上海轨道交通七号线二标场中路站～汶水路站区间隧道施工组织设计

杭州 1 号线盾构隧道施工组织设计 2009 年 4 月 目 录 一、 编制依据 1 二、 工程概况 1 1、工程性质和作用 1 2、建筑及结构特征 2 3、建造地点特征 5 3.1 车站特征 5 3.2 隧道沿线场地特征 5 3.3 隧道沿线管线特征 5 3.4 工程地质情况 7 3.5 水文地质情况 7 4、关键工序和特殊过程 8 4.1 施工轴线控制要点 8 4.2 管片拼装控制要点 8 4.3 衬砌防水控制要点 .9 4.4 地表沉降控制要点 .9 4.5 旁通道施工要点 9 4.6 过铁路南何支线控制要点 10 三、 施工工艺和施工方法 11 1、盾构机 11 1.1 盾构机的安装 .11 1.2 盾构机的调试 .11 1.3 盾构机的拆卸 .11 2、进出洞土体加固 12 2.1 施工概况 .12 2.2 施工方法 .12 3、出洞方案 13 3.1 洞口槽壁砼凿除 .13 3.2 洞口止水帘布安装 .13 3.3 盾构机出洞掘进 .13 4、进洞方案 14 4.1 盾构进洞前的准备工作 14 4.2 盾构进洞前的姿态复核测量 14 4.3 盾构接收井地基加固 14 4.4 盾构进洞前洞门混凝土的凿除 14 4.5 盾构进洞掘进 .14 4.6 盾构接收井准备 .15 4.7 洞口衬砌拉紧装置 .15 5、盾构机初始掘进(100 环试掘进 )15 5.1 盾构掘进参数初步设定 .15 5.2 初始掘进前准备工作 16 5.3 试掘进阶段的参数确定 16 5.4 试掘进阶段的施工监测 .17 6、盾构正式掘进施工 17 7、管片拼装 18 7.1 管片的堆放及运输 .18 7.2 拼装顺序 .19 7.3 环面平整度 .19 7.4 相邻环高差控制 .19 7.5 纵、环向螺栓连接 .19 7.6 衬砌拼装注意事项 .19 8、同步注浆及衬砌壁后补压浆 20 8.1 同步注浆量计算 20 8.2 浆液的配合比 .20 8.3 浆液的拌制 .20 8.4 注浆时间和方量控制 21 8.5 注浆压力控制 21 8.6 衬砌壁后补压浆 21 8.7 压浆施工注意事项 22 9、盾尾油脂的加注 22 10、纠偏 22 11、洞门施工 23 11.1 洞门结构概况 .23 11.2 施工方法 .23 11.3 质量保证措施 .24 12、隧道内运输和施工设施 24 13、迷流监测 24 14、弃土处理 25 15、施工测量方案 25 15.1 测设依据 .25 15.2 地面平面和高程控制网的布置 .26 15.3 地下平面和高程控制点的布设 26 15.4 测设的方法和测量技术指标的规定 .27 15.5 地面和地下平面和高程控制点的复测 .28 15.6 盾构拼装测量，盾构姿态测量和衬砌环片测量 .28 15.7 人员及仪器配备 29 四、 区间段施工重点 30 1、 盾构穿越走马塘河 30 2、 盾构穿越铁路南何支线 30 3、盾构穿越场中路立交桥匝道引桥 31 4、盾构在复合地层掘进 32 五、 安全、环境保护措施 34 1. 安全生产施工措施 .34 1.1 安全生产管理网络图 .34 1.2 施工现场的安全控制 34 1.2 施工现场的安全控制 35 1.3 持证上岗 35 1.4 对安全设施、设备、防护用品的检查验收 35 1.5 施工现场临时用电 35 1.6 施工机械、设备 36 1.7 治安消防安全 36 1.8 季节性施工 37 2、文明施工 37 3. 管线和周围建筑物的保护措施 .38 六、 施工准备工作 39 1、工程管理组织的建立 39 2、技术准备 40 3、地面准备工作 40 3、井下准备工作 40 4、施工物资及机械设备准备 40 七、 施工现场总平面布置 41 1. 施工平面布置 .41 2. 施工现场区域划分 .41 2.1 现场施工道路 .41 2.2 现场供水系统 .41 2.3 现场排水系统 .41 2.4 临时供电系统 .41 2.5 拌浆系统 .42 2.6 集土坑 .42 2.7 井口垂直运输 .42 2.8 管片堆放及粘贴防水材料场地 .42 2.9 通风系统 .43 八、 施工进度计划 43 九、 质量计划中的质量措施 44 1工程质量标准 44 2质量管理网络 47 3. 质量保证体系 .48 4. 隧道衬砌质量控制 .48 5. 隧道轴线控制 .49 6. 管片拼装质量控制 .49 7.地表沉降控制 .49 8. 测量控制 .49 十、 主要设备、工具配备计划 50 十一、 工程材料申请计划 52 1主要材料计划用量 52 2主要材料检验、试验及复试要求 52 十二、 劳动组织申请计划 53 十三、 附图 54 十四、 应急预案 54 1、触电应急响应预案 54 2、防汛、防台风应急响应预案 56 3、管线损坏事故应急响应预案 56 4、火灾应急响应预案 57 5、交通事故应急响应预案 58 6、伤亡、伤害应急响应预案 59 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 1 一、 编制依据 1、上海轨道交通七号线二标工程招标文件、补充文件及施工图纸资料； 2、上海轨道交通七号线二标场中路站汶水路站工程地质、水文地质勘察报告； 3、上海轨道交通七号线二标场中路站汶水路站地下综合管线探测成果报告； 4、经现场踏勘所获得的现场自然条件资料及由建设单位提供的答疑文件。 