轨道交通站区间隧道盾构始发施工方案.doc

目目 录录 一、编制依据及施工原则和要求一、编制依据及施工原则和要求.1 1.1 编制依据1 1.2 施工原则和要求1 1.2.1 施工原则 .1 1.2.2 始发要求 .1 二、工程概况二、工程概况.2 2.1 始发端工程简介2 2.2 水文地质概况2 2.2.1 气候特征 2 2.2.2 工程地质 .2 2.2.3 地基土层物理力学性质 4 2.3 盾构机概况5 2.3.1 土压平衡掘进模式5 2.3.2 盾构机功能及结构概述 .6 三、盾构始发总体部署三、盾构始发总体部署.10 3.1 盾构掘进总体施工部署10 3.2 施工组织机构总体要求10 3.3 施工组织原则11 3.4 施工项目管理的组织控制与协调11 3.5 施工总平面布置原则12 3.6 工期安排13 3.7 盾构始发流程13 四、盾构始发准备工作四、盾构始发准备工作.13 4.1 始发线型及参数13 4.2 机械设备14 4.3 劳动力需求15 4.4 周边环境核查、监测15 4.5 施工场地布置16 4.6 盾构始发端头土体加固及降水施工16 4.7 洞门凿除18 4.7.1 探孔检测及水平注浆 .18 4.7.2 洞门凿除 .18 4.8 始发托架安装20 4.8.1 始发托架的作用 .20 4.8.2 始发托架的安装 .20 4.9 施工轨道铺设21 4.10 盾构机及后配套台车吊装下井21 4.10.1 电瓶车吊装下井 22 4.10.2 后配套台车吊装下井 22 4.10.3 盾构机主体吊装下井 22 4.10.4 盾构机的调试 22 4.11 反力架安装定位23 4.11.1 反力架定位 .23 4.11.2 反力架安装 23 4.12 洞门密封25 4.13 配套设施布置26 4.14 管片生产26 4.15 负环管片拼装26 4.16 注浆配合比27 4.17 电力系统27 五、盾构始发及初期掘进五、盾构始发及初期掘进.27 5.1 盾构始发掘进27 5.1.1 始发架段掘进 27 5.1.2 初始隧道段掘进 28 5.1.3 盾构始发掘进注意事项 .29 5.2 盾构初期掘进29 5.2.1 初期掘进长度确定 .29 5.2.2 初期掘进需达到目的 .29 5.2.3 初期掘进时注意事项 .30 5.3 碴土运输30 5.4 管片拼装30 5.5 始发测量监测31 5.6 负环管片、始发托架和反力架的拆除31 六、安全保证措施六、安全保证措施.31 6.1 人员安全32 6.2 设备安全32 6.3 运输车辆的安全32 6.4 盾构机吊装安全措施33 6.5 用电安全措施33 6.6 防火安全管理措施33 七、环境保护保证措施七、环境保护保证措施.34 八、事故应急预案八、事故应急预案.34 8.1 组织机构34 8.2 应急组织的分工职责35 8.3 事故类型和危害程度分析37 8.4 预防与预警37 8.5 培训38 九、应急演练九、应急演练.38 9.1 应急物资38 9.2 应急演练39 中国中铁一局集团有限公司 第 0 页 一、编制依据一、编制依据及施工原则和要求及施工原则和要求 1.11.1 编制依据编制依据 苏州市轨道交通 4 号线工程 IV-TS-04 标土建工程施工合同（苏轨 (2012) 合计施字-05 号）。 苏州市轨道交通四号线 IV-TS-04 标苏锦村站火车站站区间隧道横断面图。 苏州市轨道交通四号线工程苏锦村站火车站站区间岩土工程详细勘察报 告。 苏州市轨道交通四号线 IV-TS-04 标土建工程招标文件及投标文件。 苏州市轨道交通四号线 IV-TS-04 标土建工程设计变更的相关文件、会议纪 要、设计图纸。 国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及苏州地区在安全 文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定。 小松盾构机设计尺寸及相关技术参数。 本工程现场调查资料。 我公司地铁施工经验和研究成果及现有的施工管理水平、技术水平、科研水 平、机械设备配套能力等。 1.21.2 施工原则和要求施工原则和要求 1.2.11.2.1 施工原则施工原则 对盾构始发具有指导性、针对性、实用性、可行性。 保证盾构顺利始发，安全、质量有保证。 采取先进、合理的施工工艺，保证工期。 兼顾环境保护原则，保持现场及周边环境卫生。 1.2.21.2.2 始发要求始发要求 盾构始发前，对端头经改良后的土体做质量检查；确保洞门处围护结构拆除 顺利，保证盾构始发安全。 盾构始发时必须做好盾构的防旋转措施，同时保证盾构始发托架及反力架的 准确定位，并复核盾构姿态。 中国中铁一局集团有限公司 第 1 页 在始发阶段应控制好盾构掘进的初始推力、刀盘扭矩、注浆压力、土压力 等。 在始发过程中，加强端头处的地表沉降的监测，根据观测结果对掘进参数进 行修正。 二、工程概况二、工程概况 2.12.1 始发端工程简介始发端工程简介 苏锦村站火车站站区间采用小松土压平衡盾构机先从苏锦村站南端头左线始发， 到达火车站站北端头后掉头，然后从火车站站始发，掘进到达苏锦村站完成右线区间 盾构掘进。 