成都地铁7号线6标火车南站科华南路站盾构区间右线接收施工方案.docx
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成都地铁7号线6标火车南站科华南路站盾构区间右线接收施工方案
中国四局成都地铁七号线6标项目经理部
（火车南站～科华南站）
右线盾构接收施工方案
编制：
复核：
审核：
批准：
中铁四局集团有限公司城市轨道交通工程分工公司
成都地铁七号线6标项目经理部
二○一四年七月
目录
1、编制依据-1-
2、工程概况-1-
2.1总体工程概况-1-
2.2盾构接收端线型概况-1-
2.3盾构接收端工程地质概况-1-
2.4周边建筑物情况-3-
2.5周边管线情况-3-
3盾构接收施工方案-4-
3.1、接收井端头土体注浆加固-4-
3.1.1、加固方式-4-
3.1.2、孔位布置-4-
3.1.3、注浆参数-4-
3.1.4、效果确认-4-
3.2、洞门破除设计方案及施工工艺-5-
3.2.1、洞门破除尺寸-5-
3.2.2、脚手架搭设-5-
3.2.3、施工方法-5-
3.3、洞门止水装置安装-6-
3.3.1、封堵板-6-
5.4.2、插板-6-
3.4、接收托架设计、安装-7-
3.4.1、接收托架设计-7-
3.4.2、接收托架安装-7-
3.4.3、顺接装置安装-8-
3.5、盾构姿态的确定-8-
3.5.1、盾构机姿态复测-8-
3.5.2、接收洞门坐标复测-8-
3.5.3、盾构姿态调整-8-
3.6、盾构机接收掘进-8-
3.6.1、末50环～末21环盾构掘进-8-
3.6.2、末20环～末6环盾构掘进-8-
3.6.3、末5环盾构掘进（刀盘切削玻璃纤维筋围护结构）-8-
3.6.4、末4环～末1环盾构掘进-9-
3.6.5、洞门管片拉紧装置-9-
4、盾构进洞资源筹划-10-
4.1组织机构-10-
4.2现场值班人员-10-
4.3机械准备-11-
4.4物资准备-11-
5、施工监测-11-
5.1、监测布点-11-
5.2、初始值测定-11-
5.3、监测频率与数据提报-12-
6、质量保证措施-12-
7、应急预案-13-
7.1、应急救援组织机构及职责-13-
7.2、盾构接收施工危险源辨识-14-
7.3、危险源评估与责任落实-14-
7.4、应急报警-14-
7.5、应急响应程序与措施-15-
7.5.1、应急启动-15-
7.5.2、应急措施-15-
7.5.4、应急演练-15-
7.5.5、应急资源-15-
8、接收架受力计算书-17-
右线盾构接收施工方案
1、编制依据
⑴成都地铁7号线工程施工设计图科华南路～火车南站区间左、右隧道纵断面图；
⑵成都地铁7号线工程施工设计图科华南路～火车南站区间隧道平面图；
⑶中铁二院科华南路站～火车南站区间岩土工程勘察报告；
⑷现行的施工技术规范与标准，国家现行的法律法规：
①《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999,2003年版）
②《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）
③《工程测量规范》（GB50026-2008）
④《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）
⑤《地基处理技术规范》（DBJ08-40-94）
⑥《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
⑸我项目部现场踏勘资料；
⑹成都市关于安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定；
