城市快速轨道交通工程盾构机组装洞门接口施工方案265页.doc
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2024-09-04
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1、城市快速轨道交通工程盾构机组装、洞门接口施工方案编 制: 审 核: 批 准: 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位: 编 制: 审 核: 批 准: 二XX年X月目录xx工程- 239 -施工方案- 239 -施工组织设计部分- 245 -1.工程总概述- 245 -1.1.编制依据及原则- 245 -1.1.1.编制依据- 245 -1.1.2.编制原则- 245 -1.2.工程概况- 245 -1.2.1.工程范围与内容- 245 -1.2.2.沿线地面环境与建筑物概况- 246 -1.2.3.工程地质及水文地质- 246 -1.2.4.结构与防水形式- 249 -1.2.5.沿线2、地下管线概况- 250 -1.3.施工总体部署- 250 -1.3.1.总体施工目标- 250 -1.3.2.总体施工组织- 250 -1.3.3.盾构区间总体施工方案- 251 -1.3.4.暗挖区间总体施工方案- 251 -1.3.5.交通疏解总体施工方案- 252 -2.工程特点、重点、难点分析及对策- 252 -2.1.工程特点- 252 -2.1.1.工程规模大、工期紧- 252 -2.1.2.区间隧道穿越黄土地层- 252 -2.1.3.暗挖隧道结构断面型式多- 253 -2.1.4.地面交通繁忙,施工期间交通疏解要求高- 253 -2.1.5.与其他标段协调工作多- 253 -23、.1.6.文明施工、环境保护及文物保护要求高- 253 -2.2.工程重点、难点分析及相应对策- 253 -2.2.1.工程重点分析及相应对策- 253 -2.2.2.工程难点分析及相应对策- 256 -3.施工平面总布置图及说明- 257 -3.1.现场管理与组织机构- 257 -3.1.1.组织机构- 257 -3.1.2.现场管理- 258 -3.1.2.2.管理职责- 259 -1)项目经理- 259 -2)项目副经理- 259 -3)项目总工程师- 259 -4)工程技术部- 260 -5)安全质量环保部- 260 -6)物资机械部- 260 -7)计划财务部- 261 -8)综合办4、公室- 261 -9)工程试验室- 261 -3.2.施工场地平面布置原则- 261 -3.3.临时工程- 262 -3.3.1.场地围蔽- 262 -3.3.2.办公、生活用房及设施- 262 -3.3.3.生产用房及设施- 262 -3.3.4.施工便道- 263 -3.3.5.场地硬化- 263 -3.3.6.施工用电- 263 -3.3.7.施工用水- 264 -3.3.8.场地排水- 264 -3.3.9.施工通信- 264 -3.3.10.消防设施- 264 -3.4.防排洪措施- 264 -1)成立防排洪领导小组,明确责任,落实到人。- 264 -3.5.施工期间的交通组织- 25、64 -3.5.1.交通组织基本要求- 264 -3.5.2.交通疏解方案- 265 -3.5.3.交通组织- 265 -3.5.4.交通组织措施- 265 -3.6.施工总平面布置图- 265 -XX市城市快速轨道交通二号线一期工程XX长延堡段TJSG-10标段施工总平面布置图4.劳动力计划- 266 -4.1.劳动力安排- 266 -4.2.劳动力计划表- 266 -4.3.目前剩余劳动力情况- 266 -5.施工进度计划及施工进度保证措施- 268 -5.1.计划开、竣工日期- 268 -5.2.施工进度计划- 268 -5.2.1.盾构区间施工进度计划- 268 -5.2.2.暗挖区间6、施工进度计划- 269 -5.3. 主要工序进度指标- 270 -5.4.施工总进度横道图- 270 -5.5.网络计划总进度图- 270 -5.6.施工进度保证措施- 270 -5.6.1.工期目标- 270 -5.6.2.施工进度保证措施- 270 -6.主要施工机械、设备- 272 -6.1.主要材料计划用量表- 272 -6.2.主要施工机械设备- 272 -6.3.主要试验、测量、质检仪器设备表- 272 -7.盾构区间施工方案与技术措施- 272 -7.1.盾构机供应方式及购置意向书- 272 -7.2.选型依据- 272 -拟投入本标段的主要施工机械、设备表2747.3.设计特点7、281.主驱动及推进系统2817.3.2. 出土方式2817.3.3.注浆方式2817.3.4.人闸2827.4.刀具形式、刀盘布局的特点及对区间不同地质的适应性2827.5.工程特点、难点及盾构机的可靠性2827.5.4.工期2837.6.不同开挖模式的工作原理及对盾构机的技术要求2837.6.1.土压平衡推进2857.6.2.非土压平衡推进2857.6.5.盾构掘进轴线控制2867.6.6.盾构机始发和初始掘进2877.6.7.盾构机接收段施工2907.7.各部功能描述2927.7.1.盾体2927.7.2.刀盘2927.7.3.刀盘驱动系统2937.7.4.铰接装置2937.7.5.双仓8、人行闸和自动压力调节装置2937.7.6.推进系统2947.7.7.泥浆及添加剂的注入机构2947.7.8.螺旋输送机2947.7.9.盾尾密封2957.7.10.背衬充填与注浆系统2957.7.11.管片拼装机构2957.7.12.盾构机相关图纸2957.8.主要尺寸、技术性能和参数296盾构机总图2967.8.1.盾构机主要参数表2967.9.关键参数的计算3077.9.1.土压力设定3077.9.2.正常掘进推力的计算3077.9.3.盾构机刀盘所需扭矩的计算310一个切削刀具所需的阻力矩Ha根据经验公式计算3127.10.盾构区间施工方法及附图3127.10.1.施工平面布置图及说明39、127.10.2.盾构施工设备配备情况表3127.10.3.盾构机组装调试3137.10.3.2.盾构机组装3141)盾构机盾体的各部件组装315)盾构机后配套车架的组装连接315盾构机后配套车架组装连接流程图315)盾构机的全部组装连接316盾构机全部组装连接流程图3164)盾构机的液压管线连接:3165)盾构机的电气线路连接3167.10.3.3.盾构机调试3171)空载调试317盾构机电气线路连接流程图3172)负荷调试3197.10.4.盾构掘进施工方法及说明3197.10.4.1.进出洞端头土体加固3197.10.4.2.始发准备3207.10.4.3.试验段掘进3237.10.4.10、4.盾构正常掘进3257.10.4.5.盾构到达332围护结构彻底拆除后地下涌水事故3347.10.4.6.盾构过站及通过暗挖隧道3347.10.4.7.盾构拆卸3387.10.4.8.施工运输3397.10.4.9.土碴外运3417.10.4.10.施工通风与洞内管线布置3417.10.4.11.盾构机维护保养及刀具的检查与更换3437.10.4.12.作业人员进入加压状态下的切削仓进行特殊情况处理的施工措施3467.10.5.通过特殊地段盾构施工方法及技术措施3497.10.5.1.下穿陇海铁路段施工方法及技术措施3497.10.5.2.下穿护城河段施工方法及技术措施3507.10.5.311、.下穿城墙段施工方法及技术措施3517.10.5.4.湿陷性黄土、沙层中的掘进及泥饼的防治3527.10.5.5.既有建筑物基础锚索或土钉可能侵入盾构隧道的处理方法3547.10.6.盾构施工测量与监测3547.10.7.联络通道施工3547.10.7.1.地层加固3547.10.7.2.施工方法3547.10.8.管片验收及拼装3557.10.8.1.管片验收3567.10.8.2.管片的存放与运输3567.10.8.3.粘贴防水橡胶密封垫3577.10.8.4.管片拼装3577.10.8.5.管片拼装质量控制3587.10.9.管片壁后注浆及结构防水工程3617.10.9.1.管片壁后注浆12、3617.10.9.2 结构防水工程365施工缝防水图3747.10.10.洞门接口施工3747.10.10.1概述3747.10.10.2施工工艺及技术措施3757.10.11.盾构施工进度横道图3787.10.12.盾构网络计划进度图3797.10.13.技术、工期、质量、安全、文明施工等保证措施3797.10.13.1.施工技术保证措施3797.10.13.2.工期保证措施3797.10.13.3.施工质量保证措施3797.10.13.4.安全保证措施3797.10.13.5.环境保护、文明施工保证措施3797.11.区间暗挖法隧道施工方法及附图3797.11.1.施工安排及平面布置图313、797.11.2.施工设备配备情况3807.11.3.施工方法及说明380单位4178.施工测量与监测方案4278.1.施工测量4278.2.施工监测4319.地下管线、地上设施、周围建筑物保护措施4429.1.地下管线保护措施4429.2.地上设施、周围建筑物的保护措施44310.安全保证措施44310.1.安全目标44310.2.安全保证体系44310.3.安全生产管理制度44410.4.安全保证措施44511.管道迁改及交通疏导组织协调保证措施45011.1.管线迁改组织协调保证措施45011.2.交通疏导组织协调保证措施45112.各相关接口的协调措施45112.1.与业主的协调45114、12.2.与设计单位的协调45212.3.与监理单位的协调45212.4.与管线单位的协调45212.5.与相邻标段施工单位的协调45212.6.与文物保护单位的协调45312.7.与施工现场周边居民的协调45312.8.与交通部门的协调45312.9.与环保部门的协调45413.冬、雨季施工措施45413.1.冬季施工措施45413.2.雨季施工措施45614.质量保证措施45714.1.质量目标45714.2.质量保证体系45814.3质量保证措施45815.现场文明施工措施48115.1.文明施工目标及保证体系48115.2.文明施工措施48116.施工现场环境保护及文物保护措施485115、6.1环境保护、文物保护目标及保证体系48516.2环境保护及文物保护措施48617.工程交验后的服务措施49017.1.回访制度49017.2.保修措施49017.3.回访、保修服务控制程序49118.突发事件应急预案49118.1.工程施工突发事件应急管理组织机构49118.2.工程施工突发事件预防和应急措施49119.合理化建议49919.1计算机远程监控技术49919.2.暗挖隧道二衬混凝土掺加钢纤维技术499 施工组织设计部分1.工程总概述1.1.编制依据及原则1.1.1.编制依据1)XX市城市快速轨道交通二号线一期工程XX长延堡段TJSG-10标段招标文件、招标设计图纸、答疑文件及16、补遗文件。2)现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。3)国家以及业主要求的地铁施工规范、标准。4)XX市政府关于地铁施工的法规文件。5)我公司所拥有的人力、机械设备资源,施工管理水平、工法及科技成果和在地铁工程施工中的类似施工经验。1.1.2.编制原则1)全面响应招标文件,严格遵守招标文件各项条款。2)坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则。3)整体推进,均衡生产,确保总工期的原则。4)保证重点,突破难点,质量至上的原则。5)强化组织指挥,加强管理,保工期、保质量、保安全。6)优化资源配置,实行动态管理。7)采用监控措施和信息反馈及超前17、预报系统指导施工。8)文明施工、环境保护及文物保护满足政府与业主的要求。1.2.工程概况1.2.1.工程范围与内容1.2.1.1.工程范围XX市城市快速轨道交通二号线一期工程TJSG10标段,包括三个区间,即方新村龙首村区间、龙首村北关区间及北关北大街区间的土建工程施工。整个标段起讫里程ZCK8+415.89ZCK12+136.57,线路跨度总长3720.68m,其中盾构隧道长度3015双线延米,另外还有部分区间正线、渡线及联络线为暗挖隧道。1.2.1.2.工程内容本标段设计施工图范围内土建结构的施工;防水工程的施工;机电设备、市政公用设施、管网等的预埋件和预留孔洞的施工等;临时性工程的施工、18、安装与拆除以及防迷流、变电所、通信信号、防雷等的接地网工程的施工等。1.2.2.沿线地面环境与建筑物概况本标段地铁线路行进于XX市北郊未央路和北大街路道路西侧,地面交通便利,车辆、行人较多,两侧房屋密集,线路穿过陇海铁路、北城墙和护城河等建筑物。本标段属渭河南岸二级阶地、三级阶地和黄土梁洼,地势自南向北缓倾,地面标高介于396.2405.7m。1.2.3.工程地质及水文地质1.2.3.1.工程地质根据地质初勘报告,拟建场地地基土的组成自上而下为:人工填土;第四纪全新世冲、洪积黄土状土;晚更新世风积黄土、残积古土壤;晚更新世及中更新世冲积粉质粘土及砂类土等。现将各层地基土按层序分述如下:杂填土Q19、4ml: 黄褐深褐色,局部为杂色。土质不均,上部以建筑垃圾为主,局部含较多灰渣等。欠压实稍压实,松散稍密状。该层顶面普遍分布1030mm厚的混凝土面层。素填土Q4ml: 黄褐深褐色。土质不均,成分以粘性土为主,局部含少量灰渣及砖瓦碎块等。可塑硬塑、局部坚硬。新黄土Q3eol:褐黄色。土质均匀,针状孔隙发育,含少量氧化铁钙质条纹及零星蜗牛壳碎片。可塑。北段渭河一级阶地该层缺失。 新黄土Q3eol:褐黄色。土质均匀,针状孔隙发育,含少量氧化铁钙质条纹及零星蜗牛壳碎片。可塑。北段渭河一级阶地该层缺失。-古土壤Q3el:棕黄棕红。土质较均匀,具块状,含多量氧化铁及钙质结构,底部钙质富集。可塑。属中等压20、缩性土。-粉质粘土Q3al: 黄褐色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-粉质粘土Q3al: 黄褐色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-粉质粘土Q3al: 黄褐色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-粉质粘土Q3al: 黄褐色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-中砂Q32al:黄褐色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-中砂Q2al:黄褐色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶21、部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-粗砂Q3al:黄褐色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-砾砂Q3al:黄褐色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。老黄土Q2eol:褐黄色。土质均匀,针状孔隙发育,含少量氧化铁钙质条纹及零星蜗牛壳碎片。可塑。 老黄土Q2eol:褐黄色。土质均匀,针状孔隙发育,含少量氧化铁钙质条纹及零星蜗牛壳碎片。可塑。北段渭河一级阶地该层缺失。-古土壤Q2el:棕黄棕红。土质较均匀,具块状,含多量氧化铁及钙质结构,底部钙质富集。可塑。属中等压缩性土。-22、粉质粘土Q2al: 黄褐浅灰黄色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-粉质粘土Q2al: 黄褐浅灰黄色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-粉质粘土Q2al: 黄褐浅灰黄色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-粉质粘土Q2al: 黄褐浅灰黄色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-粉质粘土Q2al: 黄褐浅灰黄色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-粉质粘土Q2al: 黄褐浅灰黄色。土质均匀,可见少量氧化铁、黑色锰质斑23、点及砂颗粒。可塑。属中等压缩性土。-中砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-中砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-中砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-中砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-中砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱24、和。-中砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-中砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-粗砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。-粗砂Q2al:灰色。成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部顶部含较多粉细砂颗粒。级配一般。密实。饱和。龙首村北关区间有地裂缝f2通过。北关北大街区间有地裂缝f3通过。1.2.3.2.水文地质1)地下水类型、赋存方式拟建场地地下水主要为第四系孔25、隙潜水。主要赋存于冲、洪积砂层中,拟建场地属较弱富水区,预测水量一般。本段第四系孔隙水含水层主要有中砂层和中砂层。根据区域地质资料,本区潜水含水层底板约在7080m。地下水埋深为7.617.9米,地下水高程为383.56386.98米。2)地下水补给第四系孔隙潜水补给源主要为大气降水、生活排污渗入补给。3)地表水与地下水的腐蚀性及评价根据地质初勘报告,对场地地下水腐蚀性判定结果为:场区地下水对混凝土结构无腐蚀性,在干湿交替条件下对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性,对钢结构无腐蚀性。1.2.4.结构与防水形式1.2.4.1.盾构隧道结构盾构区间设计为单圆盾构隧道,隧道内径5.4m,衬砌管片厚度0.326、0m,环宽1.5m,单环管片由1个封顶块、2个邻接块、3个标准块组成,拼装采用错缝拼装,管片连接采用弯螺栓连接,衬砌环采用标准环+左转弯环+右转弯环组合。暗挖区间采用马蹄型断面,复合式衬砌。1.2.4.2.防水形式1)管片混凝土结构自防水管片砼强度等级C50,抗渗等级1.2MPa。2)管片外防水(1)地下水对管片混凝土有侵蚀性介质地段,管片迎水面作防腐涂层处理,以提高管片的防腐性和耐久性。(2)衬砌外注浆防水通过同步注浆与二次注浆充填空隙,形成一道外围防水层,有利于区间隧道的防水。同步注浆采用水泥砂浆,在管片拼装完成后进行;二次注浆主要采用水泥浆。所有的注浆材料皆宜掺加一定量的微膨胀剂。 3)27、接缝及孔洞防水在管片接缝中设置弹性密封垫和嵌缝两道防水措施。4)区间隧道与车站端头接口防水采用止水带及遇水膨胀止水条结合洞门处的特殊构造进行防水处理。5)联络通道防水 联络通道采用自粘性防水卷材全包防水,与区间正线接口采用止水带及遇水膨胀止水条等加强防水措施。1.2.5.沿线地下管线概况区间地下管线主要分布在未央路和北大街两侧,包括市政排水、供水、供电、通讯、管线等。对盾构施工影响较小。1.3.施工总体部署1.3.1.总体施工目标1.3.1.1.质量目标符合国标地下铁道工程施工及验收规范及陕西省与XX市有关工程规范的合格标准要求。1.3.1.2.安全目标无死亡、重伤事故,力争把轻伤事故减少到最28、低限度。在整个施工监测项目中,利用信息反馈系统指导施工,各种变形、沉降值均控制在允许范围内,确保沿线建筑物及各种地下管线安全。1.3.1.3.工期目标本标段总工期21.6个月,即2008年3月1日开工,2009年12月20日竣工,比招标文件要求工期提前11天,并满足区间节点工期要求。1.3.1.4.环境保护及文物保护目标工程施工期间,对噪声、振动、废水、废气和固体弃物进行全面控制,对地下管线与文物、地下市政设施与建筑物、城市绿化等进行完善保护,达到XX市政府有关环境保护和文物保护规定的要求。1.3.1.5.文明施工目标创XX市文明施工工地及文明施工先进单位。1.3.2.总体施工组织本标段分为盾29、构区间和暗挖区间隧道二大部分,即方新村站龙首村站北关站北大街站盾构区间隧道工程及龙首村站北关站暗挖区间和北关站北大街站暗挖区间及联络线隧道工程,故相应将人力、材料、机械设备分为两部分组织施工。补充地质勘探、城墙加固、既有建筑物基础深入盾构区间的锚索锚杆调查及处理、交通疏解等前期准备工作在盾构区间开工之日前完成。若中标,即刻进行盾构机设计制造工作,并确保在提供盾构始发条件后按时进场施工。本标段暗挖区间隧道先行开工,为盾构过暗挖区间创造条件。盾构机由方新村站始发,隧道待方新村站达到始发条件后由两台盾构先后由方新村站单方向向北大街站掘进,通过龙首村站、北关站及暗挖隧道部分,在北关北大街区间盾构接收井30、吊出。各区间联络通道在盾构通过后进行。洞门及封堵竖井等安排在区间隧道贯通后施工。1.3.3.盾构区间总体施工方案针对区间穿越的地层特点及工期要求,本标段配置两台日本小松产土压平衡盾构机进行隧道施工,左、右线各一台。盾构始发施工场地布置在方新村站南端。盾构始发和接收端采用高压旋喷桩进行地层加固,在盾构机始发和到达前完成洞门外地层加固。盾构隧道采用管片拼装式衬砌,管片环宽1.5m,错缝拼装。管片由业主提供,现场施工过程中根据施工进度安排管片进场计划,并确保现场有一定储备量。管片、弃土及浆液运输采用有轨运输。电机车牵引编组列车运输,盾构连续掘进,由2列编组列车完成材料和碴土的水平运输。垂直运输由地面31、井口门吊下料、提升碴土与倾卸。联络通道采用矿山法施工,复合式衬砌。施工过程坚持监控量测跟踪,并及时反馈,以此调整施工参数,实施信息化施工,以控制地层变形和确保施工安全。盾构机计划于2008年5月1日运至施工现场并开始组装,2008年5月31日完成第一台安装调试,2008年6月1日开始左线掘进,右线盾构滞后1个月再行推进;本标段左线盾构区间计划在2009年7月31日贯通,右线盾构区间计划在2009年8月31日贯通。1.3.4.暗挖区间总体施工方案龙首村站北关站暗挖区间隧道施工竖井场地布置在未央大道东侧,北关人人乐超市前广场;北关站北大街站暗挖区间隧道设两个工作竖井,施工场地布置在北大街路侧。龙首32、村站北关站暗挖区间隧道施工由工作竖井进入后采用四个作业面施工,北关站北大街站暗挖区间隧道及联络线隧道施工由两个工作竖井进入后各采用三个作业面施工。施工降水采用深井降水。竖井施工采用分块开挖,格栅钢架、锚杆初期支护,并加设型钢支撑。暗挖区间采用台阶法、CRD法和双侧壁导坑法施工:采用人工开挖;超前管棚、超前小导管、超前锚杆预支护,格栅钢架、锚喷网初期支护;钢筋砼衬砌采用衬砌台架及组合钢模,砼泵送入模。出碴采用无轨运输,小型机具挖装、运输,垂直运输采用10t电动葫芦运至地面。工作面采用压入式通风。龙首村站北关站暗挖区间隧道于2008年5月1日开工,2008年12月31完成。北关站北大街站盾构接收井33、(兼做暗挖竖井)施工暗挖区间隧道工程于2008年3月1日开工,2009年6月30日完成,该区间另一暗挖竖井施工隧道工程于2008年8月1日开工,2009年10月31日完工。1.3.5.交通疏解总体施工方案北关站北大街站区间盾构井及暗挖施工竖井均位于北大街道路中,为了不中断交通,采取倒边施工的方法,进行两次围挡,确保北大街始终有一条进城车道和三条出城车道。2.工程特点、重点、难点分析及对策2.1.工程特点2.1.1.工程规模大、工期紧本标段由三个盾构区间组成,线路跨度总长3720.68米,涉及到盾构法、暗挖法(变截面多)施工,工程规模大,结合部位多。从招标文件提供的工期计划要求看,区间盾构掘进施34、工和龙首村北关、北关北大街两区间暗挖隧道施工工期均比较紧。2.1.2.区间隧道穿越黄土地层根据本标段地质资料,区间隧道大部份处于黄土地层和含砂较高的粉质粘土层。黄土属于自重湿陷性和非自重湿陷性黄土场地,湿陷等级为级(严重)、级(中等),而且施工场地内地下水位较高,湿陷性黄土与饱和黄土及砂层易发生坍塌,因此,本标段地质条件较差,施工时要引起高度重视。2.1.3.暗挖隧道结构断面型式多本标段北关北大街区间线路与地铁一号线设有交叉渡线及联络线,该处均采用暗挖施工,其开挖断面有A1A11及L1等10余种型式,开挖跨度6.0m14.15m,施工方法多样,有一定的施工难度。2.1.4.地面交通繁忙,施工期35、间交通疏解要求高本标段在未央路及北大街道路下穿行,该路段为XX市交通主干道,地面交通繁忙,北关北大街区间的盾构吊出井(兼工作竖井)处于北大街路中间,施工时需进行两次交通疏解,施工交通疏解困难。