盾构施工相向施工方案

盾构施工相向施工专项方案第一章工程概况1.1工程简介本区间隧道采用盾构法相向施工，左线起讫里程DK1+200.000～DK2+350.000，长1150m；右线起讫里程DK1+200.000～DK2+365.500，长1165.5m，区间总长2315.5m。隧道外径6.2m，内径5.5m，管片厚度300mm，宽度1.2m，采用"3+2+1"分块形式（3块标准块、2块邻接块、1块封顶块），错缝拼装。线路平面最小曲线半径450m，最大纵坡25‰，隧道埋深9.5～18.3m，两线间距12～16m，在DK1+750处设置联络通道及废水泵房。1.2工程地质水文条件1.2.1地质概况隧道穿越地层主要为：①1杂填土：松散状态，厚0.5～1.2m③1砂质粉土：中密，饱和，厚2.3～4.5m，标贯击数8～12击④1淤泥质粘土：流塑，高压缩性，厚3.5～6.8m，含水量45～52%④2淤泥质粉质粘土：软塑，厚2.8～5.1m，粘聚力8～12kPa⑤2粉质粘土：可塑，厚4.2～7.6m，内摩擦角15～18°⑦1粉质粘土：硬塑，厚3.0～5.5m，地基承载力特征值180kPa1.2.2水文条件区间存在两层地下水：潜水：水位埋深1.8～2.5m，水位标高2.1～2.6m，主要赋存于③1砂质粉土层微承压水：水位埋深6.5～8.2m，水头标高-3.2～-2.8m，赋存于④2粉土夹粉砂层，渗透系数3.2×10⁻³cm/s1.3周边环境条件线路沿现状道路敷设，两侧分布多层及高层建筑物，主要环境敏感点包括：里程DK1+450～+520：下穿现状城市主干道，道路宽度24m，车流量3000辆/小时DK1+820～+880：侧穿3栋16层住宅楼，基础形式为筏板基础，埋深3.5mDK2+100～+150：穿越Φ1200mm给水管、Φ800mm污水管及Φ600mm燃气管，管线埋深1.2～3.5m第二章施工总体筹划2.1施工组织架构项目部设置盾构施工管理小组，配置：项目经理1人，项目副经理2人（分管左线、右线）总工程师1人，盾构工程师4人（每台盾构配置2人）测量工程师3人，监测工程师2人安全监督员4人，质量检查员4人各专业施工班组8个（掘进班、拼装班、机电班等）2.2施工总体流程前期准备阶段（60天）：端头井加固及验收盾构机组装调试测量控制网建立管片预制及进场检验盾构掘进阶段（360天）：左线自DK1+200始发，向DK2+350掘进右线自DK2+365.5始发，向DK1+200掘进两线同步推进，在DK1+775～+785区间段相向贯通贯通后左线继续推进至接收井，右线完成剩余段掘进后续工程阶段（90天）：联络通道施工隧道清理及验收盾构机拆解吊出场地恢复2.3机械设备配置设备名称规格型号数量用途土压平衡盾构机Φ6480mm2台隧道掘进龙门吊150t2台管片及材料吊装电瓶车14t8台洞内渣土运输注浆泵HBMD304台同步注浆及二次注浆螺杆空压机20m³/min4台压缩空气供应轴流风机SDF-NO11.24台隧道通风全站仪LeicaTS602台施工测量自动沉降监测仪TS-5001套地表沉降监测2.4进度计划安排左线关键节点：始发准备：第1～30天始发掘进：第31～60天正常掘进：第61～270天贯通段施工：第271～290天接收段施工：第291～330天右线关键节点：始发准备：第1～30天始发掘进：第31～60天正常掘进：第61～255天贯通段施工：第256～275天接收段施工：第276～330天第三章关键施工技术措施3.1端头井加固与处理3.1.1加固方案设计采用Φ800@600三重管旋喷桩加固，加固范围：纵向：隧道轴线方向各延伸6m横向：隧道轮廓外3m竖向：隧道顶以上3m至隧道底以下2m加固后土体指标要求：无侧限抗压强度qu≥1.5MPa渗透系数k≤1×10⁻⁶cm/s加固区均匀性变异系数≤0.33.1.2洞门处理洞门密封系统安装：安装环形钢环（宽300mm，厚20mm）安装帘布橡胶板（厚20mm，宽度700mm）设置折页压板及扇形压板，采用M24螺栓固定洞门破除：采用静态爆破结合机械破除分区分块破除，先破除上半部