⑺我单位现有的技术水平、施工力量及机械设备情况；
⑻我单位在同类工程的施工经验。
2、工程概况
2.1总体工程概况
科华南路站～火车南站右线区间隧道起讫里程为YDK19+881.000～YDK20+861.082，右线隧道全长980.082m，其中两处曲线，半径均为450m。
区间隧道埋深12.5~21m，隧道最大纵坡29‰，最小纵坡2‰。
并在里程YDK20+404.348设置一处联络通道兼区间废水泵房。
2.2盾构接收端线型概况
区间右线接收30m竖曲线为28‰、2‰的上坡，在离洞门10.636m处变坡为2‰，平曲线为离洞门25.286m处缓和曲线变为直线接收，接收处隧道中心埋深14.28m。
根据实测里程，本区间洞内共计653环管片，井接头长度为9cm。
洞外拼一环全环背覆叶子板管片（第654环），接收时考虑到土体加固及始发托架接收等因素，将坡度调整为0‰接收。
2.3盾构接收端工程地质概况
根据中铁二院科华南路站～火车南站区间岩土工程勘察报告，科华南路盾构接收端地
层从上到下依次为：
⑴、1-2人工杂填土层，层厚约1.3m；
⑵、2-5-1粉细砂土层，层厚约5.0m；
⑶、3-8-3卵石土层，层厚约12.2m；
⑷、3-5-2中砂土层，层厚约3.6m；
⑸、5-1-2强风化泥岩层，层厚约6.1m；
⑹、5-1-3中等风化泥岩层，层厚约11.8m；
科华南路站盾构最底部接收处埋深深度为17.3米，由此可以看出盾构接收端全部位于3-8-3卵石土层中。
右线接收端的地层分布详见图2.1，各地层的水文特征统计见表2.2。
图2.1区间右线盾构接收端工程地质纵断面图
层号
岩土层名称
渗透系数（m/d）
水文特征评价
经验值
建议值
1-2
人工杂填土层
0.001～0.50
0.001
水量小，富水差
2-5-1
粉细砂土层
0.5～5.0
0.5
水量一般，富水中等
3-8-3
卵石土层
10.0～100.0
18.0
水量一般，富水中等
3-5-2
中砂土层
5.0～10.0
8.0
水量一般，富水中等
5-1-2
强风化泥岩层
0.027～2.01
1.2
水量小，富水差
5-1-3
中等风化泥岩层
0.027～2.01
0.44
水量小，富水差
表2.2各地层的水文特征统计表
2.4周边建筑物情况
火车南站～科华南路站盾构区间以推进方向先直线穿越天府立交延天仁北二街直线掘进，在快达到艺家城市酒店缓慢右转进入曲线下穿和平小区、和平佳苑后在次到达天仁北二街并直线推进33.755米后在进行左转下穿南铁新居后到达科华南路站，科华南路站位于天仁北二街最东端，两侧周边多为1～6层楼房或平房，基础多为条形基础或者筏形基础，均为浅基础。
详见图2.3。
图2.3火车南站～科华南路站盾构区间建筑物示意图
2.5周边管线情况
通过现场踏勘，右线端头井管线主要有2根，为φ400的雨水管（混凝土）、φ400的给水管（铸铁）。
管线的主要情况为：
（1）φ400的混凝土雨水管沿线路正上方布置，平行于区间隧道，在靠近车站部分改迁沿车站结构平行布置，管道埋深地面以下1.9m。
（2）φ400的铸铁给水管沿线路边线布置，平行于区间隧道，在靠近车站部分改迁沿车站结构平行布置，管道埋深地面以下1.2m，详见图2.4。
图2.4管线于隧道关系示意图
3盾构接收施工方案
3.1、接收井端头土体注浆加固
为保证盾构安全接收，隧道出口土体必须具有良好的自立性及密实性，为确保盾构机在经过洞口时土体不坍塌，地下水不涌入，因此必须对洞口土体进行加固。
3.1.1、加固方式
根据设计要求，科华南路站在靠近地连墙区域采用地面钻孔注双液浆在盾构进洞前对端头井进行加固；注浆孔钻至中砂土层下1m，注浆段长度根据土的裂隙、松散情况、渗透性以及注浆设备能力设定为孔底以上4m范围内。