2.1.5.与其他标段协调工作多本标段盾构从方新村站始发,在龙首村站和北关站过站,北关北大街暗挖隧道也与北大街站有接口联接,需与方新村站协调盾构下井时间和施工场地,与龙首村站和北关站协调过站时间,而方新村站、龙首村站和北关站、北大街站分属不同的标段,因此,施工协调工作多。2.1.6.文明施工、环境保护及文物保护要求高本标段地铁线路行进于XX市北郊未央路和北大街道路下侧,地面两侧房屋密集,地下管线较多,区间36、线路又穿过陇海铁路、北城墙和护城河等既有建筑物,XX市又是全世闻名的旅游城市和文物众多的地方。因此,文明施工、环境保护及文物保护要求高。2.2.工程重点、难点分析及相应对策2.2.1.工程重点分析及相应对策2.2.1.1.盾构优质快速掘进本标段盾构区间施工是整个合同段控制工期的关键,如何提高盾构掘进速度、优质快速地完成区间隧道施工是本标段工程重点。相应对策:1)开工前,制定详细的实施性施工组织设计,按照业主的要求及现场条件,明确每一施工阶段盾构的施工进度,尤其是关键节点工期,在实际施工过程中,以确保阶段工期为原则,加强现场管理与资源投入,确保节点工期及总工期的实现。2)根据本标段工程地质特点,37、我公司将配备两台土压平衡式盾构机分别用于左、右线隧道施工,各种人力资源及辅助设备配套齐全,对作业班组施行质量、安全、进度等奖罚机制,严格兑现,在试验段掘进之后,正常日进度保持在78环,施工用料储备充足,确保快速完成区间隧道施工。3)加强与方新村站、龙首村站和北关站等相邻标段的协调工作,保证盾构区间施工按节点控制工期按时始发和过站。2.2.1.2.防水施工本标段结构防水型式多样,既有盾构管片防水,又有矿山法施工联络通道及暗挖法区间隧道防水,还有各种螺栓孔、注浆孔、施工缝、沉降缝及接口部位的防水处理等,所以,针对不同的情况采取相应的防水措施以确保结构防水质量也是本标段工程重点。相应对策:项目经理部38、将成立防水工程专项领导小组,在施工前对技术人员及技术工人进行专业培训,经考核合格后持证上岗。施工过程中,严格执行“三级”检查制度,检查不合格项严禁进入下道工序施工。同时制定相应的奖罚措施,责任落实到人,确保结构防水质量达到设计及规范要求。盾构区间隧道与联络通道接口的防水要重点加强:防水层与盾构管片之间需要进行刚柔过渡处理,在柔性塑料防水板的两端密实粘贴背贴式止水带,利用背贴式止水带上的齿条与现浇混凝土二衬之间的密实咬合进行止水。同时在现浇混凝土结构与盾构管片之间设置两道遇水膨胀止水条进行密封处理。必要时在两道遇水膨胀止水条之间预设注浆管,一旦接头部位出现渗漏水时进行注浆封堵处理。加强盾构隧道与39、竖井施工、始发和接收端接头部位防水:临时接头采用帘布橡胶圈及其压紧装置构成,辅以井圈注浆堵水。永久接头采用现浇混凝土环梁与盾构管片之间的密封止水。永久接头部位采用一至两道遇水膨胀止水条进行止水,必要时可预埋注浆管,一旦接头部位出现渗漏水时采用注浆堵水的方法进行处理。2.2.1.3.陇海铁路、北城墙和护城河的保护本标段北关北大街区间盾构下穿陇海铁路、北城墙和护城河等地面重要的构筑物,确保陇海铁路正常运行和北城墙、护城河的安全是本标段施工重点。相应对策:1)下穿陇海铁路与铁路部门共同制定轨道保护方案,对陇海铁路的轨道结构进行加固。预先在铁路周围布设监测点,加强施工监测,及时反馈,严格控制隆起与沉降40、标准。盾构施工至该地段前,逐步控制盾构掘进速度、正面土舱压力、出土量及同步注浆等施工参数,同时加强洞内外监控量测,及时通过信息反馈调整施工参数。具体措施详见本标书7.10.5.1.节中所述。2)下穿护城河在盾构通过段设临时围堰将水疏干后再施工通过。横穿护城河之前,利用泡沫或气压建立全断面土压,严格控制土压、出土量和注浆,严格控制顶部土压,如出现涌水,适当加注亲水性化合物。严密监视出土状况,掌握出土的水量变化,并据此判断地层状况。施工期间,对河底加强监测并派专人对河底进行巡视,密切监视河底混凝土板有无开裂现象发生,一旦发现异常情况,及时采取措施处理。具体措施详见本标书7.10.5.2.节中所述。41、3)下穿城墙施工前在城墙两侧距离3米位置打设直径1米钻孔灌注桩,间距1.4米,桩长至盾构底下2米,桩顶设冠梁,盾构穿越处采用素桩。城墙设金属网外包,城门以拱形钢架支撑。盾构推进至该段前及穿越过程中,控制切口土压力、推进速度、总推力、出土量等施工参数,减少超挖和欠挖。严格控制同步注浆量和注浆压力,并采用二次注浆辅助施工。加强监测,及时反馈,优化盾构机施工参数。具体措施详见本标书7.10.5.3.节中所述。2.2.1.4.盾构进出洞盾构进、出洞是盾构施工中技术难度大、工序复杂的施工阶段,一旦处理不当,洞门易发生涌水、涌砂及地层变形等现象,甚至使盾构失去控制,防止类似事故的发生是工程重点。相应对策:42、1)提前对盾构进出洞地段地层进行加固,加固范围沿线路方向68m,深度在盾构隧道上下各34m,加固后土体无侧限抗压强度0.8MPa,渗透系数1.010-8cm/s。2)在始发和接收前,确保盾构机性能可靠,同时,配备足够的值班维修人员,及时处理盾构机设备的故障,确保施工顺利进行。3)若地面变形值达到警戒值或水土流失严重,则采取从地面注浆的方法来确保施工顺利进行。在地面上准备好双液浆材料和聚氨酯及相应机具,同时在井下也做好堵漏准备。4)具体措施详见本标书7.10.4.节中所述。2.2.1.5.施工监测盾构法隧道和暗挖隧道施工,会引起土层的扰动而导致不同程度的沉降与位移,通过对洞内外环境等的监测,掌握43、由隧道施工引起的周围地层变化数据,分析出周围环境的变形规律和发展趋势,及时采取必要的技术措施改进施工工艺,将施工引起的环境变形减小到最低程度。因此,加强施工监测,确保施工影响范围内的地下管线、建(构)筑物的安全尤为重要。相应对策:1)成立现场监测机构,编制详细的监测方案,设专职监测人员负责该项工作的实施,按时统计数据分析,及时反馈信息。2)具体监测项目及措施详见8.2.节中所述。2.2.2.工程难点分析及相应对策2.2.2.1.黄土和粉质粘土地层大断面暗挖隧道施工本标段北关北大街区间暗挖隧道主要穿越黄土及粉质粘土地层,其最大断面跨度达14.15m,而且断面型式多达十余种,该段隧道又位于城市交通44、主干道下方,对安全施工及地面建筑物交通安全的防护要求高,施工难度较大。相应对策:1)施工降水提前20天完成,保证暗挖隧道在无水情况下施工。2)暗挖施工严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、早封闭、勤量测”的工序原则。采用化大洞为小洞的方式,分部开挖大断面洞室。3)整个断面初期支护封闭成环后,尽快进行二次衬砌的施作,临时支撑拆除时要结合监测结果跳跃进行。4)制定突发事件的应急预案,并进行预演。具体措施详见本标书7.11.节中所述。3.施工平面总布置图及说明3.1.现场管理与组织机构3.1.1.组织机构我公司高度重视XX地铁工程建设,若有幸中标,该工程将列为公司管理的重点工程,在公司统一协调下组织强有45、力的现场管理机构,从全公司范围内抽调具有丰富地铁施工经验的人员组成“XX市城市快速轨道交通二号线一期工程XX长延堡段TJSG-10标段项目经理部”,项目经理部代表公司全面履行合同,并按项目法原则组织调配人力、资金、物资、机械设备等生产要素,对外接受业主、监理的工作指令,积极协调与各接口施工单位的关系,对内贯彻落实质量、安全方针和目标并充分调动全体员工的工作积极性,从而优质、高效地完成本标段工程。项目经理部由项目经理、项目副经理、总工程师组成领导层,下设工程技术部、安全质量环保部、物资设备部、计划财务部、综合办公室、工程试验室。项目经理部下辖五个专业工程队,在项目经理部的统一领导下,按照各自的施46、工任务及施工需要,确保本标段工程安全、优质、高效、按期完成。其中盾构作业一、二队分别负责区间盾构隧道左、右线的施工,隧道作业一、二、三队分别负责龙首村北关区间及北关北大街区间3个施工竖井及区间正线与联络线暗挖隧道的施工。详见“组织机构框图”3.1.2.现场管理3.1.2.1.现场主要管理人员及施工人员配备投入本标段的主要管理人员及施工人员,大部分参加过地铁工程的施工建设,具有丰富的地铁施工经验及管理经验。为保证本工程的建设质量,我单位还将抽调地铁施工专家到现场参与技术管理工作,主要负责重点施工方案的制定及技术指导等项工作。基层施工人员配备熟练的技术工人,选择有丰富施工经验及一定管理组织才能的人47、员担任施工员及班组长。XX市城市快速轨道交通二号线一期工程XX长延堡段TJSG-10标段项目经理部项目经理副经理副经理总工程师工程技术部安全质量环保部物资机械部计划财务部工程试验室综合办公室盾构作业一队盾构作业二队隧道作业三队隧道作业一队隧道作业二队组织机构框图具体标准如下:1)本项目的管理人员,均由取得相应的专业技术职称或受过专业技术培训,并具有一定的施工及管理经验的技术、经济人员组成。2)专业工种人员均按照国家有关规定的要求进行培训考核,获取上岗证及相应技术等级,持证上岗。3)新工人、变换工种和特种作业工人上岗前对其进行岗前培训,考核合格后上岗。4)施工中采用新工艺、新技术、新设备、新材料48、前,组织专业技术人员对操作者进行培训。5)建立健全岗位责任制,每项工作都由专人负责。3.1.2.2.管理职责1)项目经理(1)负责对业主的谈判、签订文件、组织并执行一切与此相关的事务。(2)贯彻执行国家方针、政策、法规;(3)负责建立健全安全、质量保证体系,确定本项目安全、质量目标,建立和实施安全、质量生产责任制,确保各项安全、质量活动的正常开展。(4)负责施工现场全面的文明施工管理和环境保护,组建施工现场的文明施工领导小组,并结合本标段工程项目的特点,制定和实施文明施工管理和环境保护细则。(5)负责工程的组织指挥,传达业主、监理的指令并组织实施,对工程项目进行资源配置,保证本项目管理体系的有49、效运行及所需人、财、物、机资源的需要,根据工程需要对现场人员任免、聘用、奖罚。对工程项目成本负责。2)项目副经理配合项目经理对本项目的管理。按分工对现场施工的安全、质量、进度、文明施工、环境保护、成本控制等实施管理。全面落实安全、质量责任制和各项工作计划,协助项目经理协调好外部关系,处理施工中出现的具体问题和项目经理部的日常工作。3)项目总工程师(1)对本标段施工技术、工程质量、安全生产、计量测试负直接技术责任,负责组织指导工程技术人员开展有效的技术管理工作。(2)负责组织编制本标段工程项目的实施性施工组织设计、质量计划和保证工程质量、安全生产的技术措施。(3)负责组织在本项目的新技术、新工艺50、新设备、新材料推广应用。(4)对工程施工中可能存在的质量隐患及其预防和纠正措施进行审核,组织解决工程施工中技术难题的科研攻关。(5)负责组织竣工资料编制和技术总结,组织竣工交验。4)工程技术部(1)对工程实施的全过程实行全面管理,协调其他部门围绕工程质量、工期、环保等目标开展工作。(2)制定实施性施工组织设计,并据此指导施工。(3)确定工程施工的重大施工方案。(4)编制年、季度、月施工计划,监督计划执行情况。(5)负责工程合同的归口管理。(6)负责工程的计量与支付。(7)负责工程成本的控制。(8)负责工程技术资料的管理和归档工作。5)安全质量环保部(1)负责工程施工的安全、质量、环保和文明施51、工管理,组织安全、质量施工技术交底;严格按照质量管理体系进行质量管理。(2)制订安全、质量、环保和文明施工等管理细则和保证措施,组织处理安全质量事故。(3)组织安全、质量、环保和文明施工检查,制定预防措施。(4)负责对施工人员进行职业健康安全、环境保护有关法律、法规、目标、指标和管理方案、应急预案、控制程序的教育培训,增强全员安全环保意识,促进安全环保工作有效开展。(5)组织工程竣工文件的编制和工程验收。6)物资机械部(1)负责所有自购工程材料及重要设备的采购工作。(2)负责有关材料、设备的管理、周转调剂工作,保证本工程要使用的材料、机械设备能及时到位。(3)负责配齐所有机电设备的安全防护保险52、装置,加强对机电设备和压力容器的检查、维修、保养,确保安全运转,培训操作人员。(4)负责相关资料的归档工作。7)计划财务部(1)负责工程施工资金的筹措。(2)负责健全项目经理部的财务核算体系,有效地进行经济活动分析。(3)负责经理部的资金管理、对工程成本进行会计核算、会计监督(4)负责监督分包商按时发放农民工工资。8)综合办公室(1)负责配合业主进行交通疏解、管线改迁、拆迁等工作。(2)负责本工程范围内与其他合同承包商、业主、监理、等单位的协调。(3)负责本项目的所有接口协调管理。(4)负责与地方相关单位关系协调。9)工程试验室(1)负责水泥、钢筋、砼等材料进场检验及送检工作。(2)负责配合业53、主、监理和质检部门进行的质量抽检工作。(3)负责与砼供应商联系,按设计要求对商品砼的质量进行监督检查。(4)负责填写、收集、整理、保管各种试验资料。3.2.施工场地平面布置原则严格按照招标文件和设计图纸提供的施工条件,因地制宜进行规划安排,做到合理可行。根据总体施工安排,充分利用规划用地界,施工临时用地以满足施工生产和现场管理办公为主,积极主动为业主分忧,减少业主的社会协调工作量。符合本工程的施工特点,便于施工。并尽量利用公用设施,减少临时设施建设。充分考虑环境保护,尽量减少扰民,做到临时房屋及其它设施布置安全、经济、合理、实用。尽量不破坏原有城市道路路面和施工场地内外的树木。施工设施布置满足54、生产规模和施工工艺要求,做到紧凑、美观、安全、防火,并减少对周围环境和公共交通的影响。在施工用地紧张时,生活住房采用租用当地民房。本标段在方新村南端盾构始发井占用施工场地4000m2,北关人人乐超市前广场竖井占用施工场地950m2,ZCK11918.776盾构接收井处一期交通疏解占用施工场地1230m2、二期交通疏解占用施工场地2055m2,ZCK1267.769暗挖竖井占用1430m2。3.3.临时工程3.3.1.场地围蔽方新村南端盾构始发井、北关人人乐超市前广场竖井施工场地和ZCK1267.769暗挖竖井施工场地围蔽一次建成,ZCK11918.776盾构接收井施工场地围蔽施工分二期进行,场55、地围蔽分固定围挡和活动围挡两种,本标段除方新村南端盾构始发井施工围蔽采用固定围挡外,其它施工场地围蔽均采用活动围挡。3.3.2.办公、生活用房及设施项目经理部驻地、盾构作业一队、盾构作业二队办公、生活用房及设施布置在方新村盾构始发井处,隧道作业一、二、三队生活房屋租用当地民房。办公、生活用房数量:办公用房:二层3栋,计828m2;门卫:彩钢房,计24m2;生活用房:三层彩钢房3栋,计1242m2食堂、浴室、厕所:职工食堂、浴室、厕所采用砖木结构,食堂面积108m2,浴室面积54m2;厕所面积48m2。浴室、厕所接通水源以供冲洗,厕所设化粪池,定时喷药、清理,污水经处理后,排入市政排污管网。3.56、3.3.生产用房及设施生产用房及设施均布置在四块施工场地内。盾构始发井施工场地布置堆土槽、材料库、轨排存放场、管片存放场、油脂存放场、膨润土存放场、砂堆放场、洗车槽、材料库、修理及加工车间、龙门吊、吊车、设备停放场等用房和设施。区间暗挖隧道施工场地布置堆土槽、洗车槽、材料库、修理及加工车间、木工房、砂堆放场、钢筋加工场、配电房、提升架、设备停放场等用房和设施。3.3.4.施工便道采用20cm厚C20砼硬化路面,路面宽6m。3.3.5.场地硬化施工生产、生活区场地采用10cm厚C20砼硬化。3.3.6.施工用电3.3.6.1.供电方案1)盾构施工供电方案业主在盾构始发井施工场地内提供10KV授电57、点和安装所选电压等级相应的变压器及相关设备,我公司每台盾构机自备1050KVA高压变压器,计2台,此外,在各块施工场地内各配置1台500KVA变压器。在变压器旁边设配电房,采用三相五线制供电系统,设专用保护线及三级漏电保护开关,在变压器出口设总动力箱,施工点设分动力箱,从分动力箱为各负荷供电,各线路尽量靠近围墙,避免干扰。同时,在场地内设两台250kW发电机,供紧急停电时使用2)暗挖区间施工供电方案龙首村北关区间暗挖竖井施工场地内设1台500KVA的变压器,备用一台250KVA发电机。北关北大街区间盾构吊出井施工场地内设1台500KVA的变压器,备用一台250kW发电机。北关北大街区间暗挖竖井58、施工场地内设1台500KVA的变压器,备用一台250kW发电机。3.3.6.2.进场阶段的临时供电为保证施工临时设施的搭建、前期准备工作的正常进行以及生活用电的需要,在方新村盾构始发工地安排2台250kW发电机,在北关人人乐超市前广场竖井施工场地、ZCK1267.769暗挖竖井施工场地和ZCK11918.776盾构接收井施工场地内各安排一台250kW发电机,作为施工前期及备用电源。3.3.7.施工用水施工用水由业主提供的供水管道就近接入。综合考虑到消防用水的储备,选择DN100主供水管进入各施工场地,并选用适当的支管引入生产、生活区域。盾构区间施工用水由地面引至洞内。3.3.8.场地排水施工现59、场的临时排水统一设计,在四周均设置排水沟。生活污水及隧道内排水经排水沟汇至沉淀池,污水经沉淀后排入市政污水管道。3.3.9.施工通信项目经理部、业主现场办公室、监理驻地、施工队各设一部程控电话,主要工作人员配置移动电话,负责对外对内联络。同时根据实际需要配备若干台对讲机,作为现场施工生产的联络工具。3.3.10.消防设施根据XX市消防的相关要求,生产区和生活、办公区均接通水源,用于灭火的水管能保持正常工作状态,配备足够的灭火器材和其它消防器材,每个工点都设置消防池并储备消防砂,各级安全员负责检查和更换过期灭火材料,并安排专人负责消防监督工作。3.4.防排洪措施1)成立防排洪领导小组,明确责任,60、落实到人。2)确保场地内排水管沟畅通及各种防洪设施的完好,定期开展防排洪大检查,雨季前对受施工影响的排水设施进行一次全面疏通。3)认真执行雨前、雨中、雨后“三检制”。4)制定防排洪紧急预案,能有序组织抢险。5)坚持防洪值班制度。遇有险情及时组织力量抢修,并及时向上级报告。6)预先做好各项工作,加强与地方气象部门的联系,在大雨到来之前预备足够的人力、物力,加强防洪重点工地的值班和巡守。3.5.施工期间的交通组织3.5.1.交通组织基本要求本标段线路位于未央路和北大街路侧。根据业主和交管部门的要求:施工期间,不能中断交通,交通疏解要合理、有序、安全,标志明确,方便交通;因此,在施工期间采取措施对该61、路段进行交通疏解,满足交通要求。3.5.2.交通疏解方案本标段北关至北大街暗挖区间施工竖井位于北大街路侧,影响交通,为保证车流双向行驶,确保北大街始终有一条进城车道和3条出城车道,采取二期交通疏解方案。见“北关北大街区间一期施工场地及交通疏解图”和“北关北大街区间二期施工场地及交通疏解图”。3.5.3.交通组织出碴进料的车辆自大门进出施工场地,场地内留5.5米宽车道。弃碴安排在夜间运输,并与交通主管部门协商确定路线和运输时间,在相关交通线上设限速、禁行、禁停等交通标志,安排专职人员在施工段疏解交通。3.5.4.交通组织措施1)项目部由一名副经理牵头成立交通疏解协调配合小组,积极与业主、交管部门62、作好协调工作。2)制定岗位责任制和交通疏解工作细则,严格按照交通部门的有关要求和具体安排进行交通疏解,加强力量,协助交通管理部门保障交通安全畅通。3)提供足够的专职人员,设定交通协管执勤岗,帮助疏解交通,维护现场边界、路口、围挡出口的交通秩序。4)不随意侵占现有道路,不在围挡以外施工或堆放材料、设备。5)对交通疏解方案留设的交叉路口段,专门设计围挡,保证交通疏解路口行车通畅。各种交通标志设置齐全。6)在施工期间,按要求保持XX市有关部门要求的最小行车道宽度,开放交通。3.6.施工总平面布置图见“XX市城市快速轨道交通二号线一期工程XX长延堡段TJSG-10标段施工总平面布置图”及“方新村站盾构63、始发施工平面布置图”。XX市城市快速轨道交通二号线一期工程XX长延堡段TJSG-10标段施工总平面布置图4.劳动力计划4.1.劳动力安排根据工程内容不同,现场设5个作业队。盾构作业区间设两个队,分别为盾构作业一队、盾构作业二队,分别负责区间左、右线盾构隧道施工。浅埋暗挖隧道段设3个作业队,分别为隧道作业一队、二队、三队,其中隧道作业一队负责龙首村至北关区间200m浅埋暗挖隧道及方新村至龙首村、龙首村至北关两个联络通道的施工,隧道作业二队以北关至北大街区间盾构接收井兼暗挖竖井作为工作面负责施工ZCK11+856.674至ZCK11+912.776左线正线变截面暗挖隧道、ZCK11+924.77664、至ZCK12+136.574暗挖隧道、右线正线YCK11+929.215至YCK11+970.139变截面暗挖隧道共计308.8m及盾构接收井兼暗挖隧道竖井的封堵;隧道作业三队以暗挖竖井作为工作面负责北关至北大街区间右线正线YCK11+970.139至YCK12+064.519变截面暗挖隧道、YCK12+071.019至YCK12+136.574暗挖隧道及地铁1号线、2号线35.6m联络线共计195.5m及北关至北大街区间两个联络通道的施工。每个盾构作业队劳动力80人,每个隧道作业队劳动力200人,现场劳动力最高760人。4.2.劳动力计划表详见“劳动力计划表”。4.3.目前剩余劳动力情况根据65、我公司承担的同类或类似工程项目,目前有以下项目已收尾或接近完工,其中天津地铁二期工程(2号线)十标段,盾构区间隧道长1382.643m,施工工期:,已完工;广州市轨道交通四号线车陂南至黄阁段(不含大学城专线)高架区间1标,施工工期:,已完工;广州市轨道交通四号线高架区间6标:施工工期:,已完工;沈阳市地铁一号线一期工程土建施工青年大街站-怀远门站区间(第十二合同段),施工工期:2007.10.31,已进入收尾阶段。各标段剩余人员如下:天津地铁二期工程(2号线)十标段:剩余管理人员12人,生产人员劳动力计划表工种2008年2009年1季度2季度3季度4季度1季度2季度3季度4季度隧道工3060966、69696966030木工551010101055钢筋工1836545454543618架子工81624242424168电工481212121284电焊工81624242424168模板工1224363636362412起重工51015151515105机械工61218181818126混凝土工3264929292926432防水工1428424242422814瓦工681010101086测工481212121284试验工44444444维修工51015151515105普工3264969696966432各种司机1632404040403216隧道作业队小计20940560060060067、600405209盾构操作司机888888盾构辅助设备操作工121212121212盾构后配套操作工121212121212电瓶车司机242424242424盾构保养人员202020202020防水工181818181818机电工101010101010电焊工444444起重工404040404040普工121212121212盾构作业队小计160160160160160160合计209565760760760760565209备注:两台盾构机分别下井,前后大约错开1个月,人员也错开1个月。盾构人数按每台80人考虑;每个隧道作业队按200人考虑。150人;广州市轨道交通四号线车陂南至黄阁段(不68、含大学城专线)高架区间1标:剩余管理人员10人,生产人员80人;广州市轨道交通四号线高架区间6标:剩余管理人员:8人,生产人员50人;沈阳市地铁一号线一期工程土建施工青年大街站-怀远门站区间(第十二合同段):剩余管理人员20人,生产人员350人,各项目合计剩余管理人员:50人,生产人员:730人,剩余管理人员及劳动力完全可以满足本工程的需要。5.施工进度计划及施工进度保证措施5.1.计划开、竣工日期本标段总工期21.6个月,即2008年3月1日开工,2009年12月20日竣工,比招标文件要求工期提前11天,并满足区间节点工期要求。5.2.施工进度计划5.2.1.盾构区间施工进度计划盾构掘进自方69、新村车站始发,左线盾构机首发,右线盾构机滞后1个月始发。盾构机于2008年5月1日到达施工现场。5.2.1.1.方新村至龙首村区间左线盾构机吊装、拼装:2008年5月1日至2008年5月31日;左线盾构试掘进(前100m):2008年6月1日至2008年6月30日;左线盾构正式掘进:2008年7月1日至2008年10月31日;左线盾构过龙首村站:2008年11月1日至2008年11月30日;右线盾构机吊装、拼装:2008年6月1日至2008年6月30日;右线盾构试掘进(前100m):2008年7月1日至2008年7月31日;右线盾构正式掘进:2008年8月1日至2008年11月30日;右线盾构70、过龙首村站:2008年12月1日至2008年12月31日;5.2.1.2.龙首村至北关区间左线盾构掘进(含过暗挖隧道段):2008年12月1日至2009年3月31日;左线盾构过北关站:2009年4月1日至2009年4月30日;右线盾构掘进(含过暗挖隧道段):2009年1月1日至2009年4月30日;右线盾构过北关站:2009年5月1日至2009年5月31日;5.2.1.3.