾構穿越運營當中的滬寧城際鐵路，施工風險較大。為了指導盾構順利穿越城際鐵路，減小盾構施工對鐵路運營的影響，特編制本專項方案。3.2主要技術依據(1)中華人民共和國國家標準《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》(2)中華人民共和國國家標準《盾構法隧道施工與驗收規(guī)范》GB50446-2008;(3)《地鐵設計規(guī)范》(GB50157-2003)(4)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50108-2002)(5)《地鐵工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2001)(6)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001)及局部修改(7)《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》(GB50068-2001)(8)《建筑結構荷載規(guī)范》(GB5009-2001)(2006年版)(9)《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2002)(10)南京地鐵三號線XX標土建工程XX站～XX站區(qū)間勘查報告、設計文件及相關資料(11)《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》鐵建設【2005】160號(12)《客運專線無砟軌道鐵路工程施工質量驗收暫行標準》鐵建設【2007】85號(13)《高速鐵路設計規(guī)范》鐵建設【2009】209號(14)國家其他相關規(guī)范及標準。3.3編制原則盾構穿越滬寧城際鐵路引起地面沉降的主要原因分析：(1)盾構推進過程中引起的土層受擾動，是引起地表沉降的主要因素。(3)盾構施工過程中各項施工參數設定如掘進速度、土壓設定、同步注漿XX站～XX站區(qū)間盾構選型主要依據XX站～XX站盾構區(qū)間招標文件、巖土本標段地質情況復雜，地層起伏變化大。既有粘土粉土，也有強度高達綜合上述條件本標段選用2臺德國海瑞克公司生產的復合式土壓式平衡式主要部件名稱刀盤各種刀具4×17”把中心雙滾刀21×17”把單滾刀11把邊緣單滾刀1把超挖刀52把刮刀8把鏟刀2把刀盤驅動工作壓力2道密封和3道外密封的密封系統(tǒng)型式前盾直徑、厚度中盾直徑、厚度盾尾直徑、厚度3排鋼刷密封加上止?jié){板盾尾間隙最大總推力16×2No./根最大推進速度最大回縮速度工作壓力同步注漿系統(tǒng)8根(4根備用)7m3帶攪拌器4只8(刀盤)+8(螺旋輸送機)+4(盾體)能力7m3/h(水)3001/h(添加劑)起吊能力37kN@45bar(每個油缸)型式中心回轉式自由度6旋轉角度1個無線遙控裝置旋轉速度0-1.5rpm(空載)管片吊裝型式起吊能力2×2.5噸電纜操控裝置型式驅動功率直徑輸送能力型式電驅動驅動功率皮帶寬度輸送能力導向系統(tǒng)型式VMTSLS-SL精度(1)盾構配備了超前鉆探和注漿系統(tǒng)，有效距離15m;(2)周邊刮刀高度增加1cm,提高了周邊刮刀的耐磨性；(1)因為盾構區(qū)間穿越滬寧城際鐵路，存在較大的施工風險，我中鐵十九南京地鐵三號線XX標項目部人員及組織機構如下：工程管理部安全環(huán)保部物資設備部綜合辦公室財務管理部計劃合同部工程管理部安全環(huán)保部物資設備部綜合辦公室財務管理部計劃合同部(2)盾構施工勞動力計劃勞動力計劃表序號崗位工種序號崗位工種149維修工電焊工22電瓶車司機8電工13管片拼裝涂料制作648管片吊運起重工456測量工46起重工4負責人37充電18維修工機修工4普工6(1)在區(qū)間掘進至滬寧城際鐵路前100米(82-166環(huán))設置試驗段。