盾构始发苏锦村站端头井止水帷幕为 800 厚素混凝土地下连续墙止水帷幕，与 7m 宽 850600 三轴搅拌桩加固体组成，止水帷幕距端头边线 11m，端头加固与地下连 续墙冷缝采用 600300 单排旋喷桩进行加固处理，端头降水共设置 4 口降水井。 2.22.2 水文地质概况水文地质概况 2.2.12.2.1 气候特征气候特征 苏州市地处北亚热带海洋性季风气候区,四季分明，气候温和湿润，是典型的海 洋性气候。多年平均气温 15.9，极端最高气温 28.2，极端最底气温 3.6。多年 平均降水量 1110.6mm，最大降水量 1782.9mm，日最大降水量 604.2mm，降水主要集中 在 69 月，多年平均蒸发量 1322.6mm。苏州地区 50 年一遇的基本风压值为 0.45KN/m2。 2.2.22.2.2 工程地质工程地质 本标段经过区域为广阔的冲湖积平原，水系发育，地势平坦，系典型的水网化平 原。沿线地面标高 1.274.76m，交通便利。 根据地质资料显示，标段范围内揭露的地基土除表层为全新统人工堆积物外，其 下均为第四系全新统中更新统的冲湖积相、海陆交互相沉积物，岩性主要为粉土、 粉质粘土、粉（砂）土等。按各土层的物理力学性质、沉积环境、成因类型，可分为 7 个工程地质层。 根据苏州市轨道交通四号线苏锦村站火车站站区间岩土工程详细勘察报告，始 发端具体地层层序自上而下依次为： 中国中铁一局集团有限公司 第 2 页 根据其沉积顺序和工程地质特征可分两个工程地质亚层，分别描述如下： 2 杂填土层 杂色，道路部位面层为 0.300.80m 混凝土，基层以三七灰土（夹有碎石、道渣 等），其它以碎石、碎砖为主，中间以少量粘性土充填。其时代为第四系全新统 （Q44）。层厚 0.504.00m，平均厚度 1.33m，层底标高-0.732.45m。沿线基本均有 分布。 3 素填土层 灰黄色、褐灰、灰色，松软，主要成份为粘性土，间夹少量碎石、碎砖等。其时 代为第四系全新统（Q44）。层厚 0.407.00m，平均厚度 1.96m，层底标高- 4.551.86m。其含水量为 31.0%，塑性指数 18.5，液性指数 0.41（以上均为平均值， 抗剪强度指标为固结快剪值，下同）。该层沿线基本均有分布。 1 粘土层 黄褐色褐黄色，可塑，局部为硬塑，含铁锰质结核，夹青灰色条纹，无摇振反 应，刀切面具油脂光泽，干强度、韧性高。为第四纪晚更新世（Q32-3）冲湖积相沉 积物。层厚 1.104.70m，平均厚度 2.72m，层顶标高-1.611.86m，层底标高-3.24- 1.72m，埋深在 1.004.60m 之间，平均埋深在 2.80m 左右。其含水量为 27.0%，湿密 度 1.98g/cm3，孔隙比 0.759，塑性指数 19.9，液性指数 0.31，压缩系数为 0.288MPa-1，压缩模量 6.14MPa，粘聚力 59.44kPa，摩擦角 14.91。该层压缩性中等， 沿线基本均有分布。 2 粉质粘土层 灰黄色，可塑为主，底部一般为软塑，含铁锰质氧化斑点，下部粉粒含量较高， 夹少量粉土薄层，无摇振反应，刀切面稍有光泽，干强度、韧性中等。为第四纪晚更 新世（Q32-3）冲湖积相沉积物。层厚 0.603.10m，平均厚度 1.45m，层顶标高- 3.24-1.72m，层底标高-5.24-3.32m，埋深在 4.507.50m 之间，平均埋深在 6.00m 左右。其含水量为 29.6%，湿密度 1.91g/cm3，孔隙比 0.839，塑性指数 14.6，液性 指数 0.69，压缩系数为 0.381MPa-1，压缩模量 5.04MPa，粘聚力 31.38kPa，摩擦角 15.70。该层压缩性中等，沿线均有分布。 3 粉土层 灰黄灰色，稍密中密，饱和，夹薄层状粉质粘土，局部粉质粘土含量较高，无 光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。为第四纪晚更新世（Q32-2）海陆交互相 中国中铁一局集团有限公司 第 3 页 沉积物。层厚 2.503.90m，平均厚度 3.27m，层顶标高-5.24-3.32m，层底标高- 8.74-6.72m，埋深在 6.208.50m 之间，平均埋深在 7.35m 左右。其含水量为 24.9%，湿密度 1.99g/cm3，孔隙比 0.685，塑性指数 8.5，液性指数 0.68，压缩系数 0.123MPa-1，压缩模量 14.29MPa，粘聚力 11.18kPa，摩擦角 29.33，标贯实测击数 平均值为 14.9。该层压缩性中等偏低，沿线均有分布。 2 粉土夹粉砂层 灰色，中密为主，层中下部呈密实状，饱和，呈水平状分布，层理发育，见云母 碎屑，颗粒分选性中等，级配不良。为第四纪晚更新世（Q32-2）海陆交互相沉积物。 层厚 7.3010.50m，平均厚度 8.52m，层顶标高-8.74-6.72m，层底标高-17.87- 14.94m，埋深在 9.5012.00m 之间，平均埋深在 10.75m 左右。