北关至北大街区间左线盾构掘进:2009年5月1日至2009年7月31日;左线盾构过暗挖隧道段:2009年8月1日至2009年8月15日;左线盾构机解体吊出:2009年8月16日至2009年9月15日;右线盾构掘进:2009年71、6月1日至2009年8月31日;右线盾构机解体吊出:2009年9月1日至2009年9月30日。5.2.2.暗挖区间施工进度计划5.2.2.1.龙首村至北关区间暗挖竖井施工:2008年5月1日至2008年7月31日;暗挖隧道施工:2008年8月1日至2008年12月31日。5.2.2.2.北关至北大街区间一期交通疏解盾构接收井兼暗挖竖井1/2结构施工:2008年3月1日至2008年6月30日;盾构接收井兼暗挖竖井1/2结构及区间暗挖竖井施工:2008年8月1日至2008年11月30日;盾构接收井兼暗挖竖井施工ZCK11+856.674-ZCK11+912.776暗挖隧道:2008年12月1日至272、009年3月31日;盾构接收井兼暗挖竖井施工ZCK11+924.776-ZCK12+136.574暗挖隧道:2008年12月1日至2009年6月30日;盾构接收井兼暗挖竖井施工YCK11+929.215-YCK11+970.139暗挖隧道:2009年4月1日至2009年6月30日;区间暗挖竖井施工:2008年8月1日至2008年11月30日;暗挖竖井施工YCK11+970.139至YCK12+064.519暗挖隧道: 2008年12月1日至2009年5月31日;暗挖竖井施工YCK12+071.019-YCK12+136.574暗挖隧道:2009年6月1日至2009年8月31日;暗挖竖井施工地铁73、1号线和地铁2号线联络线暗挖隧道: 2009年9月1日至2009年10月31日;5.3. 主要工序进度指标区间盾构隧道施工:300m/月。暗挖隧道施工:变截面大断面隧道进度指标为15m/月,标准小断面隧道进度指标45m/月。5.4.施工总进度横道图详见:“XX市城市快速轨道交通二号线一期工程TJSG-10标施工总进度横道图”。5.5.网络计划总进度图详见:“XX市城市快速轨道交通二号线一期工程TJSG-10标施工总进度网络图”。5.6.施工进度保证措施5.6.1.工期目标本标段总工期21.6个月,即2008年3月1日开工,2009年12月20日竣工,比招标文件要求工期提前11天,并满足区间节点74、工期要求。5.6.2.施工进度保证措施5.6.2.1.抓紧前期准备工作抓紧开工前期的施工准备工作,积极配合业主搞好拆迁及管线改移工作,协调组织人员机械设备及材料的供应筹备工作,尽快搞好场内三通一平及实施性施工组织设计编制工作,做到队伍转移快,安摊建点快。5.6.2.2.加强施工进度管理严格按网络计划安排施工,并以此为依据,编制各分项工程的月、周、天作业计划,将总体工期落实到各分项工程,各分项工程落实到班组,班组落实到人,采用弹性工作时间,满足施工需要。5.6.2.3.实行动态管理根据施工现场情况,充分利用计算机项目管理软件不断优化调整网络计划,采取一切措施保证关键线路工序按计划实施。5.6.275、.4.超前考虑,优化资源配置根据总体目标和施工顺序、难度、环境等特点,提前预测有可能发生XX市城市快速轨道交通二号线一期工程TJSG-10标施工总进度横道图XX市城市快速轨道交通二号线一期工程TJSG-10标施工总进度网络图的各工序间交叉配合不到位现象,采取有效措施,抓住控制点,重点突破;并优化资源配置,合理安排劳动力、周转材料、机械设备等生产因素,减少返工和浪费,节约资源和时间。5.6.2.5.严格生产会议制度每天召开一次生产“碰头会”,落实当天计划完成情况,布置明天的生产任务,促进滞后工序;每周召开一次生产协调会,落实上周计划完成情况,并对计划作业调整补救措施;同时安排下周施工任务,并对各76、工序中的主要施工难点制定解决方案。5.6.2.6.利用经济杠杆全面落实经济承包责任制,把职工的经济收入同生产进度直接挂钩,充分调动职工的劳动积极性和创造性。5.6.2.7.抓好关键工序施工,以分段工期保证总工期的实现1)前期准备工作(1)积极主动与交管部门配合,解决好交通疏解工作,做好最优交通疏解方案;配合管线产权单位按计划完成切改工作,给正常施工创造良好条件;组织足够的人员及机械设备,同时安排多点施工。(2)编制严密的网络计划和合理的施工组织设计,合理组织、减少干扰。对各个工作面统一指挥,减少相互干扰。2)浅埋暗挖隧道、联络通道施工进度保证措施结合标段工序安排,进场后在做好盾构区间施工的同时77、积极配合业主加快交通疏解和施工围档的施工进度,尽快展开暗挖竖井的施工,暗挖隧道自大断面向小断面施工,施工中加强超前地质预报和监控量测,做好隧道施工各工序间的衔接,以盾构到达时间作为节点目标利用网络计划控制暗挖隧道的施工进度,为盾构通过提供条件,从而保证总工期目标的实现。3)盾构区间施工进度保证措施盾构推进前,各项工作准备充分,探明施工影响范围内的地面建、构筑物、地下管线、地下障碍物、地下设施等,对重要建、构筑物提出可行的保护措施,避免施工过程中发生变形,保证盾构推进能顺利进行。推进过程中,根据对变形监测数据的分析,不断优化调整盾构施工参数,使整个推进有序进行。盾构施工完成后,及时作好堵漏、嵌缝78、紧固、封孔,清除隧道内泥水、油污等工作,以便下一道工序施工。6.主要施工机械、设备6.1.主要材料计划用量表详见:“主要材料计划用量表”。6.2.主要施工机械设备详见:“拟投入本标段的主要施工机械设备表”。6.3.主要试验、测量、质检仪器设备表详见:“拟投入本标段的主要测量、试验仪器表”。7.盾构区间施工方案与技术措施7.1.盾构机供应方式及购置意向书经过多方调查,全面比选,我公司在本标段拟选购2台日本小松有限公司制造的全新土压平衡式盾构机,型号“ TM614PMX ” 。附:“盾构设备购买意向协议书”。附:“盾构机交货初步时间表”7.2.选型依据盾构掘进机的选型与所穿越的地层及周边环境、线79、路走向、曲线半径等关系很大,选型合适与否直接关系工程的成败。根据地质条件结合工期要求,用于本区段施工的盾构掘进机,具有平衡土压与岩土开挖功能。具有稳定开挖面、平衡水土压力、最大限度减少地表沉陷的功能,中盾与盾尾采用铰接式连接,具有较强的纠偏抗扭与弯道施工的能力,并且具有较好的经济性和较长的使用寿命,确保各项作业的安全性和可靠性。从目前国内外各种类型盾构掘进机资料看出,土压平衡式盾构掘进机(简称盾构掘进机)是目前在软土与粘土等地层中,进行隧道掘进施工的一种较好机型。它技术成熟、作业安全、工作可靠、对地表土体扰动小、整机模块化设计拆装方便,对地面施工场地要求不高等特点。是针对粘土、黄土、沙土、粉沙80、等地层设计的盾构机。 综上所述,我们针对本合同段的工程地质、水文条件、地上建筑物、主要材料计划用量表序号材料名称单位数量2008年2009年一季度二季度三季度四季度一季度二季度三季度四季度1三元乙丙橡胶止水带m189578316849834347544052033677276262自粘式防水卷材m22388441278280464656256641812513713特殊止水带m1619012014239103176357530932137374预制钢筋混凝土管片m597810015711096127810628715钢管片t90906中砂t32883354987941645072616282481、341757水泥t2469720020059644845545447183260568喷射混凝土m391131510710702467238724494771419普通商品混凝土m31052212123285276283551610防水混凝土m31396524163163937803658375373221711钢材t485088574901313127013032547512钢筋t37625694342101898510121975813木材m3175815511564764604729327拟投入本标段的主要施工机械、设备表序号机械设备名称规格型号单位数量新旧程度()备注自有租赁暗挖隧道及82、联络通道施工机械、设备一、支护、加固工程施工设备1高压旋喷桩机XP-30台5902注浆泵ACF-700台5903高压水泵3*B台3904地质钻机GX-1T台2905地质钻机GX-50台2906泥浆泵BW250/50台4907潜水泵台41008混凝土湿喷机TK-961台31009简易衬砌台架自制台3100二、土、石方施工专用设备1挖掘机日立EX300台3902挖掘机WY3.5-2台3903中压风钻RH571-5L台21004地载挖掘机ZLM-15台3905电动空压机L3.5-20/8-1台3906气腿式风钻YT-28台40907风镐G10A台30908锻钎机YDD1台2909通风机SDF-10台83、390三、运输设备1装载机ZL50台3902自卸汽车CQ30/290台4903自卸汽车CQ30/290台10904自卸汽车CA141台590四、起重设备1履带吊100T台1902汽车起重机NK400E台2903汽车起重机QY16台2904电动卷扬机10t台690拟投入本标段的主要施工机械设备表序号机械设备名称规格型号单位数量新旧程度()备注自有租赁暗挖隧道及联络通道施工机械、设备五、钢筋、混凝土施工设备1钢筋调直机GT台2902钢筋切断机GQ40-F台2903钢筋弯曲机GW40-1台2904对焊机UN1-100台2905电焊机BX1-300台20906管床Z313ZX6台1907混凝土搅拌机J84、ZC350台2908平板式振捣器ZB3台3909插入式振捣棒ZN35,ZN50台209010车床台19011双液注浆机ZTGC-60/210台39012混凝土输送泵HBT50台390六、其它设备1抽水机台8902备用发电机150kW台2903氧焊机台3904机动翻斗车JS-1J台4905通风机SDF-10台390盾构施工机械/设备/仪器一、盾构隧道施工专用设备1盾构机及后配套TM614PMX台21002交直变频电力机车JXK45台41003电瓶车蓄电池组540V组41004碴车15m3节241005砂浆运输车8m3台41006管片车15T节81007充电机KCA-150/380V台4908门式85、起重机45T台2909冷却系统SRM-80套210010砂浆搅拌站TS-500套49011电动空压机L3.5-20/8-1台29012通风机SDF-10台2100拟投入本标段的主要施工机械设备表序号机械设备名称规格型号单位数量新旧程度()备注自有租赁盾构施工机械/设备/仪器一、盾构隧道施工专用设备13污水泵65LS164台1210014潜水泵Q4型台810015滤油机台210016小型泵站台210017内燃空压机BH-12/7台210018二次注浆设备套2100二、端头加固工程施工设备1高压旋喷桩机XP-30套4902灌浆泵台4903水泥注浆泵BW-150台490三、挖洞施工专用设备1控向机D86、LS-20台套21002注浆机KBY-50/70台4903风钻YT-28台16904双液注浆泵KBY50/70台4905混凝土喷射机台2906闸阀Q11SA-16Dg-25台81007压力表个81008配浆筒个101009储浆筒个1010010孔口封闭器个1010011风镐G10A个1010012斗车个1090四、运输设备1重型运输板车HY473台8902拖车P113HL64台8903运输平板货车EQ140台890拟投入本标段的主要施工机械设备表序号机械设备名称规格型号单位数量新旧程度()备注自有租赁盾构施工机械/设备/仪器五、起重设备1履带吊机LS368RH5台1902汽车吊机TADANA-87、900E台1903履带式起重机QUT150台1904汽车吊16T台190六、钢筋、混凝土施工设备1钢筋弯曲机台2902钢筋调直机台2903钢筋切断机台2904钢筋对焊机UN1-100台2905交流电焊机BX3-500台8906混凝土输送泵PTF-60S台2907平板振捣器ZB300台81008插入式振捣器ZN50台30100七、其它辅助设备1车床C620台1902钻床Z3050台1903切割机J3G-400台11004氧焊机台31005电焊机BX5-400台5906千斤顶YCQ-80台4907千斤顶YCQ-30台41008千斤顶YCQ-200台41009导链台2010010卷扬机5T台210088、11箱式变压器S9-500台59012备用发电机GF250台59013污水处理系统台510014油水检测设备台210015消防系统套40100拟投入本标段的主要测量、试验仪器表序号仪器名称规格型号单位数量新旧程度()备注自有租赁暗挖隧道、联络通道主要测量、试验仪器表一、检验、试验设备1压力试验机200-C-1台1902万能材料试验机WE-60台1903塌落度筒10015300台41004混凝土抗渗仪H20台11005砂子标准筛方孔台31006石子标准筛方孔台31007振筛机台1908电烘箱CS101-2台1909天平HC.TP12A50台19010天平HC.TP11B10台19011天平TN-89、1008台19012抗渗试模18517550台1810013混凝土试模151515台1810014试块标准养护箱20B台19015凝结时间测定仪台110016混凝土切割机台210017混凝土回弹仪个3100二、监测设备1收敛量测仪GY-85台51002钻孔式多点位移计DW-3A台121003土压力盒XYJ-3C台241004频率仪台41005灌浆自动记录仪T31-C台51006非金属超声波探测仪NM-3C台5100拟投入本标段的主要测量、试验仪器表序号仪器名称规格型号单位数量新旧程度()备注自有租赁暗挖隧道、联络通道主要测量、试验仪器表二、监测设备7混凝土面测定仪台11008比重计台2100990、黏度计台210010温度计台210011水准仪台69012全站仪拓普康301台39013光学裂缝仪个3100三、办公设备1计算机笔记本电脑台10902打印机佳能台5903传真机佳能台21004复印机佳能台11005数码摄像机佳能台21006数码相机佳能台2100盾构施工主要测量、试验仪器表一、检验、试验设备1压力试验机YE-2000A台1902电动抗折试验机DKZ-5000台1903自落混凝土搅拌机TZJ-60台1904液压万能试验机WE-60台1905混凝土抗渗仪HS-40台21006恒温恒湿设备B1666-1C台4907鼓风干燥箱101A台4908混凝土加温养护箱HJ-84台490拟投入本91、标段的主要测量、试验仪器表序号仪器名称规格型号单位数量新旧程度()备注自有租赁盾构施工主要测量、试验仪器表一、检验、试验设备9水泥净浆搅拌机160A台19010混凝土振动台1m3台19011混凝土钻孔取芯机QZ-160A台1100三、测量、监测设备1精密水准仪DSZ-2台2902光学对中器个21003全站仪TCA1103台2904全自动测量系统套21005激光断面测量仪AMT4000台21006铟钢塔尺TSG5-3把41007小型发电机台2908经纬仪蔡司010B台2909数显收敛计SD-1台210010分层沉降仪NC-50台210011倾斜测试仪SINC0台210012水位观测仪VW-1台292、10013频率接收仪TC1800台210014水准仪SY-1台29015地质超前预报仪TSP202台19016声波探测仪400型台210017管线探测仪台210018回声测深仪SHD-13D台2100盾构设备购买意向协议书盾构机交货初步时间表盾构机交货初步时间表地下建筑物及周边环境等情况和本合同的重点核难点。对海瑞克、拉瓦特、川崎、日立等几种盾构机进行了全面的考查,对各家刀盘、刀具、螺旋输送机、安全设施、系统保护、作业环境等多方面进行了详细的分析比较,并结合国内使用的经验,本标段我们选用了日本小松TM614PMX土压平衡式盾构机,小松公司是生产盾构机的专业厂家,它所生产的盾构机已广泛应用于世界93、上许多国家,其产品性能、结构特点、技术的先进性、可靠性、合理性及人性化设计等在我国的上海、广州、深圳的地铁施工中也得到了充分的验证。7.3.设计特点根据本标段地质条件,用于本工程的盾构掘进机,具有较好的切削土体能力、刀盘具有较大的开口率、保证具有稳定开挖面、平衡水土压力、最大限度减少地表沉陷的功能,具有较强的纠偏抗扭与弯道施工的能力,且具有较好的经济性和较长的使用寿命,确保各项作业的安全性和可靠性。从目前国内外各种类型盾构掘进机资料看出,土压平衡式盾构机是目前在黏土、黄土和沙质的地层中,进行隧道掘进施工的一种较理想的机型。它是一种综合性能好,切削能力强,掘进速度快,对地面土体扰动小安全可靠的机94、种。该盾构机在土仓隔板上下左右配置了4个具有高灵敏度的压力传感器,通过自动土压系统中的PLC能将当前土压传送到控制室的操作台上显示出来,并与设定值相比较自动调整螺旋输送机的转速,控制土仓压力,减小地面沉降。.主驱动及推进系统本机刀盘采用8台55kW变频电动机驱动,具有较大的扭矩和转速,最大扭矩6176kN-m,可适应不同的地层需要。推进油缸和铰接油缸布置合理,具有良好的纠偏性能,能够保证在不均匀地层中的轴线控制和纠偏要求。22台推进油缸最大推力37730kN,16台铰接油缸可适应最小曲率半径150m。 7.3.2. 出土方式螺旋输送机皮带输送机轨道电瓶车运输。螺旋输送机可以通过液压比例电磁阀实95、现无级变速,配合刀盘旋转速度和推进速度调整土仓压力,从而保证正面土体稳定,有效控制地面沉降。7.3.3.注浆方式同步注浆:采用4个注浆孔,两台注浆泵(12m3/h),1个注浆罐(4m3)自带搅拌器。进行同步注浆,及时填充管片和土体之间的空隙,减少地面沉降。7.3.4.人闸具有可增降气压的人孔气压仓,预备仓主仓土压仓,用于土压平衡工况下人员、机具进出土仓(泥土密封仓)排除故障或更换刀具。7.3.5.具有泡沫和发泡系统、膨润土和自搅拌系统及活性剂注入系统。通过对刀盘和土仓加注泡沫、膨润土和活性剂改良土体,有效控制泥饼的形成。7.3.6.配备有由美国Trimble 公司生产的5603光波自动全站仪,96、导向精度3秒。7.4.刀具形式、刀盘布局的特点及对区间不同地质的适应性刀盘结构为辐条式,刀盘开口率为43%,结构设计合理、强度高、刚度大、耐磨程度高、主轴承直径大,能承受较大的弯矩和推力;辐条式刀盘开口率较大,开挖面与刀盘之间的阻碍少,土体容易进入土仓,其土仓中的土体密度及压力更接近开挖面的土体密度与压力,使控制土压平衡更为精确。同时刀盘与开挖面接触面积小,渣土不宜堆积在刀盘和开挖面之间,减少了泥饼的形成,也减轻了刀盘与刀具的磨损。 7.5.工程特点、难点及盾构机的可靠性芳新村站北大街区间总长为双线6738kM ,隧道内径5.4m,最小曲线半径400m。区间线路主要穿过粉质黏土和黄土地层,还要97、通过较多地建筑物、公路和铁路;地质条件要求盾构适应性强,本标段复杂的地质条件,要求盾构机即要有较强的切削能力,良好的抗扭和姿态控制性能,施工中又要控制盾构机姿态和工作面稳定,使用土压平衡盾构机是最理想的。7.5.1.芳新村站龙首村区间位于未央大道下,沿线两侧有较多地下管线。沿区间线路上行线正上方有埋深较深的960的砼雨水管及众多管线,需严格控制地表沉降及隆起。首先要使盾构机工作在土压平衡状态,根据土压传感器的指示严格控制出土量,加强管片背后注浆和二次注浆,保证土仓压力,稳定土体,同时还要加强地面检测,必要时提前对特殊地段地面土体加固。7.5.2.龙首村北关区间穿过F2地裂缝,该段采用暗挖隧道结98、构,盾构机的接收、通过、始发需要重点控制。作好端头土体的加固,保证盾构机在非土压平衡状态顺利通过。不会产生涌水、涌砂现象。在通过暗挖断面时,做好滑行所需材料、机具的准备及操作人员的安全培训与技能培训工作,保证盾构机安全、顺利的通过。7.5.3.北关北大街区间主要穿过龙海铁路、环城北路高架桥、北护城河、北城墙等建(构)筑物。需要严格控制地表沉降及隆起,保证文物安全。要求地表变形量不大于5mm-10mm,故控制土压平衡参数,稳定掘进速度,确保同步注浆与二次注浆质量,提前做好地面加固并加强监测为首要任务。7.5.4.工期本标段总工期:22个月开工日期:2008年3月1日竣工日期:2009年12月2099、日7.6.不同开挖模式的工作原理及对盾构机的技术要求盾构掘进机具有土压平衡状态和非土压平衡状态两种工况,能够适应软硬两种地层的施工。根据地质情况,能够实现两种工作状态的互换。盾构掘进机从非平衡状态向土压平衡状态下的过渡:根据地质超前预报的信息,在前方遇到围岩不稳定的软土地带、砂层及涌水较高的地段时,及时关闭螺旋输送机的闸门,在盾构掘进机的密封隔板与开挖面形成的密封碴仓和螺旋输送机内充满刀盘切削下来的碴土,在盾构掘机推进油缸的推动作用下,给泥土仓内的碴土施加压力,通过控制出土量,保持泥土仓的土压力与开挖面的土压相平衡,从而起到稳定开挖面地层,防止地表变形的作用,实现从非土压平衡状态向土压平衡状态100、的转换。盾构掘进机从土压平衡状态向非土压平衡状态下的过渡:在岩土稳定性好的地段,盾构掘进机可以在非土压平衡下进行隧道施工,不需要靠维持泥土仓的压力来稳定开挖面,可排空碴仓,此时因为渣仓内没有土压力,盾构掘进机有较高的掘进速度并且易于操作。7.6.1.土压平衡推进盾构掘进机具有土压平衡功能,在通过工作面不稳定的地层时,可以建立土压平衡,确保工程安全和工程质量;我们主要工作在土压平衡工况。土压平衡工法适应在残积与冲积层淤泥质粉细砂层、砂层、黄土粉质粘土层等软弱围岩中进行掘进,本标段始终应该工作在土压平衡状态,根据碴土的塑性和流动性,在刀盘前和土仓内注入膨润土、高浓度泥浆、发泡剂等,与刀盘切削下来的101、岩土在土仓内进行搅拌,使其变为塑性的土体,通过控制掘进速度和调节螺旋机的转速两个方面来控制出土量,以调整切削腔室的土压的稳定,达到保持开挖面的稳定和控制地面沉降的目的,土仓内的土压值需在施工中根据地面的沉降量不断修正,土压值过小会引起地表沉降,土压值过大会引起地表隆起。7.6.2.非土压平衡推进当工作面岩土稳定时,加大排土量,排空泥土仓的土碴,在泥土仓处于压力不平衡的状态下进行正常掘进。非土压平衡工法适应于在中风化层、微风化层等硬岩中进行掘进,盾构可以在非土压平衡状态下进行隧道施工,不需要靠维持泥土仓的压力来稳定开挖面,可将土仓内的碴土排空,用管片衬砌背后及时注浆的方法来控制地面沉降。当切削刀102、盘旋转开挖时,盾构掘进机有一个自然趋势滚向相反的方向,为确保盾构掘进机的稳定,可采取刀盘正反转的方式轭制这种侧滚。7.6.3.盾构掘进机在软、硬不均断面地层中的推进以及遇到较硬的孤石时,盾构掘进机状态可能会向软弱土的方向偏移。可以采取将偏移方向的推进油缸的工作油压提高,同时降低相反方向推进油缸的工作油压,使盾构掘进机推进力形成纠偏力矩,依此来调整盾构掘进机的姿态。7.6.4.北关北大街区间主要穿过龙海铁路、环城北路高架桥、北护城河、北城墙等建(构)筑物。需要保证地面建(构)筑物的安全,主要控制建筑物的沉降要求。可以采取以下措施:7.6.4.1.在铁路及建筑物两侧设沉降观测点,进行跟踪测量,及时103、通知开挖面优化盾构掘进参数,切实保证开挖面的土压平衡,使土仓压力波动控制在最小的幅度,尽可能减少盾构掘进机对周围土体的扰动。7.6.4.2.采用同步和二次注浆,及时对管片衬砌背后间隙进行充填注浆,10m后再进行补压浆。7.6.4.3.必要时,进行管片外23m 的径向劈裂注浆,控制地层沉降引起的铁路及建筑物下沉,保证行车及建筑物安全。除此之外,按业主及监理工程师要求我们将采取特别的加固措施。7.6.4.4.在穿过护城河底时,淤泥质土层及砂层(中等透水),施工时易震陷塌落,可能出现涌水现象,由于土压平衡盾构具有很好的密封性,在该地层中,采用土压平衡工况掘进是非常可靠的,同时也要作好河底加固、隔离、104、降水处理。7.6.4.5.在通过暗挖地裂缝段接收与始发时,因盾构机处在非土压平衡工况下,要做好地面土体的加固和防水处理,防止破洞时涌水、涌沙现象的发生。在通过暗挖区间时要作好接受架、始发架、液压泵站、千斤顶、滑行钢板的准备工作,保证盾构机顺利通过。7.6.5.盾构掘进轴线控制为保证隧道轴线的方向,必须建立一套严密的人工测量和盾构机自动测量控制系统同步进行,严格控制测量的精度,合理布设洞内的测量控制点和导线,根据工程中的实际情况合理控制测量和复核的频率。在直、曲线施工时应采取如下措施:.1.直线段掘进施工盾构掘进施工过程中的轴线控制是整个盾构施工过程中的一个关键的环节,盾构在施工中大多数情况下不105、是沿着设计轴线掘进,而是在设计轴线的上、下、左、右方向上摆动,偏离设计轴线的差值必须要满足相关规范的要求,因此在盾构掘进中要采取一定的控制程序来控制隧道轴线的偏离。在掘进过程中关键是要严格控制千斤顶的行程、油压和油量,根据最新的测量结果调整盾构机及管片的位置和姿态,按“勤纠偏、小纠偏”的原则,通过严格的计算合理选择和控制各千斤顶的行程量,从而使盾构和隧道轴线沿设计轴线在容许偏差范围内平缓推进。切不可纠偏幅度过大,控制隧道平面与高程偏差而引起的隧道轴线折角变化不超过0.4%。.2.曲线段掘进施工在本区间中,最小曲线半径为R= 400m。在曲线施工时需要在技术上采取一定的措施,保证隧道中心线与设计106、轴线偏差在合理范围内。在施工控制方面和直线段有较大差别,需要注意的环节多,控制较复杂,要特别注意以下事项:1)盾构掘进时,应尽量将盾构机的位置控制在施工设计曲线的内侧,这样有利于盾构机方向的控制和纠偏。2)在进入曲线之前不可通过在外侧超挖的手段来实现转弯施工,这样往往造成盾构机偏离出外侧曲线。3)在曲线段施工时,为保持设计曲线线形,要合理分区地使用千斤顶,在掘进时要尽量维持施工参数的平稳,要尽量利用盾构机本身的超挖能力进行纠偏。