在盾构进洞前对加固土体开样洞进行观察，发现漏水、漏泥、漏砂现象，必须进行补救加固。
补救加固注浆浆液为双液浆。
3.1.2、孔位布置
注浆孔设置两排，第一排与连续墙净距为0.5m，每排设置7个孔位，每排孔与孔中心距为1.1m，每排第四根桩都位于隧道轴线正上方上，排与排孔位中心距也未1.1m，孔径为10cm。
3.1.3、注浆参数
（1）用桶式搅拌机拌制水泥浆，水灰比为1：
1。
（2）水玻璃加水稀释，玻梅度控制在35～40之间。
（3）用两个量桶量取等量的水泥、水玻璃，同时倒入水桶内，混合后用秒表测量凝固时间，测量后调整两种浆液配比，反复试验，直至凝固时间为30～40秒。
（4）A液：
水玻璃浆，浓度35～40Be’；B液：
水泥浆，水灰比（0.8～1.2）
（5）由注浆压力控制注浆量，直到注浆压力超过10bar后停止
3.1.4、效果确认
加固完成后，须对加固效果进行验证，验证方法为洞门探孔，洞门探孔呈米字型分布，详见图3.1，探孔直径108mm，深度5m，共9处；探孔如有明流现象，须组织补充注浆等措施。
图3.1洞门探孔布置示意图
3.2、洞门破除设计方案及施工工艺
3.2.1、洞门破除尺寸
接收井围护结构采用地下连续墙，墙厚900mm，设内外两层玻璃纤维筋。
考虑到刀盘外径（6280mm）和洞口止水装置的尺寸要求，故洞门破除直径定为6600mm，地下连续墙厚900mm，洞门采用人工破除700mm混凝土结构，待盾构机顶近洞圈后，剩余混凝土结构直接由盾构机切削下来。
3.2.2、脚手架搭设
在洞圈内（预埋钢环内）搭设脚手架，根据施工需要分层铺设模板，以提供施工作业平台，以方便破除施工。
采用900（竖向）*900（横向）*600（纵向）落地式脚手架，脚手架底部与预埋钢环底通过方木紧密接触，不可悬空，并按要求搭设剪刀撑、斜撑，要求脚手架稳固可靠。
3.2.3、施工方法
在端头井加固完成后完成后，破除影响盾构范围内钢筋混凝土，根据围护结构地下连续墙的实际位置，吊出空间及地质情况，建议采用分层分块、从里到外、从上到下的方式进行破除，建议共分成16块，每块面积不大于3㎡，分块如下图3.2所示，按顺序破除混凝土。
在完成最后一层混凝土破除后，要及时检查洞门破除的净空尺寸，确保没有混凝土侵入设计轮廓范围之内。
图3.2洞门混凝土分块示意图
洞门破除采用风镐并结合人工修凿的方法破除混凝土。
破除地下连续墙前需打水平探孔，探孔深度必须穿过连续墙，深度不小于1.2m。
洞门开凿过程中，为保证洞门围护结构的稳定，凿洞要分阶段进行，首先将背土侧的连续墙钢筋保护层砼凿除，割除背土侧钢筋，然后继续凿至离连续墙迎土侧200mm为止。
剩余部分不再凿除，直接由盾构机切削下来。
3.3、洞门止水装置安装
为确保盾构安全接收，防止涌水涌砂险情发生，须在接收前安装防水装置，本次防水装置采用封堵板和插板两种相结合的形式，详见图3.3。
3.3.1、封堵板
封堵板采用2道5mm厚的圆环型钢板，直接焊接在洞圈内弧面上，并采用厚度10mm的三角钢板支撑，该钢板止水圆环外径6600mm，内径6050mm，径向长度275mm，沿内弧侧每隔200mm顺直径方向割160mm长缝，以使盾构通过时能自由折翻。
5.4.2、插板
插板采用16mm钢板制作，径宽35cm。
每块插板上须割两道180mm×24mm槽形孔洞，使插板可上下活动，止水时，利用50mm角钢挡填该槽缝，插板、角钢采用螺栓固定在洞圈钢环上。
图3.3接收洞门防水装置图
3.4、接收托架设计、安装
3.4.1、接收托架设计
盾构须采用托架接收，接收托架起支撑和导向作用。
本工程所采用的托架为盾构始发时使用的发射架，具体平面尺寸和截面见图3.4。