其含水量为 22.1%，湿 密度 2.00g/cm3，孔隙比 0.637，压缩系数 0.097MPa-1，压缩模量 18.14MPa，粘聚力 8.60kPa，摩擦角 31.25，标贯实测击数平均值为 23.9。该层压缩性低，沿线均有分 布。 1 粉质粘土层 灰色，软塑，较均质，夹少量粉土、粉砂薄层，层理稍发育，稍有光泽，干强度 中等，韧性中等偏低，无摇振反应。为第四纪晚更新世（Q32-2）海陆交互相沉积物。 层厚 1.603.40m，平均厚度 2.47m 左右，层顶标高-17.87-14.94m，层底标高- 19.67-17.14m，埋深在 17.8020.50m 之间，平均埋深在 19.15m 左右。其含水量为 28.6%，湿密度 1.94g/cm3，孔隙比 0.799，塑性指数 12.0，液性指数 0.82，压缩系 数为 0.358MPa-1，压缩模量 5.37MPa，粘聚力 24.14kPa，摩擦角 16.54。该层压缩 性偏高，沿线均有分布。 2.2.32.2.3 地基土层物理力学性质地基土层物理力学性质 2.2.3.12.2.3.1 固结试验指标平均值及范围值固结试验指标平均值及范围值 根据各工程地质亚层划分结果，各土层的固结试验指标（Cc、Cs、Pc）平均值及 范围值详见下表 2.2.3-1，各级压力下的固结系数详见表 2.2.3-2。 表 2.2.3-1 固结试验指标平均值统计表 土层名称及代号 先期固结压力 Pc(kpa) 压缩指数 Cc回弹指数 Cs 1粘土 254.70.22470.0229 2粉质粘土 206.60.22350.0173 中国中铁一局集团有限公司 第 4 页 1粉质粘土 144.30.31910.0286 2粉土夹粉质粘土336.00.12030.0072 1粉质粘土 223.50.21110.0154 表 2.2.3-2 各级压力下的固结系数平均值统计表 垂直固结系数 Cv(10-3 cm/s)垂直固结系数 Ch(10-3 cm/s) 土层名称 及代号 50kpa50kpa100kpa100kpa200kpa200kpa400kpa400kpa50kpa50kpa100kpa100kpa200kpa200kpa400kpa400kpa 1 粘土 4.6983.3832.4591.5364.0612.7041.8591.497 2 粉质粘土 3.0522.7122.4932.2892.8562.9132.9743.043 1 粉质粘土 1.892.0022.1422.3452.5172.6092.6382.726 2 粉砂夹粉 土 13.48812.77612.13311.51713.79612.76411.61210.580 1 粉质粘土 1.7981.6091.5521.5432.9162.8122.5182.525 2.2.3.22.2.3.2 盾构隧道穿越土层颗分统计表盾构隧道穿越土层颗分统计表 据设计图纸有关数据，区间隧道埋置较深，苏火区间隧道洞身穿越地层主要为： 2 粉砂或粉土层、1 粉质粘土层。区间底板主要位于1 粉质粘土层。隧道穿越的 土层2 粉砂或粉土层为微承压含水层，水量较丰富，且具微承压性，微承压水对盾 构施工有直接影响，盾构施工对设备密封性要求高，需选择合适的机型。穿越土层颗 分统计表见下表 2.2.3-3。 表 2.2.3-3 隧道穿越土层颗分统计表 砂粒粉粒 粘粒 (%) 有效 粒径 d10 平均 粒径 d50 限制 粒径 d60 d70 不均 匀 系数 Cu 曲率 系数 Cc 层号 及名 称 0.50.25 0.25 0.075 0.075 0.05 0.05 0.05 2Mpa，单孔注浆时间1 小时，钻孔数及注浆量视实际情况确定。 7、止水帷幕施工冷缝采用 3 根 600300 高压旋喷桩进行补强施工，包括止水 帷幕与主体围护结构冷缝及因交通疏解止水帷幕分期施工形成的冷缝。 4.74.7 洞门凿除洞门凿除 4.7.14.7.1 探孔检测及水平注浆探孔检测及水平注浆 为了确保钻孔人员的安全，首先用铁锹、钢筋等剔除洞门表面不稳定的网喷混凝 土块，然后用风钻钻 9 个观测孔。当每孔的流水不超过 30L/h 时（通过观测流水不成 线），允许凿除洞门。孔位见图 4.7.1-1 洞门检测孔位图。 图 4.7.1-1 洞门水平注浆孔位图 4.7.24.7.2 洞门凿除洞门凿除 洞门采用人工分三次凿除，凿除时按先上后下、先中间后两侧的顺序进行。具体 中国中铁一局集团有限公司 第 18 页 顺序及厚度见图 4.7.21 洞门凿除顺序示意图及 4.7.22 洞门凿除断面示意图。 图 4.7.2-1 洞门平面凿除顺序示意图 图 4.7.2-2 凿除断面示意图（图中单位均以毫米计） 1、第一次洞门凿除 第一次洞门凿除的时间为盾构始发前 14 天； 第一次凿除洞门的厚度为 300mm。 2、第二次洞门凿除 凿除剩余混凝土，凿除完毕后，用风镐修整洞门周圈混凝土面，使洞门周围圆顺； 高压电安装后，盾构始发的前 4 天，迅速进行第二次凿除洞门； 第二次凿除洞门的厚度为 400mm。 