深圳地铁9号线上梅林站孖岭站区间盾构始发掘进与到达方案Word格式文档下载.docx
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《中华人民共和国计量法》
国家主席令第28号
（三）主要规范、规程
序号
版本号
国家标准
1
《地铁设计规范》
GB50157-2003
2
《地下防水工程质量验收规范》
GB50208-2011
3
《地下铁道工程施工及验收规范》（2003年版）
GB50299-1999
4
《建筑结构荷载规范》（2006年版）
GB50009-2001
5
《混凝土结构设计规范》
GB50204-2011
6
《混凝土结构工程施工质量及验收规范》
GB50010-2002
7
《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50205-2001
8
《建筑地震设计规范》
GB50011-2001
9
《建筑地基基础设计规范》
GB50007-2011
10
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2001
11
《建设工程施工现场供用电安全规范》
GB50194-93
12
《铁路工程抗震设计规范》
GB50111-2006
13
《建筑工程文件归档整理规范》
GB50328-2001
14
《建筑安装工程质量检验评定统一标准》
行业标准
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ33-2001
《混凝土结构工程施工质量验收统一标准》（2011年版）
JBJ01-82-2004
《施工现场临时用电安全技术规程》
JGJ46-2005
《建筑施工安全检查评分标准》
JGJ59-99
《钢筋焊接及验收规范》
JGJ18-2003
《建筑安装工程资料管理规程》
DBJ01-51-2000
《建筑地基处理技术规程》
JGJ79-2002
《建筑安装工程分项工程施工工艺规程》
DBJ01-26-2003
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59-2011
《钢筋机械连接通用技术规程》
JGJ107-2010
企业标准
《轨道交通工程施工质量验收统一标准》
试行
《轨道交通防水工程施工质量验收统一标准》
《轨道交通土建工程施工质量验收统一标准》
JQB-068-2005
《轨道交通车站工程质量验收统一标准》
1.0.2编制原则
（1）严格执行国家和深圳市有关工程建设的各项方针、政策、规定和要求；
（2）遵守、执行招标文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工和职业健康等各方面的工程目标；
（3）在认真、全面理解设计文件的基础上，结合工程情况，应用新技术成果，使施工组织设计具有技术先进、方案可靠、经济合理的特点；
（4）充分研究现场施工环境，妥善处理施工组织与周边接口问题，周密安排交通疏导和管线保护，使施工对周边环境的影响最小化。
1.0.3编制范围
本施工组织设计编制涉及的工程范围为深圳市城市轨道交通9号线BT项目XX标段工程上梅林站~孖岭站区间盾构始发、到达及掘进过程中的控制措施及应急预案。
联络通道及洞门等附属结构施工则编制专项施工方案，本方案不包含在内。
2、工程概况
2.1区间工程概况
本标段为深圳市地铁9号线BT工程XX标段工程，包括13个单位工程，分别为下梅林站、梅村站、上梅林站、孖岭站、银湖站、泥岗站、下梅林站-梅村站区间、梅村站-上梅林站区间、上梅林站-孖岭站区间、孖岭站-银湖站区间、银湖站-泥岗站区间、泥岗站-红岭北站区间和孖岭站-笔架山停车场入场线及笔架山停车场-银湖站出场线。
