盾构区间施工组织设计Word文档格式.doc

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4.4施工工期及进度计划安排 -21-

4.4.1总体工期 -21-

4.4.2关键工序节点工期 -21-

4.4.3主要项目进度指标 -21-

4.4.4工期保证措施 -21-

4.5施工现场平面布置 -25-

4.5.1平面布置原则 -25-

4.5.2施工现场布置 -25-

4.6劳动力配置 -27-

4.6.1劳动力安排计划 -27-

4.6.2劳动力保证措施 -27-

4.7主要机械、设备配置计划 -28-

4.7.1拟投入本合同段的主要施工机械设备 -28-

4.7.2拟投入本合同段主要测量、试验检测仪器 -29-

4.8材料供应计划 -30-

5施工方案 -31-

5.1区间隧道施工方案概述 -31-

5.2盾构始发施工方案及工艺 -31-

5.2.1端头加固施工方案 -31-

5.2.2盾构始发 -38-

5.3盾构试掘进 -50-

5.4盾构掘进施工 -51-

5.4.1正常段施工 -51-

5.4.2掘进流程 -52-

5.4.3掘进参数控制 -53-

5.4.4碴土的改良 -54-

5.4.5壁后注浆 -55-

5.4.6管片安装 -55-

5.4.7管片防水 -57-

5.4.8施工运输 -58-

5.4.9施工通风与管线布置 -58-

5.5盾构到达施工 -59-

5.5.1盾构到达施工范围及内容 -59-

5.5.2测量和姿态调整 -60-

5.5.3盾构接收台准备与安装 -60-

5.5.4洞门处理 -61-

5.5.5到达段掘进施工 -61-

5.5.6盾构到站 -62-

6、施工测量 -65-

6.1测量仪器 -65-

6.2地面控制网的检测及加密 -65-

6.3隧道测量 -66-

6.3.1隧道内控制测量 -66-

6.3.2隧道的贯通测量 -67-

6.3.3贯通误差预计 -67-

6.3.4隧道的竣工测量 -67-

（2）、隧道净空断面测量 -67-

7．监控量测 -68-

7.1监测项目 -68-

7-1盾构区间监测项目汇总表 -68-

7.1.1地表沉降和管线监测 -68-

7.1.2地面建筑物下沉及倾斜监测 -69-

7.1.3拱顶下沉监测 -69-

7.1.4净空收敛监测 -69-

7.1.5土体水平位移和地下水位监测 -69-

7-2盾构区间监测控制标准表 -69-

7.2施工监测方案 -69-

7.2.1监测点的布置 -69-

7.2.2测试技术要求 -73-

7.2.3监测管理体系和质量保证措施 -73-

7.2.4监测控制值 -75-

7.2.5监测频率 -76-

7.2.6监测资料的提交 -76-

8质量保证措施 -77-

8．1文件和资料的控制 -77-

8．2物资采购和进货检验的控制 -77-

8．3区间施工质量的控制 -77-

8．4检验、测量和试验设备的控制 -79-

8．5测量控制 -80-

9冬、雨季施工措施 -80-

9.1冬季施工 -80-

9.1.1冬季施工技术准备 -80-

9.1.2冬季施工的管理 -80-

9.1.3冬季资源准备 -80-

9.1.4机械准备 -80-

9.2雨季施工措施 -81-

10安全保证措施 -82-

10.1建立健全安全生产组织机构 -82-

10.2制定完善各项安全生产规章制度 -82-

10.3加强现场安全教育宣传工作 -82-

10.4建立安全生产检查制度 -82-

10.5现场安全技术措施 -83-

10.6施工机械安全控制措施 -83-

11环境管理方案措施 -85-

11.1自然环境保护 -85-

11.2保持环境卫生 -85-

11.3施工噪音控制 -85-

11.4内燃机械空气污染控制 -86-

11.5施工污水处理 -86-

11.6施工尘埃控制 -86-

11.7地下管线保护 -86-

11.8保证交通通畅的措施 -86-

11.9环境绿化 -86-

11.10文物保护 -86-

11.11地下障碍物的处理 -86-

12文明保证措施 -87-

13应急预案措施 -88-

13.1地质勘察准确性风险对策 -88-

13.2盾构机始发及到达时涌水涌泥 -88-

13.3开挖面失稳风险对策 -89-

13.4开挖面有障碍物（孤石）及盾构机被卡风险的对策 -89-

13.5盾构机密封泄漏 -89-

13.6螺旋输送机出碴口处产生的碴土喷涌现象 -90-

13.7建筑物（房屋等）变形过大 -91-

13.7.1、预防措施：

-91-

13.7.2、抢险措施 -91-

前言

（1）编制依据

（1）天津地铁三号线七标段【吴家窑站～昆明路站盾构区间】设计图纸

（2）天津地铁三号线七标段【吴家窑站～昆明路站盾构区间】岩土勘察报告

（3）天津地铁三号线七标段实施性施组

（4）施工盾构的技术资料

（5）沿线构筑物调查情况

（6）《建筑工程安全施工手册》

（7）国家法律法规及相关规范要求

（8）国家及天津市的现行规范、有关标准

（2）编制目的

（1）规范操作程序，指导现场施工，确保盾构始发、掘进、到达及联络通道施工的顺利、安全。

（2）为盾构施工提供可行性施工经验。

（3）对盾构施工沿线建筑物及地下管线情况进行调查，通过调查、分析、判断、预测施工中可能对周边建筑物及地下管线的影响情况，消除各种隐患，并在施工中将对周围环境的影响降到最小程度。

