北京地铁某合同段盾构施工监理实施细则.doc
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北京地铁某合同段盾构施工监理实施细则.doc
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1、工程特点
1.1基本情况
工程名称:
北京地铁某合同段区间隧道工程
工程地点:
北京市丰台区
工程规模:
2区间。
建设单位:
北京市轨道交通建设管理有限公司
设计单位:
中铁第四勘察设计院集团有限公司
监理单位:
工程建设监理公司
施工单位:
中铁
计划工期:
计划开工日期:
2010年2月1日计划完工日期:
2012年9月17日(洞通日期为2011年6月30日)
1.2工程概况
1.2.1地理位置
位于北京市丰台区。
区间线路呈东西向走向,隧道主要位于嘉和路、镇国寺北街下方敷设,与石榴庄路基本平行。
区间沿线要穿越草桥东路、嘉园路,草桥东路宽25m,嘉园路宽40m,交通繁忙,道路两侧有大量的高层建筑居民区(居民区多为5-24层高层),现状道路下方地下管线较多,主要有污水、雨水、热力等类型的地下管线,管线特点是:
管线多、管径大、压力大、覆土深,地形较为复杂。
1.2.2工程形式及工法
区间盾构隧道两个区间隧道,区间起讫里程分别为:
A站~B站,Y(Z)K34+653.369~Y(Z)K35+668.147,其中左线设置短链1.115m;右线长1014.778m,左线长1013.663m,双线隧道总长2028.441m;B站~C站Y(Z)K35+874.047~Y(Z)K37+335.900,其中左线设置短链0.029m;右线长1461.853m,左线长1461.824m,双线隧道总长:
2923.677。
A站~B站区间线路平面上从A站到B站线间距从14.969m变成17m。
右线由A站经过两个曲线半径到达B站,两条曲线半径分别为1000m、1000m。
左线含四条曲线,其半径分别为1000m、600m、2000m、2000m,到角门西站为直线。
B站~C站区间线路平面上从B站到C站线间距由17m先过渡到12m,又过渡到15m。
右线从B站出站经过两个曲线到达C站,曲线半径均为1500m。
左线含四条曲线,半径分别为3000m、3000m、1500m、1500m。
纵断面上,线路左右线采用单面坡,线路从B站出站后以5‰(左线5‰)上坡,接着以22‰(左线22.02‰)上坡进入C站,隧道拱顶埋深为10.7m~19.4m。
根据地铁设计规范和线路的纵坡条件,区间在右K36+350.00及K36+830.00处各设一联络通道。
隧道采用盾构法施工,衬砌为钢筋混凝土管片,管片采用3+2+1模式组合,错缝拼装。
管片宽1200mm,厚300mm,衬砌外径6000mm,内径5400mm。
区间联络通道采用矿山法施工,采用复合式衬砌。
初衬为:
格栅拱+钢筋网+喷射混凝土(厚300mm),二衬为:
C30模筑混凝土(厚400mm)。
1.3盾构工程主要工程量表
土建工程主要工程数量表
项目
单位
角门东站至
角门西站区间
角门西站
至草桥区间
总计
土方
m3
62830.6
90560.4
153391
盾构掘进
m
2028.441
2923.677
4952.118
管片混凝土
m3
10897
15706.3
26603.3
钢筋
t
1644.442
2244.370
3888.812
管片设置密封条
环
1693
2442
4137
