第3章、工程特点、重点、难点及相应措施典尚设计

第三章 工程特点、重点、难点及相应措施3.1 工程特点3.1.1 周边环境复杂，施工制约因素多隧道沿线经过东单北大街、东四南大街，该段地面交通繁忙，隧道从道路东侧密集商业建筑物下穿过，建筑物大多建设年代较早，状况不佳，根据现场踏勘情况可知，施工影响范围内的主要建筑物为位于总布胡同的国泰证券北京营业部和位于东单北大街的华龙饭店；地下管线多，包括污水、上水、电力、热力、电信等多种管线。由于本工程沿线所经地面道路为市区南北向交通要道，交通量大，且该地段为东城区的主要商业街区“银街”，故要求地铁施工期间不能中断交通。 3.1.2 富水含砂软弱地层多隧道穿越的地层为软弱地层，基本为砂质粉土、粉质粘土、砂层等，含水量丰富，给施工带来极大困难。3.1.3 穿越大粒径卵石层隧道穿越的地层有卵石层，平均粒径7080mm,最大粒径200mm,但不排除有更大粒径卵石。3.1.4 施工场地受限，施工干扰大盾构施工时，车站工程正处于施工阶段，施工场地有限，既要提供车站施工的场地，又必须满足盾构施工场地，施工中相互影响较大。3.2 工程重点和难点3.2.1 沉降控制是重中之重地面建筑物密集，地下管线众多，控制沉降保护建筑物及地下管线是本工程的重中之重。3.2.2 盾构机设计是关键 本区间段盾构机将穿越粉细砂层、圆砾层、卵石层等，大部分在潜水层中，且部分段进入承压水，盾构机要能适应上述不同地质情况，盾构机的选型和设计是关键。3.2.3 盾构穿越不良地层盾构隧道通过的地层有粘质粉土砂质粉土层及粉质粘土1层、粉细砂层、圆砾层，中粗砂1层、层和粉质粘土重粉质粘土1层，均在富水软弱地层中通过，地层稳定性差，易坍塌，掘进时存在开挖面的坍塌和涌砂涌水的危险。3.2.4 如何做好盾构隧道防水，保证施工质量本标段所处地区地下水位埋深在1417m之间，该含水层对隧道施工及地铁运营使用影响较大，为此，施工中如何作好隧道的防水施工是本工程的重点之一。3.2.5 盾构进、出洞时的控制盾构进洞，通过加固区段后，立即进入粉砂，粘质粉土砂质粉土等软弱层中，易出现盾构低头现象，盾构姿态的调整与控制显得尤为重要。3.2.6 管片生产的养护的控制管片的质量是盾构隧道中的关键环节，在管片生产制造中，如何控制好养护温度，是盾构隧道施工中的重点。3.3 针对工程特点、重点、难点的相应措施3.3.1 沉降控制措施补充地质钻探及必要时的超前钻探，加强对地层变化的预测预控及时掌握前方地层变化情况，如土质、地下水情况，调整制泥材料的加入量、同步注浆量，掘进推力及速度，出土量，以达到维持开挖面稳定是沉降控制的关键。地层加固对重点地段进行地层加固。加强监测监控及时反馈监测数据，监测数据按沉降分析理论分析处理后及时调整盾构施工参数，从而对地表沉降进行有效控制。采用同步注浆方式，并严格控制注浆压力和注浆量注浆压力的大小和注浆量是直接影响地面沉降的关键因素，在施工中要严格按规定程序和施工指令进行操作，精确控制注浆压力。根据不同地质情况及时调整注浆量。严格控制盾构机的姿态在盾构掘进施工过程中，盾构姿态变幅越大，盾构机越难控制，对地面沉降的影响也越大，要坚持“勤监测、勤纠偏、小纠偏”的原则，尽量实现盾构平缓推进；严禁一次性大幅度纠偏，造成过大超挖和对周围土层的扰动。每次盾构机的纠偏量应不超过3cm（0.5%D）3.3.2 盾构机设计是关键根据地质情况，在专家组的指导下，与设备制造商密切合作，设计生产适宜的盾构机。采用土压平衡盾构机，加入泡沫等材料，可以顺利通过粉细砂层、圆砾层、粉土层、粉质粘土层等；螺旋机轴可以伸缩，内设封闭门，可应付潜水、承压水。螺旋机直径700mm，可以应付粒径达200mm、长400 mm的卵石,本段隧道土层颗粒最大粒径为200mm。3.3.3 盾构穿越不良地层的处理措施根据招标文件提供的地质资料及实地调查显示，在盾构隧道埋深范围内分布有粉质粘土及粉砂土，含水量大，具有良好的赋水和透水性，盾构掘进时存在开挖面的坍塌和涌砂、涌水的危险。