地铁盾构安全施工方案.doc
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1、1 编制依据及说明11.1编制依据11。2 编制原则11。3编制范围22 工程概况22.1工程总体简介22.2工程设计简介22.3 区间风险因素介绍及分级62。4工程特点、重点、难点73 施工准备83.1施工总体部署83.2施工场地平面布置103。3施工进度计划安排说明103。4施工资源配置104 盾构隧道组段划分145 盾构区间工程风险因素分析及保护措施175。1 区间穿越管线分析及其保护措施175.2 区间穿越地铁15号线分析及保护措施185。3 工程风险因素的应急预案206 盾构施工及安全措施226.1 盾构始发、接收端头土体加固及安全措施226。2洞门破除及安全保障措施256。3盾构机
2、吊装及安全措施266.4盾构始发的安全措施286。5 盾构的正常掘进施工安全保障措施326。6 盾构的到达施工及安全保障措施376。7 盾构拆解及安全措施417 监控量测427.1地面沉降监测427。2地下管线沉降437。3地表建筑物的监测447。4拱顶下沉、净空收敛457。5洞内外观察457。6风险源监测467。7数据处理及信息反馈468 安全保障措施478。1安全目标478。2安全保障体系及保障措施479 消防保证措施549.1 工地消防的一般性规定549。2 工地消防的具体规定5410 应急预案5610。1 应急组织机构5610。2 突发事件上报制度5710。3 突发事件应急预案5910
3、。4 区间施工抢险物资设备储备61641 编制依据及说明1.1编制依据5) 施工现场情况及周边环境状况;6) 我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力。7)绿色施工管理规程DB115132008;8)施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005;9)地下铁道工程施工及验收规范(2003版)GB50299-99;10)工程测量规范GB50026-2007;11)北京市工程测量技术规程DB11T339-2006;12)地铁工程监控量测技术规程DB114902007;13)建筑工程冬期施工规程JGJ104-2011;14)建筑施工现场环境与卫生标准JGJ146-2004;15)市政基
4、础设施结构长城杯工程质量评审标准DB11/T5142008;16)市政基础设施工程质量验收与验收统一标准DBJ01902004;17)轨道交通区间工程施工质量验收标准QGD0072005;18)建设工程施工现场安全资料管理规程DB11383-2006;19)施工设计文件中指定的其他标准、规范、规程及现行国家及北京市的相关法规、技术规范;国家、部委和北京市有关安全、质量、工程验收等方面的标准及规范。1。2 编制原则1)遵守、执行招标文件各条款的具体要求,确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工和职工健康等各方面的工程目标。2)严格执行相关的国家及北京市规范、规程和标准。3)在充分理
5、解招标文件的基础上,结合工程情况,应用新技术成果,使施工组织设计具有技术先进、方案安全可靠、经济合理的特点。4)施组编制尽可能做到总体施工部署和分项工程施工组织相结合,重点项目和一般项目相结合,特殊技术和普通技术相结合,总体上使施组具有重点突出,内容全面,措施得力,安全稳妥,经济合理的特点,能全面指导工程的施工.5)充分考虑施工周边环境保护,周密安排交通疏解和管线保护,使施工对周边环境的影响最小化。6)严格贯彻“安全第一,预防为主”的方针和原则。1。3编制范围本方案编制范围为阜通西站-望京站区间盾构施工安全专项方案,内容包括:区间工程风险因素分析与保护措施、洞门破除、盾构吊装、盾构始发、掘进、
6、出洞措施及其相关安全保障措施(不包含阜通西站-望京站区间联络通道施工)。2 工程概况2。1工程总体简介2。2工程设计简介2。2.1地质水文条件1)工程地质条件按地层沉积年代、成因类型,本区间土层分布自上而下依次为人工堆积层(Qml)、第四纪全新世冲洪积层(Q41al+pl)、第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl)三大类。本场区按地层岩性及其物理力学性质进一步分为7个大层,根据全线地层分布情况,本场区缺失地层代号为和的地层,地层层序自上而下依次详见表22.地质状况详见附图21阜通西站望京站区间地质纵断面图。推进方向右线左线站西大街站联络通道地铁线北图21 盾构区间平面图区间隧道工程地质描述表2
7、2沉积年代地层代号岩性名称颜色、密实度、湿度、含有物、分布情况层底标高(m)人工填土层(Qml)粉土填土黄褐色褐黄色、稍密、湿、含砖渣、灰渣、连续分布33.7636.091杂填土杂色、密实、湿、含砖块、碎石、部分地段为路基填土、连续分布第四纪全新世冲洪积层(Q41a l+pl)粉土灰色褐黄色、密实、湿、含云母、氧化铁,连续分布23.3926。501粉质粘土灰黄色黄褐色、中密密实、含云母、氧化铁,少量姜石、连续分布3粉细砂褐黄色、中密密实、饱和、含云母、氧化铁、透镜体分布粉质粘土灰色、含云母、氧化铁、连续分布19。1922.253粉细砂褐黄色、密实、饱和、含云母、氧化铁、局部夹粘性土透镜体、连续
