1087双线米区间线路盾构法施工方案80页.doc
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2024-09-04
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1、1087双线米区间线路盾构法施工方案编 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 录第一章 工程概况11.1 工程概况11.1.1 工程简介11.1.2工程地质水文情况2地表及地下建(构)筑物31.1.4气候状况51.2 工程重点、难点对策51.2.1 工程重点51.2.2 工程难点及对策71、盾构机在多种地层及承压水水位较高的地层中掘进控制72、下穿XX铁路桥、XX门立交桥、东XX、人行天桥主要应对措施83、穿越管线路施工方案11第二章 盾构施工总体策划及工程管理122.1 总体施工方案122.2 盾构总体施工流2、程132.3 施工进度计划安排142.4 项目部的管理架构14第三章 劳动力计划及施工设备配置153.1 劳动力计划153.2 机械设备配置表15第四章 施工总平面布置及临时工程174.1 施工平面布置174.2 施工用电设计17cos功率因数,根据实际情况取0.80174.3 隧道通风、循环水、照明181、隧道通风182、隧道给排水203、隧道照明204.4 通讯21第五章 前期技术措施225.1 洞门施工225.1.1 洞口加固土体检测225.1.2 洞门破除施工235.2 盾构机设备的组装与调试245.2.1 盾构机组装场地的布置及吊装设备245.2.2 盾构组装技术措施245.2.3 3、盾构机调试245.2.4 组装安全保护措施26第六章 盾构掘进施工方案276.1 盾构机始发与试验段掘进276.1.1 盾构始发的工艺流程276.1.2 始发阶段的掘进、出碴及运输276.1.3 始发掘进技术要点286.1.4 试验段掘进参数的选择分析286.2 正常掘进与主要施工工艺296.2.1 掘进模式的选择296.2.2 碴土改良和管理326.2.3 掘进过程中姿态控制336.2.4 管片拼装356.2.5 盾构同步注浆386.2.6 二次注浆426.2.7 隧道测量436.2.8 隧道防水施工措施496.2.9 隧道防腐蚀施工措施516.2.10 地层与建筑物隆陷控制及监测反馈5164、.2.11 洞内出碴、运输及弃土外运536.3 盾构机到达556.3.1 盾构到达施工流程556.3.2 盾构到达的准备工作556.3.3 盾构到达施工566.3.4 盾构到达施工注意事项576.4 对盾构掘进过程中突发险情的预案586.4.1 盾构隧道过建(构)筑物时的应急预案586.4.2 应急预案596.4.3 风险上报流程606.4.4 应急事故处理程序616.4.5 应急物资准备62第七章 施工测量647.1 编制依据647.2 测量准备647.3 控制测量641、地面控制测量642、地下控制测量657.4 施工测量657.5 联系测量651、平面网的联系测量662、高程联系测量665、7.6 洞内施工测量671、盾构机的掘进测量672、衬砌环片的测量677.7 工程自动测量系统687.8 贯通误差测量687.9 人员组织及设备配置681、人员组织682、设备配置687.10 质量控制691、质量过程控制692、质量保证体系69第八章 工程质量保证措施708.1 盾构掘进施工质量保证措施701、施工管理中的挖掘管理702、施工管理中的线形管理。713、施工管理中的注浆管理714施工管理中的管片拼装管理718.2 施工测量与监测的质量保证措施71第九章 安全生产保证措施739.1 安全生产管理目标739.2 安全保证体系732、 项目经理安全职责:733、生产副经理安全职责:76、34、项目安全员安全职责739.3 盾构隧道施工安全保证措施741、施工准备742、起重安装作业:743、电瓶车操作:744、盾构掘进:74第十章 文明施工保证措施7610.1 文明施工管理组织机构7610.2 文明施工管理措施771、现场平面布置772、用电线路773、机械、车辆管理774、现场办公、生活设施卫生管理775、治安保卫776、监督检查78第十一章 环境保护措施7811.1 加强施工管理,强化环境保护意识7811.2 加强废水、废气、废渣的管理784、做好场地周边的排水沟槽,边坡防护,防止发生土壤冲蚀。7811.3 加强运输车辆的管理7911.4 加强监测量测,确保环境安全79第7、一章 工程概况1.1 工程概况1.1.1 工程简介XX门内站XX门外站区间:本区间采用盾构法进行施工(部分采用矿山法法施工),沿XX门内大街及XX门外大街行进,呈东西走向。区间总长1087双线米(其中左线1032.657m,右线1035.996m,总长2068.653m为盾构隧道)。盾构隧道外径为6000mm,内径为5400mm,管片厚度300mm,衬砌管片每环分为6块:3块标准管片(A型),2块邻接管片(B1、B2型),1块封顶管片(C型),每环宽度为1200mm,环与环之间设16个纵向连接螺栓,沿圆周均匀布置,一环中相邻管片间环向连接设2个螺栓,每环设12个环向螺栓,环、纵向螺栓均采用M28、4弯螺栓,衬砌采用错缝拼装。本区间线路主要沿现状道路布置,呈东西走向,起点为XX门内站,线路出站后沿XX门内大街路中向东延伸,先后穿越XX人行天桥、XX线XX门铁路框架桥、XX门立交桥、东XX,旁穿领行国际地下车库及忠实里2栋16层楼,进入XX门外大街,在XX门外大街与广和里路交汇处设置XX门外站。XX门内大街道路两侧已建成高密度住宅区,XX铁路桥XX门立交桥和东XX右线1035.966米左线1032.657米XX门内站XX门外站1.1.2工程地质水文情况本段沿线位于XX城区东部平原地区,属于XX冲洪积扇的轴部,受古金沟河故道控制。所处地貌类型主要为古金沟河故道以及河道两侧台地。本段地势总体为9、西高东低,里程K9+300.0K16+230.0,钻孔孔口标高为40.1033.82m,由西向东逐渐降低;拟建线路主要位于XX门内大街上,现状主要为道路及隔离带。线路两侧主要为多层或高层建筑物;沿线路地上分布有铁路框架桥、人行天桥及XX,线路地下分布有较多上水、污水及雨水、热力、通信及燃气管线。根据本地区规范规定,XX平原地区地基土的标准冻结深度为0.80m。本次勘察钻孔最大深度70m,在勘察深度范围内,根据区域水文地质资料,本段线路赋存三层地下水,地下水类型分别为潜水(二)、承压水(三)和承压水(四)。本次勘察未见上层滞水,但由于大气降水、管道渗漏等原因,沿线不排除局部存在上层滞水的可能性。10、地下水详细情况见下表2.1-1所示。表2.1-1 地下水特征表地下水性质水位/水头埋深(m)水位/水头标高(m)观测时间含水层及其特征含水层渗透系数(m/d)潜水(二)7.6615.9316.6329.892009.4粉细砂3层、中粗砂4层2040承压水(三)15.526.1412.0420.302009.4中粗砂1层、粉细砂2层、圆砾卵石层20100承压水(四)36.537.1-2.15-2.262009.3粉细砂2层2040潜水水位线694m339m承压水水位线本段区间隧道覆土1019m,隧道洞身主要穿过的土层有中粗砂4层、圆砾卵石层、粉质粘土层、粉土2层、细中砂3层。潜水(二)水位标高211、529.89m,位于粉细砂3层、中粗砂4层。最大坡度为12%。地表及地下建(构)筑物本标段线路影响范围内主要下穿建(构)筑物、管线路情况如表所示。线路影响范围主要建(构)筑物、管线路情况汇总表建(构)筑物名称里程与隧道结构相对关系铁路箱涵桥右K11+019037XX线XX门铁路框架桥位于东二环XX门立交桥和白桥大街之间,该桥由并列三座框架桥组成,从北到南依次为号为单孔框架桥孔径为12m;号为双孔框架桥孔径为215m;号为单孔框架桥孔径为12m。中间两跨和两边跨设有20cm宽沉降缝。区间隧道在右K11+019037从号为双孔框架下穿过(框架桥结构底板厚0.95m,顶板厚0.85m,边墙及中墙厚012、.9m,净高为5.7m),隧道结构与框架桥底板底净距为13.528m。XX门立交桥右K11+250480XX门立交桥在XX路与南二环路相交处,XX路在上,二环路在下,立交桥由主桥(包括快、慢车桥南北各两座),匝道跨河桥(南北两座)等六座桥组成。快车桥在上,慢车桥在下,均同时跨越最底部的二环路和XX,组成了一个三层式立交桥。慢车桥位六跨孔径为18.5m的简支梁桥,每座桥长111m,快车桥全长214.2m,分为两个部分:中间部分为五孔跨径18.5m的斜交简支梁结构,两端部分为东西转盘。桥梁下部结构为T型墩身,厚0.7m,宽33.5m,基桩为钻孔灌注桩,桩径1m,入土深度1724m。慢车桥南北两侧设13、置人行梯道,南扶梯和慢车桥交角94.803,北扶梯和慢车桥交角92.507基础均为扩大基础,基础底面采用三七灰土换填。隧道与桥桩最近为11.24m,穿越人行梯道楼梯基础最小覆土12.9m。XX门立交桥四周挡墙挡墙基础均为扩大基础,隧道与四周挡墙基础最小覆土12.9m左右。盾构隧道下穿东XX右K11+300365东XX已基本按规划实现,规划河道平面位置、断面形式及尺寸与现状一致。规划河道横断面采用梯形复式断面,规划河底宽为35m,河道上口宽65m,规划河底高程为31.96m,两侧二层台高位35.41m,二层台以下为约3m高直墙,直墙内有约0.7m宽平台,平台内位边坡1:4的斜坡至河底。 隧道在右14、K11+300365段穿越东XX,结构外轮廓与河底最小净距离为10.14m。XX人行天桥右K10+842天桥主桥跨径12.75m+19.5m+17.5m+12.75m,为全焊等截面钢箱梁,宽度3.3m,全长65m,桥下净空不小于4.5m。天桥两侧人行梯道(1:4)宽4m。天桥下部基础除梯脚处采用半埋式钢筋混凝土扩大基础外其余均采用钻孔灌注桩基础、墩柱、盖梁,主桥桩径D=1.2m,长1828m,梯道桩径D=1.0m,墩柱及盖梁均为钢结构,墩底插入杯口承台基础。主梁及梯道下部各墩柱均垫有橡胶支座及滑动拉压支座。右线隧道离桥桩水平净距离为5.92m,垂直距离2.54m领行国际21层楼地下三层车库右K15、11+226238领行国际公寓楼建于2006年,地上21层,地下3层,基础埋深14.85m(东侧),主体结构为框支剪力墙结构。隧道结构外轮廓与地下车库底最小净距离为16.09m,与地下二层至三层的坡道净距离8.16m。垂直距离3.95m左K11+517547左线隧道离楼房最近处约为10.49m,基础资料没有收集到左K11+573左线隧道离居民楼最近处约为14.25m,基础资料没有收集到XX门桥西北侧永2、永4房屋右K11+175210左线隧道离房屋最近处约为8.87m,基础资料没有收集到垂直下穿20002000电力管沟右K11+420电力管沟沟内底标高33.1234.82m,管沟结构厚度不详,16、 管内底距区间结构顶约9.7m。20002300电力管沟右K11+560电力管沟沟内底标高30.6234.13m,管沟结构厚度不详,管内底距区间结构顶约5.31m 平行及斜向穿越40002800热力管沟右K10+648右K11+260热力管沟位于右线隧道上方,结构平行及斜向穿越,沟内底最低点标高27.74m,管沟结构厚度不详,沟内底距区间结构顶约7.33m平行及斜向穿越44002100热力管沟右K11+270726热力管沟位于右线隧道上方,结构平行及斜向穿越,沟内底最低点标高32.93m,管沟结构厚度不详, 沟内底距区间结构顶约8.22m平行及斜向穿越36001800(局部5000300)热力17、沟右K11+270485热力管沟位于右线隧道上方,结构平行及斜向穿越,沟内底最低点标高27.69m,管沟结构厚度不详,沟内底距区间结构顶约6.32m平行及斜向穿越2000(局部1950及1750)污水管左K10+648左K11+280污水管位于左线隧道上方,最低管内底标高为31.4m。管子结构厚度不详,材质不详,管内底距区间结构顶约9.9m垂直下穿2000污水管右K11+440最低管内底标高为31.2m。管子结构厚度不详,材质不详,沟内底距区间结构顶约7.52m下穿34001750(局部40001500)雨水管沟左K10+648左K10+920污水管位于隧道上方,与左线隧道平行,垂直于右线隧道18、,最低管内底标高为33.1m。管沟结构厚度不详,材质不详,管内底距区间结构顶约9.9m下穿1100雨水管右K11+656726污水管位于隧道上方,与右线隧道平行,垂直于左线隧道,最低管内底标高为35.4m。管子结构厚度不详,材质不详,管内底距区间结构顶约8.26m平行及斜向下穿1400(局部1000)雨水管右K10+960右K11+300污水管位于隧道上方,与隧道平行,局部垂直,最低管内底标高为34.4m。管子结构厚度不详,材质不详,管内底距区间结构顶约14.26m1.1.4气候状况本标段场区位于XX市,所处区域属中纬度暖温大陆性季风气候。多年平均降雨量为544600mm。多年平均水面蒸发量为19、1100mm左右。多年平均气温12。多年平均日照总数为2730h左右。全年无霜期为215天。多年平均风速2.2m/s,盛行西北风和东南风。1.2 工程重点、难点对策1.2.1 工程重点1、地表沉降控制因此本区间最大的难点就是在盾构掘进过程中对地面沉降的控制。须保证地面沉降严格控制在允许范围之内。为确保万无一失,需严格管理,采取有效的技术措施。而盾构掘进过程中控制地面沉降的技术关键是保持盾构开挖面的稳定和及时充填隧道与地层之间的建筑空隙,并且在掘进过程中随时优化掘进参数。具体措施如下:(1)在盾构掘进通过之前,对受影响的基础、建(构)筑物和地下管线进行预评估,根据实际情况,组织论证,制定预案。(20、2)在盾构掘进施工过程中,保证盾构开挖面的稳定。通过优化掘进各种掘进参数:刀盘和土舱压力与时间、注浆方式、浆液性能、盾构坡度、盾构姿态和管片拼装偏差等。