杭州21号盾构施工组织设计最终

杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司1编制依据（1）盾构法隧道施工与验收规范GB504462008（2）混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002（3）钢筋焊接及验收规程JGJ182003（4）建筑地基处理技术规范JGJ792002（5）建筑桩基技术规范JGJ9494（6）工程测量规范GB5002693（7）地下工程防水技术规范GB501082001（8）地下防水工程质量验收规范GB502082002（9）地下铁道工程施工及验收规范GB502992003（10）地下铁道、轻轨交通工程测量规范GB503081999（11）施工现场临时用电安全技术规范JGJ462005（12）建设工程施工现场供用电安全规范GB5019493（13）物探成果报告（区间隧道）（14）区间设计院图纸（15）岩土工程勘察报告杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司2一工程概况1工程项目有关单位建设单位杭州地铁集团有限责任公司设计单位上海市隧道工程轨道交通设计研究院监理单位广东铁路建设监理有限公司总包单位上海市机械施工有限公司2区间沿线情况建华站红普路站区间从红普路站西端头井始发，基本沿西向直行，主要通过红五月村、建华村，沿线路均分布农田及低层民居，在里程K25516K25620处下穿DN1000给水管和2根DN2200排水管，在里程K24865K24875区段下穿五号港，K24560下穿建华路，到达建华站进站调头，返回至红普路站结束。区间最小平面曲线为R600M，线间距由11M变化至42M。红普路站七堡车辆段出入段线区间从红普路站出发，在建华站红普路站两正线间穿行至七堡车辆段，盾构掘进至接收井吊出。区间最小平面曲线为R5700M。区间隧道起终点里程区间长度（米）最小平曲线半径（米）最大纵坡（）埋深范围（米）建华站红普路站K24533913K25634697（左K25639969）左线1103056右线1100784600222978151红普路站七堡车辆段C1RK0114638C1RK0400（单线）28536257003428885杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司3其中建华站红普路站区间在里程K25123处设1座联络通道兼泵房。本工程隧道为单圆隧道，区间隧道的外径为6200MM，内径为5500MM，钢筋砼衬砌的厚度采用350MM。衬砌环全环由一块封顶块、两块邻接块及三块标准块构成。衬砌环宽1200MM，采用有一定接头刚度的单层柔性衬砌，错缝拼装。隧道横穿河渠隧道从农田下通过此照片摄于红普路站2楼项目部走道，区间沿线全部为农田，其上已无建筑物，并可以清晰的看见远方建华站项目部杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司43地下管线的调查管线调查情况在本次区间管线调查情况来看，盾构在西端头井始发后80米的距离处有1根DN1000上水管和2根DN2200污水管横穿本次掘进路线。2根DN2200污水管与左线垂直近净距55米，与出入线段区间垂直净距483米。3工程地质情况31区间地质条件杭州地铁1号线工程建华站红普路站区间位于市东面，钱塘江北岸，属钱塘江冲海积平原地貌单元。区间线路为西南至东北走向。工程场区内地势平坦，拟建场地自然地面较平坦，地面标高4555M。本区间隧道掘进主要在2粘质粉土、3砂质粉土、5砂质粉土、6粉砂夹砂质粉土、3层淤泥质粉质粘土。隧道盾构施工范围内层粉土、粉砂振动易液化，易坍塌变形，在地下水作用下易产生流砂；3淤泥质粉质粘土具高压缩性、低强度、弱透水性、高灵敏度、易产生流变和触变现象，易导致开挖面失稳或形成圆弧滑动，工程性质较差。地基土层划分表层号地质时代土层名称顶板标高M顶板埋深M层厚M分布情况杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司51杂填土4825680020280大部分分布2Q4素填土39453500150030180大部分分布2砂质粉土265483030280070300全区分布3Q4砂质粉土夹粉砂111397130420140590全区分布5粉砂夹砂质粉土326008480870080280局部分布6Q24粉砂夹砂质粉土4061346409508801170全区分布3淤泥质粉质粘土1342117416801870420880全区分布4Q2粘质粉土夹砂质粉土2169165522002650150830部分分布2淤泥质粉质粘土2752186524103240140715局部分布3Q14粉砂夹砂质粉土2102188324102630040310部分分布2粉质粘土夹粘土32971958245038351501080全区分布2粉质粘土33682149266038500801120全区分布2含砂粉质粘土3526300434804070030360部分分布3Q粉砂夹粉质粘土3568325538004100090220部分分布1粉细砂3569325037504050160550大部分分布4Q3圆砾3776355340404320/部分揭露以下主要描述盾构掘进范围内的地质情况全新统上中段钱塘江冲积层，河口相（ALMQ423），本场区分四个亚层2层砂质粉土灰、灰黄色，稍密，湿很湿。