铜东盾构区间右线100环验收报告修改版.docx

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铜东盾构区间右线100环验收报告修改版

合肥轨道交通2号线土建四标段

【铜陵路站～东一环路站区间】

右线盾构百环验收自评报告

中铁十八局集团有限公司

合肥市轨道交通2号线土建TJ04标项目经理部

二〇一四年十一月七日

【铜陵路站～东一环路站区间】

右线盾构百环验收自评报告

1编制说明及依据

1.1编制说明

【铜陵路站～东一环路站区间】右线盾构于2014年10月10日始发掘进，至2014年10月30日累计完成96环（每环长1.5m）成型隧道施工，目前已完成掘进144米，现对右线隧道前96环成型隧道施工情况及成型质量进行如下汇报。

1.2编制依据

（1）《铜陵路站～东一环路站区间隧道平纵断面设计图》

（2）《铜陵路站～东一环路站区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》

（3）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003年版）

（4）《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008

（5）《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2011

（6）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008

（7）《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911-2013

（8）盾构专项施工方案及专项安全方案、管片需求计划

2工程概况

2.1工程参建单位

建设单位：

合肥城市轨道交通有限公司；

设计单位：

中国中铁二院工程集团有限责任公司；

勘察单位：

中国中铁二院工程集团有限责任公司；

监理单位：

中铁二院（成都）咨询监理有限责任公司；

施工单位：

中铁十八局集团有限公司；

监督机构：

合肥市轨道交通建设工程质量安全监督站。

2.2沿线地面环境概况

【铜陵路站～东一环路站】区间沿长江东路铺设，周边均为7层以下多层建筑，对盾构施工影响较少。

长江东路为双向八车道，宽度约45m，是合肥市东西方向主要通道之一，路面交通繁忙、车和人流量大。

区间隧道线距15～15.95m，隧道拱顶埋深约11.28～20.20m，隧道上方有电力、雨水、污水、热力等管线，埋深较浅，在路口处形成穿越关系。

区间线路自出铜陵路站之后向沿长江东路西行，下穿东一环下穿道，之后进入东一环路站，区间沿线建（构）筑物分布图见图1。

图1铜陵路站～东一环路站区间沿线建（构）筑物分布图

2.3线路及管片设计概况

【铜陵路站～东一环路站】区间右线隧道全长单线延米860.759m，均采用盾构法施工。

盾构隧道采用300mm厚C50P10钢筋混凝土管片，管片外径6000mm，内径5400mm，宽度1500mm。

管片环向分块采用6块方式，1块封顶块（K）+2块邻接块（B1、B2）+3块标准块（A1、A2、A3）。

采用错缝拼装。

区间隧道最大坡度为27.51‰，最小转弯半径为400m，具体曲线要素见表1。

表1线路曲线参数表

区间隧

道名称

区间起

讫里程

区间

长度

最小转弯半径

最大坡度

隧道顶部埋深

线路间距

铜陵路站～东一环路站

YSK33+579.869～YSK32+719.110

860.759m

400m

27.51‰

11～20m

15～16m

2.4地质及水文地质概况

【铜陵路站～东一环路站】区间隧道主要穿越地层为黏土②层、粉细砂③层、黏土④层，为Ⅵ级围岩，围岩稳定性较差。

拱腰穿过土层主要为粉细砂③层、黏土④层，拱底穿过土层主要为黏土④层、全风化泥质砂岩⑥层，全风化泥质砂岩为Ⅴ级围岩，围岩稳定性较差。

区间隧道洞身经过围岩级别详见下表2所示，区间隧道穿越的主要地层详见图2。

表2右线隧道洞身经过围岩级别表

里程

长度（m）

隧底

边墙

拱顶

隧道围岩综合级别

岩土分层

围岩级别

岩土分层

围岩级别

岩土分层

围岩级别

YSK33+579.869～YSK33+479.869

100

<3-2><3-3>

Ⅵ

<3-2>

Ⅵ

<3-2>

Ⅵ

Ⅵ

图2铜陵路站～东一环路站区间地质纵剖面图

3施工组织安排

3.1人员配置

【铜陵路站～东一环路站】右线盾构施工现场管理、机组及后配套人员按作息时间分为白班和夜班，每班人员配置为：

管理人员3人（1个盾构队队长、1个班长、1个技术主管），机组人员6人（1个盾构操作手、3个机修工、1个电工、1个土建技术员），后配套人员19人（主管1人、拌合站工人3人、龙门吊司机1人、司索工4人、充电工1人、电瓶车司机1人、管片拼装工1人、螺杆工2人、杂工5人）。

