获奖项目隧道盾构机到达专项施工方案

隧道盾构机到达专项施工方案

目录

一\编制依据.............1

1.1施工组织设计.................................................................1

1.2勘察设计文件.................................................................1

1.3国家、行业、地方规范规程....................................................1

1.4法律、法规及规范性文件......................................................1

二、工程概况.............................................................2

2.1项目概况.....................................................................2

2.2分部分项工程简介............................................................3

2.3工程地理位置及周边环境......................................................3

2.4工程地质、水文条件..........................................................4

2.5气象概况.....................................................................6

2.6设计概况.....................................................................7

2.7工程重点及难点分析..........................................................7

三、施工安排.............................................................7

3.1组织机构.....................................................................7

3.2总体施工安排.................................................................9

3.3施工进度安排................................................................9

四、施工准备.............................................................10

4.1技术准备....................................................................10

4.2现场准备....................................................................10

4.3机具设备准备................................................................11

4.4测量、监测、试验仪器准备...................................................11

4.5材料准备....................................................................12

4.6劳动力准备..................................................................13

五、方案比选.............14

六、主要施工工艺........................................................15

6.1施工工艺流程................................................................15

6.2测量工程....................................................

6.3分部分项工程施工工艺.......................................................15

七、监控量测.............................................................22

7.1施工测量....................................................................22

7.2施工监测....................................................................26

八、进度保证措施........................................................28

8.1管理措施...................................................................28

8.2技术措施...................................................................28

九\质量保证措施........8..............................................28

9.1质量管理组织机构及职责.....................................................28

9.2技术措施....................................................................34

9.3其他措施....................................................................39

十、安全保证措施................................40

10.1安全保证体系...............................................................40

10.2安全保证措施..............................................................41

10.3危险源辨识................................................................43

H—、雨季施工..........43

11.1盾构雨季施工目标...........................................................43

11.2盾构雨季施工措施...........................................................43

十二、绿色施工..........44

12.1安全文明施工管理体系及措施................................................44

12.2环境保护体系及措施........................................................48

十三、应急预案..........53

13.1成立应急抢险领导小组组织机构..............................................53

13.2小组人员职责及人员保证措施................................................54

13.3施工预案及安全措施........................................................54

13.4预防事故措施和风险控制对策................................................55

13.5应急物资准备...............................................................62

13.6报告、处理程序.............................................

13.7应急处理程序..............................................................62

一、编制依据

1.1施工组织设计

序号施组名称编号编制日期

1ZJ-HYEHDL004

1.2勘察设计文件

序号文件名称文件编号文件日期

1隧道详勘文字报告2014.12

2隧道补充勘察报告2016.9

3隧道西岸盾构井主体结构HYSD-SD-S-052015.8

4隧道西岸接收井围护结构HYSD-SD-S-062015.8

5隧道管片结构图HYSD-SD-S-092015.8

6隧道盾构段防水HYSD-SD-S-112015.8

7隧道盾构端头加固HYSD-SD-S-122015.8

8隧道盾构段内部结构HYSD-SD-S-132015.8

1.3国家、行业、地方规范规程

序号类别规范、标准名称编号

1《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T50283-1999

2《建筑抗震设计规范》GB50011—2010

3工程建设《混凝土结构设计规范》GB50010—2010

国家标准

4(GB)《环境空气质量标准》GB50011—2010

5《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446—2008

6《地下工程防水技术规范》GB50108-2008

1《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999

2《公路建设项目环境影响评价规范》JTGB03—2006

3《公路工程抗震设计规范》JTJB02-2013

4工程行业《公路隧道设计规范》JTJ1)70—2004

标准(CJJ)