（4）确保盾构施工工期的要求

（3）编制原则

⑴严格执行基本建设程序，认真贯彻国家和天津市关于地铁建设方面的有关方针、

表一规范及标准一览表

序号

编号

规范名称

GB50299-1999，2003年版

地下铁道施工及验收规范

TB10204-2002

铁路隧道施工规范

GB10401-2003

铁路隧道施工技术安全规范

GB50300-2001

建筑安装工程质量检验评定统一标准

TB10417-2003

铁路隧道工程施工质量验收标准

GBJ208-1983

地下工程施工及验收规范

GB50307-1999

地下铁道、轻轨交通岩土工程勘查规范

GB50208-2002

地下防水工程质量验收规范

GB50108-2001

地下工程防水技术规范

DB29-145-2005

天津市地下铁道盾构法隧道工程施工技术规程

GB50194-93

建筑工程施工现场供用电安全规范

GB50119-2003

混凝土外加剂应用技术规范

GB50169-92

电气装置安装工程接地装置施工及验收规范

GB18173.2-2000

高分子防水材料施工技术规范

JGJ88-92

龙门架及井架物料提升机安全规范

JGJ130-2001，2002年版

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范

DB29-54-2003

城市地铁工程质量验收标准

DB29-20-2000

岩土工程技术规范

DB29-102-2004

劲性搅拌桩技术规程

其他相关技术规范

政策和规定；

⑵严格遵守国家、地方及行业现行施工规范、规程和技术标准；

⑶深入现场了解现状，全面响应业主，满足业主对工程质量、工期等的要求；

⑷以设计为依据，结合我单位以往的施工经验，选择最优施工方案；

⑸按照轻重缓急、合理安排施工计划，尽力做到均衡生产。

既要突出重点，也要兼顾一般。

1工程概况

1.1工程简介

本标段【吴家窑站～昆明路站盾构区间】位于天津市河西区及和平区，线路基本沿气象台路前行，具体位置如图2-1所示。

标段盾构区间总长2572.585m，其中左线里程DK9+778.5～DK11+057.781，左线长链13.169m、区间长度1292.45m；

右线里程DK9+778.5～DK11+058.17，右线长链0.465m、区间长度1280.135m。

吴家窑站-昆明路站区间

昆明路站（不包含）

吴家窑站

图1-1吴家窑站～昆明路站盾构区间线路示意图

本标段盾构区间为单线双洞圆形区间隧道，在里程右DK10+321.250位置设防灾联络通道及水泵房一座。

盾构区间隧道的建筑限界为5200mm，隧道内净宽为5500mm，管片厚度350mm，宽1200mm。

