盾构掘进施工方案（共40页）

1、 目 录 TOC o 1-5 h z u HYPERLINK l _Toc388344643 一、工程概况 PAGEREF _Toc388344643 h 3 HYPERLINK l _Toc388344644 1.1 工程地理位置及线路走向 PAGEREF _Toc388344644 h 3 HYPERLINK l _Toc388344645 1.2 工程范围 PAGEREF _Toc388344645 h 3 HYPERLINK l _Toc388344646 1.2 设计概况 PAGEREF _Toc388344646 h 4 HYPERLINK l _Toc388344647 1.2.

2、1区间线路设计 PAGEREF _Toc388344647 h 4 HYPERLINK l _Toc388344648 1.2.2盾构隧道设计 PAGEREF _Toc388344648 h 4 HYPERLINK l _Toc388344649 1.2.3联络通道设计 PAGEREF _Toc388344649 h 5 HYPERLINK l _Toc388344650 1.2.4防水设计 PAGEREF _Toc388344650 h 6 HYPERLINK l _Toc388344651 1.3 工程地质与水文地质 PAGEREF _Toc388344651 h 6 HYPERLINK

3、l _Toc388344652 1.3.1地形地貌 PAGEREF _Toc388344652 h 6 HYPERLINK l _Toc388344653 1.3.2工程地质 PAGEREF _Toc388344653 h 6 HYPERLINK l _Toc388344654 1.3.3 沿线周边环境 PAGEREF _Toc388344654 h 8 HYPERLINK l _Toc388344655 1.3.4 地下管线 PAGEREF _Toc388344655 h 8 HYPERLINK l _Toc388344656 二、 工程总体筹划安排 PAGEREF _Toc38834465

4、6 h 9 HYPERLINK l _Toc388344657 2.1 组织机构 PAGEREF _Toc388344657 h 9 HYPERLINK l _Toc388344658 2.2 管理制度标准化 PAGEREF _Toc388344658 h 9 HYPERLINK l _Toc388344659 2.3 盾构区间施工组织安排 PAGEREF _Toc388344659 h 10 HYPERLINK l _Toc388344660 2.4 总进度关键线路 PAGEREF _Toc388344660 h 10 HYPERLINK l _Toc388344661 2.5主要进度指标

5、PAGEREF _Toc388344661 h 11 HYPERLINK l _Toc388344662 2.6资源配置计划 PAGEREF _Toc388344662 h 12 HYPERLINK l _Toc388344663 三 、盾构区间隧道掘进施工 PAGEREF _Toc388344663 h 15 HYPERLINK l _Toc388344664 3.1 盾构试掘进 PAGEREF _Toc388344664 h 15 HYPERLINK l _Toc388344665 3.2 盾构正常掘进 PAGEREF _Toc388344665 h 15 HYPERLINK l _Toc

6、388344666 3.2.1 盾构掘进参数的调整 PAGEREF _Toc388344666 h 15 HYPERLINK l _Toc388344667 3.2.2盾构掘进流程及操作控制程序 PAGEREF _Toc388344667 h 16 HYPERLINK l _Toc388344668 3.3.3 盾构方向的控制与调整 PAGEREF _Toc388344668 h 16 HYPERLINK l _Toc388344669 3.3.4碴土管理 PAGEREF _Toc388344669 h 19 HYPERLINK l _Toc388344670 3.3.5同步注浆及二次补强浆

7、PAGEREF _Toc388344670 h 20 HYPERLINK l _Toc388344671 3.3.6 施工运输 PAGEREF _Toc388344671 h 23 HYPERLINK l _Toc388344672 3.4.6.1洞内水平运输 PAGEREF _Toc388344672 h 23 HYPERLINK l _Toc388344673 3.4.6.2垂直运输 PAGEREF _Toc388344673 h 23 HYPERLINK l _Toc388344674 3.4.6.3 碴土外运 PAGEREF _Toc388344674 h 24 HYPERLINK l

8、 _Toc388344675 四、特殊地段的掘进施工 PAGEREF _Toc388344675 h 25 HYPERLINK l _Toc388344676 4.4 特殊地段的施工 PAGEREF _Toc388344676 h 25 HYPERLINK l _Toc388344677 4.4.1 盾构掘进强、中风化花岗岩区段 PAGEREF _Toc388344677 h 25 HYPERLINK l _Toc388344678 4.4.2 近距离通过建（构）筑物、管线 PAGEREF _Toc388344678 h 26 HYPERLINK l _Toc388344679 五 施工测量

9、PAGEREF _Toc388344679 h 30 HYPERLINK l _Toc388344680 5.1.施工测量管理 PAGEREF _Toc388344680 h 30 HYPERLINK l _Toc388344681 5.2.测量内容 PAGEREF _Toc388344681 h 31 HYPERLINK l _Toc388344682 六 施工监测 PAGEREF _Toc388344682 h 31 HYPERLINK l _Toc388344683 6.1.沉降监测布点 PAGEREF _Toc388344683 h 31 HYPERLINK l _Toc3883446