1.4工程地质及水文地质概况
1.4.1工程地质条件
(1)A站~B站
本区间沿W路由东向西,由丰台区X东路至X西路。
本场地位于北京城区西南平原地区,永定河冲洪积扇的中上部,属于古漯水河故道。
表层以厚度不匀的人工堆积的房渣土、素填土为主,人工堆积层以下为厚度较厚的新近沉积的粘性土、粉土、砂土及卵砾石层,再以下为第四纪沉积的粘性土、粉土、砂卵石互层,并以砂土、卵石土为主。
本区间隧道洞身基本位于卵石、圆砾③、卵石④层,局部含粉土粘土④1层和细中砂④2层。
(2)B站~C站
本区间沿嘉和路由东向西,区域地貌主要为河流的河漫滩和古河床上。
本段区域拟建场区基坑边坡土层自上而下依次为杂填土①层、砂质粉土、粘质粉土素填土①1层、新近沉积砂质粉土、粘质粉土②层、新近沉积粉细砂②1层、新近沉积粉质粘土、重粉质粘土②2层、新近沉积卵石、圆砾③层、新近沉积粉质粘土、重粉质粘土③1层、新近沉积细中砂③2层、卵石④层、粘质粉土、粉质粘土④1层、细中砂④2层、卵石⑤层、粘质粉土、粉质粘土⑤1层、细中砂⑤2层、卵石⑥层、粘质粉土、粉质粘土⑥1层、细中砂⑥2层及泥岩⑦层。
本区间隧道洞身基本位于卵石④层,局部穿越卵石、圆砾③、粘质粉土、粉土粘土④1层和细中砂④2层。
1.4.2水文地质条件
(1)A站~B盾构区间
场地内地下水主要有四层类型:
第一层地下水分布在第①层杂填土中,局部分布,静止水位埋深约2m,静止水位标高约37.87m,地下水类型为上层滞水,水量不大,以大气降水、管道渗漏及临近地表水体补给为主,水位受季节变化影响较明显;
第二层地下水主要分布在第③层卵石、圆砾及③2细中砂层中,静止水位埋深约13.6~15.2m,静止水位标高约24.57~25.67m,地下水类型为潜水,局部分布,以大气降水入滲、地下水侧向径流和“天窗”渗漏补给为主,以侧向径流和向下越流方式排泄,年升降幅度受季节变化影较明显;
第三层地下水主要分布在第④层卵石层中,静止水位埋深约22.3~24.9m,静止水位标高约15.62~17.48m,地下水类型为滞水,该层水以大气降水入滲、地下水侧向径流和“天窗”渗漏补给为主,以侧向径流和向下越流方式排泄;
第四层地下水主要分布在第⑤层卵石、第⑤2层细中砂及其下砂卵石层中静止水位埋深约26.6~27.7m,静止水位标高约12.42~12.67m,地下水类型为潜水,略具承压性,层水以大气降水入滲、地下水侧向径流和“天窗”渗漏补给为主,以侧向径流和向下越流方式排泄。
由于地下水的长期开采等原因造成地下水位逐年下降,加之区域地质局部粘性隔水层的作用,该区域第二层地下水表现出层间潜水的特性,并在之下的厚层碎石土及沙土中中形成的第三层地下水,与区域水文地质情况略有不同。
地下水特征如下表:
地下水性质
水位埋深m
水位标高m
含水层及其特征
岩性特征
渗透系数m/d
影响半径m
上次滞水
2
37.87
①
潜水
(二)
13.6-15.2
24.57-25.67
③、③2
潜水
(二)
22.3-24.9
15.62-17.48
④
130-150
77.53(10t/h)
潜水
(二)
26.6-27.7
12.42-12.67
⑤、⑤2
150-170
77.53(10t/h)
(2)B站~C盾构区间
场地内地下水主要有三层类型:
第一层地下水分布在第③层卵石、圆砾中,静止水位埋深约11.3~11.5m,静止水位标高约29.24~29.96m,地下水类型为层间潜水,以大气降水入滲、地下水侧向径流补给方式为主,以侧向径流和向下越流方式排泄,年升降幅度受季节变化影响较明显,由于区间局部粘性隔水层尖灭,该层该层地下水水位面不连续,局部表现为上层滞水特性;