除下梅林站为盖挖逆作外，其余车站全部为明挖法车站；
区间主要工法为盾构法，其中下梅林站～梅村站区间、银湖站～孖岭站区间局部及出场线局部为矿山法。
2.1.1本标段工程概况图
图2.1-1XX标工程概况图
2.1.2上梅林站-孖岭站区间
上梅林站-孖岭站区间位于深圳市福田区梅林路，区间左线起止里程为ZDK14+567.300-ZDK15+169.200，短链4.145米，长597.765米；
区间右线起止里程为YDK14+567.300-YDK15+169.200，短链3.785米，长598.125米。
本区间最大线路纵坡25‰，最小纵坡为8.961‰，区间埋深8.5米~16.3米，在孖岭站西侧下穿彩梅立交。
盾构从上梅林站始发至孖岭站吊出。
区间按照先右线后左线的顺序施工，右线施工时间计划为4月1日~8月26日，左线施工时间计划为5月1日~9月26日。
图2.1-2上梅林站~孖岭站区间平面布置图
2.1.4上梅林站
车站有效站台中心里程:
YDK14+482.000，设计起点里程：
YDK14+398.100，设计终点里程：
YDK14+567.100，车站全长169.00m，标准段宽22.4m，有效站台中心里程处顶板覆土厚度约3m。
本站为地下三层三跨钢筋砼框架结构，顶板、负一层板、负二层板、底板与中柱、内衬墙形成为一闭合框架，顶板、负一层板、负二层板设计为梁板体系。
车站内衬墙与围护结构间设置柔性防水层，采用重合式结构。
图2.1-3上梅林站平面布置图
2.2主要工程数量
表2.2-1工程数量表
工程名称
工程项目
单位
数量
备注
上梅林站〜孖岭站区间
区间长度（盾构）
单延米
1195.89
左线597.765m，右线598.125m
普通管片
环
792
管片宽1.5米，厚300毫米
加强型管片
完成始发段掘进后进场
端头加固
米
35402.7
实桩
2.3工程环境条件
2.3.1周边道路、地面建筑及管线情况
上梅林站~孖岭站区间沿梅林路下敷设，下穿彩梅立交桥，共侧穿8座房屋。
道路、建筑与隧道间关系如下。
（1）梅林路为双向六车道道路，沥青路面，路面距离隧道8.5~16.3米，该段与凯丰路、彩田路相交。
（2）彩梅立交桥为深圳进出梅林关主道，为三跨连续箱梁结构，跨度为28米。
基础为灌注桩，桩底标高最深为-3.095米（隧道轨面标高7.341米），水平距离隧道1.44米。
（3）天虹商场为混凝土框架结构，地上六层，地下一层，筏板基础，基底标高19.6米，1993年竣工。
建筑平面距离右线隧道16米。
（4）深圳美视光电有限公司为混凝土框架结构，地上六层，沉管灌注桩，桩长18.5米，1992年竣工。
建筑平面距离右线隧道14米。
（5）凯丰花园A型住宅为混凝土框架结构，地上七层，沉管灌注桩，桩长13米，1995年竣工。
建筑平面距离右线隧道17米。
（6）凯丰花园（逸园）为混凝土框架结构，地上十八层，摩擦端承桩，桩长12-26米，2006年竣工。
建筑平面距离右线隧道22米。
（7）中国民生银行员工宿舍为混凝土框架结构，地上八层，沉管灌注桩，桩长13-15米，1995年竣工。
建筑平面距离左线隧道15米。
（8）深业运输有限公司为混凝土框架结构，地上五层，人工挖孔桩，桩长12-21米，1994年竣工。
建筑平面距离左线隧道20米。
（9）加油站为砖混结构，地上一层，有地下油库，独立基础，基底标高19.4米，1994年竣工。
建筑（含油库）平面距离左线隧道11米。
（10）西湖汽车服务大厦为混凝土框架结构，地上六层，人工挖孔桩，桩长20-27米，1992年竣工。
建筑平面距离左线隧道11米。
上梅林站~孖岭站区间范围内管线多为东西走向，沿人行道布设，主要有铸铁管DN150给水管，埋深0.97m，砼Ø
