哈尔滨某地铁区间盾构始发掘进施工方案

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument".编制依据 1\o"CurrentDocument".XX概况 1\o"CurrentDocument".地质及水文概况 1场地岩土层分布 1场地水文地质条件 4\o"CurrentDocument".盾构施工筹划 6\o"CurrentDocument".盾构始发流程 6\o"CurrentDocument".土体加固检测及降水井施工 7\o"CurrentDocument".盾构机的始发 7盾构机调试 7盾构始发施工工艺 7门式反力架安装 8洞门防水装置安装 10盾构机基座制作安装 11管片验收、吊装、拼装 13洞门凿除 15出土及管片吊运方案 16\o"CurrentDocument".盾构初始掘进 16目的任务 16平衡压力值的设定 16推进出土量的确定 17推进速度值的设定 17注浆压力与注浆量的设定 18\o"CurrentDocument".安全保证体系及措施 19XX站〜XX站区间盾构始发施工方案一、编制依据1、《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008);2、《地下铁道XX施工及验收规范》(GB50299-19992003年版)；3、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)；4、哈尔滨市轨道交通X号线一期XX施工设计图纸；5、我单位在北京、广州、深圳等地施工的相关经验。二、XX概况哈尔滨地铁X号线一期XX土建八标合同总造价为5.6亿元，合同工期为2008年10月15日-2011年4月15日，总工期为30个月，主要包括三站两区间及出入段线，即XX大学站、XX站、XX站、XX大学站一XX站区间、XX站一XX站区间及与XX车辆段的出入段线。XX站一XX站盾构区间位于东直路下方，区间设计里程范围SK14+892.314〜SK15+507.036，区间全长614.722m,其中：盾构区间：右线设计里程范围SK14+892.314〜SK15+362.00,长度为469.686m,左线设计里程范围SK14+893.866〜SK15+333.00,长度为439.134m,轨顶设计标高为100.789〜107.937m,覆土厚度为7〜14.2m,圆曲线半径300m,第一缓和曲线35m,第二缓和曲线60m,第一切线85.887m,第二切线96.916m,圆曲线长85.445m,采用盾构法施工与明挖法施工相结合。XX站一XX站盾构区间共计908.82单延米，管片外径6.0m,内径5.4m,管片厚度0.30m,环宽1.2m,采用单层预制管片错缝拼装而成。衬砌全环由小封顶F、两块邻接块L和三块标准块8构成，管片砼强度等级为C55,抗渗等级为S》10。管片纵缝采用M24弧形螺栓连接，纵向管片间设10个弧形螺栓，环向采用M27弧形螺栓连接，环向管片间设12个弧形螺栓，衬砌管片纵环向密封圈采用三元乙丙橡胶，螺栓孔和注浆孔密封垫圈采用缓膨胀橡胶。在隧道变形缝部位弹性橡胶密封垫表面加贴一道遇水膨胀橡胶条加强防水处理。三、地质及水文概况3.1场地岩土层分布（1）场地岩土层描述根据野外勘探、现场原位测试，结合土工试验成果综合分析，场地土层自上而下详细描述为：a、人工填土层（Q4ml）一层号①①1杂填土：杂色，松散，由粉质粘土、中粗砂混碎石和碎砖填积，道路段该层层顶有0.3~0.6m厚的沥青路面及垫层，层底埋深1.5~6.0m,平均层厚2.86m;b、全新统低漫滩冲积成因土层（Q42al）一层号④A1粉质粘土：黄褐色—灰褐色—黑褐色，软塑一流塑，中一高压缩性，切面稍有光滑，干强度、韧性中等,部分孔含粉细砂夹层。层底埋深5.3-13.7m,平均层厚3.95m;⑷1T粉砂：灰色，稍密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般,含细砂和粘性土夹层。层底埋深7.5-7.8m,平均层厚1.03m;⑷1T2淤泥质粉质粘土：灰色—黑褐色，流塑，高压缩性，含有机质，有腥臭味，含少量粉细砂夹层。层底埋深6.3-12.0m,平均层厚1.35m;⑷1T3粉质粘土：黄褐色—褐黄色，可塑，中压缩性，切面稍有光滑，干强度、韧性中等。层底埋深2.7-6.0m,平均层厚1.74m02粉砂：灰色，稍密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含细砂和粘性土夹层。层底埋深8.4-15.5m,平均层厚3.68m;⑷2T淤泥质粉质粘土：灰色—黑褐色，流塑，高压缩性，含有机质，有腥臭味，含少量粉细砂夹层。层底埋深9.0-12.2m,平均层厚0.74m;⑷3中砂：灰色，中密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含大量粗砂层及少量粘性土夹层。层底埋10.8-25.0m,平均层厚7.58m;03T1粉质粘土：灰褐色，可塑-流塑，中-高压缩性。切面稍有光滑，干强度、韧性中等。