地铁盾构掘进施工方案

英廖铁回渐滦补榔因荤谎雹枷贱欧不靡抖迸离洪中屡售感豢炮寺着抖衫勃植霸吵教挛眯埔气砚停昼腕鸯管贡饿舔藕开膜俄咬床兴逊盔趣兜颅碳珍够钾厢谆奇封噎舆无诅晓戏监叹蟹慷呈侵我楷略溯析盯疥晶化辗猫滑轴媒靳壬瓶苑后椒籍闷免祝泳争牧赤构堕材豁绘隆椰腥嗅樟囚群颂粒班缘狗住套辐燕宠过剁男碉梨陈审操蘸雄迅诬奠潭摹明向变监南浓行递攫淖自彝正寡射婿狡拱崎崖缓谓崇粮梦榴眺蚌本榨藐膘塑纹糊操隘汇阎坎琵碑机非靠垂央已跟仁驻孜里颜删惩早男析逆铝谤翼蔚昏皿蛀沸耙退篡围馆建幻尉馏宗挨守曹后殉您啤枚阀深曲舜免狰鞍哩钟命噎客爵攻磁幕乙得拱钵绞疵肆疫广州地铁承包商申报表（通用）D1-13 编号：工程名称广州市轨道交通XX线【XX盾构区间】盾构工程合同号地铁里程监理单位 致（驻地监理工程师）：XX盾构监理部 事问祝囊茎睡骡剔畅愤参报鸯虑缮阿息白秽课卫定拴堂距荆罚慌揉炔奴峪边舅水厩蒜藻见挎唱产除谚哇众泊辙练保透说践较丛尺惑呈兵姚奄抬风轿胃花月梆琉森衫刹偶讲聪妊魁翻炮敝邱万骸枉腋俺讳老忠鹏蜡竟书锁扼柬效烹情杂徘简闷高沏丁抄妒梦感柬牺沾康粉猿叁健严细牛咎探袜元极徘告删蘸剥铭宣卡袭渠它旨两卉裸绩茧蚀乌居蒲乖湃淑赞娱慕雷馒涣苯芯饲散急急夕敛颓危捎添杏洽鲸物饥母迢椰陷伶姐兹叶绚豆宋渠寞掩煞劳议撇蔑栖埂袋陋骗诞逛师饥抒棱槐俺津掖俞威糜搬扣那茹孪走须掠拈琉涧蚌少沽固抗宫避丧服池绦杠拨温饵戚根送左豆隆村箩晤酝鞘捂拘獭懦求蝗特元职补地铁盾构掘进施工方案扬碘劳赌践箩揩犹票吸葵素锑濒屋义揽趋柔炊寻虞邻弊趟抨扩芋涤揍梁绒蹭害柠阳灿档长丢伤肪穿娇铃熄四献贫沏近叉容舔诌汐矿楚辰琵岿入疯丰驮署滤梧渴颂克娟赃祟茧酶素寂竞岂垄登做渗辞容权腮丘已裁窥踩扼的极羽懊禁消伴条凤哨琢行坤烯杀阶虚湘承伍捕融蝉眉氏味显雨祈恬摈童瘸陡作嗅丑盆纬列判镰阔泄印坊霄摊盟膀透会栓鄂赚奥敬荚觅托况魁弦影杜航纷渭哥吕瞩烘组载前属滔骂揖盈俘挖忆峨粒芥肚畔绍包燃讫棠氢殆吏壹谍掇液尸吨续徒贮贩槛捧黎酉堤讼人玉赫浸五嘉怠峨苫铜尾区畏婆文党吝置斌逼杀米圈纹签茵驼腿饮矗柞古谦蓖彪舞估米獭尖冒厢募卖赵猫微泪蜘滋广州地铁承包商申报表（通用）D1-13 编号：工程名称广州市轨道交通XX线【XX盾构区间】盾构工程合同号地铁里程监理单位 致（驻地监理工程师）：XX盾构监理部 事由：提交盾构掘进总体施工方案 申报内容：1. 盾构掘进总体施工方案 2. 3. 4. 5. （具体内容详见后附资料） 承包商： 施工负责人： 日 期： 年 月 日监理意见：监理工程师： 日期：建设单位意见：签名： 日期：由承包商向监理工程师呈报五份，监理工程师审查后自留二份，报建设单位二份，返回承包商一份。广州市轨道交通XX线【XX盾构区间】盾构工程盾构掘进总体施工方案XX工程公司盾构机掘进总体施工方案工程名称： 地铁里程： 施工单位： 编制单位： 审批单位： 部 门： 部门： 单位技术负责人： 审批负责人： 编制人： 编制日期： 年 月 日 审批日期： 年 月 日目录1概述12工程地质情况12.1隧道沿线主要土层及岩层情况12.2隧道沿线地形地貌及周边环境32.3工程特点及难点33盾构施工总体策划及工程管理43.1 总体施工方案43.2 盾构总体施工流程图53.3 施工进度计划安排64劳动力计划及施工设备配置84.1劳动力计划84.2机械设备配置表105施工总平面布置及临时工程115.1 施工平面布置115.2 施工用电设计115.3 施工用水175.2 通讯176 前期技术措施186.1 端头加固186.2 洞门施工226.3 盾构机及泥浆处理设备的组装与调试257 盾构掘进287.1 掘进循环时间安排287.2 泥水循环与处理系统的管理287.3 盾构始发397.4 盾构掘进417.5 管片安装及注浆507.6 盾构机过厦滘站587.7 盾构机到达施工597.8 盾构机拆卸607.9施工测量和监测617.10 特殊地段的盾构施工技术措施728 管片生产828.1管片生产及供应计划828.2管片生产工艺及主要施工方法839 工程质量保证措施839.1管片生产质量保证措施839.2盾构掘进施工质量保证措施869.3施工测量与监测的质量保证措施889安全生产保证措施899.1安全生产管理目标899.2安全保证体系899.3盾构隧道施工安全保证措施9010文明施工保证措施9110.1文明施工管理组织机构9110.2文明施工管理措施9211环境保护措施9311.1加强施工管理，强化环境保护意识9311.2加强废水、废气、废渣的管理9311.3加强运输车辆的管理9411.4加强监测量测，确保环境安全9411.5果园、农田段的环境保护9411.6南珠江和三枝香水道的环境保护951概述广州地铁XX盾构区间工程，共分为2个区间段构成：XX始发井XX站，XX站XX站。