熟练掌握盾构机的操作,根据地面变形曲线进行实测反馈,以验证选择施工的合理性,并且不断地进行施工参数的优化调整。(3)在盾构掘进过程中,要尽快在脱出盾构后的衬砌背后环行建筑空隙内充填足量的浆液材料。根据不同地质条件,确定不同的浆液配比、注浆压力、注浆量及注浆时间等。(4)根据建(构)筑物的结构类型及对沉降的敏感程度、沉降的允许值,制定重要建(构)筑物及地面变形警戒值。建立完善的监测网,及时反馈信息,在盾构同步注浆之后,及时进行跟踪补浆或二次注浆。21、(5)贯彻信息化动态施工,加强地表沉降及建筑物变形监测,监测数据经过分析后反馈于盾构掘进施工,及时根据分析后的结果优化和调整盾构施工参数,确保盾构安全平稳掘进。(6)加强机械检修养护,在建筑物下进行连续快速地掘进。(7)防止螺旋输送机涌砂,防止盾尾和铰接部位漏泥等地层过度损失造成沉降或沉降加大。(8)控制好盾构姿态,避免盾构大幅度纠偏、上浮或叩头、后退现象的发生。(9)针对高架桥及机场高速匝道,在盾构推进施工方面采取严密的控制措施(如出土控制、同步注浆、盾构姿态控制等)外,还需制定专门的监测方案和应急预案(主要是实行巡视制度、预先做好跟踪注浆等的准备工作、跟踪做好交通疏解)。2、合理安排施工顺22、序,保工期重协调(1)对于可能影响盾构正常掘进的建(构)筑物、端头加固、盾构始发准备等需要与相关单位密切协调,争取提前安排、提前完成,保证工期。(2)做好工序的衔接,在地层不断转换过程中,要勤检查刀具的磨损情况,根据前方地质情况,选择合适地点,采取有效措施,对刀具进行更换,避免盾构机非正常停机。(3)保证盾构机及后配套的完好率和利用率,保证盾构机的有效掘进时间。(4)做好各种协调,减少施工干扰,确保施工顺利。在施工过程,密切与相关单位保持密切接触,随时掌握其进度,确保按时移交施工场地。3、防水施工防水施工是一个复杂的系统工程,防水的效果,是地铁工程施工质量的综合体现,直接影响着工程的耐久性和地23、铁运行安全,是施工控制的重点。主要对策如下:(1)做好防水材料、施工技术、质量要求、注意事项的交底,使施工人员人人心中有数,避免盲目施工。(2)对每道工序按照工艺细则进行精心操作,严格检查,凡检查验收不合格者,坚决纠正,绝对不迁就。上道工序纠正不合格不准进入下道工序,防水质量对施工进度一票否决。(3)止水条粘贴时,保证基面无尘、无污染、干燥,以保证粘贴质量。管片吊运、拼装时注意保护管片表面免受碰撞,确保止水条状态完好。(4)施工中严格控制盾构机推进姿态,减小分组油缸推力差,避免管片的错台和止水条脱落失效。(5)盾构推进过程中保证同步注浆的质量,选择合适的浆液、注浆参数、注浆工艺,足量注浆,形成24、稳定的管片外围防水层。视需要及时进行二次注浆。1.2.2 工程难点及对策1、盾构机在多种地层及承压水水位较高的地层中掘进控制盾构开挖面主要为粉土、粘性土及碎石土。粉土及粘性土层与碎石土层之间物理力学性质差异较大,在施工时可能会引起上下两层排土不均匀,从而引起地层下沉,并造成盾构在线路上的偏离。(1)调整盾构掘进推力、掘进速度等相关施工参数,既保持较高的刀盘转速和施工效率,又使刀具的磨损控制在合理的范围之内。(2)严格控制盾构机的姿态,保证掘进面与刀盘面的平行。发现掘进方向偏差超过允许值时,采用小角度渐近纠偏,加强对管片拼装质量的要求,保持好管片与盾尾之间的间隙。(3)向开挖面注入泡沫或膨润土浆25、液,润滑和冷却刀具,改善碴土的可排性,提高掘进效率。(4)掘进过程中,有针对性的加注泡沫剂以减少刀盘扭矩,消除盾构旋转的外力因素,从而防止盾构过度旋转。(5)对管片防水材料进行全面的检验,防水材料眼要个按照规范粘贴。(6)采用质量好的盾尾油脂,减小管片拼装连接的透水性。(7)在拼装过程中及掘进过程中对螺栓进行复紧。(8)备好海绵条、棉纱在盾尾漏水漏沙的过程中进行封堵。2、下穿XX铁路桥、XX门立交桥、东XX、人行天桥主要应对措施XX铁路桥与隧道位置关系(1)XX线XX门铁路框架桥位于XX二环XX门立交桥和白桥大街之间,该桥由并列三座框架桥组成,从北到南依次为号位单孔框架桥孔径为12米,号为双孔26、框架桥孔径为2*15米,号为单孔框架桥孔径为12米,中间两跨和边跨设有20cm宽沉降缝。盾构隧道顶与铁路桥垂直距离为12.512m。 XX门立交桥铁路桥墩、承台与隧道间位置关系(2)XX门立交桥在XX路与南二环路相交处,XX路在上,二环路在下,立交桥由主桥(包括快、慢车桥南北各两座),匝道跨河桥(南北两座)等六座桥组成。快车桥在上,慢车桥在下,均同时跨越最底部的二环路和XX,组成了一个三层式立交桥。慢车桥位六跨孔径为18.5m的简支梁桥,每座桥长111m,快车桥全长214.2m,分为两个部分:中间部分为五孔跨径18.5m的斜交简支梁结构,两端部分为东西转盘。桥梁下部结构为T型墩身,厚0.7m,27、宽33.5m,基桩为钻孔灌注桩,桩径1m,入土深度1724m。慢车桥南北两侧设置人行梯道,南扶梯和慢车桥交角94.803,北扶梯和慢车桥交角92.507基础均为扩大基础,基础底面采用三七灰土换填。隧道与桥桩最近为11.24m,穿越人行梯道楼梯基础最小覆土12.9m。(3)河道断面采用梯形复式断面,规划河底上口宽65米,河底高程31.96米,两侧二层台高为35.41米,二层台以下约为3米高墙,直墙内约有0.7米宽平台,平台内边坡1:4的斜坡至河底,隧道在右K11+300365段穿越东XX,结构外轮廓与河底最小净距为10.14米。(4)区间在右K10+842处穿越XX人行天桥,线路从南北主桥桩中间28、穿越。 天桥主桥采用钻孔灌注桩基础,桩径D=1.2m,长1828m。 右线隧道离桥桩水平净距离为5.92m。洞身范围地层为中粗砂、粉土及粉质粘土。5.92mm6.54mm 应对措施:(1)加强施工中人员配置,征调经验丰富的施工队伍。(2)密切监测重点建构筑物的监测点;在盾构穿越前,设定一模拟施工段(施工前50米作为试验段模拟施工参数),确定盾构施工参数和掌握规律;严格控制盾构的超挖和欠挖,防止盾构前方土体的坍落或挤密现象,从而减小地基土横向变形;加强局部注浆管理,减少盾构通过后隧道外的建筑空隙;盾构机穿越后,根据实际测量的变形情况,及时对周围土体进行二次双液注浆加固。(3)在下穿前仔细检查盾构29、机各构件的密封状况,以提高过桥安全性。保证配件供应和盾构机各系统始终处于正常工作状态,提高掘进速度,避免盾构机在河底作不必要的停留。并且及时调整盾构机施工参数,保持土压压力稳定,其波动值控制在10%以内,出土量控制在2%的误差范围以内,保证对土体的扰动降到最低。(4)必要时组建盾构专家,根据实际情况制定相应的施工方案及应急预案。(5)施工过程中加强对建/构筑物的监测,经过高危地段时加密监测频率,做好监测数据统计与分析,及时反馈结果,指导现场施工。(6)分类制定详细的、切实可行的应急预案,并经常组织演练。根据监测结果,必要时实施应急预案,以避免对建/构筑物造成较大的影响和损坏。(7)做好机械设备30、维修保养工作,加强施工组织管理,确保快速安全通过。(8)确保合理的同步注浆量并及时进行二次注浆,并在盾构穿过后对建筑物长期监测和跟踪注浆;(9)对铁路提前加固区间范围内重要管线提前进行防渗处理及预加固,减小地面的沉降变形。根据建筑物(构筑物)与线路的关系,对建筑物基础进行局部或全部进行注浆加固,提高建筑物地基的承载力和整体性,避免因施工引起基础不均匀沉降。可从地面向基础下方布置袖阀注浆管,使注浆管前端位于受影响的基础下方,根据量测反馈资料进行跟踪注浆。注浆可采用水泥水玻璃双液,以便能调节浆液凝固时间。注浆过程中应注意控制注浆压力,防止注浆压力过大,造成对基础的破坏。袖阀管注浆加固见下图3、穿越31、管线路施工方案线路地下分布有较多上水、污水及雨水、热力、通信及燃气管线。(1)以最佳施工参数通过,严格控制地层损失率2;(2)调整好盾构姿态,匀速、连续地推进,减小变速推进对周围土体的扰动;(3)加强同步注浆,及时填充隧道衬砌壁后空隙;(4)严格控制管片拼装精度,确保防水材料处于最佳工作状态,防止管片渗漏水造成上方土体的沉降;(5)加强监测,做到“勤量测、速反馈”,若监测数据表明管线沉降量达到预警值,进行二次注浆,并按多点、均匀、少量、多次的原则有序进行,直至土体变形稳定。第二章 盾构施工总体策划及工程管理2.1 总体施工方案本区间施工顺序盾构施工阶段碴土、管片、施工材料的运输方式,在地面为汽32、车运输,隧道内为电瓶车牵引平板车实行单轨运输,地面与隧道之间的垂直运输采用45t龙门吊来完成。隧道内碴土、管片、施工材料采用45t电瓶车运输。装运碴土的土斗容量为17m3,浆液车容量为7m3。隧道洞内采用43kg钢轨铺设单线运输轨道,钢轨中心距为970mm,钢轨枕采用18#工字钢加工,间距为1.2米,用压板螺栓固定钢轨,轨枕间用钢筋拉牢。施工现场供配电系统分为两个独立的部分,一部分为10KV高压供电系统,现场专用高压开关柜,由竖井接入盾构机高压电缆卷盘,经盾构机自带容量为1600KVA的10KV-0.4KV变压器变压后,通过盾构机内部配电系统分配给各用电设备使用;另一部分为220/380V供电33、系统,由施工现场容量为500KVA的10KV-0.4KV变压器变压后,经现场三级配电系统送至除盾构设备以外的其他电气设备使用。区间隧道内用1000的送风管送风,风机采用2SZ-100A型风机。施工现场地面通过高架碘钨灯进行照明,其功率为2kw。隧道内照明采用防水荧光灯,每10m布置一盏。照明电压均为220v。通过4吋钢管与甲方提供的水源相接,然后分两路向生产、消防系统供水。盾构场地四周设400400mm排水沟,雨水及基坑抽水流入排水沟,经沉淀池沉淀后排入市政管道。根据盾构施工特点,将盾构掘进划分为三个阶段,即初始掘进段、常规掘进段和到达掘进段。将盾构初始掘进的100m作为始发试掘进段,到达接收34、井前50m段作为接收段,其余地段作为常规掘进段。整个施工过程中始终坚持以施工监测、信息反馈指导施工的方针,以地表沉陷监测、建筑物等加强对地层变形的分析、预测、反馈指导施工。施工前期各项准备盾构机进场始发基座就位盾构机下井组装安装反力架主体与后配套台车管线连接盾构机调试洞门凿除安装止水帘布盾构始发阶段施工拆除负环、基座和反力架盾构机正常掘进盾构机到达接收井站盾构机接收解体隧道清理、嵌缝施工竣工验收2.2 盾构总体施工流程2.3 施工进度计划安排 2.4 项目部的管理架构针对本工程的工程规模、场地条件及工程特点,结合我司多年来在各类地下工程管理中积累的经验,为确保高效、优质、安全、文明、低耗完成本35、工程,组建盾构施工工程项目经理部,组织管理机构详见【图2.4-1项目部组织管理机构图】。图2.4-1 项目部组织管理机构图第三章 劳动力计划及施工设备配置3.1 劳动力计划在盾构隧道内结合本工程专业特点和现代科学管理理论,充分发挥和调动每个人的劳动积极性,精心筹划,科学安排,进行动态管理,弹性编组,灵活组织,实施平行、流水、交叉作业。推进施工班组人员:每班施工中设施工班长1名。施工人员包括推进、拼装注浆系统、机电班两班轮转。全天候值勤检查,保障盾构设备的正常运转,做到均衡施工。具体施工组人员安排如下表:单线盾构推进施工人员(单台单班)序号岗 位人数序号岗 位人 数1施工班长17电机车司机22盾36、构司机18行车司机13管片拼装19井底、井口吊运44管片拼装辅工310同步注浆25电焊工111浆液搅拌站46库管员112壮工6小计27人机电维修人员(单班)序号岗 位人 数序号岗 位人 数1机 修 工32电 工2小计5人另计项目部管理人员33合计33+272+52=97人3.2 机械设备配置表设备名称规 格数量单位用途盾构土压平衡盾构2台隧道施工同步注浆系统2套同步注浆浆液搅拌站1台制备同步注浆浆液膨润土搅拌系统1套膨润土搅拌发酵双液注浆系统1套用于隧道内二次补浆电机车45t2台井下水平运输电瓶3组井下水平运输充电机6台电瓶充电土斗车6辆土方水平运输管片车4辆管片水平运输浆液罐车7立方米2辆浆37、液水平运输龙门吊45t1台地面及井下垂直运输龙门吊15t1台辅助材料垂直运输电焊机2台焊接排污泵8/6AH-WARMAN PUMP2台隧道内排污挖掘机1m31台渣土坑挖土轴流风机2台隧道通风风管1000mm1900m隧道通风电话机自动10台施工通讯用测量仪器自动导向系统1台隧道测量测量仪器徕卡NA2+GPM3(水准仪)1台隧道测量测量仪器徕卡TCRA1202(全站仪)1台隧道测量第四章 施工总平面布置及临时工程4.1 施工平面布置遵照招标文件划定的施工用地范围和XX市地铁公司文明施工管理有关规定及临时设施修建标准,消防、防雷、安全、卫生等有关规定,对施工场地进行合理的平面布置。4.2 施工用电38、设计根据本工程施工实际需要和施工进度计划安排,在盾构掘进施工期间,我项目投入的用电机械设备如下【表4-1 用电设备汇总表】。表4-1 用电设备汇总表序号设备名称及数量用电功率序号设备名称及数量用电功率1土压盾构机1台1600kW15电瓶车充电360kW245T龙门吊200kW16地面照明及生活用电30kW3浆液搅拌站44kW17隧道照明40kW4风机60kW28其他设备20kW合计2188KW,除盾构机外为588KW根据上表统计数据,同时考虑施工现场的动力、生活用电和照明用电可按照公式估算:P1cosP(KVA)=K( K1 + P1 K2) 式中:S工地总用电量(kVA)K备用系数,一般取K39、=1.051.1,根据实际情况取K=1.05P1全工地动设备的定额输出功率总和(kW)P2全工地生活用电和照明用电的电量总和(kW)动力设备的效率,一般取=0.850.9cos功率因数,根据实际情况取0.80K1全部动力同时使用系数,一般设备数量在五台以下取K1=0.6,五台以上取K1=0.40.5,根据实际情况(以盾构机为主)取K1=0.8K2生活用电及照明用电设备的同时使用系数,一般取K2=0.60.9,根据实际情况取K2=0.9计算: P1=684(kW)P2=30+40=70(kW)P1 6840.90.8cosP(KVA)=K( K1 + P1 K2)=1.05( 0.8 + 70040、.9) = 865(kVA)4.3 隧道通风、循环水、照明根据盾构施工的特点,在隧道内布置“四管、三线、一走道”,三管即100的冷却水供回管、100的排污管和1000的通风管。