3、第三次洞门凿除 第三次洞门凿除迅速凿除外围残留钢筋混凝土，将洞门周围钢筋修整切割圆顺， 尽量缩短洞门土体无支撑时间； 第三次洞门凿除的时间为：始发前两小时； 一一一一一一一 一一一一一一一 一一一一一一一 100400300 中国中铁一局集团有限公司 第 19 页 第三次凿除只割除剩余 100mm 地连墙上钢筋，然后迅速将刀盘顶住掌子面。 4、洞门凿除过程紧急安全预案 发现洞门土体有坍塌预兆，如：开裂、鼓肚、掉碎石块等，迅速将刀盘推向掌子 面，顶住土体，确保洞门掌子面稳定。 5、洞门凿除施工安全要求 电焊工、架子工等所有特殊工种必须持证上岗； 距洞口 2m 处，设立安全警戒线； 在剔除洞门上不稳定的混凝土块时，注意有无大块下滑，如有大块滑移迹象， 及时通知值班技术人员，现场分析有无安全隐患； 对检测孔 24 小时现场观测，如果有泥沙或大水流出，用事先准备好的棉纱和 木屑封堵检测孔； 作业人员佩带好安全帽、安全带、工作服、绝缘鞋、防护罩等； 二次凿除后，如果盾构机不能及时始发，派专人观测洞门土体变形情况，同 时作好地面沉降监测，如果地面沉降超过 30mm，启动应急措施； 在洞门凿除前 5 天至盾构始发通过端头区的时间内，加强始发端头降水。 4.84.8 始发托架安装始发托架安装 4.8.14.8.1 始发托架的作用始发托架的作用 始发托架用于盾构机始发时固定盾构机方位、承载盾构机的自重，以及调整盾构 机中心达到设计标高；在负环管片拆除前，始发托架还起着固定负环管片的作用。由 于盾构始发反力架要设斜撑的需要，在底板预埋 800mm800mm20mm 的钢板 4 块。 4.8.24.8.2 始发托架的安装始发托架的安装 苏锦村站南端头底板始发托架梁上安装始发托架，始发托架梁为混凝土梁，并用 锚固钢筋与车站底板预埋钢板锚固成一整体；始发托架梁及始发托架中线与盾构始发 线重合；始发架长 9 米。在盾构始发前，依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态的空间 位置，然后推算出始发架的空间位置，利用垫薄钢板调节始发架的标高，达到盾构始 发要求的位置。 盾构始发前对始发架两侧进行必要的加固。利用预埋在车站底板的钢板与始发架 进行焊接，并利用 H 型钢两边支撑保证左右稳定。 盾构机与始发托架接触处焊接防扭转牛腿，以防止盾构始发阶段由于盾构机刀盘 中国中铁一局集团有限公司 第 20 页 受到土体的反力而使盾体发生滚动。 为防盾构机栽头，盾构机安装时抬头 2cm,同时在洞门处做3个防止盾构机栽头的导台。 始发架前端，与洞门空隙处设置导台，以使盾构机顺利进入土体。导台分为两段，始发架 前端到洞门密封处为第一段，采用钢导轨的形式，洞门钢环内为第二段，采用素混凝土形 式。钢导轨与始发架钢轨对接，并在底部采取加固支撑措施。始发托架安装始于始发前一个月， 时间 2 天。 4.8.2-1 始发托架横断面示意图 750100750750770975770770 G G 150 一一 420207770770350830 1600 750 8132 4.8.2-2 始发托架平面示意图 4.94.9 施工轨道铺设施工轨道铺设 为满足盾构吊装下井及始发，在始发井及车站主体结构底板上铺设台车及电瓶车 轨道。始发前 100 米轨道按单线铺设，当掘进至负环拆除后，在洞口处设置道岔，在 车站底板铺设双线电瓶车轨道，以提高盾构工作效率。 4.104.10 盾构机及后配套台车吊装下井盾构机及后配套台车吊装下井 中国中铁一局集团有限公司 第 21 页 施工轨道铺设完毕后对轨道断面进行检查，确保电瓶车和后配套台车顺利 通过。盾构机吊装下井组装及调试总共需要时间为 30 天。 4.10.14.10.1 电瓶车吊装下井电瓶车吊装下井 电瓶车用吊车从盾构始发井吊装下井，并通过铺设的电瓶车轨道驶入车站。 4.10.24.10.2 后配套台车吊装下井后配套台车吊装下井 后配套台车用吊车从盾构始发井吊装下井，并用电瓶车拖入车站。后配套台车的 吊装顺序为： 6号台车5号台车4号台车3号台车2号台车1号台车 4.10.34.10.3 盾构机主体吊装下井盾构机主体吊装下井 后配套台车吊装完毕即开始盾构机主体的吊装下井，盾构机以刀盘、前盾、中盾、 尾盾的形式吊装下井，并进行井下组装。盾构机仿形刀伸出量取 125cm。 盾构机下井的吊装顺序流程见图 4.10.3-1。 表 4.10.3-1 盾构机下井的吊装顺序流程图 4.10.44.10.4 盾构机的调试盾构机的调试 盾构机始发掘进前进行全面系统调试，确保盾构机处于完好待机状态。始发前 必须对盾构机主轴承密封进行监测，确保主轴承密封良好。调试项目见表 4.10.4-1 盾构机调试项目表： 刀盘 尾盾（下半部） 尾盾（上半部） 前盾和螺旋输送器上半部 螺旋输送器下半部 腰梁 中盾（含管片拼装机） 中国中铁一局集团有限公司 第 22 页 表 4.10.4-1 盾构机调试项目表 序号项 目内 容结论 1 刀盘正反转、转速 2 螺旋输送机转动、转速 3 进出土闸门开启、关闭、行程 4 推进千斤顶伸、缩、工作压力 5 管片拼装机正反转、轴向移动、吊装手 6 管片输送机轴向移动、动作 7 人闸2.5bar 试压 8 泡沫试喷全部喷孔 9 盾尾油脂试注 10 储浆罐转动螺旋叶片 11 注浆泵启动 12 皮带输送机启动 13 冷却循环水开启 14 空压机启动 15 油脂泵启动 4.114.11 反力架安装定位反力架安装定位 反力架的加固开始于盾构机吊装下井之后，加固时间为 6 天。 