地铁工程施工组织设计（Word共120页）

1、六、施工组织设计在坚持“保工期、保质量、保安全”的原则下，结合城市地铁工程对文明施工、环境保护要求高的特点，本着“针对性强、设计优化、选型可靠、施工科学、组织合理、措施齐全”的指导思想，力求使工程施工达到安全、优质、快速、环保、文明，围绕保证安全、控制质量、加快进度、保护环境和节省造价的目标进行编制。1 编制说明1.1 编制依据1、设计文件杭州地铁4号线一期工程景芳路站艮山西路站区间标段施工招标文件及其补充文件；杭州地铁4号线一期工程相关工程施工图设计4号线景芳路站艮山西路站区间 第一分册区间结构图（二一三年二月）；杭州地铁4号线一期工程相关工程施工图设计4号线景芳路站艮山西路站区间 第二分册

2、区间防水设计图（二一二年七月）；杭州地铁4号线一期工程相关工程施工图设计4号线景芳路站艮山西路站区间 第三分册盾构进出洞加固图（二一三年二月）；杭州地铁4号线一期工程相关工程施工图设计4号线景芳路站艮山西路站区间 第四分册联络通道及泵站冻结法设计（二一二年十二月）；2、施工规范国标GB/T19001标准；安全、环境和职业健康GB/T24001/28001地下铁道设计规范GB50157-2003地铁隧道工程盾构施工技术规范DGTJ08-2041-2008地铁土压平衡盾构机技术规程DGTJ08-2063-2009盾构法隧道施工与验收规范GB50446-2008地下铁道工程施工及验收规范GB5029

3、9-1999地下铁道、轨道交通工程测量规范GB50308-1999地下工程防水技术规范GB50108-2001预制混凝土构件质量检验评定标准GB50108-2001钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002铁路隧道施工规范TB10204-2002锚杆喷射混凝土支护规范GB50086-2001工程测量规范GB50026-93旁通道冻结法技术规程DG/TJ08-902-2006建设工程施工现场管理规定（建设部）轨道交通隧道工程施工质量验收标准QGD-007-2005国家、行业、地方颁发的相关其他规范和标准。1.2 编制原则1、以“至精、至诚，更优、

4、更新”为宗旨，按照“技术领先、设计优化、施工科学、组织合理、措施得力”的指导思想，严格遵守国家、浙江省及杭州市的法律、法规及相关规定，确保“方案切实可行，经济合理”；2、在施工场地的布置、施工机械的配备、施工方案的选择方面与环保要求相结合，严格执行国家及浙江省、杭州市的法律、法规和各项管理条例，并做到规范、文明施工；3、合理、超前筹划，实现均衡、有序生产，保证工期；4、以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺，确保施工安全和工程质量，为业主提供一个优良的工程产品；5、针对城市施工的特点，科学安排、合理组织、严格管理、精心施工，以减少对周围环境、居民正常生活和出行的影响。2 工程简介2.1 工程概

5、况本合同工程范围：景芳路站艮山西路站区间为单园盾构区间。隧道设计起止里程为右线：K18+626.386K19+510.930，在右K19+425.498处设-0.081m的短链，区间全长约884.463m；左线：K18+626.386K19+510.930，区间全长约884.544m。区间设置一个联络通道与泵房站合建，其右线里程为右K18+956.385，左线里程为 左K18+956.480，另在右线设置一个外挂泵站，其里程为右K19+213.270。本区间工程概况见表2.1-1。表2.1-1 区间工程概况盾构区间起终点里程最小半径（m）最大坡度区间长度/m联络通道兼泵站外挂泵站区间左线K18

6、+626.386K19+510.930100028.029884.544K18+956.480区间右线K18+626.386K19+510.930884.463K18+956.385K19+213.270区间采用2台盾构从景芳路站北盾构井始发，到达艮山西路站南盾构井接收。4号线景芳路站艮山西路站区间主要在新塘路下穿行，道路两侧市政管线众多，在里程K19+271.442处区间隧道上下叠交，左线在上，右线在下，立交点处两盾构净间距约2.36m。工程概况及周边环境详见图2.1-1，主要工程量详见表2.1-2 区间主要工程数量表。2.2 地质水文2.2.1 地层岩性拟建场地各地层岩性如下：1、第1层杂

7、填土，以碎砖、碎石等建筑垃圾为主，粘性土或粉性土填充其中，大部分区域表层为混凝土路面或人行道地砖。第2层素填土，以粘性土或粉性土为主，含植物根茎，局部含少量小石子等杂物。2、第2层褐黄灰色粉性粘土，含云母、氧化铁条纹，局部夹多量砂质粉土，呈稍密状态。第3层灰黄灰色砂质粉土，含云母、夹薄层粘性土，局部夹多量粉砂，呈稍密中密状态，土质不均。第6层灰黄灰色粉砂，含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，夹薄层粉砂或粘性土，呈稍密中密状态，土质不均匀。3、第1层灰色粘土，含云母、有机质，夹少量薄层粉砂，局部夹多量淤泥质粉质粘土或粉质粘土，呈流塑软塑状态，高等压缩性，土质较均匀。4、第1层暗绿草黄色粉质粘土

8、，含云母、氧化铁条纹，夹薄层粉性土，局部夹姜结石颗粒，呈可塑硬塑状态，中等压缩性，土质较好。第2层草黄灰色粉质粘土，含云母、有机质，局部夹氧化铁条纹，局部夹多量粉砂、粉性土，呈可塑软塑状态，中等压缩性，土质不均。第层在拟建场地的分布具有由南向北层顶埋深逐渐加深的趋势，在里程K21+300以北改成缺失。5、第2层灰色淤泥质粘土，含云母、有机质，夹少量薄层粉砂，呈流塑状态，局部下部夹粘土，高等压缩性，土质较均匀。该层分布于里程K21+300以北。6、第2层灰绿灰黄色粉质粘土夹粉砂，含氧化铁条纹及铁锰质结核，局部夹多量粉性土、粉砂，土质不均。呈可塑硬塑状态，中等压缩性，土质较好。7、第4层灰黄灰色圆

