【正文】 昆明軌道交通首期工程土建施工13標(biāo) 盾構(gòu)始發(fā)與掘進(jìn)施工方案 昆明市軌道交通首期土建工程施工13標(biāo)【昆明北站至北辰小區(qū)項(xiàng)目】盾構(gòu)始發(fā)與掘進(jìn)施工方案 中鐵十五局集團(tuán)有限公司昆明軌道交通首期工程土建施工13標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部 2011年3月30日2目 錄 1 1 1（構(gòu)）筑物情況 3 5 8 9 9 11 12 14 14 14 15 16 16 17 18 18 19 20 20 21 22 22 22 25 25 25 26 29 31 31 33 33 35 37 42 4運(yùn)輸及棄土外運(yùn) 4循環(huán)水、照明 50 53 53 53 54 56 58 58 59 59 60 60 60 61 62 62 67 67 6盾構(gòu)機(jī)形態(tài)的控制測(cè)量 6管片安裝測(cè)量 70 71 71 71 73 79，落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制 79 80 83，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識(shí) 8半封閉管理，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響 8廢氣、廢碴的管理 84 84，確保環(huán)境安全 8415．危險(xiǎn)源分析及對(duì)策 86．應(yīng)急處理組織措施 88．應(yīng)急處理組織機(jī)構(gòu) 89．應(yīng)急處理工作流程 89．應(yīng)急設(shè)備清單 90盾構(gòu)始發(fā)與掘進(jìn)施工方案本標(biāo)段三個(gè)區(qū)間均采用盾構(gòu)法施工，投入4臺(tái)φ6480復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)用于本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間施工，2號(hào)小松盾構(gòu)機(jī)從金星站北端始發(fā)，到達(dá)北辰小區(qū)站后吊出到金星站南端頭始發(fā)到白云路站北端，4號(hào)沈重盾構(gòu)機(jī)從白云路站南端頭始發(fā)至昆明北站，隧道管片采用通用型管片，，，分 塊 數(shù)：6塊（1F+2L+3B）。圖11 盾構(gòu)工籌圖北辰小區(qū)站～金星站區(qū)間區(qū)間設(shè)計(jì)里程為左ⅡDK6+~左ⅡDK6+，右ⅡDK6+～左ⅡDK6+，（），本區(qū)間不設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道。線路自北辰小區(qū)站出站后沿北京路延長(zhǎng)線中間直進(jìn)，穿過金菊路路口，以R=1000m的半徑左拐至路側(cè)進(jìn)入金星站?！＞€路右線自北辰小區(qū)站以2‰下坡至變坡點(diǎn)后，接3‰坡度上坡280m至區(qū)間隧道中間最高點(diǎn)，‰的坡度下坡250m，‰的坡度下坡至金星站，區(qū)間隧道縱坡呈“人”型坡。線路在出站和進(jìn)站處豎曲線采用3000m半徑，其它地方豎曲線采用5000m半徑?！?，‰，～，主要穿越圓礫層。金星站～白云路站區(qū)間設(shè)計(jì)里程右線為右ⅡDK7+～右ⅡDK8+，左線為左ⅡDK7+～左ⅡDK8+。（），（）。