层底埋深15.1-16.5m,平均层厚0.83m;⑷3T2粉砂：灰色，中密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含少量细砂夹层及少量粘性土夹层。层底13.5-25.0m,平均层厚2.03m;c、下更新统东深井组冰水堆积层（Q12dfgl）一层号⑨⑨粉质粘土：灰色，可塑一软塑，局部含少量流塑土，中压缩性。切面光滑,干强度、韧性中等。层底埋深23.5-34.5m，平均层厚3.48m；⑨T中砂：灰色—灰绿色，中密-密实，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含粗砂夹层及少量粘性土夹层。层底埋深27.0-30.0m，平均层厚1.32m；⑨T2粉砂：灰色，中密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含少量细砂夹层及少量粘性土夹层。层底25.0-30.4m，平均层厚2.11m；d、下更新统猞猁组冰水堆积层（Qllshal）一层号⑩⑩1中砂：灰色—灰绿色，中密-密实，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含大量粗砂夹层及少量粘性土夹层。层底埋深31.0-37.5m，平均层厚2.57m；⑩1T1粉质粘土：灰色—灰绿色，可塑，中压缩性，含粉细砂及中粗砂夹层。切面稍有光滑，干强度、韧性中等。层底埋深36.0m，平均层厚1.5m;⑩2粉质粘土：灰色—灰绿色，可塑一流塑，中压缩性，含粉细砂及中粗砂夹层。切面稍有光滑，干强度、韧性中等。层底埋深36.0-40.9m，平均层厚3.49m。⑩2T粉砂：灰色，中密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含少量细砂夹层及中砂夹层。层底34.5-38.2m，平均层厚2.63m；图1：XX图1：XX站至XX站区间地质剖面图3.2场地水文地质条件哈尔滨地处松花江中游，属中温带大陆季风气候，冬季漫长寒冷干燥，多西北风，夏季短暂温热多雨，春季多风，秋季凉爽。松花江是哈尔滨市区内主干河流，自西南向东北流经市区北部，河道蜿蜒曲折，边滩及江心洲发育。河床宽293-1000m,水深3.80-6.00m,历史最高水位120.89m，二十五年一遇洪水位119.50m。年迳流量153-755.5亿立方米，输砂量152-1150万吨。最大流量12200m3/s。最大冰厚1.25m，每年12月至第二年三月可通行汽车，其支流何家沟、马家沟、阿什河自西向东一字排开，南源北流。其中阿什河是主要支流，河道曲折，河床宽50-100m。水位115.303-118.952m。本区间穿过马家沟及其西侧的污水截流干管，生活污水从污水截流干管排出，马家沟河平时干涸，由于马家沟河的景观作用，通过人为控制雨季或从松花江提水后可有存水量。根据勘探揭示的地层结构，结合区域水文地质条件，勘探深度内场地地下水可分为上层滞水、潜水和孔隙微承压水、承压水。(1)上层滞水：主要存在于①层杂填土，形成的主要原因是管线漏水所致,漏水严重的地段，该层滞水也存在于④1层粉质粘土、④1T2层淤泥质粉质粘土等土层中。(2)潜水含水层由①层杂填土、⑷1层粉质粘土、⑷1T2层淤泥质粉质粘土构成。①1层杂填土密实度差，孔隙大，有利于地下水的储存和渗透，雨季时含水丰富，出水量较大。④1层粉质粘土、&1T2层淤泥质粉质粘土饱含地下水，但透水性较弱，属弱透水地层，给水性较差。A1层粉质粘土、A1T2层淤泥质粉质粘土透水性微弱（根据室内试验资料，A1层平均渗透系数KV=7.65310-6cm/s和Kh=2.69310-6cm/s,最大渗透系数KV=41.9310-6cm/s和Kh=5.94310-6cm/s,透水性微弱，属弱透水层；），可以作为相对隔水层。哈尔滨市地下水水位最高一般在7~8月份，最低水位多出现在翌年的3月份至5月份。野外勘探时间为2008年4月，根据场地范围内各钻孔的实际量测结果看，场地内潜水稳定水位埋藏较浅，在自然地面下2.8~4.6m,高程为116.53~117.27m之间（大连高程系），水位起伏和地形起伏基本一致；场地地下潜水主要接受大气降水、地下管线渗漏补给，亦和松花江、马家沟河水呈互补关系，以蒸发和侧向径流排泄为主，水位和水量随季节性变化，地下水位的年变化幅度在2.0m左右。另外2005年初勘时稳定水位3.70-6.10m,大连高程系为115.53-116.06m。由于2006年下半年松花江哈尔滨下游大顶子山水利枢纽XX的蓄水，抬高了上游哈尔滨段水位，造成了与松花江具有密切水力联系的哈尔滨漫滩地区地下水位升高，通过与前期勘察孔地下水位的比较，场区地下水位上升幅度约1.2~1.5m。（3）承压水（a）孔隙微承压水孔隙微承压含水层由A3中砂、A2粉砂、A3T2粉砂构成。相对隔水顶板为A1层粉质粘土、A1T2层淤泥质粉质粘土，相对隔水底板为⑨粉质粘土。勘察期间在勘探孔Q15-ZX12号钻孔内采取下套管隔水措施后，实测承压含水层水头埋深在地面下5.07m,大连高程为115.3m左右，较潜水位低1.87m,承压水头高度3.53m。该含水层埋藏较浅，厚度大。