盾构施工组织设计

1、编制说明编制依据 xxxxxxxxxxx 工程施工第 xxx 标段施工招标文件； xxxxxxxxxxx 工程施工第 xxx 标段工程施工招标澄清通知； 招标文件提供的地形图、地质报告、现场实际踏勘和调查获得的资料； 招标文件中指定的适用于本工程的国家、行业及地方规范、规程、标准以及有关施 工、安全、质量、城市管理等方面的有关政策法规； 我公司现有的施工技术能力、管理水平和机械设备配备能力。 编制范围xxxxxxxxxxx 工程施工第xxx标段：桩号34+402.6937+568.39输水隧洞盾构隧道 施工； xxxxxxxxxxx 工程施工第 xxx 标段：桩号 34+402.69 37+5

2、68.39 输水隧洞二衬管道 施工； xxxxxxxxxxx 工程施工第 xxx 标段：桩号 34+402.69 37+568.39 的排气阀井、二衬 井、始发井和排空井施工；xxxxxxxxxxx工程施工第xxx标段：桩号34+402.6937+568.39输水隧洞附属管件、 监测设备安装及静水压试验等。编制原则 技术先进原则本方案采用适合本工程地质水文条件的盾构机和配套设备， 盾构施工按每环一次出土考 虑。二衬采用针梁式模板台车，全圆一次浇筑。 使用自有盾构机原则使用本公司自有的盾构机， 盾构机目前在盾构基地， 且在工程具备掘进条件之前随时到 位。 工期优先原则本方案充分考虑工程的重点、

3、难点，工期的紧迫性及影响因素的不确定性， 工、料、机、 资金配置充分，进度计划合理且留有余量。 安全第一原则施工方案充分考虑安全方面的投入， 包括生产安全、 环境安全、消防安全、 治安安全等。 质量优先原则百年大计，质量为本，充分了解到内水压管道与其它管道(隧道)的不同，重视混凝土 的抗渗、防水质量的控制。 服务业主原则本标为 xxxxxxxxxxx 工程施工第 xxx 段，盾构始发井临时占地面积大， 交通方便，因此， 本着服务业主的原则，我公司在布置场地时，提高会议室、业主办公室、洗手间、工地食堂 的面积和标准，使该场地具有接待输水工程相关单位会议和业主现场办公的能力。 执行和引用标准水利水

4、电建设工程验收规程 SL223-2008水利水电工程施工质量评定规程 SL176-2007地下铁道工程施工及验收规范 (GB50299-1999)2003 版 盾构法隧洞施工与验收规范 GB50446-2008地下工程防水技术规范 GB50108-2008地铁工程监控量测技术规程 (xxx 市地方标准 DB11/490-2007) 建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范 SL174-96 水工混凝土结构设计规范 SL191-2008高强度混凝土结构技术规程 CECS104:99 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002砌体结构设计规范 GB

5、50003-2001 土工合成材料应用技术规范 GB50290-98土工合成材料测试规范 SL/T235-1999 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范 SL47-94 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范 DL/T5099-1999 水工混凝土外加剂技术规程 DL/T5100-1999混凝土强度检验评定标准 GB/T50107-2010水工混凝土施工规范 DL/T5144-2001水工混凝土施工规范 SDJ207-82 水工建筑物止水带技术规范 DL/T5215-2005钢筋焊接及验收规程 (JGJ107-2003)钢筋机械连接通用技术规程 (JGJ107-2003，J257-2003 )给

6、水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程 CECS117:2000 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 SL62-94 地基与基础工程施工及验收规范 GBJ202-83 地下防水工程施工及验收规范 GBJ208-2002 水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准 - 金属结构及启闭机械安装工程SDJ249.2-88施工现场临时用电安全技术规程 JGJ46-2005 预防混凝土工程碱集料反应技术管理规定(试行) (京 TY5-99) 地下工程防水技术规范 (GB50108-2008)地面水环境质量标准 (GB3838-2002) 水利水电工程土建施工安全技术规程 SL399-2007水利水电工程金属

7、结构与机电设备安装安全技术规程 SL400-2007 绿色施工管理规程 ( DB11/5132008)水利水电工程施工测量规范 (SL52-93) 建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002) 招标文件规定的或其它的国家现行和 xxx 市标准。工程概况工程简述施工条件1、对外交通条件XXXXXXXXXXX工程路由大部分位于五XXX外侧，北苑桥顾家庄桥段位于五 XXX内侧， 沿线穿奥林匹克公园、五XXX、地铁五号线、京承高速公路、城铁 13号线、首都机场高速 路、机场线、京包铁路、地铁八通线、京同快速路、京秦铁路、京承铁路、京沈高速公路、 精进城际铁路、京津唐高速路等重要建筑物， 奥林西桥

8、等十余座五 XXX 立交桥和清河导流渠、 仰山大沟、北小河、坝河、亮马河、青年路沟、通惠河、通惠北干渠、半壁店沟、观音唐沟、 大柳树沟、肖太后河、大羊坊沟和凉水河等河、沟、渠，除上述交叉建筑物外，管顶以上地 面状况基本为五 XXX 绿化带和道路，局部管顶以上有 1 3层房屋。XXXXXXXXXXX 工程跨 XXX、 XXX 两个区，渠线与五 XXX 并行，沿线与清河东路、林萃路、 天辰路、安立路、北苑路、广顺大街、利泽东街、京顺路、驼房营路、七棵树路、东坝路、 姚家园路、 XXX 北路、 XXX 路、化工路、阳坊路、荣华北路、西环北路、 XXX 西街等城市道 路相交，对外交通便利，满足工程物资

9、运输需要。2、施工供应条件工程位于 XXX 区和 XXX 区，沿线有 10kv 电网。工程沿线附近的村庄、企事业单位有自 来水管网或自备水井，可作为本工程施工用水水源。XXX 市具有较强的加工和机械修配能力，本工程材料加工或机械修配可通过招标或委托 加工来完成。 XXX 市既有较好的物资供应条件，施工期间的生活物资和水泥、钢筋、木材、 油料、预拌混凝土等建筑材料均可在当地采购。3、管材生产、混凝土供应条件盾构管片本工程所用管片外径6000mm厚300mm衬砌管片环宽1.2m,全环分为6块，由一块 封顶块， 2 块临接块和 3 块标准块组成。管片结构尺寸与 XXX 地铁盾构隧洞所用管片相同。 X