4.11.14.11.1 反力架定位反力架定位 利用垂线和经纬仪测量基准环的垂直度，并使基准环端面与始发托架中轴线垂直。 根据始发管片排版反力架基准环靠近洞门的表面中心精确定位于基准环起点中心坐标 处。 4.11.24.11.2 反力架安装反力架安装 反力架在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架安装。在安装反力架时， 反力架端面与始发架水平轴垂直，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。 反力架在工厂加工后进行试拼装合格并检查基准环的平整度，检查合格后方 可进场。 中国中铁一局集团有限公司 第 23 页 安装反力架前，先将反力架位置定位，然后分节安装反力架部件并调节好位 置。 为加强反力架的稳定性，对安装好的反力架用 H 型钢进行加固： 反力架两立柱上部用两组 H 型钢支撑，固定在车站主体结构中板上； 反力架两立柱下部用两组 H 型钢支撑，固定在车站主体结构底板台阶上； 反力架两立柱分别在 5m 高和 3m 高的位置设置两道斜撑，其中 5m 高位置的斜 撑固定在车站主体结构底板预埋钢筋上并进行混凝土加固，3m 高位置的斜撑焊接固定 在车站主体结构底板预埋的钢筋上并进行混凝土加固。 反力架顶部横梁水平设置两道斜撑，固定在车站主体结构底板上； 反力架底部横梁水平设置三道斜撑，固定在车站主体结构底板的台阶上； 反力架侧部用 H 型钢与车站侧墙固定，防止反力架在反力作用下偏移。 反力架底部用型钢支撑，用钢板调节高度，并将其焊接固定在钢板上，钢板用 膨胀螺栓固定于车站底板。 利用垂线和经纬仪测量定位反力架和基准环并调整基准环的平整度，使基准 环与始发架水平轴垂直。调整好后将反力架与中板和底板的预埋件焊接固定。 中国中铁一局集团有限公司 第 24 页 图 4.11.2-1 反力架及反力架加固示意图 4.124.12 洞门密封洞门密封 洞门预埋钢环在车站主体结构施工过程中预埋，洞门橡胶帘布及扇形压板的安装 为始发前 7 天，时间为 3 天。 主体结构施工时，安装洞门预埋钢环。洞门预埋钢环由我项目部委外加工，加工 时严格按照交底图纸说明进行，严格控制构件的加工精度以保证正常使用；并由我项 目部在车站主体结构施工时预埋，预埋时严格控制安装精度：洞门中心安装位置，垂 直度等。 盾构始发洞门密封采用橡胶帘布、折页压板和扇形压板进行洞门密封。在盾构机 注浆孔及油脂孔通过处采用扇形压板进行密封，其余地方采用折页压板进行密封。 在洞门第二次凿除前安装橡胶帘布及扇形压板。安装顺序为：先安装橡胶帘布， 中国中铁一局集团有限公司 第 25 页 橡胶帘布安装时要从洞门顶部开始装起，从上到下依次将洞门预埋钢环板端板范围内 的螺栓穿入橡胶帘布,再将扇形压板套在螺栓上，最后将洞门范围内的螺帽拧紧，待 拼装完零环后，将扇形压板口圈缩小，拧紧螺帽，保证不漏浆。 洞门防水严格按照防水图及 盾构洞门后浇环梁防水图施做。 图 4.12-1 洞门防水装置图 4.134.13 配套设施布置配套设施布置 配套设施包括 45T 龙门吊，浆液搅拌站，通风机，充电机，空压机，污水泵，碴 车，管片车，运浆车，装载机，辅助汽车吊，柴油发电机组，污水三级沉淀池。 设施布置及施工详见场地布置。 4.144.14 管片生产管片生产 根据现在管片生产情况，预计到盾构始发前管片厂管片库存能够达到 400 环，满 足盾构始发初期掘进需求。 4.154.15 负环管片拼装负环管片拼装 盾构机始发时在反力架和零环管片之间安装负环管片，苏锦村站始发共设置 8 环 负环管片。每环负环管片分块数与标准管片相同，拼装方式采用通缝拼装，依次安放 在始发托架上。在内、外侧采取钢丝绳拉结和木楔子支撑等加固措施，以保证在始发 过程中传力均匀，管片不会旋转浮动。 中国中铁一局集团有限公司 第 26 页 4.164.16 注浆配合比注浆配合比 注浆配合比参照原土进行试验比对，配制后容重接近原土，容重达到要求，模数 满足设计要求。 4.174.17 电力系统电力系统 10KV 高压电直接接入盾构，3 相 380V 电源通入控制盘，给切削刀盘驱动用减速 电机和液压，供油脂用各动力装置供电。另外，通过变压器，将 380V 降压到 220V、100V 的电源供控制、照明用。 盾构机上装备有紧急照明系统，可在供电突然终止时提供临时照明用。 井口、底板、中板采用 380V 高压汞灯照明，洞内照明采用 220V 荧光灯。 电压： 初级电压： 10KV 次级电压： 380V/220V 控制电压： 100/24V 应急照明电压（蓄电池）： 220V 照明电压： 220V 阀电压： 100V 每台盾构机变压器：数量：1 台 容量：2000KVA 保护系统：IP55 五、盾构始发及初期掘进五、盾构始发及初期掘进 5.15.1 盾构始发掘进盾构始发掘进 5.1.15.1.1 始发架段掘进始发架段掘进 始发是应缓慢平推，轨面上涂抹黄油，推力应小于 700t，对始发架和反力架进行 监测。