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1、轨道交通11号线10标（曹杨路站）3600合流污水管保护方案（换乘通道施工）编制：校对：审核：上海隧道工程股份有限公司第三项管部轨道交通11号线10标项经部2009年6月目 录1工程概况- 1 -1.1工程概述- 1 -1.23600合流污水管概述- 2 -2工程地质与水文地质- 3 -3施工筹划- 4 -3.1施工总体流程- 4 -3.2施工工期计划- 4 -43600合流污水管保护技术措施- 5 -4.1SMW工法隔断技术措施- 5 -4.2地基加固技术措施- 6 -4.3封闭降水技术措施- 7 -4.4箱涵顶进技术措施- 8 -箱涵制作- 8 -箱涵姿态控制措施- 8 -箱涵顶进- 9
2、-4.5施工监测技术措施- 9 -5应急预案和快速反应机制- 11 -5.1换乘通道施工应急预案- 11 -围护结构变形过大应急- 11 -箱涵顶进过程中渗漏应急- 12 -箱涵顶进过程竖向倾斜应急- 12 -合流污水管安全应急- 13 -5.2应急准备- 15 -5.3应急响应- 15 -5.4应急演练和预案的评价及修改- 17 -5.5应急抢修材料设备- 18 -1 工程概况1.1 工程概述轨道交通11号线曹杨路站，位于普陀区曹杨路（凯旋北路白玉路段），车站建成后将实现11号线、3（4）号线、换乘远期规划的14号线四线换乘，因此轨道交通11号线曹杨路站是未来上海轨道交通网络中的一个重要枢纽
3、车站。其中，实现换乘的重要环节就是11号线曹杨路站的换乘通道。11号线曹杨路站换乘通道位于曹杨路、凯旋北路路口，靠近3（4）号线曹杨路站与巴士一汽电车场一侧。该换乘通道部分位于运营中的轨道交通3（4）号线高架区间下；部分穿越3600合流污水支干管。换乘通道施工环境比较复杂，特别是穿越3600合流污水支干管施工难度极大，风险极高。详见附图01：换乘通道总平面图。11号线曹杨路站换乘通道为平面不规则几何形状基坑，一般开挖标高-0.8m（深度4.3m，地面标高以+3.50m计），自动扶梯坑位置局部落深1.2m。换乘通道按照平面位置划分为3个区域进行分阶段施工，并根据各施工区域的实际施工条件，采用不同
4、的围护形式：（1） 区：围护结构形式为850SMW工法桩，桩长14m，间隔插入700300H型钢，型钢长度L=12m。基坑开挖深度4.3m，箱涵制作部位落地43cm，设置钢筋混凝土圈梁和一道609钢支撑；（2） 区：围护结构形式为800钻孔灌注桩+1200选喷桩止水帷幕，钻孔桩桩长9.5m，止水帷幕深度14m。基坑开挖深度4.3m，局部落深1.2m，设置钢筋混凝土圈梁和一道609钢支撑；（3） 区：采用箱涵顶进穿越3600合流污水管，合流污水管两侧采用搅拌桩地基加固，加固深度10m，比3600合流污水管底部深约2m。箱涵长度14.8m，外尺寸宽度7.5m和8m，箱涵外尺寸高度3.45m。箱涵前
5、端2.2m长度作为箱涵机头，采用横断面U型形式，其余部分为封闭矩形横断面，机头前端设置刃脚，机头后端设置封隔墙。具体详见附图02：换乘通道围护结构平面图。附图0308：换乘通道剖面图。1.2 3600合流污水管概述3600合流污水管由隧道工程股份有限公司于19911992年施工建设，采用3600盾构从曹杨路、白玉路路口的14.5井出发，推进至曹杨路中山北路路口下的13井，推进里程从Z0000Z0371.878，推进总长约372m，线路纵向坡度为0.843。根据相关了解，3600合流污水管道是上海市西北区一条重要的合流支干管，主要负责静安区、长宁区、普陀区等大部地区的雨污水合流输送。周边与360