設置試驗段目的。①研究南京粉質粘土地層和全風化巖層盾構正常掘進引起的隆起和沉降變④摸索適合于南京地質條件的同步注漿(準厚漿)配合比；(2)掘進參數設置穿越段覆土厚度為19.33～15.39m。根據計算，土倉壓力P=K0(γh+Y*h*+q)P：土壓力；Y：土的平均容重，取19.3KN/m3;h：隧道中心埋深，取23米；K0：土的側向靜止土壓力系數③-3b1-2層粉質粘土層取0.7;q：地面荷載；計算的理論土壓力為0.32Mpa,根據地面監(jiān)測情況，對土壓力有0.01Mpa的按照以往的施工經驗，掘進速度控制在1～2cm/min。在穿越段施工時，應穿越滬寧城際鐵路段主要穿越土層為強風化閃長巖(砂礫狀),巖層強度很塊，非均質，遇水易軟化。巖體基本質量等級V,按照類似的施工經驗，推力控制在1700噸左右。設計軸線偏差保證在1cm之內，保證地層損失率不大于5‰。盾構姿態(tài)調整遵循每環(huán)注入30kg左右，平均6-7環(huán)一桶。出渣量控制在37-38m2,嚴禁超挖。(3)同步注漿級)、中細砂、外加劑(減水)、水。1m3同步注漿漿液配比(重量比)膨潤土減水劑砂水石灰3a原材料管理b計量管理a按需拌漿，計算好每環(huán)注漿量，拌制時間25min左右。b投料順序嚴格按照拌漿流程進行拌制，投料完畢后進行充分c每個班指派3名專職拌漿人員，嚴格做好漿液拌制質量。d加強自檢控制，定期、不定期對漿液坍落度和稠度進行測試并做好記錄壓力為1.0Mpa。具體同步注漿量控制以實際拌漿量為主，操作界面顯示量為輔水：水玻璃=3：1(重量比)水泥漿水灰比=1：1(重量比)水泥漿：水玻璃漿液=1：1(體積比)注漿位置為盾尾后第4環(huán)，注漿量為1.2m2/環(huán)。具體注(5)盾構穿越滬寧城際鐵路施工過程控制在盾構穿越滬寧城際鐵路施工過程中，實行施工單位、監(jiān)理等多方24小時a盾構工程師跟班作業(yè)，緊盯現(xiàn)場。對各班組進行嚴格管理，對施工各工序b每日由盾構工程師下達技術指令，班組嚴格按照技術指令設c由盾構工程師牽頭，利用交班時間與掘進班長、拼裝班長就前一班施工中d盾構工程師每環(huán)對推進千斤頂油缸、盾尾間隙、超前量進行量測，根據量e盾構工程師要根據施工現(xiàn)場實際情況對盾構掘進的技術參數進行調整，確值班人員項目經理、總工、項目副經理、副總工、工程部長至少一名現(xiàn)場值班總監(jiān)、總監(jiān)代表至少一人現(xiàn)場值班報告程序報告程序現(xiàn)場值班人員1.地表沉降4mm施工單位和監(jiān)理單位及時報告現(xiàn)場業(yè)主代表，再由業(yè)主代表上報指揮部。項目常務副經理、總工總監(jiān)代表1.地表沉降6mm施工單位和監(jiān)理單位及時報告現(xiàn)場業(yè)主代表，再由業(yè)主代表報告指揮部上海鐵路局方面領導項目經理、總工總監(jiān)f測量人員定期對已成型隧道軸線進行復測，同時對盾構機ROBOTEC測量系a在管片拼裝過程中嚴格控制襯砌環(huán)面的平整度、環(huán)面的超前量以及橢圓度b嚴格控制管片成環(huán)后的環(huán)、縱向間隙。d在拼裝前清除盾尾處拼裝部位的垃圾和雜物，注意管片定位的準確性。h管片超前量控制：施工中經常測量管片圓環(huán)環(huán)面與隧道設計軸線的垂直j隧道橢圓度控制：每環(huán)管片橢圓度控制在10mm以內。7.1施工區(qū)段防護建議列車慢行70~80km/h。