含云母、氧化铁，夹少量薄层粘质粉土。摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。实测标贯锤击数711击，平均值为94击，静力触探锥尖阻力QC150560MPA，平均值为435MPA，侧壁摩阻力FS2561060KPA，平均值643KPA，属中等压缩性土。全区分布，顶板埋深030280M，顶板高程265483M，层厚0730M。3层砂质粉土夹粉砂灰色，中密，湿很湿，含云母，摇振反应迅速，切面无光泽反应，干强度较低，韧性低。实测标贯锤击数1118击,平均值为146击。静力触探锥尖阻力QC750860MPA，平均值为806MPA，侧壁摩杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司6阻力FS10451812KPA，平均值1465KPA，属中等压缩性土。全区分布，顶板埋深130420M，顶板高程111397M，层厚1459M。5层砂质粉土灰色，湿很湿，稍密，含氧化铁质及云母屑。摇振反应迅速，切面无光泽反应，干强度较低，韧性低。实测标贯锤击数1517击,平均值160击。静力触探锥尖阻力QC480650MPA，平均值为583MPA，侧壁摩阻力FS8801463KPA，平均值为1213KPA，属中等压缩性土。局部分布，顶板埋深480870M，顶板高程326008M，层厚080280M。6层粉砂夹砂质粉土灰、青灰色，湿饱和，中密，含氧化铁质及云母屑，该层下部段夹少量砂质粉土。实测标贯击数831击，平均值170击。静力触探锥尖阻力QC7901050MPA，平均值942MPA，侧壁阻力FS11842076KPA，平均值1778KPA，属中等压缩性土。全区分布，顶板埋深640950M，顶板高程406134M，层厚88117M。全新统中段浅海相沉积层（MQ42），下分两个亚层3层淤泥质粉质粘土灰色，流塑，高灵敏度，局部夹粉土薄层。无摇振反应，切面较光滑，干强度中等，韧性中等。实测标贯击数159击，平均值39击。静力触探锥尖阻力QC060090MPA，平均值为079MPA，侧壁阻力FS140268KPA，平均值为195KPA，属高压缩性土。全区分布，顶板埋深16801870M，顶板高程13421174M，层厚4288M。4层粘质粉土夹砂质粉土灰色，稍密中密，很湿。含云母屑，局部夹砂质粉土及淤泥质粘性土。摇振反应中等，切面无光泽反应，干强度低，韧性低。实测标贯击数3515击，平均值103击。静力触探锥尖阻力QC170420MPA，平均值307MPA，侧壁阻力FS257743KPA，平均值546KPA，属中等压缩性土。部分分布，顶板埋深22002650M，顶板高程21691655M，层厚150830M。312区间水文条件场地浅层地下水属孔隙性潜水，主要赋存于表层填土及26层粉土、粉砂中，勘探期间测得钻孔静止水位埋深0410M，相应高程382453M。工程区第一承压水层主要分布于4层粘质粉土夹砂质粉土和3层粉砂夹砂质粉土层，水量较小，隔水层为上部的3层淤泥质土层。建华站勘察时实测杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司74层第一承压水头埋深在地表下380M，相应高程为163M,红普路站勘察时实测3层第一承压水头埋深在地表下610M，相应高程为049M。地下水和承压水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋及钢结构有弱腐蚀性。313区间不良地质现象在周边地铁九堡东站勘察时，J1JBD17孔有沼气逸出现象，且地铁红普路站勘察时部分孔有沼气逸出，并有一定压力。推测本线路地下存在沼气。二工程重点、难点1施工重点分析11安全控制的重点盾构进、出洞（1）针对盾构的出洞、进洞，编写专门的安全技术方案。（2）盾构机出洞、进洞前施工人员进行专门的安全技术交底。（3）盾构机出洞、进洞全过程有专人正确指挥，防止误操作。（4）盾构机出洞、进洞全过程设专人连续监控地面沉降情况，如有问题及时采取注浆的方法，防止地面塌陷。（5）盾构机出洞、进洞时，施工人员站位安全可靠，制定专门的应急措施，成立应急小组。管片垂直运输工作井是隧道出土、吊放衬砌及其它材料的出入口，垂直运输十分频繁，故极易发生坠物伤人事故。（1）针对此问题做到在盾构井四周设安全挡板，防止井边坠物伤人。（2）起吊行车等设备有限位等保险装置，不带病、超负荷工作并定期检修；操作由专人持证上岗。（3）吊装时，施工现场有两名指挥，盾构井上、下各一名，并定期检杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司8查索具，发现断丝超标、钢丝绳棱角边损坏等现象，及时报废更换。（4）工程弃土及零星材料吊运时，不可满斗，并进行处理，避免材料散落伤人。（5）施工现场配备足够亮度的照明设备，并经常由现场电工检修，以保证照明设备的正常使用。（6）加强对施工人员的安全意识和安全技能培训教育，落实各岗位的安全生产责任制。12质量控制的重点管片拼装（1）环向、纵向螺栓必须在盾尾中拼装时全部穿进拧紧，使螺母垫圈与管片埋件压紧，并对直径偏差控制小于10MM。（2）在盾构推进中应对四点同步注浆的压力、流量进行均衡性控制，防止衬砌环产生横鸭蛋形。13环境保护控制的重点施工监测盾构穿越重要管线及重要建、构筑物时，应按不同的要求，进行特殊沉降监测，主要措施有（1）加密测点沿隧道轴线加密测点，具体加密根据工程的实际情况作相应调整。