盾构区间隧道衬砌正常段采用预制钢筋混凝土管片；

在区间正线隧道与联络通道交界处设四环开口衬砌环特殊管片，隧道开口处衬砌环采用钢-混凝土管片，钢管片间采用板、肋结构。

盾构进出洞洞口地层采用双重管高压旋喷加固。

平面加固为隧道轮廓外3m，剖面加固范围隧道轮廓外3m，纵向加固区长度为11.08米。

1.2工程地质

1.2.1地层岩性

受海进海退的影响，天津地区形成较有规律的沉积层。

市区内表层一般为人工填土层，填土层下部分分布有零星的新近沉积层，新近沉积层下部依次分布各陆相层及海相层，具有明显的海陆交互相沉积层。

根据地质资料,区间隧道主要位于④8、④9、⑤1、⑥1、⑥２、⑦2、⑦４层粉土、粉质粘土、粉砂土中,地层层序自上而下依次见表2-1：

表2-1工程地质情况简表

土层名称

土层描述

⑴

①1为杂填土层

杂色，很湿，成份以灰土、碎石、砖块、灰渣、粘性土为主的杂填土，为黄褐色、褐色、可塑。

厚度0.5～2.9m。

⑵

①2为素填土层

灰黄色、褐色，可塑，以粉质粘土、粉土为主，局部有少量黑色淤泥土，夹少量碎石，灰湿砖屑。

厚度0.4～2.9m。

⑶

③1为粉质粘土层

黄褐色，灰黄色，黄灰色，褐黄色，硬塑～软塑，含有机质及贝壳，与粉土互层，具灰色条纹及锈斑。

厚度0.6～2.7m。

⑷

③2粉土层

灰黄色，黄灰色，很湿～湿，中密～密实，含少量铁质氧化物及云母片，夹贝壳碎片，与粘质粉土互层。

厚度1.1～2.9m。

⑸

④2粉土层

灰色、湿中密～密实，夹贝壳，与粉质粘土互层，局部夹砂薄层。

厚度1.3～3.2m。

⑹

④1粉质粘土层

灰色、可塑～软塑，夹贝壳碎片与有机质，与粉土互层。

厚度0.7～3.5m。

⑺

④5淤泥质粉质粘土层

灰色、可塑～流塑，夹贝壳，含有机质及腐蚀质，与粉土互层，局部夹粉砂。

厚度0.8～3.3m。

⑻

④9粉土层

灰色、湿，中密～密实，夹贝壳碎片，含少量有机质，与粉质粘土互层，局部夹粉砂层。

厚度1.0～7.0m。

⑼

④8粉质粘土层

灰色、可塑～软塑，夹贝壳，与粉质粘土互层。

厚度0.7～1.9m。

⑽

⑤1粉质粘土层

浅灰色，灰白色，灰绿色，可塑～流塑，表层为黑色泥炭，夹铁质氧化物及有机质，夹零星螺壳及粉土团。

厚度1.1～2.4m。

⑾

⑥1粉质粘土层

灰黄色，褐黄色，可塑～软塑，含少量铁质氧化物，夹螺壳碎片及锈斑，局部夹粉土薄层。

厚度1.4～5.1m。

⑿

⑥２粉土层

灰黄色，褐黄色，褐色，湿～很湿，中密～密实，夹粉砂，粉质粘土薄层，含铁质氧化物及姜石，夹少量云母碎片．厚度０.７～４.２m。

⒀

⑥4粉砂层

灰黄色，褐黄色，褐色，中密～密实，饱和，夹粉质粘土薄层，含粘粒．厚度０.８～２.６m。

⒁

⑦2粉土层

黄褐色，湿，密实，夹贝壳，具锈斑，与粉质粘土及粉砂互层。

