盾构始发、掘进、接收专项施工方案

中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部0目 录1 编制依据 .12 工程简介 .22.1 工程概况 .22.2 工程地质 .22.3 水文地质 .82.4 相邻建（构）筑物及管线 .92.5 盾构始发、接收场地条件 .123 施工进度计划 .133.1 编制原则 .133.2 主要工序进度指标 .133.3 施工进度计划 .134 人员、机械设备、材料计划 .144.1 人员组织计划 .144.2 设备计划 .154.3 材料计划 .175 工程重难点分析 .185.1 端头加固是本工程的重点 .185.2 洞门破除风险预防及处理是本工程的重点 .185.3 避免洞门密封失效是本工程的重点 .205.4 盾构掘进中的刀盘防磨、防结“泥饼” 、防喷涌是本工程的难点 .205.5 盾构穿越南太桥盘龙江是本工程的重难点 .235.6 平行穿越近日隧道、侧穿建筑物是本工程的重难点 .265.7 管线沉降控制是本工程的重点 .276 盾构始发临时供电、供水、通风及始发场地布置 .286.1 盾构始发供电 .286.2 盾构始发供水、排水 .286.3 盾构始发通风 .28中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部16.4 盾构机始发场地布置图 .286.5 洞内照明、管线、走道板布置图 .297 盾构始发 .307.1 始发施工流程 .307.2 端头加固 .317.3 安装始发托架 .327.4 导轨制作 .337.5 洞门橡胶帘布安装 .357.6 盾构机组装调试 .377.7 反力架的安装 .417.8 洞门破除 .447.9 负环管片拼装 .457.10 始发段试掘进 .478 盾构掘进施工 .578.1 盾构掘进流程 .578.2 盾构掘进操作控制程序 .588.3 掘进模式的选择及操作控制 .598.4 盾构掘进方向控制与调整 .628.5 管片拼装 .668.6 掘进中的碴土改良 .708.7 盾构掘进注浆方案及主要技术参数 .708.8 施工运输 .708.9 盾构设备保养、维修制度 .709 盾构到达接收 .789.1 盾构到达接收 .789.2 盾构的拆解及吊出 .8210 施工测量和监控量测 .8510.1 施工测量 .8510.2 监控量测 .99中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部211 防水工程 .11011.1 防水设计原则及标准 .11011.2 洞门防水 .11011.3 管片防水 .11012 盾构施工质量保证措施 .11212.1 质量保证体系 .11212.2 反力架安装质量控制措施 .11312.3 盾构始发质量控制措施 .11312.4 盾构掘进质量保证措施 .11412.5 壁后注浆质量控制措施 .11412.6 盾构施工沉降控制措施 .11512.7 盾构机到达施工质量保证措施 .11612.8 管片拼装质量保证措施 .11612.9 试验质量保证措施 .11813 盾构施工安全保证措施 .11913.1 地下管线保护措施 .11913.2 盾构机始发接收安全保护措施 .12013.3 盾构下穿建（构）筑物的保护措施 .12213.4 洞门破除保护措施 .12213.5 盾构通过加固区安全保护措施 .12213.6 盾构机掘进安全保护措施 .12313.7 垂直运输安全保护措施 .12413.8 水平运输安全保护措施 .12513.9 电力设备安全保护措施 .12513.10 通风设备安全措施 .12613.11 消防保护措施 .12613.12 井下工作人员安全保护措施 .13013.13 孤石处理措施 .13014 文明环保施工保证措施 .132中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部314.1 文明施工管理体系及措施 .13214.2 环境保护体系及措施 .13715 盾构雨季施工 .14415.1 盾构雨季施工目标 .14415.2 盾构雨季施工措施 .14416 专项应急预案 .14516.1 盾构始发突发风险事件 .14516.2 隧道进水风险事件 .14716.3 盾构内进水风险事件 .14816.4 管线变形过大风险事件 .15016.5 电瓶车溜车事故风险事件 .15216.6 盾构掘进安全风险事件 .15316.7 建/构筑物变形过大风险事件 .15516.8 盾尾刷更换风险事件 .15716.9 南太桥桥基不均匀沉降风险事件 .16016.10 盾构较长时间停机风险事件 .16116.11 应急预案 .161附件 1：反力架验算 .1711.1 反力架结构说明 .1711.2 反力架受力及支撑条件 .1711.3 强度校核计算 .172附件 2：始发托架验算 .1732.1 始发托架结构说明 .1732.2 受力验算 .173中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部01 编制依据(1) 昆明市轨道交通三号线工程省博物馆站-文化宫站区间岩土工程勘察报告(2)昆明市轨道交通三号线工程第二篇区间工程 第二册区间设计 第十一分册 省博物馆站-文化宫站区间(3)昆明市轨道交通三号线工程第二篇区间工程 第一册区间总体设计 第二分册 盾构区间通用设计(4)省博物馆站 文化宫站盾构区间平、纵断面及特殊地段设计 第一册(5)中国铁建科设函【2011】68 号 关于印发昆明市轨道交通 3 号线东标段市体育馆站 文化宫站三区间盾构机选型专家评审意见的通知(6)小松加泥式土压平衡盾构机 TM641PMM 操作说明书(7)现场实地调查资料；(8)轨道交通盾构隧道工程施工质量验收标准 （修订版）JQB-051-2008;(9)城市轨道交通工程测量规范GB50308-2008;(10) 地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)(2003 年版);(11) 盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008);(12) 地下工程防水技术规范 （GB50108-2008 ）;(13) 地铁工程监控量测技术规程(DB11/490-2007);(14) 混凝土结构耐久性规范(GB/T50476-2008);(15) 地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范 （GB50307-1999 ）;(16) 施工现场临时用电安全技术规程 （JGJ46-2005）;(17) 建设工程施工现场供用电安全规范 （(GB50194-93);(18) 盾构掘进隧道工程施工及验收规范 （GB502991999）;(19) 轨道交通地下工程防水技术规程 （DB11/581-2008）;(20) 轨道交通预制钢筋混凝土盾构管片质量验收标准 （JQB-029-2004）;中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部1(21)本公司在地铁及地下工程施工中的成熟施工技术及管理经验;(22)本公司实施贯标工作质量保证手册、程序文件及有关管理制度;(23)小松 TM641PMM 盾构机设计图纸及相关技术文件 ;2 工程简介2.1 工程概况昆明轨道交通三号线省博物馆站文化宫站盾构区间拟采用 2 台小松盾构机施工，由文化宫站下井组装调试向省博物馆站始发掘进，在省博物馆站解体、吊出退场，盾构区间平面位置图见图 2.1-1。区间线路右线起讫里程为YDK14+710.325YDK15+845.944，右线全长 1135.619m。左线起讫里程为ZDK14+710.325ZDK15+845.944，左线全长 1130.577m（短链 5.042m） 。本区间在 YDK15+290.00 处设一处带废水泵房的联络通道。区间轨顶标高 1860.1041869.653m，地面标高为 1890.171892.87m ，南太桥盘龙江河底标高 1886.5m，近日隧道路面标高 1885.4m，盾构覆土厚度为19.227.7m。区间线间距 13-17m，平面由 R=420m 及 R=450m 的曲线及直线构成，区间线路坡度右线为-0.2%、-2.5% 、 -0.3%、2.1% 、0.2%，左线为-0.2%、 -2.5%、-0.3%、2.1%、0.2%。在 YDK15+290 处设置一座联络通道（带排水泵房） 。图 2.1-1 盾构区间平面位置图2.2 工程地质根据本区间昆明市轨道交通 3 号线省博物馆站至文化宫站区间岩土工程盘龙江近日隧道正义路中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部2勘察报告 ，本工程场地勘探范围内的土层划分为新生代第四系全新统人工堆积层（Q4ml） ，新生代第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl） ，第四系全新统冲湖积层（Q4al+l） ，新生代第四系上更新统冲湖积层（Q3al+l） ，寒武系中统陡坡寺组（ 2d）五大层。