依據《技規(guī)》規(guī)定在牌和T字移動減速信號牌，在移動減速信號牌上注明規(guī)定的慢行速度，見下圖；若施工引起了危及行車的線路故障時，按以下方法監(jiān)護：①立即通知運行列車和車站，并在故障地點設置停車信號，如瞭望困難，遇降霧、暴風雪或夜間，還應點燃火炬。②當通知一端先來車時，應先向該端放置響墩，再向另一端放置響墩(如圖),然后返回故障地點。響墩設置(單位：m)③如不知來車方向，應在故障地點注意傾聽和了望，發(fā)現(xiàn)來車，應急速奔向列車，用手信號旗(燈)或徒手顯示停車信號，并將響墩放置在能趕到的地點，使列車在故障地點前停車。如瞭望困難，遇降霧、暴風雪或夜間，發(fā)現(xiàn)來車奔向列車前，應在故障地點點燃第二支火炬。①當發(fā)現(xiàn)線路連續(xù)出現(xiàn)碎彎并有漲軌跡象時，必須暫停施工，派專人巡查監(jiān)視，觀測軌溫和無縫線路方向的變化。若碎彎繼續(xù)擴大，應設置慢行信號，采②施工過程中，如發(fā)現(xiàn)線路軌向、高低不良，起道、撥道省力，枕端道碴線路軌向不良，用10m弦測量兩股鋼軌的軌向偏差，當平均值達到10mm時，當兩股鋼軌的軌向偏差平均值達到12mm,在軌溫不變的情況下，過車后線下，可從跑道故障處兩端向中間撥成半徑不小于200m的反向曲線，其間夾直線不得小于10m。撥道后限速5km/h,并派專人看守。a立即關閉螺旋輸送機閘門，盾構適當向前掘進，使土倉壓力保持平衡。b通過刀盤的轉動，將土倉內的土體攪拌均勻。c將螺旋輸送機閘門緩慢打開，開口度為30%,邊掘邊出土，始終保持土倉d掘進過程中向土倉內注入泡沫劑、膨潤土等提高碴土的流動性和止水性a停機前，依據具體的停機時間制定詳細的停機方案b做好停機前最后一環(huán)掘進，調節(jié)停機時的土倉壓力比設定略大于0.02~部署對外發(fā)布初步搶險方案迅速組織救援部署對外發(fā)布初步搶險方案迅速組織救援組織公安消防醫(yī)務部門處理現(xiàn)場c根據同步漿液的初凝時間，停機5～7小時后，再掘進50～100mm。d如果停機時間較長，通過中盾和前盾的注入系統(tǒng)，在盾體周圍注滿泥漿，保持地層穩(wěn)定，同時防止周圍土體與盾體固結，避免盾構機再次掘進時土體摩擦e加強對盾構機土倉壓力的監(jiān)視和調整，根據地層情況確定土倉壓力警戒值。當土倉壓力低于警戒值時，通過注漿系統(tǒng)加入泥漿來保持土倉壓力穩(wěn)定。f加強對地面的監(jiān)測，及時反應地層的變形情況。g如果停機時間超過3天，需要定期做小距離的推動。h停機期間，按正常保養(yǎng)程序對盾構機進行保養(yǎng)。(2)險情上報程序業(yè)主公司領導現(xiàn)場監(jiān)理公司領導組織技術組織技術項目部領導搶險事故第一發(fā)現(xiàn)人最大限度降害最快控制險情最大限度降害事故發(fā)生現(xiàn)場應急上報程序(3)應急搶險演練①成立演練小組在盾構穿越滬寧城際鐵路前，我部將進行應急搶險演練，為確保此次演練行動順利進行，成立演練活動指揮。②演練小組人員職責a總指揮職責：負責事故現(xiàn)場的全面指揮，負責啟動并組織實施事故應急預b副指揮職責：在總指揮的統(tǒng)一指揮下，負責各應急小組之間的協(xié)調及信息c搶險作戰(zhàn)小組職責：負責搶險物質運輸和現(xiàn)場搶險。d通訊聯(lián)絡小組職責：工作人員在第一時間發(fā)現(xiàn)事故，立即向現(xiàn)場安全員求助。負責傳達總指揮的命令，收集.反饋現(xiàn)場信息；負責向e后勤保障小組職責：負責事故現(xiàn)場所需要應急資源的供應；負責受傷人員f緊急疏散小組：負責事故現(xiàn)場警戒和人員疏散，禁止無關車輛.人員進入g監(jiān)測組：負責各項監(jiān)測工作。