含姜石及螺壳。

厚度1.2～5.7m。

⒂

⑦5粉质粘土层

黄褐色，褐黄色，灰黄色，灰褐色，硬塑～软塑，含姜石，夹贝壳碎片及锈斑，与粉砂互层。

厚度1.0～4.1m。

⒃

⑦４粉砂层

褐黄色，湿，密实，夹大量贝壳碎片，具锈染，与粉质粘土互层，含姜石及螺壳。

厚度0.８～１.１m。

⒄

⑦６粉土层

褐黄色，湿，密实，具染锈，含铁质氧化物，夹贝壳碎片。

厚度0.７～２.８m。

1.2.2特殊土

（1）填土：

由杂填土、素填土构成，由砖头、碎石、灰渣、粘性土等组成，成分复杂，土质不均，结构松散，工程性质差，在地表普遍分布，层厚0.5～3.3m，局部地段表层为柏油路面。

素填土为粘性土为主，层厚为0.8～3.4m，土质不均，含少量灰渣、腐植物及有机物等，建筑年限不长，土体较松。

（2）淤泥质土：

主要呈层状连续分布于第一海相层，在新近沉积层及第Ⅱ陆相层沼泽相沉积中呈透镜状少量分布。

压缩系数α0.1～0.3=0.4～0.7MPa-1，C=4.66kPa,φ=8.46°

，具灵敏度高、低压度等特点，极易发生蠕动和扰动，工程性质差。

（3）盾构掘进范围内存在粉沙和粉土，该层属于承压水层，水压高容易造成喷沙现象。

1.2.3地层对盾构掘进的影响

（1）软地层对盾构掘进的影响

盾构施工范围内存在④5层淤泥质土，高含水量、高灵敏度、高压缩性、低强度、低透水性，蠕变量大，土层的蠕动流动易造成开挖面失稳；

同时淤泥质粉质粘土粘性较高，易粘着盾构设备或造成管路堵塞，给掘进带来困难。

（2）高塑粘性土对盾构掘进影响

盾构施工范围内局部地段存在粘土夹层，黏性较大，施工过程中易粘着盾构设备或造成管路堵塞，使开挖难以进行，施工中应注意。

（3）透水性强的砂土、粉土层对盾构掘进的影响

盾构掘进施工经过的地层有第④2粉土层、⑥2粉土、⑥4粉砂含水层，隧道掘进过程中应注意粉土、粉砂涌水并引起开挖面失稳和地面沉降。

（4）具微承压水的粉土、粉砂层对盾构掘进的影响。

盾构施工影响范围内⑥2粉土、⑥4粉砂、⑦2粉土、⑦4粉砂层内的地下水具有微沉压性，掘进过程中易发生突发性的涌水和流砂，可能造成地下空洞，严重时会随着地下空洞的扩大引起地面大范围的突然塌陷，必要时采取注浆加固措施。

（5）软硬不均地层对盾构施工影响

当掘进开挖面进入软土、粉土、粉砂和粘性土层软硬两种不同土性地层时，有可能因软弱层排土过多引起盾构在线路方向上的偏离。

1.2.4土壤冻结深度

天津地区最大冻结深度0.7m，标准冻结深度0.6m。

1.3水文地质

1.3.1场地地下水类型及特征

区间隧道场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水，赋存于第II陆相及以下粉砂及粉土中的地下水具有微承压性，为微承压水。