6、0合流污水管相关的泵站有：万航泵站、武宁泵站、华阳泵站、凯旋泵站、林家巷泵站、江苏路泵站等。3600合流污水管作为上海市西北区一条合流支干管，承载着非常大的输送任务，日输送量达102万吨之多。因此，确保3600合流污水管的安全运行尤为重要，在本工程施工过程中，将针对该3600合流污水管采取一系列保护措施，确保其安全。3600合流污水管结构衬砌采用盾构管片，衬砌环由四块管片组成，采用通缝拼装，封顶块采用全纵向插入的大封顶形式。环相螺栓采用A3钢螺栓，每环8只，每只图1-1 合流污水管断面图螺栓配以M24螺母和M24垫圈各2只（材料均为A3钢）；纵向螺栓采用45钢，螺栓规格为M24250，每环数量
7、为8只，每根螺栓需配一只M24预埋螺母和一支M24垫圈。同时为确保隧道使用阶段的功能要求，隧道底部还制作了流槽，主要为最底部395mm高的道渣垫层和上部浇筑的900mm高的250素砼（相当于现在C25素砼）流槽，如图1-1合流污水管断面图所示。根据地质报告，3600合流污水管全断面处于3a和3b的粉砂层中。该两层土层含水量丰富，易产生流沙现象，是本工程施工的最大难点和风险所在。因此，在设计和施工阶段，我们将采取一系列措施，确保3600合流污水管的安全。2 工程地质与水文地质根据江苏省地质工程勘察院上海轨道交通11号线北段（一期）工程9标段中山北路站（S14）工程岩土工程勘察报告（详勘），工程编
8、号：2005-K-20-6所提供的资料，11号线曹杨路站换乘通道地质资料选择孔号：S14XZ1为主要参考。施工场地地基土层分划详见下表：表 21 场地地基土层分化表层号土层名称成因类型分布状况土体描述1杂填土遍布松散、夹建筑渣土2浜填土局部分布含黑色有机质3a灰色砂质粉土滨海-河口遍布松散稍密3b灰色粉砂滨海-河口遍布中密灰黑色淤泥质粘土滨海-浅海遍布中等强度1-1灰色粘土滨海-沼泽遍布中等强度1-2灰色粉质粘土滨海-沼泽遍布中等强度（1） 第1层为杂填土，层底标高0.22m，厚度分布较均匀，其分布厚度主要受人为因素影响。（2） 第2层浜填土，层底标高-1.38m，厚度1.1m左右，分布较均匀
9、。（3） 第3a灰色砂质粉土层，状态松散，层底标高-4.28m，厚度为3.90m，分布均匀；其下部为第3b灰色粉砂层，状态中密，层底标高-8.88m，厚度为4.6m。第3a灰色砂质粉土和3b灰色粉砂层，属于上海地区一般常见的砂（粉）性土，易产生流砂现象，对基坑开挖非常不利。（4） 第、1-1、1-2层层位分布比较稳定，土性亦较均匀。层和1-2层土性软弱，具有触变性及流变特性。本工程场地浅部地下水属潜水类型，主要补给来源为大气降水，水位随季节而变化。潜水水位约在0.31.5m。按上海市对地下水位长期观察资料：年平均地下水位一般在0.50.7m，实际应用时，地下水位按不利条件分别取地下水高水位埋深
10、0.5m及低水位埋深1.5m。3 施工筹划3.1 施工总体流程根据施工平面划分为三个区域进行施工，首先施工区的SMW工法桩围护结构，同时施工完成箱涵出洞口地基加固，开挖基坑，并完成结构制作；然后施工区钻孔桩围护及旋喷止水帷幕，开挖基坑，并完成结构制作；在区结构完成后，在区预留箱涵胎模上制作箱涵结构，待箱涵强度养护达到龄期后实施箱涵顶进，箱涵顶进施工前完成区地基加固并养护到设计强度，以及箱涵顶进导向贝雷架的安装施工。具体施工流程如图3-1所示：SMW工法隔断桩区：SMW工法围护区：钻孔桩围护区：地基加固区：基坑开挖+结构区：基坑开挖+结构区：箱涵顶进+密封施工准备工程结束图3-1 换乘通道施工流
