上海地铁工程设计施工新技术

-10 -15 -20 -25
抽灌开始
-30 -35 -40 -45 -50 -55
7-26
8-2
8-9
J1 J2 J2-1 J9 J10 底板浇筑完成
8-16
8-23
Hale Waihona Puke Baidu
8-30
9-6
9-13
日期
金峰大厦沉降 （距离降压井约80m）
-10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 降水开始 -19 -20 -21 -22 -23 -24
10
1.4 风险评估成果
11
1.5 盾构施工要求
推进进度 正面平衡 盾构姿态 同步注浆
地层损失
日推进不超过12环 盾构正面地表微微隆起，隆起量<2mm 盾构轴线和隧道轴线夹角<1/1000 全面应用新型缓凝可硬厚浆，
注浆量100%-140% 控制盾构施工地层损失率 <5 ‰
1.5 盾构施工的五个转变
4.2 伊犁路站3号口顶管工程
小接收井内大角度斜交进洞 110KV电力井及箱涵原位保护 穿越虹桥路众多管线
4.2 大渡河路站3号口冻结工程
①1填土 ②1砂质粉土
②3-1砂质粉土
④淤泥质粘土 ⑤1-1黏土
砂性地质：冻胀、融沉问题 环境保护：合流污水、煤气、上水等大量管线、城市道路 交叉施工：与装饰安装工程交叉
MJS工法1-1剖面图
220KV电缆通道两侧各施工2 排MJS挡墙
在管线两端施做钻孔灌注桩，形成 两个大梁，悬吊保护220KV电缆
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4.3 13号线金沙江路站7字形换乘通道
紧邻金峰大厦的12号线IIb区基坑第三、五、六道钢支撑采用伺服支撑
2.4 汉中路站：自动化监测措施
房屋自动化监测
连通管 倾斜仪 裂缝计
2.4 汉中路站：自动化监测措施
1号线自动化监测
电水平自动化监测 土体测斜自动化监测
土体测斜
电水平
三、盾构穿越施工
3.1 盾构穿越工程特点
数量多 难度大 工程密集
根据地表沉降监测数据实时调整 注浆量和注浆压力，注浆充填充 足。
根据地铁2号线隧道的沉降变化情 况调整同步注浆压力及方量。
进入模拟区前控制测量控制导线点的坐标和高程准确，盾构切口和盾尾轴线水平和高程偏差均控制 1cm以内。
进入控制一区之前彻底检修清理设备，保证穿越期间设备正常运转，防止故障停机施工现场准备充足 的各类设备的备品备件选派对设备性能和状况熟悉，有丰富的修理经验的修理工在现场值班，以备出 现故障时以最快的速度抢修。
38
3.3 13号线自然博物馆站-南京西路站区间
下穿2号线穿越段平面
39
3.3 13号线自然博物馆站-南京西路站区间
2号线 13号线
南京西路站 ④
穿越段地质条件，最小净距1.4m
⑤1-1 ⑤2
40
3.3 13号线自然博物馆站-南京西路站区间
穿越段分区
41
3.3 13号线自然博物馆站-南京西路站区间
上海地铁工程设计施工新技术
白廷辉 上海申通地铁集团有限公司
2013.5.16
1
上海地铁工程设计施工新技术
一、概述 二、车站基坑工程 三、盾构穿越施工 四、换乘通道和出入口 五、展望
一、概述
1.1 上海轨道交通当前建设规模
5条线同期建设 23个地下车站在建 19个盾构区间 12个车站运营交叉 11次盾构穿越 新开工2个项目
穿越段细化分区及进度节点
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3.3 13号线自然博物馆站-南京西路站区间
盾构穿越施工控制措施
推进速度 土压力 同步注浆量 注浆压力 正面措施
推进要求
同步注浆控制
盾构姿态控制
保障措施
控制一区 0.5~1.5cm/min
0.24MPa 2.44~3.14m3 0.26~0.30MPa
穿越二区 0.5~1.0cm/min
⑧2 ⑨1
水头-6.6m
⑧2层与⑨层存在水力联系，最大降深11.36m，无法隔断
2.4 汉中路站：众多保护建筑
青年文化活动 中心,21层,44m
恒通大厦， 25层，1.3m
1号恒线汉中Ⅴ路区站
通
路
Ⅳ区
换乘大厅（下三层） 18.2m
兆安酒店， 16层，44m
13号线（下五层），深33.1米
设备房（下四层） 24.4m
Ⅲ区
Ib区
Ⅱa区
Ia区
梅 园 路
苏
光州
复
路
河
1Ⅱ2b号区线（下四层），深26.3m