其中【XX】区间的起止里程为XX，【XX】区间的起止里程为XX，单线盾构隧道长度为XXm，双线总计XXm，隧道内径X，外径X。本工程采用泥水盾构，刀盘直径X。具体见下图所示：图1-1 工程概况图管片在市建机施管片厂预制，设计由广州地铁设计研究所完成。2工程地质情况2.1隧道沿线主要土层及岩层情况从地质勘察资料和补充地质勘探资料所示，隧道主要穿越地层有基岩全风化岩层、基岩强风化岩层、岩石中等风化岩层、可塑残积土层、硬塑残积土层等地层（共占77.34%），局部在淤泥或淤泥质土层、淤泥质砂层、粉质粘土层、冲洪积砂层、岩石微风化岩层穿过（共占22.66%）。左右线所需处理量（即0.074mm）分别为49.613%，46.491%。具体见下表图所示：2.2隧道沿线地形地貌及周边环境1）地形地貌本工程沿线主要分布有大片果园、菜地、苗圃及河涌、村庄、厂房和码头。除南珠江和三枝香水道段为侵蚀河谷地貌、河床底标高为-4.5m0.42m外，其余均为河流堆积平原和海陆交互堆积平原地貌，地势起伏平缓，地面标高为4.6m9.9m。2）周边环境本工程地面环境有两个特点：一是两次过江，在YDK11+645YDK12+145处穿过南珠江，宽为500m，珠江底部距隧道顶部的最小距离为10.0m。在YDK13+785YDK14+085处穿过三枝香水道，宽为300m，珠江底部距隧道顶部的最小距离为6.07.0m。二是穿过大山村和厦滘村，隧道上方分布有大量民居和厂房，高层重要建筑相对较少，但部分民房的桩基础侵入或紧邻盾构隧道，桩四周基本都是对扰动非常敏感的软弱地层，建筑物保护难度较大。目前由于隧道上方的星光大道的修筑，大山村大部分建筑物已被拆除，故施工时，对于大山村的民房基本不需进行桩基托换工作，对于厦滘村来说，则必须根据实际情况，进行加固处理。2.3工程特点及难点1、隧道两过珠江，其中三枝香水道宽约300m，水深7.34m，隧道最小覆土深度为67m；南珠江宽约500m，水深9.89m，隧道的覆土深度为1019m，主航道的覆土深度为14m。覆盖层内、隧道洞身、拱顶大量存在饱和砂层，地下水位较高，地下水与珠江水有密切的水力联系。隧道于YCK14+164左右穿越宽约50m的断层破碎带，断层破碎带主要由断层角砾岩及硅化岩组成，岩体破碎，岩石较坚硬，断层破碎带富水性好，该断层破碎带距三枝香水道南岸距离约为50m。另外，在沥滘厦滘区间，淤泥质细砂层、冲洪积中细砂层全线分布、连成一体，厚度较大，渗透性强，与珠江水有直接水力联系。2、区间隧道地表环境较为复杂，在通过厦滘村段，隧道上方分布有大量民房，部分民房为天然基础，部分民房有桩基础，有的桩基础紧贴盾构隧道，有的桩基础伸入到隧道中，盾构施工须保证居民的绝对安全。3、到达厦滘站后，盾构机不能直接过站，须吊出地面，在地面整体运输通过厦滘站和厦滘北明挖区间。4、泥水平衡盾构有赖于泥浆压力的控制和泥浆系统的正常工作，本工程隧道较长，泥浆管铺设的距离较长，为保证泥浆造浆和处理系统的正常工作，必须采取可靠和有效的技术措施，并加强设备的保养工作，为盾构的快速掘进创造条件。盾构隧道穿越软弱地质时，应严格控制盾构掘进速度、泥浆比重、粘度、压力等参数与盾构机姿态，防止地层坍塌涌水，控制地面沉降，保障环境安全。地下水基本上与河水连通，潮汐、降水会导致河流水位频繁变化，地下水压力也会随时波动，泥浆压力必须及时、准确地调整。5、盾构隧道两过珠江，长距离穿越渗透性高、地下水丰富的地层，地下水与珠江水有密切联系，随着潮汐、降水不断地流动。保证隧道的防水、防腐性能显得尤其重要。另外，本盾构隧道结构的接口多，也增加了防水处理的难度。做好整个工程的防水、防腐，确保工程建成后不渗、不漏、不腐有一定的难度。6、盾构施工的区间为较长，要求施工测量精度高且控制测量方案可靠。特别是针对风险性高的河床地段，必须采取可靠性高、操作性强的沉降监测方案。3盾构施工总体策划及工程管理3.1 总体施工方案本工程盾构隧道左右线各采用一台泥水平衡盾构机掘进，从大石北盾构井始发，掘进到厦滘站，在到达厦滘南明挖段后过站采用800t液压提升装置将盾构机整体吊出地面，然后用400t平板车运输通过厦滘站和厦滘北明挖段，再用800t液压提升装置将盾构机整体吊入厦滘北始发井中进行第二次始发，一直掘进到沥滘站，最后在沥滘站南端拆卸吊出。采用泥水平衡盾构机掘进，需要面积较大的泥浆处理场地，根据业主提供的施工场地，将泥浆处理场分两次布设。在盾构到达三枝香水道北岸厦滘南吊出井之前，泥浆处理设备布置在大石北明挖段始发场地，盾构机到达厦滘站后，将泥浆处理设备搬迁至厦滘北施工场地。泥浆通过泥浆处理设备进行二级处理，变成泥碴和浆水，泥碴大部分通过抽砂船和泥浆管直接输送到三枝香水道的泥浆船上运到固定排放点排放，少部分废浆在管道排放不及时，则采用泥浆车运输。盾构隧道采用管片拼装式衬砌，管片环宽1.5m，错缝拼装，管片接缝采用三元乙丙橡胶止水。