5、本公司 GBT/19001-2000 版质量标准文件及标准化的现场管理细则。 6、现行国家、行业及地方施工技术规范及有关规定； 建筑桩基础规范 （JGJ94-94） 上海市地基处理技术规范 （DBJ08-40-94） 建筑工程施工验收统一标准 （GB50300-2001） 施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ46-2005） 建筑施工安全检查标准 （JGJ59-99） 地下铁道工程施工及验收规范GB50299-2003 盾构法隧道工程施工及验收规范DGJ08-233-1999 市政地下工程施工及验收规范DGJ08-236-1999 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002 地下工程防水技术规范GB50108-2001 地铁杂散电流腐蚀防护技术规范CJJ49-92 地下铁道、轻轨交通工程测量规范GB50308-1999 建设变形测量规程JGJ/T8-97 钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003 工程测量规范GB50026-93 软土地基深层搅拌加固技术规程YBJ225-91 7、其他与本工程相关的现行技术规范及规程。 二、 工程概况 1、工程性 质和作用 本工程为上海轨道交通七号线二标的区间隧道工程。北起场中路站，南至汶水 路站。设计全长 1084.009m。 本工程建设单位：上海轨道交通七号线发展有限公司 设计单位：上海市隧道工程轨道交通设计研究院 监理单位：上海申诚隧道轨道交通工程建设监理有限公司 施工单位：上海市机械施工有限公司 本工程建设计划工期为 120 个日历天。盾构计划下井日期为 2006 年 5 月 9 日， 6 月 19 日开始出洞推进。 本工程的质量目标为：以 ISO9002 质量管理体系为纲，实行全面质量管理，强 化过程控制管理，特别是针对隧道推进的通病：渗漏，地面沉降控制、掘进轴线控 制等制定详细方案。确保本工程达到“合格工程” ，争创上海市优质结构工程。 安全管理目标：通过上海市标准 DGJ089032003施工现场安全生产保证体 系标准安全贯标的认证。安全重大事故为零，争创安全标化工地。 文明施工目标：本区间隧道工程争创市级文明工地、市标准化管理合格工地； 安全第一、预防为主，从严强化安全生产,确保无工程事故、管线事故和重大人身安 全事故。 作为上海轨道交通七号线二标工程的一个重要单位工程，也是七号线第一个下 井推进的盾构工程来说，对整个二标的进度乃至整个七号线的进度都有至关重要的 影响。 2、建筑及 结构特征 本工程包括：上行线 899 环、下行线 894 环隧道推进及管片拼装；场中路站南 端头井 2 个、汶水路站南端头井 2 个，共计 4 个井接头的施工；旁通道的施工；防 水堵漏的施工。 本区间隧道盾构上、下行线里程为 DK6+729.610DK5+645.601，上行线 899 环， 下行线 894 环（环宽 1.2m） ，总线长 2151.6m。区间隧道平面成 V 型。剖面呈 V 字型， 中间低，两头高，隧道最大覆土厚度约为 13.265m,最大纵坡为 27.5。场中路站隧 道起始中心标高为6.274m，汶水路站隧道中心标高为-7.357m，最低处中心高程为 -15.865m。此区间在里程 DK6+108.358 设一处旁通道。 本区间由两台小松盾构机在汶水站北端头井下井，先后向场中路站方向推进， 首先下井的是上行线。 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 3 场中路站汶水路站区间隧道采用外径为 6200mm，内径为 5500mm，衬砌环环宽 为 1200mm 的管片，每环由拱底块(一块)、标准块(二块)、邻接块(二块)、封 顶块(一块)组成。隧道上、下行线管片总环数为 1793 环，其中出洞环 2 环，进洞 环 2 环，变形缝后一环 14 环，浅埋直线衬砌环 260 环，中埋直线衬砌环 615 环，深 埋直线衬砌环 638 环，中埋左转弯衬砌环 10 环，深埋左转弯衬砌环 119 环，中埋右 转弯衬砌环 17 环，深埋右转弯衬砌环 112 环，特殊衬砌环 4 环。 衬砌环的环、纵向连接均采用 M30 直螺栓，管片定位采用定位棒，环缝及纵缝 间防水采用水膨性弹性密封垫，外侧粘贴遇水膨胀挡水条。 主要工程量一览表 序号 分项工程名称 单 位 数 量 备 注 下行线 1241 直线段浅埋衬砌环XZ 1 环 上行线 136 下行线 3112 直线段中埋衬砌环XZ 2 环 上行线 304 下行线 3193 直线段深埋衬砌环XZ 3 环 上行线 319 下行线 64 左曲线中埋衬砌环XL 2 环 上行线 4 下行线 44 左曲线深埋衬砌环XL 3 环 上行线 115 下行线 25 右曲线中埋衬砌环XR 2 环 上行线 10 下行线 1126 右曲线深埋衬砌环XR 3 环 上行线 0 下行线 17 出洞衬砌环XZ 4 环 上行线 1 下行线 18 进洞衬砌环XZ 5 环 上行线 1 下行线 79 变形缝后一环XZ 6 环 上行线 7 下行线 210 通道泵站特殊衬砌XTR 环 上行线 2 11 衬砌同步压浆及二次补压浆 m3 4482.5 12 掘进出土及外运土方 m3 67891 13 进、出洞口钢筋砼凿除 m3 113 14 洞口砼保护圈浇捣 m3 37 下行线 115 出洞装置及后盾系统安装 套 上行线 1 下行线 116 进洞装置安装 套 上行线 1 每环配： 1.