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中交二航局广佛地铁土建12标项目经理部
二0一0年三月
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目 录
1 施工概述 ............................................................................................................................... 3 2 盾构机到达施工 ................................................................................................................... 4 2.1盾构到达施工流程 ........................................................................................................ 4 2.2盾构到达的准备工作 .................................................................................................... 5
2.2.1出洞段的土体加固 ........................................................................................... 5 2.2.2接收基座的安装 ............................................................................................... 8 2.2.3 洞门密封的安装 .............................................................................................. 9 2.3最后阶段掘进施工 ...................................................................................................... 10
2.3.1盾构机姿态控制 ............................................................................................. 10 2.3.2最后几环管片的安装 ..................................................................................... 10 2.3.3 到达阶段二次注浆 ......................................................................................... 11 2.3.4 到达掘进参数控制 ........................................................................................ 12 2.3.5到达测量监测 ................................................................................................. 12
3 盾构到达施工注意事项 ..................................................................................................... 14 4 抢险应急组织体系 ............................................................................................................. 14 4.1 成立抢险领导小组 ..................................................................................................... 14 4.2 抢险领导小组及各部门职责 ..................................................................................... 15 4.3物资储备 ...................................................................................................................... 16
4.3.1主要储备物资 ................................................................................................. 16 4.3.2储备物资的保证措施 ..................................................................................... 16 4.4人员保证 ...................................................................................................................... 17 5 安全保证措施 ..................................................................................................................... 17 6 隧道贯通时可能遇到的问题及应急处理措施 ................................................................. 18