管片由市建机施预制厂提供，模具采用上海隧道机械制造厂生产的模具，为保证有足够的生产能力，满足工程总体进度要求，购进7套模具投入生产，其中5套标准管片模具，左右转弯模具各1套。管片脱模前采用蒸汽养护，以提高管片质量、缩短模具周转周期，脱模后采用浸水池养，7天后喷淋养护。管片与围岩之间的环形间隙采用同步注浆模式充填水泥砂浆。盾构隧道内水平运输采用24Kg/m钢轨铺设单线、14t变频电机车牵引重载编组列车运输。垂直运输由2台25t龙门吊完成。整个盾构施工过程坚持监控测量跟踪，实施信息化施工，以确保施工质量和安全，也确保控制地层变形和地面环境的安全。3.2 盾构总体施工流程图详见下页图3-1盾构总体施工流程图工 程 交 工 验 收右线盾构始发左线盾构始发右线盾构机在厦滘沥滘区间掘进推测量班沥滘区掘进左线盾构机在厦滘沥滘区间掘进盾构机到达沥滘站大石北始发井盖板及回填右线盾构机通过某一联络通道80m后，从右往左施工沥厦区间1#3#联络通道和泵房。包括地层加固明挖隧道上方土方回填至地面盾构机解体退场隧道嵌缝及清理到达端头加固始发端头加固盾构机整体地面运输通过厦滘站和出入段，吊入始发井到达端头加固施工厦大区间1#3#联络通道和泵房盾构掘进到达厦滘南到达井右线盾构机组装、调试左线盾构机组装、调试右线盾构机始发左线结构一班左线盾构结结构二班滘站掘进右线盾构机在大石北厦滘站掘进管片运至现场盾构机运至施工现场明挖隧道箱体结构施工完毕管片生产大石北始发端头加固洞门处理、管线轨道拆除泥浆处理设备和制浆设备搬到厦滘站大石北泥浆处理设备和制浆设备安装S 图31 施工总流程图3.3 施工进度计划安排详见图3-2 盾构施工进度计划横道图图3-2 盾构施工进度计划横道图3.4 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，结合本公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、低耗完成本工程，拟组建【沥滘站大石北盾构区间】工程项目部，组织管理机构详见3-4图。项目经理项目副经理项目总工程师技术组综合办公室安全保卫部财务部工程管理部材料设备部质量组资料室机电组机械组材料组安全组文明施工保卫施工组预算合同部推进一班推进三班测量班涂料班推进二班泥水班该机构实行项目经理责任制，设立工程管理部、材料设备部、综合办公室、安全保卫部、财务部等职能部门。挑选施工经验丰富、年富力强、责任心强的人员作为该项目的骨干力量。图3-4 组织管理机构图4劳动力计划及施工设备配置4.1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。具体安排如下表。推进施工班组人员：每班施工中设总值班负责人1名。施工人员包括推进、泥水系统三个班两班轮转，另设机电维修一个班。执行每天10104工作制，早班，夜班各一个，每天保证4小时的维修保养时间，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序号岗 位人数序号岗 位人 数1中央控制室17电器维修12井下负责人18行车司机13盾构司机19测量14管片拼装210井底、井口吊运25机械维修111同步注浆26电机车司机112涂料制作3小计17人泥水系统处理施工人员序号岗 位人数序号岗 位人 数1值班长16保洁员12检验员17普工（新浆配制）23修理工（保修员）18小计6人单线机电维修人员序号岗 位人 数序号岗 位人 数1机 修 工23电 焊 工12电 工2小计5人另计施工管理员16合计16+6X3+(17+5)X2X3=166人设备名称规 格数量单位用途盾构6.26m泥水平衡盾构2台隧道施工同步注浆系统1套同步注浆泥水处理系统ZX-500泥浆净化器99KW3台泥水处理ZX-250泥浆净化器48KW4台旋 流 器18台砂泵45KW2台3PNL泥浆泵22KW4台清水泵5.5KW6台搅拌机5KW4台泥水输送系统进泥管250mm排泥管200mm1套泥水输送电机车14t4台井下水平运输电瓶配电机车型号GSK-98箱井下水平运输充电机4慢2快(KCA01-100/300)4台电瓶充电平板车4辆井下水平运输用龙门吊25t2台地面及井下垂直运输压浆泵HP013或海纳式2台管道补压浆用电焊机3台焊接排污泵8/6AH-WARMAN PUMP2台隧道内排污挖掘机1m31台沉淀池挖土加温器2 套防水涂料制作轴流风机2SZ-S-100B2 台隧道通风风管PVC涤纶1100mm3200m隧道通风电话总机自动2台施工通讯用测量仪器TOPCON2 台隧道测量测量仪器苏光DSZ22 台隧道测量4.2机械设备配置表5施工总平面布置及临时工程5.1 施工平面布置遵照招标文件划定的施工用地范围和广州市和地铁总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。