长株潭城际铁路综合项目滨开区间实施性施工组织设计方案(268页).doc
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编号:524210
2022-08-08
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1、长株潭城际铁路综合标项目滨开区间实施性 施工组织设计 目 录1 编制依据及编制原则- 1 -1.1 编制依据- 1 -1.1.1 业主和项目部提供及现场调查资料- 1 -1.1.2 国家及地方的相关规范、规定- 1 -1.1.3 类似工程的施工经验- 1 -1.2 编制原则- 3 -1.2.1 安全第一的原则- 3 -1.2.2 技术可靠原则- 3 -1.2.3 风险可控原则- 3 -1.2.4 质量保证原则- 3 -1.2.5 工期保障原则- 3 -1.2.6 环保原则- 4 -1.2.7 职业健康原则- 4 -2 工程概况- 4 -2.1 工程位置- 4 -2.2 工程地质及水文地质- 42、 -2.2.1 工程地质- 5 -2.2.2 水文地质- 8 -2.2.3 地质综合评价- 10 -2.3 周边环境条件- 13 -2.4 设计概况- 14 -2.4.1 主要设计技术标准- 14 -2.4.2 工程设计概况- 14 -2.5 工程范围及主要工程量- 20 -2.5.1 工程范围- 20 -2.5.2 主要工程量- 20 -3 项目的各项目标- 21 -3.1 职业健康安全目标- 21 -3.1.1 职业健康目标- 21 -3.1.2 安全目标- 21 -3.2 质量目标- 22 -3.3 环境目标- 22 -3.4 工期目标- 22 -3.5 文明施工目标- 22 -3.6 3、技术创新目标- 23 -4 总体施工部署- 23 -4.1 总体施工方案- 23 -4.1.1 盾构区间施工方案- 23 -4.1.2 建筑物加固方案- 24 -4.1.3 地层加固方案- 24 -4.1.4 附属工程施工方案- 24 -4.2 总体施工安排- 24 -4.3 施工组织机构- 25 -4.3.1 工区组织管理机构设置- 25 -4.3.2 工区管理部门职责- 26 -4.4 总体平面布置- 28 -4.4.1 分阶段施工场地布置- 28 -4.4.2 临时工程- 31 -4.4.3 其他临建工程- 34 -5 工程的重点、难点以及应对措施- 35 -5.1 工程特点- 35 -4、5.2 工程重难点及对策- 36 -6 盾构机及配套设施- 38 -6.1 盾构机性能参数- 38 -6.2 盾构主要部件功能描述- 39 -6.2.1 盾构掘进系统- 39 -6.2.2 同步注浆系统- 42 -6.2.3 出碴系统- 42 -6.2.4 导向系统- 43 -6.2.5 数据采集系统- 43 -7 分项工程施工方法、工艺及技术措施- 43 -7.1 盾构机组装与调试- 43 -7.1.1 盾构主机下井及组装- 43 -7.1.2 盾构主机空推- 46 -7.1.3 盾构主机后配套拖车安装- 47 -7.1.4 盾构机调试- 47 -7.2 盾构始发及试掘进- 48 -7.2.5、1盾构过14.5m空推段- 48 -7.2.2 盾构掘进始发- 51 -7.2.3 盾构试掘进100环- 52 -7.3 盾构正常掘进- 53 -7.3.1 盾构掘进作业流程- 53 -7.3.2 掘进管理- 55 -7.3.3 盾构掘进管理- 55 -7.4 施工运输及隧道内管线布置- 58 -7.4.1 洞内水平运输- 58 -7.4.2 垂直运输- 59 -7.4.3 施工通风与洞内管线布置- 59 -7.5 管片堆放及防水材料粘贴- 60 -7.5.1 管片场内运输与堆放- 60 -7.5.2 管片防水材料粘贴- 61 -7.6 管片拼装- 61 -7.6.1 管片安装程序- 61 -6、7.6.2 拼装前的准备- 62 -7.6.3 管片安装方法- 62 -7.6.4 管片安装质量保证措施- 63 -7.7 同步注浆及二次补强注浆- 63 -7.7.1 注浆目的- 64 -7.7.2 注浆方式- 64 -7.7.3 同步注浆- 64 -7.7.4 二次补强注浆- 66 -7.7.5 注浆效果检查- 66 -7.7.6 质量保证措施- 67 -7.8 碴土管理- 67 -7.8.1 碴土改良剂性能参数- 67 -7.8.2 碴土改良的主要技术措施- 68 -7.8.3 防泥饼措施- 68 -7.8.4 出碴量、性状鉴别与碴温的控制- 69 -7.9 特殊地段盾构掘进关键技术及控7、制措施- 69 -7.9.1 盾构在软硬不均地层掘进施工措施- 69 -7.9.2 盾构在上部为富水砂砾层的风化深槽中掘进施工措施- 71 -7.9.3 盾构穿越断裂带的掘进施工措施- 72 -7.9.4 盾构下穿建筑物、管线、道路等施工措施- 72 -7.10 开仓作业- 73 -7.10.1 常压开仓换刀作业- 74 -7.10.2 带压进仓作业- 74 -7.11刀具管理- 79 -7.11.1 刀具管理流程- 79 -7.11.2 刀具组合配备- 80 -7.11.3 换刀计划- 80 -7.11.4 掘进施工中的刀具管理- 81 -7.11.5 换刀作业- 81 -7.11.6 刀具8、的维修- 82 -7.11.7 刀具磨损的统计分析- 82 -7.12 盾构到达施工- 82 -7.12.1 盾构到达施工作业流程- 82 -7.12.2 端头加固施工方法、工艺及技术措施- 83 -7.12.3 洞门破除施工方法、工艺及技术措施- 87 -7.12.4 密封环施工方法、工艺及技术措施- 89 -7.12.5 盾构到达掘进注意事项- 90 -7.13 盾构接收施工- 90 -7.13.1 盾构接收施工总体方案- 90 -7.13.2 盾构接收施工作业流程- 90 -7.13.3 盾构接收施工主要技术要点与措施- 91 -7.14 盾构机拆卸与转场- 92 -7.14.1 盾构机9、拆卸前的准备工作- 92 -7.14.2 盾构机拆卸- 92 -7.14.3 盾构机转场- 92 -7.14.4 拆卸技术措施- 92 -7.14.5 拆卸运输安全保证措施- 93 -7.15施工测量- 93 -7.15.1 施工测量程序及工艺流程- 93 -7.15.2 地面控制测量- 94 -7.15.3 联系测量- 94 -7.15.4 地下控制测量- 95 -7.15.5 盾构机测量- 96 -7.15.6 贯通测量- 99 -7.15.7 竣工后隧道断面测量- 99 -7.15.8 测量质量控制措施- 100 -7.16 隧底结构、联络通道及泵房施工方法、工艺及技术措施- 100 -10、7.16.1 隧底结构施工方法、工艺及技术措施- 100 -7.16.2 联络通道及泵房施工方法、工艺及技术措施- 105 -8 进度计划及措施- 111 -8.1 施工进度安排- 111 -8.1.1工期安排原则- 111 -8.1.2 总工期及关键工期- 112 -8.1.3 主要工序循环时间计算及施工进度指标- 112 -8.1.4 主要分部、分项工程进度安排- 118 -8.1.5 工程进度安排- 118 -8.2 工期保证措施- 120 -8.2.1 工期总体保证措施- 120 -8.2.2 主要关键项目的工期保证措施- 122 -8.2.3 不可抗因素工期滞后补救措施- 124 -11、9 资源配置- 124 -9.1 人员需求及配置- 124 -9.2 设备的需求及配置- 126 -9.2.1 施工设备配置概述- 126 -9.2.2 主要施工设备能力计算与配置- 126 -9.2.3 主要设备的配置- 130 -9.3 主要材料供应计划- 131 -9.4 保障措施- 133 -9.4.1 人员保障措施- 133 -9.4.2 材料供应保障措施- 134 -9.4.3 机械设备供应保障措施- 135 -10 职业健康安全管理、文明施工、环境保护保证措施- 135 -10.1 职业健康安全管理保证措施- 135 -10.1.1 职业健康安全管理部门及其职能- 135 -1012、.1.2 识别重大危险源- 135 -10.1.3 职业健康安全保证措施- 143 -10.2文明施工保证措施- 157 -10.2.1文明施工的目标- 157 -10.2.2文明施工的管理组织机构- 157 -10.2.3文明施工的保证措施- 158 -10.3 环境管理保证措施- 166 -10.3.1 环境管理部门- 166 -10.3.2 岗位职责- 168 -10.3.3 重大环境因素- 169 -10.3.4 环境总体保护保证措施- 172 -10.3.5 土方等固体废物控制措施- 174 -10.3.6 施工噪声与振动控制措施- 176 -10.3.7 危险化学品管理- 177 13、-10.3.8 施工环境卫生管理- 179 -10.3.9 环境监控计划- 180 -11 风险管理- 183 -11.1 组织机构- 183 -11.2 相关人员及部门职责- 184 -11.3 风险识别- 185 -11.4 风险分析- 185 -11.4.1 地质勘察准确性风险- 185 -11.4.2 开挖面失稳风险- 185 -11.4.3 刀具非正常损坏的风险- 185 -11.4.4 盾尾密封失效风险- 186 -11.4.5 江底换刀的风险- 186 -11.4.6 隧洞上浮风险- 186 -11.4.7 合同工期风险- 186 -11.4.8 资金风险- 186 -11.5 14、风险应对措施- 187 -11.5.1 地质勘察准确性风险对策- 187 -11.5.2 开挖面失稳风险对策- 187 -11.5.3 刀具非正常损坏风险对策- 187 -11.5.4 盾尾密封失效的风险对策- 187 -11.5.5 江底换刀的风险对策- 187 -11.5.6 隧洞上浮的风险对策- 188 -11.5.7 合同工期的风险对策及应急预案- 188 -11.5.8 资金风险对策- 188 -12 创优规划及工程质量保证措施- 188 -12.1 创优规划- 188 -12.1.1 创优目标- 188 -12.1.2 创优组织机构- 188 -12.2 创优措施- 191 -1215、.3 质量保证措施- 192 -12.4 关键工序和特殊工序质量保证措施- 194 -12.4.1 盾构法隧道工程施工质量保证措施- 194 -12.4.2 隧底结构、联络通道及泵房质量保证措施- 195 -12.4.3 隧道防水工程质量保证措施- 198 -12.4.4 隐蔽工程质量保证措施- 200 -12.4.5 成品保护保证措施- 200 -12.4.6 预埋件、预留孔洞质量保证措施- 201 -13 过程控制- 201 -13.1 施工过程控制- 201 -13.1.1 关键工序及特殊过程工序的确认- 201 -13.1.2 关键工序及特殊过程工序的控制- 202 -13.1.3 关16、键工序施工过程中的机电设备作业指导- 202 -13.1.4 机械使用费及成本控制措施- 204 -13.2 监视与测量- 206 -13.2.1 过程的监视与测量- 206 -13.2.2 产品的监视和测量- 207 -13.2.3 施工测量- 209 -13.2.4 施工监测- 209 -13.3 产品防护- 210 -13.3.1 施工设备及工程产品的保护措施- 210 -13.3.2 竣工验收- 212 -13.3.3 完工清场- 213 -14 监控量测- 213 -14.1 监测目的- 213 -14.2 监测项目和监测频率- 213 -14.3 监测项目控制基准值- 214 -117、4.4 监测实施方法- 215 -14.4.1 地表沉降- 215 -14.4.2 地表建筑沉降与倾斜- 217 -14.4.3 地下管线沉降、变形监测- 219 -14.4.4 盾构隧道隆沉及隧道收敛- 220 -14.5 施工监测信息反馈- 222 -14.5.1 信息反馈方法- 222 -14.5.2 信息反馈程序- 223 -14.6 监测管理体系与质量保证措施- 224 -14.6.1 监测管理基准- 224 -14.6.2 监测管理体系- 225 -14.6.3 质量保证措施- 225 -14.6.4 拟提交成果- 226 -15 夏季、雨季、冬季施工措施- 226 -15.1 夏18、季施工措施- 226 -15.2 冬季施工措施- 227 -15.3 雨季施工措施- 228 -16 应急预案- 228 -16.1危险源和风险分析- 228 -16.2应急准备- 229 -16.2.1 应急救援组织结构- 229 -16.2.2 职责- 230 -16.2.3 保障措施- 233 -16.2.4 事故预防- 236 -16.2.5 预警行动- 237 -16.2.6 信息报告与处置- 237 -16.3应急响应- 238 -16.3.1 应急救援工作原则- 238 -16.3.2 应急措施- 238 -16.3.3 响应级别- 244 -16.3.4 响应程序- 245 -19、16.3.5 紧急通讯联络- 246 -16.3.6 应急结束- 246 -16.3.7 信息发布- 247 -16.3.8 后期处置- 247 -16.3.9 纠正与完善- 247 -16.4宣传、培训、演练与奖罚- 247 -16.4.1 日常宣传教育- 247 -16.4.2 应急知识培训- 247 -16.4.3 预案演练- 248 -16.4.4 奖罚- 248 -1 编制依据及编制原则1.1 编制依据1.1.1 业主和项目部提供及现场调查资料(1)长株潭城际铁路综合标投标文件;(2)长株潭城际铁路综合标盾构施工设计文件;(3)长株潭城际铁路综合标施工组织设计;(4)长株潭城际铁路综20、合标承包合同;(5)地质勘查报告及物探勘查报告;(6)现场调查掌握建/构筑物和管线探查资料。1.1.2 国家及地方的相关规范、规定(1) 主要施工规范、规程和标准铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB10424-2010);高速铁路隧道施工质量验收标准(TB10753-2010);盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008);高速铁路工程测量规范(TB10601-2009);高速铁路隧道施工技术指南(2010)241号;铁路隧道防排水施工技术指南(TZ331-2009);地下防水工程质量验收规范(GB50208-2011);地下工程防水技术规范(GB50108-2008);盾构法隧道施工21、与验收规范(GB50446-2008);(2) 施工过程中涉及到的国家、省、市现行有关法规、技术规范、定额,特别是环境保护、水土保持方面的政策和法规。1.1.3 类似工程的施工经验1.1.3.1 武汉长江隧道江底一次穿越,对刀盘、刀具管理的借鉴意义武汉长江隧道标段全长3630m,其中隧道长度3255m,穿江段1310m,盾构直径为1138m,江底段处在软硬不均地层,水压高,存在突水的风险,通过对刀盘、刀具的特殊设计,实现了江底一次穿越,避免江底换刀。隧道穿越长江段最大埋深40.5m,最小埋深7.2m,最大水压0.57MPa,在工程施工中,实现在国内首次自主完成0.45 MPa高压进仓作业,并在22、国内首次实现掘进超过2500m不换刀,成功解决了盾构穿越浅覆土建筑物沉降技术难题,可为本工程在刀盘、刀具管理等方面提供借鉴。工程平面位置如图1-1-1所示。图1-1-1 武汉长江隧道工程平面布置图1.1.3.2 广州地铁四号线小新区间盾构隧道、广州大学城过江管廊隧道工程软硬不均地段盾构施工、带压进仓的借鉴意义由我公司承担施工完成的广州地铁四号线小新区间盾构隧道、广州大学城过江管廊隧道工程,均采用复合式土压平衡盾构修建,下穿珠江水道,在盾构隧道江下施工中成功实现了带压进舱换刀。上述工程的成功实践,对本工程盾构在硬岩中掘进的刀具管理、软硬不均地段的盾构施工、带压进舱等方面具有一定的借鉴意义。1.123、.3.3 湘江大道浏阳河隧道、营盘路湘江隧道类似工程地质条件下进行水下隧道施工的借鉴意义湘江大道浏阳河隧道(已完工)、营盘路湘江隧道均为首次穿越浏阳河和湘江,上述工程的顺利开展,为本工程下穿湘江对地质的了解提供了一定的借鉴意义。浏阳河隧道和湘江隧道效果如图1-1-2所示。 a 浏阳河隧道 b 湘江隧道图1-1-2 浏阳河隧道和湘江隧道效果图1.1.3.4 广深港狮子洋隧道铁路客运专线对本工程的借鉴意义广深港狮子洋隧道SD标位于狮子洋隧道的东莞侧,包括引道段180m,明挖暗埋段597m,盾构井23m,盾构段左线4450m,右线4750m,盾构掘进要下穿狮子洋,为广深港客运专线控制性工程。广深港客24、运专线为新建的铁路客运专线工程,具有建设标准高、工期紧的特点,其较高的铁路客运专线建设标准、完善的质量管理制度和控制措施以及盾构掘进与隧底纵梁、沟槽同步实施的施工组织方式对标段工程具有一定的借鉴和指导意义。1.2 编制原则1.2.1 安全第一的原则在工程施工中始终按照“关注风险、措施可靠、安全可控”的原则确定施工方案。工程施工中对隧道不良地质段防涌泥、防突水、防坍塌,盾构掘进通过软硬不均段、断层段等重点安全部位和施工作业制定针对性的技术方案及措施,并在施工中紧抓落实,确保在安全万无一失的前提下组织施工。1.2.2 技术可靠原则根据本工程特点,借鉴国内外盾构工程设计、施工和管理的成熟技术,结合我25、单位在其它盾构工程和类似工程施工的成功经验的基础上,选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工,确保工程安全、优质、按期建成。1.2.3 风险可控原则根据我单位的土压平衡盾构工程施工经验,结合本工程的实际情况,对工程的施工风险进行辨识、分析、评估,加强风险管理控制,减小风险发生的概率,制定安全应急预案,减小风险发生时造成的损害。1.2.4 质量保证原则严格按照发包人要求标准施工,达到国家建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001)等现行施工质量验收规范要求。建立完整的质量管理体系和控制程序,明确工程质量方针、目标,结合本工程特点与实际情况制定切实可行、有效的工程质量保证措施,施26、工过程严格进行质量管理与控制,确保各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100%。1.2.5 工期保障原则根据业主对本工程的工期要求,科学组织施工,合理配置资源,使各项分部工程施工衔接有序,使本项目的资源利用充分,以确保总体施工计划和各阶段施工计划的实现,从而确保总工期。1.2.6 环保原则建设“绿色工地”,实施“环保施工”。在施工场地的布置、施工机械的配备、施工方案的选择方面与环保要求相结合,确保施工过程对周边自然环境产生尽可能小的影响。1.2.7 职业健康原则建立、健全消防、安全、保卫、健康体系,维护和保障施工人员的安全与健康。施工过程实施ISO18000标准,建立职业健康安全管理27、体系和控制程序并严格执行,保证职工的职业健康和安全。2 工程概况2.1 工程位置长株潭城际铁路综合标盾构段位于长沙市岳麓区和开福区。在德雅路以盾构工作井开始,沿开福寺路西行,设开福站并下穿过湘江后,沿杜鹃路向西,止于银杉路与杜鹃路交叉口的滨江新城站。盾构机在滨江新城站下井,沿杜鹃路向东,并下穿湘江后到开福寺站。【滨江新城站开福寺站区间】具体起止里程为WDK8+550WDK5+839.3,具体位置如图2-1-1所示。图2-1-1 开福寺滨江新城站盾构线路示意图2.2 工程地质及水文地质2.2.1 工程地质2.2.1.1 地形地貌盾构隧道滨江新城站到开福寺站区间自滨江新城站开始,沿杜鹃路向东,过长28、沙船泊厂后入江,穿越银盆岭大桥,止于开福寺路上的开福寺站。该区地势起伏较大,地面高程16.40(河床最低标高)39.98m,地面相对高差23.58m,大致呈东、西两头高,而中间湘江通过区较低的形势。道路两侧房屋密布,人口众多,交通繁忙,通信、光电、地下管线密集分布,湘江河内丰水期河运繁忙,场地为湘江冲积一、二级阶地,河西多丘陵及丘间谷地。2.2.1.2 地质构造据长沙地区区域地质资料,长沙市位于华南断块区,属长江中下游断块凹陷西南部的幕阜山隆起区。构造体系上,长沙市位于平(江)衡(阳)新华夏凹陷带的长潭凹陷区,平江穹褶断裂和潭宁凹褶断裂两个次级构造单元的接触处,湘江由接合部位流过。以湘江为界,29、西岸属褶皱丘陵,东侧为内陆湖相沉积的白垩地层。场地内构造形迹不甚发育,岩层层面稳定、产状平缓,岩体整体性总体较好,未发现明显的新构造运动痕迹。根据钻探结果,区间内WDK6+860WDK7+100段分布有K2砾岩与Ptln板岩的不整合接触带。先期沉积、抬升、受剥蚀的元古界冷家溪群板岩与后期沉积的白垩系上统砾岩、泥质粉砂岩呈角度不整合接触关系。根据长沙地区区域地质资料,结合前期岩土工程勘察报告成果,区间褶皱不发育,断层不发育,岩层层面较稳定、产状较平缓,勘察场地及其附近未见有影响场地稳定性的构造。2.2.1.3 地层岩性盾构隧道开福寺到滨江新城区间内出露地层主要为第四系地层、白垩系泥质粉砂岩及砾岩30、元古界冷家溪群板岩,由上至下分述如下:(1)、第四系人工堆积层(Q4ml)(1)0人工填土:属素填土,褐红、褐黄、灰褐等杂色,主要由粘性土组成,含碎石、混凝土等硬杂质约35%, 稍湿,稍密中密状态,主要分布于沿线路基,层厚1.0011.20m。级。(2)、第四系全新统冲洪积层(Q4a+pl)(2)1-2粉质黏土:暗黄、黄褐色,含约10%中细砂,可塑状态,切面稍光滑,摇震无反应,韧性中等,干强度较高。层厚0.505.60m,级,0=120kPa;(2)1-3粉质黏土:褐黄色,含约10%中细砂,偶夹石英质圆砾,硬塑状态,切面稍光滑,摇震无反应,韧性中等,干强度较高。层厚0.505.50m,级,031、=180kPa;(2)3-2粉砂:褐黄色,石英质,含少量粘性土和白云母 ,饱和,松散稍密状态。层厚5.807.70m,级,0=80kPa;(2)4-2细砂:褐黄色,含约10%的粘性土和少量细圆砾土,稍密,饱和状态。层厚1.306.10m,级,0=120kPa;(2)6-1细砂:灰白色,含约10%的细圆砾,稍密,饱和状态。层厚0.903.00m,级,0=200kPa;(2)7-2细圆砾土:灰黄、灰白色,石英质,亚圆形,级配较差,粒径一般为0.52cm,含约20%中粗砂及少量卵石,饱和,中密状态。层厚0.804.60m,级,0=300kPa;(2)8-2粗圆砾土:褐黄,灰白色,石英质,亚圆形,级配32、差,粒径一般为26cm,大者达8cm,含约20%中粗砂及少量粘性土,呈饱和,中密状态。层厚0.507.50m。级,0=350kPa;(3)、第四系中更新统冲洪积层(Q2al+pl)(5)1-2粉质黏土:褐红、褐黄色夹灰白色班块,含约10%粉细砂,具网纹结构,硬塑,切面稍光滑,摇震无反应,韧性中等,干强度较高。层厚3.0010.00m,级,0=180kPa;(5)7-2细圆砾土:褐黄,灰白色,石英质,亚圆形,级配较差,粒径一般为0.52cm,含约20%中粗砂及少量卵石,饱和,中密状态。层厚1.2013.30m,级,0=300kPa;(4)、白垩系上统(K2)泥质粉砂岩、砾岩(7)1-2泥质粉砂岩33、:红褐、暗红色,强风化,大部分矿物风化变质,风化裂隙极发育,夹少量弱风化岩块,岩芯呈碎块夹土状、饼状,少量短柱状,芯样用手可折断,合金较易钻进,采取率85%,RQD=10。层厚6.1011.80m,级,0=350kPa;(7)1-3泥质粉砂岩:暗红,棕红色,弱风化,部分矿物成份风化已变质,泥质结构,层厚状构造,节理裂隙稍发育,多呈闭合状,岩芯较完整,以柱状、短柱状为主,少量呈块状,采取率95%,RQD=4070。级,0=450kPa。 (7)2-2砾岩:褐红、棕红色,强风化,大部分矿物风化变质,风化裂隙极发育,夹少量弱风化岩块,岩芯呈碎块状、碎块夹土状。砾石直径35cm,主要为石英质,采取率834、5%,RQD=10。层厚3.406.50m,级,0=350kPa;(7)2-3砾岩:棕红、暗棕色,弱风化,主要矿物成分为石英质,泥质胶结,中厚层状构造,节理裂隙不甚发育,岩芯较完整,芯样多呈柱状,长柱状,金刚石钻具进钻速度一般,采取率95%,RQD=4070。级,0=450kPa。(5)、元古界冷家溪群板岩(Ptln)(9)1-1:板岩:褐黄色、全风化,岩体已风化呈硬塑粘性土状,芯样手捻易散,遇水崩解,合金钻具钻进速度较快。层厚0.709.00m,级,0=300kPa;(9)1-2:板岩:褐红、褐黄色和灰白色,强风化,大部分矿物风化变质,风化裂隙极发育,夹少量弱风化岩块,岩芯呈碎块夹土状、饼状35、,芯样用手可折断,合金较易钻进,层厚1.1028.50m,级,0=400kPa;(9)1-3:板岩:浅灰、浅青灰色,弱风化,部分矿物风化变质,变余泥质结构,板状构造,节理裂隙较发育,岩芯较破碎,芯样多呈短柱状,块状。级,0=500kPa。2.2.1.4 断层构造 图2-2-1 断层构造分布图根据勘察,过江段WDK6+860WDK7+100m分布有K2砾岩与Ptln板岩的不整合接触带。先期沉积、抬升、受剥蚀的元古界冷家溪群板岩与后期沉积的白垩系上统砾岩、泥质粉砂岩呈角度不整合接触关系。具体如图2-2-1所示。2.2.1.5 盾构段地层统计开滨盾构区间左、右线地质情况相近,主要存在白垩系上统泥质砂36、岩、砾岩,元古界冷家西群砂质板岩(9)4-1全风化砂质板岩、(9)4-2强风化砂质板岩和(9)4-3弱风化砂质板岩。洞身地层统计详如表2-2所示,区间隧道各地层所占比例详如图2-2-3所示。盾构隧道开福寺到滨江新城区间岩土物理力学设计参数如表2-2-2所示。表2-2-1 开滨盾构区间隧道洞身地层情况统计表起始里程结束里程长度(m)地层情况备注WDK5+776WDK6+069293(9)4-1全风化砂质板岩WDK6+069WDK6+953884(9)4-2强风化砂质板岩WDK6+953WDK7+232279(9)4-3弱风化砂质板岩WDK7+232WDK7+398166(9)4-2强风化砂质板岩37、WDK7+398WDK8+7151317(9)4-3弱风化砂质板岩图2-2-3 开滨区间盾构隧道各地层所占比例饼图2.2.2 水文地质长沙市地处湘中丘陵与洞庭湖泛滥平原的过渡地带,湘江水系对长沙市区水域起控制作用,至长沙市区已处下游,流域内多丘陵,林木稀疏,河床坡降小,洪峰延时长,迳流量大,迳流模量在26升/秒/公里以上,河床补给来源主要为雨水,迳流系数达50%,湘水动态为单汛周期类型,迳流洪峰出现于59月份。盾构隧道滨江新城到开福寺区间基岩元古界板岩,地层较古老,受构造影响较大,层理面及节理裂隙均较发育,存在一定的基岩裂隙水,局部裂隙密集发育区地下水量较大,但整体而言,其富水性较差。