400雨水管，埋深2m，钢DN100燃气管线，埋深0.91米，若干电信管线。
此外，1条DN159高压燃气管线沿凯丰路南北向横穿梅林路。
2.3.2工程地质及水文条件
（1）工程地质
根据本次地质钻孔揭示，本场地岩土分层及其特征自上而下分布为：
素填土，代号为<
1-1>
；
中粗砂层，代号为<
3-4>
可塑状残积砂质粘性土（砾质粘性土），代号为<
6-1>
硬塑状残积砂质粘性土（砾质粘性土），代号为<
6-2>
花岗岩全风化带，代号为<
12-1>
花岗岩强风化带，代号为<
12-2>
混合岩全风化带，代号为<
11-1>
（Z）；
混合花岗岩强风化带，代号为<
11-2>
混合岩中等风化带，代号为<
11-3>
混合岩微风化带，代号为<
11-4>
图2.3-1【上梅林站-孖岭站】右线区间地质分析图
图2.3-2【上梅林站-孖岭站】左线区间地质分析图
（2）水文地质及评价
1）地下水位
地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等因素控制。
地下水主要有两种基本类型，分别为松散岩类孔隙水和基岩（构造）裂隙水。
孔隙水主要赋存在残积层、全风化砂岩中，砂层呈层状或透镜体状分布，砂层之上有淤泥质土层或粉质粘土层，砂层水属于承压水，赋水性丰富。
基岩裂隙水赋存于花岗岩中。
勘察期间揭露沿线地下水稳定水位埋深约6m，标高约－1.00m。
2）地下水的腐蚀性
根据本工程的特点，结合深圳市地铁9号线工程地下水特征，地下水的腐蚀性评价具体条件如下：
本区域地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水的条件下具有微腐蚀性，在干湿交替的条件下具微腐蚀性。
根据《混凝土结构耐久性设计规范》表6.3.2规定，该区间所处的环境作用等级下，砼强度等级应选C45，钢筋的最小保护层厚度为45mm。
本区间盾构管片砼强度采用C50,迎水面保护层厚度为50mm，满足规范要求。
2.4区间隧道设计特点
●区间竖曲线：
上坡，最大坡度：
25‰，最小坡度：
8.961‰
●区间隧道埋深：
8.5~16.3m
●最小平面曲线半径：
2500m
●隧道外径：
6.0m，内径：
5.4m。
●管片宽度：
1.5m。
●掘进方向误差不超过±
50mm。
●盾构掘进施工地表面允许隆陷值为+10/-30mm。
2.5工程重难点及应对措施
2.5.1保证盾构始发、到达安全是重点
本合同段盾构始发、到达端头地层稳定性较差，易发生涌水、涌砂等现象，对此，具体施工措施如下：
（1）本标段端头均采用高压旋喷方式进行地层加固，加固区的范围为隧道上下左右各3.0m，沿隧道掘进方向始发6~10m（以设计图纸为依据）。
（2）加强端头地层加固施工质量控制，并在加固完成后采取垂直取芯方式进行加固效果检查，如有问题，立即组织补充加固。
（3）做好盾构始发、到达洞门密封工作，确保临时密封装置起到良好的止水效果。
在帘布橡胶板上涂抹黄油等润滑剂，以免刀盘刮坏帘布橡胶板，影响洞门密封效果。
（4）作好盾构始发与到达时的姿态控制，保证盾构以良好的姿态时始发与到达。
（5）加强盾构机始发与到达施工过程控制，确保盾构始发与到达施工安全、连续、快速的进行。
2.5.2防喷涌技术措施是本工程的重点
本标段盾构在粘土地层中掘进时，用以控制上层土体稳定的泥浆亦容易从螺旋输送机喷出。
在刀盘粘附“泥饼”的情况下，切削效率降低，在螺旋输送机排土的同时，仓底易形成空洞，地下水迅速补充，易发生喷涌现象。
（1）在水量较大的地段掘进时采用螺旋输送机双闸门控制，加注泥浆或高效聚合物，防喷涌、防涌水，必要时采用保压泵碴装置。
同时，利用盾构机配套的二次注浆设备及时注浆，在管片外周形成连续的封闭环，防止管片周围的地下水串通，避免喷涌。