其中，⑪2粉砂、A3中砂、A3T2粉砂层赋水性较好，透水性较强（根据室内试验，A2粉砂层平均渗透系数为K=1241310-6cm/s,,最大渗透系数K=2000310-6cm/s,属透水层；A3中砂层平均渗透系数为K=8893310-6cm/s,最大渗透系数K=21500310-6cm/s,属强透水层）,水量丰富，盾构施工在该含水层中进行，对将来地铁运营影响较大。通过现场XX站和XX站单井稳定流抽水试验，该层微承压水单井涌水量为2290-2544m3/d，渗透系数40.269-72.74m/d，属强透水地层。隔水底板⑨层透水性微弱（根据室内试验，⑨层平均渗透系数为KV=0.10310-6cm/s，Kh=0.44310-6cm/s，属弱透水层），是相对隔水层。该含水层的隔水顶板分布较稳定，但厚度不大；隔水底板分布较稳定，厚度较小。该含水层具微承压性，其年变幅较潜水小，约为0.5m左右。（b）承压水承压含水层由⑩1中砂、⑩2T中砂构成。相对隔水顶板为⑨层粉质粘土，相对隔水底板为U层强风化粉砂质泥岩。根据本次勘察在场地埋设水位观测管及在Q15-ZX12号钻孔处采取下套管隔水措施后，量测结果该承压含水层水头埋深在地面下9.27m,大连高程为111.10m,承压水头高度15.23m。结合XX与XX站承压水头高度，XX站至XX区间的承压水头高度为15.23-22.64m。该含水层与其上部孔隙微承压水含水层有一定的水力联系，主要补给来源为地下径流以及上层孔隙微承压水的越流补给，以地下径流为主要排泄方式，地下水位基本不随季节变化。该含水层埋藏较深，⑩1层中砂、⑩3层中砂赋水性较好，透水性较好（⑩1层中砂平均渗透系数为KV=4590310-6cm/s,属透水层），该含水层厚度较大，含水较丰富，埋藏较深，对地铁施工及运营的影响主要是突涌或隆起。四、盾构施工筹划XX站一XX站盾构区间筹划使用两台土压平衡盾构机从XX始大里程端头始发。具体施工任务如下：2011年6月1日第一台川崎盾构机始发，施工掘进XX站〜XX站盾构区间下行线；2011年6月30日第二台海瑞克盾构机始发，掘进施工XX站〜XX站盾构区间上行线。五、盾构始发流程盾构始发主要内容包括：端头土体加固检测、设置盾构始发基座、盾构机下井安装及调试、安装密封胶圈、组装负环管片、盾构机试运转、拆除洞门临时墙、盾构机出洞加压和掘进。六、土体加固检测及降水井施工为确保本次洞门破除安全，加固完成后必须对掌子面全面检查。检测方法采用垂直抽芯检测和水平钻孔两种，水平钻孔实施深度为6〜8m,保证钻孔穿透地连墙后无明水涌出，检测结果必须保证能够达到设计规范要求。根据地质勘探报告，XX站大里程端头地下水位较高，且处于微承压水层中，为降低洞门破除期间的风险，在端头处施做降水井降低地下水位。端头降水井设置6〜10口，井深控制在隧道结构底板以下6m。七、盾构机的始发盾构机调试空载调试盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调试，空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。主要调试内容为：液压系统，润滑系统，冷却系统，配电系统，注浆系统，以及各种仪表的校正。电气部分运行调试：检查送电-检查电机一分系统参数设置与试运行一整机试运行T再次调试。液压部分运行调试：推进和铰接系统一螺旋输送机一管片安装机一管片吊机和拖拉小车一刀盘加水系统和注浆系统一皮带机等。负载调试空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力；对空载调试不能完成的工作进一步完善，以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。负载调试时将采取严格的技术和管理措施保证XX安全、XX质量和线型精度。盾构始发施工工艺测量定位结构内轨道铺装图2：盾构始发施工工艺流程图门式反力架安装反力架设计与制作盾构机掘进时应在始发井壁和负环管片之间加设一个反力架，以便将盾构推力均匀传递至始发井结构。结合以往施工经验，反力架将采用门式反力架，采用两根700mmx300mm型钢并行焊接支撑，上部焊接八字斜撑，以形成管片后靠。为了提高反力架的刚度和抗变形能力，将在两根型钢之上每30cm焊接一道筋板，且各钢体构件连接均采用满焊。结合管片直径与台车的宽度，反力架内侧净宽为5.0米。反力架高度制作为7.50米。所制作门式反力架与成环管片的位置关系如图所示。