至于区内38、的白垩系泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、砾岩类,为中厚层状产出,岩层平缓,构造基本不发育,除浅部因受风化作用而形成风化裂隙,含不稳定的基岩裂隙水外,可视为相对隔水层。2.2.2.1 地下水类型、补给、排泄湘水流域内的地表水与地下水具双重关系,旱季形成地下水流的排泄通道,洪水季节反过来补给地下水。(1)孔隙潜水主要含水层岩性为第四系人工填土和圆砾土中,透水性及富水性好,该区主要富水层,强富水,具有一定的承压性。第四第土层及基岩全风化土,成分以黏粒为主,透水性及富水性差,为相对隔水层,弱富水,地下水仅以微量滞水形式存在,水量贫乏。(2)基岩裂隙水场地内基岩岩性为(Ptln)板岩,节理裂隙稍发育,地下水量较39、小。主要靠上层的孔隙潜水下渗补给,贫水弱富水,基岩裂隙水较贫乏。勘察期间测得地下水稳定水位埋深1.103.30m,相应标高32.9837.02m。地下水主要靠大气降雨及侧向径流补给。2.2.2.2 含水层的渗透性 含水层的渗透性如表2-2-2所示。表2-2-2 渗透系数统计表地层编号及岩土名称渗透系数(m/d)地层编号及岩土名称渗透系数(m/d)(5)1-2粉质黏土0.00425(9)1-3板岩,弱风化0.12(2)1-2粉质黏土0.0009(2)8-2粗圆砾土(18.00)(2)1-3粉质黏土0.0005(5)1-2粉质黏土(0.0015)(2)3-2 粉砂(1.50)(5)7-2细圆砾土(40、12.00)(2)4-2 细砂(4.50)(9)1-1板岩,全风化(0.001)(2)6-1 粗砂(7.50)(9)1-2板岩,强风化(0.35)(2)7-2细圆砾土(12.00)(9)1-3板岩,弱风化0.122.2.2.3 岩体渗透性(1)分布里程WDK5+582.2WDK5+776为开福寺车站,该段主要由白垩系(K)砾岩及元古界(Ptln)板岩组成,据水文地质试验,渗透系数平均值:0.19m/d,渗透性等级:弱透水。(2)分布里程WDK5+776WDK8+715主要由元古界(Ptln)板岩强风化及弱风化组成,其中夸湘江段基岩破碎,主要为基岩裂隙水和孔隙水,据水文地质试验,渗透系数平均值:41、0.21m/d,渗透性等级:弱透水。2.2.2.4 气象水文(1)气象长沙地区属中亚热带湿润季风气候区,具有四季分明、温暖潮湿、雨量充沛、严寒期短等特点。据1960-2003年长沙市气象站资料统计:多年平均气温17.4度,日平均最高气38.1度,日平均最低气温0.4度,7月份平均气温28.5度,极端最高气温40.6度,(1963.8.31),1月份平均气温6.1度,极端最低气温-10.1度,(1977.1.30);年平均相对湿度79.5,年最小相对湿度14.2,常年主导风向为东南风,多年平均降雨量1394.6mm,最大年降雨量1751.2mm(1998),最小年降雨量708.8mm(1953)42、,最大月降雨量515.3mm,最小月降雨量1.2mm,最大日降雨量192.5mm,每年59月为雨季,其降雨量约占全年的80。(2)水文湘江是湖南省的最大河流,为长江主要支流之一, 湘江由南往北贯穿长沙市,湘江河宽200-1250m。每年4月至6月为丰水期。据湘江长沙站观测资料,最高洪水位39.18m(1998年6月28日,吴淞高程),最低水位26.35m(1998年11月14日),年平均水位29.48m,最大变幅度达13.83m,多年平均变幅10m,最大流量14700m3/s(1954年6月30日),最小流量134m3/s(1954年11月19日),多年平均流量2473.3m/s。最大流速1.43、26m/s,最小流速0.12m/s,多年平均水温18.7-19.5度。2.2.3 地质综合评价 图2-2-4滨开区间纵剖面图根据工程地质勘察资料,场地从地貌上为湘江及浏阳河阶地,通过多次的后期改造,地形趋于平缓;地质结构受断裂构造影响微小,场地地层稳定;滨开区间地质主要为人工填土下为粉质粘土(5)-1-2及细圆砾(5) 7-2,下伏基岩为褐黄色-青灰色板岩,地层分布较简单,层面较平缓,覆盖层厚度5.3510.3m,场地无软土分布,无膨胀土分布,粘性土及全强风化岩均具有一定的崩解性,潜水含水层薄,地下水总体不丰富,大气降水为主要补给来源,总体基岩裂隙水贫乏,局部可能地下水富集,应防止局部地段施工44、中发生涌水、甚至造成局部坍塌等工程危害。隧道经过的围岩分级及综合评价如下表2-2-3。表2-2-3 区间围岩分级及工程地质评价表序号里 程长度(m)埋深(m)围岩基本分级工程地质条件及评价1WDK5+839.3WDK6+15531528.530.0m表层为人工填土、粉质黏土,普遍分布有圆砾土,下伏基岩为元古界板岩,强弱风化,洞身范围主要为强风化板岩,少量弱风化板岩,地层分布较均匀。基岩裂隙较发育,预计基岩裂隙水不甚发育,局部节理裂隙密集发育处裂隙水较丰富,基岩段开挖掌子面以渗水或管道流为主。2WDK6+155WDK6+2408532.5mVI表层为人工填土、粉质黏土,下部圆砾土较厚,下伏基岩为45、元古界板岩,强弱风化,洞身范围主要为:圆砾土、强风化板岩,少量弱风化板岩,地层分布不均匀。含丰富的地下水,开挖过程中预计水量较大,有可能产生“涌砂”、洞顶坍塌等现象。3WDK6+240WDK7+460122017.00(距湘江河床底)41.0mV该段为过江段,表层为人工填土、粉质黏土、圆砾土,局部分布有细砂、粗砂,下伏基岩主要为元古界板岩,湘江中(WDK6860WDK7100m段)有少量白垩系泥质粉砂岩、砾岩分布,全弱风化,洞身主要穿过强风化、弱风化板岩地层, WDK6860WDK7100m处洞身通过白垩系泥质粉砂岩、砾岩强弱风化。基岩裂隙发育,基岩裂隙水较丰富,部分裂隙与上部圆砾土连通,易将46、隧道顶圆砾土富水层中水导入隧道,产生管道流突涌水,丰水期湘江水位较高,水头大。4WDK7+460WDK7+5155545.5mIV表层为人工填土、粉质黏土,局部有粉砂、细砂、圆砾土,下伏基岩为元古界板岩,强弱风化,洞身范围为:弱风化板岩,地层分布较均匀。基岩裂隙稍发育,预计基岩裂隙水不甚发育,局部节理裂隙密集发育处裂隙水较丰富,基岩段开挖掌子面以渗水或管道流为主。5WDK7+515WDK7+5604545.5mV表层为人工填土、粉质黏土,局部有粉砂、细砂、圆砾土,下伏基岩为元古界板岩,强弱风化,洞身范围为:强风化板岩,少量弱风化岩分布,地层分布较均匀。基岩裂隙稍发育,预计基岩裂隙水不甚发育,局47、部节理裂隙密集发育处裂隙水较丰富,基岩段开挖掌子面以渗水或管道流为主。6WDK7+560WDK8+26570528.7044.50mIV表层为人工填土、粉质黏土,局部有细砂、圆砾土,下伏基岩为元古界板岩,强弱风化,洞身范围为:弱风化板岩,地层分布较均匀。基岩裂隙稍发育,预计基岩裂隙水不甚发育,局部节理裂隙密集发育处裂隙水较丰富,基岩段开挖掌子面以渗水或管道流为主。7WDK8+265WDK8+55028526.0028.50V表层为人工填土、粉质黏土,局部有圆砾土,下伏基岩为元古界板岩,全弱风化,洞身范围主要为:强风化板岩、少量弱风化板岩,地层分布较均匀。基岩裂隙稍发育,预计基岩裂隙水不甚发育,48、局部节理裂隙密集发育处裂隙水较丰富,基岩段开挖掌子面以渗水或管道流为主。2.3 周边环境条件湘江隧道(开福寺站滨江新城站区间)位于长沙市繁华地段,自开福寺站,沿开福寺西路入江,穿银盆岭大桥之下,过江后至银杉路与杜鹃路交叉处的滨江新城站。湘江东西两岸商铺及民宅较多,本线路与周边建筑物关系复杂。表2-3-1 隧道与周边主要建筑物关系建筑物名称里程范围与左右线最小距离左线(m);右线(m)隧道穿越地层安居乐家居购物商场WDK8+530下穿下穿穿越W4、W2板岩,隧道埋深约21m岳北社区D区6栋WDK8+45016穿越W4、W2板岩,隧道埋深约19m岳北社区D区5栋WDK8+450下穿穿越W4、W2板49、岩隧道埋深约19m岳北社区D区4栋 WDK8+450下穿下穿穿越W4、W2板岩,隧道埋深约19m岳北社区D区3栋WDK8+450穿越W4、W2板岩,隧道埋深约18.7m岳北社区A区2栋WDK8+350下穿岳北社区A区1栋WDK8+350下穿下穿穿越W2砂质板岩,埋深约19m岳北社区A区6栋WDK8+300下穿下穿穿越W2砂质板岩,埋深约19m110KV石州线塔007#高压线塔WDK8+31312.445.56m穿越W2砂质板岩,埋深约20m110KV石州线塔008#高压线塔WDK8+222.8-21.3m穿越W2砂质板岩,埋深约20m岳北社区E区12栋WDK8+310 下穿穿越W3板岩,隧道埋50、深约20m金湘建筑1WDK8+280 下穿下穿穿越W3、W2板岩,隧道埋深约20m岳北渔场WDK7+720 WDK7+000下穿下穿穿越W2板岩,隧道埋深2432m长沙船舶厂3个车间WDK7+600720 下穿下穿穿越W2板岩,埋深约3334m军粮大楼WDK6+20015.6下穿穿越W2、W3板岩,隧道埋深约35m交通银行WDK6+20010m穿越W3板岩,埋深约27m运输公司燃气加压室WDK6+160下穿下穿穿越W3板岩,隧道埋深约26m运输公司大楼1WDK6+02122.6穿越W2、W3板岩,隧道埋深约22m开福寺文化广场 WDK6+000下穿穿越W3、W2板岩隧道埋深约21m古开福寺围墙51、WDK5+850下穿穿越W3板岩,隧道埋深约21m开福寺门楼WDK6+0500穿越W3、W2板岩,隧道埋深约22m开福寺沿街商铺8栋WDK6+0221725.5穿越W3、W2板岩,隧道埋深约23m新河巷4层房子WDK6+090 9.8穿越W3板岩,隧道埋深约24m长沙市佛教协会WDK6+050 穿越W3、W2板岩,隧道埋深约20m 隧道施工将不可避免地破坏地层原有的平衡状态,引起附近地层变形,邻近的地下管线、燃气管道等也会引起相应变形,如变形量超过允许范围,则管线断裂,造成管线漏水、漏气或建筑物严重倾斜。因此地面沉降控制是区间施工的主控项目。若不采取合理的施工工艺和管理措施,仍然存在发生较大地52、面沉降的可能性,甚至酿成灾害性事故。盾构施工中,应充分注意噪声及泥土排放问题,同时要考虑既有建筑物及地下管网对施工带来的不利影响。 盾构施工过程中,为保证区间施工毗连建筑物及公共设施的安全,应分析、判断、预测施工中可能出现的情况,检验盾构施工质量,为隧道周围环境进行及时、有效的保护提供反馈信息,并建立一套完善健全的地面沉降监测机制。2.4 设计概况2.4.1 主要设计技术标准线路等级:客运专线;正线数目:双线;速度目标值:200km/h;线间距:18m;限制坡度:20,个别地段经行车检算不大于30;最小曲线半径: 1200m。2.4.2 工程设计概况2.4.2.1 隧道平、纵断面设计区间线路平53、面自开福寺站出后沿开福寺路前行,然后通过R-1200m的半径微调线路走向,使其穿越湘江,到湘江中心线后,下穿银盆岭大桥,保持直行到达长沙船舶厂,然后通过R-1200m的半径微调线路走向后,直线下穿银杉路,进入滨江新城站,线间距为18m;纵断面呈“V”型,区间线路出开福寺站后,以12.663和3的坡度下降,下穿湘江到达湘江大道后再改为19.8和2的上坡进入滨江新城站,区间埋深最大约39m,最小约10m,线路纵坡变换处采用半径为1200m的竖曲线进行连接。2.4.2.2 盾构法隧洞施工设计 本标段盾构区间隧道设计为双线圆形隧道,盾构隧道开挖断面为9.34m,隧道采用预制钢筋混凝土管片衬砌,管片背后54、注浆回填,隧道衬砌管片外径为9000mm,内径为8100mm。盾构区间隧道断面设计如图2-4-1所示。图2-4-1 盾构区间隧道设计断面图(1)盾构掘进路线设计盾构区间长度为2710.7双线延米,为开福寺滨江新城盾构区间。采用2台复合式土压平衡盾构机进行掘进作业。滨江新城站开福寺盾构区间采用两台盾构掘进,左、右线各采用一台盾构机分别从滨江新城站推进至开福寺站接收、吊出。湘江隧道盾构段掘进安排如图2-4-2所示。图2-4-2 盾构段掘进安排示意图(2)管片型式设计管片设计为A、B、C、D四型,管片的配筋不同。管片厚度为450mm,每环管片采用“5111”型式,即每环由封顶块(F)、临接块(L1)55、临接块(L2)及标准块(B1)(B5)共八块管片组成,八块管片为不等分块,最大块为标准块(B1)(B5),外弧长度为3855.6mm,内弧长为4470mm,外弦长为3734.8mm,最大单块重量为8.2t;管片宽度为1800mm,楔形量为32mm(双面楔形)。盾构管片结构设计图如图2-4-3所示。图2-4-3 盾构管片结构设计图(3)管片的拼装管片采用1/3错缝拼装,拼装时封顶块先搭接2/3径向推上,然后纵向插入。接缝形式及连接方式:管片环、纵缝均不设凸凹榫槽,仅在环缝设置剪力销;管片环向及纵向采用M30斜螺栓连接,每环纵向设置22颗螺栓,环向设置16颗螺栓。具体管片拼装如图2-4-4所示。56、图2-4-4 管片构造图2.4.2.3 附属结构设计 (1)内部结构设计1)沟槽身均采用C25混凝土,靠近线路侧的沟槽壁结合接地情况设置加强钢筋。道床两侧设置排水明沟,水沟为半圆形,半径为80mm。排水明沟下设置纵向200PVC排水管,排水管两端连接检查井或集水坑。沟槽顶部两侧(沟槽顶部与管片结合部)设置R50的集水槽。2)盖板采用C35钢筋混凝土,盖板内钢筋采用HRB335钢筋。3)一般地段隧底采用C25混凝土填充,在软弱地层、地层性质变化较大的软硬交接地层处设置C35钢筋混凝土纵梁。隧底纵梁每60m左右设一道宽10mm的变形缝,变形缝内采用丁晴软木橡胶填塞。变形缝应与主体结构的环向接缝错开57、不小于10m。在隧底填充与隧底纵梁分界处设一道变形缝。表2-4-1 隧底钢筋砼纵梁设置里程表区间左线右线左线长度:m开福寺站滨江新城站ZWDK6+798.17+038.1WDK6+8007+040240(2)联络通道及泵房的设计隧道每500m设置一条连接左右线隧道的人行通道,为直墙拱形断面,限界尺寸为2.3m(宽)2.5m(高),长度为9m,两端各设置一道1.5m(宽)2.1m(高)向通道内侧开启的防火门。在联络通道的中间2m长度的范围内局部加宽1m做预留洞室。联络通道结构设计图如图2-4-5所示。图2-4-5 联络通道结构设计图隧道的V形坡底设置废水泵房,废水泵房与联络通道合建。废水泵房设计58、图如图2-4-6所示。图2-4-6 联络通道及废水泵房设计图联络通道及泵房均采用矿山法施工、复合式衬砌结构。在联络通道开挖前,4#7#联络通道进行全断面注浆,8#和9#联络通道进行管片背后注浆,并对联络通道开洞管片及其前后各两环衬砌管片进行临时支撑,然后再进行开挖。2.4.2.4 防水设计(1)盾构隧道防水盾构隧道管片以管片混凝土自防水、管片接缝防水、隧道与地下车站和联络通道的接头防水为重点,确保隧道的整体防水效果。所有防水构件、附加防水层、混凝土外加剂等,同时应满足耐久性要求,抗侵蚀系数0.85。隧道管片采用强度等级为C50的高性能混凝土,抗渗等级为S12,限制裂缝开展宽度0.2mm;衬砌接59、缝防水包括弹性密封垫、遇水膨胀橡胶密封垫、最外侧的海绵橡胶条以及内侧嵌缝四个方面;盾构段与车站和联络通道的接口处理设置多道遇水膨胀止水条,并通过预留注浆管多次注浆实现防水。衬砌外注浆防水。在衬砌管片与天然土体之间存在环形空隙,通过同步注浆和二次注浆(必要时采用)充填空隙,形成一道外围防水层,为减少浆材硬化收缩,所有的注浆材料皆宜掺加一定量的微膨胀剂。螺栓孔防水:采用遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓孔密封圈,利用其压密和膨胀双重作用加强螺栓孔防水。管片角部加强防水:采用遇水膨胀橡胶止水圈,加强注浆孔与混凝土间密封防水。(2)联络通道及泵房的防水横通道采用EVA防水板全包防水,防水板外侧铺设土工布缓冲层60、;二次衬砌采用抗渗等级为S10的模筑钢筋混凝土。联络通道与主隧道接口的防水在盾构隧道与联络通道接口处初衬中埋一圈环向的小注浆导管,并在初衬与二衬之间设置缓膨型水膨胀橡胶止水条及18环向软式透水管,二衬与管片之间设置二道遇水膨胀橡胶止水条。具体防水设计如图2-4-7所示。图2-4-7 联络通道与主隧道接口防水示意图2.4.2.5 防护涂层设计管片外表面采用多功能混凝土防护剂涂刷防水,防护剂性能指标如表2-4-2所示。表2-4-2 防护剂性能参数表项目参数项目参数外观白色乳状液24 h吸水率/%0.901.92固含量15%耐水洗性能泡水24h重复20次合格密度(25)g/c0.931.08热稳定性61、7024H合格渗透深度/mm46耐候性室外放置1a合格2.4.2.6 耐久性设计(1)混凝土主要技术要求1)水泥应选用品质稳定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,强度等级不低于42.5。为了提高抗渗性能,掺入不低于级的优质粉煤灰。2)最大水胶比:0.35;3)胶凝材料用量:360450/;4)氯离子含量:不超过胶凝材料重量的0.06%;5)碱含量:3/;6)电通量(56d):1000c(2)其它措施1)衬砌管片主筋的混凝土保护层厚度50,分布钢筋的混凝土保护层厚度除注明外一般不小于30。2)螺栓及垫圈采用锌基铬酸盐涂层做防腐处理,涂层等级4级,涂层厚度不小于8.6m ,经盐雾试验后出现红绣时间不小于62、1000h。2.5 工程范围及主要工程量2.5.1 工程范围湘江隧道开福寺站滨江新城站区间为2710.7双线延长米,起讫里程为WDK5+839.3WDK8+550。2.5.2 主要工程量主要工程量如表2-5-1所示。表2-5-1主要工程量表序号项目名称里程长度备注1区间隧道开福寺站滨江新城站WDK5+839.3WDK8+5502710.7m双线延米2联络通道4(#)联络通道WDK6+262.05(#)联络通道WDK6+712.3江底6(#)联络通道WDK7+126.3江底7(#)联络通道WDK7+473.7内设污水泵房8(#)联络通道WDK7+713.19(#)联络通道WDK8+211.7其它63、序号名称数量备注1洞门2座2沟槽5421.4m(双侧)3隧底5421.4m3 项目的各项目标3.1 职业健康安全目标坚持“以人为本”的原则,注重职工的职业健康,保证文明施工,保障劳动保护,杜绝职业病发生,确保员工的身体健康和生命安全;加强卫生监控,确保无大的疫情,无传染病流行。3.1.1 职业健康目标保证职工的生命安全,保证职工的身心健康,保证建立最好的工作和生活环境。使职工在工作过程中尽量不受到工作环境的伤害,职业病发病率控制在1以内。3.1.2 安全目标建立健全安全管理体系,杜绝生产安全特别重大事故和重大事故、较大生产安全事故、铁路交通重特大事故,力争做到安全事故为“零”。(1)不发生人身64、重伤及以上的责任事故。(2)不发生重伤及以上交通事故(造成1人重伤及以上的交通事故)。(3)不发生火灾(造成直接经济损失超过1万元人民币)。(4)不发生集体食物中毒事件(同时5人及以上的食物中毒)。(5)不发生流行性传染病 (无甲型传染病、其他常见传染病未形成多人同时患病)。(6)不发生重大环境污染处罚事件(生活、工业垃圾及其他污染物造成环境污染和大面积水土流失)。(7)不发生放射源丢失事故。(8)不发生辐照事故。(9)不发生重大治安保卫事件(构成刑事拘留及以上的事件、盗窃直接损失超过5万元人民币的事件)。(10)不发生因人为失误造成的重大设施、设备等财产损失(直接损失一次超过10万元人民币)65、。3.2 质量目标各项工程符合国家和铁道部有关标准、规范及设计文件要求:检验批、分项、分部、单位工程合格率100%,工程一次验收合格率100%;确保全部工程质量全面满足设计要求,达到新建时速200250km客运专线铁路工程施工质量验收暂行标准。满足业主对本标段的质量等级“合格”的要求,争创国优。3.3 环境目标按照GB/T24001-2004标准对本标段项目施工的环保和水土保持目标如下:遵守国家和长沙市有关环境保护的法律、法规和规章,按照合同要求,防止由于工程施工造成施工区附近地区的环境污染和破坏。施工污水排放、有害烟尘排放、固体废弃物、施工噪声等符合标准要求,其他环境因素控制目标和指标,不违66、反国家及行业标准。3.4 工期目标本标段工程定于2010年9月1日开工,竣工日期为2014年3月31日,在工程施工过程中,加强项目管理,确保业主合同文件中规定的关键节点工期。3.5 文明施工目标文明施工目标:因地制宜、统一规划、布局合理、管理规范、作业标准、环境优美、工地文明,实现标准化工地建设,创“文明样板工地”。3.6 技术创新目标满足和响应业主全线科技创新目标要求,以促进技术进步和服务工程建设为宗旨,攻克对工程建设安全、质量、工期、环境保护等影响重大的技术难题;获得最大的科技、管理、资源、环保和社会经济效益;争创国家、省部级科技进步奖项。4 总体施工部署4.1 总体施工方案4.1.1 盾67、构区间施工方案4.1.1.1 设备配备配备两台9340土压平衡盾构机用于本段隧道的盾构施工。4.1.1.2 组装方案盾构机从滨江新城站下井,盾构机部件采用1台350T履带吊为主力吊机、一台160T汽车吊配合进行部件的翻转与吊装。将刀盘、主机及主机内设备吊装、焊接完成后往盾构机掘进方向顶推(盾构机掘进方向矿山法隧道已经挖通160米),主机顶推进洞后逐步将拖车按次序下井,拖车依次往洞内顶推直至所有盾构机部件进洞。4.1.1.3 结构设计及管片生产方案盾构隧道采用管片拼装式衬砌,管片外径9000mm,厚450mm,环宽1.8m,为“5+2+1”型(5块标准块、2块邻接块和1块封顶块),错缝拼装,直螺68、栓连接,遇水膨胀橡胶止水。管片与围岩之间的环形间隙采用水泥砂浆同步注浆回填。管片生产采用工厂化作业、专业施工队伍流水线生产。管片生产采用广铿设计的自动化流水线设备,车间配有25t门吊一台,15t门吊1台,10t门吊2台,5t门吊2台。本工程投入5套钢模,月生产量为300环,满足盾构的掘进需求,管片生产主要由长株潭综合标三工区负责生产和运输。管片生产专项方案详见管片生产方案。4.1.1.4 运输方案盾构隧道施工水平运输采用43Kg/m钢轨铺设单线,局部设双线、55T变频电机车牵引重载编组列车运输,盾构每掘进一环,由2列编组列车完成材料和碴土的水平运输,2列均为出碴、材料同时编组列车。垂直运输由一69、台26T门吊下料,二台45T门吊提升碴土与倾卸。4.1.1.5 监测方案盾构施工过程坚持监控量测跟踪,实施信息化施工,以控制地层变形和确保施工安全。4.1.2 建筑物加固方案根据目前掌握的房屋资料及地质资料,以及施工设计图纸,地表加固采用压密注浆加固。并在盾构机始发前制定过盾构建(构)筑物专项方案。4.1.3 地层加固方案盾构始发处隧道顶部埋深19.8m左右,掌子面地层单一,覆岩厚度为6.5米,所以该段地层不需加固。到达端头纵向长度14.5m、隧道轮廓外各3m拱顶上3m至W2地层界面范围内压密注浆。钻孔间距2.8米,梅花型布孔。4.1.4 附属工程施工方案(1)在左、右线盾构机均通过联络通道后70、,从左线向右线开始施工,矿山法开挖,施工与区间隧道掘进平行作业。采用型钢支架加固,专用钻孔机切割管片,人工开挖,人工装碴,矿车运输。(2)洞门施工前拆除洞门环管片,铺设止水带,人工立模,泵送入模筑注洞门混凝土。(3)在盾构掘进500米后,开始隧底填充(隧底纵梁)的施工。4.2 总体施工安排 通过对本工程特点、重点和难点的分析,结合我单位的施工经验,为优质、安全、快速、经济地完成整个工程的施工,根据工程施工的阶段和专业类别,在综合考虑工期、场地接口条件和不同工程施工内容的基础上,实施性施工组织设计编制以盾构隧道掘进为主,隧底结构、联络通道及泵房和沟槽施工作为辅进行施工总体安排和控制。前期主要保障71、盾构采购制造运输、组装,同时抓好盾构进场前临建的施工及区间沿线地面管线和房屋的调查等,保障盾构按期始发。采用2台盾构进行掘进,先始发左线,后始发右线(右线根据业主资金状况确定)。结合工程实际情况,整个工程的施工安排大体上分为四个阶段,各阶段之间的分界点是依据整个工程中某个分部工程完工日或工期节点日。 前期工作阶段:进场前进行施工场地平面布置、及时进行区间的地质补充勘察、沿线地表的建(构)筑物调查和地下管线调查、江中物探等工作。 施工场地移交后的施工准备期:主要进行滨江新城站盾构始发井布置及盾构施工临建工作包括主盾构井32T门吊的改造、出渣口的两个45T门吊基础的验算、施工、砂浆站基础施工安装、72、渣坑修建、大电接入、盾构机进场后的组装、调试始发等。 滨江新城站至开福寺站区间施工阶段:进行滨江新城站至开福寺站区间盾构施工,2710.7双线延长米。盾构掘进期间适时安排进行隧底结构及联络通道的施工。 清理、退场及竣工验收阶段:盾构附属及盾构井封堵、工程实体完成后进行清理、缺陷修补及竣工交验。总体施工顺序见图4-2-1。图4-2-1总体施工顺序掘进一定距离后制作反力墙、始发空推、掘进盾构掘进拆钢轨、钢轨支撑后重新铺轨隧底、沟槽施工前期场地平面布置联络通道施工盾构吊装、组装门吊梁基础、导台施工;砂浆站安装到达、吊出4.3 施工组织机构4.3.1 项目组织管理机构设置本工程采用项目法组织施工,组建73、“xx隧道集团有限公司长株潭城际铁路综合标项目经理部”,项目组织机构设置本着“全面覆盖,系统管理,重点突出,精干高效”的原则,设置了工程管理部、安全质量部、物资设备部、综合管理部、计划财务部等管理部门,分工明确,职责到位,全面覆盖了项目管理的各个要素,对本项目的安全职业健康、质量、工期、环保、文明施工等负直接责任。设置了专门管理安全、环保、质量工作的安全质量部,突出安全环保质量管理。采用矩阵式的组织机构,项目领导、业务部门、架子队和作业班组实行系统管理,管理层精干高效。项目施工组织机构如图4-3-1所示。架子队机电总工程师项目副经理项目经理土木总工程师安全总监综合管理部 专家顾问组xx隧道集团74、有限公司长株潭综合I标项目经理部常务副经理/党工委副书记工程管理部 物资设备部 计划财务部 安全质量部 中心试验室 掘进班电工班保养班综合班联络通道、隧底结构施工班图5-3-1 项目组织机构图4.3.2 项目管理部门职责项目主要人员及部门管理职责见表4-3-1。表4-3-1 工区主要人员及部门管理职责岗位管 理 职 责项目经理作为项目管理第一责任人,全面履行项目合同,对工程质量、安全、工期、成本负全责;负责经理部内部行政管理工作,包括人员调配、对外协调和合同管理等。项目副经理协助项目经理工作。主抓现场施工生产、工程质量管理和队伍管理,负责组织指挥施工生产、各作业层的接口协调和内部考核。负责年、75、季、月施工生产计划的监督执行落实。安全总监协助项目经理工作。主抓安全管理、文明施工、环境保护、消防管理,负责与监理、业主单位安全部门的协调工作,指导安全环保部处理安全环保事故等工作。