地鐵穿越橋梁段施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本工程為城市軌道交通3號(hào)線區(qū)間隧道工程，線路全長2.8km，采用盾構(gòu)法施工。其中K12+350~K12+580段需穿越既有跨江大橋（以下簡稱"目標(biāo)橋梁"），穿越段隧道頂部埋深12.6~15.8m，與橋梁基礎(chǔ)最小凈距僅2.3m。目標(biāo)橋梁為雙向6車道連續(xù)剛構(gòu)橋，主跨120m，墩柱基礎(chǔ)采用φ2.5m鉆孔灌注樁，樁長45m，樁底進(jìn)入中風(fēng)化巖層3m。1.2工程地質(zhì)條件穿越段地質(zhì)剖面自上而下依次為：①素填土：厚0.5~1.2m，松散狀態(tài)②淤泥質(zhì)黏土：厚3.8~5.2m，流塑狀態(tài)，天然含水率42%③粉質(zhì)黏土：厚2.5~3.6m，軟塑狀態(tài)，地基承載力特征值85kPa④中砂：厚4.2~6.8m，稍密~中密，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)12~18擊⑤中風(fēng)化泥巖：揭露厚度8.5~12.3m，飽和單軸抗壓強(qiáng)度6.5MPa1.3水文條件場地地下水位埋深1.2~2.5m，屬孔隙潛水類型，主要受大氣降水及江水補(bǔ)給，水位年變幅1.5~2.0m。江水最高水位與隧道頂部最小距離9.8m，需考慮江水滲透對施工的影響。二、施工總體部署2.1施工平面布置在橋梁兩側(cè)各設(shè)置1處施工豎井（左線ZJ-08#、右線YJ-12#），井深22.5m，采用Φ800mmSMW工法樁圍護(hù)。施工區(qū)域劃分：盾構(gòu)始發(fā)區(qū)（含盾構(gòu)井、管片堆場、拌漿站）橋梁監(jiān)測區(qū)（含監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集站）應(yīng)急物資儲(chǔ)備區(qū)（存放速凝混凝土、鋼支撐等）2.2施工進(jìn)度計(jì)劃施工階段工期（天）關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)前期準(zhǔn)備45監(jiān)測系統(tǒng)安裝完成盾構(gòu)試掘進(jìn)20到達(dá)橋梁影響區(qū)前100m橋梁穿越施工35隧道結(jié)構(gòu)通過橋梁樁基后續(xù)掘進(jìn)60盾構(gòu)到達(dá)接收井2.3資源配置盾構(gòu)機(jī)：選用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，直徑6.28m，配備主動(dòng)鉸接系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備：布設(shè)12臺(tái)自動(dòng)化測斜儀、8個(gè)靜力水準(zhǔn)儀、24個(gè)振弦式應(yīng)力計(jì)應(yīng)急設(shè)備：2臺(tái)Φ609mm鋼支撐、4套注漿系統(tǒng)、1臺(tái)地質(zhì)雷達(dá)三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1盾構(gòu)機(jī)選型與改造3.1.1核心參數(shù)配置刀盤：面板式復(fù)合刀盤，開口率35%，配備先行刀+貝殼刀組合推進(jìn)系統(tǒng)：最大推力38000kN，推進(jìn)速度0~80mm/min無級(jí)調(diào)速注漿系統(tǒng)：同步注漿+二次補(bǔ)漿雙系統(tǒng)，最大注漿壓力6bar姿態(tài)控制系統(tǒng)：配備激光導(dǎo)向+慣導(dǎo)雙系統(tǒng)，定位精度±5mm3.1.2專項(xiàng)改造措施刀盤增設(shè)泡沫注入孔，數(shù)量由12個(gè)增至18個(gè)，提高渣土改良效果螺旋輸送機(jī)安裝扭矩自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，設(shè)定最大扭矩不超過3200kN·m盾尾密封采用三道鋼絲刷+油脂注入系統(tǒng)，油脂壓力保持0.3~0.5MPa3.2盾構(gòu)穿越施工控制3.2.1掘進(jìn)參數(shù)優(yōu)化參數(shù)類別穿越前100m穿越期間穿越后50m土倉壓力（bar）1.2~1.51.6~1.81.3~1.6推進(jìn)速度（mm/min）30~4015~2025~35刀盤轉(zhuǎn)速（rpm）1.8~2.21.2~1.51.5~1.8同步注漿量（m3/環(huán)）4.5~5.05.5~6.04.8~5.33.2.2渣土改良技術(shù)采用"泡沫+膨潤土"雙液改良體系：泡沫參數(shù)：膨脹率1:8~1:10，注入量25~30L/m3膨潤土參數(shù)：濃度6~8%，黏度35~45s（馬氏漏斗）在中砂層段額外添加0.3%聚丙烯酰胺（PAM），提高渣土止水性3.3橋梁基礎(chǔ)保護(hù)措施3.3.1預(yù)加固處理樁基托換：對距離隧道小于3m的6根橋墩樁基，采用Φ1200mm鉆孔灌注樁進(jìn)行主動(dòng)托換，新樁長52m，進(jìn)入微風(fēng)化巖層5m袖閥管注漿：在隧道開挖輪廓線外2m范圍，設(shè)置雙排袖閥管，間距1.2m，梅花形布置，注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，擴(kuò)散半徑0.8m3.3.2實