为此，拟采取下列措施：（1）进行超前钻探，查明地质情况和含水量；（2）采用加泥土压平衡式掘进，严格控制出土量，保持盾构机均衡连续穿过这些区域；（3）穿越砂层、砾石层、卵石层时，则加注膨润土或泡沫材料，以提高仓内土体的水密性和流动性；（4）严格进行同步注浆，保证注浆效果，若发现流砂等，采取超前注浆；（5）加强监测，及时反馈。3.3.4 隧道防水措施1. 管片自身防水（1）根据招标文件的要求，管片的抗渗等级满足S10的抗渗等级，。（2）管片混凝土采用密实级配，且加入适当的外加剂。（3）采用高精度的钢模板，提高管片的精度。2. 接缝防水（1）采取沿管片肋面四周设置密封垫的方法进行接缝防水；（2）密封垫采用符合标准的三元乙丙橡胶材料。（3）采用批准的粘合剂按操作方法进行接缝防水；（4）提高管片接头处密封垫的施作精度。3. 螺栓防水管片螺栓接头设置止水垫圈，在螺栓与螺栓孔的缝隙中插入垫圈和密封环等用合成橡胶和合成树脂制作的衬垫，用垫板将该衬垫挤紧进行防水。4. 管片外围防水盾尾空隙注浆选用适宜的配比及材料并精心施工以形成稳定均匀的管片外围防水层，形成第一道防水防线。5. 施工方面措施（1）提高管片拼装精度。（2）检查管片是否损坏，裂缝；杜绝使用不合格管片。（3）管片上的弹性密封垫要粘贴牢固，并且材料的种类和位置符合设计要求，尤其要注意管片角部材料粘结要紧密和牢固。（4）在管片吊运过程中要避免触碰密封垫，发现脱落时要及时粘贴上去，在管片安装关，要安排一道检查程序。（5）盾构操作要均衡，避免盾构机方向变化中角度较大导致管片出现较大的错台从而影响密封垫搭接和密贴。（6）在紧固管片螺栓时，要确认止水圈的完好性。（7）加强施工测量，提高盾构掘进质量，减小隧道轴线的偏差及纠偏力度，给管片的吊装创造一个良好的前提。这样才能保证管片铺设顺畅、橡胶垫各部位受力均匀，提高防水效果；（8）做好衬砌接缝的嵌缝工作。衬砌接缝除采用密封条、密封垫进行防水外，在背后注浆过后，应及时做好接缝的嵌缝工作，嵌缝密封材料采用单分子亲水性聚氨酯密封膏、密封胶，由专用工具进行施工。嵌缝前应先清理缝中的灰尘杂物，在干燥状态下进行嵌缝材料的施工，局部漏水处应先止水后施工。拱顶嵌填范围应确保接触网与道床上的轨道不至于被滴水腐蚀，拱底嵌填范围应超过道床排水明沟。3.3.5 盾构进出洞遇粉砂层的处理措施（1）根据招标文件提供的资料，本标段四个盾构工作端头隧道埋深范围内为富水砂层及粉质粘土层，在施工中根据设计图纸的要求对进、出洞段进行注浆加固，盾构出洞处加固区域为围护结构前方8m的土体，加固深度范围为拱顶开挖面以上3m至拱底开挖面以下3m；盾构进洞处加固区域同盾构出洞区域，加固深度范围与盾构出洞处相同。具体做法详见后述土体加固章节中有关内容。（2）当洞门打开后，为了防止出现渗漏水引起的开口处的土体坍塌，当洞门打开后，盾构机立即靠上开挖面，保持开口洞门处的土压平衡。（3）盾构机出洞时，由于在通过加固体时，速度较慢，总推力较小，此时反推力减小，易造成管片接缝增大。施工中采取在后面的管片上与盾构体之间用钢丝绳拉住，盾构机前进时，在反力的作用下接头缝缩小，接触紧密。（4）考虑到盾构机在进、出洞段掘进时，由于盾构机从加固区的刚性土层突然推进到未加固地段柔性土层时容易产生抬头或低头现象，所以在调整盾构机推进参数，调整盾构姿态的同时，在刚性土层外设置过渡段，过渡段的长度为10m。 3.3.6 管片生产养护温度的控制(1) 养护方案的选定从业主的招标文件和开工日期来看，从发出中标通知到盾构开工有12个月的时间，接到中标通知后即可着手进行管模的制造，之后可立即投入管片的生产，从开始生产之日到管片拼装有近8个月的时间提前生产，安排五套管模同时进行，这样就可采取低温养护，使养护温度控制在500C左右。(2) 养护的方法管片混凝土振捣完毕后，抹平、盖好立即送入养护室，养护2小时，温度控制在500C左右，同时保持一定的温度,之后再放入水池养护，当管片混凝土强度达到设计强度的70%以上后，方可拆模。(3) 养护中的注意事项a. 养护过程中，控制温度的增减变化量小于200C/h；b. 养护温度不要过高，以免使管片表面形成龟裂；c. 养护温度与管片混凝土水化热温差不宜超过150C；d. 保持养护的湿度。