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城市道路与地铁施工交叉工程管理办法

2021-04-01钱城

中华建设 2021年11期
关键词:福泉标段盾构

钱城

城市建设在不断发展,而所建项目涉及的施工内容较多,城市管线和地铁以福泉片区主干路网为载体,而且施工过程会有交叉步骤。本文将福泉高速公路的连接线B段拓宽改造工程作为例子,将全面分析如何对东界路策划对接、设计、现场施工三方面的问题,以期提出合理有效的措施供相关人员借鉴。

一、工程概况

福泉高速公路连接线拓宽改造工程(B段)共分为4个标段(B1~B4标段),B1标段主线起于现状潘墩路以北约500m处,桩号K-1+500,向东南方向经现状潘墩路、连坂河,至B1标段终点K1+520,全长2020m,北侧辅道G设计起点桩号FDGK0+440,B1标段终点桩号FDGK1+480,南侧辅道H设计起点桩号FDHK0+440,B1标段终点桩号FDHK1+690,从主线起点至K0+440段辅路随主线平面布置,未单独设置桩号。

二、工程重合段设计方案

确保轨道交通设施安全,道路工程作为管线与轨道地下空间的载体,在项目前期研究阶段、设计优化、项目实施等阶段需对工程交叉所造成的相关影响进行分析、总结、优化。并统筹双方参建单位就相关技术节点进行分析、论证,加强全过程的管理,合理安排施工时序,从而保证工程施工质量、安全。

以潘墩路作为福泉高速公路连接线拓宽改造工程(B段)的起点,并向东南方向延伸,前后依次通过潘墩路、三环路、站后路,以螺城路为终点,最终完成和A段之间的连接,拓宽主线时按照高速公路的走向,设计标准以城市快速路为准,双向八车道,全长为6000m,设计车速达到80km/h,两侧新建辅路系统,辅路按城市次干路标准设计,单向两车道,设计车速40km/h,北侧辅路G全长约6035.013m(设计桩号FDGK0+440~FDGK5+535.013),南侧辅路H全长6114.734m(设计桩号FDHK0+440~FDHK5+614.734),红线宽度70~100m。

通过地质勘测发现本道路工程中较多路段的地质均为软土,而且软土层较厚,又富于变化。福泉高速沿线地表的填石层达到了3~5m,此次工程所改造的路基并不需要很大的填高,如果想通过把填石层挖除的方式处理软基,会存在耗费成本、技术困难两个缺点。

所以,本工程一般会先把填石层引孔,再利用高压旋喷桩的步骤来处理软基。当然面对承载力的需求不同、结构物分布的不同以及路基填高的不同,会有不一样的处理方式。比如说面对无管廊带的路基拼宽路段为使新旧路基间的沉降处于均匀状态,可选用的设备便是Φ600高压旋喷桩;而当路基拼宽段有管廊带时,所用到的设备便是Φ800mm高压旋喷桩(双管法),承载力需求不同,该设备的桩距不一。当面对的是桥头路段时,需把桥头过渡段的桥头跳车消除。

三、设计优化阶段

1.施工界面衔接

开挖地铁站点时选用到的方式为明挖,开始设计工程时一定要和轨道建设单位协同好施工界面,才能更好地在施工工期内高质量完成施工。地铁施工单位需先将围挡范围内的区域明挖,当主体结构结束施工后,依据城市主干路路基压实度0.95和应弯沉值交付路床,在设计施工图时就要表面路基压实度不得低于0.95,粒径不能超过10cm,路基填料的CBR不能小于8,而土基会谈模量E0不能小于30MPa。

涵洞的箱涵为3m×2m,并将涵洞设置在林前站地铁的出入口上部位置,且两者之间的距离达到了0.5m,该箱涵将道路的东、西向水系连接在一起。由于箱涵的作用就是充当排水设施,填土后一般会发生不均匀的沉降,而且可能出现漏水,为此需以调整涵洞纵断面的方式进行优化,从0.75%变为0.5%,同时还需调整出入口和涵洞距离,一般为1.0m。粉质粘土防水层通常布设在出入口上方,以避免涵洞排水会对地铁出入口产生影响。