10、XX 市现有 XXX 港创瑞博混凝土有限公司、 XXX 榆构有限公司、 XXX 城建建材工业有限公司、 XXX 建工混凝土构件有限公司等盾构管片生产厂家,共有该型号管片模具 80 余套,最大生 产能力可达 6000环/ 月。预拌混凝土工程所在地附近现有 XXX 中建华诚混凝土有限公司、东建混凝土公司、 XXX 城建集团混 凝土公司、 xxx 富鹏混凝土有限公司、 xxx 市高强混凝土有限有限公司等诸多预拌混凝土供 应厂家，供应条件较好。工程地质与水文气象1、工程地质地形地貌场地始于东五环老君堂桥西南侧约 730m的15#盾构始发井，沿五xxx外侧穿越大羊坊 北桥、大羊坊桥，至荣华桥西南侧约20

11、0m的16#盾构始发井。沿线地形较为平坦。地貌单元主要为永定河冲洪积扇东北边缘，地面高程29.4135.42m。地层结构填土：杂色、以素填土为主，主要成分为粘质粉土，含砖渣、碎石、植物根系等。层厚 0.70 2.50m,层底高程 27.91 32.69m。1 杂填土 : 主要分布在大羊坊桥至荣华桥以北，杂色，主要成分为碎石、砖渣等。层厚 0.70 5.00m，层底高程 26.88 33.09m。粉质粘土： 褐黄灰黄色， 湿，可塑硬塑，含云母、氧化铁、有机质。层厚 0-10.80m， 层底高程 16.05-26.59m 。1 粉土：褐黄黄灰色，稍湿湿，中密密实，含云母、石英、氧化铁。层厚 0-1

12、3.10m， 层底高程 15.86-29.47m 。2 粉细砂：褐黄色，湿，稍密中密，含云母、石英、氧化铁。段内揭露最大厚度 4.00m。细中砂：褐黄色，湿，中密密实，含云母、石英、氧化铁。层厚0-7.20m，层底高程 14.52-21.77m 。层内局部含有 1 粉质粘土透镜体，揭露最大厚度 2.80m。粉质粘土： 褐黄色，湿，可塑硬塑，含云母，氧化铁。局部见有姜石。 层厚 0-10.50m， 层底高程 8.41-15.20m 。层内局部含有 2粉、细砂透镜体，揭露最大厚度 0.80m。1粉土：褐黄色，湿，稍密中密，含云母、石英、氧化铁。层厚0-7.40m，层底高程 8.56-16.78m

13、。细中砂：褐黄色，中密密实，湿饱和，含云母、氧化铁、石英，局部含圆砾。揭 露最大厚度15.90m,揭露层底高程-4.1111.09m。1卵砾石：杂色，饱和，密实。亚圆形，级配中等较好，粒径一般4-6cm,可见最大粒径10cm多为中粗砂充填，含量2030%段内主要分布在50#排气阀井以南，细中 砂层底部。揭露层厚 05.10m，揭露层底高程-2.762.84m。2 粉质粘土：褐黄色，湿，稍密中密，含云母、氧化铁。局部为粉质粉土。主要位于细中砂层的中部，揭露层厚 05.20m粉质粘土：褐黄色，湿，可塑硬塑，含云母、氧化铁。揭露层厚011.10m,揭露层底高程-10.131.55m。该层夹有多层1中

14、细砂，呈褐黄色，饱和，密实，局部底部含 有圆砾，其层厚在1.14.3m之间变化，厚度不均。2、水文地质本标段位于第V水文地质区段（西直河桥南至xxx凉水河）。场区地下水埋藏类型为第四系孔隙水，据钻探揭露地下水情况显示，工程项目影响范围内主要分布有 1 层地下水：本层水含水岩组为细中砂、1卵砾石，地下水埋深20.3025.90m,高程7.51 11.16m。主要为孔隙潜水，局部略具承压性。另外，2粉细砂及1中细砂透镜体局部含有层间水，其中 2透镜体含水层地下水 埋深6.707.40m,高程22.4527.47m。1透镜体含水层地下水钻探过程中在局部钻孔有 揭露，多具有承压性，最大压力水头 6.3

15、0m,地下水顶板高程-6.641.55m。区域地下水主要受大气降雨补给， 排泄方式主要为人工开采及径流， 地下水流向主要为 由西向东。本标段隧洞开挖主要涉及第 1 层地下水， 施工开挖存在涌水问题，经初步计算，本区间 隧洞最大涌水量约为每延米 550m3/d。根据隧洞与地下水位的空间关系， 对地下水进行腐蚀性测试分析， 根据地下水样水质分 析成果，依据水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008对其腐蚀性进行判定：场区地下水对混凝土无腐蚀性， 对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性， 对钢结构具有弱腐蚀 性。3、工程地质评价隧洞地质评价隧洞洞身为粘砂粘多层结构及砂土均一结构， 其中本段起点

16、至荣华桥之间为粘砂粘多层 结构，岩性主要为粉质粘土、1粉土、细中砂及粉质粘土；荣华桥至本段终点之间 为砂土均一结构，岩性主要为细中砂。隧洞工程地质评价 根据本段地层岩性分布及物理力学性质等综合因素，结合工程结构类型及埋置深度特 征，对隧洞进行综合承载能力评价及工程地质评价：隧洞洞底涉及高程46m左右，洞底分布地层岩性主要为细中砂，局部为 2粉质 粘土及粉质粘土，地基承载力细中砂达到250kPa,2层及层分别为240kPa 250kPa。 隧洞底地基土不存在地震液化问题。依据水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008附录N围岩工程地质分类为V 类。围岩部分为细中砂、粉土、及粘性土，颗粒间

