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市政跨河综合管廊施工投标文件59p
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市政跨河综合管廊施工投标文件59p
本工程管沟结构的施工工艺为盾构法,盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备,以盾构机的盾壳作支护,用前端刀盘切削土体,由千斤顶顶推盾构机前进,在盾构机外壳的保护下连续拼装预制管片为衬砌,从而形成隧道的施工方法。盾构机的类型有多种,本工程拟采用的土压平衡式盾构机,是目前国内地铁区间隧道建设领域应用最为广泛的类型。土压平衡式盾构是利用安装在盾构机最前面的全断面切削刀盘,将切削下来的土体排入刀盘后面的密封舱内,并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力保持平衡,以减少盾构推进对地层土体的扰动,从而控制地表沉降或隆起,在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的排出土渣。
盾构法施工具有工艺先进、安全快速、结构质量及防水质量好及对周边环境干扰小的特点。近年来,除在国内地铁区间隧道建设领域得到广泛的采用外,在城市地下管线工程、城市交通隧道工程、输供水管线等众多领域,盾构工法也取得了越来越多的发展。
由于盾构法施工隧道施工技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多,因此,建设管理人员应熟悉和掌握盾构法隧道施工管理与监控重点及相应对策,分析盾构法施工的全过程,分阶段、分层次,按内容不同,对工程施工过程进行管理与控制,在项目管理工作中才能真正做到有效地对施工安全、质量、进度进行监控,从而为业主提供优质的服务。
2.2.1盾构工作竖井施工管理
根据本工程初步设计,盾构工作竖井采用钢筋混凝土沉井结构,始发井平面尺寸为22×30m,井深约17.55m,接收井平面尺寸为22×20m,中间设中隔墙和钢筋混凝土框架支撑体系。沉井施工采用不排水下沉,井内出土采用水下挖土或水利机械出土方式。
根据对本工程建设环境、场地条件的调研,沉井施工以现场分段预制,分段下沉的组织方式为宜,因此,沉井构件的预制及下沉成为盾构工作井施工成本与进度控制的关键环节。在管理过程中需要对现场测量定位、模板加工及安装、混凝土浇注、下沉姿态控制、施工缝处理、刃脚保护、土方开挖顺序、基坑排水、封底混凝土浇注等方面进行严格控制。要求施工单位在施组中对以上问题重点考虑。
2.2.2盾构法隧道施工管理
2.2.2.1盾构法隧道施工阶段的划分
建设单位在土建工程招标前进行工期筹划时,应考虑盾构机的提供方式。根据目前国内地铁盾构法施工的经验,一般可分成三种模式:租赁(建设方出租或企业之间租赁)、施工企业自有、新购置(企业自购或建设方购置)。结合上述提供盾构机的三种模式,综合考虑盾构法施工的组织过程,可将盾构法施工与常规工法施工相比,对所增加的施工阶段划分如下:
盾构机招标购置阶段;
盾构机设计、制造(改造)阶段;
盾构管片(含管片模具)生产、供应阶段;
盾构机进场、工作竖井端头土体加固阶段;
盾构法隧道初始掘进阶段;
盾构法隧道正常掘进阶段;
盾构隧道盾构机接收(或进井)阶段;
盾构机解体撤场阶段。
2.2.2.2各阶段的管理与控制
2.2.2.2.1盾构机招标购置阶段
该阶段要选定(或确定)满足工程要求的盾构机,对盾构机的功能配备、设备使用性能、各项系统的技术规格、关键系统或项目的参数指标,以及盾构机对工程建设条件的适应性,给出准确和适宜的回答。该阶段的控制要点关键在于盾构机的工程适应性和设备的使用性能。如果控制得好,基本可以保证隧道掘进阶段的施工顺利进行;否则,将会增加很多困难。为了达到这一目标,要针对工程的实际条件,从以下几个方面进行管理和控制。
(1)工程地质条件:需对本工程隧道拟穿越地层的典型地质的状态进行分析,特别是地层颗粒级配及石英含量。这些指标对盾构机的类型、刀盘形式、刀具形状、刀具布置及耐磨特性等均有直接关系。
(2)工程水文条件:需对本工程隧道拟穿越地层的地下水赋存形式和分布状态、地层渗透系数等进行分析,该指标对盾构施工开挖面的稳定、盾构施工是否伴随出渣过程而发生喷涌(加泥式土压平衡盾构)以及掘进速度,都会带来影响。
(3)隧道沿线地表(地下)或周边建、构筑物对沉降控制的要求:本工程拟建隧道场地范围内1号路为现状道路,1号路西侧有约80m宽的填海区,填海区以西即为xx。1号路西侧道路边线以西约17m位置现有1排110kv电力电缆高压铁塔;1号路西侧道路边线以西约25m位置正在施工一条临时道路,路宽约18m;临时道路以西现敷设有2根DN1200原水管以及部分通讯光缆,这些现状管线、构筑物对沉降控制要求较高,相应也对盾构机的可操控性以及壁后同步注浆系统有特别的要求。
(4)盾构机辅助性能或措施的适应性要求:如局部地段对刀具、添加改性剂等的特殊要求,以及对盾构机的综合性能,都会造成影响。