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)三級(jí)監(jiān)測網(wǎng)：一級(jí)網(wǎng)：橋梁墩頂沉降觀測點(diǎn)，精度±0.1mm二級(jí)網(wǎng)：橋面線形監(jiān)測點(diǎn)，間距10m，監(jiān)測橋面撓度三級(jí)網(wǎng)：隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測點(diǎn)，每5環(huán)布設(shè)1個(gè)斷面四、質(zhì)量控制體系4.1關(guān)鍵工序控制標(biāo)準(zhǔn)工序名稱允許偏差檢驗(yàn)頻率檢驗(yàn)方法管片拼裝±3mm（環(huán)向錯(cuò)臺(tái)）每環(huán)檢查塞尺+全站儀同步注漿±5%（注漿量）每環(huán)記錄流量計(jì)計(jì)量隧道軸線±50mm（平面）每5環(huán)檢測盾構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng)管片接縫防水無滲漏全數(shù)檢查閉水試驗(yàn)4.2質(zhì)量保證措施建立"三檢制"質(zhì)量管控流程：班組自檢→技術(shù)員復(fù)檢→質(zhì)檢員專檢對盾構(gòu)機(jī)操作人員進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，考核合格后方可上崗每環(huán)管片拼裝前進(jìn)行三環(huán)復(fù)緊，確保接縫密貼同步注漿采用自動(dòng)配比系統(tǒng)，嚴(yán)格控制水灰比1:1.2~1:1.3五、安全文明施工5.1安全防護(hù)措施橋梁兩側(cè)設(shè)置限高2.5m防護(hù)欄，夜間懸掛警示燈盾構(gòu)機(jī)操作室配備有毒氣體檢測儀（CO、H?S），報(bào)警值設(shè)置為10ppm高壓電纜采用埋地敷設(shè)，埋深不小于0.7m，設(shè)置警示標(biāo)識(shí)制定"一人一機(jī)"監(jiān)護(hù)制度，對橋梁變形實(shí)施24小時(shí)專人監(jiān)控5.2環(huán)境保護(hù)要求施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理后回用，回用率不低于80%渣土運(yùn)輸車輛安裝GPS定位系統(tǒng)，出場前沖洗輪胎噪聲控制：晝間≤70dB，夜間≤55dB，超標(biāo)時(shí)設(shè)置聲屏障揚(yáng)塵控制：施工區(qū)域每日灑水3次，裸土覆蓋率100%六、應(yīng)急預(yù)案6.1風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分級(jí)風(fēng)險(xiǎn)類型風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)警指標(biāo)響應(yīng)級(jí)別橋梁沉降超標(biāo)Ⅰ級(jí)日沉降量＞2mm紅色預(yù)警盾構(gòu)機(jī)卡殼Ⅱ級(jí)扭矩＞3500kN·m橙色預(yù)警管片滲漏水Ⅲ級(jí)滲漏量＞0.1L/min黃色預(yù)警6.2應(yīng)急處置流程6.2.1橋梁超沉應(yīng)急處置立即停止盾構(gòu)掘進(jìn)，保持土倉壓力穩(wěn)定啟動(dòng)快速注漿系統(tǒng)，向隧道頂部注入雙液漿橋梁墩頂安裝臨時(shí)鋼支撐，限制繼續(xù)沉降加密監(jiān)測頻率至1次/小時(shí)，直至沉降速率＜0.5mm/天6.2.2盾構(gòu)噴涌應(yīng)急處置關(guān)閉螺旋輸送機(jī)出土閘門，保持土倉壓力注入高濃度膨潤土（黏度＞60s），形成止?jié){塞啟用備用注漿系統(tǒng)，向掌子面注入水泥-水玻璃雙液漿待穩(wěn)定后，采用地質(zhì)雷達(dá)探測前方地層情況七、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析7.1監(jiān)測頻率與周期穿越前1個(gè)月：1次/天穿越期間：1次/2小時(shí)穿越后1個(gè)月：1次/天后續(xù)監(jiān)測：1次/周，持續(xù)3個(gè)月7.2預(yù)警值設(shè)置監(jiān)測項(xiàng)目預(yù)警值控制值極限值墩頂沉降5mm8mm12mm傾斜度1/50001/30001/2000隧道隆起10mm15mm20mm7.3數(shù)據(jù)處理要求采用BIM+GIS技術(shù)建立三維可視化監(jiān)測模型，實(shí)現(xiàn)：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與傳輸變形趨勢預(yù)測分析超預(yù)警值自動(dòng)報(bào)警監(jiān)測報(bào)告自動(dòng)生成八、施工總結(jié)與驗(yàn)收8.1施工資料歸檔需提交的關(guān)鍵資料包括：盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)記錄表（每環(huán)一份）橋梁變形監(jiān)測日報(bào)表（穿越期間）管片質(zhì)量檢測報(bào)告（第三方檢測）同步注漿材料試驗(yàn)報(bào)告8.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)橋梁最終沉降量≤10mm，差異沉降≤5mm隧道結(jié)構(gòu)圓度偏差≤3%管片接縫滲漏量≤0.05L/(m·d)地