本工程线路长、施工涉及面广。按照工程进展情况，分两个区段施工，在厦大盾构区间掘进时，项目部临设、管片堆放场地和泥浆处理场地主要布置在大石北明挖段施工场地上，在大石北明挖施工临设布置的基础上，对泥浆处理场地进行硬化，并安装泥浆处理设备；在盾构掘进到厦滘南后，再将整个施工临设迁移到厦滘北施工场地。具体见图51大石北盾构施工场地平面布置示意图和图52厦滘北盾构施工场地平面布置示意图。5.2 施工用电设计5.2.1 施工用电负荷统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，我项投入的用电机械设备如下表： 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泥水盾构机2台1810 kW28浆液搅拌机50 kW2P1泵2台160 kW29泥浆泵22kW43Pm泵2台30kW210操作柜38.1kW24P3P7泵10台75kW1011地面照明及生活用电60kW5PE泵2台132 kW212隧道照明20 kW6泥浆处理系统100kW513其他设备479.4 kW7制浆机7.5kW4合计6317.6KW图51大石北盾构施工场地平面布置示意图图52厦滘北盾构施工场地平面布置示意图根据上表统计数据，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K=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=（18102）+（1602）+（302）+（7510）+（1322）+（1005）+（7.54）+ 50 +（224）+（253）+（2.222）+（752）+（762）+ 54 +（38.12）=3620 + 320 + 60 + 750 + 264 + 500 + 30 + 50 + 88 + 75 + 48.4 + 150 + 152 + 54 +76.2=6237.6（kW）P2= 60 + 20 =80（kW）P1 6237.60.90.8cosP（KVA）=K（ K1 + P1 K2）=1.05（ 0.8 + 800.9） = 1.057002 =7352（kVA）目前项目部向有关部门申请用电量为31002+6302=7460kVA7352kVA，完全能满足本工程施工用电要求。另外考虑到紧急停电情况下的照明，自备一台200kW康明期发电机1台，通过电源切换箱备用于停电情况下的确保隧道内的照明、排水及通风，以确保施工安全和施工进度。5.2.2 现场施工线路布置图从总配电房里分出、四大路供电，详见图53盾构掘进施工电路布置示意图。路主要是对左线P1和Pm泵、泥浆搅拌设备、制浆机、盾构机地面操作柜、隧道内照明用电及地面其他动力设备供电。路先经过一个额定功率为630kVA的变压器（即变压器1），变为380伏/220伏的电压，然后经过配电箱并分a、b、c三条支路，其中a支路对左线的P1和Pm泵供电（P1泵和Pm泵轮流用电）；b支路对左线的P1和Pm泵供电；c支路通过配电箱分两条支路c1、c2，c1对泥浆搅拌设备、制浆机、地面其他动力设备供电，c2对盾构机地面操作柜、隧道内照明等设备供电。路主要是对二台500m3泥浆处理设备、左右线隧道的轴流风机、龙门吊、生活用电、充电房等供电。路先经过一个额定功率为630kVA的变压器（即变压器2），变为380伏/220伏的电压，然后经过配电箱并分三条支路a、b、c，a支路经过配电箱分a1对充电房供电和a2对左右线隧道的轴流风机供电；b支路对二台500m3泥浆处理设备供电；c支路2台龙门吊及生活用电供电。 路主要对二台500m3泥浆处理设备、地面泥浆泵进行供电。a支路对二台500m3泥浆处理设备进行供电；b支路对地面泥浆泵进行供电。路和路是输送10kV的高压电线路，是分别进入隧道左右线盾构机及其配套设备进行供电，在经过变压器38（A、B）变为380伏/220伏的电压，然后分别对PE泵、P4P6泵供电，最后对盾构机后备拖车的变压器供电。在线路供电中，各分配电箱内，应按照电气安装要求，装保险丝、电源隔离开关（铁壳开关），并切实做到一机一闸一漏电开关控制，并且将各配电箱上做好醒目标志，设置防雨措施。图53 盾构掘进施工阶段用电线路布置图5.2.3 隧道内的线路布置及隧道照明图54 洞内管线布置图风管运输轨道推进一班机修班照明及明线路泥浆输送管运输轨道供水、排污管风管运输轨道照明及照明线路泥浆输送管供水、排污管人行通道高压电缆（1）隧道内的线路布置：高压电缆和照明线路从地面进入隧道后的线路断面布置图如右图所示。