地铁盾构施工组织设计.docx
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地铁盾构施工组织设计
第一章
施工技术投标书综合说明
本册内容充分按照招标文件要求进行编制，包含以下几部分内容。
第1节工程概况
第2节施工组织设计
施工组织设计文件是本册的核心内容。
施工组织设计主要依据招标文件，在充分考虑我局现有的技术水平、施工管理水平和机械配套能力的基础上，围绕着确保安全、保证质量、缩短工期、降低造价的目标来编制施工组织设计。
在施工组织设计过程中，我们依据招标文件，结合工程特点和我们的施工能力对设计文件中涉及的各单项技术按设计、施工要求进行了细化，针对招标文件中所提出的安全、文明施工、质量和工期目标，从劳、材、机等几个方面提出了合理的组织计划和相应的保证体系。
编制上述文件的主要依据包括：
（1）S市地铁南北线一期工程盾构第一标段招标文件及澄清问题；
（2）xxx年x月x日S市地铁总公司标前会议精神及现场调查资料；
（3）设计、施工过程中涉及的有关规范、规程；
（4）我局现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力；
第3节施工组织设计目标
人身安全目标：
杜绝死亡、重伤事故，杜绝重大交通、重大火灾事故，轻伤率控制在3‰以内。
工程安全目标：
各种变形均控制在允许范围内，地下管线不断不裂，地上建筑物及环境稳定。
质量目标：
本标段工程质量达到优良，确保省（部）优质工程，争创鲁班奖。
工期目标：
确保招标文件规定合同工期中的总工期以及节点工期要求，并力争提前。
文明施工目标：
确保达到S市级文明工地，争创省级文明工地。
第4节施工组织设计编制原则
1、以确保安全为前提，具有可操作性。
2、选择合理的施工方案，降低工程造价。
3、采用ISO9002质量标准全方位控制施工过程。
4、采用监控系统和信息反馈系统指导施工。
5、地面及地下按照S市文明工地标准做好文明施工。
6、各种技术难题超前进行研究，以预防为主。
第5节本工程特点、难点及重点
第二章我局承建S市地铁工程的战略部署和具备的有利条件
第1节战略部署
S市地铁是继北京、上海、广州、深圳等城市地铁工程之后启动的规模较大的城市工程，积极参与进而承建S市地铁工程是我局2000年度工作会确定的重要战略目标。
为能够实现这一战略目标，局已成立了由副局长、总工程、总经济师、局S市办事处主任等人员组成的S市地铁工程投标领导小组，负责S市地铁工程投标及中标后施工的组织、领导、协调工作。
尽管我局参加了S市地铁a车站投标未中标，这说明我们的投标文件在某些方面还存在着不足，我们及时总结教训，分析不足，这次S市地铁总公司又一次给了我们参与“S市地铁南北线一期工程盾构第一标段”投标竞争的机会，这是业主对我们的信任，它将是实现我局承建S市地铁工程战略部署的机遇和挑战。
我们将在认真领会招标文件的基础上编制出投标文件，如果业主将本标段授予我局，我局将作如下承诺：
（1）尽快成立局S市地铁工程指挥部，局已召开办公会明确分工，局总工程师全力负责S市地铁工程，任局指挥部指挥长。
确保在施工准备、工序转换、关键技术处理以及盾构出洞100m试验段时间内均在现场，每年在现场时间不少于6个月，特别是在前期工作。
（2）由曾参加过北京地铁西单站工程施工，在广州地铁东山口站和上海地铁江苏路站担任项目经理具有国家一级项目经理资质，荣获“全国优秀项目经理”称号的高级工程师出任项目经理。
（3）聘请国内从事盾构设计、施工方面的老专家及具有现场施工丰富经验的管理人员作为顾问，确保该工程安全顺利完成。