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中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案
1 施工概述
珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段项目施工12标段〖菊树站～鹤洞站盾构区间〗土建工程有2个区间；其中〖西朗站～鹤洞站盾构区间〗：右线长664.435m，起点设计里程:YDK20+723.968，终点设计里程为:YDK21+388.403m；左线长度为663.009m, 短链1.426m。根据施工设计方案，左右线盾构施工先后始发于菊树站，从在建西朗站西端吊起盾构机，完成第一区间的施工；然后，转场到在建西朗站东端重新始发，进行第二区间的施工，盾构机从鹤洞站吊出。西鹤区间平面曲线上隧道的最小转弯半径350 m，隧道埋深在9.2m～11.4m之间。在盾构机距离接收井端墙50 m 时，即进入到达阶段。两台盾构机一先一后，工期安排示意图见图1.1.1。 2009年11月18日始发 2010年1月1日始发 西朗站 右线始发井 左线始发井 2010年3月28到达 图1.1.1 工期安排示意图
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右线接收井 鹤洞站 左线接收井 2010年4月8日到达 中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案
根据地质勘察报告，对于盾构机到达的地层情况，线隧道主要穿越的地层为〈8〉、〈9〉层，隧道覆土部分主要为〈1〉、〈2-4〉、<7>号地层，隧道顶部主要位于中风化泥质粉砂岩〈8〉，隧道底板主要位于中风化泥质粉砂岩〈8〉、微风化泥质粉砂岩〈9〉。
右线地质纵断面图见图1.1.2 。
图1.1.2 右线地质纵断面图
2 盾构机到达施工
2.1盾构到达施工流程
盾构机到达施工是指从盾构机到达下一站接收井之前50m到盾构机贯通区间隧道进入车站或吊出井时被推上盾构接收基座的整个施工过程。其工作内容
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中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案 包括:盾构机定位及接收洞门位置复核测量、安装洞门圈密封设备、安装接收基座等，盾构到达施工流程见图2.1.1。鹤洞车站主体结构围护桩为直径1米的钻孔桩，盾构出洞范围内围护桩采用Φ75玻璃纤维，刀盘可以直接碾磨破碎不需要洞门凿除工作。
掘进参数的调整 接收机座的安装与固定 额 洞门密封的安装与固定 到达段的掘 进 贯通后步上接收架 图2.1.1 盾构到达施工流程图 渣土清理 掘进方向的控制 2.2盾构到达的准备工作 2.2.1出洞段的土体加固
根据地质详勘资料，吊出端隧道基本处于<8>中风化岩层、<9>微风化岩层中，且隧道上沿6m范围基本处于<7>强风化岩层、<8>中风化岩层，地质较好，故不考虑加固。洞门附近采用玻璃纤维钢筋,布置图如图2.2.1；玻璃纤维详细数据见表2.2.1；
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AB表2.2.1 鹤洞站东端玻璃纤维数据CD序号右线123456左线78910111213桩号A-1-123A-1-124A-1-125A-1-126A-1-127A-1-128A-1-134A-1-135A-1-136A-1-137A-1-138A-1-139A-1-140纤维钢筋长度洞门范围纤维钢洞门范围纤维钢钢筋笼底标高钢筋笼顶标高上端钢筋下料长度下端钢筋下料长度桩底标高(m)H1-H2+2(m)筋顶标高H1(m)筋底标高H2(m)H3(m)H0(m)H0-H1(m)H2-H3(m)6.748.499.029.028.536.966.238.258.979.028.777.604.0910.8811.74912.01312.01311.7710.98310.5811.5911.95111.97511.8511.2659.5116.145.2614.9974.9975.246.0266.355.344.9794.9555.085.6697.4190.8690.8690.8690.8691.8691.8691.8691.8691.8691.8691.8691.8691.8691.0691.0691.0691.0692.0692.0692.0692.0692.0692.0692.0692.0692.0696
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中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案 2.2.2接收基座的安装及导台浇筑
接收基座的中心轴线应与隧道设计轴线一致，同时还需要兼顾盾构机出洞姿态。接收基座的轨面标高除适应于线路情况外，适当降低15mm，以便盾构机顺利上基座。为保证盾构刀盘贯通后拼装管片有足够的反力，将接收基座以盾构进洞方向+3‰的坡度进行安装。要特别注意对接收基座的加固，在接收井预埋钢板与接收架焊接，并利用工字钢等材料将接收托架支撑在接收井的混凝土结构上，尤其要加强纵向加固，保证盾构机能顺利到达接收基座上。
接收基座示意图见图2.2.3、图2.2.4。
900045001250X7=87501250图2.2.3 接收托架平面图
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502?61797173316581583110033147849319276054图2.2.4 接收托架立面图
为防止盾构机上接收托架前栽头，在洞门钢环底部浇筑混凝土导台，采用C30混凝土，浇筑厚度16cm。 2.2.3 洞门密封的安装
（1）埋设洞口钢环。在出洞端墙施工过程中，埋设出洞洞门预埋件。在埋设过程中预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起。
（2）安装洞门防水装置。为防止在洞门破除时碴土损坏帘布橡胶板，洞门防水装置在洞门第一次破除，碴土被完全清理干净后安装。盾构正式出洞之前，完成洞口密封活页压板及洞门帘布橡胶板等临时密封装置的安装，并在活页压板上焊好吊环，用钢丝绳穿过吊环将各活页压板串接并在两侧拉紧。
当盾构前体盾壳被推出洞门时通过压板卡环上的钢丝绳调整折叶压板使其尽量压紧帘布橡胶板，以防止洞门泥土及浆液漏出。在管片拖出盾尾时再次拉紧钢丝绳，使压板能压紧橡胶帘布，让帘布一直发挥密封作用。
密封橡胶帘布示意图见图2.2.5.
