1、武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段(武胜路站(含)汉正街站(含)【武胜路站汉正街站】区间盾构始发及到达施工方案 编制: 审核: 审定: 审批: 中铁隧道股份有限公司武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段二一五年十二月目 录1 编制依据12 编制目的13 本方案适用范围14 工程概况24.1 区间地理位置24.2 区间周边环境情况24.3 线路平纵断面34.4 隧道结构及防水设计44.5 端头地质水文情况54.6 端头加固设计情况64.7 场地布置85 施工组织105.1 总体组织思路105.2 盾构施工组织机构105.3 盾构施工时间计划115.4 主要人员配备计划115.5 主要设备、机具配
2、备计划126 施工重难点及应对措施136.1 工程重难点136.2 工程重难点控制措施137 盾构始发施工技术147.1 盾构始发流程157.2 端头加固效果检查167.3 端头降水措施177.4 始发前测量复核177.5 始发台安装及定位177.6 盾构机吊装187.7 反力架设计、安装、固定187.8 反力架安装187.9 反力架、负环管片拆除207.10 辅助设施安装217.11 洞门密封227.12 导轨安装227.13 洞门凿除237.14 垂直及水平运输247.15 盾构机调试257.16 盾构机加压贯入作业面和试掘进277.17 始发阶段隧道内各种管线的布置安装337.18 隧道
3、洞内通风系统337.19 PDV数据采集系统348 盾构到达施工范围及内容358.2 端头加固效果检查368.3 端头降水措施368.4 测量和姿态调整378.5 洞门导轨安装378.6 到达加固体内停机注浆388.7 到达段掘进施工388.8 近洞10环管片拉紧398.9 盾构接收托架准备与安装398.10 盾构到站418.11 二次注浆428.12 盾构上接收托架428.13 洞门圈漏水涌泥处理439 施工监测437.1施工监测主要内容437.2施工监测施工4310 应急预案4410.1 成立应急抢险领导小组4410.2 小组人员职责及人员保证措施4510.3 施工预案及安全措施4610.
4、4 预防事故措施和风险控制对策4610.5 应急物资准备5010.6 施工人员组织5010.7 报告、处理程序5110.8 应急处理程序5210.9 应急预案的评价及修改5311 质量、安全、文明施工保证措施5411.1 质量控制措施5411.2 安全保证措施5711.3 文明施工措施5812 附件:参数计算6012.1 盾构机推力计算6012.2 反力架受力验算621 编制依据(1)武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段投标文件及合同文件。(2)武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段【武胜路站汉正街站】区间施工设计图纸。(3)武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段【武胜路站汉正街站】区间岩土工程详
5、细勘察报告。(4)武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段【武胜路站汉正街站】区间沿线建筑物及管线调查报告。(5)武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段【武胜路站汉正街站】区间实施性施工组织设计。(6)国家、武汉市相关的法律法规对本工程的支持条款。(7)地下铁道工程施工及验收规范地下铁道工程施工及验收规范(2003年版) GB50299-1999市政地下工程施工质量验收规范 DG/TJ08-236-2006盾构法隧道工程施工及验收规范 DGJ08-233-1999地下工程防水技术规范 GB50108-2008地下铁道、轻轨交通工程测量规范 GB50308-1999(8)建质2009(87)号文。(9
6、)地下铁道工程施工控制及质量检查指南(土建施工部分)武汉市城乡建设委员会、武汉市市政工程质量监督站2013年4月发行。(10)我单位参与武汉地铁建设过程中的经验总结。2 编制目的(1)规范操作程序,指导现场施工;(2)确保盾构始发及到达施工的安全、顺利进行。3 本方案适用范围本方案适用于武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段【武胜路站汉正街站】盾构区间盾构始发及到达施工。盾构始发范围:盾构始发是指盾构机开始掘进至60m范围内所涉及的各种施工作业。盾构到达范围:盾构到达是指盾构机出洞前50m范围内所涉及的各种施工作业。4 工程概况4.1 区间地理位置武汉轨道交通六号线一期工程第十一标段土建工程位于
7、汉口硚口区,西起武胜路站,东至汉正街站。该标段由武胜路和中山大道交叉口,沿中山大道向西,经武胜路高架、利济南路、宝善街后,到达多福路与中山大道交叉路口。线路平面位置见图1-1。图1-1 工程位置示意图4.2 区间周边环境情况因武胜路站汉正街站区间较短,左线长度193.743m;右线长度193.671m;区间起点位于武胜路和中山大道交叉路口,下穿中山大道后,到达汉正街站。区间沿线建筑物见下表1-1;区间周边管线清单见下表1-2.表1-2 区间沿线建筑物一览表序号建筑物名称特征位置与隧道的关系1利济路天桥钢筋砼结构桥面横跨线路,桥墩位于线路两侧区间左侧桥墩与隧道左线边线约4米;区间右侧桥墩与隧道右
8、线边线约4米。距始发端头约55米。2艾仕丽宾馆砼结构4层线路左侧距隧道左线边线13m13.7m 3武汉市第一医院生殖医学中心混2层线路左侧距隧道左线边线12.8m13.7m 4汉明喜来登眼镜店混2层2栋线路左侧距隧道左线边线11.06m13.37m;距隧道左线边线12.6m13.4 m 5居民住宅砼6层线路右侧距隧道右线边线9.3m10.4m 6地一大道地下砼结构1层,共有70*70cm的柱子51根,柱与柱之间线路横向间距5.5m,线路纵向间距7.5m 。线路上方第一大道底板在隧道正上方距隧道顶部7.31m8.29m 表1-3 【武胜路站-汉正街站】管线清单序号位置名称断面及材质位置埋深1区间
9、左线雨水箱涵(PS)砖BH1300mm*1300mm武胜路大里程端,呈南北走向,与隧道线路正交,排水流向:由南向北。3.85m2给水(JS)钢529/500mm隧道线路正上方,穿越该管线130.533米,给水流向:由东向西 0.4m至1m3电力(DL)10KV/2根横跨隧道线路0.3m至0.9m4专用线(ZY)4根横跨隧道线路0.1m5电信(DX)3根横跨隧道线路0.1m至1m6公共通信(GT)1根横跨隧道线路7排水(PS)砼500mm/PVC600mm开始以隧道线路正上方一段距离后,再平行线路一定距离后,横跨线路。1.5m8区间右线雨水箱涵(PS)砖BH1300mm*1300mm武胜路大里程
10、端,呈南北走向,与隧道线路正交,排水流向:由南向北。3.8m9给水(JS)钢529mm线路正上方,穿越该管线米,给水流向:由东向西0.7m至1m10电力(DL)10KV/2根横跨隧道线路0.3m至0.9m11专用线(ZY)3根横跨隧道线路0.1m12电信(DX)砖BH600mm*300mm隧道线路正上方,穿越该管线113.741米0.9m至1m13公共通信(GT)1根横跨隧道线路14排水(PS)砼500mm/2根横跨隧道线路1.5m15天然气(TR)钢426/400mm隧道线路正上方,穿越该管线129.070米0.5m至0.9m4.3 线路平纵断面4.3.1 线路总平面武胜路站汉正街站区间右线
11、里程范围为右DK17+582.329右DK17+776.000,右线长度193.671m;左线里程范围为左DK17+577.780左DK17+771.523,左线长度193.743m。起点位于武胜路和中山大道交叉路口,下穿中山大道后,到达汉正街站。区间左线共设2个半径为1500m的曲线,区间右线共设2个半径为3000m的曲线,区间线间距10.516.8m,覆土厚度为16.0721.4m。4.3.2 线路纵断面左线:区间隧道出武胜路站后,先以2坡度下坡到里程右K17+595,再以4.107坡度上坡进入汉正街站。右线:区间隧道出武胜路站后,先以2坡度下坡到里程右K17+590,再以4坡度上坡进入汉
12、正街站。左右线线路纵坡设计均为“V”型坡,其中左线和右线最大坡度为4,最小坡度2,区间隧道最大覆土为16.9m,最小覆土为16.1m。4.4 隧道结构及防水设计4.4.1 隧道结构区间采用复合式土压平衡盾构法施工,隧道的净空尺寸为5500mm。盾构隧道采用管片拼装式单层衬砌,管片外径6200mm,内径5500mm,厚350mm, 环宽1.5m。 衬砌环由一个封顶块(K)、两个邻接块(B1、B2)和三个标准块(A1、A2、A3)组成,管片为双面楔形通用管片,楔形量为40mm,管片采用强度等级为C50,防水等级为S12的高强防水钢筋砼。管片采用错缝拼装方式,管片环纵缝均设置凹凸榫槽,环缝和纵缝均采
13、用弯螺栓连接,连接螺栓为16根M30的纵向螺栓和12根M30的环向螺栓。管片中心处设一个吊装孔,兼作二次注浆孔。4.4.2 隧道防水设计4.4.2.1 盾构隧道钢筋混凝土管片自防水要求盾构隧道衬砌结构防水措施应符合下表1-1的要求。表1-4 盾构法修建的地下结构防水措施防水措施衬砌结构自防水接缝防水海绵橡胶弹性密封垫嵌缝注入密封剂螺栓孔密封圈4.4.2.2 盾构管片接缝防水要求管片接缝设置一道密封垫沟槽,除长江三级阶地外,还需在弹性密封垫与管片外缘间接缝处加贴氯丁海绵橡胶,以阻挡泥浆、油脂等进入接缝。防水材料的规格、技术性能和螺孔、嵌缝槽等部位的防水措施除满足设计要求外,尚应符合现行国家标准地
14、下工程防水技术规范的有关规定。4.4.2.3 管片自防水(1)盾构隧道高精度管片采用自防水混凝土进行结构自防水,管片混凝土的抗渗等级P12,混凝土渗透系数510-13(m/s),氯离子扩散系数不宜大于810-9(cm2/s)。(2)管片外表在0.8MPa水压力下,衡压2h,渗水最大深度不得超过50mm。(3)管片接缝外侧的预留凹槽内应设置一道多孔型弹性密封垫,弹性密封垫采用三元乙丙橡胶。弹性密封垫要求满足在计算接缝最大张开量和估算的错位量下、埋深水头的3倍水压下不渗漏的技术要求;选用的接缝密封垫应进行T字缝或十字缝耐水压检测。(4)管片内弧侧预留的凹槽内应进行嵌缝密封防水。进出洞口各20环嵌缝
15、可采用聚氨酯密封胶,其余段不做内嵌缝。嵌缝优先选用不定型嵌缝材料,应具有较高的定伸拉伸强度,与混凝土基层具有良好的粘结强度,并具有良好的耐水性、耐久性和耐腐蚀性。(5)管片环缝设置丁腈软木橡胶垫。(6)所有螺栓孔和注浆孔部位应采用弹性橡胶或遇水膨胀橡胶密封圈进行密封止水。(7)盾构进出洞口设置帘布橡胶板。(8)盾构隧道与端头井的接头防水,包括:施工阶段的临时接头与竣工后的永久接头防水。临时接头主要由帘布橡胶圈及其压紧装置构成,辅以井圈注浆堵水。永久接头为钢筋混凝土接头,它与井壁、管片的接缝应采取多道防线进行加强处理。盾构施工的同步注浆和管片拼装完成的回填注浆。4.5 端头地质水文情况(1)武汉
16、区间始发端头,隧道穿越地层4-1粉、细砂;到达端头隧道穿越地层主要为3-5粉质粘土夹粉砂;根据武汉市区地下水长期观测成果,承压水位标高为18.520.0m,年变幅34m。场区承压水位较高,对工程影响较大。详细地质情况见图1-2。图1-2 盾构始发段地质纵断面图4.6 端头加固设计情况端头加固方案见表1-4。端头位置隧道范围及隧道顶部地质情况简述加固方案武胜路站大里程端(始发端)隧道穿越地层主要为(3-2)粉质黏土、(3-5)粉质粘土夹粉砂、4-1粉细砂,各层渗透系数差异较大,(3-2)粉质黏土层约为0.03m/d,属于弱透水性;(3-5)粉质粘土夹粉砂为典型的各向异性渗透体,竖向渗透系数为0.