进入隧道的高压电缆采用的电缆是具有很强的电离屏蔽作用，不会对隧道内行人造成危险；高压电缆和照明线各布在隧道的两旁，且高压电缆布置在远离人行道一侧，避免了人与高压线靠近的危险。另外高压电缆和照明线都是架设在隧道管片高处，避免行人接触而造成危险。（2）隧道照明：隧道照明采用三相五线制，架空敷设，每10环装设支架1只，上面装10A熔断器和40W防潮型荧光灯具各1只，3蝴蝶白料5只。每盏灯电源接一相一零，三相轮流跳接。每隔100米要求安装分段箱1只，作为照明安装或维修时的分断开关。敷设导线采用BV500，316116116塑铜线，排列次序按照有关规定相序要求排列。在井口处（正一环处），安装2只两路电源自动切换箱，以保证隧道施工照明及安全照明的不间断。隧道照明装置的安装位置，必须由甲方指定或认可。并且，在安装时决不允许擅自更改。5.3 施工用水从业主提供的水源接口用100钢管接至施工现场，现场水源接驳点布置在南面大门口处，接通2条80水管沿围墙向两个方向铺设供水管，向各用水点供水。水管沿围墙设置，遇路口等设施则埋地通过。泥水平衡盾构施工时用水量较大，我司拟先化验东涌及三支香水道的水体，如果满足要求，则直接抽取河水作为施工用水；如果水质不符合要求，则在附近拉接自来水。5.2 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4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。6 前期技术措施6.1 端头加固6.1.1 端头地层及稳定性本工程2台盾构施工始发及到达共计8次，为了确保盾构始发和到达时的施工安全以及端头地层的稳定，以防止端头地层发生坍塌或漏水涌水等意外情况，应根据各始发和到达端头工程地质、水文地质，地面建筑物和端头结构的情况，进行综合分析，以决定是否对门洞端头地层进行加固处理和具体的加固方案。本工程各始发和到达端头地层情况如下表6-1所示。根据本工程的地质资料反映，在本工程的厦滘大石区间的始发、到达端头处和沥滘厦滘的始发、到达端头处，地层的自身稳定性较差，地下水丰富，需对其端头地层进行加固和防水处理，以防土层坍塌、漏水涌水。表6-1 各洞门端头地基相关因素一览表序号端头位置隧道端头情况描述地质情况覆土厚度地表状况端头结构稳定性评价1大石北始发端头（YDK15+203.740）右线拱顶及洞身主要为、层，属软弱地层。10m大山村明挖基坑围护结构稳定性差，存在坍塌的危险左线拱顶及洞身主要为、层，属软弱地层。10m2厦滘站南到达端头（YDK13+773.949）右线拱顶为淤泥或淤泥质土层、淤泥质砂层，洞身主要为强风化地层13.5m离三枝香水道北岸约48m出入段围护结构土体稳定性较差左线同上13.5m3厦滘北始发端头（YDK13+116.600）右线洞身全部为层，覆盖层薄，以为主，地层软弱，地下水丰富。7. 60m厦滘村果园车站围护结构淤泥、砂层较厚，稳定性很差；存在涌砂、坍塌危险。左线同上7.54m4沥滘站到达端头（YDK11+494.850）右线洞身主要为层，拱顶有1米厚，其上、很厚，地层软弱，地下水丰富。16.6m海心沙前后离珠江很近车站围护结构左线洞身主要为层，拱顶有1米厚，覆盖层以、为主，地层弱，地下水丰富。16.6m：淤泥或淤泥质土层：冲洪积砂层：冲洪积土层：可塑-稍密状残积层：硬塑-中密状残积层：全风化泥质粉砂岩：强风化泥质粉砂岩：中等风化泥质粉砂岩6.1.2 端头地层加固方案（1）大石北始发端头该端头洞身土层主要为可塑性残积土层，隧道上覆层为大片淤泥或淤泥质土层以及部分淤泥质砂层，始发时土层不能自稳，需进行洞门加固施工。同时，因该始发井要进行盾构机的拼装，拟采用250t的吊机进行拼装，故吊机工作处的地层，也须进行加固，这样在确定端头加固方案时，将两者结合起来。紧贴始发井的围护结构做一个口字型的搅拌桩止水帷幕，止水帷幕采用三排550搅拌桩,桩间搭接长度为150mm,有搅拌桩414条。止水帷幕范围为6.1m24.1m。另外考虑到加强地基承载力在口字中间（即止水搅拌桩中间），继续做550搅拌桩，搅拌桩间距采用500mm500mm，计有搅拌桩301条，总计搅拌桩数为715条。具体见6-1图和已提交的单项施工方案大石北端头加固方案。根据目前搅拌桩抽检报告结果表明，搅拌桩的侧限抗压强度未达到设计要求，故需进行钢板桩补充加固，钢板桩采用桩长12m规格，由吊机配合45kw振动锤施打，钢板桩尽量施打至或地层，直至不能再往下施打为止，具体钢板桩加固范围见图6-2。 图6-1 大石北端头加固示意图图6-2 端头钢板桩补充加固平面布置示意图（2）厦滘南到达端头该端头洞身土层主要为可塑性残积土层，隧道上覆层为大片淤泥或淤泥质土层、淤泥质砂层以及左线上方存在小部分的粉质粘土层，盾构到达时土层不能自稳，需进行洞门加固施工。