區(qū)間設(shè)置2座聯(lián)絡(luò)通道（與廢水泵房合建）。本區(qū)間線路自金星站出站后沿北京路延長(zhǎng)線左、右線分別以R=350m、R=400m的半徑右拐進(jìn)入金星立交橋段，然后左線以R=1000m的半徑左拐、右線以R=1500m的徑右拐穿過金星立交橋，出金星立交橋后左、右兩線分別以R=1200m的半徑右拐、左拐后過渡至平行段，以直線段進(jìn)入白云路站。白云路站～昆明北站站區(qū)間設(shè)計(jì)里程為：左ⅡDK8+～左ⅡDK9+，右ⅡDK8+～右ⅡDK9+，（），設(shè)置聯(lián)絡(luò)橫通道1處，與廢水泵房合建。線路出自白云路站后沿北京路展布，以直線段出白云路站，經(jīng)過金洲北路路口，左右線均以半徑R=600m左拐至路側(cè)，經(jīng)過聯(lián)盟路，右線以半徑R=500m避開北延工程擋土墻下樁基，左右線再分別以半徑為R=1017m、R=1000m右拐穿過昆明北站戰(zhàn)場(chǎng)股道及站房，以圓弧段進(jìn)入昆明北站站。~。線路左右線均以25‰的坡度下坡280m，‰、‰的坡度下坡210m、207m至區(qū)間隧道中間最低點(diǎn)，‰、‰的坡度上坡250m、。區(qū)間隧道縱坡呈“V”型坡，線路在進(jìn)出站處豎曲線半徑采用3000m，其他豎曲線半徑為5000m。‰，‰，～，主要穿越圓礫層。（構(gòu)）筑物情況北辰小區(qū)站～金星站區(qū)間區(qū)間范圍內(nèi)的地下管線均位于北京路延長(zhǎng)線下方，地下管線密集，但埋深較淺，，盾構(gòu)段施工對(duì)地下管線影響較小。區(qū)間位于北京路延長(zhǎng)線下方，沿線無控制性建（構(gòu)）筑物，但道路兩旁各類建筑物密集，根據(jù)已收集資料，部分高層建筑（欣都龍城、領(lǐng)域時(shí)代等）的樁基中存在錨桿（索），最長(zhǎng)達(dá)25m，據(jù)資料分析與區(qū)間隧道尚有一定距離。金星站～白云路站區(qū)間區(qū)間范圍內(nèi)的地下管線均位于北京路延長(zhǎng)線下方，地下管線密集，但埋深較淺，，盾構(gòu)段施工對(duì)地下管線影響較小。區(qū)間大部分位于北京路延長(zhǎng)線下方，側(cè)穿金星立交樁基。右Ⅱ DK07+。區(qū)間沿線道路兩旁各類建筑物密集。白云路站～昆明北站區(qū)間本段區(qū)間地下管線上側(cè)沿北京路走向的主要管線有：輸配水管/灰口鑄鐵管/ ^200~^300（北京路兩側(cè)）；雨水溝/砼/700（北京路西側(cè)）；原水管/砼管/^1200（北京路東側(cè)）；污水管/砼管/^1200（北京路東側(cè)）；污水管/砼管/^400（北京路西側(cè)）；煤氣管/鋼/325（北京路東側(cè)）；供電/PVC/600x600（北京路西側(cè)）；供電/磚/2000x2000(北京路西側(cè))；供電/PVC/450x150/t1(北京路西側(cè))。以上管線埋深均較淺無需改遷。區(qū)間線路在北京路下穿越，將下穿或側(cè)穿聯(lián)盟路口人行天橋、星雅俊園基坑錨桿、世紀(jì)俊園Ⅰ期基礎(chǔ)、世紀(jì)俊園Ⅰ期基坑錨桿、北延工程排水泵井及泵站房屋、北延工程鐵路橋及擋土墻樁基、鐵路路基及昆明北站房。1) 聯(lián)盟路口人行天橋?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)，主梁和樓梯下樁基均采用^800鉆孔灌注樁,，。2) 星雅俊園為新建項(xiàng)目，20層以上高層建筑物，目前剛建成無住戶入住，在原鳳凰新村處的位置。星雅俊園基坑北京路一側(cè)采用五排錨桿,角度在15176。