17、05m/d,为弱透水性,而水平向达到7m/d,为中等透水性。武胜路站始发端头采用素地连墙+旋喷桩+三轴搅拌桩+降水的方案,沿着车站端墙施工两排800mm三轴高压旋喷桩,确保盾构始发进洞地墙与加固体密实,其余素墙内加固体采用850mm三轴搅拌桩,搅拌桩加固范围为线路方向13.5m,盾构轮廓范围上部4m、下部3m,左右各2.3m。素墙采用C15混凝土,墙厚800mm,盾构始发端素墙进入20a-2中等风化泥岩不少于1m,素墙抗渗透系数不大于10-8/cm/s。地墙接缝处采用旋喷桩止水。素墙内部布置一定数量的降水井,素墙外侧布置一定数量的减压井;降水井数量及布置必须由有资质、经验的单位专项设计、专业施
18、工。确保盾构始发、接收时水位在盾构轮廓线以下不小于2m。汉正街站小里程端(到达端)汉正街站接收端头采用地连墙(上部钢筋混凝土墙,下部素墙)+旋喷桩+三轴搅拌桩+降水的方案,沿着车站端墙施工两排800mm三轴高压旋喷桩,确保盾构始发进洞地墙与加固体密实,其余素墙内加固体采用850mm三轴搅拌桩,搅拌桩加固范围为线路方向14.0m,盾构轮廓范围上部4m、下部3m。素墙采用C15混凝土,钢筋混凝土墙采用C30混凝土,墙厚800mm,盾构接收端下部素墙进入中等风化泥岩不少于1m,素墙、钢筋混凝土墙抗渗透系数不大于10-8/cm/s。素墙、钢筋混凝土墙内部布置一定数量的降水井,素墙、钢筋混凝土墙外侧布置
19、一定数量的减压井,降水井数量级布置必须由有资质、经验的单位专项设计、专业施工,确保盾构接收时水位在盾构轮廓线以下不小于2m。盾构到达加固体破除桩体进洞之前,应对盾尾至少10环以上管片采用双液浆进行二次注浆封闭。表1-6 端头加固方案始发及到达端头加固范围详见图1-3,1-4。降水井布置见图1-5,1-6。图1-3 武胜路站盾构始发端头加固示意图图1-4 汉正街站盾构到达端头加固示意图图1-5 武胜路站降水井平面布置及结构示意图图1-6 汉正街站降水井平面布置及结构示意图4.7 场地布置本区间盾构施工场地布置以满足盾构始发掘进条件为前提,在武胜路站设置1台45t门吊(门吊轨线长92m,轨距24m
20、。)、1个渣土坑(共计可存放渣土20环)、临时管片存放场(可存放18环管片)、临时充电平台、拌浆系统(1个搅拌站)、钢轨、踏板材料加工及堆放区、材料库、封闭式沙仓、膨润土仓库、水泥仓、粉煤灰仓、洗车槽、高压箱变、值班室及门卫等,详见武胜路站汉正街站盾构区间施工场地平面布置图。图1-7 场地平面布置图5 施工组织5.1 总体组织思路本区间工程采用2台土压平衡盾构机进行盾构区间推进施工,第一台盾构施工武汉区间隧道右线,于2015年12月20日从武胜路站大里程端下井组装,1月11日开始始发推进施工,2016年2月5日到达汉正街站小里程端加固区内,计划3月25日贯通(因汉正街站接收井未施工完成,计划于
21、2016年3月26日盾构机拆机吊出)。第二台盾构施工武汉区间隧道左线,于2016年1月11日从武胜路站大里程端下井组装,2016年3月1日开始始发推进施工(春节后始发),在2016年3月25日到达达汉正街站小里程端(拆机吊出)总体施工计划见图4-2。5.2 盾构施工组织机构根据本区间项目工程特点,盾构工区共设置6个作业班组,组织机构见下图1-8武汉区间施工组织机构图所示。图1-8 盾构施工组织机构5.3 盾构施工时间计划盾构施工节点时间安排见表1-5。表1-9 区间左右线盾构施工计划一、项目前期准备阶段阶段施工时间2015年3月20日至2015年12月10日本阶段计划目标盾构机改造完成主要施工
22、内容盾构机维修改造及厂内调试二、盾构端头加固阶段施工时间2015年11月25日至2016年1月10日本阶段计划目标端头加固完成主要施工内容武汉区间始发、到达端头加固; 三、盾构场地建设及始发准备阶段施工时间2015年12月15日至2016年1月10日本阶段计划目标达到盾构始发条件主要施工内容下井楼梯加工、安装;门吊轨线施工;渣土坑施工;始发台施工;盾构机轨道铺设;循环水池施工;搅拌站建设;反力架加工及安装。四、右线盾构机下井、始发及推进阶段施工时间2015年12月20日至2016年4月10日本阶段计划目标右线盾构机到达汉正街站,并吊出主要施工内容盾构机下井、组装、调试;盾构机掘进贯通;盾构机拆
23、机、吊出。五、左线盾构机下井、始发及推进阶段施工时间2016年1月10日至2016年4月25日本阶段计划目标左线盾构机到达汉正街站,并吊出主要施工内容盾构机下井、组装、调试;盾构机掘进贯通;盾构机拆机、吊出。六、区间附属结构施工阶段施工时间2016年4月11日至2015年5月20日本阶段计划目标区间附属结构施工完成主要施工内容洞门施工;隧道嵌缝、手孔封堵。5.4 主要人员配备计划主要人员配备计划见表1-6。表1-10 人员配置计划表部门工种人数部门工种人数管理人员生产副经理1掘进班主司机2土木总工程师1班长2机械总工程师1注浆司机3安全副经理1管片安装司机3六部两室负责人8电瓶车司机4土木值班
24、工程师4调车员4测量5管片安装工8试验1维保班电工3维保工程师1维保工3电气工程师1综合保障班门吊司机2专职安全员2止水条安装员6办公室1搅拌站6后勤服务人员4加工班4值班调度2司索工2材料员2合计87人5.5 主要设备、机具配备计划5.5.1 主要设备表1-11 主要设备、机具配备表序号设备名称规格型号单位数量备注1盾构机6420 /6380台2海瑞克S217/中铁28#2汽车吊500t台1盾构机吊装使用3汽车吊120t台1盾构机吊装使用4挖掘机220台1出渣使用5渣土车XC3260台68根据需要进场6电瓶车组2每条洞1列编组7搅拌站HZ30座1自有 8门吊45t台1自有9通风机台1自有10
25、叉车8吨台1租赁11变压器台2已购12发电机300kw台1租赁5.5.2 主要材料配备计划表1-12 主要材料配备表序号材料名称规格型号单位数量备注1洞门临时密封装置套4自有2管片螺栓M30个77283止水条套260甲供4同步注浆材料惰性材料环2605水管100米11643组管路6人行踏板米390自有7高压电缆米488自有8钢轨43kg/m米2352自有9轨枕套1176自有6 施工重难点及应对措施6.1 工程重难点(1)确保本区间关键节点工期完成是重点又是难点(2)保证盾构安全始发、到达、确保掘进顺利是施工组织重点。 (3)做好盾构下穿地一大道商场及粉细砂地层中沉降控制是本区间工程的重难点。6
26、.2 工程重难点控制措施1、武汉地铁6号线实际开工较发改委批复工期晚约12个月,而线路开通时间不变,工程施工工期压力非常大。 应对措施: 人员、材料、机具配置齐全,提前安排进场;对易损配件提前购买加工,保证现场库存量。根据节点工期细化施工筹划,指定责任人。加大对盾构施工的奖罚激励措施,提升整体生产力。做好后勤保障工作,让作业人员全身心投入施工生产。 2、保证盾构安全始发、到达、确保掘进顺利是施工组织重点。 应对措施: 端头加固严格按设计要求进行,做好过程施工过程质量控制,并在加固完后采取取芯方式进行加固效果检查 ,对发现的薄弱位置,立即组织补强加固。 在盾构始发及到达端头一定数量的降水井,降水
27、井数量及布置必须由有资质、经验的单位专项设计、专业施工。始发及到达前进行试抽水试验,并将水位降至隧道底部2米以下。做好盾构始发洞门密封工作,确保临时密封装置起到良好的止水效果(在帘布橡 胶板上涂抹黄油等润滑剂,以免刀盘挂坏帘布橡胶,影响洞门密封效果)。盾构始发姿态精准控制,并报第三方测量单位复核后始发。根据盾构始发节点进行详细施工部署,确保凿除围护结构后盾构机刀盘快速抵拢洞门掌子面,避免因地层暴露时间过长发生导致地层坍塌。根据盾构始发特点编制盾构始发作业指导书,在盾构始发前下发至作业层,严格按照指导书监督实施。编制盾构始发应急预案,节点验收前配备好始发应急物资及材料,并组织作业人员进行应急演练
28、。3、隧道下穿建筑物施工时采取的措施区间隧道在里程左K17+605.440771.523范围内下穿地一大道商场;地一大道商场距隧道距离为7.328.01米。区间隧道在里程右K17+605.841776.000里程范围内下穿地一大道商场;地一大道商场距隧道距离为7.638.29米。区间穿越管线众多,且隧道主要位于粉细砂地层中,做好地表及建筑物管线沉降控制是工程的重难点,处理措施:盾构施工前对穿越建筑物段进行地质补勘,确认地质条件;对盾构穿越的建筑物进行详细调查,确认建筑物基础形式。施工前,确保地一大道商场内商户搬迁完成加强盾构的掘进参数管理及盾构姿态控制;严格控制掘进速度和同步注浆量;加强施工监
29、测,对区间上部构筑物进行实时监测,及时优化调整掘进施工参数,根据监测情况对既有建(构)筑基础进行地面跟踪注浆。盾构施工前,进行模拟推进,确定推进参数。盾构施工时一定要严格控制盾构掘进速度和出土量,保持开挖面稳保证施工安全。根据模拟推进参数优化盾构推进参数,确保盾构安全穿越。编制专项监测方案,指定监测措施,提前测定建筑物初始监测数据,加强监测频率,确定合理施工参数,信息化管理指导盾构推进施工,保证隧道轴线偏移量及减少对周围环境的影响。根据工程实际特点,编制切实可行的施工风险(工作面坍塌、冒顶、盾尾涌水等)防范与应急预案,加强人员技术培训,提高操作员工的业务水平和应急应变能力。为了保证盾构在粉细砂
30、层中的正常保压和顺利掘进,对刀盘前方和土仓加膨润土泥浆起碴土改良和堵水护壁的作用。纳基膨润土泥浆比1:7,泥浆比重:1.1,稠度3040s,掺入量为1:4(与土体体积比),膨润土膨化时间不小于24小时,每环加入膨润土泥浆浆液68m3。在盾构穿越建筑物前及盾尾通过建筑物后根据监测情况进行二次注浆(双液浆)封闭盾尾环形空间。7 盾构始发施工技术7.1 盾构始发流程始发顺序为:端头加固及效果验证端头井内始发台安装井下轨道铺设后配套下井组装设备桥连接主机下井组装(含螺旋输送机)主机与后配套连接盾构机精确定位反力架安装并加固安装辅助设施(固定负环管片三角支架)复核盾构机姿态洞门防水装置凿除封闭洞门砼(割
31、除洞门地下连续墙钢筋)安装负环管片盾构始发掘进。盾构始发主要内容包括:端头地层加固、安装盾构机始发台、井下轨道铺设、盾构机就位、组装、安装反力架、安装洞门密封帘布橡胶板、拼装负环管片、盾构机试运转,洞门处理、盾构机加压贯入作业面和试掘进等。第一步,对端头井外侧范围进行加固处理,并进行加固效果验证。第二步,完成盾构始发台施工,焊接导轨,井下铺设轨道;第三步,依次组装盾构后配套拖车,并将其放入武胜路站内;第四步,后配套拖车依次连接(1#,2#.5#),并完成盾构机整机调试; 第五步完成反力支架系统的定位及固定;第六步,安装洞门防水装置; 第七步,洞门破除(预留内层钢筋及混凝土); 第八步,完成渣坑
32、、垂直运输系统和水平运输系统、制浆系统等始发准备工作;第九步,拼装负6环管片;并破除围护结构剩余部分混凝土;第十步,开始盾构始发试掘进。 具体始发流程见图1-9。图1-9 盾构始发流程框图7.2 端头加固效果检查(1)端头加固效果检查在地层加固完成后进行加固效果的检查。强度检查:待所加固土体等强之后对其钻孔取芯,并通过试验确定加固土体的强度;防水检查:从端头洞门处钻不少于7个水平检查孔确定洞门端头地层透水情况,探孔直径为70mm,深度不小于2米,见图 1-10。端头加固土体达到规定龄期强度(28天),取芯检查加固效果,取芯3根,深度至隧道底部,加固体达到无侧限抗压强度1.0MPa;抗渗系数小于
33、10 cm/s时后方可凿除洞门。 图1-10 水平探孔布置图(2)端头加固效果不理想处理措施当加固土体达不到设计要求,采用压密注浆的方式进行补充加固,从地面钻孔和洞门水平钻孔进行注浆加固(根据施工进度要求,添加外加剂,增加浆液凝固的速度,或直接采用注入双液浆)。7.3 端头降水措施(1)盾构始发之前需提前降水至设计要求的降深(即隧道底部2米以下)。(2)盾构始发后,在洞门井接头施工完成前,降水井要始终保持可用状态。(3)在车站盾构接口处设置必要的注浆管,以便对可能出现的渗漏水点进行注浆封堵处理;(4)施工降水须委托有经验的专业队伍进行详细的降水施工组织设计,并进行现场降水试验,以调整设计降水井
34、的布置和参数,保证降水效果。(5)降水井施工完成后,逐井验收,单井出水量及含砂率应满足设计要求;洞门凿除前对降水井进行群井试抽,降深达到要求并经洞门水平探孔检查无渗水方可进行破除洞门施工。7.4 始发前测量复核盾构机始发前,首先在底板上布设测量控制点,复测好洞门钢环实际位置,报监理、第三方测量中心复测,复测完成后根据审批的测量数据安装盾构机始发台,考虑盾构机进入加固体后的上浮影响,盾构机始发阶段姿态不抬高,按照设计中线标高制作盾构机始发台。底板测量控制点布设及测量完成后,报公司精测队复测,指导盾构始发。7.5 始发台安装及定位盾构机组装前,依据隧道设计轴线、洞门位置及盾构机的尺寸,做好始发台施