10、84 6.2.施工监测 PAGEREF _Toc388344684 h 32 HYPERLINK l _Toc388344685 七、质量保证措施 PAGEREF _Toc388344685 h 32 HYPERLINK l _Toc388344686 7.1 确保质量的技术组织措施 PAGEREF _Toc388344686 h 32 HYPERLINK l _Toc388344687 7.2质量保证措施 PAGEREF _Toc388344687 h 33 HYPERLINK l _Toc388344688 7.3 安全生产保证措施 PAGEREF _Toc388344688 h 35 H

11、YPERLINK l _Toc388344689 7.3.1 安全生产管理组织机构 PAGEREF _Toc388344689 h 35 HYPERLINK l _Toc388344690 7.3.2 盾构掘进前保证措施 PAGEREF _Toc388344690 h 35 HYPERLINK l _Toc388344691 7.3.3盾构始发、推进、到达安全保证措施 PAGEREF _Toc388344691 h 36 HYPERLINK l _Toc388344692 八、应急组织机构与资源备置 PAGEREF _Toc388344692 h 37 HYPERLINK l _Toc3883

12、44693 8.1.组织机构 PAGEREF _Toc388344693 h 37 HYPERLINK l _Toc388344694 8.2工作职责 PAGEREF _Toc388344694 h 37 HYPERLINK l _Toc388344695 8.3应急处理组织机构 PAGEREF _Toc388344695 h 38 HYPERLINK l _Toc388344696 8.4应急物资准备 PAGEREF _Toc388344696 h 39一、工程概况 1.1 工程地理位置及线路走向广州轨道交通7号线一期工程施工9标为“一站一区间”，包含大学城南站改造工程、南村站大学城南站（二

13、）区间隧道。大学城南站位于小谷围岛上，处于大学城中环路与岛内中轴线内八号路处的十字路口下，呈十字型布置，是广州轨道交通4号线与7号线的换乘站，目前轨道交通4号线已经投入运营。南村站大学城南站区间（二）隧道始于大学城外环西路南侧的中间风机房，出井后向北下穿外环西路、广东工业大学校区，到达大学城中环路后向东进入大学城南站。标段具体位置详见图1-1所示。图1-1 工程位置示意图1.2 工程范围南村站大学城南站区间（二）左线长1760.263m，里程ZCK18+806.429ZCK20+582.939，右线长1749.653m，里程YCK18+831.720YCK20+582.939，采用盾构法施工。

14、标段范围见图1-2所示。图1-2 标段范围示意图表1-1 主要工程数量表项目里程数量备注中间风机房大学城南站主体右线K18+831.720K20+582.9391749.653m短链1.566m左线K18+806.429K20+582.9391760.263m短链16.247m附属联络通道 4座1座与泵房合建洞门 6个吊出井右线YCK20+384.507一处1.2 设计概况1.2.1区间线路设计南村站大学城南站区间（二）设计为双线圆形盾构隧道，左、右线分别全长1760.263m、1749.653m m。区间平面分别由直线段和缓和曲线组成，左线曲线半径为分别2000m、455m、420m；右线曲

15、线半径分别为2000m、445m、430m。 线路纵断面为V形坡，区间左线隧道纵断面先以18上坡出洞(右线以18上坡出洞)，然后以24.99的上坡(右线以25.396的上坡)，最后以5的上坡进站(右线以5的上坡进站)。最大坡度为25.396，线路埋深14.6m51.09m，隧道顶覆土10.42m45.73m。本区间左右线先后从中间风机房北端头始发后一路北行，右线穿越硬岩后右转过外环西路，继续右转穿广东工业大学绿化带，在穿广工教学楼A4座西楼连廊，中环路右转东到达盾构吊出井；左线穿越硬岩后右转过外环西路，继续右转穿广东工业大学绿化带，在穿广工教学楼A4座西楼连廊，在中环路转东到达大学城南站调头始

16、发右线，在大学城馨园旁过到达盾构吊出井。1.2.2盾构隧道设计(1)结构设计本工程盾构隧道设计为双线圆形隧道，隧道内径为5400mm。(2)管片设计标准环管片内径为5400mm，外径为6000mm，宽度为1500mm，分为6块。管片采用C50P12预制钢筋混凝土管片衬砌，每环管片采用“321”（3块标准块、2块邻接块和1块封顶块）型式、错缝拼装，弯曲螺栓连接，环与环间以10根纵向螺栓相连，块与块之间以12根环向螺栓紧密相连，接缝处设密封垫沟槽，采用三元乙丙橡胶弹性密封垫止水，管片背后注浆回填。管片类型为标准环加左转弯环右转弯环衬砌形式。 联络通道开口范围采用特殊管片环，布置在联络通道泵房设计里

17、程处，以备修建联络通道用。1.2.3联络通道设计区间在YCK18+831.720YCK18+875.320处设置中间风机房，兼做区间的盾构始发井，后期4#联络通道及废水泵房与中间风机房合建，同时在YCK19+320.000、YCK19+777.128、YCK20+227.317设置5、6、7号联络通道,盾构吊出井设置于YCK20+384.507处。中间风机房及盾构吊出井采用明挖法施工。图1-3 区间联络通道标准断面图联络通道采用矿山法开挖，复合式衬砌。初衬采用网喷混凝土、锚杆联合支护，二衬采用模筑C35P10混凝土；在初支与二衬之间设置防水层。洞门结构设计为钢筋混凝土，混凝土的强度等级为C35

