金金区间始发、掘进、到达方案（专家意见修改版）

福州地铁5号线土建2标1工区金金区间盾构始发、掘进、到达安全专项施工方案

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目录

一、编制依据.....................................................................2

二、编制目的......................................................................2

三、适用范围......................................................................2

四、工程概况......................................................................3

4.1工程简介..............................................................................3

4.2工程地质、水文地质情况...............................................................3

4.2.1地形地貌..........................................................................3

4.2.2线形线路..........................................................................4

4.2.4水文地质..........................................................................5

4.2.5主要不良地质......................................................................6

4.3区间环境情况..........................................................................6

五、盾构施工难点及应对措施.......................................................8

5.1盾构始发难点及应对措施...............................................................8

5.2盾构掘进难点及应对措施...............................................................9

5.2.1盾构穿越建（构）建物..............................................................9

522盾构掘进防止刀盘结泥饼...........................................................10

5.2.3穿越有毒有害气体.................................................................13

5.3盾构到达难点及应对措施..............................................................14

5.3.1装置变形.........................................................................14

5.3.2接缝渗漏.........................................................................14

5.3.3盾构机出洞精度要求高.............................................................14

六、盾构机性能参数...............................................................14

6.1盾构机刀盘结构.......................................................................14

6.1.1S812刀盘........................................................................14

6.1.2DZ377刀盘.......................................................................16

6.2盾构机主要性能参数..................................................................17

6.2.1S812盾构机......................................................................18

6.2.2DZ377盾构机.....................................................................21

七、盾构始发准备.................................................................30

7.1技术准备.............................................................................30

7.2人员准备.............................................................................30

7.3设备准备.............................................................................30

7.4材料准备............................................................................30

7.5作业条件准备........................................................................30

7.7物资材料准备........................................................................31

7.7场地准备............................................................................33

7.7.1金环路站盾构始发场地平面布置图...................................................33

7.7.2工作井及出土口...................................................................33

7.7.3施工道路和场地硬化...............................................................34

7.7.4生产施工、办公用房..............................................................34

7.7.5龙门吊...........................................................................34

7.7.6浆液搅拌站.......................................................................34

7.7.7渣土池...........................................................................34

7.7.8排水系统.........................................................................34

7.7.9盾构供排水.......................................................................35

7.7.10沉淀池.........................................................................35

7711管片等材料堆场...................................................................36

7.7.11其他............................................................................36

八、盾构始发施工.................................................................37

8.1施工工艺流程.........................................................................37

8.2盾构始发施工顺序.....................................................................37

8.3盾构始发、到达端头加固..............................................................37

8.4始发架定位..........................................................................39

8.5盾构机下井组装调试..................................................................40

8.6反力架安装、反支撑..................................................................40

8.6.1反力架位置确认...................................................................40

8.6.2反力架验算受力分析校核..........................................................42

8.7洞门凿除............................................................................51

8.7.1降水实验.........................................................................51

8.7.2水平探孔.........................................................................51

8.7.3洞门凿除方法.....................................................................52

8.8洞门防水装置安装....................................................................55

8.8.1密封、防水装置...................................................................55

8.8.2安装顺序.........................................................................56

8.8.3安装注意事项.....................................................................56

8.8.4导向钢轨施工.....................................................................56

8.9负环管片拼装.........................................................................57

8.9.1负环管片加固方案.................................................................57

8.9.2拼装点位及类型...................................................................58

8.9.3支撑垫块的加设...................................................................58

8.9.4-8环管片的定位..................................................................58

8.9.5邻接块的安装.....................................................................58

8.9.6负环管片的螺栓与防水材料.........................................................58

8.10轨道铺设...........................................................................59

8.10.1站台内轨线铺设..................................................................59

8.10.2入洞后轨线铺设..................................................................59

8.11施工运输...........................................................................60

8.11.1洞内水平运输....................................................................60

8.11.2垂直运输........................................................................61

8.11.3渣土外运........................................................................61

8.11.4电瓶车隧道运输要求及注意事项....................................................61

8.12盾构机始发掘进模式.................................................................62

8.12.1初始掘进前的准备工作的确认......................................................62

8.12.2始发或到达条件核查..............................................................63

8.12.3盾构机掘进段划分................................................................64

8.12.4掘进主要参数准备...............................................................65

8.12.5始发掘进阶段的掘进程序..........................................................66

8.13始发掘进与注浆.....................................................................66