图3.4盾构接收托架平面、截面示意图
3.4.2、接收托架安装
接收托架的中心轴线与隧道设计轴线一致，并保证其轨面标高低于洞门轴线相应值20mm，以便盾构机顺利上托架，避免发生磕头现象。
接收托架四周采用工字钢将其加固，防止托架滑动，下侧采用双拼工字钢垫至既定标高。
3.4.3、顺接装置安装
接收托架安装固定好后进行顺接装置的焊接固定，顺接采用工字钢焊接组装，高度与接收托架齐平。
其中，洞门处的顺接上部设置50重轨，防止盾构接收时刀盘切入工字钢卡住，给盾构接收造成影响；另一处的顺接必须与车站结构顶撑牢固，防止盾构接收过程中带动接收托架前行。
顺接装置安装的同时，同步进行洞门防磕头装置焊接，并保证顺接低于防磕头装置5～10mm。
3.5、盾构姿态的确定
3.5.1、盾构机姿态复测
盾构接收前50环对隧道内的测量控制点以及自动测量系统进行复测，复测由多人进行（我方复测后报第三方测量复测），确保控制点精确无误，并控制最前端测量点平面坐标与高程值相互误差在±10mm以内。
3.5.2、接收洞门坐标复测
在盾构机姿态复测的同时，对接收洞门的三维坐标进行复核，确定洞门中心精确位置及接收洞门实量洞门直径。
并形成书面成果上报第三方测量进行复核。
3.5.3、盾构姿态调整
根据盾构姿态测量和洞门复测结果，推算盾构接收的里程，并让盾构按照洞门的实际坐标位置掘进；盾构接收的姿态控制值（对应洞门）：
水平±20mm，垂直+10～+20mm。
3.6、盾构机接收掘进
3.6.1、末50环～末21环盾构掘进
⑴根据盾构姿态测量和洞门复测结果，进一步加强盾构姿态调整，逐渐将盾构姿态调整至预定的位置。
⑵掘进参数：
左上部土压1bar，推进速度30mm／min以内，刀盘转速1.3r／min。
3.6.2、末20环～末6环盾构掘进
⑴遵循“小推力，低速度，低转速”的原则，适当降低土仓压力，开始排除土仓积土。
⑵掘进参数：
左上部土压0.5bar，推进速度20mm／min以内，刀盘转速1.0r／min。
3.6.3、末5环盾构掘进（刀盘切削玻璃纤维筋围护结构）
⑴盾构在破桩时遵循“低推力、低刀盘转速，减小扰动”的原则，确保不对风井端墙造成影响。
在破除玻璃纤维筋桩时，排空土仓内渣土，减少隧道贯通后人工清渣量。
⑵掘进模式从土压平衡向敞开式过渡，破桩时速度10mm／min以内，土仓压力设定为零，刀盘转速0.5r/min，同步注浆开始停注。
直至盾构接收，每推一环，对拖出盾尾的管片进行双液浆注浆封堵。
3.6.4、末4环～末1环盾构掘进
末4环采用拼装模式以低油压、高速度前进，在盾构机刀盘上接收托架后，以最高速度顶进，并在接收托架的导轨上面涂抹黄油，减少盾构前进阻力。
3.6.5、洞门管片拉紧装置
由于隧道最后4环推进时，盾构机前方没有土体，失去反推力，因此可能造成管片与管片之间的环缝连接不紧密，容易渗漏水；因此，在接收端安装洞门拉紧装置，拉紧隧道最后10环管片。
拉紧装置采用[14]槽钢制作，具体如图3.6所示。
图3.6洞门管片拉紧装置示意图（环号以右线为例）
4、盾构进洞资源筹划
4.1组织机构
4.2现场值班人员
序号
项目分工
姓名
备注
白班
晚班
1
总负责
电话号码
2
现场协调
3
井下协调
4
隧道内技术人员
5
隧道内组织协调人员
6
洞门值班
7
隧道内机修工
8
隧道内电工
9
监测
10
后勤
11
物资管理
12
后配套班组总负责
13
后配套班组隧道负责人
14
应急注浆
4.3机械准备
（1）盾构推进前检查聚氨酯压注泵、双液浆泵、电瓶车、桁车、水泵、管片拼装机、盾尾双梁起吊机、电话等机械或工具。
（2）提前将隧道内、外注浆用电源接好，隧道内电源接口放置于操作室门口，隧道外电源接口放置于端头井中板靠近洞门处。
