土木工程地下方向生产实习报告Word文档下载推荐.docx
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本工程为12号线18标天潼路站~国际客运中心站~提篮桥站区间工程
3.1工况简述
本标段工程范围包括从天潼路站~国际客运中心站~提篮桥站区间两段单圆盾构区间隧道及附属结构。
天潼路站~国际客运中心站区间上行线里程范围为SK22+473.443~SK23+924.353(单线长1450.910m)、下行线里程范围为XK22+472.631~XK23+924.353(短链1.334m,单线长1450.388m),国际客运中心站~提篮桥站区间上行线里程范围为SK24+370.504~SK24+883.336(单线长512.832m)、下行线里程范围为XK24+370.440~XK24+883.336(长链1.300m,单线长514.196m),双线全长约3928.326m。
根据总体设计方案,天潼路站~国际客运中心站区间设旁通道及泵房,国际客运中心站~提篮桥站区间不设旁通道及泵房。
天潼路站~国际客运中心站区间隧道沿线主要分布有民用住宅和历史保护建筑,多为多层及高层楼房。
区间隧道纵坡为V型坡,最大坡度29.109‰。
隧道顶部埋深为6.89~26.8m,最小平面曲线半径349.851m。
其平面及剖面图如下:
图3.1-1天潼路至国际客运中心区间平面布置图
图3.1-2天潼路至国际客运中心区间剖面图
国际客运中心站~提篮桥站区间隧道主要沿东长治路推进,沿线主要分布居民住宅。
区间隧道纵坡为单向坡,最大坡度7.195‰。
隧道顶部埋深为6.26~9.25m。
最小平面曲线半径700m。
图3.1-3国际客运中心至提篮桥区间平面布置图
图3.1-4国际客运中心至提篮桥区间剖面图
本标段工程配备4台盾构设备。
天潼路站~国际客运中心站区间上、下行线采用两台盾构从国际客运中心站西端头井先后出发,推进至天潼路站。
国际客运中心站~提篮桥站区间隧道采用两台盾构机由提篮桥站西端头井始发,推进至国际客运中心站东端头井。
天潼路站~国际客运中心站区间隧道上行线于2010年12月18日盾构开始掘进,下行线于2011年1月18日盾构开始掘进,上行线盾构于2011年7月12日,下行线盾构于2011年9月6日进洞。
本区间在SK23+141.203(XK23+140.907)设置旁通道及泵站。
旁通道及泵房工程于2011年9月12日开工,至2011年12月10日完成。
国际客运中心站~提篮桥站区间隧道下行线于2011年3月31日盾构开始掘进,上行线于2011年4月30日盾构开始掘进,下行线盾构于2011年6月26日,下行线盾构于2011年7月25日进洞。
详见图3.1-5区间总体筹划图。
图3.1-5区间总体筹划图
3.2工程规模及主要工程量
3.2.1工程规模
隧道内径5500mm
隧道外径6200mm
隧道长度3758.584m
区间隧道长度统计见表3.2-1。
序号
区间
长度(m)
平面线形
竖面线形
1
天潼路站~国际客运中心站
上行线
1450.910m
最小R399.851m
最大坡度29.109‰
下行线
1450.388m
最小R349.851m
2
国际客运中心站~提篮桥站
512.832m
最小R800m
最大坡度7.195‰
514.196m
最小R700m
最大坡度7.17‰
表3.2-1区间隧道长度统计表
衬砌采用预制钢筋混凝土管片,通缝拼装。
砌环全环由小封顶F、两块标准块B、两块邻接块L及一块大封底块D共6块管片构成,环宽1200mm。
管片强度等级C55、抗渗等级为S10。
管片纵向和环向均采用直螺栓连接。
管片环与环之间用17根M30的纵向螺栓相连接。