三线即10KV高压电缆、380/220V动力照明线和43Kg的运输轨线。详见【图4-2盾构隧道标准施工断面布置图】。1、隧道通风(1)隧道内通风环境要求根据盾构施工特点,在施工中采用压入式通风来解决防尘、降温及人员、设备所需要新鲜空气。(2)隧道通风设置1)隧道配备1台230KW轴流风机和直径1000mm拉链式软风管进行压入式通风,风机设在始发井隧道西端。图4-2 盾构隧道标准施工断面布置工作面需要的风量采用最小断面风速41、法进行计算:Q需=VminS=0.252860=420m3/min其中:最小断面风速取0.25ms,开挖断面面积约为28m2 。表4-2 隧道内通风环境要求序号项目要求1通风模式机械通风;2新鲜空气量每人每分钟供应3m3 ;3作业环境的卫生标准1、 隧道中氧气含量按体积不小于20%;2、 粉尘最高容许浓度,每立方米空气中粉尘(有10%以上的游离二氧化硅)2mg有害气体最高容许浓度a、一氧化硅最高容许浓度为30mg/m3;b、二氧化碳按体积不得大于0.5%;c、隧道内气温不得超过30;d、噪声不得大于90dB。通风机的风量考虑通风管的漏风,风机风量为:Q机=(Q需Q漏)=(420+4202.5%42、L/100)1.5=535.5m3/min其中:L为掘进长度,取1200m计算,每100m漏风率取2.5,为风机储备系数。2)风管直径1000,洞外采用铁皮风筒,入口段200米采用加强型软管,洞内采用软风管。3)风管采用储存筒盛装,一次装100米运入洞内,安装在后配套尾部,随盾构机的掘进延伸。4)风管用铁皮卡连接,暗挖隧道内采用门式支架架设,洞内借助管片连接螺栓吊挂风管,焊接吊环间距5米,其间用6mm盘条连接。2、隧道给排水(1)对反坡段排水及开挖面渗漏水,在开挖面附近设小积水坑,利用盾构机自身排水设备加装100mm钢管排水管接力直接抽至洞外沉淀池。(2)顺坡段设一挡水墙汇水,再用水泵抽至地面43、沉淀池。(3)为防止富水区突然涌水,以及反坡段的施工作业水、渗漏水危及设备,在盾构机下部一侧增设二台备用排水泵,当积水量超过盾构机自身排水能力时,启动该泵排水,出水管与原排水管连通。(4)为满足供水要求,在供水管中间增设管道增压泵。为满足隧道清理用水等,每隔60m在水管上安装水阀,并连接水管以备清洗管片和冲刷运输掉碴等。3、隧道照明(1)照明线路在隧道井口正一环处,设置一台双电源自动切换箱。从地面变电所接入分别来自二路不同受电系统,来保证隧道照明的不间断(电力电缆采用VV223252+2162接入)。(2)配线方式,采用BV3162+2102三相五线制(即L1-L1,N,PE)。(3)电箱配置44、,每百100米配置一台分段配电箱,供照明安装和动力用电使用。(4)灯具安装,每8环设置电支架1只和安装防水型40W荧光灯一只,配置10A插入式熔断器保护。4.4 通讯工地施工现场管理人员,均配备必要的通讯工具。现场办公室配备2条外线电话,作为工地与外界联系的纽带。另外,工地现场配备专用的程控交换机,作为井下和隧道内工作面与办公室之间及时进行联系的工具。第五章 前期技术措施5.1 洞门施工洞门的凿除必须在进洞土体加固完成后进行。先将洞门范围内维护桩凿除。5.1.1 洞口加固土体检测洞门破除用风镐人工破除。破除前先在洞门上部钻加固后的土体进行检测(土体加固提前完成)。方法是洞门处初衬喷射混凝土拆除45、前,在围护桩之间间开几个检查孔见【图5-1 洞门破除试探孔位示意图】,以确认加固土体的状况。图5-1 洞门破除试探孔位示意图5.1.2 洞门破除施工破除洞门时需要搭设脚手架,必须按照规范要求安装剪刀撑、扫地撑和斜撑,确保脚手架牢固可靠。破除前进行抽芯检测试验,对洞门渗水情况进行观察,抽芯采用米字型9个孔进行检测并符合验收标准。洞门破除顺序见【图5-2洞门破除顺序示意图】。图5-2 洞门破除顺序示意图5.2 盾构机设备的组装与调试5.2.1 盾构机组装场地的布置及吊装设备组装场地按照重载车辆道路标准进行平整及硬化,盾构设备运输到现场,盾构主机分为刀盘、前体、中体、盾尾等部分,后配套设备在各车架上46、固定好,车架共计7台,盾构主机的前体、中体、刀盘、螺旋机、盾尾、以及1号和2号台车由盾构吊装井按组装按顺序分别吊下,其余后配套设备放置在施工场地内。吊装设备为:1台300T汽车吊、230T汽车吊及相应的吊具,2套100T分离式液压千斤顶。盾构全部的结构件与液压组件和电器组件均在工厂按各吊装部件拼装好,井下依次连接。设备组装完毕后,接通液压管路、动力电缆、控制电缆,最后将水管、风管、气管连接好,一切准备就绪后,开机现场调试设备设计要求的各部件性能参数。5.2.2 盾构组装技术措施1、盾构机组装前必须制定详细的组装方案与计划,同时组织有经验的、经过技术培训的人员组成组装小组。2、盾构机组装前应对始47、发基座进行精确定位。3、大件组装时,对始发井端头墙进行严密观测,掌握其变形与受力状态。4、大件吊装时采用1台300T汽车吊机、1台230T汽车吊机。5.2.3 盾构机调试盾构机在井下组装完成后,组织机械、电气、液压及工程技术部人员组成盾构验收小组,并邀请业主、监理及盾构方面的专家以盾构各部件设备的机械性能技术指标为依据,进行盾构调试、验收确保盾构机械、电气等均处于良好工作状态,台车行走处于正常。1、空载调试盾构机组装和连接完毕后,即可进行空载调试,空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。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,泡沫系统以及各种仪表的校正。2、负载调48、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,负载调试是按正常掘进状态依次启动各系统,测试各系统的配合、连锁等情况进行总体调试。其目的主要是检查各种管线及密封的负载能力,对空载调试不能完成的工作作进一步完善,以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、工程质量和线形精度。开发场地的准备1号、2号后配套台车下井组装机组装就位安装始发基座盾构主机下井组装主机定位3-7号后配套台车与主机管线连接空载调试负载调试负环拼装安装反力架图5-3 盾构组装调试程序图5.2.4 组装安全保护措施49、1、盾构机市内运输委托给专业的大件运输公司。2、盾构机的吊装由具有资历的专业队伍负责起吊。3、组建组装作业班承担盾构机设备组装工作,指定生产副经理负责组织、协调盾构机组装工作。4、每班作业前按起重作业安全操作规程及盾构机制造商的组装技术要求进行班前交底,完全按有关规定执行。5、项目部相关人员负责大件运输和现场吊装、组装的秩序维护,确保安全。第六章 盾构掘进施工方案6.1 盾构机始发与试验段掘进6.1.1 盾构始发的工艺流程参见【图6.1-1盾构机始发工艺流程图】。洞门破除盾构机连接、空载调试始发掘进、负荷调试洞门密封后盾尾注浆回填盾构掘进及管片安装盾构机下井基座安装盾构机下井安装反力架安装负环50、管片图6.1-1盾构机始发工艺流程图6.1.2 始发阶段的掘进、出碴及运输根据施工场地和盾构始发井条件以及盾构机自身结构的特点,制定盾构始发掘进阶段的出碴、运输方案。1、始发、出碴及运输方案的确定根据始发场地,综合考虑各方因素,采用分体始发方案,即先将主机、后配套台车放置井下,然后将盾构机主机吊入井中进行组装,安装反力架,将主机与台车进行管线连接,调试、始发。2、盾构完成100m正线隧洞掘进后,拆除负环管片,同时铺设轨道,设置双开道岔;电瓶、碴土斗、管片及轨道、轨枕、走道支架、管线、油脂等材料等用45吨龙门吊盾构井在吊运。转入正常掘进阶段正常掘进阶段的出碴采用17m3土斗,垂直运输使用45门吊51、,井下水平运输采用二组45t电瓶车。6.1.3 始发掘进技术要点1、要严格控制始发基座、反力架和负环的安装定位精度,确保盾构始发姿态与设计线路基本重合。2、第一环负环管片定位时,管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线与线路的轴线重合,负环管片采用通缝拼装方式。3、盾构机轴线与隧道设计轴线基本保持平行,盾构中线比设计轴线适当抬高23cm。4、盾构在基座上向前推进时,各组推进油缸保持同步。5、初始掘进时,盾构机处于基座上。因此,需在基座及盾构机上焊接相对的防扭转支座,为盾构机初始掘进提供反扭矩。6、始发阶段,设备处于磨合期。盾构机在加固段推进时速度控制在35mm/min, 要注意推力控制在6052、010KN100010KN(速度控制推力,传感速度减小应增加推力、传感速度增大应减小推力),计算好刀盘进入洞口的尺寸在接触洞内岩土时转动刀盘,转速控制在0.81rp/min(根据刀盘扭矩调节刀盘转速),同时注意操作盘上的显示参数的变化,并及时作出调整也注意各部位油脂的有效使用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下,同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于基座提供的反扭矩。7、盾构进入洞门前把盾壳上的焊接棱角打平,防止割坏洞门防水帘布。6.1.4 试验段掘进参数的选择分析1、盾构机初始掘进的100m作为试验掘进段,通过试掘进段拟达到以下目的:(1)用最短的时间对新盾构机进行调试、熟悉机械性53、能。(2)熟悉本工程的地质条件,掌握各地质条件下复合式盾构的施工方法。(3)收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数,制定正常掘进各地层操作规程,实现快速、连续、高效的正常掘进。(4)熟练管片拼装的操作工序,提高拼装质量,加快施工进度。(5)通过本段施工,加强对地面变形情况的监测分析,反映盾构机始发时以及试推进时对周围环境的影响,掌握盾构推进参数及同步注浆量。2、盾构机在完成前100m的掘进后,将负环管片、基座和反力架拆除。6.2 正常掘进与主要施工工艺6.2.1 掘进模式的选择土压平衡盾构机具有敞开式、半敞开式及土压平衡三种掘进模式。为了获得理想的掘进效果、保证开挖面稳定、有效控制地表沉降54、及确保地面建筑物安全,必须根据不同的地质条件选择不同的掘进工况。盾构区间隧道穿越的地层软硬不均、复合交互地质变化频繁,因此盾构机在全程推进过程中交叉使用土压平衡模式敞开式、半敞开式。通过试验段的掘进选定了六个施工管理指标来进行掘进控制管理:a、上部土仓压力0.08MP0.12MP;b、推进速度:2030mm/min;c、总推力10000KN15000KN;d、排土量50m352m3;e、刀盘转速:1.01.2rp/min;f、扭矩:1500KNm2500KNm;g、注浆压力:0.280.35MP;h、注浆量:6.67.3m3;其中土仓压力是主要的管理指标。1、土压平衡模式(1)土压平衡模式的实55、现土压平衡模式掘进时,是将刀具切削下来的土体充满土仓,由盾构机的推进、挤压而建立起压力,利用这种泥土压与作业面地层的土压与水压平衡。同时利用螺旋输送机进行与盾构推进量相应的排土作业,始终维持开挖土量与排土量的平衡,以保持开挖面土体的稳定。(2)土压平衡模式下土仓压力的控制方法土仓压力控制采取以下两种操作模式:1)通过螺旋输送机来控制排土量的模式:即通过土压传感器检测,改变螺旋输送机的转速控制排土量,以维持开挖面土压稳定的控制模式。此时盾构的推进速度人工事先给定。2)通过推进速度来控制进土量的模式:即通过土压传感器检测来控制盾构千斤顶的推进速度,以维持开挖面土压稳定的控制模式。此时螺旋输送机的转56、速人工事先给定。掘进过程中根据需要可以不断转化控制模式,以保证开挖面的稳定。(3)掘进中排土量的控制排土量的控制是盾构在土压平衡模式下工作的关键技术之一。根据对碴土的观察和监测的数据,要及时调整掘进参数,不能出现出碴量与理论值出入较大的情况,一旦出现,立即分析原因并采取措施。理论上螺旋输送机的排土量QS是由螺旋输送机的转速来决定的,掘进的速度和P值设定后,盾构机可自动设置理论转速N。QS 根据碴土车的体积刻度来确定。QS应与掘进速度决定的理论碴土量Q0相当,即:Q0=AVn0A-切削断面面积n0-松散系数V-推进速度通常理论排土率用K =QS/Q0表示。理论上K值应取1或接近1,这时碴土具有低57、的透水性且处于好的塑流状态。事实上,地层的土质不一定都具有这种性质,这时螺旋输送机的实际出土量与理论出土量不符,当碴土处于干硬状态时,因摩擦力大,碴土在螺旋输送机中输送遇到的阻力也大,同时容易造成固结堵塞现象,实际排土量将小于理论排土量,则必须依靠增大转速来增大实际排土量, 以使之接近Q0,这时Q0QS,K1。当碴土柔软而富有流动性时,在土仓内高压力作用下,碴土自身有一个向外流动的能力,从而碴土的实际排土量大于螺旋输送机转速决定的的理论排土量,这时Q0QS,K1。此时必须依靠降低螺旋输送机转速来降低实际出土量。当碴土的流动性非常好时,由于螺旋输送机对碴土的摩阻力减少,有时会产生碴土喷涌现象,这58、时转速很小就能满足出土要求。碴土的出土量必须与掘进的挖掘量相匹配,以获得稳定而合适的支撑压力值,使掘进机的工作处于最佳状态。当通过调节螺旋输送机转速仍达不到理想的出土状态时,可以通过改良碴土的可塑状态来调整。(4)土压平衡模式的技术措施1)进行开挖面稳定设计,控制土压力,采用土压平衡模式掘进,严格控制出土量,确保土仓压力以稳定开挖面来控制地表沉降。2)向土仓和刀盘面注入泥浆和泡沫,形成隔水泥膜,防止水从地层中渗出,提高土仓内碴土的稠度来改善碴土的止水性以及在螺旋输送机上安装保压泵碴装置,以使土仓内的压力稳定平衡。