（3）提前在盾构操作室（端头井应急物资旁）准备好各个型号的扳手、改刀、老虎钳、管钳、电钻等。
4.4物资准备
（1）根据“8.应急预案”中应急物资表准备好应急物资。
（2）提前联系好物资供应商。
5、施工监测
5.1、监测布点
盾构接收前，完成接收段30环的监测点布置，监测点按照纵向6m（4环）布置1处的原则布设，点号按照环号编序，左线代号为“Z”，右线为“Y”；横断面布置3道，分别位于末1环、末13环、末23环，点号按照“D1-1、D1-2、…,D2-1、D2-2、…”编序。
盾构接收段监测布点详见图5.1。
图5.1盾构接收段监测布点示意图
5.2、初始值测定
盾构接收段监测点的初始值共测量3遍，取3者的平均值，初始值的测定必须在末30环盾构掘进前完成。
5.3、监测频率与数据提报
盾构接收段这30环的推进过程中，每天对上述布点监测2次，上午9时、下午5时各1次。
监测数据由施工监测方现场电话报至项目部，书面报表次日中午12时前报送项目部及监理部。
6、质量保证措施
⑴盾构接收段掘进前必须执行多人测量复核制，确保盾构机按照实际的洞门方向掘进。
⑵盾构接收前必须对洞门土体加固效果进行探孔确认，确保无明显流水现象后，方可组织盾构接收。
⑶为提高洞门防水插板操作便利性，在其外表面焊接钢筋把手；安装后必须试验其活动性能，确保能够自由滑动。
⑷由于盾构接收端隧道地质均为卵石土层，因此在掘进过程中要控制好掘进参数，特别是盾构机刀盘切削维护结构的时候，要采取零土压推进，一方面排空土仓寸土减少后期清渣量，另一方面可以充分降低总推力，避免破坏风井端墙结构。
⑸盾构机刀盘露出后，盾构采用拼装模式推进，此时要控制千斤顶行程，避免推进过量造成管片拼装困难。
⑹盾构机刀盘上顺接前，必须调整好刀盘旋转角度，防止边缘刀磕碰导轨以及接收托架，造成变形；刀盘上接收架后必须保持锁定状态。
⑺最后4环推进过程中，科华南路站底板、火车南站中控室、盾构机操作室必须24小时领导带班，分别使用手机、内部电话进行沟通联系；盾构机刀盘露出后，可以直接打开人仓，使用对讲机进行联系。
⑻接收托架前后顺接必须焊接牢固，所有缝隙均须填塞密实，在盾构机接收时，密切观察接收架受力情况，如发现结构变形，应立即暂停推进并采取加固措施。
⑼为确保洞门管片拉紧装置效果，在当前环管片拼装时，可在盾构机刀盘与接收托架之间焊接挡块，利用盾构机推进油缸的顶推力，缩小管片缝隙。
⑽盾构接收姿态、洞门防磕头装置、接收托架与前顺接的标高关系必须满足：
盾构机＞洞门防磕头装置＞接收托架前顺接≥接收托架。
7、应急预案
7.1、应急救援组织机构及职责
为保障盾构顺利接收，规避施工风险，特成立应急救援领导小组与响应小组。
⑴应急救援领导小组
组长：
（局指挥）
副组长：
城投负责人、地铁公司负责人、监理负责人
成员：
城投标段负责人、地铁公司标段负责人、监理标段负责人、四局、项目经理
应急救援领导小组的主要职责为：
盾构接收前的应急准备工作检查、接收施工过程中的安全监督检查以及应急处置方案的现场指挥。
应急救援领导小组对应各人联系方式见表8.1。
表8.1应急救援领导小组主要成员联系电话
序号
组内职务
姓名
单位
联系方式
1
组长
2
副组长
3
副组长
4
副组长
5
组员
6
组员
7
组员
8
组员
9
组员
⑵应急救援响应小组
组长：
（项目经理）
副组长：
（书记）
成员：
（总工）、（副经理）、（机电部长）、（工程部长）、（安质部长）、（物资部长）、（左线协作队伍负责人）、（右线协作队伍负责人）
应急救援响应小组的主要职责为：
认真执行施工前的应急准备工作，并接受应急救援领导小组的安全检查，同时积极响应应急救援领导小组关于施工应急处置方案的决定，组织应急救援。
