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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 -4.4.1箱涵制作- 8 -4.4.2箱涵姿态控制措施- 8
2、 -4.4.3箱涵顶进- 9 -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 -5.1.1围护结构变形过大应急- 11 -5.1.2箱涵顶进过程中渗漏应急- 12 -5.1.3箱涵顶进过程竖向倾斜应急- 12 -5.1.4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
3、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
4、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
5、14.8m,外尺寸宽度7.5m和8m,箱涵外尺寸高度3.45m。箱涵前端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,
6、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3600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(
7、材料均为A3钢);纵向螺栓采用45钢,螺栓规格为M24250,每环数量为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
8、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。(
9、2) 第2层浜填土,层底标高-1.38m,厚度1.1m左右,分布较均匀。(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
10、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
11、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
12、工准备;2009年10月5日2009年11月30日,完成箱涵顶进和接头制作。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SM
13、W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,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
14、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。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
15、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