（4）我们将与西南交通大学、同济大学共同联合对盾构管片的设计优化以及对施工过程中可能出现的问题进行专题科研研究，以减少施工中的不安全因素，达到加快工期、减少漏水，确保安全，降低造价的目的。
（5）我局人员、材料、设备调整余地较大，我们将按照投标文件和工程实际，上好人员、机械、设备，确保万无一失。
（6）根据本工程实际情况，局科研处、技术处、设备处将组织专职机构，对盾构施工，作为一个重点进行项目技术指导，把关。
第2节有利条件
参加该标段竞标，我局具有以下有利条件：
（1）我局已多次召开办公会，局将把S市地铁工程的施工，列为全局首号工程，从人力、物力、财力上已作好了充分的准备，确保兑现合同承诺。
（2）具有在城市施工中不同地层下明挖、盖挖及超浅埋暗挖洞室施工的实践经验
（类似工程详细情况见表2.1，表2.2）。
类似工程施工经验表
（一）表2.1
项目
工程名称
工程内容
地铁车站工程
地铁区间工程
（3）具有城市施工多方协调和文明施工的经验
（4）拥有足够的力量投入本工程施工
设备人员力量：
近几年来我局先后参加了多个城市地铁及市政工程的施工，购置了多种配套的地下工程施工设备及部分专用施工设备，队伍正休整等待。
资金力量：
如业主采用设计方案，我局已与xx地铁盾构公司签定租赁协议，租用其盾构设备；如业主采用优化方案，局已准备足够资金购置新设备，如中标，即可提供适应S市地铁的设备，以保证工程安全优质按期完成。
（5）具有前后方呼应，强化组织管理的铁道兵优良传统一旦我局中标，我局将把该项工程作为全局的重点工程，在人力物力大力支持的基础上，局科研处还将派一个课题组进驻现场实行科研先导；在组织机构上将以局总工程师总负责，选择具有城市施工经验的管理人员组成局S市地铁指挥部，对项目实行现场直接指挥。
第三章工程概况
第1节工程规模、位置及周围环境
第2节工程地质及水文地质
第3节设计施工方案
3.3.1试验段施工方案
K5+073.688~K5+366.747段隧道采用明挖法施工，其中K5+073.688~K5+185.000为敞开段，K5+185.00~K5+366.747段为暗埋段，基坑支护均采用SMW工法，即采用水泥土搅拌桩内插H型钢作为围护结构。
K5+386.550~K6+065.900段隧道采用盾构法施工，盾构工作井设在K5+366.747~K5+386.550。
盾构机沿上行线掘进至a站调头，沿下行线掘进至盾构工作井。
3.3.2c站——b站区间施工方案
c站北侧端头（K8+352.550）——b站南侧端头（K9+276.606）区间隧道上下行线全部采用盾构法施工，盾构机从b站工作井出洞，沿下行线掘进至c站盾构机调头，再沿上行线掘进至b站工作井进洞。
区间联络通道及泵房采用暗挖法施工。
第4节设计防水方案
隧道防水设计综合考虑以下五个方案以确保工程各部位达到所要求的防水等级。
1.管片自身防水
管片混凝土采用密实级配，抗渗等级0.8MPa，具有良好的自防水性能；管片制作采用高精度钢模，钢模制作允许误差为±0.4mm，防止管片拼接出现错台，管片错台不得超过4mm。
2.接缝防水
沿管片肋面四周设置一道密封垫以保证接缝防水。
密封垫选用符合标准的氯丁橡胶或遇水膨胀橡胶，采用批准的粘合剂按操作方法将密封垫牢固的粘接于管片上，并视拼装成环的需要加以润滑。
相邻密封垫产生10mm的搭接误差时仍能达到设计的防水要求。
3.螺栓防水
管片螺栓接头设置止水垫圈。
4.嵌缝
管片设计预留合适的嵌缝沟槽。
5.管片外围防水
盾尾空隙注浆设计选用适宜的配比及材料并精心施工以形成稳定均匀的管片外围防水层。
第5节工期要求
1、试验段：
2000年10月开工，2002年2月完工，工期共516日历天。
2、c——b段：
2002年7月开工，2003年8月完工，工期共427日历天。