分，后破除下半部分每循环破除深度≤500mm，及时安装临时支撑3.2盾构掘进参数控制3.2.1土仓压力设定根据地层条件分段设定土仓压力：穿越③1砂质粉土：1.2～1.5bar穿越④1淤泥质粘土：0.8～1.1bar穿越⑤2粉质粘土：1.0～1.3bar贯通段施工：0.6～0.9bar（逐步降低）3.2.2掘进参数控制标准地层类型推进速度刀盘转速总推力扭矩出土量砂质粉土20～30mm/min1.8～2.2rpm18000～22000kN2500～3000kN·m98～102%淤泥质粘土30～40mm/min1.5～1.8rpm15000～18000kN2000～2500kN·m95～100%粉质粘土25～35mm/min1.6～2.0rpm16000～20000kN2200～2800kN·m97～101%贯通段10～15mm/min1.0～1.5rpm8000～12000kN1000～1500kN·m90～95%3.2.3碴土改良措施泡沫改良：泡沫剂浓度：3～5%注入比：砂质粉土8～12%，粘性土4～6%膨胀率：150～200%膨润土改良：膨润土浆液配比：膨润土:水=1:8注入量：20～40L/m³适用地层：④1淤泥质粘土层3.3管片拼装施工3.3.1拼装工艺拼装顺序：标准块（A1→A2→A3）→邻接块（B1→B2）→封顶块（C）拼装参数：螺栓扭矩：环向螺栓300～350N·m，纵向螺栓250～300N·m真圆度偏差：≤50mm环面间隙：≤2mm，纵缝间隙≤3mm3.3.2特殊段拼装措施曲线段拼装：采用楔形量为36mm的通用环管片曲线内侧管片选用负公差，外侧选用正公差每环纠偏量≤5mm，曲线半径≤500m时增设楔形环贯通段拼装：最后50环采用加强型管片（螺栓数量增加20%）拼装完成后立即复紧所有螺栓同步注浆压力提高10～15%3.4同步注浆与二次注浆3.4.1同步注浆浆液配比（重量比）：水泥:粉煤灰:砂:膨润土:水=1:2.5:4.2:0.3:2.8初凝时间：4～6h，终凝时间：12～16h28天抗压强度：≥2.5MPa，弹性模量≤1500MPa注浆参数：注浆压力：0.3～0.5MPa（比土仓压力高0.1～0.2MPa）注浆量：理论建筑空隙的120～150%（每环4.5～5.5m³）注浆速度：与掘进速度匹配（20～30L/min）3.4.2二次注浆注浆范围：隧道顶部120°范围盾尾后5～10环地表沉降超标的地段注浆材料：水泥-水玻璃双液浆（水灰比1:1，水玻璃浓度35Be'）凝胶时间：30～60s注浆压力：0.5～0.8MPa，注浆量：1.5～2.5m³/环3.5相向贯通施工技术3.5.1贯通段施工准备测量控制：贯通前50m建立独立控制网，进行往返测量左右线分别设置4个强制对中点，提高测角精度采用陀螺经纬仪进行方位角传递，确保方位精度参数调整：贯通前100m开始降低掘进速度（≤30mm/min）贯通前50m进一步降至≤15mm/min土仓压力逐步降低，最终控制在0.6～0.8bar3.5.2贯通施工步骤距离控制：两盾构机相距100m时，每掘进5m进行一次精确测量相距50m时，每掘进2m测量一次相距10m时，停止掘进，进行最终定位测量掘进控制：最后10m采用手动模式掘进，单环掘进时间≥4h刀盘转速降至1.0～1.2rpm，总推力控制在8000～10000kN出土量严格控制在理论值的90～95%贯通处理：一侧盾构机刀盘抵达另一侧管片30cm处停止掘进人工破除管片（分块破除，每块≤50kg）安装临时钢环连接（宽度500mm，厚度20mm）环向均匀布置16个连接螺栓，进行焊接固定第四章施工监测与质量控制4.1施工监测体系4.1.1监测内容与频率监测项目监测点数量监测频率控制标准地表沉降沿线路每5m一个断面掘进期间1次/天最大沉降≤30mm管线沉降每条管线每20m一点掘进期间2次/天最大沉降≤10mm建筑物沉降每栋建筑物4～8点掘进期间1次/天倾斜率≤1‰隧道收敛每50m一个断面1次/3天收敛值≤50mm管片姿态每环测量1次/环高程偏差≤100mm4.1.2监测信息反馈数据处理：监测数据当天分析，绘制沉