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2017:上海诸光路隧道工程(下)

作者:  来源:隧道网  发布:2020/3/20  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:诸光路通道新建工程位于青浦区与闵行区北部交界处,是国家会展中心的重要配套工程,全长2.8km,为单管双层隧道,设计时速40km/h,隧道采用一台直径14.45m土压平衡盾构“青崧号”进行施工,这也是目前国内最大的土压平衡盾构。


“青崧号”盾构始发

盾构始发出洞

2018年10月10日,由上海城投(集团)有限公司投资、隧道股份上海隧道工程有限公司承建的诸光路通道新建工程——国内最大直径土压平衡盾构“青崧号”始发掘进。隧道工程南起崧泽大道,止于北青公路,“青崧”二字则取自终点北青公路的青与起点崧泽大道的崧字。

诸光路通道新建工程盾构进出洞均采用三轴深层搅拌桩加高压旋喷桩止水帷幕型式,施工过程中辅助井点降水。加固区沿轴线方向长15m,深度为地面以下29m,底标高低于底板3m。此外,设计加固土28d无侧限抗压强度qu≥0.8MPa。

盾构进出洞地基情况

盾构推进施工

(1)浅覆土段推进

盾构机出加固区后,隧道顶最小覆土仅为9m,位于蟠龙港河底部覆土为0.62D,属浅覆土施工,给地面沉降控制增加了难度,同时盾构始发段施工为4%的坡度推进,成环隧道极有可能出现“上浮”现象。此外隧道上部覆土中含有可液化的②3a灰黄~灰色砂质粉土夹粘土及土质较差的暗浜①3浜填土,在盾构施工过程中对土层的扰动易造成地面沉降及管片上浮。

盾构推进施工

因此,为了保证盾构推进稳定性,采取了如下措施:

①始发段对地面沉降监测点加密布置,并且核准每环隧道推进时的里程、覆土厚度,确保施工中可以及时地反映土体的变形情况,及时调整施工参数;

②为防止浅隧道上浮,拼装管片时设置剪力销,并在盾构车架均匀配重;

③同步注浆量应≥120%的建筑空隙,24.1m3。注浆效果不佳时,在浆液中加入水泥,加快其凝结速度提高强度;

④深化信息化动态施工,通过监测数据,及时调整施工参数,做好各种包括采取地面跟踪注浆措施预案。

隧道管片拼装施工

(2)穿越蟠龙港河推进

盾构始发后在45~65环要穿越蟠龙港和蟠龙港防汛墙及桩基。河底与隧道顶最小净距为7.93m,并且闵行侧防汛墙下方有混凝土方桩,与隧道顶最小净距为4.92m。如果盾构掘进过程中各参数控制不到位,将会发生盾尾泄漏、河底大量冒浆、河底土层沉降较大等突发事件。

盾构穿越蟠龙港和蟠龙港防汛墙及桩基

因此,为保证盾构顺利穿越蟠龙港,采取了如下系列措施:

①土压力:原则上根据土压力计算值进行设定(考虑到隧道上部覆土厚度和荷载变化,需计算每环平衡土压力值),并且根据已施工的桩基沉降监测进行适当调整;

②推进速度:此阶段推进速度控制在10~20mm/min;

③密切控制螺旋机的出土量和土舱压力,防止超挖或欠挖现象发生;

④过河段将刀盘前方注入泡沫管路改为注入膨润土+HS-2(堵漏材料)材料,改善开挖面稳定性的同时防止河道浅覆土段冒顶;

⑤加强盾尾油脂压注工作,防止发生盾尾泄漏。水域段增加盾尾油脂压注量;

⑥加强同步注浆管理,做到注浆压力与注浆量双控,及时填充盾尾推出后的建筑空隙;

⑦隧道结构在施工期间需采取抗浮措施。除盾构车架配重外,还通过机车轨道、π形件及两侧混凝土填充,另外过河段全部采用剪力销衬砌环,以提高隧道整体稳定性。

隧道施工中

(3)穿越西厍里港桥推进

盾构在推进至456~470环穿越西厍里港、防汛墙和西厍里港桥桩基,桩尖与隧道顶最小净距约1.92m。穿越前在西厍里港桥布置监测点,进行实时垂直位移及水平位移监测,以便及时调整盾构掘进参数。

盾构穿越蟠龙港新建桥梁桩基

穿越西厍里港桥时除了与穿越蟠龙港河采取的7条措施相同外,还在穿越段全段设置了剪力销,以加强管片刚度;同时在管片上增加了注浆孔,在盾构穿越后根据监测情况对隧道外进行注浆。施工过程中加强江面巡视,并根据实际情况及时调整施工参数和采取应急措施。

(4)出土系统

盾构出土系统采用皮带机从螺旋机输送至地面集土坑,通过长臂挖机装至土方车,土方车外运至弃土点。皮带机由1号、2号和3号皮带机组成,其中1号、2号位于盾构车架上。每推进一环需出土约330m3,盾构推进速度按3cm/min计算,每环推进需时约70min,因此水平皮带机连续运输能力达到了800m3/h。

隧道出土运输

隧道贯通

诸光路隧道工程全长2.8km,自2017年10月10日始发以来,在地下穿行8个月于2018年6月20日在闵行工作井贯通。

“青崧号”盾构进入接收井

诸光路隧道是国家会展中心重要配套工程,隧道股份上海隧道采用“青崧号”这台目前国内最大的土压平衡盾构机,施工难度也成数量级的增长,工程期间克服了诸多难点,主要包括厘米级吊装精度的拼装、最小距离仅1m穿越桥桩、浅覆土施工的盾构上浮问题等,应用超大直径土压平衡盾构施工关键技术,成功加快了施工效率,促进了绿色施工技术发展。