（2）增加监测频率施工前以三次观测平均值作为监测初始数据，在盾构穿越期间每隔四小时进行跟踪测量。待盾构穿越后、变形趋于稳定时，逐渐减少监测次数，并恢复正常监测，待地面变形稳定后方可停止监测。杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司9（3）动态信息传递每次测量成果及时汇报给施工技术部门，便于施工技术人员及时了解施工现状和相应区域管路变形情况，以确定新的施工参数和注浆量等信息和指令，并传递给盾构推进面，使推进施工面及时作相应调整，最后通过监测确定效果，从而反复循环、验证、完善以确保隧道施工质量。2施工难点分析与对策21盾构长距离在浅覆土状况下施工红普路站七堡车辆段东出入线段盾构接收井处盾构隧道埋深约为28米，由于覆土厚度较小，无法满足盾构隧道的抗浮要求，因此需作填土处理，最大填土高度约为32M。如明挖断埋土平面图、明挖断埋土轴视图所示明挖断埋土平、剖面图22盾构右线进洞难度大难点一与管线距离近本段区间范围内的管线均在车站西端头井西侧，如下图所示一根1000上水管线，与车站围护结构水平距离10米；二根2200污水管线与左线盾构垂直净距55米，与出入段线盾构垂直净距483米。难点二在砂性土层中进洞本区间隧道掘进地层主要在2粘质粉土、3砂质粉土、5砂质粉土、杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司106粉砂夹砂质粉土、3层淤泥质粉质粘土。隧道盾构施工范围内的层粉土、粉砂振动易液化，易坍塌变形，在地下水作用下易产生流砂。本次盾构主要在此地质范围内进洞，示意图如下盾构出洞地质图难点三盾构在全封闭端头井内调头本次盾构从红普路站西端头井出发，由西向东往建华站推进，至建华站东端头井进洞调头后，继续向红普路站掘进，到达红普路站进洞，盾构机需要再次调头，为掘进红普路站七堡车辆出入段线做准备。由于此时红普路站西段头井结构已全部完成，仅留一盾构出土孔，因此盾构第二次调头将在全封闭端头井内完成。如下图所示盾构在红普路站始发、调头掘进示意图杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司11对策1、合理调整施工参数（1）严格控制和调整推进速度。此次盾构将在初始推进段就将下穿2根2200污水管线，加大了盾构出洞的难度，在穿越施工过程中，必须及时分析总结施工数据，再一次确定新的施工参数来指导施工。（2）合理设定土压力平衡值。施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况、前段隧道施工情况以及监测数据进行合理的调整。严格控制出土量，防止超挖和欠挖，根据地面及隧道内监测结果合理调整出土量，并根据数据进行不断的调整，以保证施工质量。（3）严格控制同步注浆。确保浆液填充盾尾管片与土体间的建筑空隙，注浆压力和注浆量的控制应以推进时的监测数据来动态控制。注浆量应根据沉降情况即时调整，注浆量初步考虑在23M333M3之间调整。（4）严格控制管片拼装质量。管片拼装时尽量用足千斤顶，决不允许可用千斤顶出现闲置情况。在盾构推进结束后回缩的千斤顶应尽可能的少，以满足管片拼装即可，从而减少千斤顶回缩造成盾构机的后退、管片位置移动，而造成地面及建筑物的沉降及管片拼装误差偏大。拼装后及时调整千斤顶的顶力，防止盾构姿态发生突变。（5）及时进行二次补压浆，控制后期沉降。盾构穿越污水管范围内的管片增设预埋注浆孔，在盾构穿越后对该区段隧道周围土体进行注浆加固，使加固后的土体有良好的均匀性和较小的渗透系数，加固土体强度QU大于03MPA。在盾构穿越后，对管线布置的沉降点需持续进行观测。根据土体后期沉降，对该区段隧道及时跟踪补充注浆加固，以确保2根2200污水管线的安全稳固。2、优化盾构进、出洞土体加固措施本工程右线进处距离进洞土体加固净距155处有一根1000上水管，距离线20米处有2根2200污水管线并带有压力。严格控制盾构进、出洞土体加固质量并在此基础上增加其他安全技术措施能有效防止盾构进洞的危险发生，因此本次加固在设计图纸的基础上加了以下措施（1）在红普路盾构出洞加固范围外15M处设置降水井；杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司12（3）红普路站进洞长度由原来的36米增加到6米，增加范围内用1000的高压旋喷桩加固，搭接300MM。3、严格控制盾构进出洞土体加固质量（1）测量人员按设计要求进行桩基轴线及桩位放样、定位，保证测量精度误差不超过50MM，（2）严格按照设计配合比投料拌制浆液，做好记录，复核进库水泥消耗量与设计施工用量，严禁偷工减料。制备好的浆液，不可发生离析现象，并在送浆前保持不停地搅拌。（3）严格按照确定的速度施工，保证浆液均匀连续。送浆应连续，当机械因故障或停电暂停施工时，应记录其送浆深度，待恢复施工时使钻头下沉至停浆深度位置以下05M处重新喷浆提升。（4）注浆施工中必须跳打，跳打程序为隔孔跳打，以防邻桩串浆、搅拌轴扭矩不均，从而影响成桩质量,并按规定表式准确做好原始记录。4、优化进洞装置我公司在以往的区间盾构工程中有着多次在砂性土层中成功进洞的经验，凭借着多年来的施工经验，专为盾构机在砂性土层中进洞设计了一套防流砂装置，此装置大大减小了盾构机在砂性土层中进洞的风险，5、对盾构机进行改造我公司专门针对杭州的地质情况对盾构机进行了改造以适应杭州的地层情况，通过在盾构机机壳外增加48个应急注浆孔，增加盾构进出洞的安全性。