35、工交底,并精准定位,始发台上面预埋件安装高程误差不得大于1cm(预埋件平面间距为500mm),见图 1-11始发台剖面图。图1-11 盾构始发台剖面图7.6 盾构机吊装详见盾构机吊装及安装及拆卸专项施工方案。7.7 反力架设计、安装、固定7.7.1 反力架位置的确定反力架为钢结构,用来提供盾构推进时所需的反力,根据联络通道位置,右线洞门长度设计为500mm,左线洞门长度设计为500mm。负环管片的环数为7环(管片的宽度为1500mm),所以确定反力架前端中心里程为:右线:DD洞门-(L管-L洞)L管NYDK17+582.329-2-1.57右YDK17+569.829 左线:DD洞门-(L管-
36、L洞)L管NZDK17+577.780-2-1.57左ZDK17+565.280 根据反力架前端里程,在测量组的配合下对反力架进行精确定位,使之与盾构机的中心轴线保持垂直。反力架安装完毕之后再由测量组对其姿态进行复核。7.8 反力架安装安放反力架之前,先对底板进行清理,当反力架安放至里程位置后,在测量组的配合下对反力架进行精确定位,使之与盾构机的中心轴线保持垂直。由于盾构始发姿态是空间结构,反力架靠盾尾侧平面要基本与盾尾平面平行,即使反力架形成的平面与盾构机的推进轴线垂直。反力架的横向和竖向位置保证负环管片传递的盾构机推力准确作用在反力架上。安装反力架时,首先用全站仪测定水平偏角和位置,然后将
37、反力架整体组装,并由组装门吊配合校正其水平偏角和倾角,在定位过程中利用手拉葫芦和型钢等工具配合。最后经测量无误后将其焊接固定。在安装反力架时,反力架左右偏差控制在10mm之内,高程偏差控制在5mm之内,上下偏差控制在10mm之内。始发台水平轴线的垂直方向与反力架的夹角2,盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差2,水平趋势偏差2。为了保证盾构推进时反力架横向稳定,用型钢对反力架进行横向的固定。负环管片、反力架、布置见图 1-12。图1-12 负环管片、反力架布置图7.8.2 反力架的固定反力架提供盾构机推进时所需的反力,因此反力架须具有足够的刚度和强度。将反力架放在始发竖井的坑中,调整好位置以后,与标准
38、段结构体之间用609钢管(或工字钢)支撑。为保证盾构推进时反力架横向稳定,用型钢对反力架的支撑进行横向的固定。无缝钢管的两端(一周)必须打5mm的坡口,并且钢管四周必须与反力架和预埋件钢板进行满焊,焊缝高度不得小于8mm,确保盾构推进时钢支撑有足够的支撑力。7.8.3 负环管片的安装(1)负环管片定位左右线洞门长度设计为500mm。负环管片的环数为7环(管片的宽度为1500mm)。-7环管片封顶块位置定为12点,7环第一块管片的定位。在拼装7环负环管片的第一块管片时,首先在7环管片的A1块管片内弧面上划出管片向左偏移22.5后位于弧底的位置,拼装时以水平尺进行确定。负环管片安装顺序见表1-7,
39、-7环管片安装见图1-13。表1-17 管片安装点位顺序表序号环号封顶块点位安装顺序备注1-712#A1-B1-A2-A3-B2-K2-64#A3-B2-A2-A1-B1-K3-512#A1-B1-A2-A3-B2-K4-44#A3-B2-A2-A1-B1-K5-312#A1-B1-A2-A3-B2-K6-24#A3-B2-A2-A1-B1-K7-112#A1-B1-A2-A3-B2-K804#A3-B2-A2-A1-B1-K图1-13 负环管片安装示意图(2)负环管片安装注意事项管片安装前在管片点位的5#、7#、8#、10#、11#点焊1.5米长50mm槽钢,防止管片下沉。在安装第一个整环管
40、片(B1)1块、(A1)1块时,需在管片安装机的抓取头归位之前,用槽钢将这两块管片固定在盾壳的固定位置,槽钢一边焊在盾壳内表面,一边用膨胀螺栓将其固定在负环管片之上。要尽量保证槽钢中线与盾构机的轴线平行,以保证在安装完零环管片后盾构机能顺利往前推进,待完成后进行下一环的安装。第一环负环管片在向后推进时,注意控制推进油缸行程,尽量使其推进油缸的行程保持一致。在管片推进至反力架之后确保管片与反力架之间紧贴。所有负环管片安装衬垫但不安装止水条(自零环管片开始安装止水条)。7.9 反力架、负环管片拆除7.9.1 拆除条件根据以往盾构隧道施工经验,当盾构始发掘进达到60环、同步注浆浆液强度达到2.0Mp
41、a时,即可拆除反力架及负环管片。7.9.2 拆除方法负环管片采用逐环整体拆除吊出始发井,在地面上翻转水平放置,然后拆除纵向螺栓,分环成块的拆除方法。7.9.3 拆除前的准备工作(1)拆除负环管片及反力架之前,应将始发井口处范围内的运输轨道、水管、高压电缆拆除;(2)准备好气割设备、电焊设备、空压机、葫芦及千斤顶、起吊绳(D=65mm的637钢丝绳)、2.5寸卸扣等工具;(3)50吨汽车起重机一台,45吨龙门吊一台;(4)劳动力准备充分。7.9.4 拆除步骤(1)先将反力架后面的钢支撑与中板预埋钢板之间的焊缝割除,然后拆除钢支撑,用千斤顶及葫芦将反力架后移一定距离,以便能够顺利吊出反力架;(2)
42、按安装基准环的相反顺序拆除基准环;(3)按安装反力架的相反顺序拆除反力架;(4)将加固负环管片的钢丝绳、木楔及管片间的环向连接螺逐环拆除,每环负环管片采取整体吊装方式,吊上地面后翻转水平放置,然后拆除纵向螺栓,分环成块;(5)最后拆除始发托架;7.10 辅助设施安装7.10.1 盾构机防扭装置盾构机刀盘进洞切削掌子面时会产生巨大的扭矩,为了防止此时盾构机壳体在始发导轨上发生偏转,必须在始发台导轨两侧的盾构机壳体上焊接防扭装置(采用工字钢加工而成),防扭装置每隔2米左右在盾构机两侧各焊接一个。随着盾构机的前行,当防扭装置靠近洞门密封时,将之割除,防止其破坏洞门密封。见图 1-14,防扭挡块安装图
43、。图1-14 防扭挡块安装图7.10.2 负环管片三角支撑安装在拼装负环管片的同时,为防止负环管片失圆,在负环管片侧面安装三角支撑,三角支撑座落在盾构井底板上与始发基座用螺栓连接在一起,支撑上部用H175型钢连接以支撑负环管片,见图1-15。图1-15 三角支撑安装图7.11 洞门密封为了防止盾构始发掘进时泥土、地下水等从盾壳和洞门的间隙处流失,以及盾尾通过洞门后背衬注浆浆液的流失,在盾构始发时需安装洞门临时密封装置,密封由帘布橡胶、圆环板、折叶板、垫片和螺栓等组成,折页压板长度在设计图纸尺寸基础上适当加长,以防止折页压板反转。安装示意图见图1-16。盾构机进入预留洞门前在外围刀盘和帘布橡胶板
44、外侧涂润滑油以免盾构机刀盘挂破帘布橡胶板影响密封效果。7.12 导轨安装在洞门内,始发井主体结构端墙的宽度(800mm)、地下连续墙宽度(800mm),在盾构机进洞的过程中,防止盾构机刀盘下沉,出现叩头现象,在洞门密封圈内侧铺设两根导轨,导轨高度略低于始发支座导轨,长度不得损坏洞门密封,并要焊接牢固,防止盾构机掘进时将其破坏,而影响盾构的正常掘进。导轨位置以始发台滑轨延伸对应位置为准。导轨以38kg/m的钢轨或175型钢制作。导轨安装见图1-17:图1-16 始发洞口密封示意图图1-17 导轨安装示意图7.13 洞门凿除施工顺序:洞门破除施工准备场地清理脚手架搭设洞门分层、分块破除碎碴清理洞门
45、破除工艺:1)第一次破除外层混凝土(外层钢筋范围内的50cm),外层破除顺序从上至下依次进行。先破除上部1、2区域,然后破除3、4区域,最后破除5、6区域,破除时混凝土块不应大于30cm,外层混凝土破除完成后割除外层钢筋,钢筋割除从上至下进行,割除完成、进行掌子面安全检查确认无坍塌危害时再统一进行钢筋及混凝土清理,不允许边割除边清理。(2)第二次破除剩余的30cm,在盾构机到达,刀盘完全贴拢掌子面后再破除(破除时盾构机不能同时向前推进、刀盘不能转动,且破除前需将土仓内渣土出空,防止土仓内渣土散落伤人),破除顺序自上而下按照123456的顺序进行,严禁超出分区大面积破除,必需逐层破除,一次破除高
46、度不能大于30cm,破除期间需要将内层钢筋与迎土面内的混凝土全部破碎,不允许遗留大块混凝土,以防混凝土掉落伤人。如图1-18.图1-18 盾构始发洞门凿除渣土及钢筋清理:凿除的渣土及割除的钢筋需在割除间隙安排辅助人员进行清理,做到人员分工明确,不允许串岗作业,在清理的过程中首先判断好安全范围,不允许在渣土或钢筋掉落区域内清理渣土或钢筋,凿除及清理过程中要求专人负责旁站监督。洞门破除施工要求(1)洞门破除期间必须按照交底顺序进行,严禁私自改变破除方法。(2)破除期间必须确保作业面光照充足,若无充足光照条件时,作业人员可拒绝施工,待专业电工安设好照明设施后再进行施工。(3)若施工人员不清楚交底事宜
47、、或对交底有疑问时,可拒绝交底,直至技术及安全人员交底、培训清楚后再签认。(4)施工期间严禁非专业人员或破除人员私自连接电缆或连接破除设备等用电设备,发生供电故障时,必需联系现场调度安排专职电工处理。(5)破除期间严禁边破除边清理底部渣土,一经发现严肃处理。7.14 垂直及水平运输7.14.1 垂直运输本区间工程的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。根据盾构工程施工进度和施工工序,施工材料(包括管片、轨排、水管、管片及油脂、油料等)和碴土的垂直运输由1台45t悬臂门吊完成。门吊布置详见盾构始发井场地布置图”。7.14.2 水平运输 盾构区间的洞内采用43
48、Kg/m钢轨铺设单线,作为机车洞内水平运输轨线。洞内运输采用重载编组列车,由于区间特点及工期要求配备单列编组。每个编组由45T变频电机车牵引,还包括5节18m3矿车、1节6m3砂浆车和2节管片车组成,编组示意见图1-19。图1-19 列车编组示意图7.15 盾构机调试7.15.1 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:电气系统、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。电气部分运行调试:检查送电检查电机分系统参数设置与试运行整机试运行再次调试。液压部分运行调试:推进和铰接系统螺旋输送机管片安装机管
49、片吊机和拖拉小车泡沫、膨润土系统和刀盘加水注浆系统皮带机等。7.15.2 负载调试(盾构试推进)空载调试证明盾构机具有工作能力后即进行负载调试。负载调试主要目的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进一步完善,以使盾构机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。负载调试时将铰接油缸松开,以便检查铰接是否正常。7.15.3 调试内容(1)高压系统的测试:高压电缆、接头、高压开关柜及变压器的绝缘及功能调试,配置与合同相符,出厂合格证。(2)低压供电系统的调试:照明
50、系统(含紧急照明)、动力系统、弱电供电系统。 (3)刀盘驱动系统测试:正转、反转功能、最大速度、速度调节、制动、压力等达到正常测试值。正滚刀、中心刀、撕裂刀与刀盘伸出量达到150m,边缘滚刀、保径撕裂刀满足开挖要求直径,刮刀与开挖直径几乎保持一致,膨润土与泡沫孔共用,保持通畅,刀盘内管路防护措施合理,主动搅拌臂数量、质量满足合同要求,耐磨板布置合理,焊接质量满足国家相关质量要求。 (4) 超挖刀功能测试:行程、压力、的测试。伸出量达到换边缘滚刀要求,超挖刀架与刀架套间隙合理,焊接质量满足国家相关质量要求。 (5) 主机系统测试:刀具配置与合同一致,刀盘的直径尺寸与设计相符,前盾、中盾、尾盾外径
51、尺寸,尾盾还包含内径,压力仓压力检测达到设计要求,注浆孔数量、后配套外径的检测。 (6) 主轴承HBW系统测试:工作压力是否正常,自动工作情况是否合理,油泵工作正常无异常声响,主管路布置合理、通畅,无漏油现象,分管路通畅,数量保证主轴承润滑效果良好、并将刀盘前部油脂注满。 (7) EP2油脂密封系统测试:系统工作压力正常,直至溢出,泵工作情况良好,无异常声响,测量压力是否达到要求,控制部分功能是否正常,EP2油脂桶液位连锁功能是否正常。工作是否正常并且将油脂注满主轴承,管路数量与设计相符、通畅,工作时无漏油情况。 (8) 齿轮油循环系统测试:工作压力正常,液位报警功能正常工作,流量满足润滑要求
52、,管路连接通畅、无漏油现,滤芯报警系统良好、直观,据有可更换性。 (9) 液压泵站测试:检查油箱油位传感器、油温传感器、液压油过滤、循环系统以及各泵的工作正常,泵站无漏油现象,无异常声响,工作时压力稳定,基座牢固。 (10) 其他辅助液压系统测试:动作、压力、油温是否正常,过载保护安装良好,基座牢固无漏油现象,管路连接合理,油温过高或油位过低自动停机保护性能良好。 (11) 推进系统测试:推进油缸速度、压力、行程满足合同要求,活塞杆表面光滑无破损,无漏油现象,压力测试确认油缸无内卸,各阀块动作灵活无漏油现象,控制线路连接完好具有可操作性,管路连接合理。 (12) 管片安装系统测试:各自由度功能