9、砾，含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，圆砾粒径约0.24cm，最大约78cm，呈中密密实状态，土质不均。8、第2层灰色圆砾，含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，圆砾粒径约0.28cm，呈密实状态，土质不均，仅在景芳路站及艮山西路站区域有揭露，埋深较深。盾构穿过的土层有3、6、1，盾构底坐落在6层粉砂层、1层粘土层。联络通道及泵站所处土层为6、1。表2.1-2 区间主要工程数量表序号项目名称项目特征计量单位工程数量1盾构进、出洞土体加固三轴搅拌+高压旋喷项12盾构整体吊装、吊拆及调试直径：6200mm合次23隧道盾构掘进直径：6200mmm1769.014盾构左右线交叠特殊环段增加注浆注浆

10、孔二次注浆m1205预制混凝土管片（浅埋）C50、P10m556.806预制混凝土管片（中埋）C50、P10m970.807预制混凝土管片（深埋）C50、P10m224.408特殊管片联络通道及泵站m14.49管片防水环147210隧道洞口防水项111隧道嵌缝及手工封堵环147212进出洞口联系条安拆项113拆除混凝土800mm厚钢筋砼m96.5614余方弃置（10公里）m5755815联络通道兼泵房座116外挂泵站座14号线景芳路站艮山西路站区间主要在新塘路下穿行，在里程K19+271.442处区间隧道上下叠交，左线在上，右线在下，立交点处两盾构净间距约2.61m。沿途主要经过景芳路、昙花庵

11、路和严家路，区间全长885m，包含一座联络通道兼泵站，一座外挂泵站。最小曲线半径1000m，最大坡度28.029。图2.1-1工程概况及周边环境景芳路站艮山西路站区间盾构穿过的土层有3层砂质粉土层、6层粉砂层、1层粘土层，盾构底坐落在6层粉砂层、1层粘土层。联络通道及泵站所处土层为6层粉砂层、1层粘土层。隧道在里程K19+271.442处上下叠交，隧道最近处2.61m。左线隧道有13.337下坡+26.745上坡+21.403下坡的连续变坡，右线隧道有13.337下坡+28.029上坡大V字型坡。图2.1-1工景芳路站艮山西路站区间土层状况图2.2.2 地下水类型拟建场地浅部及中部地下水类型主

12、要为第四季松散岩类孔隙水和孔隙承压水，深部为基岩裂隙水。1、潜水拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表径流补给。勘察期间从勘探孔中所测得的地下水静止水位埋深一般在1.103.10m左右（相应标高月4.723.02m），勘察期间抽水试验测得潜水水位埋深为1.501.54m左右（相应标高月4.654.67m）。根据区域水文地质资料，浅层地下水水位年变幅为1.02.0m，多年最高地下水位埋深约0.51.0m。另根据类似工程经验及场地环境，拟建场地地下水流速较小。2、承压水拟建场地承压水主要为深部第4层圆砾中贮存的承压水，承压水含水层层面埋深约37.040.0m，根据收集资料，承压水水位高程一

13、般在-0.6-3.8m间波动，承压水受侧向径流补给，富水性好，具有明显的埋藏深、污染少、水量大、流速极慢、咸微咸的特点。，2.2.3 地震效应拟建场地浅部地基土类型属中软土，场地类别为类，拟建场地位于浙江省杭州市上城区，根据国家标准建筑抗震设计规范（GBJ50011-2010），场地的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，所属的设计地震分组为第一组，设计热证周期0.45s。但考虑地铁工程重要性，同时根据浙江省有关规定对重大建筑工程应提高1设防，故本工程的抗震设防烈度可为7度，设计基本地震加速度值可取0.10g。可不考虑地基土地震液化影响。2.2.4 地下水化学特性拟建场地地下水和

14、土对混凝土均有微腐蚀性。地下水在长期浸水环境下钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，对干湿交替环境下钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。2.2.5 不良地质评价1、按浜及厚层填土 本工程拟建隧道沿线未发现有暗浜分布，但局部区域填土厚度较厚，填土最厚处约3.2m（相应标高约2.74m）。2、浅层沼气 浅层沼气一般呈交互状的扁豆体、透镜体或单向尖灭体出现，以贝壳、贝壳砂层为主储气层，本次勘察施工过程中在勘探孔中未发现有沼气溢出现象。3、地下管线机地下障碍物 本工程拟建隧道主要在新塘路下穿行，新塘路道路两侧埋设有大量市政管线，在新塘路东侧地面下埋设有军用管线，本工程拟建隧道施工时应与相关单位加强协调工作

15、，委托专业部门对管线埋深和走向进行探测，并采取适当的保护措施，确保管线安全。2.3 本工程特点1、通过对招标文件及其图纸的学习，结合现场考察情况，针对本工程总结出如下特点，见本表2.3-1。序 号特点分类特点描述1地质特点盾构穿过的土层有3层砂质粉土层、6层粉砂层、1层粘土层，盾构底坐落在6层粉砂层、1层粘土层。联络通道及泵站所处土层为6层粉砂层、1层粘土层；场地承压水主要为深部第4层圆砾中贮存的承压水，承压水含水层层面埋深约37.040.0m，承压水水位高程一般在-0.6-3.8m间波动，承压水受侧向径流补给，富水性好；浅层沼气一般呈交互状的扁豆体、透镜体或单向尖灭体出现，以贝壳、贝壳砂层为

16、主储气层；拟建隧道沿线局部区域填土厚度较厚，填土最厚处约3.2m（相应标高约2.74m）2环境特点自然环境拟建盾构区间沿新塘路下穿行，沿途主要经过景芳路、昙花庵路和严家路，区间全长885m，线路两侧有景芒社区、景新社区、景华苑和景苑公寓住宅小区；工程环境2台盾构从景芳路站北盾构井始发，到达艮山西路站南盾构井接收，区间主要在新塘路下穿行，道路两侧市政管线众多。3工程自身特点施工场地极为狭窄，影响盾构施工，对施工组织协调要求高；粉砂层、粉土层施工，对盾构施工技术要求高；盾构穿越地层可能存在沼气；在里程K19+271.442处区间隧道上下叠交，立交点处两盾构净间距约2.36m，施工控制要求高，施工难