每环管片块与块间以12根M30的环向螺栓连接。
衬砌环面设凹凸榫;
单环管片纵缝间不设凹凸榫,设置定位棒。
接缝防水由挡水条与弹性橡胶密封垫组成双道防水,挡水条采用遇水膨胀橡胶(宽20mm,高4.0mm),弹性橡胶密封垫采用EPDM(三元乙丙)为主辅以遇水膨胀橡胶的复合密封垫。
另外,进出洞段和穿越重要建筑物区域,在相应的衬砌环中增设预埋注浆管,管片环、纵缝内侧增设一道聚醚型聚氨脂弹性密封垫。
3.2.2主要工作量
3.2.2.1衬砌环
国际客运中心站~天潼路站区间上、下行线均为1208环(含联络通道特殊管片),总计2416环。
国际客运中心站~提篮桥站区间上行线426环,下行线427环,总计853环。
两区间共需衬砌环3269环。
国际客运中心站~天潼路站设立联络通道和泵房区间联络通道及泵房中心里程为SK23+141.203(XK23+140.907)。
联络通道特殊管片,由两环钢管片(用于联络通道处)和两环半环复合管片(通道一侧的一块标准块、一块邻接块管片与一块拱底块为钢管片,其余为钢筋砼管片)组成。
另外,为满足盾构始发推进需要,制作后座负环管片,本区间盾构共有4次盾构始发施工,每个盾构始发处设置负环10环,共40环。
3.2.2.2衬砌连接件
区间隧道衬砌连接件总使用量详见表3.2-2。
表3.2-2区间隧道衬砌连接件用量统计表
名称
型号
单环数量
总数量
环向螺栓
M30
12套
39228套
纵向螺栓
17套
55573套
3
环向止水垫圈
24只
78456只
4
纵向止水垫圈
34只
111146只
5
压浆闷头
6只
19614只
另外,由于在进出洞段、旁通道段及穿越重要建筑物段的衬砌环中增设预埋注浆管,因此压浆闷头有所增加,每环增加10只,天潼路站~国际客运中心站区间上行线增开注浆孔153环,下行线增开注浆孔为57环,需增加压浆闷头2100只。
国际客运中心站~提篮桥站区间上行线增开注浆孔48环,下行线增开注浆孔为20环,需增加压浆闷头680只。
共计需增加压浆闷头2780只。
3.2.2.3盾构掘进
区间隧道盾构掘进工作量统计见表3.2-3及表3.2-4。
表3.2-3国际客运中心站~天潼路站区间隧道盾构掘进工作量统计表
项目
单位工作量
总工作量
备注
推进距离
R
2416R
推进出土量
37.88m3/R
91518.08m3
同步注浆
2.49~3.32m3左右/R
6015.84~8021.12m3
正常推进段按理论建筑空隙的150%计算,穿越保护建筑物时按建筑空隙的200%考虑
补压浆
次/5环
--
视实际情况而定
盾尾油脂
26kg/R
62816kg
表3.2-4国际客运中心站~提篮桥站区间隧道盾构掘进工作量统计表
853R
32311.64m3
2.49m3左右/R
2123.97m3
按理论建筑空隙的150%左右计算
22178kg
3.3工程地质条件
从业主提供的地质资料来看,国际客运中心站~天潼路站盾构施工穿越的土层为③1、④1、⑤1-1、⑤1-2、⑤3-1,联络通道所处地层为⑤1-2及⑤3-1。
国际客运中心站~提篮桥站盾构施工穿越的土层为③1灰色淤泥质粉质粘土及④1灰色淤泥质粘土层。
各地层特征见表3.3-1及表3.3-2。
表3.3-15国客中心站~天潼路站各地层特征表
层号
岩性
层底标高(m)
土层描述
①
填涂
2.67~-1.59
上部以杂填土为主,含砖块、碎石等,局部夹粘性土;
下部以素填土为主,含有机质、腐植物等,局部夹粉性土,土质不均。
①2
浜底淤泥
1.21~-2.08
为黑色淤泥,富含有机质,土质差。
②1
褐黄~灰黄色粉质粘土
1.41~-0.52
含铁镭质结核和氧化铁斑点,无摇振反映,稍显光泽,干强度中等,韧性中等。
②3
灰色粘质粉土
-2.87~-15.66