附图01进洞防流砂装置图附图02疏干井结构剖面图5、加强信息化施工在隧道盾构推进期间，加强盾构推进轴线上方受其施工影响的地下管线的杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司13变形监测力度，为隧道盾构推进提供信息，指导施工，采取必要的措施，确保施工安全和减少对环境的影响。（1）自动监测系统为保证此范围内管线的安全，盾构穿越期间，在管线穿越影响区段内布设自动化监测系统，将监测数据及时传输到监控室，对此范围内的管线进行实时、精确监测。（3）增加监测频率在盾构穿越期间每推进1M进行跟踪测量一次。待盾构穿越后，沉降趋于稳定后，逐渐减少监测次数，并恢复正常监测，待地面沉降稳定后方可停止监测。（4）动态信息传递每一次测量成果都及时汇总给施工技术部门，以便施工技术人员及时了解。5、应急措施准备充分严格按照相关盾构始发紧急预案，做好二次注浆的人员、材料的准备工作。23盾构穿越浅层土天然气浅层沼气是地下空间开发所可能遇到的地质灾害之一。当隧道推进作业时，由于浅层沼气释放，对盾构作业的安全生产有着极大的危害。浅层沼气主要有两个层位（1）20M以上气层，分布在钱塘江冲积相的砂质粉土、粉砂层，一般呈交互状的扁豆体出现，以砂层为主储气层，构成本市埋藏最浅的储气层；（2）20M以下气层，分布上部海相淤泥质土中，主要储气层为砂层、贝壳透镜本，一般呈透镜体或单向尖灭体出现。本次线路勘察施工过程中未发现有沼气逸出现象。但地铁九堡东站勘察时，J1JBD17孔有沼气逸出现象,且地铁红普路站勘察时部分孔有沼气逸出，并有一定压力。推测本线路地下存在沼气。对策1、在盾构始发前，分析地质报告，进行补堪，并打设一定的沼气释放孔。杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司142、盾构掘进过程中注意观察出土口情况，并配备有害气体检仪。3、加强盾构作业面的送风及排风力量。三施工部署及施工流程1总体工期进度安排11工期总体安排根据业主要求以及实际工程进度要求，我们拟定于2008年2月27日盾构出洞，区间工程于2010年4月20日竣工，总工期418日历天。12主要节点工期计划项目节点进度红普路站建华站盾构始发2009年2月27日到达建华站2009年7月17日建华站调头始发2009年8月17日到达红普路站2009年12月25日红普路站七堡车辆出入段线盾构始发2010年1月25日到达接收井2010年3月13日联络通道及泵站施工20010年1月1日2010年4月20日竣工2010年4月20日杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司1513工程进度的监控方法1、根据总体网络计划，编制施工进度计划。施工过程中，将总体计划网络按各个阶段所展开的工序逐一分解到作业层，采用各种控制手段保证项目及各项工程活动按计划开始，在施工过程中记录各个工程活动的开始和结束时间及完成程度。2、在各个阶段结束（月末、季末、一个工程阶段结束）后按各活动的完成程度对比计划，确定整个项目的完成程度，并结合工期、生产成果、劳动生产率、材料的实际进货、消耗和存储量等指标，评定项目进度状况，分析其中的原因，保证关键线路上的工作顺利实施。3、对下部工作做出安排，对一些已开始但尚未结束的工序的剩余时间作估算，提出调整进度的措施，及时调整网络，建立新的网络工序线路，指导施工。4、解决进度拖延的措施（1）对可能引起进度拖延的原因采取措施，消除或降低它的影响，保证它不继续造成拖延或造成更大的拖延。（2）对已经产生的拖延，主要通过调整后期计划，修改网络，采取措施赶工。（3）如果已产生的拖延是位于关键线路上，要在人力、物力、机械设备等方面加大投入，在施工方案上开辟新的作业面，确保关键线路的工期赶上计划要求。附表21号盾构施工进度计划杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司16四施工总平面布置1施工平面总体布置附图03红普路站盾构施工现场平面布置图2施工现场区域划分划分为生产区域和生活区域，生活区和施工现场隔离。生产区域根据现场施工需要，布置机修间、充电间、电工间、仓库、木工间及拌浆系统、集土坑、门式起重机、管片堆场等。（见施工平面布置图）办公区域设项目经理室、各职能部门办公室、业主办公室、监理办公室、职工宿舍、食堂、浴室、警卫室、会议室、花坛、旗帜等。21现场隔离措施对施工现场进行全封闭的隔离，隔离措施采用下部50CM混凝土砖结构的基础，上部为2M蓝色彩钢板围护，场区设置出入口。22现场施工道路在施工场地内，浇筑8M宽钢筋砼施工道路，道路采用20CM厚C25混凝土浇筑，局部范围配双向8250钢筋，下铺20CM厚碎石。盾构施工场地其余地区浇筑20CM厚素混凝土，实行硬地坪法施工。道路四周设砖砌排水沟与大门沉淀池相连。杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司1723拌浆系统根据现场实际情况，拌浆系统置于顶板上面，其中粉煤灰、水泥及膨润土库房占地约60M2布置在搅拌机边,拌浆采用2M3灰浆搅拌机一台。浆液拌制后通过溜槽溜至井底运浆车内。粉煤灰、水泥及膨润土等材料场上要求设防雨蓬，并且搭设专门空间，进行连续作业，。附图04拌浆房示意图24集土坑本工程集土坑设置在车站西端头井北面，集土坑平面尺寸为16M5M，深度为35M，其中地面12M，地下35M，每个集土量约为376M3，配备1M3液压反铲挖掘机一台，负责土方装车。