第四章施工前的准备工作
第1节施工场地布置
4.1.1试验段施工场地布置说明
试验段盾构井与暗埋段同时开工，尽快完成化工研究所位置施工场地范围内暗埋段主体结构，并填土恢复，形成远期暗埋段及敞口段施工及盾构作业时所需的作业场地，因此试验段施工场地布置按两期考虑。
1、盾构井及暗埋段一期围挡施工阶段场地布置说明暗埋段采用明挖顺作法施工，占用了南侧大部分施工场地，因此该阶段施工场区主要布置在场地北部，包括场地平整及硬化，施工区域划分，临时设施搭建等工作。
（见图4.1）。
⑴围墙和大门
围墙形式按招标文件要求确定，大门设在场地东北角，门边设置洗车槽及门卫值班室。
⑵场地平整及硬化
施工现场卸土至d路面标高，场区内除盾构施工工作场地及暗埋段开挖区域作特殊处理以外，场内运输道路部分采用20cmC20钢筋混凝土，其余硬化考虑10cm厚C20混凝土硬化。
⑶办公及生活用房
主要包括业主代表及监理工程师办公室，业主代表及监理工程师宿舍，工地办公及会议室、试验室、生活用房、食堂、浴室、厕所等临建设施，其中工地办公及会议室和生活用房按两层搭建，业主代表及监理工程师办公室和宿舍配套设施符合招标文件要求。
⑷钢筋加工及材料堆放场
用于暗埋段结构和盾构井结构施工中的钢筋加工、成品及钢支撑和钢围檩堆放。
⑸临时堆土场
用于暗埋段土方和盾构井土方开挖施工中，在施工现场内临时堆积。
⑹配电房
配电房设在场地东侧盾构工作井井边，其中一路800KVA为远期盾构推进提供动力，另一路350KVA通过厢变转化提供生产和生活用电。
2、盾构掘进阶段施工场地布置
盾构掘施工阶段场地分为南、北两个相互独立部分，南侧场地用于敞口段及暗埋段施工作业，北侧场地用于盾构掘进施工（见图4.2）。
盾构掘进施工场地内拆除一栋生活用房，保留北侧大部分临时设施，并新建集土坑、注浆站、材料库、备用发电机房，铺设桁车走行轨道，划分管片堆放区，挖掘机作业区，出土车辆停放区等。
⑴盾构掘进施工场地布置
①集土坑及挖掘机作业区
根据盾构推进速度，按两天土方量设置，用于盾构掘进施工中的碴土临时贮存，集土坑设于盾构井西侧，面积16×12m，坑深5m，坑边设置挖掘机作业区，配备1台1.2挖掘机装土。
②注浆站及材料库
用于盾构掘进施工中管片注浆，设管道通至盾构工作面处注浆泵。
材料库用于贮存注浆材料。
③备用发电机房
设置备用发电机房并配备一台150kw柴油发电机，作为突然停电时的备用电源。
④运输系统
井上设两台龙门吊，其中一台最大起吊能力10t，主要用于管片装卸吊运，另一台最大起吊能力16t，负责碴土吊运。
为便于施工作业，两台龙门吊主梁均有一定的外伸长度。
井下采用以电瓶车为牵引动力的轨道运输系统负责出土进料。
⑤管片堆放区
管片堆放区设在盾构工作井西侧，管片按两层叠放，根据管片弦长并考虑两天的管片存放量，管片堆放区面积为8.5×20.5m。
⑥车辆停放区
主要用于碴土外排时运输车辆的临时停放及场内调头。
⑵敞口段、暗埋段施工场地布置
敞口段、暗埋段施工场地位于南侧，在化工研究所位置暗埋段结构完成并填土恢复后，硬化该区域施工场地。
本场地主要用于暗埋段及敞口段生产作业，生活区设在我局在S市基地，生产作业区布置钢筋加工场，钢支撑及钢围檩堆放场、模板及脚手架堆放场和水泥库等。
4.1.2a-b区间施工场地布置说明
a-b区间工地围挡、大门及洗车槽与试验段相同，临建设施与试验段类似，布有业主及监理办公室、宿舍、工地办公室、会议室、试验室、注浆站、材料库、配电房、备用发电机房、生活用房等（见图4.3）。
a-b区间桁车系统采用试验段桁车系统，集土坑同样按两天存土量设置，面积20×10m，坑深5m，管片按两层叠放，堆放区域面积为29×8.5m，满足两天的管片施工量。
4.1.3电力供电系统