18、，抗渗等级为P12。联络通道断面见图1-3。1.2.4防水设计(1)、区间隧道防水设计遵循“以防为主，以堵为辅，多道防线，综合治理”的原则。采用高精度钢模制作高精度管片，以管片结构自防水为根本，接缝防水为重点，确保隧道整体防水。区间隧道防水以自防水为本，管片采用C50P12防水混凝土，外涂防水防腐涂料；接缝防水采用在密封垫沟槽内设置三元乙丙橡胶密封垫，通过被压缩实现防水；外防水采用管片壁后注浆充填管片与围岩之间的空隙。联络通道采用全包防水。衬砌结构采用C35P10防水混凝土自防水，外防水采用1.5mm厚的PVC防水板400g/m2土工布组成的防水隔离层。1.3 工程地质与水文地质1.3.1地形

19、地貌地貌形态属于丘陵地貌，标段沿线地形大部分较平坦，局部有起伏，断续点缀有低山丘陵，地面多为绿地、市政道路等。1.3.2工程地质本标段范围地层内自上而下分布有：人工填土层、淤泥层及淤泥质粉细砂层、粉细砂及中粗砂层、粘性土层、冲积-洪积土层、坡积土层、残积土层、混合花岗岩全风化带、混合花岗岩强风化带、混合花岗岩中风化带、混合花岗岩微风化带。各种地层的岩性、特征见表1-2。表1-2 地层岩性及特征表地层编号岩层名称地 层 描 述1人工填土层沿线人工填土层较广泛分布，主要为素填土，部分为杂填土。颜色较杂，主要呈灰褐色、黄褐色、砖红色、灰色等，素填土的组成物主要为人工堆填的粘性土、中粗砂、碎石等，杂填

20、土则含有砖块、砼块等建筑垃圾。2-1A海陆交互相淤泥层本层局部分布，主要在南村站至沥窖水道北岸呈条带状分布。呈深灰灰黑色，饱和，流塑状，主要由粘粒及有机质组成，局部地段含少量粉细砂。2-2海陆交互相淤泥质粉细砂层本层局部分布，主要在沥滘水道以及大学城山间洼地零星有揭露。深灰、灰黑等色，呈饱和，松散状态，以粉砂、细砂为主，偶含中粗砂，含较多淤泥质。3-1粉细砂层该层主要呈透镜体零星分布。浅灰色，呈饱和，松散状为主，局部稍密至中密状，主要成分为石英质粉细砂，含少量粘粒，局部含有机质。3-2中粗砂层该层呈透镜体零星分布。灰白、灰黄色，呈饱和，稍密至中密状，局部松散状，主要成分为石英质中砂、粗砂，含有

21、较多粘粒。4N-1冲洪积流塑软塑状粘性土层该层呈透镜体零星分布。土性主要为粉质粘土、粘土，颜色较杂，呈灰白、灰黄色等，软塑为主，局部流塑，粘性较好。4N-2冲积-洪积可塑状粘性土层该层呈条带状分布。土性主要为粉质粘土、粘土，颜色较杂，呈灰白、黄、灰黄、褐红色等，主要为可塑状，粘性较好。4F-2冲积-洪积粉土层该层呈透镜体零星分布。土性主要为粉土，呈黄、灰黄等，中密为主，局部稍密，粉粒为主，含少量粘粒。4-3坡积层本层仅分布在低丘陵斜坡地段，即在大学城局部地段。暗黄、褐黄色，呈湿，可塑状，局部硬塑状，主要土性为碎屑岩及混合花岗岩风化坡积而成的粘性土，不均匀含少量砂砾。5N-1红层碎屑岩可塑状残积

22、土层由白垩系粉砂岩、泥质粉砂岩、石英砂岩、砾岩风化残积形成，土性为粉质粘土，局部为粘土、褐红色，呈稍湿，可塑状，遇水易软化、崩解。5Z-1混合花岗岩可塑状残积土层由震旦系混合花岗岩风化残积形成，褐红夹黄色，湿，可塑状，土性为砂质粘性土，不均匀含约1525%石英质砂，部分为粘性土，遇水易软化、崩解。5N-2红层碎屑岩硬塑状残积土层由白垩系粉砂岩、泥质粉砂岩、石英砂岩、砾岩风化残积形成，土性为粉质粘土，局部为粘土、褐红色，呈稍湿，硬塑状，遇水易软化、崩解5Z-2混合花岗岩硬塑状残积土层由震旦系混合花岗岩风化残积形成，褐红夹黄色，湿，硬塑状，土性为砂质粘性土，不均匀含约1525%石英质砂，遇水易软化

23、崩解。6Z混合花岗岩全风化带褐黄、棕褐色，母岩组织结构已基本风化破坏，但尚可辨认，岩质极软，岩芯呈坚硬土状或密实土状，遇水易软化、崩解。7Z混合花岗岩强风化带褐黄、褐杂色，岩石组织结构已大部分破坏，但尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化，岩芯呈半岩半土状，岩质很软，遇水易崩解，部分呈碎块状岩石，风化裂隙较发育，岩体较破碎，局部夹中风化岩碎块，岩质较软。8Z混合花岗岩中风化带灰黄色、褐黄，细粒花岗变晶结构，条带状构造，矿物主要为石英、云母、长石。裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈碎块状局部短柱状，岩质较硬。9Z混合花岗岩微风化带浅灰、灰白色、青灰色，花岗变晶结构，条纹、条带构造，矿物主要为石英、长石、黑云母