材料用量：700mmx300mm型钢用量为60米。图：3：门式反力架结构示意图反力架吊装就位反力架安装时应牢固，其受力面应垂直于设计轴线，并与始发井结构尽可能多的接触，这样盾构出洞推进时千斤顶的区域油压较为均匀，便于盾构出洞施工时轴线的控制。反力架安装就位后，与端头井结构的位置关系如图4所示。在吊装时，将使用50t吊车吊入，结构内采用倒链及千斤顶等配合施工，首先使反力架底部首先就位，并采用钢丝绳拉住。然后在采用倒链向里拉反力架顶部使其顶部逐步靠上结构，并拉固。最后采用千斤顶在不同方向调整其位置，使其准确就位。反力架Tfi：700*900图4：反力架安装与端头井结构位置关系图反力架Tfi：700*900图4：反力架安装与端头井结构位置关系图反力架稳固措施反力架吊装就位后，与结构预埋板焊接，与结构物间隙用细石混凝土找平。底部采用钢板找平，或预先施工混凝土平台保证其底部平整。洞门防水装置安装因井壁洞口内径与盾构外径存在环形建筑空隙，为了防止盾构出洞时土体从间隙处流失，洞圈内安装由橡胶环状板、扇形合页板等组成的密封装置，作为施工阶段临时防泥水措施，现场安装时要满足设计要求。材料的准备表1 洞门防水装置材料表名 称规格材料数量帘布橡胶板氯丁橡胶1圆环板Q235A1翻板Q235A90固定板Q235A90开口销GB/T91-2000-3.2-20Q235A90销轴Q235A90销套（短）Q235A180销套（长）Q235A90双头螺栓GB899-88M20*110Q235A72垫圈GBT95-2002-20-100HVQ235A72螺母GBT41-2000-M20Q235A72螺母GBT56-1988-M20Q235A72防水板与橡胶帘布安装将双头螺栓拧入车站结构主体预留孔，套上氯丁橡胶板，装上圆环板、垫圈后拧紧螺栓，圆环板加工、安装困难时分段制作，固定板、翻板与销套焊接成一体，然后插入销轴，焊于圆环板上。洞圈防图示意图门防水装置结构示意图盾构机基座制作安装盾构机初始掘进基座为钢结构预制定型托架，它在盾构机推进过程中起到承重和导向作用，因此其结构强度和安装位置要准确无误。托架运至现场后，由100T吊车将其吊入井下并按设计位置就位。托架的两个导轨应平行且处在同一水平面上。盾构基座制作盾构基座设计制作高度为915mm，底座宽度为4500mm,支撑盾构的轨道间距为3170米，支腿与盾构机壳体垂直，与水平面夹角为60度，盾构机就位后，壳体与基座底部距离为490mm。钢结构主体选用25#槽钢和18#型钢制作，斜撑采用10#槽钢，滑行轨道选用43kg/m钢轨。主体构造详见下图：

说明：1.两根导向轨不平行度小于6mm。.钢轨选用43kg/m。.槽钢选用25b号。.垫板选用A300。.斜撑选用10号槽钢。图5:盾构始发基座结构示意图基座基础处理图6:盾构始发基座结构图对端头井结构、盾构托架设计尺寸的计算，盾构基座与车站底板需加高210mm方可满足盾构隧道施工的设计要求。施工前先用细砂铺底找平，然后横向铺设铺设高210mm图6:盾构始发基座结构图盾构基座安装与稳固基座安装必须按设计轴线准确放样，依照测量放样的基线就位盾构托架焊接，并对基座四周用钢支撑与始发井结构顶紧稳固，稳固支撑点可选择结构侧墙或底部八字，要求基座必须牢固，在外力作用下不位移。安装后的基座必须保证盾构基座的圆心线、基座上的盾构中心线及隧道设计轴线必须重合，符合施工坡度。管片验收、吊装、拼装管片进场前的验收管片在生产及运输的过程中必须符合《预制混凝土衬砌管片》(GB-T22082-2008)、《地下铁道XX施工及验收规范》(GB50299-19992003年版)及《盾构法隧道施工与验收规范》(6850446-2008)的要求，在进场前必须进行检验验收：管片进场前每片管片应在内弧面角部进行标识，标示内容应包括：管片型号、管片编号、模具编号、生产日期、生产厂家。管片内径尺寸为65400mm,壁厚为300mm,各部尺寸均应满足规范规定。7.6.1.3管片的抗渗等级》S10,管片检漏标准为0.8MPa水压维持3小时的条件下，管片外背渗水高度45cm。吊装预埋件首次使用前应进行抗拉拔试验，试验结果应符合设计要求。7.6.1.5管片不应存在漏筋、孔洞、疏松、夹渣、有害裂缝、缺棱掉角，飞边等缺陷，麻面面积不得大于管片面积的5%,并保证止水槽、注浆孔等构件位置、尺寸等均符合计要求。日生产每15环应抽取1块管片进行检验，允许偏差和检验方法应符合下表规定：表2 管片允许偏差和检验方法项目允许偏差(mm)检验工具检验数量宽度士1卡尺3点弧、弦长士1样板、塞尺3点厚度+3、-1钢卷尺3点每生产200环管片后应进行水平拼装检验1次，其允许偏差和检验方法应符合下表规定：

表3 管片水平拼装检验允许偏差和检验方法项目允许偏差（mm）检验频率检验工具环向缝间距2每缝测6点塞尺纵向缝间距2每缝测2点塞尺成环后内径±2测4条（不放衬垫）钢卷尺成环后外径+6、-2测4条（不放衬垫）钢卷尺管片储存与运输管片存储场地必须坚实平整。管片可采用内弧面向上或单片侧立的方式码放，每层管片之间应正确设置垫木码放高度应经计算确定。管片运输过程中，管片边角及与硬物接触处需加设垫木等缓冲设施。管片的防水材料粘贴及吊装负环管片排列（含0环）根据施工图纸，始发井内净尺寸为长12.3mx宽7.5m,即端头井纵向长度为12.3m。在安装反力架后（反力架宽度0.7m）,端头井须拼装负环管片的长度为11.6m。而设计要求0环管片应进入结构洞圈400mm〜800mm,故临时管片的实际拼装长度为11.2m~10.8m。经过计算，临时环管片拟选用10环1.2米管片，其总长度为10x1.2m=12m为便于负环拆除，管片拼装时，将在反力架与负环管片之间填充100mm砂袋。那么图7袋。那么图7:负环管片拼装示意图负环管片拼装在拼装负环管片前，首先应在盾构机盾尾壳体上焊接3〜4道厚度为25〜30mm的钢板，以保证盾构管片基本位于盾构壳体中心位置。