25井口垂直运输西端头井，沿南北方向设置一台145M跨度，有效悬臂7M,32T/10T级的门式起重机，主要用于端头井内垂直运输，并配合掘进时出土、管片吊运等垂直运输工作。东西方向配备一台跨度19M的10T行车用于盾构始发时的出土与管片运输。26管片堆放及粘贴防水材料场地设计将管片堆放至车站北面的专门堆放场地，管片按不同型号，分区堆放，管片储备须满足三天推进用量，不少于45环（按日均每台盾构机15环计），并配置一台10T行车负责管片装卸、零装、零吊及移位。27通风系统采用一台隧道通风机，向隧道内送风，送风量达到500800M3/MIN，以保证隧道内有良好的通风条件，使隧道内工作人员新鲜空气量不低于每人每分钟3M3,最低风速不小于025M/S，相对湿度为6580之间，空气中氧气量不低杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司18于20，H2S、CH4以其他有毒有害气体等浓度不超出有害身体健康的浓度，易燃气体浓度不超过爆炸浓度的10，通风设备噪音不超过75分贝，各项空气指数达标。附图05通风系统示意图28现场供水系统从业主提供水头子3英寸总水管，接二路水源，一路沿场地四周布置，供地面施工和生活用水，另一路接至井下，供盾构施工及冲洗、保洁用水。29现场排水系统便道边缘设排水沟，上覆钢制道板。排水沟设置一定坡度，在大门附近设一集水井，污水经沉淀后，排入附近河道。排水明沟应宽于30CM深度不小于40CM，明沟内壁用水泥光滑或砖块制作。严禁将泥浆排放在排水系统内。210临时供电系统现场的施工用电的变配电设备由业主提供。为了保证一类负荷的不间断供电，高、低压配电系统采用独立双电源进户，单母线分段，手动联络切换的主接线方式。隧道内照明、小动力电源采用二路互为备用供电。在井下装设一个双电源自动切换箱。隧道内每100M设置分段动力照明箱一台，线路采用三相五线架空敷设。每隔8M设配电支架一只和安装40W防水型日光灯一只，配置熔断器保护，分别从A、B、C三相跳接，其位置位于双线隧道外侧，于隧道衬砌环的6185之间。施工用电配线采用埋地、沿墙敷设方式，由高低压配电缆分路敷设到各分配电箱，再由各分配电箱用电缆分路敷设到各开关箱及用电设备。生活用电配线，室外采用电缆埋地和沿墙敷设，室内采用塑铜线和护套电线。杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司19施工现场装有内部通讯联络装置，并装一路电话线至盾构机驾驶室。电缆穿过施工道路时，采用埋地敷设，敷设深度为07M，电缆外套防护套管，并在电缆套管上下各均匀铺设不小于50MM厚细砂，然后在其顶部浇捣砼。高压部分10KV高压电源进工地设箱式变电站一座。低压部分380V供地面机械及施工照明（可供回路）五施工方案及技术措施1盾构机选型11根据地层的渗透系数进行选型根据地层渗透系数与盾构的机型的关系，若地层以各种级配富水的砂层、粘土层为主时，宜选用土压平衡式盾构机。12根据地层的颗粒级配进行选型一般来说，细颗粒含量多，碴土易形成不透水的流塑体，容易充满土仓的每个部位，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。当岩土中的粉粒和粘粒的总量达到40以上时,通常会选用土压平衡盾构,粉粒的绝对大小通常以0075MM为界。盾构选型与粒径分布关系图本区间盾构机通过的地层主要为层粉、砂土，部分区域为、层杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司20淤泥质软粘土。完全适合土压平衡式盾构机的作业地质要求。13根据水压进行选型本区间掘进地层较浅，理论最大水压为018MPA,螺旋机中出土通道能起形成有效的土塞效应，能有效控制出土量，避免刀盘切削下来的渣土不能封闭，从而引起土仓中土压力下降，导致开挖面坍塌，地面沉降，对盾构周围的土体有太大的干扰。14环保因素对于土压平衡式盾构而言，只需装弃土倒入临时集土坑，并通过汽车及时运输弃碴，对周边的环境影响较小，而且占用场地小，时间快，噪音小，不会形成二次污染。而泥水盾构机对于弃土处理，占用场地大，处理时间长，而且易形成二次污染。从降低污染，保护环境，对周边居民生活影响的原则上选择，土压平衡式盾构机更加适合。15安全因素从工程地质情况看，保持工作面的稳定、控制地面沉降的角度来看，使用土压平衡盾构的效果好一些。在此施工环境中，施工过程的安全性将是盾构选型时的一项重要的选择。2盾构机简介本工程所采用的盾构机为日本小松公司生产的土压平衡盾构机。3盾构机各性能参数31概述类型土压平衡盾构；直径6340；管片外径6200；内径5500；宽度1200；杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司21数量51（KEY）；最小水平曲线半径300M；最大纵向坡度35；工作土压3BAR。32各部件重量及外形尺寸各部件重量及外形尺寸见图盾构总重212T，设备总重312T。33刀盘转速03156RPM；8台变频电机驱动，每台功率55KW；扭矩5147KNM（100），最大6176KNM（120）；开口率40。34推进千斤顶共20个，其中2150长行程5个，1400短行程15个；每个千斤顶推力175T，总推力3500T；推进速度085CM/MIN。35螺旋输送机最大能力191M3/H；最大转速18RPM；筒体外径7112MM；螺杆尺寸650P600MM；杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司2236皮带机最大运能280M3/H；带宽650MM。