恒 丰 路
金峰大厦， 29层，6.7m
2.4 汉中路站：环境保护措施
承压水抽灌一体化
净化
抽水 井
回灌 井
82m
2.4 汉中路站：环境保护措施
回灌控制： 保护建筑物水 位控制回灌量
金峰大厦
2.4 汉中路站：回灌措施效果
⑦2层草黄~灰色粉细砂
15
1.6 12号线利津路站-复兴岛站区间
新购2台深覆土铰接盾构设备 加厚钢板，增大至盾构直径6360，防止盾尾变形 配置300t推力千斤顶，总推力4800t 配置7783KN·m扭矩 刀盘配置多台添加剂注入设备，保障正面平衡
16
1.7 承压水层进洞钢套筒措施
11号线云锦路站-龙华站区间进洞首次应用，后续将在12号线漕宝 路站-龙漕路站区间、13号线江宁路站-汉中路站区间等工程应用
基坑加固强度达到开挖要求 后，就可以进行基坑开挖施 工，在转角区域将采用逆作 法施工。
56
4.3 13号线金沙江路站7字形换乘通道
桥墩保护措施 为确保高架承 台的安全，在 钻孔灌注桩施 工的同时，对 高架承台进行 外扩托换保护
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4.3 13号线金沙江路站7字形换乘通道
220KV电缆保护措施
外排桩停浆面 内排桩停浆面
1、在已经拔除型钢 的工法桩外侧插入一 排型钢
2、修复原基坑外侧 桩顶围檩
3、挖除三角区内的 回填土
4、在原顶板下加钢 支撑，确保结构安全 5、凿除原换乘通道 与三角区之间的封堵 墙 6、在三角区内施工 侧墙和顶板，并与原 通道顶板连成整体
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4.3 13号线金沙江路站7字形换乘通道
施工顺序
完成托换加固和管线保护 后，实施道路翻交，再进行 二、三阶段的灌注桩维护、 止水帷幕和基坑加固施工。
9号线3期（东延伸）、13号线2期
1.2 当前建设的困难和挑战
埋深
• 汉中路站 33.1m
• 淮海路站 32.7m
• 利津路复兴岛区 间36m覆 土
穿越 地质
• 徐家汇上体场区 间下穿1#、 上下穿4#
• 江宁路汉中路区 间2次下 穿1#
• 车站的承 压水问题
• 盾构 ⑤⑥⑦层 施工
交叉
• 运营项目 • 其他市政
4.3 13号线金沙江路站7字形换乘通道
220KV电缆
3号线高架桥墩
13号线贯通区间
4.3 13号线金沙江路站7字形换乘通道
220KV电力管
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4.3 13号线金沙江路站7字形换乘通道
施工顺序
现 阶 段 围 场
改换现造第乘有完一通换毕阶道乘后段第通的结一道构阶段
利用现有围场，对换 乘通道一期结构进行 改造。
3.2 已完成的盾构穿越地铁工程
11号线北段2期
徐家汇站-上体场区间 下穿1号线、叠交、上下穿越4号 线
济阳路站-济三风井区间 2次下穿6号线
12号线
利津路站-巨峰路站区间 下穿6号线高架
13号线
自然博物馆站-南京西路站区间 下穿2号线 隆德路站-金沙江路站区间 下穿3号线高架 金沙江西路站-丰庄站区间 2次上穿进出场线
-26.39 第三步：第3抓到第71层底
+3.00
-62.00 第四步：第1铣到设计深度
-62.00 第五步：第2铣到设计深度
-62.00 第六步：第3铣到设计深度
23
2.3 装备保障
抓斗成槽机
双轮铣槽机
24
2.4 汉中路站
上海开挖深度最深的地铁车站 12号线、13号线和1号线三线换乘枢纽车站 第一个采取承压水抽灌一体化技术的地铁车站基坑
17
1.8 预报警数量统计
18
二、车站基坑工程
19
2.1 在建车站基坑工程特点
地质条件 换乘车站 地块开发 运营交叉 保护建筑
承压水问题 挖深大、工序多、难度高 交互影响问题 运营保护高要求 环境变形高要求
2.2 设计措施
11号线北段2期交通大学站
⑤3-1 ⑦2
地墙由43m加深至52m，增加扰流路径
龙凤地下4层 含2号出入口
龙凤地下2层 含1号出入口
1.2 当前建设的困难和挑战
13号线淮海路站
卜龄公寓
东侧民居、华狮
7
1.2 当前建设的困难和挑战
12号线龙漕路站：运营的3号线高架零距离施工，基坑下卧⑤2层
上海梦乡床垫有 限公司(混2)
漕溪四村(混6)
云都新苑(砼7)
上部开发
3号线高架区 间