17、结构性较弱，围岩自稳定能力较差，特别 是洞顶、洞身细中砂对围岩稳定极为不利，应根据地层结构、埋深、地面环境、隧洞结构 和开挖面稳定性等控制要求，采用安全可靠的掘进方案和措施做好围岩支护和加固保护工 作，满足施工安全地面沉降达到控制要求。隧洞洞身沿线局部岩性物理力学性质差异性较大，盾构施工应充分考虑， 以保证盾构安全掘进。段内主要分布有1层地下水，含水岩组为细中砂，地下水埋深 20.3025.90m,高 程7.5111.16m,标高一般低于洞顶12m段内分布连续，应充分考虑地下水对井壁稳定 的影响，盾构掘进易出现流砂、潜蚀、管涌等现象，应采用合理安全的掘进方案，做好围岩 支护和加固保护工作，采取

18、必要的降水或止水措施，在施工过程中加强地下水位监测工作。 满足施工安全、地面沉降达到控制要求。（2）16#盾构始发井及二衬竖井（排气阀井、排空井）工程地质评价本标段有 16#盾构始发井及 32#、 33#、 34#二衬竖井。盾构井及竖井开挖土体岩性上部为填土、粉质粘土、 1粉土、细中砂、粉 质粘土中部为细中砂、1卵砾石、2粉质粘土，下部主要为细中砂和粉质粘土。盾构井井底持力层岩性为细中砂及 1 卵砾石，地基承载力分别为 250kPa、 350kPa。竖井井底持力层岩性为细中砂或粉质粘土，地基承载力为250kPa。盾构井及竖井开挖深度较大， 应按规定做好基坑支护，保证边坡稳定。基坑支护采用 连续

19、墙支护，结合内支撑或外支撑。在施工过程中，应对基坑稳定性及周围地面沉降进行监 测，以免引起工程危害。本区段内主要赋存1层地下水，含水岩组为第细中砂层，埋藏类型为孔隙潜水， 盾 构井及竖井水位埋深21.224.5m，对应的水位标高为8.569.55m,段内连续分布，应充 分考虑地下水对井壁及基地稳定影响， 采取必要的降水或止水措施， 在施工过程中加强地下 水位监测工作。工程特点、重点、难点及对策工程特点本工程作为南水北调配套工程 xxxxxxxxxxx 输水管线， 综合施工方法、施工规模、结构 形式、工程周边环境等因素，其有以下特点： 本标段全线沿东五环施工， 各施工场地均布设与五 xxx 边，

20、对绿色文明施工要求高。 多种交互地层长距离盾构施工本标段的输水隧洞长度为3165.70m,洞身穿越地质复杂（即主要穿越粘性土、细砂层 局部夹圆砾层和粉质粘土夹砂层的交互地层中） ，部分围岩结构松散， 易产生较大地面沉降。 且上层滞水和潜水层呈多层分布, 局部存在地下水位的异常变化。因此,采用盾构法单向长 距离掘进,要求盾构设备性能良好,适应性强,施工总体部署方面要科学、合理,同时对减 少围岩变形、地层损失、开挖面保持稳定和控制地面沉降要求高。 工程重要穿越多,协调任务重xxxxxxxxxxx 第 xxx 标段工程自南向北先后穿越荣华路 （荣华桥）、京津塘高速公路 （大 羊坊桥）、 xxx 工业

21、区西路（大羊坊北桥） 、大羊坊沟桥、京津城际铁路和部分房屋建筑。穿 越点穿越难度大、风险高。穿越涉及 xxx 地铁、 xxx 铁路局、 xxx 交通局、河道管理局、村委会等管理部门的许可, 这些部门都有严格的办事程序和内部管理制度, 穿越是涉及安全大事, 穿越方案一般需多次 论证,因此办理穿越许可手续是件费时费力的事,建设单位协调工作量大。路所穿越段地理位置特殊, 采用盾构法施工,主体结构沿东五环延伸,工程施工综合环 境较为复杂,地上、地下环境保护要求高。输水隧洞穿越地面结构物的保护要求高；输水隧 洞部分地段穿越雨污水管、 电力方沟和柔性电信管线等各类市政管线, 对施工中控制地面沉 降的要求高

22、。施工中质量、安全、环境保护及水土保持要求高。（4）二衬混凝土质量要求高 本工程为内压输水管道,二衬为现浇混凝土圆管,二衬混凝土要求不渗不漏,抗渗、防水、断面椭圆度、表面粗糙度、变形缝处理、混凝土裂缝、混凝土耐久性等方面的质量要求 也较高。（5）质量、安全、环境保护及水土保持要求高。工程主体结构沿东五环向南沿伸, 工程施工综合环境较为复杂,地上、地下环境保护要 求高。输水隧洞穿越地面结构物的保护要求高；输水隧洞部分地段穿越雨污水管、电力方沟 和柔性电信管线等各类市政管线,对施工中控制地面沉降的要求高。施工中质量、安全、环 境保护及水土保持要求高。（6）盾构掘进距离长本标段盾构掘进长度3165.

23、7m，投入一台盾构设备，采用盾构单头掘进，属于单向长距 离掘进,这就要求采用的盾构设备性能良好,适应性强,施工总体部署方面要科学,合理。工期要求紧根据招标文件，本工程开工时间 2012年 5月 30日，完工日期 2014年 6日 30日，工期 25 个月。路线距离长，采用盾构加二衬的施工方法，工序多，工作面少，穿越多，工期制 约因素多，所以工期要求很紧。工程重点及对策 在对本工程特点分析的基础上，我们结合设计、地质、环境、结构等各方面的情况，深 入理解本工程的要点，总结出如下工程重点，并提出对策。1、二衬水工混凝土的综合质量控制输水管线为压力管道， 且其断面为全圆现浇圆形二衬，二衬混凝土不同于

