京北地铁-15-号线一期工程盾构施工组织设计-学位论文.doc
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1、北京地铁15号线一期工程06标段南法信站前入地段石门站南法信站石门站区间盾构施工方案项目经理: 项目总工: 编 制: 北京住总集团有限责任公司北京地铁15号线一期工程06标段项目经理部目 录1编制依据11.1 编制依据11.1.1 图纸11.1.2 施工组织设计11.1.3 规范、规程11.1.4 其他依据11.2 编制内容及目的22 工程概况22.1盾构区间工程概况22.2地面环境32.3 工程地质62.3.1 地质条件62.3.2 水文条件72.4风险源概况72.5 工程重点及难点93 施工安排及施工准备103.1工期安排103.2安全质量目标103.3人员安排113.4盾构施工场地布置1
2、24 盾构施工144.1 盾构机选型144.2盾构机吊装、组装、调试184.1.1盾构机吊装下井顺序194.1.2盾构组装步骤204.1.3盾构调试214.1.4盾构解体224.2 端头加固施工224.3 盾构始发准备工作244.3.1盾构基座安装254.3.2反力架安装274.3.3 轨道铺设及洞内运输304.3.4 负环管片拼装324.3.5洞门橡胶帘布安装334.3.6 洞门凿桩344.4 盾构始发施工354.4.1 潜覆土加固354.4.2 盾构始发112m试掘进374.5 盾构正常掘进施工404.5.1掘进过程中参数确定424.5.2 盾构掘进过程控制484.5.3盾构机到达接收施工
3、544.6 洞内出碴、运输及碴土外运564.7管片拼装574.7.1管片设计参数574.7.2管片地上运输584.7.3管片拼装585 盾构过风道施工625.1 端头加固625.2风道洞门破除625.3贯通掘进645.3.1 到达掘进及盾构接收645.3.2 接收机座安装655.3.3 到达端洞门处理665.3.4 贯通掘进注意事项665.4 盾构设备检修665.5 盾构过风道再次始发施工675.5.1 负环加固钢支撑安装675.5.2 风道内负环拼装675.5.3 负环管片加固683.5.4 二次始发掘进施工控制695.5.6 风道内负环拆除706 盾构过风险源施工716.1 设计施工措施7
4、16.2 盾构下穿迎晨桥地层加固措施726.2.1 加固范围726.2.2加固施工746.2.3 迎晨桥监测746.3 盾构过风险源施工767 盾构施工测量及监测方案787.1编制原则787.2测量方案的制定787.3盾构隧道内监控测量797.3.1隧道内平面控制测量797.3.2隧道内高程控制量测807.3.3盾构机始发初始状态的测量807.3.4盾构机姿态、管片安装的测量827.3.5地面建筑的监控测量837.4 监测项目848盾构施工质量保证措施858.1质量保证体系858.2质量职责868.3施工技术保证措施898.4施工管理保证措施908.5工程质量验收标准908.6 盾构的日常维护
5、949盾构施工安全保证措施979.1安全管理体系979.2一般性安全管理措施989.2.1盾构区间隧道施工安全措施999.2.2土方及管片吊装安全措施999.2.3机械安全保证措施1009.2.4用电安全保证措施10010 绿色施工及环境保护措施10210.1绿色施工管理体系10210.2绿色施工准备工作10210.2.1绿色施工要求10210.2.2项目部培训工作10210.2.3绿色管理施工内容10210.3现场文明施工措施10310.4环境保护管理措施10410.4.1环境保护工作内容10410.4.2对影响环境保护几个主要因素的控制措施10511风险分析及应急预案10811.1施工风险
6、分析10811.2风险对策10811.3应急预案11011.3.1应急领导小组11011.3.2应急响应11211.3.3善后处置11211.3.4应急抢险物资11211.3.5应急抢救措施1121141编制依据1.1 编制依据1.1.1 图纸(1)南法信站前入地段石门站区间(308)第一册 区间结构 第四分册 盾构区间(下);(2)南法信站前入地段石门站区间(308)第一册 区间结构 第四分册 盾构区间(上);(3)南法信站前入地段石门站区间(308)第一册 区间结构 第八分册 区间风险源专项设计;(4)北京地铁15号线一期工程南法信站顺西路站区间 岩土工程勘察报告1.1.2 施工组织设计1