17、度大；变坡幅度大，左线有13.337下坡+26.745上坡+21.403下坡的连续变坡，右线有13.337下坡+28.029上坡大V字型坡，施工难度高。周边住宅区众多，文明施工压力大，协调难度高；穿越道路下管线众多，施工精度控制要求高。4施工组织特点施工场地狭窄，对施工管理水平要求高。盾构隧道下穿的新塘路地下管线众多，施工前协调难度大。表2.3-1 工程特点表经过对工程特点的分析、认真研究招标文件、踏勘现场及借鉴我单位以往施工经验，我们认为本工程有如下重、难点需着重控制，详见表2.4-1。表2.4-1 工程重、难点分析及措施表序号重 难点特 点主要对策、措施1盾构机选型粉砂、砂质粉土地层，盾构

18、自身上下近距离叠交，盾构穿越道路埋设管线众多。盾构选型中应充分考虑粉砂层、粉土掘进的难点，配置合理的、高耐磨性的刀盘及刀具，选择合理的刀盘开口率，开口形状及合理位置；配置良好可靠的渣土改良系统，配备泡沫和膨润土注入系统，掘进和出土的过程中确保渣土流塑化；刀盘主轴承、盾尾密封等具备良好的密封性能，能耐高水压，保证在此条件下的可靠性；足够的刀盘驱动扭矩和盾构推力；配备高精度的导向系统，确保线路方向的正确性；2盾构穿越加固体土体强度高，对刀盘刀具的磨损大，盾体不易转向、纠偏穿越加固区时适度减小刀盘转速、土仓压力和推进速度（2cm/min以内），保持匀速推进、慢推细磨状态；在进加固区前调整好盾构姿态，

19、减少在穿越过程中纠偏；加密测点并加强监测频率，采用盾构机自带测量系统辅以人工复核方式控制盾构推进方向，确保盾构掘进轴线准确；在盾构进出加固体区段及时调整土仓压力和注浆压力；充分利用渣土改良系统，合理注入泡沫和膨润土，减小刀盘刀具磨损，提高掘进工效。3联络通道施工冻结加固效果、效率影响施工进度，完工后易融沉、渗漏。选用可靠的冷冻施工机械，安装足够设备，加强偶然停冻时的冻土帷幕监测，采用双回路供电；在通道两侧、上下对称位置布置冻结孔，在适当位置设卸压孔，并采用小开孔距、较低盐水温度、较大盐水流量以加快冻结速度；预埋注浆孔以便必要时能够注浆补偿冻土融沉引起的地层变形； = 4 * GB3 * MER

20、GEFORMAT 联络通道顶部的穿墙管，采用钢板止水环并结合柔性卷材防水等措施，以保证其防水效果。4盾构穿越粉砂层易涌水涌砂，刀盘刀具磨损大，地表沉降控制难。土压平衡掘进,适当提高盾构机的推进速度,降低刀盘转速，严密监测地表沉降情况，确保掘进的平、稳、快。渣土改良。向刀盘、土仓喷注泡沫剂，土仓中砂土、水体与泡沫剂充分搅拌，形成具有较好和易性、密水性的稠体状塑性流动体，防止土仓内闭塞和螺旋机出口处喷涌。控制出土量。调节螺旋输送机转速及闸门开启度以控制出土量，使土仓压力与开挖面土水压力保持平衡，防止开挖面水、土混合体超量涌出土仓。 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 增大注浆量，填补粉

21、砂层空隙，减少隧道后期漏水、沉降。5盾构进、出洞粉砂、淤泥质粉质粘土地层中盾构进、出洞施工，易发生涌水涌砂现象，施工风险大。采用地面旋喷的加固方式，控制好加固质量；洞门止水装置（始发采用双层）质量保证；盾构进出洞段提前调整好姿态；盾构推进时根据总推力和刀盘扭矩的变化及时调整推进参数； = 5 * GB3 根据土层、土质及加固体厚度及时调整土仓压力的设定；加强进出洞施工期间洞门上方土体位移监测和水土流失情况的观测；好施工应急预案及施工应急物资准备。6盾构自身上下交叠自身交叠，最小间距2.36m放慢推进速度，优化施工参数、控制土体损失量、加强盾尾注浆及二次注浆。加强现场监测，必要时设立门式钢架临时

22、支撑。盾构通过后继续监测，并根据隧道的隆起、沉降情况进行注浆，直到隧道位移稳定；严格控制盾构姿态，避免过大、过频变换盾构姿态，降低土层的损失和对周边土体的扰动；2.4 对本工程重难点的认识 PAGE 503 工程部署3.1 施工流向安排本区间工程隧道采用2台盾构机施工，从景芳路站端头井始发，至艮山西路站端头井后解体退场。具体见图3.1-1。景芳路站艮山西路站图3.1-1 施工流向图3.2 施工平面布置3.2.1 布置原则1、施工场地不超出规定的施工用地范围，以满足施工生产和现场管理为主，尽量减少对道路交通、居民生活、及周边标段施工的干扰；2、方便施工组织，确保节点工期要求，并合理考虑机械设备的

23、充分利用；3、在施工过程中，施工场地的布置根据场地情况及施工需要及时进行调整；4、生活及办公场所尽量做到相对固定，生活、生产区域分开，做到经济合理、简洁美观，有利于安全生产；5、严格按照业主及杭州市有关部门的要求、规定进行场地平面布置。3.2.2 平面布置说明1、平面布置根据业主提供施工用地范围，结合场地的现场情况及工程的施工特点考虑，作如下布置：(1)生活区：本工程施工场地狭小，项目部办公区、驻地生活拟采用租住办公楼和宿舍的方式解决，向发包人代表和监理人提供生活用房（配备必要的设施）；施工场区应场地受限,仅设置门卫房、工人休息室；各场区根据施工需要分别设置材料堆放及加工场地、配电室等临时设施