8.13.1始发段掘进基本参数..............................................................66

8.13.2始发段注浆.....................................................................67

8.14始发掘进技术要点...................................................................68

8.14.1始发掘进要点....................................................................68

8.14.2防止盾构旋转措施................................................................68

8.15盾构试掘进管理控制要点.............................................................69

8.15.1开挖面的土压力管理..............................................................69

8.15.2切削土量的管理..................................................................69

8.15.3推进速度与推力..................................................................69

8.15.4盾构机姿态控制要点..............................................................70

8.15.5管片拼装的质量控制..............................................................70

8.15.6同步注浆和二次注浆..............................................................71

8.15.7始发段渣土改良.................................................................71

九、盾构掘进施工...........................................................72

9.1掘进参数设定及优化..................................................................72

9.2土仓压力控制........................................................................75

9.3出土量控制..........................................................................76

9.4盾构姿态控制及调整..................................................................77

9.5沉降的控制...........................................................................79

9.6管片拼装............................................................................80

9.6.1管片拼装流程图...................................................................80

9.6.2管片拼装施工工艺.................................................................80

9.6.3管片拼装控制标准.................................................................82

9.6.4管片拼装注意事项................................................................83

9.7负环管片及反力架拆除................................................................83

9.7.1负环管片拆除.....................................................................84

9.7.2负环管片、始发托架及反力架拆除步骤...............................................84

9.8同步注浆............................................................................85

9.9二次注浆............................................................................87

9.9.1二次注浆流程图...................................................................87

9.9.2二次注浆施工工艺.................................................................87

9.9.3二次注浆结束标准................................................................88

9.9.4二次注浆注意事项................................................................88

9.10渣土改良...........................................................................88

9.11隧道通风...........................................................................89

9.12管线布置...........................................................................89

9.13施工监控量测.......................................................................90

9.13.1控制网复核......................................................................90

9.13.2施工测量........................................................................90

9.13.3施工监测........................................................................92

十、盾构机到达施工.........................................................93

10.1到达前施工准备.....................................................................93

10.2施工流程...........................................................................94

10.3盾构机到达掘进模式.................................................................94

10.3.1掘进速度控制...................................................................94

103.2注浆控制........................................................................94

10.3.3盾构姿态控制...................................................................94

10.3.4测量控制.......................................................................95

10.3.5洞门监测.........................................................................95

10.4到达段掘进及钢套筒接收方案.........................................................95

10.4.1钢套筒的组成....................................................................95

10.4.2钢套筒的安装及试压.............................................................98

10.4.3钢套筒安装过程控制要点.........................................................104

10.4.4盾构机到达掘进及控制要点......................................................104

10.5钢套筒、盾构机吊拆................................................................106

10.5.1钢套简吊拆流程.................................................................106

10.5.2钢套筒吊拆注意要点.............................................................106

10.6钢套筒安装、吊拆注意事项..........................................................107

10.7到达时同步注浆....................................................................107

10.8到达洞门二次注浆..................................................................107

10.9洞门凿除（到达恻）...................................................................108

10.10到达段施工工期安排...............................................................108

十一、资源配置............................................................109

11.1劳动力组织.........................................................................109

11.2设备、材料配置....................................................................110

11.3施工计划...........................................................................112

十二、监控量测............................................................113

12.1监测项目...........................................................................113

12.2监测控制标准.......................................................................113

12.3监测要求...........................................................................114

12.4反力架变形监测....................................................................115

十三、安全保证措施.......................................................117

13.1安全保证体系.......................................................................117

13.2安全管理架构......................................................................117

13.3安全技术措施.......................................................................118

13.4施工机械安全控制措施..............................................................119

13.5吊装安全控制措施...................................................................120

13.6用电安全控制措施...................................................................120

13.7防台风安全控制措施................................................................121

十四、质量保证措施....................................................................122

14.1质量保证制度......................................................................122

14.2度量保证技术措施..................................................................122

14.3管片质量保护措施..................................................................123

14.4防水质量控制措施..................................................................124