根据右线前96环掘进情况，上述人员配置能够满足盾构施工的正常需要。

3.2机械设备配置

右线盾构施工主要设备配置为：

1台Φ6250mm土压平衡盾构机、1台50T龙门吊、1座拌合站。

（1）右线盾构施工采用的是由中铁重工制造生产，编号为ZTE6250型土压平衡盾构机，该盾构机已于2014年5月8日顺利通过合肥城市轨道交通有限公司组织的盾构机适应性专家审查，于2014年9月30日完成盾构机组装调试并通过验收。

目前盾构机各系统设备运行正常，设备性能良好，盾构掘进、管片拼装及同步注浆等工作正常有序进行。

（2）盾构施工垂直运输采用1台50T龙门吊主要用于渣土吊运、1台45T龙门吊主要用于管片吊运及其他辅材耗材吊运，龙门吊于2014年7月4日完成安装调试并通过验收各项手续齐备，目前设备运行正常能够满足盾构施工的正常需要。

（3）盾构同步注浆砂浆拌制采用1台HZS40E型拌合站并配备1个100T型水泥罐和1个100T型粉煤灰罐，目前拌合站设备运行正常，拌浆质量良好满足设计配合比及施工要求。

3.3施工材料

盾构施工的主要材料包括盾构管片，管片防水材料（止水条、螺栓密封垫圈），管片螺栓，同步注浆材料（水泥、粉煤灰、膨润土、砂），盾构施工辅助材料（钢轨、轨枕、水管、走道板），盾构施工消耗材料（油脂、泡沫）等。

（1）盾构管片由中铁十二局生产提供，管片生产过程中的每一道工序均在驻厂监理工程师验收合格后进行，所有管片进场检验合格后方使用。

目前铜～东区间管片生产滞后，管片生产进度不能满足区间盾构施工的正常需要。

（2）盾构管片防水材料（止水条、螺栓密封垫圈）及管片螺栓等材料均在监理工程师现场监督下按规范抽检比例送业主指定的具有专业资质的第三方检测机构检测合格后才投入使用。

目前管片防水材料储备充足、质量合格、安装质量及防水效果良好。

（3）同步注浆原材料（水泥、粉煤灰、膨润土、砂）由项目部根据规范要求自行采购，在监理工程师现场监督下按规范抽检比例送业主制定的具有专业资质的第三方检测机构检测合格后才投入使用。

（4）盾构施工辅助材料（钢轨、轨枕、水管、走道板）由项目部根据现场施工进度集中调配；盾构施工消耗材料（油脂、泡沫）由项目部根据设备性能、使用环境及施工进度选择材料品种及规格集中采购。