（2）采用土压平衡模式掘进参数，严格控制盾构掘进方向和铰接油缸的行程差，以确保铰接密封效果。
加强盾构机铰接密封检查，保证不漏水不漏砂。
（3）经常检查盾尾密封刷的密封效果，经常填加油脂，确保密封刷状态良好。
（4）若出现喷涌现象，立即关闭螺旋输送机的闸门，适当向前掘进，使土仓内建立平衡，通过刀盘的转动，将土仓内的土体搅拌均匀。
然后才将螺旋输送机的闸门慢慢打开，开门度为30%，边掘边出土，始终保持土仓内压力稳定。
（5）做好盾构机及后配套设备的保障后勤工作，保持连续快速推进，不能因盾构机后配套设备故障而影响掘进。
（6）严密监控螺旋机出土口的出土情况和土仓的压力变化情况，一旦发生喷涌现象，首先关闭螺旋机出土口处的闸门，然后在螺旋输送机出土口接驳保压泵碴系统，保证掘进，避免地下水、流砂或所添加泥浆的大量喷出，保持土仓内的土压稳定。
（7）向土仓中加入膨润土或发泡剂，改善土仓内土质的和易性，使土体中的颗粒和泥浆成为一个整体，连续从螺旋输送机排出，避免喷涌。
（8）在粉质粘土中掘进时防喷涌的主要办法是防止“泥饼”的形成。
2.5.3管片防上浮技术措施是本工程的重点
本标段的地质情况比较复杂，在隧道经过的地层变化较快，且地下水较丰富，在盾构机掘进过程中，由于盾构超挖，使得开挖的隧道偏大，而在这种地层下开挖，隧道的成型较好。
虽然进行了同步注浆，但在隧道管片和围岩之间的注浆浆液还是属于软弱层，成型后隧道管片没有较大的刚性支撑，在推进过程中产生变形，超过隧道限界。
由于本工程地下水位较高，最终使得管片基本上浮。
管片防上浮的措施如下：
（1）了解隧道所经过地段的地质情况，包括里程、土层分布、深度、强度、含水量，预先制定不同地段的掘进措施。
在掘进过程中，及时调整掘进速度、刀盘润滑剂添加量、掘进模式等施工参数。
（2）加强对盾构机姿态的控制，尤其在上坡或下坡地段必须注意千斤顶的作用分力对管片的影响，及时调整姿态及千斤顶行程差。
避免超挖和蛇行，尽量使各组推进油缸推力适当均衡。
（3）在变坡段一定要注意做好管片的选型及正确安装。
（4）控制测量的精度和频率，严格按要求建立起一套严密的人工测量和自动测量控制系统，严格控制测量的精度，合理布设洞内的测量控制点和导线，根据工程中的实际情况合理控制测量和复核的频率。
根据测量的结果来调整盾构机的控制参数和管片的拼装等（如调整对称千斤顶的行程差，合理控制各区域千斤顶的行程，更合理使用铰接、超挖等设施，调整管片类型和拼装方式等）。
（5）改变砂浆配比，提高水泥用量，降低浆液初凝时间，及时、足量注浆，提高固结效果；
（6）加强管片姿态测量，一旦有上浮异常现象，立即启用二次注浆（在隧道顶部注双液浆），有效控制管片进一步上浮。
（7）保证管片连接螺栓的安装质量。
管片拼装过程中尽量减小管片之间的错台，及时安装连接螺栓，确保管片定位准确，连接牢固。
用仪器检测管片安装的误差，若误差超过允许值需进行调整；
管片安装就位后，在下一循环的掘进开始时，推进系统作用于管片上的轴向压力应缓慢、均匀地施加；
管片连接螺栓在掘进的开始时也会出现松动，需及时对松动的螺栓进行紧固。
2.5.4沿线建（构）筑物和市政管线保护是本工程的重点
盾构隧道在梅林路下穿行，并且多次下穿、侧穿建筑物，隧道结构上方有很多重要地下管线，须保证地面沉降，尤其是建筑物、地下管线沉降及其差异沉降需严格控制在允许范围之内。
为确保万无一失，需密切监控，并采取有效的措施。
而盾构掘进过程中控制地面沉降的技术关键是保持盾构开挖面的稳定和及时充填隧道与地层之间的建筑空隙，并且在掘进过程中随时优化掘进参数。
具体措施如下：
（1）盾构区间在梅林路道路交通流量较大，盾构施工时需严格控制地表沉降，确保道路通行安全。