环向螺栓 M3048512 套. 2.纵向螺栓 M3048517 套. 3.防水材料. 4.环向螺栓橡胶垫 圈. 17 旁通道与联络通道 处 1 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 5 3、建造地点特征 3.1 车站特征 七号线汶水路车站位于沪太路的西侧、汶水路北侧，为地下二层结构。其北端 头井前方场地较为狭小，当管片车等大型车辆进场时，较为困难。且沪太路为上海 南北向的向的重要主干道，交通极为繁忙。施工时须合理组织进场。 场中路车站沪太路、洛场路交界处，仅作为盾构接收井使用，道路及场地满足 盾构转运的需要。 3.2 隧道沿线场地特征 本区间隧道主要在沪太路西侧推进。穿越走马塘河、真大路、铁路南何支线、 老沪太路、洛场路。 3.3 隧道沿线管线特征 盾构工作区主要分布有给水管道、煤气管道、电力电缆、信息电缆、以及雨、 污水管道等管线。 一、汶水路站场中路站有以下的管线分布： （一） 、沿沪太路方向的管线自西向东依次有： 1、2 孔电力电缆一根，埋深 0.7 米； 2、1 孔电话线，埋深 1.1 米； 3、24 孔电话线，埋深 1.4 米； 4、1800mm 上水管，埋深 2.1 米； 5、500mm 上水管，埋深 1.8 米； 6、横穿沪太路300mm 上水管，埋深 0.7 米； 7、横穿沪太路 2 孔电力电缆 1 根，埋深 0.7 米； 8、横穿沪太路1800mm 上水管一根，埋深 2.9 米； 9、横穿沪太路200mm 上水管，埋深 1.0 米； 10、24 孔电话线，埋深 3.5 米 11、500mm 上水管，埋深 2.7 米； 12、1800 上水管，埋深 3.5 米； 13、2 孔电力电缆 1 根，埋深 1.3 米； 14、600mm 雨水管，埋深 1.2 米； 15、200mm 上水管，埋深 1.2 米； （二） 、沿真大路，沪太路方向的管线自西向东依次有： 1、1 孔电话线，埋深 0.5 米； 2、50mm 上水管，埋深 0.4 米； 3、700mm 煤气管，埋深 1.5 米； 2、12 孔电话线，埋深 1.5 米； 5、50mm 上水管，埋深 0.4 米； 6、200mm 上水管，埋深 0.9 米； 7、1000mm 污水管，埋深 2.0 米； 8、700mm 煤气管，埋深 1.2 米； 9、200mm 上水管，埋深 0.8 米； 二、场中路站有以下管线分布： （一） 、沿沪太路方向的管线自西向东依次有： 1、6 孔电话线，埋深 1.8 米； 2、36 孔电话线，埋深 1.1 米； 3、200mm 上水管，埋深 1.2 米； 4、500mm 上水管，埋深 1.6 米； 5、1800mm 上水管，埋深 2.0 米； 6、400mm 雨水管，埋深 1.6 米； 7、600mm 雨水管，埋深 1.6 米； （二） 、沿场中路方向的管线自南向北依次有： 200mm 煤气管，埋深 1.5 米； 200mm 上水管，埋深 1.2 米； 500mm 雨水管，埋深 0.6 米； 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 7 12 孔电话线，埋深 1.0 米； 1 孔电力电缆，埋深 0.4 米； 300mm 上水管，埋深 1.5 米； 3.4 工程地质情况 3.4.1 工程地质情况 （1） 浅部以饱和性粘性土为主，无粉性土（3 层）分布，第1 层褐黄 色灰黄色粉质粘土下为第层淤泥质粉质粘土和第层淤泥质粘土， 其中第层中夹较多薄层粉性土。 （2） 第层直接与第层暗绿色粉质粘土相连。 （3） 本区段第、层分布稳定，但埋深均比上海 正常地区浅。第层 硬土层顶埋深一般在 15.217.6m，厚度 3.44.5m 左右； 3.4.2 主要土层物理性质力学指标表 层 号 土层名称 土层厚度 m 层底标高 m 含水量 w(%) 粘聚力 C(kpa) 内摩擦 角 () 1 人工填土 0.93.7 3.860.93 2 浜填土 1 粉质粘土 0.62.0 2.720.03 33.2 19 21 淤泥质粉质粘土 1.804.90 -0.94-3.15 38.8 12 21.5 淤泥质粘土 7.9010.9 -10.24-13.26 50.5 14 11 粉质粘土 3.45.1 -14.18-17.26 24.5 47 47 1 -1 砂质粉土 3.211.5 -18.03-27.97 30.4 1 32 1 -2 粉砂 3.86.9 -25.18-27.92 31.4 0 32.5 3.5 水文地质情况 本场地浅部地下水属潜水类型，补给来源主要为大气降水与地表径流，潜水水 位埋深为 0.51.5m,第一承压含水层分布于第1 层土中，其水位埋深在 311m。 