24、等。裂隙局部较发育，岩芯呈柱状，局部机械破碎呈碎块状，RQD为5090%。岩质坚硬。区间隧道洞身范围穿越主要地层为：、。各地层所占比例及线路沿线地质图见图1-4。左线隧道地质纵断面图右线隧道地质纵断面图图1-4 各地层所占比例及线路沿线地质图1.3.3 沿线周边环境区间线路出风机房后向北，沿线主要穿越外环西路、广东工业大学校园空地、广东工业大学西教学楼连廊，向北到达中环路后，沿中环路向东前进，旁穿大学城馨园大楼，线路上方为电力管廊及综合管廊，最后进入大学城南站。1.3.4 地下管线区间的中间风机房端头周边无地下管线。沿线路基本无管线，均是绿化带区，对施工基本不影响。大学城南站中环道路中间的盾构

25、调头井端头有电力管廊和综合管廊，位于隧道正上方，里程范围YDK20+513YDK20+583，与隧道净距2.4m，隧道埋深约9.34m。二、工程总体筹划安排2.1 组织机构为优质高效完成本工程，按照项目管理法实行项目经理负责制，同时建立健全项目经理部各职能部门，配备精炼的管理技术人员，健全各项管理制度，落实责任。使项目管理从组织上、思想上到技术、施工、经济都能得到保证。组织机构如图2-1。项目副经理项目经理项目安全总监项目土木总工项目机电总工设备部长工程部长安保部长物资部长办公室主任经合部长左线盾构一队左线盾构二队右线盾构一队右线盾构二队左地面保障班机械班电工班图2-1 项目组织机构图2.2

26、管理制度标准化管理制度是标准化管理的基础，结合项目工程特点，通过构建结构清晰、职责分明、内容稳定的管理体系，形成实施有标准、操作有程序、过程有控制、结果有考核的管理制度。主要内容包括：施工技术、安全、质量、合同、财务、综合管理制度等，并切实抓好落实。管理制度标准化内容见表2-1。表2-1 管理制度标准化内容序号管理制度制度内容备注1技术管理工程测量制度、施工图现场核对制度、技术交底制度、开工报告申请制度、施工作业指导书制度、专项施工方案专家论证审查制度、变更设计制度、基础技术资料管理制度2质量管理材料、设备、构配件进场检验制度、存储管理制度、质量三检制度、检验计划制度、施工过程巡察制度、样板工

27、序报验制度、质检流程监控制度、隐蔽工程检查制度、成品保护制度、质量事故报告制度和调查处理、质量回访保修制度3安全管理安全生产责任制度、安全生产教育培训制度、安全技术交底制度、特种作业人员持证上岗制度、安全检查考核制度、危险岗位的操作规程和书面告知制度、意外伤害保险制度、应急救援制度、营业线施工安全制度、安全事故报告制度4计划统计与进度管理工程进度全面管理控制、进度计划安排和交底、进度计划检查办法和考核办法、进度计划调整措施、节点目标落实措施5综合管理信息管理制度、岗位责任制度、文明施工制度、施工机械与设备管理制度、宣传与保密制度、项目例会制度、环境保护制度、廉政管理制度、文物保护制度、办公用品

28、管理制度、文件资料、印章管理制度、车辆管理制度、拆迁管理制度2.3 盾构区间施工组织安排1）前期先进行区间周围建筑物及管线调查，相继安排地质补勘，拟投入8套管片模具，及时委托管片生产厂家进行管片试生产及正式生产。2）盾构端头加固处理施工随地质补勘等施工同时考虑，适时安排。本区间先施工区间隧道，后施工风井主体结构的工期安排。随中间风机房竖井底板施工进度安排盾构机改造及进场，提供始发条件后流水安排左、右线盾构机下井组装调试，相继安排左、右线盾构始发、掘进。盾构隧道水平运输采用38Kg/m钢轨铺设单线、45T变频电机车牵引重载编组列车运输，盾构每掘进一环，由2列编组列车完成材料和碴土的水平运输。垂直

29、运输由2台45T门吊吊运材料、翻卸碴土。3）盾构区间随中间风机房提供始发条件后顺次进行左右线掘进，右线先行，左线滞后。右线盾构机掘进至盾构吊出井后吊出，左线盾构机掘进至大学城南站端头调头井后进行站内调头，然后反向掘进至盾构吊出井后吊出，再施工中间风机房主体结构。同步施工联络通道及泵房、洞门等附属结构随盾构掘进进度顺次展开施工。2.4 总进度关键线路区间盾构隧道总工期关键线路为：盾构区间场地临设布置中间风机房底板结构施工左线盾构机下井组装、调试右线盾构机下井组装、调试右线始发左线隧道始发并掘进至调头井左线盾构机站内调头左线盾构机反向掘进至右线吊出井左线盾构机拆解、吊出5、6、7号联络通道施工场地