所有负环管片均采用通缝拼装，螺栓连接应牢固。在负环拼装和掘进过程中，应在负环管片外侧对负环进行顶撑，以防止变形。负环管片均采用闭合环拼装，不留缺口。洞门凿除凿除的位置本区间上下行线各有1个洞门需要在始发前将洞门端头围护结构进行凿除。洞门围护结构型式均为厚800地下连续墙。凿除洞门采用人工风镐的方法。洞门凿除方法洞门砼分批拆除，先凿除2/3,留1/3钢筋混凝土。洞门凿除采用人工风镐施作，凿除大部分混凝土和钢筋，剩余部分待盾构机刀盘抵达混凝土桩前约0.3〜0.5m时迅速凿除，凿除顺序见下图。待盾构机推进时迅速割除钢筋，尽量缩短洞门士体无支撑时间。凿除的方法采用先凿除上下左右四周混凝土和割断钢筋，然后通过倒链把墙体拔出。说明：洞门凿除顺序严格按照图示分块进行。图7:洞门分块及凿除顺序示意图洞门凿除顺序第一次凿除时按先上后下、先中间后两侧的顺序进行。洞门凿除过程的应急措施:发现有异常情况后，迅速用木板和钢管打孔穿插土体加固，不出现漏水为止，防止土体坍塌然后尽快从围护墙外进行注浆加固。若土体压力较大时，迅速用预先制作好的钢筋网片与围护结构的钢筋焊接一起后用木板和钢管支撑稳定。然后在围护结构外围进行注浆加固，同时在洞门里面进行注浆加固。出土及管片吊运方案由于本次掘进可以利用后出土口直接进行大土斗出土方案，因此试掘进和正常掘进的出土和管片吊运方式相同即：出土、下管片位置为后出土口，由45t龙门吊完成18m3土斗的吊运出土、下管片。详见《盾构管片吊装与渣土运输专项施工方案》八、盾构初始掘进盾构推进前为减少盾构的推进阻力在盾构基座轨道面上涂抹牛油；为避免刀盘上的刀头损坏封门密封装置，在刀头和密封装置上也要涂抹油脂。进行全面的施工监测准备，对隧道沿线一定范围的地表、建筑物、以及盾构将要穿越的需保护的管线布置变形监测点。目的任务通过初始掘进，完善施工组织设计方案；完善盾构施工各个工种工序岗位的操作规程、作业工法；通过施工监测反馈回的数据及分析成果，总结出最佳掘进参数，包括推进力、推进速度与螺旋输送器转速的关系、刀盘转速、土压力上限下限值，掌握控制土体沉降的方法。平衡压力值的设定平衡压力的设定是土压平衡式盾构机施工的关键，维持和调整设定的压力值又是盾构推进操作中的重要环节，这里面包含着推力、推进速度和出土量三者之间的关系，对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用，所以在盾构施工中要根据不同土质和覆土厚度、各类地面建筑物的情况，并配合监测信息的分析，及时调整平衡压力值的设定。土仓内土压力一般通过装置在密封土仓内的土压计检测读出，通常较为合适的士压力P0范围是：（水压力+主动土压力）<P0<（水压力+被动土压力）P0以相应的静止土压力为中心在此范围内作波动。土压力P0设定与管理方法为：首先经过理论估算，再根据施工经验判断，确定一个较理想的P0值；在盾构掘进施工中精心操作，认真量测，以便准确、及时的反馈信息，根据出土量与地表沉降数据对P0作相应调整；对一定P0值进行动态管理，以适应连续推进情况。施工中按照地质勘查资料提供的地质情况及隧道埋深情况，从理论上计算切口的平衡压力值，在100m时推进过程中逐步调整，并综合分析后以最优的平衡压力值进行施工。根据地质勘查资料提供的地质情况及隧道埋深情况理论计算切口平衡压力得到：正面平衡压力：P=kk0YhP：平衡压力（包括地下水）丫：土体的平均重度，取19kN/m3h：隧道埋底部埋深，取15m为例k0：土的侧向静止平衡压力系数，取0.5-0.6k：修正系数1.1—1.3代入公式得：P=0.164MPa盾构在掘进过程中均可参照以上方法来取得平衡压力的设定值。具体施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据进行不断的调整。推进出土量的确定根据盾构机直径计算，每环理论出土量：Q=3.14x3.135x3.135x1.2=37m3在施工过程中，应根据实际的地面变形值来调节出土量，以满足规范要求。盾构推进出土量控制在98%〜100%之间，所以每环实际出土量应控制在36.3〜37m3（未考虑渣土改良）。当注入膨润土泥浆对渣土进行改良时，出土量应为理论出土量加上渣土改良注入量。推进速度值的设定盾构推进速度设定时必须考虑地质条件、地面建筑物影响以及施工进度等因

素。正常施工时可设定为3〜4cm/min,当遇到砂性土或地面有建筑物时推进速度应减慢，可设定为1〜2cm/min。注浆压力与注浆量的设定注浆压力同步注浆时要求在压入口的压力大于该点的静止水压力和土压力之和，做到尽量填补而不是劈裂。注浆压力过大，管片外的土层将会被浆液扰动而造成较大的后期地层沉降即隧道本身的沉降，并易造成跑浆。而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，也会使地表变形增大。参考经验，其压入口的压力一般为1.1-1.2倍的静止土压力，压力控制在0.2-0.5MPa,注浆示意如下图：劈裂填充浆液填充与劈裂示意图注浆量浆液填充与劈裂示意图盾构机开挖直径：巾6.27m;管片外径：巾6.0m每推进一环的建筑空隙为：V=n(6.27x6.27-6.0x6.0)/4x1.2=3.12m3此数为每环理论注浆量，但考虑到盾构推进过程中的纠偏、跑浆和注浆材料收缩等因素，根据工-太盾构区间在全断面砂层施工掘进的经验，注浆量一般为理论注浆量的170%—250%左右即6.15—8.7m3,并通过地面变形观测来调整。8.5.3注浆配合比初始掘进同步注浆采用双液注浆，浆液理论配合比如下(根据实际施工情况可作相应调整):