2.施工时序盾构

路基填方高达到了5.8m,而挡墙高的范围是3~5m,用填块石对路基底部进行处理,围堰布设在路基两侧。振密压实块石,利用功率较大的推土机、大型压实机施工,而摊铺块石的厚度不能超过500mm,粒径的最大值不能超过层厚的2/3。实验确定好压实干密度,得出孔隙率大于24。路基结束施工后再对轨道盾构施工,当路基换填之后空隙比较大,容易出现塌顶,还会拉长盾构的施工期间以及增大预注浆的施工成本。因此,利用换填块石处理挡墙的底部和挡墙应力的扩散角,利用换填透水型材料处理盾构顶部、浸水路基。完成上述方案后,会大大节约成本,缩短工期。

四、施工过程中风险控制

1.下穿风险源存在风险

在掘进时,在土仓压力的变化下,地表会发生隆起或者沉降,而完成掘进后,未将管片壁后填充饱满,又会发生沉降,而上述意外会直接导致风险源出现破裂。

盾构正面压力不稳定时,土体会出现地层损失。掘进过程中,由于速度比较慢,所以进出量有限,当使用螺旋输送器时,虽然排土量会增加,但会使盾构土舱的压力急速降低,造成地层损失。如果盾构土舱的压力上升,比正面压力还大时,盾构前方便会发生升降,地层发生损失。

盾构掘进时要对以下参数进行控制,参数涵盖了土仓压力、出土量、刀盘转速、推力变化、推进油缸与铰接形成差等内容。把土仓顶部土压力控制在合理范围内,改良渣土的状态,同时降低刀具的磨损程度。每环出土量都要控制在合理范围内,避免出现超挖、欠挖的现象。

控制盾构姿态,提前对盾构的姿态进行调整,下穿风险源时,要保证盾构姿态一直遵守“勤纠缓纠”的原则,且保证每环的纠偏量在-3~+3。不能发生纠偏过量的现象,否则会出现超挖、盾尾漏浆以及卡盾壳的意外。

2.监控量测

(1)监测点的布设方法

按照区间地形条件有关设计规范确定盾构区间地表沉降监测点断面,在盾构刚开始的100m,一般会隔20m设置一个断面;而其他地段,每个100m设置一个断面,断面的测点量必须大于7个;将纵向沉降监测点按10m的间隔布设在隧道中轴线上。

(2)监测控制值

监测时要综合以下三个方面,即《监测管理专题会议》要求、《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB50911-2013)以及附近环境。将预警等级分为四种,即异常数据报警、黄色、橙色以及红色,以此反馈监测数据。判别标准如下:

①异常数据:主要依靠监测数据、变化速率、控制值的关系来判断数据是否异常。

②黄色、橙色、红色预警:一般会在实测值的绝对值达到控制值,速率值也为控制值时,且发生下列任一情形:基坑支护混凝土有裂缝,而且出现了渗流水;实测值的速率、绝对值大幅上升时,便需由相关专家和风险咨询单位判定风险等级。

预警类型按照市轨道安全风险管理体系的要求分成巡视预警、监测值预警两种。在依据盾构和矿山法中规定的施工巡视预警参考表对巡视预警进行甄别和判断,监测值的预警还是按照异常数据预警、黄色、橙色以及红色进行判断。

预警类型包含两类,即巡视预警和监测值预警。前者在应用中主要参考的是盾构及矿山法施工巡视预警参考表,根据其中所规定的内容做出准确的判断,并形成具有指导意义的反馈信息;后者则分为黄色、橙色、红色及异常数据预警标准,根据此标准做相应的判断,同时形成反馈。

五、结语

通过上文的分析,在片区的开发和建设轨道的过程中,需要提前设置好工程的边界条件,而施工方式、施工工期、施工顺序都要进一步研究,如何更好地管理建设单位对于城市的发展十分重要,所以需要在保证工程高质量的前提下,尽量节约成本。所以,建设单位必须将管理体系进一步完善,项目计划也要完善,同时还需培养技术人员的专业技能,努力提升施工人员的安全意识,把控好施工的每一个环节,以实现经济效益和社会效益双赢的局面。

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