第二层地下水主要分布在第④层卵石层中,静止水位埋深约23.5~24m,静止水位标高为16.43~18.37m,地下水类型为层间滞水,该层地下水以大气降水入滲、地下水侧向径流和“天窗”渗漏补给为主,以侧向径流和向下越流方式排泄;
第三层地下水主要分布在第⑤层卵石及其下卵石层中,静止水位埋深约27.3m,静止水位标高约13.03m,地下水类型为潜水,局部略具承压性,该层地下水以大气降水入滲、地下水侧向径流和“天窗”渗漏补给为主,以侧向径流方式排泄。
由于地下水的长期开采等原因造成地下水位逐年下降,加之区域地质局部粘性隔水层的作用,该区域第二层地下水表现出层间潜水的特性,并在之下的厚层碎石土及沙土中中形成的第三层地下水,与区域水文地质情况略有不同。
地下水特征如下表:
地下水性质
水位埋深m
水位标高m
含水层及其特征
岩性特征
渗透系数
影响半径
层间潜水
11.3-11.5
29.24-29.96
③
层间潜水
23.5-24.0
16.43-18.37
④
130-150
77.53(10t/h)
潜水
27.3
13.03
⑤
150-170
77.53(10t/h)
1.4.3本标段地质的工程条件评价
本段线路位于北京平原地区,第四纪冲洪积覆盖厚度约50m左右,本场地填土层普遍分布,主要为杂填土①层和砂质粉土、粘质粉土素填土①1层,为松散土层,力学性质差异较大,稳定性较差。
场地浅部新近沉积土层普遍分布,包括砂质粉土、粘质粉土②层,粉细砂②1层,卵石、圆砾③层及细中砂③2层。
该土层中粉土、砂土以稍密~中密为主,标准贯入击数较低,卵石、圆砾层重型动力触探击数离散性较大,土体自稳能力差。
本区间隧道洞身基本位于卵石、圆砾③、卵石④层,局部含粉土粘土④1层和细中砂④2层。
以上围岩不稳定、变形较大,开挖后在极短的时间内容易坍塌,引起地面沉降和开挖面塌方,尤其是细中砂④2层,在地下水的作用下极易发生潜蚀、流砂等现象。
2、监理依据及编制原则
2.1编制依据
2.1.1北京市地铁某某区间施工设计图纸
2.1.2现行设计规范、施工验收规范、标准及有关文件。
2.1.3北京地铁某某监理标段监理规划。
2.1.4经专家论证并经总监理工程师批准的“A站~B站、B~C盾构区间施工方案”。
2.2编制原则
2.2.1严格执行与本工程有关的国家、部及北京市制定颁布的规范、规程、技术标准和法规文件等。
2.2.2遵照业主及招标文件的要求,确保实现业主制定的工期、质量、安全、环保、文明施工等各方面的目标。
2.2.3熟悉施工图纸,充分研究岩土工程勘察报告,按照三控两管一协调原则制定监理规划及监理实施细则。
2.2.4监理实施细则编制尽量做到总体监理部署和本工程的特点相结合,主控项目和一般项目相结合,内容全面、重点突出、思路清楚。
3、监理工作的流程
3.1工程施工准备阶段监理流程
施工准备阶段的监理
熟悉车站主体围护结构施工设计图纸及岩土勘察报告
编制专项监理实施细则
报总监办审批
不同意
召开监理例会
施工监理交底会
施工图会审
审批《施工组织设计》签署审批意见
复核测量放线成果
分包、供货、试验单位资格审查
施工过程监理
开工条件核查
3.2施工阶段质量控制工作基本流程
3.2.1工程材料、构配件和设备质量控制基本流程
承包单位填写
《工程物资进场报验表》
方法:
1、审核证明资料
2、到厂家考察
3、进场材料检验
4、进行验证
承包单位另选
监理工程师审核
不合格