主要包括配电房和发电房。
（1）配电房与业主提供的10kv送电线路相接。
时使用），现场需总负荷为1150KVA（盾构机800KVA，其它用电350KVA）；
（2）电源进入现场配电
房后，直接引出回路，盾构机一条，第二条通过变压器（350KVA，10KVA/0.4KV）后，供现场生产和生活用电；
图4.4现场配电示意图
（3）施工现场设置备用
发电机（150KVA）一台，通过双投开关与市政供电互锁；当市政停电时，保证现场照明，部分施工设备用电及现场处于安全稳定状态；
（4）本系统的高压部分
设有避雷器、带电显示、接地开关等安全设备，同时附有计量器。
低压负荷表（市政电）
低压负荷表（备用电源）
序号
名称
负荷
序号
名称
负荷
1
地面照明及日常用电
50KW
1
地面照明及日常用电
10KW
2
地面动力（吊机及注浆设备）
130KW
2
吊机及注浆设备
70KW
3
地下动力和照明
60KW
3
地下动力和照明
40KW
4
临电/备用
80KW
4
临电/备用
电缆在地面全部采用沟槽敷设，进入隧道后挂在与管片相连的支架上，见图4.5隧道管线布置断面示意图。
试验段的配电房、发电房设在化工研究所内的施工场内，a-b区间的配电房、发电房设在b站的施工场内。
4.1.4给排水系统
给水管向外与业主提供的给水点相连，并安装相应的水表，在场内通过暗管分为两部分，一部分供地面使用，另一部分通过管道一直引到盾构机，途中每50m安装一个带阀门的接水口，场内给水管采用2寸钢管，通过特别挂架挂在管片上，见图4.5隧道管线布置断面示意图。
图4.5隧道管线布置断面示意图
排水系统由水泵、排水管道和沉淀池三部分组成，隧道内的积水经若干水泵和沿隧道全程布置的PVC管排放到地面的沉淀池，再经三级沉淀，确认达到排污标准后，排到城市下水管道。
4.1.5通风系统
为保证隧道内的空气质量，将在洞口安装一台送风能力为500/min轴流风机，通过φ600风管送风至盾构机作业区。
4.1.6施工期间的交通疏导
本标段对交通影响较大的为明挖段的施工。
在施工期间为减轻城市交通压力，尽量做到少占交通要道。
试验段中，从盾构井（化工研究所）到饮马桥长200米，该段与d呈12·斜交，占用道路长度180米。
该处路面宽45米，施工围挡后，可供车辆通行路面最窄处为15米。
在施工中，采取分段围挡分段施工的方法。
即第一期先对盾构井至HZ左K5+229.765标桩进行围挡，见图4.6，第二期对从HZ左K5+229.765标桩至K5+185.00段进行围挡，见图4.7。
第一二期围挡内的施工同时结束后，恢复地面，撤去围挡，恢复交通，之后，再进行敞口段的开挖施工。
1、盾构井至HZ左K5+229.765标桩围挡期
在此期间，围挡区将占用d西侧人行道、慢车道和机动车道，及部分由南向北机动车道，e路口交通不受影响。
由长途汽车站驶出的车辆，仍在e路口调头，d现有路面交通在围挡区东侧的剩余道路双向通行。
可供通行的道路宽度接近15米时，车行道横断面分配为：
机动车单向一股3.5米车道，东侧设3.5米慢车道，西侧设4.5m行人，非机动车混合道，上下行交通流以单虚黄线分隔。
2、全围挡期
在此期间，围挡区将占用d西侧人行道、慢车道和机动车道，及部分由南向北机动车道，e路口东、西向交通阻断。
d现有路面交通仍在剩余道路双向通行。
可供通行道路最窄处为15米，横断面分配为：
机动车单向各一股3.5m车道,东侧设3.5m慢车道,西侧设4.5m行人、非机动车混合道，上下行交通流以单虚黄线分隔。
为解决e路口交通阻断带来的矛盾，除去围挡区终点以南30m绿岛，做交叉口处理，临时代替被阻断的e路口。