对洞门密封进行检查。盾构始发穿越端头加固段逐环推进示意图如图 5.1.1-1 所示。 中国中铁一局集团有限公司 第 27 页 1环 2环 11环 12环 13环 14环 0环 3环 4环 5环 6环 7环 8环 9环 10环 图 5.1.1-1 盾构始发穿越加固体逐环推进示意图 如逐环示意图所示，盾构穿越加固体过程中盾构控制参数及措施如下： 1、刀盘进入土体掘进参数：推进速度 510mm/min，推力 800t 以内，扭矩严格 控制在 1.5MNm 以内，滚动角3mm/m，欠压方式推进； 2、过加固区时盾构机参数：推进速度 1520mm/min，推力 8001000t，扭矩严 格控制在 2.0MNm 以内,适当注入泡沫，逐渐增加土仓压力； 3、第一道环箍位置：聚氨酯注入孔拖出三轴搅拌加固区 50mm100mm 位置时停 止掘进，注入聚氨酯做第一道环箍，要求从下至上的顺序全环封环注入； 4、同步注浆开启：盾尾进入洞门两环时开启同步注浆，注浆量 4m，视洞门及帘 布的情况适当调整注浆量，注浆压力小于 0.25Mp。掘进速度 1035mm/min，推力小 于 1200t。 5、过止水帷幕时盾构机参数：推进速度 1015mm/min，推力 1300t 以内，扭矩 2.0MNm 以内，适当注入泡沫，严格控制出土量，视实际情况建立土仓压力； 6、第二道环箍位置：聚氨酯注入孔拖出止水帷幕 50mm100mm 位置时停止掘 进，注入聚氨酯做第二道环箍，要求从下至上的顺序全环封环注入，保证注入质量； 7、聚氨酯封环位置管片环号仅作参考，需严格按盾构机显示里程为准，保证注 入位置，确保环箍效果。 5.1.25.1.2 初始隧道段掘进初始隧道段掘进 刚切削土体时刀盘转速不宜过大，增加泡沫的用量，不出土，逐步建立土压平衡。 中国中铁一局集团有限公司 第 28 页 推力小于 500t，速度 10mm/min。 5.1.35.1.3 盾构始发掘进注意事项盾构始发掘进注意事项 盾构机密封刷处已涂满密封油脂。 盾构机始发时应缓慢推进。始发阶段由于设备处于磨合阶段，注意推力、扭距 的控制，同时注意各部分油脂的有效使用。掘进总推力控制在反力架承受能力以下 （700t） ，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发架提供的扭矩。 始发前在刀头和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损害洞门密封装置。始 发前在始发架上涂抹油，减少盾构机推进阻力。 始发架导轨必须顺直，严格控制标高，间距及中心轴线，基准环的端面与线路 中线垂直。盾构机安装后对盾构机的姿态复测，复测无误后才开始掘进。 盾构刚始发时，掘进速度宜缓慢，同时加强后盾支撑观测，尽量完善后盾钢支 撑。同步注浆要求浆液的保水性要好，不离析。另外，若在同步注浆后还漏水，则应 进行补注水泥-水玻璃双液浆，以达到固结堵水的目的。在盾构始发段，总体上要求 缩短浆液凝胶时间，以便在填充地层的同时能尽早获得浆液固结体强度，保证开挖面 安全并防止从洞口处漏浆。 在始发阶段，由于盾构机推力小、地层较软，调整盾构机姿态，使用下侧的千 斤顶加朝上的力的同时一边向前推进，防止盾构机磕头。 始发初始掘进时，盾构机位于始发架上，在始发架及盾构机上焊接相对的防扭 转装置，为盾构机初始掘进提供反扭矩。 盾构机始发在反力架和洞内正式管片之间安装负环管片在外侧采取钢丝拉结和 木楔加固措施，以保证在传递推力过程中管片不会浮动变位。 5.25.2 盾构初期掘进盾构初期掘进 5.2.15.2.1 初期掘进长度确定初期掘进长度确定 本工程初期掘进长度设定为 100m。初期掘进长度考虑以下几个因素： 盾构机和后方台车的长度； 轨道的布置需要； 管片与土体之间的摩擦 力足以支持盾构机的正常掘进。 5.2.25.2.2 初期掘进需达到目的初期掘进需达到目的 掌握盾构在推进时各项参数的调节控制方法。测定和统计不同地层条件下推力、扭 矩的大小；盾构机姿态的控制特点；注浆参数的选择和浆液配比的优化；同步注浆中出现 中国中铁一局集团有限公司 第 29 页 的问题和解决方法；各种刀具的适应性；熟练掌握管片拼装工艺及注浆工艺；掌握施工监测与 盾构机推进施工的协调方法等。 及时分析在不同地层中各种推进参数条件下，地层的位移规律和结构受力情况，以 及施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数。 为保证盾构始发段的出土，分别于北寺塔塔站中板和顶板左右跨各设置两个临时出土 口。碴土用运输列车运送到临时出土口，龙门吊吊出到碴坑，并用自卸汽车外运出土。盾 构完成初期掘进100m进入正常掘进后，将出土口前移到盾构吊入井，同时设置道岔，加快 施工速度。 5.2.35.2.3 初期掘进时注意事项初期掘进时注意事项 初期掘进前，对前方地层的地质情况充分了解，不能一概而论，根据土质情况 本工程选择盾构土压平衡模式。 