应急响应小组对应各人联系方式见表8.2。
表8.2应急响应小组主要成员联系电话
序号
职务（职责）
姓名
联系电话
1
组长
2
副组长
3
技术保障
4
协调联络
5
设备物资
6
人员配合
7
医疗救护
7.2、盾构接收施工危险源辨识
从盾构接收施工实际工况出发，具体影响施工安全的因素为：
盾构机未完全脱离洞圈时，或者洞门未封堵前发生洞门漏水漏砂。
7.3、危险源评估与责任落实
根据《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）中关于危险源辨识的要求，经过深入研究，形成盾构接收施工危险源评估，详见表8.3；针对危险源评估，项目部逐项落实到人，详见表8.4。
表8.3盾构接收施工危险源评估表
风险编号
风险事件
因素
发生概率
损失
等级划分
DJ-TA04-DGJS-1
洞门漏水漏砂
人机料的因素
可能的，4
严重的，3
Ⅲ
表8.4盾构接收施工危险源责任展开表
编号
风险
事件
风险
等级
风险期
主要预防
控制措施
责任人
DJ-TA04-DGJS-1
洞门漏水漏砂
Ⅲ
盾构接收开始一个月
1、确保洞门注浆加固效果；
2、严格按照方案组织施工，落实各项措施；
3、协调各工序衔接，加速盾构接收。
项目
经理
7.4、应急报警
盾构接收应急报警状态为：
盾构机壳体穿越洞圈范围时，或洞门未封堵前，洞圈与盾构机壳体或管片之间发生漏水漏砂现象。
7.5、应急响应程序与措施
7.5.1、应急启动
当应急状态发生，由科华南路站底板带班领导立即启动应急程序，并通过手机向中控室、应急领导小组组长汇报，中控室、小组组长分别与盾构机操作室、其他小组成员取得联系，通报应急救援事项。
7.5.2、应急措施
⑴盾构机壳体与洞圈间的漏水漏砂
漏水漏砂发生后，将准备好的棉胎塞入插板内，而后使用插板封闭盾构机与洞圈之间的间隙，拧紧洞门插板螺栓，随后采用盾构机中盾的注浆孔，向壳体外压注聚氨酯，减缓漏水漏砂；之后，盾构继续推进直至脱离洞圈。
⑵管片与洞圈间的漏水漏砂
在盾构机脱出洞圈之后，随即封堵洞门，在封堵洞门前，如发生漏水漏砂现象，则立即推紧洞门插板。
如漏水漏砂量较大，则利用管片注浆孔压注聚氨酯；如漏水漏砂量较小，则压注双液浆。
为提高聚氨酯以及双液浆的封堵效果，压注时选择在洞圈内第7环的位置，避免封堵材料未及时凝固随泥沙带出。
当出现漏水漏砂情况时要加强施工监测，测量工作井结构位移及沉降量，同时加强观测附近构筑物的倾斜测量，同时在洞门与附近构筑物之间打好注浆孔，当发现沉降较大时及时进行地表注浆，防止地表下沉引起周边构筑物发生倾斜。
7.5.4、应急演练
在盾构接收前，进行应急演练，主要针对落实应急措施相关人员的应急反应与对问题的处理措施，具体内容包括：
⑴应急响应流程；
⑵盾构机预留注浆孔压注聚氨酯；
⑶隧道管片注浆孔压注聚氨酯以及双液浆；
⑷4科华南路站值班人员底板与盾构机操作室的信息沟通。
7.5.5、应急资源
应急资源的准备是应急救援工作的重要保障，项目部根据潜在的危险源和应急措施，配备应急资源，具体见表8.5。
表8.5.盾构接收施工主要应急资源储备表
序号
名称
规格型号
单位
数量
存放地点
一
主要设备
1
双液注浆机
BW-250
套
2
隧道内1台6#台车，1台备用
2
聚氨酯泵
NYP220-V-W4P
台
2
隧道内台车处
3
门式吊车
45t
台
2
科华南路站施工现场
4
电瓶列车
JXKB40-9/510
组
4
科华南路站施工现场
5
汽车吊
100t
台
1
火车南站地面
6
对讲机
/
台
4
/
7
挖
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