昆明地铁盾构始发、掘进、接受施工方案（174页）[优秀工程方案]

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

2、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286.4 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

3、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9911 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11

4、212.2 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.

5、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13214.1 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、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17331 编制依据(1) XX市轨道交通三号线XX省博物馆站-文化宫站区间岩土工程勘察报告(2)XX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XX省博物馆站-文化宫站区间(3)X

7、X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(XX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【2021】68号 关于印发XX市轨道交通3号线东XX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-051-2021;(9)XX市轨道交通工程测量规范GB50308-2021;(10)地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)(2021年版);(11)盾构法隧道施工与验收规

8、范(GB50446-2021);(12)地下工程防水技术规范(GB50108-2021);(13)地铁工程监控量测技术规程(DB11/490-2021);(14)混凝土结构耐久性规范(GB/T50476-2021);(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(JGJ46-2021);(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(DB11/581-2021);(2021轨道交通预制钢筋混凝土盾构管片质量验收标准

9、(JQB-02XXXX公司在地铁及地下工程施工中的成熟施工XXXX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XX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XX省博物馆站始发掘进XX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)

10、。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=42021R=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)。正义路近日隧道盘龙江图2.1-1 盾构区间平面位置图2.2 工程地质根据本区间X

11、X市轨道交通3XX省博物馆站至文化宫站区间岩土工程勘察报告,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

12、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

13、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2.2.2 隧道岩土物理力学相关参数表XX市轨道交通三XX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/cm3)1.871.751.951.891.951.97天然含水量 %34.249.12630.323.722.6天然孔隙比e0.9481.3430.760.8530.6980.704液性指数IL0.390.890.460.70.

14、690.34直剪快剪凝聚力c (kpa)25192215155直剪快剪内摩擦角(度)1281061820压缩模量Es 0.1-0.2(Mpa)6.53.56.546.39变形模量E0 (Mpa)1261281314渗透系数K m/s3.47210-81.15710-83.47210-83.47210-83.47210-65.78710-6承载力特征值faK KPa160110160120140140钻孔灌注桩极限端阻力标准值qpk Kpa800300600300600500钻孔灌注桩极限侧阻力标准值qsik Kpa653565454035基底摩擦系数f0.30.30.30.250.30.35热

15、物理力学指标导热系数 W/mK1.330.9951.321.291.511.72导温系数m2/h0.00190.00140.00150.00190.00220.0021比热容CkJ/kgK1.261.281.51.151.171.46围岩分级(铁路规范)土石可挖性分级(坡高8-15m)临时边坡率1:1.251:11:1.251:1.51:1.51:1.5XX市轨道交通三XX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直剪快剪粘聚力c kpa25192215155内摩擦角 1281061820固结快剪粘聚力c kpa40*25*3

16、0*25*2315内摩擦角 9*10*12*10*1530固结不排水剪总应力抗剪强度粘聚力ccu kpa22.3143012.25*12.212.3内摩擦角 cu11.811.317.317.9*30.830有效抗剪强度粘聚力ckpa14.87.524.57.25*8.42.9内摩擦角14.916.623.129.25*31.532不固结不排水剪粘聚力cu kpa353035*18.121.528.9内摩擦角u 6*5.77.61.82.93.9基床系数垂直Kv Mpa/m28.86.518.27.351818水平Kx Mpa/m319.220219.22020无侧限抗压强度(原状)qu (k

17、pa)70*45*6035*50*静止土压力系数K00.50.60.40.6*0.4*0.4泊松比0.330.380.30.38*0.3*0.3*土体与锚固体极限摩阻力标准值qsik Kpa50*35*45*30*30*40*表中数据均为平均值； 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

18、70粘土1.15710-845粉质粘土3.47210-860粉质粘土3.47210-835泥炭质土3.47210-8泥炭3.47210-8粉土6.94410-650粉砂5.78710-6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XX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

19、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XX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+8

20、47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XX省博物馆站。东风东路、南屏街、东风西路为XX市东西方向主干道,人流车流量大,交通繁忙,道路两侧为XX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。 沿线主要建筑物调查情况表 2.4-1表文化宫XX省博物馆站区间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+844.071

21、YDK15+646.0712021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+49.5521990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+806.9471952四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+939.3352021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+029.141996框架桩基桩长17