在盾构掘进通过之前，对受影响的基础、建（构）筑物和地下管线进行预评估，根据实际情况，组织论证，制定预案。
（2）在盾构掘进施工过程中，保证盾构开挖面的稳定。
通过优化各种掘进参数：
刀盘和土仓压力、排土量和推进速度、螺旋机转速、千斤顶总推力、注浆压力与时间、注浆方式、浆体性能、盾构坡度、盾构姿态、和管片拼装偏差等。
熟练掌握盾构机的操作，根据地面变形曲线进行实测反馈，以验证选择施工的合理性，并且不断地进行施工参数的优化调整。
（3）根据建（构）筑物的结构类型及对沉降的敏感程度、沉降的允许值，制定重要建（构）筑物及地面变形警界值。
建立完善的监测网，及时反馈信息，在盾构同步注浆之后，及时进行跟踪补浆或二次注浆。
（4）贯彻信息化动态施工，加强地表沉降及建筑物变形监测，监测数据经过分析后反馈于盾构掘进施工，及时根据分析后的结果优化和调整盾构施工参数，确保盾构安全平稳掘进。
（5）加强机械检修养护，在建筑物下进行连续快速地掘进。
（6）防止螺旋输送机喷涌砂，防止盾尾和铰接部位漏砂等造成地层损失加大沉降。
（7）控制好盾构姿态，避免盾构大幅度纠偏、上浮或叩头、后退现象的发生。
在曲线段掘进施工时，尽量减少超挖。
（8）在施工过程中，加强监测，及时反馈，以迅速调整、优化施工方案。
1）在盾构到达前30~50m时，调整好各项施工参数，以最优化、对地层扰动最小的施工参数、保持稳定良好的盾构姿态，尽量减少蛇行纠偏的幅度，减少对地层的扰动，施工中确保地表沉陷值控制在+10mm和-30mm以内；
2）严格控制盾构掘进过程中的出土量，建立并保持正面合理的碴土压力，保证开挖面的稳定，保证拱顶上方不出现空洞；
3）严格控制壁后同步注浆工序，注浆要及时、到位，在注浆时要兼顾设定的注浆压力和注浆量，确保注浆工作有效地弥补盾构掘进过程中造成的地层损失。
根据地表沉降和建筑物变形跟踪监测，必要时进行二次补浆；
4）采用信息化施工，将监测数据及时、准确地反馈给控制室，使控制室能够根据地面所反映的情况，进行正确判断，及时通知各子系统优化施工参数；
5）分析盾构机在类似地层掘进和过桥基础时的沉降情况及监测数据，作为下穿建筑物的参考，从而选取合适的施工参数，编制完善的施工方案和应急措施，确保建筑物的安全；
6）制订应急措施和备用方案，根据监测结果确定应急措施和备用方案的实施与否。
2.5.5复杂地层下的盾构掘进
原因分析：
上梅林站~孖岭站区间左线在孖岭站以西100米处穿越一段上软下硬地层，穿越长度为80米，岩性为中微风化混合岩，最大侵入高度为6米详勘报告显示该段基岩突起最大抗压强度达126Mpa，地质风险非常高。
保证盾构顺利穿越是本工程施工的重点也是难点。
拟采取对策：
（1）在施工前进行详细的补勘和地质雷达扫描，查明区间范围内的地质情况，确定软硬不均、软弱围岩、基岩突起地段的硬岩分布和地层分解位置、软土的类别和相应参数。
（2）严格控制盾构姿态和掘进参数，做到信息化施工，调整参数，并加大监测频率，降低刀盘转速，降低对土体扰动。
加强同步注浆控制，及时进行二次补浆。
（3）盾构选型时考虑超前注浆加固设备配置，对夹层土体进行预加固处理。
（4）对基岩突起段进行深孔预爆破及冲孔桩机相结合的处理方式，随后进行注浆加固止水。
查勘地面管线情况，加强对地面管线的监测与保护。
2.6施工场地平面布置与管理
2.6.1施工平面布置原则
按照招标文件和设计图纸并结合实际情况确定施工条件和施工要点，遵循深圳市有关工程建设和建筑法规，认真到现场勘察，因地制宜，精心布置，做到合理可行。
根据现场施工总体安排及交通运营的需要，充分利用规划用地界，施工临时用地以满足施工生产和现场管理为主，少干扰既有道路交通。
根据施工的进度安排，施工场地按需要进行布置，工人住宿、生活设施等尽量异地安排，做到既满足施工的需要，又整齐有序。