土木总工协助项目经理工作,主抓技术管理和重大技术方案的制定,负责与监理单位、设计单位和业主技术部门的协调工作,负责组织重点技术攻关,组织编写年、季、月施工生产计划,竣工交验等工作。对工程质量负责。机电总工协助项目经理工作,主抓设备物资部门工作,对工地拟采用的设备、配件供应计划进行审核。分析设备影响进度的因素,提出改进措施。安质部根据工程具体情况,结合项目管理特点,制定安全生产和环境保护的目标及其管理细则,组织处理安76、全环保事故;负责进行日常的安全和环保检查并做好记录,建立安全和环保档案管理工作;组织编写施工安全细则和环境保护手册等专项资料。制定质量管理细则,组织处理质量事故;负责进行日常的质量检查并做好记录,建立质量管理日志,做好质量档案管理工作;组织编写质量计划等专项资料;按照质量体系文件,全面开展各项质量活动;负责隐蔽工程的检查与评定。负责本标段的所有工程的试验和检验工作,并出具试验报告。及时反馈,指导施工,检查和监督现场的圬工和钢筋施工质量,协助设物部做好原材料的进场检验工作。工程部组织进行设计文件会审,熟悉施工图纸、施工合同和技术规范,根据合同要求,编制实施性施工组织设计,工程实施计划;负责技术交77、底,检查指导作业工地的技术工作;负责工程测量、量测,负责地质工作,按照施工组织设计的要求进行地质预报工作;配合设计、监理的工作;负责建立技术管理日志,做好项目技术档案管理工作;掌握项目各生产单位的工程进展情况,归纳分析影响进度的因素,并提出改进措施。协助总工程师工作。设物部负责现场设备物资的管理,编制设备、配件、材料供应计划,经上级批准后负责实施。制定设备物资管理标准和实施办法,对工程使用的机电设备和材料、配件的质量和管理负责。整理保管好一切材料、机电设备的资料和原始证件等,建立管理台账,做好各项材料消耗和库存统计工作。协助机电总工程师工作。计划财务部编制项目成本计划和资金使用计划,确定、分解78、成本控制目标。管理变更洽商,办理计量支付和内部承包核算;负责合同日常管理、索赔申请;编制项目成本计划和资金使用计划,确定、分解成本控制目标。办理工程施工中各项资金的收支手续和财务报表。综合部主要负责项目经理部的征地拆迁工作、对外联络、文件的收发、劳资人事、治安保卫、医疗卫生、后勤管理、外文翻译以及内部行政事务。4.4 总体平面布置为了确保按期完成本工程施工任务,生产场地及临时设施布置本着“因地制宜、安全环保、利于管理、方便施工、布置紧凑、分阶段、分区域,一次到位”的原则进行。临时工程施工及布署做到整洁、美观、适用、经济,并切实做好场地围蔽、场区硬化、绿化等工作。前期规划期间尽量考虑各个施工阶段79、场地布置要求,充分利用既有交通,有利于安全生产,为后期施工提供便利条件。4.4.1 分阶段施工场地布置根据业主和接口工程给定的临时用地范围和工程的进度情况,对不同时期的施工场地进行合理化布置,力求做到少搬迁、少占地。(1)盾构始发阶段场地布置盾构始发段平面布置仅考虑满足盾构始发条件,需要将目前滨江新城站盾构始发井端头围挡向外移4.0m做为左右线盾构组装场地,场地面积约1100m2。先安排左线盾构机下井组装。盾构机吊装采用1台350T履带吊为主力吊机、一台160T汽车吊配合进行部件的翻转与吊装,吊装时吊车最大作业半径在18m左右。(2)盾构施工阶段的场地布置见图4-4-1根据盾构工程施工的特点、80、现有场地条件和满足快速施工的要求,精心对盾构施工场地进行合理布置,达到文明规范、美观实用和经济合理的目的。总的布置原则是:以盾构井为中心,在外围合理布置各项配套设施,以满足掘进出碴、同步注浆材料供应、管片下井、轨线材料供应、施工动力供应、同步隧底填充沟槽施工材料供应、供排水正常供应等。图4-4-1 盾构施工阶段的场地布置图(含始发)图 4-4-2 盾构到达场地布置图4.4.2 临时工程为保证施工的顺利进行,施工前必须做好生活区的驻地房屋和施工区生产房屋的建设工作。生产、生活房屋本着安全适用、布局合理、标准统一的原则进行建设布置。主要临时设施工程数量见表4-4-1表4-4-1主要临时设施工程数量81、表序号临时工程项目单位数量结构型式1盾构装、拆场地m21200现有(需要占用银杉路)2碴坑m3/座3600/1C25钢筋混凝土结构3管片存放区m21000地面钢筋砼硬化4砂浆拌合站座1地面钢筋砼硬化5砂料存放场m2 150钢筋砼挡墙6材 料 库m2/座200/1彩钢房7机修车间m2/座40/1彩钢房8充电房m2/座100/1彩钢房9调度室m240彩钢房10循环水池m3/座100/1砖砌11冷却水塔座212沉淀池m3/座50/2砖砌13办公、生活及配套房屋m22000彩钢房14钢筋加工房m2/座150/2彩钢板棚施工区临时设施主要包括:材料堆放场地,碴坑、施工用风、水、电线路的布置、变配电柜、电82、瓶充房、机械修理房、冷却水塔、注浆材料拌合站、水泥及外掺料库、钢筋加工场地、材料库等。施工前按照平面图和施工计划及时完成临时设施的施工,以满足生产需要。 4.4.2.1 施工便道(含交通疏解)本工程场地规划时充分利用外部既有道路,尽量少修临时道路,少占交通道路。在施工便道的大门出口位置设洗车槽和沉淀池。对在需要硬化的施工场地浇筑20cm厚钢筋混凝土进行硬化。在盾构组装时将滨江新城站东侧(始发井侧)40m长的围挡向银杉路方向外移4.0m,做为左右线盾构始发前盾构组装场地。在该段变窄的交通道路中做好交通的引导和疏解。盾构掘正常进时,管片车从盾构井侧进出施工现场进行卸管片,渣车从新修建的公路进出施工83、场地。详见平面布置图4-4-1。4.4.2.2 临时供水施工用水由接口单位提供至施工现场,接口单位已在洞口上方安装施工用水表,可直接接入使用。办公区、生活区用水从场地租赁方接入,主水管路直径为50供水管路。施工用水从接口单位提供的接口引入,洞内生产用水支管采用100供水管,在施工用水压力不足的情况下,可在适当的地点增设增压泵,以满足施工要求,其它生产用水支管采用50供水管。4.4.2.3 临时供电盾构段施工期间施工用电约8600KVA,盾构机配套设备生产用电2012KVA,合计施工用电总需求约10612KVA。从石岭塘变电站走一趟10KV专线,通过供电局环网柜后进入工地高压开关柜,分两路进入盾84、构机,为盾构机提供动力电源。地面安装有一台800KVA箱变为通风设备、井口垂直运输设备、地面充电房、砂浆搅拌站、机加工场、井口供水、井口防洪、洞内照明等提供动力电源。现场临时用电按“三级”供电,即总配、分配、开关箱三级,三级配电,逐级保护,达到“一机、一闸、一漏、一箱、一锁”。每单独用电系统安装一台600A配电柜,到各工作面安装一台200A配电柜,每个用电设备单独安装一台开关柜。表4-4-2 主要用电负荷表序号用电设备数量单机功率(KW)总功率(KW)备注126T门吊1120120245T门吊21322643砂浆搅拌站11401404充电房31805405加工车间160607通风机22204485、08循环冷却水泵245909井口防洪系统33711110洞内场地照明25010011搅拌罐218.53712洞内防洪25511013盾构机243008600合计10612制定临时用电专项方案并报公司设备部评审,以确保施工临时用电的安全及合理。4.4.2.4 现场通讯宽带互联网:项目经理部和各工区建立局域网,通过宽带高速连接国际互联网,以保证满足施工管理的网络通讯需要。盾构机地面监控:盾构机配置地面监控系统,随时进行盾构机掘进状态和参数的监控。网络线路一般采用RS422标准串行传送,根据隧道长度每四百米配置一个信号放大器。电话网络:在施工场地及生活区内安装交换机,供经理部现场内部进行联络;并申请86、安装程控电话,方便外部联络。主要管理人员配备移动通讯工具,以解决可能出现的突发事情。4.4.2.5 临时施工供风为保证工程施工通风需要,滨江新城至开福寺区间各左右线各采用1台功率为110kw的通风机,风机出口直径为1.4m,通风距离2700m,风机安装滨江新站的盾构井附近。4.4.2.6 临时房屋(1)新建项目部办公、生活驻占地2800m2,项目划分东、西两个区域。西侧为工人生活居住区,东侧为项目部办公区,区内的平面布置见图4-4-3 生活区布置生活区1#活动房14间、2#活动房12间、3#活动房28间,共可住人约270人。 办公区布置办公区布置:办公楼二层共44间,其中办公室17间,会议室387、间,住宿22间,厕所2间,可满足110人住宿需要。(2)施工区内临时房屋设有调度室、充电房、材料库房、机修车间、工具房等。 图4-4-3 办公、生活区平面布置4.4.2.7 临时渣坑渣坑设在滨江新城站第3、4段结构顶板上,长度约50米。渣坑容积为23*50*3=3450m,顶板承载力为3450m*1.8*10/m/23m*50m=5.4kPa21 kPa(顶板设计承载力)。4.4.2.8 管片堆放场地滨江新城站第1、2段在顶板回填完之后用作管片堆放场地。该段顶板覆土及荷载为:23m*40m*3.2m*1.4*10/m+54*7*10=3322*10,顶板承载力为3322*10/40m*23m=88、3.6kPa21 kPa(顶板设计承载力)。4.4.3 其他临建工程4.4.3.1 弃渣场(1)渣场选址渣场的选址在相对较偏的地方,不易对周围环境造成干扰和污染,按业主指定位置进行弃渣。(2)渣场弃渣要求 装渣车辆现场进行统一指挥管理。 施工车辆离开渣场前应自行冲洗干净,严禁带泥上路,车辆在运输过程中严禁抛洒碴土(或泥浆)污染路面,应及时处理,随时保持施工场地及施工道路的清洁,及时将遗漏在场地、道路上的碴土清扫干净。污水排放要符合国家标准。 弃渣车辆应遵守工程建设安全生产有关管理规定,执行安全管理制度。4.4.3.2 排污与环保在机械修理间等易产生较多施工污水的地点,设污水处理池,施工污水经过89、净化过滤达到标准后才能排放。工作区、生活区设立排水系统及垃圾集中处理点,搞好各施工区域的环境卫生,施工中建立健全环保体系,对职工进行环保意识教育,形成良好的环保习惯,把施工对环境的损害降到最低程度。4.4.3.3 消防在各生产和生活设施附近修建消防沙池,配备足够的灭火器及其它消防工具,各级安全员负责检查和更换过期灭火器材。对油库、修理间等地点指定专人负责消防监督工作,遵守当地消防监督部门的规定,主动建立与当地消防部门的联系,共同做好消防工作。4.4.3.4 急救与医疗卫生服务为保证职工能安全、正常的工作和生活,我单位工地与当地医疗部门建立联系,以提供必要的医疗和急救服务。必要时设医务室,并配备90、医疗设施并取得当地医疗卫生管理部门的批准,选派有行医资格、在卫生保健和急救方面具有丰富经验的医务人员,满足日常的医疗服务和急救服务。4.4.3.5 安全保卫办公、生活区四周设围栏,电动门旁设立门卫亭,制定24小时专人值勤制度,对车辆和来防人员进行登记。行人进出的专用小门设置进出刷卡门禁系统。施工区的两个进出车辆的大门分别设立门卫亭,值勤人员负责施工场区的安全保卫工作。4.4.3.6 “三防”(1) 防雷雨季节施工雷雨季节施工措施主以预防为主,采取防洪措施及加强排水手段,做好雨季施工的信息反馈工作,对容易发生问题的施工部位要采取防范措施,确保雨季的生产正常进行。(2) 台风天气安全措施长沙地区极91、少有台风登录,以防台风的袭击,台风到来前进行全面检查,加强台风天气施工时的信息反馈工作,并做好防范措施,对堆放的材料全面检查,防止伤人,台风到来前停止各类机械的操作。(3) 防火防火遵循“预防为主,防消结合”的方针。生产区和生活、办公区均接通水源,配备足够的灭火器材和其它消防器材,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,对工地人员进行防火知识教育,与消防部门建立联系,遵守消防监督部门的规定,主动做好消防工作。5 工程的重点、难点以及应对措施5.1 工程特点(1)地处中心城区,场地狭小,施工干扰多,协调难度大本段主体工程项目均位于长沙市中心城区,特别是盾构下井的车站位于92、城区道路上,施工时需做交通疏解。城区道路交通繁忙,道路两边建筑物密集,施工场地狭小,施工外部干扰较多,施工协调难度大。(2)湘江隧道周边环境复杂,安全风险和环保要求高1)、本工程湘江隧道地表环境复杂,需下穿和距离隧道较近的建筑物、河流与管线繁多,主要有地表道路、长沙电缆、供水及燃气管道、安居乐园小区、长泰大厦、东风高架桥、枫林小区、观沙岭绿化广场人防工程、下大垄经适小区、阳光大厦2楼、既有线、道路、湘江等地表构筑物和河流,地表沉降控制要求较高,安全风险较大,施工难度大。2)、本工程地处长沙市中心城区,对噪声、振动、污水处理、电磁辐射等环境要素要求较高,特别是穿过开福寺省级风景名胜区,更要加强施93、工期间的保护。在如此繁华地带进行施工,施工不可避免的要产生碴土外运及机械运行所产生的声响、振动等,且施工工期长, 施工中需长期将施工所带来的环境影响减至最小,与周边环境相适应,和谐共存,树立文明施工形象,是项目建设切不可少的。(3)湘江隧道地质条件复杂本段工程湘江隧道滨江新城站开福寺站盾构区间隧道穿越湘江段长达1100m,过江段盾构穿越地层主要(9)4-2砂质板岩地层,盾构隧道江底段最小埋深仅为10米,江段WDK6+860WDK7+100段分布有K2砾岩与Ptln板岩的不整合接触带,该段地层比较复杂,地质较差,该地段地下水和江水有着密切的水力联系通道,施工过程控制不好,就可能产生江底冒浆、隧道94、涌水涌砂甚至冒顶等事故。5.2 工程重难点及对策(1)盾构掘进过湘江是本段工程的难点也是重点本标段滨江新城开福寺盾构区间下穿湘江,区间隧道在江底最小埋深仅为10m,洞身范围以强风化为主,局部弱风化,岩体破碎,节理裂隙十分发育,部分裂隙与上部圆砾土及湘江水连通,易将隧顶圆砾土富水层中水或湘江水导入隧道,产生管道流突涌水,如何有效的控制盾构土仓压力,做好渣土改良,避免出现江底塌方、冒顶和喷涌是本标段的难点之一;同时在长距离水下掘进,如何做好刀具保护和刀具更换也是保证本标段的工程顺利施工的关键之一。综上所述,盾构穿越湘江时具有的风险,是本工程施工的重点,也是难点所在,也是本标段的重点控制项目。对此,95、施工中拟采取以下对策: 工程施工前,要通过地质补勘手段进一步查明过江段隧道的地层特性,覆土厚度,软硬不均地层的特性和分布情况,为盾构机的刀盘、刀具设计以及盾构施工提供尽可能准确的资料。盾构进入湘江前,对隧道轴线沿线的江底水深情况进行一次全面的探测,复核隧道覆土层的厚度。严格控制掘进参数,防止江底冒浆严格控制出土量,原则上按理论出土量出土,可适当欠挖,保持土体的密实,以免湘江水渗透进入盾构。控制同步注浆压力。并在注浆管路中安装安全阀,以免注浆压力过高而顶破覆土。严格控制掘进方向,使盾构正确沿着设计轴线推进,每环均匀纠偏,减少对土体的扰动。加强掘进参数控制和刀具管理,避免在掘进过程中出现刀具的非正96、常磨损,减少在江底开仓换刀,规避风险。通过对盾构机滚刀、齿刀互换组合不同的刀具配置形式,减少对刀具的磨损,延长刀具使用寿命,在盾构过江前在预先处理过的稳定的地层中,全面检修盾构机,更换全套耐磨新刀具,根据地质情况提前做好换刀地点计划,避免被动换刀的情况出现。进行碴土改良。主要是采用聚合物添加剂、膨润土等来改良碴土,以改善碴土的和易性,增加止水效果,避免喷涌的发生。(2)隧道净间距较小(1倍洞径左右),后行隧道的掘进对先行隧道的掘进影响较大,控制好施工质量是工程的难点。只要平行设置隧道的相互间隔小于后行隧道的外径,那么后行隧道掘进施工时就会对前行隧道衬砌构成影响。在过江不良地质段,两隧道间距只有97、8.26m。由于地质较差,后行隧道掘进时可能对先行隧道产生非常大的影响。在工程施工拟采取以下措施:在江中不良地质段,右线隧道通过之后在隧道内进行管片开孔注浆,对左线地层进行加固。左线掘进时严格控制土仓压力。压力过高通过隧道间土体作用在右线衬砌上,构成右线隧道的偏心压力,造成右线隧道横断面及纵断面上出现异常的变位和应力。左线掘进时严格控制出土量。出土过多右线隧道会出现暂时性的侧向土压力及地层反力的减少,影响隧道衬砌的质量。施工过程中加强隧洞的监控量测,及时发现问题并处理。制定盾构过湘江的专项施工方案,确保盾构机安全顺利通过。(3)盾构下穿建筑物、管线、地表道路、河流等,对地表沉降控制要求较高,这98、是本段工程的难点也是重点。在对设计资料审查的基础上,并对区间沿线建筑物进行了调查。根据我公司多年的施工经验,在工程施工中拟采取以下对策进行保护:施工前对建筑物的情况拟作进一步调查,详细了解各类建筑物的结构型式、基础型式、基底地质、使用状况和功能特点等。在充分调查、研究的基础上有针对性地建立各类建筑物的控制标准值(主要包括沉降、倾斜等)。进行施工前的动态模拟和认真的研究分析,预测工程施工对建筑物可能产生的影响程度,并拟定适宜的辅助施工措施。盾构掘进时保持开挖面土压平衡,确保开挖面不沉降。严格控制同步注浆工艺,每环管片背后注浆必须大于12m,确保环形间隙充填密实,控制地面沉降。保持盾构机正确姿态,99、避免蛇行。盾构通过建筑物时,确保连续施工。加强施工监测,区间建/构筑物在盾构机到达建筑物下部开始,到盾构机通过建筑物后两星期内,需对地表不均匀沉降、建筑物倾斜及开裂进行监测。编制应急抢险预案,成立应急抢险小组,在紧急情况时启动应急抢险预案。6 盾构机及配套设施6.1 盾构机性能参数盾构机性能参数详见表6-1-1。 表6-1-1 盾构机性能参数表项目 性能/参数单位开挖直径 装滚刀时9330mm,用仿形刀时9340mmmm刀盘规格(直径长度) 9330mm 带滚刀750mmmm管片规格(外径/内径-宽度/分度)9000mm/8100mm-1800mm/5+1+1+1mm刀盘转速 0 to 2.7100、5rpmrpm最大推进速度 80mm/minmm/min最大推力 7112tonsT最大工作压力 5barbar最大设计压力 6barbar装机功率 总装功率4100kWkW纵向爬坡能力 50最小曲线半径 250mm额定扭矩 15,047kN.mKNm脱困扭矩 20,765kNmKNm主轴承设计寿命 15,000hrsh螺旋机最大通过粒径 520mm x 390mmmm螺旋机最大出渣能力 600 m3/hm3/h泡沫注入量4.8 to 720L/h L/h膨润土注入能力 36m3/hm3/h同步注浆注浆能力 螺杆泵: 6m3/h(3台)m3/h二次双液注浆能力 1x3.5m3/h + 1x1m101、3/h m3/h工业压缩空压机能力 17.1 m3/min(2台)m3/min盾尾油脂泵能力 8.04L/minL/minHBW油脂泵能力 8.04L/minL/min主驱动油脂泵能力 0.0673L/minL/min主机污水泵流量 50 m3/hm3/h有害气体监测气体类型 CO,CO2,CH4, H2S, C2H2地面监视系统 1套 6.2 盾构主要部件功能描述6.2.1 盾构掘进系统掘进系统包括土压平衡盾构掘进机和使其运转的动力设备、装载动力设备以及与掘进机同时前进的后方车架。在控制室控制刀盘的旋转使驱动装置带动滚刀绕刀盘中心轴公转,同时各滚刀还绕各自的刀轴自转,使滚民在岩面上连续滚压。102、刀具在推进油缸施加的推力作用下,使滚刀压入岩体。通过滚刀对岩体的挤压和剪切使岩体发生破碎,在岩面上切出一系列的同心圆,括刀将破碎的岩体括落。切销地层岩体通过螺旋机运出仓外。6.2.1.1 刀盘和刀具刀盘直径9340,可根据掘进需要进行正、反方向旋转。刀盘设计的开口率为34%,这种大的刀盘开口率更便于碴土的流动,尤其在粘性土地层中,可防止粘土堵住开口。在刀盘上有8个泡沫注入口、膨润土注入口(两种共用),可通过注入口添加后改良仓内碴土的状态。刀盘背面靠近土仓侧安装5个搅拌臂、主驱动上2个搅拌臂,主要用于搅拌土仓底部的沉渣,使碴土更好的输送。刀具主要分为正滚刀、边滚刀、刮刀、周边刮刀、仿形刀。刮刀用103、来切割未固结的土壤。并把切削土刮入土仓中,刀具的形状和位置按便于切削地层和便于将土刮入土仓来设计,在同一个轨迹上有多把切刀同时开挖。刮刀的宽度使得每把刀的切割轨迹之间有一定的重叠。刮刀的切削宽度为140mm。所有的切削刀具配有双层碳钨合金刀齿以提高刀具的耐磨性。周边刮刀安装在刀盘的外圈用于清除边缘部分的开挖碴土防止渣土沉积、确保刀盘的开挖直径以及防止刀盘外缘的间接磨损。仿形刀(1把)安装在刀盘的外缘上,它是通过一个液压油缸来动作的。仿形刀采用可编程控制,同时也由司机进行控制,其控制是通过刀盘回转传感器来实现。司机可以控制仿形刀开挖的深度(即超挖的深度),以及超挖的位置是在机器左侧还是右侧。6.104、2.1.2 盾壳盾壳是钢板焊成的圆形壳体,由切口环、支承环和盾尾三部分组成。切口环位于盾构的前部,前端设有刃口,施工时可以切入土中。一般切口环不宜过长,否则将使盾构稳定性变差,增大盾构推进阻力。支承环位于盾构的中部,是盾构受力的主要部分,盾构推进油缸就布置在此间并将油缸推力传给壳体。为增加盾构刚度需加固支承环,在支承环内安设竖向和水平向隔板形成井字型隔架,二层水平隔板上设置工作平台。盾尾位于盾壳尾部,由环状外壳与安装在内侧的密封装置构成。其作用是支承隧道周边,防止地下水与注浆材料被挤入盾构隧道内,同时也是隧道衬砌组装的地方。盾尾的环状外壳大都用高强度薄型钢板制作,以减少盾构向前推进后留下的环状105、间隙。6.2.1.3 主驱动主轴承安装在盾体承压隔板支撑结构上,前部与刀盘用拉伸预紧螺栓连接,是盾构设备的关键部件之一,主轴承的内圈和外圈配备了2 排密封、每排有5 道唇形密封组成,唇形密封保护着主轴承。为了确保了在掘进期间主轴承密封的性能,采用一种自动地对主轴承内、外密封进行注脂的系统。不需要在定期的日常维护时对密封进行集中注脂。主轴承和驱动装置的润滑采用浸油式润滑。即使润滑系统停止了工作,这种设计也确保了设备安全地运行。主轴承有一套监控系统,可以监控主轴承齿轮油液位、油温、油位、流量和是否无油运行;可以监控主轴承密封油脂的压力、流量和是否无脂运行。6.2.1.4 推进系统主机的向前推进由推106、进系统来实现的,推进系统主要由推进油缸、液压泵站及控制装置组成。推进油缸采用单缸与双缸共用设计,每对油缸都均匀分布于盾体周围。油缸作用在前一环的混凝土管片上,借助铰接的撑靴将力均匀地分散在接触表面,以防止对混凝土管片的任何一点损坏。推进油缸分为四组,一共33根油缸。每组油缸均能单独控制压力的调整,为使盾构机沿着正确的方向开挖,司机可以调整4 组油缸的压力。油缸也可以单独控制。6.2.1.5 人仓人闸子用来进入开挖室和隧道掌面以便在压缩空气下进行维修操作。人闸安装在护盾的上部。为满足作业人员在带压情况下快速地进行检查、更换刀具以及检查、维修刀盘内其它部件的要求,采用并列式双舱人闸。人闸由主人闸室107、和应急人闸室及构成,主人闸室可容纳3 个人,应急人闸室可容纳2 个人。主人闸室用于一般的工作。实际上,主人闸室拥有自己单独使用的压缩空气供给和通风网络系统,使主人闸能完全安全地独立使用。应急人闸室加压不能高于主人闸室。6.2.1.6 管片安装系统管片安装系统是盾构设备中重要的系统之一,主要作用是进行管片的吊卸、存储、安装。管片安装系统主要包括安装在盾壳内的真空吸盘式管片安装机、方便管片连接螺栓安装的工作平台、真空吸盘式管片吊机、管片存储输送小车等。管片安装时间是日进度的关键决定因素之一。盾构掘进过程中,管片由电瓶车运到隧道,盾构机后配套拖车内。再由真空吸盘式管片吊机从电瓶车管片车上一片一片将管108、片吊运至管片运输机上,运输机每次最多能存放一环管片。管片安装时,管片运输机向前输送管片,管片安装机每安装一片,运输机将管片向前运送1.8米 。 安装机其主要设备为举重臂,以液压为动力。举重臂安装在支承环后部,可以作旋转、径向运动,并且能沿隧道中线作往复运动。完成这些运动的精度应能保证待装配的衬砌管片的螺栓孔与已拼装好的管片螺栓孔对好。6.2.1.7 后配套拖车后配套拖车由七节拖车组成。第一节拖车的两端各安装有一对橡胶轮可以直接在管片上行走。这节拖车采用非常结实的重型结构。平拖车后部安装有42 个轮子,行走在轨道上和管片上,支撑结构能将车架的重量分配到管片的大面积的表面上。第三至第七节拖车安装在109、轮子上,并行走在轨道上。平台上安装有动力及控制设备以及保证盾构机正常运行的辅助设备等,拖车中部的空间满足列车的通行。第二节拖车悬挂在第一节拖车与第三节拖车上,在这节拖车的底部可以通过管片吊机安装后配套拖车及电瓶机车行走的轨道(6m)。盾构机的控制室、电气控制系统、液压泵站系统、注浆系统、注脂系统等主要都安装在后配套拖车上。6.2.1.8 动力设备主要包含有电缆卷筒、高压开关柜、变压器、配电柜、各系统电机、主控制室、现场控制盘。为盾构机掘进与管片安装提供动力。6.2.2 同步注浆系统开挖土体和管片之间的间隙在盾构掘进过程中需要持续不断地注入砂浆或其他液体。管片背后注浆的主要功能是:避免地面下沉,110、在盾尾处的最小注浆压力为盾构前方的水土压力;维持管片脱离盾尾后的形状,维持管片之间的密封压力;砂浆通过安装在盾尾的几根注浆管路注入到间隙中。同步注浆系统通常包含注浆泵、储浆罐、注浆管、阀和控制系统等,由注浆泵将储浆罐内沙浆通过注浆管输送到管片背部。本台盾构注浆管路完全内置于盾尾壳内,在每条管线靠近盾尾注入点处都安装有一个压力传感器。在砂浆注完后,这些管路可以被关住,以防止长时间停机期间外面水的流入。同步注浆控制系统通过测量压力来控制,每条注浆管路既可以调节压力又可以调节流量。操作手可以选择两种工作模式:手动和自动。在每次注浆完成后,为了防止管路堵塞,可将注浆管路填满膨润土浆液。在每次长时间停机111、前,管路通常采用一个特殊的装置清洗,如采用一个橡胶球并压力水打入,这样就可以清洗整个管路。6.2.3 出碴系统盾构机盾体内安装有直径1米螺旋输送机、后配套拖车上安装有1米宽皮带运输机。盾构掘进时碴土通过螺旋输送机将仓内的碴土输送到后配套皮带机上,输送到6#拖车上有皮带机碴土口,放入电瓶车编组碴车内。6.2.4 导向系统采用全自动导向系统,使盾构掘进方向能有效控制并能及时调整,盾构配置的导向系统能保证隧洞线形及最后贯通误差要求。采用的自动测量导向系统具有足够的精度,能及时显示盾构的方位和姿态。该系统能够对盾构在掘进中的各种姿态、以及盾构掘进的方向和位置关系进行精确的测量和显示。操作人员可以根据导112、向系统提供的信息,快速、实时地对盾构的掘进方向及姿态进行调整,减小掘进偏差。自动导向系统和隧洞掘进软件连续不断地提供盾构的三维坐标和定向的、连续的动态信息。导向系统附带的通信装置能够接收数据,由隧洞掘进软件计算盾构的方位和坐标,并以图表和数字表格的形式准确的显示盾构的位置。6.2.5 数据采集系统在主控室内显示屏能显示推进力、推进油缸行程、推进速度、液压系统压力、刀盘转速、刀盘扭矩、土仓内压力、盾尾和主轴承油脂压力、注浆系统压力、各系统的温度、电器系统电压和电流、盾构姿态和位置等相关参数。也能显示电动机温度、减速机温度、液压油位和油温、润滑油箱油面高度、环境温度等。7 分项工程施工方法、工艺及113、技术措施7.1 盾构机组装与调试7.1.1 盾构主机下井及组装盾构机组装采用1台350T履带吊为主力吊机、一台160T汽车吊配合进行部件的翻转与吊装。