22、.221m建筑物距离右线边线最小间距24.5m云药大厦YDK15+113.652 YDK15+152.2221997 框架桩基建筑物距离右线边线最小距离15.5m工商银行大厦YDK15+153.697YDK15+187.191983框架桩基础建筑物距离右线边线最小距离13.5m新华书城YDK15+194.604 YDK15+226.61983框架桩基础建筑物距离右线边线最小距离13.1m季季红YDK15+238.212 YDK15+276.8681996砖混条形基础4m建筑物距离右线边线最小距离17.0m新昆明影城YDK15+279.14 YDK15+321.2231996框架桩基建筑物距离右

23、线边线最小距离12m中国建设银行大厦YDK15+340.834YDK15+369.7371992砖混桩基建筑物距离右线边线最小距离12.8m七天连锁酒店大厦YDK15+369.737 YDK15+434.8711992框架桩基建筑物距离右线边线最小距离12.8m南屏街29号YDK15+437.872 YDK15+454.8441983砖混条形基础建筑物距离右线边线最小距离10.7m南屏街28号YDK15+457.036 YDK15+468.2441983砖混条形基础建筑物距离右线边线最小距离2021m沿线主要建筑物调查情况表 续2.4-1表文化宫XX省博物馆站区间建筑物名称位置建成年代结构形式

24、基础形式与区间结构关系XX省邮XXXX公司YDK15+476.047 YDK15+517.9281986砖混条形基础建筑物距离右线边线最小距离7.8m护国路桥及桥下水池YDK15+563.9+ YDK15+633.996两孔砖砌拱桥构筑物距离右线边线最小距离2.8m新世界百货大楼YDK15+660.766 YDK15+681.5111999框架桩基桩长11.617m建筑物距离右线边线最小距离25.8m云南艺术馆ZDK15+729.149ZDK15+749.9881984框剪桩基建筑物距离左线边线最小间距18.2m攀昆酒店大厦ZDK15+665.045ZDK15+701.4681992框架桩基建

25、筑物距离左线边线最小距离18.8m护国大厦ZDK15+611.53ZDK15+6601995框架桩基建筑物距离左线边线最小距离18.8m云南信托大厦ZDK15+472.29ZDK15+566.8151997框架桩基建筑物距离左线边线最小距离13.7m世纪中心大厦ZDK15+266.808ZDK15+427.1491981框架+钢结构桩基建筑物距离左线边线最小距离17.2m南屏街74、75号ZDK15+190.913ZDK15+246.0231983砖混浅基础建筑物距离左线边线最小距离9.7mMe&cityZDK15+112.327ZDK15+174.3561985砖混浅基础建筑物距离左线边线最

26、小距离8.9m百大新天地ZDK14+978.13ZDK15+029.142021框架桩基桩长1517m建筑物距离左线边线最小间距15.4m耳巷1号ZDK14+892.801ZDK14+949.8791983钢混浅基础建筑物距离左线边线最小间距4.6m中国银行大楼ZDK14+835.632ZDK14+877.3982021框架桩基建筑物距离左线边线最小间距21.9m广隆大厦ZDK14+775.125ZDK14+819.9971986框架桩基建筑物距离左线边线最小间距9m中华小学ZDK14+715.589ZDK14+769.2261981框架桩基桩长68m建筑物距离左线边线最小间距2.3m2.4.

27、2 沿线管线调查情况 管线调查情况表 2.4-2表序号工点及风险工程名称位置、范围风险基本状况描述风险等级1盾构隧道垂直下穿DN12021璃钢自来水管右K15+790埋深河床底0.6m,盾构顶到管线底的距离约12m。一级2盾构隧道垂直下穿DN400灰口铸铁自来水管右K15+730埋深1.2m,盾构顶到管线底的距离约18m。二级3盾构隧道垂直下穿325煤气管右K15+705埋深0.8m,盾构顶到管线底的距离约18.5m。二级4盾构隧道垂直下穿DN400灰口铸铁自来水管右K15+610埋深1.0m,盾构顶到管线底的距离约18.5m。二级5盾构隧道垂直下穿、砖22021水管右K15+530埋深2.8

