上下重叠隧道盾构施工作业指导书
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上下重叠隧道盾构施工作业指导书
1、工程概况
1.1工程简介
本标段隧道上下重叠部分包含在红岭站~老街站,老街站~晒布路站二个盾构区间隧道。
红岭站~老街站盾构区间隧道左线长1273.759m 、右线长1262.7m,上下重叠隧道的最小净距为 1.6m(老街站西端头处)。轨面埋深11.0m~37.0m,隧道拱顶埋深约为6.0m~32.0 m。本区间隧道左、右线以14.0m的线间距从红岭站平行出发后,以R=400m 曲线(曲线长度约为300m),在下穿多幢房屋、宝安南路、笔架山渠后,左右线隧道在平面上线间距逐渐缩小,纵断面上轨面高差逐渐加大,在接近桂圆路时,左右线隧道变为完全上下重叠的布置型式(左线在上,右线在下)。左右线以上下重叠的结构型式、R=350m 的曲线(曲线长度约330m )在下穿布吉河、星港中心和广深铁路桥后进入老街站,上下重叠及过渡线路长度约440m。
老街站~晒布路站盾构区间隧道左线长838.59m 、右线长836.03m,由于受老街站的(车站采用上下重叠的侧式站台形式)控制,左右线隧道(左线在上,右线在下)以轨面高差7.6m的间距(两隧道净距为1.6)从老街站以上下重叠的形式出发后,左右线以R=350m的曲线(右线曲线长度482.545m,左线曲线长度525.008m )在下穿多幢房屋、东门老街繁华商业区后,在接近东门中路时左右线隧道在平面上线间距逐渐拉开,纵断面上轨面高差逐渐减少,左右线隧道逐渐由上下重叠过渡到左、右平行的结构形式。上下重叠及过渡线路长度约740.0m。
1.2地质条件
红老区间地形稍有起伏,红岭站至变电站段属坡残积区,地势较高,变电站至老街站属冲洪积区,地势平坦,总体上红岭站端高、老街站端低,地面高程4.5m~21.8m。线路所经处楼宇密布,商业发达。本区间线路经过地段,覆土表层为第四系人工填筑的(Q4ml)素填土、杂填土,其下为冲洪积(Q4al+pl)淤泥质土、砂层、粘性土,残积(Qel)粘性土,下伏基岩为花岗片岩(γ23)及花岗片麻岩(Zyk)。盾构隧道通过地段的地质条件复杂,地层起伏较大,主要从花岗岩的可塑状残积土、硬塑状残积土、全、强风化地层中穿越,局部地段从中、微风化岩层和砂层中穿越;且要穿过布吉河古河道,富水性、透水性均较强,对隧道施工影响较大。同时盾构通过地段有部分桩基托换后的旧桩,
地面房屋密集,绝大部分为6~8层的独立柱基础、条形基础或筏板基础,地面沉降控制严格。
老晒区间穿越冲洪积平面区,地势平坦,地面高程一般5m~6m。洞身穿过冲洪积粘性土层、残积土层、风化层,地下水较发育,地质条件复杂。本区间线路经过地段,覆土表层为第四系人工填筑的(Q4ml)素填土、杂填土,其下为冲洪积(Q4al+pl)淤泥质土、砂层、粘性土,残积(Qel)粘性土,下伏基岩为花岗片岩(γ23)及花岗片麻岩(Zyk)。
2、目的
对于小净距隧道施工起到指导作用,通过加强监控量测,根据反馈的信息,调整施工参数,采取诸如地基改良、跟踪注浆等措施确保隧道的变形、应力变化、沉降等方面不超过控制值,确保施工安全、质量。
3、编制范围
适用于红岭站~老街站,老街站~晒布路站二个区间小净距重叠隧道盾构施工。
4、编制依据
4.1深圳轨道交通二期3号线3101工程施工总承合同文件、设计图纸;
4.2 深圳轨道交通二期3号线3101工程详细勘察阶段《岩土工程勘察报告》;
