盾构施工组织设计

盾构施工组织设计一、工程概况1、工程范围本标段盾构隧道包括三个区间，分别为长隆隧道进口明挖段至长隆车站、长隆车站至番禺大道车站、番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段区间。长隆隧道进口明挖段至长隆车站盾构区间起止点里程为：左线DK0+225~DK4+840，长4615米；右线YDK0+165~YDK4+840，短链27.05米，长4647.95米。区间设置联络通道10座，里程分别为：1#联络通道DK0+490.1、2#联络通道DK0+874.1、3#联络通道DK1+365.3、4#联络通道DK1+954.9、5#联络通道DK2+254.9、6#联络通道DK2+637.3、7#联络通道DK3+131.7、8#联络通道DK3+525.3、9#联络通道DK3+989.3、10#联络通道DK4+400.5。长隆车站至番禺大道车站盾构区间起止点里程为：左线DK5+375~DK9+345，长3970米；右线YDK5+375~YDK9+345.617，长链12.93米，长3983.547米。区间设置联络通道8座，里程分别为：11#联络通道DK5+830.4、12#联络通道DK6+320、13#联络通道DK6+790.801、14#联络通道DK7+300.8、15#联络通道7+785.6、16#联络通道DK8+275.2、17#联络通道DK8+750.4、18#联络通道DK9+180.8。此区间还设置两个临时工作井，其中1#工作井设置在左线，起止点里程为DK8+457.96~DK8+465.96;2#工作井设置在右线，起止点里程为YDK8+485.31~YDK8+493.31.番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段盾构区间起止点里程为：左线DK9+615~DK10+370，长链24.21米，长779.21米；右线YDK9+614.23~YDK10+371.641，长链17.18米，长774.591米。区间设置联络通道1座，里程为：19#联络通道DK10+070.590。2、主要工程量清单本合同段盾构施工主要内容有：⑴长隆隧道进口明挖段至长隆车站、长隆车站至番禺大道车站、番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段区间盾构掘进。⑵联络通道施工⑶临时工程的施工、安装及拆除，施工用水用电等⑷工程及其影响范围内的建筑物、构筑物、管线的保护等。主要工程量清单表序号项目名称单位数量备注1盾构隧道掘进m18770.32盾构解体组装台次23进出洞口钢筋砼凿除m³797.34土方外运m³11410545管片嵌缝环117316渣土池的制作与拆除座47衬砌压浆m³122356.88联络通道座199废水泵房座210工作井座23、工程地质、水文及气象等自然条件⑴地形地貌：本标段地处珠三角地区的中南部，为三角洲冲积平原和丘坡地貌，地形平坦开阔，地势相对较低。⑵工程地质与水文地质：线路经过地区主要位于平原区及丘间谷地区，沿线地层以冲积、洪积交互沉积的淤泥质粘土、粉质黏土、砂土为主，同时存白垩系泥质砂岩、震旦系二长花岗片麻岩，地质构造较发育，工程地质条件较差。⑶不良地质：素填土：本标段普遍分布素填土，主要为以粘性土为主的素填土，性质不均，结构松散。软土：本标段分部的淤泥质黏土，呈流塑～软塑状，具有高孔隙度、高压缩性、高富水性和富含有机质特征，以及触变性、流变性等工程性能，属强度低、抗滑及稳定性差，变形量大，承载力低的软弱地基土。残积土和风化岩：本标段分布残积土粉质粘土及全风化花岗岩，富含蒙脱石、伊泥石等亲水粘土矿物，在饱和状态下扰动后，极易软化变形，强度、承载力骤减。⑷水文地质：本标段地表水主要发育于宽缓谷地的低洼地段及人工开挖的鱼塘，主要来源为大气降水，地表水一般发育；地下水主要为基岩裂隙水，基岩裂隙水主要赋存在全风化～强风化带中，地下水量较为丰富，地下水位稳定，地下水主要靠大气降雨垂直入渗补给为主。