4)曲线段顶进时,衬砌结构单侧偏压受力,因而容易造成衬砌结构变形,此时要及时进行壁后充填注浆,使用早强快凝的浆液。7.6.6.盾构机始发和初始掘进盾构机始发是指利用反力107、架及临时拼装起来的管片承受盾构机推力,盾构机在始发基座上向前推进,由始发洞门贯入地层,开始沿所定线路掘进的一系列作业。盾构始发施工包括盾构掘进开始时的一连串作业,是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、比较容易产生危险事故的环节,因此结合始发施工环境进行始发施工各个环节的准备工作至关重要。见“盾构始发及初始掘进流程图”。7.6.6.1.盾构机前移盾构机的中体、前体和刀盘组装完成后用千斤顶将其前移,为安装管片拼装机、螺旋输送机和盾尾以及反力架及反力环作准备。前移的速度要尽量快,刀盘靠到土体上后千斤顶要继续保压以平衡土体压力。盾构始发及初始掘进流程图盾构机前移拼装负环管片涂刷盾尾密封油脂盾构108、推进出洞调整止水装置翻板盾构初始掘进7.6.6.2.拼装负环管片1) 管片下井管片经检验合格后,使用龙门吊,平稳地吊往井下,每次只能吊运两片,地面指挥确认井下无人站立和行走后,方可指挥司机进行运作,同时按下报警器,示意有重物进入施工井口。2)负环管片支撑负环管片支撑系统采用钢反力架、钢反力环,负环管片拼装为直线拼装,拼装时遵循管片与钢反力环保持平行的原则。本次出洞负环管片共6环,故根据出洞环里程可定出反力架位置。支撑系统必须具有足够的强度和刚度。在安装反力架时,必须严格以里程控制,反力架两立柱的支座,采用预埋钢板螺栓连接的方式,控制其表面标高,并且在支座上弹出反力架里程控制线。两立柱用经纬仪双109、向校正垂直度。采用加设垫片的方法调整钢反力环,使它形成的平面与-6环管片的平面严格吻合。3)负环管片拼装盾构机始发时需要在反力环与洞口之间拼装负环。负环的中心线坡度应与出洞段设计坡度一致。根据设计图纸上的管片理论排列和负环的环数确定负环的-6管片拼装位置。6环的位置定位非常重要,管片车运送第一块A型管片至拼装机下方后按以下步骤拼装:(1)根据管片安装顺序,将须安装管片位置的千斤顶缩回到位,空出管片拼装位置。(2)在盾壳底部放置薄木板并保证千斤顶后推负环时,负环管片不会从薄木板上滑落。(3)用管片安装有线遥控器操作,安装头须与管片调整好相对位置(通过调整安装头上的六个自由度),然后吊起管片。(4110、)将管片旋转至最终的正确位置上,并在盾壳内对管片采取临时固定措施。 (5)穿上螺栓,拧紧螺栓(只拧环向螺栓)。(6)依次拼装A型管片、B1管片、B2管片;安装B1管片、B2管片时在盾壳内采取临时固定措施,防止管片下垂。(7)待6环成环后,用千斤顶将此环整体后推,千斤顶伸长速度不宜太快。(8)送进器继续输送负环5环管片至安装位置并重复以上步骤,拼装成整环并用纵向螺栓与负环第一环连为一体。(9)当6环脱离盾壳时始发托架导轨与负环外径之间的空隙内打入木楔子以支撑负环。(10)当6环与反力架上的反力环压紧后用纵向螺栓将负环与反力架连为一体。(11)当4环拼装完毕后,盾构机刀盘切入土体,之后的负环拼装类111、似于初始掘进段管片拼装。7.6.6.3.涂刷盾尾密封油脂盾构推进前,为减少盾构的推进阻力,在盾构基座轨道面上涂抹牛油,在推进时避免刀盘上的刀口损坏洞口止水密封装置。盾尾钢丝刷在第一次充填盾尾密封油脂时,利用特殊工具填满密封油脂。7.6.6.4.盾构始发注意事项(1)始发期间必须保证施工速度,才能保证工程的总体安排实现。因此,试掘进期间应特别加强施工组织。(2)盾构机始发掘进施工,将要验证各种关键施工参数计算值和经验值的适用性。盾构施工参数主要包括掘进速度、刀盘扭矩、土仓土压力、盾构总推力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等,而土仓土压力反映了盾构总推力、掘进速度、出土量、刀盘扭矩、螺旋输送机112、转速等。本工程的工程地质条件均一性较好,区间范围内地质变化不大,试掘进段的施工参数可以直接应用到后续正常段施工。因此,在试掘进期间,将根据使用情况对各种施工参数进行记录、总结、分析,并依据使用效果对参数进行优化,使盾构机的性能和各项参数设定达到最佳的状态。7.6.7.盾构机接收段施工盾构接收洞口密封、接收基座与始发时相同。盾构机进入接收段后,应减小推力、降低推进速度和刀盘转速,控制出土量并时刻监视土仓压力值,土压的设定值应逐渐减小,避免较大的推力影响洞门范围内土体的稳定。盾构接收掘进可为四个阶段,在这几个阶段中,应采取不同的施工参数的大小及控制侧重点不同。7.6.7.1.盾构过渡段掘进(进入土113、体加固区前30m3.5m)过渡段的掘进速度和土仓压力与正常段掘进一样,按常规控制,但此段施工应侧重加强注意调整盾构机的姿态,使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致,并且要在出洞前的20米处,使盾构机保持水平姿态前进或略微仰头姿态前进,保证出洞时正常接收,掘进时的轴线偏差应控制在20mm范围内。7.6.7.2.进站的第一阶段(进入土体加固区3.5m2m)盾构机进入加固区后,先行安排凿除围护结构及侧墙内衬,迎土面保留30cm厚以保护洞门区域的土体,并割断围护结构上端的钢筋。为防止钢筋割断过程中发生倒塌,在盾构调头井内架设斜撑。此时仅凿除洞口范围内的一半桩,保留另一半作为支撑结构,在洞身范围内背114、板作为横向支撑,并架设斜撑。掘进速度由原来正常段的2030mm/min减至510mm/min,土仓压力由原来的0.350.45Mpa减至0.030.05Mpa。应在密切监控地表和洞口的情况下逐步减少压力。7.6.7.3.进站的第二阶段(进入土体加固区2m20cm)由于不能确定开挖时的最小土仓压力,因此在开挖过程中只能根据地质等情况使压力最小。掘进过程中,尽量洞口留有部分钢筋混凝土,但仍有可能坍塌,因此必须密切注视洞口的情况,直至洞门混凝土松动或开裂,不可能再掘进为止。此阶段速度一般为15mm/min。当盾构机接近洞口30cm20cm时,应停止推进,拆除井内斜撑。当盾构停挖后,立即开始凿除剩余的115、混凝土和切割钢筋,并清除碎片及泥土,及时进行回填注浆,以防止进站时泥水等流入车站,造成泥土损失,影响车站结构安全。在此之前应已做好洞门密封环的安装及支架的准备工作。7.6.7.4.进站的第三个阶段(第二阶段完成至盾构机进入车站露出)盾构机继续前进并拼装管片,将剩余的围护结构推倒后,割断下部钢筋,此阶段的速度根据实际情况决定,应无压力,刀盘停止转动。此后清除坍塌下来的土体,盾构机继续推进,通过密封环后立即拉紧密封环的钢丝索,清除密封舱内的泥土。在停机后要对盾构中心进行测量,看是否满足贯通精度的要求。7.6.7.5.盾构进站可能遇到的问题及应急处理措施1)围护结构彻底拆除后地下涌水事故围护结构彻底116、拆除后,为避免发生地下水沿开挖间隙涌入井内事故,盾构应立即掘进并及时锁紧洞口密封装置。2)零土压状态下掘进的管片拼装仓内土压降低为零后,盾构机前面失去了反作用力,千斤顶的推力也随之减小。为保证管片间紧密接触及接缝防水质量,须在最后的15环管片上安设拉杆,以辅助管片纵向压紧密封橡胶条。7.7.各部功能描述此次投标选用的是土压平衡式盾构掘进机,主要由盾壳、刀盘、推进系统、人闸气压仓、螺旋输送机、盾尾密封、铰接装置、管片拼装机、后配套设备等机构组成。7.7.1.盾体盾壳是一个用厚钢板焊接的圆柱形筒体,是盾构受力支撑的主体结构,在内部焊有筋板、环板等一些加强板,具有足够的强度和刚度。其作用:一、承受地117、下水、土压力,盾构千斤顶的推力及各种施工荷载;二、支承和安装各类机电设备及管片;三、保护操作人员的安全。盾体沿长度方向分前盾、中盾、盾尾三部分。盾构机前盾前部安装有刀盘,中盾内装有刀盘驱动装置、推进油缸、铰接装置、螺旋输送机、管片拼装机、气压人行闸、工作平台、电器系统、液压、同步注浆和添加剂管路等装置;盾尾后端安装有3排盾尾密封刷。7.7.2.刀盘刀盘用来开挖土体,同时具有搅拌泥土的功能。刀盘是辐条式结构,切刀对称安装在辐条的两侧,刀具用螺栓、螺母固定,可以更换。装在泥土仓内的压力传感器,可以使操作人员随时察看舱内的土压力,以便及时并准确地调整开挖参数。在刀盘的正面设有4个注入口,可注入泥浆材118、料、泡沫剂和水等添加剂,可对开挖面的土体进行改良,为了保证土壤改良效果,在隔板上也设有注入口向土仓加注添加剂。注入口设有橡胶防逆流装置,防止泥沙堵塞管道;隔板上设有4只土压传感器,负责土仓压力的采集,并传给PLC,最终显示在操作室的控制台上。7.7.3.刀盘驱动系统刀盘驱动系统用以驱动刀盘旋转,对土体进行挤压和切削。主要由大轴承、大齿圈、密封圈、减速器及电动机、变频器等组成。刀盘用高强度螺栓与大齿圈连接,大齿圈即为大轴承的回转环,马达带动减速器输出轴上的小齿轮,小齿轮与大齿圈啮合,从而驱动刀盘旋转。大轴承即承受刀盘的自重,又承受盾构掘进机的推进力,是盾构掘进机的主要组成部件。为了获得最大的主轴119、承寿命,设置有密封装置,密封由加压润滑油系统来润滑。盾构掘进机在开挖软弱围岩时,采用高扭矩,低转速的工况;当盾构切削硬岩土时,增大流量,采用低扭矩、高转速的工况。7.7.4.铰接装置根据XX城市快速轨道交通二号线一期工程芳新村站北大街区间盾构法施工地段的线形条件:最小平面曲线半径为400m,最小竖曲线半径3000m,为了使盾构掘进机适应曲线段的推进,能够灵活转向,把盾构掘进机设计成铰接式,从而易于转弯,减小曲线超挖量;并能减少顶进管片的偏压,提高隧道施工质量,有效延长了盾尾刷的使用寿命,也易于对掘进方向随时进行修正。铰接装置使盾构掘进机分成前后两段,两段之间通过铰接千斤顶操作,可使盾构掘进机前120、后两段绕铰接中心沿圆弧面上下、左右回转,满足盾构掘进机顺利转弯和坡度的要求,使盾构掘进机转弯方便,减少曲线超挖量及对土体的扰动。盾构掘进机铰接处设有机械限位,以保证盾构掘进机推进时前后节绝对不会脱开,并保证达到设计转角位移要求。铰接装置设内外两道密封,以防泥水进入。7.7.5.双仓人行闸和自动压力调节装置在盾构掘进机密封隔板处法兰连接双仓人行闸,上面设有两道人行闸门,闸分预备仓和主仓。当在土压平衡工况下施工需要进入泥土密封仓内排除障碍或调换切削刀具时,先将泥土仓内充以压缩空气,用以疏干并支护开挖面土体,然后人员再通过预备仓和主仓的加、减压过渡而出入土仓。人闸内设有照明装置、时钟、压力表、气阀、121、消音器、取暖器、普通电话和磁式电话 、椅子等 外部设有压力记录仪、气压表、电话、调压阀等设施。7.7.6.推进系统盾构掘进机是通过沿支承环周边布置的盾构掘进机千斤顶支撑在已安装好的管片衬砌上所产生的反作用力而前进的。为了不使千斤顶端部承受管片的集中荷载,造成偏心荷重,支座设计成铰接式,并设置支板均匀地将力传递到管片的环面上。把盾构掘进千斤顶分成4个扇区,每个扇区由一只电磁比例减压阀控制,用来调节各组扇区千斤顶的工作压力,从而纠正或控制盾构推进的方向,使符合设计轴线的要求。每个掘进千斤顶都可以单独工作,在拼装管片时可根据任意数量伸缩各个千斤顶,在拼装管片模式下,千斤顶可快速伸缩,有效的提高了工作122、效率。 7.7.7.泥浆及添加剂的注入机构为了改善开挖下来的碴土的塑性化流动,注入设备保证将足够数量的泥浆及添加剂注到适当的位置。泥浆及添加剂的注入机构主要由搅拌土箱、压注泵组、输送管路、注入口组成;泡沫箱、泡沫管路、发泡系统、高压气路、注入管路组成。穿越软土时,在泥土仓内加注泥浆或发泡剂等添加剂,可以改善碴土的和易性,确保螺旋机的出土顺畅,有效地调节土仓内的压力,控制泥饼的形成,减小刀盘扭矩,延长刀头的寿命。7.7.8.螺旋输送机螺旋输送机的主要功能是:一是排土;二是通过调节转速控制出土量,保持密封仓内土压稳定;三是螺旋输送机为密闭式的输送装置,可防止水渗漏到盾构内。螺旋输送机由螺旋叶片、外123、壳、排土闸门等部件组成。螺旋输送机变速可逆转。泥土入口端装在盾构泥土仓底部,穿过密封隔板固定,倾斜安装。螺旋输送机出碴口安装滑动式闸门,用以防水。螺旋输送机为可伸缩式,当在土压平衡状态时,泥土具有可塑性,螺旋机叶片和集料斗缩回,泥土可顺利排出;在非土压平衡状态时为便于集料,螺旋机叶片和集料斗向前伸出。7.7.9.盾尾密封盾尾密封用以防止地层中的泥土、泥水、地下水和衬砌外围注浆材料从盾尾间隙中漏入盾构。由三道钢丝刷和一道弹簧钢板组成。在每两道密封之间注入密封材料、盾尾油脂等,作为防高压水措施,以提高密封效果,并可减少钢丝刷密封件与隧道管片外表面之间的磨擦,延长密封件的寿命。7.7.10.背衬充填124、与注浆系统采用盾构法施工的隧道,是沿着盾构掘进机的外壳进行开挖的,而作为衬砌的管片则是在盾尾内部组装起来的,所以当盾构掘进机推进时,围岩与管片间由于盾尾的抽脱及超挖等原因就形成了空隙,这一空隙如不加处理地搁置,不可避免的上面的围岩要向下沉降,其结果是发生波及地表的地面沉陷,严重的会危及地表建筑物的安全,因此,及时地进行背衬充填与注浆可以起到压实松动的围岩,以防地表沉陷,提高隧道止水性,防止管片漏水,将管片与围岩一体化,确保管片衬砌的稳定。7.7.11.管片拼装机构拼装机的功能是安全且迅速地把管片组装成所定形式,它具有伸缩臂、夹具前后移动以及臂回转的功能。拼装机回转由马达驱动;管片的轴向平移和封125、顶块的轴向移动,由平移千斤顶操作夹持器来完成;管片的提升由液压油缸操纵。这些液压缸和马达由一个独立的液压泵站供油,简化了管线布置,避免了管线的机械运动。管片拼装机可200度自由旋转,保证管片在360度内任意位置拼装。由于管片的自重造成管片安装位置不准确,严重影响下一环管片的安装和管片环的受力状态,为此,在组装管片时,可用真园保持器对管片进行位置矫正,保持管片的圆度。真园保持器具有前后移动和径向顶压的功能。7.7.12.盾构机相关图纸见“盾构机整体布置示意图” 见“刀盘布置图”7.8.主要尺寸、技术性能和参数盾构机总图刀盘布置图7.8.1.盾构机主要参数表7.8.1.1.主要参数盾构性能和参数序126、号位置项目名称参数备注1适应工作条件地层土质种类粉质粘土、粉土,局部为粉砂、淤泥质粘土、黄土、古土壤、粉砂、砂最小曲率半径150m最大坡度502盾构整体总长8680mm总重约323吨包括后配套90吨开挖直径6160mm前盾外径6140mm中盾外径6140mm尾盾外径6140mm前盾盾壳厚度40mm中盾盾壳厚度40mm尾盾盾壳厚度40mm盾尾间隙30mm装备总功率约927.7kW(不含保压泵)最大掘进速度10cm/min最大推力37730kN盾尾密封3道钢丝刷土压传感器土仓胸板上下左右4个油压传感器5个推进油缸、1个铰接油缸主轴承寿命24670.1小时最大工作压力刀盘密封0.8MPa,铰接密封0127、.8MPa,盾尾刷密封0.4MPa最大设计压力刀盘密封1MPa,铰接密封1MPa,盾尾刷密封0.7MPa 包括后配套总长60.38m3刀盘形式面板式驱动形式变频电动机驱动主驱动最大承受压力(bar)刀盘密封1MPa开挖、超挖直径(mm)开挖6160、超挖直径6390超挖直径理解为超挖刀全伸125mm时的挖掘直径最大转速1.56rpm扭矩5147kN-m(100%)脱困扭矩6176kN-m(120%)扭矩系数22.2(100%) 26.7(120%)驱动功率558440kW刀盘开口率43 %超挖刀形式油缸形式最大超挖量125mm超挖刀数量2刀盘对复合地层的适应性能适应各种软土层刀间距布置全断面切128、削中心刀类型鱼尾刀形式滚刀的数量及轴向转动力矩本工程不需要配置滚刀各种刀具的高差设置切削刀76把高80mm,先行刀51把高110mm,刮刀12把高80mm,双刃刮刀4把。切削刀与先行刀刀具高差设置30mm4铰接装置型式推进油缸固定在中体最大行程差垂直、水平垂直:230mm水平:230mm上下、左右铰接连接全部采用油缸铰接最大转角垂直、水平垂直:1.00水平:1.50能满足最小150m的曲率半径数量油缸16只5砂浆搅拌器叶片直径835mm同步注浆搅拌箱转速26.7rpm搅拌容量4.0 m3功率11 kW6润滑系统供脂距离100m盾尾油脂泵采用气动形式油脂泵供脂流量0.9 L/min供脂压力90k129、gf/cm27管片安装器类型园盘型转速0.2/1.2rpm提升能力216kN径向行程700mm轴向行程1000mm旋转角度左右200度回转功率45 kW油缸功率11 kW8推进油缸推力(t.f)175推进油缸电机功率75kW行程(mm)2150数量(台)22工作压力(kgf/cm2)3309铰接油缸回缩力(t.f)200行程(mm)230数量(台)16工作压力(kgf/cm2)35010人闸形式双闸直径1750mm工作压力kgf/cm2311螺旋机形式有轴式直径711.2mm出碴量233m3/h(100)功率4590135kW扭矩46.7kNm最大转速22rpm保压泵喳装置配置接口双层闸门配置130、双层闸门1 2皮带运输机运输量500m3/h运送速度170m/min皮带宽度800mm驱动形式电动机驱动13变压器干式树脂高压变压器1050kVA14冷却系统由于采用变频电机驱动,因此只对油箱进行冷却。冷却泵功率1.5kW,冷却水量20L/min15同步注浆系统A液泵流量280L/min压力5.5MPa功率30kwB 液泵流量20L/min压力1.5MPa功率1.5kw清洗用泵 流量42L/min压力4MPax功率3kw16泡沫系统水泵:流量133L/min0.8MPa功率7.5kW泡沫泵:流量5L/min0.9MPa功率0.75kW17膨润土注入系统流量170L/min压力2.5MPa功率1131、5kW2台18盾尾油脂系统流量0.9L/min8.8MPa19数据采集系统该系统可以通过PLC采集盾构机上的传感器数据,包括刀盘、盾体、注浆、碴土运输、温度、后配套操作、测量值综述和错误信息等20导向系统配备有由美国Trimble 公司生产的5603光波自动全站仪,导向精度3秒。21超前注浆系统前壳体上安装10个固定注浆口, 胸板上安装8个摆动注浆口。22随机通风系统1套 ,功率11kW轴流风机、储气风管、硬管40m。23通讯系统地面配置2个显示屏,1个电脑主机。24供电系统1套25压缩空气系统45kW螺杆式空压机2台,流量7.3m3/min,压力0.7MPa。26皮带运输系统皮带宽800mm132、输送速度170m/min、输送量500 m3/h、功率37 kW27电缆卷盘没配置28水管卷盘没配置29后续台车5台30变频电机驱动8台55kW, 7.8.1.2.盾构机主要液压部件和保压泵碴装置、人闸性能参数序号位置项目名称参数备注1液压油缸掘 进油 缸顶力(tf)单只:175;总计:3850行程(mm)2150数量(台)22工作压力330kgf/cm2铰 接油 缸顶力(tf)单只:200行程(mm)230mm数量(台)16工作压力350kgf/cm2管片拼装器提升油缸顶力(tf)112管片径向上下方向移动行程(mm)700数量(台)2工作压力160kgf/cm2管片拼装器平移油缸顶力(t133、f)7/台管片轴向前后方向移动行程(mm)1000数量(台)1工作压力140kgf/cm2管片拼装器保持油缸顶力(tf)4.42管片支撑,左右方向摆动行程(mm)100数量(台)2工作压力140kgf/cm2管片拼装器扩张油缸顶力(tf)4.42对缝顶块的邻接管片扩张行程(mm)150数量(台)2工作压力140kgf/cm2超挖刀油缸顶力(tf)30行程(mm)135数量(台)2工作压力210kgf/cm2螺旋机闸门油缸1号闸门2号闸门螺旋机配置二道出土闸门。顶力(tf)11216.52行程(mm)340340415数量(台)22工作压力210kgf/cm2管片运送器油缸顶力(tf)不配置行程134、(mm)数量(台)工作压力2液压马达刀盘驱动马达正常压力(kgf/cm2)刀盘变频驱动扭矩(kgfm)数量(台)工作压力管片拼装器回转正常压力(kgf/cm2)210扭矩(kgfm)1277/台数量(台)2搅拌箱回转用正常压力(kgf/cm2)210同步注浆箱用扭矩(kgfm)251数量(台)1螺 旋机正常压力(kgf/cm2)210扭矩(kgfm)209/台数量(台)3工作压力210kgf/cm2变频电机驱动扭矩(kgfm)7872/台电机数量(台)8功率(Kw)55kW83液压泵刀盘回转排量采用变频电动机驱动工作压力转速数量(台)掘进排量118 L/min工作压力330kgf/cm2转速1135、450rpm数量(台)1铰接排量20 L/min工作压力350kgf/cm2转速1450rpm数量(台)1管片拼装器的回转排量112 L/min工作压力210kgf/cm2转速1450rpm数量(台)1仿形刀排量27 L/min工作压力210kgf/cm2转速1450rpm数量(台)1螺 旋机排量105+211 L/min工作压力210kgf/cm2转速1450rpm数量(台)45kW+90kW4变频电机驱动输出功率55kW/台电源380V数量8额定输出扭矩5147 kN-m最大输出扭矩6176 kN-m5人闸气压设备人行闸额定使用压力为0.3MPa,最大压力为0.45MPa以上。主仓长度为2136、.500m,直径为1.750m,能保证二人的空间,副仓950mm1300mm1750。6碴土改良装置泡沫系统:水泵:流量133L/min0.8MPa功率7.5kW泡沫泵:流量5L/min0.9MPa功率0.75kW 加泥系统:水泵:流量133L/min0.8MPa功率7.5kW。泡沫泵:流量5L/min0.9MPa功率0.75kW。7盾构机掘进所配置的加气加压设备 压缩空气的供给设备包括7.3m3/min0.7MPa电动空压机2台,功率45kW。8报警系统报警系统异常显示一般有4种况。1、触摸屏本身异常2、电源、通信关系异常3、运转关系异常(操作台触摸屏)4、连锁及警告9防喷涌装置(保压泵装置137、)系统最大排碴量为85m3/h,压力2.2MPa,理论上能满足盾构机46mm/min的掘进速度要求。盾构机掘进所配置的加气加压设备、防喷涌装置、喳土改良装置、报警系统使用情况说明见盾构机功能说明书。7.8.1.3.后配套台车上安装的设备明细表台车号长度安装设备名称1#6500 mm左)同步注浆注入设备(A液、B液),前端设有2次注浆设备右)操纵室、操作盘2#6100 mm左)加泥设备、搅拌设备 右)电控柜3#7100 mm左)液压泵单元、液压阀单元、水箱、注浆泵动力单元、水泵等右)盾尾油脂泵、集中润滑设备、泡沫箱、发泡设备4#7500mm左)液压泵单元、油箱右)变压器5#6500 mm左)空压138、机、废水排放箱 右)电缆储存7.9.关键参数的计算7.9.1.土压力设定盾构机始发阶段施工会随着土层地质情况的不同会有所变化。在盾构机正常掘进时应设置适宜的土压,并维持土压力稳定,保证正常掘进时附近的地表沉降控制在要求范围内。施工时主要从以下几方面来控制:7.9.1.1.螺旋排土器转数控制,最大为20rpm。7.9.1.2.千斤顶推进速度控制,一般控制在46cm/min。7.9.1.3.两者的组合控制。7.9.1.4.取土量、超挖量的控制(每环理论方量为56.08m3,考虑到了超挖量和泥土的松散系数)掘进前,按照地质情况、水文情况、隧道的埋深测算出理论土压值,以理论土压值控制土仓内的压力,随着139、推进时产生的地面沉降、排土状况、刀盘扭矩等情况及时修正土压值。盾构司机严格按照推进指令上的数据控制土压,发现问题,及时与技术部门联系。7.9.2.正常掘进推力的计算盾构正常掘进的推力主要由下述因素决定:盾构外周(盾壳外层板)和土体之间的摩擦阻力或粘附阻力、盾构正面阻力、管片和盾壳内侧钢板之间的摩擦阻力。盾构机所需参数的计算:7.9.2.1.计算条件水、土分离计算,全覆土 土质 粉质黏土、黄土覆土 H 15.46水头(平均值) Hw 10m土的单位体积质量 水位上部 W0 1.95t/m3土的单位体积质量 水位下部 W1 0.95t/m3水的单位体积质量 W2 1t/m3标准贯入试验值 N 50140、内摩擦角 22.4DEG 地面载荷 S 1t/m2土压系数 K1 0.7铁和土的摩擦系数 f 0.3盾构机外径 d 6.14m盾构机半径 r 3.07m壳体长 L 8.68m盾构机质量 G 223t掘削断面积 A 29.59m2后续设备的质量 GB 90t牵引系数 0.5管片外径 Ds 6m管片与盾尾密封的摩擦阻力 s 0.15盾尾密封数 n 3段盾尾密封挤压力 PT 0.00314MN/m密封系数 a 1盾构机中心处水压 Pw 0.032MPa盾尾密封接触长度 1T 0.825m7.9.2.2.各参数计算作用在壳体上的土压为上部土压P1、侧压P2及下部土压P3的平均值。上部土压P1P1=(H141、Hw)W0HwW1S= 207381.23Pa 21.15tf/m2侧压P2P2=K1(P1rW1)= 165187.63Pa 16.84tf/m2下部土压P3P3=P1G/(dL)= 248414.62Pa 25.33tf/m2平均土压PP=(P12P2P3)/4= 196542.78Pa 20.04tf/m27.9.2.3.推力计算盾构机推力有壳体外周摩擦阻力、胸板所受的土压与水压、后续设备的牵引力、管片与盾尾密封的摩擦阻力等组成。