332513219
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钢环板B板折叶压板螺母双头螺栓钢环板A板钢环板B板折叶压板螺母双头螺栓钢环板A板钢环板B板折叶压板螺母双头螺栓钢环板A板吊环钢丝绳推进方向帘布橡胶板吊钢丝绳环推进方向帘布橡胶板吊钢丝绳环推进方向盾构管片帘布橡胶板盾构盾构管片管片（一） 盾头未到前（二） 盾尾未出前（三） 盾尾出来后图2.2.5密封橡胶帘布示意图
2.3最后阶段掘进施工 2.3.1盾构机姿态控制
在盾构推进至盾构到达范围时，对盾构机的位置进行准确的测量，明确成洞隧道中心轴线与隧道设计中心轴线的关系，同时对接收洞门位置进行复核测量，确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划。在考虑盾构机的贯通姿态时注意两点:
一是盾构机贯通时的中心轴线与隧道设计轴线的偏差；二是接收洞门位置的偏差。综合这些因素在隧道设计中心轴线的基础上进行适当调整。纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。盾构机到达前50m地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾构顺利地从到达口进入。并根据实测的车站洞门位置进行必要的调整隧道贯通时的盾构机刀盘位置。隧道贯通时其刀盘平面偏差允许值：平面≤±20mm、高程≤±50mm,盾构坡度较设计坡度略大0.2%。 2.3.2最后几环管片的安装
当隧道贯通后，一般还需要安装5～6环管片才能完成区间隧道的管片安装，因为刀盘前端阻力几乎为零，故千斤顶推力将逐渐减少，千斤顶施加在管片上的力也相应减少，因此此处若干管片连接不够紧，存在较大缝隙，影响了注浆质量，从而导致渗水。需用以下对应措施：
(1)由于盾构到站时推力较小，洞门附近的管片环与环之间连接不够紧密，
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中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案 因此作好后15环管片的螺栓紧固和复拧紧工作。安装管片完毕用风动扳手拧紧所有纵向和横向螺栓，且在下一环掘进至1.5m左右时再次紧固螺栓；
(2)严格按照操作规程拼装管片，同时防止出现管片之间出现错缝、台阶差； (3)管片安装前应保证止水条不损坏、不预膨胀，并及时清理干净管片上的注浆掉落的碴土和砂浆等；
(4)在相应的吊装孔上安装管片吊装头，并通过槽钢将吊装头连接起来，拉紧后15环管片，使后15环管片连成整体，防止管片松弛而影响密封防水效果。最后15环管片纵向拉紧示意图见图2.3.1、图2.3.2。
槽槽图2.3.1 拉紧装置示意图
图2.3.2 槽20拉紧管片立面图
2.3.3 到达阶段二次注浆
注浆量不足造成环形间隙充填不够，使结构与地层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物、或存在地下水渗漏区段。如发现有注浆不足的地方，
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中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案 可通过管片中部的注浆孔对管片背后进行二次注浆。二次注浆量具体由现场试验确定，以压力控制为标准，压力控制在0.2～0.4MPa。
二次注浆在最后三环管片每一环注浆一次，采用双液补充注浆，尽量多注浆，将管片与后部间隙封堵密实，防止地下水返到机头，注浆压力控制在0.4Mpa以下。
2.3.4 到达掘进参数控制
盾构机进入到达段后，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视土仓压力值，避免较大的地表隆陷。贯通前5环，进一步降低盾构掘进推力，掘进推力维持在400t左右，推进油缸压力不大于4MPa，掘进速度控制在5～10mm/min，刀盘转速设为1r/min。在掘进的同时，要注意维持土仓内的压力值，一般情况下，土压应控制在0.6bar～0.8bar。无论何种情况下，推进油缸压力均不能大于5MPa（特别是在管片正在安装时）。
盾构机刀盘距离洞口20m时，在掘进过程中，派监测人员对车站时刻观察洞口的情况。如发现土体有较大的震动时，立即通知洞内盾构机进一步降低推力、刀盘转速以及推进速度，避免由于刀盘前部土体较薄，盾构机扰动过大造成刀盘前部形成坍塌。
在到达阶段要密切关注盾构机推进系统的推进速度和推进压力以及掘进出土情况，当发现推力突然降低，碴土粒径突然变大，推进速度同时加大的情况时，必须立即停机。 2.3.5到达测量监测