目前盾构施工所用的辅材及耗材储备充足且质量良好，能够满足盾构施工的正常需要。

4施工过程总结

4.1掘进参数分析及总结

【铜陵路站～东一环路站】右线隧道前96环（里程YSK33+579.869～YSK33+723.869）盾构掘进主要参数详见表3所示。

表3盾构掘进主要参数

管片环号

推进日期

同步注浆（m³）

出土量（m³）

千斤顶总推力（KN）

推进速度（mm/min）

刀盘扭矩（KN·M）

土仓压力（MPa）

1

2014.10.11

\

66

7500

23

2200

0.5

2

2014.10.12

\

55

8500

20

1975

0.9

3

2014.10.12

\

54

9250

21

3024

0.7

4

2014.10.13

\

56

9300

19

2630

1.1

5

2014.10.13

20

60

9000

20

2500

0.7

6

2014.10.13

4

51

9000

21

2100

1.1

7

2014.10.13

4

66

9400

22

2600

1.1

8

2014.10.14

4

65

9600

22

2900

0.8

9

2014.10.14

4

66

9700

25

2400

1.1

10

2014.10.14

4.5

56

9400

26

2640

1.1

11

2014.10.14

5

60

9500

30

2500

1.2

12

2014.10.14

5

65

9650

32

2639

1.4

13

2014.10.15

4

62

10000

40

2800

1.1

14

2014.10.15

4

53

10900

40

2790

1.5

15

2014.10.15

4

51

10600

44

2392

1.6

16

2014.10.15

4

54

10800

42

2850

1.2

17

2014.10.16

4.5

51

10000

42

2600

1.2

18

2014.10.16

4

52

10200

20

3800

1.3

19

2014.10.16

3.5

54

9700

40

2358

1.4

20

2014.10.16

5.5

56

12180

42

2772

1.8

21

2014.10.16

3.5

54

11780

51

3209

1.3

22

2014.10.17

4

52

10518

44

2600

1.3

23

2014.10.17

4.5

56

11000

45

2800

1.6

24

2014.10.17

4

59

11000

36

2900

1.2

25

2014.10.18

4

53

10100

35

2800

1.1

26

2014.10.18

4

55

11000

32

2850

1.2

27

2014.10.18

5

57

11000

45

2800

1.2

28

2014.10.18

4.5

55

10500

35

2890

1.1

29

2014.10.18

3.5

55

10000

35

2600

1.4

30

2014.10.18

4.5

52

11000

45

3000

1.1

31

2014.10.19

4.5

53

10200

30

2800

1.2

32

2014.10.19

4

56

10500

42

2980

1.2

33

2014.10.19

3.5

55

9800

45

3050

1.2

34

2014.10.19

4.5

52

9600

40

3100

1.1

35

2014.10.20

3.5

52

9900

40

3500

1.2

36

2014.10.20

4

55

10500

45

2850

1.4

37

2014.10.20

3.5

50

11500

33

2200

1.4

38

2014.10.20

4

48

10500

45

2500

1.4

39

2014.10.20

4

52

10200

38

2960

1.2

40

2014.10.20

4

57

10800

53

3463

1.5

41

2014.10.21

4

60

10900

41

2860

1.1

42

2014.10.21

4

58

10900

42

3272

1.3

43

2014.10.21

4

52

11000

40

2980

1.6

44

2014.10.21

4

50

10100

37

2920

1.2

45

2014.10.21

4.5

50

11000

42

2860

1.4

46

2014.10.21

4

53

10100

40

2870

1.3

47

2014.10.22

4

61

11900

43

2976

1.3

48

2014.10.22

4.5

52

11890

41

3090

1.1

49

2014.10.22

4

55

10000

42

2800

1.3

50

2014.10.22

4

55

10500

40

2900

1.3

51

2014.10.22

4

50

9600

30

2740

1.2

52

2014.10.22

4

61

10900

45

2710

1.3

53

2014.10.22

4.5

64

11400

35

3345

1.4

54

2014.10.23

4.5

54

10900

41

2960

1.3

55

2014.10.23

4.5

61