3)选择合理的掘进参数,确保快速通过,将施工对地层的影响减到最小。 4)定期使螺旋59、输送机正反转,保证螺旋输送机内畅通,不发生堵塞。5)适当缩短浆液胶凝时间,保证注浆质量。6)向土仓和刀盘注入泡沫和水改善土体的流动性,防止泥土在土仓内粘结。2、半敞开模式(1)半敞开模式适用的工况1)当洞身处于软硬不均地段。2)具有一定自稳能力和地下水的压力不太高的地层,其防止地下水渗入的效果取决于压缩空气的压力。(2)半敞开式模式的实现采用该模式的前提是对应的地层有相当的自稳能力,且其强度较大,其工作面的稳定依赖外界支撑的程度相对于软弱土层要少且如采用大推力掘进,则刀盘扭矩将有可能升的很高。此模式下必要时稳定正面的部分压力由压缩空气来实现,气压控制标准值为静水压力值与松散土柱压力值之和。(360、)半敞开式模式的技术措施半敞开式掘进模式介于土压平衡和敞开式之间。为既能稳定开挖面和防止地下水渗入,又能避免出碴时螺旋输送机发生喷涌,压缩空气压力控制在11.5bar以内。在该模式掘进时,注入泡沫对碴土进行改良。遇到地层变换、涌水较大时,及时转换模式掘进。3、敞开模式(1)敞开模式适用的工况能够自稳、地下水少的地层。(2)敞开式模式的实现盾构机切削下来的碴土进入土仓内,即刻被螺旋输送机排出。土仓内仅有极少量碴土,基本处于清空状态,掘进中刀盘和螺旋输送机所受的反扭力较小。(3)敞开式模式的技术措施敞开式掘进模式采用高转速、低扭矩推进。采用敞开模式掘进时,易产生掘进中的盾构机滚动和较大震动现象。施61、工中如不慎引起盾构机滚动,可使刀盘反转来纠正。同步注浆时浆液可能渗流到盾壳与周围土体间的空隙甚至刀盘处,为避免此现象发生可适当增大浆液粘度、缩短注浆时间、适当减低注浆压力来解决。在敞开式掘进时,刀具磨损较大,温度高,岩碴不具软塑性,因此注意观察、检查,及时换刀,注入泡沫和膨润土冷却、润滑及降磨。6.2.2 碴土改良和管理在盾构施工中尤其在复杂地层及特殊地层盾构施工中,为了保持开挖面的稳定,根据围岩条件适当注入添加剂,确保碴土的流动性和止水性,同时要慎重进行土仓压力和排土量进行管理。1、碴土改良的目的(1)使碴土具有良好的土压平衡效果,利于稳定开挖面,控制地表沉降;(2)提高碴土的不透水性,使碴62、土具有较好的止水性,从而控制地下水流失;(3)提高碴土的流动性,利于螺旋输送机排土;(4)防止开挖的碴土粘结刀盘而产生泥饼;(5)防止螺旋输送机排土时出现喷涌现象;(6)降低刀盘扭矩和螺旋输送机的扭矩,同时减少对刀具和螺旋输送机的磨损,从而提高盾构机的掘进效率。2、改良的方法与添加剂碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓内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土碴混合,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盾构掘进可达到理想的工作状况。3、碴土改良63、的主要技术措施根据本工程的地质条件和盾构施工的经验,采取如下主要技术措施。(1)在含水地层采用土压平衡模式掘进时,拟向刀盘面、土仓内和螺旋输送机内注入泡沫,并增加对螺旋输送机内注入的泡沫量,以利于螺旋输送机形成土塞效应,防止喷涌。(2)在砂卵地层中掘进时,拟采取向刀盘面和土仓内注入膨润土或泡沫改良碴土。(3)在砂砾土内添加改良剂,增加了碴土的流动性,减少摩擦力,利于碴土的排出,减少泥土的堵塞。6.2.3 掘进过程中姿态控制由于隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响,盾构推进会产生一定的偏差。当这种偏差超过一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,并造成地应力损失增大而使地表64、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。1、盾构掘进方向控制结合本标段盾构区间的特点,采取以下方法控制盾构掘进方向:(1)采用自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等,能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向,使其始终保持在允许的偏差范围内。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,拟每周进行两次人工测量,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。(265、)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。推进油缸按上、下、左、右分成四个组,每组油缸都有一个带行程测量和推力计算的推进油缸,根据需要调节各组油缸的推进力,控制掘进方向。仿形刀一般在小半径曲线施工的时候才使用,使用仿形刀的目的是减少土抗力,使盾构姿态容易得到控制。通常情况下刀盘周边刀具的超挖即可满足一般的曲线施工的要求,仿形刀伸出长度的大小取值以能顺利实现转弯施工和不造成过大的单侧顶力为原则。在利用仿形刀进行施工时,一定要注意控制好推进速度,使单位时间内推进的距离66、和仿形刀的工作能力相配,超挖量可以通过计算来分析确定。使用仿形刀掘进时最大超挖量M可由下式求得:式中R为隧道中心线处曲线半径,D0为盾构机直径,L为盾构机机身长度曲线段施工时,由于对地层及结构衬砌的扰动较大,因此需加强地表及洞内的监测工作,并及时根据监测的结果优化施工参数。2、盾构掘进姿态调整与纠偏在实际施工中,由于管片选型错误、盾构机司机操作失误等原因盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值;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;在线路变坡段或急弯段掘进过程中,有可能产生较大的偏差,这时就要及时调整盾构机姿态、纠正偏差。(1)参照上述方法分区操作推进油缸来67、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)在曲线段和变坡段,加大对千斤顶进行控制在轴线允许偏差范围内提前进入曲线段掘进来纠偏。(3)当滚动超限时,就及时采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。3、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,切换速度不宜过快,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。达到警戒值时及时实行纠偏程序。(3)蛇行修正及纠偏时缓慢进行,如修正过程过急,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68、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,使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。(4)推进油缸油压的调整不宜过快、过大,否则可能造成管片局部破损甚至开裂。(5)正确进行管片选型,确保拼装质量使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。6.2.4 管片拼装管片选型确定后,管片安装的好坏直接关系到隧道的外观和防水效果。一般情况下,管片安装采取自下而上的原则,具体的安装顺序由封顶块的位置确定。管片采用C50钢筋混凝土,防水等级S10,宽度为1200mm,厚度为300mm,内径为5400mm,外径为6000mm。区间采用左转环、右转环、标准环三种管片,转弯环管片最69、大的楔形量为48mm。每环管片由六块组成,分别为三块标准块、两块邻接块和一块封顶块。管片采用错缝拼装方式,每环管片环向接缝采用12根M24弯螺栓连接,纵向接缝用10根M24弯螺栓连接。1、管片安装程序参见【图6.2-1 管片安装工艺流程图】管片就位管片螺栓连接管片环脱离盾尾后二次紧固推进缸顶紧就位管片缩回安装位置油缸管片止水条及衬垫粘贴管片选材、下井及运输盾尾清理管片吊装至拼装区盾构掘进掘进一环距离图6.2-1 管片安装工艺流程图2、管片安装方法管片由管片车运到隧道内后,由专人对管片类型、龄期、外观质量和止水条粘结情况等项目进行最后一次检查,检查合格后才可卸下。管片经管片吊车按安装顺序放到管片70、输送机上,掘进结束后,再由管片输送机送到管片拼装机工作范围内等待安装。(1)管片选型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。(2)管片安装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。安装第一块管片时,用水平尺与上一环管片精确找平。(3)安装邻接块时,为保证封顶块的安装净空,安装第五块管片时一定要测量两邻接块前后两端的距离(分别大于C块的宽度,且误差小于+10mm),并保持两相邻块的内表面处在同一圆弧面上。(4)封顶块安装前,对止水条进行润滑处理,安装时先径向插入2/3,调整位置后缓慢纵向顶推。(5)管片块安71、装到位后,应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,其顶推力大于稳定管片所需力,达到规定要求,然后方可移开管片拼装机。(6)管片安装完后,在管片脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。3、管片拼装质量控制(1)成环环面控制:环面不平整度小于2mm。相邻环高差控制在5mm以内。(2)管片拼装允许误差见【表6.2-2管片拼装允许误差】。表6.2-2 管片拼装允许误差项目允许偏差备汇注环间间隙5mm最终达到沉降稳定的值纵缝相邻块间隙5mm对应的环向螺栓孔的不同轴度1mm(3)止水条及衬垫粘贴前,应将管片进行彻底清洁,以确保其粘贴稳定牢固。施工现场管片堆放区应有防雨设施。(4)管片安装前应对管片安装区进行72、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拼装机的微调装置将待装管片与已安装相临管片内弧面平顺相接,以减小错台。调整时动作要平稳,避免管片碰撞破损。6.2.5 盾构同步注浆当管片脱离盾尾后,在土体与管片之间会形成环形空隙。同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早与地层共同作用,防止地面变形过大而危及周围环境安全,同时作为管片外防水和结构加强层,同步注浆从正二环开始(前十环采用双液注浆).1、注浆材料及配比设计(1)注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料,该浆材具有结石率高、结石体强度73、高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。水泥采用32.5普通硅酸盐水泥。(2)浆液配比及主要物理力学指标根据盾构施工经验,同步注浆拟采用【表6.2-3 同步注浆材料配比和性能指标表】所示的配比。在施工中,根据地层条件、地下水情况及周边条件等,通过现场试验优化确定。同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标:表6.2-3 同步注浆材料配比和性能指标表(1方浆液)材料水泥粉煤灰膨润土砂水一方浆液用量(Kg)13037060800400A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74、一步调整配比和加入早强剂,进一步缩短胶凝时间。B固结体强度:一天不小于0.2MPa,28天不小于2.5MPa。C浆液结石率:95%,即固结收缩率5%。D浆液稠度:812cm。E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%。2、同步注浆主要技术参数(1)注浆压力注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力,同时避免浆液进入盾构机的土仓中。最初的注浆压力是根据理论静止水土压力确定的,在实际掘进中将不断优化。如果注浆压力过大,会导致地面隆起和管片变形,还易漏浆。如果注浆压力过小,则浆液填充速度赶不上空隙形成速度,又会引起地面沉陷。一般而言,注浆压力取1.11.2倍的静止水土压力,最大不超75、过3.03.5bar。由于从盾尾圆周上多点同时注浆,考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要,各点的注浆压力将不尽相同,并保持合适的压差,以达到最佳效果。在最初的压力设定时,下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.51.0bar。(2)注浆量根据刀盘开挖直径和管片外径,可以按下式计算出一环管片的注浆量。V=/4KL(D12-D22)式中:V 一环注浆量(m3)L 环宽1.2(m)D1 开挖直径6.31(m)D2 管片外径6(m)K 扩大系数取1.51.8代入相关数据,可得:V=/4(1.82)1.2(39.9-36)=5.46.5m3/环根据上面经验公式计算,注浆量取环形间隙理论体积76、的1.51.8倍,根据经验每环(1.2m)注浆量Q=5.46.5m3。(3)注浆时间和掘进速度在不同的地层中根据需不同凝结时间的浆液及掘进速度来具体控制注浆时间的长短。