在盾构到达掘进期间，盾构姿态和管片姿态必须保证每环一测，并及时将人工测量的结果反馈值班经理和中央控制室，并及时报送监理。地面监测要24小时两班持续进行，监测数据要及时传达。
地表要埋设观测点，要严格观测地表变化情况，防止地表变形影响路面及基础管线、建筑物等。
表2.3.1 监测项目表
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中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案 序号 1 2 监测项目 地表水平位移及沉降监测 围护结构墙体侧向位移监测 围护结构墙顶水3 平位移与沉降监测 监测方法与仪器 水准仪 经纬仪 测斜仪 全站仪 水准仪 监测精度 ±1mm ±1mm 监测频率 2次/天 盾构机1次/天 到达端头前20±1mm 2次/天 米 监测时间
图2.3.3 监测点布置图
（1）地表沉降监测
设置3排监测点，间距5m一个，覆盖整个加固区，由基准点量测出各测点的变化情况，并做好记录，并与工程施工之前做好的原始数据记录相比较。
（2）围护结构墙体侧向位移监测
对围护结构上原先埋设的变形测斜管进行监测，确保基坑的稳定。在施工过程中，每天监测1次，如果监测数据出现异常，则必须加大监测频率。
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（3）围护结构监测
在围护结构上每3m布置监测点，用来监测围护结构墙顶水平位移及沉降的变位情况，从而确保支护结构的稳定。
3 盾构到达施工注意事项
（1）根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进，纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。
（2）在盾构机刀盘距离端头墙5环时，选择合理的掘进姿态，逐渐放慢掘进速度，控制在5～10mm/min之间，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口土体，以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。
（3）盾构进入到达段后，加强地表沉降监测，及时反馈信息以指导掘进。 （4）当管片最后3环管片拼装完成后，通过管片的二次注浆孔，注入双液浆进行封堵。注浆的过程中要密切关注洞门的情况，一旦发现有漏浆的现象立即停止注浆并进行处理。
（5）当盾构前体盾壳被推出洞门时通过压板卡环上的钢丝绳调整折叶压板使其尽量压紧帘布橡胶板，以防止洞门泥土及浆液漏出。在管片拖出盾尾时再次拉紧钢丝绳，使压板能压紧橡胶帘布，让帘布一直发挥密封作用。
4 抢险应急组织体系
4.1 成立抢险领导小组
组 长：项目经理
副组长：项目副经理 项目总工程师
组 员：工程部、设物部、综合部、财务部、安质部、合同部等各部门主管
（1）在险情发生时由组长组织实施抢险，组员全力组织各抢险分队人员按要求实施抢险措施。
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（2）组长不在时根据顺序顶岗，在抢险需要长时间进行时，按顺序进行轮流值班。
（3）全体职工在发现险情后按抢险预案上报程序立即上报，同时在现场的管理者按照制定的预案立即组织抢险。
项目经理 董汉军 项目副经理 石磊 书记 汪鹤峰 项目总工 翟世鸿
工程部 徐海江 综合部 鲁科 一班 胡敏润 二班 谭啸峰 三班 陈斌 四班 徐海 江 事故现场机动组 材料设备供应组 地面协调组 作业班组 李立成 现场作业工人 图4.1.1 应急小组组织机构图
4.2 抢险领导小组及各部门职责
项目经理：全面负责突发情况下工程预案的实施，负责方案的决策和现场总指挥，负责资源的调配。
项目副经理：负责现场的指挥工作。 项目总工程师：负责抢险方案的制定工作。
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综合办主任：负责抢险时后勤的组织保障及抢险工作的备案工作。 设备、物资部：负责抢险物资的储备管理及抢险时物资及机械设备的供给工作。
安全部：负责抢险时安全作业的保证工作。 工程部：负责抢险工作的实施。 4.3物资储备 4.3.1主要储备物资
为保证工程各种险情发生时预案实施所需的设备及物资供应，以下物资为预案实施储备物资，见表4.3.1，当盾构机掘进至洞门端头前20m时，将应急物资齐全并运送至施工现场。
表4.3.1 应急物资设备表