地下水对砼一般无腐蚀性。对钢结构有弱腐蚀性，未发现有沼气溢出现象。 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 9 4、关键工序和特殊过 程 根据隧道工程施工特点，确定盾构推进过程中轴线控制、管片拼装、衬砌防水 以及地表沉降（前期、施工过程、后期沉降） 、旁通道施工作为关键工序,过铁路南 何支线为特殊过程。 4.1 施工轴线控制要点 4.1.1 盾构施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位做全面鉴定，并在 使用过程中经常进行检查。 4.1.2 为确保两车站间盾构贯通,横向、竖向误差小于 50mm,在两车站端头井附 近埋设地面导线点，利用空导点和地面导线点,以导线测量形式，将平面控制成果引 测到施工现场。 4.1.3 利用空导点和地面导线点建立平面控制网。 4.1.4 随着隧道掘进，由地下起始导线点开始，逐次布设地下隧道贯通导线点， 同时在管片封顶块上布设吊篮，吊篮上设强制归心的平面控制点，由贯通导线点引 测。吊篮必须稳固，并与操作者的走板脱离，不能晃动。 4.1.5 利用施工区域附近的已知高级水准点，布设三等水准路线，将高程引测 至车站端头井附近，并设立施工高程控制点。 4.1.6 随盾构推进深度，每隔一段距离，埋设一贯通高程控制点，作为隧道掘 进的高程依据，然后转测到相应吊篮上的控制点。贯通高程控制点的高程应由地下 起始高程控制点传递，引测前应对起始高程控制点进行复核。 4.1.7 为保证盾构机严格按设计轴线推进，必须按盾构动态数据，从而调整盾 构施工参数，指导盾构正确、安全推进。 4.1.8 人工复核时，在盾构机头部纵向设一对竖尺，垂直于盾构纵向设一对水 平横尺，利用布设的三维坐标控制点，测量各尺读数,经精确计算得出盾构转角、盾 构中心方向偏差值、盾构坡度、盾构中心高程等数据，和自动测量数据比较。 4.2 管片拼装控制要点 4.2.1 衬砌之间采用通缝拼装，由下而上，按拱底块标准块邻接块封顶 块的顺序进行。拼装封顶块时，先与邻接块搭接 13,然后纵向插入成环。 4.2.2 必须严格控制衬砌拼装精度，衬砌成环的直径允许偏差、环纵缝张开、 相邻环管片允许高差、环面间隙及拱底块相对旋转值必须小于地铁工程质量检验 评定标准中的指标。 4.2.3 衬砌每推好一环必须及时拧紧环纵向螺栓，并对出盾构车架的管片环纵 缝螺栓进行复拧。隧道贯通后，再次对所有管片的螺栓进行复拧。 4.3 衬砌防水控制要点 4.3.1 衬砌防水包括每块管片水膨胀弹性密封垫、遇水膨胀橡胶挡水条的粘贴 和隧道推进结束后衬砌环、纵缝的嵌缝两大部分。 4.3.2 弹性密封垫是衬砌接缝防水的主要措施。粘贴前须用钢刷刷去管片凹槽 内的浮灰、污垢，用氯丁酚醛胶粘合剂粘贴。粘贴好密封垫的衬砌若暂时不用 或遇雨天，必须用塑料薄膜或油布严密遮盖。 4.3.3 封顶块与邻接块两侧的密封垫在拼装前应表面润滑剂，粘度 300CP。 4.4 地表沉降控制要点 4.4.1 地表沉降观测在盾构施工过程中每天进行，沉降量控制在+10mm - 30mm 之间。 4.4.2 在沿场中路汶水路站区间隧道中心轴线上，每 50m 横断面处两侧各 15m 范围内，以及沿隧道中心线布设沉降观测点，曲线段和直线段均每 5m 布一点， 每 50m 布一深层点。 4.4.3 地面沉降观测点在路面用道钉埋设，特殊要求的构筑物用红三角标记。 4.4.4 盾构与衬砌的理论建筑空隙为 1.66m3/环（1.2m 环）,施工过程中做到 同步注浆,即盾构边推进边压入惰性浆液,及时填充建筑空隙。 4.4.5 施工时必须严格控制注浆压力及保证足够的注浆量，以减少对周围环境 的影响。 4.5 旁通道施工要点 4.5.1 根据以往盾构旁通道冻结施工经验，由于混凝土和钢管片相对于土层要 容易散热得多，会严重影响隧道管片附近土层的冻结速度和冻结强度，从而影响冻 土帷幕的整体稳定性和封水性。为此，须在钢管片一侧附近隧道管片内侧敷设冷板 和保温层的措施，以确保冻土帷幕不存在影响安全的薄弱环节。 4.5.2 冻结孔开孔前，在布孔范围内打若干小口径钻孔，探测地层稳定情况。 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 11 如发现砂层，先进行水泥-水玻璃双液壁后注浆，以提高孔口附近地层的稳定性，然 后再钻进冻结孔。每个钻孔都设孔口管，并安装钻孔密封装置，以防钻进时大量出 泥、出水。冻结施工结束后，孔口管管口焊上钢板，以免工程结束后钻孔孔口漏水。 4.5.3 加强冻结过程检测。在冻土帷幕内布置测温孔和压力释放与观测孔，以 便正确测定冻土帷幕厚度和判断冻土帷幕是否交圈。对侧隧道管片附近土层的冻结 情况将成为控制整个冻土帷幕安全的关键，为此，在对侧隧道管片上沿冻土帷幕四 周安装测温孔，以全面监测冻土帷幕的形成过程。 4.5.4 开挖时遇到偶然停冻，对开挖安全不会产生大的影响。但是，为了进一 步提高施工安全性，还将采取以下措施：选用可靠的冻结施工机械；安装足够的备 用设备；加强停冻时的冻土帷幕监测，在冻土帷幕表面喷洒低温氮气，避免冻土帷 幕化冻；尽快施工衬砌，必要时用堆土法封闭开挖工作面。 