夹薄层粘性土,局部为砂质粉土,CK22-800~CK23+250区段上部以粉质粘土夹粉土为主,厚度约为3.2~6.0m。
③1
灰色淤泥质粉质粘土
-0.99~-7.48
含云母、有机质,夹粉土,粉砂团块,土质不均。
稍显光滑、中等干强度,中等韧性。
③j
-2.39~-4.70
含云母、有机质及碎贝壳,夹较多薄层粘性土,播振反应中等,无光泽,干强度低,韧性低。
④1
灰色淤泥质粘土
-13.48~-15.69
含云母、有机质,夹少许有机质条纹及少量薄层及团块状粉土,无播振反应,切面光滑,干强度高,韧性高。
⑤1-1
灰色粘土
-18.80~-21.76
含云母、腐植物、钙质结核,夹少量薄层粉性土,无播振反应,切面光泽、干强度高,韧性高。
⑤1-2
灰色粉质粘土
-23.58~-26.30
含云母、腐植物、钙质结核,夹薄层粉土,无播振反应,稍微光泽、干强度中等,韧性中等。
⑤3-1
-31.70~-41.48
表3.3-2国客中心站~提篮桥站各地层特征表
灰色淤泥质粉质粘土夹砂质粉土
灰色粘质粉土与淤泥质粉质粘土互层
注:
表中深色区域为盾构穿越土层
3.4工程特点及难点
本区间隧道工程,盾构推进沿线难点、重点多,土层复杂,给施工带来较多困难,增大了技术难度。
3.4.1盾构穿越建(构)筑物
本工程两个区间将穿越众多建筑物,国际客运中心站~天潼路站区间隧道共有特级保护建筑物(T类)5处,一级保护建筑物(A类)15处,二级保护建筑物(B类)9处,三级保护建筑物(C类)9处。
国际客运中心站~提篮桥站区间隧道共有一级保护建筑物(A类)5处,二级保护建筑物(B类)6处,三级保护建筑物(C类)3处。
表中深色区域为特级保护建筑,分别为闵行大厦、瑞康公寓、新亚大酒店、上海邮政局、河滨大楼。
区间隧道在掘进过程中,不仅要控制好盾构的姿态,保证隧道本身的质量。
同时还要严格控制好地面沉降量,保护好区间范围内的建筑物。
3.4.2盾构下穿外滩通道
国际客运中心站~天潼路站区间里程约SK23+288.431~SK23+244.363(上行线530~566环)处,上行线盾构将斜穿外滩通道东长治路匝道南、北及西侧围护水泥土搅拌墙。
同时在里程约SK23+235.207~XK23+213.530(上行线574~592环)及XK23+234.975~XK23+218.181(下行线573~587环)处,上下行线盾构将下穿外滩通道主线暗埋段,施工有较大的难度。
3.4.3天潼路站东端头井木桩处理及进洞施工
国际客运中心站~天潼路站区间里程约SK22+499.989~SK22+473.443(上行线1185~1208环)及下行线XK22+503.067~XK22+472.631(下行线1181~1208环)处,上、下行线隧道断面范围内均存在400mm木桩群桩,木桩桩长24m,桩底侵入隧道面,施工前需进行木桩拔桩处理,同时,由于天潼路站东端头井上行线盾构上方目前恢复道路交通,道路下方密布管线,加之上行线采用冰冻法进行加固,进洞施工难度较高。
3.4.4盾构穿越东长治路桥桩基
国际客运中心站~天潼路站区间里程约SK23+347.530~SK23+320.524及XK23+334.98~XK23+308.053(上行线136~156环,下行线196~218环)处,上行线盾构将下穿东长治路桥,下行线盾构侧面穿越东长治路桥。
施工存在一定的难度。
3.4.5小半径施工
国际客运中心站~天潼路站区间工程最小曲线半径为349.851m。
且多处有R399.851m和R449.851m的小曲率半径施工,
小曲率半径曲线施工中隧道轴线控制和管片拼装的难度大,在施工中要采取一定的技术措施,确保隧道轴线和管片拼装质量。
3.4.6穿越复杂管线
根据本工程物探调查报告,本工程盾构穿越大量主干道,区间隧道沿线处存在较多重要管线,主要有:
雨水管、上水管、煤气管、电力电缆和电话电缆等,其中还将穿越长治路DN2200合流排水管道及虹口港过桥顶管工程,因此穿越施工期间需要加以保护,将给施工带来了较大的难度。
3.4.7盾构穿越复杂地层
国际客运中心站~提篮桥站区间隧道盾构在③、④1层软硬不同土层中掘进,在两种软硬不同土性界面上掘进时,有可能因为软弱层排土过多,造成地层下沉使盾构在线路方向上产生偏离,应采取勤纠微调措施严防盾构倾斜,随时保持盾构的稳定性。
4.主要设备及工艺流程
4.1盾构机简介
本工程主要是盾构隧道的推进,所以主要设备为盾构机。
根据本区间土层的特点,结合本工程的施工要求,本区间段工程拟采用4台
Ф6340土压平衡式盾构机完成隧道掘进工作。
其中天潼路站~国际客运中心站区间采用两台国产863盾构机(新4#及新14#),国际客运中心站~提篮桥站区间采用一台863盾构机(新15#)及一台“延长号”盾构机。
4.2盾构的改制
针对本工程的工况条件,选用3台由我公司自行研发并制造的863盾构机及1台延长号盾构机,完全适用于本工程。
为使本次使用的盾构能更好的完成掘进任务,确保沿途建筑物的安全,对将要使用的盾构进行了针对性的系统优化。
4.2.1同步注浆系统优化
为减小盾构掘进过后土体的后期沉降量,以达到保护上部建筑物的目的。
对盾构同步注浆系统进行改制,采用压注大比重单液浆的同步注浆系统,浆液由混凝土搅拌站统一拌制。
此种浆液具有比重大、稠度低、收缩性小等特点,可有效控制土体的后期沉降量。
采用德国施维英注浆泵代替原有同步注浆泵,型号KSP12,安装计数器,采用计数的方式计算流量,油缸每动作一次的最大流量约为12L。
每台盾构配备1台施维英注浆泵及配套操作控制系统。
盾构掘进时可实施多点位注浆,使浆液均匀分布,可提高浆液填充效率,减小周围土体变形。
施维英注浆泵经久耐用、操作简单、维护方便,是世界著名盾构机械生产厂家海瑞克公司、小松盾构、IHI盾构等的专用注浆设备。
4.2.2壳体注浆孔
为增强盾构机本体区域的注浆能力,以应对在盾构机本体上方区域产生的异常沉降现象。
在盾构本体腰部和盾尾各增开6个注浆孔,每道不少于6只,沿圆周均匀分布,第一道刀盘起3~3.5米,第二道盾尾起2.5~3.5米,用优质球阀密封。
在盾构掘进期间,可通过以上注浆孔向外注浆,控制盾构机上方的土体沉降。
3~3.5米2.5~3.5米
图4.2-1盾构壳体注浆孔布置示意图
4.2.3刀盘刀具优化
针对本工程天潼路站~国际客运中心站区间需要穿越众多构、建筑物的特殊工况条件,盾构与多幢建筑物桩基础净距较小。
由于地下工程存在一定的不可预见性,不排除盾构掘进断面内存在硬质障碍物的可能性。
为此需要增强盾构刀盘的切削能力,确保盾构保持良好的工作状态进行穿越段掘进施工。
结合以往施工经验,拟在盾构刀盘上增加48把先行刀和9把贝壳刀(见图4.2-2),增强盾构切削硬质障碍物的能力。
刀具高差先行刀应高于刮刀2cm,贝壳刀应高于刮刀3cm。
图4.2-2863盾构刀盘改制图
4.2.4推进系统优化
考虑到本标段天潼路站~国际客运中心站区间盾构掘进线路主要处于深覆土区域,且存在多处R350~400m的小半径平面曲线,将对盾构设备的推进系统进行改制,增加一定数量的千斤顶,以增加盾构总推力以及纠偏的能力。
863盾构原配千斤顶为双油缸结构,每套油缸最大可提供100T推力,故每个千斤顶最大推力为200T。
每个千斤顶可增加1套油缸,成为3套油缸组成的千斤顶,最大推力可达300T。
在盾构内下部及左、右两侧的4~6号、8~10号和12~14号千斤顶上各增加1套油缸,共计9套,可增加推力900T。
详见图4.2-3千斤顶优化图。
图4.2-3千斤顶优化图
4.3盾构施工工艺流程
施工工艺流程如图4.3-1.