24、其它工程， 必 须保证其以下方面的质量指标： 圆形二衬混凝土表面的平整、粗糙率控制二衬为输水压力管线， 管壁的光洁与粗糙直接影响压力损失，输水是永久性工程， 久而 久之，浪费电能相当可观，应考虑节能问题。 二衬混凝土的防水抗渗性能保证作为输水管道的混凝土， 防水抗渗性能直接影响工程的寿命。 重点是提高混凝土自防水 性能，较少施工缝，减少混凝土浇筑的间歇“冷缝” 。 变形缝止水环节的处理根据设计二衬每10m设置一条变形缝，全标段共计约317道变形缝，数量多。通常出现 的通病是止水带处混凝土浇筑不密实， 有空洞，止水带未全部嵌入混凝土或者埋入的位置尺 寸不符合设计要求，输水管线运行升压后，止水带被

25、压出，不能起到止水作用。 混凝土裂缝防治采用模板台车浇筑的圆形断面混凝土， 在浇筑过程中模板体系有一个从承受浮力到承受 压力的转变过程，同样混凝土也在有着不同的受力过程，尤其是初凝不久的混凝土，如果受 力过大可能产生初期裂缝，降低混凝土的抗渗性能。对策：采用全钢弧形大模板针梁式台车浇筑二衬混凝土，端头设置定型止水带固定模板， 二衬混凝土全断面一次浇筑， 一方面减少两道水平施工缝，提高混凝土自防水能力，另一方 面使隧道的轴线和椭圆度能有可靠的保证。采用分段顺序浇筑工艺，保证先浇仓止水带镶嵌质量，后浇仓在两道止水带的易窝 气侧设置排气花管，在浇筑混凝土时使止水带侧高端的空气排出，同时该注浆管不拆除

26、， 待 混凝土具有一定强度后，利用排气管注浆，填充内部空隙。优化二衬浇筑施工工艺，注灰口设置、振捣方式，排气措施、脱模隔离剂、模板压 缝等，注重细节，保证质量。重视靠近已浇混凝土一侧的振捣工艺，尤其是注意该处顶部排 气问题。二衬预留注浆孔，完成后进行衬砌壁后注浆充填。加强浇捣工艺控制，对浇筑过程中的配料、拌和、送料、导料、振捣等环节进行统 一设计，编制操作规程，对各工序进行详细的规定，消除操作不规范引起的浇注缺陷。优化抗渗混凝土配比设计，满足混凝土强度及抗渗性能的前提下，减少水灰比，提 高和易性，减小水泥的水化热。注意养护和保温、散热，减小混凝土内外温差，减少温度裂缝。针梁式台车在行走时注意新

27、浇混凝土的强度和承载能力，避免混凝土过早受力产生 裂缝。针梁式台车整圆一次浇筑是一种使用不广泛的工艺，施工前从管理人员到操作人员 进行技术培训，使操作人员弄清原理，掌握控制要点。对混凝土运输车发车间隔、混凝土泵选型、泵管布置(特别是弯头处) 、泵管接头密 封、浇筑方案等细节问题进行把握，严格执行方案，避免混凝土浇筑间隔过长产生“冷缝” 隧道内泵送距离超过i5om寸，二衬混凝土可采用自制小罐车转运，避免泵管过长堵管形成 浇筑间歇。2、工期保证 本工程采用盾构隧道内加二次衬砌的结构形式，施工量大面广。主要工序有进场、 “三 通一平”、工作井、排气阀井及排空井的土建施工、盾构掘进、二衬浇筑、竖井后期

28、处理、 各种附属设备的安装、 调试以及闭水试验等， 有些工序不能平行作业、 不能采取“多点开花” “人海战术”的策略，工期主线压缩弹性很小。本标段穿越较多、前期投入大、采用盾构法施工，制约工期因素有很多，主要有：前期占地手续因素； 盾构施工用电量大，10kV高压送电时间问题；穿越城市道路、地铁、铁路、房屋建筑、地下管线等，与产权管理单位办理穿越手 续、方案论证需要一定的时间。对策：中标后，积极协助业主场地调查、占地测量、伐移树木清点，办理施工占地尤其是 始发井占地的拆迁工作，促进尽早进场；中标后，积极协助业主办理10kV高压供电手续，办理高压供电是保证工期的重要环节；中标后，立即进行有关穿越物

29、的调查，查阅有关档案，编制穿越方案，组织专家论 证，协助业主与各产权单位的协调；集团公司高度重视工期的重要性，充分发挥集团优势，保证管理人员、 设备的投入， 保证前期资金的投入，为工程提供有力的支持；施工总体筹划时，严密制定技术方案，统筹进行施工部署，合理编排进度计划，工 期适当留有余量，全面保证工期。3、与线路交叉地下管线的保护本标段长度3165.70m,全线共约41条各种专业管线且不明管线较多。对于埋深较浅的地下管线，存在施工时车辆压坏地下管线设施的隐患；对于输送液体或气体的管道，存在因 施工导致管道破裂而产生泄漏的问题。因此，如何全面地保护是工程的重点。对策：(1) 及时调整盾构机掘进参

30、数盾构机掘进至穿越管线密集区时，及时调整盾构机掘进参数，采取有利措施，稳定掘进 面正面土体。进行超前探测 及时超前探明结构穿越地下管线施工段的地层状况，确认前方地层是否有管线渗漏等情 况，针对探测情况采取相应措施。采取处理措施为确保施工期间地下管线的安全和正常使用，向管线主管部门咨询并获得各类管线的允 许变形指标作为预控参数， 控制管线的变形在允许范围之内， 输水隧洞结构穿越管线密集区 施工段时，根据超前探测情况，制定管线保护方案，并征得管线主管部门的同意，施工期间 加强对相关管线的监控量测和信息反馈工作。地下管线监测的具体措施：仪器设备全自动电子水准仪，铟钢瓦尺等。监测实施方法 有检查井的管

31、线应打开井盖直接将监测点布设到管线上或管线承载体上；无检查井的直 埋管线有开挖条件的应开挖暴露管线， 将观测点直接布到管线上， 无法开挖时可在对应的地 表埋设间接观测点。管线沉降观测点的设置可视现场情况，采用抱箍式或套筒式安装。 数据分析与处理 根据施工进度，将各测点变形值绘成管线变形曲线图。即：绘制时间位移曲线散点图，据以判定施工措施的有效性；位移时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回 归分析，预测管线的最大沉降量； 沿管线面沉降槽曲线， 判断施工影响范围、 最大沉降坡度、 最小曲率半径等。工程难点及对策 任何工程，只有把握住难点，并采取正确的应对措施，才能大大地减少工程风险，工程 才能