4.5.5 在整个施工过程中，严密监测地面和隧道变形，确保地面建筑和隧道安 全。 4.6 过铁路南何支线控制要点 在细致调查铁路南何支线基础结构的前提下，制定详细的施工措施，在盾构穿 越铁路南何支线的过程中，必须严格盾构机掘进的各项参数，使盾构均衡匀速施工， 以减少盾构施工对土体的扰动和地层损失，在盾构穿越过程中利用盾构同步注浆系 统及时充填盾构推进留下的空隙，减少地层损失，从而避免对铁道基础造成破坏。 同时进行信息化施工，适当加强监测的频率，并及时提交监测成果，以便及时 对施工参数进行优化。考虑到盾构掘进后续沉降可能对铁路运营造成的影响，在盾 构通过后，我们将根据需要延长该区域的监测时间，确保铁路正常的运营并根据实 际情况，对铁道基础进行跟踪注浆。 三、 施工工艺和施工方法 1、盾构机 1.1 盾构机的安装 盾构机转场时，已被解体为刀盘、切口环、支承环、盾尾、中心横梁、螺旋机、 台车(即后续设备)等部分。 一台 300 吨的起重机用作主机，一台 140 吨的起重机用作辅机，并在工作井的 正确位置上安放发射架。 台车进场后，由 300T 起重机直接下井，按 5、4、3、2、1、的顺序依次下井， 通过导向拖入车站内。中心横梁搁置与第一节台车顶部。 将将切口环和支承环就位在预定的位置上拼装，再将刀盘与切口环拼装。最后 将下盾尾吊放至机架上与支承环拼接，完毕后将螺旋机在井下安装，再盖上上盾尾。 用中心横梁连接台车与盾构机。 主要部件安装完毕后，进行各种管道及电缆的安装，注意不要错接、漏接。加 注液压油等关键工序，须严格按指令执行，关键人员必须到岗。 1.2 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。保证各系统的技术性 能达到规定的指标。 调试工作完成后，安装好管片和反力架后，可以开始推进了。 1.3 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，拼装机转到最低位置，排尽工舱及 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， 然后将盾尾与中间节分离，从井内吊出。 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 13 将刀盘、切口节和中间节拆开后分别从井内吊出。再将隧道内的台车吊出。 2、进出洞土体加固 2.1 施工概况 为确保盾构进出洞安全，采用深层搅拌桩并在其两边压密注浆对端头井外土体 进行加固，使加固后的土体强度满足盾构进出洞的设计要求，无侧限抗压强度洞圈 内 0.5 Mpa ，洞圈外 3m 为 0.8Mpa，保证盾构施工顺利进行。 加固范围为出洞区连续墙外 6m，进洞区连续墙外 3.5m。汶水路站搅拌桩桩底标 高-13.707m，场中路站搅拌桩桩底标高为-12.624m。 经七号线项目公司批准，调整场中路站汶水路站区间隧道上行推进方向，由场 中路站向汶水路站推进调整为由汶水路站向场中路站推进。因此在汶水路站西侧原 进洞位置加固由 3.5m 增加为 6m，为旋喷桩加固。详见施组变更。 2.2 施工方法 2.2.1 定位：深层搅拌机到达指定位置，垂直、对中，并悬掉设备保持水平。 就位时由专人指挥，搅拌机设备行走至指定桩位对中，桩机垂直度偏差不超过 1/100。 2.2.2 预拌下沉：启动深层搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅 拌切土下沉，下沉速度可由电机的电流检测表控制，工作电流不应大于额定值。备 料系统起用，按设计确定的配合比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗中待用。 2.2.3 提升喷浆搅拌：深层搅拌机下沉到一定的设计深度后，开启灰浆机，将 水泥浆压入地基中，边喷浆边旋转，同时严格按照事前确定的提升速度提升搅拌机， 一般两轴转速 43r/min,提升速度控制在 50cm/min 左右。 2.2.4 重复上下搅拌：本工程采用二次喷浆（水泥掺量 12）成桩施工工艺， 即再重复以上工艺，以使软土与水泥浆搅拌均匀及达到设计掺量要求。 2.2.5 清洗：向集料斗中注入适量的水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的残留 水泥浆，直至基本干净，并将黏附在搅拌头上的软土清洗干净。 2.2.6 移位：重复上述 15 步骤，进行下一根桩施工。深层搅拌桩施工过程中， 对隆起的泥土稍待干后将沟槽内的土挖出外运，并及时处理至桩顶设计标高，以便 下道工序施工。 具体详见端头井加固施工组织设计 3、出洞方案 3.1 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；同时盾构出洞口用深层搅拌桩加固的土体，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高压风镐凿除，凿除工作须分二层渐进，根据连续墙厚 度，先凿除其外层 3/4， （约 650mm） ，并割除钢筋预埋件。外层凿除工作先上部后下 部。