5《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2017

6《公路路线设计规范》JTGD20-2017

7《公路工程技术标准》JTGB01-2014

8公路工程质量检验评定标准JTGF80/1—2017

1.4法律、法规及规范性文件

序号名称编号

1中华人民共和国安全生产法国家主席令第70号

2建设工程安全生产管理条例国务院393号令

3安全事故应急预案管理办法国家安监总局令第17号

4危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质87号

二、工程概况

2.1项目概况

衡阳市隧道工程位于衡阳市城区北部，东岸是珠晖区，西岸是石鼓区，处于湘江、耒水、

蒸水三水汇水口位置，距离蒸水汇水口下游约2.4km,距离耒水汇水口上游约（）.2km处，是衡

阳市规划二环线两座过江通道之一。隧道起于五一路以东约166m的位置，沿规划的二环北路

向东南向敷设，依次下穿后街路、滨江北路、湘江西岸大堤、湘江和湘江东岸大堤后，继续沿

规划的一环东路敷设，下穿湘汀东路后，在新庄路处接入地面道路。本工程平面位置图见图

2.1o工程范围示意见图2.2。

图2.1工程平面位置图

东岸始发井（不含）

北线935米

南线932.2米

图2.2工程范围示意图

土建工程主要包括盾构隧道，隧道采用双洞型式，内径10.3m、外径11.3m,建筑界限

8.5mx4.5m,分为南北两线穿越湘江，其中主线单洞合i-长约1867.2m（南北线合计）。

2

2.2分部分项工程简介

为了确保盾构机安全到达，针对工程实际情况，盾构掘进至到达段前的准备工作包括：工

作井端头加固、到达段降水井施工、洞门横梁凿除、接收台施匚、洞门密封装置制安、盾构接

收场地硬化等。盾构机掘进到这段至进洞段施工内容包括：盾构掘进至到达段姿态调整及掘进

参数控制、管片壁后二次注浆、洞门凿除、盾构机推出洞门等。到达段非永久结构管片仅在底

部拼装3〜4块管片，以满足盾构机推出的反力要求并便于拆卸。为了降低工程风险西岸洞门

结陶在盾构拆机期间完成。

2.3工程地理位置及周边环境

衡阳市隧道工程位于衡阳市城区北部，处于湘江、耒水、蒸水三水汇水口位置，距离蒸水

汇水口下游约2.4km,距离耒水汇水口上游约0.2km处，向东下穿大堤、湘江东路接二环东路，

向西下穿大堤、滨江北路、五一路接二环北路。隧道主要位于湘江江底及规划道路下，湘江两

岸主要为田地、水塘及旧的工业厂房。其周边环境原状见图2.3。

湘江东岸居民点湘江西岸居民点

3

始发井位置图盾构下穿湘江

图2.3区间线路原貌图

2.4工程地质、水文条件

2.4.1场地地形、地貌

隧道建设位置属侵蚀堆积河谷平原地貌类型，为湘江河流I级阶地堆积地貌，地形平缓开

阔，主要为居民居住点、水田及水塘。北西岸地面高程介于58.90m,最低点位于拟建线路终

点南东侧耒水西岸岸边地带，地面标高52.00〜59.00m,高出河水面6.00〜9.00m,防洪堤堤顶

高程为59.50m,最高点位于工程区北部拟建线路起点附近何家老屋西侧，地面标高75.3m；南

东岸地面高程介于53.00〜54.00m,高出河水面3.00〜4.00m；工程区湘江河床宽度约610m,河

槽深泓点高程为30.00〜32.00m。

2.4.2岩土构成及特性

盾构区间隧道主要是在中砂、圆砾及强、中风化粉质泥岩穿过，河西局部地段穿越含水中

砂及圆砾地层，不良地质主要表现为点状分布的小溶洞。各地层里程长度统计见表2.4-1。

各地层里程长度统计表表2.4-1

里程地层长度(in)所占比例(面积比)