凯博佳捷 酒店(混3)
工况条件
铰接盾构，刀盘开孔率，盾尾刚度，推进速 度控制
环境保护 同步注浆、盾构姿态、自动测量
保障措施 信息集成总控，关键节点验收
14
1.6 12号线利津路站-复兴岛站区间
36m
⑥层暗绿~草黄色粘土
⑦1层草黄~灰色砂质粘 土
超深覆土（36m）、长距离砂层施工 小半径（R350）、29.4‰坡度 穿越黄浦江 煤码头堆载
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3.3 13号线自然博物馆站-南京西路站区间
2号线隧道沉降曲线
44
3.4 后续穿越工程
江宁路站-汉中路站区间：两次下穿1号线，全断面砂性土 45
3.4 后续穿越工程：淡水路站-淮海路站区间
下穿1号线
穿越南北高架
穿越保护建筑和民房 下穿500KV电力隧道
穿越保护建筑和民房
黄埔区政府大楼 切桩、隧道叠交
25
2.4 汉中路站：复杂的地质条件
均厚14m
①1 ②3-1
①1 ②3-1
⑤1-1 ⑤1-2
⑥ ⑦1
⑦2
⑤1-1 ⑤1-2 ⑥ ⑦1
⑦2
⑧1
⑦ ⑧2
2
⑧1 ⑧2
⑨1 ⑨1
S16CZ2 2.82
①1 ②3-1
⑤1-1 ⑤1-2 ⑥ ⑦1 ⑦2
水⑧1 头-7.5m ⑧2
⑨1
出水量2.2t/h
均厚14m
项目 • 城市基础
设施 • 居民房屋
运营
• 使用功能 • 结构耐久
性
1.2 当前建设的困难和挑战
13号线淮海路站：1号线隧道、地块开发、保护建筑和市政设施
向明中学基坑 向明中学基坑
混3
地下五层附属 结构
地铁风亭
北端头井及北 侧标准段
标准淮段海中路站
混1、2
南端头井
1号线地铁
3号出入口
新排风井
3号出入口过街通道
回灌侧： 最大沉降：<1mm 水头下降：<0.5m
未回灌侧： 最大沉降：15mm 水头下降：5m
2.4 汉中路站：回灌措施效果
沉降( mm) 防汛墙沉降( mm)
降压回灌运行期间总抽水量为38385.6 m3，总回灌量为16130.4 m3 回灌三个月期间，金峰大厦处水头降深变化低于50cm
0.22MPa 2.44~3.14m3 0.26~0.30MPa
控制三区 0.5~1.5cm/min
0.24MPa 2.44~3.14m3 0.26~0.30MPa
重点保持调整土压力设定值并保 土压力设定值逐步减小并保持土 土压力设定值提高至穿越前的水
持平稳。
压力平稳。
平。
每钟推，进释4放0应～力60，cm然，后停再顿继10续～推20分 进。
3号线高架桥 桩
远大心胸 医院(混5)
上部开发
新天天配 送(混3)
上部开发
新天天配送 (混2~混4)
3号 线龙 漕路 站
3号线高架桥 桩
8
1.3 对策措施
管理保障 设计源头 施工质量
1.4 工程风险的梳理、评估和管理 沪地铁〔2010〕344号
关于下发《上海轨道交通风险管理 办法》（试行）和新线工程风险等 级初评结果的通知
21
2.2 设计措施
13号线长寿路站
地墙由33m加深至39m，隔断⑦层
22
2.3 装备措施
13号线淮海路站地墙抓铣工艺
⑦2层以上 采用成槽机抓土
⑦2层开始 采用铣槽机铣槽
+3.00
+3.00
+3.00
-26.39 第一步：第1抓到第71层底
+3.00
-26.39 第二步：第2抓到第71层底
+3.00
7-13 7-20 7-27
FXQ3
底板完成
8-3 8-10 8-17 8-24 8-31 日期
苏州河防汛墙沉降 （距离降压井约55m）
2.4 汉中路：环境保护措施
应用伺服型支撑
现场控制站
电气系统自动控制千斤顶油缸油压 支撑轴力损失超过10T自动加压至设定值
2.4 汉中路站：环境保护措施
应用伺服型支撑
3.4 后续穿越工程：淡水路站-淮海路站区间
黄埔区政府切桩
四、换乘通道和出入口
4.1 换乘通道和出入口：工程特点
施工条件 运营施工 变形控制 极苛刻 难兼顾 高要求
4.2 换乘通道和出入口施工工法
明挖法 • 金沙江路站7字形换乘通道 •…
顶管法 • 伊犁路站3号口 •…
冻结法 • 大渡河路站3号口
盾构装备由通用盾构转变为定制化配置 考核指标由工程进度转变为工程的质量 管理重心由重点区段转变为全过程管理 风险控制由应急抢险转变为防范和预控 突出问题由同步注浆转变为进出洞措施
1.6 盾构装备的技术要求措施
地质条件
推力和扭矩配置，加注泡沫、聚合物装置， 盾尾密封，螺旋机应急装置