28、m,盾构顶到管线底的距离约19m。二级6盾构隧道平行下穿、砖22021砼500、砼600、PVC800雨水管左右K15+845左右K14+711埋深1.5-3.6m,盾构顶到管线底的距离约19-23m。二级7盾构隧道平行下穿DN2021100灰口铸铁自来水管左右K15+845左右K14+711埋深1.0m,盾构顶到管线底的距离约19-25m。二级8盾构隧道垂直下穿DN400灰口铸铁自来水管右K14+905埋深1.0m,盾构顶到管线底的距离约2021二级9盾构隧道垂直下穿DN400灰口铸铁自来水管右K14+830埋深1.0m,盾构顶到管线底的距离约2021二级10盾构隧道垂直下穿、砼900雨水管

29、右K14+750埋深2.0m,盾构顶到管线底的距离约16m。二级11盾构隧道平行垂直下穿中国电信、交通信号、有线电视左右K15+845左右K14+711埋深1.0-2.0m,盾构顶到管线底的距离约16-25m。二级2.5 盾构始发、接收场地条件本标段两台小松盾构从文化宫站始发,XX省博物馆站后解体吊出。文化宫站由上海建工承建,主体结构已经封顶；接收XX省博物馆站由我方承建。文化宫站端头加固已经完XX省博物馆站端头加固由我方施工。图2.5-1盾构工筹计划图3 施工进度计划3.1 编制原则以安全生产、创优为目标,合理利用资源投入,力求均衡生产。本进度计XX省博物馆站盾构吊出井施工进度控制,按照20

30、21年11月具备吊出条件进行工期安排。3.2 主要工序进度指标文化宫XX省博物馆站区间计划于2021年06月1日始发,2021年11月30日双线贯通。3.3 施工进度计划详见附图一文化宫XX省博物馆站盾构区间施工进度计划横道图。文化宫XX省博物馆站盾构区间工期安排 3.3-1表文化宫XX省博物馆站区间土建工期开始日期(左线)2021.6.1完成日期(左线)2021.10.31开始日期(右线)2021.7.1完成日期(右线)2021.11.304 人员、机械设备、材料计划4.1 人员组织计划根据本工程特点,采用连续生产的施工组织原则,每周7个工作日。盾构作业循环均采用2+1班制,即每天2个班掘进

31、,1个班维修保养。掘进每班每天工作12小时,保养班在星期日下午进行强制保养,其余时间为跟机保养。盾构机掘进每班需配备管理人员4名,其中值班经理1名,技术干部3名,井下技术工人13名,详细配置情况见下表。盾构掘进人员配备表(一个班次) 4.1-1表序号岗位工种工班人数主要职责描述1值班经理管理人员11、负责指挥、协调左右线班组施工作业,保证施工的质量、进度和安全。2、负责与其它工班的联系与协调,以确保施工的顺利进行。3、对盾构掘进中出现的一般问题作出决策。4、完成上级主管部门交代的其他工作。2盾构机操作手管理人员11、负责盾构机的操控。2、负责指挥、协调本班组施工作业监控掘进和出土情况,掌握机械

32、设备的运转情况发现异常及时向主管部门反馈。3、负责盾构机掘进、运转记录、对管片进行预选型、进行盾构机一般故障的排除。3土木工程师管理人员11、协调盾构机操作手完成本班组施工作业,控制施工的质量和安全。2、监控盾构掘进和出土情况,作好地质分析和判断,并对发现异常及时向主管部门反馈。3、需要更换刀具时,对掌子面地质情况进行分析、判断,并且对刀具的磨损量进行检查。4机电工程师管理人员1负责盾构机设备的维修与保养,保证盾构机各项设备的正常运转。5管片拼装手工班长技术工人11、负责拼装机的操控,控制管片拼装质量及管片拼装、吊装区的安全。2、组织安排油缸控制手、管片工进行管片拼装作业及清除盾尾内杂物,负责

33、工作区域的环境卫生。3、测量盾尾间隙值,并向盾构机司机反馈。4、负责拼装机操控器的保管和遥控器电池的充电及更换,掌握拼装机的工作状态,发现异常及时向班长反馈。5、协助组织清碴、铺轨、更换油脂桶及接水管等工作。6、控制推进油缸,调整撑靴位置。6螺杆工技术工人21、负责管片的质量检查和洞内倒运,及其它物料的装卸。2、负责紧固管片螺栓及管片拼装过程中的其他辅助工作。3、协助接轨道、水管。4、负责已拼装好的管片清洗。5、负责工作区域的环境卫生7注浆工技术工人11、负责浆液接管及倒运,监控同步注浆并及时做好注浆记录。2、负责清理注浆管路,堵管时要及时排除故障。3、掌握注浆泵和储浆罐的工作状态,并定期清理