做到“掘进、注浆同步,不注浆、不掘进”,通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定注浆时间。注浆量和注浆压力达到设定值后才停止注浆,否则仍需补浆。同步注浆速度与掘进速度匹配,按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。(4)注浆结束标准及注浆效果检查采用注浆压力和注浆量双指标控制标准,即当注浆压力达到设定值,注浆量达到设计值的85%以上时,即可认为达到了质量要求。注浆效果检查主要采用分析法,即根据压力注浆量-时77、间曲线,结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价参见【图6.2-4注浆效果图】。对拱顶部分采用超声波探测法通过频谱分析进行检查,对未满足要求的部位,进行补充注浆。3、同步注浆方法、工艺壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成,安装在第一节台车上。当盾构掘进时,注浆泵将储浆槽中的浆液泵出,通过四条独立的输浆管道,通到盾尾壳体内的4根同步注浆管,对管片外表面的环行空隙中进行同步注浆,参见【图6.2-5 同步注浆示意图】,在每条输浆管道上都有一个压力传感器,在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力;而且每条注浆管道上设有两个调整阀,当压力达到最大时,其中一个阀就会使注浆78、泵关闭,而当压力达到最小时,另外一个阀就会使注浆泵打开,继续注浆。盾尾密封采用三道钢丝刷加注盾尾油脂密封,确保周边地基的土砂和地下水、衬背注浆材料、开挖面的水和泥土从外壳内表面和管片外周部之间空隙不会流入盾构里,确保壁后注浆的顺利进行。在富水地带,加大盾尾油脂用量,可防止因注浆压力使泥水流入机体内;在左、右转曲线段加大油脂用量有利于减小对盾尾刷的磨损。注浆量和注浆压力的大小可以实现自动控制和手动控制,手动控制可对每一条管道进行单个控制,而自动控制可实现对所有管道的同时控制。注浆工艺流程及管理程序见【图6.2-6 管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序图】。图6.2-4 注浆效果图图6.2-5 79、同步注浆示意图4、同步注浆的注意事项(1)在开工前制定详细的注浆作业指导书,并进行详细的浆材配比试验,选定合适的注浆材料及浆液配比。(2)制订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,分析注浆速度与掘进速度的关系,评价注浆效果,反馈指导下次注浆。(3)成立专业注浆作业组,由富有经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。(4)根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果,及时进行信息反馈,修正注浆参数和施工工艺,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,定时对注浆管路及设备进80、行清洗,保证注浆作业顺利连续不中断进行。注浆系统准备注浆参数设计控制方式设定注 浆注浆工况分析继续注浆注浆完毕注浆效果检查综合评价下环注浆浆液配置检测试验浆液运输调整控制方式及参数清洗设备及管路采取补充注浆措施数据采集与管理计划图表不正常信息反馈不合要求(6)每环掘进之前,都要确认注浆系统的工作状态处于正常,并且浆液储量足够,掘进中一旦注浆系统出现故障,立即停止掘进进行检查和修理。图6.2-6 管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序图6.2.6 二次注浆盾构机穿越后考虑到环境保护和隧道稳定因素,如发现同步注浆有不足的地方,通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆,补充一次注浆未填充部分和体积减少部分81、,从而减少盾构机通过后土体的后期沉降,减轻隧道的防水压力,提高止水效果。二次注浆使用盾构后配套7#台车注浆系统,常规按照10环做二次补注浆,注浆前凿穿管片吊装孔外侧保护层,安装专用注浆用接头。二次注浆采用水泥浆水玻璃双液浆,注浆压力一般为0.30.35MPa。凝结时间在720秒,使用双液浆形式可以使富水地层段管片背后浆液迅速凝结,稳定管片与地层结构,以减少管片的下沉、上浮,位移,以及错台。见【表6.2-7二次注浆材料配比和性能指标表】表6.2-7 二次注浆材料配比和性能指标表水泥(g)粉煤灰(g)膨润土(g)减水剂(g)水(ML)水玻璃(mL)20070503.6840456.2.7 隧道测量82、盾构机配有隧道激光导向系统,需定期对激光导向系统进行定位并由人工测量对盾构机的掘进姿态和环片安装状态进行检查和核准。1、地面控制网的复测为满足盾构施工的需要,应检测业主提供的控制导线点及水准控制点,保证上述各级控制点相邻点的精度分别小于10mm、8mm和8mm(精密水准路线闭合差)作为盾构施工测量工作的起算依据。地面控制网是隧道贯通的依据,由于受施工和地面沉降等因素的影响,这些点有可能发生变化,所以在测量时和施工中应先对地面控制点进行复测,确保控制网点的可靠性。工作内容包括:检测控制导线点,检测高程控制点等。2、施工控制网布设在地面控制网复测无误后,依据业主提供的控制点,再进行施工控制网的加密83、,以保证日后的施工测量及隧道贯通测量的顺利进行。施工控制网的加密分两方面内容:(1)施工平面控制网加密测量施工平面控制网采用级全站仪进行测量,测角六测回(左、右角各三测回,左、右角平均值之和与360的较差应小于4),测边往返观测各二测回,用严密平差进行数据处理,每边测距中误差6mm,测距中误差1/60000,测角中误差2.5,方位角闭合差5,全长相对闭合差限差1/35000,相邻点点位中误差小于8mm。(2)施工高程控制网的加密测量根据实际情况,将高程控制点引入施工现场,并沿线路走向加密高程控制点。水准基点(高程控制点)必须布设在沉降影响区域外且保证稳定。水准测量采用二等精密水准测量的方法和884、mm(L为水准路线长,以km计)的精度要求进行施测。3、联系测量联系测量是将地面测量数据传递到隧道内,以便指导隧道施工。具体方法是将施工控制点通过布设趋近导线和趋近水准路线,建立近井点,再通过近井点把平面坐标和高程控制点引入竖井下,为隧道开挖提供井下平面和高程依据。联系测量是联接地上与地下的一项重要工作,为提高地下控制测量精度,保证隧道准确贯通应根据工程施工进度,应进行多次复测,复测次数应随隧道掘进距离的增加而增加,一般1km取三次。其主要内容包括:(1)趋近导线和趋近水准测量;地面趋近导线应附合在GPS点或施工控制点上。近井点应与GPS点或施工控制点通视。趋近导线测量用级全站仪进行测量,测角85、六测回(左、右角各三测回,左、右角平均值之和与360的较差应小于4),测边往返观测各二测回,用严密平差进行数据处理,点位中误差小于10mm。测定趋近近井水准点高程的地面趋近水准路线应附合在地面相邻的精密水准点上。趋近水准测量采用二等精密水准测量方法和8mm的精度要求进行施测。具体做法如下:在井上、井下同时用水准仪测得A、B处水准尺上的读数a和b,并用水准仪瞄准钢丝,在钢丝上作上标记;变换仪器高再测一次,若两次测得的井上、井下高程基点与钢丝上相应标志间的高差互差不超过4mm,则可取其平均值作为最终结果。最后,可通过在地面建立的比长台用钢尺往返分段测量出钢丝上两标记间的长度,且往返测量的长度互差不86、得超过L/8000(L为钢丝上两标志间的长度)。 这样,井下水准基点B的高程HB即可通过下式求得: HBAL(a-b) (2)竖井定向测量在竖井测量时,我们应用的是Leica TCRA 1202 激光全站仪,它在测量过程中对竖直角、水平角都有自动补偿,可以用自动搜索功能,准确地找到棱镜的中心位置。向地下传递平面坐标时,由三角测量形成的三角形组成三角形网,这样就可以达到施工要求的精度。根据地理条件,从明挖结构段向基坑底板传递,联系三角形法并且每一站都架仪器进行联测为主要手段进行定向。具体做法如下:导线布设情况下图。垂线1、垂线2是通过竖井绞车及导向滑轮悬挂并吊有垂锤的高强钢丝。Z、A为已知的地面87、导线点,B、G为待求的井下导线点,井下、井上三角形布设时应满足下列要求:垂线边距a、a应尽量布置长些; e、f、e、f角度应尽量小,最大不应大于2; b/a、b/a之比值应尽量小,最大值不应大于1 5。三角形测量 测e、f、e、f角度; 量a、b、c、a、b、c边长。 (3)三角形平差计算 根据a、b、c、f求j:sinj=bsinf/a c的计算值:c算=bcosf+asinj c的不符值:h=c算-c a边改正值:a=-h/4 b边改正值:b=-h/4 c边改正值:c=h/2 以改正后的边长a、b、c为平差值,按正弦定理计算出i、j,即为平差后的角值。f改正很小,仍采用原测角值。 采用上述88、方法可计算出井下三角形平差后的边角a、b、c、i、j。f改正很小,仍采用原测角值。(4)坐标和方位传递计算 已知A点坐标为XA、YA,AZ方位角为Z0。根据平差后的三角形边角进行计算。 BG方位角Z0 AF方位角Z1=Z0+e FE方位角Z2=Z1+180+j EB方位角Z3=Z2+180-j 求算边BG方位角Z0=Z3+180+e B点坐标 XB=XA+ccosZ1+acosZ2+ccosZ3 YB=YA+csinZ1+asinZ2+csinZ3(5)重复观测进行联系三角形测量时,为保证精度,要重复观测数组。每组只将两垂线位置稍加移动,测量方法完全相同。由各组推算井下同一导线点之坐标和同一导89、线边之坐标方位角。各组数值互差满足限差规定时,取各组的平均值作为该次测量的最后成果。4、盾构机始发的相关测量盾构机始发前应进行下列测量(1)盾构机始发设施的定位测量包括盾构导轨安装定位测量、盾构机定位测量、盾构机SLS-T激光导向系统初始化定位测量、反力架安装定位测量等项工作;(2)盾构机姿态人工测量参考点制作及始发初始参数的确定盾构机内参考点复测,指盾构机拼装竣工后,应进行的测量工作其主要测量工作应包括盾构机各主要部件几何关系测量等。为了对盾构机自动导向系统进行检核及导向系统有故障时指导施工,还需制作人工对盾构机导向所需标志点位。在盾构机到位后,进行对盾构机姿态人工定位测量时所需的盾构机始发90、参数测量工作,其主要测量工作应包括参考点的制作、盾构机各主要部件几何关系测量,给出盾构机始发参数方程,以便在后续施工中测量参考点反算盾构机的三维姿态。(3)盾构机导向系统的正确性与精度复核包括对盾构机导向系统中的测量仪器检校、测量导向系统自身所带的参考点与人工测量导向参考点计算所得盾构机姿态和SLS-T激光导向系统自动给出的姿态三者相比较,以检核其正确性并评定其精度。可同一起完成。(4)盾构机始发位置及姿态测量提供盾构机与线路中线的平面、高程偏离值,由人工测量参考点位计算并与导向系统自动测量结果进行比较,检核ELS测量系统准确性与精度。5、掘进测量掘进测量工作包括:(1)洞内平面控制点测量洞内91、控制导线点布设在两侧管片上,在通视条件允许的情况下,每100米布设一点。以竖井定向或导线联测建立的基线边为坐标和方位角起算依据,观测采用级全站仪进行测量,测角四测回(左、右角各两测回,左、右角平均值之和与360的较差应小于4),测边往返观测各二测回。(2)洞内高程控制测量洞内水准测量以竖井高程传递水准点为起算依据,采用二等精密水准测量方法和8mm的精度要求进行施测。(3)隧道内主控测量按贯通测量预计方案的隧道控制测量的要求实行;(4)隧道内施工控制测量以主控点为依据,用级全站仪测量,测角2测回(左右角各1测回,均值之和与360的较差小于6),测边往返各测2测回;(5)导向系统托架控制点测量关于92、托架控制点测量分为自动测量和人工复核检测两部分。盾构机导向系统在掘进过程中,需不断提供后视及测站点三维坐标,通常情况下每五十米前移一次,前移托架控制点时先使用激光导向系统中自带的全自动测量程序测定其三维坐标,然后以施工主控制点为起算点对其进行检测。以人工测量为主,盾构机导向系统作为检测。检测采用级全站仪进行测量,测角两测回(左、右角各一测回,左、右角平均值之和与360的较差应小于6),测距二测回。托架控制点高程检测使用水准高程法,并用二等水准测量的方法进行检核。一般情况下,若平面或高程检测值与导向系统测量值相差3mm以上时必须对导向系统电脑内数据进行修正,以保证施工精度。(6)盾构机姿态测量提93、供瞬时盾构机与线路中线的平面、高程偏离值,盾构机的旋转、俯仰等,由人工测量参考点位计算并与导向系统自动测量结果进行比较,检核ELS测量系统在掘进施工过程中准确性与精度。(7)施工中的成环管片环姿态测量使用Leica TCRA 1202 激光全站仪、棱镜、水平尺测得成型环片顶部中心的坐标,通过已测的坐标值与隧道线路的设计坐标值计算便可得成型环片平面和高程的偏差,其中用成型管片拱底高程作为隧道高程偏差计算依据,用拱顶坐标作为隧道水平偏差计算依据。6、隧道贯通测量隧道贯通前约150200米左右要增加施工导线测量、盾构机姿态测量的次数,并进行主控制导线的全线复测,直至保证隧道贯通。贯通后,应进行贯通误94、差测量,以及导线、水准闭和差的测量,严密平差后的成果作为后续测量工作的依据。7、竣工测量(1)线路中线测量以施工控制导线点为依据,利用区间施工控制中线点组成附合导线。中线点的间距直线上平均150m,曲线上除曲线元素点外不应小于60m。中线点组成的导线应采用级全站仪,左、右角各测一测回,左、右角之和与360之差应小于5,测距往返各二测回。(2)隧道净空断面测量。隧道贯通后以相邻两车站内的测量控制点为依据将两端联测平差,以贯通后且消除了贯通误差后的中线点(导线点)为依据,直线段每9米,曲线上包括曲线元素点每4.5米应测设一个结构横断面,结构断面可采用全站仪进行测量,测定断面里程误差允许为50mm,95、断面测量精度允许误差为10mm。