10100

43

2998

1.2

56

2014.10.23

4

53

10200

40

2700

1.3

57

2014.10.23

4

53

10400

42

2970

1.2

58

2014.10.23

4.5

60

9700

39

2729

1.3

59

2014.10.23

5

54

9900

43

3000

1.2

60

2014.10.23

4.5

58

9800

32

2790

1.3

61

2014.10.24

4.5

53

9300

30

2420

1.2

62

2014.10.24

4.5

59

10800

38

2750

1.3

63

2014.10.24

4.5

52

9500

38

2612

1.2

64

2014.10.24

4.5

55

9300

41

2543

1.2

65

2014.10.24

4.5

54

10100

31

2800

1.2

66

2014.10.25

4.5

53

10700

35

2765

1.4

67

2014.10.25

4.5

53

10100

34

2980

1.3

68

2014.10.25

5

50

11000

40

2668

1.2

69

2014.10.25

4.5

52

10100

32

2798

1.3

70

2014.10.26

4.5

60

11000

25

3000

1.1

71

2014.10.26

4.5

61

11500

32

2800

1.2

72

2014.10.26

4.5

58

10400

27

1600

1.4

73

2014.10.27

4.5

52

9800

36

1800

1.3

74

2014.10.27

4.5

50

10000

46

2300

1.3

75

2014.10.27

4.5

54

11000

48

2850

1.2

76

2014.10.27

4.5

59

11700

54

3170

1.3

77

2014.10.27

4.5

48

10500

48

2460

1.4

78

2014.10.28

4.5

52

10700

47

2614

1.4

79

2014.10.28

4

54

11000

42

2760

1.4

80

2014.10.28

4.5

58

10250

35

2780

1.2

81

2014.10.28

4.5

55

10700

43

2467

1.3

82

2014.10.28

4.5

60

10600

38

2740

1.3

83

2014.10.28

4.5

61

10400

35

2750

1.1

84

2014.10.28

4.5

60

10700

51

2790

1.4

85

2014.10.28

4.5

52

11600

38

2790

1.5

86

2014.10.29

4

50

11400

46

2980

1.4

87

2014.10.29

4.5

48

11200

46

2587

1.3

88

2014.10.29

4.5

61

12000

40

2840

1.3

89

2014.10.29

4.5

61

11900

65

3450

0.9

90

2014.10.29

4.5

59

11600

67

2871

1

91

2014.10.29

4.5

58

11200

60

3000

1.1

92

2014.10.29

4

61

11400

48

2832

1

93

2014.10.29

4.5

51

11300

54

2796

1.3

94

2014.10.29

4

50

11200

64

2893

1.4

95

2014.10.30

4.5

50

11500

64

2896

1.4

96

2014.10.30

4

54

11600

52

2861

1.4

根据前96环盾构掘进参数采集及地面沉降分析，我部进行总结及分析适合本区间较为合理的掘进参数见表4所示。

表4掘进参数控制表

土仓压力

1.0～1.4bar

刀盘扭矩

2500～3000KNm

总推力

11000KN～12000KN

掘进速度

30～50mm/min

出土方量

50～60m³

注浆量

4～5m³

注浆压力

2.4～2.6bar

（1）土仓压力

设定土压力遵循原则：

土压力设定值的变化规律应符合理论计算土压力的变化规律；预设的土压力与地面沉降变形特征相匹配，并根据变形规律的发展及时做出调整。

土压力P1的计算分深埋隧道与浅埋隧道两种情况计算。

当隧道埋深H<2D（D为盾构外径）时，为浅埋隧道，上覆水土产生的压力全部作用于开挖面。

其土压力P1的计算按公式

P1=K0×γ×h=（1-sinφ）×γ×h

φ为内摩擦角，γ为土的容重，h为刀盘中心至土体面的高度。

当隧道埋深H>2D时，由于隧道埋深较大，土体在隧道上方形成拱效应，上部土体产生的土压力不会完全作用于开挖面。

其土压力计算公式

太沙基理论公式计算：

Pa=γztan2（45°-φ/2）（砂土层）；

Pa=γztan2（45°-φ/2）-2ctan（45°-φ/2）（粘土层）。

始发段土仓压力值按照

P0=Ka×γ×H=（1-sinφ）γ×H=（1-sin15°）×20×12=1.7bar。

在初始掘进时，我部严格按照理论土压值进行设定，在施工过程中根据地层沉降监测数据及时调整、优化土压的设定值。

我部在初始掘进过程中发现土压设置稍低于理论土压力时，地表沉降数据依然在可控范围之内，故我部在掘进过程中实际是采用略低于理论土压值方式掘进，在管片拼装过程中采取注入膨润土停机保压措施。