7、5号线06标南法信站前入地段石门站 施工组织设计1.1.3 规范、规程(1)地铁设计规范(GB 50157-2003)(2)地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)2003版(3)轨道交通地下工程防水技术规程北京市地方标准(DB11/581-2008)(4)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)2006版(5)建筑抗震设计规范(GB50011-2001)2008版(6)地下工程防水技术规范(GB50108-2008)(7)人民防空工程设计规范(GB50225-2005)(8)盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008)(9)混凝土结构设计规范(GB50010-200
8、2)(10)地铁杂散电流腐蚀防护技术规程(CJJ49-92)(11)钢结构设计规范(GB50017-2002)(12)地铁工程监控量测技术规程北京市地方标准(DB11/490-2007)(13)国家及北京市现行的相关规范及规程。1.1.4 其他依据(1)地下工程施工技术 2003.08 ,姜玉松主编,安徽理工大学土木工程系;(2)盾构隧道施工手册2005.06,张凤祥主编,人民教育出版社。1.2 编制内容及目的(1)编制内容本方案的编制的主要内容主要如下:1)盾构掘进施工地面环境、管线情况及风险源情况2)盾构机选型、吊装、组装、调试3)盾构始发架铺设、反力架安装、洞门施工以及正常掘进施工4)盾
9、构施工正常掘进参数5)盾构机掘进中土方运输方案6)盾构到达接收施工7)盾构过风道、风险源施工8)盾构测量及监测9)盾构施工风险分析及应急预案10)盾构区间联络通道施工因现缺少降水设计图纸,本次未编制在内,拟单独组织专家论证。(2)编制目的本方案编制主要为盾构正常始发、盾构掘进以及盾构过风险源提供参数,保证盾构施工安全。2 工程概况2.1盾构区间工程概况南法信站至石门站区间的起点里程为右K38+490.237,盾构起点里程为右K38+506.237,终点里程为右K40+999.837,区间右线总长2492m,左线总长2491.53m。本区间设置附属联络通道三座,中间风道一座(兼泵房、联络通道)。
10、线路区间走向基本上沿东西走向,区间走向起点始于南法信站,线间距15米,线路从南法信站东端出来后沿府前西街敷设,穿越顺义东支路后线路分开,以避开小中河桥基和东六环迎晨桥桥基,通过这两处构筑物后左右两线逐渐靠近,最后以线间距15米到达石门站。区间采用盾构法施工。区间线路最大圆曲线为4000m,最小为2000m。区间从南法信站以2下坡出站,在右K38+540处以R=3000m的竖曲线变坡为25入地。在右K38+840处又以R=5000m变坡为3缓坡继续向下敷设,到达右K39+935,在右K39+935处以R=5000m变坡为6.376上坡,后在右K39+980处以R=5000m变坡为2上坡,到达石门
11、站。区间覆土厚度为4.8m14.7m。2.2地面环境(1)地面交通盾构线路首先穿过一条导改路,并沿府前西街两侧穿过东支路、小中河桥、东六环迎晨桥、石门市场、顺义西二环到达石门站。区间线路前20m在施工围挡内,主要为管片堆放场地和施工便道;围挡外为一条导改路双向车道,15m宽,车流量一般。见图1所示。图 1 导改路现状区间线路里程右K38+894.383右K40+999.837上面是府前西街,府前西街为双向四车道,为顺义区主干道,车流量相对较多。图2 府前西街现状(2)地面建筑物盾构区间建筑物、地下管线较多,隧道经过的范围内主要有小中河桥基、东六环迎晨桥,金百顺、老城一锅、石门市场、线路两侧房屋
12、等永久建筑。区间线路基本沿府前西街由西向东敷设。图3 金百顺、老城一锅图4小中河桥图5东六环迎晨桥图6六层建筑(3)管线概况区间沿线已探明的管线众多(只列入半径大于800mm管线):沿着隧道东西走向布置的管线有:800污水管,埋深3.8m;1000污水管,埋深3.6m;1000雨水管,埋深2m;1200雨水管,埋深2.4m;1700雨水管,埋深3.9m;1400上水管,埋深0.5m。垂直于隧道南北走向布置的管线有:1400输水管,埋深6.3m;2000污水管,埋深5m;2000燃气管,埋深6m;1000上水管,埋深2m;1630上水管,埋深3m。地下管线详细情况见南法信站石门站区间地下管线调查
13、资料。2.3 工程地质2.3.1 地质条件本次勘察揭露地层最大深度为30m,根据钻探资料钻孔及室内土工试验结果,按地层沉积年代、成因类型、将本工程场地勘探范围内的土层进行了划分。盾构区间段的土层自上而下划分为人工堆积层(Qml)、新近沉积地层(Q42+3l+pl)、第四纪全新世冲洪积层(Q41l+pl)、第四纪晚更新世冲洪积层(Q3l+pl)四大层。盾构掘进断面主要处于细中沙、粉土及粉质粘土中。根据区间地质勘测报告,土层的主要性质如表1所示:表1 土层性质表地层代号地层代号岩性名称密实度湿度压缩性层底标高人工填土Qml粉土填土松散中密湿24.5530.11m1杂填土松散中密稍湿新近沉积层(Q4