十五、文明施工、环境保护及职业健康保证措施................................125

15.1文明施工、环境保护保证措施........................................................125

15.2职业健康保证措施..................................................................125

十六、夜间施工措施........................................................126

16.1夜间施工的安全管理与控制..........................................................126

16.1.1夜间施工照明...................................................................126

16.1.2夜间施工安全注意事项...........................................................126

16.1.3高空作业其它要求...............................................................126

16.1.4夜间施工安全用电...............................................................127

16.2夜间施工安全保证措施..............................................................128

16.2.1夜间工程施工使用的机械设备....................................................128

16.2.2夜间施工机械设备总体安全要求..................................................128

16.2.3各种机械设备的安全操作规程....................................................129

16.3夜间施工质量安全保证措施..........................................................129

16.3.1基本原则.......................................................................129

16.4噪声监督控制措施..................................................................130

十七、应急预案.......................................................................131

17.1应急处置基本原则..................................................................131

17.2组织机构...........................................................................133

17.3预防及预警.........................................................................135

17.4信息报告程序......................................................................135

17.5应急措施..........................................................................135

17.5.1地面突陷应急措施...............................................................135

17.5.2始发掘进时引起盾构机姿态变化大应急措施.........................................136

17.5.3盾构到达时，端头墙的“防塌”措施.................................................136

17.5.4到达段渗漏水较大，防水堵漏困难应急措施.........................................136

17.5.5始发、到达段涌水、涌砂应急措施.................................................136

17.5.6洞门破除涌水、涌砂应急措施.....................................................138

17.5.7盾尾刷损坏、漏浆应急措施.......................................................138

17.5.8火灾事故应急措施...............................................................138

17.5.9触电事故应急措施...............................................................138

17.5.10盾构机设备运转正常时停机措施..................................................139

17.5.11注浆系统故障措施..............................................................139

17.5.12推进系统故障措施..............................................................140

17.5.13电瓶车防溜车措施..............................................................140

17.6应急演练...........................................................................140

17.7应急物资...........................................................................141

17.8恢复生产及应急抢险总结............................................................141

17.9预案修订与完善....................................................................144

17.10应急救援可用资源及线路...........................................................144

附图：..................................................................................145

（金金区间盾构临建设施分布图》............................................................145

〈金金区间地质断面图》....................................................................145

福州地铁5号线土建2标1工区金金区间盾构始发、掘进、到达安全专项施工方案

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【金环路站〜金山站】盾构区间始发、掘进、到达方案

一、编制依据

(1)《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2017)；

(2)《地下铁道工程施工及验收规范》(2003年版GB50299-1999)；

(3)《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307.2012)；

(4)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)；

(5)《建筑工程安全施工手册》；

(6)《地铁设计规范》(GB50157-2013)；

(7)《城市轨道交通设计规范》(GB50490-2009；

(8)《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308—2017)

(9)《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897—2006)；

(10)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

(11)《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)

(12)《端头加固专项施工方案》；

(13)福州市轨道交通5号线【金环路站〜金山站区间】土建工程的投标文件；

(14)福州市轨道交通5号线【金环路站〜金山站区间】详细勘察报告；

(15)福州市轨道交通5号线工程【金环路站】施工图纸；

(16)福州市轨道交通5号线【金环路站〜金山站区间】施工图纸；

(17)国家、福建省、福州市其他现行有关法规、标准、技术规范、以及环境保护、

水土保持、职业健康方面的政策和法规；

(18)我单位投入本工程的机械设备与人力资源及可调用到本工程的其他各类资源;