承包单位使用
3.2.2分包单位资质审查基本流程
选择分包单位
承包单位填写
《分包单位资质报审表》
监理工程师审查
签认审查意见
不合格
承包单位与分包单位
签订施工分包合同
分包单位进场施工
3.2.3分项、分部工程签认基本流程
承包单位达到分项工程报验条件进行自检
承包单位进行纠正
承包单位
进行纠正
监理工程师审查
总监理工程师签认分部工程
承包单位填写《分项/分部工程施工报验表》
监理工程师审查
监理工程师签认分项工程
承包单位继续施工
达到分部工程验收条件自检
承包单位填写《分项/分部工程施工报验表》
不合格
不合格
3.3工程进度控制流程
承包单位编制施工总进度计划填写《施工进度计划报审表》
总监理工程师审批
承包单位编制年、季、月进度计划填写《施工进度计划报审表》
总监理工程师审批
按计划组织实施
监理工程师对进度实施情况进行检查、分析
基本实现计划目标
严重偏离计划目标
承包单位编制下一期计划
总监理工程师签发《监理通知》指示承包单位采取调整措施
注:
如总进度计划为施工组织计划的一部分,可不单独审批
否
3.4造价控制流程
3.4.1计量、计价支付工作流程
监理工程师对分项、分部工程已签认
工程变更费用索赔费用等
承包单位填写《()》月工程进度款报审表》
监理工程师审核月工程量和月工程进度款并签认
承包单位汇总已审核款项填写《工程款支付申请表》
监理工程师审核、三方协商
总监理工程师签发《工程款支付证书》
建设单位负责人审批
建设单位向承包单位支付
3.4.2工程竣工阶段的基本流程
工程经各方竣工验收
承包单位提交
竣工结算资料
监理工程师审核
三方协商
总监理工程师签发
竣工结算《工程款支付证书》
建设单位审核、批准
建设单位向承包单位支付
3.5工程变更管理的基本流程
承包单位提出工程变更
建设单位或设计单位
提出工程变更
总监理工程师审查签认
必要时
设计单位签发
设计变更文件
建设单位审查签认
必要时
建设单位予以签认
项目监理部发出会签的《工程变更单》
承包单位实施工程变更
承包单位向项目监理部提交
《工程变更费用报审表》
不
同
监理工程师审核,总监理工程师签认
意
建设单位审批
4、盾构施工的监理控制要点、难点分析及目标值
4.1盾构始发前的监理控制要点
4.1.1盾构始发前的施工准备
(1)图纸会审、岗位培训
在盾构施工前,对该区间全部设计图纸进行会审,按工种进行岗位培训,考核合格后方可上岗操作。
4.1.2地面施工准备
(a)、在盾构始发前,先进行场地的硬化(可结合端头加固施工),然后进行施工用电、用水、通风、照明、通讯等设施的安装。
(b)、施工所需材料、设备经检验合格,满足本阶段施工要求,管片、螺栓等准备足够数量。
(c)、建立井上、井下的测量控制网,并经复核取得监理、业主的书面认可。
(d)、对隧道沿线建构筑物及盾构将要穿越的需保护的建构筑、地下管线布置变形监测点。
(e)、盾构配套设备的组装、调试。
4.1.3下井准备工作
盾构机主体分成刀盘、前盾、中盾、盾尾、螺旋机、拼装机等多块,最大重量为98t(前盾后部及中盾),后续台车共分6节,最大重量21t。
采用一台全液压德国TEREX-DEMAGAC350型350吨全路面汽车吊单机主臂吊装,LTM1160-2160吨全液压160吨汽车吊配合翻身,进行下井吊装工作。
在盾构机在正式下井安装前,须预先完成下列各项准备工作:
(a)确认各部件在运输过程中没有受到损坏。
(b)制作安装盾构始发反力架,铺设盾构机的始发托架和后续台车的轨道。
(c)确认各部件的吊点牢固可靠。