kn3+825〜kn4+180

圆砾37512.6%

kn4+740-kn4+760

kn3+825〜kn4+200

强风化粉砂质泥岩82575.7%

kn4+290〜kn4+740

kn4+060〜kn4+l31中砂712.4%

kn4+200〜kn4+290中风化粉砂质泥岩907.6%

kn4+740〜kn4+760粉质粘土201.9%

4

图2.4盾构区间地层分布饼图

图2.5地质纵断面图

工程区处于新华夏系第二复式沉降带之平江〜衡阳新华夏系坳（褶）陷（断）带的次级构

造区，衡阳坳陷盆地的中部。工程区褶皱构造不发育，主要为低次序的小型褶曲。工程区附近，

总体上为单斜构造，岩层总体倾向北，倾角平缓，一般8~12度。

2.4.3盾构接收段工程地质条件

工程详细勘察报，隧址区工程区上覆土层自上而下主要为第四系人工填土、第四系淤积

物及第四系河流阶地冲积物，下伏基岩为下第三系霞流市（E2+3xl）及东塘组（Eld）粉砂

质泥岩。西岸盾构井基坑底以上地层由上至下分别为种植土、填筑土、粉质粘土、粉土、圆砾、

强风化粉砂质泥岩。地层状况与岩性见表2.4-2

5

地层状况与岩性表2.4-2

土层及编号层厚(m)岩土工程主要特征

主要为筑路土层及堤坝填筑土层，为压实填土，杂色，稍密、稍湿-

①1填筑土0.50〜10.10

湿，主要由黏性土及碎石组成，碎石大小5-10cm,含少量建筑垃圾。

为农田耕作土层，灰、灰褐色，成分以黏性土为主，含少量砾石、有

①2种植土0.40〜1.20

机物质及植物根系。

该土层见于工程区湘江西岸，黄褐色，以可塑状为主，局部硬塑或软

③1粉质黏土().30〜9.20

塑、湿状态。成份以黏粒、粉粒为主，一般黏粒多于粉粒，韧性一般。

该土层见于工程区湘江西岸，灰黄色，密实、湿状态，•般粉粒多于

④粉土1.60〜8.30

黏粒，局部地段底部砂粒含量逐渐增多，韧性低。

工程区湘江两岸均有分布，灰、灰白色，中密-密实、饱和状态，砾石

⑤圆砾0.30〜16.70大小一般O.5-3cm,次圆形，致密坚硬，不易击碎，中粗砂充填，含少量

泥质。

灰褐色、灰绿色，泥钙质结构，岩层厚度为中-厚层状，风化裂隙极发

育，岩体被切割成碎块状，上部多呈土状夹碎块状，下部多呈碎块状夹

⑦1下第三系霞

土状或碎块状。泥浆护壁钻进过程中，岩芯受扰动遇水容易成散粒状或

流市组

0.70〜64.16砂土状，韧性低，碎块状岩芯干时可用手折断或捏碎，为极软岩，岩体

(F2+3x1)强风

基本肽量等级为V级。该层含可溶性盐类硬石膏和钙芒硝，本次详勘在

化粉砂质泥岩

ZK112、ZKI23、ZK127、ZK129号钻孔钻到溶蚀空洞，层顶标高7.01-21.08,

洞高2.30-9.30m不等，全充填圆砾夹砂粒及泥质。

2.4.4接收井设计情况

盾构接收井长20m设置在湘江西岸，距离湘江大堤约230m,北线设计里程为

Kn3+803.984〜Kn3+826.000,全长22.016m,南线设计里程为Ks3+799.405〜Ks3+82L411,

全长22.006m,设计内容包括各层板、梁、柱、侧墙及开孔等，采用明挖顺作法施工。

2.4.5水文概况

湘江衡阳段自永州市祁东县归阳镇清塘入境，依次流经祁东县、衡南县、常宁市、市区、

衡阳县、衡山县和衡东县，从衡东和平村出境进入株洲市。境内长226公里，占湘江在湖南境

内里程的39.7%。境内流域面积在3000平方公里以上的湘江一级支流有舂陵水、蒸水、耒水

和珠水。

2.4.6地震烈度

根据《衡阳市二环路隧道工程场地地震安全性评估报告》(湖南省防震减灾工程研究中心

2014.8)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)拟建工程场地的基本烈度为VI度，设计地

震动峰值加速度为0.03g,地震动反应谱特征周期为0.40s,设计地震分组为第一组。本工程按

地震烈度6度设防。

2.5气象概况

勘察区内地表水体属湘江水系，主要有湘江及其一级支流未水。衡阳地区处亚热带季风气

6

候，四季分明，温暖湿润，雨量充沛，光照充足。年平均气温17.9C,极端最高气温4().8℃(7

月)，极端最低气温-7.9温(1月);年平均降水量1337.7mm,平均降雨天数156天；每年4〜

7月为集中降雨期，也是暴雨高发期，降雨量占全年总降水量50%,期间最多日降水量

226.8mm/d,最大时降雨量65.5mm/d；持续降雨天数最长18天，最大连续降雨量为538.7mm。

2.6设计概况

道路等级：城市快速路；

主线隧道设计速度：60km/h；

设计使用年限：100年；

结构安全等级一级，结构重要性系数1.1;