24、。另外工地实验室设在施工现场。本标段各场区主要平面布置分别见附图五：施工总平面图。 (2)生产场地布置：本标段共设置一个工区，充分利用围挡内场地合理布置。场地主要布置了盾构施工需要的管片场、拌合站、集土坑等。(3)施工场地采用全封闭围挡措施，在主要出入口设大门。(4)施工便道采用20cm厚的钢筋砼结构，其它均采取15cm厚素砼全部地坪硬化。(5)按照防火防爆的有关规定设置危险品库等临时性构筑物，易燃易爆物品堆放间距和动火点与氧气、乙炔的间距符合规定要求。临时设施区按规定配足消防器材：危险品仓库等重点部位配备足够数量种类合适的灭火机。重点仓库或部位等每25m建筑面积配备一只灭火器，非重点仓库，宿

25、舍等建筑区域每100m建筑面积配备2只灭火器。消防设备配备合理，性能完好可靠。消防栓、消防器材周围畅通不得堆物，消防器材安排专人负责维护管理。施工用水使用发包人提供的1个80mm管径的施工用水接驳口，接口安装100mm自来水主管道贯穿整个施工区域；施工用电使用发包人在施工现场提供的2台1050KVA变压器，在盾构机掘进前两个月接收发包人提供的盾构机所需配电点，按安全及文明施工要求自行铺设变压器出线后的电力线路；3.2.3 平面布置1、管片堆放场地：设在景芳路站出入段线明挖端头井左右两侧，用于堆放衬砌管片和管片防水处理场地，32t龙门吊机行走覆盖整个管片堆放场地，便于管片起吊运输。2、集土坑：设

26、在始发井口西南侧附近，面积125m，地面下深4.5m，地面上高0.5m，总设计堆土高度5.0m，总存土量625m，渣土坑采用壁厚300600mm的钢筋混凝土结构，龙门吊机行走侧面覆盖碴土坑长度方向。3、拌合站：设在始发井口东北侧，附近设置水泥罐、粉煤灰罐，以及膨润土库和砂石料堆放场。4、材料存放场：面积100m，主要堆积泡沫剂、踏板、43kg钢轨及轨枕等工程材料。5、配电柜及充电间：在始发井口东北侧设配电柜（二级箱），从变压器处引来电源。在顶板上两个盾构井口间设充电间，面积60m。6、水池、三级沉淀池：设于工作井北侧，场地施工用水通过100mm管道引至水池，由水池向盾构机及拌合站供水。回收的废

27、水通过三级沉淀池过滤后排入城市管道。施工场地布置详见附表五 施工总平面图。3.3临时设施建设3.3.1施工围挡景芳路被端头井80米长度为盾构始发场地，场地全部封闭。3.3.2临时生产设施临时生产设施主要包括：试验室、材料堆放场地、施工用风、水、电线路的布置、变配电柜、水池、三级沉淀池、注浆材料拌合站等。施工前按照平面图和施工计划及时完成临时设施的建设，以满足生产需要。3.3.3临时道路及现场场地硬化为了方便施工，按要求对施工现场内的道路、施工场地、生活区域进行硬化，地坪质量应符合杭州市的有关规定，施工道路、施工场地、生活区应保持清洁，对地坪、车辆冲洗要设置排水系统，将污水沉淀后排放。3.3.4

28、施工现场给排水1、施工供水施工供水由业主提供的80mm总水管引进，根据本项目用水需求，引至各用水点。工地现场给水主管路采用100mm，沿施工围挡附近敷设，盾构给水主管路采用DN100（4英寸），为了便于用水，给水主管路沿线按需设置给水阀门，阀门采用DN25（1英寸）带接管的阀门。2、施工排水及污水排放在工地上建立有效的排水系统，并与地区的排水系统沟通。施工现场设置以砖砌排水明沟、集水池（三级沉淀）为主的临时排水系统，施工污水经明沟引流、集水池沉淀滤清处理达标后，间接排入市政排污系统。砖砌排水沟流水面用M5水泥砂浆抹面，排水沟穿越道路时埋管或加盖板。工地汽车出入口均设置冲洗槽，并用水枪将外出的汽

29、车冲洗干净，确保出入车辆不对外部环境产生污染。隧道内及洞内作业面排水采用气动隔膜泵加上100胶皮排水管的抽排水方式，把洞内污水由作业面排到洞口处，再由潜水泵及泥浆泵抽至井口上部的排水沟内以保证洞内干燥清洁。3.4 盾构隧道施工运输系统1、水平运输列车编组及渣斗 隧道始发后，正常掘进时隧道内采用两列编组运输：每一列为一节35T车头拖两节渣斗、一节运浆车、一节管片车、一节运料车，并备用一个车头。浆车浆车的容量为5m，考虑浆液流失等消耗，满足注浆需求量。管片车及运料车配备两节管片车可以将六块管片分两次运进盾构机内。编组的备用底盘用于运输油脂、轨道等物料。轨道隧道内采用单线运输，轨距为762mm，在洞

30、口安装道岔，实现始发井内双线运输，钢枕为20A工字钢制作，布置间距为0.8m。钢轨采用24kg/m钢轨。2、轨道铺设行走轨的铺设在进场之后进行, 用38Kg钢轨铺设外侧两钢轨，用24kg钢轨铺设中间两条钢轨，最外侧轨道走行后配套台车，中间两轨走行运输列车，轨道在站内沿洞门向景芳路站站内铺设75米。3、垂直运输每环渣土的重量为1800kg/m (渣土比重)39.07 m=70.3T，每个渣斗的自重为2.8T，每斗土的重量约为17.6T，总重为约为20.4T，配备1台大龙门吊载重为32T/5T。该龙门吊同时用于管片等物料的卸车。3.5 隧道通风系统在隧道内，考虑到作业人员的呼吸和盾构机产生的热量的

