盾构掘进与管片拼装施工组织设计.docx

盾构掘进与管片拼装施工组织设计工程名称： 地铁里程： 施工单位： 目 录1、编制说明11.1编制依据11.2 编制范围11.3 关于补充方案的说明12、工程概况32.1 工程位置及结构形式32.2 线路平纵断面情况42.3 工程环境及施工调查42.4工程地质、水文地质及补充地质钻探62.5 施工工期要求112.6主要工程数量表113、工程特点、施工控制重点及技术难点分析133.1 工程特点133.2 施工控制重点133.3 施工技术难点144、施工总体安排164.1 施工目标164.2施工总体安排165、施工进度计划及资源配置计划195.1施工进度图及进度管理195.2隧道掘进土石方开挖强度、管片生产强度与管片需求强度205.3 劳动力资源配置计划205.4 主要材料供应计划206、主要施工机械设备配置267、施工场地规划及管理307.1施工总平面布置图及说明307.2施工供电、给排水及通风347.3 盾构工作井及洞内管线布置图及说明407.4通讯及消防措施417.5 施工期间防洪措施417.6 预防地表水和地下水污染的措施418、施工现场管理448.1 施工现场组织机构448.2 项目组织管理模式说明448.3 质量、安全管理488.4 设备及材料管理488.5 现场安全保卫工作488.6 现场环境卫生498.7 精神文明建设498.8 环保措施498.9 排污方案及垃圾处理508.10 医疗与卫生措施508.11施工期间的交通组织509、盾构机529.1 盾构机选型与主要技术参数529.2盾构机各部功能649.3盾构机图纸709.4盾构机设计与制造709.5 盾构机运输、下井、安装719.6 盾构机的工地调试729.7 盾构机解体吊出及外运729.8保证盾构机正常工作的措施7210、盾构隧道掘进施工方法及技术措施7610.1 盾构隧道始发施工7610.2 盾构隧道初期掘进8010.3 盾构隧道正式掘进8210.4过矿山法隧道施工9710.5调头施工10010.6出碴进料运输系统10110.7 出土及弃土10311、管片拼装施工方法及技术措施10411.1 管片生产、储存及搬运10411.2 盾构工程中的管片选型10411.3 管片的安装10611.4隧道管片修补10711.5 管片拼装质量控制10711.6 管片安装中的注意事项10811.7 管片拼装操作安全10812、盾构隧道注浆施工方法及技术措施11012.1 注浆材料的选择11012.2 同步注浆11112.3 二次注浆11613、盾构隧道防水施工方法及技术措施11713.1 防水施工概述11713.2 盾构施工防水措施11713.3 洞门防水施工12213.4 漏水的主要主要部位、原因及其处理方案12414、地面建筑物及地下管线保护措施12614.1 地面建筑物保护12614.2 管线保护12615、施工测量12815.1 测量组织12815.2 盾构隧道测量方案12815.3 盾构掘进中的方向控制12916、施工监测13216.1 施工监测组织13216.2 监测项目和监测方案13216.3监测信息化反馈系统13216.4沉降控制措施13217、接口协调13517.1 接口协调管理组织机构13517.2 接口协调遵循的原则13517.3本标段与相邻标段及专业承包商之间的协调13617.4本标段各专业协调13717.5与本工程以外的外部协调13817.6预防接口部位安全质量问题的措施13818、施工保证措施14018.1 施工技术保证措施14018.2 工期保证措施14318.3施工质量保证措施14718.4 安全施工保证措施15118.5 文明施工保证措施1571、编制说明1.1编制依据1.2 编制范围1.3 关于补充方案的说明3）盾构机有关资料（陆续提交）4）沿线建（构）筑物调查报告（已提交）5）沿线地下管线调查报告（已提交）6）盾构隧道端头加固方案（已提交）7）管片生产方案（已提交）8）沿线重要建筑物保护方案（已提交）9）沿线地下管线保护方案（已提交）10）盾构隧道施工监测方案（已提交）11）盾构隧道施工测量方案（已提交）12）盾构机过矿山法隧道方案（将提交）13）盾构机调头方案（将提交）14）盾构机运输、下井、安装方案（已提交）15）盾构机工地调试方案（已提交）16）盾构机解体吊装方案（将提交）2、工程概况盾构隧道段盾构隧道掘进过程示意见图2-1。图2-1 盾构隧道掘进过程示意图2.1 工程位置及结构形式2.1.1 工程位置北珠江与南珠江之间。客大区间暗挖段至墩和路地势相对较高，地形起伏较大；墩和路至新滘南地形较为平坦。沿线途经厂区、城市道路及居民区，房屋密集，人口众多，道路纵横交错。