32、顺利地进行， 反之则可能引发难以估计的事故和次生灾害， 因此工程难点分析就成了工 程开工之前的重要环节。 根据现场条件和本公司经验，本工程的难点是多处重要穿越， 分述 如下：1、穿越大羊坊沟输水隧道在桩号 35+646.0 处穿越大羊坊沟， 施工期洪水流量为 6.5m3/s 。因此，防止隧 道掌子面与河底部连通是本工程的重难点之一，重要程度不言而喻。对策： 首先由业主牵头，制定专项施工方案，并经专家论证后，报相关单位批准后实施。 盾构在穿越段推进，要本着连续、匀速的原则，事先合理调整计划，检修机械，避 免穿越中途出现故障。 学习相似地层盾构推进各种数据， 然后在前 20 米进行试验性推进， 找

33、处合适的措施 和掘进参数。在穿越前50m做试验段，确定配比、注浆量、注浆压力、土仓压力等参数，穿越 段盾构的同步注浆实行“双控” ，即流量、压力都满足设定要求，调整好土压参数，及时进 行二次补浆，补浆时密切注意监测。 加强监控量测，定期监测河水的水位和流量变化，一切以监测数据为指导，实时分 心其对工程施工的影响，以利于提前预防工程事故。 编制事故应急预案，做到有备无患。2、穿越民房及低层建筑等本标段盾构隧洞部分地段线路从既有房屋下方穿越 ,分别在桩号36+32036+610穿越 民房及低层建筑，共290m与穿越河道相比，风险级别较低、但沉降要求高，地表沉降或 隆起关系到沿线百姓的生命财产安全，

34、 重要程度不言而喻。因此，确保施工期间盾构机安全穿越既有道路建筑物是本标段隧道施工需要解决的首要问题。具体在施工中分别采取以下主要措施：建筑物的现状调查在施工前详细查清施工影响范围内的建筑物及基础状况，对其安全性作出判断；准确定出管线的种类、位置、形状、尺寸和材料性能，并将调查结果递交相应部门确认。有针对性 地采取主动措施加以必要的保护。保持连续掘进，控制平衡土压力保证盾构机处于良好运转状态，避免盾构机因机械故障而造成停推或开仓检查机具，减少附加沉降。采用土压平衡施工方法，土仓压力与地面沉降观测结果相对照，建立合理的土 仓压力并保持土压平衡。土体改良盾构隧道所穿越的地层，地质条件不均匀，在盾构

35、机选型方面选择加泥土压平衡盾构机， 以适应地质条件的变化，施工中根据地层情况采用注入添加材料（如泡沫、膨润土等）对砂 性土体及不均匀地层进行改良。 注入添加材料改良土体后，对控制地表过量沉降，防止桩周 土不被扰动和地下管线开裂主要表现在如下方面：提高土体的和易性和防渗性将添加材料注入开挖面和泥土仓，通过搅拌，使碴土变成具有可塑性、流动性、防渗性 的泥土，这种泥土充满土仓和螺旋输送机内。当土仓内压力小于开挖面压力时，开挖面碴土 继续进入土仓，土仓内土压力升高，达到开挖面内外土压力平衡，稳定前方地层，控制地层 变形。注入添加材料后，可以提高强渗透性土体的粘性，降低土体渗透系数，当经过改良处理的土体

36、充满压力仓时，对阻止开挖面地下水的渗入，减少地层失水沉降有积极的作用，同时可以防止喷涌事故的发生，确保施工安全。降低刀盘扭矩，减少机械故障率注入添加材料在提高土体和易性的同时还具有润滑的作用，可以降低盾构掘进中的刀盘扭矩，使盾构机始终处于良好的机械状态下施工作业，减小机械故障发生率，保证掘进施工 的连续性。合理安排施工计划编排循环施工进度计划时，分配好掘进出土与管片拼装等主要施工工序的时间， 尽量缩 短测量、管片等待的时间，提高运输效率，维持作业面连续施工，并及时按照计算确定的管 片拼装顺序组织管片材料的下井运输，加快管片拼装作业。 在地质条件相似的施工段施工时，控制盾构机推进速度，保证每环施

37、工进度大致均衡， 防止因推进速度不均匀而导致地表出现较大的差异沉降，减少桩周土的扰动和管线变形。确保管片质量和制作精度管片制作精度和抗渗性满足设计和规范要求， 严格按设计要求施工管片接头防水， 确保 管片拼装质量和接头防水效果， 减少地下水渗入，同时充分紧固连接螺栓，以免管片衬砌变 形而引起土体变形。做好同步注浆和二次注浆工作根据隧道穿越的地层情况、 环境情况选用可注性好、流动性好的惰性注浆材料，及时填 充隧道和地层间的建筑空隙， 并适当加大浆液注入量，实现对建筑物和周围环境的保护。 二 次注浆在注浆量不足时进行，为减少地面变形，控制地基不均匀沉降量，采用水泥+水玻璃浆液进行壁后双液注浆。 二

38、次注浆控制好注浆量和注浆压力，减少对地层的扰动，并防止因 注浆压力过大造成地基隆起。优化掘进参数、保持开挖面稳定通过对盾构掘进时地面变形曲线进行实测反馈， 不断调整、优化掘进参数，以验证选择 施工参数的合理性，在通过时，保持 24 cm/min的推进速度，减小顶推力，尽可能减小超 挖量，并尽量缩短管片背侧注浆的空置时间，并能保持盾构开挖面的稳定。 跟踪注浆在房屋或桩基旁边做坑， 在基础下方布置水平袖阀注浆管， 根据量测反馈资料进行跟踪 注浆，其具体做法如下：在基础外侧开挖立坑在立坑中施做袖阀注浆管根据量测资料，对于临近警界值的部分进行跟踪根据城市施工经验，可用水泥水玻璃双液进行注浆加固地层。这