1)克服壳体外周摩擦力的推力 F1 F1=dLPf = 9860.56kN 1006.18/tf2)克服胸板所受的土压与水压的推力 F2 F2=A(P2Pw)=142、 4893.87kN 499.37/tf3)克服后续设备的牵引力的推力 F3 F3=GB= 441kN 45/tf4)克服管片与盾尾密封摩擦阻力的推力 F4 F4=Dssn(PTaPw1T)= 245.43kN 25.04/tf5)推进时所需推力 F F=F1F2F3F4= 15440.86kN 1575.6/tf7.9.2.4.装备推力本盾构机配置的最大推力为:37730kN(参见盾构机参数表)安全率 FS/F 2.4倍由计算可知,本盾构机配置了充分的推力。7.9.3.盾构机刀盘所需扭矩的计算7.9.3.1.计算条件水、土分离计算,全覆土土质 粉质黏土、黄土覆土 H 15.46水头 Hw 1143、0m土的单位体积质量 水位上部 W0 1.95t/m3土的单位体积质量 水位下部 W1 0.95t/m3水的单位体积质量 W2 1t/m3标准贯入试验值 N 50内摩擦角 22.4DEG地面载荷 S 1t/m2土压系数 K1 0.7铁和土的摩擦系数 f 0.3盾构机外径 d 6.14m盾构机半径 r 3.07m壳体长 L 8.68m盾构机质量 G 223t掘削断面积 A 29.59m2刀盘开口率 43%刀盘半径 rc 3.08m刀盘幅度 Ds 0.45 m切削抵抗系数(见下表) es 0.12切削刀刃宽度 B0 12切深 t 3切削刀刃的前角 0.087rad主刀具数量(安装总数的一半) n 144、45个 主刀具平均安装半径( =d/4) Rk 1.585m7.9.3.2.各项参数的计算1)土压作用在壳体上的土压为上部土压P1、侧压P2及下部土压P3的平均值。上部土压P1P1=(HHw)W0HwW1S= 2715116.7Pa 27.2/m2侧压P2P2=K1(P1rW1)= 210082.5Pa 21.4tf/m2下部土压P3P3=P1G/(dL)= 314390.2Pa 32.1tf/m2平均土压 P P=(P12P2P3)/4= 251518Pa 25.6tf/m22)所需扭矩计算盾构机刀盘扭矩有刀具的切削阻力矩、面板及刀盘外周玉地层的摩擦阻力矩、滚刀的运转阻力矩等组成。(1)刀具145、的切削阻力矩 T1es松弛干燥沙0.0080.01松弛湿润砂0.010.02密实湿润砂0.020.04粘土0.40.12一个切削刀具所需的阻力矩Ha根据经验公式计算Ha=9.811.8esB0t210(-0.56) = 2046 N 208.5kgfT1=nHaRk 145738.37N-m 14871.26kgf-m(2)刀盘面板与地层间的摩擦阻力矩 T2T2=2/3P2f(1)rc3= 1726.51kN-m 176.17tf-m(3)刀盘面板外周与地层间的摩擦阻力矩 T3T3=2Pf1rc2 = 1755.15kN-m 179.1tf-m(4)所需扭矩 TT=T1T2T3= 3627.4146、kN-m 370.14tf-m(5)装备扭矩 T0T0 5147kN-m 525tf-m安全率 S0=T0/T 1.42倍由计算可知,本盾构机配置了充分的扭矩。7.10.盾构区间施工方法及附图7.10.1.施工平面布置图及说明本标段盾构始发场地位于方新村站施工场地内其平面布置详见本表书“二、施工组织设计部分”中“3.施工平面总布置图及说明”节所述。7.10.2.盾构施工设备配备情况表施工机械设备的选型配备,是按照招标文件中所安排施工总计划工期和工程规模及月高峰强度而制定的,同时考虑了特殊情况下的应急设备、备用设备,以确保施工工期和工程质量,满足工程施工的需要。机械设备以新好设备为主,部分施工机147、械设备需新购。确保上场机械设备的性能完好、设备数量充足,保证工程的施工,满足业主的要求。盾构施工机械详见“拟投入本标段的主要施工机械、设备表”7.10.3.盾构机组装调试盾构机吊装下井1)将盾构机分解后运至始发井口的组装场地,用吊车将分解后的盾构部件吊入始发井,进行组装及调试。为此拟计划租用300吨吊车,150吨吊车各一台。其中,150吨吊车将配合300吨吊车完成盾构机的中盾、前盾、刀盘的空中转体,然后由300吨吊车单独将前盾、中盾、刀盘放入井中,完成组装任务。盾构机的其它部分以及后配套设备将由150吨吊车独立吊入井中,完成吊装任务。2)盾构机整体重量和体积均较大,为满足吊装和运输要求,需将盾148、构机分解。盾构机分解为刀盘系统、前盾系统、中盾系统、盾尾系统、管片拼装机系统、螺旋输送机系统、皮带输送机系统及车架系统等部件。将盾构各部件用平板车、货运车运至吊装现场。用汽车吊将部件吊放井下,吊装顺序见“盾构组装程序流程图”。3)盾构机吊装由具有资质的专业队伍负责,所有起重设备与机具均经检校合格,正式作业前,制定详细的组装方案并对所有人员进行培训与交底,现场设专人指挥、协调,对重型起重设备工作区域提前进行地质加固或铺设钢板,防止地面变形过大。4)相关措施(1)组装前对始发基座进行精确定位。(2)大件吊装时,对始发井端头墙进行严密监测,确保其受力与变形控制在允许范围内。(3)地面与井下各有专人负149、责指挥,双方联系要畅通,步调一致。(4)做好突发事件的应急准备工作,现场起重机具尤其是受力索绳均有备用和保险装置。7.10.3.2.盾构机组装盾构机的组装可分为盾构机盾体的组装,后配套车架的连接,盾构机盾体与后配套车架的连接;接着进行盾构机的液压管线连接,盾构机的电气线路连接,盾构机的其它管线连接;最后完成盾构机的全部组装连接。下面就各个部分的组装连接进行描述和图盾构组装程序流程图盾构机主体的组装在吊装过程中就已开始,以下按盾构机下井的顺序就具体的连接进行描述。1)盾构机盾体的各部件组装(1)前盾与中盾的连接(2)管片拼装机与中盾的连接(3)盾尾与中盾的连接(4)刀盘与前盾的连接(5)螺旋输送150、机与前盾的连接(6)完成盾构机主体的组装)盾构机后配套车架的组装连接见“盾构机后配套车架组装连接流程图”盾构机后配套车架组装连接流程图完成后配套车架连接 第5号后配套车架 第1号后配套车架 第2号后配套车架 第3号后配套车架 第4号后配套车架 第4号与第5号后配套车架连接 第3号与第4号后配套车架连接 第2号与第3号后配套车架连接 第1号与第2号后配套车架连接)盾构机的全部组装连接见“盾构机全部组装连接流程图”。盾构机全部组装连接流程图连接桥连接桥与后配套车架连接后配套车架盾构机主体盾构机与连接桥连接管片输送机皮带输送机完成所有盾构机的连接4)盾构机的液压管线连接:(1)第2号车架与第1号车架151、的液压管线连接。(2)第1号车架与连接桥的液压管线连接。(3)连接桥与盾体的液压管线连接。5)盾构机的电气线路连接见“盾构机电气线路连接流程图”。7.10.3.3.盾构机调试1)空载调试盾构组装完成后,即开始盾构空载调试,所有的调试与验收包含了以下各个系统:盾构机电气线路连接流程图(1)推进/铰接系统(2)刀盘驱动系统(3)螺旋输送机系统(4)管片拼装机系统(5)管片输送机系统(6)注浆系统(7)主轴承齿轮油润滑油路系统(8)工业用气系统系统(9)土仓保压系统系统(10)人闸系统(11)工业用水系统系统(12)泡沫系统(13)皮带输送机系统(14)管片吊机系统(15)膨润土系统(16)盾尾油脂152、油路系统(17)刀盘、螺旋输送机主轴承润滑油路系统(18)通风系统(19)供电系统(20)通讯系统(21)导向系统2)负荷调试负荷调试的主要目的是检查各种管线及密封的负荷能力,使盾构机的各个系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试推进时间即为对设备负荷调试时间。7.10.4.盾构掘进施工方法及说明7.10.4.1.进出洞端头土体加固由于盾构机在进出车站盾构井接口这些部位掘进时,扰动了原有地层,可能造成地层沉陷或涌水,危及地面安全和施工安全,因此,必须根据地层性质及施工特点,对端头地层提前进行相应的加固处理。土体加固应在车站盾构工作井基坑开挖前完成。土体加固采用三重管旋喷桩,桩径为1000mm153、,间距850mm。盾构井加固示意图如下所示:盾构隧道与暗挖隧道接口处土体加固示意图如图所示:旋喷桩加固材料选32.5R普硅水泥和一定掺量的外加剂制成的水泥浆,水灰比1.0,比重1.50。施工中先由150型地质钻机钻设导孔至设计深度,然后采用三重管高喷台车进行高压喷射作业,把水泥浆注入地层中,三重管分别为高压水管(水压不小于30MPa)、浆管(浆压0.51.5MPa)、气管(气压0.51.0MPa),利用高压水冲切土体,水泥浆随之流入地层中起到加固作用。为达到加固效果,水泥含量控制在土体重量的18%左右。加固后的土体应具有良好的自立性、止水性及必要的强度,其无侧限抗压强度0.8MPa,土体渗透系154、数1.010-8cm/sec。7.10.4.2.始发准备 盾构掘进机始发是盾构施工的关键环节之一,其主要内容包括:安装盾构机反力架、设置盾构机始发基座、盾构机组装就位调试、安装洞口密封压板及橡胶帘布板、组装负管片、盾构机试运转,拆除洞门临时墙、盾构机贯入作业面加压和掘进等。本标段盾构机从车站始发井始发,始发掘进反力由反力架和负环管片提供。始发流程如下图所示:安装盾构始发基座盾构机组装安装盾构反力架组装负管片、盾构机试运转盾构机贯入作业面盾尾通过始发井,管片后部注浆始发端隧道地层加固安装密封圈、盾构调试架盾构始发流程图1)始发反力架、临时环形钢管片以及始发基座的安装盾构下井前,在井底按设计将反力155、架、临时环形钢管片以及始发基座安装就位。反力架通过预埋件与始发井底板等结构连接起来,临时钢管片紧靠在反力架上以保证砼管片受力均匀。反力架采用工字钢与钢管组合结构,三榀56号工字钢通过预埋件固定于始发井后壁上,其后用609钢管作斜撑与明挖区间底板上的预埋件焊接。始发基座具有足够的刚度和强度。盾构基座放置时考虑盾构出洞后纵坡的坡度。2)盾构掘进机的组装、调试见“7.10.3.盾构机组装及7.10.3.盾构机调试”中的叙述。3)洞门止水装置的安装始发井出洞口内径与盾构外径之间存在环形建筑空隙,为了防止盾构掘进机始发掘进时土体或地下水从空隙处流失,盾构掘进机始发前在洞圈处安装密封装置,作为施工阶段临时156、防泥水措施。盾构出洞防水装置见下图:4)组装负环管片按设计要求经精确测量将反力架等定位后,拼装负环管片,为盾构推进提供后座反力。负环管片由钢筋混凝土管片和一环临时环形钢管片组成,其中紧靠钢管片的为开口环,只拼装下部的三块环片,上部留口供临时出土、进料用。5)洞门砼凿除为确保围护结构的稳定,洞门砼凿除分两阶段进行,第一阶段在端头井土体加固检验合格后凿除墙厚的一部分;第二阶段在盾构机到达前和始发准备完成后快速进行。凿除砼之前,先在竖墙上按设计尺寸画出洞门的轮廓线。凿除时分两层进行。先凿除洞圈内约3/4厚一层的钢筋混凝土,为确保凿除作业安全进行,出现意外情况以便及时封堵,剩下厚1/4的一层采取分块、157、由上而下的次序凿除,共分九块,直至凿出最外排主筋为止。分块方法及凿除顺序见下图。若土体压力较大有坍塌危险时,迅速用木板和钢管支撑迎土面,尽快在围护结构内外侧进行加固注浆。图中-表示凿除顺序3125468796)盾构掘进机始发注意事项盾构掘进机始发前要根据地层情况,设定掘进参数。开始掘进后要加强监测,及时分析、反馈监测数据,动态地调整盾构掘进参数,同时注意以下事项:(1)始发前在基座轨道上涂抹黄油,以减少盾构推进阻力。(2)始发前在刀头和密封装置上涂抹油脂,避免刀头损坏洞门密封装置。(3)保证始发基座导轨顺直,严格控制标高、间距及中心轴线。(4)及时封堵洞圈,以防洞口漏浆。(5)防止盾构旋转、上158、飘。由于盾构与地层间尚未建立摩擦力,盾构容易出现旋转现象,宜加强盾构姿态测量,如发现盾构有较大转角,采用刀盘正反转的措施进行调整。盾构刚进洞时,掘进速度宜缓慢,同时加强盾构后支撑观测,防止盾构上飘。7.10.4.3.试验段掘进1)试掘进目的盾构进洞后,为了更好地掌握盾构的各类参数,施工时注意对推进参数的实时设定优化,掌握地面沉降与施工参数之间的关系,并对推进的各项技术数据进行采集、统计、分析,争取在较短时间内掌握盾构机械设备的操作性能,确定盾构推进的施工参数设定范围,将开始掘进的100m作为试推段,试推阶段重点是做好以下几项工作:(1)用最短的时间掌握盾构机的操作方法,机械性能,改进盾构的不完159、善部分。(2)了解和认识隧道穿越的土层的地质条件,掌握这种地质下的土压平衡式盾构的施工方法。(3)通过本段施工,加强对地面变形情况的监测分析,掌握盾构推进参数及同步注浆量参数。2)试掘进阶段的参数确定盾构初始掘进是从理论和经验上选取各项施工参数,在施工过程中根据监测数据及反馈的各种信息,对施工参数及时加以调整。盾构机出洞后,初始掘进分以下几个阶段实施。首先在盾构机穿越加固土层后,以日进度34的速度推进,对密封仓土压力、刀盘转速及压力,推进速度,千斤顶推力,注浆压力及注浆量等,分别采用几组不同施工参数进行试掘进。通过地表沉降的测量和数据反馈,确定一组适用的施工参数。然后提高日进度为45,通过施工160、监测,根据地层条件、地表管线、房屋情况,对施工参数作慎密细微的调整,以取得最佳施工参数。完成上述的工作要点后,将推进速度提高到正常的计划进度6环/日,但以满足地表沉降要求及建筑物、管线安全保护为标准。通过此阶段的试掘进,对隧道的轴线控制,衬砌安装质量及对地质变形的控制均有了各项具体的措施,进一步掌握施工参数,能根据地下隧道覆土厚度、地质条件、地面附加荷载等变化情况,适时地调整盾构掘进参数,为整个区间隧道施工进度、质量管理奠定了良好的基础。对区间沿线建构筑物、管线的保护也掌握了初步的规律,并以此指导全过程施工。3)试掘进阶段的施工监测盾构在推进阶段,做好盾构出洞后地表面、地下管线、地面建构筑物的161、施工监测,对施工中可能产生的各种地表隆沉、变形,及时采取相应的措施及保护手段。试推进阶段是全过程的前奏,所以施工监测显得更为重要。对地表变形监测,采用沿轴线方向布设沉降监测点,包括深层沉降点,并加设横断面监测点;对地下管线,按要求的距离布设沉降点;对建筑物在调查研究的基础上,对轴线两侧盾构机影响区域范围的建筑物,布设沉降监测点。并布设相应的倾斜、裂缝监测点。上述测点的监测,每天不少于2次,并根据需要,适时加密监测频度。由于上述各类变形往往不是即时出现的,也就是说待到变形时,盾构已越过原本造成变形的地下对应作业区,故而需及时地进行分类监测,掌握盾构机掘进作业与地下土层变形、地表变形和地下管线、建162、筑物沉降等的内在规律,及时反馈信息数据,指导盾构掘进作业。监测工作在盾构作业即将进入影响区开始,直至盾构作业脱离影响区,且地表滞后变形渐趋稳定的整个期间内跟踪测量与监测。7.10.4.4.盾构正常掘进本标段区间隧道穿越地质大部分为老黄土及粉质粘土等较软弱地质,因此,盾构机全程采用土压平衡模式。在推进前,工程技术人员根据盾构机目前的姿态、地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息,正确下达每班掘进指令,并即时跟踪调整。盾构机操作人员执行指令,根据土压平衡的原理,确认土压的设定值,并将其输入土压平衡自动控制系统。平衡压力的设定是土压平衡式盾构施工的关键,维163、持和调整设定的压力值又是盾构推进操作中的最重要环节,这里面包含着推力、推进速度和出土量的三者关系,对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用,所以在盾构施工中根据不同土质和覆土厚度、地面建筑物,配合地面监测信息的分析,及时调整平衡压力值的设定,同时精确控制盾构机姿态,控制每次的纠偏量,减少对土体的扰动,并为管片拼装创造良好的条件。根据推进速度、出土量和地层变形的监测数据,及时调整注浆量,从而将轴线和地层变形控制在允许范围内。开启大刀盘,旋转切削开挖面的土体;开启推进系统,盾构机在强大的推力作用下,向前顶进;土仓下方的螺旋机将渣土源不断地输运出来;同时同步注浆系统开始向盾尾压注填充浆液。盾构机驾164、驶员根据掘进指令和前一环衬砌的姿态、间隙状况,及时、有效地调整各项掘进参数,如推进速度、千斤顶分区域油压、加注泡沫或膨润土浆液等。对初始出现的小偏差及时纠正,尽量避免盾构机走“蛇”形,盾构机一次纠偏量不能过大,以减少对地层的扰动。本工程盾构掘进全部由富有经验的盾构驾驶人员进行操作,并且在上机前进行培训,在取得培训合格认可后,才能上机操作。见“掘进控制操作程序图”。1)盾构推进主要参数设定(1)平衡压力值的设定原则根据招标文件提供的地质情况及隧道埋深情况理论计算切口平衡压力:正面平衡压力:P=K0h;P:平衡压力(包括地下水);:土体的平均重度;h:隧道埋深;K0:土的侧向静止平衡压力系数,一般165、取0.7;得出盾构在推进中的土压平衡力。盾构在掘进施工中将参照理论计算结合盾构智能化辅助决策系统预测的方法来取得平衡压力的设定值。具体施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据进行不断的调整。(2)推进出土量控制盾构掘进每环理论出土量=/4D2L=/46.221.5=45.26m3/环。掘进控制操作程序图启 动设定初始土压力值Po设定推进千斤顶速度刀盘扭距是否为上限量测土压力值P1P0与P1互相比较检查密封仓土压分布理论挖掘土量(V0)与实际排土量(V1)相比较量测地层沉降继 续设定螺旋输送机转速减少螺旋输送机转速增加螺旋输送机转速隆起V1V0沉陷不均衡P1P0P10,表明盾构机逆166、时针方向滚动,如果Hb-Ha0,表明盾构机顺时针方向滚动。竖直方向的监测采用电子经纬仪直接测量盾构的俯仰角变化,上仰或下俯时其角度增量的变化方向相反。水平方向角的监测采用电子经纬仪直接测量盾构的左右摆动,左摆或右摆时其水平方向角的变化方向相反。仪器的配置电子水准仪型号:Leica NA3003 精度:0.4mm电子经纬仪型号:Leica T2002 精度:0.5自动监测采用SLS-T-APD激光导向系统进行监测。该系统是在一固定基准点发出激光束的基础上,根据盾构机所处位置计算其对设计线路的偏差,并将信息反映在大型显示器上。监测装置安设在主控室内,操作人员通过控制系统进行调整。用目标装置(激光靶167、板)和倾角罗盘仪测量盾构机的位置。激光靶板测量激光束的入射点位置和入射角大小,倾角罗盘仪测量盾构机在两个方向的转角。盾构掘进时,自动监测与人工监测同时使用,通过二者的相互配合,提高盾构姿态监测的精度。(3)盾构机掘进姿态调整盾构机姿态的调整,包括纠偏和曲线段施工两种情况。滚动纠偏采用使盾构刀盘反转的方法来纠正滚动偏差。允许滚动偏差1.5,当超过1.5时,盾构机报警,盾构司机通过切换刀盘旋转方向,进行反转纠偏。竖直方向纠偏控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力,它与盾构机姿态变化量间的关系比较离散,靠操作人员的经验来控制。当盾构机出现下俯时,加大下端千斤顶的推力;当盾构机出现上仰时,加大上端168、千斤顶的推力进行纠偏。水平方向纠偏与竖直方向纠偏的原理一样,左偏时,加大左侧千斤顶的推力纠偏;右偏时,加大右侧千斤顶的推力纠偏。特殊地层下的姿态控制盾构通过复合地层(即作业面土体的抗压强度等力学性能指标存在很大差异的地层)时,根据掌子面的地质情况,对液压推进油缸进行分区操作。液压推进油缸的分区,采用如下方案:采用一台电液比例调速泵,向所有的推进油缸供油。将全部推进油缸分为A、B、C、D四个区域,每个区域的油缸编为一组,每组油缸设一电磁比例减压阀,用来调节该组推进油缸的工作压力,借此控制或纠正盾构掘进机的前进方向。在每组推进油缸中,有一个油缸装有位移传感器,用于标示该区域的行程,从而显示整个盾构169、机的推进状态。例如,当盾构机发生上仰偏斜时,可以适当调节A区及C区油缸压力,即将A区油缸压力升高,C区油缸压力降低,同时观察A区及C区的行程显示,以达到调节推进方向的目的。液压推进油缸的分区见图示。曲线段施工在曲线地段(包括平面曲线和竖向曲线)施工时,对推进油缸实行分区操作,使盾构机按预期的方向进行调向运动,分区操作方法见下表:分区操作方法表油缸分区盾构机预期走行方向直线左转右转上仰下俯A工作工作工作工作B工作工作工作工作C工作工作工作工作D工作工作工作工作(4)纠偏注意事项在切换刀盘转动方向时,保留适当时间间隔,切换速度不宜过快。出现偏差及时根据掌子面地层情况调整掘进参数,调整掘进方向,避免170、引起更大的偏差。蛇行的修正以长距离缓慢修正为原则,如修正过急,蛇行反而会更加严重。在直线推进的情况下,选取盾构当时所在位置点与设计线上远方的一点作一直线,然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下,使盾构机当时所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。盾构机掘进纠偏时,调差值控制在平面调差折角0.4%、高程调差20mm的范围内,以防止纠偏过激。7.10.4.5.盾构到达盾构接收洞口密封、接收基座与始发时相同。1)进洞洞门凿除进洞洞门砼凿除前做好以下工作:(1)当盾构逐渐接近洞门时,在洞门砼上开设观测孔,加强对砼及周围土体的变形监测,并控制好盾构推进时的出土量和推进速度。(2)洞门混171、凝土凿除前需进行洞门地层加固。进洞洞门砼凿除方法同出洞洞门。2)盾构机进入接收段后,应减小推力、降低推进速度和刀盘转速,控制出土量并时刻监视土仓压力值,土压的设定值应逐渐减小,避免较大的推力影响洞门范围内土体的稳定。盾构接收掘进可为四个阶段,在这几个阶段中,应采取不同的施工参数的大小及控制侧重点不同。(1)盾构过渡段掘进(进入土体加固区前30m3.5m)过渡段的掘进速度和土仓压力与正常段掘进一样,按常规控制,但此段施工应侧重加强注意调整盾构机的姿态,使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致,并且要在出洞前的20米处,使盾构机保持水平姿态前进或略微仰头姿态前进,保证出洞时正常接收,掘进时的轴线172、偏差应控制在20mm范围内。(2)进站的第一阶段(进入土体加固区3.5m2m)盾构机进入加固区后,先行安排凿除围护结构及侧墙内衬,迎土面保留30cm厚以保护洞门区域的土体,并割断围护结构上端的钢筋。为防止钢筋割断过程中发生倒塌,在盾构调头井内架设斜撑。此时仅凿除洞口范围内的一半桩,保留另一半做为支撑结构,在洞身范围内背板作为横向支撑,并架设斜撑。掘进速度由原来正常段的2030mm/min减至510mm/min,土仓压力由原来的0.350.45MPa减至0.030.05MPa。应在密切监控地表和洞口的情况下逐步减少压力。(3)进站的第二阶段(进入土体加固区2m20cm)由于不能确定开挖时的最小土173、仓压力,因此在开挖过程中只能根据地质等情况使压力最小。掘进过程中,尽量洞口留有部分钢筋混凝土,但仍有可能坍塌,因此必须密切注视洞口的情况,直至洞门混凝土松动或开裂,不可能再掘进为止。此阶段速度一般为15mm/min。当盾构机接近洞口30cm20cm时,应停止推进,拆除井内斜撑。当盾构停挖后,立即开始凿除剩余的混凝土和切割钢筋,并清除碎片及泥土,及时进行回填注浆,以防止进站时泥水等流入车站,造成泥土损失,影响车站结构安全。在此之前应已做好洞门密封环的安装及接收支架的准备工作。(4)进站的第三个阶段(第二阶段完成至盾构机进入车站露出)盾构机继续前进并拼装管片,将剩余的围护结构推倒后,割断下部钢筋,174、此阶段的速度根据实际情况决定,应无压力,刀盘停止转动。此后清除坍塌下来的土体,盾构机继续推进,通过密封环后立即拉紧密封环的钢丝索,清除密封舱内的泥土。在停机后要对盾构中心进行测量,看是否满足贯通精度的要求。(5)盾构进站可能遇到的问题及应急处理措施围护结构彻底拆除后地下涌水事故围护结构彻底拆除后,为避免发生地下水沿开挖间隙涌入井内事故,盾构应立即掘进并及时锁紧洞口密封装置。零土压状态下掘进的管片拼装仓内土压降低为零后,盾构机前面失去了反作用力,千斤顶的推力也随之减小。为保证管片间紧密接触及接缝防水质量,须在最后的15环管片上安设拉杆,以辅助管片纵向压紧密封橡胶条。7.10.4.6.盾构过站及通175、过暗挖隧道1)盾构过站(1)盾构机过站前工作准备加固好车站两端的洞门土体,以保证加固体的强度满足盾构机进、出站安全。做好测量工作,保证盾构机能够按照设计的隧道中心线顺利出洞。盾构机到站前开始进行盾构接收托架的安装、横移钢板的安设、纵移平台的制作、反力架的准备、相关机具准备及对盾构机维修保养的准备工作等。(2)盾体的接收盾构机进站时刀盘前推落的渣土清理完成后,盾构机尽快连续推进和拼装管片,确保盾体能够顺利步上接收托架,见“盾构到站时示意图”。(3)盾构机站内移动施工站内移动方案与程序盾构机站内移动时要将盾体与后配套台车进行解体,盾体采用整体搬动方式,用两台80T千斤顶顶推横移再进行顶推纵移,后配176、套台车过站直接通过先行铺设的轨道进行整体拖运,盾构站内移动具体施工程序见“盾构站内移动工序图”。盾构站内移动工序图盾构接收托架的安装、固定盾构步进至接收托架上盾体与后配套解体盾体和托架横移固定盾体准备顶推铺设后配套行走轨道后配套站内移动连接盾构机及后配套盾构机站内移动完成盾构机站内移动设备检修及部件更换盾构横移始发就位站内移动施工步骤盾构机解体当盾体在到达端完全步上托架后盾体与托架进行焊接固定,同时马上进行盾构机盾体部分与后配套台车部分分解工作,盾构机分为两部分进行站内移动。盾体横移盾体总重不大于350T,有润滑情况下钢对钢的滑动摩擦系数小于0.1,需要的推力大约为35T,考虑其它不利因素在内177、通过两台80T千斤顶进行横移及纵移作业可以满足要求。