53、的检测(伸缩速度、正反旋转、旋转速度、前后移动等满足合同要求),真空吸盘功能的检测。油缸的配置按合同要求配置,无漏油现象,油缸动作时无异常声响,各部件相互间无碰撞,管路连接阀块安装规范、合理,无漏油现象,电器元件连接规范,具有可操作性,连锁关系正常,符合安全操作,抓举重量满足合同要求。 (13) 管片吊机功能测试:前后运行速度、正反旋转、旋转速度、上下提升速度时间满足合同要求,真空吸盘功能的各项检测标准达到合同要求,各部件连锁关系正常,提升重量满足10T要求,提升高度达到3m,刹车性良好间隙合理,各部件运行中无异常声响,行走梁固定牢固无摆动现象,前后设置机械限位与电子限位,运行过程中警笛工作正
54、常。 (14) 膨润土注入系统的调试:膨润土注入系统注入压力、流量、膨润土泵电机转向、调速功能和各个阀门的启闭与操作屏、设计数据保持一致,设备工作正常,无异常声响。 (15) 注浆泵系统测试:各个泵的功能是否达到性能要求,换向和调速是否正常,管路连接合理,无漏油现象,泵固定必须设有减震块,各传感器工作性能良好。 (16) 泡沫系统的测试:泡沫系统水泵、气路、泡沫发生器的功能,泡沫压力、流量以及各泡沫注入点阀门启闭,泡沫发生剂发泡性能和注入管路工作情况等的测试。 (17) 螺旋输送机系统测试:包括螺旋输送机转速、油压、伸缩动作、正反转和出土闸门启闭达到设计值,连锁工作良好,管路连接无漏油现象,闸
55、板关闭严实,运行过程中无异常声响,出碴量满足设计要求。 (18) 盾尾油脂注入系统测试:工作压力是否正常,自动工作情况合理,管路无漏油现象,密封性能良好。 (19) 盾构机铰接功能的测试:各铰接油缸动作和铰接功能的测试,管路无漏油现象,自动销紧功能工作正常,各油缸固定座焊接标准,连接销合理。 (20) 水循环系统测试:水泵工作正常无异常声响,主驱动部分流速达标,压力正常,无漏水现象,管路阀门、各预留水口配置齐全。 (21) 压缩空气系统测试:空压机配置与合同相符,各数据满足设备掘进要求,各管路连接合理,有明显标识为压力管路,无漏风现象,储气罐相关检测手续齐全,安全保护配置满足系统要求,阀门配置
56、齐全、合理,提供相关技术资料。 (22) 通风系统测试:通风机配置满足合同要求,机座固定牢实,进风口设有安全防护栏,出风口有明显安全标识,管路连接无漏风现象,支撑牢固。 (23) 皮带输送系统测试:驱动电机、皮带满足掘进出碴量,皮带还须提供出厂合格证,皮带架沿直线行走,坡度平缓,保证上托辊全部与皮带接触受力,皮带架牢固,皮带在运行中不与其他支架接触,防偏调整装置合理具有可操作性,刮板能有效清除皮带上残留余碴,连锁装置装配在合理部位。 (24) 辅助配套设施的测试:风管储存器提升装置、后配套拖车、运输小车、电缆储存机、旋转水管器、浆液搅拌罐的检查。 (25) 整机联动控制是否正常,各个环节在控制
57、室的控制情况是否正常。 (26) 盾构机故障显示测试:显示是否正确、急时。注意:认真记录测试数据,填写检测报告并急时上报。7.16 盾构机加压贯入作业面和试掘进7.16.1 盾构试掘进参数的确定盾构推进过程中,根据不同地质、覆土厚度、地面建筑情况并结合地表隆陷监测结果调整土仓压力,推进速度保持相对平稳,控制好每次的纠偏量,减少对土体的扰动,为管片拼装创造良好的条件。同步注浆量要根据推进速度、进碴量和地表监测数据及时调整,将施工轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许的范围内。(1)土仓压力值P的选定P值与地层土压力和静水压力相平衡,设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0,P0h(土体的平均重
58、度,h刀盘中心至地表的垂直距离),则PKP0,K土的侧向静止土压力系数。始发开始掘进两环后逐步加压,经计算,土仓压力初步设定为1.2bar;具体施工时,根据盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果进行调整压力值。(2)盾尾处理负环管片拼装前需在盾尾密封涂上油脂,防止盾构机进洞后泄漏,在备用注浆管内也需注入油脂,防止备用注浆管堵塞。(3)推进速度掘进速度及推力的选定以保持土仓压力为目的,根据施工的实际情况确定并调整掘进速度及推力。始发开始控制在15mm/min左右。(4)进碴量的控制海瑞克S217盾构机推进每环理论进碴量(实方)V(海瑞克)=/4D(海瑞克)2L=3.14/46.4221.5=
59、48.53m3;中铁28#盾构机推进每环理论进碴量(实方)V(中铁)=/4D(中铁)2L=3.14/46.3821.5=47.93m3;其中:D盾构机刀盘直径 L每循环推进距离盾构推进进碴量控制在97%103%之间,即海瑞克盾构机实际进渣量在47.07 m3/环49.99 m3/环;中铁28#盾构机实际进渣量在46.49 m3/环49.37 m3/环。当海瑞克盾构机进碴量小于47.07m3时,中铁28#盾构机进碴量小于46.69m3时,在下一环适当的减少土仓的压力设定值,一般调整量在0.2bar左右,并密切注意地表隆起情况;如果海瑞克盾构机进碴量大于49.99m3时,中铁28#盾构机进碴量大于
60、49.37m3时应立即关闭螺旋输送机,停止进碴,关注地表沉降,如果沉降过大,则继续加大土仓压力,直到地表沉降控制在允许的范围内。(5)推进速度掘进速度及推力的选定以保持土仓压力为目的,根据施工的实际情况确定并调整掘进速度及推力。盾构初始阶段应适当降低掘进速度,以1020mm/min为宜,正常后掘进速度为4080mm/min。(6)盾构轴线及地面沉降控制推进过程中,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,缓和曲线、圆曲线段X(隧道设计纵轴方向即沿里程方向)、Y(垂直隧道沿设计轴线方向)偏差控制在30mm以内。根据值班工程师指令设定盾构推进参数,推进与衬砌外注浆同步进行。不断完善施工
61、工艺,控制施工后地表最大变形量在-30mm+10mm之内。(7)同步注浆注浆材料及配比设计A.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、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。B.浆液配比及主要物理力学指标根据我公司以往的盾构施工经验,同步注浆拟采用表1-9所示的配合比。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最合理的配合比。同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标:a.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
62、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2.0MPa。c.浆液结石率:95%,即固结收缩率5%。d.浆液稠度:812cme.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%。C.注浆配合比 同步注浆配合比如表1-10表1-23 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1202603812416050779460470按需要根据试验加入同步注浆主要技术参数A.注浆压力为保证达到对环向空隙的有效充填,同时又能确保管片结构不因注浆产生变形和损坏,根据计算和经验,注浆压力取值为:0.30.5M
63、Pa。B.浆量注浆量一般为理论注浆量的1.31.8倍,一般情况下3.95.3m3,注浆量计算按照:Q=V式中:注浆率(取1.31.8,曲线地段及砂性地层段取较大值,其它地段根据实际情况选定)V盾尾建筑空隙(m3)V=(6.42-6.22)41.5=2.97m3;则:Q=3.95.3 m3/环;C.注浆速度同步注浆速度应与掘进速度相匹配,按盾构完成一环1.5m掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。D.注浆结束标准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90%以上时,即可认为达到了质量要求。注浆效果检查A.注浆效果检查主要采用分析法,即根据P-Q-t
64、曲线,结合掘进速度及管片、地表与周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断。B.必要时采用无损探测法进行效果检查。注浆质量保证措施A.在开工前制定详细的注浆作业指导书,做到操作性、规范性和实用性。B.注浆前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,保证所选浆材配比、强度、耐久性等物理力学指标符合业主和设计要求。C.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,分析注浆效果,反馈指导下次注浆,并及时报告业主和监理及现场工程师。D.成立专业注浆作业组,由富有经验的工程师负责注浆技术工作。E.根据洞
65、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,修正注浆参数设计和施工方法,发现情况及时解决。F.做好注浆设备的维修保养,注浆材料供应,保证注浆作业顺利连续不中断进行。(8)二次注浆盾尾全部进入土体(正3环推进一半位置)开始进行同步注浆,刚刚开始注浆时专人在洞口外观察,注浆压力为0.81.0 Mpa,防止压力破坏临时防水装置,待第4环全部推进完成并安装好管片后,停机进行二次注浆,封堵洞门间隙和止水。二次注浆采用双液浆作为注浆材料,能对同步注浆起到进一步补充和加强作用。同时也是对管片周围的地层起到充填和加固作用。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
66、,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14min,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1-1,浆液性能指标如表1-12。表1-24 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%1:11:0.3表1-25 浆液性能指标表注浆方式性能指标稠度(cm)比重(g/cm3)结石率(%)凝胶时间(h)1天抗压(Mpa)28天抗压(Mpa)二次注浆12.513.01.431.55970.34.5待第3环全部推进完成并安装好管片后,对第1、第2
67、环进行管片背部注浆,浆液类型为双液浆,水灰比为1:1,水泥浆:水玻璃=1:1,第1、2环注浆孔整体呈梅花形布置,孔位按照值班工程师现场确定的孔位为准,每孔每次注浆量为0.60.8m3,注浆采用多孔多批次注浆的方式,严禁对一个单一注浆孔大量注浆,防止由于注浆压力过大将洞门防水装置破坏。注浆时专人在洞门处及端头地面观察。封闭注浆位置如图1-20所示。图1-20 封闭注浆示意图7.16.2 渣土改良本标段【武胜路站汉正街站】区间隧道始发段穿越地层主要为(4-1)粉细砂。为了防止产生涌水、涌砂,增强碴土和易性,在掘进过程中注入泡沫或膨润土泥浆。盾构始发阶段刀盘进入土体3米后,根据掘进时渣土情况及扭矩情
68、况可加入少量的泡沫剂进行渣土改良。(1)泡沫剂的使用泡沫剂的作用:减少盾构机机械的磨损;调整土仓内土体塑性和流动性;降低土体的透水性;降低刀盘切削土体的内摩擦力,减少刀盘、螺旋输送机的磨损。泡沫通过盾构机上的泡沫系统注入。泡沫溶液的组成:泡沫添加剂3%5%,水95%97%。泡沫组成:9095%压缩空气和510%泡沫溶液混合而成。泡沫的注入量按开挖方量及渣土情况计算,一般情况为300600L/m3。(2)膨润土泥浆的使用盾构在含水量高的地层中推进时要在土仓注入膨润土泥浆,通过加入膨润土泥浆,有效的改善了土体的颗粒级配,增加了土体的流动性,降低渣土对刀盘、螺旋输送机的磨损。为了保证盾构在粉细砂层中