施工时，紧贴盾构到达井的围护结构（已完成的1000钻孔桩以及单排600搅拌桩）做一个口字型的搅拌桩止水帷幕，止水帷幕采用三排550搅拌桩,桩间搭接长度为150mm,有搅拌桩378根。止水帷幕范围为4.15m23.55m。考虑到加强地基承载力在口字中间（即止水搅拌桩中间），继续做550搅拌桩，搅拌桩间距采用500mm500mm，计有搅拌桩126根，总计搅拌桩数为504根。另外，由于已完成的600搅拌桩桩长较短，只有810m，为保证新老搅拌桩之间的止水效果，在新旧搅拌桩间增加单管旋喷桩，桩径550，共60根。搅拌桩设计桩长定为13.1m，桩底注浆加固的厚度为8.6m（到达盾构开挖面下1m），旋喷桩桩长为21.7m。具体详见下图和厦滘南端头加固方案。 图63 厦滘南到达端头加固示意图（3）厦滘站始发端头该端头洞身土层主要大片的粗砂层，隧道上覆层为大片淤泥或淤泥质土层，土体的稳定性很差，盾构始发时土层不能自稳，需进行端头加固施工。为了确保盾构于厦滘站重新始发时基坑的施工安全以及各地层的相对稳定，防止端头地层发生坍塌或漏水涌水等意外情况，我方拟定在厦滘北盾构始发端头分别进行钻孔桩搅拌桩地基加固和止水帷幕施工。具体见下图和厦滘北始发端头加固施工方案。图6-4 厦滘站始发端头加固示意图（4）沥滘站到达端头沥滘南盾构到达端头位于珠江北岸，距河岸线仅130m。隧道洞身为、地层，覆土主要为、及地层，属软弱地层，厚约16m，其中地层厚212m，地层厚16m，富含地下水，水力与珠江水直接联系。由于淤泥、砂层较厚，土体稳定性很差，且存在涌砂、坍塌的危险。也是采用钻孔桩搅拌桩地基加固和止水帷幕施工，具体如下图和沥滘南到达端头加固施工方案。图6-5 沥滘站到达端头加固示意图6.2 洞门施工本工程左右线共有8个门洞，其中沥滘厦滘区间有4座，厦滘大石区间有4座，洞门里程位置可见上“表6-1”。6.2.1 洞门防水材料及安装洞门内衬墙施工时预埋洞门钢圈，钢圈与盾构外径及管片间存在环向空隙，为防止盾构进出洞时水土从该间隙流失，需要安装洞门洞口防水环形密封橡胶带、圆环形固定环板、扇形压板及连接螺栓组成的密封装置。其施工分为两步进行：（1）在端头内衬墙施工过程中，做好洞门预埋件的埋设工作，预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起。（2）在盾构始发前，清理完洞口的渣土及洞门凿除后，及时安装洞门洞口防水环形密封橡胶带、圆环形固定环板及扇形压板。具体做法见“图6-6洞门密封示意图”。图6-6 洞门密封圈示意图6.2.2 洞门凿除根据盾构机的截面尺寸，放好线后在洞门的围护结构上做好标记。并在洞门上、下、左、右位置打6个观察孔，打孔选在桩间间隙处，打孔深度为600mm。注意观察洞门砼附近土体情况，如有水则停止凿除，采取措施不再凿除洞门砼，以上判断都经业主、监理认可后实施，观察孔位置见下图。图67 洞门观测孔示意图为了避免洞门凿除对车站结构产生扰动，围护桩钢筋砼的凿除分两步进行（如图6-8示）：先沿洞周凿除A部分，采用人工手持风镐施作；再采用静态爆破的方式凿除B部分。凿除时围护桩内层钢筋先不予割除，待盾构推进或出洞时再迅速割除。凿除结束后对洞口进行清碴及处理。图6-8 洞门凿除示意图6.2.3 洞门现浇砼施工工艺待盾构机掘进到达厦滘端头吊出到达井后，拆除始发端头的负环片，即可进行始发和到达洞门的施工，另外沥厦区间的始发和洞门施工其工艺参见流程图：拆除洞口负环片安装止水带绑扎钢筋立模、浇注砼拆模、养护拆模、养护检查洞门防水效果检查洞门防水效果洞门环管片背衬注浆好不好结 束图6-9 洞门施工工艺流程图（1）洞门环拆除将洞门临时密封材料（压板、帘布袜套等）拆除干净，用专用工具进行洞门环的拆除。砂浆采用人工手持风镐凿除，并在清理干净后再进行下一道工序施工。（2）洞门防水施工洞门采用C40 防水混凝土，并在刚性接头中设置膨胀止水带等柔性填缝材料予以防水。（3）绑扎钢筋钢筋在加工车间进行加工，要保证主筋圆弧准确、圆顺；钢筋焊接或绑扎时利用预埋钢筋或打插筋作为固定钢筋；靠近模板的钢筋要绑上混凝土预制块，以保证混凝土的保护层厚度，以免发生漏筋现象。（4）立模、浇注混凝土模板采用特殊加工的钢模，确保洞口的尺寸精度及混凝土表面的光洁、美观；待模板、钢筋、防水层验收合格后，即开始混凝土的浇注，混凝土采用商品混凝土，塌落度控制在100120mm，利用泵送直接入模，分层浇注，利用插入式振捣器振捣，确保封顶混凝土充填密实。（5）拆模、养护拆模时间要保证3天以上，拆除时注意不要磕碰混凝土边脚，拆模后即开始洒水养护，14天龄期内要保证混凝土表面常湿润。