盾构掘进施工方案.docx

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1、第一章综合说明3第一节施工组织设计编制说明3第二节工程概况5第二章工程重点、难点分析10第一节 项目总体施工组织难度大 10第二节砂卵石地层盾构施工10第三节盾构始发、到达施工11第四节盾构穿越建（构）筑物及管线施工 11第五节盾构穿越河流施工13第六节盾构与现状10号线叠交 14第三章总体部署、主要施工方案及工期计划安排16第一节总体部署16第二节总体目标21第三节施工组织机构21第四节主要施工方案27第五节总体施工进度计划27第四章设备配置情况28第一节盾构机配置情况28第二节其它设备配置情况46第五章劳动力计划、材料计划、资金计划 48第一节劳动力计划48第二节材料计划50第三节资金计划

2、50第六章盾构掘进施工52第一节盾构机的选型52第二节盾构施工准备53第三节 盾构掘进施工工艺流程 55第四节管片进场验收、存放及拼装 100第五节 盾构区间隧道洞内运输及外运弃土的施工方法 105第七章施工监控测量107第一节施工测量107第二节施工监测110第八章风险识别与分析117第一节D4D5区间118第二节D5D6区间118第九章 风险管理措施及实施细则 119第一节风险管理措施119第二节风险管理实施细则123第十章事故应急处理预案128第一节盾构进出洞容易发生的一些透水、坍塌等事故 128第二节盾构推进中建（构）筑物、管线变形过大，沉陷破坏事故 128第三节 掘进过程中突发进水事

3、故 129第十一章 地下管线及周围建（构）筑物保护措施 131第一节周围建（构）筑物、管线概况131第二节周围建（构）筑物、管线等的保护目标 131第三节周围建（构）筑物、管线等的保护责任制 131第四节周围建（构）筑物、管线等的调查方法与内容 131第五节 周围建（构）筑物、管线等民用、公共设施保护方案 132第六节周围建（构）筑物、地下管线保护施工技术措施133第二章工程重点、难点分析第一节 项目总体施工组织难度大本次投标项目为沈阳市地下综合管廊(南运河段)工程，共2个盾构区间， 包括：D4-D5、D5-D6,区间总长度为7180m,工程规模大、施工节点工期紧、质量 和环境保护要求高，如何

4、做好施工筹画，安排好各区间、各工序的施工和相互之 间的衔接，是本工程安全、优质、按期完成的首要任务。施工过程中我们将采取 如下措施：(1)成立以熟悉天津沈阳工程特点、经验丰富的项目经理部，配备公司优秀 青年科技人材，成立国内知名专家顾问组，提供组织、技术、设备、物资、资金 保证。(2)在施工过程中合理配置人员、材料、设备，保证各项工序的顺利进行； 并准备应急预案、抢险设备及物资，加大施工管理力度，保证方案的有效落实。(3)合理布置施工场地，使有限的场地空间能得到最大化的利用；优化资源 配置，充分利用不同工序对某些资源需求的共性特点以及同一工序的作业时间差 等因素，使现场资源配置达到既能够保证施

5、工生产，又防范和避免了不必要的资 源对有限的空间的占用。(4)减少工序衔接时间，防止设备的窝工，加强关键路线各工序的控制管理， 加大机械设备及物资等资源的投入。(5)设立阶段性里程碑工期目标，开展劳动竞赛，以实现阶段性里程碑工期 来确保工期目标的实现。第二节砂卵石地层盾构施工区间隧道需要穿越砂卵石地层，采取的主要技术措施如下：(1)做好盾构机选型，选择适合该地质的盾构设备。(2)采取适当措施提高盾构设备相关部件的耐磨性及其工作能力。(3)做好渣土改良试验，选择有效的添加剂，通过试验和检验得出有效的渣 土改良配方。(4)选择合理的盾构掘进参数，做好技术交底和人员管理控制等工作。(5)加强施工监测