69、的正常保压和顺利掘进,对刀盘前方和土仓加膨润土泥浆起碴土改良和堵水护壁的作用。纳基膨润土泥浆比1:7,泥浆比重:1.1,稠度3040s,掺入量为1:4(与土体体积比),每环加入膨润土泥浆浆液1012m3。表1-26 膨润土注浆配合比名称膨润土制浆剂水0.6立方用量(kg/m3)801.6600配合比10.027.5开始设置管理基准开挖掘进同步注浆是否掘进至1.5米1号编组列车出洞2号编组列车进洞管片衬砌拼装下一循环开挖是否达到6米延伸轨排是否是否1号编组列车卸碴、装料是图1-21 盾构掘进作业工序流程图7.16.3 盾构掘进方向控制与调整由于地层隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响,盾构推进
70、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。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。(1)盾构机在始发台上无法进行方向调节,在盾构机定位时要经适当而全面的考虑。(2)由于盾构的刀盘在离开始发基座后进入洞门密封后,盾构机前部没有支撑,盾构机将进现“栽头”现象,综合考虑各种始发因素的影响,设计推进轴线应略高于设计轴线30 mm,一般下部油缸比上部油缸大30MPA-50MPA。(3)修正及纠偏时应缓慢进行,控制纠偏过度,纠编量控制在6mm/环之内,如
71、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,控制错台的数值在允许范围内。(5)始发时加强对盾构机的姿态测量。7.16.4 施工监控和量测及气体检测(1)施工监控和量测区间盾构始发和到达阶段在端头井位置外侧布置地面及深层沉降点,纵向为沿隧道轴线方向5米1个监测点,25米1组断面沉降点,垂直隧道方向为隧道中线、隧道轮廓外3米各1个。地一大道商场内
72、也同样布置监测点,在盾构始发前一周进行日常监测,盾构始发时根据前一周的监测数据分析该段地层沉降情况,并适当调整盾构掘进参数。测量及监测详细实施内容另行编制区间隧道测量专项方案、区间隧道监测专项方案。(2)气体检测根据有害气体的实际情况,瓦斯(CH4) 、一氧化碳(CO) 、二氧化碳(CO2) 作为主要监测对象,而把一些含量低、浓度小的有害气体作为辅助监控对象。有害气体检测采用专业的仪器进行监测。通风是降低有害气体浓度、防止有害气体积聚的最有效手段;通风可以不断向洞内送入新鲜空气,排出有害气体和降低粉尘浓度,从而改善洞内施工环境,确保洞内施工安全和人体健康,提高生产效率。7.17 始发阶段隧道内
73、各种管线的布置安装根据盾构隧道空间,合理布置各种管线,同时保证施工安全。断面布置如图1-21所示。(1)隧道照明、通讯线路在隧道右上方布置一个灯架,照明电缆、电话线路和照明灯具固定在上面,动力电缆布置在灯架下方。(2)管路隧道左方布置人行通道,人行踏板采用0.453米的防滑踏板;在隧道的线路右侧布置着排污管路(1根100)、循环水管(2根100),1000mm拉链式帆布通风管,每隔3米用吊架固定在隧道的正上方。(3)隧道和地面废水处理隧道内的废水可以在地面经过三级自沉淀后达到标准后直接排放。图1-22 隧道内管线布置断面图7.18 隧道洞内通风系统 (1)通风方式采用压入式送风为主、压出废气为
74、辅的循环通风方法,将新鲜空气压入洞内,再利用压出通风机将洞内废气压出洞外,以加快掌子面空气循环。作面需要的风量:Q需VminS0.253060450m3/min。其中:Vmin最小断面风速取0.25m/s,S为开挖端面面积约30m2。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Q需L100L/100)=(450+4501%1300/100)1.5763m3/min其中:L为最长通风长度,计算取1400m,1000mL2000m,L100为百米漏风率,L100=1%,风量储备系数1.5。通风量足够。(2)通风设备的选择和布置 设备选择根据类似隧道施工经验及通风量计算,本
75、工程选用37KW2轴流式两级通风机,其主要参数为:风量1225m3/min,风压3500Pa,功率37kw2。风筒:直径1000mm拉链式软风管。通过风量及掌子面进行演算,完全能够满足施工通风的需要。 风管与风机的布置盾构始发时风机设在车站,以保证良好的通风效果。7.19 PDV数据采集系统PDV数据采集系统可采集、处理、储存、显示、评估与盾构机有关的数据。所有测量数据都通过被时钟脉冲控制的测量传感器连续的采集和显示。所有必须记录的测量值都以图形的形式显示在PDV的监测器上。操作员可在这些屏幕页之间切换并从中获取需要的数据。PDV数据采集系统工作示意图1-23:通过PDV数据采集系统收集到的信
76、息,可以实现对盾构机状态的实时信息化管理。通过互联网、电话拔号网以及PDV的计算机可以将当前的盾构机掘进状态数据传送至业主、监理、设计及施工等相关部门,为整个工程的信息化管理提供重要信息来源。相关业务部门图1-23 盾构数据采集系统及盾构机状态信息化示意图8 盾构到达施工范围及内容盾构到达是指盾构沿设计线路,自盾构区间隧道贯通前100m掘进至区间隧道贯通后,然后从预先施工完毕的洞口处进入汉正街站内的整个施工过程,以盾构主机推出洞门上接收托架为止。盾构到达施工主要内容包括:(1)到达端头加固及效果检测;(2)端头降水措施;(3)分别于盾构贯通之前对盾构机姿态即SLS-T导向系统进行人工复核测量;
77、(4)到达洞门位置及轮廓复核测量;(5)根据前两项复测结果确定盾构姿态控制方案并进行盾构姿态调整;(6)接收托架的固定;(7)洞门凿除;(8)近洞10环管片拉紧;(9)碴土清理;(10)导轨安装、加固;(11)洞门防水装置安装及盾构推出隧道;(12)洞门注浆堵水处理;(13)盾构上接收托架。图1-24 盾构机到达施工工艺流程图8.2 端头加固效果检查(1)端头加固效果检查在地层加固完成后进行加固效果的检查。强度检查:待所加固土体等强之后对其钻孔取芯,并通过试验确定加固土体的强度;防水检查:从端头洞门处钻不少于7个水平检查孔确定洞门端头地层透水情况,探孔直径为70mm,深度不小于2米,见图 1-
78、25。图1-25 水平探孔布置图(2)端头加固效果不理想处理措施当加固土体达不到设计要求,采用压密注浆的方式进行补充加固,从地面钻孔和洞门水平钻孔进行注浆加固(根据施工进度要求,添加外加剂,增加浆液凝固的速度,或直接采用注入双液浆)。洞门凿除前在车站端墙上打设4个应急注浆孔,在发生险情时用于封堵洞门。应急注浆孔位布置图见图1-26。图1-26 应急注浆孔位布置示意图8.3 端头降水措施(1)盾构到达之前需提前降水至设计要求的降深(即隧道底部2米以下)。(2)盾构到达后,在洞门井接头施工完成前,降水井要始终保持可用状态。(3)在车站盾构接口处设置必要的注浆管,以便对可能出现的渗漏水点进行注浆封堵
79、处理;(4)施工降水须委托有经验的专业队伍进行详细的降水施工组织设计,并进行现场降水试验,以调整设计降水井的布置和参数,保证降水效果。(5)降水井施工完成后,逐井验收,单井出水量及含砂率应满足设计要求;洞门凿除前对降水井进行群井试抽,降深达到要求并经洞门水平探孔检查无渗水方可进行破除洞门施工。8.4 测量和姿态调整8.4.1 盾构机姿态人工复核测量在盾构贯通前严格按照业主要求在距贯通面100m时进行包括联系测量的线路复测。要对洞内所有的测量控制点进行一次整体的、系统的控制测量复核,对所有控制点的坐标进行精密、准确的平差计算。在100m和50m处对SLS-T导向系统进行复核测量。在盾构到站前的最
80、后一次导向系统搬站时,充分利用在贯通前100m时线路复测的结果,用测量二等控制点的办法精确测量测站、后视点的坐标和高程(测量经纬仪和后视棱镜的坐标和高程)。同时,在贯通前50m时,进一步加强管片姿态监测与控制。8.4.2 到达洞门复核测量为准确掌握到达洞门施工情况,在盾构贯通前对盾构到达洞门进行复核测量,测量项目包括:洞门中心位置偏差、洞门全圆半径等。必要时根据测量结果对洞门进行相应的处理。8.4.3 盾构姿态调整根据盾构姿态测量和洞门复测结果,讨论制定盾构姿态调整方案,并逐渐将盾构姿态调整至预计的位置。确定盾构贯通姿态时,一般考虑盾构到达时施工进度较慢,盾构存在下沉的情况,贯通前30m可逐渐
81、将盾构姿态抬高15mm。8.5 洞门导轨安装为保证盾构贯通后能及时推出洞门,在洞门围护桩凿除完成后便安装导轨。导轨长度为洞门深度,高度根据预计盾构贯通姿态与洞门圈之间的空隙确定(为保证盾构能顺利推上接收托架,导轨近洞门掌子面端可适当低于刀盘20mm)。导轨由预埋20mm钢板(以18膨胀螺栓固定在洞门圈上)、在钢板上焊接43kg/m钢轨组成。见图1-27。图1-27 洞门导轨示意图8.6 到达加固体内停机注浆(1)待机位置因工期原因,右线盾构机需在汉正街站小里程端加固体内停机至3月20日以后,初步拟定盾构刀盘抵拢汉正街站围护结构连续墙后停机,里程为YDK17+775.000.240,如图1-28
82、。图1-28 右线盾构机待机位置(2)二次补强注浆右线盾构机待机后为保证地面建筑安全,对右线隧道管片进行二次注浆;左线待贯通后对隧道管片进行二次注浆。注浆采用双液注浆一般采用以水泥净浆为A液、水玻璃为B液,A、B液混合后的凝结时间应为12min。浆液材料为32.5#普通硅酸盐水泥和浓度为40Be的水玻璃。水泥浆配合比为:1:0.375(kg/ m3) 水泥:300kg 水:800kg,双液浆混合体积比为1:1。8.7 到达段掘进施工根据贯通前100m段地质条件及隧道埋深情况,确定该段隧道掘进施工参数如下:土仓压力:1.0-1.4bar每环出碴量:不大于4车每环注浆量:3.5m3以上注浆压力:0
83、.20.3Mpa同步注浆配比为(kg/m3):水泥160 粉煤灰340 膨润土56 砂800 水500贯通前30m段的掘进盾构进入贯通前30m时,需派人24小时在汉正街站对车站端墙及洞门处进行观察,观察人员以电话与工地调度或主控室直接联系(提前检查车站端墙及地面情况,包括硬化地面有无裂缝、车站端墙及其他结构有无变形、裂缝、隆陷等);盾构进入贯通前30m段时,需对地面监测点加大监测频率,每天两次(上午8点和下午6点)以上;盾构进入贯通前20m段掘进时,在加强地面监测的同时需对车站侧墙及洞门进行监测,监测频次每天两次以上。并及时将监测结果反馈至掘进施工现场,指导现场施工;另外,在贯通前20m时,根
84、据最后一次导向系统搬站测量结果确定的盾构贯通姿态进行盾构姿态调整,确保盾构按预计的姿态顺利贯通。盾构掘进施工参数以贯通前100m时参数为基准进行控制。土仓压力根据地面、车站端墙及洞门监测结果进行适当调整。贯通前5m段的掘进盾构进入贯通前5m段时,为保证车站端墙的稳定,需逐渐降低土仓压力、总推力和掘进速度、刀盘转动速度,控制注浆压力等。主要掘进参数为:土仓压力:0.20.5bar总 推 力:600800t刀盘转速:0.60.8rpm在距车站地下连续墙1.5m时,逐渐将土仓内碴土出空,推进速度降低至10mm/min以下。8.8 近洞10环管片拉紧为保证近洞口10环管片的稳定,在管片四处同线的纵向螺
85、栓处采用【100的“耳朵”+槽钢进行拉紧。如图1-29所示。8.9 盾构接收托架准备与安装盾构接收托架由盾构始发台改造而成。盾构接收托架准备与安装分两步进行:第一步:洞门凿除完成后,按照预计盾构贯通姿态对接收托架进行定位。定位后,做好加固材料准备;第二步:待盾构贯通后根据盾构机实际姿态再次对接收托架进行准确定位。定好位后对接收托架进行加固(可与清碴同步进行)。接收托架定位具体要求为:根据盾构姿态确定托架中心线,保证托架中心线与盾构中心线一致;托架以2.5上坡(盾构前进方向)确定高程,托架靠近到达洞门端高程根据盾构高程确定。图1-29 洞口纵向拉紧图接收托架四周焊接加工好的牛腿,并用20的膨胀螺
86、栓固定在主体结构底板上,托架后方用H175型钢+钢板固定在南端侧墙上。托架侧面也用H175型钢+钢板分别固定在侧墙与底板上。保证盾构机接收时接收托架的稳定性。详见图1-30。图1-30 盾构接收架安装、加固示意图8.10 盾构到站(1)碴土清理盾构掘完人工挖孔桩后,会有大量碴土掉落在洞门圈内和洞门外。当盾构推进到位停止后,便可进行碴土清理。施工人员清碴前必须先认真观察洞门圈内是否有松散的混凝土块或碴土等,清除危险物后再进行清理碴土。清理碴土时注意保护洞门圈内的导轨。(2)预留钢筋割除碴土清理完后,割除洞门凿除时预留的钢筋。割除钢筋注意事项如下:需认真检查洞门上部稳定情况,检查内容包括:刀盘周围
87、地层稳定情况、地下连续墙破坏情况、刀盘周围地层涌水涌砂情况等。经过检查确认没有危险且割除钢筋后不会造成涌水涌砂等不稳定情况后,再割除预留钢筋。钢筋割除时由两边向中间,先割除底部再割除上部。钢筋割除时必须将钢筋根部的混凝土凿除干净,保证钢筋割除后满足盾构通过净空要求。钢筋割除完后,再次检查并清除侵入盾构通过净空内的钢筋和混凝土,确保盾构顺利通过。(3)最后6环管片安装盾构机通过贯通面后,还需安装6环管片。该6环管片安装时,由于盾构前方没有了反推力,将可能造成管片与管片之间的环缝连接不紧密,容易漏水。同时,由于注浆也受洞门密封装置密封效果影响,易产生漏浆,从而导致管片下沉。因此最后6环管片安装时应