2.1.2 结构形式2.2 线路平纵断面情况2.3 工程环境及施工调查2.3.1 地面建筑物及调查情况序号编 号里 程桩底距隧道顶之距位置关系(m)层数及结构型式绝对标高隧顶桩底1A063YDK7+150+2.37正上方9K-6.77-4.42A127-1YDK7+694-6.3距左149K-12.515-19.463A130YDK7+775+1.77正上方9K-13.07-11.34A132YDK7+880-11.6距右815J-13.265-25.55A173YDK8+419-1.28距左58K-7.92-9.26A177YDK8+432+0.49正上方8K-7.29-6.87A185YDK8+464+0.94距左3.58K-6.565-5.638A186YDK8+469+1.635正上方5K-6.115-4.489A139-18YDK8+502+2.12正上方2K-4.92-2.810A139-18附属YDK8+543+1.85正上方4K-4.35-2.510A188YDK8+480-5.6距左67K-6.373-11.9811A139-20YDK8+562+0.59正上方3K-2.79-2.212A191YDK8+633-0.08距左44K-2.12-2.213A192YDK8+633+0.78正上方4K-1.98-1.214东风二小YDK8+251-0.345正上方6 K-12.235-12.582.3.2 地下管线及调查情况地下管线调查情况详见地下管线调查报告。2.3.3 施工场地条件客大盾构区间盾构隧道右线施工利用大塘站北端施工场地。大塘站施工场地位于新滘南路北侧，可作为生产、办公、生活区，其中临时出土进料口处的场地将与大沥区间施工单位共用，根据大塘站施工进度和安排，场地提供分阶段进行。2.3.4 施工场地周边交通大塘站盾构施工场地位于新滘南路旁边，从施工场地南侧出门后可直接上新滘南路，交通方便；施工对新滘南路交通影响较小，施工期间仍需做好施工车辆与当地交通的疏解，确保场地周围交通正常运转。但大塘站北端离居民房屋较近，道路很狭窄，盾构机进场条件相当苛刻，施工期间需安排好盾构机运输车辆及大型吊机的进出。2.4工程地质、水文地质及补充地质钻探以下的工程地质、水文地质依据广州市轨道交通三号线详细勘察阶段B标段岩土工程勘察客村至大塘区间岩土工程勘察报告概括。2.4.1工程地质人工填土层(Q4ml)：主要为杂填土、素填土等，色杂，主要由建筑与生活垃圾、粉质粘土夹粉细砂组成，欠压实，一般厚1.84m。淤泥或淤泥质土 (Q4mc)：深灰色、灰黑色，软塑流塑，粘性强，略具臭味，含朽木及贝壳，局部含粉细砂及夹薄层粉细砂，一般厚0.62.2m， N=12击/30cm。主要分布于区间尾部YDK8+450与大塘站。淤泥质砂 (Q4mc)：深灰色，以粉细砂为主，局部为中砂，含约30%淤泥或淤泥质成分，松散饱水，有泌水现象，厚1.8m，为特殊地质。中、细砂（Q3al+pl）：灰白、黄褐色，松散，局部稍密中密，饱和，以中砂、细砂为主， N=426击/30cm。区间局部有分布，厚0.84.9m。粉质粘土（Q3al+pl）：灰黄色为主，可塑，局部为硬塑，结构性好，粘性较强，局部为粘土、粉土。N=424击/30cm，厚0.74.5m。淤泥质粘土（Q3al）：灰、深灰色，软塑流塑，粘性强，略具臭味， N=12击/30cm。厚0.72.6m，为特殊地质。可塑或稍密状残积土（Qel）：以粉质粘土为主，红褐色、褐黄色，可塑，厚1.19.7m，N=717击/30cm。多为弱中等膨胀土，为特殊地质。硬塑或中密状残积土（Qel）：以粉质粘土为主，局部为粉土或粘土，棕色、红褐色，呈块状，厚0.512.6m，N=1729击/30cm。遍布于基岩面上，多为弱强膨胀土，为特殊地质。岩石全风化带（K2s1、K1b2、K1b1）：褐红色、紫红色，已风化成土状，岩石组织结构已基本破坏，但尚可辨认，岩芯呈土柱状，硬塑坚硬，手捏呈碎屑或碎块状。厚0.215.6m，N=3055击/30cm。多具弱强膨胀性，遍布于残积土底下，为特殊地质。岩石强风化带（K2s1、K1b2、K1b1）:岩性为泥质粉砂岩、细砂岩为主，夹粗砂岩，褐红或紫红色，已风化成半岩半土状，岩石组织结构已大部分破坏，但原始构造清晰，岩芯呈碎块或短柱状，风化裂隙发育，岩块用手可掰断。单轴极限饱和抗压强度f=0.52.1MPa。一般厚129m，遍布于全风化带以下。岩石中等风化带（K2s1）：岩性为砂砾岩、含砾砂岩及粗砂层，褐红色或紫红色，粗砾结构，层状构造，泥质胶结，风化裂隙发育，岩芯较完整，多呈短柱状或柱状。单轴极限饱和抗压强度f=8.222.2MPa，岩石质量指标RQD=3580%。岩石中等风化带（K1b2）：岩性以泥质粉砂岩为主，夹粉砂质泥岩及粉、细砂岩，紫红色，粉砂状结构，薄层状构造，泥质胶结，风化裂隙发育，岩芯较完整，多呈短柱状或柱状。