30、清理、竣工验收。2.5主要进度指标盾构区间施工进度计划见表2-2施工进度计划所示。2-2表 施工进度计划盾构区间施工进度计划工序名称工作时间开始时间完成时间备注中间风机房主体结构底板施工20 工作日2014年4月1日2014年4月25日右线盾构区间施工524工作日2014年4月1日2015年9月6日始发端头加固20 工作日2014年4月1日2014年4月21日盾构进场下井组装施工31 工作日2014年4月26日2014年5月26日负环安装3 工作日2014年5月27日2014年5月30日右线前33m掘进（满足北侧吊装口吊装）22 工作日2014年5月31日2014年6月21日负环上半环拆除及道

31、岔等安装15工作日2014年6月22日2014年7月6日后50m掘进（满足盾构机整体下井）34工作日2014年7月7日2014年8月9日盾构机二次组装15 工作日2014年8月10日2014年8月24日剩余硬岩段掘进（212米）95 工作日2014年8月25日2014年11月27日右线次硬岩段掘进（265.7米）70 工作日2014年11月28日2015年2月5日右线软土段掘进（1194米）199 工作日2015年2月6日2015年8月23日盾构吊出25 工作日2015年8月24日2015年9月17日左线盾构区间施工580工作日2014年6月15日2016年1月15日盾构进场下井组装施工31

32、工作日2014年6月15日2014年7月15日负环安装3 工作日2014年7月16日2014年7月18日左线前33m掘进（满足北侧吊装口吊装）22 工作日2014年7月19日2014年8月9日负环上半环拆除及道岔等安装15工作日2014年8月10日2014年8月24日后50m掘进（满足盾构机整体下井）34工作日2014年8月25日2014年9月27日盾构机二次组装15 工作日2014年9月28日2014年10月12日剩余硬岩段掘进（212米）95 工作日2014年10月13日2015年1月15日左线次硬岩段掘进（265.7米）70 工作日2015年1月16日2015年3月26日左线软土段掘进（

33、1194米）199 工作日2015年3月27日2015年10月11日盾构机掉头31 工作日2015年10月12日2015年11月11日盾构反推160m30 工作日2015年11月12日2015年12月11日盾构吊出31 工作日2015年12月12日2016年1月11日5、6、7号联络通道施工86 工作日2015年10月12日2016年1月5日盾构区间清理10 工作日2016年1月6日2016年1月15日2.6资源配置计划2.6.1 劳动力需求计划见表2-3。表2-3 劳动力需求计划表序号工 种人数1施工队长42土木工程师43盾构机操作司机44管片拼装工65注浆工106机电工47司索工88电瓶车

34、司机49龙门吊司机410防水工1211普通工人32合计92人2.6.2 主要设备配置主要机械设备见表2-4。表2-4 主要机械设备配备表序号设备名称数量规格型号主要工作性能指标1盾构机及后配套设备盾构机主机及后配套2套6250mm 2运输设备电瓶车4台45t 充电机6台蓄电池组24台运碴车10台18m3管片运输车4辆15t3起吊、拆卸、安装等施工专用设备45t龙门吊2台隧道通风机2台液压扭力板手1套低压配电柜2台箱式变压器2台630KVA排污泵6台双液注浆泵1台液压分离式千斤顶（带液压站）1台强制式搅拌机1台发电机1台200KW高压清洗机2台散装水泥罐、粉煤灰罐各1个4检验、试验设备电子天平1

35、台坍落度测定仪1个回弹仪1台电热恒温干燥箱2个5测量监测及勘测设备全站仪1台徕卡TCR12011精密水准仪1台徕卡DSZ2S3对中杆1台2米测量平差软件1套隧道断面处理程序卡西欧计算器2台FX-4850P空隙水压力计1台空盒气压表1台DYM3钢卷尺6个5米反射镜片4片40mm40mm光学平板测微器1台FS1铝合金塔尺1把5米大钢尺1把50米大线锤1个10kg小线锤6个传感器18个JXY-1数显收敛计1台JSS30A0.06mmHYT对讲机4台TL-610/610P土体分层沉降仪1台FC-301.0mm测斜仪1台CN-1频率接收仪1台SS-1HZ三 、盾构区间隧道掘进施工3.1 盾构试掘进盾构开

36、始掘进的100m称为试掘进段。掘进完成100米后开始拆除所有的负环管片，通过试掘进段拟达到以下目的：(1)用合理的最短时间对盾构机进行调试。(2)了解和认识本工程的地质条件，掌握该地质条件下复合式盾构的施工方法。(3)收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进时各地层操作规程，实现快速、连续、高效的正常掘进。(4)熟悉管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。(5)通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机出洞时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。(6)通过对试掘进地层推进施工，摸索出在盾构断面处于各地层中，盾构推进轴线的控制规律。3.2

37、盾构正常掘进3.2.1 盾构掘进参数的调整盾构机在完成前100m的试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。主要内容包括：(1)根据集团公司对掘进复合地层经验的总结，总结出掘进参数卡控措施表见3-1，本措施需结合工程地质条件和试掘进过程中的实际施工结果进一步优化掘进参数。(2)正常推进阶段采用100m试掘进阶段掌握的最佳施工参数。通过加强施工监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降。施工进度应采用均衡生产法。(3)推进过程中，严格控制好推进里程，将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核，及时调整。将里程偏差控制在：缓和曲线、圆曲线段：X（隧道设计纵轴方向即沿里程方向）50