8、分布第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl)粉质粘土灰色褐黄色、含少量云母、氧化铁、姜石、连续分布7.8912。321粘土褐黄色、含云母、氧化铁、连续分布2粉土黄灰色、密实、饱和、含云母、氧化铁、姜石,连续分布3西中砂密实、饱和、含云母、氧化铁、个别砾石、透镜体分布圆砾卵石杂色、最大粒径80mm,一般粒径为1020mm,粒径大于2mm的颗粒占总质量的65%,亚圆形,中粗砂填充。连续分布部分钻孔穿透1中粗砂褐黄色、密实、饱和、含云母、氧化铁、个别砾石、连续分布2粉细砂褐黄色、密实、饱和、含云母、氧化铁、个别砾石、连续分布粉质粘土灰色、含云母、氧化铁、连续分布部分钻孔穿透1粘土灰色、含云母、氧化铁
9、、连续分布1中粗砂黄灰色、密实、饱和、含云母、氧化铁、个别砾石、连续分布钻孔未穿透2)水文地质条件本区间范围内实际测量到四层地下水,地下水类型分别为上层滞水(一)、承压水(二)、承压水(三)、承压水(四)。根据沿线地下水的埋藏形式、含水层及相对隔水层分布特征,区间深度范围内(一)(四)层地下水详细情况如下:上层滞水(一):水位标高为33。64m,水位埋深3。65m,含水层为粉土层,主要接受大气降水、管沟渗漏补给,以蒸发、向下越流补给方式排泄。承压水(二):水位标高为29.3630。39m,水位埋深6。437。84m,含水层为粉细砂3层,主要接受侧向径流补给及越流补给,以侧向径流、向下越流补给的
10、方式排泄。承压水(三):水位标高为26。3927。92m,水位埋深为9.1510。30m,含水层主要为粉细砂3层,主要接受侧向径流补给及越流补给,以侧向径流、向下越流补给的方式排泄.承压水(四):水头标高为11.4715。13m,水头埋深为21。6325.88m,含水层主要为中粗砂1层、粉细砂2层,主要接受侧向径流补给及越流补给,以侧向径流、向下越流补给的方式排泄.地下水腐蚀性评价:承压水(二)对混凝土结构具有微腐蚀性;在长期浸水的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,在干湿交替的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。承压水(三)对混凝土结构具有微腐蚀性;在长期浸水的情况下对钢筋混凝土
11、结构中的钢筋具微腐蚀性,在干湿交替的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。承压水(四)对混凝土结构具有微腐蚀性;在长期浸水的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,在干湿交替的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性.3)工程水文地质条件评价(1)根据本次勘察结果,本段线路沿线第四纪地层分布较平稳,第四系覆盖层厚度大于100m,整个场地位于冲积平原地貌,没有高大边坡,不存在岩体崩塌、开裂、滑坡和土体边坡失稳等其它不良地质作用。场地稳定性较好,适宜修建地铁线路。(2)根据中国地震动参数区划图(GB183062001)(50年超越概率10),拟建场地位于抗震设防烈度8度区内,根据北京地区建筑
12、地基基础勘察设计规范(DBJ11-5012009)附录P:北京地区设计基本地震加速度分区示意图,地震动峰值加速度值为0。20g,设计地震分组为第一组,场地类别为类,特征周期为0。45s。根据铁路工程抗震设计规范(GB50111-2006)计算判别,地震烈度按8度考虑时,地下水位按自然地面下5m考虑,本场地自地面下20m深度范围内的饱和粉土及砂土不液化。(3)本场区位于北京平原地区,除填土外,无软土、湿陷性土、膨胀土、风化岩及残积土等特殊性岩土分布,也无滑坡、泥石流、岩溶等不良地质作用.(4)根据工程地质剖面图可知,隧道结构顶板随隧道起伏穿过的土层依次位于:粉土层、粉质粘土1层、粉质粘土层、粉细
13、砂3层、粉质粘土层,修正后围岩分级均为级,粉土及砂土层均为饱水层,围岩稳定性差,无法形成自然应力拱,易坍落。(5)隧道结构底板埋置标高约12。3318。30m,基本位于粉质粘土层、粘土1层、粉土2层,分布连续均匀,地基承载力较高,压缩性较低,是良好的天然地基持力层.(6)本工程地下结构埋置深度较大,考虑到地下水位的年变幅大小及其他因素的影响,在工程使用期限内,地下水位可能将远远高于结构底板.但由于本区间采用盾构施工,可不考虑其影响.(7)在长期浸水的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性,在干湿交替的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。4)工程、水文地质对施工的不利影响(1)本段线路主
