盾構全斷面穿越地下連續(xù)墻施工技術建議書

上海市基礎工程公司質量、環(huán)境和職業(yè)健康安全管理體系課題建議書SF/QESr3527課題名稱盾構全斷面穿越地下連續(xù)墻施工技術起止年月課題建議人建議書編制人2014年7月1日編寫填寫說明一、建議書編制應根據(jù)本提綱要求，逐項認真編寫，表達要明確嚴謹，字跡要清楚易辨。外來語同時用原文和中文表達。二、課題建議書編寫請使用A4紙。四、報送公司書面材料一份（特殊情況，另定）和電子文本一份。電子文本通過網絡遞交。課題建議人必須確保書面材料和電子文本的一致性。

課題建議書一、趨勢判斷和需求分析國內外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢（含知識產權狀況和技術標準狀況）；經濟建設和社會發(fā)展需求；科學技術價值、特色和創(chuàng)新點。國內外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢隨著城市地鐵網絡的不斷完善，合理充分地利用地下空間變得越來越重要。特別是隨著地鐵網絡的逐步形成，各線之間的換乘節(jié)點施工將使一些后建的地鐵隧道不得不全斷面穿越已建地鐵隧道或其它地下結構設施的圍護結構，給工程的順利施工帶來較大的難度，如何保證盾構順利穿越圍護結構并保證已有地下結構的安全正常使用，是施工中非常重要的問題。在國內軌道交通較發(fā)達的城市已先后進行了盾構穿越橋梁樁基的技術研究，比如上海軌道交通10號線盾構穿越沙涇港橋工程、蘇州軌道交通2號線盾構穿越廣濟橋工程以及沈陽地鐵1號線盾構切削橋梁樁基工程，均取得了一定的成果，施工技術已較為成熟，但盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續(xù)墻的施工先例較少，且需在短距離內連續(xù)穿越2堵玻璃纖維筋地下連續(xù)墻，如何順利穿越且不影響周邊環(huán)境以及運營中的上部結構安全是施工中需要解決的難題。我第五工程公司中標的天津地鐵5號線工程土建施工第16合同段區(qū)間盾構工程，盾構隧道右線全長1095.653m、左線全長1096.587m，為天津市的重大工程項目。該區(qū)間隧道盾構從下瓦房站始發(fā)向大直沽西路站推進，區(qū)間隧道在軟土中連續(xù)推進約1050m后需先后兩次穿越9號線大直沽西路車站主體圍護結構玻璃纖維筋地下連續(xù)墻，地墻混凝土為C30水下混凝土，穿越區(qū)含有部分普通桁架鋼筋，兩堵地墻間距為18.5m。在先軟后硬的工況下，盾構機的配置既要滿足在軟土中推進的要求又要具備穿越地連墻的能力，刀盤扭矩、推進力等都是需要考慮的問題，特別是刀具配置方面，如果采用成功切削樁基的配置并進行適當加強，可能存在在軟土中磨損過大導致無法順利切削地墻的風險，而如果采用目前切削硬巖及混凝土的主流配置-滾刀，可能在軟土中推進時已經造成了滾刀偏磨從而失去作用，反而影響了正常的推進施工，所以如何選擇施工設備是確保工程順利實施的前提，也是前期研究中需要重點解決的難題。盾構在切削地墻的過程中刀盤扭矩會不斷增大，刀盤驅動溫度會不斷升高，如果盲目向前頂進可能造成刀盤磨損嚴重、刀盤卡死等不利情況，而采用加水、加泡沫劑等減磨、降溫材料后，土艙壓力會不斷升高，在土艙減壓的過程中必將帶走部分土體，從而造成水土流失、影響上部結構的安全，所以采取何種措施確保盾構在一個較低的土體損失率下連續(xù)、快速的完成切削地墻施工，是一個需要關注的問題。盾構機切削軟硬不均的土體時，由于周邊土體無法提供糾偏反力，容易發(fā)生盾構姿態(tài)惡化，致使盾構機發(fā)生偏轉，偏離設計軸線。由于地墻為剛性結構，一旦盾構軸線偏離設計軸線，穿越過程中無法糾偏。而且兩次穿越之間距離僅為18.5m，短距離內盾構軸線無法重新擬合設計軸線，造成第二次穿越過程中軸線繼續(xù)偏離，穿越第二道地墻后距離進洞口僅28m，且上部為9號線B號出入口結構，糾偏幅度、方式受限，影響進洞安全，如何形成一套特殊工況下盾構軸線控制措施，是本課題的研究目標之一。穿越圍護結構以及在車站主體結構下方推進時勢必會對車站結構產生一定的影響，如何采用先進的監(jiān)測措施，及時、準確的反應變形情況，以便能夠及時的調整施工參數(shù)，是確保上部結構安全的重要手段，也是本課題需要重點研究的內容。