根据监测数据显示，土压力设定较为合理。

盾构施工过程中，会出现由于机械故障维护等因素造成的长时间停机等待的情况，由于泥浆流失引起掌子面的不稳定而引起地面产生沉降甚至塌陷的事故，导致影响工程的正常进展，为了防止这种危险情况出现，向土仓注入一定方量（约占整个土仓容积的1/3）的高浓度膨润土浆，调节气压系统增大仓内压力，通过较高压力让高浓度泥浆与盾构机刀盘前方土体之间充分接触，重新制造较好质量的泥膜或者修补之前刀盘上薄弱的泥膜，改善土体的稳定性，继而确保较长时间停机等待的过程中刀盘掌子面和前方土体的稳定，达到预期中的效果。

图3土仓压力设定值曲线表

（2）同步注浆

同步注浆是盾构施工的重要工序，注浆饱满、均匀是控制地表沉降的有力保证。

注浆量按照以下公式进行理论计算：

Q=V·λ

λ—指注浆率（一般取100%—120%）

V—盾构施工引起的空隙（m3）

V=π（D2-d2）L/4

D—指盾构切削外径（m）（削切外径6.280m）

d—指预制管片外径（m）（预制管片外径6.000m）

L—回填注浆段长即预制管片每环长度（预制管片每环宽1.5m）

根据公式计算得

V=（6.282-62）×3.14×1.5×（100%-120%）/4=4.049～4.859m3

即注浆量为4.049～4.859m3/环。

百环推进过程实际注浆量为4.5m3/环，其中以4.5m3/环居多，具体注浆参数见图4所示。

同步注浆注浆实际压力大于开挖面的土压力，一般可控制在1.1～1.2倍的静止土压力范围内。

同步注浆采用的浆液材料主要有粉煤灰、砂和膨润土等。

本工程浆液配合比如表5所示。

表5同步注浆材料配比表

水泥（kg）

粉煤灰（kg）

膨润土（kg）

砂（kg）

水（kg）

外加剂

140

373

56

779

500

按需要根据试验加入

该浆液配合比经我部自行实验及送检报告显示，其性能指标如下：

1）初凝时间：

一般为3～6h，对于强透水地层，可通过现场试验进一步调整配比和加入速凝剂，进一步缩短初凝时间。

2）固结体强度：

1天不小于0.6MPa，28d不小于4.7MPa。

3）浆液固结收缩率<5%。

4）浆液稠度：

10～12cm。

5）浆液稳定性：

倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。

图4注浆量曲线图

（3）推力、推进速度及刀盘扭矩

图5推力、推进速度及刀盘扭矩曲线图

通过图表数据分析，总推力控制在11000KN～12000KN之间，掘进速度控制在30～50mm/min之间，刀盘扭矩控制在2500～3000KNm，我部盾构额定扭矩为5700knm，施工实际扭矩为额定扭矩的61%～79%，以上参数控制在合理的参数范围之内较为合理。

（4）出土量

我部采用的盾构机开挖直径为6280mm，管片外径为6000mm，管片宽度为1500mm。

每环理论出渣量（实方）为：

（π·D2）L/4×=（π×6.2802）×1.5÷4=46.43m3/环

D-刀盘开完直径；

L-管片长度。

每环理论出土量为46.43m³，膨润土注入量为4～7m³/环，泡沫注入量为20～45L/环。

出土、膨润土密度分别为2t/m³、1t/m³，泡沫比例为3％，故每环理论出土重量为：

46.43*2+7*1+45/30=101.36t

我部在盾构推进过程中严格把控出渣量，派专人负责。

土建工程师根据推进油缸行程观察渣土车的容量情况。

根据图6出土量曲线图可知，本次百环推进出土正常。

图6出土量曲线图

5成型隧道质量

5.1隧道线形

通过测量人员的人工复测，将数据进行整理，首推百环成型隧道管片姿态均在±50mm范围内（规范允许偏差值±100mm范围内）。

水平偏差-22～23范围内，垂直在-32～50范围内，其中水平偏差最大值为第65环23mm，垂直偏差最大值为第45环+50mm。

部分成型隧道线性人工复测姿态如下表：

表6隧道线性人工复测表

环

号

设