充分考虑市容及环境保护，施工设施布置在满足生产规模和施工工艺的要求下，做到紧凑美观、安全防火。
充分利用既有市政道路交通，减少施工临时便道工程。
2.6.2施工总平面布置及说明
（1）上梅林站基地
上梅林站基地场地布设40T龙门吊两台、浆液站一套、充电设备两套以及划分管片堆场、周转材料堆场、消耗材料堆场、加工场、渣土池等区域；
机电库房放置中板；
监控室、值班室采用集装箱作为现场办公地点。
详图见附图2.6-1。
图2.6-1上梅林站盾构始发场地平面布置示意图
2.7临时设施布置及临时道路
（1）场地围墙
为了工地减少“扰民”，同时也为了避免“民扰”，本工程施工场地按照设计图纸给出的工程控制范围，参照有关安全生产的法律、法规、规范、规章和规范性文件等要求建造，在施工场地沿周边红线范围设置连续、封闭的围墙。
围墙和大门的形式按深圳市有关规定和建设单位要求建造。
（2）场地大门设置
根据场地条件，每期围挡设一到两副大门，门内设洗车槽，为便于管理，大门内侧设保卫值班室。
在大门的显著位置设立工程标牌。
工程概况牌设置在工地围挡的醒目位置上，标明项目名称、规模、开竣工日期、施工许可证号、建设单位、设计单位、质量、安全监督单位、施工单位、监理单位和投诉电话等。
（3）施工现场临时便道
在施工场地内设临时施工道路。
其中上梅林站道路的设计充分考虑到今后盾构机进场、管片和碴土运输等重车的行走。
路边设置相应的安全防护设施和安全标志。
（4）场地硬化
在路面范围以外的施工场地，硬化采用10cm厚的C20混凝土，硬化场地考虑排水。
结合现场实际情况并考虑场地排水需要，场地需回填后方可硬化。
（5）办公及生活用房
由于施工现场给定的场地较小，除必要的办公及生产设施外考虑另租场地解决。
（6）生产用房
仓库、机修间、发电机房、搅拌机站、水泥仓等按生产要求和场地条件布置。
（7）成品、半成品及原材料的堆放
严格按施工组织设计中的平面布置图划定的位置堆放整齐。
管片及轨道材料堆场设在盾构出土井两侧，并处在龙门吊主、副跨覆盖范围内，面积可存放20环以上管片。
（8）浆液站
车站主体结构施工完毕，区间进行盾构施工时，在场地内设立浆液站。
浆液站提供盾构施工时的所需的同步注浆的浆液，生产能力15ｍ³
/h，可满足盾构施工。
浆液搅拌站布置于盾构始发井东南侧，设有搅拌机、上料架、水泥罐、粉煤灰罐、工作平台和砂场，占地约100㎡。
（9）龙门吊
在区间盾构掘进施工阶段，龙门吊作为盾构掘进渣土、管片、钢轨等的垂直运输。
龙门吊主跨21.86m，单侧悬臂外伸8.0m，满足钢轨卸车及渣土吊运要求，轨道沿车站结构通长布置，可在渣土池至吊装井范围内通行。
（10）渣土存放区
在区间盾构施工阶段，在盾构吊装井边、龙门吊覆盖范围内，设置三个渣土池，总面积836m2的渣土坑，渣土坑深3米，可存土2500m3左右（约41环掘进土方量），完全能满足一天产生的渣土，现场常驻土方挖机，用于调节整理土堆和及时装土外运，做到经常保证渣土场有足够的剩余空间。
（11）预留洞口护栏及挡水墙设置
沿所用基坑、井口四周距洞口边缘1.0m处设50cm高砖砌挡水墙，里外均用砂浆抹面。
并设置高度不小于1.2m的围拦，围拦上挂密目网，并设明显示警标志牌，以防止地面坠物。
夜间在护栏沿线设红色标志灯，确保施工人员安全。
（12）排水沟
排水沟汇集的雨水、生产废水流入沉淀池，经过二级过滤、确保达标后排入市政排污管道。
（13）沉淀池
洗车池、排水沟连通，分二级沉淀，待水质符合市政规定后排入市政排水道，沉淀池可借助龙门吊定期清理，清理的淤泥可倒入渣土坑。
（14）现场照明
在预留洞口周边间隔设置多盏探照灯，作为夜
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