37管片拼装机环形结构，回转角度200O；回转速度02RPM和12RPM两档；提升行程700MM，提升力211T；平移行程1000MM，推力力238T；夹持行程100MM，夹持力44T；38单、双梁葫芦单梁葫芦起升能力5T；双梁葫芦起升能力25T2。39人行闸工作压力5BAR；单闸，可容2人。310盾尾钢丝刷和盾尾油脂系统盾尾钢丝刷3排；油脂压注口26个。311同步注浆砂浆泵最大流量280L/MIN，最大压力55MPA；盾尾有4条注浆管；料斗容积54M3。312注水装置2台水泵，每台流量最大150L/MIN，压力最大12MPA；杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司23水箱容积4M3，压注点刀盘3个，土舱4个，螺旋机3个。313供气系统螺杆式压缩机，3M3/MIN，08MPA。314液压系统油箱容量2800L。315电气变压器3相1050KVA，50HZ；输入10000V，50HZ；输出380V/220V，50HZ。316泡沫装置加泡沫量0085L/MIN加水量133L/MIN空气量170L/MIN4施工准备41盾构机组装和调试盾构机的安装和调试对于后续工作起着关键的控制作用。（1）盾构机的安装盾构机运输到现场后，已被解体为刀盘、切口环、中间环、盾尾、中心横梁、螺旋机、台车（后续设备）等部分根据盾构下井最大部件的重量，起吊半径等因素，盾构下井采用一台350吨的起重机，一台140吨的起重机，并在工作井的正确位置上安放固定机架（即发射架）。杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司24将刀盘吊入井底的机架上临时搁置在竖井壁上。然后依次将切口环和中间环就位在预定的位置上拼装，再将刀盘与切口节拼装。最后将盾尾吊放至机架上与中间环拼接。完毕后将螺旋机、管片拼装机及中间横梁在井下安装。主要部件安装完毕后，进行各种管道及电缆的安装，杜绝错接、漏接。（2）盾构机的调试管道及电缆的安装完毕后，可以通电进行各系统的调试。调试工作按盾构调试大纲的规定进行，保证各系统的技术性能达到规定的指标。调试过程中，及时做好调试记录。调试工作完成后，安装好后盾管片和反力架后，可以开始推进了。（3）盾构机的拆卸盾构在完成区间隧道的掘进后，进入接收井内事先架设好的机架（接收架）上，此时后续台车部分仍留在隧道内。在准备拆卸解体盾构机之前，先把盾构的高压电源切断。在断电前，必须做好断电前的准备工作，如把推进千斤顶全部缩回，拼装机转到最佳位置，排尽土舱及螺旋机内的弃土等，并做好包括冲洗注浆注泥管道在内的清洁工作。断电后，首先拆除各部份之间的联接管道和电缆。拆除螺旋机和管片拼装机以及中心横梁，将拆卸下的机械临时放置在隧道内，然后将盾尾与中间环分离，从井内吊出。将刀盘、切口环和支撑环拆开后分别从井内吊出。将隧道内的台车逐节移至井内后再吊到地面。42盾构现场验收待盾构机组装调试完毕后，由监理陪同进行盾构验收，验收主要项目包括（1）盾构壳体；（2）切削刀盘；（3）拼装机；（4）螺旋输送机；（5）皮带输送机；（6）同步注浆系统；杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司25（7）集中润滑系统；（8）液压系统；（9）电气系统；（10）渣土改良系统；（11）盾尾密封系统；盾构各系统验收合格并确认正常运转后，方可开始掘进施工。43盾构进出洞加固为确保端头井盾构进出洞安全，以及场地条件的分析，红普路站西端头井以及建华站东端头井盾构进出洞土体加固采用搅拌桩加高压旋喷桩止水帷幕加固；考虑到该区间进出洞处于富水砂性土层，易发生流水、流砂现象，综合端头井周边环境因素，在红普路站西端头井及建华站东端头井打设降水井，确保盾构进出洞安全。三轴搅拌桩1三轴搅拌桩采用850,搭接250MM，止水帷幕采用1200高压旋喷桩。2三轴搅拌桩，水泥用P325级普硅水泥。3红普录站进、出洞加固区加固长度为6M，宽度为隧道外径延伸3M，深度范围从隧道外径向上、向下各3M为强加固区，隧道外径向上3M至地面为弱加固区。4加固后的土体有良好的均匀性、自立性、密封性，无侧限抗压强度为05MPA，渗透系数小于109CM/SEC。5桩与桩的搭接时间不宜大于24H。6桩体垂直度偏差不大于1/100，桩位偏差不大于50MM。水泥渗入量强加固区425普硅水泥掺入量为加固土体重的20弱加固区425普硅水泥掺入量为加固土体重的10杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司26F水灰比15202、施工方法1测量放线根据交桩记录提供的坐标基准点、总平面布置图、围护工程施工图。依据施工图放出桩位控制线，设立临时控制桩，完善测量放样报验审批手续，并请监理复核。2开挖沟槽根据加固区域边线用04M3挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为8001200MM,并清除地下障碍物，开挖沟槽土体应及时处理，以保证三轴搅拌桩正常施工。3桩机就位由当班班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，并用线锤进行观测以确保钻机的垂直度；搅拌桩桩位定位偏差应小于20MM。成桩后桩中心偏位不得超过50MM，桩身垂直度偏差不得超过1/100。