盾构侧穿桥桩施工方案.ppt

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南京地铁宁溧线DS7-TA03标盾构侧穿宁高高速桥桩盾构侧穿宁高高速桥桩施工方案施工方案20162016年年88月月2828日日中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部第三章侧穿桥桩安全风险评估第四章施工组织部署第五章施工方案第六章应急预案第二章工程概况第一章编制说明中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部第一章编制说明编制依据编制依据一中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部1.盾构法隧道施工及验收规范（盾构法隧道施工及验收规范（GB50446-2008）；）；2.建筑地基处理技术规范（建筑地基处理技术规范（DBJ79-2002）；）；3.建筑机械使用安全技术规程（建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）；）；4.南京至高淳城际轨道交通禄口机场至溧水段工程详细勘察阶段机场南京至高淳城际轨道交通禄口机场至溧水段工程详细勘察阶段机场东站东站柘塘站区间岩土工程勘察报告、设计文件及相关资料；柘塘站区间岩土工程勘察报告、设计文件及相关资料；5.国家和地区的现行规范；国家和地区的现行规范；6.我单位在南京地铁我单位在南京地铁2号线、号线、3号线、号线、4号线、宁和城际线的施工经验；号线、宁和城际线的施工经验；7.国家其他相关规范及标准；国家其他相关规范及标准；编制目的编制目的二中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部根据高架桥结构形式、高架桥桩基同盾构区间的相对位置关系和此处根据高架桥结构形式、高架桥桩基同盾构区间的相对位置关系和此处的水文地质条件等情况，确保盾构安全通过宁高高速高架桥，特编制此的水文地质条件等情况，确保盾构安全通过宁高高速高架桥，特编制此施工方案。

施工方案。

中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部第二章工程概况工程水文地质工程水文地质一中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部盾构穿越段地层自上而下依次为：

素填土、盾构穿越段地层自上而下依次为：

素填土、-2b4淤泥质粉质黏土、淤泥质粉质黏土、-3b2-3粉粉质黏土、质黏土、-4e粉质黏土混砾石、粉质黏土混砾石、J3l-2b强风化安山岩、强风化安山岩、J3l-3b中风化安山岩，盾构中风化安山岩，盾构顶部位于顶部位于-2b4层，底部位于层，底部位于-3b2-3粉质黏土中。

具体详见区间地质剖面图。

粉质黏土中。

具体详见区间地质剖面图。

盾构穿越处至上而下，地层分别为：

盾构穿越处至上而下，地层分别为：

第一层：

第一层：

-2b2-3素填土素填土:

灰黄色，稍湿湿，软可塑状粉质黏土组成，夹植物根灰黄色，稍湿湿，软可塑状粉质黏土组成，夹植物根茎。

茎。

第二层：

第二层：

-1b2-3粉质粘土粉质粘土:

灰色，饱和，软可塑，中压缩性，无摇振反应，切面灰色，饱和，软可塑，中压缩性，无摇振反应，切面光滑，干强度中等，韧性中等。

光滑，干强度中等，韧性中等。

第三层：

第三层：

-1c-d3-4粉砂夹粉土粉砂夹粉土:

青灰色，饱和，稍密。

中压缩性，主要成份为石英、青灰色，饱和，稍密。

中压缩性，主要成份为石英、长石和云母片。

夹含薄层粉土，单层厚长石和云母片。

夹含薄层粉土，单层厚13mm，分布不均，具水平层理。

，分布不均，具水平层理。

第四层：

第四层：

-2b4淤泥质粉质粘土淤泥质粉质粘土:

灰色，流塑，高压缩性，无摇振反应，切面较光滑，灰色，流塑，高压缩性，无摇振反应，切面较光滑，干强度中等，韧性中等，局部夹薄层状粉土，偶见腐植物。

干强度中等，韧性中等，局部夹薄层状粉土，偶见腐植物。

工程水文地质工程水文地质一中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部第五层：

第五层：

-3b2-3粉质粘土粉质粘土:

灰色，饱和，软塑，局部可塑，中压缩性，无摇振灰色，饱和，软塑，局部可塑，中压缩性，无摇振反反应，切面较光滑，干强度中等，韧性中等。

局部夹粉土。

应，切面较光滑，干强度中等，韧性中等。

局部夹粉土。

第六层：

第六层：

-4e粉质粘土混砾石粉质粘土混砾石:

青灰色，饱和，稍中密，中压缩性，为粉细砂。

青灰色，饱和，稍中密，中压缩性，为粉细砂。

夹含砾石，主要成份以石英质和硅质为主，呈次棱角状次圆状，含量夹含砾石，主要成份以石英质和硅质为主，呈次棱角状次圆状，含量5%10%，砾径砾径14cm，分布不均。

，分布不均。

第七层：

第七层：

J3L-2b强风化安山岩强风化安山岩:

青灰色，风化强烈，岩石结构大部分被破坏，矿青灰色，风化强烈，岩石结构大部分被破坏，矿物物成分显著变化，岩芯呈密实砂土状碎块状。

成分显著变化，岩芯呈密实砂土状碎块状。

第八层：

第八层：

J3L-3b中风化安山岩中风化安山岩:

灰色，岩芯呈碎块状柱状，节长一般为灰色，岩芯呈碎块状柱状，节长一般为10.0020.00cm。

裂隙略发育。

该基岩遇水极易软化，风干后易崩解。

采取率。

裂隙略发育。

该基岩遇水极易软化，风干后易崩解。

采取率9398%，RQD9096%。

工程水文地质工程水文地质一中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部地勘钻孔平面图布置图地勘钻孔平面图布置图工程水文地质工程水文地质一中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部侧穿桥桩地质剖面图（右线）侧穿桥桩地质剖面图（右线）工程水文地质工程水文地质一中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部侧穿桥桩地质剖面图（左线）侧穿桥桩地质剖面图（左线）1.区间与桥桩位置关系区间与桥桩位置关系南京地铁宁溧线南京地铁宁溧线TA03标中间盾构井标中间盾构井明挖段盾构区间在桩号明挖段盾构区间在桩号YDK2+610YDK2+690处下穿宁高高速公路桥，跨越处高速公路桥墩编号为处下穿宁高高速公路桥，跨越处高速公路桥墩编号为N45N47，线路以盾构形式于，线路以盾构形式于N45-1N45-4、N46-1N46-4、N47-1N47-4桩间穿过，其中桩间穿过，其中N46-4桥桩与右线盾构隧道距离最小为桥桩与右线盾构隧道距离最小为3.193m。

设计城。

设计城际轨道交叉处为缓和曲线和际轨道交叉处为缓和曲线和R=650m圆曲线，左右线间距约圆曲线，左右线间距约21.6m，分，分两孔穿越，线路与高速公路的平面交角为两孔穿越，线路与高速公路的平面交角为65。

高架与区间关系高架与区间关系二中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部高架与区间关系高架与区间关系二中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部区间隧道与桥桩位置关系示意图区间隧道与桥桩位置关系示意图N45-4中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部第三章侧穿桥桩安全风险评估穿越地点评估穿越地点评估一中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部通过对本项目地质钻孔以及宁高高速桥施工图所列地质钻通过对本项目地质钻孔以及宁高高速桥施工图所列地质钻孔进行分析，桥下段盾构基本在粉质粘土层、淤泥质粉质粘孔进行分析，桥下段盾构基本在粉质粘土层、淤泥质粉质粘土（根据本项目地勘报告显示无摇震反应）层中通过，上覆土（根据本项目地勘报告显示无摇震反应）层中通过，上覆层为粉砂夹粉土（根据本项目地勘报告显示粉砂层为非液化层为粉砂夹粉土（根据本项目地勘报告显示粉砂层为非液化层），下卧层为粉质粘夹砾石或强风化安山岩。

穿越土层较层），下卧层为粉质粘夹砾石或强风化安山岩。

穿越土层较为合适，地质纵断面显示，土层沿纵向起伏，部分段落盾构为合适，地质纵断面显示，土层沿纵向起伏，部分段落盾构处于粉质粘土和淤泥质粉质粘土交互层处，施工中应注意随处于粉质粘土和淤泥质粉质粘土交互层处，施工中应注意随时调整盾构机状态。

时调整盾构机状态。

水平方向受力较为不利的是水平方向受力较为不利的是N45-4桩基础，且与隧道最近净距为桩基础，且与隧道最近净距为3.285m。

略大于最小净距。

略大于最小净距3.193m，因此可选取，因此可选取N45-4桩基础作为基桩基础作为基准进行验算。

准进行验算。

安全评估内容安全评估内容二中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部2.1N45号墩桩顶竖向力计算号墩桩顶竖向力计算根据相关图纸，上、下部结构内力分析均采用平面杆系有限根据相关图纸，上、下部结构内力分析均采用平面杆系有限元程序进行。