88、注意如下事项:安装管片时,控制油缸推力。管片螺栓必须进行两次紧固,一次在管片安装时,第二次在下一环掘进时。盾尾进入临时洞门圈后需注浆填充洞门圈,总注浆量为:15.5m3。在盾尾进入洞门圈后停止推进进行注浆。注浆过程中需密切关注洞门圈密封装置情况,出现漏浆先停止注浆及时进行处理,处理好后再进行注浆。(4)洞门卡板及防水装置安装根据以往盾构到达出洞时防水装置使用的情况,为保证帘布橡胶板能紧贴盾壳或管片外弧面,需对洞门卡板进行必要的改造。具体要求为:在每块卡板中间焊接一个圆环,以便通过圆环以20钢丝绳将卡板拉紧有效地将帘布橡胶板压在盾壳或管片外弧面上。洞门密封装置安装见图1-30。洞门密封装置安装步
89、骤为:洞门圈内碴土清理完后,安装双头螺栓,并安装防水装置。防水装置安装顺序为:帘布橡胶板洞门卡板垫圈螺母。需特别注意帘布橡胶板方向:须将帘布橡胶拌内圈棱朝洞门外亦即要使帘布橡胶板平面接触盾壳。详见图1-11所示。安装好后,以20钢丝绳穿过折页压板上的圆环,并以道链连接。为保证盾构推出时不对卡板造成损坏,安装卡板时需将其调整到最高位置,并在帘布橡胶板内侧涂抹黄油,以避免盾构推进时刀盘损坏帘布橡胶板。洞门卡板的调整与拉紧盾构刀盘推出洞门盾壳接触帘布橡胶板后,将卡板向内作适当调整,并以道链将钢丝绳适当拉紧。待盾尾推出洞门,管片外弧面接触帘布橡胶板后,将卡板尽量向内调整将帘布橡胶板紧压在管片外弧面上,
90、并以道链拉紧。图1-31 洞门防水装置安装示意图8.11 二次注浆推出洞门后,对左右线最后15环管片背后进行二次补强注浆,保证地表安全。二次补强注浆采用双液浆,双液浆配比与上述一致。8.12 盾构上接收托架盾构推出洞门前,需认真检查接收托架加固情况、盾构刀盘底部与接收托架高差等情况。确认无误后可将盾构推上接收托架。盾构推进过程中必须密切关注接收托架以及接收托架加固与支撑的情况,一旦出现变形等异常情况,应及时停止推进并进行处理。为保证盾构机在没有管片的情况下能完全推上接收托架,需要在油缸后支垫H型钢等提供推进反力。为便于人员及材料运输从洞门通过,要求将盾尾推离洞门至少1.0m。推进时根据总推力、
91、托架受力等情况,可考虑在接收托架(即始发台)导轨上涂抹黄油以减小摩擦阻力。8.13 洞门圈漏水涌泥处理如果盾构推出洞门时洞门圈防水装置被损坏或被压开,导致洞门圈漏浆漏水甚至涌泥时,可通过左右线128环管片注浆孔向洞门圈及管片背后注入双液浆。双液浆的凝结时间的合理性极为重要,若凝结时间过长,注浆量将得不到控制,而且在节理发育、岩质破碎的地层这一点尤其明显。在有地下水涌流的情况下,浆液凝结时间过长也起不到迅速阻水的作用。9 施工监测7.1施工监测主要内容(1) 现场巡视(2) 地表沉降(3) 建筑物沉降及倾斜(4) 地下管线沉降(5) 隧道拱顶沉降(6) 隧道水平收敛7.2施工监测施工(1) 现场
92、巡视主要巡视内容如下:盾构法区间:盾构铰接密封情况;管片破损情况;管片错台情况及其趋势;渗漏水情况;盾尾漏浆状况;盾构主要施工参数及其他情况。(2) 地表沉降区间地表及地一大道商场测点埋设横向布点是沿隧道中心线正上方开始布点,在依次间距2m、3m、5m、5m的位置对称布点。5m布设一个监测断面。(3) 地下管线沉降应根据盾构区间周围地下管线的功能、管材、接头形式、埋深等条件,在区间开挖前布设好管线沉降、位移监测点。监测点分直接监测点和间接监测点。布点原则是对位于施工影响范围内的管线作为重点监测保护对象,一般情况按管线单位要求布设在管线设备上(管道、井盖、阀门、抽气孔等);间接测点是将管线测点做
93、在靠近管线底面的土体中。(4) 建筑物沉降监测沉降观测标志根据建筑物的构造类型和建筑物材料确定。主要选用墙(桩)柱标志、基础标志和隐蔽式标志。对于不便埋设时,选用射钉或膨胀螺栓固定在建筑物表面,涂红油漆作为观测标志。沉降观测标志埋设时特别注意保证能在点上垂直置尺和良好的通视条件,同时监测时还要注意:仪器避免安置在有震动影响的范围内和有安全隐患的地点;观测时水准仪成像清晰,前后视距相近,且不超过50米,前后视观测完毕应闭合在水准点上。(5) 建筑物倾斜监测建(构)筑物倾斜监测可采用倾斜位移测量法或倾斜电测法,倾斜位移测量法又分为直接测定倾斜法和通过建筑基础沉降计算倾斜的方法。当被测对象为高耸建筑
94、时采用直接测定倾斜法,当被测对象为大面积建筑物时,采用测量建筑基础沉降计算倾斜的方法,当有重要建筑物需要连续进行倾斜观测时,可考虑采用倾斜仪进行。(6) 隧道拱顶沉降在隧道拱顶中心处粘贴反光片,每10环埋设一个测点。(7) 隧道水平收敛在隧道两侧的管片上粘贴反光片,尽量使反光片轴线在基线方向上,并使反光片轴线处于铅垂位置。10 应急预案10.1 成立应急抢险领导小组成立以项目经理为组长、项目书记、项目副经理、项目总工为副组长的抢险领导小组,其应急网络机构见图1-32。(1)组 长:陈礼博 负责全面管理和协调工作。(2)副组长:叶忠、杨琼鹏、姚新尚负责应急预案的编制和应急抢险的现场指挥。(3)组
95、 员:安质部长张宝印、机械副总张建、工程部吕鹏洲、物资部王华军、办公室刘杰。图1-32 应急抢险小组网络图10.2 小组人员职责及人员保证措施10.2.1 小组人员职责组长:全面负责突发情况下工程预案的实施,负责方案的决策和现场总指挥,负责资源的调配。副组长:负责现场的指挥及抢险方案的制定工作。工程部部长:负责技术服务,计划各种物资需要材料。设物部部长:负责抢险物资的储备管理及抢险时物资及机械设备的供给工作。安质部部长:负责抢险时安全作业的保证工作。财务部部长:负责抢险物资的发放及建立抢险物资台账。办公室主任:负责抢险时后勤的组织保障及抢险工作的备案工作。10.2.2 人员保证措施成立以全体青
96、年团员为主的青年突击队,在抢险过程中起到带头兵的作用。发生险情时,抢险人员以青年突击队人员为主,当人员不足时,所有人员在接到通知后,无条件参加抢险。项目部所有员工均必须清楚突发性事件发生后的上报及处理程序。同时在抢险过程中每位员工均服从大局,服从安排,不得拖延。在抢险过程中,项目部将按照公司预案中的规定对表现突出的人员进行奖励。10.3 施工预案及安全措施根据以往的盾构始发经验,为避免事故的发生,一旦发生险情,立刻启动本预案进行抢险施工。提前联系好堵漏队伍,如洞口发生涌水、涌砂等时及时处理;为防止洞门涌水险情,在刀盘靠拢围护结构型钢后,从盾尾后第3环注双液浆密封盾尾;在盾尾脱出洞门前再次注双液
97、浆回填洞门段间隙,防止由于水土流失造成洞门险情;在隧道始发,盾壳未紧贴帘布橡胶之前,如洞口有较大涌水、涌砂时,应立即在地面钻孔,采用注双液浆的方法封堵盾壳与加固土体之间的孔隙。盾构始发期间主要管理人员安排全过程值班,第一时间解决施工中可能出现的问题。10.4 预防事故措施和风险控制对策10.4.1 工程技术措施盾构始发主要对策见表 1-14。表1-36 盾构始发及到达主要对策表施工项目主要对策盾构始发及到达 严格控制土仓平衡压力 加密测点并加强监测频率 严格控制进土量 推进速度偏慢 动态信息传递10.4.2 盾构施工风险分析盾构施工过程中常见、多发的风险因素及其危害汇总,见表 1-15。表1-
98、37 盾构隧道工程常见的风险因素和危害汇总表序号施工工序常见风险因素危害类型工程安全人身安全周围建构筑物和管线安全交通安全1盾构始发、到达加固质量或效果不佳,导致洞门混凝土凿除时坍方,影响工程及人身安全2洞口密封装置安装质量不佳,导致渗漏,严重者可导致坍方3始发架设计不牢靠或加工质量控制不严,导致在盾构就位或推进时损坏隧道施工突发事件风险分析见表 1-16。表1-38 隧道施工突发事件风险分析见表序号事件项目事件部位原因1垂直水平运输系统不安全因素隧道井内1.启重的制动装置末能正常抛刹,造成物体坠落;2.其重运行系统滑轮片、平衡轮不能正常运行,造成滑轮倾斜、钢丝绳滑槽断裂;3.卸扣及钢丝绳使用
99、过程中的损坏和超负荷使用;4.吊运物体的捆绑不牢固;5.电机车严重磨损,造成电机车在快速行驶中进轨事故。2管片拼装作业不安全因素盾构内1.举动臂制动装置突然失控;2.管片拼装专用销末能到位,导致管片在旋转过程中坠落;3.拼装平台的防护栏杆不健全;4.人员在高处无保护措施的情况下悬空在隧道上部进行拼装作业。3隧道井下作业环境的危害隧道内1.盾构工作面的温度高居在380C以上;2.隧道工作面的湿度超过90%;3.隧道工作面的含氧量不足;4.大量电焊作业所造成的烟雾污空气。4施工用电不安全因素地面、井下1.大量高压配电柜的布置,引起管理力量的不足.2.用电作业点多,造成用电的隐患;3.外接电源损坏;
100、4.电源跳闸;5.保险丝烧坏;6.其它原因。5施工机械不安全因素地面、井下1.对大型设备安装单位监控不力所带来的隐患;2.末能做到定人、定机所带来的隐患;3.对大中型设备的例保、维修工作不到位所带来的隐患。10.4.3 预防事故措施和风险控制对策(1)隧道突发事件风险分析与对策(表 1-17)表1-39 隧道突发事件风险分析与对策事件项目事件部位原 因措 施隧道结构受损与隧内施工不安全因素隧道内1、注浆效果差;2、电机车进轨;3、电机车飞车;4、工作面管涌;5、管片滑落(举重臂);6、管片坠落(行车)。1、及时调整压浆量、配比等;2、电机车运行监护;3、加设防溜车装置;4、加强盾尾监测,确保盾
101、尾密封;5、进行全过程的施工监测,管片拼装专人监护;6、对行车钢丝绳、小车制动等性能定期检查。盾尾漏水工作面1、提高同步注浆质量;2、保持正面压力稳定;3、定期、定量压注盾尾油脂;4、盾构工作面准备堵漏材料等。1、加快推进速度尽快穿越漏水区;2、对泄漏部分集中压注盾尾油脂;3、利用泵及时抽除泥水;4、利用堵漏材料进行封堵等。管片碎裂隧道内1、保证环面平整度;2、管片居中拼装;3、对管片上翘/下翻,进行纠正;4、上部封顶块拼装前,调整好开口尺寸等。1、拼装完成即发现环面严重不平的管片,拆下重拼;2、对产生裂缝的管片进行修补等。环境破坏隧道内与地面1、隧道内不合理排水;2、对周围建筑带来危害;3、
102、地面不合理沉降。1、合理制定排水方案;2、特殊地段采取特殊的施工方案;3、全过程的施工监控信息反馈指导施工。突发停电隧道内与地面1、外接电源损坏;2、电源跳闸;3、保险丝烧坏;4、其它原因。1、采用双电源供电;2、优先确保隧道内排水、照明、盾构推进系统;3、定期检查供电线路、绝缘情况;4、高压电源变压器设防护栅、标识禁止入内;5、高压线固定在边墙侧顶。气体溢进有害、有毒隧道内1、配备通风机;2、配备监测仪器和防毒面具等设备;3、确定沼气浓度达到1.5时,切断电源,禁止使用产生火源的工具;4、配备足够的灭火机等。1、各类中毒的人员必须就近医院处理;2、有毒有害气体浓度超过警戒线,人员必须撤离现场
103、,并采取有效措施恢复施工等。台风与暴雨井口1、自然天气恶劣。1、随时掌握天气情况,与当地气象台保持信息联系,能提前预知预防;2、准备足够的防汛防台器材;3、加强地面及隧道内排水。管线保护地面1、盾构推进时,地面沉降较大或突起过大2、盾构注浆过多或过少导致地面变化1、加强管线的监测,随时了解管线的情况,及时的调整施工情况。2、调整注浆量,保持适量的注浆量。3、盾构机推进时,调整掘进施工的参数,减小对底层的挠动。(2)隧道突发事件的预防措施(表 1-18) 表1-40 隧道突发事件的预防措施序号事件项目事件部位措 施1盾构始发到达进出洞阶段不安全因素端头井内1.每班作业前进行班前讲评,加强作业人员
104、的安全保护和规范操作意识;2.凿除洞门搭设的脚手架严格按照规范搭设;3.上下起重指挥人员与相关作业人员进行密切配合;4.严格进行现场监控指挥,做到重物下不得站人;5.加强工作业之间的协调交流。2垂直水平运输系统不安全因素隧道井内1.行车的各项安全装置完好齐全,定期进行检修;2.行车起重索具(包括钢丝绳、卸克等)配备安全合理,定期检查更换;3.行车司机持证上岗,起重挂钩指挥工持证上岗;4.吊运物件捆绑情况良好;5. 电机车运行记录及时、准确、齐全;6.对电机车司机驾驶实行限速控制。3管片拼装作业不安全因素盾构内1.拼装机操作做到指定专人;2.严防作业人员将头、手、脚放在千斤顶的顶部;3.拼装机动
105、作之前,操作人员必须鸣警示铃亮警示灯;4.管片拼装连接件确保良好(拼装头子、连接销;5.定期对拼装设备及用具进行检查维修,确保状态完好。4隧道井下作业环境的危害隧道内1.采用足够功率的通风设备,保证各个工作面的空气温度控制在38以下、湿度不超过90%,并保证充足的含氧量;2.及时排掉大量电焊作业所造成的污染烟雾;3.避免各种有害物质与施工人员相接触,以免产生皮肤病等职业危害。5施工用电不安全因素地面、井下1.采用双源供电;2.优先确保隧道内排水、照明、盾构推进系统;3.定期检查供电线路、绝缘情况;4.高压电源变压器设防护栅、标识禁止入内;5.高压线固定在边墙侧顶;6.建立明确的用电管理制度。6