单轴极限饱和抗压强度f=7.731.6MPa，岩石质量指标RQD=3580%。，岩芯较完整，多呈短柱状或柱状，岩芯较完整，多呈短柱状或柱状岩石微等风化带（K2s1）：岩性为粗砂岩，褐红或紫红色，粗粒结构，厚层状构造，泥质钙质胶结，岩石组织结构基本无变化，有少量风化裂隙，岩芯完整，多呈短柱状或柱状。单轴极限饱和抗压强度f=9.921.4MPa，岩石质量指标RQD=8090%。岩石微等风化带（K1b2）岩石组织结构基本无变化，有少量风化裂隙，岩芯完整，多呈短柱状或柱状。岩石组织结构基本无变化，有少量风化裂隙，岩芯完整，多呈短柱状或柱状。岩石组织结构基本无变化，有少量风化裂隙，岩芯完整，多呈短柱状或柱状。岩石组织结构基本无变化，有少量风化裂隙，岩芯完整，多呈短柱状或柱状。2.4.2水文地质 根据地层的富水程度及储水介质，本区段地下水有第四系孔隙水及基岩裂隙水两种类型。1）第四系孔隙水：主要赋存于淤泥质砂及冲洪积砂层中，为饱水层，由大气降水补给。2）基岩裂隙水：主要赋存於基岩强风化，中等风化的裂隙中，由于岩性及裂隙发育程度的差异，其富水程度与渗透性也不尽相同。据已有渗透系数数值，水量不大。由大气降水及生活用水补给。根据现有水质分析资料，区间部分地段地下水对砼具分解类中等强腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋具中等腐蚀性。围岩所穿过的，六个岩层中的、是不透水，岩体中基本无水，可视为隔水层， 、是基岩强风化、中等风化层，2.4.3工程地质和水文地质特征2.4.4补充地质钻探2.5 施工工期要求根据承包合同，客大盾构区间工程2002年6月30开工，2004年9月15日右线移交轨道施工，2004年9月30日左线移交轨道施工，2004年9月30日完成全部工程。总工期27个月。2.6主要工程数量表主要工程数量表 表2.6-1管片：2007环C50、S12砼：16056m3钢筋:2360t含钢量147kg/m3管片连接螺栓纵向20070个10个/环环向24084个12个/环标准环：1749环左转弯环：129环右转弯环：129环各4次2次1次表2.4-1 客村站大塘站区间（盾构段）地质特性参数值表地层代号岩 土名 称天 然密 度(g/cm3)天然含水量（%）孔隙比e凝聚力c（kPa）内摩擦角()计算摩擦角()压缩模量ES1-2（MPa）泊松比承载力标准值fk（kPa）渗透系数K(m/s)单轴极限天然抗压强度最大值（MPa）单轴极限饱和抗压强度f（MPa）范围值围岩类别标准值1填土1.73421.231730333.940.351000.122-1淤泥质土1.5272.12.0431.051.650.45400.000352-2淤泥质砂1.83310.931126286.350.40800.223-2细砂1.99180.601133359.720.281500.274-1粉质粘土1.90300.802118286.000.331800.00864-2淤泥质土1.6142.21.173582.700.40600.00045-1可塑残积土1.8932.80.91308.5305.040.341800.00065-2硬塑残积土1.8931.30.893018326.020.302500.00066全风化层1.92270.7945203312.270.303000.00067强风化层2.2023.60.725020350.334000.151.50.111.500.278中风化层2.50400.3210000.1023.24.4023.209.639微风化层2.60500.3120000.1062.315.96019.193、工程特点、施工控制重点及技术难点分析3.1 工程特点3.2 施工控制重点（1）施工进度控制的重点：1）盾构机的选型、配套合理，确保盾构机可靠、耐久、高效。盾构机选型满足工程条件是满足工期要求的前提，盾构机设计、制造、运输等环节对盾构机如期投入使用很关键；由于出碴进料距离长，出碴与进料能力、运输系统的匹配等对掘进速度的制约很大，保工期要保出碴与进料的速度，因此与盾构掘进相适应的配套设施匹配合理；隧道掘进距离长，盾构机的耐久性、工作状态良好且保持正常运转，盾构机维修、保养及时，对施工进度至关重要。2）合理安排及精心组织施工，保证盾构机顺利掘进。影响盾构正常掘进的中间风井及矿山法隧道施工、建筑物及地下管线保护、车站端头加固、盾构始发及过矿山法隧道、调头等准备等提前完成。盾构初始试验段精心、谨慎掘进，为正常掘进提供合理的参数，保证开挖面的稳定。通过施工监测，实行信息化施工，调整掘进参数，确保施工安全是盾构正常掘进的前提。