主机按组装的先后顺序下放到盾构井内的始发导台上(始发导台采用钢筋砼施做,详见后续章节),然后进行相应的焊接。主机下井顺序:盾体下部块主轴承盾体左部块H型架盾体右部块盾体上部块安装机运行梁安装机螺旋输送机盾尾。主机组装下井示意图见图7-1-1图7-1-12。图7-1-1 盾体下部块下井示意图 图7-1-2 主轴承下井示意图图7-1-3 盾体左部块下井示意图 图7-1-4 盾体右部块下井示意图图7-1-5 盾体上部块下井示意图 图7-1-6 安装机运114、送梁下井示意图图7-1-7 盾体后移示意图 图7-1-8 刀盘下井示意图图 7-1-9 盾体前移示意图图7-1-10 安装机下井示意图 图7-1-11 螺旋机下井示意图(a)图7-1-11 螺旋机下井示意图(b) 图7-1-12 盾尾下井示意图7.1.2 盾构主机空推在盾尾内底部两侧左、右安放两片管片,在始发导台和空推导台上预留孔内安装反力牛腿,利用两条150T油缸顶住管片与反力牛腿,以外接辅助泵站为动力推进主机,至距掌子面2.78米。推移采用两条150T辅助液压油缸利用牛脚腿作用力施加于盾体下部管片上,将主机向前推动。在盾尾底部两侧32.72处按油缸缸筒大小焊接两个卡槽,将油缸安装固定在卡槽115、内。盾体推移时,速度控制在1-2CM/分钟,两根油缸速度必须同步。主机每次步进1.5米为一个循环,每前移一循环,反力牛腿前移至下一个插槽。盾构主机空推照片详见图7-1-13。图7-1-13 盾构主机空推照片7.1.3 盾构主机后配套拖车安装后配套下井顺序:G1拖车设备桥G2拖车G3拖车G4拖车G5拖车G6拖车G7拖车。地面组装:将每节拖车框架整装,将每节拖车一层的设备安装就位,将内部管线连接好,以及人行通道架、护栏安装好,安装轮对。井下安装:主要电气线路与液压管路、风水管路安装连接,二层部分设备的固定,皮带机安装与连接。后配套拖车下井示意图见图7-1-14。图7-1-14 后配套拖车下井示意图116、7.1.4 盾构机调试(1)空载调试盾构机组装和连接完毕后,即可进行空载调试。主要调试内容为:液压系统,润滑系统,冷却系统,配电系统,注浆系统,以及各种仪表的校正。(2)负载调试空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力;使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。负载调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和线型精度。7.2 盾构始发及试掘进7.2.1盾构过14.5m空推段7.2.1.1盾构过14.5m空推始发段作业范围盾构过14.5m空推始发段的作业范围是指盾构组117、装及空载调试完成后,安装第1环管片开始,至盾构机刀盘抵达掌子面截至。主要工作包括第14环管片安装、喷射米石并注浆充填管片背后空隙、盾构空推至刀盘抵达掌子面。由反力墙为油缸提供推进反力。盾构过14.5m空推始发段施工示意图见图7-2-1。图7-2-1 盾构过14.5m空推段施工示意图7.2.1.2本段施工控制的重点及对策拼装后处于悬空状态,需要向管片背部喷射米石并注入砂浆进行空隙填充,如何保证管片安装质量、控制隧道线形是本段施工的重点。为便于管片固定,在6m长的反力墙受力面上预埋环向钢板,第1、2环管片拼装成环后在油缸的作用下整体向后移动,将第1环管片推进到反力墙,然后将反力墙和管片上预埋的钢板118、进行搭接钢板焊接。盾构继续推进,安装完第4环管片后向管片背部喷射米;为方便米石喷射,在反力墙衬砌内预埋钢管,米石喷射完成后,使用盾构机自带的同步注浆系统向管片背后注入砂浆,充填米石间的空隙,砂浆与米石形成整体,对管片形成固定;完成第14环管片拼装,盾构机刀盘抵达掌子面时,盾构过14.5m空推始发段完成。7.2.1.3 空推段管片的安装(1)空推管片数量的确定根据空推始发段长度、管片环宽,以及盾构机构造计算,为保证安全和盾构尽早始发,盾构过空推始发段安装管片共计8环,当安装完4环管片后刀盘已进入掌子面13cm。(2)空推管片安装的方法 在拼装第1环管片前,在拼装区下部180度范围内的盾壳焊8根长119、2.5m、70mm厚的槽钢,底部3根槽钢为80mm厚的槽钢(盾尾内侧与管片外弧面的间隙为70mm)参见图7-2-2a、b。防止管片推到反力墙时栽头,在反力墙与盾尾50cm间距的底部垫3根长500mm,高200mm,高170mm的钢构件。管片安装在盾构机内拼装好整环后利用盾构机推进千斤顶将管片缓慢推出,当管片推出1200mm后开始拼装第2环管片(切不可将第一环管片全部推出槽钢段再拼装第2环,避免管片下沉) 在安装前2环F块时,由于反力墙还不能提供反力,油缸和反力墙不能夹紧管片,每块管片都处于活动状态,F块管片不易安装,在拼装上半圆管片特别是两块临接块时,要在盾尾盾壳上和反力墙上焊接吊耳,并用倒链120、对管片进行固定,以支撑管片并保证施工的安全,或在盾尾上焊接L型钢板将管片勾住,待封顶块纵向推插到位后,拆去倒链,割除吊耳或L型钢板,紧固封顶块与邻接块的螺栓并将第1、2环管片预埋钢板进行焊接,使第1、2环管片连接成为一整体。 图7-2-2a 盾壳与管片之间槽钢布置图 图7-2-2b 反力墙与盾尾底部垫块图 第1环管片安装点位为12点(A组的A1A2油缸)、第2环管片的安装点位为1点(B组的A1A2油缸)参见图7-2-3 油缸分部示意图,1、2环管片安装完成后整体移动。 第3环始发环管片的安装:第1、2环管片安装完成后,第3环管片按照正常管片安装方法进行安装。图7-2-3 油缸位置分部示意图7.121、2.1.4 空推段管片背部空隙充填(1)空推段管片背部空隙充填空推段管片安装完成后处于悬空状态,在盾构设备空推到第4环时,此时盾尾至反力墙距离为3.43m,第1环管片已完全脱出盾尾,第2环管片的17cm还在盾尾内,安装完管片后停止空推。由反力墙预留孔进行喷射米石。(2)预留米石喷射孔的设置预留米石喷射孔的设置见图7-2-4图7-2-4 预留米石喷射孔的设置7.2.1.5 盾构过14.5M空推始发段注意事项(1)在进行空推段导台施做、反力墙衬砌施工时,应加强测量,保证施工精度,确保盾构始发姿态符合设计轴线。(2)第1环管片安装要准确定位,确保反力墙预埋钢板和管片预埋钢板准确对接,管片与反力墙衬砌122、间要保证受力均匀,减小管片失圆。(3)盾构在空推段导台上向前推进时,由于不可进行较大的姿态调整,因此必须通过控制推进油缸行程和选择合适的管片拼装位置使盾构机基本沿导台向前推进。(4)管片安装完成后,在盾构掘进前要及时进行米石喷射及注浆,并且保证空隙充填密实,对管片形成支撑。(5)反力墙与第1环管片的缝隙间设置遇水膨胀止水条,有必要的情况下,在管片安装完成后,及时用环氧树脂砂浆将反力墙与第1环管片间的缝隙填充密实。7.2.2 盾构掘进始发左右线盾构隧道始发里程分别为ZWDK8+537.435、WDK8+550,隧道顶部埋深19.8m左右,覆岩厚度在6.5m以上。地层由下至上为弱风化板岩、强风化板123、岩、圆砾土、粉质粘土、人工填土。7.2.2.1 盾构始发流程盾构过14.5m空推段,刀盘抵达掌子面后,开始盾构始发。盾构始发的主要工作包括:14.5m空推段预留米石喷射孔的封堵、管片背部补充注浆、开始盾构试掘进。盾构始发流程见图7-2-5图7-2-5盾构始发流程图封堵预留米石喷射孔管片背部空隙充填密实建立土压是否检查管片背部空隙充填效果管片背部补充注浆开始盾构试掘进7.2.2.2 盾构始发主要施工参数控制(1)主要施工参数控制 土压根据盾构始发段隧道埋深及地质情况,土压力初步设定值为1.0bar,实际施工时作适当调整。 推进速度为确保盾构能正常破岩,防止螺旋机口堵塞、控制推进轴线、保护刀盘,始124、发时实际推进速度不宜过快,在主机全部脱离14.5m空推始发段前,掘进速度控制在1015mm/min,在主机全部脱离14.5m空推始发段后可逐步提高掘进速度到15mm/min。始发掘进时,要随时观察刀盘扭力变化情况,及时调整推进速度。同时,应加强对始发段管片的观察与检查,一旦出现异响、变形等情况,应立即停止推进,查明原因并处理好后再恢复推进。 轴线控制盾构始发过程中应保证注浆量,确保管片背部空隙充填密实,保证隧道线形。在注浆阶段,特别是停机注浆时主司机要密切关注土仓压力状况,并转动刀盘,防止浆液固结刀具。 土压平衡建立在掘进过程中应慢慢开始蓄土建土仓压力,在盾构停机时土仓压力建立至1.5bar左125、右。试掘进时建在1.01.5bar左右,根据现场情况定。7.2.2.3 盾构始发其它注意事项(1)在始发阶段由于设备处于磨合阶段,要注意推力、扭矩的控制,同时也要注意各部位油脂的有效使用。为避免始发环管片管片因受力过大发生错动,掘进总推力不宜过大,不超过2000T,同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于反力墙衬砌能提供的反扭矩。(2)始发掘进过程中还必须对始发环和设备状况等进行全程监视,如有异常及时进行处理,确保始发顺利。7.2.3 盾构试掘进100环(1)盾构试掘进要达到的目的 熟悉盾构机各项性能,完成盾构整机磨合负载运转; 熟练盾构机和配套设备各项操作,掌握盾构施工操作流程和施工顺126、序; 检验后配套设备的匹配能力,如出渣系统、垂直运输系统和水平运输系统等; 收集数据,积累经验,为正常快速掘进施工提供参考依据和信息。(2)盾构试掘进各项参数的确定为了确保安全掘进,根据地层情况和地面建筑物的情况,确定始发试掘进的参数见“表7-2-1 试掘进阶段盾构掘进参数和指标”。表7-2-1 试掘进阶段盾构掘进参数和指标掘进参数设定值备注土仓压力11.5bar土压力PE水压力PW (根据实际情况定)掘进速度1015mm/min根据地层情况,同步注浆能力和地层沉降而定总推力2000t以下根据情况确定,保证推进速度在合适的范围注浆1117m3/环注浆压力为0.30.5Mpa7.3 盾构正常掘进127、7.3.1 盾构掘进作业流程盾构掘进作业流程见图7-3-1。图7-3-1 盾构掘进作业工序流程图开始设置管理基准开挖掘进同步注浆1号编组列车是否装满1号编组列车出洞1号碴车列车卸渣2号碴车列车进洞开挖掘进同步注浆是否掘进至1.8米管片衬砌拼装开挖是否达到9米延伸轨排是否否1号列车进洞2号列车出洞下一循环是是否7.3.2 掘进管理盾构机在完成前100环的试掘进后,对试掘进阶段施工参数的分析总结,确定正常掘进施工参数选取。为保证工程施工的顺利进行,加强盾构在正常段的掘进管理,主要内容包括:(1)根据地质条件、覆土厚度和试掘进过程中的经验结果进一步优化掘进参数。(2)推进过程中,严格控制好推进方向,128、将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核,及时调整。(3)盾构操作人员应根据当班工程师指令设定的参数推进,推进与管片背后注浆同步进行。不断完善施工工艺,控制施工后地表最大变形量在+10-30mm之内。(4)盾构掘进过程中,坡度不能突变,隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。(5)盾构掘进施工全过程须严格受控,工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘察、测量数据信息,正确下达每班掘进指令,并即时跟踪调整。盾构机操作人员须严格执行指令,谨慎操作,对初始出现的小偏差应及时纠正,应尽量避免盾构机走“蛇”形,盾构机一次纠偏量不超过4mm/环,以减少129、对地层的扰动。(6)做好施工记录:盾构推进压力、盾构掘进速度、盾构刀盘压力、刀盘转速、土仓压力、注脂压力、注浆压力、盾构竖直及水平偏差及盾构机各设备运行状态等。7.3.3 盾构掘进管理盾构掘进管理流程见图7-3-2图7-3-2 盾构开挖管理程序7.3.3.1 盾构掘进方向的控制与调整由于盾构表面与地层间的摩擦阻力不均匀,地层软硬不均、隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响,盾构推进不可能完全按照设计的隧道轴线前进,而会产生一定的偏差,开挖面上的土压力以及刀盘切削地层所引起的阻力不均匀,也会引起一定的偏差,在盾构推进过程中由于不同部位推进千斤顶参数设定的偏差易引起推进方向的偏差。当这种偏差超过一130、定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化,并造成地层损失增大而使地表沉降加大。因此,盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向,及时有效纠正掘进偏差。7.3.3.2 盾构掘进方向控制(1)随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移,必须通过人工测量来进行精确定位,为保证推进方向的准确可靠性,每天至少进行一次人工测量,以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态,确保盾构掘进方向的正确。(2)采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息,结合隧道地层情况,通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。在上坡段掘进131、时,适当加大盾构机下部油缸的推力;在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力;在左转弯曲线段掘进时,则适当加大右侧油缸推力;在右转弯曲线掘进时,则适当加大左侧油缸的推力;在直线平坡段掘进时,则应尽量使所有油缸的推力保持一致。在均匀的地质条件时,保持所有油缸推力一致;在土石交界地层中掘进时,则应根据不同地层在断面的具体分布情况,遵循硬地层一侧推进油缸的推力适当加大,软地层一侧油缸的推力适当减小的原则来操作。7.3.3.3 盾构掘进姿态调整与纠偏在实际施工中,由于地质突变等原因盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并达到管理警戒值;在稳定地层中掘进,因地层提供的滚动阻力小,可能会产生盾体滚动偏差;在线路变坡132、段或急弯段掘进,有可能产生较大的偏差。因此应及时调整盾构机姿态、纠正偏差。(1)姿态调整参照上述方法分区操作推进油缸来调整盾构机姿态,纠正偏差,将盾构机的方向控制调整到符合要求的范围内。(2)滚动纠偏当滚动超限时,盾构机会自动报警,此时应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。允许滚动偏差1.5,当超过1.5时,盾构机报警,提示操纵者必须切换刀盘旋转方向,进行反转纠偏。(3)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,当盾构机出现下俯时,可加大下侧千斤顶的推力,当盾构机出现上仰时,可加大上侧千斤顶的推力来进行纠偏。(4)水平方向纠偏与竖直方向纠偏的原理一样,左偏时应加大左侧千斤顶的推进133、压力,右偏时则应加大右侧千斤顶的推进压力。7.3.3.4 方向控制及纠偏注意事项(1)在切换刀盘转动方向时,应保留适当的时间间隔,推进油缸油压的调整不宜过快、过大,切换速度过快可能造成管片受力状态突变,而使管片损坏。(2)根据掌子面地层情况应及时调整掘进参数,调整掘进方向时应设置警戒值与限制值。达到警戒值时就应该实行纠偏程序。(3)蛇行的修正应以长距离慢慢修正为原则,如修正得过急,蛇行反而更加明显。在直线推进的情况下,应选取盾构当前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,应使用使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。(4)正确134、进行管片选型,确保拼装质量与精度,以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。(5)严格控制纠偏力度,防止盾构机发生卡壳现象。(6)盾构始发时方向控制极其重要,应按照始发掘进的有关技术要求,做好测量定位工作。7.4 施工运输及隧道内管线布置7.4.1 洞内水平运输在盾构掘进过程中,施工运输水平采用有轨运输,隧道内采用43kg/m钢轨铺设四轨三线,在盾构机最后一节拖车后方(掘进方向为前方)设置一副道岔,道岔可以随着盾构机前进而移动,便于列车编组会车。隧道中间距一定距离设有道岔。每条隧道用三列编组水平运输设备,其中两列用于盾构掘进,一列用于隧底结构及联络通道的施工。掘进时一台55T电瓶车配碴车、砂浆罐135、车、管片运输车为一编组进行洞内物资与管片等的运送。另一列为一台35T电瓶车配混凝土罐车、材料车为一编组进行材料的运送。轨道铺设根据施工进度,详细布置如图7-4-1所示第一阶段(WDK8+550WDK8+050)第二阶段(WDK8+050WDK6+800) 第三阶段(WDK6+800WDK5+839)图7-4-1 轨道铺设平面示意图7.4.2 垂直运输垂直运输分为两个部分,第一部分为施工材料的垂直运输;第二部分为碴土垂直运输,起吊设备分别为26t和45t门吊。盾构井口安装有一台26T双梁门吊,进行对管片、机具、设备、材料等的下井作业。左、右两条线出碴口各配一台45T双梁门吊对各单线进行碴土出井吊136、装、卸车作业。7.4.3 施工通风与洞内管线布置(1)施工通风隧道内供风为单线单独供风,在各隧道井口安装一台2110KW轴流器风机对隧道内供风,风管直径1.4米。隧道内风管通过盾构机上风筒连接,将风接送到盾构机盾体内。(2)洞内管线布置根据盾构施工的特点,在隧道内布置“三管、四线”,三管即100的冷却水管(两根)、100的排污管(两根,其中正常使用一根,备用一根)和1400的通风管。三线即10KV高压电缆、380/220V照明线、通迅线和43Kg的运输轨线。其布置形式见图7-4-2洞内管线布置示意图。图7-4-2 洞内管线布置示意图(3)隧道内通讯隧道内采用一条5蕊光缆将盾构机上的盾构掘进参数137、与盾构机摄像头图像传递到地面监控室。在隧道内主要采用对讲机进行通讯连接,每1500米安装一台对讲机信号接受器(信号放大器)。7.5 管片堆放及防水材料粘贴7.5.1 管片场内运输与堆放(1)用平板汽车将三工区施工场的管片运输到五工区盾构施工现场。(2)管片运输到场地时应严格进行检查,主要检查管片龄期、表观质量、型号等。(3)采用32t轨道走行门机、管片夹具进行管片的吊装,卸管片时轻吊轻放,避免损坏管片边角。(4)管片应排列堆放整齐,并搁置在柔性垫条上,垫条厚度要一致,搁置部位上下一致。(5)管片堆放区地坪采用滨江新站顶板做好后,顶部进行回填后作为管片的存放区,要求回填后的场地坚实平整,管片应内138、弧面向上堆放整齐,堆放高度为3块。7.5.2 管片防水材料粘贴(1)按照设计,选购专业厂商生产的性能优良防水密封条、粘结剂,并对进场的防水材料按国家相关标准进行严格的检验,确保其质量合格后使用。(2)管片防水密封条粘贴:涂刷氯丁-酚醛胶结剂,涂刷前,管片应干燥,涂刷应均匀,密封垫沟槽应满涂;粘结剂涂刷后,晾置一段时间(一般512min,随气温、湿度而异),待手指接触不粘时,再将加工好的框形橡胶圈套入密封垫沟槽内;密封垫(框形橡胶圈)粘贴后,管片四个角部不得出现耸肩、塌肩现象,整个密封垫表面应在同一个平面上,严禁歪斜、扭曲。(3)每环管片防水密封条的粘贴后,应在设计或产品使用要求规定的时间之后,139、才能运送下井使用。(4)管片角部为防水的薄弱环节,角部密封垫应铺设到位,并在管片角部设自粘性橡胶薄片,以加强防水密封效果。(5)对粘贴好防水密封条的管片,在运输和装拼中应避免擦碰、剥离、脱落或损伤。7.6 管片拼装管片拼装是盾构法隧道施工的一个重要工序,是用环、纵向螺栓逐块将高精度预制钢筋混凝土管片组装而成,整个工序由盾构司机、举重臂操作工和拼装工等三种专业岗位工种配合完成。7.6.1 管片安装程序管片安装流程见图7-6-1。图7-6-1 管片安装流程图管片止水条及衬垫粘贴管片选型、下井和运输组织管片卸车、吊机倒运排序盾构掘进掘进一环(1.8m)管片安装区内的清渣、排水成环管片螺栓紧固管片环脱140、出盾尾后二次紧固管片就位与螺栓连接回收安装位置油缸管片安装机操作推进油缸顶紧就位管片7.6.2 拼装前的准备(1) 管片清理:管片下井拼装前,用灰刀清除管片上的浮灰、浮砂,对管片进行清理、冲洗。(2) 防水密封条、防水涂料检查:管片清理干净后,在地面上按拼装顺序排列堆放,按设计图要求,按规定粘贴传力垫及防水材料,经质检人员检查合格并填写管片防水材料粘贴检查表;(3) 将检查合格后已粘贴防水材料的管片及管片接缝的连接件和配件、防水垫圈等,用龙门吊运送到井下,装入管片车,由隧道内运输列车运送至工作面。(4) 对管片安装区内的渣土、积水进行清理。(5) 操作人员应全面检查管片拼装机的动力及液压设备是141、否正常。7.6.3 管片安装方法(1) 管片采用通用楔形环管片,安装点位以满足隧道线型为前提,重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值,确保有足够的盾尾间隙,以防盾尾直接接触管片。管片安装前根据盾尾间隙、推进油缸行程选择拟安装管片的点位。(2) 盾构掘进到预定长度,且拟安装封顶块位置的推进油缸行程大于1.8m时,盾构机停止掘进,进行管片安装。(3 )为保证管片安装精度,管片安装前需对安装区进行清理。(4) 管片安装时必须从隧道底部开始,然后依次安装相邻块,最后安装封顶块。每安装一块管片,立即将管片纵环向连接螺栓插入连接,并戴上螺帽用电动扳手紧固。(5) 在安装封顶块时先搭接1.2m以安142、装机径向顶进,调整位置后缓慢纵向顶推,为防止封顶块顶入时损坏防水密封条,应对防水密封条进行涂润滑油作润滑处理。(6) 管片块安装到位后,应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,其顶推力应大于稳定管片所需力,然后方可移开管片安装机。(7) 管片环脱离盾尾后要及时对管片连接螺栓进行二次紧固。(8) 安装管片时采取有效措施避免损坏防水密封条,并应保证管片拼装质量,减少错台,保证其密封止水效果。安装管片后顶出推进油缸,扭紧连接螺栓,保证防水密封条接缝紧密,防止由于相邻两片管片在盾构推进过程中发生错动,防水密封条接缝增大和错动,影响止水效果。7.6.4 管片安装质量保证措施(1)由经验丰富的专业管片安装人143、员进行管片拼装,拼装过程由工程技术人员根据验收标准进行过程验收,保证拼装质量。(2)严格进场管片的检查,有破损、裂缝的管片不采用。下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和防水密封条,以免损坏。(3)防水密封条粘贴前,应将管片进行彻底清洁,以确保其粘贴稳定牢固。(4)管片安装前应对盾构机管片安装区进行清理,清除如污泥、污水,保证安装区及管片相接面的清洁。(5)严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。(6)管片安装时必须运用管片安装的微调装置将待装的管片与已安装管片块的内弧面纵面调整到平顺相接以减小错台。调整时动作要平稳,避免管片碰撞破损。(7)同步注浆压力必须得到有效控制,144、注浆压力不得超过限值。(8)管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。7.7 同步注浆及二次补强注浆盾构施工引起的地层损失和盾构法隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结以及地下水的渗透,是导致地表、建筑物以及管线沉降的重要原因。为了减少和防止沉降,在盾构掘进过程中,要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填管片背后空隙。注浆工艺流程见图7-7-1。图7-7-1 注浆工艺流程图7.7.1 注浆目的(1)及时填充管片背后空隙,支撑管片周围岩体,有效地控制地表沉降;(2)凝结的浆液将作为盾构施工隧道的第一道防水屏障,增强隧道的防水能145、力;(3)为管片提供早期的稳定并使管片与周围岩体一体化,有利于盾构掘进方向的控制,并能确保盾构法隧道的最终稳定。7.7.2 注浆方式在盾构掘进过程中,通过盾尾注浆管在掘进的同时进行注浆的同步注浆。必要时,在管片脱出盾尾后,通过管片上预留的注浆孔进行补强的二次注浆。7.7.3 同步注浆同步注浆采用盾构机自带的注浆泵在盾尾内的预留注浆孔注入,及时填充管片与地层间环形空隙、控制地层变形、稳定管片结构、控制盾构掘进方向,加强隧道结构自防水能力,对管片背后采用盾尾内置的注浆管进行同步注浆。 (1)砂浆配比由于盾构隧道大部分为砂岩、板岩,结合国内大断面土压平衡盾构施工实例,同步注浆采用水泥砂浆,浆液的配比146、如表7-7-1。表7-7-1 同步注浆材料初步配比表水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)砂(kg)水(kg)外加剂胶凝时间12038050780240按需要根据试验加入80445606843530610h(2)浆液主要性能指标胶凝时间:一般为310h,根据地层条件和掘进速度,通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段,可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂,进一步缩短胶凝时间,获得早期强度,保证良好的注浆效果。固结体强度:一天不小于0.2MPa(相当于软质岩层无侧限抗压强度),28天不小于2.5MPa(略大于强风化岩天然抗压强度)。浆147、液结石率:95%,即固结收缩率5%;浆液稠度:812cm;浆液稳定性:倾析率(静置沉淀后上浮水体积与总体积之比)小于5%。(3)注浆模式注浆可根据需要采用自动控制或手动控制方式,自动控制方式即预先设定注浆压力,由控制程序自动调整注浆速度,当注浆压力达到设定值时,自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量,以防注浆速度过快,而影响注浆效果。一般不从预留注浆孔注浆,以大大降低从管片渗漏水的可能。(4)注浆设备配备搅拌站:在滨开区间的滨江新城站端头设1座HZS75砂浆搅拌站,搅拌能力75m3/h。(5)主要参数注浆压力同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及土压力之和148、,做到尽量填补而不宜劈裂。