~30176。之間，但無沖突。3) 世紀(jì)俊園Ⅰ期為20層以上高層住宅樓，其中A、B、C、D、E幢采用墻下梁板式筏片基礎(chǔ)，裙樓商場(chǎng)、車庫采用柱、，；與裙樓商場(chǎng)（砼3層）。4)世紀(jì)俊園Ⅰ期為20層以上高層建筑物，世紀(jì)俊園Ⅰ期基坑北京路一側(cè)的錨桿采用5~6道錨桿,角度在15176。~30176。之間，最長(zhǎng)錨桿為12m,Ⅰ期基坑錨桿水平上有重合，但無沖突，隧道結(jié)構(gòu)外輪廓與錨桿最小凈距為872mm。5)北延工程排水泵站是專為北京路延長(zhǎng)線下穿昆明火車北站工程排水而設(shè)計(jì), 包括泵井及泵站房屋。泵井為內(nèi)徑7m、深度12m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。泵站房屋現(xiàn)有為1層磚混結(jié)構(gòu)，后期又自主加蓋了第二層，現(xiàn)未能收集到房屋二層的相關(guān)資料基礎(chǔ)采用M5砂漿砌MU50毛石砌筑。軌道交通首期工程下穿北延工程排水泵站。，,。.6)，鐵路橋樁基為雙排，；擋土墻段長(zhǎng)39m，擋土墻樁基為兩排。~。區(qū)。區(qū)間隧道埋深11~13m左右，位于樁身的中部。7) 軌道交通首期工程下穿鐵路路基， ～， ～。8) 昆明火車北站站房為框架結(jié)構(gòu)，并設(shè)有一層地下室。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)8～12m，樁徑R=、2m、。軌道交通首期工程下穿昆明火車北站，區(qū)間盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)外輪廓與昆明火車北站樁基沖突。鑒于該站房目前已用作鐵路博物館，不作為火車站站房使用，火車站站房按拆除考慮，此外盾構(gòu)施工前應(yīng)拔除與盾構(gòu)相沖突的樁基。按照沉積年代，成因類型及巖性名稱，區(qū)間深度范圍內(nèi)自上而下可分為第四系人工活動(dòng)層（Qml^4），第四系全新世沖洪積層（Qal+pl^4）及第四系上更新世沖洪積層（Qal+pl^3）三大類。場(chǎng)區(qū)各巖土層分布及特征分述如下：(1) 第四系人工活動(dòng)層（Qml^4）雜填土(1)1：雜色，稍密、稍濕，表層為瀝青混凝土，下含碎石，局部為路基結(jié)構(gòu)層。連續(xù)分布?！?。分布在盾構(gòu)頂板以上。(2)第四系全新世沖洪積層（Qal+pl^4）粉質(zhì)粘土(2)1：褐黃，可～硬塑，濕，中壓縮性，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度高，中等韌性，含云母、氧化鐵及風(fēng)化碎石。局部為粘土。連續(xù)分布?！?。分布在盾構(gòu)頂板以上。粘土(2)2：褐灰、深灰，軟塑，飽和，高～超高壓縮性，無搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度中等，中等韌性，含有機(jī)質(zhì)。局部夾未完全分解腐殖物。連續(xù)分布?！?。分布在盾構(gòu)頂板以上。粉質(zhì)粘土(2)3：褐灰、深灰，可塑，濕，中壓縮性，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度高，中等韌性，含少量有機(jī)質(zhì)。局部為粘土。較連續(xù)分布?！?，～,，主要分布于盾構(gòu)頂板以上。粉土(2)4：褐灰、灰，稍密，飽和，中壓縮性，搖振反應(yīng)迅速，無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低，夾粉砂薄層。