盾构施工是一个复杂的系统工程，从盾构机下井拼装、始发、盾构机调试、试推进、掘进模式的选择到管片安装、同步注浆、材料、出碴的运输组织等，做好每道工序的工作和各工序之间的协调配合，使盾构机掘进施工有条不紊，减少施工干扰，确保施工顺利。（2）施工质量控制的重点：1）控制盾构机姿态，认真做好施工测量，保证隧道线形正确。2）管片制造、安装精度。管片作为隧道施工的支护结构，是主要的受力结构，也直接关系到防水效果的好坏。管片安装质量的好坏不仅直接关系到成洞的质量，而且对盾构机能否继续顺利推进有着直接的影响。3）同步注浆效果。同步注浆防止地层下降并使作用于隧道的土压力得以均布，注浆回填到管片背面，形成一定厚度的充填层，防止隧道承受偏压及接缝张开。充填层本身也起防水层作用。（3）安全及文明施工控制的重点：1）掘进过程中的沉降控制。盾构工程地面沉降控制要求高。本区段地面建筑密集，地面建筑物变形控制要求高。2）施工监测。施工中通过对重点项目的监测，调整掘进参数，保持开挖面稳定，控制盾构机掘进过程的姿态，切实做好及时注浆和监测信息化施工，使地面沉降和建筑物沉降控制在允许范围内，是确保正常掘进的前提。3）精心组织。施工中需严格要求，精心组织、认真执行，加强环保意识，维护企业形象。3.3 施工技术难点（1）盾构顺利始发掘进和初期掘进。对一个初次参加盾构施工的单位，能够保证盾构机顺利出洞，前100m能按设计线形推进，是盾构施工成败的前题。这里包括盾构机的拼装、盾构机初始姿态调整、洞口加固和防水、线形控制等一系列难题，需在盾构机供应商(海瑞克公司)和设计单位(广州地铁设计院)、业主、监理等配合下做好前期工作，保证盾构机能够顺利出洞和前100m顺利掘进。（2）复杂地层中的盾构掘进施工。盾构机的掘进模式、盾构机刀盘选择与刀具更换、盾构机姿态控制、地面沉降的控制等一系列因素需综合判断，技术难度大；预防盾构在在高粘性土、风化泥岩等地层中易结泥饼等方面的技术措施难度较大。（3）防水施工。防水施工是各个环节的防水质量综合体现，任何一个环节做不好，都有可能对整体防水效果产生很大的影响；矿山法隧道与盾构区间隧道、联络通道与盾构区间隧道、盾构洞门处等接口不仅多，且防水难度大。（4）地面沉降控制。盾构穿越的地质环境很复杂，地面建筑物多、等级低且与隧道关系密切，地面沉降控制要求高；地面沉降的控制涉及到盾构机选型、开挖面稳定、同步注浆、盾构机姿态控制、施工监控量测指导施工等多个环节，涉及面广。 （5）盾构机及后配套在客大区间暗挖段的调头施工。盾构机及后配套在地下空间狭小的暗挖区间内调头，调头设施布置难度大，调头施工受地下空间影响大。4、施工总体安排4.1 施工目标4.2施工总体安排4.2.1施工总体安排原则4.2.2施工顺序具体安排如下：4.2.3 分阶段施工安排说明时间区段：(2002.7.1-2003.5.22)326天（10.5月）时间区段：(2003.5.23-2004.2.4)258天（8.5月）时间区段：(2004.2.5-2004.9.30)239天（8月）5、施工进度计划及资源配置计划5.1施工进度图及进度管理5.1.1 主要工序进度指标5.1-15.1.2施工进度横道图5.1.3施工进度横道图的有关说明5.1.4施工进度管理方法5.2隧道掘进土石方开挖强度、管片生产强度与管片需求强度5.3 劳动力资源配置计划5.4 主要材料供应计划5.4.1主要材料分期供应计划5.4.2 主要材料现场使用管理施工强度与主要材料计划表 表5.2-1项目施工强度主要材料供应计划时间始发或到达掘进天数（d）正式掘进天数(d)管片需求计划(环)土石方开挖强度(m3)管片生产计划（环）注浆材料需求计划管片螺栓（M24）需求计划（个）弹性密封垫（环）浆液(m3)水泥(t)砂（m3）膨润土(t)粉煤灰(t)纵向（个）环向（个）2003年3月362003年4月1202003年5月9188351251082583334180216182003年6月246843897122504120388151618401008842003年7月301808352126108025983132345180021601802003年8月618120556812672017255421230120014401202003年9月12448222712428869221892480576482003年10月301808352128108025983132345180021601802003年11月301808352124108025983132345180021601802003年12月2291788259124106825682232341178021361782004年1月510464124601446119100120102004年2月1213102473211861214647118195102012241