6、，提高信息反馈速度和准确性，切实做到信息化施工。(6)加强掘进期间盾构机的维护保养工作，保证盾构顺利掘进。103、洞内排水隧道内施工时，掘进上坡地段采用自然排水，反坡地段将施工水及地下水汇 集于区间隧道最低处，设一暂时污水泵站，用污水泵抽出经排水管排至竖井底集 水井内，再由集水井抽入地面沉淀池内，最后排入市政污水管网。排水管选用小 100钢管。泵房水池建成后，将施工废水及地下水引入池内，泵至地面污水管网。隧道内管线布置见“盾构隧道管线布置图”。盾构隧道管线布置图4、通讯系统通讯采用一台程控交换机，在盾构机控制室和项目经理部各主要部门和岗位 上设置电话，以便信息及时传递。第十四小节盾构机的维修、

7、保养1、盾构机管理组织机构为确保盾机安全、快速工作，我公司实行以机械副经理为主的设备管理体系, 下设机电副总工程师，对各系统实行工程师负责制，将从全公司抽调有技术、有 经验的机械工程师、状态监测工程师组成盾构设备管理体系，并成立主机组、电 气组、液压组、刀具组、后续设备组和状态监测组，负责盾构掘进机的管、用、 养、修工作。97组织机构如下图:机械副经理“机由副总工程丽机械工程师，机械工程师，主状态监测工程师“同时为了保证盾构施工顺利进行，建立盾构施工技术支持系统。由创造商专 家指导培训小组、公司技术开辟部盾构施工技术研究开辟小组、公司机械物资部 盾构机使用维护小组以及外聘专家教授组成强大的盾构

8、施工技术支持系统，为现 场盾构施工提供技术咨询、处理疑难及突发问题。2、维修、保养工作人员安排(1)每台盾构掘进机设立一个盾构维修、保养综合组，负责盾构主机、电气 和液压方面的维修保养工作。(2)盾构操作司机设置6人，辅操作手设置6人，其主要任务是负责盾构施 工操作，同时负责盾构设备的例行保养工作。(3)后续设备操作人员设置22人，其主要任务是负责设备操作，同时负责 后续设备的例行保养工作。(4)每台盾构掘进机的后续设备维修、保养人员设置12人，负责后续设备 的养护修理工作。3、维修、保养制度(1)对盾构掘进机的维修保养人员进行培训，经考试合格后，持证上岗。(2)实行岗位责任制，实行定人、定岗

9、。每日规定4小时对盾构掘进机进行维修保养，主要是清洁、润滑、检查、 养修。(4)实现日常保养及定期保养。98(5)依盾构创造商提供的盾构掘进机维修、保养说明书进行维修保养。(6)积极推行现代修理新工艺、新技术，提高零部件修理质量和维修精度， 降低维修成本。(7)每月对盾构掘进机各系统进行评审，对管、用、养、修各环节状况进行 充分评审，总结当月设备管理状况，提出相应措施，下达下月维修保养计划。(8)建立盾构掘进机维修保养记录表，实行表格化管理，维修人员将每次发 生故障的情况、原因分析及维修方法和维修结果记录在记录表上，以便进一步采 取措施，降低事故发生频率。(9)维修保养人员严格按操作规程操作，

10、杜绝野蛮施工，保证设备及人员安 全。4、盾构机状态检测盾构机的状态检测是由盾构机上的数据采集系统来完成的，它可以“记录、 处理、存储、显示和评估由隧道施工机械产生的所有数据”，所有记录下来的测 量值都以曲线图形式显示在测量数据采集PC机显示器上，操作司机可以根据显示 器上的数据分析出各机构的状态。5、配料供应川崎盾构技术实行终身售后服务，保修期为12个月或者2000小时，新机到 达后，随机附部份常用易损件，供维修使用。保质期满后，按出厂技术要求和 维修保养规范，预定部份易损件和刀具，以保证盾构设备处于完好状态，而不 影响施工生产。为保证配件供应，设置一位机械工程师和一位状态监测技术人员，全面负

11、责 配件购置，提前做好设备监测，正确掌握盾构机的状况，准确提供配件件号，及 时组织供货，保证零配件及时到位。建立完善盾构掘进机配件管理制度；建立高效完备的盾构掘进机配件供 应系统。6、盾构机刀具更换及保养盾构机刀盘是幅条式结构，几十把盘形刮刀以螺旋线布置在幅条上，能够全 断面开挖围岩。刮刀设计成背装式，实现在泥土仓内对损坏的刮刀进行更换，消 除了到盾构机刀盘前端维修保养刀具的惊险。切割刀对称安装在幅条的两侧，刀 盘用螺栓、螺母固定，可以更换。99定期检查、保养刀具，保证油脂润滑，刀具损坏后及时更换。第四节管片进场验收、存放及拼装本合同段隧道的管片外径6000mm,宽度1200mm,内径5400