盾构机正面中心土压力根据计算确定，并根据跟踪测量数据及时调整设定压 力，随时做好二次压浆的准备。 在初期掘进阶段，由于反力架会产生不同程度的变形，因而影响隧道成环质 量，若当管片接缝发生问题时，及时用纠正，以提高成环质量，并做好测量工作。 确定土压平衡状态下密封仓内的土压力，且密封仓被充满后，开启螺旋输送机 出土，以控制排土量，来保证密封仓内的土压力和开挖面土压力相平衡。 最初的 100 环管片安装保持良好的真圆度，保证盾构始发位置的准确。如最初 的真圆度保持不好，则往后误差会越来越大，不但造成后续施工越来越困难，也会对 管片本身产生破坏。因此最初的管片安装必须做到以下几点： 按顺序及操作规范施工； 拼装管片后及时进行同步注浆； 加强管片真圆度的测量。测量办法有丈量弦长、间距控制法、测量盾尾间隙 法。如果各个方向的间隙基本一致，则可说明管片的真圆度较好。 5.35.3 碴土运输碴土运输 为保证盾构始发段的出土，苏锦村站中、顶板设置 1 个临时出土口。碴土用运输 列车运送到临时出土口，龙门吊吊出到碴坑，用自卸汽车外运出土。盾构完成初期掘 进 100m 进入正常掘进后，将出土口前移到盾构吊入井，同时设置道岔，加快施工速 度。 中国中铁一局集团有限公司 第 30 页 5.45.4 管片拼装管片拼装 管片由管片车运到隧道内后，由专人对管片类型、龄期、外观质量和止水条粘结 情况等项目进行最后一次检查，检查合格后方可卸下。管片经双轨梁按安装顺序放到 管片输送平台上，掘进结束后，再由管片输送器送到管片安装器工作范围内等待安装。 管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘 进循环限值，盾构机油缸行程不要差值过大，确保有足够盾尾间隙，以防盾尾直接接触 管片。 管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。安 装第一块管片时，用水平尺与上一环管片精确找平。 安装邻接块时，为保证封顶块的安装净空，安装第五块管片时一定要测量两 邻接块前后两端的距离，并保持两相邻块的内表面处在同一圆弧面上。 封顶块安装前，对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入 2/3，调整位置后 缓慢纵向顶推。 管片块安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力大 于稳定管片所需力，达到规定要求，然后方可移开管片安装机。 5.55.5 始发测量监测始发测量监测 首先建立测量控制网，进行三维坐标测量，重点控制盾构机姿态测量，具体测量 监测详见始发施工测量及施工监测专项方案。 5.65.6 负环管片、始发托架和反力架的拆除负环管片、始发托架和反力架的拆除 盾构完成 100m 初期掘进以后开始对负环管片、始发托架和反力架进行拆除，准 备正常掘进。拆除负环管片之前，将洞门附近的管片用扁钢纵向拉紧，复紧螺栓，扁 钢与管片之间的间隙采用木楔塞填，防止管片松弛。 将反力架后座与车站结构分离，采用切割反力架后撑的型钢，并用千斤顶顶 开后，将反力架和车站结构分离 100mm 左右。 将反力架与负环分离约 100mm 左右。 负环之拆除上半部管片，最下面一块保留。 中国中铁一局集团有限公司 第 31 页 分块拆除反力架并调出井口。 六、安全保证措施六、安全保证措施 为贯彻执行“安全第一、预防为主”的安全生产方针，保障盾构始发过程中的人 身及行车安全，预防事故发生，制定本措施。 6.16.1 人员安全人员安全 对所有人员进行体检，不适合者将不录用。 各项施工前对人员进行相关培训和书面考核，并确认其已具有必要的安全知 识。 进入施工区域必须戴安全帽，并着专门的工作服和佩戴统一的工作证（姓名、 头衔、身份编号等） 。 在高空作业时要系安全带。 焊接、切割等特种作业时要戴安全护罩。 不要在吊物下经过和站立，不要在轨道上行走，不要触摸电气设备。 要注意各种（龙门吊、电瓶车）机械设备，要服从安全人员的指令。 6.26.2 设备安全设备安全 设备固定要牢靠，不要掉落伤人。 电焊机、氧气瓶等要按专门规定进行保管和操作。 设备架立安装时要根据荷载计算确定其支持结构。 起重设备的操作要严格遵守规程，严禁违规操作。 各种设备都要配有清晰的标牌，尤其要包括有关的安全注意事项。 6.36.3 运输车辆的安全运输车辆的安全 龙门吊的起吊重量不得超过其允许值，要经常检查龙门吊的刹车系统。 龙门吊作业（尤其是行走）时，要鸣铃提醒各方注意。 吊运材料前（尤其是管片）要仔细确认吊点位置是否合适，吊绳强度是否足 够，严禁不经检查的盲目吊运。 起吊材料要轻起轻放，避免材料碰撞受损。 材料运输车、运土车等运输车辆在场内行驶要特别谨慎，并严格遵守有关规 中国中铁一局集团有限公司 第 32 页 定，倒车和启动前要充分提醒。 车辆离场出门时注意门前的道路状况，并配有专人指引车辆出入，避免撞人 撞车。 对以上运输设备的司机在开工前要专门进行培训考核合格后方可上岗，对犯 错者要及时进行教育，屡犯错人员需调离岗位处理。 