39、种注浆办法的优点是：占地少；对房屋加固时，一切在室外进行，不需要居民搬迁； 根据实际需要进行有针对性的注浆，可降低工程费用。 加强监控量测和信息反馈为确保盾构施工期间地面道路、 房屋及地下管线的安全和正常使用， 向相关主管部门及 房管部门咨询并获得地面道路、 房屋和地下各类管线的允许变形指标， 在工程施工前结合掘 进情况计算预测地层沉降量， 将预测计算结果作为预控参数， 控制结构物的变形在允许范围 之内，并在施工期间加强监控量测和信息反馈工作。对于受施工影响较大的重要建筑物， 施 工前根据补充地质探测情况和现场环境情况采取对基底进行预注浆加固， 盾构掘进至影响范 围之内时，进行不间断监测，根据

40、监测数据信息反馈采取跟踪注浆调整沉降曲线的措施。根据调查的实际情况， 优化设计要求的参数指标，提高保护等级，设定沉降控制指标为 -20mm沉降变形预警值为-10mm适当减小出碴量，防止土层损失。减少土层损失对地面沉 降造成的影响。3、穿越荣华路、 xxx 工业区西路、京津塘高速公路工程多次穿越公路， 盾构穿越公路与穿越河道相比，风险级别较低、沉降要求也相应降 低，但作为该地区的交通要道，车流量较大，重要程度不言而喻。对策： 明确路面沉降控制标准，根据公司的要求确定控制标准，必要时根据控制标准确定 加固措施。 通过优化掘进技术参数，保持开挖面稳定 保持开挖面稳定是控制地面沉降的重要环节。 盾构掘

41、进过程中， 根据不同地质状况选择 合理的施工参数， 通过控制推进速度和出土量来控制土仓压力， 保证土仓压力与开挖面压力 平衡，始终保持开挖面稳定。 及时进行盾尾壁后同步注浆和二次注浆 注浆是盾构法施工控制地面沉降的关键工序。 盾构掘进过程中进行壁后同步注浆， 盾构 穿越后及时进行二次注浆， 根据不同地质条件选择单液或双液注浆及合理的注浆压力、 注浆 量及注入时间，严格检查浆液配比及质量，保证注浆效果。 保持良好的盾构姿态，纠偏幅度不宜过大盾构在曲线段掘进及盾构纠偏时， 根据盾构姿态合理使用仿形刀和千斤顶编组顶进， 纠 偏幅度不宜过大，尽量保持机体平稳推进， 避免由于机体扰动周围土体和超挖引起地

42、层损失， 对地面沉降控制造成不利影响。 盾构在穿越段推进，要本着连续、匀速原则，事先合理调整计划，检修机械，避免 中途出现故障。 保持良好的盾尾密封效果盾构掘进过程中， 保证连续压注盾尾密封油脂，防止盾尾漏水漏浆，避免地下水和注浆 浆液流失导致地面沉降。 实施信息化施工在推进过程中，对隧道中心线上及其两侧一定范围内设定的观测点进行精密水准测量， 将这一结果应用到后续区段的施工管理中。实践证明，采用“勤测试、勤调整施工参数”的 信息化施工方法，可将地面沉降量控制在理论计算出的地面沉降限值范围内。4、穿越桥梁输水隧洞在桩号 35+433.00 处穿越大羊坊北桥、 桩号 36+117.00 处穿越大

43、羊坊桥、 桩号 37+359.00处穿越荣华桥等3座桥梁。其中穿越荣华桥，隧洞距离桥梁基础净距小于6m属于特级风险；穿越大羊坊桥，隧洞距离桥梁基础净距大大于6m小于12m属于一级风险；穿大羊坊北桥隧洞距离桥梁基础净距大于12m属于二级风险。桥桩与隧洞位置关系见图3 图 2-4。图 2-3 桥桩与隧洞典型横断面图（一）图 2-4 隧洞与桥桩典型断面图 （ 二）对策：与 xxx 市桥通所联系， 索取桥梁结构资料， 分析桥梁结构受力特征，掌握桥梁桩基的 种类、长度、埋深等技术资料，了解桥梁的荷载及使用情况，确定桥梁的容许变形值，邀请 专家分析制定桥桩的保护措施。将调查到的资料汇报业主、 设计等有关单

44、位， 积极协助设计单位制定相应的保护措施， 并呈报有关部门审核。在穿越桥梁前设置模拟段， 合理调整优化施工参数。严格控制盾构姿态，确保盾构平 稳推进，要勤纠少纠以减少对周围土体的扰动，盾构推进误差控制在50mn以内。加强同步注浆和二次补压浆控制， 盾构穿越既有建（构）筑物时根据监测到的土体压 力变化，地面沉降的稳定等情况，选择合造的浆量和注浆压力。对既有建（构）筑物进行预先保护措施。对于特级风险，在隧洞穿越或接近桥梁基础区段及两侧各延长 6m长度内，进行地表 注浆并搭设隔离桩。 地表注浆和隔离桩布置于隧洞和桥梁基础之间， 地表注浆范围为平行隧 洞外侧约6m宽度，深度为隧洞以上3m至以下3m注浆

45、采用102X 7.0m钢管；隔离桩布置 为600450每侧双排，桩长为由地面至隧洞以下 6m隔离桩内配钢筋笼。对于一级风险，隧洞穿越或或接近桥梁基础区段及两侧各延长 6m长度内，进行地表 注浆。地表注浆布置于隧洞和桥梁基础之间，地表注浆范围为平行隧洞外侧约 6m宽度，深 度为隧洞以上3m至以下3m注浆采用102X 7.0m钢管。对于二级风险， 隧洞通过桥梁基础时，加强洞内同步注浆和多次补浆，并加密施工安 全观测频次。施工过程中加强对桥梁基础的沉降监测， 尤其是要及时关注不均匀沉降的情况。 根据 xxx类似工程的施工经验和相关规范的要求，横桥向差异沉降控制在 5mm以内，根据监测数 据及时调整掘