局部含未分解植物根莖、葉。較連續(xù)分布?！?，～,。主要分布于盾構(gòu)頂板以上。泥炭質(zhì)土(2)5：黑灰、黑，軟塑～流塑，飽和，高壓縮性，有機(jī)質(zhì)含量約15～50%，局部有機(jī)質(zhì)含量大于60%，相變?yōu)槟嗵?。不連續(xù)。～，～,。主要分布于盾構(gòu)頂板以上。(3)第四系上更新世沖洪積層（Qal+pl^3）圓礫(3)1：深灰、蘭灰、褐黃，中密～密實(shí)，飽和，低壓縮性，礫石成分為砂巖、玄武巖、灰?guī)r為主，中～微風(fēng)化。磨圓度較好。大于20mm的卵石含量在10～40%。最大粒徑150mm。以粉土、粉砂、粉質(zhì)粘土填充，填充無規(guī)律，界線不清。連續(xù)分布，且厚度大，各孔段均未揭穿?！?，～,，圓礫層中不均勻地分布有膠結(jié)層。盾構(gòu)主要穿越土層。粉質(zhì)粘土(3)11：褐黃、灰，可塑～軟塑，濕，高壓縮性，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度高，中等韌性，局部含少量有機(jī)質(zhì)。為圓礫層中的夾層及透鏡體。在盾構(gòu)線路中及頂、底板附近有分布?！?，～,。粉質(zhì)粘土(3)12：褐黃、蘭灰、灰，可～硬塑，濕，中壓縮性，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，間夾粉土團(tuán)塊。為圓礫層中的薄夾層及透鏡體。在盾構(gòu)線路中及頂、底板附近有分布?！?。粉土(3)13：褐灰、灰、深灰，中密，飽和，中壓縮性，搖振反應(yīng)中速，無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低，局部地段相變?yōu)榉凵皩?，局部夾腐木。為圓礫層中的薄夾層及透鏡體。在盾構(gòu)線路中及頂、底板附近少量分布。～，～,。盾構(gòu)穿越主要是圓礫層，其巖性特征、巖土承載力及變形指標(biāo)見表11。表11 圓礫層巖性特征、巖土承載力及變形指標(biāo)土層編號(hào)土層名稱承載力標(biāo)準(zhǔn)值壓縮模量變形模量基床系數(shù)泊松比垂直水平fakEs12E0KVKXμkPaMPa(MPa)MPa/mMPa/m③1圓礫350304060從金星站基坑開挖地層③1圓礫土中夾雜有鈣質(zhì)膠體，分部無規(guī)律，其厚度不均，厚的有2m左右，最大抗壓強(qiáng)度達(dá)40mpa左右。三個(gè)盾構(gòu)區(qū)間地質(zhì)剖面見附圖區(qū)間段處盤龍江與金汁河之間，兩河流均與本場(chǎng)區(qū)地下水位有聯(lián)系，金汁河河水往本區(qū)間段排泄，盤龍江則當(dāng)河水水位高時(shí)，補(bǔ)給本場(chǎng)區(qū)，當(dāng)河水位較低時(shí)，場(chǎng)區(qū)地下水往河內(nèi)排泄?？辈旖衣兜叵滤疄闈撍饕畬訛閳A礫(3)1層，水量大，受地形及層面起伏影響，局部地段微具承壓性。對(duì)本工程施工有較大影響，在掘進(jìn)過程中易產(chǎn)生坍塌、流砂及噴涌現(xiàn)象。93針對(duì)昆明圓礫層及夾雜膠結(jié)體，且面臨立體交叉的結(jié)構(gòu)物和非常靠近建筑物的掘進(jìn)情況，且掘進(jìn)隧道的上部有下水和上水、電力的管線埋設(shè)，無法在地面進(jìn)行土質(zhì)改良，刀具配置要求現(xiàn)實(shí)長(zhǎng)距離隧道掘進(jìn)的工況下不換刀的理念和思路。