潜水存在于人工填土层①层、第Ⅰ陆相层③层及第Ⅰ海相层④层中。

该层水以第Ⅱ陆相层⑤1粉质粘土、⑥1粉土质粘土为相对隔水底板。

潜水地下位埋藏较浅，水位埋深约为0.9～2.5m（高程1.15～2.17m）。

潜水主要依靠大气降水入渗和地表水体入渗补给，水位具有明显的丰、枯水期变化，受季节影响明显。

地下水丰水期水位上升，枯水期水位下降。

高水位期出现在雨季后的9月份，低水位期出现在干旱少雨的4～5月份。

微承压水以第Ⅱ陆相层⑤1粉粘土、⑥1粉质粘土为相对隔水顶板。

微承压水水位受季节影响不大，水位变化幅度小。

微承压水接受上层潜水的越流补给，同时以渗透方式补给深层地下水。

1.3.2地下水腐蚀性评价

经分层取水样化验，地表水及第Ⅱ陆相层之上的潜水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀，对钢结构具有中等腐蚀。

第Ⅱ陆相层及以下的微承压水对混凝土结构具有硫酸盐中等～强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀。

1.4气象条件

天津地区气候属于暖温带亚湿润大陆性季风气候，部分地区受海洋性气候影响，四季分明，冬季寒冷干燥，春季大风频繁，夏季炎热多雨，雨量集中，秋季冷暖变化显著。

历年平均气温18.5℃，极端最高气温39.9℃，极端最低气温-17.0℃。

常年平均最高气温18.5℃，平均最低气温-9.3℃。

年平均降水量536.6mm，土壤最大冻深70cm。

雨季主要集中在6-9月，冬季低温主要集中在当年11-次年2月。

2周边环境

2.1周边建筑物情况

2.1.1周边建筑物情况

盾构区间隧道穿越吴家窑大街、津河、同安道、蛇口道、电台路、新兴路等建（构）筑物，沿线周边建筑物主要有（新河里、新兴里、振河里　何兴里、气象里、观云里）住宅小区、医科大学、新兴派出所、和平区劳动局等。

2.1.2重点控制建筑物

⑴津河（桥）

盾构在距吴家窑站约76m位置需下穿津河，穿越津河位置河底宽约9.0m、河深约3.5m、河底覆土厚度为8.47m；

津河上方为单跨简支梁结构的气象台路桥，津河桥面路幅宽度41m，穿越前气象台路桥已由市道桥处进行改建，实测数据表明新建桥梁桩基距离左线盾构掘进区域最近处为3米，墩柱暂未施工待穿越过后进行施工确保安全通过。

⑵三号路污水泵站

吴家窑车站位置偏移后，吴家窑站～昆明路站区间线路进行了部分调整，调整后盾构在距吴家窑站约134m位置需侧穿一座三号路污水泵站，该泵站地下集水池建于60年代，池底到地面约6.8m、距隧道顶约8.8m，右线盾构从集水池侧穿过。

泵站房屋共有三栋建于70年代，其中2栋为一层机房及配套房、另一栋为5层住宅楼，房屋为扩大砼基础，埋深3m左右。

机房及配套房进入盾构边线最大约1.09m，住宅楼基础较近处为0.83M。

⑶新河里小区5层住宅楼

吴家窑车站位置偏移后，新河里小区有一栋5层住宅楼距隧道开挖边线较近，最近处东南角距离开挖边线约0.65m，建于70年代，房屋为扩大砼基础，埋深3m左右，盾构该处覆土厚度15米左右。