⑸地震动参数：本标段地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特性周期为0.35s。⑹气象：本标段属于热带季风海洋性气候，四季不明。气候温和多雨，受南亚气候风影响，台风、暴雨及冷峰都比较强烈，冬春季节多阴雨并有冷空气侵袭，但无冰雪，雨季长，夏秋汛期多台风暴雨，对铁路建筑物影响较大。气温从北至南逐渐递增。年平均气温21.9-23.4摄氏度。⑺水文：本标段沿线可见少量河流，但径流量相对较小，还有人工开挖水库及鱼塘。4、主要技术标准盾构推进过程中和推进结束后半年时间内，地表沉降及地表隆起允许变形量：隆起10mm，沉降30mm。区间隧道设计内径为7700mm，均采用单层管片衬砌，壁厚400mm。本衬砌环为双面楔形通用环，楔形量为46mm，全环由7块管片错缝拼装而成，即1块封顶快（F）,2块邻接块（L1、L2）和4块标准块（B1、B2、B3、B4）组成，环宽1.6米，环间及块间用M30连接螺栓连接。衬砌纵、环缝防水采用三元乙丙橡胶止水条为主，辅于遇水膨胀止水条的复核止水。隧道圆环管片拼装后允许的偏差：高程和平面±50mm，相邻环的环面间隙0.6-0.8mm，纵缝相邻块间隙1.5-2.5mm，纵向螺栓孔孔径、孔位分别为±1mm，衬砌环外径为±3mm。结构防水标准：单圆隧道允许渗水量≤0.1L/m2.d，且任一100㎡范围内不超过4处，且单一湿渍的最大面积不超过0.2㎡。二、施工总体方案及进度安排1、施工总体方案本标段盾构区间采用4台复合式土压平衡盾构机，其中1#盾构机由左线DK4+840.00长隆站小里程始发，掘进至进口明挖段DK0+225.00盾构井吊出，掘进长度4615m，再转场至番禺大道站右线大里程段YDK9+614.230盾构井二次始发，掘进至YDK10+371.641隧道出口明挖段盾构井吊出，掘进长度774.591m；2#盾构机由右线DK4+840.00长隆站小里程始发，掘进至YDK0+165.00进口明挖段盾构井吊出，掘进长度4647.95m；3#盾构机由长隆站大里程端左线DK5+375.00始发，掘进至DK9+345番禺大道站小里程端吊出，掘进长度3970m，再由此站大里程端DK9+615盾构井二次始发，掘进至DK10+370隧道出口明挖段盾构井吊出，掘进长度779.21m。4#盾构机由长隆站大里程端右线YDK5+375.00始发，掘进至YDK9+345.62番禺大道站小里程端吊出，掘进长度3983.547m。2、施工进度安排盾构施工进度横道图如图所示：三、劳动力配置及工程机械配置1、劳动力配置本标段四台盾构机配置二个架子队进行施工，按照十四个工班作业进行人员配置。其中每台盾构机配置两个掘进工班，每个队配一个地面工班，一个机修工班，一个刀具管理维修工班。工班以下分为作业班组，每个工班及作业班组人员基本相同。具体人员配置如下表所示：表3-1盾构施工人员配置表(每个队)序号工班职务人数（每工班）合计备注1队长12队机械总工1队调度员23队技术主管14队技术员25队质检员26队安全员27队测量员48队实验员29队材料员210掘进工班每个队4个11工班长1412主司机1413副司机1414管片拼装手（主）1415管片拼装手（副）1416螺栓工2817轨道水管安装工41618出渣口信号工1419注浆工2820井口司索2821电瓶车司机2822地面工班每个队1个23工班长124副班长225充电工226司索工27龙门吊司机28搅拌站司机29搅拌站普工30电焊工531喷漆工232普工833轨道维修工434机修工班每个队1个35工班长136副班长237电气工程师1238机械工程师1639刀具管理维修工班每个队1个40工班长141库管员242维修工4合计1532、机械设备配备根据招标文件及工程地质条件，本段隧道采用2台改造的TBMφ8800mm土压平衡式盾构机和2台新购的ZTEφ8800mm土压平衡盾构机。盾构施工主要机械、设备配置见表3-2。