水泥膨润土缓凝剂水水玻璃水300Kg200Kg5.0Kg800L70L30LA液（1000L）B液（100L）九、安全保证体系及措施按照国家和哈尔滨市的有关规定，我项目部将把安全工作放在项目管理的首位。建立、健全安全保证体系，有针对性的采取措施，实现安全生产的目标。㈠、保证体系1、建立健全项目部安全保证体系建立健全项目部安全保证体系是整个施工顺利实施的保障，是确保XX质量和工期的前提。建立完善地安全体系项目经理部成立以项目经理、副经理、总XX师为首的安全领导小组，组织领导安全施工管理工作，积极推动全面安全管理工作的深入开展。建立健全的自检制度项目经理部建立二级安全管理体系，项目经理部设质量安全监察部，施工班组设专职安检员、兼职安检员，分别实施检查任务，同时认真接受外部监督。2、落实安全生产责任制开工前建立以岗位责任制为中心的安全生产责任制，制度明确，责任到人，奖罚分明。⑴项目经理是安全生产的第一责任人，对整个施工过程的安全负全部责任。⑵工区主任对主管工区安全生产负责，对整个工区施工过程的安全负主要责任。⑶质安部主管负责组织安全操作规程细则、制度的编制和审核，安全技术交底、制定切实可行的安全技术措施，组织施工人员学习并落实。⑷各施工管理人员对分管施工范围的施工安全负责，认真落实安全操作规程细则、制度、措施。3、安全基础工作规章制度⑴贯彻执行国家安全生产、劳动保护方面的方针、政策和法规，对职工进行安全教育，牢固树立“安全第一”的思想，坚持“安全生产、预防为主”的方针。⑵项目经理是安全第一责任人，主管施工生产的项目副经理是安全生产直接责任人，项目总XX师对劳动保护和安全生产的技术工作负责。经理部设安全生产领导小组，并设专职安全检查XX师，现场设专职安全员，工班设兼职安全员，各作业点设有共青团“安全监督岗”和党员“建岗创区”活动。⑶成立综合治理办公室，派出所所长兼任办公室主任，负责防爆、防火、防洪、防盗，禁止黄、赌、毒，以及XX保卫等工作。⑷根据施组和XX实际情况，编制详细的安全操作规程、细则，并制定切实可行的安全技术措施，分发至工班，组织逐条学习、落实，抓好“安全五同时”（即：在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时，计划、布置、检查、总结、评比安全工作）和“三级安全教育”。⑸严格执行交接班制度，坚持工前讲安全、工中检查安全、工后评安全的“三工制”活动。坚持每周一的安全活动日活动。⑹每一工序开工前，做出详细的施工方案和实施措施，报监理审批后，及时做好施工技术及安全工作的交底，并在施工过程中督促检查，严格执行。坚持特殊工种持证上岗。⑺坚持定期安全检查制度。项目部每月检查一次，工区每半个月检查一次，工班每周检查一次，发现不安全因素，立即指定专人限期整改。⑻实行安全生产与经济利益挂钩，对安全生产好的个人和班组给予重奖，对违章指挥、违章操作忽视安全的行为给予重罚，对造成安全事故者视其情节严肃处理。施工安全教育⑴加强安全教育，提高员工的安全意识，树立安全第一的思想，培养安全生产所必须具备的操作技能。⑵做好职工的定期教育及新工人（包括民工）、变换工种工人、特种作业人员的安全教育，新进场工人（包括民工）未经三级安全教育，不得上岗。新工法、新工艺、新设备、新材料及技术难度复杂的作业和危险较大的作业，要进行专门的安全教育，采取可靠的保证措施。⑶所有技术工种人员必须持证上岗。具体安全措施⑴所有施工人员必须戴安全帽，特殊工种按规定佩戴防护用品。⑵做好施工现场的生活、生产设施布置，合理安排场地内临时设施，做到封闭施工，建立防洪、防火组织，配齐消防设施，制订“三防”措施和管理制度，使防洪、防火落实到实处。⑶靠近施工现场的道路，设置明显警告标志。加强车辆养护与维修工作，搞好各种机动车辆的管理，严禁违章开车，各种车辆严格遵守交通规则，保证行车安全。⑷夏季露天作业，合理安排工时，防止施工人员中暑。⑸搞好安全用电，场内架设电线应绝缘良好，悬挂高度及间距必须符合安全规定。⑹提升系统各部位必须专人定期检查,并严格按操作规程操作。⑺竖井设围栏防护，梯子间和提升间加防护墙隔开。严禁从井上向井下直接扔物、具等，所有经竖井下放的东西必须通过提升系统。⑻加强各类量测管理工作,搞好量测信息反馈,通过量测指导施工。⑼加强用电管理。切实执行照明、高压电力线路的架设标准，保证绝缘良好。各种电动机械和电器设备均设置漏电保护器，确保用电安全。㈡、安全防范重点与措施1、安全防范重点根据本项目XX特点，安全防范重点有以下七个方面(1)防高处坠落事故；(2)防既有建筑物出现严重变形、开裂、倒塌事故；(3)防触电雷击事故；(4)防机械伤害事故；(5)防有轨运输交通事故；(6)防缺氧窒息事故；(7)防电瓶车溜车、滑车事故。