34、。4、定期检查注浆泵清洗腔中水的质量并及时更换。8双轨梁工技术工人21、负责检查轨道的富余量,并及时完成轨道拆卸和延伸。2、负责工作区域内的卫生清理。9看土工技术工人11、负责指挥轨道车就位,以及轨道车的解编、组编。2、负责渣车出土控制。3、负责渣土的出土监控,及时向盾构机司机发出信号,并记录出土量。105号台车随车员技术工人21、负责接走道板及接水管,安装高压电缆及风筒挂钩。2、负责盾构机油脂和泡沫的更换和调试3、负责工作区域的环境卫生及安全11井口司索工技术工人21、负责指挥轨道车就位,以及轨道车的解编、组编。2、负责洞口段渣斗、管片及物料的吊运、司索。3、协助司机作好行车安全。4、负责道

35、岔转换作业。5、负责浆液管的就位及回位。6、负责洞口的碴土清理及洞口污水排放。12电瓶车司机技术工人21、负责电瓶车驾驶并记录电瓶车运转情况,及时更换电瓶。2、负责渣斗起吊作业时的司索和电瓶车就位。3、配合维修人员对轨道车进行维修保养。4、协助清碴及物料装卸4.2 设备计XX省博物馆站文化宫站区间配备2台小松盾构机,从文化宫站始XX省博物馆站到达吊出。盾构施工使用设备表 4.2-1表序号设备名称数量现在何地备注1盾构机2台昆明盾构掘进设备,均为自有2电瓶车4台昆明345t龙门吊2台昆明416t龙门吊1台昆明5砂浆站1套昆明6装载机1台昆明7叉车1台昆明8反力架2套昆明盾构始发辅助设备9始发/接

36、受托架2套昆明10400t履带吊1台昆明租赁1150t汽车吊1台昆明自有12挖掘机1台昆明自有13碴土车20台昆明租赁14地质钻机2台昆明加固设备,自有15旋喷机2台昆明16钢筋弯曲机1台昆明洞门及联络通道设备,自有17钢筋切断机1台昆明洞门及联络通道设备,自有18模板1套昆明洞门及联络通道设备,自有19冷冻机1台广州洞门及联络通道设备,租赁20 空压机2台 昆明洞门及联络通道设备,自有21喷锚机1台昆明洞门及联络通道设备,自有22混凝土输送泵1台昆明洞门及联络通道设备,租赁23充电机10台昆明盾构施工辅助设备自有24电焊机2台昆明25轴流通风机2台昆明26污水泵8台昆明27发电机1台昆明自有

37、4.3 材料计XX省博物馆站文化宫站区间采用商用混凝土管片,区间管片使用计划为左线941环,右945环。管片目前正在生产中,其生产计划如下表。 XX省博物馆站文化宫站区间管片用量计划表 4.3-1表时间左线管片数量(环)右线管片数量(环)总数量(环)2021年6月20002002021年7月2202004202021年8月2202204402021年9月2202204402021年10月812203012021年11月8585合计9419451886 盾构施工其他常用材料如下表所示。 其他施工材料需求表 4.3-2表编号材料名称规格型号单位需求数量备注1钢轨P43m5500昆明、自有2轨枕1.

38、5m根28003鱼尾板套28004轨道压板套120215道岔个26轨道拉杆套12007走道板2.4m块12008走道板支架个10009清水管DN80m250010污水管DN80m250011水管支架个80012电缆勾个160013高压电缆3*50+3*25/2m280014隧道照明电缆3*35+2*16m280015洞门橡胶帘布套216洞门压板环217风管m230018马凳个365 工程重难点分析5.1 端头加固是本工程的重点盾构的始发涉及盾构机刀盘的进洞,容易引起地表沉降和涌水、突泥,如果加固效果不能达到设计要求,可能会造成始发的失败,因此端头加固是本工程的重点。为确保始发时施工安全,确保地

39、层稳定,防止端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况,应根据始发端头工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析与评价,对洞门端头地层采用旋喷桩方式进行加固处理。要求加固后的土体应有良好的均匀性和独立性,掌子面不得有明显渗水,其无侧限抗压强度大于0.8Mpa,渗透系数110-6cm/s。加固后进行抽芯检测,达不到标准,须重新进行加固。具体施工方案及技术控制要点如下:在进行钻孔前首先要对加固区域内的管线调查清楚,避免对管线造成直接破坏,并在施工过程中进行监测；旋喷桩钻孔按900650梅花型布置。旋喷桩布置范围为始发端9m、接收端9m,宽度为12.2m(隧道外轮廓各3m),设计加固深度为