沿线各地层的结构特征自上而下依次如附表一地层岩性特征一览表 。2.2.1 本区间下穿地质情况盾构机主要穿越地层为粘土、粘土、粉质粘土、粉土、 粉砂、中砂，地质详勘报告揭示围岩自稳力差。各地层情况描述如下：粘土 灰、深灰、褐灰、灰褐、灰蓝色，可塑状，局部硬塑，土质较纯，偶夹粉质粘土、粉土、粉、细砂薄层，具中等压缩性，属级普通土。粘土 灰、灰褐色、灰黑色，软塑状，局部可塑状，偶夹粉质粘土、粉土、粉砂、中砂及淤泥质土薄层，具中高压缩性，属级松土。粉质粘土 灰、深灰、灰兰色，可塑状，局部硬塑状，土质较纯，偶夹粉土、粘土、粉、细砂薄层，具中等压缩性，属级普通土。粉土 灰、灰褐色、深灰、灰兰色，稍中密，很湿，夹腐殖物、粉砂、圆砾、粘土、粉质粘土，具中等压缩性，属级松土。粉砂 灰、灰褐色、深灰、灰兰色，稍中密，饱和，局部夹中粗砂，具中等压缩性，属级松土。中砂 灰兰、灰褐色，稍密，饱和，分选性较差，砂粒成份以砂岩为主，局部含细砂及粉砂，具中等压缩性，属级松土。具体地层分布详见 2.2-1 隧道地质纵断面图。图 2.2-1 隧道地质纵断面图本区间沿线共钻设了 29 个地质勘察孔，对沿线地质、地层及岩层分布情中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部3况进行勘察，形成的地质岩层芯状图；地层中各岩层的分布比例图（图 2.2-2） ；图 2.2-2 地层中各岩层的分布比例图中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部42.2.2 隧道岩土物理力学相关参数表昆明市轨道交通三号线省博物馆站-文化宫站隧道岩土物理力学相关参数表 2.2-1 表岩土编号 岩土层名称 粘土 粘土 粉质粘 土 粉质粘 土 粉土 粉砂天然密度 （g/cm 3) 1.87 1.75 1.95 1.89 1.95 1.97天然含水量 % 34.2 49.1 26 30.3 23.7 22.6天然孔隙比 e 0.948 1.343 0.76 0.853 0.698 0.704液性指数 IL 0.39 0.89 0.46 0.7 0.69 0.34直剪快剪凝聚力 c （kpa） 25 19 22 15 15 5直剪快剪内摩擦角 （度） 12 8 10 6 18 20压缩模量 Es 0.1-0.2（Mpa） 6.5 3.5 6.5 4 6.3 9变形模量 E0 （Mpa） 12 6 12 8 13 14渗透系数 K m/s 3.47210-8 1.15710-8 3.47210-8 3.47210-8 3.47210-6 5.78710-6承载力特征值 faK KPa 160 110 160 120 140 140钻孔灌注桩极限端阻力标准值 qpk Kpa 800 300 600 300 600 500钻孔灌注桩极限侧阻力标准值 qsik Kpa 65 35 65 45 40 35基底摩擦系数 f 0.3 0.3 0.3 0.25 0.3 0.35导热系数 W/mK 1.33 0.995 1.32 1.29 1.51 1.72导温系数m2/h 0.0019 0.0014 0.0015 0.0019 0.0022 0.0021热物理力学指标比热容 C kJ/kgK 1.26 1.28 1.5 1.15 1.17 1.46围岩分级（铁路规范） 土石可挖性分级 中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部5（坡高 8-15m）临时边坡率1:1.25 1:1 1:1.25 1:1.5 1:1.5 1:1.5昆明市轨道交通三号线省博物馆站 -文化宫站隧道岩土物理力学相关参数表续 2.2-1 表岩土编号 岩土层名称 粘土 粘土 粉质粘 土 粉质粘 土 粉土 粉砂粘聚力 c kpa 25 19 22 15 15 5快剪内摩擦角 12 8 10 6 18 20粘聚力 c kpa 40* 25* 30* 25* 23 15直剪固结快剪 内摩擦角 9* 10* 12* 10* 15 30粘聚力 ccu kpa 22.3 14 30 12.25* 12.2 12.3总应力抗剪强度 内摩擦角 cu 11.8 11.3 17.3 17.9* 30.8 30粘聚力 ckpa 14.8 7.5 24.5 7.25* 8.4 2.9固结不排水剪有效抗剪强度 内摩擦角 14.9 16.6 23.1 29.25* 31.5 32粘聚力 cu kpa 35 30 35* 18.1 