(19)我单位既有施工能力、技术水平以及从事同类或类似工程的施工经验

二、编制目的

(1)规范操作程序，指导现场施工，确保盾构始发、掘进、到达的顺利、安全；

(2)为盾构施工提供可行性施工经验；

(3)确保盾构施工工期的要求。

三、适用范围

本方案适用于福州地铁5号线土建2标1工区【金环路站〜金山站】左右线盾构始发、

掘进及达到施工。

四、工程概况

4.1工程简介

金环路站〜金山站区间线路大致呈南•北走向，区间设计里程为右（左）

DK21+025.210〜右（左）DK21+955.765,其中右线长930.555m,左线长913.706m（短

链16.849m），总长度1844.261m。在DK21+471.288位置设一处联络通道。

金金盾构区间隧道主要下穿0+486.69金洲南路小桥、侧穿金洲南路（K0+589.23）桥,

侧穿闽江村民房（己拆除）、卢滨路2+619桥，线路纵断面大体呈“V”字坡。隧道覆土

约11m〜19m,始发端头处覆土约11m。区间隧道主要穿越地层为淤泥质土、含泥粉中砂、

粉质粘土及淤泥夹砂。

金环路站〜金山站区间计划使用两台盾构机分别用于左右线施工。其中右线使用海瑞

克S812土压平衡盾构机，左线使用铁建DZ377土压平衡盾构机。鉴于左右线地层环境及

外部条件基本一致，此方案可同时适用于两台盾构的始发、掘进及到达施工。

按照施工总体计划，两台盾构机均由金环路站始发、金山站接收。

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图4」金金区间施工筹划图

4.2工程地质、水文地质情况

4.2.1地形地貌

福州地铁5号线金环路站〜金山站区间所在区域地貌为闽江下游冲淤积平原地貌，沿

线场地现状主要为道路、住宅小区，现状地势总体较平坦，局部略有起伏，沿线的地貌单

元以人工填土层及海积层单元为主，区间需侧穿金州南路（K0+589.23）复建桥桩基、卢

滨路2+619桥桩基及闽江村民房，下穿0+486.69金州南路小桥。

金洲南路为市政道路，管线较多，含有电力、电信、燃气、光缆、污水、雨水、给水,

地下管线条件复杂，部分管线横跨金洲南路，位于隧道的正上方。

4.2.2线形线路

金环路站〜金山路站盾构区间线路整体主要位于金洲南路下方。区间线路整体为平曲

线，最小半径为600m。

4.2.3工程地质

盾构区间里程为右（左）DK21+025.210〜右（左）DK21+955,765,隧道埋深11.06m〜

18.98,主要地层为＜2-4-4＞淤泥夹砂、＜2-5＞（含泥）中砂及＜3-4-2＞淤泥质土地层。

图4・2金金区间左、右线地层断面图

盾构始发端里程为DK21+955.765,隧道埋深为11m,左右线隧道上覆土为vl-2＞杂填

土、粉质黏土、＜2-4-4＞淤泥夹砂、＜2-5＞（含泥）中砂、＜342＞淤泥质土，隧道主

要穿越＜2-5＞（含泥）中砂地层，具体情况见下图4-3。

金金区间右线始发断面图金金区间左线始发断面图

图4・3金金区间左、右线始发断面图

盾构到达端里程为DK21+025.2103,隧道埋深为16.5m,左右线隧道上覆土为＜1-2＞

杂填土、＜2-4-4＞淤泥夹砂、＜2-5＞（含泥）中砂，隧道主要穿越＜244＞淤泥夹砂、＜2-5＞（含

泥）中砂及＜3-4-2＞淤泥质土地层，具体情况见下图4-4o

金金区间右线到达断面图金金区间左线到达断面图

图4・4金金区间左、右线到达断面图

4.2.4水文地质

本区间的地下水按埋藏条件包含上层滞水和承压水两种类型。具中承压水按赋存介质

又可分为孔隙承压水和基岩风化层孔隙承压水。

（1）上层滞水

第四系表层的人工填±。-2〉杂填土、＜1-4＞填砂和＜1-5＞填块石中地下水主要为上层

滞水，其透水性一般，填土层由于物质组成变化较大，渗透性变化大，当填土层以碎块石

为主时，富水性、渗透性较好；当填土成分主要为黏性土混少量碎石时，富水性、透水性