图4.3-1施工工艺流程图
4.4施工参数优化
(1)盾构平衡压力的控制
由于粘土、粉质粘土以、淤泥质粘土及砂土土体较不稳定,盾构推进的后期地面沉降会相对较大。
因此在推进时,可在地面隆起允许的情况下,适当提高盾构机的正面平衡压力,以减少后期的沉降量。
(2)推进速度
由于粘土、粉质粘土以、淤泥质粘土及砂土土体中推进时,大刀盘所受扭矩及推力将大大增加,所以盾构推进速度控制在20~30mm/min左右。
通过减缓推进速度,达到降低刀盘扭矩和盾构推力的效果,同时也减少对周边土体的扰动。
在控制推进速度的情况下,也要保证连续均衡施工,避免较长时间的搁置。
(3)控制盾构纠偏量
盾构姿态变化不可过大、过频,每次纵坡变化小于0.1%,同时应连续施工。
(4)同步注浆量的控制
通过注浆加强土体及其周边的稳定性。
同时,再根据监测数据的反馈来加以适当的调节。
(5)拼装控制
在盾构进行拼装的状态下,由于千斤顶的收缩,必然会引起盾构机的后退,因此在盾构推进结束之后不要立即拼装,等待2~3分钟之后,到周围土体与盾构机固结在一起后再进行千斤顶的回缩,回缩的千斤顶应尽可能的少,并应逐一伸缩千斤顶,以满足管片拼装即可,保持开挖面的平衡压力。
拼装过程中,盾构司机注意土压力的控制,必要时通过反转螺旋机维持盾构前方土体平衡。
同时,尽量熟练拼装工艺,确保优质快速拼装管片。
在恢复推进时,应避免先行启动螺旋机,应先恢复盾构的平衡压力,适当可以先推进略微的距离,防止平衡压力下降。
5.专题:
国客中心站西端头井地基加固
5.1地基加固设计
根据设计要求,国客中心站西端头井盾构出洞加固厚度为6m,在盾构断面位置加固范围为洞圈下面3m,北边加固3.05米,南边1.59米,紧贴白玉兰广场地下连续墙),洞圈3m以上至地面区域为弱加固区。
国客中心站西端头井盾构出洞加固采用三轴搅拌桩(桩径为Ø
850mm)加固,搅拌桩与地下连续墙之间的缝隙(500mm)采用三重管旋喷桩(桩径为Ø
1200mm)进行补加固。
旋喷桩除包角处加固至地面,其它均由洞圈下3m加固至洞圈上4m。
设计平面及剖面图如下:
图5.1-1平面图
图5.1-2剖面图
5.2主要工程量
根据施工图纸布桩,主要工作量如下表:
表5.2-1国客中心站西端头井地基加固主要工作量
区域
工艺
桩长(m)
数量(根)
方量(m3)
水泥用量(T)
国客中心站西端头
三轴搅拌桩
3.641
89
484.5
69.768
弱加固
12.7
1689.8
487.662
强加固
旋喷
13.7
35
541.84
273.32
夹缝
16.341
6
110.83
55.89
包角
累计
886.64
施工进场后,准确测出场地地面标高,以确定加固范围。
5.3主要技