(5)本工程盾构机选型要满足在4.5%的纵坡下的掘进要求。大坡度施工时的盾构机需提高输送管片、材料及施工设备等运送装置(台车等)的容量(如功率等),另外由于坡度较大,所以考虑盾构机构造时,需把盾构机内的所有设备的稳定和安全措施放在首位。
以上仅考虑了技术与施工条件,尚未考虑经济性。不容置疑,盾构机的性价比必然是一个重要的参考指标。在实际操作中,可以从施工队伍的技术水平及组织能力方面综合平衡,对盾构设备的某些技术性能指标进行取舍。对于租赁及自有的情况,应按照拟建隧道地质条件、建设环境条件、工期要求对盾构机进行分析评估和改造,控制目标仍然是盾构机对本工程的适应程度和设备的使用性能。
2.2.2.2.2盾构机设计、制造(改造)阶段
该阶段为盾构机实体构成阶段,管理和控制目标应依据所签订的购买合同,严格合同管理,切实做到设备供应商按合同规定的质量、交货期提供盾构机。鉴于本工程的特点、规模及工期要求,在国内现有盾构机的范围内进行选择,并加以改造是较为适宜的盾构机选择方式。因此,本阶段的管理重点在于对拟投入使用的盾构机进行维护、检修及改造使之适应于本工程的地质条件、水文条件、建设环境及工期的要求。
2.2.2.2.3盾构管片生产、供应阶段
管片是盾壳的保护下在盾尾拼装成环形成隧道的,它是盾构法施工的关键工序,管片制作、拼装的质量好坏直接影响到隧道结构的安全和使用功能。预制管片加工精度要求与养护要求高、强度与抗渗性能要求高,其质量优劣、生产进度是否满足盾构掘进施工要求,直接决定盾构法隧道的工程质量和施工进度,因此管片生产的管理和控制极为重要。控制的主要项目有:管片质量(包括模具质量、数量)、管片的生产工艺、管片出厂与进场检验、管片的存放时间与场地及运输等。
(1)管片制作监控
项目管理对管片制作过程应严把质量关,在满足以下条件的前提下才能允许管片出厂。
制作管片模具的精度符合规范要求。
制作管片类型、管片脱模后成品外观质量及尺寸偏差满足设计和规范要求。
管片的砼抗压强度及抗渗指标满足设计要求。
管片的检漏检测和三环试拼装检验符合规范要求。
(2)管片进场检查
管片制作合格后需根据现场施工需要分批由预制厂运输至现场。项目管理对进场管片的检查是对管片制作质量的第二次复查。检查的重点包括:
根据管片排序图核对进场管片规格是否满足施工需要。
审查进场管片出厂质量合格证明文件。
复查进场管片外观质量,若发现缺陷应及时督促施工单位进行修补。
(3)管片拼装前检查
根据管片接缝防水设计要求一般需粘贴防水密封垫,项目管理人员应在管片拼装前对密封垫粘贴位置和粘贴质量逐块检查。
(4)管片成环后检查
管片成环后的质量是衡量和判断盾构法隧道质量合格与否的主要依据。项目管理在进行检查中应重点检查以下内容:
高程和平面偏差。
纵、环向相邻管片高差和纵、环向缝隙宽度。
纵、环向相邻管片螺栓连接。
根据对本工程管片设计参数、所需管片总体数量(及类型)的分析,选择适宜的管片预制厂家、提高管片模具利用率、缩短运距是关键性问题,对此可采取对周边构件预制厂进行比较调研、优化管片设计、提前组织管片生产、合理安排管片存放场地等措施以降低管片生产成本。
另外,根据本工程初步设计,为进一步提高管片的抗渗性能,提高管片的防水、防腐性能,在管片的外表面及管片部分侧面采用水泥基渗透结晶型防水涂料进行外防水处理。因此,在管片生产、运输、存储,特别是管片拼装过程中(防止盾尾密封刷破坏)应重点关注对此外防水层的保护。
2.2.2.2.4盾构进场及设备组装调试阶段
(1)盾构机进场阶段:盾构机属超高、超宽及超重大型设备,进入施工现场必然收到沿途环境条件的限制。因此,盾构机进场必须有运输方案和组织计划,并得到城市相关管理部门的批准。该阶段管理和控制要点是检查是否编制了切实可行的运输方案,运输线路、时间是否经过实地考察,沿途需要加固或挑高的道路、桥梁及悬挂物是否都已落实,保证设备的安全运输以及减少对社会环境的影响是控制的目标。
(2)盾构机组装调试阶段:盾构机下井组装与盾构机进场是一个整体,特别是对于分块较大较重的部件,一般不采用二次吊运方案,盾构分块部件进入现场后,对盾构机的分块方式、分块重量和尺寸均有特别要求,及盾构机在设计、制造阶段就已考虑了盾构机的组装。因此,管理的内容是吊装方案的科学性、合理性及组织的有序性,控制重点是安全。
盾构机的调试是一项细致的工作,必须在分系统、分项目调试结束后,再进行整体联动调试。盾构机组装调试结束后,应组织相关各方人员进行设备初步验收,验收结果要形成书面报告备查。调试阶段需要关注切削(刀盘)系统、推进系统、壁后注浆系统、管片拼装系统、出渣系统、盾尾密封系统、操作控制(如压力等)系统、测量系统等。
(3)为了确保盾构出洞施工的安全和更好地保护附近的地下管线和建(构)筑物,盾构出洞前需对出洞区域洞口土体进行加固。土体加固的方法较多,但无论采用何种加固方法,对土体加固的效果检验始终应作为项目管理重点控制的内容。工作竖井端头土体加固要按照设计图组织实施,并编制土体加固专项施工方案。专项施工方案应对加工工艺、加固材料、质量控制标准、加固过程控制提出明确要求,施工过程要严格把关,如实记录施工过程。