31、扩散，以改善隧道内作业环境为目的，设置通风设备。隧道内新鲜空气量满足工作人员每人每小时供应不低于30m的标准，同时满足隧道中氧气含量按体积不小于20，相对湿度为65%80%之间。因此，本标段隧道内通风采用两台SDF(A)-6.5/22kW型隧道轴流风机压入式通风，风筒直径800mm。风机技术参数见表3.5-1。3.5-1 技术参数风量(m3/min)风量(m3/min)高效风量(m3/min)电机功率（kw）3035856405320396222风机安装在地面盾构井口边，风筒布置在隧道拱顶，根据检测工作面空气质量及温度情况，调整通风时间。根据理论计算机施工经验，本通风设计满足工作要求。经过通风

32、H2S、CH4以及其他有毒或有害气体等浓度不超过有害身体健康的浓度，易燃气体浓度不超过最小爆炸浓度的10%，通风设备噪音不超过75分贝。为防止沼气的危害，施工中，经常检测洞内气体，发现有害气体超标，立即加强通风，降低有害气体浓度，同时，严格各项安全操作要求，防止出现火化及明火。3.6 隧道断面布置隧道断面布置主要考虑合理利用空间，并考虑到安全因素。具体布置见图3.6-1。1、车架轨枕轨枕选用20H钢制作，每环布置。2、 电机车轨道在轨枕上布置一般常用的24kg电机车轨道，用于盾构掘进材料运输。3、 人行走道出于安全考虑，在左下方管片上制作人行走道架，上面搁走道板，走道板要固定牢靠。4、隧道照明

33、采用36V安全电压，灯具选用配有防水灯头的开启式照明器，在隧道左上方间隔7环布置一个灯架，照明电缆和灯具通过瓷瓶固定在上面，同时每隔14环设置一个应急照明灯。5、管路隧道右下方每隔4环安装一个托架，上面铺设给排水管路。6、 通风管在上方每隔8环布置一个吊架，供通风管道、动力电缆固定之用。7、隧道内通讯在照明灯具支架上安装21.5一对的电话线路，通过设置在井口、测量转换平台、盾构机头处的电话进行通讯联系。 图3.6-1 隧道断面布置示意图8、隧道内消防隧道内每50m设一组消防器，配电箱及各车架均设消防器。每100m设一个消防水阀门。 3.7 施工进度计划本工程招标文件中要求总工期为519日历天，

34、计划开工日期为2013年4月15日，计划竣工日期为2014年9月15日。其中景芳路北端第一台盾构始发时间为2013年7月1日，区间双线贯通时间为2014年1月1日；区间联络通道完成时间为2014年4月1日。经我部仔细研究、分析，结合本公司承建类似工程的经验和实力，确定本工程施工总工期518日历天：2013年3月31日开工，2014年9月14日俊工。其中第一台盾构机2013年6月29日始发，区间双线贯通时间为2014年1月1日；区间联络通道完成时间为2014年4月1日。本标段施工总体计划，见附表四：计划开、竣工日期和施工进度网络图。 HYPERLINK l _Toc224292644 1、 施工

35、进度参数的选定 根据本工程的地质特点以及盾构机性能，初步计划工序循环时间、掘进指标如下：盾构始发、到达阶段平均每天按4环计算，正常掘进阶段平均每天按8环计算，盾构始发考虑30天，盾构吊出及收尾考虑30天；联络通道安排在盾构区间掘进完成后进行。2、工期保证措施技术管理保证盾构机按计划到场。施工中重点解决盾构在粉砂层地层中的掘进研究，成立由盾构专家组成的科技攻关小组，就碴土改良和控制沉降作专项研究。盾构掘进过程中坚持机电工程师和土建工程师跟班作业，做到及时发现问题，及时解决，尤其是在盾构出现异常的初期能做到及时准确判断，从而避免问题严重化，影响工期。提前做好盾构通过建筑物等特殊地段的施工技术措施和

36、应急预备方案，做到超前考虑，超前准备。提前与既有建构筑物产权单位协调，签订穿越施工保护协议。加强工班工序间的衔接，减少人为的影响，实行工班交接班制度，对上班存在的影响进度的问题及时交接、及时处理，认真研究和总结盾构掘进参数、轨道布置、列车编组、地下与地面班组间的协调，持续不断的提高工作效率。根据施工总进度的要求，分解月、周、日施工生产计划，建立生产调度、分析会议制度，对照检查，找差距、找原因、完善管理，促进施工。严格施工监控量测信息反馈管理，及时指导施工技术方案和施工方法的调整，减少因意外事故而影响盾构掘进。加强日常施工资料的收集和整理，分析整理并提供有参考价值的可行数据，为下一步施工提供重要

37、的改进依据。设备物资保证加强盾构机及配套设备的维护保养，充分发挥施工机械的优势，提高其完好率、利用率以提高生产作业的效率。根据施工生产计划编制材料供应计划，超前订货加工，同时严把原材料质量关，防止因不合格材料而影响工期。加强与渣土外运单位的协调，确保满足施工进度。做好施工物资采购供应工作，特别是管片、特殊管片、注浆材料、泡沫剂、膨润土、盾构机用油脂、轨道、风水管线和盾构机配件的采购供应，保障施工正常进展。3.8 资源配置1、组织机构及人员 为优质安全的实现本工程目标，我公司将组建“杭州地铁4号线SG4-4标景芳路站艮山西路站区间工程项目经理部”，按一个项目经理部和一个工区的两级模式管理。成立由

38、集团技术经济负责人牵头的专家顾问组，并联合高等院校、科研机构成立施工难题科研攻关组，组织机构如图3.8-1。技术质量部项目经理 项目总工程师综合办公室计划财务部物资设备部安全环保部项目副经理盾构工区专题攻关组专家组图3.8-1 项目部组织机构图为了优质、高效的完成本标段的施工任务，根据工程特点，结合总体施工计划和工程量，科学合理的配置劳动力资源，见图3.8-2：劳动力投入柱状图。图3.8-2 劳动力投入柱状图2、材料、机械及仪器设备投入项目物资材料实行“统一管理，集中采购，优化配置，严格核算”的管理模式。坚持一个“早”字，即“早准备、早上场、早施工”。施工准备阶段尽快编制施工材料及周转材料进场