⑷西康路气象东里8层住宅楼

靠近昆明路站位置的西康路气象东里，有一栋8层住宅楼，楼边距隧道边线约2.75m，房屋建于70年代，该处盾构覆土厚度约14.2m。

⑸和平劳动局

靠近昆明路站位置的和平劳动局为一栋6层钢混结构楼房，下部为φ450摩擦桩基础，隧道距桩基仅2.16米，该处盾构覆土厚度约14.2m。

2.2地下管线情况

隧道区间气象台路地下管线分布较多：

Φ800雨水、排水管，Φ800污水管，这些较大的管线在盾构掘进中要加强监测，确保安全。

3重点、难点分析及对策

3.1盾构始发、到达施工

3.1.1原因分析

本合同段地层较为单一，洞身主要为粉土和粉质粘土，端头地层稳定性较差，易发生涌水、涌泥、涌砂等现象，同时吴家窑站出洞处在300m小半径缓和曲线上；

昆明路站进洞处在300m小半径圆曲线上，施工难度很大，因此盾构始发、到达是区间工程的重点和难点。

3.1.2主要对策

①对端头地层进行加固。

针对端头地层性质，盾构端头井加固采用φ800mm双重管高压旋喷桩，咬合200mm。

加固后的土体应具有良好的均匀性、自立性、止水性，且无侧限抗压强度（28d）qu≥1.2MPa，渗透系数≤1.0×

10-8cm/s。

②在端头地层加固施工完毕之后，对加固区域进行垂直取芯以及在洞门处均匀布置九个水平探孔，用以检测加固效果。

如有问题及时进行补充加固，确保盾构进、出洞的安全。

③做好洞口防水密封。

盾构进出洞时，预先安装洞门圈预埋钢环，帘布橡胶板以及折叶式压板等洞门密封装置并确保其能有效使用。

④盾构出洞时，在出洞前从刀盘的开口向盾构土仓内填塞土坯（基本充填满土仓），可使盾构机在切入掌子面时就可建立一定的土压，防止出洞时掌子面发生大面积坍塌。

出洞段应根据洞门圈深度、盾构机尺寸等正确计算出盾构开始旋转刀盘以及开始同步注浆的里程，并通过同步注浆将洞门圈回填密实。

⑤采用二次或三次到达方案，在刀盘脱出洞门前，采用水泥－水玻璃双液浆对盾尾空隙进行回填；

⑥对近洞口的10环管片采用[14槽钢通过管片吊装孔进行拉紧，确保在盾构反推力较小的情况下，管片环间的缝隙不至于加大，造成管片间因密封失效而发生渗漏；

⑦加强盾构在出洞、进洞段的掘进控制。

控制好盾构姿态，在保证出碴量正常、同步注浆回填密实的前提下，尽量快速完成盾构的出洞与进洞。

同时，充分考虑到由于对端头地层进行了加固处理，地层物理力学性质所发生的改变，掘进时防止盾构姿态突然变化。

⑧进出洞洞门钢圈在施工时内径有意识放大适当尺寸，确保盾构机顺利进出洞。

⑨施工前制定详尽应急预案，提前做好资源储备。

3.2严格控制地表沉降、确保沿线建（构）筑物安全是本工程的重点

3.2.1原因分析

隧道沿线有各类地下管线及建筑物，环境条件复杂，道路、管线及周边建筑物的沉降和变形控制要求高。

本工程区间盾构隧道穿吴家窑大街、津河、沿线有新河里、新兴里、何兴里、气象西里、国家开发银行、口腔医院等建（构）筑物，人口密集。

特别是国家开发银行的6层大楼基础φ450钻孔灌注桩距离盾构隧道仅2.16m；

津桥新建桩基距离隧道最小净距为3m。

因此，区间隧道盾构法施工变形控制要求高、对沿线建筑物的保护是本工程的重点和难点。

3.2.2对策

（1）控制推进速度

穿越津桥和国家发展银行及其他建筑物前对穿越里程进行准确量测，提前20环改变掘进参数，控制盾构机基本推进速度保持在2cm/min。

推进过程速度保持稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越，减少盾构推进对前方土体造成的扰动，减少对周边环境的影响。

（2）控制正面土体压力

在盾构机机头距离桩基15m时，盾构机正面土压力设定适当减小。

尽可能减小盾构机掘进过程中盾构推力对桩基础的影响。

（3）控制出土量

盾构的挖掘断面每环理论出土量＝p×

D2×

L/4＝p×

6.42×

1.2/4＝38.46m3/环。

在盾构穿越建筑物过程中，应将出土量控制在理论值的98％即37.7m3/环左右，保证盾构切口上方土体能有微量的隆起。

（4）盾构姿态控制

在盾构穿越过程中，必须认真复核，确保

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