4.3本标段现场调查资料;
4.4国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准,以及深圳特区在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定;
5、技术标准及要求
建立与本工程结构、环境及地层参数相适应的模型进行数值模拟,分析隧道应力及变形规律,优选最佳施工工序。采用夹土体注浆加固、下洞移动台车支撑等技术,加强施工监控,确保下洞隧道安全。通过对盾构掘进参数的控制,保证同步注浆,并及时进行二次注浆,确保地面沉降可控,防止地面建构筑物破坏。
6、施工程序和工艺流程
先施工下部隧道,后行施工上部隧道。上下隧道盾构掘进的纵向距离净距不小于40环管片的距离,即60m。采用信息化反馈施工,动态调整物理、材料、空间等参数,始终合理控制推进速度,严格控制土仓压力、出土量及盾构姿态变化。
6.1工艺流程框图
7、施工方法
7.1下洞隧道施工
盾构推进过程中,根据此段地质、覆土厚度、地面建筑情况并结合地表隆陷监测结果调整土仓压力,推进速度保持相对平稳,控制好每次的纠偏量,尽量减少对土体的扰动,为管片拼装创造良好的条件。同步注浆量要根据推进速度、出碴量和地表监测数据及时调整,将施工轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许的范围内。施工过程同正常施工。
7.2通过下洞隧道进行夹土体注浆加固
7.2.1小净距重叠隧道盾构施工夹土体厚度较小,受隧道开挖扰动影响严重,地层承载力不足,上洞隧道施工过程中盾构机姿态控制难度加大,易导致盾构机“栽头”现象。并且在运营阶段,上洞列车的振动也会对上下洞间所夹土体产生震动,进而引起上下洞盾构隧道变形,影响隧道的稳定性,导致管片变形、隧道位移、螺栓松动或受剪等问题。
为了增强隧道间土体的抗压、抗剪能力,对上下洞间所夹土体进行了注浆加固处理,以保证重叠隧道的施工安全及后期的运营安全。
7.2.2具体要求:
在下洞掘进过程中,首先加大同步注浆量和注浆压力,要求每环注浆量不小于7m3 ,以保证盾尾的土体与管片空隙及相邻土体的密实性。二次注浆浆液采用水泥- 水玻璃双液浆(浆液配合比1∶1;水泥浆水灰比1∶1,水玻璃模数m = 216,浓度35 Be′),注浆压力0.15 ~1.10MPa,每孔注浆量不小于11.8 m3,要求加固后的土体无侧限抗压强度不小于0.4MPa。
在上洞施工中也应加大同步注浆和二次注浆量,并采用同样的方式向洞间所夹土体进行注浆,在二次注浆孔中设置一定长度的注浆管,注浆管距另一隧道的最小距离不应小于50cm。注浆管深入地层中,通过注浆管向上下洞间所夹土体进行注浆,以提高夹土体的强度,浆液采用水泥—水玻璃双浆液,注浆压力为0.5~1MPa,每孔注浆量不小于1.8m³,水泥为42.5级普通硅酸盐水泥,加固范围为每环均进行,要求加固后的土体无侧限抗压强度不小于0.4Mpa。布孔及注浆范围见图7.2.1.
为顺利施工,钢花管取与预留注浆孔(即拼装螺丝孔)直径一样的φ32mm无缝钢管加工制作。杆段预留800mm长的止浆端,不钻孔,顶端加工成椎形,中间每隔150mm间距梅花形布置φ10mm钻孔。钢花管的长度根据上下洞隧道净距现场确定。
7.3上洞隧道施工
为加强盾构掘进控制,减少下洞的隧道竖向移动和结构内力的变化,上洞盾构施工需遵循以下原则:
7.3.1严格以土压平衡状态土压力计算值为盾构掘进施工的土压设定值,严格以理论