隧道贯通场景

双层预制结构全预制+连接

诸光路通道全面应用预制拼装工艺,将传统隧道结构化整为零,预制块采用新型的机械化手臂进行拼装,从根源上彻底解决传统现浇工艺带来的工期长、变数多以及环境问题。

双层预制结构施工

隧道内部结构施工流程示意图

此外,工程施工临时便道、围墙也都已实体应用预制拼装工艺,预制施工便道使施工现场重载路面实现预制拼装,可反复利用,降本增效;预制施工围挡可大幅加快施工速度,减少对周边环境的影响。

隧道内部结构全预制安装示意

诸光路隧道预制拼装率达到了90%以上(含衬砌管片)隧道内部预制结构体系、预制构件之间的连接主要包括立柱与基座连接、基座与管片的连接、梁与柱等。

内部预制结构体系

诸光路隧道是目前国内最大的土压平衡盾构隧道,隧道直径为14.45 m。考虑到既要满足受力需求,又要满足狭小空间快速施工的需要,将双层车道结构划分成如上图所示的梁- 板- 柱结构体系。预制构件包括:“π”型件,立柱,上层车道板,两侧盖板,上层防撞侧石;现浇构件包括:“π”型预制构件两侧混凝土填充,下层基座(含下层防撞侧石),上层预制车道板两侧后浇梁。下层主要构件为“π”型件。施工期间“π”型件可以充当施工机械的施工便道。“π”型件两侧为现浇混凝土填充及现浇基座,预制立柱置于现浇基座之上,预制车道板通过一定的接头形式与预制立柱连接。两侧预制盖板置于后浇梁之上,上层防撞侧石通过一定的连接置于车道板之上。

2018年11月15日,全预制拼装施工正式启动;12月24日,772根立柱、345块车道板全部安装完成立柱拼装;2019年2月20日至3月5日,664块预制盖板安装完成;3月6日至3月20日,688块预制防撞侧石安装结束,预制拼装全部施工完成。

立柱安装

车道板安装

隧道内部预制结构体系其连接节点至关重要,节点不仅要满足设计需求,而且还要便于施工。诸光路盾构隧道分析了预制构件之间的连接方式,其关键连接技术主要特点如下:

(1)立柱与基座通过灌浆套筒灌浆连接能够满足设计要求,拟静力试验结果表明此连接方式耗能能力强,满足抗震需求。

灌浆套筒连接

(2)基座与管片可以通过管片植筋的方式进行可靠连接。

管片与基座连接

(3)梁柱节点采用后浇湿接头形式,梁端纵向钢筋只进行搭接,节点处浇筑高强混凝土掺加钢纤维以提高对钢筋的握裹力。这样既可以达到等同现浇的效果,又可以避免纵向钢筋的焊接,提高施工速度。

 梁- 柱节点

(4)车道板之间采用大铰缝的构造连接方式,以加强车道板的整体性。

车道板间大铰缝连接

隧道工地声屏障

由于诸光路通道新建工程周边有居民社区,最短相隔距离仅17m,施工方必须尽量降低对居民居住环境的影响。施工方“双管齐下”,在预制拼装技术之外,还在工地围挡中安装了原用于高架路上的声屏障,声屏障采用百叶吸音屏体,平均吸声指数达到25杜比,可以有效地将施工噪音控制在白天70分贝,夜间55分贝,施工现场告别了“灰头土脸”的传统形象。此外,施工现场安装了大量喷淋喷雾系统,将施工现场扬尘降到最低。

工地安装防声屏障围挡

内部结构预制构件生产

上海诸光路隧道是第一次采用全预制拼装技术施工的单管双层隧道,预制构件包括π 型件、立柱、车道板、盖板、及防撞侧石。

现代化预制构件厂功能分区

结合立柱钢筋模块化施工经验及国内外立柱预制拼装经验,制定了立柱预制的相关要求和原则。包括钢筋加工要求、钢筋笼的制作精度、模板安装精度等。

通过水平靠尺对确保接驳器钢筋垂直度

立柱主要受力钢筋的下料长度应严格控制,允许偏差为±2mm,同时钢筋端部应打磨平整;立柱钢筋笼应在专用胎架上制作加工成型,钢筋笼制作允许偏差均为±2mm;对于灌浆连接套筒,工厂内安装前应按厂家提供的有效的型式检验报告及产品说明书检查套筒外观质量、尺寸和配件等。

脱模后进行初次修补自然养

啄木鸟施工安全移动管理平台

诸光路隧道工程项目团队自主研发的“啄木鸟施工安全移动管理平台”,做到了传统安全管理上无法实现的全方位监管,不仅能够排查隐患,“找到”问题,更可以实现安全隐患的大数据管理,为未来决策提供判断,做到“智能风险防范”,并将本来属于安全管理员的职责无限延伸,使“人人都是安全员”成为可能。

啄木鸟施工安全移动管理平台

盾构施工也已导入全新手机app远程监控软件,利用智能化互联网手段实现对盾构施工运行参数的在线实时监控,无论身在何方均能把握最新的施工信息和盾构动态。结合bim模型分析,通过对隧道管片生产、运输、隧道施工、隧道运营、养护各个阶段的监控管理,提高监控效率,实现对隧道的全生命周期管理,将智能建造变成现实。

隧道全生命周期管理

传统隧道工程中,前期施工与后期运维之间往往隔着一道屏障,不能完整串联起来。诸光路隧道工程进行隧道全生命周期管理,每一片管片都在生产过程中预埋芯片,并已录入各项管片质量检测数据。结合BIM模型分析,通过对隧道管片生产、运输、隧道施工、隧道运营、养护各个阶段的监控管理,提高监控效率。

隧道全生命周期管理

隧道运营图

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