(d)在后续台车后端布置一台卷扬机。
(4)盾构始发和接收端头土体加固
4.2盾构始发和接收端头土体加固的监理控制要点
4.2.1盾构机始发处,在盾构始发前28天完成始发处地基加固,端头土体加固执行2010年11月2日专家论证方案,加固效果符合专家论证方案要求和有关标准要求。
二个始发端头素桩均采用一排Φ800mm@700mm的C10素混凝土桩,施工中拟紧邻车站端头井维护桩布设一排素桩,左线17根,右线17根,左右线共计34根,全线共计68根。
两个接收端头均采用水平注浆加固。
其控制要点如下:
4.2.2施工准备
(1)技术准备
施工前要求施工单位对现场作业人员进行技术交底、管线交底和安全交底,确保顺利施工。
根据施工图纸及现场导线控制点,使用全站仪测定桩位,根据地质情况直接定点或打入木桩定点,并以“十字交叉法”引到四周作好护桩点,测量监理工程师进行复核。
(2)机械准备
要求施工单位按规定进行进场机械报验,施工拟长螺旋钻机,施工方便快捷,且不需要设泥浆池,有利于保护环境,施工拟首先考虑反循环钻机进行钻进。
若长螺旋钻进钻进困难,则考虑采用S220C旋挖钻机。
(3)人员准备
按规定对施工分包单位及人员资质进行审查,要求项目部制定专人负责素桩施工,并配备专门的技术和安全负责人员。
(4)场地准备
在进入现场施工前,总监组织业主和两个标段施工单位进行协调,合理安排进场时间,为使施工顺利进行,总监组织各方人员每天下午召开协调会,甚至采取穿插作业的方法,把以保盾构始发为主,把双方的计划时间精确到小时。
4.2.3施工顺序控制
为防止钻孔桩施工时由于相邻两桩距离太近或间隔时间太短,造成塌孔,要求施工单位采取分批跳孔施作,钻孔桩施工时按隔一钻一施作,相邻两桩施工间隔时间不小于24小时。
4.2.4素桩施工技术要求
(1)孔位测定与要求
正式钻进前,要对已经放出的桩位点进行复测,确定桩位没有问题后才可按桩位施工。
在实际钻进中,孔位偏差控制在,轴线方向±50mm,垂直轴线方向+30~0mm。
必要时由测量监理工程师进行复核。
(2)安装钢护筒
施工前对施工区域进行人工探沟施工,确认地下无管线。
钻进时拟采用钢护筒进行护壁,护筒安装深度以实际施工情况而定,保证钻孔施工不塌孔。
护筒安装高出地面300mm,护筒直径大于钻头直径100~200mm,中心偏差不大于100mm。
(2)泥浆制备
钻孔施工时采用膨润土泥浆进行护壁。
泥浆比重根据不同土层严格控制:
在粘性土中成孔,可注入清水,以原土泥浆护壁;在砂土或较厚夹砂层中成孔,泥浆比重应控制在1.1~1.3,在穿越砂层夹卵石层或容易塌孔土层中成孔时,泥浆比重控制在1.3~1.5;胶体率不低于95%;含砂率4%~8%,在本工程中拟采用的泥浆性能指标及测试方法见下表3。
表3泥浆性能指标及测试方法表
序号
项目
性能指标
测试方法
1
粘度
18~28秒
500ml/700ml漏斗法
2
含砂率
4%~8%
含砂率计
3
胶体率
≥95%
静置、澄清
4
酸碱度
8~10PH
比色法
(3)钻进成孔
钻孔采用S220C旋挖钻孔设备,钻进时,边钻进边注入泥浆进行护壁,钻机与围护桩平行就位,钻进过程中随时检测垂直度,并随时调整,钻进过程中做好记录。
(4)成孔质量检测
桩孔质量参数包括:
孔深、孔径、钻孔垂直度等。
1)孔深:
钻孔前先用水准仪确定人工挖探坑第一节护壁口标高,并以此作为基点,按设计要求的孔底标高确定孔深,以测锤确定孔深。
2)孔径用探孔器测量,若出现缩径现象应进行扫孔,符合要求后进行下道工序。