6.2.8 隧道防水施工措施根据设计施工图纸的要求,本工程的盾构隧道防水等级为二级,其要求管片结构达到无渗漏无湿渍,隧道上半部达到无渗漏可偶有湿渍,下半部允许有少量渗漏水,但渗漏水量小于0.1L/m2d。防水设计为:管片抗渗等级为S10,管片接缝处设置密封垫沟槽,内填高弹性三元乙丙橡胶密封垫,隧道上部45范围内的管片间采用单组份亲水性聚氨脂密封胶进行嵌缝,螺栓孔及管片吊装孔则采用遇水膨胀橡胶密封圈密封防水,另外环行间隙采用同步注浆来作为隧道防水加强层。为达到设计的防水标准,在施工中应着重做好以下的工作:1、管片自防水(1)管片采用C50高强度混凝土,抗渗等级为S96、10。在过程,管片生产时要严格控制生产,加强检测,保证管片的抗渗等级、强度以及各项质量指标符合设计要求。(2)加强管片堆放、运输中的管理和检查,防止管片开裂和运输中碰掉边角。(3)管片进场和下井前应作外观检查,保证有缺陷的管片不得使用。2、管片拼装缝的防水管片拼装缝的防水是非常关键的环节,故在施工中应做好以下工作:(1)选购专业厂商生产性能优良的防水密封圈、粘结剂,并对进场的防水材料进行严格的检验,确保其质量合格。(2)高弹性三元乙丙橡胶密封垫在粘贴前,应将管片进行彻底清洁,待粘贴面无尘、无油、无污、干燥后再粘贴,以确保其粘贴稳定牢固,保证粘贴质量。(3)管片安装前应对管片安装区进行清理,保证97、安装区和管片相接面清洁。(4)对已粘贴好橡胶的管片,在运输和拼装中应避免擦碰,以防密封垫剥离、脱落或损伤。(5)安装管片时应保证管片的拼装质量,减少错台,保证其密封止水效果。3、螺栓孔、吊装孔防水(1)螺栓孔的密封圈采用遇水膨胀橡胶材料,利用压密和膨胀双重作用来加强防水。(2)吊装孔迎水面在管片生产时预浇5cm的同级数混凝土,可起到很好的防水效果,如要通过吊装孔进行注浆,注浆结束后填入遇水膨胀密封材料,然后用防水砂浆封堵孔口。(3)吊装孔螺栓套管外侧采用遇水膨胀橡胶环形密封圈加强防水,在管片生产时预置。(4)同步注浆加强防水同步注浆作为外加防水层,按本工程中同步注浆章节中的有关方法,确保同步注98、浆的及时性、耐久性以及充填的密实性,切实起到加强防水作用。4、质量保证措施(1)成立专业防水作业小组,防水工必须进行岗前培训,考核合格后才能上岗。(2)按照有关规范和我司的防水经验制定详细且操作性强的各分项防水作业指导书,做到防水施工的可控性。(3)各分项防水作业工作由专业防水工程师进行指导,并进行检查合格后才能进入下一道工序的施工。(4)专门成立防水QC小组,针对工程防水工艺、技术问题开展防水施工质量攻关活动,以优良的工序质量来保证达到优良的工程防水质量。6.2.9 隧道防腐蚀施工措施1、管片防腐防锈措施管片砼防腐按二级防护等级考虑,原材料上采用普通硅酸盐水泥PS42.5,铝酸三钙Ca3A含99、量小于8%,水胶比不大于0.5,迎水面钢筋保护层厚度5cm。2、连接螺栓防腐防锈措施可采用镀锌材料进行防腐蚀处理,镀层厚度不小于6m。3、同步注浆防腐防锈措施同步注浆可采用抗硫酸盐水泥为胶凝材料,粉煤灰和细砂为填充材料的浆液,以提高背衬注浆固结体的抗腐蚀能力,起到提高管片抗腐能力的作用。6.2.10 地层与建筑物隆陷控制及监测反馈1、盾构机掘进前,掌握施工影响范围内的地面建筑物、地下管线、地下障碍物、地下设施等,进行物探,对重要建(构)筑物采取事前保护措施。2、建立严格的地面沉降量测控网,及时定期的进行监测,掌握隧道施工时和建成后对周围环境及对隧道本身的影响。注意对盾构前方监测点监测数据的分析100、。如果盾构前方监测点地面变形控制在(-5mm+5mm),则盾构在通过时地面变形可控制在(+10mm-30mm),否则要调整掘进参数,控制地面沉降,要求更加严格的环境下,并另外确定控制值。3、地面变形接近+5mm-20mm时,尽快找出原因并采取相应措施。4、加强掘进参数的管理,尤其是土仓压力设定要合理,通过优化盾构掘进参数来保持开挖面的稳定,从而控制地层和建筑物的隆降。5、在拱部以上为软弱地层时,采取向开挖面、土仓和螺旋输送机内注入泡沫和高浓度的膨润土来改良碴土,保证仓内土压平衡及土体的和易性,从而控制地层和建筑物的沉降。6、根据初始段的掘进,对盾构施工所采用的参数进行不断优化调整,以使盾构在全101、线掘进中,随地质、埋深、环境条件的变化而动态的、适时调整施工参数,将地面沉降控制在+10mm-30mm范围内。盾构穿越建筑物和构造物时,运用优化盾构施工参数的方法,满足环境要求。7、盾构始发及接收时,若洞口地基土较差,采取注浆加固措施,确保始发和接收洞口的安全。施工中在盾构快进入加固体土体时严格控制盾构机的操作,采取适当对开挖面注水或膨润土泥浆,低速掘进,低速转动大刀盘等措施。8、加强同步注浆及二次注浆管理来控制地层的隆陷为了减少和防止地面沉降,在盾构掘进中,要尽快在脱出盾构后的衬砌背面环形空隙中充填足量的浆液材料。根据地质条件,确定浆液配比,注浆压力、注浆量及注浆起止时间对同步注浆能否达到预102、期效果起关键作用。9、注意盾构在曲线上推进及盾构纠偏盾构在曲线上推进时,土体对盾构和隧道的约束力差,盾构轴线较难控制,因此推进速度要减缓,纠偏幅度不要过大,加大注浆量、加强纠偏测量工作等,以减少地层损失,严格控制地面沉降。10、防止从管片接头、壁后注浆孔等漏水而引起地层下沉,进行管片安装和防水施工按施工要求进行,保证施工质量。若出现管片漏水及时采取二次注浆,达到防水效果。11、对建筑物、构造物基础进行注浆加固根据建筑物结构类型及对沉降的敏感程度、沉降的允许值,制定建筑物及地面变形警戒值。建立完善的监测网,及时反馈信息,及时进行跟踪注浆及补充注浆。12、地表变形预测采用盾构法施工影响地表沉降的因103、素很多,有地质条件、隧道埋深、密封仓压力、注浆量及注浆压力、地下水位变化、施工多次扰动等。为了使地表沉降控制在允许的范围之内,通过施工监测和理论模型计算分析,合理确定注浆量、密封仓压力、控制地下水位变化等可控因素,达到控制地表沉降的目的。根据监测结果和通过理论模型分析地表沉降,认为其影响地表沉降的主要因素为开挖面的密封仓压力、管片背后的注浆量和施工引起地下水位变化情况。13、地表变形预测施工前预测主要根据数值分析和施工经验预测隧道施工造成的沉降量,为制定施工方案提供依据。在施工过程中,根据现场监测得到的各项参数,对施工阶段和最终的地表沉降作出预测,并反馈指导施工。14、变形控制保证同步注浆质量104、,环形间隙是盾构施工过程中引起地层变形的主要因素,施工中要严格执行掘进与注浆同步,不注浆不掘进的原则,加强设备管理,确保同步注浆不间断进行。同时要根据反馈的信息及时调整注浆压力、液浆配比,必要时进行二次补充注浆。15、施工监测反馈施工过程中对地表沉降进行全程监控量测,并及时对监测数据进行分析,分析引起沉降的主要原因,并根据分析结果及时将信息反馈到施工,及时调整施工参数,如密封仓压力、注浆量、注浆压力、掘进速度等。在盾构施工过程中施工监测对控制地表沉降具有重要的指导意义。6.2.11 洞内出碴、运输及弃土外运1、洞内水平运输(1)隧道内轨道布置隧道内采用43kg钢轨铺设单线运输轨道,钢轨中心距为105、970mm,钢轨枕采用18#工字钢加工而成,间距为1.2米,用压板螺栓固定钢轨。(2)洞内运输列车编组盾构隧道掘进一环的土方为37.6m3(实方),重约94.5t,考虑到虚方系数、掘进时掺加泥浆、泡沫等因素,碴土体积按50m3;管片重约16t/环。盾构掘进时的同步注浆量约7m3/环。每列出土进料运输车采用一台电瓶车牵引管片车、浆液车及碴车三种车,进洞时管片车与浆车满载,出洞时碴车满载。考虑到:盾构机后续台车的中间宽度及净空要求,运输车辆的宽度不超过1.5m,运输车辆高度不得超过轨面以上2.5m;每环土方必须一次运出;龙门吊的提升重量不能过大;管片堆高受净空限制;每次浆液供应量不小于7m3等因素106、,每环土方用三辆碴车一次运出,每车土重约31.5t,每个碴车重约11.5t左右(容积约17m3),总重约43t;每环管片采用两辆管片车运入,每车堆放三块管片,堆高不超过2m;每环同步注浆浆液采用一辆浆液车运入,容积为7m3。这七辆车用一辆45t电瓶车牵引,列车长度约43m,(盾构机台续台车及皮带输送机长度设计时已考虑列车长度要求)。列车编组图见【图6.2-8 重载列车编组示意图】。1、45T电机车 2、17立方渣车 3、7立方砂浆车 4、管片车图6.2-8 重载列车编组示意图工程盾构区间双线长约2.009km,隧道内设置单线轨道运输。(3)出碴、进料方法盾构隧道施工时掘进1.2m后拼装一环管片107、,在盾构掘进过程中进行同步注浆,如此循环进行。每环土方采用一列车一次运出至盾构工作井后吊出,每环管片及同步注浆浆液采用一列车运至盾构工作位置。出土进料洞内采用列车有轨运输,在盾构工作井位置由设在地面上的45t龙门吊进行垂直运输。(4)工效计算电瓶车牵引速度为8km/h,往返最大距离为3.3km,考虑其它因素(卸土、装管片其它材料等)往返时间计划为60min。掘进一环时间约30min,拼装管片及抽浆液需40min。2、垂直运输(预计)本标段工程的垂直运输由1台45t的龙门吊和1台15t的龙门吊完成,45t门吊负责盾构机的进料、出碴,15t的龙门吊负责电瓶及钢轨等散料的吊运。3、碴土外运碴土外运集108、中在夜间进行,利用挖掘机将碴坑中的碴土装入封闭式运输汽车,然后按照业主拟定路线运输至业主指定的弃碴点,在场地出碴门口设置洗车槽,运输车辆出施工场地前进行清洗,计划安排带盖的密封性良好自卸汽车外运碴土,避免碴土在运输中洒、漏,以免影响城市环境。6.3 盾构机到达6.3.1 盾构到达施工流程盾构机到达施工是指从盾构机到达下一站接收井之前100m的施工过程,其中包括隧道贯通、盾构机进入车站及被推上盾构接收基座、吊装解体。其工作内容包括:盾构机定位及接收洞门位置复核测量、地层加固、洞门处理、安装洞门圈密封设备、安装接收基座等,到达施工流程盾构到达施工流程见【图6.3-1盾构到达施工流程图】。洞门密封的109、安装接收托架安装与固定到达段掘进贯通同时锁紧洞口密封洞门凿除掘进参数调整掘进方向控制渣土清理盾构机推进至接收基座图6.3-1 盾构到达施工流程图6.3.2 盾构到达的准备工作1、盾构机定位及接收洞门位置复核测量在盾构推进至盾构到达范围时,对盾构机的位置进行准确的测量,明确成洞隧道中心轴线与隧道设计中心轴线的关系,同时对接收洞门位置进行复核测量,确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划。在考虑盾构机的贯通姿态时注意两点:一是盾构机贯通时的中心轴线与隧道设计轴线的偏差,二是接收洞门位置的偏差。综合这些因素在隧道设计中心轴线的基础上进行适当调整。纠偏要逐步完成,每一环纠偏量不能过大。2、进洞段的土体加固到110、达前提前进行端头加固,并确保加固效果满足盾构机到站掘进要求。3、洞门破除在盾构机到达后,对洞门进行破除。4、洞门密封的安装为防止盾构机进洞时推出的碴土损坏帘布橡胶板,洞门防水装置在洞门第一次破除,碴土被完全清理干净后安装。安装方法同于始发洞门。5、接收基座的安装接收基座的中心轴线应与隧道设计轴线一致,同时还需要兼顾盾构机出洞姿态。接收基座的轨面标高除适应于线路情况外,适当降低20mm,以便盾构机顺利上基座。为保证盾构刀盘贯通后拼装管片有足够的反力,将接收基座以盾构进洞方向+5的坡度进行安装。要特别注意对接收基座的加固,尤其是纵向的加固,保证盾构机能顺利到达接收基座上。6.3.3 盾构到达施工1111、根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进,纠偏要逐步完成,每一环纠偏量不能过大。2、在盾构机距离端头墙100米时,选择合理的掘进参数,逐渐放慢掘进速度,控制在20mm/min以下,推力逐渐降低,缓慢均匀地切削洞口土体,以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。3、盾构进入到达段后,加强地表沉降监测,及时反馈信息以指导掘进。4、盾构机刀盘距离贯通里程小于10m时,在掘进过程中,专人负责观测出洞洞口的变化情况,始终保持与盾构机司机联系,及时调整掘进参数。5、在拼装的管片进入加固范围后,浆液改为快硬性浆液,提前在加固范围内将泥水堵住在加固区外。6、当管片最后一环管片拼装完成后,通过管片的二次注浆孔,注112、入双液浆进行封堵。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立即停止注浆并进行处理。 7、当盾构前体盾壳被推出洞门时通过压板卡环上的钢丝绳调整折叶压板使其尽量压紧帘布橡胶板,以防止洞门泥土及浆液漏出。在管片拖出盾尾时再次拉紧钢丝绳,使压板能压紧橡胶帘布,让帘布一直发挥密封作用。8、由于盾构到站时推力较小,洞门附近的管片环与环之间连接不够紧密,因此作好后20环管片的螺栓紧固和复拧紧工作。并用槽钢沿隧道纵向拉紧后20环管片,使后20环管片连成整体,防止管片松弛而影响密封防水效果。 图6.3-2 密封橡胶帘布示意图6.3.4 盾构到达施工注意事项1、盾构到达前检查端头土体加固质量,确保加113、固质量满足设计要求。2、到达前,在洞口内侧准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物资和工具。 3、准备洞内、洞外的通讯联络工具和洞内的照明设备。4、增加地表沉降监测的频次,并及时反馈监测结果指导施工。5、橡胶帘布内侧涂抹油脂,避免刀盘刮破帘布而影响密封效果。 6、在盾构机刀盘距洞门掌子面0.5m时应尽量出空土仓中的碴土,减小对洞门及端墙的挤压以保证凿除洞门混凝土施工的安全。7、在盾构贯通后安装的几环管片,一定要保证注浆饱满密实,并且一定要及时拉紧,防止引起管片下沉、错台和漏水。