46、进参数。在通过桥后，整个施工期间均需对该桥进行跟踪量测，并保留该量测结果待查。5、盾构在砂性土中顺利始发和到达是工程的难点本工程盾构要有始发到达。 两端盾构掘进面局部位于粉砂、 细中砂，开挖时易产生坍塌、 管涌等不良地质现象， 应加强注浆；同时应注意，该土层在盾构进洞时很容易出现从加固体 与盾构机空隙中流砂现象。一定要引起高度重视。对策：盾构端头井位置设置四口降水井，适当进行预降水，在打洞门探察孔时，观察涌水、 流砂情况，如涌水较多，及时进行降水。进洞口土体加固采用三轴搅拌桩加高压旋喷桩，加固深度为从地面以下0.5m到设计底标高下3m 土体加固宽度为9米。下部强加固区水泥掺量为20%靠近地下连

47、续墙的旋 喷桩加固全桩水泥掺量500kg/m3。加固土体强度经检测需满足无侧限强度 I.OMpa的强度 指标，从而满足了盾构进洞的设计和施工要求。对称加固，由于端头井是一个比较独立的地下结构物，盾构进洞时顶推力较大，因 此，考虑在端头井进洞位置的对侧位置同期做对称加固，两位置加固方式相同。其他措施，拟考虑端头井两侧进洞处的土体加固提前施工，以增大端头井结构抵抗 盾构进洞时正压力的能力。6、盾构在砂层推进如何保护好刀具和刀盘是工程的难点 本标段大部分涵身位于粘、 砂层结构中， 在整个区间大部分 都在细中砂中推进 ，开挖面压力不均，对盾构掘进控制参数要求高；在地下水丰富的砂层、圆砾地层中长距离进行

48、盾构 掘进，对盾构机刀盘和刀具磨损都很严重，采取措施减小磨损是比较关键问题。对策：刀盘、刀具耐磨措施。盾构下井前刀盘上焊耐磨块，刀盘外侧堆焊耐磨焊条。工程实 践表明这种地层单纯的加泥或加泡沫效果都不好，必须根据工程实际地层选择适宜的加泥、 加泡沫比例及参数，增加渣土塑流性及和易性，减小刀具磨损。对刀盘、刀具进行检修。根据施工总体筹划，刀盘、刀具检修尽量放在二衬竖井两侧 加固区范围内。加强盾构施工过程管理。除技术措施外，施工过程管理是一个直接影响实效的措施。 通过确定正确的施工运行程序和制定严密的管理措施， 形成多方位的保证体系， 制定盾构施 工队伍的管理体系和管理办法， 加大项目部作业层的管理

49、力度，做到令行禁止，保证盾构施 工严格按照施工方案和操作规程实施。 建立有效的监督机制， 配置先进的盾构参数自动记录 系统，消除人为因素使盾构施工始终处于受控状态。制定详尽盾构施工异常情况的处理预案。 由于地下工程的复杂性和不确定因素多， 对 于在施工中可能出现的情况做全面、系统的分析，并制定详尽的处理预案，做到有备无患。7、长距离通过复杂地层中盾构掘进防坍塌、冒顶及过量沉降是工程重难点 本项目输水隧洞施工所穿越地层主要为砂层、 粉质粘土，施工中具有围岩体软弱， 易坍 塌的特点。该段采用盾构法施工。确保施工期间盾构段结构施工安全，确保施工期间路面的 沉降变形在允许的范围内是本工程的重点。 地层

50、交错复杂。根据地质报告显示，地层中可能 有较大粒径的卵石； 本标段盾构施工在复杂地层中施工防止盾构掘进中的坍塌、 冒顶和过量 沉降是工程难点。为此，我公司拟采取下列措施：进行地层超前探测招标文件提供的地质资料为初勘成果， 考虑到钻探取样密度和地下工程的特性， 可能出 现实际地层状况与初勘资料存在差异的情况， 尤其对盾构施工输水隧洞而言， 在盾构机掘进 施工中，地层反复受到扰动，有必要对前方地层状况进行超前探测，以确定前方地层实际状 况，做到心中有数，防患于未然。主要作法为：利用盾构机前方自带的超前探测孔，进行超 前探测，当发现前方地层异常状况时，及时采取措施处理，并对盾构机参数进行相应调整。针

51、对盾构机过砂层地段采取的措施控制土压平衡，优化掘进参数控制注浆压力及注浆量严格控制注浆压力及注浆量适中， 一方面防止过少而造成地面的大量沉降， 另一方面防 止过大而击穿砂层，造成涌砂、涌水等事故的发生。充分的设备保障，保持连续掘进保证盾构机处于良好运转状态，避免盾构机因机械故障而造成停推或开仓检查机具。适当加入添加剂，保持开挖面稳定加入适当的添加剂 （ 泡沫、膨润土）来增加土体的密实性， 通过向开挖面注入这些添加物 可以使开挖下来的砂土具有一定粘性， 从而保持开挖面稳定， 避免砂土大量进入刀盘而产生 隧道上方的坍方。针对地层中可能有较大半径的卵石采取的措施：刀盘配置合适的开口口径和开口率 刀盘

52、开口率为 30%。配置配套的螺旋输送器，保证进入土仓的卵石能够顺利输出。 螺旋输送器能够输出块体的最大直径为 265mm。加入添加剂，增加土体的密实度，保证卵石的可排性。超大粒径的卵石，进行人工破除。 进行超前地质勘探，对于超大粒径的卵石，进行人工破除。地层中含有上层滞水，出碴过程中易出现喷涌现象采取的措施：关闭螺旋输送器的情况下， 继续掘进，让切削下的土体挤出土仓内的水。但要预防仓 内压力过高，造成盾构机前方隆起、冒浆以及击穿盾尾密封等。提前采取气压平衡模式掘进，如果在砂层地段要预防发生漏气事件。加入高浓度的泥浆或泡沫 改善土体的和易性，使土体中的颗粒和泥浆成为一整体。加强监控量测、真正作到