注浆压力过大,隧道将会被浆液扰动而造成后期地层沉降及隧道本身的沉降,并易造成跑浆;而注浆压力过小,浆液填充速度过慢,填充不充足,会使地表变形增大,本工程同步注浆压力设定为0.30.5MPa,并根据监控量测结果作适当调整。注浆量同步注浆量为管片背后理论量的130180。注浆时间及速度盾构机向前掘进的同时,进行同步注浆,同步注浆的速度与盾构机推进速度相匹配。注浆顺序在每个注浆孔出口设置压力检测器,以便对各注浆孔的注浆压力和注浆量进行检测与控制,从而实现对管片背后的对称均匀压注。7.7.4 二次补强注浆二次补强注浆一般在管片与围岩间的空隙充填密实性差,致使隧道变形得不到有效149、控制或管片衬砌出现渗漏的情况下才实施。施工时采用隧道监测信息反馈,结合洞内超声波探测管片衬砌背后有无空洞的方法,综合判断是否需要进行二次注浆。二次注浆材料要可注性强,对同步注浆起充填和补充作用。当地下水特别丰富时,需要对地下水封堵。同时为了及早建立起浆液的高粘度,以便在浆液向空隙中充填的同时将地下水疏干(将地下水压入地层深处),获得最佳充填效果,这时需要将浆液的凝胶时间调整至30150s,必要时二次注浆可采用水泥-水玻璃双液浆。双液浆的初步配比见表7-7-2。表7-7-2 双液浆浆液配比表浆液名称水玻璃水灰比稳定剂减水剂A、B液混合体积比双液浆35Be0.81.02%6%01.5%1:11:0150、.37.7.5 注浆效果检查采用双指标标准,即注浆压力达到设计压力或注浆压力未达到设计压力,但注浆量达到设计注浆量,即可停止注入。注浆效果检查主要采用分析法,即根据P-Q-t曲线,结合掘进速度及衬砌、地表与周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断。必要时采用无损探测法进行效果检查。7.7.6 质量保证措施(1)进行详细的浆液配比试验,选定合适的注浆材料,添加剂及浆液配比,保证所选浆材配比、强度、耐久性等物理力学指标满足设计的工程要求;(2)制定详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序,严格按要求实施注浆、检查、记录、分析,及时做出P(注浆压力)-Q(注浆量)-t(时间)曲线,分析注浆效果,151、反馈指导下次注浆,并及时报告业主和现场工程师;(3)成立专业注浆作业班组,由富有经验的注浆工程师和技术工人负责注浆技术工作;(4)根据洞内管片衬砌变形和地面及周围构筑物变形监测结果,及时进行信息反馈,修正注浆参数和施工方法,发现情况及时解决;(5)做好注浆设备的维修保养、注浆材料供应,以保证注浆作业顺利连续不中断进行;(6)做好注浆孔的密封,保证其不渗漏水。7.8 碴土管理在盾构施工中碴土的管理也是一个重要的内容,特别是在软硬不均和全段面土层中掘进时更应该对做好碴土管理工作。国内外的盾构施工经验,在盾构施工中尤其在复杂地层盾构施工中,进行碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速施工的一项不可缺少152、的重要技术手段。碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓或螺旋输送机内注入泡沫或膨润土,利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与碴土混合,其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力,以满足在不同地质条件下采用不同掘进模式掘进时都可达到理想的工作状况。7.8.1 碴土改良剂性能参数泡沫的膨胀率(液体的流速:空气的流速)=1:61:15泡沫的注入比(泡沫的加注速率/土壤的开挖速率100%)=40%100%泡沫浓度(泡沫原液的体积/泡沫溶液的体积)=1%3%7.8.2 碴土改良的主要技术措施根据本工程的地质条件和以往153、盾构施工的经验,采取如下主要技术措施。全、强、中、微风化板岩的掘进中,拟采取分别向刀盘面和土仓内注入泡沫的方法进行碴土改良,必要时可向螺旋输送机内注入泡沫。同时,采用滚刀与齿刀混合破岩削土或全齿刀削土、增大刀盘开口率等方法来防止泥饼形成。泡沫的注入量为每环110120L左右。在其它含水地层采用土压平衡模式掘进时,拟向刀盘面、土仓内注入泡沫剂,并减少排碴量,以利于螺旋输送机形成土塞效应,防止出碴口堵塞,涌水较大时,注入高分子聚合物防止喷涌。7.8.3 防泥饼措施盾构掘进时易在刀盘,特别是刀盘的中心部位产生泥饼。施工中拟采取的主要技术措施为:(1)加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理,特别是在粘性土154、中掘进时,要更加密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。(2)刀盘前部中心部位布置有数个泡沫注入孔,在这种地层掘进时可以适量增加泡沫的注入量和选择比较大的泡沫加入比例,减小碴土的黏附性,降低泥饼产生的几率。(3)在粘性土地层中的土压平衡盾构施工区段,土压力的设定以理论的土压力为基础,并作适当降低,具体可根据实际操作作调整。但在施工过程中必须观测分析盾构穿越地层的特性,在推进过程中应充分了解施工速度、盾构掘进性能、泥土温度之间的能量转换关系及其对“泥饼”形成的影响。控制好推进速度,减少“泥饼”产生的机率。(4)严格控制土砂密封温度,其密封温度与刀盘的冷却程度有很大关系,循环水是刀盘冷却系统的主155、要介质。当外界气温高于 30、隧道内通风系统的功能较差时,随着单环掘进时间的增加,土舱内的温度很容易上升,因此应控制冷却水的温度,必要时需使用冰水。(5)盾构施工要求“连续、快速、稳定 ”,长时间的停机会导致土舱内土压逐步升高、流动性减弱、刀盘及刀具板结泥饼的可能性增加;掘进速度太慢,通常掘进一环 (1800 mm )需要4小时以上,生成泥饼的可能性也就增加了。(6)盾构施工中的开舱检查好比人的体检一样,要定期进行,而不是在出现病态后才采取补救措施。定期的开舱可以较准确地掌握前方地层的地质状况和刀具的磨损情况,对刀盘结泥饼可起到预防作用,当检查出刀盘有泥饼粘着的情况时应及时、彻底清理。7.8.156、4 出碴量、性状鉴别与碴温的控制通过调节掘进速度和螺旋输送机的转速来控制出碴量,防止冒顶,保护上部地层的稳定。在施工中随时对碴土温度、碴土砂石的含量判断所掘地层的岩性。碴温的控制是指通过对碴土温度的感知了解刀具的工作环境,同时指导碴土改良,对刀具进行保护。7.9 特殊地段盾构掘进关键技术及控制措施7.9.1 盾构在软硬不均地层掘进施工措施在软硬不均地段施工时,对于多种岩层构成的交互层结构,由于抗压强度变化范围较大,裂隙较为发育,盾构刀盘及刀具受力不均,极易造成盾构机刀盘及刀具的非正常损坏,也会导致盾构掘进时姿态变化较大,所以在此类地层段掘进时避免刀具的非正常损坏和保持盾构姿态正确为施工的重点。157、其主要施工措施如下:(1)地质调查在施工前进行了详细的补充地质勘探,全面掌握隧道洞身及上覆工程地质与水文地质情况。需特别探明的项目如下:1)软硬不均地段的硬岩分布位置和占开挖面积,软土的类别和相应参数。2)硬岩的侵入隧道的高度和走势。3)硬岩的风化状况、裂隙发育情况、强度和整体性。4)软硬不均地段的上方覆土类别。(2)刀具选择与计划管理1)在盾构刀盘设计中充分考虑本标段工程地质条件,刀盘采用适合软硬不均及连续硬岩段掘进的可以将滚刀和齿刀互换的结构。2)根据本标段工程地质条件,结合以往在类似工程中施工和刀具管理的经验,合理选择刀具供应商,刀具供应商的选择以适应性强为原则。3)针对地层软硬不均的情158、况,特别是硬岩分布的位置,结合各种刀具的破岩特点,合理选择与配置刀具。4)在软硬不均地层掘进时,主要采取滚刀滚压破岩。针对于硬岩的强度和整体性、掘进距离、含砂量等特点,确定需要安装滚刀的位置、超前量、数量、类型。5)根据软硬不均段、土层段、岩层段的各段长度,结合以往在类似地层的施工经验,有计划的选择盾构机刀具更换位置,施工过程中结合既定换刀计划进行控制。6)在掘进施工过程中严格按照掘进技术交底进行掘进模式与掘进参数控制,并根据掘进参数变化、碴土性质、温度等及时分析掌握刀具情况,确保盾构掘进过程中的刀具磨损情况始终处于可控状况。(3)掘进参数选择与碴土管理1)在该种地层段掘进时,主要通过控制推力159、和扭矩的最大值,保持合适的刀具贯入度进行掘进。主要做到快速通过,具体掘进参数拟定如下:总推力根据实际情况确定。刀盘转速取1.51.8rpm。刀具贯入度一般控制于10mm/r之内。2)掘进过程中做好掘进施工参数的统计与分析。并结合地面监测信息对掘进参数进行不断优化,保持施工高效进行。3)碴土管理在软硬不均地层中,土仓压力应根据隧道上部土层或软岩地层的埋深和相关物理参数等通过计算确定。结合以往在该类地层中掘进施工的经验,对出碴量进行管理与控制。结合软硬不均的特点,掘进过程中通过盾构上配置的泡沫注入设备向土仓中添加泡沫,加强碴土改良。掘进过程过程中必须由专人进行碴土温度、成分、性质等进行掌握与分析。160、通过对碴土性状的了解与分析,检查碴土改良效果、掌握刀具磨损情况等。4)在软硬不均地段施工时,及时根据导向测量系统的测量成果,确定盾构机姿态的变化量,并根据姿态的变化情况调节四组油缸的推力,保证盾构机尽量拟合设计线路掘进。5)加强对管片姿态的监测,必要时采取措施进行控制,保证隧道线型质量。(4)同步注浆本标段同步注浆采用凝结速度快、结石率高的水泥砂浆进行。同步注浆以注浆量与注浆压力双重标准进行控制,确保管片背后回填密实,确保同步注浆达到作为隧道第一道防水屏障、控制地层损失和尽早保持管片稳定等三个重要作用。(5)开仓控制在刀具更换计划中尽量避免在上软下硬地层段进行开仓检查或更换刀具。但若在施工过程161、中必须在上软下硬地层进行刀具检查与更换时,开仓前必须采取相应的技术措施以确保开仓施工安全。一般情况下,需采取的技术措施如下:1)结合工程地质条件,通过地面或盾构机的超前探空对盾构切口环前后地层进行加固处理。加固后进行效果评价,并进行有害气体检测,然后再进行开仓检查。2)在刀盘附近按布置沉降监测点,刀盘前后各设一个监测断面,并布设深层沉降观测点。3)开仓过程中,派专人在地面进行巡检,并加强地表沉降观测。4)开仓后,根据掌子面地质情况,必要时对切口环及刀盘开口进行封堵。开仓过程必须由有丰富经验的土木和刀具管理工程师进行值班。地质工程师应定期检查掌子面地质变化情况。5)制定相应的应急预案,并配备足够162、的应急物质和人员。7.9.2 盾构在上部为富水砂砾层的风化深槽中掘进施工措施从目前掌握的地质情况,ZWDK6+860ZWDK7+100之间地质较差,表层为粉质粘土、硬塑、厚约212.5m,夹层为细圆砾土、饱和、厚约14m,下伏基岩为元古界冷家溪群板岩、W2W4、厚约1925m,与白垩系地层为不整合接触。该段为越江段,洞身埋藏较浅,洞身范围以强风化为主,局部弱风化,岩体破碎,节理裂隙十分发育,部分裂隙与上部圆砾土及湘江水连通,易将隧顶圆砾土富水层中水或湘江水导入隧道,产生管道流突涌水。在该段盾构施工时要采取主要技术措施如下:(1)盾构始发完成后,有计划地进行刀盘、刀具检查,预先采用在合适位置进行163、地层加固或带压作业等方式,有计划的进行刀具检查,并根据检查的结果进行刀具磨损分析、制定刀具维修与更换方案,进行有计划的刀具检查、维修与更换,确保设备完好率,提高施工效率,减少被动停机。(2)选择合理的掘进参数,适当降低掘进速度,加强盾构姿态调整与控制,保证盾构掘进方向满足规范及设计要求。(3)盾构机同时配备有泡沫(聚合物)系统、膨润土系统和加泥系统等碴土改良系统,通过添加泡沫、膨润土泥浆、聚合物等措施,形成非渗透性和流塑性的碴土。(4)适当加大注浆量,有效地填充盾尾空隙,并及时进行二次补充注浆,控制地表沉降。(5)盾构掘进中加强盾尾密封油脂的注入,确保盾尾密封效果;加强铰接处的密封检查,及时调164、节密封压板螺栓,保证其密封效果。(6)加强螺旋输送机维护与维修保养。(7)针对本段的工程情况,事先编制施工应急预案和进行现场准备,以防其它突发性事件的发生。7.9.3 盾构穿越断裂带的掘进施工措施根据现有资料,在盾构通过断裂带施工时要采取的主要技术措施如下:1)施工前在断裂带范围布孔进行补充地质钻探,进一步详细掌握断裂带的分布宽度、走向等情况,弄清其对盾构施工的影响。2)盾构掘进到达断裂带前,对盾构机进行全面保养维修,保证盾构机况的良好。3)盾构掘进中加强盾尾密封油脂的注入,确保盾尾密封效果;加强铰接处的密封检查,及时调节密封压板螺栓,保证其密封效果。4)破岩方式以滚刀为主,采用土压平衡模式掘165、进,确保工作面的稳定;盾构掘进过程中向土仓内和掘进面及螺旋输送机内注入添加材料,改善碴土性能,提高碴土的流动性和止水性,以防失水。5)加强地表沉降、地下水位及房屋倾斜监测,并及时反馈施工。6)预备好钻机、压水泵和双液注浆泵,一旦出现因地层严重失水引起地表沉降较大,立即采取相应措施从地表向地层补充注水,以保证正常的地下水位,从而减小地表沉降。7)调整同步注浆的浆液配合比,使用凝胶时间较短的浆液,严格控制注浆程序,确保注浆效果。8)掘进中密切关注盾构掘进参数和盾构姿态状况的变化,及时判断掘进到高强度硅化角砾岩脉时刀盘是否明显偏载,一旦出现偏载可采取降低推力、降低转速掘进以防刀盘损坏。9)在断裂影响166、带泥质粉砂岩段(7、8号地层)掘进时,采用滚刀和齿刀破岩,半敞开式掘进。采取向刀盘面和土仓注入泡沫来防止刀盘结泥饼,并改善碴土流动性。同时密切关注盾构机掘进参数变化和碴土状况的变化,一旦遇到次生断层,应及时转换掘进模式为土压平衡模式,以防开挖面地层失稳、涌水而引起大的地表沉降。7.9.4 盾构下穿建筑物、管线、道路等施工措施本段盾构隧道地表环境复杂,需下穿和距离隧道较近的建筑物、河流与管线繁多,主要有长沙电缆、供水及燃气管道、安居乐园小区、长泰大厦、东风高架桥、枫林小区、观沙岭绿化广场人防工程、下大垄经适小区、银盆岭大桥、阳光大厦2楼、既有线、道路、湘江等地表构筑物和河流,为保证盾构的顺利通过167、,特制订如下措施。(1)盾构通过前1)做好建筑物和管线调查。工区成立专门的建筑物和管线调查小组,在投标前调查的基础上,对照投标设计图,对隧道通过段的地表情况进行详细的调查,准确绘制出两侧各房屋、建筑物和管线与盾构隧道的位置关系,特别是建筑物基础与盾构隧道的位置关系。并请有资质的房屋鉴定单位对影响范围内的房屋进行鉴定出具报告;2)严格按设计进行房屋加固处理。3)制定切实可行的监测方案,严格按规范和方案施作。4)与房屋业主做好协调,将盾构预计到达建筑物(包括建筑物、管线、道路等)的时间和可能对建筑物产生的影响告知建筑物的所有者和使用者,与建筑物的所有者和使用者一起做好建筑物保护工作。5)制定相应的168、应急方案,备足应急材料。(2)盾构掘进通过1)采用合适模式掘进,根据前期施工情况,选择合适掘进参数,掘进通过。2)加强碴土管理,同时掘进关注碴土成分及夹杂物以及刀盘前方响声,一有异常停止推进,判断安全后方可恢复掘进。3)加强施工监测,地面24小时监控,及时反馈数据,指导施工,发现地表沉降异常,立即采取地表跟踪注浆等基础加固措施。4)严格控制同步注浆,每环注浆量保证大于13方。根据地表反馈信息,及时调整注浆参数、以及胶凝时间。5)加强施工管理和机械保养,保证“安全、连续、快速”通过。(3)盾构通过后跟踪监测,必要时通过注浆加固地基,控制沉降,确保建(构)筑物安全。7.10 开仓作业在盾构机掘进过169、程中由于掌子面可能存在孤石、地层软硬不均或者出现异物,导致刀具受到较大冲击、偏压;粘土与砂或破碎石粉有可能形成泥饼,导致局部泥浆糊刀或无法进行推进。必须采取开仓作业进行处理。7.10.1 常压开仓换刀作业(1) 初步开仓计划负责刀盘的工程师根据总体规划,结合近期盾构机的掘进报告,可以初步的提出刀具的更换方案,提前做好设备、材料的准备,并与土木工程师及掘进司机沟通,确定准确的开仓地点和时间。(2) 开仓审批开仓的技术方案经过工程部与设物部讨论,由两部部长编制,土木总工程师审核,项目经理审批。并经监理同意后方可开仓,并将结果报项目经理。(3) 人员进仓前的准备土仓减压后仓门不开,看仓内压力是否变化170、,若无变化则可以开仓,若有变化则需加固后再开仓。打开仓门后,先向碴仓内输送高压风510分钟,用以给刀盘降温和输送氧气,然后用水将刀盘冲洗干净,特别是需要更换的刀位。(4) 刀具检查、拆除 检查刀盘内地质环境状况,确认无误后才可开始刀盘的检查,刀盘的检查至少由两人完成,一人检查,一人在人员仓门口记录看护。 利用大扭矩的风动扳手将需更换刀具的螺栓拆下,并将刀具运送出碴仓,同时将需安装的新刀具吊到位。对于在换刀中常常碰到的因变形严重难以取出的中心刀具螺栓,采用割除螺栓螺帽的方法拆除。刀具更换主要包括:刀盘清理、刀具拆除、刀具安装、整体检查。(5) 试掘进开仓作业完成后经过检查,确认刀盘内没有人员、换171、刀工具或者其它物品,关闭仓门,准备开始掘进。在掘进之前,刀盘以低速空转1015分钟,直到刀盘扭矩值很小且没有大的变化,逐渐加大推力,并保持1到2环的低推力推进,再根据掘进情况和碴土的状态选取正确的掘进参数。7.10.2 带压进仓作业7.10.2.1开仓前的准备(1)配备足够的更换刀具,及相关的配件和机具和材料;(2)检查确认压力仓内外安装配置的各种仪表、按钮、开关阀、照明设施的性能和可靠性;(3)对人员仓、保压系统以及土仓密封性能进行调试,并采取相关应急措施;(4)指导所有参与带压作业的人员对人仓系统的功能和操作培训,熟悉现场作业环境,了解带压进仓的目的和内容;(5)检查气源空气压缩机的能力及172、性能,并配备三台20m3内燃空压机与储气罐相连接,对土仓的空气质量进行检测,确保无有害气体和空气置换正常;(6)检查盾构机配备的风、水、电路的情况,并保证洞外风机的正常运行和洞内的空气畅通。(7)根据刀盘周围地质情况,确保土仓保压性能,并根据地层情况对土仓内加注膨润土及溶液添加剂,使工作面形成泥膜,有效防止气压泄露;(8)带压作业前,必须实行签认制、由各工区主要负责人和带压进仓人员共同签认,确保各项保证措施的充分和可靠;(9)为了确保带压作业的安全可靠,特邀请长期从事高压作业的广州救助打捞局专业人员到现场进行指导和协助,并对带压进仓人员进行身体复查、带压作业培训和安全教育。7.10.2.2带压173、进仓程序(1)开仓条件软岩、含水丰富地段掘进时,地层无自稳能力,必须由盾构机来提供使地层稳定的支撑压力(EPB),这种情况下便需采用带压进舱模式来进行刀仓内的各项工作,开仓条件为经过加气加压,确定气压能够支撑土压力时,才能开仓。(2)对作业人员的要求应熟悉进舱作业程序并能严格遵守作业程序及安全规定。空气仓的操作由受过训练的人仓管理员(拟聘请专业打捞局人员)执行。所有人仓管理员需要用到的操作和显示元件均放在空气仓的外面。通过压缩空气测试并经过相关培训的人员才可进入人仓。空气仓中配备了统一的元件(测压计、对讲机、电话等)。作业人员进仓时必须遵守和执行所有安全规则;作业人员应熟悉刀盘及刀具的检查、刀174、具更换工作程序。必须定期检查所有部件(显示仪、条形记录器、热系统、钟、温度计、密封和阀)的功能。定期检查通讯设备和紧急电话设备是否能按照规定要求工作。所有空气仓前部和内部的警示和信息标志都必须遵守。必须严格遵守减压程序。(3)人员准备结合以往开仓施工的具体情况,在充分考虑到施工安全方面及施工作业质量保证方面的问题,应安排体质好、有责任心和风险意识强的工人参与换刀作业。在开仓前针对施工过程中的操作注意事项组织施工人员进行培训学习,人员培训由设物部组织,工程部协助。预计进行换刀施工人员组织情况如下表:序号项目人数备注1总指挥2整体工作协调和下达作业命令2调度2工作联系与协调3班长2熟悉进仓施工流程175、4刀具检查处理人员16熟练工5协助人员6包括材料供应、工具准备等6电工2照明接入7机械维修工4风、水接入和保障8刀盘、刀具主管工程师1技术指导、刀具评估9土木工程师2地质评估、安全监督10机电工程师2设备故障排除11专职安全员1施工过程安全监督(4)作业前准备工作刀具工程师根据地质情况,结合以往检查刀盘和刀具磨损速度做出刀具更换计划;作业人员根据计划准备更换刀具数量和换刀所需的相关机具,并依次提前存放人仓内外;作业前再次确认人仓内外设备的完好性,检查仪表、加热系统、温度计、通讯设施和开关阀等是否完好,检查门密封面是否干净、密封是否损坏;保证人仓所有设备处于完好状态。(5)土仓出碴确认设备正常及176、开仓机具、物资、配件、防护用品齐全后进行土仓出渣,首先根据地层埋深以及本段掘进参数土压值(1.5bar),确定土仓压力,为确保地表及土仓安全,压力值取掘进参数的1.3倍即1.9bar,将保压系统压力调节阀调整值设定在1.9bar后,打开保压系统开关阀进行土仓气压自动补充,然后旋转螺旋输送机,通过土仓体积计算渣土方量,先将土仓内碴土排出1/3,停机30min观察土仓的气压及地表沉降情况,如果压力稳定(加气量正常),地表无沉降和气体泄露,继续再将土仓内渣土出至刀盘1/2的位置,再次停机30min观察土仓和地表变化情况,在所有数值变化正常时,将渣土排出至土仓2/3处停机,在此过程中应注意保压系统气压177、补充能力是否能与出碴同步。(6)保压实验在土仓渣土排出至规定值后,进行带压进仓前土仓和人员仓保压实验,首先将人员仓主副两仓的仓门关闭,进行舱内加压至2.5bar,停留1小时观察人员仓气压变化情况,确认无泄露后,将人仓气压排放并调整溢流阀参数值到带压要求1.9bar位置,然后再次加压,确认人仓气压值能否稳定在设定的1.9bar。在人仓测试时间压力的同时,观察土仓压力密封效果,当所有系统及参数检测正常后,将进行开仓步骤。(7)进仓步骤把每班作业所需刀具、机具等放入主仓,作业人员进入主仓室,关闭主仓的空气仓门并确保正确锁好,关闭压力挡板上的卸压球阀(在EPB模式下一般都是关闭的),仓内管理员随时保持178、与舱外压力操作控制人员联系,操作管理员慢慢打开进气开关阀,严格按照20BL/min的流量增加主仓室的压力值到设定压力值,主仓室内的人员可根据仓内温度调节加热系统。当主仓室的压力值同等于盾构机土仓的压力时,主仓内人员缓慢打开主仓和土仓之间的卸压球阀开关,在主仓和土仓之间进行了压力补偿之后,将土仓压力挡板的门打开人员进入土仓。首先由土木工程师检查地质情况,确定安全后,由刀具工程师检查刀具磨损情况,根据刀盘检查情况及刀具磨损与损坏情况,确定更换的刀具。然后由作业人员进仓换刀。(8)土仓作业作业人员在土仓工作期间由自动保压系统的恒压器向刀盘供气,保证土仓内气压保持在设定值,作业期间必须随时检查气体流量179、计以保证土仓的通风效果将废气排出。土仓内作业采用轮班制,根据工作压力PW在带压工作减压表中选择合适的工作时间TW(参考值:工作压力1.9bar、工作时间90min,具体参数值由打捞局作业技术人员和作业医生确定),工作人员每班34人。作业人员在土仓内到达规定时间时,需迅速离开土仓和主仓,进入人仓副仓,关闭好主副仓之间的压力门,然后通过作业时间按照卸压程序进行副仓降压,最后打开副仓仓门人员撤离压力仓。下一班作业人员按照以上作业程序由副仓进入,当副仓加压与主仓同压时,将主副仓之间的压力门打开,人员进入主仓和土仓进行刀具更换作业。作业过程中物资、机具、配件的供应均由副仓按照加卸压程序提供。每人每天带压180、作业及卸压总时间不宜超过4.5个小时,但可根据工作量的大小按照带压工作减压表适当调整工作时间。7.10.2.3人仓降压、撤离(1)人员离开土仓和主仓进入副仓;(2)关闭主仓和副仓之间的空气仓门;(3)空气仓内的人员通过电话及对讲机与舱外操作管理员联系;(4)人仓操作管理员通过门阀开始逐渐降低副仓中的压力,并同时观察副仓压力表和流速计,同时,人仓管理员通过门阀卸压阀开始对空气仓的通风,但此时不应再升高压力;(5)调节门阀和卸压阀直到副仓压力能稳定而缓慢的下降;(6)当人员仓内的压力到达了第一阶降压的压力, 人仓操作管理员通过调节门阀和卸压阀将压力保持在这一阶段值上,确保舱内的通风;(7)在压力保181、持期内和降压过程中空气仓人员可打开加热系统进行温度调节,推荐的温度范围在15-28之间;(8)此后,可打开副仓的空气仓门,人员离开副仓。7.10.2.4安全保障措施(1)进仓前对作业人员身体状况进行确认;(2)当主仓室在压力下工作时由于安全原因副仓常常是没有压力的,副仓的两个门都是关闭的;(3)为了仓内人员的健康必须逐渐升高空气仓的压力,将压力缓慢上升到操作设定压力值。(4)时常检查流速计以确保主仓通风;(5)随时监测仓内人员的健康状况,一旦仓内人员出现任何不适现象立即中断进气并降压让不适人员离开人仓;(6)带压进仓人员按照培训知识注意保护自己,仓内工作环境比较差,作业人员遇见突然事件要保持镇182、定。(7)刀盘作业时注意防止作业的工具、材料掉入到刀盘内。(8)地表检测人员24小时进行地表检测与观察,仓外人员和主机室人员要随时观察气压、刀盘仓压力的变化情况,如有变化,或遇突发情况,及时通知现场指挥人员,及时通知作业人员全部撤离至人员仓并第一时间关闭土仓门,然后通过减压程序出仓。(9)严禁带易燃、易爆(如打火机和手机)、带电或化学物质(如密封胶)、饮料(矿泉水除外)进仓。(10)按照进仓安全操作规程作业,压力升降按阶梯次序进行。(11)土压仓作业时必须确保土压仓门处于开启状态。(12)人员仓分为主仓和副仓,当仓内人员需要材料、物品、工具等部件时,可通过外界将这些东西放置在副仓内部。通过升、183、降压,主仓内的人员可打开通道门拿取物品。(13)保证人行走通道的畅通,保证信息沟通能够迅速,准确。(14)事前配备高压氧仓,随时具备送往氧舱的保压的条件。(15)盾构供水、供电、盾构上的空压机、保压系统和照明系统处于良好的工作状态。(16)由项目经理负责本次带压进仓的总体指挥和协调,机电总工负责现场组织和调配人员以及下达相关操作命令,项目书记和土木总工现场协调指挥,生产经理和安全经理一起组织好人员、资源、安全的各项事宜。(17)调度负责运输车辆组织(井下列车和地面车辆指挥),办公室负责带压人员的改善生活伙食。7.11刀具管理刀具管理在盾构施工中具有重要的位置,制定合理的刀具管理计划和方案对保证184、进度、控制成本和施工安全均起着重要的作用。特别是在软硬不均段中掘进施工时更需要详细考虑。包含全断面岩层段外,还包含软硬不均段和全断面土层段,因此需要制定合理的刀具管理计划进行刀具管理。7.11.1 刀具管理流程刀具管理包括地质分析、管理计划的制定、换刀作业、刀具的维修、掘进中的刀具管理、磨损量的统计分析等,各项之间存在紧密的联系,是一个完整的体系。刀具管理流程见图7-11-1所示。图7-11-1 刀具管理流程图 7.11.2 刀具组合配备刀具的类型包括单刃滚刀、中心滚刀、齿刀、切刀、刮刀、仿形刀等,施工中通过在刀盘上安装不同类型的刀具以适应不同地层的开挖。