上部结构计算时先计算边梁和中梁的横向分布系元程序进行。

上部结构计算时先计算边梁和中梁的横向分布系数，采用刚接板梁法、刚性横梁法计算取其大值。

数，采用刚接板梁法、刚性横梁法计算取其大值。

下部内力计算时，荷载横向分布系数计算采用空间理论简化计下部内力计算时，荷载横向分布系数计算采用空间理论简化计算，对于对称布载，算，对于对称布载，采用杠杆法计算；对于偏心布载，采用偏采用杠杆法计算；对于偏心布载，采用偏心受压法计算。

心受压法计算。

经计算经计算N45号墩柱顶反力为：

号墩柱顶反力为：

4450.1kN；柱高；柱高3.96m，桩顶，桩顶竖向力为竖向力为4566.5kN。

2.2N45号墩柱顶水平力计算号墩柱顶水平力计算安全评估内容安全评估内容二中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部水平力水平力N45N46N47N48N49

（1）收缩）收缩徐变徐变降温降温279.5140.8-3.6-140.0-276.7

（2）升温）升温-111.8-56.31.456.0110.7（3）汽车制动力）汽车制动力41.141.942.739.739.7

（1）+（3）320.6182.739.1-179.7-316.4

（2）+（3）238.598.9-46.3-100.4-237.0柱顶水平力组合值（单位柱顶水平力组合值（单位KN）安全评估内容安全评估内容二中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部2.3N45号墩桩基础验算号墩桩基础验算1、桩基长度验算、桩基长度验算N44-N47号墩均采用端承桩设计，嵌岩深度号墩均采用端承桩设计，嵌岩深度2.0m左右，经左右，经验算，桩基础容许承验算，桩基础容许承受竖向力受竖向力14480kN，实际桩底承受竖向，实际桩底承受竖向力力4799kN，满足要求。

，满足要求。

桩基础与隧道净距桩基础与隧道净距3.285m，桩底与隧道底的净高约，桩底与隧道底的净高约9m，桩，桩基础嵌岩深度基础嵌岩深度2.0m左右。

隧道施工对基岩有一定的扰动，一左右。

隧道施工对基岩有一定的扰动，一般扰动范围为般扰动范围为3至至5倍隧道直径，强扰动范倍隧道直径，强扰动范围根据相关研究围根据相关研究一般取一倍隧道外径。

经计算，有效入岩深度为一般取一倍隧道外径。

经计算，有效入岩深度为2m。

通过桩身基岩顶面处弯矩计算得到嵌岩深度应不小于通过桩身基岩顶面处弯矩计算得到嵌岩深度应不小于0.76m，公路桥涵地基与公路桥涵地基与基础设计规范规定嵌岩深度不应小于基础设计规范规定嵌岩深度不应小于0.5m，实际嵌岩深度，实际嵌岩深度2m，满足要求。

，满足要求。

安全评估内容安全评估内容二中铁十九局集团南京地铁宁溧线TA03标项目部2、有限元模拟、有限元模拟根据盾构区间与桥梁桩基的相对位置关系，根据盾构区间与桥梁桩基的相对位置关系，对盾构隧道、桥梁桩基、地层等认真分析，把握各要素的特对盾构隧道、桥梁桩基、地层等认真分析，把握各要素的特点，按实际情况，点，按实际情况，1:

1建立几何模型。

建立几何模型。

对施工过程进行模拟时，对施工过程进行模拟时，在充分考虑实际情况的基础上，对模型进行了一些简化。

在充分考虑实际情况的基础上，对模型进行了一些简化。

根据根据Midas/GTS的分析特点，对土体、注浆材料采用实体的分析特点，对土体、注浆材料采用实体单元进行模拟，盾壳、管单元进行模拟，盾壳、管片衬砌、桩基采用梁单元进行模拟。

片衬砌、桩基采用梁单元进行模拟。

由于宁高高速公路桥已经运营多年，竖向沉降、桩身压缩等由于宁高高速公路桥已经运营多年，竖向沉降、桩身压缩等沉降均已完成，加之柱基础为端承桩，竖向位移差值可忽略。

沉降均已完成，加之柱基础为端承桩，竖向位移差值可忽略。

根据公路桥涵养护规范墩台顶面水平位移容许值：

根据公路桥涵养护规范墩台顶面水平位移容许值：

0.5L（cm），其中），其中L为为相邻墩台最小跨径，以相邻墩台最小跨径，以m计；本报计；本报告中容许值为告中容许值为2.5cm。

墩台顶面最大水平位移为。

墩台顶面最大水平位移为1.42