钢筋及预埋件割除须彻底。以保证预埋门洞的直径。 里层槽壁凿除方法是将剩余的 1/4 厚度分割成小块。开槽凿除砼，露出槽壁钢 筋，同时在每一块砼块上凿出栓钢丝绳的位置。将钢丝绳系于纵横向钢筋交接处， 在盾构机出洞前从下至上逐一吊出。 3.2 洞口止水帘布安装 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。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。 3.3 盾构机出洞掘进 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。 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，确认的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。 盾构出洞时，应密切观察盾构机推力与后盾结构受力情况,要保证后盾结构的安 全,如发现结构变形，应立即停止推进，采取必要措施后，方可恢复推进。 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 15 由于洞门外侧土体加固，盾构在加固层推进时，应由经验丰富的盾构司机进行 操作，盾构加水慢速推进，加固土层力学性质复杂，加水量，大刀盘转速及油压、 推进速度及时调整。 4、进洞方案 4.1 盾构进洞前的准备工作 清除一侧端头井下积水及所有垃圾及杂物。实测进洞处洞门中心实测高程及平 面坐标。纵横向每间隔 3m 测出井底实际高程。在洞门、井底或车站结构段上用红漆 做好轴线、高程等标志。 4.2 盾构进洞前的姿态复核测量 盾构贯通前的测量是复核盾构所处的方位、确认盾构姿态、评估盾构进洞时的 姿态和拟定盾构进洞段的施工轴线、推进坡度的控制值和施工方案等的重要依据， 以使盾构在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，准确就位 在盾构接收基座上。在进洞前 80 环，应精确做好轴线贯通测量工作，以后根据盾构 推进的轴线偏差情况，每推 2030m，复核一次。最后 50 环的推进，盾构轴线与设 计轴线的偏差，应尽可能控制在 3cm 内，使盾构以最佳姿态进洞。 4.3 盾构接收井地基加固 在盾构进洞前对井外地基加固进行验收，加固强度达到设计要求后，才能进行 进洞推进施工，否则应采取补救的加固措施。 4.4 盾构进洞前洞门混凝土的凿除 当盾构逐渐靠近洞门时，可在洞门混凝土上开设观察孔加强对其变形和土体的 观测，并控制好推进时平衡压力值。在盾构切口距封门 50cm 时，停止盾构推进，以 确保混凝土封门凿除的施工安全。洞门凿除首先在洞圈内搭设脚手架。在洞门中心 凿一个孔，用来观察外部土体情况，然后分九块凿除洞门混凝土，暴露出内、外排 钢筋，割去内排钢筋，保留外排钢筋，并在每块混凝土中间凿出一个吊装孔，清理 干净落在洞圈底部的混凝土碎块，然后按照先下后上的顺序逐块割断外排钢筋，吊 出混凝土。 4.5 盾构进洞掘进 盾构机推进离洞口约剩 10 环时，当班工长及盾构司机应密切注意刀盘马达的油 压显示，如有升压趋势，即可认为切口已至地基加固边缘，此时应立即降低推进速 度，同时适度调低密封舱压力，并向前舱边推进边注水，以润滑切削面，使削下来 的土呈流动状态，能够较顺利排出。 在洞门混凝土吊除后，盾构应尽快推进并拼装管片，尽量缩短盾构进洞时间。 4.6 盾构接收井准备 盾构接收井施工完成后对洞门位置的方位测量确认，安装盾构接收架，调整接 收架的标高及左右位置，为保证盾构接收，接收架安置高程可略低于盾构进洞时的 实际高程，并将其与井壁可靠地固定。接收井内洞门混凝土凿除和洞门封堵材料等 各项工作全部准备就绪。 4.7 洞口衬砌拉紧装置 盾构进、出洞洞处，车站与隧道的连接构造钢筋砼洞圈未浇捣或未达到设 计强度前，按设计要求，应有衬砌拉紧装置，即将近洞口的 10 环衬砌用槽钢 沿隧道纵向拉紧， 14 设置在管片的起重螺母处，用 50 圆柱管螺纹加 M36 螺栓将 14 可靠地栓紧在管片上，以防止洞口衬砌环缝松驰、张开并造成漏水。 5、盾构机初始掘进(100 环试掘进) 5.1 盾构掘进参数初步设定 5.1.1 土压力 按水土合算原则计算所得土压力为： 正面土压力：P=k 0h P：土压力(包括地下水) ：土体的平均重度，取 16.9KN/M3 h：隧道埋深，取 11.8 米（取汶水路站出洞口隧道中心埋深） k0：土的侧向静止土压力系数，取 0.6 代入公式得： P=0.12Mpa 我司在上海地铁二号线施工中，曾委托专业单位用精密仪器检测了盾构在出洞 阶段的后顶力(包括后盾系统的受力情况)，并参照所预测的土压力值，有效控制了 盾构正面的地面沉降。参照此系统在该工程中的应用，并借鉴该工程中系统所取得 的经验，再次预计了本工程的施工参数。经预计出土口的土压力为 0.145Mpa。 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 17 5.1.2 推进出土量控制（取 1.2m 环计算） 每环理论出土量=/4D 2L=/46.34 21.2=37.864m3/环。 