6.4 对盾构掘进过程中突发险情的预案6.4.1 盾构隧道过建(构)筑物时的应急预案1盾构隧道下穿铁路箱涵桥右K11114、+019037特级2盾构隧道下穿XX门立交桥右K11+250480一级3盾构隧道下穿XX门立交桥四周挡墙一级4盾构隧道下穿东XX右K11+300365一级 详细进行沿线建筑物结构及基础类型、与线路的关系等相关资料的调查工作,根据实际调查结果,采取相应的预防保证措施,对于危房等安全状况较差的建筑物要请专业机构进行评估,能保留的则采取加固措施,不能保留的则坚决予以拆除。 根据建筑物(构筑物)与线路的关系,对建筑物基础进行局部或全部进行注浆加固,提高建筑物地基的承载力和整体性,避免因施工引起基础不均匀沉降。可从地面向基础下方布置袖阀注浆管,使注浆管前端位于受影响的基础下方,根据量测反馈资料进行跟踪注115、浆。注浆可采用水泥水玻璃双液,以便能调节浆液凝固时间。注浆过程中应注意控制注浆压力,防止注浆压力过大,造成对房屋基础的破坏。 如果建筑物基础位于富水地段,且有地下流水通道或承压水,则盾构机在穿越建筑物之前,必须对盾构穿越部位的地层进行注浆止水,防止因失水造成建筑物地基的不均匀沉降。 通过对盾构掘进时地面变形曲线进行实测反馈,不断调整、优化掘进参数,以验证选择施工参数的合理性,保持盾构开挖面的稳定。 在曲线段,为减少盾构轴线与隧道轴线偏角过大,造成因超挖及地层损失过大而引起的地面变形。 掘进时降低掘进速度,使盾构慢速通过,同时调整掘进参数,保持土压平衡;及时进行纠偏、加大注浆量等工作。 同步注浆116、及二次注浆,加固隧道周边地层。掘进时采取同步注浆和二次补充注浆,充填环内间隙,使管片衬砌尽早支撑地层,控制地层沉陷。在衬砌环脱出盾尾的同时,进行及时注浆,填充隧道和地层间的建筑空隙,减小地面变形。在盾构后约10环处再向衬砌背面进行二次注浆,以弥补同步注浆的不足。 提高掘进控制水平,及时调整土仓压力,保证开挖面土体稳定。 提高工作面渣土的止水性。通过向土仓注入膨润土或泡沫剂,改善渣土的流动性和渗透系数,防止螺旋输送机喷涌。 提高盾尾的密封性能。通过采用多道盾尾刷防止泥土从盾尾进入隧道:向盾尾注入油脂,加强盾尾的防水性能。6.4.2 应急预案 当建筑物发生沉降或倾斜,而且趋势仍在发展时,首先应按照117、下表的情况,采取相应的应急处理措施。序号项目控制标准采取的应急措施备注1建筑物沉降20mm洞内二次注浆实际根据建筑物自身的结构情况,裂缝等情况综合判断。2030mm地面跟踪注浆30mm以上顶撑加固措施2建筑物倾斜a、混凝土结构、条形基础,基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值为:0.004;b、框架结构、桩基础:0.002l(l为相邻桩基间的距离)。洞内二次注浆a、混凝土结构、条形基础,基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值为:超过0.004;b、框架结构、桩基础:超过0.002L(L为相邻桩基间的距离)。地面跟踪注浆(或顶撑等加固措施) 当沉降或倾斜进一步发展,趋近于预警值,且采取上表中118、相应应急措施仍不能阻止沉降或倾斜的进一步发展时,立即告知建筑物中的住户实际情况,提请住户做好紧急撤离准备,随时做好撤离准备;同时,联系好紧急疏散安置点;并将实际情况向监理,业主予以汇报,做好各级预警准备。 当沉降或倾斜达到预警值时,立即启动人员紧急撤离和疏散预案,将建筑物中所有的住户转移至疏散安置点,同时对建筑物影响范围内的交通实施交通管制。启动一级应急预案,根据险情采取相应的应急处理措施,直至险情排除。 若建筑物发生坍塌,则首先实行交通管制,建立安全隔离区,在坍塌稳定后,组织抢险队伍首先在第一时间抢救伤员,同时将险情上报相关应急部门,全面启动应急预案。(5)在现场安置临时指挥部。6.4.3 119、风险上报流程1、风险事件上报程序风险事件发生后按程序上报。首先由作业队施工员报告各分部经理或副经理,并立即向项目经理、总工(白天、夜间)报告,总工办科长或值班工程师通知抢险小组,经简要分析后按预定程序上报。风险事件上报程序如下:设计单位风险事件发生现场监理当班施工员值班工程师报告分部应急事件处理小组报告报告监理驻地办经理部应急事件处理小组报告业主代表报告报告总监办报告图6.4-1 风险事件上报程序流程图2、应急小组及组织机构(1)应急小组为保证盾构施工安全,一旦出现险情意外,能够做到及时、迅速、有效抢险,将险情控制在最小范围,将危害控制在最低限度,特成立应急领导小组。3、既有线沉降速率超限处理120、措施(1)立即向XX地铁7号线项目管理处上报。(2)停止盾构掘进施工,加泥保证开挖面土压力稳定,加强监控量测工作。(3)组织专家讨论分析造成既有线沉降速率超限原因和相应控制措施。(4)根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织,进行施工交底,严格落实各项措施,进行盾构掘进施工。(5)若既有线沉降速率超限未得到有效控制,再次重复上述过程直到完全解决既有线沉降速率超限问题。 6.4.4 应急事故处理程序应急救援行动的优先原则:A、员工和应急救援人员的安全优先;B、防止事故扩散优先;C、保护环境优先。如事故仍在进一步扩大,相关人员的生命受到威胁,但对救援人员的进入也存在很大的生命威胁,则决不121、允许盲目采取救援行动,避免伤亡事故进一步扩大。要采取万无一失的措施或方案实施救援行动。 掌握情况。不论现场何种局面,必须掌握的情况有:事故发生时间与地点;种类、强度;已知的危害方向;事故现场伤亡情况,现场人员是否已安全撤离;是否还在进行抢险活动;有无火灾与爆炸伴随;现场的方向、风速;事故危及项目外的可能性。 报告与通报。在掌握事故情况,并判明或已经发现事故危及项目外时,应立即向有关单位或部门进行报告:报告负责本项目部的业主及驻地监理;报告本单位公司总部;根据事故的严重程度及情况的紧急程度,按预案的应急级别发出警报。 组织抢救与抢险。制止危害扩散的最有效措施是迅速消除事故源,事故发生后,根据险情122、实施预先制定的应急处理措施,防止事故进一步扩大。同时,因本单位最熟悉事故设施和设备的性能,懂得抢险方法,必须组织尽早抢救与抢险。要迅速集中力量和未受伤的岗位职工,投入先期抢险。应急救援领导小组开始工作制定应急处理方案、措施实施应急处理方案观察处理效果完成应急处理恢复正常施工调整应急处理方案、措施实施应急处理方案出现突发事件报告有关单位及部门报告业主报告工程师报告现场监理加强监测分析原因现场事故急处理程序6.4.5 应急物资准备项目部建立应急救援设施、设备、救治药品等储备制度,储备必要的应急物资和装备。应急救援指挥部根据实际情况,负责监督应急物资的储备情况。 应急设备及物资序号应急设备名称数量单123、位现在何处备注1手提式干粉灭火器只6应急物资仓库2手提式(CO2)灭火器只6应急物资仓库3担架付1应急物资仓库4急救箱只1应急物资仓库5水钻台1应急物资仓库6砂子立方20施工现场7水泥T20施工现场8编织袋只500应急物资仓库9聚氨酯泵台2施工现场10应急灯只3应急物资仓库11聚氨酯T2施工现场12电气焊设备套2施工现场138号铁线卷1应急物资仓库14水玻璃桶10施工现场15管径80、7.5kW型水泵台2施工现场配套胶管16双液注浆泵台1施工现场17配电箱个4施工现场第七章 施工测量7.1 编制依据1、工程测量规范(GB5002693)2、建筑工程施工测量规程(DBJ01-21-95)3、地下124、铁道、轻轨交通工程测量规范(GB50308-1999)4、XX地铁施工监控量测技术要求5、设计图纸根据以上规范、规程关于隧道工程设计施工验收对施工精度的有关要求,本着“技术先进,确保质量”的原则,制定本施工测量方案,确保圆满完成本工程的施工测量任务。7.2 测量准备 施工测量准备工作是保证施工测量全过程顺利进行的重要环节,包括图纸的审核,测量定位依据点的交接与校核,测量仪器的检定与校核,测量方案的编制与数据准备,施工场地测量等。1、首先对照业主提供的精密导线点及精密水准点等交桩资料,对现场桩位进行复测,及时将复测结果报业主和监理工程师。2、对所有进场的仪器设备及人员进行初步调配,并对所有进场的125、仪器设备重新进行检定。3、由主任工程师进行技术交底。4、根据图纸条件及工程结构特征确定平面控制网形式。7.3 控制测量控制测量分地上控制测量和地下控制测量。1、地面控制测量选择甲方所交的精密导线点作为依据,首先对其进行复测,逐个进行导线点方位角及距离测量,所测结果是否与交桩结果相符。最后精密导线点作为依据加密导线点。高程控制网的建立采用和导线控制网相同的点位,由一已知水准点开始进行闭合水准测量,最后回到另一个已知水准点上。闭合水准满足要求后,进行平差处理,让各水准点归算于同一高程系统,作为控制整个工程的标高依据。在施工竖井附近至少布设两个水准点,且要在同一水准路线内,以便于施工测量时有多个水准126、参考点。2、地下控制测量地下平面控制网采用导线控制,分为施工控制导线和施工导线。联系测量到竖井的点为起始点,随隧道的不断延伸布设施工控制导线点;直线段控制导线的边长一般150m左右,在特殊情况下不小于100m。曲线段施工控制点应尽量设在曲线元素点上,其边长不应小于60m。随着隧道的推进,通过施工导线点每30m布设一个施工导线点;导线点布置在稳固牢靠、易保护、便于通视的地方,并做上明显标记。导线点测设用 级全站仪施测,左、右角每次测2个测回,左右角平均值之和于360较差应小于6“,边长往返观测各二测回,往返观测平均值较差应小于7mm。导线最远点点位横向中误差应在25mm之内。为保证贯通精度,导线127、要定期检测,一个月复测一次,隧道进入一半和盾构机出洞前50m时,要联系地面各重新复测一次。地下高程控制测量采用几何水准测量方法,地下施工控制水准点每200m设置一个地下施工水准点,沿隧道50m布设一点,点位最好与导线点联测,精度要求按二等水准测量。每布设一点,测量时都要往返到井下的起始点上,地下水准点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,重复测量的高程点与原测点的高程较差应小于5mm。地下水准点要经常进行复测,根据复测的结果及时修正水准点的高程。7.4 施工测量在施工控制网建成后,接下来的工作就是放线与验线。其工作步骤分为:地面控制点的坐标、高程传递到竖井内、隧道中线定位128、与复核等各项工作。测量的技术要求应参照地下铁道、轻轨交通工程测量规范的有关规定执行。施工中为保证放样精度,避免误差的积累,隧道中线应以不同控制点测设的两个点来确定。放样的要素必须用坐标反算法来计算,用极坐标法来测设已知角和距离。7.5 联系测量当竖井内衬和底板完成后,为保证地面控制和地下控制系统的统一,需将地面控制点的坐标、高程传递到竖井内,使地下控制和地面建立一定的几何联系。1、平面网的联系测量平面的联系测量是通过联系三角形法传递,本工程的盾构始发竖井深17米,并且精度要求很高,故选用联系三角法。因井较深,通过竖井附近的导线点往井下传递,共向井下传递四个点。在盾构基座安装前,在竖井隧道中线上129、投放两点,控制基座安装;考虑到通视要求,在盾构机井下组装前,把点投放到竖井长边同侧的两个角上。井下作业点要牢固不易遮挡,点位做法是在竖井底板钻孔嵌铜芯,并做好标识。角度观测采用全圆测回法观测,测角误差应在4“之内,重复观测,一般应进行三组投点,每组投点独立观测三次,独立计算有关数据,然后取其加权平均值作为观测结果,通过观测的边角数据,推算出竖井下点的坐标及方位,作为地下平面控制的起始点。2、高程联系测量通过竖井附近事先设好的水准点将高程从施工竖井传到地下结构中。传递高程采用悬挂钢尺法,使用的钢尺事先经过检定,钢尺悬吊的重锤重量必须与检定时所施加的拉力相同。传递的时间宜选在井上井下气温相差不大的130、时候进行。如果传递时气温与检定时的标准温度相差过大,要对传递结果进行温度改正。钢尺应悬挂在龙门吊的适当位置,固定要牢固。引测高程时,电葫芦不能工作,以保证引测的精度。传递高程作业时,地面上应选两个水准点,井上井下应同时进行,每次3个测回,每测回应变动仪器高度,三测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。井下水准基准点布置两个,一个布置在竖井一角,另一个布置在洞那,基准点应采用型钢或预埋铁件,初衬时埋深大于50cm。洞内水准点最好与中线点预埋铁板放在一起,即在铁板上加一条螺栓,作为水准点。水准点做好后应在边墙上做标记,以便于保护。洞内水准基点应选取在变形基本稳固的初衬结构上,点数不少于3个131、,以便于相互较测。7.6 洞内施工测量1、盾构机的掘进测量为控制盾构机沿设计方向前进,在隧道施工前要准确测量盾构机的三维位置。通过联系测量得到的竖井下的控制点进行隧道中线定位和盾构安装时所需要的测量控制点,测设值和设计值较差应小于3mm。中线至少定出两点,洞内中线点应作在不易松动的地方。测点的间隔一般为30m,向前移设测点时,应对后方的几个点进行复测后再决定新的位置。由于盾构机上配备较先进的测量指向系统,只需要将激光经纬仪所在点的坐标和后视的坐标输入系统程序里,激光经纬仪将会按设计线路方位指导盾构前进。为确保线路方位正确,每天根据需要复测一次激光经纬仪及后视点坐标,其精度符合规范要求,同时通过132、盾构机上留好的参考点较核盾构自动测量系统的准确性。随盾构机的不断掘进,激光经纬仪也得随之向前移动,直线段施工每50m移动一次;隧道曲线段施工时每30m移动依一次。为避免误差的积累,每一中线点采用极坐标法通过隧道内导线点测定。每点必须有两个测回,测角采用全圆法,角度观测应在6“之内,边长中误差应在10mm之内。盾构掘进要适时姿态测量,其技术要求要满足【表7.1-1盾构机姿态测量误差技术要求】规定。表7.1-1 盾构机姿态测量误差技术要求测量项目测量误差平面偏离值(mm)5高程偏离值(mm)5纵向坡度(%)1横向偏转角()3切口里程(mm)102、衬砌环片的测量要定期对已拼衬砌环片中心偏差、环的椭133、圆度和环的姿态进行测量。