53、信息化施工 如果说“信息化施工”是新奥法的灵魂，那么监控量测就是输水隧洞施工的“眼睛” ， 输水隧洞结构的总变形量与监测速率的变化趋势最能说明输水隧洞结构的稳定状态。在信息化施工中， 监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断其稳定性，并及时 反馈到施工中去指导施工。加强管理，提高作业层的技术水平和确保人身安全 盾构机掘进施工工序转换频繁，输水隧洞长度长，施工作业空间狭窄，施工难度大，洞 内的温度、湿度大，空气质量差等不利因素制约了施工进度，影响了施工技术水平的发挥， 并大大增加了施工安全风险， 因此，进一步加强管理，确保工程安全与作业层的人身安全必 要。制定严密的体检制度针对输水隧洞内盾构

54、机作业对工人身体素质要求高的特点，制定严密科学的体检制度, 在工人上岗前进行体检，身体健康合格方可进入输水隧洞施工，并在施工中定期体检。加强洞内通风与照明，尽量改善洞内作业条件在输水隧洞中增设风机，加强对洞内通风，改善洞内的空气质量，降低洞内湿度与温度; 同时增加洞内照明为一线作业工人创造尽可能好的作业条件，降低作业安全风险。岗前培训对作业工人进行全员的岗前培训， 对特殊工种作到全部持证上岗，既可以提高作业层的 整体技术水平、保证工程质量，又规避了无证的非专业人员违章作业造成安全事故的风险。加强对安全用电与机械设备安全管理，杜绝触电事故与机械事故发生。主要工程数量主要工程量见表2-1。主要工程

55、量表表2-1序号工程项目单位数量备注1隧道盾构 工程盾构掘进m3146.7管片拼装2600环2管片预制3 m16920.6C50 W10 F1503钢筋制安t3226.34二衬混凝土3 m19589.1C35,W10,F1505二衬结构钢筋制安t3819.96工程二衬回填注浆2 m52890.6微膨胀水泥浆7C20砼平台3 m960.58土方开挖3 m21373.59土方回填3 m11474.310盾构井、排 气阀井工程钢筋制安t2990.711混凝土浇筑3 m19593.8施工总体筹划项目总策划工程目标 工期目标本工程计划实现的工期目标为：总工期 25个月，即 2012年 5月 30日开工，

56、 2014年 6月 30 日竣工 质量目标 保证工程无质量事故，达到水利水电工程施工质量检验与评定规程合格标准。 安全目标杜绝因工死亡，施工人员的年负伤率不大于 0.05%，不发生基坑坍塌、洞内塌方冒顶的 责任事故，不发生重大设备事故、重大交通事故和火灾事故，杜绝因施工造成的地表沉陷及 由此引起的道路交通中断、通讯中断、漏水和漏气等施工责任事故。 文明施工目标创建 xxx 市文明安全工地。 环保目标严格贯彻执行各项环境保护法规， 尽量减少施工对环境、水利设施的影响，施工中的废 水、废气、各种废弃物达标排放，控制噪音污染。严格贯彻各项水利、土地、人文法规，做好水土保持。控制扰动土地整治率达100

57、，总治理度 100，土壤流失控制比 1.0 以内，弃土废渣烂渣率 99，场区空地绿化率 100， 植被恢复系数 99。工程管理方案本项目实行项目负责制，下设“五部一室” ，工程项目的安全、质量、工期、成本、文 明施工环保由项目经理负责。 集团公司财务设立独立项目，工程款专用，若项目前期投入较 大，集团公司财务予以支持，确保不会因为资金问题而影响工程进度。总体施工方案概述总体概述本公司在南水北调、城市地铁项目中，积累了大量盾构施工、隧道二衬施工的经验，结 合本输水工程的实际，拟采用的施工方案简述如下： 初衬采用盾构法施工，二衬采用针梁式模板台车整圆现浇工艺。 根据招标文件，施工占地及拆迁由业主负

58、责，施工道路及施工用水、用电由施工单 位负责。本工程共占用7块场地,16#盾构始发井占地4600吊,荣华路桥区加固临时占地770吊, 34#二衬竖井施工占地924吊，大羊坊桥桥区加固临时占地 830吊，羊坊沟河道施工临时占地 1394m2, 33#二衬竖井施工占地 1217m2, 32#二衬竖井施工占地 1273m2。 本工程投入一台盾构机，从16#盾构始发井向北掘进，盾构掘进长度 3165.70m。盾 构始发工作井井室长度满足台车与盾构机一次组装， 省略车架转换工序。 盾构工作井为连续 墙加旋喷桩结构围护形式，北端接收井利用十标 15#盾构井。 盾构始发井施工，采用成槽机完成基坑围护结构后，

59、分六层进行基坑土方开挖，上 层土采用常规挖掘机，二、三、四层土采用长臂挖掘机，五、六层土用门式起重机，在基坑 开挖同时进行分层支撑。 基坑挖掘完成后进行始发井两端、 接收井井底混凝土及二衬井壁模 注混凝土施工，二衬井壁只有一层，只拆除一道钢支撑。 采用本公司自有的一台加泥式土压平衡盾构机，盾构机外径6.25m，面板式刀盘，双液同步注浆。二衬混凝土采用针梁式模板台车，每仓 10m全圆一次浇筑，不留水平施工缝。全 标段共投入 5台针梁式台车，针梁式台车委托有类似业绩的专业模板公司设计和加工。 为增加二衬浇筑工作面， 减小混凝土运输距离， 在盾构隧道的中间设置二衬浇筑井， 将隧道分成4段。第一段为1

60、6#盾构井至34#二衬竖井，桩号36+614.62737+568.390，全 长953.763m；第二段为33#二衬竖井至34#二衬竖井，桩号35+480.37936+614.627，全长 1134.248m；第三段为32#二衬竖井至33#盾构井，桩号35+057.75335+480.379，全长 422.626m；第四段为32#二衬竖井至15#盾构井，桩号 34+402.68735+057.753，全长 1460.440m。虽然如此泵送混凝土距离仍显过长，本标段定制4台隧道内混凝土有轨运输罐车，利用盾构轨道电瓶车牵引输送。混凝土泵采用电动型，放入隧道内，保持与台车 10 100 m的距离。工