降-距离曲线当沉降速率超过5mm/天时，发出一级预警当累计沉降超过20mm时，发出二级预警参数调整机制：根据监测结果调整掘进参数（土仓压力±0.1bar）沉降超限时增加同步注浆量（10～20%）建筑物沉降接近限值时采取跟踪注浆4.2质量控制措施4.2.1原材料质量控制管片质量控制：混凝土强度≥C50，抗渗等级≥P12每生产50环进行一次抗渗试验管片表面裂缝宽度≤0.2mm，无贯穿裂缝注浆材料控制：水泥、粉煤灰等原材料每批次进行检验浆液配合比每工作班检测2次注浆压力和流量实时监控，偏差超过15%时停机检查4.2.2施工过程质量控制掘进质量控制：每环测量盾构姿态，水平偏差≤50mm，高程偏差≤50mm土仓压力波动范围控制在±0.1bar以内出土量偏差超过±5%时分析原因并调整防水质量控制：管片止水条粘贴前进行表面清理和干燥处理盾尾油脂注入量每环≥15kg环缝、纵缝防水施工后进行压水试验（压力0.2MPa，30min无渗漏）第五章安全文明施工与环境保护5.1安全管理措施5.1.1危险源辨识与控制重大危险源：盾构始发与接收（风险等级Ⅰ级）隧道突水突泥（风险等级Ⅰ级）高处坠落（风险等级Ⅱ级）触电事故（风险等级Ⅱ级）控制措施：制定专项安全施工方案并组织专家论证对重大危险源部位设置警示标志每日进行安全巡查，每周开展专项检查5.1.2专项安全措施隧道内安全：设置应急通道，宽度≥1.2m，高度≥2.2m每隔100m设置避难硐室（配备应急物资）洞内照明亮度≥50lux，每隔5m设置照明灯具用电安全：采用TN-S接零保护系统，设置三级配电两级保护盾构机及高压设备设置接地装置（接地电阻≤4Ω）潮湿环境使用防水型电器设备，电压≤24V5.2文明施工措施场地布置：施工区域与办公区域采用围挡隔离（高度2.5m）材料堆放有序，设置标识牌（标明名称、规格、数量）场区道路硬化处理，设置排水沟和洗车平台扬尘控制：渣土运输车辆必须覆盖篷布，出场前冲洗轮胎施工现场设置雾炮机（每50m一台）堆土场采用防尘网覆盖，定期洒水降尘5.3环境保护措施噪声控制：高噪声设备设置隔音罩，夜间施工噪声≤55dB破碎机等设备远离居民区布置（距离≥50m）车辆进入场区禁止鸣笛，设置限速标识（≤5km/h）废水处理：设置三级沉淀池（总容积≥50m³）施工废水经处理后回用（用于洒水降尘）油料库房设置防渗池（渗透系数≤10⁻⁷cm/s）第六章应急预案6.1应急组织机构成立应急指挥部，由项目经理任总指挥，下设：抢险救援组（20人）：负责现场抢险技术支持组（5人）：提供技术方案医疗救护组（4人）：负责伤员救治后勤保障组（8人）：保障物资供应通讯联络组（3人）：负责信息传递6.2主要应急预案6.2.1隧道突水突泥应急预案应急响应：立即停止掘进，关闭螺旋输送机闸门启动备用泥浆泵，向土仓注入膨润土浆液快速拼装管片，加强管片连接螺栓处置措施：采用双液注浆（水泥-水玻璃）封堵出水点地面设置降水井，降低地下水位突水量较大时启动洞内排水系统（抽排能力500m³/h）6.2.2盾构机卡壳应急预案原因分析：刀盘前方形成泥饼大块障碍物卡住刀盘碴土改良不当导致扭矩过大处置措施：向土仓注入泡沫和膨润土，尝试正反转刀盘（每次转动≤15°）降低土仓压力，减少推力，尝试缓慢推进无法脱困时采用人工开舱清理（需进行地层加固）6.2.3地表沉降超标应急预案预警标准：沉降速率超过5mm/天累计沉降超过30mm不均匀沉降超过1‰控制措施：立即停止掘进，分析沉降原因进行二次注浆或跟踪注浆（注浆压力0.5～0.8MPa）地面采用袖阀管注浆加固（加固深度至隧道顶部以上3m）6.3应急物资储备物资名称规格型号数量存放位置注浆设备双液注浆机2台始发井仓库排水设备大功率水泵4台盾构机配套应急照明防爆手电筒20个各作业面医疗急救急救箱4个项目部医务室通讯设备卫星电话2部应急指挥部加固材料速凝混凝土100m³材料堆场破拆工具液压剪、风镐8套机电仓库6.4应急演练每季度组织一次综合应急演练每月组织专项应急演练（针对突水、火灾等）演练后进行评估总结，完善应急预案第七章结论与建议本盾构施工相向施工方案通过合理的施工组织、先