12、mm,壁厚350mm, 为预制钢筋混凝土管片，每环由三个标准块A、两个邻接块B、一个小封顶块K共 六块，错缝拼装而成。预制衬砌钢筋混疑土标号C50,抗渗等级P10,衬砌纵环向 联接螺栓均采用5.8级的M30螺栓。螺栓孔防水采用密封圈，衬砌环缝及纵缝间 防水采用水膨性弹性密封垫。本合同段衬砌管片由甲方供应并运送到我方指定材料堆放场地，我公司负责 管片的洞外、洞内运输及拼装。第一小节管片进场验收对运输至现场的每块管片进行验收，检查内容包括：1、管片出厂合格证。出厂合格证内容为：委托单位、区间工程名称、合格证 编号、管片型号、生产日期、混凝土强度等级、混凝土抗渗指标、管片检漏指标、 钢筋分项质量评级

13、、管片厚度、防迷流指标、制表日期、监理及检验人员盖章等。2、生产龄期达到28天，管片强度达到设计强度的100%。才干出厂。3、管片无缺角掉边，无麻面露筋，表面密实、光洁、平整。4、管片预埋件完好，位置正确。5、管片型号和生产日期的标志醒目、无误。管片要求统一进行分类标号。在 每一块管片的内表面的统一位置铸上生产日期、类型、编号等。6、单块管片检验符合质量标准。第二小节管片的存放与运输加强堆放与运输过程中对管片的保护，防止管片边角损坏。1、管片存放运送至现场的管片按生产日期及型号罗列整齐堆放在暂时存放场地上，存放 场地采用20cm厚C15碎进行硬化，暂时场地堆放量满足20环衬砌管片的存放。 管片

14、搁置于柔性垫条上，垫条厚度一致，搁置部位上下对应。管片侧立堆放整齐，堆放高度不超过3层。并堆成上小下大状，以防倾倒。2、管片运输管片在吊运堆放，装卸运输时由专人指挥，防止碰撞损坏。100管片运输采用有专用支架的运输车辆，运输过程中管片内弧面向上平稳放置。 在同一车装运两层管片（不超过两层）时，管片之间附有柔性材料的垫料。第三小节粘贴防水橡胶密封垫在橡胶密封垫和防水槽内均匀地涂刷单组份氯丁-酚醛胶粘剂02遍，待粘 接剂初干后（不拉丝，不粘手），将密封垫置入槽内，最后用橡皮锤敲击使其充 分粘贴。粘贴时，须四角平整服帖，并防止浮贴，以防在下井吊运和拼装时，密 封垫的错位或者脱落，造成拼装艰难甚至防水

15、失败。弹性密封垫涂胶与粘结注意事项：管片表面干燥，雨天施工有防雨措施；密封垫表面遇水膨胀橡胶遇到水和潮 气会膨胀，故逢雨天或者梅雨季节，覆盖塑料薄膜或者在表面涂缓膨胀剂。为适 应施工条件，拱底管片的密封垫露于沟槽的表面涂刷缓膨胀剂三度。涂刷要求 如下：1、密封垫沟槽内涂满，防止漏底；2、涂胶凉置1015min,手指触摸不粘时套入密封垫，整个密封垫表面在一 个平面上，防止歪斜扭曲；3、丁晴软木橡胶衬垫板粘贴时，其表面和碎表面分别涂胶，不得脱胶、歪斜， 注意在螺栓孔位置设大于螺孔的空洞；4、弹性密封垫粘贴质量将直接影响隧道的防水质量，选派责任心强的员工从 事此项工作。对粘贴质量不好的管片一律返工。

