地鐵盾構下穿某鐵路專項施工方案

2022-03-04 03:29:05 字數 3425 閱讀 3353

目錄一、 工程概述 1

1、 工程概況 1

2、 地質概況 1

3、 下穿b鐵路地段現狀 2

二、 施工難點分析及對策 7

1、 開挖面穩定控制 7

2、 新增劑的使用管理 8

3、 壁後注漿控制和管理 8

三、 施工部署 9

1、 盾構施工組織機構 9

2、 材料及裝置 10

3、 工期安排 11

4、 施工準備 11

四、 施工技術措施 12

1、 施工總體方案 12

2、 施工過程控制 12

3、 穿越後施工措施和鐵路保護技術 14

五、 鐵路防護措施 15

六、 洞內監測方案 15

1、 洞內觀察及安全巡視 15

2、 管片襯砌變形監測 16

七、 安全、文明施工及環境保護保證措施 17

1、 安全保證措施 17

2、 文明施工及環境保證措施 18

八、 應急預案 20

1、 應急組織機構 20

2、 應急處理程式 21

3、 事故調查程式 21

4、 善後處理 22

5、 預防監控措施及應急措施 22

6、 應急演練 25

a地鐵盾構下穿b鐵路專項施工方案

盾構段為a地鐵2號線地下盾構區間,線路出站後,向南依次穿過路、b鐵路、農田以及江支流,經由一小半徑曲線到達 。

盾構段設計範圍為: 線rk0+123.747~rk0+445.

432長321.685m, 線ck0+81.306~ck0+400長318.

694m, 盾構隧道總長640.379m。該盾構區間採用盾構機掘進,自南端頭盾構井始發,沿出段線到達盾構井後,在端頭井調頭,再從北端頭二次始發,沿入段線到達站後解體吊出,完成施工任務。

地質概況

本盾構段屬海陸交互相沉積平原區,地勢較為平緩,未發現不良地質作用。盾構上部覆土及穿越地層自上而下主要為:①1雜填土,①3粉質粘土,②2粉質粘土,③1砂質粉土,③夾淤泥質粉質粘土,③2砂質粉土,④1淤泥質粘土,④2淤泥質粉質粘土,⑤1粉質粘土,⑤夾砂質粉土夾粉質粘土,⑤2粉質粘土, 2淤泥質粉質粘土,⑦1粉質粘土,⑦2粉質粘土;其中④1、④2淤泥質軟土層是本盾構段主要穿越地層,其具有高靈敏性、觸變性、大孔隙比、高壓縮性、高蠕變性等較差工程特性。

b鐵路下方盾構埋深7.6m~12.2m,該段覆土一次為①1雜填土,①2素填土,③1砂質粉土,④1淤泥質粘土,④2淤泥質粉質粘土,⑤2粉質粘土,⑦1粉質粘土。

穿越地層相關引數見盾構段地基土物理力學指標參數列1,地質情況詳見下圖1《 盾構段地質剖面圖》。

b鐵路位於站以南,坡腳里程為線ck0+162~ck0+187和線rk0+208~rk0+233,鐵路路基南北坡腳盾構縱向距離25m,軌道至坡腳高差約4.5m。

本次盾構下b穿鐵路前,對相應地段將採用靜壓注漿技術地基加固,具體由鐵路相關施工單位實施。鐵路加固範圍擴至鐵路坡腳外5m,加固縱向長度約35m;考慮2號線遠期預留兩條正線,加固段橫向寬度約58.5m,見下圖b鐵路地基加固平面圖及b鐵路地基加固斷面圖。

。表1 盾構段地基土物理力學指標參數列

圖1 盾構段地質剖面圖

圖2 b鐵路地基加固平面圖

圖3 b鐵路地基加固斷面圖

本區間選用的土壓平衡盾構機,是推進時靠由刀盤切削下來的土體經改良,使開挖面地層保持穩定的一類盾構,其工作原理如圖4。

圖4 土壓平衡工作原理示意圖

盾構推進時,前端刀盤切削土層,切削下來的土體進入密封土倉,當土倉內的土體足夠多時,可與開挖面上的土、水壓力相抗衡,使開挖面地層保持平衡。盾構設有螺旋輸送機,由其將渣土排送到土箱,運至地面。螺旋輸送機的排土口上裝有滑動閘門或螺旋式漏斗,以控制出土量。