在车站底板上,盾构横移拖运路线范围内按托架宽度均布铺设固定四条长7000mm、宽2000mm、厚20mm的钢板,钢板下部用黄砂找平压实。托架底部纵主梁底面焊接两条宽1000mm、厚20mm的钢板。盾体过站采取与托架一起搬运的方式进行。由于站内标准侧墙距线路中心线距离为2.15m,首先在铺设的钢板相应位置处(靠近盾体重心)前后两侧焊接千斤顶支撑点,利用千斤顶在钢板上横向顶推托架,使其横移1.3m。盾体纵移盾体横移到位后,在盾体上左右两侧各焊接两个200T电动液压千斤顶的基底,基座位置左右距始发托架中心2260mm,前后距盾构机重心(距刀盘面板2178、675mm)位置1000mm。然后装上四个千斤顶,将盾体顶升200mm,将纵移平台穿入托架底部。纵移平台是由宽1000mm、长13m、厚20mm的两条钢板组成。两条钢板前端用两个20a工字钢对焊连接并在梁中间焊接牵引环,两条钢板后端用宽200mm的横钢连接,用于保证两条钢板能够同时前称使用。每条钢板上焊接三条43重型钢轨,靠近外侧的两条钢轨打孔作为千斤顶反力座的固定点(穿销子固定)来提供反力,左右两条钢轨孔位对称防止千斤顶顶推时左右不均,用于固定反力座的孔两个一组,每组间距为30cm(千斤顶行程为35cm)共有6组,见下图。利用两台8T千斤顶将盾构机沿隧道方向顶推纵移。当盾体每向前移动3m时,179、用四台200T液压千斤顶将盾体顶起,利用始发端安装的一台5T卷扬机将纵移平台前移3m。如此循环操作,直至始发托架前端距始发端内衬墙面1m左右处。盾体就位当托架距始发端内衬墙面1m左右后,撤出纵移钢板轨道,采用与进站后横移同样方法将其横移至盾体轨线与隧道轨线重合。开始固定始发托架,要求在铺设横移钢板时就考虑好始发端的盾体中心比设计隧道中心线高25mm,预防盾构机始发时低头造成的不良影响。后配套过站在盾体过站后,在车站底板上铺设后配套台车走行轨道,该轨道与隧道内台车走行轨道对正连接在一起。后配套台车通过电瓶机车将其牵引就位。保证在有效的限界情况下,运输轨道可直线延伸,提高了施工进度又保证了以后的运180、输路线不必改动,在二次始发完成后再将移动的部件重新安装到原来的位置,盾构机与配套台车就位如下图所示。2)盾构通过暗挖隧道方法同盾构机过站纵移施工。7.10.4.7.盾构拆卸盾构机掘进至终点进入接收井后,进行拆卸。1)拆卸顺序:盾体全部进入接收井螺旋输送机刀盘盾尾中盾前盾桥架车架车架车架车架车架。2)盾构拆卸的注意事项(1)严格遵守起重作业安全操作规程,作业前制定详细的施工方案。(2)拆卸之前对整机各部进行全面复查,对机、电、液、水、气等各系统管路、电路与组件做详细标识,补全短缺或损坏部件,入库零件须详细标明性能状态。(3)贯通前对整机进行带负荷性能测试,为拆除后及时维护保养和制定配件计划提供依181、据。(4)施工前向所有作业人员进行详细的技术与安全交底,明确整个作业过程及各人职责。(5)现场设专职安全监督人员,负责检查安全工作的落实与改进。(6)确保拆卸工作所用的各种车辆、机具准备充分并且功能完好。7.10.4.8.施工运输1)运输方式及运输线路布置鉴于盾构法施工的特点,采用四轨双线运输方式,即两侧为盾构车架轨道,中间为出土、进料轨道。中间轨道从始发井至盾尾通长铺设,两侧轨道局部铺设,在车架向前推移的过程中随时将车架外的部分拆除向前铺设,重复利用。轨道采用43kg/m钢轨,间距900mm,采用型钢轨枕布置数量为1760根/km。2)弃土运输工作面的弃碴由螺旋输送机从土仓内送入皮带机,由皮182、带机将碴土装入运土车中,由电瓶车将运土车拉到盾构井,门式吊机将运土车车斗提升到地面(土车车箱与车架为分离式),卸于临时存土场,夜间装载机装入自卸车运到指定地点。电瓶车为40t变频式,土箱容量1m3。按每一循环掘进1.5m,一次装完同时拉走的方案,配5节运土车组成一列,左右线各配备两列。井口配两台45t龙门吊吊装弃土、管片及其他材料。(1)开挖量的计算刀盘=6200 mm,考虑超挖取d1=6230mm,管片长度L=1500mm,碴土松散系数取1.,所以每环的出土量为:VT=/46.2321.51.=59.5m3。(2)碴车规格单量碴车容积按15 m3 配置,每环碴土配5辆碴车。3)管片及材料运输183、(1)管片宽1.5m,标准管片的弧长约为3.7m。每环管片用两台平板车运输,车长3.8m,宽1.5m。(2)小型机具及材料,采用一台平板车运输,车长4m,宽1.5m。(3)膨润土浆液运输车膨润土泥浆运输车尺寸为3.51.51.5m(4)水泥浆搅拌运输车每环注浆量是按超挖量在内的,注浆量为空隙的180,约8m3考虑的,车辆尺寸为3.81.51.5m,左右线各两辆。4)运输车辆编组运输列车分为两组,均由辆出土车、两辆管片运输车、一辆泥浆运输车和一辆水泥浆运输车组成。5)其他运输措施(1)为实现盾构连续掘进时运输仍能满足需要,采用一环的碴土一次运出的方式。列车编组运行均按此安排。(2)为保证碴土一次184、运完,皮带机按50m长安排后配车架。(3)盾构通过车站或可铺双线地段后,立即铺设会车线,以减少工作面停等时间。(4)后配套所用钢轨按6m长配备。随盾构机不断前移,轨节用电瓶车带入。送至运碴轨道最前端,再由管片运行车吊至铺设地点,人工铺设。(5)为保证正常运行和运输安全,每列车配调车员一人,配对讲机一台,随时联系,做到空车让重车,按行车计划行车。(6)碴车到达后,做好碴土卸车工作,并完成管片及其配件、注浆液、轨节、轨枕及其配件的装车。7.10.4.9.土碴外运碴土外运集中在夜间进行,将地面碴坑中的碴土装入封闭式运输汽车,然后按业主拟定路线运至指定的弃碴点。在场地门口设置洗车槽,运输车辆在施工现场185、进行清洗,以免影响城市环境。7.10.4.10.施工通风与洞内管线布置 1)通风及消防根据地下工程条件和盾构施工特点,在施工中采用混合式通风来降温、保证工作人员和机械设备所需的新鲜空气以及防尘。盾构机上设一台轴流通风机,用600风管将工作面污浊气压排至盾构机尾以外,在始发井设通风机以1000风管将新鲜空气送入工作面。供风的风机将随工作面的推进移至中间风井处,以减少供风管长度。为保证通风效果,做到风管平顺,接头严密,破损地方及时修补或整节更换,吸出式通风管口距工作面距离不大于15m。根据本区间隧道长度,选用SDF-10通风机,功率为110kW,高压风量1000m3/min,可满足本区间内隧道通风186、防尘要求,确保盾构开挖面空气的氧气含量大于20%。在隧道内每隔50m配备一个手提式干粉灭火器,两侧错开布置。2)施工照明(1)隧道照明隧道照明线路采用三相五线制,选用BV316+210塑料铜芯绝缘线沿隧道壁架空敷设,高度大于2.5m。从井口开始,每隔100m设隧道照明专用配电箱一只,作为照明线路的分段开关和隧道内小动力用电设备的电源。隧道照明灯具采用48瓦日光灯。每隔12 m架设一只,每只灯具设熔断器,接电采用A、B、C三相跳接,要求三相负载平衡,灯具金属外壳与接地线直接连接。隧道照明用电量为40kW。(2)其它照明井上照明,车站照明,场区照明均采用220V、1kW白炽灯。每只照明灯具通过金属187、外罩接地。3)洞内排水隧道内施工时,掘进上坡地段采用自然排水,反坡地段将施工水及地下水汇集于区间隧道最低处,设一临时污水泵站,用污水泵抽出经排水管排至竖井底集水井内,再由集水井抽入地面沉淀池内,最后排入市政污水管网。排水管选用100钢管。隧道内管线布置见“盾构隧道管线布置图”。盾构隧道管线布置图4)通讯系统通讯采用一台程控交换机,在盾构机控制室和项目经理部各主要部门和岗位上设置电话,以便信息及时传递。7.10.4.11.盾构机维护保养及刀具的检查与更换1)盾构机管理组织机构为确保盾机安全、快速工作,我公司实行以机械副经理为主的设备管理体系,下设机电副总工程师,对各系统实行工程师负责制,将从全公188、司抽调有技术、有经验的机械工程师、状态监测工程师组成盾构设备管理体系,并成立主机组、电气组、液压组、刀具组、后续设备组和状态监测组,负责盾构掘进机的管、用、养、修工作。组织机构如下图:组织结构图机械副经理机电副总工程师机械工程师状态监测工程师主机组电气组液压组刀具组后续设备组状态监测组同时为了保证盾构施工顺利进行,建立盾构施工技术支持系统。由制造商专家指导培训小组、公司技术开发部盾构施工技术研究开发小组、公司机械物资部盾构机使用维护小组以及外聘专家教授组成强大的盾构施工技术支持系统,为现场盾构施工提供技术咨询、处理疑难及突发问题。2)维修、保养工作人员安排(1)每台盾构掘进机设立一个盾构维修、189、保养综合组,负责盾构主机、电气和液压方面的维修保养工作。(2)盾构操作司机设置人,辅操作手设置人,其主要任务是负责盾构施工操作,同时负责盾构设备的例行保养工作。(3)后续设备操作人员设置10人,其主要任务是负责设备操作,同时负责后续设备的例行保养工作。3)维修、保养制度(1)对盾构掘进机的维修保养人员进行培训,经考试合格后,持证上岗。(2)实行岗位责任制,实行定人、定岗。(3)每日规定4小时对盾构掘进机进行维修保养,主要是清洁、润滑、检查、养修。(4)实现日常保养及定期保养。(5)依盾构制造商提供的盾构掘进机维修、保养说明书进行维修保养。(6)积极推行现代修理新工艺、新技术,提高零部件修理质量190、和维修精度,降低维修成本。(7)每月对盾构掘进机各系统进行评审,对管、用、养、修各环节状况进行充分评审,总结当月设备管理状况,提出相应措施,下达下月维修保养计划。(8)建立盾构掘进机维修保养记录表,实行表格化管理,维修人员将每次发生故障的情况、原因分析及维修方法和维修结果记录在记录表上,以便进一步采取措施,降低事故发生频率。(9)维修保养人员严格按操作规程操作,杜绝野蛮施工,保证设备及人员安全。4)盾构机状态检测盾构机的状态检测是由盾构机上的数据采集系统来完成的,它可以“记录、处理、存储、显示和评估由隧道施工机械产生的所有数据”,所有记录下来的测量值都以曲线图形式显示在测量数据采集PC机显示器191、上,操作司机可以根据显示器上的数据分析出各机构的状态。5)配料供应为保证配件供应,设置一名机械工程师和一名状态监测技术人员,全面负责配件购置,提前做好设备监测,正确掌握盾构机的状况,准确提供配件件号,及时组织供货,保证零配件及时到位。建立完善盾构掘进机配件管理制度;建立高效完备的盾构掘进机配件供应系统。6)盾构机刀具检查与更换(1)盾构机刀盘是幅条式结构,几十把盘形刮刀以螺旋线布置在幅条上,能够全断面开挖围岩。刮刀设计成背装式,实现在泥土仓内对损坏的刮刀进行更换,消除了到盾构机刀盘前端维修保养刀具的危险。切割刀对称安装在幅条的两侧,刀具用螺栓、螺母固定,可以更换。(2)刀具检查和更换的主要程序192、:更换刀具前一周准备好预计需要更换的刀具和准备好换刀工具。停止掘进前,做好检查和换刀的各项准备工作和预防措施。开仓前通过螺旋输送机排空土仓内的土。开仓严格按照人闸安全操作规程操作。检查刀具。对刀盘清洗后,逐个检查刀具,并做好记录。根据刀具和刀盘磨损情况,确定换刀的类型和编号。换刀原则:按拆一把换一把的换刀顺序,以便土仓周边土层发生变化时可及时恢复掘进。试转和复紧。在刀具更换完成并经专人检查后,关闭仓门(稳定地层可先不关闭)。试转刀盘若干圈后,再安排人员进入土仓复紧刀具,确认上紧后,退出土仓关闭仓门。恢复掘进。开始阶段将刀盘转速和千斤顶推力要由小到大逐渐增加,避免因幅度过大造成对刀具的损坏。7.193、10.4.12.作业人员进入加压状态下的切削仓进行特殊情况处理的施工措施当更换刀具、清除刀具上附着较牢固的泥沙或处理锚索土钉等其它特殊情况时,工作人员需要进入切削仓内作业。在土压平衡情况下,进行此项作业时,要采取压气作业。1)压气作业前的准备工作(1)人员体检压气环境属于特殊环境,对作业人员的身体要求较高,患有某些疾病及在加压环境下有不良反应的人员不能进入加压仓。(2)人员培训为保证作业安全,需要对空气压缩机操作手、送气操作手,压气作业人员进行压气施工知识、送气操作技能、加减压操作技能及安全知识等方面的培训。(3)压力设定选定作业压力的基本原则是,能保持开挖面稳定,防止大量涌水,不使地表隆起或194、漏气,保证作业人员的身体健康。根据开挖段的水压力,并结合以往工程施工经验,初步设定压气压力值,并根据开挖段的实际情况和地段监测结果作适当调整。2)压气作业流程(1)人员密封仓的结构见“作业人员密封仓示意图”所示。作业人员密封仓示意图主室(副室)切削刀盘泥土仓人员密封仓螺旋机AA主室副室A-A剖面(2)参照密封仓的结构,制定压气作业流程见“压气作业流程图”。确认泥土仓压力进入人员密封仓加 压进入切削仓安装照明器具确定切削仓内情况确定工具,人员分工作 业 开 始更换、清理刀具或处理其它情况一班作业结束减 压人 员 撤 出另一班准备进仓压气作业流程图(3)注意事项压气作业关键是人身安全问题,要注意以195、下事项:严格按照压气规程操作,减压加压的速度适宜;仓内人员作业时,仓外操作人员要密切关注仓内情况,随时联络,以确认仓内情况。仓内人员出仓后,要进行体检,发现情况及时治疗。压气设备经常检查,确认其处于正常状态。7.10.5.通过特殊地段盾构施工方法及技术措施7.10.5.1.下穿陇海铁路段施工方法及技术措施1)沉降控制标准(1)轨道沉降:最大隆起量5mm;最大沉降量10mm;两轨沉降差2mm/天。(2)地面沉降:最大沉降量10mm。2)盾构施工措施通过计算模拟分析,盾构施工对铁路的影响较小,验算过铁路处的隧道管片结构,完全满足强度、刚度及裂缝宽度的要求。但为确保盾构安全、顺利的穿越铁路,应采取如196、下技术措施:(1)预先在铁路周围布置监测点。设置盾构施工模拟段,调整盾构推进速度、刀盘转速、正面土舱压力、出土量、同步注浆量等施工参数。(2)盾构施工中严格保持开挖面的土压平衡,减少对土体的扰动。不得超挖或欠挖,防止过大的纠偏。(3)在盾构到达铁路前20m处,降低推进速度,严格控制盾构方向,及时调整盾构推进参数,确保盾构机的平稳穿越。严格控制同步注浆量180,地层损失率5。(4)盾构施工中加强监测,及时反馈地面变形、沉降信息,以便采取二次注浆,减少盾尾通过后隧道外周围形成的建筑空隙。3)对防护设计范围内的轨道结构采取如下预防性措施(1)对钢轨、扣件及道床等进行全面检查,调整后轨道状态满足工务维197、修规则中“计划维修”标准的要求。确保措施到位、轨道结构状态稳定。(2)每股钢轨内侧设防脱护轨,以防止列车脱轨。(3)制订周密的监测方案,对轨道结构变形进行监测。4)轨道结构监测要求(1)监测内容监测轨道结构高程变化及水平位置偏差的日变化量及累积变化量、地面沉降量,还包括道床裂缝、以及钢轨水平位移,观测结果是决定采取何种轨道防护措施的依据。(2)测点布置对于轨道结构高程的观测,左、右线的轨道分别设置测点,测点可设于靠近钢轨的短轨枕或道床面上。可利用隧道的监测数据作为轨道结构变形的参照。防护设计范围两端的左、右线在两段下穿中心及两侧各30m处,均设置位移测点,观测钢轨爬行。(3)监测频率在对隧道进198、行动态监测的前提下,确定轨道结构监测频率如下:下穿施工期间及施工结束后10天内,每天夜间列车停运后对轨道结构几何形位及钢轨的不均匀爬行进行一次观测检查,观测数据超过前述标准时,进行轨道结构调整;还须对发现的裂缝或剥离的扩展情况进行记录,作为修补的依据。之后每2天观测一次,再后根据变形的稳定情况对监测频率进行调整。在各个设计阶段,应及时把下穿陇海铁路路基的设计方案报送XX铁路局工务和安检部门,征求其意见和允许。7.10.5.2.下穿护城河段施工方法及技术措施护城河河底至隧道洞顶为、层土。地勘报告探明:“本区间地层勘察深度范围内中更新统黄土及上更新统黄土及古土壤均为含水层,中更新统粉质黏土也属含水199、层。无连续隔水层分布。局部地段古土壤因孔隙不发育,其层表有地下水局部富集现象。本区间范围内软土分布地段是在护城河底部。但因为护城河经过多次清淤治理,底部淤泥土均已挖除,且均已铺设了0.51.0m厚的砼底板,故本区间范围内可以不考虑软土的影响。” 河底覆土厚度约为5.7米 。考虑到保证穿越河底时安全可行,需采取以下技术措施:1)为防止隧道渗漏现象发生,在盾构通过段临时设围堰将水疏干后再施工通过。2)在进入横穿河之前,利用泡沫或气压建立起全断面土压后,严格进行土压控制、出土量管理和注浆控制,严格控制盾构机顶部土压。如出现涌水等现象,适当加注POLYMER或聚安脂等亲水性化合物。3)土压切不可过大,200、具体的土压值需要在基准理论值的基础上在过河前通过不断优化得出,并按此土压值进行控制,以确保覆盖层不被破坏。4)严密监视出土的状况,尤其是要严密监视出土的水量变化,并据此判断地层状况。5)在施工期间,对河底加强监测并并派专人对河进行巡视,密切监视河底混凝土板有无开裂现象发生,一旦发现异常情况,及时汇报,及时采取措施处理。7.10.5.3.下穿城墙段施工方法及技术措施本区间在盾构施工前在城墙两侧距离3米位置打设直径1米钻孔灌注桩,间距1.4米,桩长至盾构底下2米。桩顶设冠梁。盾构穿越处采用素桩。需在施工前进一步实测该构筑物情况。考虑实际施工中盾构施工参数动态控制的不稳定及同步注浆、壁后注浆等施工辅201、助手段,仍可能给施工安全带来不稳定因素,采取如下一些技术措施:1)采用加强洞内注浆、加固该段地层或从地表进行加固。在盾构穿越该构筑物过程中,严格控制切口土压力,改进推进速度、总推力、出土量等施工参数,减少盾构的超挖和欠挖,以改善盾构前方土体的坍落或挤密现象,减少土的横向变形施加于桩基上的横向力。2)严格控制同步注浆量和注浆压力,注入量一般为150200的理论盾尾空隙量。注浆压力一般略大于隧道底部的土压力。3)采用二次注浆辅助施工法,进一步加固因开挖松动的土层,防止松动现象向上扩展,从而控制地面沉降。4)加强监测,通过对构筑物监控量测,及时将信息反馈给设计、施工方。以采取措施优化盾构机施工参数。202、5)盾构通过前采用外挂钢板网对城墙进行护壁(钢板网规格:GW 3x65x2500x8000),尽量密贴。并实时观测,如发现有砖块脱落趋势需对城墙局部注粘结胶。通过一个月后可拆除该护网。同时在通过的城墙门洞内侧设置工字钢临时支撑,工字钢采用22b,纵向间距为500mm,沿环向每隔1m设一道16槽钢加强纵向联系。7.10.5.4.湿陷性黄土、沙层中的掘进及泥饼的防治1)饱和土湿陷性黄土、砂层地段的掘进本标段中盾构基本在黄土和部分砂层中通过,盾构工作面土体很不稳定,易发生涌水、涌砂、坍塌等情况。拟定采取如下措施:(1)掘进速度的控制在全断面粉砂土中掘进,大刀盘所受扭矩及推力大大增加,所以盾构掘进速度203、控制在20mm/min。(2)同步注浆量的控制在砂层中施工时,由于砂层中空隙较大,同步注浆压注量比一般土层要多,初步拟定按建筑空隙的250%压注。(3)小纠偏盾构掘进时轴线纠偏量不得大于0.2%,同时保证盾构连续施工。(4)土体改良砂层土体虽然含水量大,但一经挤压,水分流失,砂土就变得结实,掘进时大刀盘油压急剧增大,为改善大刀盘传动轴承在刀盘转动过程中所受的扭矩,采用在刀盘正面和土仓内加注泡沫来降低土体强度,有利于降低大刀盘油压。(5)泡沫加注的压力控制加泡沫压力与加泡沫效果有密切关系,并且与土压力值相关。在穿越全断面粉砂土时,为使泡沫达到理想效果,将泡沫压力比设定土压力值适当大些。(6)盾构204、掘进防涌水、涌砂控制对于盾构水下推进过程中的防涌水、涌砂控制,我们主要采取压注膨润土浆液、及时同步注浆以及加强预测预报等方法、快速均匀地穿过富水砂层。膨润土浆液压注。本次施工采用的是加泥式土压平衡盾构机,施工中,我们通过盾构机的加泥系统,在工作面前方压注适量膨润土浆液,以减小刀盘切削阻力和盾构与周围地层的摩擦阻力,从而减小盾构施工对周围地层的扰动。同步注浆技术的应用。通过盾构的注浆系统,在盾构行进中,及时注入水泥浆液,填充盾尾脱离后,衬砌与周围地层的空隙,封堵水力通路。加强预测预报。借助盾构推进的仿真系统,通过对行进参数的实时模拟分析,寻求地层变形量、土仓压力变化等参数的规律,预测预报盾构后期205、可能的姿态变化,结合固化到系统中的人工智能经验,及时调整施工参数。2)防泥饼措施(1)加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理,特别由于黄土地层的粘性较大容易形成泥饼,应更加密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。(2)在这种地层掘进时,增加刀盘前部中心部位泡沫注入量和选择比较大的泡沫加入比例,减少碴土的粘附性,降低泥饼产生的几率。(3)一旦产生泥饼,可采用刀盘正反转及土仓内加大泡沫注入量,必要时采用人工处理的方式清除泥饼。(4)通过粘性较大地段时,螺旋输送机内也要加入泡沫,以增加碴土的流动性,利于碴土排出。(5)出现长时间停机时,适当转动刀盘,添入泡沫,搅拌土仓内的碴土。7.10.5.5.既有建206、筑物基础锚索或土钉可能侵入盾构隧道的处理方法本标段地面既有建筑物基础锚索或土钉可能侵入盾构隧道,我方拟采取如下处理方法:1)开工前,对沿线建筑物基础情况进行详细调查,摸清锚索或土钉的具体位置和数量。2)对于少量侵入的锚索或土钉采用在隧道一侧挖槽或挖孔桩进行人工切割拔除的方法。如果拔除困难,采用盾构机掘进至该位置前人工进入土仓进行切割处理的方法,该方法必须结合地层降水与加固以及带压作业相关操作规程同时考虑进行。3)对于大量侵入的锚索或土钉,与业主和设计院共同协商采用暗挖隧道的方式进行处理。7.10.6.盾构施工测量与监测见“8.施工测量及监测方案” 节中内容所述。7.10.7.联络通道施工联络通207、道采用矿山法施工,正台阶开挖,复合式衬砌,二衬在初期支护完成后施做,考虑到通道开挖的安全性,在开挖前对周围土体进行加固。7.10.7.1.地层加固通道施工前,按设计的地层加固范围对通道施工范围的地层进行加固,根据本工程的地质条件,采用旋喷桩加固。要求加固后的土体有良好的均匀性、自立性、密封性。其施工方法及措施同本表书“7.10.4.1进出洞端头土体加固”节中所述。7.10.7.2.施工方法1)联络通道处管片支撑及开口联络通道均为单方向开挖,在盾构隧道贯通后进行。通道将开工时,先在特殊衬砌环中不开口部位安装临时支撑,以控制管片环变形。在管片主要受力部位设立支撑点,并用千斤顶施加预应力。架设临时刚208、性支撑完成后,先在洞门位置打眼孔,观测其渗水量,若渗水量较大,则在孔眼处对管片后的土体进行注浆止水,该过程可多次进行,直至无渗水后再进行开口处管片切割工作。切割前须按设计要求准确放线定位,切割时分层进行,并及时施做开口处框架梁,形成洞门结构。2)通道开挖通道开挖采用正短台阶法施工,台阶长度2-3,循环进尺控制在0.5m以内,遵循“管超前、严注浆、短开挖、早封闭、勤量测”的原则,采用人工开挖,贯通后,及时施做二衬钢筋砼。3) 通道防水通道主体结构防水采用防水卷材缓冲层的复合防水形式,在初期支护封闭成环后,立即搭设支架人工铺设防水层。4)钢筋砼衬砌通道开挖完成后,按设计铺设防水层,然后按自下向上的209、顺序进行二次衬砌钢筋砼的施工。衬砌砼模板采用大块钢模板,钢管、方木支撑;商品砼经轨道运输车运至通道口,手推车倒运至工作面,人工入模;插入式振捣器配合附着式振捣器振捣。衬砌施工缝处粘贴遇水膨胀橡胶止水条和止水带。二次衬砌预留注浆孔,待其达到设计强度后,进行背后注浆,充填施工空隙。7.10.8.管片验收及拼装本工程采用管片主要设计参数: 管片内径:5.4m;管片厚度:300mm;管片外径:6.0m;管片宽度:1.5m;分 块 数:6块 一块封顶块(K块),两块邻接块(B、C块),三块标准块(A1、A2、A3块)。7.10.8.1.管片验收本合同段管片由业主供应,对运输至现场的每块管片进行验收,检查210、内容包括: 1)管片出厂合格证。出厂合格证内容为:委托单位、区间工程名称、合格证编号、管片型号、生产日期、混凝土强度等级、混凝土抗渗指标、管片检漏指标、钢筋分项质量评级、管片厚度、防迷流指标、制表日期、监理及检验人员盖章等。2)生产龄期达到28天,管片强度达到设计强度的100。才能出厂。3)管片无缺角掉边,无麻面露筋,表面密实、光洁、平整。4)管片预埋件完好,位置正确。5)管片型号和生产日期的标志醒目、无误。管片要求统一进行分类标号。在每一块管片的内表面的统一位置铸上生产日期、类型、编号等。6)单块管片检验应符合质量标准。7.10.8.2.管片的存放与运输加强堆放与运输过程中对管片的保护,防止211、管片边角损坏。1)管片存放运送至现场的管片按生产日期及型号排列整齐堆放在临时存放场地上,存放场地采用20cm厚C15砼进行硬化,临时场地堆放量满足20环衬砌管片的存放。管片搁置于柔性垫条上,垫条厚度一致,搁置部位上下对应。管片侧立堆放整齐,堆放高度不超过3层。并堆成上小下大状,以防倾倒。2)管片运输管片在吊运堆放,装卸运输时由专人指挥,防止碰撞损坏。管片运输采用有专用支架的运输车辆,运输过程中管片内弧面向上平稳放置。在同一车装运两层管片(不超过两层)时,管片之间附有柔性材料的垫料。7.10.8.3.粘贴防水橡胶密封垫在橡胶密封垫和防水槽内均匀地涂刷单组份氯丁-酚醛胶粘剂12遍,待粘接剂初干后(212、不拉丝,不粘手),将密封垫置入槽内,最后用橡皮锤敲击使其充分粘贴。粘贴时,须四角平整服帖,并防止浮贴,以防在下井吊运和拼装时,密封垫的错位或脱落,造成拼装困难甚至防水失败。弹性密封垫涂胶与粘结注意事项:管片表面干燥,雨天施工有防雨措施;密封垫表面遇水膨胀橡胶遇到水和潮气会膨胀,故逢雨天或梅雨季节,覆盖塑料薄膜或在表面涂缓膨胀剂。