另外我第五工程公司中標天津地鐵Z1線尖山路站~Z1線文化中心站盾構工程，盾構隧道右線全長1258.753m、左線全長1259.233m，該區(qū)間隧道盾構從Z1線尖山路站始發(fā)，區(qū)間隧道在軟土中連續(xù)推進約400m后需先后兩次穿越第三工程公司中標的6號線陽光樂園站主體圍護結構東西兩側的玻璃纖維筋地下連續(xù)墻，地墻混凝土強度等級C30。目前的盾構法施工不能有效地切割鋼筋混凝土結構。盾構穿越鋼筋混凝土墻，通常的施工方法是在穿越前通過人工鑿除鋼筋混凝土結構體或鉆孔、預埋管爆破鋼筋混凝土結構，增加了工人的勞動強度、降低了工效低、增加了成本和工期，并存在施工安全隱患。這個問題困擾地鐵工程中盾構穿越的圍護結構區(qū)域的設計及施工多年。正是在這種背景之下，玻璃纖維筋被應用于這個區(qū)域中，解決了此問題。但玻璃纖維筋是一種新型材料，在工程實踐中的應用并不廣泛，對其的介紹也不多。以6號線陽光樂園站玻璃纖維筋地連墻施工為例介紹其材料特性、施工工藝。2．經濟建設和社會發(fā)展需求隨著城市地鐵的持續(xù)建設，經過短短幾年的時間，天津也相繼同時進行了多條地鐵線路的建設。加上本已十分豐富的地下公用設施，且新建建筑也多為樁基基礎，留給后期地鐵線路建設的空間已不是很多，給后期線路設計帶來較大難度。如果不開發(fā)出一套完整的、能夠有效穿越障礙物的施工工法將給后續(xù)地鐵線路的設計帶來巨大的困難。同時，盾構法隧道施工必然造成周圍土層的移動，對周圍環(huán)境的影響不容忽視，而且從目前的研究現(xiàn)狀來看，針對盾構隧道掘進對周圍環(huán)境影響的研究，重點在于對土體移動機理的分析，研究主要采用了解析方法、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測相結合的方法。然而，很少有研究者將目光投向如何將地層變形控制與盾構掘進參數(shù)進行緊密聯(lián)系。因此，考慮到盾構隧道施工的特點，針對盾構隧道引起土體損失的控制，通過新型裝置的開發(fā)、利用，利用監(jiān)測信息的動態(tài)反饋等措施來建立一整套嚴格控制盾構施工土體損失的方法十分必要和緊迫。如能形成一套新型的、先進的、全面的盾構全斷面穿越障礙物的施工工藝，可為地鐵線路設計提供一個新思路、新想法，在前期規(guī)劃中只需將后期需穿越部分通盤考慮，即可直接穿越，給地鐵規(guī)劃帶來便利，從而加速城市地鐵的發(fā)展，提高建設速度，帶動經濟發(fā)展，滿足城市人口日益增長的需要。在城市地鐵地下連續(xù)墻的盾構機穿越位置采用玻璃纖維筋代替鋼筋，在盾構機進洞時可以直接切削圍護墻掘進，從而避免了事前鑿除鋼筋混凝土或爆破鋼筋混凝土結構的工作。這樣不僅簡化了施工工藝、加快了施工進度、減少施工風險，還節(jié)約了成本，取得一定的經濟效益。3．科學技術價值、特色在地下結構、公用設施日趨飽和的今天，留給城市地鐵建設的空間越來越少。盾構全斷面穿越障礙物施工技術是解決這一瓶頸問題的有效辦法之一。施工設備不適應工程可能造成無法穿越、施工措施控制不到位可能造成盾構軸線的偏差、監(jiān)測措施不全面可能造成穿越后造成土體損失過大從而影響環(huán)境安全。因此有必要在盾構全斷面穿越障礙物施工技術上做深入研究，通過設備、工藝以及監(jiān)測技術的有效整合，以期形成一套完整的施工研究成果，為我公司在類似條件下的施工技術提供借鑒，提高企業(yè)應對相似環(huán)境的競爭力，為我司實行“走出去”戰(zhàn)略提供技術后盾。玻璃纖維筋在天津地鐵6號線陽光樂園站地下連續(xù)墻的施工中的應用，使盾構穿越圍護結構時施工時更安全，大大降低了施工風險，提高了施工效率，而且取得了很好的經濟效益。玻璃纖維筋作為普通鋼筋的替代品，在地鐵車站、盾構井的圍護結構工程施工中具有較高的推廣應用價值。二、研究內容和技術關鍵課題研究的總體目標和創(chuàng)新點，主要內容及所需要解決的技術關鍵（專利技術二次開發(fā)專項申請課題要求著重描述如何通過創(chuàng)新形成新的專利技術）。1.