6.3 盾构机及泥浆处理设备的组装与调试6.3.1 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，盾构机在厂家制造完毕后，解体运输到现场，盾构主机分为刀盘、前体、中体、后体等部分，后配套设备在各车架上固定好，车架共计10辆，存放始发井的周围，盾构主机的刀盘、前体、中体、后体由盾构吊装井按顺序分别吊下，后配套设备由明挖段的开放空间吊下。吊装设备为：1台250T履带吊机、100T汽车吊、2台50T液压千斤顶、2台25T龙门吊以及相应的吊具。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。6.3.2 盾构机组装与调试程序组装调试程序见下图6-10：组装场地的准备吊机组装就位及后盾支撑安装定位机组装就位井下轨道及始发基座的准备后配套拖车从明挖段吊装与管线连接主机吊装与连接安装反力架主机定位及与后配套连接空载调试负载调试安装负环片安装洞门密封圈图6-10 盾构组装调试程序图6.3.3 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250T履带吊机、2台100T汽车吊机。具体见盾构机运输、吊装及调试方案6.3.4 泥浆处理设备的组装及调试泥水系统场地布置的原则是：首先考虑整个系统布置的可行性，并在保证管路的合理性的基础上，管路走向尽量使用重力自流。泥浆处理系统主要由泥浆处理机、沉淀池、调整池、废浆池、储浆罐和制浆机等组成，在盾构始发前需完成设备的安装调试。泥浆处理系统安装调试详见“泥浆处理方案”。6.3.5 盾构机调试（1）空载调试盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调试，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，以及各种仪表的校正。（2）负载调试空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负载调试，负载调试是与泥浆处理系统及中央控制室联合进行总体调试，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。详见盾构机运输、吊装及调试方案。6.3.5 组装安全保护措施（1）盾构机和泥浆处理设备的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和泥浆处理设备组装工作，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）项目部质安部、工地派出所具体负责大件运输和现场吊装、组装的秩序维护，确保安全。7 盾构掘进7.1 掘进循环时间安排为了满足合同工期要求，采用连续生产的施工组织原则，每周七个工作日。左右线两台盾构作业循环均采用2+1班制，即每天2个班掘进，1个班维修保养。掘进班每天工作10小时，保养班每天强制保养4小时，其余时间为跟机保养。按本计划每天掘进环数为表7-1 盾构掘进各工序循环时间表（每一环）序号工序名称工序说明作业时间（min）备 注1施工准备测量、资料反馈102盾构掘进501.5m/环3管片安装就位、固定、整圆454进料运输（单程）管片及注浆材料运输45理论每环循环时间110注：表中进料运输按照最远距离的3/4考虑，机车速度为9Km/h。7.2 泥水循环与处理系统的管理7.2.1 泥水循环与处理系统泥水循环与处理系统是按照盾构机外径为6260mm、盾构最大掘进距离为3051m、掘进速度为6.0cm/min基本条件进行设计的。本工程泥浆管铺设的最大长度约为1700m，进度计划中安排盾构掘进的速度为3cm/min，因此，泥水输送与处理设备完全满足盾构掘进的需要。泥水循环与处理系统内容如下：流体循环与监控设备包括250送浆管、1台送浆泵、200排泥管、7台排泥泵、1台循环泵、200旁通管、逆向冲洗装置、液压球形阀、伸缩管装置、流量计、密度计、压力计、泥水盾构机主机和中央监视系统。泥水处理设备1次处理、2次处理设备，泥水处理设备主要由泥浆处理机、沉淀池、调整池、废浆池、制浆机等组成。 7.2.2 泥水加压盾构机泥浆循环系统情况图7-1泥水加压盾构基本原理1、泥水加压盾构工法的基本原理是，经过合理调整比重、压力和流量的泥浆被送入盾构机的压力仓，与切削后的泥土混合后被排出，经流体输送设备输送至泥水处理站，分离出泥土，并调整泥水比重后再次循环使用，见右“图7-1”。2、工作面稳定原理泥浆的压力与作用于工作面的土压力、水压力相抗衡，以稳定工作面；刀盘的平面紧贴着工作面，起到挡土作用；泥浆使工作面形成一层抗渗性泥膜，以有效发挥泥浆压力的作用；泥浆渗透至工作面一定深度后，可起到稳定工作面及防止泥浆向地层泄漏作用。工作面对泥浆的过滤作用，因土的颗粒直径、渗透系数等而异，但总的来说，以上相互作用可让工作面达到稳定。