特别防范的安全事故：(1)出碴、进料水平和垂直运输安全事故，电瓶车溜车安全事故；(2)举重臂伤人事故；(3)化学材料、注浆材料伤人事故；(4)作业区空气污染事故；(5)气压作业时减压增压事故；(6)油管爆裂事故；(7)泥浆污染事故。2、安全防范措施针对盾构法施工在特定的地质条件和作业条件下可能遇到的风险问题，施工前必须仔细研究并制定防止发生灾害的安全措施。施工准备⑴为确保盾构施工的安全，必须在各作业点之间设有便捷可靠的通讯设备。⑵盾构施工前应编制施工安全作业规程。⑶做好环境调查。⑷施工前应作全面的安全技术交底。⑸运输设施的运输能力应与盾构施工所需的材料、设备供应量相适应。所有的起重机械、机具要按安全规程要求定期检查维修与保养。起重安装作业起重安装作业安全事项见第12.2.4节起重安全措施部分。电瓶车操作⑴电瓶车司机必须经过培训，工作时必须持证上岗，做道定人、定岗、定责。⑵电瓶车司机与调车员必须严格执行设备安全操作规程。⑶司机交接班时，必须仔细检查机车状态，确认完好。⑷行车司机服从指挥调度，不得超速，过岔道口、遇障碍物时制动减速并鸣笛示意。⑸电机车运行前后连接必须确认车闸正常，严禁带病运行。⑹平板车与前后连接安全可靠，除了有正规的连接锁，下部还有保险连接。⑺电机车严禁无措施的随意搭乘人员，发生违章将作严肃处理。⑻指挥施工机械作业人员，站在通视安全地点，并明确规定指挥联络信号。⑼电机车运行时的各类物件必须放置稳妥，捆绑安全，严禁超长超限。⑽司机不准擅自离开岗位，运行中严禁手头角伸出车外，司机在离开岗位时必须排档为零，切断电源，扳紧车闸。电瓶车防溜、防滑措施⑴机车加装棘轮制动系统在管片运输与土方运输电瓶车机车的梭矿车上安装两套棘轮制动装置（见右图），其工作原理是当电瓶车牵引梭矿车在线路或轨道坡度较大地段出洞运行时，为了防止电瓶车机头突然断电发生溜车事故，由机车调车员或司机在出洞前将棘爪杆放下，使机车只能朝上坡段前进。一旦在机车出洞机头出现故障或突然断电、气刹车失灵、脱钩时，棘轮将梭矿四轮卡死，以杜绝上坡时的溜车。梭矿图9:有轨运输棘轮制动装置示意图⑵加装保险钢丝绳在正常情况下机头与梭矿，梭矿与梭矿之间用一根拖杠销接，但因为盾构区间隧道均为大坡度上下坡施工，为了防止上下坡运输时拖杠出现任何意外，再用一根C32mm的钢丝绳连接，起到双层保险作用。⑶加装防溜车挂钩在运行的电瓶车机头前加装一防溜车挂钩，并在进洞接近两百米时将所有钢轨接头处安装一根钢丝绳，一旦电瓶车（机头）刹车系统失灵时，由操作司机放下挂钩，当电瓶车（机头）滑行到钢轨钢丝绳处时，挂钩钩住钢丝绳，使车辆停止滑行。此时调车员快速下车打开防倒转棘轮开关，车轮下放置铁鞋，然后更换车头。（见下图））一'TOC\o"1-5"\h\z钢丝绳. 电瓶车驾驶室 ）匚 /L ।I, Y图10:有轨运输防溜车挂钩装置示意图盾构掘进⑴严格执行盾构机安全操作规程。⑵掘进时，不得在设备运转过程中检修设特别是皮带机、注浆泵、空压机及电器设）等。⑶进入刀盘时，必须按人仓进出安全作业指导书的程序执行。⑷管片安装过程中，举起的管片下严禁有人作业。⑸掘进时，隧道内有良好的通风，以满足安全作业的各方需要。管片拼装⑴管片拼装落实专人负责指挥，盾构机司机按照指挥人员的指令操作，严禁擅自转动拼装机，以免发生伤亡事故。⑵举重臂旋转时，严禁施工人员进入举重臂活动半径内，拼装工在管片全部定位后，方可作业。⑶拼装管片时，拼装工必须站在安全可靠的位置，严禁将手脚放在环缝和千斤顶的顶部，以防受到意外的伤害。⑷举重臂必须在管片固定就位后，方可复位，封顶拼装就位未完毕时，人员严禁进入封顶块下方。⑸举重臂旋转时，盾构司机必须看清旋转半径内的人员，并鸣号警示。⑹举重臂拼装端头必须拧紧到位，并定期检查磨损情况，对内丝口损坏的管片必须采取可靠的措施方可使用。安全用电⑴施工现场内临时用电的安装和维修必须由专负责完成，非电工不准拆装电气设备。⑵严格执行电气安装、维修技术规程，认真贯彻JGJ-4688”施工现场临时用电安全技术规范。⑶操作人员正确使用防护用品（安全带、绝缘鞋、绝缘手套、工作衣等）。⑷电工高出作业时，严禁向下抛掷物品，应采用绳子上下传递物品。⑸检查、维修配电箱时，必须将其前一级相应的电源开关闸断电，并悬挂“禁止合闸、有人工作”等标志牌。⑹高压电气设备和线路上的作业，必须由专业人员操作。起重安全措施⑴起重安装作业前清除工地所经道路的障碍物，做到工地整洁、道路畅通。⑵吊运机械使用前对钢丝绳、卡具等进行检查验收，符合要求时才使用。⑶起重挂钩工必须掌握统一规定信号、手势的表达，做到正确、洪亮和清楚，作业时必须鸣口哨。⑷起重挂钩工必须在上班前严格检查吊运使用的钢丝绳、索具、卸克，发现不符合安全使用规定的索具、卸克立即更换。⑸起重挂钩工必须严格执行“十不吊”并遵守“吊物下严禁站人”制度。各种起重机械起吊前，进行试吊。⑹起吊时必须按照规定的统一信号发出信号以警示人员及时避让。⑺吊运散件必须用索具及箱体，吊运检查安全可靠后，方可进行吊运工作。⑻起吊重物时，吊具捆扎牢固，以防滑脱。⑼在起吊时，司机认真操作，严禁吊斗撞击工作井内设施，吊机停止作业时，应安全制动，收紧吊钩和钢丝绳。⑽夜间施工有充足的照明，遇到暴雨、大风、地面下沉等情况时停止吊运。