序号 材料、设备名称 单位 数量 序号 材料、设备名称 单位 数量 1 2 3 4 5 6 7 8 污水泵 注浆泵 电焊机 割枪 风镐 空压机 水泥 水玻璃 台 台 台 套 套 台 t t 3 2 1 1 3 2 20 1 9 10 11 12 13 14 15 16 快速水泥 棉胎 木方 钢筋 沙袋 编制袋 砂 聚氨酯 袋 套 条 只 只 m3 桶 50 20 40 若干 100 500 20 30 4.3.2储备物资的保证措施
（1）储备物资的管理由物资部进行统一管理，分项目单独存放。 （2）抽水机、注浆机由设备部分别对电气、机械部分进行保养，确保其运转正常。
（3）储备物资的调用必须由抢险领导小组下令后方可领用。
（4）储备物资的定期检查、更换、补充、调整工作由物资部进行，做好动态管理。
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（5）储备物资、设备的使用培训工作由综合办组织，安质部、工程部、设备部进行培训。
（6）所有储备物资不得挪为它用。
（7）在突发性事件发生时，如储备物资不能满足现场需要，物资部按紧急情况立即进行购置或从外单位借调，指令由抢险领导小组组长下发。 4.4人员保证
（1）成立以青年党员、团员、和生产骨干为主的青年突击队，在抢险过程中起到带头兵的作用。
（2）发生险情时，抢险人员以青年突击队人员为主，当人员不足时，所有人员在接到通知后，无条件参加抢险。
（3）项目部所有员工均必须清楚突发性事件发生后的上报及处理程序。同时在抢险过程中每位员工均服从大局，统一安排，不得拖延。
（4）在抢险过程中，项目部将按照公司相关规定对表现突出的人员进行奖励。
5 安全保证措施
（1）对各施工人员进行安全意识教育和操作规程教育。 （2）进行施工作业之前应组织相关人员进行安全技术交底。
（3）井下施工人员均应正确佩戴安全帽，穿工作服，使用安全带，及时避让混凝土块。
（4）进行高空作业必须和地面人员协调好，禁止抛掷工具。
（5）钢管支架搭设应牢固可靠。并应加设足够支撑或拉杆以保证其稳定性。使用前排专人检查一遍，以保证其安全。
（6）委派专门的技术人员对现场施工进行技术和安全指导。
（7）密切注意掌子面的稳定和渗水情况。围护桩凿除中，由于有内层钢筋和较厚的混凝土存在，掌子面是相对比较安全的。凿除过程中，若发现渗水很大且有增大的趋势，则停止凿除，用小导管在洞门区域内进行注浆（水泥砂浆，
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中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案 注浆压力控制在静水压力2-3倍之间），可达止水和加固土体的效果。若发现掌子面坍塌或有坍塌的趋势，则立刻停止凿除，迅速撤离钢管支架，然后撤离凿除人员，推进盾构机顶住掌子面。
（8）在洞门口处设有一条截水沟，沟中置一台18kw的大功率水泵。一旦发生大的渗水或涌水，马上撤离凿除工作人员，开启水泵。派注浆人员对整个洞门区域的围护桩后方土体进行注浆处理（可用洞下水平注浆和地面袖阀管注浆）。达到加固和止水的效果之后，再继续进行洞门凿除。
（9）架设好通往地面的楼梯，并清理一条通往楼梯口的井下便道，一旦发生意外，便于工作人员迅速撤离现场。
6 隧道贯通时可能遇到的问题及应急处理措施
（1）盾构机打滑上飘事故
由于端头井和车站施工影响使端头地层受到扰动，盾构机到达时容易打滑上飘。为避免发生事故，在盾构机到达前加强对端头地表隆陷的监控量测，绘制时间位移曲线。发现异常变形情况盾构机立即停止推进，并对端头地层进行二次补充压浆加固。
（2）围护结构彻底拆除后，土体坍塌涌水事故
围护结构彻底拆除后，由于隧道洞身范围内的土体加固效果不好，工作面土体可能发生坍塌、涌水。为避免发生事故，拆除后立即推进盾构机，减少暴露时间，必要时对隧道洞身以上土体进行补充压浆加固。
（3）出洞时盾构机卡壳
根据现场实测，如果出动洞门较小，盾构机在到站时可能会因半径过小而卡在洞门位置。故要求在盾构机到站之前准备风镐和空压机，一旦发生卡住现象，马上组织人工用风镐将洞门混凝土和钢筋迅速凿除，确保盾构机顺利到站。
（4）在盾构机出洞过程中若出现较大涌水涌砂，在这种情况下，应立即采取以下应急保护措施：
a采用外部紧急堵漏，回填松软纤维物（如布条、海棉体之类），同时加
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中交二航局广佛12标 盾构机到达施工方案 支撑固定，最后添加快速水泥堵水。若在出止水帘幕时漏浆，还需追加压板的角度限位板，压板螺栓重新紧固。
b 通过盾尾进行二次注浆，利用二次注浆快速凝结的特点，及时封堵间隙； c 如上述措施均失效，紧急情况下可通过浇注砼将洞门涌砂处进行反压。
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