盾构推进出土量控制在 98%100%之间。即 37.107m3/环37.864m 3/环。 5.1.3 推进速度 正常推进时速度宜控制在 46cm/min 之间。 5.1.4 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；地面沉降量控制在 +10mm30mm。 5.2 初始掘进前准备工作 5.2.1 盾构机出洞前，应尽量精确定位，盾构机的上下左右偏差应控制在 3.5cm 范围之内，可以通过控制发射架的姿态来达到这一要求。 5.2.2 轴线测量 为使盾构机能以最佳姿态出洞，应做好轴线测量工作。站台层里的吊篮点进行 复核，同时对地面水准点和井下高程控制点进行复核。在出洞前对盾构原始姿态作 再次测量，确保盾构机出洞的姿态偏差控制在3.5cm 范围之内。 5.2.3 监测点布置 为了能及时反映盾构机出洞时以及推进时对周围环境的影响，应在地面布置一 定数量的地面沉降监测点。为了能及时地反馈盾构机出洞时的地面及土层的变形情 况，在端头井外沉降监测点适当加密。在盾构机出洞之前，对已布设好的沉降监测 点须两次测取平均值为原始数据。 5.3 试掘进阶段的参数确定 盾构初始掘进是从理论和经验上选取各项施工参数，施工过程中根据测量数据 及反馈信息调整施工参数。盾构机出洞后，初始掘进为试推进阶段。根据以往施工 经验试推进可分为三个阶段。第一阶段 35 环，第二阶段 30 环，第三阶段 35 环。 盾构出洞后，必须穿过约 6m 宽的加固区。为减少大刀盘切削困难，可适当向前 仓加水。同时密切注意大刀盘扭矩和前仓压力的变化情况，一旦发现突然降低，可 以认为切口已出加固区域，由于盾尾仍在加固区内，因此仍不宜对盾构姿态做较大 的调动，待盾构继续推进 7 米，确信盾尾也以脱出后，方可对盾构姿态做调整。 第一阶段一般为 35 环。日进度可控制在 2-3 环，对密封仓土压力刀盘转速及压 力，推进速度，千斤顶顶力，注浆压力及注浆量等诸项，分别采用三组不同施工参 数进行试验掘进。通过对隧道沉降、地表沉降的测量和数据反馈，确定一组适用的 施工参数。 第二阶段一般为 30 环。视地表、地层变化情况，在可能条件下日进度从三环逐 步增加至 5 环。采用已掌握、适用的各项参数值，通过施工监测，根据地层条件、 地表管线、房屋情况，对施工参数作慎密细微的调整，取得最佳施工参数。 第三阶段为正式掘进施工的准备阶段，此阶段一般为 35 环。是正式掘进施工的 准备阶段，日进度掌握在 8 环，但强调应以服从地面沉降，房屋管线保护为原则。 通过此阶段的试掘进，对隧道的轴线控制，衬砌安装质量均有了各项具体的保 证措施，施工参数已进一步被掌握，已能根据地下隧道上覆土厚度、地质条件变化、 地面附加荷载等变化情况，适时调整盾构掘进参数，就为整个区间隧道施工进度、 质量管理奠定了良好的基础。对掘进沿线房屋、管线的监护也掌握了初步的规律， 并以此指导全过程施工。 5.4 试掘进阶段的施工监测 根据招标文件的要求，盾构在推进阶段，要重视做好盾构出洞后地表面、地下 管线、地面建筑物的施工监测，以便对施工中可能产生的各类隆起沉降、变形及时 采取相应的措施及保护手段。试推进阶段是全过程的前奏，所以施工监测显得尤为 重要，是一项重中之重的工作。对地表变形监测，拟采用沿轴线方向布设沉降监测 点，包括深层沉降点，并加设横断面监测点；对地下管线，按要求距离布设沉降点； 对建筑物在调查研究的基础上，凡轴线两侧 15m 范围的建筑物都布设沉降监测点， 并布设相应的倾斜、裂缝监测点。上述测点的监测，每天不少于 2 次，并根据需要， 适时加密监测频度。具体详见监测方案。 6、盾构正式掘进施工 6.1 正式推进阶段采用 100 环试推进阶段掌握的最佳施工参数。通过加强施工 监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降。施工进度应采用均衡生产法。 6.2 推进过程中，严格控制好推进里程，将施工测量结果不断地与计算的三维 坐标相校核，及时调整，将里程偏差控制在，缓和曲线、圆曲线段：X(隧道设计纵 轴方向即沿里程方向)、Y(垂直隧道沿设计轴线方向)50mm。 6.3 盾构应根据当班指令设定的参数推进，推进出土与衬砌外注浆同步进行。 不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在+10，-30mm 之内。 6.4 盾构掘进过程中，坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过 0.4%。 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 19 6.5 盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、 地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据 信息，正确下达每班掘进指令，并即时跟踪调整。盾构机操作人员须严格执行指令， 谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，盾构 机一次纠偏量不宜过大，以减少对地层的扰动。 