由北向南的交通流在此变道，驶回西侧道路正常通行，由长途汽车站驶出的车辆，在该路口调头，原e东口做十字型路口处理，西口直行和左转非机动车先行右转，至临时路口左转。
3、施工车辆的交通组织
⑴土方运输路线
根据业主提供的资料，试验段弃土将运往城南油坊桥，为减少运土车辆对城市交通的影响，在施工现场，施作进出口分开和右进右出管理。
在行驶路线的安排上，选择交通负荷较低的道路，尽量以右转弯形式通过交叉口。
土方运输路线见图4.8土方运输路线示意图、图4.9交通疏解示意图。
图4.8土方运输路线示意图
图4.9交通疏解示意图
⑵时间安排
d试验段，地处城南，道路交通压力较小，土方运输时间可安排在19:
00——次日7:
00。
另外，施工中，少量设备和材料需白天运输的，以及19:
00——22:
00运输土方的车辆，到交管部门办理禁区通行证。
a-b区间车辆较多，土方运输及设备、材料运输均安排在19:
00至次日5:
00。
4、现场交通管理
在施工期间，为保证交通安全和道路畅通，需派遣警力和纠查进行现场管理，设置必要的交通标志等。
夜晚出土点的进、出口设置红色警示灯，并有专人现场指挥调度进出车辆。
施工路段设置30KM限速标志和对应的解除禁令标志，道路变窄和施工警告标志。
车辆不准鸣喇叭，同时在出土点的进出口处，设置带红灯闪烁的警示标志，以提醒行人，车辆注意安全，所有交通行为均服从交管部门指挥。
4.1.7界面接口协调管理
⑴地铁工程是一项系统的群体工程，除本合同范围的土建工程外，尚有装修、轨道线路、通讯、信号、供最、环境通风、车站设备、人防工程、给排水及消防系统等，涉及不同种类专业的承包商。
应按设计和业主代表规定要求熟悉掌握各专业界面的内容，确保本合同土建施工为其它专业或各专业承包商提供合格的工程，为后续专业工序提供可靠的质量保证。
⑵根据设计文件要求和施工过程中可能出现的加工作业界面接口问题，充分考虑施工接口的部位和接口工作项目内容，制定预防可能引起接口部位的安全和质量问题的预防措施和接口管理办法。
为明确施工接口内容、责任和协调，对存在的接口事宜，施工技术部指派专职工程师负责，作业队建立专门实施上组，确保业主及监理工程的指令或协调事项得到有效的实施。
⑶本合同工程施工期间，除应遵守《工程规范》中有关规定的义务外，对工程界面接口，坚决服从业主及监理工程师的统一协调并认真执行接口工作的有关指令。
⑷土建施工与设备安装的界面，主要由施工设计图、文件提出要求和划分，各负其责，相互配合，共同管理。
土建结构施工前，参加业主组织各专业监理、承包商和相关设计单位召开的设备安装与土建界面接口协调会，明确机电设备的外形尺寸、重量、预留孔洞及预埋件的位置和形状尺寸等的技术条件；凡有设备安装的土建结构施工前，应与设计单位和监理核对以上技术条件是否齐全，共同办理签证手续认可，确保施工质量合格，为设备安装创造条件。
⑸场地移交时间见下表。
工程名称
移交时间
试验段盾构井
试验段盾构机调头
试验段桩基托换
内河盖板施工
试验段明挖排水泵房
试验段一期围挡
试验段全围挡
试验段敞口段围档
a-b区间桩基托换
a-b区间盾构井
c盾构机调头
a-b区间联络通道及泵房
第2节补充地质钻探
根据业主提供的地质钻探报告，对有可能受施工影响而产生的地方（盾构井，车站的始发端，到达端，联络通道，雨水泵房，内河两岸以及隧道穿过地面建筑物等处），将进行补充钻探。
具体如下表。
施工阶段补充钻探计划表
区段
编号
位置
孔深
说明
试验段
a-b区间
备注：
钻孔深度为隧底以下3米。
第3节建筑物及管线的调查
4.3.1建筑物的调查
在隧道施工过程中，由于开挖破坏了地层的原始应力状态，将引起地层的移动，结果必将导致不同程度的地面沉降，这种沉降又导致建筑物发生倾斜及其基础的承载力较大幅度的降低。