北辰小區(qū)站～金星站區(qū)間和金星站～白云路站區(qū)間采用小松盾構(gòu)機(jī)，刀盤刀具配置見21圖。北辰小區(qū)站～金星站區(qū)間本區(qū)間掘進(jìn)距離較短，在始發(fā)后約300ｍ位置設(shè)有加固區(qū)，故可將第一個(gè)區(qū)間的刀具實(shí)際使用作為金星站～白云路站區(qū)間的（可盡量減少刀具更換）刀具選擇試驗(yàn)區(qū)間，將預(yù)測(cè)以外的刀具更換風(fēng)險(xiǎn)也考慮在內(nèi)選擇刀具。刀具配置：在承受負(fù)載較大的刀盤外周附近布置雙刃滾刀（8套），相對(duì)承受負(fù)載低的內(nèi)側(cè)不安裝滾刀而安裝可更換式先行刀。并在刀盤面板上焊接較可更換式先行刀低30mm的焊接式先行刀。焊接式先行刀同一軌跡上（除中心部）配置2把刀，單個(gè)的切削深度減半以減輕礫巖掘進(jìn)時(shí)的負(fù)載。此外,在比焊接先行刀更低30mm處配置主切削刀，其他最外周附近的刮刀和超挖刀。這樣配置3段結(jié)構(gòu)的刀具選擇安裝可以整體上提升耐久性能。刀盤中心部為防止中間部阻塞并加強(qiáng)切削性，在刀盤中央部配置了先行刀。并且為了對(duì)應(yīng)膠結(jié)體掘進(jìn)，先行刀的設(shè)計(jì)滿足“切削性”和“超硬刀頭耐崩損”兩方面的要求。在始發(fā)后286m處的加固區(qū)域地點(diǎn)再進(jìn)行刀具檢查，先行刀如有所處破損則將可更換先行刀全部換上滾刀。如果先行刀崩壞很少，只有磨損的話，則將接近允許磨損極限時(shí)磨損嚴(yán)重的和崩壞的先行刀更換。同時(shí)也將接近磨損極限時(shí)的滾刀更換。北辰小區(qū)站～金星站區(qū)間到達(dá)后對(duì)，調(diào)查并分析刀具的磨損量和破損量，決定對(duì)應(yīng)金星站～白云路站區(qū)間的刀具選擇和中途換刀地點(diǎn)等事宜。白云路站～昆明北站區(qū)間采用沈陽重工的盾構(gòu)機(jī)，刀具配置：周邊設(shè)置8把單刃滾刀，中間面板采用超前撕裂刀及刮刀，刀盤刀具配置見22圖。在聯(lián)絡(luò)通道位置設(shè)置開倉檢查，調(diào)查并分析刀具的磨損量和破損量，為將順利穿越建筑物及鐵路橋盾構(gòu)掘進(jìn)做好準(zhǔn)備。圖22 小松刀盤刀具配置圖22 沈重刀盤刀具配置在盾構(gòu)施工中為了保持開挖面的穩(wěn)定，根據(jù)圍巖條件適當(dāng)注入添加劑，確保碴土的流動(dòng)性和止水性，圓礫層主要為砂礫。大于20mm的卵石含量在10～40%。最大粒徑150mm。砂礫對(duì)刀盤刀具磨損較大，渣土改良尤其重要。本標(biāo)段盾構(gòu)隧道洞身主要穿過圓礫層，圓礫層透水性強(qiáng)，土層的蠕動(dòng)流動(dòng)易造成開挖面失穩(wěn)和地層變形，且區(qū)間段處盤龍江和金汁河之間，兩條水系與本場(chǎng)區(qū)均有水力聯(lián)系，施工中應(yīng)控制好盾構(gòu)機(jī)土倉壓力、渣土改良，以解決開挖面失穩(wěn)和地層變形的問題，確保盾構(gòu)施工安全。碴土改良就是通過盾構(gòu)機(jī)配置的專用裝置向刀盤面、土倉內(nèi)或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泡沫或膨潤(rùn)土，利用刀盤的旋轉(zhuǎn)攪拌、土倉攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)攪拌使添加劑與土碴混合，其主要目的就是要使盾構(gòu)切削下來的碴土具有好的流塑性、合適的稠度、較低的透水性和較小的摩阻力，以滿足盾構(gòu)掘進(jìn)