及渗透性相对较差。上层滞水的水位和水量随季节变化较大，雨季上层滞水水量较丰富,

枯季水量变小。该层与地表水水力联系密切，对工程和环境的影响一般。

（2）孔隙承压水

根据资料，孔隙承压水主要包括两层：孔隙承压水层组1：赋存于＜2-4-3＞淤泥粉细

砂交互层和＜2-5〉（含泥）中砂中，主要分布在隧道上方和洞身范围。孔隙承压水层组2：

赋存于＜3-2＞（泥质）粉砂、＜3存"含泥）中砂、＜4存于含泥）中砂和＜4-8＞（含泥）卵石中，

主要分布于隧道洞身范围和隧道下方。

各含水层的含水性能与砂的形状、大小、颗粒级配及黏粒含量等有密切关系，孔隙承

压水1和2属中等〜强透水层;＜2-4-4＞淤泥夹砂和淤泥夹砂中也赋存少量承压水,

其竖向透水性较差，局部水平透水性较强，属弱透水层。孔隙承压水①和孔隙承压水②之

间一般存在隔水层＜2-4-2＞淤泥质土、＜3-卜1＞粉质黏土、＜3-4-2＞淤泥质土或弱透水层

＜2-4-4〉淤泥夹砂或＜3-5-1＞淤泥夹砂，在靠近金环站端头处局部由于隔水层的缺失，两含

水层组互相联通，存在直接水力联系。根据本勘的钻探资料，孔隙承压水层组1与洋洽河

之间存在厚约2〜3nl的弱透水层＜2-4-1＞淤泥质土和＜2-4-4＞淤泥夹砂层，孔隙承压水层组

1和2与地表水联系较弱。

（3）基岩风化层孔隙承压水

基岩风化层孔隙承压水主要赋存于深部风化带＜6-1＞全风化花岗岩和强风化

花岗岩（砂土状）中。其含水性能与以上各地层中砂的形状、大小、颗粒级配及黏粒含量,

以及母岩的原生、次生节理裂隙等有密切关系。基岩风化层孔隙承压水与孔隙承压水层组

2直接相邻，存在直接的水力联系，水位相同。本工点的基岩风化层孔隙承压水埋藏较大,

含水量一般，对本工程影响相对较小。

4.2.5主要不良地质

淤泥夹砂：沿线路不连续〜零散的分布。饱和，流塑〜软塑状态。该层具高含水量,

触变性较高，压缩性高，强度低，自稳能力差的特征，其主要工程地质问题是强度低，且

在扰动后强度大大降低，会带来较大的工后附加沉降问题。另外，根据《岩土工程勘察规

范》（GB50021-2001,2009年版）相关条文分析，因软土承载力特征值低（小于80kPa）,具

有震陷的可能，因此，施工时应尽量避免对淤泥的扰动，并应进行地基处理。

淤泥质土：该层在场地范围内普遍存，多以透镜状分布于粘土层、砂层上部或中部,

湿〜饱和，软塑〜可塑，局部流塑，局部含有少量砂砾，具中一高压缩性，其强度较淤泥

高，一般不存在震陷的可能，但其强度与其它围岩相比仍较低，自稳能力仍很差，在横向

与纵向上对岩土层的均一性有一定的影响。

粉质粘土：区间内小段存在，呈黄褐色、灰黄色、灰色、等，可塑为主，湿，含铁镒

结核等氧化物，局部夹少量碎石，捻面较光滑，有光泽，无摇振反应，干强度与韧性中等,

粘性一般。本层不连续分布，厚薄变化大。

4.3区间环境情况

金金区间线路大致呈南-北走向，起点金环路站至终点金山站,隧道主要在金洲南路下

方，主要下穿0+486.69金洲南路小桥、金洲南路（K0+589.23）桥，侧穿闽江村民房（已

拆除）、卢滨路2+619桥，线路纵断面大体呈“V”字坡。金洲南路为双向六车道，车流

繁忙。道路两侧主要为摘仙苑住宅小区、中庚城住宅小区、下道村民房、闽江村民房和基

建工地等。金洲南路为市政道路，管线较多，含有电力、电信、燃气、光缆、污水、雨水、

给水，地下管线条件复杂，部分管线横跨金洲南路，位于隧道的正上方。

图4-5金环路站〜金山站区间隧道地理位置示意图

本区间沿线下穿（侧穿）管线主要有污水、雨水、电力、通讯等浅埋管线，建筑物

11栋，桥梁三座，驳岸挡墙一座，沿线管线统计见下表

沿线管线调查统计表

管线类型测点区域材质

GWC4-1-4-23DN800碎

GWC12-1-12-3DN300PVC

污水管线

GWC1-1〜1-3、GWC2-1〜2-3、

DN400PVC

GWC3-