16、此项工作拟安排专职质检员进行 检查。第四小节管片拼装管片由始发井口 45t龙门吊自暂时堆放场地吊放在井下的管片运输平车上， 运至轨道最前端。1、管片起吊、挪移、就位用管片吊机将管片从运输平车上吊起，转90度送至堆放平台上，用管片时吊 机吊起管片挪移至盾尾，拼装时，管片机从下向上次序安装管片。待底部管片就 位后，挨次拼装两侧的标准管片和邻接管片，最后安装封顶管片，封顶块搭接其 长度的1/2 （进出洞处特殊环衬砌先搭接1/3）,径向推上，然后纵向插入成环。 安装机尽量居中安装，以减少接缝浮现错台，保证拼装质量。2、连接螺栓101管片就位后即将安装并拧紧螺栓，以固定管片位置，控制接缝张角。管片拼 装

17、成环后再拧紧一次，待推出盾尾至10环时再复紧一次。3、千斤顶控制为既能安装管片，又能保持千斤顶对工作面的推力，采取安装哪个部位的管 片，就收回该部位的千斤顶，管片安好后，千斤顶即将顶紧该管片，其余千斤顶 维持工作状态。这样可以保持工作面推力，盾构不致后退。4、管片拼装工艺流程见“管片拼装工艺流程图”。管片拼装工艺流程图5、管片拼装质量控制(1)拼装技术1)对于盾构推进，第一环的拼装质量对于整条隧道的拼装具有基准面的作用, 因此严格控制第一环管片的拼装质量使之达到规定的要求。第一环管片是在工作102 井内负环之后拼装，拼装工作在井内的盾构基座上进行，拼好的管片高程、方向、 坡度均容易控制，第一环

18、管片拼装的质量标准：直径偏差10mm,环面不平整度 5倍洞 径，1次/7天； 变形速率5mm/d, 2 次/天；1 5mm/d, 1 次 /次；0.51mm/d, 1次/2天；7天；数据 分析确定沉降 基本稳定后，1 次/月应在施工降水前或 者开挖前一周进行初 始观测，在距隧道开 挖工作面前方Hi+D （H为隧道埋深，D 为隧道高度）距离处 开始监测，至施，完 成后2个月或者建 （构）筑物趋于稳定（地表沉降速度1mm/30d 建（构） 筑物沉降速度为1 4mm/100d）时停路 面 沉 降隧道轴向10 米布置1个 测点,每40 米设1个监测断面，每一， 横断面布置 7-11个测点水准 、仪1m

19、m隆起 10mm 下沉 30mm 5mm/d护构 支结管 片 衬 砌 拱 顶 沉 降布设在隧道 底部及顶部，沿隧道方向 每10环管片 设1个监测 断面，盾构始 发和接口部 位应设有断 面水准 仪1mm20mm 3mm/d管 片 衬 砌 净 空 收测点设于拱 腰处，断面位 置同上收敛 计0.06mm20mm 3mm/d敛管 片 内 力在应力变化 较大或者地 质条件较差的 部位，各布置 1 2个主测 断面，每一个压力rfri, 频率 接收仪0.15%FsF20.8 尸2=钢 筋抗拉 强度/ 实测拉 应力围岩 地质 体地 下 水 位断面3个点 地下水位在 盾构始发、到水位 计5mm112各类建造物允

20、许倾斜或者沉降值113建造物结 构类型地基土类型备注中低压缩性土高压缩性土砌体承重 结构基础 的局部倾 斜0. 0020. 0031 .以上数值为建造物地基实际最终变形允许 值。2 .L指相临柱基的中心距离(mm)。3 .H指自室外地面算起的建造物高度(m) o4 .倾斜是指基础倾斜方向两端点的沉降差与 其距离的比值。5 .局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6rom 内基础两点的沉降差与其距离的比值。6 .如有关部门对建造物的沉降有特殊要求 时，以其要求为准。工业与民用建造物相邻桩基的沉降差砌体墙填 充的排桩0. 0007L0. 001L框架结构0. 002L0. 003L当基础不均匀沉 降时不产生

21、附加 力的结构0. 005L0. 005L高层或者多层建造物的整体倾斜H24m0. 00424VHW600. 00360H1000. 002体型简单的高层建造基础 的平均沉降量(mm)200高耸结构基础的倾斜：H20m0. 0080. 00820H500. 0060. 00650H1000. 0050. 005100H1500. 0040. 004150H2000. 0030. 003200H2500. 0020. 0023、测点布设及监测方法测点布置见“区间监控量测断面测点布置图”。区间监控量测断面测点布置图(1)地表隆陷监测对开挖面周围的地表进行隆陷监测，并分析其变化规律，反馈到盾构机，通