a懸掛搶險應急演練橫幅一幅。b搶險物資如下表：c通知業(yè)主.監(jiān)理及相關領導到現(xiàn)場。應急搶險物資表序號負責人1急救車1輛項目部辦公室21輛項目部物資設備部3醫(yī)藥箱藥品1套項目部安全部4快干水泥1噸項目部物資設備部5水玻璃項目部物資設備部6發(fā)電機項目及各隊物資設備部7聚氨酯項目及各隊物資設備部8千斤頂3臺項目及各隊物資設備部9防護口罩30個項目及各隊物資設備部2支項目及各隊物資設備部數部見應急聯(lián)絡(4)應急物資材料配備序號類別設備或物資名稱規(guī)格型號單位數量1預控注漿組件引孔設備臺套12注漿設備臺套13普通水泥(P42.5或P32.5)T34雙快水泥T15水玻璃6油溶性或水溶性聚氨酯5007電源發(fā)電機120kW以上臺套18排水設施污水泵組件以上臺套2920mm鋼板609鋼支撐mm直角、轉角、對接個各50編織袋只麻袋只防水尼龍布面紗、木楔等棉胎床圓木梢徑不小于15cm,長5.5m根木板厚5cm,寬30cm,長3m以上塊其他工具千斤頂50t以上只3手拉葫蘆只3部5把把管子鉗把2手持照明充電式臺多用滅火器個6輔助設施急救藥箱1擔架2電子警示標識4錐形警示桶警戒帶200導向標志牌4(2)漿液要充分攪拌并連續(xù)進行，使?jié){液均勻、供料不斷，漿液攪拌時間一般不得少于3min,不大于2h,漿液儲存時間不能過長，從制備到用完不宜超過4h。嚴格控制各層的注漿厚度，保證地層注漿均勻。(3)嚴格控制好注漿壓力和注漿量，保證注漿達到規(guī)定位置。(4)漿液在配制過程，控制好計量精度和漿液的攪拌均勻。(5)注漿時要保證均勻，連續(xù)不間斷進行。(6)注漿時做好原始記錄，并派專人進行質量跟蹤檢查。隧道施工實際偏差控制在50mm以內。推進測量管理應在每推進一環(huán)后進行，通構掘進參數、注漿量的控制、二次注漿等施工手段，將地表沉降控制在+4mm~-8mm,保證鐵路運輸的絕對安全。(4)注漿前檢查盾尾的密封性，保證漿液不泄漏；保證注漿管路的暢通。所用砂須細砂。做好注漿設備的維修保養(yǎng)，注漿材料的供應，保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷的進行。針對不同的地質情況選擇不同的注漿壓力和注漿量。注漿跟推進同步進行，且注漿速度應與推進速度相適合，四個泵同時注漿；注漿飽滿程度由注漿壓力和注漿量雙重控制。(5)根據高程和平面的測量報表和管片間隙，及時調整管片拼裝的姿態(tài)，并嚴格控制管片成環(huán)后的環(huán)、縱向間隙。安裝管片時要緩慢、均勻，對好位置后才能上螺栓，如果插入螺栓困難時，要分析原因，仔細調整位置，切忌大幅度移動，強行插入；另應避免損壞止水條，避免管片間有較大錯臺。對襯砌連接螺栓采取一次緊固，三次復緊的工藝。通過詳細的施工調查，確定受施工影響的建(構)筑物和地下管線，并在其上設置必需的監(jiān)測點，設立地面沉降監(jiān)測斷面和相對應的監(jiān)測點。將重要的監(jiān)測對象和監(jiān)測點標注在1：500的線路平面圖上，在掘進施工前取得所有監(jiān)測點的初始數據。對盾構機機頭前20米后30米的范圍每天進行觀測，盾構機過去30米后將逐漸減少觀測次數直到穩(wěn)定。監(jiān)測組內建立二級檢查制度，儀器按規(guī)定時間進行核準，以確保測量數據的準確性。每天的監(jiān)測成果要及時報送經理部和監(jiān)理工程師。當監(jiān)測值出現(xiàn)異常時要迅速報告相關工程師并加密測量次數，直到穩(wěn)定①嚴格按照南京市和鐵路部門有關技術規(guī)范、規(guī)定進行施工全過程跟蹤監(jiān)②監(jiān)測點的埋置與建設、監(jiān)理、施工單位