在岩层中掘进时刀盘需安装单刃滚刀、中心185、刀,在软岩中掘进时可以根据需要把单刃滚刀、中心刀更换为对应形式的齿刀。在实际施工中需要根据刀具磨损数据分析结果对换刀位置重新确定换刀计划。如果开挖中刀具出现异常急需要更换,对地层加固采用敞开模式进行更换刀具。表7-11-1 刀具配置表刀具类型数量(把)刀具类型数量(把)单刃滚刀47切刀104双刃中心滚5刮刀16注:双刃滚刀直径17“,单刃滚刀直径17“,刮刀径向伸出量140mm,切刀宽度160mm,切刀伸出量140mm。7.11.3 换刀计划根据地层情况制定合理、可靠的换刀计划是刀具管理的主要内容,也是隧道顺利掘进的前提。根据本工程的地层特点,结合在类似工程的施工经验,按以下原则制定刀具管理计186、划:盾构机在始发掘进100米(WDK8+450)、进入湘江前(WDK7+510)、进入江中断裂带前(WDK7+050)、江中断裂带后(WDK6+800)根据地层情况进行开仓检查、更换刀具。 根据以前盾构机在砂质板岩地层掘进用刀经验平均每个刀圈的开挖方量约为150-200米,刀具换刀计划按上述开仓位置为基础,每掘进150米,进行开仓检查、更换刀具。具体换刀位置根据地层稳定情况进行确定,确保换刀作业的安全。在软硬不均地层及强风化地层中如果不具备开仓条件,可采取带压作业进行换刀。穿越湘江前要选择合适地层对刀具进行全盘更换,确保快速通过。7.11.4 掘进施工中的刀具管理掘进施工中的刀具管理的是很重要187、的一个内容,如果施工中刀具管理不到位会直接增加换刀次数,影响施工进度,严重时会对刀盘造成破坏。刀具管理主要包括一下几个方面内容:(1)控制油缸推力在一定范围内。如果推力太大则会使刀圈受力过大,导致刀圈断裂,如果太小,作用在刀圈上的摩擦力小,导致刀具不能转动,产生偏磨。(2)控制刀盘的转速。在硬岩中掘进时如果刀盘转速过大,则会使刀盘在经过岩层交界面使刀具受到冲击力过大,造成刀具损坏。(3)控制掘进速度。如果速度过快,则刀具贯入量过大,会导致刀具过度的磨损。(4)注入足够的泡沫剂。在施工中泡沫剂除了改良碴土的作用之外,还能够在掌子面上形成泥膜,对刀具起到保护作用。7.11.5 换刀作业换刀作业是一188、种危险性较高的作业,因此需要制定一套开仓作业程序,在换刀作业中严格执行,保证换刀作业的顺利实施。根据掌子面的情况,换刀作业可分为敞开式换刀和带压进仓式换刀两种作业形式。敞开式换刀作业工作内容包括如下几个方面:(1)开仓作业。当土仓内排气后,需再等一段时间,观查土仓压力变化,推断掌子面的稳定性。确定掌子面稳定后才能开仓作业。(2)做好物资准备工作。换刀之前准备工具、准备更换的刀具。(3)做好后勤保障工作。换刀之前启动应急预案,应急小组随时处于待命状态。(4)换刀作业连续进行。换刀过程中掌子面处于暴露状态,由于地下水的侵蚀,自稳性差,应该抓紧时间换刀,保证施工人员的安全,并且在换刀过程中派专人对掌189、子面进行监控,发现征兆,人员马上撤离。(5)合理进行人员配备。配备有施工经验的人员进仓作业,提高换刀效率。(6)换刀完成。换刀完成后清点工具数量,防止留在土仓内,影响后续掘进施工。(7)关闭仓门。人员撤出后,立即关闭仓门。(8)换刀前必须单独制定换刀安全应急预案,并在换刀前进行相应演习。以保证突发事故发生时施工安全。换刀安全应急预案详见另册编制的专项应急预案。7.11.6 刀具的维修刀具维修包括旧刀具维修项目的判定、刀具清理、刀具的拆解、刀具部件的更换、刀具的组装等工序,工艺要求高,需要特殊对待。刀具维修的重点包括一下几方面:(1)刀具维修项目的判定。对刀具进行清理后,根据刀具的情况对需进行的190、项目进行判定。(2)部件的更换。刀具的维修包括多个步骤,需要严格进行,保证刀具的维修质量。(3)维修后的标识。刀具维修好后,详细记录刀具维修情况并备案,维修好的刀具使用自喷漆进行明显标识,防止新旧刀具混淆。(4)安全措施。刀具修理间备有足够的防火装置,以免火灾的发生。压床、磨床、砂轮机、切割机、电焊机、割矩等设备的使用必须符合相关的安全操作规程。7.11.7 刀具磨损的统计分析刀具磨损统计分析是指在刀具更换完成之后对在某种地层中掘进一段距离后刀具磨损量及磨损状况进行记录,并结合多次记录结果,对在此种地层中刀具的磨损规律进行总结,对后续施工中确定换刀位置,施工中的刀具管理进行指导。7.12 盾构191、到达施工7.12.1 盾构到达施工作业流程图7-12-1 盾构机到达作业流程图(1)到达前200m,50m进行导线和高程测量多级复测,并报监理审核,同时应对到达洞门进行测量,以精确确定其位置。(2)以50m为起点,结合洞门位置,参照设计线路,制定严格的掘进计划,落实到每一环。(3)到达前30m掘进成为到达段施工,在本段施工中主要采取辅助措施加强管片环间连接,以防盾构掘进推力的减少引起环间松动而影响密封防水效果。(4)到达前6环的掘进参数制定施工计划,以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。(5)到达端头前6环对注浆材料配合比进行调整,必要时可通过盾构壳体设置的孔向盾壳外注入特殊的止水材料,以防涌水192、涌泥而引起地层坍塌。7.12.2 端头加固施工方法、工艺及技术措施7.12.2.1 端头加固范围图7-12-2 端头加固范围开福寺西端头地层加固主要采用压密注浆加固,加固范围见图7-12-2端头加固示意图。7.12.2.2 端头加固设计参数盾构隧道开福寺站到达端头,隧道覆土主要为(5)1-2粉质粘土和(5)7-2细园砾土,洞身位于(9)1-2强风化板岩和(9)1-3弱风化板岩地层中。加固采用袖阀管注浆工艺,注浆孔孔间距为2.8m,采用梅花形布置。用水泥单浆液(W:C=0.8:11:1)进行加固,纵向加固长度为覆土顶面到隧道底以下3m;加固宽度为隧道轮廓外3m;隧道方向加固长度为13.5m。加193、固数量为:加固体积4172.5m。注浆孔61个。钻孔空钻长度1177.3m。注浆量83.5m。7.12.2.3 端头加固施工工艺注浆加固施工工艺流程如图所示。图7-12-3 注浆加固施工工艺流程图7.12.2.4 端头加固施工方法及技术措施(1)注浆加固方法注浆管安设钻机成孔后,利用钻机吸浆管将套壳料混和液(选用重量比为:水泥:膨润土:水=1.0:1.50:2)压入钻孔内,将孔内泥浆全部置换出来。泥浆置换出后,即分节(每节4米)将袖阀管下入已填满套壳料的孔内,在两节袖阀管联接前,需向下一节袖阀管内灌满清水,相邻两节袖阀管采用套箍连接,并用粘合剂粘接牢固。袖阀管接至地面后(应高出地面150mm)194、,向袖阀管内再次灌入清水,然后用封口盖盖紧袖阀管管口。封口作业时间选择:选择孔内套壳料混合液已达到初凝后进行;封口材料及施工:选用C15细石混凝土或砂浆并掺加适量速凝剂或水玻璃;进行封口作业;封口前应将孔内地面以下0.71.0m范围的套壳料清除,再将封口混凝土灌满至地面以下100mm。注浆芯管下放a注浆芯管的下放必须在封孔2436小时后进行。b注浆芯管采用2m一节20镀锌钢管制成,节间用螺纹套管连接。c芯管下放前根据袖阀管深度配足芯管节数,并检查芯管及注浆管头内是否残留结石体,清理干净后方可下管;d注浆芯管下放时,应防止地面泥浆回灌入袖阀管内,造成注浆芯管下放及提管困难;e下放注浆芯管时,严禁195、大力下压,以免损坏袖阀管及芯管;f当注浆芯管无法下放时,应拔出芯管清洗阀管或用钻机重新扫孔至原孔深,重新安设袖阀管,再下管注浆。(2)注浆技术措施根据本工程揭露原地层效果进行分析,采用单浆液的形式。单液浆配比以水泥:水(0.8:11:1)。1)浆液拌制注意事项水泥浆拌制时,先在桶内加水,再加入水泥,搅拌均匀后即可注浆;必须将拌浆桶内的水泥浆完全放入备浆桶内后才可再次按前述方法拌制浆液。2)注浆参数的调整方法注浆前在类似地质条件下的岩层中进行注浆试验,初步掌握浆液充填率,注浆量、浆液配合完凝胶时间,浆液扩散半径,注浆终压等指标。注浆参数:压力不大于2Mpa(可根据现场实际情况调整),注浆过程中,196、若出现注浆压力与设计压力相差不大,则可以认为该孔注浆结束。;单孔注浆结束条件为各孔段均达到设计终压并稳定10min,且注浆量不小于设计注浆量的80%,进浆速度为开始进浆速度的1/4及以下;(3)效果检查在端头加固完成后进行加固效果的检查,检查项目包括两项:第一为强度检查,第二为防水检查。强度检查取芯检验看是否达到设计强度,如果没有重新进行补充补充注浆,直至达到施工效果为止。防水检查对于端头加固来讲,从端头洞门处水平钻检查孔,钻孔深入加固体一定距离进行渗水量检查,若未达到盾构安全到达要求,则采取措施对地层进行再次加固。再则按注浆孔的5%10%设计检查孔,检查孔应在均布的原则下,结合注浆资料的分析197、布设,检查孔的渗水量应小于2L(孔/天),否则应予补注。施工注意事项钻进过程中遇涌水或岩层破碎造成卡钻,应停止钻进,进行注浆,扫孔后再行钻进;注浆过程中,若压力突然升高,应停止注浆,检查后再行注浆;注浆过程中,注意观察止浆岩盘的变形情况,准备好加固措施;钻孔:钻孔位置要准确,施钻时钻机要尽量贴近岩面,以保证开孔质量;换钻杆时要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤;注浆时如遇窜浆或跑浆,采用间隔一孔或几孔注浆方式;注浆中,注浆量和注浆压力是两个关键参数。一般规律是:初始阶段压力较低,注入量增大;正常阶段压力和注入量呈小的波浪式起伏状态,但总的比较平稳;压密注满阶段注入量迅速 递减而压力迅速升高;在注浆198、中根据设计注浆量和压力按照上述规律进行控制;在注浆区域内,采用探沟和地质雷达相结合的方式探明注浆区域内的管线情况,首先做好管线的保护,然后进行开钻。7.12.3 洞门破除施工方法、工艺及技术措施7.12.3.1 施工工艺先打探测孔注桨止水破除洞门钻孔桩外半圆混凝土保护层割除钻孔桩外半圆钢筋破除钻孔桩心内素混凝土用盾构机刀盘旋转切割破裂剩余桩身混凝土等待盾构机刀盘露出后割除剩余钻孔桩钢筋拆除脚手架,清理场地。7.12.3.2 施工方法(1)打孔探水注桨止水无水破除桩保护层混凝土。(2)混凝土保护层破除用风镐将地下连续墙外侧的混凝土保护层破除,使连续墙外层的钢筋全部露出。(3)钢筋割除将露出的钢筋199、用气焊割除,割除钢筋时注意将洞门净空范围内所有钢筋全部割除,不得有残留的钢筋侵入洞门净空,影响盾构机出洞。(4)破除钻孔桩心素混凝土为保证洞门凿除施工的安全,先破除钻孔桩心素混凝土,凿除的顺序为从上往下。破除桩心时应使钻孔桩内侧的钢筋全部露出。为保证凿除砼的施工安全,凿除顺序应采用从上往下的施工方法依次进行:A区B区C区D区(如图7-12-4)。图7-12-4 洞门凿除顺序图(5)割除桩内层钢筋洞门桩心素混凝土破除完成后,等到盾构机刀盘旋转切割破裂剩余桩身混凝土完毕,盾构机刀盘露出后,确定割除桩内层钢筋的开始时间。将露出的钢筋用气焊割除,割除钢筋时注意将洞门净空范围内所有钢筋全部割除,不得有残200、留的钢筋侵入洞门净空,影响盾构机的出洞。钢筋割除的顺序为从下往上。(6)拆除脚手架,清理场地内层钢筋割除完毕后,由质检工程师检查洞门凿除的质量,确认无残留的钢筋侵入洞门净空后,可进行脚手架拆除和场地的清理工作。场地清理必须将场地内的所有废碴、废料全部清理干净。7.12.3.3 洞门凿除技术措施(1)洞门凿除范围内地质均有受水软化强度降低的特点,因此对于以凿除部分渗水或者漏水部位需要技术人员勤观察,必要时采取措施进行密封堵。(2)洞门的凿除作业必须在端头加固土体达到设计强度之后进行,以保证端头地层的稳定和施工的安全。(3)设专职安全员,全天候观察洞门情况,一旦发现异常情况,立即通知作业人员撤离,201、同时根据实际情况采取措施,防止发生意外。(4)严格按照技术交底进行组织施工,如果在施工有疑问请及时与工程部沟通,若发现异常,则及时通知工程部,保证施工的安全进行。7.12.4 密封环施工方法、工艺及技术措施7.12.4.1 洞门密封的安装盾构机到达接收井前,在接收井洞门安装洞门密封装置,主要作用是对管片背后空隙充填的砂浆形成封堵,保证空隙充填效果。洞门密封装置见图7-12-5所示。图7-12-5 盾构接受洞门密封装置图7.12.4.2 洞门密封的施工措施为保证帘布橡胶板能紧贴盾壳或管片外弧面,具体施工步骤如下:(1)清除洞门圈预埋钢环上双头螺栓孔的碴土,并对其进行攻丝处理。并安装圆心水平线以上202、半圆范围内的双头螺栓,将下半圆范围内螺栓孔以棉纱堵塞,防止碴土进入螺栓孔内;(2)碴土清理完后,安装下半圆双头螺栓,并安装防水装置。防水装置安装顺序为:帘布橡胶板折页板四方垫块螺母。需特别注意帘布橡胶板方向:须将帘布橡胶板内圈棱朝洞门外,亦即要使帘布橡胶板平面接触盾壳或管片。在帘布橡胶板背面(即朝掘进方向面)涂一层黄油,避免刀具磨损帘布橡胶板。(3)在最后一环管片拼装完成后,拉紧洞门临时密封装置,使帘布橡胶板与管片外弧面密贴,通过管片注浆孔对洞门圈进行注浆填充。注浆的过程中要密切关注洞门的情况,一旦发现有漏浆的现象应立即停止注浆并进行封堵处理。确保洞口注浆密实,洞门圈密封严密。7.12.5 盾203、构到达掘进注意事项1、在贯通之前,测量组要做好接收台和导轨的定位工作。2、在贯通前的掘进中,值班人员要及时对洞门情况进行监控,发现异常及时通知掘进人员,保证施工安全。3、在区间隧道后10环管片螺栓上焊接角钢,防止在盾构上接收台过程中管片破损。4、值班工程师在最后几环的管片选型方面多加注意,防止错台现象的发生。5、在洞门凿除过程中,值班工程师一定要对掌子面情况进行不间断的评估,保证施工安全。6、洞门凿除后要在最短时间内恢复掘进,减短地层的暴露时间。7.13 盾构接收施工7.13.1 盾构接收施工总体方案(1)盾构接收施工的作业范围盾构接收施工是指盾构机刀盘抵达洞门处开始,至盾构机盾尾完全脱出洞门204、,移动至接收架上截至的作业。(2)盾构接收施工的主要工作盾构接收施工的主要工作内容包括:接收基座的安装与固定、洞门密封的安装、盾构接收段推进与管片安装、管片背部空隙充填及洞口段管片固定。(3)盾构接收施工方法在盾构接收施工开始前做好盾构接收基座安装、洞门密封安装等准备工作。接收基座的安装应加强测量,确保盾构机准确接收;在盾构机贯通开挖面前安装洞门密封,保证注浆堵水效果。接收完成后要对接收段管片背部进行二次补充注浆。接收前20环要采取辅助措施加强管片环间连接,以防盾构掘进推力的减少引起环间松动造成漏水。7.13.2 盾构接收施工作业流程盾构接收施工作业流程如图7-13-1所示。图7-13-1 盾205、构接受流程7.13.3 盾构接收施工主要技术要点与措施(1)接收基座的安装 接收基座在准确测量定位后安装。其中心轴线应与盾构机进接收井的轴线一致,同时还要兼顾隧洞设计轴线。接收基座的轨面标高应适应盾构机姿态,为保证盾构刀盘贯通后拼装管片有足够的反力,可考虑将接收基座的轨面坡度适当加大。接收基座定位放置后,采用25#的工字钢对接收基座前方和两侧进行加固,防止盾构机推上接收基座的过程中,接收基座移位造成盾构接收失败。 在接收基座安装固定后,盾构机可慢速推上接收基座。在推进通过洞门临时密封装置时,为防止盾构机刀盘和刀具损坏帘布橡胶板,在刀盘外圈和刀具上涂抹黄油。 盾构机在接收基座上推进时,每向前推进206、2环拉紧一次洞门临时密封装置,并通过同步注浆系统注入水泥砂浆填充管片外环形间隙,必要时通过二次注浆孔注入双液浆,保证管片姿态正确。(2)洞门密封的调整当盾构前体盾壳被推出洞门时调整压板使其尽量压紧帘布橡胶板,以防止泥土及浆液漏出。在最后一环管片拼装完成后,对洞门圈进行注浆填充。注浆的过程中要密切关注洞门的情况,一旦发现有漏浆的现象应立即停止注浆并进行处理。(3)在盾构接收过程中,采取措施加强管片环间连接,在区间隧道后20环管片及时进行二次注浆,采用双液浆的形式,同时螺栓上焊接角钢,防止在盾构上接收台过程中管片破损和防止盾构掘进推力的减少引起环间松动而影响密封防水效果。7.14 盾构机拆卸与转场207、7.14.1 盾构机拆卸前的准备工作盾构掘进到站后进行盾构机的拆卸工作,拆卸前须出详细的盾构机拆卸方案,准备盾构拆卸场地与拆卸吊装设备、拆机设备。拆卸场地风、水、电等工作的准备到位。盾构机械构件部分、液压部分、电气部分标识。7.14.2 盾构机拆卸盾构拆卸吊装设备采用一台350T履带吊和一台160T汽车吊进行盾构吊装拆卸。盾构机拆卸分两部分,先进行主机部分的吊装拆除,后配套上管线拆除与主机拆除可步进行。再进行后配套拖车的拆除工作,拖车拆除按从前到后依次拆除(G1G7)。盾构机拆卸示意图如图7-14-1。图7-14-1 盾构机拆卸示意图7.14.3 盾构机转场盾构机进行拆卸同时进行对盾构部件转场208、维修。盾构部件运输采用六轴平板车托运至指定场地。7.14.4 拆卸技术措施(1)盾构拆卸前必须制定详细的拆卸方案与计划,同时组织有经验的经过技术培训的人员组成拆卸班组。(2)履带吊机工作区应铺设钢板,防止地层不均匀沉陷。(3)大件组装时应对车站端头墙进行严密的观测,掌握其变形与受力状态。(4)大件吊装时必须有160吨的吊车辅助翻转。(5)拆卸前必须对所有的管线接口进行标识(机、液、电)。(6)所有管线接头必须做好相应的密封和保护,特别是液压系统管路、传感器接口等。(7)盾构机主机吊耳的布置必须使吊装时的受力平衡,吊耳的焊接必须由专业技术工人操作,同时必须有专业技术人员进行检查监督。7.14.5209、 拆卸运输安全保证措施(1)起运前安全检查措施:所有参加运输的车辆及工作人员,必须严格执行各项运输的安全法规和条例,严格执行企业内部的各项管理制度,强调规范作业、规范管理。明确各岗位安全责任。所有参加运输的车辆及工作人员应指定其安全生产负责人。所有参运人员特别是行车及装卸指挥人员,必须具有丰富的实践操作经验,必须审核批准后,方能上岗。(2)运行过程安全措施:由于设备大部分部件超宽超重,运行途中要做好排障护送工作,不碰不擦,保障运输正常进行。(3)最高行驶速度:不大于 40(Km/h)。道路不平路段行驶速度:不大于 5(Km/h) 通过各种障碍时行驶速度:不大于 3(Km/h) 通过急弯时行驶速210、度:不大于 3(Km/h)(4)启动前的车辆检查:对车辆技术状况、货物捆扎加固情况等进行全面检查,无误后,才下达启动命令。(5)车辆停放:在设备运输途中临时停车,必须选择道路坚实平整,路面宽阔,视线良好的地段停放,并设置警戒线,警示标志,并由专人守护。7.15施工测量7.15.1 施工测量程序及工艺流程盾构掘进为主要施工环节,盾构掘进测量以SLS-T导向系统为主,辅以人工测量校核。同时严格贯彻二级测量复核制度,即集团公司精测组复核并交桩于工地项目部测量组,工地测量组再行复核并负责施工放样测量,确保隧道精确贯通,其主要测量程序见图7-15-1。图7-15-1 施工测量程序7.15.2 地面控制测211、量我方接桩后,立即组织集团公司精测队根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料,对所给平面控制点、高程控制点进行复测。为保证隧道的正确贯通及与相邻合同段的顺利衔接,所有的测量工作采用二级复核制度,并密切与监理工程师配合,及时将测量复测成果书报请监理工程师及业主审查、批准。7.15.2.1引测近井平面导线点利用业主及监理工程师批准的测量成果书由公司精测队以最近的CP平面控制点为基准点,以符合或闭合导线的形式,引测至少三个导线点至每个端头井附近,布设成三角形。7.15.2.2.引测近井高程点利用业主及监理工程师批准的精密二等水准网,由子公司精测队以最近的水准点为基准点,将水准点引测至端头井附近,测量212、等级达到国家二等水准。每端头井附近至少布设两个埋设稳定的水准点,以便相互校核。水准点应埋设混凝土普通水准标石。7.15.3 联系测量7.15.3.2平面联系测量平面坐标传递采用导线定向测量,首先利用经复核过的地面控制点将坐标方位传递到地面近井导线点上,然后从地面近井导线点向地下采用导线测量的方法进行定向(其垂直角不得小于30)见图7-15-2。地面坐标方位的传递和联系导线测量均使用了1秒级全站仪,按精密导线测量的精度进行。 7-15-2 坐标传递示意图7.15.3.3高程联系测量高程传递测量采用钢尺悬垂法,钢尺应进行检定。首先,将地面高程传递到近井水准点上,然后在竖井内悬吊经过鉴定合格后的钢尺213、进行高程传递。悬挂重锤用水准仪在井上、井下观测,传递高程时每次独立观测3测回,每测回变动仪器高度,3测回测得地上、地下水准点的高程较差都小于2mm。具体操作如图7-15-3。图7-15-3 高程传递图7.15.4 地下控制测量7.15.4.1地下平面控制测量洞内施工控制导线由联系井测量的井下起始边为支导线的起始边,沿隧道设计方向布设施工导线点。施工控制导线的平均边长选择在150m左右,尽量按等边直伸导线布设,导线点观测台由钢板焊接而成,采用强制对中装置,利用螺栓固定在管片侧壁上,并在旁边标示点位号及挂警示保护牌,方便保护点位,并根据时间间隔及掘进长度及时复测这些导线点,检查是否移位。7.15.214、4.2地下高程控制测量盾构进洞掘进后,将高程引至洞内控制导线点上作为高程控制点与平面控制点共用,测量时需要满足二等水准测量的技术要求。作为施工导线用的吊篮高程可由洞内控制水准点用水准测量方法进行引测传递。地下控制水准测量应在隧道贯通前独立进行三次,并与地面向地下传递高程同步。7.15.5 盾构机测量7.15.5.1盾构始发前的测量准备盾构机导轨测量主要控制导轨的中线与设计隧道中线偏差不能超限,导轨的前后高程与设计高程不能超限,导轨下面是否坚实平整等。它的位置主要是利用地下导线点分别在导轨的前后两端放样出隧道中线上的中心点,利用这两个中心点来控制导轨的平面位置。利用水准仪通过地下水准点测定始发托215、架的高程,根据测量结果进行调整,使托架的三维坐标测设值与设计值较差应小于3mm。7.15.5.2 盾构机组装前测量 对盾构推进线路数据进行复核计算,实测出发、始发井预留洞门中心横向和垂直向的偏差。7.15.5.3 盾构机组装后测量盾构组装完成后,在盾构右上方留出位置安装测量标志,并保证测量通视。盾构机始发时高于设计线路2。盾构就位后精确测定相对于盾构推进时设计轴线的初始位置和姿态。安装在盾构内的专用测量设备就位后立即进行测量,测量成果应与盾构的初始位置和姿态相符,并报监理工程师备查。7.15.5.4盾构机掘进中测量盾构推进测量以SLS-T导向系统为主辅以人工测量校核,SLS-T导向系统是盾构机216、自备的导向系统,它是由德国VMT GmbH公司研制的。它能全天候的动态测量盾构机的里程、掘进趋势、盾构机的旋转角、水平倾角、俯仰角、盾构机偏离隧道设计中心线的位置、管片的位置、管片的选择安装、盾尾净空等,SLS-T导向系统所显示的盾构机姿态是盾构机日常掘进的基准,主司机可根据显示的偏差及时调整盾构机的掘进姿态。该系统主要组成部分有ELS靶、激光全站仪、后视棱镜、工业计算机等(如图7-15-4)。图7-15-4 盾构掘进测量示意图SLS-T导向系统能够全天候的动态显示盾构机当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差,盾构主司机可根据显示的偏差及时调整盾构机的掘进姿态,使得盾构机能够沿着正确的方向掘进。217、 (1)辅助测量和复测盾构推进实时姿态测量包括其与线路中线的平面偏离、高程偏离、纵向坡度、横向旋转和切口里程的测量。应用井下导线成果实测并计算出盾构的前标、后标的坐标(并进行转角改正),再算出切口和盾尾的坐标与设计坐标进行比较后计算出切口和盾尾的平面偏离值。测出前标中心的竖直角及距离计算出前标的高程,再以盾构的纵坡计算出切口、盾尾的高程,经与设计高程比较后,计算出切口和盾尾的高程偏离值。每推进一环后,以观测报表的形式提供以上数据。视施工需要也可在推进前和推进过程中增加观测报表次数。 (2) 托架测量在盾构机的配置中,用于掘进方向控制的主要为导向系统(SLS-T)来控制,在盾构机右上方管片处安装218、拖架,拖架用钢板制作,其底部加工强制对中螺栓孔,用以安放全站仪。详见图7-15-5。图7-15-5 SLS-T导向设备及工作图强制对中点的三维坐标必须预先测量通过洞口的导线起始边传递而来,角度测量采用正倒镜观测四测回的方法;距离观测时每条边均往返观测,各测两测回,并进行气象改正和仪器加乘常数改正;高程测量采用单程双置镜法。托架采用膨胀螺栓在管片上固定,因为是装在管片上的,管片在安装以后可能会随着时间、注浆情况、地质情况以及其他各种因素的影响,管片会发生不同情况的位移、沉降,拖架坐标、高程就会发生变化,超出一定值,导向系统所显示的姿态就会是一个假值,进一步就会影响到工程的质量,因此在在搬站次数答219、两次或两次以上、在SLS-T导向系统VMT显示的姿态在掘进过程中突然发生变化,并在短时间内不能回到初始值、或者在施工中托架受到施工人员或者物体的碰撞。因此在这些情况下需对托架上的强制对中点坐标与隧道内地下控制导线点坐标相互检核。如较值过大,需再次复核后,确认无误后以地下控制导线测得的三维坐标为准。因此盾构在推进过程中,测量人员要牢牢掌握盾构推进方向,让盾构沿着设计中心轴线推进。 (3) 对SLS-T导向系统人工测量复核在掘进施工中,为了保证导向系统的准确性、确保盾构机沿着正确的方向掘进,需周期性的对SLS-T导向系统的数据进行人工测量校核,用人工测量的办法测量出盾构机当前的姿态,与SLS-T导220、向系统显示的盾构机姿态进行比较,来复核导向系统的测量成果,盾构机始发定位便是根据人工测量的盾构机姿态来进行的,盾构机始发定位时还需精确测定ELS靶相对于盾构机主机的相对位置关系。 (4) 盾构机姿态的人工测量盾构机在出厂时,海瑞克公司就根据盾构机的设计与加工尺寸,在盾构机中体的隔板上布置了16个测点,所有的测点都在出厂前详细测设了每一个测点与刀盘中心的相对位置。盾构机掘进人工测量就是利用人工直接采用控制导线的测量办法详细测出这些测点中的部分点位的绝对坐标,然后根据测点与刀盘中心的空间关系,反算出刀盘中心坐标,最后根据设计线路参数与刀盘中心的绝对坐标、测点坐标推算出盾构机的三维控制姿态。除以上所221、讲需要定期的对盾构机姿态的测量来对SLS-T导向系统的复核。7.15.6 贯通测量 在两个区间隧道贯通前200m、100m、50m处及贯通前分别进行四次贯通测量工作。它是确保盾构正确进入接收井门洞的一项重要的测量工作。贯通测量工作包括地面控制网联测(平面和高程),接收井门洞中心位置测定(平面和高程),竖井联系测量和井下导线测量等等四项测量工作。盾构进洞之前,应对地面控制测量、联系测量、地下控制测量、接收井预留洞和接收井内的盾构基座进行全面的贯通复测。盾构距贯通面约100m时,做一次定向测量,以三次定向测量成果直到隧道贯通,精确控制盾构轴线,要求其切口中心的平面偏离值在20mm以内,高程控制正值222、,其值一般为盾构外径与洞圈内径之差的1/2-3/4。同时对接受竖井预留进洞口中心的三维坐标及直径进行实测,并与设计值比较其实际差值。