6.46.4 盾构机吊装安全措施盾构机吊装安全措施 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。 起重机、吊索具、运输车辆、进场工作前进行一次再检查确保完全处于良好 状态。 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。 起重、指挥、操作人员使用统一信号，配有无线对讲机，严格遵守操作规则 和安全规范。并且所有机械、人员均持特种作业许可证。 风力大于等于 4 级时，停止吊装作业。 施工过程中遇见中雨、大雨、暴雨时应停止作业。 施工过程中遇见大雾需停止作业。 6.56.5 用电安全措施用电安全措施 加强施工用电管理，搞好安全用电。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， 变配电装置的 三级配电箱、外电防护、二级保护必须配备防触电系统，确保用电安全。 施工现场内临时用电的安装和维修必须由专人负责完成，非电工严禁拆装电 气设备。 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。 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） 。 电工高空作业时，严禁向下抛掷物品，应采用绳子上下传递物品。 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。 中国中铁一局集团有限公司 第 33 页 高压电气设备和线路上的作业，必须由专业人员操作。 6.66.6 防火安全管理措施防火安全管理措施 电瓶车充电室和机动车辆的油库，应当建在距钢筋加工场地有一定安全距离 的安全地点。 露天存放物品应当分类、分堆。棉麻等物品的露天堆垛应当封垛苫盖。 盾尾油脂、盾构用泡沫的包装容器应当牢固、密封，发现破损、残缺、变形 和物品变质、分解等情况时，应当立即进行安全处理。 消防器材设备（包含容量 50kg 灭火器 2 个，容量 3kg 灭火器 4 个）应当有专 人负责管理，定期检查维修，保持完整好用。寒冷季节要对消防储水池、消火栓、灭 火机等消防设备采取防冻措施。 七、环境保护保证措施七、环境保护保证措施 为保证苏州市环境卫生，促进城市社会主义物质文明和精神文明建设，创造清洁、 优美的城市工作、生活环境，制定本措施。 施工过程中不得在街道两侧和公共场地堆放物料，搭建建筑物、构筑物或者 其他设施。 在市区内运送渣土的货运车辆，应当保持外型完好、整洁。货运车辆渣土， 应当密封、包扎、覆盖，避免泄漏、遗撒。 城市的工程施工现场的材料、机具应当堆放整齐，渣土应当及时清运；临街 工地应当设置护栏或者围布遮挡；停工场地应当及时整理并作必要的覆盖。 施工场地禁止饲养鸡、鸭、鹅、兔、羊、猪等家畜家禽。 施工人员应当爱护公共卫生环境，不随地吐痰、便溺，不乱扔果皮、纸屑和 烟头等废弃物。 货运车辆载重量介于 3.5t8t 之间时最大噪音不得超过 90 分贝，载重量介 于 8t15t 之间时最大噪音不得超过 92 分贝。 八、事故应急预案八、事故应急预案 8.18.1 组织机构组织机构 项目部成立以项目经理为组长的应急领导小组（见组织体系图） ，并进行明确的分 中国中铁一局集团有限公司 第 34 页 工，做到职责明确，责任到人。 应急领导小组： 组 长：陈万忠(项目经理) 副组长：邵卫国(项目安全总监) 万 凯(项目总工) 王小军 冯德明（项目副经理) 成 员：任建伟 阿继盛 史博 丁黎 贾松 组长：项目经理 （陈万忠） 副组长：安全总监 （邵卫国） 副组长：项目副经 理 （王小军、冯德明） 技 术 支 持 组：朱贤明 应 急 救 援 组：史 博 安 全 保 障 组：贾 松 物 质 保 障 组：邱家松 通 讯 联 络 组：曹晓飞 副组长：项目总工 （万凯） 抢险队： 队长：任建伟 副队长：秦永红 抢险队由盾构队、综合班、机电班组成。 8.28.2 应急组织的分工职责应急组织的分工职责 应急响应领导小组。负责指挥、协调和组织重大事故的应急救援工作，解决事 故救援及调查处理工作中的重大问题；及时检查应急救援预案的落实情况，做出相应 的重大决策。 中国中铁一局集团有限公司 第 35 页 应急救援领导小组组长任项目应急救援总指挥，其职责： 分析紧急状态，确定相应报警级别，根据相关危险类型、潜在后果、现有资源 控制紧急情况的行动类型； 指挥、协调应急响应行动； 与项目外应急响应人员、部门、组织和机构进行联络； 直接监察应急操作人员行动； 最大限度地保证现场人员和救援人员及相关人员的安全； 应急响应组织的启动； 应急评估、确定升高或降低应急警报级别； 向上级部门及领导通报事故情况，决定请求外部援助； 决定应急撤离，决定事故现场外影响区域的安全性。 应急救援领导小组副组长职责： 协助应急总指挥组织和指挥应急操作任务； 向应急总指挥提出采取的减缓事故后果行动的应急响应对策和建议； 保持与事故现场各应急救援工作小组组长的直接联系； 协调、组织和获取应急所需的其它资源、设备以支援现场的应急操作； 组织本相目技术