106、施工机械不安全因素地面、井下1.行车安装完毕后必须经过地区劳动局验收合格,发放安全使用后方可使用;2.中小型机械设备进场后必须经过施工队设备部门验收合格并挂牌,落实责任人;3.必须建立各类机械设备的维修保养台帐,建立定期的责任制度;4.对大型设备(行车)运行,采取人机隔离措施。10.4.4 施工风险应对措施(1)始发应急措施始发前对施工人员进行交底,做到精心施工,同时加强值班管理及相应的监测。在始发前,先对洞门加固土体进行取芯试验,经测试后,确认土体强度及渗水指标在设计规定的范围内方可。在凿除封闭洞门砼前开设几个水平探孔,以确定正面土体的情况。在始发前应安装好洞门防水装置,在始发进洞过程中,随
107、时观察防水装置的情况,一旦发生渗漏情况,及时进行封堵。当始发进洞发生渗漏时,应组织人员进行堵漏,通过压浆泵将聚氨脂压入,从而起到防水作用,再对土体压注双液浆,以起到加固土体的作用。同时根据沉降情况,必要时在地面上进行压密注浆,确保地表的稳定。组织人员进行24小时现场监控。(2)到达应急措施到达前对施工人员进行交底,做到精心施工,同时加强值班管理及相应的监测。在到达前,先对洞门加固土体进行取芯试验,经测试后,确认土体强度及渗水指标在设计规定的范围内方可。在凿除封闭洞门砼前开设几个水平探孔,以确定正面土体的情况。在到达前应安装好洞门防水装置,在到达出洞过程中,随时观察防水装置的情况,一旦发生渗漏情
108、况,及时进行封堵。当到达出洞发生渗漏时,应组织人员进行堵漏,通过压浆泵将聚氨脂压入,从而起到防水作用,再对土体压注双液浆,以起到加固土体的作用。同时根据沉降情况,必要时在地面上进行压密注浆,确保地表的稳定。组织人员进行24小时现场监控。(3)在洞门破除过程中出现渗漏水预案针对可能出现的风险,采取如下措施:在破除洞门前,进行洞门探孔,根据洞门探孔情况分析是否满足开洞门条件。洞门破除分两次进行,第一次破除70cm并保留内排钢筋。随着洞门破除的进行,对破除部分进行观察。第二次破除剩余的10cm。 若在破除过程中发生大的渗漏,及时进行喷射混凝土作业,保证工作井的安全。(4)盾构机始发及到达过程中发生盾
109、尾漏水、漏砂预案 针对可能出现的风险,采取如下措施:针对盾尾漏水漏浆,在进出洞作业前,对盾尾油脂系统进行系统的检查,并进行逐点的足量压注,并保证均匀的盾尾间隙。在现场配备两台注浆泵和两台聚氨酯泵,必要时进行双液注浆或聚氨酯注浆封堵盾尾渗漏。(4)在开挖、清泥过程中发生洞门圈渗漏预案 针对可能出现的风险,采取如下措施:在洞门封堵完成前,连续进行注浆。一旦发生渗漏,及时进行工作井内的回填土作业,并在隧道内进行有针对性的聚氨酯注浆,封堵过水漏砂通道。10.5 应急物资准备为保证应急预案的可行实施,保证盾构机进洞安全顺利完成,在盾构机进洞前针对应急预案备足相应的应急物质。具体储备物资见“应急物资表 1
110、-19”。表1-41 应急物资表名称规格单位数量备注水玻璃桶10二次注浆、堵漏用水泥42.5级吨10双液注浆机套2水泥42.5快硬吨2砂子吨10水溶性聚胺脂Kg350编织袋个5000装渣、堆载用绳子米50棉纱Kg50潜水泵5.5kw台1每台带50米配套水管7.5kw台1挖掘机220台1盾构始发施工前进场铁锹把20洋镐把10手电把10急救箱个1汽车吊25T台1竹梯8米架1消防水管卷5注:注浆机、砂子存放于工地现场,其他材料统一存放库房。10.6 施工人员组织施工主要人员配备计划如表 1-20。表1-42 盾构始发施工主要人员配备计划序号项目人数备 注1测量人员42洞门凿除83掘进施工26包括值班
111、工程师、主司机4地面监测6监测组5盾构井始发端洞门观察236电工27割/焊工等610.7 报告、处理程序10.7.1 报告程序险情发生时,项目经理、项目副经理、总工程师立即去现场组织成立抢险领导协调小组,小组的构成由项目经理确定,抢险小组将全权负责事故的应急措施、方案制定、预案实施。险情发生后,现场除及时采取必要的抢险应急措施外,必须在第一时间内通知项目经理,由项目经理立即向各职能部门进行通报,同时进行抢险人员组织,当人员不足时,由小组组长进行统一安排。险情发生后,由相应的值班工程师及负责人在12小时内写进书面报告,报项目经理及项目副经理,报告的内容包括:事故发生的时间、地点、事故发生的简要经
112、过、事故损失的初步估计、事故发生原因的初步判断、事故发生后采取的措施及事故控制情况等。险情发生后,当事人(全体员工)应在第一时间内将事情的经过、事态向项目部汇报;在第一时间内组织人员进行抢救(当抢救不过来,并危及抢救人员安全时,组织人员撤离到安全区域内,对事态的发展进行临时隔离,防止事态的发展、漫延);第一时间内保护现场,并对现场进行隔离;第一时间内将事态控制在稳定范围内。10.7.2 人员联系方式(1)内部联络通信抢险领导小组成员移动电话必须24小时开机,保证通讯畅通。表1-43 人员联系方式部门姓名职务联系方式备注项目领导陈礼博项目经理组长刘 伟项目书记副组长叶 忠常务副经理副组长杨琼鹏项
113、目副总工副组长姚新尚机械总工18639097588副组长龚 维安全总监副组长机设部张 建机械副总工设备及物资保障技术保障张海涛机械负责人侯智方电气负责人李群鹏设备工程师李 涛维保曾俊豪电工工程部吕鹏洲工程部长技术保障生产实施许炯质检工程师段喜杰测量负责人倪泽武值班工程师郑毅力值班工程师张瑞楠隧道内测量李 虎隧道内测量张 帆地面巡视生产部郭海军调度生产实施牛松坡调度张 平调度物资部王华军材料负责人物资保障杨 军材料员安质部雷鹏飞张宝印安全监控办公室刘 杰办公室主任后勤保证施工监测范逾瑾监测负责人技术及安全保障(2)外部联络通信当发生险情时通过固定电话或移动电话及时报告业主、监理、保险公司等有关单
114、位,汇报情况。当在抢险过程中发生火灾、伤员等情况时及时联系相关部门。表1-44 相关联系单位及电话单位名称联系电话单位名称联系电话电信局10000刑警110供电局95598火警119供水管理中心96510急救120燃气公司96511协议医院武汉地铁集团有限公司10.8 应急处理程序针对事故中可能进现的紧急情况,项目部分别制定有相应的应急预案,包括:防汛防台预案、防火灾处置预案、紧急逃生预案、管线保护方案等。事故发生后根据相应的事故处理方案进行处理。10.8.1 处理程序(1)首先在保证人员安全的情况下抢救伤害员及国家财产,防止事故进一步扩大,保护好现场,等待救援队伍到来,直到险情得到控制。(2
115、)根据国家、地方、行业与上级规定确定事故分类及相应的报告程序,按照程序迅速、及时、准确地向上级有关部门报告,经有关人员来现场验证,发进指令后才可清理现场,恢复施工。(3)根据国家、地方、行业和上级规定确定事故处理程序,组织专人调查事故产生的原因,记录调查结果,经过分析找进主要原因,提进针对性的防止同类事故再发生的纠正措施。(4)组织实施纠正措施并监督验证其有效性。10.8.2 紧急安全疏散当事故发生后,事故情形可能对周边建筑物、社会行人、施工人员以及施工区域建筑物有直接伤害时,必须对行人进行疏散,对施工区域内非事故处理人员同时进行疏散,并在事故区域外设置警戒线,并派相关人员帮助警戒和维持现场秩
116、序,必要时请求上级部门批准启动紧急预案,同时报警,实施社会人员疏散。10.8.3 工程抢险抢修工程抢险必须在确保社会人员和施工人员人身安全的前提下,对进现的工程险情实施抢险,必要时可报上级部门,请求支援。10.8.4 现场医疗救护当事故现场进现伤员需救护时,首先预备的担架将伤者抬离危险区域,查清受伤情况,并打120救护。同时对受伤者采取行之有效的临时救治。尤其对触电者的救护,需对伤员进行人工呼吸和心脏挤压法实施救治。实施者为现场经过培训的安全员,以确保紧急救治效果,直至救护人员到场连续救治。施工现场必须配备担架一副、急救箱一只。10.9 应急预案的评价及修改根据工程风险处理有关精神,结合工程实
117、际情况,项目部制定了“安全第一,常备不懈,以防为主,全力抢险”的风险控制方针。项目部建立值班表和巡视制度,组织相关施工人员组成工程风险控制小组,定期巡视重点部位。工程值班人员必须将当天工程施工情况记录在施工日记上。施工队对施工中重点部位进行全程监控和定期检查;对可能发生事故隐患的其它部位和个人行为加强检查,落实整改措施;必须对事故隐患做到“三定”措施,及时消除隐患。在日常施工作业中,结合施工特点,开展义务消防活动和各类预演,重在提高施工人员和管理人员防范未然的应变能力和对各项救助工作的操作能力。应急培训内容根据公司相关文件和教材组织全体职工学习,并作为考核内容。同时必须保证内容的浅现易懂和针对
118、性要强。其主要内容有如下几个方面:(1)相关安全知识教育,包括险情的识别、各种不安全因素的种类、针对预防措施和处理过程;(2)相关安全技能教育,包括常规人员抢救技能、事故常规处理方法,火灾的危险情况发生时的自我保证措施;(3)事故案例教育,主要通过一些典型事故进行原因分析、事故教训及预防事故发生所采取的措施教育职工。当事故妥善处理完毕后,项目经理应组织人员针对事故发生原因,处理措施进行分析,编写事故处理总结材料,作为应急预案评价依据。针对实际情况处理效果,对应急预案进行适当修改,使其更符合今后施工情况。11 质量、安全、文明施工保证措施11.1 质量控制措施11.1.1 物资采购和进货检验的控
119、制(1)工程部为物资设备部提供主要物资的规格型号、数量、质量要求及时限要求。(2)设物部根据工程部提供的物资计划,作好下列工作并落实责任。购进的原材料必须有生产合格证、检验试验单,并进行清点验收。由设物部通知试验人员对购进的主要材料进行复验,经复验合格方能使用。对不合格的物资按不合格品的规定进行处理,严禁使用不合格物资。设物部对复验合格的主要物资管理并标识。物资发放时要登记物资的流向,如工程部位、规格、数量、作业班组。领料班组负责人要签字,以便追溯。对业主提供的产品和材料进行认真验收与记录,使其具有可追溯性。11.1.2 检验、测量和试验设备的控制(1)检验试验和测量设备数量及精度要满足项目要
120、求。(2)计量设备设专人管理。所有计量设备必须在校验有效期内使用,并按期校验,到期没校验的不准使用。(3)所有计量设备的校验必须在具有校验资格的校验单位进行校验,保存校验证书,并标识清楚。(4)对检验、测量、试验设备使用时,要有适宜的环境和规范的操作方法。11.1.3 测量控制(1)施工测量、放线,严格执行测量双检复核制。(2)测量人员要对测量成果认真记录计算,将司镜、扶尺、吊点、时间、地点、测点等记录清楚,以便核查,作好主要控制桩的保护。(3)对仪器的操作要符合测量设备操作规程,并要爱护设备。11.1.4 盾构隧道可能出现的质量问题及应对措施11.1.4.1 盾构隧道可能出现的质量问题盾构工
121、法经过在国内十年的施工实践,盾构工法逐步被人们所认识和了解,虽然盾构工法有很多的优点,但其缺点所不少,如盾构施工中发生错台、隧道侵限等质量问题,没法返工,留下工程永久性的质量缺陷,质量问题重点为预控,总结经验,不断提高工程质量的管理。盾构隧道可能出现质量问题: 表1-45 盾构隧道可能出现的质量问题序号质量问题质量要求备注1隧道轴线偏差较大规范要求盾构隧道施工过程中高程和平面偏离中心线允许范围为50 mm;地铁建成后,中线允许偏差为100 mm2盾构隧道渗漏隧道管片纵环接缝之间或结构表面出现湿渍、滴水、线漏和漏泥砂等现象。盾构隧道工程的防水等级为二级,二级防水的具体要求为:结构表面不允许漏水,
122、表面可有少量湿渍,总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000;任意 100m2 防水面积上的湿渍不超过3处,单个湿渍的最大面积不大于0.2 m23隧道管片错台严重相邻管片的高差和纵向相邻环管片的高差,规范要求错台高差控制为:管片在盾尾内拼装完成后,每环管片相邻高差5mm,纵向相邻环管片高6mm;地铁建成后,每环管片相邻允许高差10 mm,纵向相邻环管片允许高差15 mm。隧道管片偏差超出允许范围,既影响隧道表观质量和整体结构受力,也容易造成隧道轴线超限。4管片破损砼管片在运输、拼装及其它外力作用下,管片缺棱掉角等砼开裂、破碎现象。破损因其可通过修补可保证结构的功能。5裂 缝管片砼出现条状的裂纹