对接收井内的盾构基座,按设计图纸放样出盾构基座的平面位置和高程位置,以迎合盾构进入竖井时的姿态。7.15.7 竣工后隧道断面测量贯通测量后由公司测量组利用经贯通测量调整后的施工控制导线点。 7.15.7.1断面测量的要求 (1)沿掘进方向,盾构法施工的直线段管片每隔四环,曲线段管片每隔3环测量一个断面,测点为管片接缝处的突出点。 (2)曲线起点、终点、缓圆点、圆缓点、联络线通道、等断面突变处须加测断面,管片规定高程位置的坐标测出。然后根据隧道设计线路与这些坐标的几223、何关系,计算出这些坐标点与隧道设计中轴线的相对位置关系。7.15.7.2 断面测量目的根据测点的坐标、高程,计算出每一个测点到线路中心线的偏移量,根据三角形的几何关系计算出每个点在隧道断面上的半径( R),隧道断面呈圆形,由测点的半径可以的得出当前断面有没有失圆。由所测得点可以判断当前断面是否发生沉降、位移,沉降、位移值是否符合设计规范要求。测量结果上报监理、业主,由业主测量队对隧道断面进行复核,如有不符合设计规范,超过限差要求,根据实际情况调整轨线。7.15.8 测量质量控制措施(1)严格执行集团公司或及其子公司、项目部测量组二级测量复核制度。(2)项目部测量组由经验丰富的、有合格资格的技术224、人员担当,并配备足够数量、符合精度要求的测量仪器。(3)使用的测量仪器定期到国家计量局授权的测量仪器鉴定单位鉴定,并将相关资料及鉴定报告报监理工程师。(4)施工测量严格执行双检复核制。测量人员要对测量成果认真记录计算。(5)测量仪器必须由专人使用、专人保管、专人保养。(6)对测量仪器定期进行检定和不定期检查、校核,并认真做好记录,确保仪器放样精度。(7)测量放样的有关数据及成果由专人保管,并要记录完整、清晰,及时上报监理工程师核对。(8)应对地面、地下控制点进行不定期的复核,发现变化应及时改正并上报监理工程师确认。7.16 隧底结构、联络通道及泵房施工方法、工艺及技术措施7.16.1 隧底结构225、施工方法、工艺及技术措施盾构隧道段轨道部分线下土建工程主要包括隧底填充和两侧沟槽两部分。圆形盾构隧道段断面设计如图7-16-1。1)沟槽身均采用C25混凝土,靠近线路侧的沟槽壁结合接地情况设置加强钢筋。道床两侧设置排水明沟,水沟为半圆形,半径为80mm。排水明沟下设置纵向200PVC排水管,排水管两端连接检查井或集水坑。检查井纵向间距50m设置一处。沟槽顶部两侧(沟槽顶部与管片结合部)设置R50的集水槽。沟槽两侧纵向间距50m设置50的PVC盲管连接集水槽和排水明沟,以利于隧道排水。2)盖板采用C35钢筋混凝土,盖板内钢筋采用HRB335钢筋。3)一般地段隧底采用C25混凝土填充,在软弱地层、226、地层性质变化较大的软硬交接地层处设置C35钢筋混凝土纵梁。隧底纵梁每60m左右设一道宽10mm的变形缝,变形缝内采用丁晴软木橡胶填塞。变形缝应与主体结构的环向接缝错开不小于10m。在隧底填充与隧底纵梁分界处设一道变形缝。纵梁设置里程如表7-6所示。表7-16-1 纵梁里程设置表区间左线右线左线长度m右线长度m开福寺站滨江新城站ZWDK6+798.17+038.1WDK6+8007+040240240 图7-16-1 隧底结构图7.16.1.1 隧底结构主要施工方法(1)总体施工安排在盾构掘进的同时,同步安排隧底填充和沟槽的施工,隧底填充施工与盾构掌子面距离保持在500m左右。为了便于人行通道的227、布置和联络通道的施工,左右侧沟槽交替施工,首先施工左侧沟槽(人行通道设置在右侧)100米;再施工右侧沟槽(人行通道设置在左侧)100米,然后再施工左侧,以此类推,沟槽施工滞后隧底填充200m左右。无砟道床由项目部统一组织施工。一般地段隧底填充分两步施工到位,在盾构掘进同时只施工隧底填充78cm以下部分,然后分步施工两侧沟槽,在盾构掘进完成,后配套拖出并完成拆机后,再从隧道内后退式完成上部隧底填充施工。含有纵梁的地段在盾构隧道掘进期间隧底和沟槽先不施工,在盾构掘进完成后和上部隧道填充同步施工。盾构施工轨道采用H200型钢作轨枕,后配套轨道与运输轨道在同一高度上。第一次隧底填充施工时预埋运输轨道的228、地脚螺栓,在混凝土达到强度后把轨道直接铺设在隧底填充上,含有纵梁的地段暂不施工。隧底结构总工分为5步施工,总体施工部署详见图7-16-2,隧底结构详细施工图见图7-16-3图7-16-7。图7-16-2 隧底结构总体施工部署图第一步:施工轨道面780mm以下隧底的填充;图7-16-3 隧底结构第一步施工图第二步:施工左侧沟槽的底部填充及左侧的沟槽;图7-16-4 隧底结构第二步施工图第三步:施工右侧沟槽的底部填充及右侧的沟槽图7-16-5 隧底结构第三步施工图第四步:施工隧底第二层填充图7-16-6 隧底结构第四步施工图第五步:施工左右侧的排水沟及其它部分图7-16-7 隧底结构第五步施工图(229、2)施工方法1)第一层隧底填充施工在运输线路两侧的横向工字钢上铺设木板,将人工清底的杂物装于编制袋内放于木板上,待平板运输车出来时带出洞外。在管片上每4m测量放出一个标高,并标定出隧道中线。混凝土在洞外自动计量搅拌站拌和,采用汽车混凝土罐车运送到投料口处,通过投料管下放到轨行式混凝土罐车中,再由有轨混凝土罐车进行洞内运输,用梭槽直接将混凝土灌注至指定地段,插入式振捣棒振捣密实。在此层混凝土填充层顶面根据测量放线,在中间预埋运输轨线的地脚螺栓,并要保证精度,以保证以后运输轨道的顺直;在两侧预埋沟槽侧墙的竖向钢筋,并在相应的位置进行以后结合面的拉毛处理。2)两侧沟槽底板施工在隧底填充的混凝土到达一230、定强度后,通过简易门架吊机拆除轨枕梁,直接把轨道铺设在隧底填充上。滞后隧底填充一定距离,尽量提前同步进行沟槽的施工,先进行左侧沟槽施工,间隔一段距离后再进行右侧沟槽施工。首先要对继续施工的结合面进行界面处理,保证混凝土接合力;然后按设计和规范要求绑扎沟槽最外侧槽身钢筋,并根据测量放线立沟槽最外侧槽身的侧模;最后根据设计尺寸、按沟槽最低沟底标高浇筑沟槽底部混凝土,并对相应的位置进行结合面的拉毛处理。沟槽采用定型高精度钢模,由专业的模板生产厂家提供,以保证模板有足够的刚度和强度,精度高,施工方便等特点。施工时严格按模板和混凝土施工规程操作主,以保证沟槽施工质量和精度。混凝土施工采用与隧底填充同样的231、运输和灌注方式。由于施工联络通道和铺设双线影响,在每个联络通道处和布置双线的地方、靠联络通道一侧的沟槽先不施工,在各个联络通道施工完成、或改成单线后再进行此侧的沟槽施工。3)沟槽槽身施工在每段沟槽底部混凝土施工完成并达到一定强度后,即可进行各槽身模板的立设和固定工作,根据设计和测量放线,完成所有沟槽槽身的混凝土施工。4)沟槽二次铺底沟槽槽身模板拆除后,按设计标高直接在各沟槽内进行二次沟槽铺底工作,完成沟槽的所有混凝土灌注施工。5)盖板施工盖板也同样采用高精度定型钢模,所有材料都必须检验合格,达到城际铁路的施工要求。在沟槽施工完成一定距离后,提前采用平板车把各种盖板运输到隧道内,人工安装到相应的232、沟槽上,并应使盖板顺直美观,尽量没有响动。6) 隧底填充上层施工和纵梁段的施工在盾构掘进完毕并完成后,施工完最后段的隧底填充及两侧沟槽。最后采用后退式进行隧底填充上层的施工,边施工边拆除运输轨道,完成整个隧底填充及沟槽施工。后退式进行隧底填充上层施工的同时,在到达纵梁段时,绑扎纵梁钢筋,浇筑纵梁混凝土,纵梁混凝土达到设计强度后施工隧道两侧沟槽。7.16.1.2 质量保证措施(1)基底清理和接茬面清洗后,要达到无虚碴、杂物和积水,保证新老混凝土的连接。(2)架立边模和纵梁边缘模板,确保结构稳定和尺寸的准确,经检查合格后浇筑混凝土。(3)浇筑混凝土过程中必须派专人进行振捣,确保各部位振捣密实,隧底233、填充混凝土强度达到70%后方可铺设轨道等进行承重。(4)脱模作业时必须采取防护措施,确保各沟槽棱角不被破坏。(5)隧道内各种预埋件及管线过轨较多,隧底填充及沟槽施工前应仔细核对相关专业设计图,防止错埋漏埋。(6)轨道隧底填充的施工精度要严加控制,保证满足轨道的铺设要求。(7)严把原材料进场关和成品检验关,做好各种材料的进场检验和过程实验工作。(8)做好特殊过程(混凝土拌制)等实施及管理,认证抓好质量统计及QC活动,对混凝土生产离散性等做好统计与分析活动。(9)预防为主,加强宣传,全面规划,合理布局,改进工艺,在保证工程质量的前提,节约资源,尽可能减少和防止对环境造成不利影响。7.16.2 联络234、通道及泵房施工方法、工艺及技术措施本标滨江新城站开福寺站区间共设6个联络通道(含1个废水泵房),联络通道4#7#采用全断面注浆,其他联络通道采用管片背后注浆,如施工中发现地下水发育,开挖可能引起突水涌泥或地下水,地表水流失,征得设计同意后也可参照全断面注浆设计。滨江新城站开福寺站区间联络通道分布如表7-16-2所示。表7-16-2滨江新城站开福寺站区间联络通道分布表序号名称里程备注加固方法14(#)横通道WDK6+262.09.303m全断面注浆25(#)横通道WDK6+712.39.38m全断面注浆36(#)横通道WDK7+126.38.7m全断面注浆47(#)横通道兼泵房WDK7+473.235、79.42m全断面注浆58(#)横通道WDK7+713.19.65m管片背后注浆69(#)横通道WDK8+211.78.7m管片背后注浆7.16.2.1联络通道施工联络通道首先在管片上开口然后采用矿山法开挖,并采用复合式衬砌。施工步骤是:管片加固管片背后二次注浆隧道内地层预加固(4#7#)联络通道开口联络通道水平取芯检查开挖支护防水施工二次衬砌施工。(1)管片加固为避免联络通道施工时对已处于稳定(受力平衡)状态的成型盾构区间造成较大的影响,在施工联络通道前,需在通道开口处隧道管片开口环中不开口部位设置简易预应力隧道支架,以减轻通道开挖施工对盾构隧道产生不利的影响。加固步骤和方法:进一步紧固隧道236、管片连接螺栓,确保管片间连接紧密。在盾构隧道内部采用钢架对管片进行支撑(如图7-16-8所示)。图7-16-8 联络通道支撑加固示意图(2)管片背后补充注浆加固由于联络通道处于基岩层,根据隧道覆土厚度和地层情况采取合适的预加固措施,对渗透系数大,含水丰富,属中等或强透水地层,为保证联络通道的开口安全,在通道注浆预加固前先对各联络通道中线前后各4环管片环外侧利用注浆孔进行二次补充注浆加固。1)加固步骤和方法进一步紧固隧道管片连接螺栓,确保管片间连接紧密。打开管片注浆孔,检查盾构隧道背衬回填情况,进行补注浆回填。补注浆范围为联络通道轴线前后各4环;浆液采用双液浆,注浆材料为普通硅酸盐水泥和水玻璃(237、浓度35Be),其施工拌料配比如下:水泥用量150200 Kg,用水量150 L,水玻璃(浓度35Be)注入体积与水泥浆比例为1:1。双液注入时,注浆压力为0.20.45MPa,逐步增加;注浆结束标准采用双指标控制,当注浆压力达到0.45MPa(施工现场可根据情况确定)或者注浆量达到设定值(根据背衬回填情况确定)停止注浆。2)主要技术措施为保证加固过程的安全和施工质量,安全员和质检员要进行全过程的监督检查。为保证补注浆效果,补注浆时采用从联络通道中心向两侧逐环进行,多孔进行补注,孔位尽量保持对称,压力从小到大逐步增加。为掌握注浆过程的管片位移情况,全过程进行管片变形观察和监控。补注浆后,要等强238、最少1天,才可进行下一步作业。(3)洞内水平注浆加固1)联络通道洞内注浆加固,采取“以堵为主,限量排放”的原则,通过预注浆控制地下水流量,保证施工安全。注浆范围为开挖轮廓线外2m进行设计。通道拱部和边墙上部注浆采用水平孔,从一侧隧道向另一侧隧道钻进,至接近对测隧道管片为止。其余注浆采用竖直平面内向下倾斜孔,两侧隧道对称布置。施工时确定钻孔方位参数时还应考虑联络通道并非与盾构隧道安全正交这一因素。2)注浆孔按扩散半径2m,孔底间距3m布置,共设21个注浆孔;通道拱部和边墙上部注浆采用水平孔,从一侧隧道向另一侧隧道钻进,至接近对侧隧道管片为止。通道底部注浆孔采用垂直平面内向下倾斜孔,两侧隧道对称布239、置。3)在开洞块管片上直接钻孔作为注浆管孔口,注浆孔开孔直径不小于110mm,终孔直径不小于91mm,孔口管采用108mm,壁厚5mm的热轧无缝钢管,孔口管应埋设牢固,并有良好的止浆措施。4)钻孔和注浆顺序由外向内,同一圈孔间隔施工。5)岩层破碎容易造成塌孔时,采用前进式注浆,否侧采用后退式注浆。6)钻孔过程中遇涌水或因岩层破碎造成卡钻时,应停止钻进,进行注浆扫孔后再进行钻进。7)注浆的填充率按5%进行计算,注浆材料,一般选择普通水泥浆,特殊需要时,可考虑超细水泥或化学浆液等。8)注浆压力;设计注浆压力(终压值)一般参考注浆处静水压力加上12MPa进行。9)注浆结束后,应选取35个孔作为检查孔240、,以判断注浆效果,单孔涌水量小于2L/天,隧道开挖后容许渗水量应小于4L/(h.m)。当注浆完毕未达到设计要求时,应进行补注浆。 (4)联络通道开口1)施工步骤和施工方法根据详勘、补勘和盾构隧道掘进施工情况,基本探明了联络通道的地质情况,并结合地表建筑物对联络通道的开口稳定性和对联络通道的预加固情况进行初步判断,对于联络通道地层稳定性较好的则进行开口,开口时从上向下分块切割混凝土管片的方法进行联络通道开口施工,分块高度控制在3001200之间。切除过程严密监控切口、管片的变化情况,出现异常时立即停止切割,并采取相应措施。采用钻孔机分割切除。即利用钻孔钻孔,把管片分割成3块1.052大小的混凝土241、块,每块重3t。然后利用葫芦将小混凝土块逐个吊出。切除下来的管片利用区间内行驶的机车运走。2)主要技术措施为保证联络通道开口位置正确,需对测量放线的基准点进行复核。根据联络通道处管片的配筋情况,避开钢筋,准确进行钻孔注浆固结土体堵水。对风钻钻孔孔位进行准确定位。为保证联络通道开口的安全和施工质量,安全员和质检员要进行全过程的监督检查。(5)开挖方式联络通道开挖构筑施工占用一侧隧道,在联络通道开口处搭设工作平台,利用隧道的运输轨线作为排碴及材料运输通道。经探挖确认可以进行正式开挖后,切开混凝土管片,然后进行暗挖法施工。采用人工手持风镐开挖,避免对周围衬砌管片的破坏。开挖进尺控制在0.51m,在开242、挖施工中根据揭露土体的加固效果,以及监控监测信息,及时调整开挖步距和支护强度,确保安全施工。(6)碴土和材料运输开挖过程中碴土首先利用人工装入放置在管片运输车上的料斗内,电瓶车牵引运至工作井,用井口行走吊机吊至地面排至废碴池,汽车外运指定地点排放。施工上下材料的运输亦采用行吊和电瓶车运输。(7)初期支护联络通道开挖后,地层中原有的应力平衡受到破坏,引起通道周围地层中的应力重新分布,需及时进行初期支护,所以联络通道的临时支护即做为维护地层稳定,确保施工安全的一项重要技术措施。初期支护采用全断面钢架+钢筋网+喷射混凝土支护。钢架和钢筋网在钢筋加工厂加工,钢架试拼合格后运到工作面。通道开挖后,人工测243、量精确定位,人工进行安装钢架并铺设钢筋网,钢架间采用电焊机焊接连接钢筋固定。钢架背后铺设钢筋网,与钢架采用绑扎连接。检查合格后,湿喷混凝土至设计厚度。(8)防水施工1)联络通道防水原则是“以防为主,多道设防,综合治理”。2)结构采用C35防水混凝土,抗渗等级S12。初期支护与二次衬砌之间设单面自粘式高分子防水卷材。3)联络通道与盾构隧道接头处设置兜绕成环的遇水膨胀橡胶条和可维护注浆管。4)在管片开口处管片预埋钢板上焊接钢板止水带止水。5)泵房侧墙内侧涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料,用量不小于1.5/,厚度不小于1.0mm。6)联络通道底板两侧埋设100PVC半圆管作为侧沟排水。 (9)二次衬砌施244、工联络通道二次衬砌在联络通道变形(主要指拱顶下沉和两侧收敛)趋于稳定后进行。衬砌为钢筋混凝土结构,为减少混凝土施工接缝,联络通道开挖及临时支护完成后,衬砌时先施工底板混凝土一次连续进行浇筑,后施工边墙拱部混凝土。混凝土完成后,可拆除支架等临时支护设施,并在强度达到70强度后,联络通道均采用C35耐腐蚀钢筋混凝土衬砌,混凝土的抗渗标号不低于S12。联络通道洞门和洞身衬砌一起浇注。1)施工工艺和方法在防水设施施工完成后进行二次衬砌工序的施工。施工步骤为:施工准备钢筋绑扎预埋件安装仰拱和底板混凝土施工边拱混凝土浇筑脱模养生。2)钢筋加工和绑扎二衬钢筋先绑扎底板钢筋(预留出与边墙钢筋的连接筋),后绑扎245、拱墙钢筋。底板钢筋施工时先铺设底层钢筋,后绑扎顶层钢筋,两层钢筋之间用架立筋支撑,以防浇筑混凝土时顶层钢筋塌陷。拱墙钢筋先绑扎外圈钢筋,再绑扎内圈钢筋。绑扎拱墙钢筋时,搭设简易钢管作业平台。钢筋接头采用焊接,搭接长度10d,同一断面接头数量不大于钢筋数量的50%。两接头断面间隔1.0m。绑筋绑扎牢固、稳定,满足钢筋施工及验收规范。焊接钢筋时,在焊接部位用防火板遮挡防水层以防烧伤。3)底板混凝土灌注混凝土在洞外由混凝土罐车卸入电瓶车牵引的料斗内,电瓶车牵引料斗将混凝土运到联络通道处,人工使用铁锹灌注混凝土,插入式捣固棒捣固。4)边拱混凝土灌注在边拱钢筋绑扎完后,首先进行施工缝和变形缝的处理后及时246、安装边拱混凝土支架和模板,灌注边拱混凝土。然后准确测量,进行模板定位,安装模板支架,然后人工安装模板。模板拟采用20mm夹板,支顶用51钢管进行竖向及横向对顶。模板安装后,检查钢筋的保护层厚度,必要时设置垫块保证保护层厚度符合要求。混凝土浇注方法同底板混凝土浇注,施工时需加强混凝土的捣固。浇注时按从下向上、分层、对称顺序施工。封顶采用后退式封顶,最后采用死封顶合拢。(10)主要施工技术措施1)衬砌钢筋规格、型号、机械性能、化学成分、可焊性等符合规范规定和设计要求,钢筋进场后必须进行复检、抽样检查,合格后方可投入使用。2)钢筋弯曲应采用冷弯,不允许热弯。同时钢筋表面应洁净、无损伤、无锈蚀、无油污247、。3)钢筋绑扎符合设计和规范要求,位置准确、搭接长度满足设计和规范要求。4)钢筋绑扎、焊接施工时必须采取必要的防护措施,防止钢筋施工时损伤防水层。5)钢筋加工完成后,必须对作业区的防水层认真检查,确保无损伤后进行施工,否则必须采取补救措施。6)模板工程施工质量的好坏将直接影响结构的外观质量、形体尺寸以及结构的抗渗防裂功能。因此模板和支架需具有足够的强度、刚度和稳定性,且便于钢筋的绑扎和混凝土的浇筑养护等工艺要求。7)模板安装前必须经过正确放样,检查无误后再立模,安装好后,必须复核中线及标高是否正确。保证模板支撑牢固、稳定,不得有松动、跑模、超标准的变形下沉现象。模板表面清理干净,涂刷好脱模剂。248、模板拼缝应平整严密,不得漏浆。8)二次衬砌施工前做好以下工作:中线、高程、断面尺寸和净空尺寸必须符合设计要求,并做好地下水的封堵、引排;底板的浮碴、垃圾、积水必须清理干净。9)所有预埋件、预留盒和钢筋骨架固定在一起,以免灌筑混凝土时移位。10)用插入式振捣器振捣,振捣器不得触及防水层、钢筋、模板。混凝土灌筑过程中,尤其在预埋件处、钢筋密集处及其它特殊部位应事先制定措施,严禁不振、漏振或过振。11)混凝土终凝后及时进行洒水养生,结构混凝土养生期不少于14天。12)联络通道/泵房的二次衬砌均采用C35模筑钢筋混凝土,抗渗标号不低于P12。混凝土采用预拌混凝土,二次倒运到达工作面,人工入模浇捣。钢筋249、模板制安,混凝土浇注等作业过程严格按规范要求进行。(11)隧道变形监测1)隧道的沉降位移监测。2)隧道管片的水平及垂直方向的收敛变形监测。8 进度计划及措施8.1 施工进度安排8.1.1工期安排原则通过认真学习招标文件、合同文件及施工设计图纸,在充分考虑工程施工边界条件的基础上,项目部按照“节点工期满足、施工顺序合理、关键线路控制”的原则进行了工期安排。(1)节点工期满足充分考虑合同文件对相关节点工期的时间要求,对应节点工期要求,合理配置资源,科学安排施工,确保每个节点工期均能按期完成。(2)施工顺序合理按最优化原则合理安排施工顺序,在盾构掘进过程中适时进行隧底结构施工,缩短工序循环时间。(250、3)关键线路控制 缩短关键工序中的重点难点工程工期。针对工程重难点,加强技术攻关,提前制定相应的施工方案与技术措施, 为工期目标的实现提供保障。8.1.2 总工期及关键工期8.1.2.1 总工期 开工日期为2010年9月1日,完工日期为2014年3月31日,总工期为1308天。确保业主合同文件规定的节点工期。实际施工中,若业主对工期有新的要求,项目部将采取积极措施,调整施工组织安排,确保业主工期的实现。8.1.2.2 关键工期 本工程科学化组织管理施工,严格按照合同文件中规定的阶段工期目标组织现场施工,确保各节点工期按期完成,最终保证总工期按时完成。本工程关键工期详见表8-1-1。表8-1-1251、关键工期表序号项目及其说明工期节点1盾构机进场2012年5月1日2盾构机始发2012年8月31日3隧道贯通2013年10月15日4隧底结构施工完毕2013年12月19日8.1.3 主要工序循环时间计算及施工进度指标8.1.3.1 盾构掘进施工进度指标分析 (1)一般围岩段掘进循环时间安排循环作业时间每循环工序作业时间安排为200min。作业时间安排如表8-1-2所示。表8-1-2 一般围岩段盾构作业时间安排表序号工序名称作业时间(min)并行作业内容时间(min)1盾构掘进160管片及注浆材料供应602管片拼装40管道安装、材料吊装下井50理论循环时间(min)200工序作业时间A.盾构纯掘进252、时间:管片环宽为1.8m,每循环掘进时间按160min(其中负责运输的两列编组列车进出洞及管片、管道卸料时间考虑为70min)考虑。其中在掘进的同时进行同步注浆。B.管片拼装:40min。平行作业时间A.每条隧道由两列编组列车同时负责运输,列车编组为下:2管片车+1砂浆车+6矿车+1机车的编组形式。吊放管片、其它管道及利用管路向砂浆运输车内输送浆液40min。B.每掘进9m延长轨线及其它管道一次,用时50min;每300m延长一次电缆线,安排在倒班期间进行,占用时间240min。C.激光导向系统在曲线段每30m向前延伸搬站一次,在直线段每100m搬站一次,人工搬站用时1h。需协调在二个掘进班倒253、班期间或每日的保养时间进行。作业形式劳动组织安排为两班掘进(每班10h),一班保养(6小时,与掘进重叠2小时)。月掘进进尺计划每月需延长轨线、管道35次用时约73h,导向系统延伸4次用时4h(均不占用掘进循环时间)。考虑掘进工作效率按85%考虑,故障停机、工序停机及其它不可预见情况,按85%计:10h/班85%60min/h200min/循环=2.55循环/班。1.8m/循环2.55循环/班2班/天30天85%=234m/月,取200m/月。 (2)软土地段掘进循环时间安排循环作业时间每循环工序作业时间安排为180min。作业时间安排如表8-1-3所示。表8-1-3 软土地段盾构作业时间安排表254、序号工序名称作业时间(min)并行作业内容时间(min)1盾构掘进140管片及注浆材料供应602管片拼装40管道安装、材料吊装下井50理论循环时间(min)180工序作业时间A.盾构纯掘进时间:管片环宽为1.8m,每循环掘进时间按140min(其中负责运输的两列编组列车进出洞及管片、管道卸料时间考虑为70min)考虑。其中在掘时的同时进行同步注浆。B.管片拼装:40min。平行作业时间平行作业时间与一般围岩段掘进相同。作业形式劳动组织安排为两班掘进(每班10h),一班保养(6小时,与掘进重叠2小时)。月掘进进尺计划每月需延长轨线、管道35次用时约73h,导向系统延伸4次用时4h(均不占用掘进循255、环时间)。考虑掘进工作效率按85%考虑,故障停机、工序停机及其它不可预见情况,按85%计:10h/班85%60min/h180min/循环=2.83循环/班。1.8m/循环2.83循环/班2班/天30天85%=259m/月,取250m/月。 (3)软硬不均段的掘进时间安排循环作业时间每循环工序作业时间安排为300min。作业时间安排如表8-1-4。表8-1-4 软硬不均地层段盾构掘进工序时间表 序号工序名称作业时间(min)并行作业内容时间(min)1盾构掘进240管片及注浆材料供应902管片拼装60管道安装、材料吊装下井50理论循环时间(min)300工序作业时间A.盾构纯掘进时间:管片环宽256、为1.8m,每循环掘进时间按240min(其中负责运输的两列编组列车进出洞及管片、管道卸料时间考虑为70min)考虑。其中在掘时的同时进行同步注浆。B.管片拼装:60min。平行作业时间平行作业时间与一般围岩段掘进相同。作业形式劳动组织安排为两班掘进(每班10h),一班保养(6小时,与掘进重叠2小时)。月掘进进尺预计每月需延长轨线、管道20次用时约42h,导向系统延伸4次用时4h(均不占用掘进循环时间)。考虑掘进工作效率按80%考虑,故障停机、工序停机及其它不可预见情况,按80%计:10h/班80%60min/h300min/循环=1.6循环/班;1.8m/循环1.6循环/班2班/天30天80257、%=138m/月,取120m/月。(4)盾构掘进施工进度指标盾构掘进施工进度指标见表8-1-5所示。表8-1-5 主要工序作业进度指标序号作业工序进度指标备 注1盾构法隧道1.1盾构设计、制造及运输12个月包括设计联络、组装及调试1.2盾构始发段120m/月1.3湘江隧道软土地层段250m/月1.4湘江隧道均一基岩段200m/月1.5湘江隧道软硬不均段120m/月1.6盾构机拆机1个月 8.1.3.2 隧底结构施工进度指标分析一般地段隧道底部采用C25混凝土填充,在软弱地层、地层性质变化较大的软硬交接地层处设置C35钢筋混凝土纵梁。表8-1-6 隧底纵梁设置里程 湘江隧道区间左线右线左线长度 258、进口开福寺站区间ZWDK3+615.044+800WDK3+617.5+800184.956ZWDK4+575.977+636WDK4+588.6+684.660.023ZWDK5+450+570.377WDK5+463+583120.377开福寺站滨江新城站区间 ZWDK6+791.87+038.1 WDK6+8007+040 240(1)隧底填充施工进度指标隧底填充每循环施工6米,施工不连续时在一端设置施工缝。隧底填充作业循环时间表表8-1-7 隧底填充作业循环时间表工序时间备注清理基底1h立模3h含测量时间浇筑1.5h含运输时间收面0.5h合计6h月进度指标的计算C25混凝土填充:720259、/6*6=720米/月月进度指标的确定根据以上施工循环时间分析,再考虑隧底施工是平行于盾构掘进的,所以隧底结构施工受影响较大,对施工进度指标进行折减,取540米/月。(2)隧底纵梁施工进度指标隧底纵梁每循环施工6米,施工不连续时在一端设置施工缝。隧底纵梁作业循环时间表表8-1-8 隧底纵梁作业循环时间表工序时间备注清理基底1h钢筋绑扎1h含运输时间立模3h含测量时间浇筑1.5h含运输时间收面0.5h合计7h月进度指标的计算隧底纵梁(C35混凝土):720/7*6=617米/月月进度指标的确定根据以上施工循环时间分析,再考虑隧底施工是平行于盾构掘进的,所以隧底结构施工受影响较大,对施工进度指标进260、行折减,取460米/月。