課題研究目標本課題將以我第五工程公司中標的天津市軌道交通5號線土建施工第16合同段下瓦房站~大直沽西路站區(qū)間隧道工程作為依托工程，通過盾構隧道全斷面穿越地下連續(xù)墻的設備選擇、線形控制措施、微擾動穿越施工工藝，實時監(jiān)控措施的應用等研究成果應用于實際的穿越施工中，以理論研究為指導，重點解決工程中可能出現(xiàn)的各種施工技術問題，以達到安全、經濟和微擾動施工的目的，并最終形成完整的盾構穿越地下連續(xù)墻施工技術。本課題以6號線陽光樂園站玻璃纖維筋地連墻施工為依托，探討了玻璃纖維筋代替鋼筋的地下連續(xù)墻鋼筋籠的施工特點，對施工技術措施和注意事項進行了介紹，最終形成玻璃纖維筋地下連續(xù)墻施工技術。2.課題研究內容結合天津市軌道交通5號線土建施工第16合同段下瓦房站~大直沽西路站區(qū)間隧道盾構推進工程，對以下關鍵技術進行研究：盾構機設備各項性能參數(shù)的適應性研究；刀具適應性研究（包括刀具的形式以及刀具的布置）；盾構穿越運營中地鐵圍護結構的實時監(jiān)控技術；穿越施工防塌方預處理技術；盾構穿越地下連續(xù)墻的施工控制技術；盾構穿越地下連續(xù)墻對周邊環(huán)境影響分析；盾構穿越地下連續(xù)墻的土體損失分析；盾構穿越運營中的地鐵車站施工技術；盾構穿越地下連續(xù)墻時盾構姿態(tài)、軸線的控制技術；大埋深軟弱土承壓水層中氣壓法施工技術研究；大埋深軟弱土承壓水層中氣壓法刀具檢查及更換工法研究。結合天津市6號線陽光樂園站地連墻圍護結構工程，對以下關鍵技術進行研究：玻璃纖維筋籠與普通鋼筋籠加工制作安裝；玻璃纖維筋籠與普通鋼筋籠吊裝；3課題研究需要解決的技術難點1）盾構設備的選型以及各參數(shù)的制定，特別是刀盤刀具的配置研究。2）盾構切削地墻時的參數(shù)設定以及盾構姿態(tài)的控制。3）切削地墻時周邊土體的變形規(guī)律以及對量化指標的測定。4）穿越車站下方盾構軸線及姿態(tài)的控制。5）對運營中的車站結構影響的監(jiān)測，包括沉降量、水平位移等指標。6）大埋深承壓水地層中氣壓法施工。7）玻璃纖維筋籠與普通鋼筋籠整體吊裝前加固措施；4課題研究創(chuàng)新點1）本課題依托工程施工環(huán)境復雜，需在軟土地層中掘進1050m后短距離內連續(xù)穿越2堵玻璃纖維筋地下連續(xù)墻,施工技術難度和技術風險較大。2）通過本課題的研究，開發(fā)出一種能夠適應復合工況下推進的刀盤刀具布置，以及與之相配套的盾構機參數(shù)。3）通過本課題研究，形成一套系統(tǒng)的復雜地質條件下盾構全斷面穿越地下連續(xù)墻的施工技術。4）通過本課題研究，形成一套系統(tǒng)的盾構在運營中地鐵車站底板下方推進的施工技術。5）本課題形成一套完備的監(jiān)測技術理論來指導施工。6）大埋深承壓水層中氣壓換刀技術研究。三、預期效果和風險分析課題成果對社會發(fā)展所起的作用；經濟效益和產業(yè)化前景（預計年產值、年利潤、年節(jié)匯、年創(chuàng)匯、年節(jié)能等）；對環(huán)境影響程度及資源綜合利用情況；可能的技術風險；可能的市場風險。課題成果對社會發(fā)展所起的作用本課題圍繞盾構穿越玻璃纖維筋地下連續(xù)墻施工的特點，針對盾構設備選型、土體損失控制以及穿越施工工藝研究，形成一整套完備的施工工法，能夠保障盾構隧道的順利施工和周圍環(huán)境的安全，為今后更多的城市盾構隧道施工提供技術支撐，為今后類似工程提供一個很好的借鑒作用。經濟效益通過本課題對穿越施工可能導致土體損失過大的因素的研究，可以達到控制土體損失量的目的，確保上部結構及管線的安全，對環(huán)境保護有很大的作用，同時該工藝的成功實施可為以后線路設計帶來便利，提高地下空間的利用率，滿足對地下空間越來越大的需求，為全社會節(jié)約資源，提高經濟效益。四、公司主管部門批準意見公司總工程師：日期：目錄深圳市××科技有限公司企業(yè)組織變革的思考摘要 2對深圳××科技有限公司企業(yè)組織變革的思考 2深圳市××科技有限公司組織變革的緊迫性 3（一）深圳市××科技有限公司概況 3（二）組織變革的緊迫性 3HYPERLINK"file:///H:\\準備修改傳百度文檔\\精心下載的2016.2.20源文檔\\深圳市××科技有限公司企業(yè)組織變革的思考.