38、mm、Y（垂直隧道沿设计轴线方向）50mm。(4)盾构应根据当班指令设定的参数推进，推进出土与衬砌背后注浆同步进行。不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在+10，-30mm之内。(5)盾构掘进过程中，坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。表 3-1推进参数卡空措施(6)盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，正确下达每班掘进指令，并及时跟踪调整。(7)盾构机操作人员须严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，盾构机一次纠偏量不宜过大，

39、以减少对地层的扰动。(8)做好施工记录，记录内容有： 隧道掘进：施工进度、油缸行程、掘进速度、盾构推力、土仓压力、刀盘、螺旋机转速、盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右）。 同步注浆：注浆压力、数量、稠度、注浆材料配比、注浆试块强度（每天取样试验）。 测量：盾构倾斜度、隧道椭圆度、推进总距离。 隧道每环衬砌环轴心的确切位置（X、Y、Z）。3.2.2盾构掘进流程及操作控制程序盾构掘进作业工序流程参见图3-1所示。3.3.3 盾构方向的控制与调整由于地层软硬不均、隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响，盾构推进不可能完全按照设计的隧道轴线前进，而会产生一定的偏差。当这种偏差超过一定限界时就会

40、使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化，并造成地层损失增大而使地表沉降加大，因此盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向，及时有效纠正掘进偏差。是开始设置管理基准同步注浆开挖掘进是否达到掘进尺寸1.5米1号编组列车出洞1号编组列车卸渣2号编组列车带施工材料进洞管片拼装开挖掘进同步注浆是否达到掘进尺寸1.5米2号编组列车出洞管片拼装2号编组列车卸渣开挖是否达到6米安装延长轨排1号编组列车带施工材料进洞下一循环施工是否否否是 图3-1 掘进开挖流程图3.3.3.1 盾构方向的控制根据以往盾构施工经验，结合本区间的具体情况，采取以下方法控制盾构掘进方向：(1)采用ROBOTEC测量系统和人

41、工测量辅助进行盾构姿态监测该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向，使其始终保持在允许的偏差范围内。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每周进行两次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。(2)采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息，结合隧道地层情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。在上坡段

42、掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力保持一致，在实际操作过程中应按实际情况而定。3.3.3.2 盾构掘进姿态调整与纠偏在实际施工中，由于地质突变等原因盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值；在稳定地层中掘进，因地层提供的滚动阻力小，可能会产生盾体滚动偏差；在线路变坡段或急弯段掘进，有可能产生较大的偏差。因此应及时调整盾构机姿态、纠正偏差。(1)参照上述方法分区操作推进油缸来调整盾构机姿态，纠正偏差，将盾构机的

43、方向控制调整到符合要求的范围内。(2)在急弯和变坡段，必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖来纠偏。(3)当滚动超限时，盾构机会自动报警，此时应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。3.3.3.3方向控制及纠偏注意事项(1)在切换刀盘转动方向时，应保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。(2)根据掌子面地层情况应及时调整掘进参数，调整掘进方向时应设置警戒值与限制值。达到警戒值时就应该实行纠偏程序。(3)修正及纠偏时应缓慢进行，控制纠偏过度，纠编量控制在6mm/环之内，如修正过程过急，蛇行反而更加明显。在直线推进的情况下，应选取盾构当前所在位置点与

44、设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下，应使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。(4)推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部破损甚至开裂。(5)正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。(6)盾构始发、到达时方向控制极其重要，应按照始发、到达掘进的有关技术要求，做好测量定位工作。3.3.4碴土管理区间隧道洞身主要穿越地层为混合花岗岩可塑状残积土层、混合花岗硬塑状残积土层、混合花岗岩全风化带、混合花岗岩强风化带、混合花岗岩中风化带、混合花岗岩微风化带等，为了防止产生泥饼、增强碴土和易性，

45、掘进过程中注入泡沫，在含水量高地层时注入泥浆。3.3.4.1出碴量、性状鉴别与碴温的控制通过调节掘进速度和螺旋输送机的转速来控制出碴量，防止冒顶，保护上部地层的稳定。在施工中随时对碴土温度、碴土砂石的含量判断所掘地层的岩性。碴温的控制是指通过对碴土温度的感知了解刀具的工作环境，同时指导碴土改良，对刀具进行保护。3.3.4.2 碴土改良国内外的盾构施工经验，在盾构施工中进行碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速施工的一项不可缺少的重要技术手段。(1)碴土改良的方法碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓或螺旋输送机内注入泡沫或膨润土，利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转

46、搅拌使添加剂与土碴混合，其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，以满足在不同地质条件下采用不同掘进模式掘进时都可达到理想的工作状况。区间地层主要为混合花岗岩可塑状残积土层、混合花岗硬塑状残积土层、混合花岗岩全风化带、混合花岗岩强风化带、混合花岗岩中风化带等，为了防止产生泥饼、增强碴土和易性，掘进过程中注入泡沫，在含水量高地层时注入泥浆。(2)泡沫剂的使用泡沫是通过盾构机上的泡沫系统注入。泡沫溶液的组成：泡沫添加剂3%，水97%。泡沫组成：9095%压缩空气和510%泡沫溶液混合而成。泡沫的注入量按每环注入：3550L左右。(3)泥浆的使用盾构