40、12.2m(隧道外轮廓上下各3m)；灌注水泥浆时,控制好提升速度,保证浆液灌注的连续性；控制好桩基的垂直度,保证桩基的咬合密实性；加固完成后,要对加固效果进行检查。如注浆效果未能达到设计要求,需要重新进行补充注浆。5.2 洞门破除风险预防及处理是本工程的重点(1)预防措施盾构端头采用旋喷桩加固,加固体强度较高,正面土体稳定性较好,其主要的风险点在于加固体与车站围护结构的外侧表面结合不好及加固体之间的密实度未达到施工要求。如果出现上述情况,则洞门破除时很容易产生土体失稳现象,故在洞门破除前要做好预防措施。加固体抽芯检测盾构端头抽芯检测共抽5根。依据抽芯的结果对盾构端头加固的效果进行评价,若质量达

41、不到要求,则对加固体进行补充加固。洞门水平观察孔洞门破除前152021对洞门区域进行抽芯试验和通过水平观察孔来检测盾构端头的加固效果,主要是观察正面土体的含水量及土体的加固强度等。注浆泵破除洞门前,准备好注浆泵及相关的应急抢险物资(水泥、砂子和棉被等),一旦洞门漏砂或塌陷就立即使用注浆泵对漏砂处进行封堵。紧急安全通道利用盾构井后方的车站结构设置破除洞门时的紧急安全通道,在施工期间,严禁任何人员和物品堵塞通道。破除洞门时机盾构始发前的洞门破除工作,必须是在盾构机及盾构施工成员全部工作准备就绪后,且设备和人员全部处于临战状态下才能进行。做好降水措施盾构始发端及到达端加固区内分别设3口降水井,降水井

42、井底位于盾构隧道外轮廓线以下3m,盾构始发到达前保证周边地下水位位于隧道外轮廓线以下1m。(2)处理措施少量土体塌落洞门破除过程中,由于机械破除时产生的震动等原因不可避免的有砂石掉落的现象。如果掉落砂石的量在控制范围内,不影响正常的施工,也不会对设备和人员构成安全风险,则可将砂石清理后继续施工,需要时可派专人在旁观测土体状况一旦发生危险即使通知施工人员撤离。大量土体塌落若因端头加固效果不好或施工不当等,造成洞口土体大量塌落时,应立即停止施工,并组织施工人员使用注浆泵对塌落初的土体进行注浆封堵,直到封堵完毕后方可进行下一步施工。5.3 避免洞门密封失效是本工程的重点洞门密封失效预防措施:严格按照

43、设计文件进行洞门钢环的制作、安装,保证施工精度满足要求；加强盾构始发时的姿态控制,避免盾构姿态不好造成洞门密封的局部失效；盾构始发时,派专人对洞门密封情况进行观察,发现问题,及时处理；适当调整铰接压板,保证帘布橡胶与盾构筒体的密贴。5.4 盾构掘进中的刀盘防磨、防结“泥饼”、防喷涌是本工程的难点盾构机在富水的粉质粘土、粉土、粉砂地层中掘进时,易发生刀盘磨损、结“泥饼”和喷涌。采取的工程措施如下:刀盘防磨损措施不同的刀具,其切削机理不同,小松盾构刀盘结构形式是根据昆明的地质及水文地质情况配备不同类型的刀具并进行合理地组合。盾构穿越地层为软土地层,只需要切削型刀具；在配置刀具时可考虑增加刀具的数量

44、,即增加刀具(特别是先行刀)的行数或增加每一行的刀具数量,或是采用长短刀具并用法切削土体,利用长短刀具不同的切削高度差(高差值约为2 03 0m m),来延长刀具使用寿命。当长刀具磨损后,短刀具开始接替长刀具掘削,这样就大大提高了刀具整体抗磨损能力。改善刀盘的耐磨性刀盘耐磨性的提高一般是采用在刀盘面板堆焊格栅状特殊耐磨材料的工艺措施,在刀盘面板外周、刀盘边缘侧板等处焊接格栅状耐磨条(堆焊效果如图5.4-1 所示),增加加强钢板,增强刀盘外周及相关部位的强度和硬度,提高其耐磨性；另外刀具的刀刃上应使用硬度大、抗剪性好的超硬钢材,可沿刀具表面实施硬化堆焊,提高刀具自身的耐磨性。图5.4-1 格栅状