衬砌环片一般不少于10环测量一次,测量时每环都应测量,并测定待测环的前端面。相邻衬砌环片测量时应重合测定2-3环环片。7.7 工程自动测量系统1、使用前将隧道中线坐标数据的输入。2、开始使用自动测量系统之前要输入盾构机的初始状态值。3、人工测量激光经纬仪的位置并将数据输入PC内 。4、随着盾构的推进,开始自动测量的导向工作(每5s测一次),在次过程中根据工程进度及线路情况前移激光经纬仪并根据需要进行人工复核测量工作。5、及时整理各项测量数据,填写好每一表格及绘制盾构机的状态图,及时反馈,其结果将作为盾构机施工指令调整的主要依据。7.8 贯通误差测量 隧道贯通后利用贯通面134、两侧的平面和高程控制点,进行贯通误差测量,贯通误差包括隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测量以及高程贯通误差测量。隧道的纵向、横向贯通误差测量时,根据两侧控制导线测定的贯通面上同一临时点的坐标闭合差确定。方位角贯通误差测量利用两侧控制导线测定与贯通面相邻的同一导线的方位角较差确定。隧道高程贯通误差由两侧控制水准点测定贯通附近同一水准点的高程较差确定,测定结果作好记录并保存。7.9 人员组织及设备配置1、人员组织测量工作是技术性强,责任重大的基础工作,是各施工阶段的先行工序。对保证工期,鉴定工程质量等方面都发挥着极其重要的作用。根据本工程测量施工的工作量和工作难度,本工程的测量人员安排见【表7.1135、-2 测量监测部人员构成一览表】。表7.1-2 测量监测部人员构成一览表序号职务人员配置主要职责1测量主管1人负责施工测量监测方案的编制以及组织管理2监测组4人负责施工监测方案的实施,监测数据的分析3测量组4人负责施工测量方案的实施,测量资料的整理2、设备配置 表7.1-3 设备配置一览表编号设备名称精度指标数量用途1尼康352C全站仪2mm+2ppm1台控制及施工测量2蔡司电子水准仪 (德国Zeiss Dini12)0.3mm1台高程控制测量3钢尺1mm1把标高传递4对讲机 -4部通信联络7.10 质量控制1、质量过程控制(1)测量经理或测量责任师要按照施工进度和测量方案要求,安排现场测量放136、线工作,并作好施工测量日志。(2)现场使用的测量仪器设备应根据测量仪器使用管理办法的规定进行检校维护、保养并作好记录,发现问题后立即将仪器设备送检。(3)本工程的测量放线工作必须符合本工程的精度要求。(4)测量放线作业过程中,要严格执行“三检制”自检:作业人员在每次测量放线完成后立即进行自检,自检中发现不合格项立即进行改正,直到全部合格,并填好自检记录。互检:由施工负责人或质量检查员组织进行质量检查,发现不合格项立即改正至合格。交接检:由施工负责人或质量检查员组织进行,上道工序合格后移交给下道工序,交接双方在交接记录上签字,并注明日期。2、质量保证体系合格合格合格合格测量方案的编制总工程师审核137、技术交底测量放线自检互检交接检技术交底进入下一道工序不合格不合格不合格不合格质量保证体系见【图7.1-4 质量保证体系】。图7.1-4 质量保证体系第八章 工程质量保证措施8.1 盾构掘进施工质量保证措施1、施工管理中的挖掘管理通过开挖面管理(刀盘和密封舱内的渣土压力)、泡沫注入管理、盾构进尺管理、盾构机管理使开挖面泡沫量根据地层情况作出合理调整。目前,掘进管理已经实行自动化控制,用智能化系统来频繁调整掘进速度以协调各方面的需要,维护天然地层不受扰动。2、施工管理中的线形管理。通过一套自动测量系统随时掌握正在掘进中盾构的位置和姿态,并通过计算机将盾构的位置和姿态与隧道设计轴线相比较,找出偏差数138、值和原因,下达调整盾构姿态应启动的千斤顶的模式,从最佳角度位置移动盾构,使其蛇形前进的曲线与隧道轴线尽可能接近。3、施工管理中的注浆管理通过浆体、注浆压力、注浆开始时间与注浆量的优化选择,达到能及时填满衬砌与周围地层之间的环向间隙,防止地层移动,增加行车的稳定性和结构的抗震性。对浆体的要求:应具有能充分填满间隙的流动性:注入后必须在规定时间内硬化:必须具有超过周围地层的静态强度,保证衬砌与周围地层的共同作用,减少地层移动;具有一定的动态强度,以满足抗震要求;产生的体积收缩小;受到地下水衡释不引起材料的离析等。采用同步注浆时,要求注入的注浆压力大于该点的静水压力和上压力之和,做到尽量填充而不是劈139、裂。考虑盾构推进过程中纠偏,跑浆和浆体的收缩等因素,实际注浆量一般为理论值的180200。注浆作业应在1小时内完成。为了防止地层中泥水和注浆的浆液从盾尾间隙中漏入盾构,同步注浆时盾尾密封装置必须完好。盾构起步时密封刷上必须涂足密封油膏,推进中还应按要求必须压注油膏,以提高密封效果,减少密封刷与村外表面的磨擦,延长密封刷寿命。4施工管理中的管片拼装管理要严格控制管片拼装的垂直度、真圆度、拧紧螺栓的扭矩、曲线地段和修正蛇行时楔形管片或垫块的拼装位置等,防止接缝张开漏水。8.2 施工测量与监测的质量保证措施1、根据监理工程师提供的测量数据资料布设控制网点,控制网点必须完全吻合监理工程师提供的三角网点140、和水准网点的基本数据,并应满足规定的测量精度。2、根据监理工程师提供的测量数据资料精确地测定建筑物的位置,进行放样,完成全部测量数据的计算工作。3、负责保护和保存好全部三角网点、水准网点和布设的控制点,使之容易进入和通视,防止移动和损坏。4、测量放线必须经现场监理工程师复核无误后才能进行下一道工序的施工。5、建立专业监测小组,由具备丰富的施工经验、监测经验及 有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成;除及时收集、整理各项监测资料外,还需对这些资料进行计算、分析和对比。6、需设置观测点监测工作,应在工程开工前做好监测设计方案,报送监理工程师审批。并应及时敷设观测点,以便工程施工前(初始读数)和141、施工中进行观测。凡永久性变形观测点的技术文件交业主。7、变形观测的频率,一般在基坑开挖和降水前观测2-3次,每次相隔10天左右。开工根据工程进度实施经常性观测。对永久性观测点的监测按设计要求和工程需要进行。8、对施工可能危及附近建筑安全的明挖地铁车站的监测,应进行地表沉降、变形和连续收敛、支撑轴力测试、附近建筑物沉降观测的监控测量。第九章 安全生产保证措施9.1 安全生产管理目标本工程的安全生产目标是:实现“六无”(即无死亡、无坍塌、无火灾、无中毒、无重伤、无重大机械设备事故)安全管理目标,将月轻伤率控制在1.2以下。9.2 安全保证体系项目经理盾构掘进班二组生产副经理安全员机修班组盾构掘进班142、一组1、安全保证体系图如下:2、 项目经理安全职责:(1)项目经理对项目施工安全负全面责任,是安全生产第一责任人。(2)精心安排施工,实现项目安全生产目标。3、生产副经理安全职责:(1)主管施工生产的项目生产副经理是项目施工安全的主要责任人。(2)合理安排施工生产,定期组织安全生产检查,发现隐患及时组织整改。4、项目安全员安全职责(1)项目安全员是项目施工安全的直接责任人。(2)负责本项目所管辖工程的安全检查、监督和管理,对项目经理负责。(3)负责检查、监督施工组织设计或施工方案中的安全保证措施的实施,严格贯彻执行安全操作规程。(4)深入工地勤巡、勤检,及时发现安全事故隐患,并及时采取排除隐患143、的有力措施,对违章操作和违章指挥要坚决制止或即令停工。(5)发生安全事故,应及时按规定上报,保护好现场,并参加事故的调查工作,督促将事故的调查分析报告及时上报上级。9.3 盾构隧道施工安全保证措施针对盾构法施工在特定的地质条件和作业条件下可能遇到的风险问题,施工前必须仔细研究并制定防止发生灾害的安全措施。1、施工准备(1)为确保盾构施工的安全,必须在各作业点之间设有便捷可靠的通讯设备。(2)盾构施工前应编制施工安全作业规程,向施工人员做全面的安全技术交底。(3)运输设施的运输能力应与盾构施工所需的材料、设备供应量相适应。所有的起重机械、机具要按安全规程要求定期检查维修与保养。2、起重安装作业:144、(1)起重安装作业前应清除工地所经道路的障碍物,做到工地整洁、道路畅通。(2)各种起重机械起吊前,应进行试吊。(3)起吊作业时,严格执行安全操作规程,做到“十不吊”,吊机停止作业时,应安全制动,收紧吊钩和钢丝绳。(4)起吊重物时,吊具捆扎应牢固,以防吊钩滑脱。3、电瓶车操作:(1)电瓶车司机必须经过培训,工作时必须持证上岗。(2)司机交接班时,必须仔细机车状态,确认完好。(3)电瓶车在接近弯道、道岔、等地点时应减速行驶。4、盾构掘进: (1)严格执行盾构机安全操作规程。(2)掘进时,不得在设备运转过程中检修设备,特别是皮带机、注浆泵、空压机及电器设备等。(3)进入刀盘时,必须按人仓进出安全作业145、指导书的程序执行。(4)管片安装过程中,举起的管片下严禁有人作业。(5)掘进时,隧道内应有良好的通风,以满足安全作业的各方需要。第十章 文明施工保证措施10.1 文明施工管理组织机构项目经理项目副经理总工程师工程技术部质量安全部财务部材料设备部综合办公室各施工班组确保达到XX市文明施工工地标准,争创XX市“文明施工样板工地”。成立以项目经理为组长的施工现场文明施工领导小组,负责本项目施工现场文明施工管理工作,并对项目经理部及各作业队负责人进行明确分工,落实文明施工现场责任区,制定相关的规章制度并编制专门的文明施工方案,确保文明施工现场有章可循,做到事事有人负责,处处有人管。见【图10.1-1文146、明组织管理机构图】。图10.1-1 文明施工管理机构图10.2 文明施工管理措施1、现场平面布置(1)严格按照施工总平面图布置各项临时设施,场内大宗材料、成品、半成品和机具设备等堆放整齐,同时挂上规格、型号标识牌。做到场地清洁,道路平顺,排水畅通,标志醒目,生产环境达到标准化作业要求。(2)施工现场按招标文件有关要求设置“五牌一图”(工程概况牌、组织网络牌、安全纪律牌、防火须知牌、文明施工管理牌和施工现场平面布置图),并按规定内容标明各项目内容。(3)规范围蔽结构与临设建筑。2、用电线路施工现场的用电线路、设施的安装和使用必须符合安装规范和安全操作规程,并按施工组织设计进行架设,严禁任意拉线接147、电,施工现场必须设有保证施工安全要求的电压和工地照明。3、机械、车辆管理施工机械、车辆按照施工总平面布置图规定的位置和线路行驶,不得任意侵占场内道路。各种施工机械进场必须进行安全检查,经检查合格后方能使用,施工机械操作人员建立机组责任制,按有关规定持证上岗,禁止无证人员上岗。4、现场办公、生活设施卫生管理(1)施工现场设置各类必要的职工生活设施,搞好环境卫生和内务,建好职工之家,办好文体活动,办好职工食堂、饮用水供应,做好卫生防病工作,确保职工身心健康。(2)随时清除建筑垃圾,保持场容场貌整洁,在车辆、行人通行的区域施工,设置沟井坎穴覆盖物和施工标志。5、治安保卫做好安全保卫工作,采取必要的防148、盗措施,施工现场按标准设置围挡,建立门卫制度,进入现场实行登记,施工现场主要管理人员在现场佩带胸卡,施工人员戴地铁“工地出入证”,非施工人员不得进入施工现场;不准留宿家属及闲杂人员;经常对工人进行法纪和文明教育,严禁在施工现场打架斗殴及进行黄、赌、毒等非法活动。6、监督检查加强检查监督,从严要求,持之以恒,使文明施工现场管理真正的抓出成效。项目经理部对文明施工现场实行定期不定期的检查,每月组织一次专项检查,对照评分,严格奖惩,交流经验,查纠不足。第十一章 环境保护措施如何加强管理,采取措施妥善的做好工程施工期间对周围环境的保护,维持施工场地四周环境的洁净,减少工程污染,将是本工程重点考虑和解决149、的课题之一。为此,我们将严格遵守国家和XX市地方政府有关环境保护的法令、法规,根据本工程所处地理环境和工程特点,采取以下措施加强对周边环境的保护。11.1 加强施工管理,强化环境保护意识1、建立以项目经理为首,由专职管理人员和各作业组负责人组成的施工管理组织机构,根据施工进度和施工特点,分工序制定相应的环境保护措施,加强施工管理,层层强化环境保护意识,于施工全过程跟踪监督、检查、监控、量测,及时了解情况,采取相应的对策、措施完善对周边环境的保护。2、制定严格的奖惩条例,各级管理人员和施工作业人员责任明确,奖罚分明,使加强环境保护的有关措施得到有效的实施,周边环境得到妥善的保护。11.2 加强废150、水、废气、废渣的管理1、对燃料、油料、化学品、酸、施工废水,泥浆及有害气体和尘埃等经预处理后,采用专用运输车辆进行废水、泥浆的运输。2、工地现场和生活区设置足够的临时卫生设施,生活污水要进行集中处理,达标后排放入指定的市政污水井中。生活垃圾及时清理,将其运到指定的地点进行掩埋或焚烧处理。3、施工占地范围之外的植被、树木,必须尽力维持原状。不得任意弃渣。4、做好场地周边的排水沟槽,边坡防护,防止发生土壤冲蚀。5、禁止在施工现场熔沥青或焚烧油毡、油漆及其它会产生有害烟尘、恶臭气体的物质,禁止用有毒化学物质做注浆防水剂,有毒有害的废弃物不得用于回填。不得污染施工现场及周围环境。11.3 加强运输车辆151、的管理保持运输车辆的车容整洁,车箱完好。车辆装载不宜过满,对易产生扬尘的车辆用蓬布盖住,在施工现场出入口设置洗车槽,配备高压水枪,车辆经过冲洗后方可进入市区。工程车辆的行驶路线和时间要遵守预定的要求,禁止超载、超高、超速行驶。对工地周围的道路要求专人清扫,及时清除撒落的尘土砂石,严格执行XX市有关规定。11.4 加强监测量测,确保环境安全1、加强对地表及周边建筑物的监控量测,确保城市道路和公共设施的安全。2、施工前先调查、探明各种地下管线,施工方法和保护措施必须报监理工程师审批后方可实施,以确保各类地下管线的安全。3、加强文物保护观念,隧道开挖过程中若发现文物时,立即停止作业,做好保护工作,及时报告监理工程师或业主,待处理后方能恢复施工。
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