022004年3月311868630124111626785933357186022321862004年4月301808352120108025983132345180021601802004年5月719128593912476818459123245128015361282004年6月12342194812025260194780420504422004年7月301808352122108025983132345180021601802004年8月3271687795100824177630322168020161682004年9月42310671383310644423027623总计9230420079312120071204228909272361385320070240842007 劳动力资源使用计划表 表5.3-1序号工 种人数年2003年2004年月789101112123456789101112123456789一管理层人员1项目经理11111111111111111111111111112项目副经理22222222222222222222222222223项目总工11111111111111111111111111114土建工程师148888888814141414141414141414141414141414101085设计工程师33333333332222222222222221116质量管理工程师11111111111111111111111111117安全文明工程师11111111111111111111111111118试验工程师11111111111111111111111111119测量监测工程师222222222222222222222222222210计划管理工程师111111111111111111111111111111机电工程师555555555555555555555555555312物资管理工程师111111111111111111111111111113行政人员111111111111111111111111111114财务人员222222222222222222222222222215材料员200000222222222222222222222216办公室人员3111111223333333333333333333小计41313131313133343441404040404040404040404040404040353531二作业层人员1测量工42222222224444444444444444422现场领工40000000244444444444444444423施工队长20000000022222222222222222224班长60000000022466666666666666645盾构机操作司机40000000000444444444444444416管片拼装工1000000000001010101010101010101010101010101057注浆工80000000000888888888888888848机电工80000000088888888888888888889司索工800000000004488888888888888410电瓶车司机400000000002244444444444444211龙门吊司机400000000002444444444444444212防水工600000000002266666666666666613发电机司机100000000011111111111111111114空压机司机200000000112222222222222221115普通工人200000000015152020202020202020202020202020201510小计912222222434377781919191919191919191919191918554三其它人员1保安员40000000012444444444444444422司机32222222233333333333333333323炊事员41111111114444444444444444434清洁工4000000000444444444444444444小计15333333335131515151515151515151515151515151511总计14736363636363839418090132136146146146146146146146146146146146146141135966、主要施工机械设备配置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1.1盾构机主机1台6250mm945KW1.2螺旋输送机1台400m3/h315KW1