45、耐磨条堆焊效果对开挖土体进行渣土改良选择合适的土体改良剂(如常用的泡沫、膨润土等),并根据地质情况,进行科学的动态施工管理,改善土体的流塑性,使之切屑成流动型,不仅可以减少对刀盘面板和刀具的磨损,而且还可以防止切下来的泥沙和碎石对刀盘 以及螺旋输送机的堵塞,同时改良剂的添加对刀具起到一定的润滑和冷却作用,延长了刀具使用寿命。合理选择掘进参数盾构机掘进时,掘进参数的正确选择对延长刀盘及刀具的寿命是非常重要的,掘进参数选择不合理会导致刀具过早的损坏,不能达到隧道掘进长度的要求。根据大量的统计资料,可采用下列公式计算盾构机刀盘外圈刀具磨损量: =1 / 10KDNL / V式中: 磨损量/ m m

46、；K磨耗系数/(m m / k m) ；D 盾构刀盘外径/ m ；N 刀盘的转动速度/(r / m i n) ；L 掘进距离/ m ；V掘进速度/(c m / m i n)。从刀具磨损量公式中可以看出,刀具磨损量 与刀盘转数N成正比、与掘进速度V 成反比。因此降低盾构刀盘转数N 或提高盾构机掘进速度V 都可减小刀具磨损量,从而增加掘进长度使其满足隧道掘进要求。在N一定时,可采取提高V 的方法减小,而盾构的掘进速度取决于开挖土体的塑流化改良效果,所以为提高掘进速度,可适当增加改良剂用量对开挖土体进行改良。防结“泥饼”措施在刀盘面板上设置了5个添加剂注入孔,配置了自动泡沫和添加剂注入系统,可根据需

47、要向开挖面添加泡沫、膨润土和聚合物,改善碴土的流动性、止水性,减小刀盘面“泥饼”形成的机会。防喷涌措施小松盾构机螺旋输送机设有双闸门,可以通过2道闸门的先后开闭顺序来确保土仓与螺旋机出口为一个封闭系统,防止或改善螺旋输送机的喷涌现象。监控螺旋机出土口的出土情况和土仓的压力变化情况,一旦发生涌水现象,首先关闭螺旋机出土口处的闸门,保证在掘进中避免地下水和流沙的大量喷出,保持土仓内的土压稳定。通过刀盘及土仓壁上的添加剂注入孔中的若干个注入孔往土仓内注入膨润土和各种添加剂,并可向土仓注入压缩空气将地下水置换和凝聚。特殊情况还可以采用日产的POLYMER聚合物对涌水进行抑止。5.5 盾构穿越南太桥盘龙

48、江是本工程的重难点盾构自文化宫站始发,掘进50m后开始穿越南太桥盘龙江(YDK15+795),南太桥与隧道区间平行,南太桥始建于1952年,原基础情况不明,根据现场勘查,推测为石砌拱桥,基础为石砌扩大基础,1978年后扩建的桥桩为250250钢筋砼预制桩,桩长约5.5米,承台2米高,基础比较陈旧且持力深度较浅；盾构穿越地层为(9-5)粉土、(9-6)粉砂,其中(9-6)粉砂层厚度达10m,见图5.5-1隧道与南太桥位置关系纵断面图,土体自稳性比较差,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,盾构机通过时易产生超挖、喷涌导致桥体基础不均匀沉降,导致桥体出现裂缝,为本区间最不利地层。采取的工程措施如下:图5.5-1隧道与南太桥位置关系纵断面图图5.5-2隧道与南太桥位置关系横断面图选择合理的渣土改良工艺,使渣土塑流性满足盾构施工要求,是盾构施工的控制难点之一。改良后的碴土需具备良好的和易性、均一性,可以对掌子面形成反向泥土压,保持开挖面稳定；碴土良好的和易性、均一性利于排渣,且刀盘在保压掘进过程中不易形成泥饼,对降低刀盘、刀具磨损也有一定作用。施工中须加强对碴土改良效果的观察,并根据试验效果及时调整配比。常用的碴土改良剂有膨润土、发泡剂、高吸水性树脂、增粘