表3-2盾构施工主要机械、设备配置表序号设备名称规格型号数量备注1隧道盾构设备TBMφ8800mm22隧道盾构设备ZTEφ8800mm23全自动数控钢筋弯箍机WG28F14混凝土自动计量搅拌站(≥120m3/h)HZS12045双块式轨枕铺设设备26门式吊机（≥120T）MG20047膨润土车88砂浆搅拌车SJ8-989管片运输车GP15-91610皮带输送机411充电机组KCA-150/380V2112冷却系统SRM-80413矿山节能通风机FND8#814空气压缩机VWJ-10/7415高压油泵GB5-540216千斤顶YCQ-302017千斤顶YCQ-200818手拉葫芦5t819手拉葫芦10t1220高压双液注浆泵KBY-50/70821强制式砂浆搅拌机JS500422筛砂机SA80223龙门吊50t424龙门吊20t425履带吊QAY300226汽车吊QY200127汽车吊QY90KA128混凝土喷射机PZ51029旋挖钻机SR120430高压电柜431冷冻机组YCKF2162四、施工准备1、地质补勘1.1补充钻探的目的1)通过可靠手段摸清孤石位置和大小，将盾构施工的风险降到最小（时间可延后）；2)根据现有地质资料，准确判断盾构法施工段岩土分界位置，变化段岩石硬度情况；3)对特殊地段（大鱼塘两侧，总计三处、下穿地铁三号线一处、新光快速干道交叉处两处）进行地质进行补勘，判断施工过程可能出现的施工风险评估。4)对水域较发达地方、代表性砂岩地层，判断岩石裂隙发育情况，判断透水风险评估。5)通过围岩变化段落的补勘，判断出盾构区间的水位线，进行相关描述。1.2.补充钻探技术要求1)、进一步查明本标段区间隧道范围内硬岩及孤石分布情况、埋深、大小，检测其物理力学性质。2)、进一步查明本标段盾构隧道、盾构机进出洞端头及联络通道位置的以下情况：①岩土特征、岩土分布、岩土界面，划分并描述岩土层特征。②特殊性土和不良工程地质单元（风化、砂土层、断裂、）的特征和分布，评价围岩的富水性、液化等级；③地下水的类型、埋藏情况、渗透性、腐蚀性、涌水量、补给来源、变化幅度；④岩土物理力学性质。3)、除附件中标明的要求取芯的钻孔进行取芯钻进并进行相应试验外，其余钻孔均不要求取芯钻进。1.3.补充钻探孔布置原则根据补充钻探的目的，本次补充钻探钻孔布置主要考虑以下几点原则：1)、对出现“孤石”几率大的地段，一般为山丘附近的地段，所以也将之作为补充钻探的重点区域来考虑；2)、盾构机进、出洞端头的补充钻探目的首先是摸清其地质情况，为选择加固方案做准备，同时有可利用。3)、钻探孔的布置采用逐级加密的方法，在实施过程中根据现场实际情况实行动态管理，对钻探孔的布置和数量进行适当调整，以提高“孤石”探测的准确性和降低成本。4)、补钻方案实施前要进行走访调查，与有关单位联系沟通，将区间线路上地下管线的位置、走向、埋深查清楚并标示出来，避免钻孔施工将之损害，并根据实际情况调整补钻方案。1.4.补充钻探孔布置方式本次补充钻探将按上述要求进行选择布孔勘探，并将全线区域划分为1、重点探测区域（共9个）；2、盾构机进出洞端头（共4个）；3、特殊地质段共6处4、横通道2处1.5.补充钻探孔的深度设计补充钻探孔原则上均应钻至隧道底部外轮廓线，并以孔底标高控制钻孔深度，具体深度各孔根据地面标高逐一确定。1.6．补充钻探技术要求1）、进一步查明本标段区间隧道范围内硬岩及孤石分布情况、埋深、大小，检测其物理力学性质。2）、进一步查明本标段矿山法与盾构隧道端头、盾构机进出洞端头及联络通道位置的以下情况：①岩土特征、岩土分布、岩土界面，划分并描述岩土层特征，提出土石可挖性分级；②特殊性土和不良工程地质单元（淤泥、液化砂层、断裂、风化深槽）的特征和分布，评价土的固结状态以及砂层的富水性、液化等级；③地下水的类型、埋藏情况、渗透性、腐蚀性、涌水量、补给来源、变化幅度；④岩土物理力学性质。3）、除附件中标明的要求取芯的钻孔进行取芯钻进并进行相应试验外，其余钻孔均不要求取芯钻进。盾构机进出洞端头：每个端头位置，离开连续墙1m在隧道中心线上各布置一个钻孔，当附近有探测孤石的钻孔时，不必重复布设；联络通道：在联络通道的中间，离开边线1m布