47、在含水量高的地层中推进时要考虑在土仓注入泥浆。其配合比为：水:膨润土:粉煤灰:添加剂=4:1:1:0.1，加泥量为20%30%出土量。注入压力与盾构的土仓压力一致或略高。配比和注入量根据地质条件及施工情况及时加以调整。3.3.5同步注浆及二次补强浆（1）注浆材料及配比设计 eq oac(,1)注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料，该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。水泥采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，以提高注浆结石体的耐腐蚀性，使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内，减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。 eq oac(,2)浆液配比及主要物理力学指标根据广州地铁，深圳

48、地铁相关施工经验同步注浆拟采用表3-2所示的配合比。在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定最合理的配合比。拟定同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标：表3-2 同步注浆配比表类别水泥（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）砂（kg）水（kg）外加剂1802003812416050600780460600根据试验加入A胶凝时间：一般为310h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间。B固结体强度：一天不小于0.2MPa，2

49、8天不小于2.0MPa。C浆液结石率：95%，即固结收缩率5%。D浆液稠度：812cmE浆液稳定性：倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。（2）同步注浆主要技术参数A注浆压力为保证达到对环向空隙的有效充填，同时又能确保管片结构不因注浆产生变形和损坏，根据计算和经验，注浆压力取值为：0.20.3MPa。B注浆量根据经验公式计算和广州地铁三号线大汉盾构区间、广州地铁四号线小新盾构区间深圳地铁二、三、五号线盾构施工的经验，注浆量取环形间隙理论体积的1.31.8倍，则每环（1.5m）注浆量Q=5.37.3m3。C注浆速度同步注浆速度应与掘进速度相匹配，按盾构完成一环1.5m掘进的时间内完

50、成当环注浆量来确定其平均注浆速度。D注浆结束标准采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值，注浆量达到设计值的90%以上时，即可认为达到了质量要求。（3）同步注浆方法、工艺与设备A同步注浆方法与工艺同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，采用双泵四管路（四注入点）对称同时注浆。注浆可根据需要采用自动控制或手动控制方式，自动控制方式即预先设定注浆压力，由控制程序自动调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时，自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量、速度、压力。注浆工艺流程及管理程序见3-2所示。B设备

51、配置搅拌站：自行设计建造砂浆搅拌站一座，搅拌能力25m3/h。同步注浆系统：配备液压注浆泵2台（盾构机上已配置），注浆能力212 m3/h，8个盾尾注入管口(其中4个备用)及其配套管路。运输系统：自制砂浆罐车（8m3），带有自搅拌功能和砂浆输送泵。随编组列车一起运输。图3-2 同步注浆工艺及管理程序图 (1)注浆效果检查主要采用分析法，即根据P（注浆压力）-Q（注浆量）-t（时间）曲线，结合掘进速度及衬砌、地表与周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断。(2)必要时采用无损探测法进行效果检查。3.3.5.5 同步注浆质量保证措施(1)在开工前制定详细的注浆作业指导书，并进行详细的浆材配比试验，选

52、定合适的注浆材料及浆液配比。(2)制订详细的注浆施工组织和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出P（注浆压力）-Q（注浆量）-t（时间）曲线，分析注浆速度与掘进速度的关系，评价注浆效果，反馈指导下次注浆。(3)成立专业注浆作业组，由富有经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。(4)根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数和施工工艺，发现情况及时解决。(5)做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，定时对注浆管路及设备进行清洗,保证注浆作业顺利连续不中断进行。(6)环形间隙充填不够、结构与地层变形不能得到有效控制或变形

53、危及地面建（构）筑物安全时、或存在地下水渗漏区段，在必要时通过吊装孔对管片背后进行补充注浆，采用双液浆。3.3.6 施工运输3.4.6.1洞内水平运输本隧道内采用38Kg/m钢轨铺设单线，洞口附近布置岔道。由于受中间风井场地和吊出口位置限制，洞内运输正常段采用两列编组，始发段采用一台45T变频电瓶车加一个渣土箱，循环进出运土，直至完成1.5m掘进后，将渣箱吊出，再将管片吊下井运至管片拼装处，循环操作，直到分体始发80m完成。正常掘进段配备两列编组列车，第一编组由一台45T变频电机车前推2节18m3的渣车后牵1节8m3砂浆车和1节管片车，第二组由一台45T变频电机车前推2节渣车后连1节渣车和1节

54、管片车。编组示意见图3-3所示。图3-3 标准重载列车编组3.4.6.2垂直运输本区间工程在中间风机房有一套运输系统。配备两台45T/15T门吊，满足进行垂直运输碴土、材料吊装及下放。渣土由井下起吊后倒至临时集土坑，管片及施工材料从井上存放场地吊下放在井下编组列车上。垂直运输方案示意见图3-4、3-5。图3-4 垂直运输示意图 图3-5 门吊形式示意图3.4.6.3 碴土外运碴坑内的碴土集中在夜间外运至经广州市有关部门批准的弃碴点，计划安排15方带盖自卸汽车外运碴土。要求自卸汽车密封性良好，避免碴土在运输中洒、漏；在外运过程中严格执行项目文明施工要求，经过洗车槽冲洗后再运出施工场地，未冲洗干净