4制备水泥浆液及浆液注入在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。水泥浆液的水灰比为1520，每立方搅拌水泥土水泥用量360KG，土体加固后，搅拌土体28天抗压强度不小于0508MPA。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时（初凝时间）。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合，注入注浆压力为04MPA06MPA，注浆流量150200L/MIN/每台。5钻进搅拌本工程的三轴搅拌桩采用一喷一搅工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司27下沉速度为0510MMIN；提升速度为1020MMIN；在桩底部分宜重复搅拌注浆。二重管高压旋喷桩施工二重管高压旋喷注浆施工工艺流程图施工技术参数二重管高压旋喷桩，桩径800MM，搭接300MM，水灰比10，水泥用量450KG/M3；详见下表水灰比10旋喷压力2426MPA排量5560L/MIN浆喷嘴孔径22MM测放桩位旋喷机就位低压旋喷引孔置入注浆管喷射注浆拌制水泥浆排浆提拔注浆管清洗注浆管回灌浆液桩机移位杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司28喷嘴个数2气压力0307MPA提升速度1820CM/MIN旋转速度10R/MIN浆液配合比水水泥11水泥掺量450KG/M3施工方法1）施控制点布设于非施工区域，并设置半永久性标志。桩位测放则采用50M钢卷尺进行，桩位误差20MM。2）钻机就位应准确，钻机架设应平稳坚实，就位偏差20MM。3）引孔时用水平尺控制桩架垂直度，成孔偏斜率控制在1以内。4）按照设计要求的喷浆提升速率，核定卷扬机的转速。5）高压旋喷前首先应检查高压设备和管路系统，保证其压力和流量满足要求，注浆管及高压喷嘴内不得有任何杂物，避免堵管。检查注浆管接头的密封圈及其他密封部件必须完好。6）注浆管下沉至设计孔深前，应及时按设计配合比制备好水泥浆液。然后按设计要求输入水泥浆液，待浆压升至设计值后，按规定的提升速度和旋转速度提升注浆管，进行由下而上的喷射注浆。旋喷开始后应连续作业。7）水泥浆液应随配随用，浆液搅拌采用二级搅拌，防止水泥浆沉淀。制备好的水泥浆液应用20目筛网过滤。8）搅拌水泥浆液时，水灰比应按设计要求不得随意改动，禁止使用受潮结硬，过期的水泥。9）高压旋喷注浆作业时，供浆、送气应连续，一旦中断，应将注浆管下沉至停供点200MM以下，待恢复供应后再旋转提升。注浆管拆卸后重新喷射作业的搭接长度不应小于100MM。附图06红普路站盾构进出洞加固示意图附图07建华站盾构进出洞加固示意图杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司295盾构掘进盾构机的始发是主体工程的开始，关键是保证安全性，涉及洞口外土体的自立性、洞门混凝土的开凿的时间，止水帘布的安装效果等。51盾构始发的准备1）盾构机的调试满足要求。2）洞门范围内的障碍物已清除（完成洞门范围内的咬合桩凿除）。3）洞门止水帘布已安装到位。4）负环管片准备就绪。5）碴土运输准备工作就绪。6）地面拌浆系统调试完毕。7）盾构机已准确定位。8）自动导向系统安装、测试完毕。9）初始掘进范围内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据。10）盾尾的密封刷已涂满密封油脂。11）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通信系统等检查正常。12）始发反力架将在始发井地面试拼装。在井下安装时要经过精确定位测量，确保第一环负环管片的准确位置。13）在自动导向系统安装调试完成后，将把有关的线路资料（沿线路方向每隔12M输入一个轴线点的坐标）输入电脑，作为掘进过程中赖以参照的设计线路位置。511洞口槽壁砼凿除洞口槽壁混凝土凿除前，必须复核洞门中心坐标及高程，保证满足盾构机出洞的要求；同时盾构出洞口加固的土体，须达到设计所要求的强度、渗透性、自立性等技术指标，经检测达到设计要求后，方可开始洞口槽壁砼的凿除。洞口槽壁砼采用人工用风镐凿除，并割除咬合桩钢筋。杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司30附图08出洞口槽壁砼凿除示意图512洞口止水帘布安装由于洞口与盾构（或衬砌）存在建筑空隙，易造成泥水流失，从而引起地表沉降，因此，须在洞口安装出洞装置，出洞装置包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈。安装前须对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，确保其与洞圈上预留螺孔位置一致，并用螺丝攻清理螺孔内螺纹。安装顺序为帘布橡胶板圆形板扇形板，自上而下进行。安装时圆形板的压板螺栓应可靠拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏，同时将扇形板向洞内翻入。盾构推进后在出洞口13环衬砌进行特殊注浆处理。附图09出洞防水装置图513后盾反力系统布置5131后盾反力系统布置盾构出洞前，先进行后盾施工。后盾反力系统必须有足够的强度和刚度，在盾构机强大的后顶力作用下不致发生变形位移，确保盾构初始掘进时的正确位置和方向，后盾系统由钢反力架、146钢弧形环、钢支撑、临时衬砌组成。杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司31反力架是一个井字形的结构，主要由上、下横梁和左、右立柱构成。始发井吊装孔的中板和底板上预埋有可以与反力架左、右立柱的两端、以及反力架的斜支撑相连接的钢板，反力架也正是通过这些预埋钢板将盾构始发时的推力传递到始发井主体结构上，从而为盾构机的始发掘进提供反力。根据首环管片的里程，决定反力架的平面位置，安装反力架时，用经纬仪双向校正两根立柱的垂直度，使其形成的平面与推进轴线垂直。然后，在反力架上，测出最后一环后盾管片的位置，弹好控制线，确认高程及左右位置与出洞环管片一致后，用螺栓将其与反力架固定。盾构机井下安装时，应精确计算发射架的安置高程及左右位置，确认无误后，将发射架与井壁四周用型钢撑紧焊牢。5132反力架、负环管片位置的确定1、反力架、负环管片位置的确定依据反力架的位置确定主要依据洞口第一环管片的起始位置、盾构的长度以及盾构刀盘在始发前所能到达的最远位置确定。2、负环管片环数的确定盾构机长度L805M，车站端头井长度L125M。区间反力架起始里程为K8283411，区间设计里程为K8293511，设置10环负环管片，0环管片进入洞门500MM。3、反力架的安装在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架的安装。安装时反力架与车站结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。由于反力架和始发台为盾构始发时提供初始的推力以及初始的空间姿态，在安装反力架和始发台时，反力架左右偏差控制在10MM之内，高程偏差控制在5MM之内，上下偏差控制在10MM之内。反力架底部的横梁和立柱下端，采用钢支撑支顶在端头井与标准段上下台杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司32阶处，上部与始发井结构中板间隙用钢支撑块支撑，位置确定之后，再焊接固定后部斜撑。附图10反力架、负环管片及钢弧形环安装图52盾构机出洞掘进1、盾构始发导轨的安装在围护结构破除后，盾构始发台端部距离洞口围岩必然会产生一定的空隙，为保证盾构在始发时不致于因刀盘悬空而产生盾构“叩头”现象，需要在始发洞内安设洞口始发导轨。安设始发导轨时应在导轨的末端预留足够的空间，以保证盾构在始发时，不致因安设始发导轨而影响刀盘旋转。2、盾构机出洞前，切口进入帘布后，须先在密封仓内利用螺旋机反转的方式填充粘土或人工浆液约30M3，防止出洞后端头井外侧地表坍陷。同时为避免刀盘上的刀头损坏洞口密封装置，在刀头和密封装置上涂抹黄油以减少摩擦力。盾尾钢丝刷中必需充满盾尾油脂。3、当盾尾脱出工作井壁后，调整洞圈止水装置中的弧形板，并与洞门特殊环管片焊接成一体，以防止土体从间隙中流失而造成地面的塌落。4、出洞时盾构应略抬高12CM，抬头出洞，在油压显示约等于静止土压力时，用刀盘切削水泥搅拌桩，并穿越加固区。在这段区域施工时，土压力设定值应略低于理论值，以“磨”为主直至穿越加固区，顶推力不应过大，应控制1000T以内。坡度可略大于设计坡度，待盾构出加固区时，为防止由于正面土压变化而造成盾构突然“磕头”，必需将土压力的值设定成略高于理论值，并在推进时按工况条件在盾构正面加入发泡剂或膨润土，以改良正面的土体，施工过程中根据地层变形量等信息反馈，对土压力设定值、推进速度等施工参数作及时调整。53盾构机初始掘进（100环试掘进）平衡压力的设定是土压平衡式盾构施工的关键，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、推进速度和出土量的杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司33三者相互关系，对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用。（1）盾构掘进参数初步设定土压力平衡压力设定值以推进第10环为例，按水土合算原则计算所得土压力为正面土压力PK0HP土压力（包括地下水）土体的平均重度取19KN/M3H隧道埋深，取13米K0土的侧向静止土压力系数，取07代入公式得P0173MPA173KG/CM2本次施工中，盾构在推进第10环时，平衡压力值取173KG/CM2，同时根据实际情况作及时调整。盾构在掘进工程中可参照以上方法来取得平衡压力的设定值。具体施工根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据进行调整。A推进出土量控制每环理论出土量/4D2L/46342123788M3/环。盾构推进出土量控制在98100之间。即3712M3/环3788M3/环。B推进速度正常推进时速度宜控制在24CM/MIN之间，与盾构机设备能力相配。C盾构轴线及地面沉降量控制盾构轴线控制偏离设计轴线不得大于50MM；盾构掘进引起的地层损失应小于1，相应管片脱出盾尾15天以后不同盾构覆土厚度处的地面沉降槽最大沉降量及盾构前方的最大隆起量不得大于下表中规定的数值盾构顶部覆土深度（M）（MM）（MM）备注4301081963其他不同深度处的、值用内插法计算确定杭州地铁1号线工程红普路站（21号盾构）区间施工组织设计上海市机械施工有限公司341214471611372093（2）试掘进阶段的参数确定盾构初