39、计划，订立材料供应协议；做好外委试验规划。根据总体进度计划、工程量和施工场地条件等，合理的配备施工机械，重点在出土、盾构设备的选择，详见附表一 拟投入本标段的主要施工设备表。4 区间施工方案与工艺4.1 设备选型及设计4.1.1设备选型1、盾构机的选型原则盾构机选型是优质、安全、快速建成盾构隧道的关键工作之一。盾构机主要遵照以下原则进行选型：选择的盾构机机型和功能必须满足本标段线路条件、工期、施工条件和环境等要求。选用的盾构机按本标段的地质条件，进行有针对性的设计与制造，要求其性能与本标段内的工程地质、水文地质条件相适应。选用的盾构机应具有良好的性能和可靠性。类似地质、施工条件下盾构选型、施工

40、实例及其效果。盾构机制造商的知名度、良好的业绩、信誉与技术服务。2、拟选盾构机应具备的功能此标段施工采用的加泥式土压平衡盾构，其应具备功能如下：基本功能具备开挖、出碴、碴土改良、管片安装、注浆、动力、控制、测量导向等基本功能。满足微承压水下的盾构掘进本工程中场地承压水主要为4层圆砾中贮存的承压水，盾构在掘进过程中，一旦周围土体出现较大的扰动，即可能导致掘进面位置处承受较大的水压，这要求盾构机螺旋输送机能配置应急设备、盾尾密封等处能耐水压，保证在此条件下的可靠性。同时，刀盘主轴承必须具备良好的密封性能。满足粉砂、粉土、粘土条件下掘进条件具备土压平衡模式掘进功能。足够的刀盘驱动扭矩和盾构推力。合理

41、的、高耐磨性的刀盘及刀具设计，足够的刀盘开口率，开口形状及合理位置，刀盘刀具可靠，尽可能减小故障率。 能承受大偏心力矩的主轴承设计，具有高的主轴承设计寿命，有效的主轴承密封及刀盘减震设计。应具备优良的碴土改良系统。 盾构机应配置适于地层压力的气闸及系统，可安全进行换刀作业。应具备高水压下防螺旋输送机喷涌技术。应具备在粉砂及硬塑粘土地层中掘进的刀具减磨、减粘技术，防止刀盘扭矩过大发生刀盘被卡的现象。精确的方向控制盾构机必须具有高精度的导向系统，确保线路方向的正确性，盾构方向的控制包括两个方面：一是盾构机本身能够进行纠偏；二是采用先进的激光导向技术保证盾构掘进方向的正确。环境保护盾构法施工的环境保

42、护包括两个方面：首先是盾构施工时对周围自然环境的保护，即地面沉降满足设计要求，无大的噪声、震动等；其次要求盾构施工时使用的辅助材料如油脂、泡沫及添加材料等不能对环境造成污染。掘进速度满足计划工期要求根据计划工期安排，整个标段计划工程平均月进度最快为250m，要求盾构机具备300m/月的掘进能力。设备可靠性、技术先进性与经济性的统一盾构选型及设计应该按照可靠性第一，技术先进性第二，经济性第三的原则进行。3、选定型号根据地质及工期要求决定选用2台日本小松6340型加泥式土压平衡盾构，该盾构可以满足区间穿越的粉砂、粉土、粘土土层施工，该型盾构设计覆土条件为5m40m完全可以满足本工程的埋深要求。该盾

43、构装备适应高水压可防止挖削土体的喷涌；在皮带输送机处测定土量，监控进入的土体量，在盾构机上方设置3 处土体沉降探测装置，监控上方的空隙量，在操作界面中显示空隙状态，在挖削同时进行同步注浆，在机器后方防止沉降。从而保持开挖面稳定、减少周边土体扰动、保护环境安全。根据本隧道的工程特点，盾构机应配备泡沫和澎润土注入系统，进行掘进中的碴土改良，实现盾构的土压平衡掘进和止水固结掌子面能进入土仓进行各种作业的目的。施工操作的性能：该型盾构机施工的安全和可操作性较高。最大设计坡度为40满足本工程最大坡度28.029的要求。最小转弯半径完全满足本工程1000m的最小曲线半径。技术先进及经济合理性：该盾构性能卓

44、越，已在上海、杭州等地广泛应用，其总体性能已得到大量工程的实绩证明。针对本工程做以下设计：为保证掘进面稳定、土体切削的流畅性、减少刀具、刀盘的磨损，刀盘开口率设计为40%；作为防止沉降的措施，在皮带输送机处进行土量测量，在监视土量的同时，在盾构机上方设置3 处土体沉降探测装置，监控上方的空隙量，以监视土体塌陷情况；为适应土质的变化，刀盘采用变频式电机驱动；为防止刀盘过度深入土体而设置联锁等安全措施；配备加泥注入装置、泡沫注入装置（刀盘前6孔）以加入适合土质的加泥材料；浆液拌制选用自制搅拌设备，盾构注浆泵采用德国SCHWING泵；千斤顶根据隧道埋深等参数设定。4.1.2 盾构机设计特点与主要参数

45、1、设计特点日本小松6340型加泥式土压平衡盾构的设计具备以下特点：能满足开挖土层从砂层到软土层的土压式平衡盾构。刀盘结构为辐条式，便于刀具的布置及受力，结构坚固、强度高、刚性大、耐磨程度高，刀盘开口率40。刀盘的设计及刀具的配置选择及布局合理，具有足够的寿命。盾构机采用8台75kW变频电动机驱动，具有较大的扭矩和多档转速，可适应不同地层的掘进需要。具有良好可靠的加泥、泡沫注入系统，用于开挖面、土仓及螺旋机中土体改善。螺旋输送机采用有轴式螺旋输送机，后部尾部处排土，具有二道闸门，且螺旋输送机前端叶片及前筒体堆有耐磨材料，抗磨性能优越。螺旋输送机可配置防喷的保压泵装置。具有良好可靠的同步注浆注入