6.6 施工人员应逐项、逐环、逐日做好施工记录，记录内容： 6.6.1 隧道掘进环号 掘进速度 盾构正面土压力 刀盘转速、油压、螺旋机转速 盾构推力、千斤顶开启数量及位置、油压 盾构内壁与管片外侧环形空隙(上、下、左、右) 6.6.2 同步注浆 注浆压力、数量、稠度 注浆材料配比 实际注浆量与理论注浆量的百分比 6.6.3 测量 盾构倾斜度 盾构旋转 推进总距离 隧道每环衬砌环轴心的确切位置(X、Y、Z)与设计轴线的偏差。 6.6.4 隧道渗漏水统计展示图及渗漏水量。 上述记录的副本施工单位应及时上报监理工程师。 7、管片拼装 7.1 管片的堆放及运输 管片在出厂时须经严格的质量检验，并达到设计强度。管片进入现场后，堆放 不得超过三层，并在每层之间搁置点处设置木衬垫。搁置点应上下对齐。凡有缺角、 损边、麻面的管片不得下井拼装。管片通过地面 20T 门式起重机吊至井下管片车上， 然后通过隧道内的 15 吨工矿电瓶车运输至车架处，再由车架上的运输设备转驳至拼 装作业面。 7.2 拼装顺序 衬砌之间采用通缝拼装，由下而上，按拱底块标准块邻接块封顶块的顺 序进行。拼装封顶块时，先与邻接块搭接 13，然后纵向插入成环。 拼装时需注意拼装机回转时，回转半径内不许站人。 7.3 环面平整度 必须自负环做起，且逐环检查，施工中应保证和提高衬砌环的拼装精度，控制 每环相邻块管片的踏步应小于 5mm，封顶块环面不能凸出相邻管片的环面，以免邻接 块接缝处管片碎裂。 每个工班必须进行检验。 7.4 相邻环高差控制 相邻环高差量的大小直接影响到建成隧道轴线的质量及隧道有效断面，因此必 须严格控制环高差。相邻环管片高差6mm。 7.5 纵、环向螺栓连接 区间管片均有纵、环向螺栓连接，环向每环配 12 枚 M30 螺栓，纵向每环配 17 枚 M30 螺栓。其连接的紧密度将直接影响到隧道的整体性能和质量。因此每环拼装 结束后应及时拧紧纵、环向螺栓，在推进下一环时，应在千斤顶顶力的作用下，复 紧纵向螺栓。当成环管片推出车架后，必须再次复紧纵、环向螺栓。 7.6 衬砌拼装注意事项 管片拼装按顺序进行，操作人员须是掌握要领的专业熟练者。首块管片位置定 位误差要小，相邻管片允许高差5mm，相对旋转值偏差3mm，环、纵缝张开 2mm，衬砌成环后直径误差10mm。 拼装机安装管片到位时动作应平缓，不准撞击已定位管片。在安装封顶块时， 应在相邻管片接触的密封垫表面涂抹专用润滑剂，防止在锲入时密封垫发生位置的 偏移或拉损。每块管片的环向、纵向螺栓必须全部穿进拧紧，防水垫圈不得遗漏。 脱离盾尾后的衬砌管片螺栓必须重新复拧一次。 上海市轨道交通七号线二标场中路站 汶水路站区间隧道施工组织设计 上海市机械施工有限公司 21 在拼装过程中要清除盾尾拼装部位的垃圾，同时必须注意管片定位的正确。 千斤顶应按拼装管片的顺序相应缩回。 管片拼装好后及时伸出千斤顶，防止盾构后退。 8、同步注 浆及衬砌壁后 补压浆 8.1 同步注浆量计算 盾构掘进注浆采用盾尾同步注浆，随着盾构推进，脱出盾尾的管片与土体间出 现“建筑空隙” ，该空隙用浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填。由于压入衬砌背面 的浆液会发生失水收缩固结、部分浆液会劈裂到周围地层中、曲线推进、纠偏或盾 构机抬头等原因，使得实际注浆量要超过理论建筑空隙体积。 每推进一环的建筑空隙为（取 1.2m 环计算）： (6340 262002)1/41.2=1.65M3 盾构外径：6340mm；管片外径：6200mm 每环的压浆量一般为建筑空隙的 120%160%，即每推进一环同步注浆：浆量为 1.98M32.65M 3。 8.2 浆液的配合比 在正式施工前，对浆液配合比进行不同的试调配及性能测定比较，优化出满足 使用要求的配方，书面报监理工程师审定后正式投入使用。同时在 100 环试推进施 工过程中对浆液的配合比核对推进后地表沉降监测情况进行相应的优化及调整。浆 液的初步配合比按照设计要求及我们以往施工的经验来调配。 同步注浆浆液初步配比如下： 浆液投料量(公斤)/1m 3 粉煤灰 黄砂 膨润 土 水 备 注惰 性浆 400 680 100 43 0 8.3 浆液的拌制 配置设备：在高位槽、运浆车、拌浆机处均设有冲洗水管。 浆液拌制系统布置在临时出土口旁顶板上，拌浆系统由 2 台 4m3拌浆机及操作 平台组成，拌成浆后由溜槽垂直溜至储浆筒，由 15T 电瓶车牵引至盾构车架前，泵 入车内待用。 浆液的拌制，须对其稠度、含水量、流动性、和易性、析水性及抗液化指标进 行测试，测试合格后方可使用。 8.4 注浆时间和方量控制 注浆压入的时间应控制在盾尾脱离管片时为宜。盾构推进时，即须打开注浆泵， 并计算出推进速度与流量的关系，保证了注浆方量。 8.5 注浆压力控制 注浆压力取决于地质情况和地下水压力，注浆压力和注浆量的控制以确保充填 全部建筑空隙。注浆作业操作的熟练取决于丰富的经验，过高的压力将导致浆液从 盾尾窜入，影响盾构机的正常掘进。 压注时要根据实际施工情况、地质情况对压浆数量和压浆压力二者兼顾。一般 情况下，每环压入量在 2.2 立方米左右，注浆压力约 0.5Mpa。压浆速度和掘进保