55、，不得外出，以免泥土散落污染环境。四、特殊地段的掘进施工4.4 特殊地段的施工通过对设计文件和地质勘察报告的深入理解和认真分析，以及对线路周边环境条件的详细调查与了解，结合以往在地铁盾构工程的施工经验，确定本区间隧道掘进约568米长的多为强、中风化花岗岩区，近距离穿越广东工业大学西教学楼连廊、大学城馨园大楼，正下方穿电力管廊和综合管廊为本工程盾构掘进施工中的特殊地段。根据各特殊地段的工程条件，针对性的制定施工技术措施如下：4.4.1 盾构掘进强、中风化花岗岩区段4.4.1.1概况区间隧道在YCK18+862YCK19+430里程段中多为和强、中风化花岗岩，甚至在始发段有混合花岗岩微风化带，抗压

56、强度代表值为73.0MPa，局部夹有最大饱和单轴极限抗压强度达到96.3MPa的微风化花岗岩。在高强度硬岩地层中掘进，对盾构刀具的管理要求高。区间纵断面图4-1图。图4-1 区间纵断面硬岩分布图4.4.1.2主要施工措施（1）盾构掘进前，详细了解地层变化，根据地质情况制订掘进参数，并在掘进前和掘进中检查设备及刀具的完好性，制定进仓检查刀具计划。（2）由于本工程地质中含有单轴抗压强度较高的硬岩地层，选用“黑金刚”或“庞万利”超硬耐磨滚刀和相应品牌的齿刀将会较大的提高刀具的破岩能力，有效的提高盾构机的工作效率，并能显著的降低刀盘、刀具的磨损，减少换刀次数。（3）掘进时采用慢掘进速度，低贯入度，低扭

57、矩，高刀盘转速的操作模式，以保护刀盘和刀具。（4）向土仓内注入膨润土或泡沫的手段来改良碴土，充分降低刀盘的磨损，降低扭矩，保持刀盘较低的温度。（5）加强刀盘震动与噪音的监控工作，现场值班人员一旦发现刀盘出现异常的噪音或剧烈的震动，立即停机检查并处理，避免对盾构产生严重损害。（6）在硬岩掘进过程中提高同步注浆质量，严格控制注浆压力和注浆量，防止压力过大浆液窜进刀盘位置。适当缩短浆液胶凝时间，保证同步注浆质量。 （7）掘进中加强盾构姿态控制，盾构机保持平稳推进，减少纠偏，控制超挖，增加注浆量，防止管片发生“上浮”。（8）若掘进硬岩区盾构无法掘进时，应进入土仓内检查实际情况，后考虑洞内处理，可以采用

58、洞内静态爆破、炸药爆破以及特殊工具（液压分裂机）等方法来清除孤石。4.4.2 近距离通过建（构）筑物、管线4.4.2.1概况盾构区间沿线依次穿越广东工业大学西教学楼连廊、大学城馨园大楼电力管廊和综合管廊等重要建构筑物及管线。（1）盾构区间隧道在YCK20+72.592.5里程段在正下方穿越广工教学楼西楼连廊，连廊下部基础为锤击管桩，桩径0.4m，桩长1316m，隧道与下部基础关系见图4-2。图4-2 区间隧道与广工教学楼西楼连廊下部基础关系图（2）盾构区间隧道在YCK20+72.592.5里程侧穿大学城馨园大楼基坑，馨园基坑地下室采用预应力锚索+水泥搅拌桩+喷锚支护的复合土钉墙支护形式，锚索采

59、用275钢绞线，注浆材料为水泥浆，长1218m，隧道与馨园大楼基坑关系见图4-3。图4-3 区间隧道与馨园大楼地下室基坑关系图（3）盾构区间隧道在YCK20+513583.0里程中沿中环西路前进，电力管廊和综合管廊位于区间隧道正上方，综合管廊距右线隧道中心1.534m，电力管廊距左线隧道中心3.466m，该区段隧道覆土约11.7m。见4-4图。图4-4 区间隧道与管廊关系图4.4.2.2主要施工措施(1)严格控制盾构正面土压力土仓中心土压力值根据埋深及土层情况设定，压力波动控制在0.02Mpa，在施工过程中根据地表监测结果，结合模拟段施工时总结的最佳参数来确定盾构穿越建筑的土压值。安装在土仓内

60、的土压传感器可以适时将刀盘前部的土压值显示在控制室屏幕上，盾构主司机根据地面监测信息的反馈及时更改、设定土压力。施工中土压力与出土量紧密联系，及时总结最合理的土压力及出土量，减小对土体的扰动，使土体位移量最小。在盾构掘进时应进行系统全面的跟踪监测，实行信息化施工，必要时应对管廊周围土体进行跟踪补偿注浆及采取其他应急措施。(2)推进速度控制盾构推进通过对土压传感器的数据来控制千斤顶的推进速度，推进速度控制在24cm/min，并保持推进速度、刀盘转速、出土速度和注浆速度相匹配；在掘进过程中保持匀速稳定推进。(3)出土量控制出土量与土压力值一样，也是影响地面沉降的重要因素。盾构机的开挖断面为30.9