123、,多伴随渗漏现象。规范明确不允许结构表面应无渗漏裂缝,因其容易引起结构内的钢筋遇水腐蚀,对永久隧道结构产生较严重危害。裂缝分为环向裂缝、纵向裂缝合手孔裂缝等几类,大多伴随着渗漏水11.1.4.2 盾构隧道应对措施(1)隧道轴线偏差较大加强测量管理,通过多级测量校核来确保隧道控制轴线测量成果的正确;盾构掘进施工中,除了依靠盾构自动测量系统指导施工外,要加强人工测量来校核自动测量系统的误差,有效降低施工环境等外界因素引起的测量误差;加强盾构施工的注浆管理,提高管片与围岩的填充质量,减少隧道变形,同时加强隧道变形监测,及时发现隧道变形的情况,采取有效的措施。结合工程的实践,通过同步注浆和背衬二次注浆
124、提高填充的质量,同时提高水泥用量和加入速凝剂双液注浆来保证注浆的效果,能减少隧道变形;为了控制管片脱出盾尾后发生上浮,控制重点主要在以下方面:a加强管片脱出盾尾后的沉浮监测,摸清不同地段管片上浮或下沉的规律,以指导盾构施工;b严格控制盾构掘进参数、掘进姿态和管片选型。c采用具有一定强度的硬性浆液注浆,加大上部注浆管的注浆压力。d在盾构掘进中,根据隧道变形监测的结果,适应提高或降低盾构在轴线上的姿态,使隧道变形后轴线仍在受控制范围内。为了控制隧道后期下沉,控制重点主要在以下方面:a加强隧道后期变形监测,根据隧道变形情况确定是否需要二次注浆。b采用具有一定强度的影响浆液进行注浆。隧道轴线侵限发生后
125、,最忌纠偏过急,纠偏过急除了会造成隧道错台、破损、积水等质量问题外,还会由于隧道轴线在短距离内变化过大,无法通过调线调坡来保证隧道限界,导致隧道丧失部分设计功能。正确处理方法是通过设计重新拟合线路(纠偏要与线路方向和线路的坡度一致,每环掘进纠偏量不宜大于5 ),(2)盾构隧道渗漏强化盾尾注浆和二次注浆管理保持管片基面干净,保证止水条粘贴牢靠,安装过程中要经常检查,发现止水条损坏要及时更换。工程中选用的缓膨时间较长的橡胶止水条,施工中要对橡胶止水条涂刷缓膨剂,发现止水条脱落及时处理。在盾构机设计时即注意对千斤顶撑靴板结构的细部构造,防止挤压管片止水条外弧砼剪切破坏。调整好盾构机姿态。推进过程注意
126、控制编组压力差(3)隧道管片错台最有效解决隧道错台的措施是增加注浆量,提高隧道背后间隙的密实度,通常注浆量不宜少于理论注浆量的120%。正确管片选型,避免纠偏过急。对于小曲线段和地质较差的地层,要通过同步注浆、背衬双液注浆以及地面跟踪的措施,提高注浆效果。注浆工艺要与正常段有所不同。加强人员培训,正确操作盾构机,提高管片拼装精度,减少隧道错台。盾构机配置整圆器,减少盾壳内发生的椭变。(4)管片破损做好拼装前的检查,有破损的管片不允许下井。对于止水条位置破损的,应该报废处理。做好掘进参数的管理(5)裂缝管片生产过程调整好配合比,通过试验针对性地选择砼配合比使其与气候条件、钢模和施工工艺参数有机结
127、合,优化施工工艺;蒸养时特别注意蒸养温度的调节,冬季生产特别注意入池温差控制。提高管片尺寸精度,同时采取有弹性衬垫减缓管片环面不平所产生的应力集中问题。提高管片主筋的钢度和配筋率对有裂纹的管片,必须采取化学灌浆封堵裂纹,防止地下水长期作用造成管片钢筋生锈,管片混凝土膨胀破坏。掘进姿态控制和推力控制。11.2 安全保证措施11.2.1 建立健全安全生产组织机构成立以项目经理为组长的安全管理委员会,全面负责并领导本项目的安全生产工作。按照国家有关规定建立安全生产组织体系,落实好安全生产责任制。项目部设安质部并配备专职安全员,对施工现场进行巡视和检查,制止违章或违规操作事件发生,定期向项目经理和生产
128、副经理报告安全施工情况。制定完善各项安全生产规章制度。(1)结合盾构隧道的工程特点,制定安全生产管理制度和实施细则,用行政和经济手段相结合的措施来强化安全生产。(2)在编制施工计划的同时,编制详细的安全操作规程细则、制度、切实可行的安全技术措施,分发至工班,组织逐条学习、落实。抓好“五同时”和“三级安全教育”。(3)严格按照总监或总监代表批准的施工方案进行施工,建立并严格执行施工工序报审制。每一工序前,做进详细的施工方案和实施措施,及时做好施工技术及安全工作的交底,并在施工过程中督促检查,严格执行,坚持特殊工种持证上岗。(4)坚持每周一的安全活动日的安全学习活动。严格执行交接班制度,坚持班前讲
129、安全、班中检查安全、班后安全总结的安全“三讲制”活动。(5)建立安全检查制度,对检查中发现的安全问题,坚持“三不放过”的原则制定整改措施,专人负责限期整改,保证“管生产必须管安全”的原则真正落到实处。11.2.2 现场安全技术措施(1)施工场地采取全封闭模式,设置门卫24小时倒班制度,严格限制非施工生产人员进入场地,施工人员挂牌上岗。加强夜间施工的工地照明及道路防滑措施。(2)根据工地情况,布置安全防护设施和统一的安全标志(牌)、安全色灯。在各显要位置设置大幅安全宣传标语。(3)按照防火防爆的有关规定设置油库等临时性构筑物,临时设施区要按规定配足消防器材,所有施工人员要熟悉并掌握消防设备的性能
130、和使用方法。(4)加强防雷电、防火、防洪教育,制订措施和管理制度,并落到实处。(5)施工场地的油库、料库、变电站、门吊等,设置防雷设施,定期检查接地电阻,防止雷击。(6)加强施工监控量测,特别是对隧道施工影响范围内的地表建筑物、地中埋设管线等涉及居民生活和安全的构筑物,制订专门的监控量测方案,实行专人负责,及时反馈监测信息,调整施工方法,确保地表构筑物的安全。(7)工程实施前,对投入本工程施工的机电设备和施工设施进行全面的安全检查,未经有关安全部门验收的设备和设施不准使用,不符合安全规定的地方立即整改完善。(8)加强现场用电管理、照明、高压电力线路的架设顺直、标准,保证绝缘良好。各种施工机械和
131、电气设备均设置漏电保护器,确保用电安全。(9)各种吊运机具设备正式使用前必须组织试吊、试运行。吊装作业中严禁超载。起重作业人员要严格执行起重作业安全操作规程,确保施工作业人员的安全。(10)工程机械和车辆经常检查维修,对驾驶人员进行安全意识教育和交规教育,严禁违章开车,各种车辆严格遵守南京市交通规则,确保行车安全。11.2.3 施工机械安全控制措施(1)工程实施前,对投入本工程施工的机电设备和施工设施进行全面的安全检查,未经有关安全部门验收的设备和设施不准使用,不符合安全规定的地方立即整改完善。(2)加强现场洞内外用电管理、照明、高压电力线路的架设顺直、标准,保证绝缘良好。各种施工机械和电气设
132、备均设置漏电保护器,确保用电安全。(3)各种吊运机具设备正式使用前必须组织试吊、试运行。吊装作业中严禁超载。起重作业人员要严格执行起重作业安全操作规程,确保施工作业人员的安全。(4)工程机械和车辆经常检查维修,对驾驶人员进行安全意识教育和交规教育,严禁违章开车,各种车辆严格遵守交通规则,确保行车安全。11.3 文明施工措施(1)确保文明施工技术措施加强内业资料的管理。在工程施工中,文明施工的主要内容之一是内业资料的管理,各种资料做到分类合理、齐全,字迹端正,内容详实,手续完整,存放有条有理。施工地段采用封闭的围挡形式,所有围挡均采用武汉市相关部门规定的统一围挡形式和标准来围挡。工地主要出入口设
133、置交通指令标志和警示灯,保证车辆和行人安全。合理安排施工,尽可能使用低噪音设备严格控制噪音。对于特殊设备采取降噪消音措施,以尽可能减少噪音对周边环境的影响。加强施工现场管理,严格按照有关部门审定批准的平面布置图进行场地建设。工程管理部要积极主动的指导施工现场文明施工的实施和管理,以免现场文明施工与施工之间产生冲突。并协助文明施工主管工程师论证文明施工的科学性、合理性、正确性。(2)确保文明施工组织措施建立以项目经理为责任中心的文明施工组织机构,健全各项文明施工的管理制度。结合本工程实际情况,在项目经理部及各作业队负责人中明确分工,落实文明施工现场责任区,制定相关规章制度,确保文明施工现场管理有
134、章可循。加强宣传教育,统一思想,使全体职工认识到文明施工是企业形象、队伍素质的反映,是安全生产的保证,提高员工文明施工的自觉性。结合本标段工程实际情况,落实文明施工现场责任区,制定相关规章制度,项目经理部每月组织一次文明施工专项检查,对照评分,严格奖惩,交流经验、查纠不足。在施工生产和生活活动中,加强对施工人员的文明行为教育。以人为本、科学管理,合理地组织施工生产,保证现场施工紧张而有序地进行。加强各施工队伍之间的密切配合,减小不协调和矛盾的产生。加强现场施工管理,减少对周围环境的影响。12 附件:参数计算12.1 盾构机推力计算盾构始发阶段需要的盾构机推力主要满足以下要求:盾构总推力盾壳与土
135、层摩擦力+刀盘推进力+盾尾的摩擦力+拖拉后配套的力+渣土仓引起的前隔板反力。在武胜路站大里程端盾构始发阶段,盾构上部覆土为(1-2)素填土厚度1.35m、(3-1)粘土厚度3.37m、(3-1a)粉质粘土厚度4.76m、(3-2)粉质粘土厚度3m、(3-5)粉质粘土夹粉砂2.33m。隧道主要穿越4-1粉、细砂穿越厚度6.4m。地质参数均按照4-1粉、细砂地层选取,荷载参数见下表。参数类型外载荷参数备注岩土容重=18.8KN/m3岩土的内摩擦角=150土的粘结力c=27KN/m2覆盖层厚度H=10.6m水平侧压力系数=0.35盾构外径D=6.37m地面外载荷P0=20KPa盾构主机长度L=8.4
136、05m盾构主机重量W=350t经验土压力系数K0=1松动土压(泰沙基公式)计算:其中B1=Rctg(45+/2)/2Ps=162.3 KN/m2计算两倍掘进机直径的全土柱土压:Pq=2DPq=237.1KN/m2盾构上部土压Pv=Px+ P0 (中其Px等于Ps与Pq之中的较大值)Pv= 128.5KN/m2盾构底部土压Pv1=Pv+W/(D*L)Pv1= 302.7KN/m2盾构上部侧压力Ph= PvPh= 90KN/m2盾构下部侧压力Ph1= Pv1Ph1= 106KN/m2平均侧压力Pd=(Ph+ Ph1)/2Pd= 98KN/m2刀盘圆周土压力Pz=(Pv+ Pv1 +Ph+ Ph1)
137、/4Pz=189KN/m2(1)盾构的推力在土压平衡模式下,盾构的推力应包含以下几个部分:(2)盾壳和土层的摩擦力 FM FM=DLPz其中为盾壳和土体间的摩擦系数,根据经验值取0.25。FM=7153.5KN(3)刀盘推进力FBA(4)盾尾密封的摩擦力 Fs1=10KNm(经验值,周向每米密封的摩擦力)Fs1=6.23.1410=194.68KN(管片外径6.2m)(5)拖拉后配套的力FNL(经验值)(6)碴仓土压引起的前隔板反力FSP=170(KN/m2)6.376.373.14/4=5415KN(土仓压力按1.7 bar计算)(7)总推力计算=12911KN盾构掘进过程中,按照理论计算量
138、放大推力系数,取1.2,以15493KN定为设计始发总推力进行控制。12.2 反力架受力验算按照附件一计数据算,盾构机掘进时的总推力约为15493KN,全部推力作用于拼装在管片底部的A1、A2、A3块上(共202.70),反力架与负环管片拼装效果如下图1-33。图1-33 反力架与负环管片安装效果图反力架选用800mm厚工字钢焊接制成的箱梁。截面尺寸如下图1-34。图1-34 箱梁截面图反力架受力分析:=205Mpa=120 Mpa(1)箱梁的截面模量计算如下:(2)反力架受力计算如下:图1-35 立柱和下横梁受力简图南、北立柱和下横梁其受力范围的分析:(计算反力架受力面均布荷载145.74t
139、om/m)A:q1=q2=145.74653.2223.14/(3608.1)=60.59ton/mB:q3=q4=145.74593.2223.14/(3605.84)=79.43tom/m(3)弯矩计算如下:A:立柱所受最大弯矩M1=qL2/8=137.4tonmB:下横梁所受最大弯矩M2=qL2/8=84.66 tonm(4)应力计算如下:=205Mpa(5)结论:根据计算结果显示该反力架完全满足受力要求,不会变形。2、反力架钢支撑的稳定验算反力架斜撑采用609钢支撑。根据实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算:式中:稳定系数 N-轴心压力 A-构件的毛截面积 -钢材抗压强度设计值查规范
140、得稳定系数为:=0.65(1)轴心荷载计算如下:(2)609钢支撑的截面面积(壁厚16mm)如下:(3)稳定性验算如下:(4)结论:反力架的钢支撑稳定性满足始发受力要求。3、焊缝应力计算根据反力架的结构形式,其真正受力的只有斜支撑上的4条焊缝,根据后撑的布置南、北两立柱与底板只是一个连接作用,可当作不受力。(1)斜支撑的受力计算:(2)焊缝的应力计算:(3)结论:根据计算,焊缝处的应力满足始发受力要求。4、法兰螺栓的强度计算根据反力架螺栓设计,采用直径24mm,M24高强螺栓。根据反力架受力的分析,下部横梁所承受的反力较大,所以只需验算下部横梁的法兰螺栓的强度。(1)螺栓的抗剪力:单个螺栓的抗剪力:每个法兰有20个螺栓,因此每个法兰抗剪力:(2)下部横梁所承受的反力:根据理想状态不考虑后撑的反力,(3)结论:根据计算,法兰的螺栓强度满足受力要求。