22、 过优化掘进参数进一步控制地表变形。监测点的合理布置、监测数据的精确可靠 是控制地表隆陷的关键。1)测点布设沿路线方向每隔一定距离布设一个监测横断面。在监测横断面上沿垂直于线 路中线的方向在地表设48个测点，间距d=58m,测点数量及间距可根据埋深 大小及地质情况具体选定。测点顶突出地表5mm以上，注意保护测点不被破坏和 人为移位。2)监测方法采用全自动电子水准仪和锢钢尺等高精度仪器进行地表隆陷监测。可根据施 工条件和隆陷情况增加或者减少观测次数，随时将地表观测情况报告给施工人员。(2)地面建构筑物监测对盾构隧道施工影响范围内的地面建构筑物进行位移和倾斜等变形监测，控 制其变形在安全范围以内。

23、1141）测点布置在每幢建造物的每一个角上分别设置12个沉降和倾斜观测点。2）测量方法采用全站仪、自动电子水准仪和锢钢尺进行测量，在盾构机开挖面附近每天 观测一次，每周进行一次后期观测直至沉降稳定。当测量值较大或者监理工程师 有要求时，需增加观测频率。（3）地下管线监测施工影响范围内地层不同程度的沉陷，可能会引起地下管线的变形、断裂而 直接危及其正常使用，甚至引起灾难性事故，因此需对地下管线进行严密监测。1）测点布设沿隧道轴线施工影响范围内的主要管线上方地表纵向每隔5m布设一个测点。2）监测方法采用全站仪、自动电子水准仪和锢钢尺进行测量，在盾构机开挖面附近每天 观测一次，每周进行一次后期观测，

24、直至沉降稳定。（4） 土体垂直水平位移监测1）测点布设每30米设一个断面，在隧道中线顶部地层中各布设一个垂直位移测孔，两侧 各布设一个水平位移测孔。2）监测方法采用水准仪、分层沉降仪和沉降管等对垂直位移进行监测，采用倾斜测试仪 和测斜管对水平位移进行监测。（5）地下水位观测根据工程勘查资料，沿线的潜水面普通都比较浅。对水位的监测目的是防止 隧道施工期间漏水现象的发生，监测对象有两个，一个是深层微承压水的变化， 一个是浅部潜水的变化情况。1）测点布设浅部潜水，原则上是每隔50m设一水位监测点。而对深层微承压水，测点为200300m设一测点。2）测点的埋设浅部潜水采用洛阳铲或者螺旋钻打一个34m深

25、的孔，然后放入水位管并填 入115 砂土，加盖保护。深层微承压水采用30m钻机钻孔直径100mm,孔深12m,在孔中放入直径53mniPVC水位管，水位管下部用滤网布裹住以利于渗水。钻孔完成后，将水位管 放入孔中，孔的四周的孔隙回填中砂，并将管顶用盖子封好。3）监测方法在水位管埋好后一周，隧道施工之前，读取各测点的水位初值，在隧道施工 中以后，每天读取隧道盾构通过地方的水位变化值，在隧道盾构通过的测点，每3 天测量一次。如遇水位变化比较大，则增加测量次数。（6）衬砌环变形监测1）测点布置每10环管片设1个监测面，每一个监测面布设5个测点。测点采用贴片固定 在管片内侧（不破坏管片），其布置见“量测主断面测点布置图”。2）监测方法采用全站仪进行三维监测，注浆后3天内2次/天，3天10天1次/天，10 天后1次/2天，1个月后1次/周。量测量/断刷面测点布置图图116为保证盾构周边建(构)筑物及管线的安全，施工中将采取以下施工措施：(1)成立由项目经理、技术、监测等人员组成的保护小组。(2)事先对建(构)筑物情况调查清晰，制定并论证保护方案，严格按方案 实施。(3)施工过程中，对周围管线及建造物进行全方位、全天候的监测，实行信 息化