46、系统，能及时充填管片与地层的间隙，减小沉降。同步注浆注入系统即可以采用单液浆，也可以采用双液浆。管片拼装机通过辅助措施可以在盾尾密封刷位置进行管片安装，便于在隧道内实现盾尾密封刷的更换。具有双仓式气压人行闸设计，设置土仓自动调压装置，保证更换刀具的便利及人员的安全，以适应河底或建、构筑物下的换刀及处理障碍物要求。盾构机主机的密封装置（刀盘驱动密封及盾尾密封等）在较高水土压力状态下具有良好的密封功能。电气和液压元件质量可靠、响应迅捷，防水性能好，适应隧道内的高温、高湿工作环境。具有应对紧急突发事件的能力，设置有遇到异常情况发生时能自动报警，且设置急停按钮。如紧急停电时螺旋机出土闸门可以通过操作台

47、边上的开关关闭，并且在主机内及操作室内的操作台上各有1个紧急停止开关。控制系统的自动化程度高且具有连锁功能，减少了劳动强度和错误操作的发生。盾构机具有故障自诊断及故障内容显示功能，方便维修人员的检修。具备高精度的盾构机导向测量系统，确保盾构施工的精度。2、盾构机主要参数主要技术参数见表4.1-1所示。表4.1-1 主要技术参数表序号位置项目名称参 数1适应工作条件地层土质种类粉土、粘土最小转弯曲线半径300m最大坡度402盾构整体总长8680mm总重330吨开挖直径6340mm盾体外径前体6340mm盾壳厚度40mm盾尾间隙30mm装备总功率约1050kW最大掘进速度8.5cm/min最大推力

48、3850吨盾尾密封3道土压传感器数量4，位置土仓液压传感器数量6，位置推进油缸系统、螺旋机主轴承寿命10000小时最大工作压力(bar)刀盘密封1.0MPa最大设计压力(bar)刀盘密封1.2MPa包括后配套总长68.68m3刀盘型式辐条式驱动形式变频电机驱动开挖、超挖直径mm开挖6340、超挖直径6420最大转速1.3rpm扭矩5151kNm脱困扭矩6181kNm扭矩系数20.2(100) 24.3(120)驱动功率855kW =440 kW刀盘开口率40%超挖刀型式油缸伸缩最大超挖量125mm超挖刀数量1刀盘对地层的适应性各种软土层刀间距的布置全断面切削中心刀的类型鱼尾刀形式4砂浆搅拌器叶

49、片外径835mm转速26.7rpm搅拌容量6 m35润滑系统供脂距离100米油脂泵供脂流量0.9 L/min供脂压力90kgf/cm26管片安装器类型园盘环形转速0.2/1.2rpm提升能力216kN径向行程700mm轴向行程1000mm旋转角度左右200度7推进油缸推力 t.f单只：175；总计：3850行程 mm2150数量 台22工作压力 kgf/cm23308人闸形式双闸直径1750mm工作压力0.3MPa9螺旋输送机型式有轴伸缩式直径711.2mm出碴量233m3/h(100)功率275kW =150 kW最大扭矩46.7kNm转速22rpm保压泵碴装置配置保压泵碴装置接口双层闸门配

50、置配置后置式双闸门10皮带运输机运输量500m3/h运送速度170m/min皮带800mm驱动型式电动机驱动11变压器干式树脂高压变压器1400KVA12冷却系统由于采用步频电机驱动，因此只对油箱进行冷却率1.5kW，冷却水量20L/min13同步注浆系统流量280L/min压力5.5MPa功率30kw14泡沫系统水泵：流量133L/min0.8MPa功率11kw15膨润土注入系统流量170L/min压力2.5MPa功率15kw2台16盾尾油脂系统流量0.9L/min8.8MPa17数据采集系统通过PLC采集盾构机上的传感器数据18导向系统Trimble 公司生产的5603光波自动全站仪19超

51、前注浆系统前壳体上安装10个固定注浆口, 胸板上安装8个20随机通风系统1套 功率11kw 轴流风机，储气风管。21通讯系统地面配置2个显示屏，1个电脑主机。22压缩空气系统45kw螺杆式空压机2台，流量6m3/min，压力1MPa23皮带运输系统皮带宽800mm、输送量500 m3/h、功率37 kW24变频电机驱动8台55kW，见上述切削刀盘驱动装置 3、盾构机相关设计图纸小松土压平衡盾构机主机见图4.1-1，后配套设备见图4.1-2，盾构刀盘见图4.1-3。 图4.1-1 盾构机主机图图4.1-2 盾构机后配套图4.1.3主要针对性设计由于土压平衡盾构在国内，尤其是在华东地区使用较多，本

52、标书中对土压平衡盾构共有的、常规的设备及性能不做赘述，仅就针对本标段的工程特点与水文地质情况所做的针对性设计及特点进行介绍，如表4.1-2所示：表4.1-2 盾构的针对性设计表设计部分针对性设计及意图刀盘刀具刮刀、切削刀切削粘土盾尾密封盾尾密封采用三道盾尾刷（3道钢丝刷）螺旋输送机设置2道液压控制闸门，两个加泥加水口，且在出口部预留应急法兰与球阀添加剂注入口刀盘正面及土仓内分别设置4个加泥加水口注浆系统除配置两套同步注浆系统外，在切口环和支承环后部设置2道应急注浆孔有害气体监测考虑地下掘进可能遇到沼气的情况，在盾构机内设置有害气体监测装置4、刀盘和刀具本区间盾构主要穿越粉砂、粉土、粘土，目前对

53、于此类地层，盾构刀盘一般只需要配置刮刀等切削型刀具即可满足掘进要求。具体到本标段，工程性质较好，结合本单位在类似地层的工程经验，确定盾构刀盘采用辐条方式。图4.1-3 盾构刀盘结构示意图（1）刀盘刀盘开口率约为40%，其中刀盘正面的开口尺寸可满足各种粒径的土体进入土仓经由螺旋机排出；刀盘内侧（土仓侧）设计有搅拌棒，随刀盘一起转动，可加速土体流动；刀盘的转动为双速电机驱动，采用多级减速传动，使刀盘能承受较大冲击力，适应在软土层图 3-3 盾构机后配套设备图及圆砾层里掘进。装配了一把仿形刀，伸长范围10cm，主要用于软土层曲线段或轴线纠偏时超挖。（2）刀具基本结构为辐条式，在辐条内配置刮刀，辐条端