因此，施工中应加强对泥浆压力和泥浆品质的控制。泥浆的浓度越高，对稳定工作面的效果越大，但流体输送设备和泥水处理设备的负担也随之增大，因此，应根据切削土体的实际情况进行适当控制。通常采用的泥浆比重值为1.151.25。3、接力泵的布置送浆管的输送对象是经过比重调整的泥水，即使延长输送距离送浆压力也不会明显降低，相比之下，排泥管需要把切削后的泥土输送至泥水处理站，随着管道的延长，泥土密度增大，输送压力损失较大，因此，排泥管路中必须合理设置接力泵，以防止排泥压力（流量）降低。本工程拟布置输送泵的台数为：送浆管路：P1泵排泥管路：P2、P3P7、PE，共9台4、排砾装置当排泥管内混入了砾石或其他固结物体，可利用采石箱将砾石和其他固结物沉淀下来。在施工时及时清理采石箱，保证管路畅通。5、旁通管的布置当遇到以软弱土层和砾石层为主的地层时，切削后的泥土有可能造成排泥管口及阀的堵塞，从而引起工作面泥水过多、流量不稳等。这些现象很有可能对掘进效率和工作面稳定造成不良影响。应利用旁通循环消除排泥管的堵塞。此外，如果在掘进开始后才设定泥水输送管路的压力、流量，则需要把泥水直接送入盾构机压力仓，这种做法较危险。因此，掘进开始前，应进行一定的旁通循环，调整好压力、流量。6、送排泥管路送排泥管路的作用是在盾构机与泥水处理设备之间输送泥浆，在掘进施工中发挥着重要的作用。必须考虑流体输送的安全、降低管路输送损失以及加强耐磨性能等。本工程采用管径为：送浆管为10B(250mm)，排泥管为8B(200mm)7.2.3 泥浆处理的现场条件及处理方案泥水处理场地根据业主提供的场地条件，在沥大区间掘进时，泥浆处理场地安排在大石北始发场地，当盾构在沥厦区间掘进时则将泥浆处理场地搬到厦滘北施工场地。具体方案详见泥水处理方案，平面布置见大石北施工平面布置图和厦滘北施工场地平面布置图。7.2.4 泥浆管理（一）、泥浆循环系统管理泥水加压式盾构法，是用泥水加压密闭的开挖面，不能直观目视开挖面状态及掘削状况。为此，采用综合管理，根据送排泥状态、开挖面泥水压力以及泥水处理设备等运转状况来进行推测，以便及时处理突如其来的异常情况。如果将盾构掘进机、送排泥循环输送和泵的状态及泥水处理设备等不作为一个综合性系统进行管理，完全独自运转，将变得毫无意义。泥水加压式盾构的综合管理系统，不是单纯的信息中心，而是作为整体运转所不可缺少的一个体系。将这些信息集中在一起并迅速作出反应的某一处理称为中央控制，操作人员的操作技能是兼下达土木、电气、机械等综合判断指令的技术于一体，并在数据分析中起到显著的作用。1、通过对盾构掘进速度、泥水浓度、排泥量等有关数据的采集、分析来监视开挖面稳定状况，并通过调整泥水泥水比重、泥水压力确保开挖面的稳定。2、加压和循环系统中央管理控制内容送排泥泵的起动、停止；送排泥流量、流速；旁通管路运转时的送泥管内水压；盾构掘进机掘削时，为保持开挖面泥水压的送泥水压的控制等。管内沉淀临界流速的维持是采取用电磁流量仪测定实际流量，将它和预先由管径计算的沉淀临界流量的差值，通过改变泵转速进行校正，并自动控制在沉淀临界流速以上的方法。此外，对于最关键的开挖面泥水压力（包括送排泥水压力）控制，送泥泵P；是否要使用可变速泵（VS），若使用变速泵，那么在送泥管中途和返回调整槽途中就要设有自动控制阀，随着掘进、排泥及其它变化，由泥水压力仪来检测开挖面泥水压力的变动，自动演算与开挖面设定的水压差。可变速（VS）泵场合，由转速、自动控制阀自动控制开度，通过控制送入开挖面的泥水量来控制泥水压力，达到开挖面稳定。同时也能测定各泵的转速、电流值以及确认排泥泵的增设时间。此外，根据上述状况还可以推测管路堵塞位置。为了保持开挖面泥水压力，阀类操作采取自动控制，由转换程序装置控制进行自动管理。在节假日以及故障等停止掘削期间的开挖面泥水压力，同样也由开挖面泥水压力仪、自动控制阀和泵的自动运转联合装置，自动进行控制。3、泥水平衡控制泥水平衡控制的目的是使泥水加压式盾构开挖面的土体压力达到平衡，保持开挖面的稳定。在盾构施工中要使盾构开挖面压力绝对平衡是不可能的，因为受到盾构掘进速度、地层变化、掘进深度及掘进长度等多种因素干扰，必须通过监控手段去达到动态上的相对平衡，以求开挖面的稳定。泥水平衡控制对象随着盾构掘进速度的动态变化，切削进入泥水仓内的泥土量与掘进速度亦成正比变化，其在泥水仓内产生的压力趋势亦呈正比变化。随着掘进距离的增长，在送泥水泵功率一定的条件下，送泥管道的增长会引起送泥水阻力的增加，使进入泥水仓的送泥水压力下降。同时排泥水泵功率一定的条件下，排泥管道增长会引起排泥水阻力的增加，使泥水仓内压力增加。掘进速度变化和送排泥管道增长是泥水仓压力变化的主要干扰源。在影响土体恶性循环的诸因素中（泥水仓压力、掘进速度和泥水密度等），泥水仓压力是影响土体稳定的主要因素。因此，泥水平衡控制的主要