在盾構掘進過程中向開挖面加壓灌注水、膨潤土漿、高濃度泥水和泡沫等,同時靠刀盤和攪拌翼混合攪拌切削下來的土體,使之具有止水性、流動性。使得切削下來土體能夠順利排出,又能提供壓力,與開挖面的水、土壓保持平衡,使開挖面保持穩定的目的。

在穿越鐵路施工過程中,有效地控制地面沉降是施工的關鍵控制點,必須將沉降值控制在鐵路列車允許範圍之內,做到以嚴謹的施工技術為依託、精心施工、精心管理,必須從盾構掘進及洞內輔助施工措施方面採取如下為確保鐵路安全的控制措施。

掘進引數的優化控制管理是盾構穿越鐵路成敗的關鍵,掘進過程中將嚴格相關要求掘進速度均衡勻速,過程中加強監測資訊聯動,嚴格控制好掘進速度、出土量、土倉壓力、同步注漿量等引數控制,根據地面監測結果採取二次注漿及跟蹤補注漿等輔助措施減少地表隆沉,確保盾構施工影響範圍內b鐵路的運營安全。

沉降控制的關鍵之一是開挖面的穩定控制。開挖面的控制是個系統控制過程,涉及水土壓力控制、出土量控制、新增劑的使用控制等等掘進引數的控制和優化,而掘進引數優化的基礎又**於施工過程中對沉降資料的分析、沉降規律的掌握、土壓波動的控制程度和穩定程度的評估等。盾構施工作為一種動態的施工控制過程,在過鐵路之前的80公尺的施工技術管理的成果對過鐵路施工具有很大的指導作用,必須加強前期的施工技術管理。

新增劑的合理使用是確保盾構順利掘進、維持開挖面穩定、實現均衡連續盾構施工的關鍵。盾構司機和土木工程師在盾構機掘進時,隨時觀察和分析扭矩、推力、土壓及波動、螺旋輸送機排出土的狀態(即塑流性),對泥漿/水、泡沫的加入方式、部位、加入量、引數設定等進行調節和控制,並始終讓刀盤及螺旋輸送機工作油壓保持正常的數值。根據該段區域的實際情況,盾構穿越是粉質粘土區域,粉土自身具有較高的細顆粒含量,加入適當的泡沫可以使土體的塑流性得到較大的改善,保證掘進的正常進行,使得盾構前方土壓保持穩定,較好的控制地面的隆陷。

在泡沫的使用方面除了達到機械及物理改良之外,另外乙個重要的作用是作為軟保壓的介質,以實現全斷面的壓力平衡,這也是在軟弱地層及臨時停機期間重要的維持開挖面穩定的措施。

在泡沫引數設定方面,盾構操作手應密切注意實際出土狀況,土壓變化,刀盤及螺旋機的工作狀況來及時調整泡沫流量。泡沫加入不足,排土困難,還容易在刀盤中心形成泥餅;泡沫加入過多,對土壓維持不利,也是浪費。所以要根據過鐵路之前的80公尺段積累這方面的施工引數,確定乙個最佳的泡沫新增引數值。

壁後注漿的質量和效果是地表沉降控制的另乙個關鍵點,為了確保漿液能及時填充管片壁後形成的空隙,並保證充填度和壓力,需採取同步注漿為主,輔以二次或三次注漿的措施,並合理確定注漿的點位、時機、壓力和量。同時根據掌握的反饋資訊及時調整漿液的配比,使漿液的配比更科學、更合理。為保證漿液的質量,要對製備漿液的原材料進行嚴格控制,要定期測定漿液的坍落度、粘性、離析率、凝結時間、抗壓強度等。

在掘進過程中有可能有盾尾密封刷漏漿而造成實際注漿量不夠的情況,所以在掘進過程中,如果發現有漏漿情況,應及時停止掘進,手動開啟盾尾油脂注入系統,密封刷停止漏漿後再掘進.

為了確保注漿的效果能達到過鐵路的要求,在過鐵路之前的80公尺施工中,設定兩個各20公尺的區段實施該注漿方案,總結積累注漿壓力和注漿量的引數,並根據實際的地面監測來控制注漿量和注漿引數,以便確保過鐵路的安全。

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