14、2+3l+pl)粉土中密密实稍湿湿中高低压缩性11.6019.10m1粉质粘土湿很湿中高低压缩性2粉细沙稍密中密饱和中中低压缩性3细中沙中密密实饱和低压缩性第四纪全新世冲击洪积层(Q41l+pl)粉质粘土中压缩性7.8014.80m1粘土中高压缩性2粉土密实稍湿湿中低低压缩性第四纪晚更新世冲洪积层(Q3l+pl)1细中沙密实饱和低压缩性0.215.00m粉质粘土中高低压缩性1粘土中高中低压缩性2粉土中密密实稍湿湿低压缩性1中粗砂密实饱和低压缩性钻孔未能揭穿粉质粘土中低低压缩性1粘土中低压缩性2粉土密实湿低压缩性2.3.2 水文条件根据区间地质勘察结果,区间赋存三层地下水,地下水的类型为潜水(二
15、)、层间水(三)和层间水(四)。地下水详细情况见表2、表3。表2 区间起点里程约右K40+250段地下水特征表地下水性质水位/水头埋深(m)水位/水头标高(m)观测时间主要含水层潜水(二)3.505.3023.2525.8009.2.609.2.17细中砂3层间水(三)11.9015.8013.0616.2509.2.609.2.17粉土2、细中砂1层间水(四)18.5010.2009.2.609.2.17粉土2表3 里程约右K40+250区间终点段地下水特征表地下水性质水位/水头埋深(m)水位/水头标高(m)观测时间主要含水层潜水(二)3.004.5026.9028.7009.2.609.2
16、.17细中砂2层间水(三)7.0010.7019.8023.9009.2.609.2.17细中砂3层间水(四)22.87.7009.2.609.2.17粉土2潜水(二)主要接受大气降水、绿地灌溉,以及侧向径流和越流补给,以侧向径流、向下越流方式排泄。层间水(三)及层间水(四)主要接受侧向径流及越流补给,以侧向径流、向下越流方式排泄。区间起点里程约右K38+700段,盾构前200m主要位于潜水(二),主要含水层为细中砂3层,里程约右K38+700右K40+250段盾构区间结构主要位于层间水(三),土层含水层为粉土2、细中砂1。里程约右K40+250区间终点段盾构区间主要位于层间水(三),含水层为
17、细中砂3。2.4风险源概况盾构区间共有一级风险源一项,二级风险源十项,三级风险源三项。具体风险源及描述如下表所示:表4 风险源概括表风险源名称里程风险源情况描述风险等级小中河桥基右K39+495埋深11米,近距过桩基,离桩基最小净距1.4米。桥梁为单跨简支结构,桩径1.2米。左右线分别在该桥面南北两侧穿过。二级东六环迎晨桥右K39+570.328右K39+590.268埋深13.2米,近距过桩基,离桩基最小净距1.89米。桥梁为三跨连续染结构,桥台桩基桩径1.2米,桥墩桩径1.5米。一级金百顺, 老城一锅右K39+300结构与建筑最小净距10.9米;结构底板至地面16米三级永久建筑右K39+9
18、30结构与建筑最小净距8.28米;结构底板至地面22米三级北侧六层建筑右K40+200结构与建筑最小净距13.4米;结构底板至地面20米三级雨污水线路平行,管径10001700,埋深34米,分布在道路两侧,处于杂填土、粉质粘土、细中砂层。二级上水线路平行,管径1000,埋深2米,位于粉土填土、杂填土层中。二级输水右K39+4101400,线路横穿,埋深6.3米至盾构管片顶净距4.2米,位于杂填土层中。二级污水右K39+6402000,线路横穿,埋深5米至盾构管片顶净距5.5米,位于细中砂层。二级燃气右K39+6502000,线路横穿,埋深6米至盾构管片顶净距4.5米,位于细中砂层。二级上水右K
19、39+9501000,线路横穿,埋深2米至盾构管片顶净距12.9米,位于杂填土层中。二级上水右K39+9501600,线路横穿,埋深3米至盾构管片顶净距11.9米,位于粉质粘土层中。二级雨水右K40+0101000,线路横穿,埋深3.1米至盾构管片顶净距11.7米,位于粉细砂层中。二级热力右K40+6602600,线路横穿,埋深1米至盾构管片顶净距10.4米,位于粉土填土层中。二级2.5 工程重点及难点(1) 根据地铁设计规范盾构掘进覆土不小于一倍D。本工程盾构始发掘进前112m覆土深度为4.8m6.25m(盾构机直径为6.25m),为浅覆土始发,对盾构掘进土压控制要求很高,易出现地面隆起和塌
20、方现象。前112m盾构线路中含有上水管线、电力、电缆等管线,并包括一条导行路和穿过南法信儿童医院大门,施工风险较大。我方现对始发浅覆土段进行地层加固,以保证施工安全。浅覆土始发为本工程一大重点。盾构始发方案和南法信站至石门站区间浅覆土段地层加固方案均已进行专家论证。(2)盾构施工中要下穿东六环迎晨桥,盾构线路从迎晨桥南北墩台之间下穿,隧道顶埋深为12m,左线距离两侧的桥桩的距离分别是1.9m和6.7m;右线距离两侧桥桩的距离分别是1.89m和6.67m。盾构施工中,对桥桩影响较大,为一级风险源。为施工中一大难点。南法信站至石门站区间下穿迎晨桥施工方案已进行专家论证。(3)区间线路中含有一条直径
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