3)垂直度:
验收方法是制造一个长度等于4~6倍桩径,直径等于孔径的钢筋笼,将钢筋笼吊放入孔,顺利放到设计要求的孔底,说明孔径和偏斜度达到要求,偏差应小于3‰。
(5)清孔
钻机成孔后,进行沉渣厚度量测,沉渣厚度小于150mm,若沉渣厚度不满足要求,需进行清孔,清孔时应注意对成孔深度的控制,严禁出现成孔深度超出规范要求的现象。
(6)水下砼灌注
钻孔开始前应进行导管密闭性试验,试验合格后方可使用。
清孔、导管安装完成后,立即灌注C10砼。
为使砼有较好的和易性,水泥用量为不小于300kg/m3,砼的含砂率采用40%~50%,水灰比采用0.45。
砼拌和物从拌和机卸出到进入导管时的坍落度为16cm~21cm,灌注应尽量缩短时间,连续作业。
1)首先安设导管,用25t吊车将导管(直径不小于250mm)吊入孔内,位置保持居中,导管下口与孔底留30~50cm左右。
混凝土浇注过程中应连续,浇注砼时,导管埋入砼内深度2~6m,拆卸导管时详细测量导管埋深,防止因拔导管时将导管拔出混凝土面造成断桩事故。
混凝土浇筑到预计标高后,及时撤出导管,进行空桩回填。
回填采用碎石料,并压实。
2)混凝土试件制作
要求施工单位按规范制作混凝土试件,分标养和同条件做好养护。
3)做好记录
整个施工过程中,技术人员要对现场情况及施工进展做好详细记录。
4.3接收端头水平深孔注浆加固的监理控制要点
4.3.1水平深孔注浆技术控制要点
水平深孔注浆技术是通过水平钻孔,埋设注浆管路,采用循环注浆方式通过注浆泵将水泥-水玻璃浆液通过注浆管路均匀地注入土体中,以填充、渗透和挤密等方式,驱走砂层和粘土颗粒间的水分和气体,并填充其位置,通过水泥中所含矿物与土体中的水土分别发生水解、水化反应以及团粒作用等,形成悬浮胶体和团粒,硬化后形成强度大、压缩性小和抗渗性高、稳定性良好的水泥土。
地质情况是通过地层分布来判断的,而地层分布一般为水平分布。
水平深孔注浆技术通过水平注浆,可以十分有针对性的对各个地层情况作出不同的注浆方案。
能极大地提升注浆效果。
同时双液浆本身胶凝时间短,在处理含水较大或者渗透系数较大的砂、卵石地层时能更好的、及时的加固止水。
水泥土结硬后,土体的孔隙率和含水率降低,密度加大,同时由于水泥土挤压土体,使土体变形能力增加,提高了变形模量,从而防止或减少洞门端头土体坍塌。
土体孔隙率降低后还提高了土体的抗渗能力,减少地下水和周围水系对端头土体的水波动压力影响。
所以针对本端头地质情况,决定采用水泥-水玻璃压密注浆的施工方法来解决砂、卵石地层加固止水的难题。
注浆可以改善土体,快速形成止水帷幕,使其遏制流沙运动;注浆还可以形成强度较高的水泥土,提高端头土体的变形能力,从而达到加固止水目的。
(1)施工工艺流程
本工程是通过对洞门全断面的注浆来保证洞门附近土体达到盾构机顺利进出洞要求。
(2)设计洞门断面注浆管立面布置图和注浆管角度布置图
B站东端头:
结合端头地质,车站水位埋深在22.9米处,与隧道底埋深25.4米相差2.5米,设计注浆管时以设计隧道中心为圆心,半径为2.85m的圆上均匀布置18个注浆孔,其中上部的13个注浆孔为水平布置、下部的5个孔的以水平方向投影为12m布置,以保证外围盾构始发范围内土体加固效果。
由于洞门的上部在水位线以上,只布置了4个水平注浆孔;其余都在以水平方向投影为12m内布置,主要稳固隧道水位以下的土体;两侧的7#、8#、9#和15#、16#、
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