14、要采用盾构施工,盾构施工时应根据本段地层岩性特点合理选择刀盘,严格控制掘进速度;要注意压力平衡方式。由于本段隧道围岩自稳能力较差,可辅助壁后注浆加固围岩,正确把握注浆材料、注浆时间、注浆压力、注浆范围及注浆方法等,使较大空隙做到及时加固填充,避免因开挖面的不稳定而导致过大的地表沉降。(2)由于联络通道结构部分位于粉土层中,土体自稳能力差,开挖后支护不及时会导致大面积坍塌,进行超前小导管注浆支护。2。2。2结构形式本工程盾构隧道结构形式为双线单圆形隧道,隧道内径为5400mm,外部注浆防水,提高隧道整体强度。标准环管片内径为5400mm,外径为6000mm,宽度为1200mm,厚度为300mm,
15、分为6块(3块标准A型;2块邻接B1、B2型;1块封顶C型),混凝土标号为C50,抗渗P10。管片为错缝拼装形式。为保证掘进过程中隧道的线形和管片安装质量,采用左转弯、右转弯、标准环三种衬砌环形式,转弯环楔形量为48mm.管片连接采用弯曲螺栓连接,16根M24纵向螺栓,12根M24环向螺栓。管片环面外侧设有止水条槽,内侧设嵌缝槽。管片结构形式详见图2-2. 图2-2 管片结构形式2。2。3结构防水本工程防水遵循“以防为主、刚柔结合、多道设防、综合治理”的原则。确立钢筋混凝土结构自防水体系,以结构自防水为根本,以接缝防水为重点,确保隧道整体防水质量。盾构区间隧道的防水等级为二级,顶部不允许滴漏,
16、其他不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000;任意100m2防水面积上的湿渍不超过3处,单个湿渍最大面积不大于0.2m2。盾构管片采用C50防水钢筋混凝土管片,抗渗等级为P10.管片环、纵缝采用三元乙丙EPDM橡胶密封材料密封止水,螺栓孔、注浆孔等部位采用遇水膨胀橡胶圈防水密封处理.管片环、纵缝采用PE薄膜结合氯丁乳胶水泥嵌缝,变形缝以高模量聚氨酯密封胶嵌缝.进出洞口设环型钢筋混凝土保护圈,内设遇水膨胀橡胶止水条.2.3 区间风险因素介绍及分级序号名称位置基本状况描述等级1区间左、右线斜下穿M15区间隧道右K43+305。00(左K43+290.00)右K4
17、3+348。00(左K43+330.00)M15线区间隧道(盾构法)先于本区间隧道施工,结构竖向最小净距约1。9m一级2区间左、右线平行下穿20002000电力沟右K42+657.250右K43+374。920电力沟修建于2007年,砼方沟,接头形式:水泥,沟内底标高31.331.7m,左右线区间隧道平行下穿电力沟,竖向最小净距约5。8m三级3区间右线平行下穿1000800雨水管右K42+783。00右K43+250。00雨水管修建于2001年,砼管,管内底标高35。135.5m,右线区间隧道平行下穿雨水管,竖向最小净距约9.6m三级4区间左右线垂直下穿1000雨水管右K42+783.00雨水
18、管修建于2001年,砼管,管内底标高35.03m,左右线区间隧道垂直下穿雨水管,竖向最小净距约9。5m三级5区间左线平行下穿2000*1500雨水管左K42+462.00左K43+220。00雨水管修建于2001年,盖板砖砌方沟,沟内底标高34.5m34。8m,左线区间隧道平行下穿雨水管,竖向最小净距约9.4m三级6区间左线平行下穿600上水管左K42+637.250左K43+504。575上水管修建于2007年,铸铁管,管内底标高35.3m35。4m,左线区间隧道平行下穿上水管,竖向最小净距约1.5m三级2。4工程特点、重点、难点2。4。1工程特点我公司在认真研究招标文件、熟悉设计图纸、细致
19、踏勘施工现场的基础上,结合我公司的以往地铁工程施工经验,认为本标段工程有以下特点:1)周边环境复杂,施工控制要求高本合同段地处繁华的地段、地下管线众多、地面交通流量大、施工区域周边的建(构)筑物较多,故在施工过程中,对管线要加强保护,做好交通疏解,施工沉降、降低噪声、空气污染防护和污水排放等方面都对施工提出了较高的要求,只有作好这些工作,才能有一个良好的施工环境,保证施工顺利进行.2)专项工作范围广,协调配合多专项工作包括合同段内建(构)筑物保护,管线保护,改移及拆除,地上物拆除、恢复及补偿,临时用地使用及恢复、补偿,交通导改,临水引入,专项工作协调配合等工程或事务;需与交通、电力、电信等管理
20、部门以及当地政府和居民多次接触和协商,将影响工程施工的地上、地下障碍物按期拆改完成,按期拆改完是保证工程按时完工的重要条件。2。4。2工程重点1)盾构机选型本标段阜望区间地层主要以粘性土、粉土、砂类土交互沉积为主。选择合适的盾构机将是本工程的一个重点.2)盾构区间洞顶上部存在较厚砂层区间洞顶上部存在厚度约1.15。9m粉细砂3层,砂层含水率高、自稳性差,施工过程中可能发生喷涌现象和失稳坍塌。盾构掘进施工过程中,需控制好土仓土压力、严格控制出土量,快速掘进通过,防止砂层坍塌,减少地表沉降。3)区间专项工作多区间的专项工作包括内容较多,主要是建(构)筑物保护、管线保护、管线改移、临水引入、临时用地
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