机械安全措施⑴严禁无证人员上岗进行机械操作。⑵机械操作人员严格按照操作规程运作机器，不得违规操作。⑶机械操作司机对机械的各个传动部分、操作控制部分经常检查，发现异常情况必须马上报告设备部门及有关人员维修，严禁行车带病工作。⑷爱护机械设备，做好机械的保养和清洁工作。⑸在机械运作范围内严禁非机械操作人员滞留。⑹机械设备在施工现场停放时，选择安全的停放地点，夜间专人看管。⑺做好机械运作记录，根据记录和操作经验，有预见性的对机械运作提出保养和故障排除预案。⑻定期组织机电设备、车辆安全大检查。3、突发事故防范措施事故应急预案隧道盾构法施工是一项风险性较大的施工方法，国家建设部将隧道施工评估为高风险的行业，盾构施工人机交错的特征十分明显，起重伤害、电机车伤人、机械伤害、高处坠落等多种事故发生的可能，始终贯穿着施工的全过程。盾构法施工周期长、机械设备高频率运转等客观因素注定了安全管理监控具有较高的难度。盾构施工工艺的分部分项工序流程达到十几个，覆盖面相当的广，其中有多个部位被列为安全重点部位。为处理好盾构施工中的安全事故，并在必要时对事故发生区进行紧急支援救助，按照本小组主要部门的职责，制定本预案，高效、有序地组织事故救援工作，最大限度的减少人员伤亡和财产损失，维护正常的工作秩序.突发事件应急预案突发事件根据事件的对象、性质、损失程度、可预见和可控程度进行等级划分，对各类事件主要从管理和组织上采取对策，制定预防措施和预备方案十分必要。根据本XX区间隧道、施工现场周围的环境情况，制定施工过程中突发事件的应急措施。⑴地面沉降不合理，对管线、建筑物带来危害施工中加强施工监测，并将监测数据及时反馈到施工中，对沉降异常或沉降接近限值的管线做加固处理。⑵突发停电施工前与电力部门协商，遇停电情况提前3天预通知项目部，项目部提前做好应急准备，做好防范措施。另外，项目部配备250KW发电机一台，在突然停电的情况下启动，事先与关键用电部位连锁连接，以便在突然停电时，满足龙门吊自稳、隧道照明、水泵抽水、通风机等用电部位正常工作。⑶隧道塌方、洞门土体塌方洞门凿除前，先对预加固土体进行取芯检测，达到设计要求方可凿除洞门。另外，在洞门凿除前，应先打水平探孔，观察土体自立性及防水性，确保土体自稳、无渗水时方可进行全断面开凿。做好事先检测的前提下，还需准备好相关应急物资，如型钢、方木等塌方时支撑无，数量尽可能多备；准备沙袋，以便在发生塌方时及时填堵；准备注浆设备及相关双液浆材料，以便用水时及时注浆堵漏等措施。应急指挥小组组成和职责⑴项目部应急小组组成人员紧急联络的方法：组长：副组长：抢救负责人：安质负责人：后勤负责人：物资负责人：设备负责人：技术负责人：⑵职责范围及分工正副组长按照本应急预案件规定的职责，负责召集事故处理小组会议组织开展抢救工作，根据上级领导指示部属应急工作及相关的其他工作，参加事故的善后处理。包括对事故的分析调查，对伤者及家属的慰问工作。盾构掘进过程中突发险情的预案盾构隧道过临近建筑物时的应急预案⑴项目部成立应急领导小组，由一名项目副经理任组长，小组成员由项目部各部门负责人参加，各部门选择有责任心的人参加应急小组。提前对可能出现的险情制定应急方案，预备应急物资，并事先和建筑物业主建立有效的联系，一旦出现险情，应急小组人员立即就位，各负其责，立即组织实施应急方案，排除险情。对出现严重险情或有其趋势的房屋，迅速将建筑物内人员疏散，设置安全警戒线，严禁其它人员进入警戒范围内，并马上组织对房屋进行加固。⑵针对建筑物自身结构情况和以往施工经验，确定盾构通过建筑物监测的主要控制标准和采取的相应措施。螺旋输送机发生喷涌时的预案盾构通过砂层、富含水地层时螺旋输送机易出现喷涌，应采取以下措施防止喷涌出现：⑴螺旋输送机设计为中轴式；⑵采用土压平衡模式掘进参数⑶加入高浓度泥浆或泡沫，改善土体的和易性，使土体中的颗粒和泥浆成为一整体。若盾构掘进中发生意外，出现喷涌现象后采取以下措施来处理：⑴立即关闭螺旋输送机的后门，适当向前掘进，使土仓内建立平衡。⑵通过刀盘的转动，将土仓内的土体搅拌均匀。⑶然后才将螺旋输送机的后门慢慢打开，开门度为10〜30%,边掘边出土，始终保持土仓内压力稳定。⑷掘进过程中向土仓内注入泡沫剂、膨润土等提高碴土的流动性和止水性，同时在螺旋输送机出口栓接保压泵碴装置建立土压平衡状态。人员进入土仓带压作业的预案施工组织中预先安排了换刀和检查工作面状况的地点，并在盾构到达该地点之前进行土体加固，确保地层稳定，在土仓内不必带压作业。但在土压平衡模式下掘进期间，遇到特殊情况，需要更换刀具、检查工作面状况及排除意外故障时，人员需要在土仓内带压作业。⑴入闸构造和功能人闸由主舱和预备舱组成，两舱被压力门分隔开。主舱利用法兰与中间舱进行连接，中间舱直接焊接在压力密封隔板上，主舱通过密封隔板上的一扇门可以进入土仓。预备舱从侧面与主舱连接在一起，使得进入预备舱必须首先通过主舱才能实现。预备舱用于在压缩空气起作用的过程中向内或向外传送工具以及应急。根据舱的大小，主舱可以进3人，材料舱可以进2人。主舱和预备舱都是分开操作的，内部都配有通讯系统、排气阀和通风阀、时钟、气压表、温度计、供暖等设备。排气阀和通风阀只在意外情况发生后人员被堵在里面时使用；正常情况下，进出入闸都有舱门负责人