11、程图3.2 施工工期计划（1） 区：计划从2009年6月15日2009年7月15日完成围护结构施工；2009年7月16日2009年7月31日，完成土方开挖与基坑支护；2009年8月1日2009年8月25日，完成结构施工。（2） 区：计划从2009年7月15日2009年8月5日，完成围护结构施工；2009年8月26日9月10日，完成土方开挖与基坑支护；2009年9月11日9月30日，完成结构施工。（3） 区：计划从2009年8月26日2009年9月5日，完成箱涵制作；2009年9月6日2009年10月4日，完成箱涵养护及顶进施工准备；2009年10月5日2009年11月30日，完成箱涵顶进和接头
12、制作。4 3600合流污水管保护技术措施本工程施工过程中，对大的难点和风险点，是通道横向上穿3600合流污水管，为了确保3600合流污水管在施工过程中的安全，在设计和施工上我们将采取一系列的措施进行保护，确保换乘通道安全穿越3600合流污水管施工。4.1 SMW工法隔断技术措施根据地质勘察报告，本工程浅层存在3a灰色砂质粉土和3b粉砂层，该两层土在地下312m范围内，土水平渗透系数和垂直渗透系数均较大，且含水量丰富，在动水作用下以产生流沙现象。根据施工总体筹划，首先施工区基坑。在围护结构施工阶段，结合区基坑围护形式，采用SMW工法桩对3600合流污水管进行隔断保护。本工程基坑开挖深度4.3 m
13、，SMW工法桩设计深度为14m，采用了较大的插入比（约为3.5：1），对控制围护结构位移有利。同时，由于浅层3a灰色砂质粉土和3b粉砂层内含水量丰富，基坑开挖需要进行降水疏干，而降水会引起土体沉降，对3600合流污水管的沉降控制不利。设计SMW工法桩桩底插入土层至少1m，因此围护结构完全隔断浅层砂性土层，为实现基坑封闭降水提供了条件。SMW工法桩施工过程，本身会对周边土体产生扰动，引起土体隆沉现象。根据轨道交通11号线曹杨路车站主体基坑施工期间，对3600合流污水管采取SMW工法桩隔断保护措施经验和监测数据分析，选择适合的施工参数可有效控制SMW工法桩施工期间以及工后3600合流污水管的沉降。
14、注：车站主体施工期间采用SMW工法隔断桩桩长30m，水灰比1.6，钻进速度0.60m/min，提升速度1.50m/min。单桩施工过程中，3600合流污水管最大隆起值0.58mm。施工完成后20天累计沉降值（共16个沉降监测点）：-0.45-1.77mm，平均累计沉降值：-1.10mm。本次SMW工法桩施工拟参考上述施工参数，并结合施工过程中对3600合流污水管的监测情况进行分析调整。SMW工法隔断桩施工要点：（1） SMW工法桩采用850深层搅拌桩，施工设备使用三轴搅拌桩机。施工前在工法桩顶部开设1000mm1000mm应力释放槽，将三轴搅拌桩施工产生的土体应力通过应力释放槽得以释放，减少对
15、周围土体的扰动。（2） 搅拌桩机在钻进和提升过程，应缓慢均匀进行，充分置换孔内土体，并使水泥浆与剩余搅拌土体充分均匀混合。 （3） 搅拌混合土体在固结过程中会失掉部分含水，周围土体会产生微量沉陷，因此必须严格控制水泥浆水灰比例（根据经验选择水灰比1.6比较适合，具体情况根据监测结果进行分析调整），确保成桩过程顺利的情况下，减少工后土体固结的失水量。（4） 搅拌桩施工完成后，及时插入工法桩型钢，严格控制垂直度，确保型钢能够在自身重力的作用下顺利插入到设计深度，严禁锤击插入型钢造成周围土体在震动作用下产生扰动和位移。（5） SMW工法桩主要施工参考参数：表 41 SMW工法施工参数表序号控制项目参考参数备注1水灰比1.62钻进速度0.60m/min