8.1.3.3 联络通道及泵房施工进度指标分析本段工程共设9个联络通道,具体见下表表8-1-9 湘江隧道盾构段联络通道统计表所属区段联络通道编号左线里程联络通道长度围岩级别地层岩性湘江隧道进口开福寺区间1#WDK4+115.213.036W3及W2板岩2#WDK4+588.68.7W3泥质粉砂岩3#WDK5+085.48.7W2泥质粉砂岩开福寺站滨江新城站区间4#WDK6+262.3009.303W2板岩5#WDK6+712.3009.38W3板岩6#WDK7+126.3008.7W2板岩7#兼泵房WDK7+473.7009.428#WDK7+713.1009.659#261、WDK8+211.7008.7联络通道原则上从右线向左线施工,待左线盾构机完全通过联络通道之后开始施工。管片加固支护、管片背后注浆、以及地层加固注浆在左线盾构机主机通过之后便可开始。(1)以7#联络通道为例,进度指标如下:施工作业时间如下表8-1-10 施工作业时间表工序时间备注管片开口3d土石方开挖20d每循环0.5m1m防水板铺设2d底板钢筋绑扎2d立模0.5d底板混凝土浇筑0.5d侧墙及拱顶钢筋绑扎2d立模3d混凝土浇筑1d合计32d不含注浆加固的时间施工进度指标的确定由于联络通道施工与掘进施工、隧底结构施工同步进行,施工进度受一定影响,所以对联络通道施工时间适当增加,约40天/个。(2262、)泵房施工施工作业时间如下:表8-1-11 施工作业时间表工序时间备注土石方开挖8d每循环0.5m防水板铺设2d底板钢筋绑扎1d立模0.5d底板混凝土浇筑0.5d侧墙钢筋绑扎2d立模3d混凝土浇筑1d合计18d7#联络通道兼泵房的施工进度所以7#联络通道兼泵房的施工时间为50天,考虑影响因素,7#联络通道兼泵房的施工进度约为60天。8.1.4 主要工程进度安排表8-1-12 主要工程进度计划安排序号项 目2012年3季度2012年4季度2013年1季度2013年2季度2013年3季度2013年4季度1左线掘进(m)1006006005406002702隧底结构(m)05007005406003263、703右线掘进(m)01007007007504604隧底结构(m)007007007505605联络通道(个)0012218.1.5 资金使用计划安排表8-1-13 资金使用计划表序号项 目2012年3季度2012年4季度2013年1季度2013年2季度2013年3季度2013年4季度1完成产值(万元)615430880027632830944938.1.6 工程进度安排施工进度横道图见 图8-1-18.2 工期保证措施8.2.1 工期总体保证措施8.2.1.1 组织保证措施在项目管理工作内容内把工期保证作为一项重要的任务来抓,做到组织到位、责任到人、管理跟进,具体措施如下: (1)建立以项264、目经理、总工程师、项目副经理为首的管理体系,决策重大施工问题,确定重大施工方案,分析施工进度,当实际进度落后施工组织设计要求时,提出加快施工进度措施。加强现场施工组织管理,作到管理正确、管理得力、效率高、应变能力强。(2)建立健全岗位责任制和工效考核制度,施工人员定岗定责,严格技术标准、工艺措施,严明施工纪律,按施工计划要求施工。(3)成立科研组,并利用我单位的施工和技术优势,重大方案聘请单位内部专家与现场管理人员共同研究,制定严密、科学、经济、实用、合理的施工方案和方法,充分依靠科技,开展科技攻关活动,优化施工方案,为加快施工进度、保证工期提供技术保障。(4)建立工程施工进度的预警机制,当关265、键线路上的任务预计与计划滞后时,立即报警,由项目主要管理人员确定加快施工进度措施,并严格落实。8.2.1.2 管理和技术保证措施加强施工组织管理力度,防止出现由于施工组织失误影响施工进度的情况;加强技术方案审批的管理力度,保证施工方案的合理性,具体措施如下:(1)在施工全过程对进度计划、资源配置进行动态管理。(2)加强与业主、监理、设计等单位的联系,同时积极主动与当地其他相关部门联系,及时解决施工中存在的问题及突发事件,施工过程中取得当地居民及有关部门的理解和支持,为施工创造一个良好宽松的外部环境,确保施工生产的顺利进行。(3)加强施工现场的协调和指挥,保证工序间紧密衔接,下道工序的准备时间在266、上道工序完成前即开始,减少工序准备时间,确保各工作面的干扰降到最低程度。(4)集团公司加强系统与片区检查相结合的管理,强化集团公司对项目的督导、控制,保证本标段工程施工的有序、可控,确保合同工期的兑现。(5)严格执行合同项目,按照“提前加快”的原则制定施工总工期计划,依次分解制定年度、季度、月、周施工进度计划,并分解落实到各责任人和责任单位。加强进度计划目标管理,召开进度计划分析会,及时解决施工中存在的问题。(6)为保证工程的如期交付验收,适当提高盾构机的掘进指标,合理安排后期工程的施工。(7)积极督促业主进行地质补充勘查调查工作。(8)以保证盾构隧洞工程为主线,统筹规划,精心安排,在总体筹划267、工期的基础上进一步细化各分项工程工期的工期安排,处理好各接口工程与盾构施工的时间接口问题。必要时对每一接口工程编制分部或分项工程实施性施工组织设计,做出详细具体的工期进度计划,分解落实到每一个部门和责任人。(9)盾构组装和拆卸工作实行机电部负责制,确保质量和进度。(10)项目经理负责对接口工程的协调控制工作和对外联络工作,确保各接口工程(工作)进度的有序可控。(11)针对盾构隧洞的地质条件、水文条件和周边环境条件,制定详细的分段进度计划,以及为实现这些分段计划的具体、有效的组织和技术措施,并分解落实到各班组。确保各分段进度计划的按期实现。(12)针对盾构掘进中的不良地质地段等制定周密的施工加固268、和监测措施并制定相关的应急预备方案,实行项目领导和工程师现场值班制度,确保盾构施工安全顺利该地段。(13)合理组织、精心安排,切实做好标准化作业,严格管理控制作业程度,缩短循环时间,提高施工效率。(14)做好施工物资采购供应工作,特别是管片、注浆材料和盾构机配件的采购供应,保障施工正常进展。8.2.1.4 资源保证措施根据工程的需要合理的配置机械、人员等设备,保证满足该工程的需要,具体措施如下:(1)施工所需人力、物资、设备、资金等资源在项目部范围内统一调配,配置足够的资源,严格按照总体施工进度计划要求完成各自的施工任务。(2)配备足够的机械设备,加强管、用、养、修,积极应用现代化信息管理,建269、立设备台帐和技术档案,建立检测、大修、项修、技术开发、配件库存、人员培训等信息库,确保设备完好率,提高设备利用率;以先进的设备,保证施工顺利进行,确保工期目标实现。(3)编制机械安全技术操作规程,组织专家深入现场,督促检查设备安全情况,发现问题,及时纠正,消除隐患,使机械设备达到安全、优质、高效、低耗地运行。杜绝违章指挥、违章操作、违反劳动纪律和蛮干等操作行为。(4)建立专项资金用于材料的采购工作,确保材料的供应,任何个人或部门均不得擅自挪用该资金。(5)加强材料的管理工作,材料的库存量合理,确保材料的质量在库存阶段不发生变化,保证满足工程施工的需要。(6)掌握和追踪目前的材料动向和发展状况,270、追踪新材料、新技术、新工艺的信息,不断提高材料管理水平。(7)特殊材料的采购提前进行,考虑充足的时间富余量,加强与材料供应单位的联系,确保材料的正常供应。(8)对于春节、国庆期间长假,提前进行此期间所需的材料采购,并作好充足的准备,材料库存量满足春节、国庆长假期间工程施工的正常需要。8.2.2 主要关键项目的工期保证措施8.2.2.1 盾构交货我单位与盾构制造公司有着长期友好的合作,对设计联络、报关、进场运输都比较熟,为确保本工程盾构机能尽早投入使用,我们将积极做好以下几个方面的工作。(1)在设备制造期间,成立监造小组,按照合同条款定期与制造商进行设计联络;必要时派代表驻厂监督设备各环节的制造271、质量和进度。(2)设备的海外运输要求制造商严格按照包装和海运的国际惯例及订货合同执行。成立盾构运输协调小组,负责协调盾构整个运输工作。同时,成立盾构商检小组,负责协助商检部门做好到达港口和工地的盾构机设备、备件的商检工作,对于商检中发现的问题,如短缺、损坏、规格不符等逐一记录在案,由外方工地代表确认,避免损失。使盾构机设备的进场运输万无一失,安全到达工地现场。(3)盾构的报关、商检等工作需要时间较长。派专人提前与相关部门沟通,取得支持,以保证按计划顺利通关。8.2.2.3 盾构机掘进盾构隧洞阶段工期是本项目工期的关键,而影响盾构隧洞工期的主要因素可归结为两大方面:一是与盾构施工相关的众多接口工272、程的节点工期如盾构井施工等;二是盾构隧洞的掘进施工速度。为保证整个工程的工期,采用如下主要措施。(1)确保各接口工程的阶段工期 盾构工作井的施工、钻爆法隧洞施工,以及盾构施工的准备工作要安排在盾构到场之前施工完毕。 盾构始发所需的管片和现场临时设施要提前准备妥善,确保盾构按时始发。 始发井及相邻施工段按照工期需要配置相应的人力、物资和设备,以满足盾构整机始发需要。(2)保证盾构隧洞的施工速度 针对盾构隧洞的地质条件、水文条件和周边环境条件,制定详细的分段进度计划,以及为实现这些分段计划的具体、有效的技术措施和组织措施,并分解落实。确保各分段进度计划的按期实现。 制定周密的盾构通过特殊地段的施工273、技术措施和应急预案,实行管理人员和工程师现场值班制度,以确保盾构施工安全顺利快速通过。 充分认识集“机、电、液、气”于一体的大型盾构设备管理工作,树立“以掘进为中心,机械设备为前提,地质是条件,管理是关键”的指导思想,建立以总工程师负责制为核心的一条龙体系,成立盾构技术核心小组,同时建立部分技术干部侧重作业、核心组侧重技术研究和咨询,专家顾问组提供技术指导的三级技术支持体系。进一步加强技术培训工作和盾构机管、用、养、修的消化吸收,规范盾构安全操作规范、盾构操作使用说明书、盾构维修保养操作规程等管理规章制度。确保设备完好率,提高设备利用率。 盾构机、门吊、机车等主要施工设备在选型、设计时,充分考274、虑与我公司其他工地的设备型号的通用性和各配套系统的匹配性,发挥我公司对盾构设备管理的系统作用,保证设备配件供应的及时性和充分发挥盾构机的设计能力,提高施工效率,加快施工进度。 加强刀具管理,提高设备有效利用率。根据本标段地质特点和设备能力配备,结合我公司以往类似工程盾构施工经验,选择合适的刀盘刀具配置,提前选定适当的刀盘检查和刀具更换位置(同时提前进行合理的加固措施,保证施工安全,提高施工效率),制定切实可行的有计划的刀具管理制度:在盾构试掘进阶段,了解、掌握刀具的磨损规律,以制订合理的刀具检查计划及必要时的换刀计划,以免出现刀具意外磨损影响进度,缩短换刀时间和减少被动停机时间,有效提高设备利275、用率,确保工程总体工期目标的顺利实现。 合理组织、精心安排,切实做好标准化作业,严格管理控制作业工序,缩短循环时间,提高施工效率。 做好施工物资采购供应工作,特别是盾构机刀具、配件和管片、注浆材料的采购供应,保正施工正常进展。 加强注浆系统的管理,确保注浆处理系统的正常运转,确保盾构隧洞成型质量。8.2.3 不可抗因素工期滞后补救措施若出现不可抗因素导致的工期滞后,我单位将从以下方面采取补救措施,以保证进度计划的实现:8.2.3.1 增加资源投入,加快施工进度必要时增加人力、设备、材料等资源的投入,以缩短各道工序施作时间,加快施工进度。8.2.3.2 做好施工协调,组织多工序平行作业,提高施工276、速度优化施工方案,使得各工序间能穿插作业,同时加强施工策划协调,组织多工序平行作业,提高施工速度。8.2.3.3 做好成品保护,减少返修率对完成的成品、半成品制定相应的保护措施,安排专人负责,保证成品、半成品质量,以保证顺利交验或进行下一道工序,防止因返工、返修增加工期。8.2.3.4 采取技术措施,改善施工环境根项目部针对不良地质、地下水等对施工进度造成的影响,制定相应的技术措施,采取可靠的应对措施和降水方案,为施工创造良好的条件,从而保证施工安全,提高施工进度。9 资源配置 9.1 人员需求及配置项目管理服务人员配置67人,其中项目经理1人,书记1人,工会主席1人,总经济师1人,土木总工程277、师1人,机械总工程师1人,副经理1人,工程管理部17人,安全质量部4人,设备物资部14人,计财部5人,综合部19人。项目施工作业人员配置83人,人员配备如下表表9-1-1 人员需求表序号部门/作业队岗位计划人数(人)1项目经理部常务副经理12书记13副经理24土木总工15机电总工16总经济师17安全总监19工程管理部土木副总工110部长111施工工程师612测量组713资料员114调度人员415安全质量部部长116安全质量员417设备物资部机械副总工118部长119主司机620设备工程师621材料主任122材料员323资料员124计划财务部部长125财会126出纳127合同/验工228综合部部278、长129人事主任130业主司机331司机332炊事员533卫生清洁员234门卫4合计67表9-1-2 施工人员配置表序号班组班组数量计划人数备注1掘进班472每个掘进班班长1名,注浆司机1名,管片安装司机1名,配合管片安装3名,电瓶车司机和调车员4名,其他(接水管、轨道等)人员5名。2电工班19班长1名,盾构值班电工6名,常规2名3维保班114班长1名,盾构值班保养8名,常规5名4综合班144班长1名,门吊司机6名,司索3名,贴止水条工6名,充电工2名,轨排加工3名,养道工3名,砂浆站3名,装载机司机2名,其他人员15名。5联络通道、隧底结构施工班1采用劳务分包形式合计61399-1-3 劳动279、力计划表序号部门/班组2012年3季度2012年4季度2013年1季度2013年2季度2013年3季度1项目经理部888882工程管理部14202020203物资设备部16191919194综合管理部13191919195安全质量部355556计划财务部555557掘进班36727272728电工班599999维保班111414141410综合班22444444449.2 设备的需求及配置9.2.1 施工设备配置概述机械设备配备遵循原则:以能力配套、高效适用、满足需要为标准,绩效优先为目的,规避进行能力不衡的设备配置,在满足使用前提下,尽量减少规格种类,以便于共同备用和必要时抽调。 根据单项施280、工技术要求和施工作业条件进行设备选型,考虑通用性进行调配;按照施工进度计划指标配备设备台数,确保生产能力留有余地,同时考虑突发性事件所需的工程抢险应急设备。9.2.2 主要施工设备能力计算与配置9.2.2.1 盾构配套设备(1)编组列车及牵引机车盾构推进时的运输主要是管片和砂浆料、轨线材料及其它辅助材料向盾构作业面的运输,而列车编组需从盾构作业面向隧道外部运输碴土。每台盾构推进一个循环所需要的材料运输和碴土外送由2列车完成,每个编组由1节直交流变频机车、6节运碴矿车、1节砂浆车、2节管片车(兼材料车)组成。若考虑进度要求可增加1列编组备用。0 砂浆车容量核算盾构掘进每环需用砂浆量为11方,砂浆281、车按每车砂浆运输量10方。 两列编组完成一环掘进,砂浆供应量为20方/环。 机车能力的计算已知:开挖直径9340mm,循环长度1800 mm则每循环松方碴量: G1=R2B1=3.144.6721.81.8=224立方米(其中:R-开挖半径 B-循环长度 1松方系数取1.8)碴土重量(包括残留及添加剂):G2= G12=224X1.8=403T(其中:2碴土的比重1.8)根据碴车制造能力,采用容量为18立方米的碴车。需要碴车数量为12节,自重10.5T,每列编组6节。管重运输车的选择:采用35T管片车、每环4个车运输,自重6T.10方砂浆车:2节、自重8T15T材料车:2节、自重6T机车按每列282、编组6台碴车、1台砂浆车、2台管片车、1台平板车计算。每环的总牵引重量为:403/2+6*10.5+6*2+8+6=290.5T55T机车能力:每个机车在27的坡度上重载行驶的牵引重量为316T。(2)充电机的选择机车每列电瓶使用为三箱连用,每箱88节,每节2V,每箱为176V,三箱合用为528V。充电机选用KAC150/275,三台充电机为一组。(3)垂直运输设备的选择碴车每碴碴土重32T,自重8,出碴口根据每次出碴重量40T,选用45门吊。该起重机起升高度为40m,大梁长度为17.5m,额定起重量为45t,运行速度为38.6m/min,大车行走轮间距9.42m,操作方式为空操。起吊范围为4283、5t以下的普通物件的吊运。井口垂直运输根据每次下放管片为16T(两块),选用门吊的起升重量为26T。根据井口门吊使用率选用H型26T/5T双梁门吊。26T大钩主要用于管片下井,5T小钩用于材料等下井。 (4)砂浆搅拌设备的选择盾构掘进最快速度为140分钟/环,管片安装一环按40分钟计算,掘进一环总时间为3小时。掘进每环砂浆用量为11方,按两条线同时正常掘进,砂浆需求量为8方/小时。砂浆搅拌站选用一台HZS50搅拌站,每小时生产量为30方。(5)通风机的选择通风方式选择滨江新城站至开福寺站区间的盾构机为独头掘进,通风距离达2939m,施工通风主要考虑满足隧道断面对风速的要求,通风方式采用压入式通284、风。如图9-2-1所示。图9-2-1 隧道通风系统示意图通风设备选择对于盾构机施工的隧道,洞内风量计算主要是考虑洞内施工作业人员对新鲜空气的要求、洞内降温的要求以及洞内工作面对风速的要求,取上述三种计算的最大者为该隧道的控制风量。按最小断面隧道施工对风速的要求V0.25m/s,计算所得的风量为该隧道的控制风量。因此,该隧道的控制风量为:工作面需要的风量:Q需VminS0.255260780 m3/min。其中:Vmin最小断面风速取0.25 m/s,S为隧道断面面积约52m2。通风机风量考虑通风管的漏风,风机风量为:Q机(Q需+Q漏)= Q需(1+ L100L/100)=780(1+1.5%2285、939/100)1.21348.64/min 其中:L为掘进长度,L100为百米漏风率为1.5%,风量储备系数1.2。根据通风管路送风的长度,考虑风管的漏风,对照风机的性能曲线,每台盾构施工选用SDF-N012.5轴流式多极调速通风机一台,通风机主要参数见表9-2-1。 表9-2-1通风机主要参数风机型号速度风量(m3/min)风压(Pa)高效风量m3/min转速r/min最高点功(kW)最大用电机功率(kW)SDF-N012.5高速1550291213785355238514802082110中速105219686292445161098067.5234低速84014753551375120286、875028.4216每个盾构作业面采用一台SDF-N012.5的多级变速轴流风机配1400mm的拉链式软风管为工作面送风,拐弯处安装硬质风管。通过盾构风管储存箱进行延伸,将新鲜空气压入盾构机后配套设备末端,再由后配套上的二次通风机和通风管将新鲜空气压入盾构机前端和各作业空间。根据送风距离来决定开关风机的级别,以控制风量,节省电能,提高经济效益。(6)盾构循环冷却水泵、管道的选择盾构机正常掘进时需水量为:50m3/小时,管路长考虑单线长为2700m,水管采用DN100钢管。 流速: V= 1.77(m/s) 取流量=50m3/h 管路损失扬程h1= =0.03 129.5 取=0.03 DN1287、00单向阀1个的损失扬程h2= =1.7 1(m) 取=1.7 90度弯头8个的损失扬程h3= 8 =0.3 81(m) 取=0.3 总扬程:H=129.5+1+1+1=132.5(m) 常用立式多级泵参数表:表9-2-2 水泵参数表出水段(mm)级数流量总扬程 H转数 n功率效率m3/hL/s(m)(r/min)轴功率电机功率(%)80632.49130145018.83060.750.41412023.57065.1618.110327.466.780732.491511450223760.750.41414027.47065.1618.112031.866.710057220109145288、032.8456510027.810037.972126358541.77010067220152145039.3556510027.814054.472126351195070根据上表得知,选用DL-80、7级立式多级泵流量为50.4 m3/h,总扬程为140米,电机功率为37KW,最符合工地循环冷却水施工需求。每条线安装一台立式多级泵为盾构机提供冷却循环水。(7)隧道内V型坡排水泵、管道的选择隧道内排污泵管路采用DN100钢管,隧道最低点距井口防洪池高差为15米,隧道内排污流量按50m3/h考虑。根据上例公式与相关产品型、参数查询,选用Y225M-475/50D卧式渣浆泵,泵进水口直径75289、MM、出水口直径50MM、流量55m3/h、电机功率为55KW。每条线安装一台,配用一台,满足工地隧道内排污防洪要求。9.2.3 主要设备的配置主要设备配置详见表9-2-3。 表9-2-3 主要设备配置表主要机械设备序号设备名称规格型号数量主要性能指标备注1盾构机EPB93002 台P:4100KW;最大推力:7112t;额定扭矩:15,047kN.m新购2电瓶机车JXK-55/356台轨距:900mm新购3渣车18m324台轨距:900mm新购/调拨4砂浆输送车11m34台轨距:900mm调拨5管片车35T8台轨距:900mm;载重:35T调拨6充电机KCA-150/275V12套调压:02290、75V;输出功率:57KW新购7门式起重机45T2台额定起重量45T;p:132KW调拨8门式起重机26T1台额定起重量26T;P:120KW调拨9冷却塔SRM-1001套22KW新购10砂浆搅拌站HJZJ371套15m/h新购11通风机SDF-N012.52台P:1102KW新购12开关柜2套一进三出新购13装载机ZLC501台调拨14双液注浆机KBY-50701台新购15多级泵55KW2台扬程:100m;p:55KW新购16立式泥浆45KW2台扬程:60m;p:45KW新购17潜水泵QY25-150/510台扬程:60m;p:7.5KW新购18挖掘机PC2001台0.8m租赁19重型运输板291、车HY4732台Q:100T租赁20拖车P113HL642台牵引60T租赁21运输平板货车EQ1402台载重:5T;总功率:94.5KW租赁22履带吊机1台起吊能力:350吨租赁23汽车吊机徐工Q1601台起吊能力:160吨租赁24叉车10T1台租赁环境监测仪器序号设备名称规格型号数量主要性能指标备注25微电脑粉尘仪LD-5CH 1台新购26噪声分析仪HS6288E 1台新购27浊度仪1台新购28气体检测仪1台新购施工测量仪器序号设备名称规格型号数量主要性能指标备注29全站仪TCR4021台调配30全站仪TCA18002台机器自带31自动安平水准仪ZSD21台新购9.3 主要材料供应计划 材料292、计划详见表9-3-1表9-3-1 主要材料季度计划表序号名称规格单位2012年2013年3季度4季度1季度2季度3季度4季度1外侧弹性密封垫(止水条)43*22套3253503503251692内侧遇水膨胀橡胶垫22*5套3253503503251693变形缝丁晴软木衬垫6mm 套3253503503251694普通环氯丁海绵橡胶40*5米93601008010080936047235变形缝环氯丁海绵橡胶40*8米93601008010080936047236螺孔防水垫圈46*30*10只1235013300133001235062327自粘性橡胶薄片片10400112001120010400293、52488盾构管片密封垫专用胶粘剂kg975105010509754829螺栓套12350133001330012350623210钢轨枕付1821861861829211道岔付1000012轨道m117012601260117059013轨道压块只145615681568145623514鱼尾螺栓套112312101210112356715规矩拉杆根37440340337438916鱼尾板块37440340337438917高压电缆150米58563063058529518高压电缆接头150套3222019隧道照明用电缆95(铝芯)米2340252025202340128120隧道照明用电缆294、16mm2(铜芯)米29231531529214821镀锌管道100mm米175518901890175588622通风管(1.5m)米58563063058529523水泥P.C32.5t50754654650715624粉煤灰t160517291729160581025膨润土t21122822821110626河砂t3296354935493296166327水t101410921092101451228钢板网50*50mmm237837837835117729角钢50*50mmm175518901890175588630水管支架个1621751751628231低压线缆模担个586262295、583032橡套电缆3*185+2*75米500000033橡套电缆3*120+2*50米200000034橡套电缆3*50+2*16米400000035电缆75(单芯)米40000009.4 保障措施9.4.1 人员保障措施9.4.1.1 组织措施(1)本工程将组织精干、高效、富有创造力及充满活力的专业化管理机构及作业队。(2)本工程任职的主要管理人员和施工人员均具有丰富的地铁、土压盾构及铁路工程的施工经验。(3)集团公司领导负责对参建本工程的主要管理人员进行协调,抽调类似项目施工作业人员。9.4.1.2 管理措施(1)重视职工技能的培训工作,施工人员具有专业知识及专业技能的优势,均能胜任本296、职工作。(2)重视职工的思想教育工作,激励员工发扬艰苦朴素、无私奉献的精神,确保参建人员到之能战,战之能胜。(3)所有参建人员都参加社会主义劳动竞赛,建立多劳多得的奖励机制,员工收入与工作成绩挂钩,激发职工的建设热情。(4)充分发挥工会的职能,关心职工的思想动态和生活状况,维护员工的合法权益,丰富员工的业余生活,为员工提供娱乐和休闲场所。不定期举行文体比赛,激发员工的生活和工作热情,充分发挥员工的主观能动性,使他们以工地为家,以饱满的热情投入到工作当中。(5)节假日期间的劳动力保证措施1)、节假日期间本工程正常施工,项目经理部人员实行轮休制,作业队不放假,施工正常进行。2)、职工的假期统一考虑,合理安排在非施工高峰期进行,节假日期间职工一般不休探亲假,保证节假日期间的劳动力数量。3)、节假日实行领导干部值班制,主要领导干部不能离开工作岗位。4)、在工地尽可能创造部分职工家属的居住条件,使节假日期间部分职工家属能到工地探亲。5)、作好员工的思想政治工作,树立员工以工地为家,为祖国的建设事业献身的精神,多关心员工的家庭生活,了解他们的生活困难,给予集体的关怀和温暖,使他们能安心地工作。9.4.2 材料供应保障措施(1)项目