21.5 28.9不固结不排水剪内摩擦角 u 6* 5.7 7.6 1.8 2.9 3.9基床系数 垂直 Kv Mpa/m 28.8 6.5 18.2 7.35 18 18水平 Kx Mpa/m 31 9.2 20.6 9.2 20 20无侧限抗压强度（原状） qu （kpa） 70* 45* 60 35* 50* 静止土压力系数 K0 0.5 0.6 0.4 0.6* 0.4* 0.4泊松比 0.33 0.38 0.3 0.38* 0.3* 0.3*土体与锚固体极限摩阻力标准值qsik Kpa 50* 35* 45* 30* 30* 40*表中数据均为平均值；中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部6本区间盾构机通过地层渗水系数情况表 2.2-2 表地层名称 渗透系数 m/s 湿陷性 无侧限抗压强度 kpa 备注杂填土素填土粉质粘土 5.78710-8粉质粘土 3.47210-8粘土 6.94410-8淤泥质粘土 3.47210-8圆砾 2.31510-4砾砂 1.73610-4粉土 6.94410-6淤泥质粘土 3.47210-8粘土 6.94410-8粘土 3.47210-8 70粘土 1.15710-8 45粉质粘土 3.47210-8 60粉质粘土 3.47210-8 35泥炭质土 3.47210-8泥炭 3.47210-8粉土 6.94410-6 50粉砂 5.78710-6中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部7中砂 2.31510-5本区间盾构机通过地层土的颗粒含量 2.2-3 表2.3 水文地质场地附近分布地表径流为盘龙江，与昆明市轨道交通三号线相交中心里程YDK15+785，河道与线路基本垂直，河道宽约 3035m，河床深约 8m，河流流向由北至南。该地表径流部分为人工开挖形成，部分为天然河道，与附近场地地下水形成相互补给关系，盘龙江两侧由砂砾石含水层构成的几级阶地，长期受盘龙江水补给，地下水含量较丰富。此次勘察在旱季，该河水深 12m，水位高程 1886.726m，流量较小，水流缓慢，水力梯度小。该河与场地周围地表、地下水具有一定的连通关系。孔隙潜水主要赋存于第四系冲洪积相、冲湖积相的粉土、粉砂、砾砂、圆砾等各含水层中，在工程影响深度范围内多层分布，一般具弱承压性。具有含中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部8水层埋深浅，含水层层数多，层间透水性一般，补给条件较差等特点，总体富水性中等。工程穿过的含水层主要为层粉砂、层粉土。地下水总体流向为由北往南，由西往东，最终流向盘龙江和滇池。根据工程勘察资料及昆明市历史水位观测资料，场地内地下水位较高，旱季为 0.93.5m，雨季为 0.72m，水位年变幅不大；地层渗透系数较大，在里程YDK15+690YDK15+847 段，因与盘龙江形成相互连通补给关系，渗透系数达到 1.77010-4m/s，其余地段，因空隙潜水较发育，地层渗透系数为 2.00610-5m/s。2.4 相邻建（构）筑物及管线2.4.1 沿线建构筑物调查情况本区间隧道由文化宫站沿东风东路、南屏街、东风西路向西至省博物馆站。东风东路、南屏街、东风西路为昆明市东西方向主干道，人流车流量大，交通繁忙，道路两侧为昆明市主要商业中心之一,两侧建（构）筑物较多，经调查影响隧道施工的主要建筑物见下表 2.4-1。 中铁十一局集团有限公司 昆明轨道交通三号线东标段二工区项目部9沿线主要建筑物调查情况表 2.4-1 表建筑物名称 位置 建成年代 结构形式 基础形式 与区间结构关系近日隧道 YDK14+844.071YDK15+646.071 2004直墙式衬砌桩基桩长416m位于两条线路正上方人防通道 YDK15+41.643YDK15+49.552 1990直墙式衬砌 无位于右线隧道上方盘龙江 YDK15+764.46YDK15+804.895无 在该里程段内与隧道左右线正交南太桥 YDK15+761.357YDK15+806.947 1952四孔石砌拱桥 石砌基础位于两条隧道正上方顺城双塔 顺城购物中心YDK14+742.093+YDK14+939.335 2009框架 桩基桩长17.221m 顺城基坑距离右线边线 22m左右昆明百货大楼（新纪元酒店）YDK14+978.13 YDK15+029.14 1996框架 桩基桩长17.221m建筑物距离右线边线最小间距24.5m云药大厦 YDK15+113.652 YDK15+152.222