54、部配备切削刀具。切削刀具可以方便地从刀盘土舱内更换。5、盾尾密封盾尾密封层数的多少，主要从盾尾密封的使用时间及高水压作用下的止水性能来考虑，盾尾层数越多盾尾密封防水性能越好。采用最多的是三层密封（三道钢丝刷）。影响盾尾密封防水性能主要可分为盾尾密封的设计和施工技术两个方面的因素。其中施工技术水平可以在施工的过程中不断提高。而盾尾设计一旦完成就很难改变，若设计时没有充分高水压对盾尾密封的影响，在后期施工中很难对其进行修改，容易引起盾尾漏奖、漏水，给盾构施工带来风险。所以盾尾设计（盾尾刷层数）必须合理。根据以往盾构施工经验，为应付盾尾密封可能发生大量漏水的险情，同时考虑隧道沿线可能存在浅层沼气，压

55、力未知，本土压平衡盾构采用3道盾尾刷（三道钢丝刷），以保障盾构顺利施工。，图4.1-4 为加有紧急止水装置的三层盾尾密封。 图4.1-4 三层盾尾密封图6、螺旋输送机螺旋输送机主要用于输送刀盘切削下来的渣土。通过改变螺旋机的转速，调节出土量，控制掘进面土压。螺旋输送机采用低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆旋转，径向出土形式，在螺旋机出土口安装滑动闸板门，为了防止供电系统故障等紧急情况下的泥水倒灌，系统设有应急储能器，作为紧急关闭闸门的动力源。在隧道的施工中，螺旋机也是控制可能在掘进面出现的高压水和沼气喷涌这两风险控制的关键所在，根据本工程的水文地质情况，本工程螺旋机针对性设计如下：（1）螺旋机的壳

56、体上设有2个加泥加水口，用来改善土体流动性。必要时可通过两加泥加水孔进行纳基膨润土或高分子聚合物等的加注，充填、密实螺旋机，使其快速起到土塞效应，防止和控制水气土结合，从螺旋机处发生喷涌现象；（2）设置2道液压控制闸门，一旦发生喷涌，可立即关闭螺旋机，截断水气土等喷涌通道；（3）在螺旋机上部预留应急孔法兰与螺旋机间增设球阀，若出现喷涌现象持续，无法按正常恢复施工时，通过关闭球阀，法兰盘上外接保压泵，进行恢复施工。螺旋输送机及机筒加泥口如图1.1-5和4.1-6所示。 图4.1-5 螺旋输送机图 图4.1-6 螺旋机上加泥加水口图 7、添加剂注入口除了上述在螺旋机上设置2个加泥加水口外，在刀盘正

57、面设置了4个以及在土舱设置4个加泥加水口，以改良刀盘正面渣土和土仓内的渣土。刀盘正面加纳基膨润土及泡沫注入口等，除改良渣土外，还能起到一定的保护刀盘、刀具作用。8、注浆系统（1）同步注浆系统注浆系统为自带液压控制系统的注浆系统，它由双杆泥浆泵、浆液储浆桶，注浆的流量可通过泵的流量的大小来进行控制和调节，在回路中带有4套装置。为保证盾构在施工中的安全，配置两套同步注浆系统，如图4.1-7所示。图4.1-7 同步注浆系统示意图（2）应急注浆系统在切口环和支承环后部设置2道应急注浆孔。第一道6个，第二道8个，如图4.1-8所示。在发生施工风险，需盾构前端紧急注浆时（盾尾渗漏严重、气压换刀时气从盾构外

58、向后漏气、盾构机姿态不好时等），均可进行应急注浆。预留应急注浆孔 图4.1-8 预留注浆孔位置示意图9、有毒有害气体监测装置本工程施工时，在盾构机的螺旋输送机出口、盾尾和第一节车架处设置固定式自动报警有毒有害其他监测装置。另外，在隧道施工面及成形隧道内再配置1台手持式有害气体监测仪器（可监测沼气、一氧化碳、硫化氢和氧气的浓度），3台手持式沼气监测仪器。手持式监测仪器在有毒有害气体段施工时，进行人工24小时的监测。所有监测设备在施工前必须到位，并经检验合格后投入使用。另考虑到第一、第二、第三节车架电器设备较多，且较接近沼气涌出源，故除第一节车架已放置了固定式自动监测报警装置外，在第二和第三节车架

59、间固定放置一把移动式手持有害气体监测仪器，作为该区域特定的检测设备，沼气固定监测仪如图4.1-9所示，表4.1-3沼气固定监测仪安放位置，图4.1-10为盾构驾驶舱内的沼气报警装置，图4.1-11为TN4 手持式多气体检测报警仪。 图4.1-9 沼气固定监测仪图 图4.1-10盾构驾驶舱内的沼气报警图表4.1-3 沼气固定监测仪安放位置仪器编号位置仪器编号位置备注1号螺旋输送机出土口前上方2号1#车架右侧头部3号螺旋输送机出土口上方4号盾构机里面H钢右上侧5号2#车架右侧上部6号1#车架左侧前面7号3#车架左侧前面8号3#车架左侧尾部 图4.1-11 TN4手持式多气体检测报警仪10、盾构机部

60、件性能描述（1）盾体盾体是用钢板焊接而成的圆型筒体，在内部焊有筋板、环板等一些加强板，具有足够的耐土压、水压的强度和刚度，抵挡周围土体压力。盾体由前体、中体和盾尾三大部分组成，盾构机前体前部安装有刀盘，盾构机本体内安装有刀盘驱动装置、推进油缸、螺旋输送机、拼装机、气压人行闸、工作平台、电气系统、液压、同步注浆、加泥及添加剂管路等装置。并可保护在盾构机内工作的人员和设备的安全，盾构机壳体的基本参数见表4.1-4。表4.1-4 盾构机壳体参数表直 径6340mm长 度8680mm盾尾密封三道钢丝刷掘进速度08.5 cm/min （22个油缸同时伸）总推力37730KN 3850tf（2）刀盘驱动系