在施工前详细查清施工影响范围内的建筑物极其基础状况，在施工中加强检测，对其安全性作出判断，有针对性地采取主动措施加以必要的保护，是确定本标段隧道安全顺利施工的关键。
根据招标文件提供的资料，结合我们现场调查进一步确认隧道两侧已有建筑物的状况，下表列有隧道施工影响范围内的21座建筑物的基础资料，其中有框架结构，砖混结构，混合结构；层高为3—28层；基础形式有整板基础有3座，条形基础有2座，桩基有6座，9座建筑物其基础不详；
其中有2栋建筑物（原S市陶瓷厂的3层框架桩基厂房及i大厦裙房）位于隧道上方，其部分桩基侵入隧道界限，隧道施工前要提前对其处理。
若我局中标，将指定专职工程师专门负责此项调查工作，并辅以有经验的土地测量员及专业摄影师，在S市房屋鉴定机构的帮助和指导下进行调查鉴定，采取的调查方式和调查内容主要有：
（1）对沿线施工影响范围内的所有建筑物（含桥梁，地下通道，地下商场等）之状况进行记录并摄影。
（2）制定并填写每栋建筑物的调查表（编号，一般状况，特殊状况）。
（3）对建筑物的内外构件包括表面修整和维修保养情况进行目检，对已有裂缝将用光学裂缝仪量测并予以记录。
（4）对主要结构的裂缝，开裂，磨损以及外漏（或锈蚀）的钢筋进行详细的记录和拍摄，重要照片要加示意草图及说明以显示相应拍摄物的位置。
（5）对四层以上的建筑物进行垂直度测量。
（6）对部分位于工程影响范围内的建筑物，将对整栋建筑物进行调查鉴定。
（7）建筑物的调查邀请业主在场，调查表应请业主和S市房屋鉴定机构相关工作人员的签名佐证。
（8）在正式掘进前，将向工程师提交一份详细的沿线建筑物状况的调查报告。
4.3.2地下管线的调查
根据招标文件及我们现场调查的资料，在隧道施工影响范围内的地下管线有：
ф1000雨水管，ф750雨水管，ф600污水管，ф300污水管，ф500上水管，ф150电讯管线及地下电缆，地下光缆等。
其埋深在地面下1—3米之间，从其分布来看，大部分顺着线路方向分布于隧道上方和两侧。
若我局中标，将指定一位有经验的工程师专门负责该项调查共作，具体的工作内容包括：
1>制定详细的调查计划和调查方案。
2>对招标文件中的管线资料进行整理和确认。
3>走访沿线所有地下管线的主管单位，以确保没有管线资料被遗漏，对所有有关的地下管线将争取在现场进行探查和确认。
4>对盾构机两侧15米范围内的管线将准确定出其种类，位置，形状，尺寸和材料性能，并将调查结果递交相应部门确认。
5>向有关部门确认各种管线的容许变形量。
6>经过确认的地下管线资料将被标注到指导隧道掘进的形象进度图上（平面和剖面）。
7>将经过确认的地下管线的实际位置及新建工程的接口或冲突之处标注出来，并将拟用的施工方法，拟用支持和保护系统的详细情况和监测变形的方法作详细的说明。
8>在正式掘进前，向现场工程师和有关机构提交一份完整准确的地下管线调查报告。
4.3.3地层加固
在本标段区间隧道施工中，共有4个出洞端头，4个进洞端头，1个联络通道，1个排水站以及沿线有干扰的地面建筑物和地下管线要进行必要的加固处理。
对出洞端头，采用水泥土搅拌桩加固，纵向加固范围长为6米；对进洞端头，亦采用水泥土搅拌桩进行加固，纵向加固范围长为3米。
洞门加固范围左、右、上、下均在2m以上，强度为3~8MPa。
图4.10洞门加固范围示意图
对联络通道和泵房采用超前预注浆加固地层，必要时采用冻结法固结地层，并辅以缩小开挖进尺，及时进行格栅喷锚支护以保证施工的安全。
沿线有两栋建筑物位于隧道上方，部分桩基侵入隧道界限，处理方法如下：
对侵入隧道界限及边界1.5米范围内的桩基进行托换处
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