为适应施工条件,拱底管片的密封垫露于沟槽的表面涂刷缓膨胀剂三度。涂刷要求如下:1)密封垫沟槽内涂满,防止漏底;2)涂胶凉置1015min,手指触摸不粘时套入密封垫,整个密封垫表面在一个平面上,防止歪斜扭曲;3)丁晴软木橡胶衬垫板粘贴时,其表面和砼表面分别涂胶,不得脱胶、213、歪斜,注意在螺栓孔位置设大于螺孔的空洞;4)弹性密封垫粘贴质量将直接影响隧道的防水质量,选派责任心强的员工从事此项工作。对粘贴质量不好的管片一律返工。此项工作拟安排专职质检员进行检查。7.10.8.4.管片拼装1)拼装前的准备工作检查管片防水密封垫是否粘结牢靠,连接螺栓是否配齐,盾构底部积水、淤泥是否清理干净。2)管片拼装工艺流程管片拼装采用先纵后环法,错缝安装管片,主要工艺如下:(1)管片吊装运输由井口的龙门吊将管片吊放在管片运输车上,运至管片安装机位置。(2)管片起吊、移动、就位用管片吊机将管片吊起,沿吊机梁移动至盾尾就位。待底部管片就位后,两侧的标准管片和邻接管片交错拼装,最后封顶管片纵214、向插入成环。(3)连接螺检管片拼装成环后拧紧环向螺栓,待该环推出盾尾至10环前复紧螺栓。拼装成环后,拧紧全部纵向螺栓,当盾构掘进后,在作下一环拼装前,对纵向螺栓进行复紧。(4)管片拼装工艺流程图)管片拼装质量控制(1)环环面控制:环面不平整度应3mm。(2)邻环高差控制相邻环管片高差应控制在4mm以内。(3)环椭圆度安装成环后,在纵向螺栓拧紧前,应进行补砌环椭圆度测量,当椭圆度20mm时,应作调整。(4)见“管片拼装允许误差”。7.10.8.5.管片拼装质量控制1)拼装技术管片外观检查、管片结合面清理管片厂安装密封止水带管片吊装、运输、就位拼装伸出对应千斤顶管片位置调查管片背后回填注浆嵌缝防水215、处理复紧连接螺栓缩回对应千斤顶真圆保持器管片拼装工艺流程图管片拼装允许误差项 目允许偏差备 注相邻环的环面间隙1.0 mm内表面测定纵缝相邻块间隙1.0+2 mm其中1 mm为衬垫对应的环向螺栓孔的不同轴度1.0 mm对于盾构推进,第一环的拼装质量对于整条隧道的拼装具有基准面的作用,因此严格控制第一环管片的拼装质量使之达到规定的要求。第一环管片是在工作井内负环之后拼装,拼装工作在井内的盾构基座上进行,拼好的管片高程、方向、坡度均容易控制,管片拼装的质量标准:直径偏差3mm,环面不平整度0.60.8mm。保证管片和缓冲材料的质量符合拼装的要求。管片的强度、几何尺寸、纵向和横向螺栓孔的位置、直径都216、要保证满足质量标准。缓冲材料的质量要符合拼装工艺的要求,确保缓冲材料的强度、压缩性能、回弹性能、材料均匀性能、材料的厚度误差均满足要求。保证管片拼装的质量。管片的拼装质量符合质量标准的要求,保证施工符合设计规定、满足使用的要求,是顺利、安全、优质地完成盾构推进任务的最基本要求。加强螺栓的一次拧紧和多次复紧工作。整条隧道由数千块管片组合而成,靠纵向、环向螺栓连接,螺栓连接的质量是隧道衬砌整体性关键。螺栓拧紧不足,管片成环后容易造成在千斤顶作用下错位,降低了环面平整度,从而直接影响下一环拼装。拧紧和复紧可以提高成环的质量,尤其是多次复紧更有利于提高成环的圆度。每环拼装结束后及时拧紧纵、环向螺栓,在217、推进下一环时,在千斤顶顶力的作用下,复紧纵向螺栓。当成环管片推出车架后,再次复紧纵、环向螺栓。隧道贯通后,第四次复紧纵、环向螺栓。加强盾构姿态的控制。盾构姿态的控制与管片拼装质量的控制是相辅相成的,精确的盾构姿态控制可以为管片的精确拼装提供条件,是提高拼装质量的基础,也为盾构的推进创造有利的条件。管片表面不得出现裂缝、破损、调角等现象。在拼装过程中的破损进行修复,修复方案报监理工程师批准后执行。管片每生产100环利用专用拼装平台对管片进行试拼装,对管片制作质量进行检查,对生产工艺及时做出调整。管片拼装技术标准:根据招标文件中的技术要求规定,以及市政工程施工及验收技术规程中有关圆隧道验收标准并结218、合拼装的工艺特点,提出本隧道盾构施工管片质量标准如下:单块管片允许误差:宽度为0.3mm 弧弦长为1.0mm 环向螺栓孔径及孔位为1.0mm 厚度为1.0mm整环拼装允许误差: 相邻环面间隙0.60.8m 纵缝相邻块间隙1.52.5m纵向螺栓孔径及孔位1mm衬砌环外径为3mm2)管片纠偏盾构轴线的纠偏首先是衬砌的纠偏,力争使衬砌的环面与设计轴线接近垂直。轴线的纠偏是一个过程,要连续几环才能得到控制。在出现偏离轴线趋势时,及时调整千斤顶的行程差,必要时加贴纠偏楔子进行纠偏。平面轴线纠偏采用左右千斤顶的行程差来控制。纠偏做到勤测勤纠,纠偏量每环控制在4mm以内,避免过量纠偏增加地层的扰动,增加地面219、沉降及对建筑物危害,同时使环缝加大而引起漏水。管片在拼装前查看前一环管片与盾尾间隙,结合前环成果报表决定本环纠偏量和措施。管片拼装防止出现内外张角、踏步和前后喇叭,保证管片的拼装精度。3)拼装椭圆度控制管片拼装成环后,及时检查其椭圆度,方法是用钢卷尺或插尺量测管片外壁和盾壳内壁之间的间隙,每块管片测一次。根据测量成环管片的椭圆度来采取措施。利用拼装千斤顶对短轴向的管片施加压力进行整圆处理;紧固短轴和长轴向的环向螺丝。环向和纵向螺栓的多次紧固:每环衬砌拼装完毕后,及时靠拢千斤顶,防止盾构后退。同时及时拧紧纵、环向螺栓,在推进下一环时,在千斤顶顶力的作用下,复紧纵向螺栓。当成环管片推出盾尾后,根据220、拼装后的圆环椭圆度,再次复紧纵、环向螺栓,以减少管片拼装的张角和喇叭口。本工程选用的连接件是弯螺栓,用于管片连接。连接件的属性、质量、类别、型号、供应或加工来源得到监理工程师的批准。每批连接件提供质量合格证;对连接件的质量按0.2的比例进行抽查,主要是物理力学性能、外观尺寸和镀层厚度等;连接件进行防腐蚀处理;4)防迷流及其测试:按防迷流设计的要求,管片与管片之间要求绝缘,无电气连接。隧道每施工200m检测分段隧道的防迷流值,隧道贯通后检测整个区间的防迷流值,在每环管片安装后及时对连接情况进行电阻测试,避免施工遗漏的积累。7.10.9.管片壁后注浆及结构防水工程7.10.9.1.管片壁后注浆1)221、注浆目的当盾构机外壳脱离管片后,在管片与天然土体之间出现空隙,它能引起地层变形,建筑物失稳,管片变形并漏水。盾构推进中的同步注浆和衬砌壁后二次注浆是充填土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期沉降的主要措施,也是盾构推进施工中的一道重要工序。隧道衬砌外周同步适量地注浆和衬砌壁后二次注浆,可以及时地充填地层与衬砌背后的环形建筑空隙,使隧道管片和周围土层形成一个整体结构,把盾构掘进造成的地层土量损失和扰动所引起的地表沉降尽可能地减小。根据有关的施工技术和经验,注浆能有效地把地表、地下管线及地面建构筑物的沉降量控制在规范以内。经壁后注浆后,隧道具有良好的防水性,能有效地隔断地下水向隧道内渗透,是隧道防水222、系统的一个组成部分。2)注浆方式盾构推进时,进行同步注浆,注浆系统与掘进系统联网,掘进时盾尾出现空隙立即注入浆体。盾构机上的注浆管,按上下左右各一个均布在盾尾钢板内,使浆液在盾尾处注入空隙。按先下后上的顺序对称注浆。衬砌管片脱出盾尾后,配合地面量测及时进行壁后二次注浆。二次注浆,采用注浆管从管片的注浆孔内向管片与土体之间的孔隙中注入。注浆前先将孔内3cm厚的封孔砼凿通。3)注浆施工参数及浆液配比盾构注浆采用新研发的可硬性浆液同步注浆。随着盾构推进,脱出盾尾的管片与土体间出现建筑空隙(理论建筑空隙为2.374立方米环),即用浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填。由于压入衬砌背面的浆液会发生收缩,局部223、地段隧道掘进蛇行、纠偏等,为此实际注浆量要超过理论建筑空隙体积。但过量压注也会引起地表局部隆起和跑浆。因此除控制压浆数量外,注浆还需控制注浆压力。根据施工情况、地质情况控制压浆数量和压浆压力。一般情况下,每环压入量控制在建筑空隙的200250,即4.75立方米环5.93立方米环,注浆压力约0.20.4MPa(壁后二次注浆压力控制在0.30.5MPa)。压浆和掘进保持同步,即在盾构掘进的同时进行注浆,掘进停止后,注浆也相应停止。浆液的凝结时间控制在10小时以上,并及时清洗管路。以下情况为例外:(1)遇松散地层,注浆压力很小而注浆流量却很大时,考虑增大注浆量,直到注浆压力超过控制压力下限。(2)已224、经注过浆的管片上部土体发生较大沉降或管片间有较大渗漏时,需进行二次注浆,此时注浆量不受上述限制,只受注浆压力控制。(3)盾构机出洞或进洞时,洞口部位有较大间隙,此时注浆量要根据实际需要量确定。可硬性浆液配比为:(Kg/1.25m3)浆液投料量水泥粉煤灰砂SY-1MD-105水1251150260135.2400可硬性浆液和以往的惰性浆相比,其效果有以下优点:按工程方案配制的可硬性浆液的物理性能明显优于原惰性浆浆液,充填效果好、无渗漏现象发生、泌水性小;浆液有良好的抗渗漏性能,管片干燥,浆液的后期强度高;按工程方案的操作规程进行施工,该浆液无堵管之隐患;按规程作业,注浆量充沛,地面沉降的控制可达225、到较佳状态;部分地段可省去二次注浆作业;一定程度上可提高隧道工程的整体质量,提高工程进度。为防止浆液在注浆系统内的硬化,定时对工作面注浆系统进行清洗,清洗采用惰性浆液,泥浆配比为(Kg/1.25m3):膨润土粉煤灰砂水330800260400惰性浆液一般每天一次,即日班结束后用惰性浆液进行清洗。因特殊情况(如设备故障等),停止施工时间可能超过4小时的,在停止施工时立即以注惰性浆液清洗。清洗隧道内运输车以及地面上的拌浆系统,清洗时间基本控制在每班一次。清洗盾构工作面注浆管路等形成的废浆,及时以外运,避免对工作环境造成污染。衬砌管片脱出盾尾后,配合地面量测及时进行壁后注浆,注浆的浆液根据地质、地面226、超载及变形速度等条件选用。壁后二次注浆的重量配合比初定如下:水泥粉煤灰水稠度13适量911具体配合比在施工时根据经试验确定。4)注浆设备采用盾构机自身配备的二台电动注浆泵注浆,最大排量24m3/h,最大压力0.7MPa。5)注浆工艺流程见“注浆工艺流程图”。注浆工艺流程图管片安装就位注浆试验注浆作业结束注浆该环注浆效果检查开始下一循环注浆全隧注浆效果检查补充注浆补充注浆周围环境及建筑物注浆动态监控配制浆液不符合要求符合要求符合要求不符合要求6)注浆操作规程(1)注浆作业人员经专门培训,并熟悉有关操作注意事项。(2)注浆作业与盾构推进同步进行,浆液注入量同掘进速度相适应,每段隧道推进前做出明确规227、定,并严格执行。(3)作业人员随时观察注浆工况。控制好注浆压力和方量,并与盾构操作者保持联系。(4)一旦发生故障,立即通知当班班长,要求暂停盾构推进,故障排除后复工。(5)注浆量根据盾壳间隙及地面情况而定,确保环保要求,控制地面沉降。(6)浆液压送过程中不离析和沉淀,浆液凝结时间、结硬强度等均符合特定工程中的技术要求;(7)首次注浆前,以油脂润滑所有管道;(8)每班工作结束后,压浆管道先用水循环泵洗、清空,再注润滑浆液充满压浆管道以便下次注浆;地面拌浆机、井下运浆车及高位槽贮浆筒等设备均做除浆洗刷、清空,防止堵塞、板结;(9)如实填写盾构施工过程质量控制压浆记录表,并做好每班交接工作。7)注浆228、结束标准及注浆效果检查(1)注浆压力和注浆量达到设计值,做为注浆结束标准。(2)整理分析注浆记录资料,分析注浆施工过程中的P(压力)、Q(注浆量)及QT(注浆时间)曲线是否正常,并通过总注浆量反算地层孔隙率,与原始孔隙率进行比较,以分析浆液在地层中的扩散渗透情况。(3)每天对浆液进行强度试验,确保浆液强度满足设计要求。7.10.9.2 结构防水工程1)防水原则、防水重点、防水要求防水原则:以防为主,多道防线,刚柔结合,综合治理。以管片结构自防水为根本,接缝防水为重点,确保隧道整体防水。在采用高精度钢筋混凝土管片的前提下,采取膨胀密封和弹性密封相结合,设计制作特定构造形式,膨胀力大、耐久性好、在229、长期压缩下应力松弛小的、优良性能的复合材质的框形橡胶圈,满足衬砌接缝长期防水要求。防水重点:以衬砌混凝土自身防水、衬砌结构接缝防水、隧道与车站、旁通道接头防水为重点。防水要求:区间隧道每昼夜渗水量不大于0.06L/m2,任意100m2每昼夜渗水量10L。隧道贯通后,隧道顶部不允许出现滴水。其余部分仅允许结构表面偶见湿渍,隧道内表面潮湿面积4/1000总内表面积,任意100m2内表面积上的湿渍不超过4处,而任一湿渍面积0.15m2。衬砌接头不允许漏泥沙,所有渗漏点无线流滴漏现象,拱底块在嵌缝作业后不允许有渗水。2)防水构造简述衬砌防水措施有:(1)管片混凝土自防水;(2)管片接缝设弹性密封垫及螺230、栓孔防水;(3)嵌缝密封;(4)隧道与车站、旁通道接头防水。3)防水材料的技术性能(1)混凝土管片结构自防水本工程衬砌混凝土采用强度为C50的高强砼,其抗渗等级S12。管片在预制厂制作时防水检查和检测的内容主要有:砼的抗渗强度报告、管片检漏试验报告、管片砼的外观检查、管片成环拼装精度、单块管片成型精度。管片的外观检查除一般要求内实外光外,尤其是检查嵌缝条槽口处砼的外观:有否气孔及小蜂窝现象。(2)管片接缝弹性密封垫及螺栓孔防水弹性密封垫防水弹性橡胶密封垫在环、纵缝张开6mm(其中包括密封垫沟槽制作误差、拼装误差、后期接缝变化)时,要求能长期抗0.6MPa水压,长期不渗漏。弹性密封垫由三元乙丙橡231、胶挤出硫化而成,在其顶面嵌入水膨胀橡胶,在变形缝环面,密封垫顶部粘贴3mm厚水膨胀橡胶。为减少封顶块插入时弹性密封垫间的摩阻力,封顶块两侧的弹性橡胶密封垫在拼装前涂表面润滑剂,为水性涂抹剂,粘度为300cps。弹性橡胶密封垫与混凝土管片间用单组份氯丁-酚醛胶粘剂粘结。弹性橡胶密封垫顶面嵌入的水膨胀橡胶表面涂缓膨胀剂。此外,为加强弹性密封垫角部防水,在密封垫外角部覆贴自粘性丁基橡胶薄板,它由未硫化丁基橡胶薄片构成,厚1.5mm,宽50mm,长75mm2。粘贴时,仅覆盖一半弹性密封垫表面(不遮盖水膨胀橡胶表面)。其剪切粘接强度大于或等于0.07MPa。螺孔密封防水螺栓孔防水:螺孔处不出现渗漏、点漏232、线漏现象。螺栓孔密封圈材料:水膨胀橡胶结构形式:螺栓孔密封圈为内径30mm、外径42mm的密封圈。密封圈还要求具有良好的伸缩性、水密性、耐螺栓拧紧力、耐老化等。材料主要技术指标:三元乙丙橡胶项 目指 标测试方法备 注硬度SH拉伸强度(Mpa)压缩永久变形% *拉伸强度变化率% *扯断伸长率变化率% *硬度变化SH *伸长率%防霉等级*67510.5350达到或优于一级按GB/T531测试按GB/T528测试按GB/T7759测试按GB/T528测试按GB/T528测试按GB/T531测试按GB/T528测试参照GB2423-16-81J测试*指70 22hr的变化*指7096hr的变化*指防233、霉试验按每一区间检测一次的检查频度进行单组份氯丁-酚醛胶粘剂项目指标阻燃性离火10秒自熄橡胶与水泥粘接面剪切强度(MPa)0.20遇水膨胀橡胶项 目指 标测试方法备 注硬度(SH)(密封垫)硬度(SH)(螺孔密封圈)拉伸强度(Mpa)伸长率%扯断永久变形%静水膨胀率(密封垫)% *静水膨胀率(螺孔密封圈)% *457427340020400250按GB/T531测试按GB/T531测试按GB/T528测试按GB/T528测试按GB/T7759测试按GB/T1690测试按GB/T1690测试*静水膨胀率% =(膨胀后体积/膨胀前体积)100氯丁橡胶项 目指 标测试方法硬度(SH)拉伸强度(Mpa234、)永久压缩变形(2372hr的变化)硬度变化SH(7096hr的变化)拉伸强度变化率%(7096hr的变化)扯断伸长率变化率%(7096hr的变化)扯断伸长率% 防霉等级5051222810440达到或优于一级按GB/T531测试按GB/T528测试按GB/T7759测试按GB/T531测试按GB/T528测试按GB/T528测试按GB/T528测试参照GB2423-16-81J测试缓膨胀剂项 目指标备 注干燥时间:表干(h)* 实干(h)*粘度(mpa.s)涂抹与否最终膨胀率之比值%* *涂抹缓膨胀剂后七天膨胀率与最终膨胀率之比%*10246009060 *=(涂抹后最终膨胀率/未涂抹最终膨235、胀率)*100% *指缓膨胀剂(一般三度)厚度为0.8mm(干膜)时测得数据。(3)嵌缝防水嵌缝防水要求拱顶嵌缝不滴漏,拱底块在嵌缝作业后无渗流、渗水现象。嵌缝施工要求如下:一般衬砌,拱底120范围内采用遇水膨胀密封胶加封氯丁胶乳水泥封填,其他部位采用单组份聚氨酯密封胶嵌填。出进口洞20环嵌缝材料全部采用遇水膨胀密封胶加封氯丁胶乳水泥封填。聚氨脂密封胶主要技术指标:项 目单位指 标硬度(SH)(固化后)拉伸强度施工时间低温柔性延伸率流动性(下垂)A(Mpa)hr(20CRH50%)-30C%Mm25350.30.53无裂纹3002(4)盾构隧道与盾构工作井接头防水盾构隧道与盾构工作井接头防水:236、仅接头处允许有少量渗漏,无肉眼可见的水流,砼表面水斑限制在最低限度。4)防水施工及主要技术措施(1)管片防水质量及主要技术措施管片结构混凝土的抗渗等级为1.0MPa,混凝土采用高效减水剂、高活性微矿粉掺料,选择合理的拌和物配合比参数,配制以抗裂、耐久为重点的高性能混凝土。每60环管片做一组圆柱体的抗渗试验。在试生产100环管片内每天生产的管片任选10进行单块检漏试验。衬砌管片生产正常后,每生产100片管片任选3片按要求进行单块检漏试验,并且符合单块检漏标准。将养护龄期28天的管片吊放在检漏台上就位后,在管片内弧面铺上橡皮,上好夹具,先用手动板手初步拧紧螺帽,再用气动板手由中间向两端对称拧紧螺帽237、,气动分二次拧紧螺帽,第一次拧紧60%,第二次拧足,使管片和检漏台上的橡胶接缝处在整个试验阶段密贴不渗水。接通水泵电机电源,打开排汽阀门,排出管片与检漏台之间的空气,直到水溢出排气管,然后关紧排汽阀门。调定溢流阀工作压力,在0.2MPa时恒压5分钟,升压至0.4MPa时恒压20分钟,升压至0.6MPa时恒压35分钟,升压至0.8MPa时恒压2小时。同时仔细检查管片渗漏情况,做好原始记录。(2)管片接缝防水施工及主要技术措施弹性密封垫施工弹性密封垫粘贴前用钢丝刷将密封凹槽的浮灰、油污清理干净并烘干,用单组份氯丁-酚醛胶粘剂将管片凹槽及弹性密封垫分别刷一遍,等到不粘手时粘贴,并用橡皮锤敲紧,保证弹238、性密封垫粘贴牢靠。管片潮湿时,通过强制干燥后进行粘贴。施工期间遇到下雨天或者隧道底部积水,操作不当会使遇水膨胀止水带和螺栓垫圈在拼装前遇水预膨胀或变形,影响止水效果,故在粘贴止水条的地方做好防雨措施,搭设活动防雨棚、覆盖塑料薄膜或在止水带表面涂缓膨剂。隧道底部如有积水,及时进行清除。为适应施工条件,拱底块管片的密封垫露于沟槽外的表面涂刷缓膨胀剂三度。冬季施工时设置烘房设施,做橡胶止水带加温用。角部加贴的自粘性橡胶薄片厚度长度符合设计要求,以免影响止水带的防水效果。封顶块插入间隙偏小,摩阻力大,止水带容易延伸拉长,角部易形成“疙瘩”,影响压密,在拼装前涂水性润滑剂,粘度300cps,以减少封顶块239、插入时的摩阻力。弹性密封垫由厂家定制,每批弹性密封垫有质量合格证,其属性、质量、类别、型号、供应或加工来源在得到监理工程师的批准后使用。螺孔密封防水螺栓与螺栓孔之间的装配间隙是渗水的重要通道,所采取的防水措施就是用密封圈(水膨胀橡胶)垫在螺栓和螺孔口之间,在拧紧螺栓时,密封圈受挤压变形充填在螺栓与孔壁之间,达到止水效果。由于螺栓垫圈会产生蠕变而松弛,为了提高止水效果,对螺栓进行二次拧紧。经过以上防水处理,大多数的螺栓孔可达到完全止水。若有少数发现漏水,一般情况下只要紧固螺母即可止水。但在隧道曲线推进段,螺栓插入螺孔时常出现不规则的偏斜,紧固后防水垫圈局部受压,易出现渗漏水。在此情况下,使用铝制240、杯型罩,将弹性嵌缝材料束紧到螺母部位,用专用夹具挤紧,待材料硬化之后,再拆除夹具。盾构完成后,及时封堵螺栓孔。螺栓孔采用微膨胀水泥进行封堵。变形缝防水因变形缝在环向面贴衬垫片,所以在施工中采用密封垫表面加贴遇水膨胀橡胶薄片加强防水。(3)嵌缝及手孔填充防水施工嵌缝防水处理嵌缝作业在衬砌变形稳定后,在无千斤顶推力影响的范围内进行,一般在推进150环以后进行。嵌缝前将嵌缝槽内的油、锈、水清除干净,必要时用喷灯烘干,在干燥状态下进行嵌缝材料的施工。局部漏水处先止水后施工。施工步聚如下:清缝,刷去缝内泥沙杂物,用清水冲洗干净,烘干。嵌入水膨性密封胶。若缝槽过窄,剪去多余宽度;若缝槽过宽,补充水膨性密封241、胶,使其嵌入后能达到预定深度并密帖。水膨性密封胶嵌好后,表面要求平整。接头处水膨性密封胶相连接。涂刷界面剂YJ-302(双组份),将界面剂以甲组乙组水泥=134的配合比倒入容器拌匀,每次的搅拌量在2小时内用完。界面剂涂刷范围为缝槽内壁、纵缝两侧各15mm范围内,环缝两侧各16mm范围内。加封氯丁胶乳水泥保护层(氯丁胶乳水泥=0.41),在界面剂干燥前,用配好的氯丁胶乳水泥压密封堵。拼装螺栓外露部分的防腐处理螺栓、螺帽、垫圈等材料在运输中将采取有效保护措施,如用柔性材料包装,轻拿轻放,防止镀锌层受损上部180范围内的外露螺栓、螺帽、垫圈因已作过镀锌处理作一般密封防腐处理。其工艺及技术要求为:清除242、绣渣及浮漆。涂刷水性防锈漆。用快凝水泥严密封头,并套上塑料保护罩。封头及塑料保护罩垂直孔口壁面,螺帽、垫圈不得外露。塑料保护罩上适当钻孔,以利于水泥咬合,防止脱落。手孔充填处理隧道下半断面的手孔,用掺有微膨胀剂的细石混凝土充填,表面平整光滑。拱底块上的螺丝外露部分涂防腐涂料,其它若有锈蚀也涂防腐涂料。充填细石混凝土前,用前述配比好的界面处理剂YJ-302涂刷。充填细石混凝土时留少许高度不填平,以便用水泥浆抹平,使其平整美观。邻接块上凡有隧道照明用灯座支架的手孔也全部充填(整个工程结束前将拆除灯座,并割断支架,充填细石混凝土时将支架残余部分全部封闭)。施工时注重周围电路的绝缘,加强安全绝缘措施。243、(4)盾构隧道与盾构工作井接头防水施工详见“7.10.10.洞门接口施工工艺”(5)联络通道防水施工方法及措施区间隧道附属结构包括联络通道与泵房等工程,均采用防水卷材在二衬外侧进行全包防水。见下示意图。 C30模筑钢筋砼防水层支护层工艺流程与施工方法工艺流程与施工方法见“7.10.7联络通道施工”。施工缝防水处理支护层防水层水膨胀橡胶止水条施工缝结构层在施工缝处砼厚度1/2处,设一道遇水膨胀橡胶止水条。见“施工缝防水图”。施工缝防水图 联络通道与主隧道接口防水处理在联络通道与主隧道接口处,由联络通道一端采用SBS防水卷材用喷灯热合在主隧道钢管片上。另一端用ECB防水板与PVC卷材连接。见“联络244、通道与主隧道接口防水图”7.10.10.洞门接口施工7.10.10.1概述盾构掘进结束后,对进出洞门进行处理,施做洞门钢筋砼结构,使隧道与车站端墙密贴,稳固连接。洞门接头构造为圆形钢筋混凝土保护圈,混凝土等级强度C30; 钢筋为HPB235钢、HRB335钢,钢筋焊接成型,混凝土保护层35m,抗渗等级为0.8Mpa。结构形式见“井口接头结构形式图”。井口接头结构形式图联络通道与主隧道接口防水图1500200600200联络通道底板水膨胀橡胶止水条砼管片4mm厚SBS0.8mm厚PVC1.2mm厚ECB3010联络通道底板4mm厚SBS1.2mm厚ECB0.8mm厚PVC砼管片3010水膨胀橡胶245、止水条7.10.10.2施工工艺及技术措施)施工步骤(1)壁后注浆近洞口13环内,从衬砌压浆孔进行壁后注浆,浆液为丙凝水泥浆。(2)负环拆除盾构机掘进结束后,负环拆除。(3)洞口止水装置及周边浆材的清除负环拆除后,洞口止水装置也一并拆除,止水装置周围的注浆材料清理干净。(4)焊接锚筋及定位钢筋。(5)用303单组份氯丁-酚醛胶粘剂粘贴并弯折定位钢筋,协同固定2圈水膨胀橡胶止水条,并外涂缓膨剂。(6)均匀设置环向钢筋、焊接固定钢筋骨架,并以电桥检验其钢筋与管片预埋钢板、车站及通道内衬洞口预埋钢板是否接通。(7)立模、坑口砼浇筑。扎立好模后,坑口进行砼浇筑。所浇砼与管片及车站、通道内衬接缝用三角木246、条嵌槽。2)主要技术措施(1)拆除临时止水装置和临时管片拆除临时管片前,先探明管片外注浆情况并确定是否需要补注浆,如果出现较多的漏水,则注入水泥浆掺水玻璃封堵穿墙洞与衬砌间的间隙。待堵漏结束,压注的固结水泥浆达到强度后,再拆除止水装置和临时管片。临时管片拆除后,对洞门附近的泥沙予以清除,以便后续工序的进行。(2)绑扎钢筋钢筋种类、钢号、直径等均符合设计规定。每批使用的钢筋的出厂质量保证书、试验报告单齐全,现场还按规定作机械性能试验,经复验合格后经监理工程师批准后使用。钢筋制作钢筋表面洁净,使用前将表面油渍、漆污、铁锈等清除干净。带有颗粒状或成片状老锈的钢筋不使用。钢筋平直无局部曲折,成盘的钢筋247、或弯曲均检查合格后使用。钢筋切断、弯折符合规范GB50204-92的规定。弯折时在稳定均匀的压力下缓慢地进行,不急扭或冲击。钢筋绑扎所有钢筋按设计所示的位置正确地架立,并牢固地固定,钢筋的交叉处,用铁丝扎牢,其弯头弯入待浇筑的混凝土中。对需进行焊接的钢筋,按照钢筋焊接及验收规范JGJl8-96的要求进行焊接,并作弯曲和拉伸试验、复试合格后以此焊接工艺进行钢筋焊接施工。将进出洞环管片预埋钢环外的砼凿除,将钢筋与预埋钢环焊接牢固,使井接头与隧道连接一体。为保证隧道的防迷流,所有钢筋的交接点点焊牢固。钢筋绑扎、安装符合设计、规范要求,绑扎成焊接的钢筋网和钢筋骨架,保证无变形、松脱和开焊。钢筋的混凝土248、保护层厚度要符合设计要求。监督、质量检查及验收工地工程技术人员随时进行质量自检和指导,质检员密切配合工程师做好质量控制工作,并及时向工程师报告质检中发现的问题及提供必要的资料。钢筋工程按隐蔽工程在浇筑砼之前会同监理工程师进行验收。(3)止水橡胶带安装井接头的止水橡胶带的材质为全膨胀橡胶止水带,其质量符合设计规定。整根一圈止水橡胶带用氯丁-酚醛胶粘剂牢固粘结,并且每隔200cm用6圆钢固定压住,圆钢与井接头钢筋焊接连接。止水橡胶带的接头处开斜口,用氯丁-酚醛胶粘剂将两端粘成整体,并在止水橡胶带表面涂刷缓膨胀剂三度,防止其遇水先期膨胀而降低止水效果。(4)模板工程所使用的模板均有足够的强度,能承受249、混凝土的浇筑和捣固的侧压力与振动力,并牢靠地维护原样,不移位、不变形。模板表面光洁平整,接触严密、不漏浆,以保证混凝土表面质量。模板采用在现场加工木模后拼装而成。外模采用木板分块加工拼装而成,因井接头内圈砼要求光洁平整,故内模采用五夹板弯曲成型,并用方木、钢管支撑,使其牢固。模板用拉杆螺栓连接。在井接头左右两侧的模板上分别开设一个预留孔洞,方便浇筑振捣洞圈下半段砼。在洞圈上方设上畚箕口,作为浇筑洞圈上部砼的入口。模板安装完毕后经监理验收后进行混凝土的浇筑。(5)混凝土工程混凝土采用商品砼,浇筑前对其所用材料(水泥、石子、黄砂等)的质量证明书及复试报告进行检查,符合设计、规范要求后使用。检测到达250、现场的混凝土其坍落度、配合比符合设计要求。砼泵车停在井上,混凝土通过导管泵送到井接头处进行浇注。先从井接头模板左右两侧预留的孔洞处浇筑下部洞圈砼,边浇边振捣使砼密实。下半部分砼浇筑好后,将预留孔洞封堵严密,再从洞圈上方预设的畚箕口浇筑洞圈上部砼,边浇边振捣,直至浇筑高出洞圈上方边线100150mm左右。拆模后再将高出部分的浮浆凿除。混凝土浇筑完毕后,及时做好混凝土养护工作。混凝土表面在模板拆除之前及拆除期间都保持潮湿状态,其方法是让养护水流从混凝土顶面向模板与混凝土之间的缝渗流,以保持表面湿润,直至模板拆除。模板拆除后在混凝土上覆上草袋撒水养护。现场浇筑的混凝土按规范要求做好砼试块,其中抗压一251、组,抗渗一组。试块到龄期后及时送检。取样与强度试验时,均有工程师在场。拆模后,会同监理工程师根据规范设计要求,对混凝土质量进行检查验收。其外观上表面无麻面、露筋、裂缝、蜂窝等缺陷情况。(6)防水措施在接头处渗漏水严重时采用引流方法,即在绑扎钢筋时预埋一根中8mm细塑料管作为引流管。引流管从模板上钻洞,在浇砼时将内部的水引流出来。浇砼结束后,通过引流管向里面注浆,将引流管密封,使整个洞门无渗水通道。7.10.11.盾构施工进度横道图详见本标书“5.4施工总进度横道图”中所述。7.10.12.盾构网络计划进度图详见本标书“5.5网络计划总进度图”中所述。7.10.13.技术、工期、质量、安全、文明252、施工等保证措施7.10.13.1.施工技术保证措施详见本标书“14.3.2.施工技术保证措施” 中所述。7.10.13.2.工期保证措施详见本标书“5.6.2.施工进度保证措施” 中所述。7.10.13.3.施工质量保证措施详见本标书“14.质量保证措施” 中所述。7.10.13.4.安全保证措施详见本标书“10.安全保证措施” 中所述。7.10.13.5.环境保护、文明施工保证措施详见本标书“15.2.2.文明施工保证措施”及“16.施工现场环境保护及文物保护措施” 中所述。7.11.区间暗挖法隧道施工方法及附图7.11.1.施工安排及平面布置图1)龙首村北关区间暗挖隧道施工安排龙首村北关区253、间通过f2地裂缝,设施工竖井一座,施工里程为ZCK10+500ZCK10+630(YCK10+505YCK10+635),左右线各开挖130m。施工竖井基本位于暗挖区间中心。2008年5月7月进行竖井及连通道施工,2008年8月2008年12月完成区间暗挖隧道工程。暗挖隧道采用中隔壁法施工。先施工左线向龙首村方向隧道及右线向北关方向隧道,在开挖支护达到15m后,再施工剩余的两个工作面。衬砌采用钢制拱墙架配组合钢模板衬砌,泵送商品混凝土入模。施工场地按业主指定位置布置,场地内设置钢筋加工场、喷混凝土搅拌站、临时堆渣场、竖井提升架、空压机房、通风机、变压器、工地值班室、污水沉淀池、洗车槽等设施。施254、工平面布置图见“龙首村北关区间浅埋暗挖段施工场地布置图”。2)北关北大街区间暗挖隧道施工安排北关北大街站区间设两个工作竖井。在ZCK11+918.77处设盾构接收井,并作为区间隧道暗挖工作竖井;在YCK12+067.769处设竖井,作为区间正线和联络线暗挖施工的工作井。通过两竖井施做区间475.03m暗挖隧道和联络线35.6m暗挖隧道。由于盾构接收井位于北大街道路下,为了不中断交通,采用倒边施工的方法。首先施工区间盾构井东侧一半的结构,完成后对井口进行覆盖,恢复路面交通。再进行盾构井西侧一半结构及YCK12+067.769竖井的施工,完成后进行区间暗挖隧道的施工。本区间暗挖隧道共计有10余个断255、面,开挖宽度6m14.15m。根据断面的大小,拟采用台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑法进行暗挖。衬砌采用钢制拱墙架配组合钢模板衬砌,泵送商品混凝土入模。施工场地按业主指定位置布置,场地内设置钢筋加工场、喷混凝土搅拌站、临时堆碴场、竖井提升架、空压机房、通风机、变压器、工地值班室、污水沉淀池、洗车槽等设施。施工平面布置图见 “北关北大街盾构井一期施工场地布置图”、“北关北大街区间浅埋暗挖段施工场地布置图”。7.11.2.施工设备配备情况见“拟投入本标段的主要施工机械设备表”。7.11.3.施工方法及说明7.11.3.1.施工降水1)降水目的通过降水及时降低开挖范围内土层的地下水,使其得以压缩固结,以256、提高土层的水平抗力,防止隧道开挖面发生坍塌,保证竖井及隧道暗挖的龙首村北关区间浅埋暗挖段施工场地布置图北关北大街盾构井一期施工场地布置图北关北大街区间浅埋暗挖段施工场地布置图顺利进行。2)降水井的布设根据地质资料和线路纵断资料,区间已进入地下水位线以下,本区间地层勘察深度范围内中更新统黄土及古土壤均为含水层,中更新统粉质黏土也属含水层。无连续隔水层分布。局部地段古土壤因孔隙不发育,其表层局部饱和。因此,隧道开挖前提前进行降水作业。降水井在竖井及暗挖隧道两侧交叉布置,距隧道开挖轮廓线外5m,间距2025m,井径0.6m。区间结构底板埋深大于20m时,降水井深度按40m考虑;底板埋深不大于20m 257、时,降水井深度按3035m考虑。隧道开挖前15天进行降水作业。3)降水井施工(1)降潜水井的构造与设计要求降潜水井点埋设深度为40m(区间结构底板埋深大于20m)或3035m(底板埋深不大于20m );井径600mm,全孔下入400/300mm水泥砾石水管,滤水管外包一层40目尼龙网,井深范围内回填37mm滤料。(2)成孔(井)施工工艺与技术要求成孔施工机械设备选用QJ150-1型工程钻机及其配套设备(也可改用干取土机成孔),采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管,围填砂砾、粘性土等成井工艺。其工艺流程如下:测放井位:根据井位平面布置示意图测放井位,当布设的井点受地面障碍物或施258、工条件影响时,现场可作适当调整;埋设护口管:护口管底口插入原状土层中,管外用粘性土和草辫子填实封严,防止施工时管外返浆,护口管上部高出地面0.70m;安装钻机:机座安装稳固、水平,大钩对准孔中心,大钩、转盘与孔的中心三点成一线;钻进成孔:降潜水井开孔孔径为705mm,一径到底。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,以保证开孔钻进的垂直度,成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆密度控制在1.101.15,当提升钻具或停工时,孔内必须注满泥浆,以防止孔壁坍塌;清孔换浆:钻孔钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底0.5m,进行冲孔清除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10,直至孔底沉淤259、小于30cm,返出的泥浆内不含泥块为止;下井管:管子进场后,检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下管前必须测量孔深,孔深符合设计要求后,开始下井管,下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器(找正器),以保证滤水管能居中,井管焊接要牢固,垂直,下到设计深度后,井口固定居中;填砾料(中粗砂):填砾料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m0.50m,井管上口加闷头密封后,从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆,孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆,使孔内的泥浆密度逐步稀释到1.05,然后调小泵量按前述井的构造设计要求填入砾料,并随填随测填砾料的高度,直至砾料下入预定位置260、为止;井口封闭:在中粗砂的围填面上采用优质粘性土围填至地表,围填时控制下入速度及数量,沿着井管周围少放慢下的围填。然后在井口管外做好封闭工作;洗井:提出钻杆前,利用井管内的钻杆外接空压机进行空压机抽水洗井,待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井,活塞必须从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口,对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动,冲击孔壁泥皮,此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后,再用空压机抽水洗井,吹出管底淤泥,直到水清不含沙为止;安装与试抽:成井施工结束后,在降水井井内下入潜水泵,地面铺设管道、电缆等。当安装完毕,即开始潜水泵的试抽水。抽水过程中,当滤网管被基坑挖土暴露出来261、后,即转入重力排水(由井管内潜水泵将流入管内的地下水直接排出地面)。在降压井井内及时下入潜水泵抽水即可。注意在抽水过程中电缆与管道系统不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏,现场在这些设备上进行标识。排水:洗井及降水运行时用管道将水排至场地四周的明沟(渠)内,通过排水沟(渠)将水排出施工现场。见“井点降水工艺流程图”。4)降水运行(1)试运行试运行之前,准确测定各井口和地面标高、静止水位,然后开始试运行,以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。降水井在竖井及暗挖隧道开挖15天前开始抽水。水位降到设计深度后,即暂停抽水,观测井内的恢复水位。试运行时,记录观测井的出水量,水位下降值,以验证抽水量262、与下降速度能否满足降水设计要求。(2)降水运行降水在竖井及暗挖隧道开挖前15天进行,做到能及时降低竖井及隧道的地下水位;降水井抽水时,潜水泵的抽水间隔时间自短至长,每次抽水井内的水被抽干后,应立即停泵,对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应要增多。 井点降水工艺流程图钻机就位钻孔吊放井管封口安装水泵及控制电路试抽水降水井正常工作制作井管测量放线回填砾砂过滤层降水运行过程中,做好各井的水位观测工作,尤其要加强对观测井的水位测定,及时掌握井内水位的变化情况。降水运行期间,现场实行24小时值班制,值班人员应认真做好各项质量记录,做到准确齐全。降水运行过程中对降水运行的记录,及时分析整理,绘制各种必263、要图表,以合理指导降水工作,提高降水运行的效果。降水运行记录每天提交一份,如有停抽的井应及时测量水位,每天12次。5)降水施工技术措施为确保竖井及暗挖隧道两侧水压力及土压力缓慢、稳定的变化,保证施工安全和确保周围的环境安全,在进行降水施工前,根据设计要求以及同类工程施工的经验,在竖井四周及暗挖隧道两侧的地下管线上、周围建筑物旁均设监控点,用来观测降水时对周围的环境的影响,并指导竖井、隧道开挖施工。(1)施工前期准备针对本工程的特点,选择适合本工程施工条件及能满足本次降水技术要求的洗井、降水的机械设备;施工前,对全体施工人员及管理人员做好本工程施工技术交底工作,施工的关键节点作详细交底,使全体施264、工人员明了本工程的技术要点,有的放矢的做好本工程各项工作; 电缆线、配电箱的排设与安装布置要合理,不影响施工作业; 排设排水管道与集水坑; 井管施工过程中,控制井径、井深、井管配制、砂石料填筑、洗井、试抽五道工序的质量。(2)降水运行技术措施降水施工方案经监理审批后实施,由专人负责抽水、观测,做好观测记录,及时反馈信息;降水运行开始阶段是降水工程的关键阶段,为保证在开挖时及时将地下水降至开挖面以下,因此在洗井过程中,洗完一口井即投入一口,尽可能提前抽水;降水的设备在施工前及时做好调试工作,确保降水设备在降水运行阶段运转正常。工作现场要备足抽水泵,数量多于井数的35台;在降水运行阶段经常检查泵的265、工作状态,一旦发现不正常应及时调泵并修复,无法修复的应及时更换;降水工作应与开挖施工密切配合,根据开挖的顺序、开挖的进度等情况及时调整降水井的运行数量;降水运行阶段,电源必须保证,如遇电网停电,采用备用发电机发电,确保降水的效果;按降水监测要求做好监测记录,根据水位、水量变化情况及时采取调整措施。(3)井点监测沿竖井四周及暗挖隧道两侧适量布设100mm的降水观测孔,利用电测水位仪、自测水位仪进行水位量测,其要求包括:降水开始前,所有抽水井、观测井统一联测静止水位,统一编号。选择有典型代表性的一排观测孔,从降水开始按抽水试验观测要求,进行水位观测。根据水位变化情况与预测计算分析,及时发现问题,调266、整抽排系统,并与基坑其它岩土工程监测资料进行对比分析,及时建议、确定采用的防治措施。(4)为防止沉降等不良影响的施工措施加强对周围地表及建筑物的沉降观测,及时取得数据,保证安全施工。一旦发生水位观测孔中的水位、水量变化异常、局部区域出现超降现象,立即采取措施,停止降水,必要时进行地下回灌。加强对附近管线的沉降观测,及时取得数据,保证安全。发现周围地表、建筑物和管线监测记录有异常,立即进行分析,必要时停止降水,进行加固。7.11.3.2.竖井开挖及支护本标段共设3座施工竖井。1)“龙首村至北关”区间竖井施工本区间通过f2地裂缝,采用浅埋暗挖法施工通过。f2地裂缝施工竖井平面尺寸4.6m6m,井深267、18.6m。施工竖井通道轴线与区间交点里程约ZCK10+560,施工竖井井位中心至区间右线交点全长26.399m。施工竖井与区间横通道相连,横通道靠竖井端设马头门,靠区间段抬高设过渡断面,以施工区间隧道。竖井由于断面相对较小,井身采用锚喷支护结构。支护参数为:42小导管,长3.5m,井身方向间距1m,环向间距0.3m;喷射C20混凝土厚350mm,钢架为四肢格栅钢架,全环布置,间距0.5m。全断面设双层6.5钢筋网,网格间距150150mm。竖井锁口采用C25钢筋混凝土。施工通道采用钢筋网、喷混凝土、格栅钢架及超前支护联合作为初期支护,具体如下:断面采用钢筋网、喷混凝土、格栅钢架及超前支护联合268、作为初期支护,施工时辅以临时支护,断面变化处以堵头墙衔接,二次衬砌采用防水、防蚀钢筋混凝土。施工通道初支厚度为250mm,采用C20喷混凝土,混凝土的抗渗等级S6。拱部设置超前小导管,环距0.3m;全断面设6.5钢筋网,网格间距150150mm,22格栅钢架每米两榀。二次衬砌采用C25防水钢筋混凝土,厚300mm,抗渗等级S8。竖井施工前完成降水作业,开挖采用分块、逐层开挖。施工遵循“管超前、强支护、小分块、短进尺、早封闭”的原则。竖井施工前先将井口附近的防排水系统做好,防止雨水、污水等流入井中。施工采用人工、风镐、风铲开挖,人工装碴,提升架提升吊斗出碴,初期支护采用格栅钢架,网喷支护,二次衬269、砌为钢筋混凝土模筑衬砌,厚40cm。竖井施工工艺流程如下图:(1)竖井锁口施工施工竖井锁口圈分三层,每层高度1.0米,共3.0米,第一层平面尺寸7.48.8m。第二层平面尺寸6.7m8.1m,第三层平面尺寸6m7.4m。开挖前在锁口圈周围打入1排423.5mm、长3.5m的注浆花管,注水泥浆加固地层。竖井施工工艺流程图施工准备测量定位锁口开挖锁口圈施作分层开挖土层初期支护二次衬砌设置安全栏杆设置排水沟注浆加固后,采用人工开挖竖井锁口圈第一层,挖成型后在四周井壁打入注浆小导管(423.5mm钢管,长3.5m),井壁挂网喷射0.1m厚的C20混凝土封闭后进行锁口圈的第二层施工。第二层、第三层井壁喷270、射0.1m厚的C20混凝土封闭围岩,以确保施工安全,锁口圈施工如下图所示:竖井锁口圈开挖初支完成后,进行锁口圈钢筋绑扎、立模、灌注混凝土的施工,采用C25商品混凝土,泵送入模,插入式振捣棒捣固。竖井锁口圈模筑混凝土达到强度后,安装提升架及提升设备,为提升出碴作准备。提升架结构见“竖井提升架示意图”。(2)竖井开挖竖井施工采用人工、风铲开挖,人工装碴,提升架提升吊斗出碴,循环进尺0.5m,初期支护紧跟封闭。(3)竖井支护竖井每循环开挖后,立即喷射5cm厚的C20混凝土将开挖面封闭,在四周井壁脚打入锚管,挂双层150mm150mm6.5钢筋网,然后将格栅钢架,整体挂在锚管上固定,格栅钢架在井外加工271、成型,每环钢架分两片,井内栓接成型。每环格栅钢架间距0.5m。并用22竖向连接筋连接,其形式如下图: 格栅钢架安装完成后,喷射混凝土至设计厚度30cm,喷射混凝土表面平顺。为防止初期支护变形过大,采用对口临时钢支撑支顶竖井长边,上下层间距2m,临时钢支撑用I18制作。(4)竖井衬砌竖井二衬为C25模筑钢筋混凝土,厚40cm,施工从下向上,分段施工,竖井提升架示意图每段高3m,泵送入模。混凝土强度满足要求后,拆除支撑。施工二衬时预留施工联络通道口位置。2)“北关至北大街”区间盾构接收井施工本区间设两座施工竖井。ZCK11+918.776处设盾构接收井,同时作为区间隧道暗挖工作竖井。竖井平面尺寸1272、2m21.9m,井深25.45m。竖井由于断面相对较大,井身采用锚喷支护结构。支护参数为:32注浆钢花管,竖向间距随格栅间距,水平方向1.0m一道,注浆加固土层,根部与格栅钢架焊接,随着竖井不同深度长度分别为3m、5m、7m。格栅纵向采用251000mm内外双层钢筋拉结。竖井采用HW250250钢支撑,挂双层6钢筋网,网格间距150mm150mm,连接筋采用25,间距1m,喷混凝土厚350mm,井底采用钢格栅加双层钢筋与连接筋,喷混凝土厚400mm。井身竖向设置两层加强预应力锚索,与水平夹角为15,水平间距3m,锚索之间土钉照常设置。局部加强锚杆长20m,内配3根15.24预应力钢绞线,自由段273、长6m,抗拔设计值为567kN,预应力值设计为300kN。以锚杆为中心连线,1m范围内网格间距100mm,必须有纵横交叉拉接筋(16mm)。腰梁采用20槽钢。盾构接收井施工步骤:(1)首先施工区间盾构井东侧一半的结构,完成后对井口进行覆盖,恢复路面交通;再进行西侧一半结构的施工,同时进行区间暗挖竖井结构的施工。竖井开挖前完成降水作业。(2)盾构井东侧一半结构施工用挖掘机开挖竖井锁口冠梁土方,冠梁深2.8m。冠梁开挖到位后,及时喷射C20混凝土10cm 封闭。支立模板,泵送施工冠梁C30模筑钢筋混凝土。在混凝土达到设计强度后,拆除模板,安设第一道HW250250钢支撑。在冠梁底脚打长3m的32注274、浆钢花管并注浆。人工向下开挖,开挖采用分块分层,每循环进尺为一榀钢格栅间距。每循环开挖完成后,及时初喷5cm厚混凝土封闭,然后支立钢格栅,打设32注浆花管并注浆,再喷射混凝土至设计厚度350mm。盾构井西侧井壁设HW250250临时钢支撑。同时按设计位置安装HW250250钢支撑。竖井开挖至锚索设计位置下1.5m后,进行锚索施工。先按设计位置成孔,然后放入钢绞线,再按设计要求注浆。在砂浆强度达到设计要求后,进行张拉至设计预应力并封锚。竖井开挖至浅埋暗挖区间拱部以上时,按设计要求施工超前大管棚。按设计要求及时安装腰梁。竖井开挖至设计标高后,井底采用钢格栅加双层钢筋与连接筋,喷混凝土400mm厚完275、成井底封闭。按设计要求对井口进行覆盖,恢复路面交通。(3)盾构井西侧一半结构施工盾构井西侧结构施工与东侧结构施工方法基本相同,施工过程中,破除与东侧井结构接口处的初支后要及时加设临时支撑,对于接口茬的初支做加强处理。(4)盾构井结构衬砌竖井二衬为C30模筑钢筋混凝土,厚35cm,施工从下向上,分段施工,每段高3m,泵送入模。混凝土强度满足要求后,拆除支撑。施工二衬时预留施工联络通道口位置。3)“北关北大街”区间暗挖工作竖井施工ZCK11+918.776处设暗挖竖井,作为北关至北大街区间正线和联络线暗挖施工及隧道暗挖通过f3地裂缝的施工工作井。竖井平面尺寸7.5m16m,井深23.85m。本竖井276、支护参数同ZCK11+918.776盾构接收井。同盾构井西侧结构同时施工,施工方法与盾构井施工方法相同。7.11.3.3.暗挖区间隧道开挖与支护1)“龙首村北关”区间正洞开挖及支护“龙首村北关”区间隧道为分离式双线双洞隧道,f2地裂缝横穿区间隧道,与线路下行线中心线交与里程YCK10+525处,与线路上行线中心线交与里程ZCK10530处。区间过地裂缝采用浅埋暗挖法,施工竖井设于北关人人乐超市前广场。区间隧道浅埋暗挖里程起点YCK10+505,终点里程YCK10+635,单线长130m。隧道通过第四纪冲积洪积层,拱顶为:褐黄色新黄土,土质均匀,针状孔隙发育;隧道中、上部为:可塑状,饱和状含空隙277、潜水的新黄土;中下部为:棕黄棕红色古土壤,土质较均匀,具块状,可塑。隧道埋深68米,通过降水将地下水位降至结构底板以下1m,隧道开挖处于“无水”作业。隧道采用中隔壁法开挖。因左、右线间距较近(中心间距13m),洞体间土体较薄,左右并行开挖对安全不利,因此在施工工期及进度安排上,左、右线隧道开挖面距离均保证错开30m,以确保开挖施工的安全。先施工上行线向北关方向及下行线向龙首村站两个工作面,在开挖支护完成30m后,再开挖剩余两个工作面。2)“北关北大街”区间正洞开挖及支护本区间设有两个竖井作为暗挖工作井进行隧道开挖作业。以ZCK11+918.776处盾构接收井为例说明暗挖隧道施工方法。(1)地质278、情况隧道通过第四系中更新统44粉质黏土层,自上向下地层特征为: 第四系全新统:1-1杂填土: 杂色,由粉质黏土与多量砖瓦碎片组成,结构杂乱,土质不均。1-2素填土:以黄褐色为主,主要为粉质黏土,含少量砖瓦片,土质不均。第四系上更新统:3-1新黄土:褐黄色,土质均匀,具虫孔及大孔隙,含少量蜗壳碎片,可塑,在水位附近有软化现象,多为可塑。3-2古土壤:灰绿色、灰色,可塑。团粒结构,含钙质条纹及少量钙质结核,层底钙质结核含量较多,局部地段富集成20-30cm厚的钙质结核层。第四系中更新统:4-1老黄土:褐黄色,土质均匀,具少量孔隙,含少量蜗壳碎片及少量钙质结核,可塑。4-4粉质黏土:黄褐色,褐黄色,279、可塑硬塑。含铁锰质斑纹及零星钙质结核,局部地段钙质结核富集。本层中有粉土、砂类土夹层,多以透镜体形式分布。隧道埋深约2225米,通过降水将地下水位降至结构底板以下1m,隧道开挖处于“无水”作业。(2)总体施工安排在盾构接收井施工完成后,先开挖左线向北关方向区间,在该方向隧道开挖支护15m后,开挖左线向北大街站方向区间。在左线向北关方向区间贯通后,再开挖右线向北大街站方向区间隧道。在f3地裂缝竖井施工完成后,先开挖右线向北关方向区间,在该方向隧道开挖支护15m后,开挖右线向北大街站方向区间。在向北关方向区间贯通后,再开挖联络线隧道。见“北关北大街区间暗挖隧道开挖顺序图”。(3)各里程段开挖断面型280、式及拟采用的开挖方法序号起始里程终止里程断面型式长度开挖方法1ZCK11+856.674ZCK11+886.249A1129.575中隔壁法2ZCK11+886.249ZCK11+905.000A1018.751双侧壁导坑法3ZCK11+905.000ZCK11+912.776A97.776双侧壁导坑法4ZCK11+912.776ZCK11+924.776竖井125ZCK11+924.776ZCK12+020.35A195.574正台阶环向导坑法6ZCK12+020.35ZCK12+128.24A2107.89正台阶环向导坑法7YCK11+929.215YCK11+940.000A810.785双侧壁导坑法8YCK11+940.000YCK11+955.288A715.288双侧壁导坑法9YCK11+955.288YCK11+970.139A514.851中隔壁法10YCK11+970.139YCK12+008.669A638.53中隔壁法11YCK12+008.669YCK12+023.519A514.85中隔壁法12YCK12+023.519YCK12+048.519A425双侧壁导坑法13YCK12+048.519YCK12+064.5