抗震设防：按地震烈度6度设防；

环境作用等级：内表面I-B；

裂缝开展宽度WO.2mm。

2.7工程重点及难点分析

盾构到达工程重、难点分析及控制措施表2.7・1

序号重点及难点分析针对性措施

(1)对出洞段地质情况进行详堪，准确掌握出洞段的地

隧道西岸地质情况差，主要为质情况；

黏土及砂卵石层，且地下水丰(2)对加固范围采用600mm厚连续墙作为外围止水帷

盾构出洞段

富，而盾构机出洞又是该隧道幕，内侧采用袖阀管压注水泥浆，梅花型布置。

1加固是工程

施工的关健一步，如处理不(3)在盾构出洞前，在开挖线范围内打设3个检查孔，

的重点

好,也可能出现盾构机无法出检查孔直径110mm,长度10m,任意孔出水量V

洞而被埋。5L/min；压力检查，在0.5Mpa的压力二，吸水量小

于2L/min,加固后的取芯抗压强度不小于IMpa。

西岸隧道将穿越居民房底，隧

顶居民住房较多，设计隧道拱(1)做好盾构推进过程中技术控制；

确保民房等顶距地面约11米，且较多居(2)控制超挖量,减少超挖;

建筑物的稳民房建造时间均很长，房屋的(3)建筑物下部加快掘进速度，快速通过.

2

定是工程施整体质量较差，而隧道顶至地(4)做好监控量测点，加强监控量测，并及时分析，如

工的关键面均为黏土层和砂卵石层，整有变化及时.通知，便丁调整盾构掘进的技术参数和地

体强度低、自稳性很差，因此层的加固措施。

对地层沉降需严格控制。

三、施工安排

3.1组织机构

3.1.1组织机构图、项目管理层分工及职责

本工程为中国建筑一局(集团)有限公司衡阳二环路工程项目的一部分，工程采用项目法

7

组织施工，隧道设立隧道工区，由项目部统一管理，项目部设置“九部二室''分别为技术部、测

量部、质量部、工程部、商务部、物资部、财务部、协调部、安全部、试验室和办公室。项目

部下设3个工区，桥梁工区、隧道工区、道路工区，隧道工区内设置项目经理、总工程师、现

场主管管理隧道东岸、隧道西岸及盾构段。

技术经理总工程师生产经理生产经理商务经理总会计师

-质量总监商务副经理安全总监

物

综

合

资

技

试

测

质

商

安

财协

办

验

术

设

量

量

务

全

x调

务

室

程公

部

部

部

部

部

部

备

部部室

部

图3.1项目组织机构图

项目管理层分工及职责表表3.1-1

职务姓名管理职责

项目经理赵勇全面负责管理工作和人员调配

项目总工程师姜涌全面负责工程的技术管理工作

技术经理于艺林负责技术管理、课题研发、新技术应用

生产经理汤加双全面负责施工现场生产管理工作

商务经理赵理祥分包合同、分包队伍洽商，商务结算、计量

8

总会计师吴诺夫财务资金管理，资金计划申报、现金流量统计

工区经理张洪亮现场生产协调、组织生产

工区总工田辉技术方案编制、现场技术交底

3.1.2作业层分工及职责

作业层分工及职责表3.1-2

作业队职务姓名管理职责

负责各工种的全面管理工作，落实总包单

盾构班组分包负责人洪家旺位的技术交底，做到工程生产有计划，质

量控制措施落实到位。

盾构班组土木总工叶超俊负责盾构施工技术管理

盾构班组机械总工王鑫负责盾构机管理、机械维修

盾构班组安全负责人王国红负责盾构施工安全管理、落实安全措施

盾构班组质量负责人张洋负责盾构施工质量管理、质量检查

3.2总体施工安排

当盾构机到达西区工作井端头加固区域时，首先利用同步注浆、超前注浆、管片壁后二次

注浆、深井降水等措施，切断流向盾构刀盘掌子面的水源。当盾构机掘进到刀盘抵拢工作井洞

门连续墙时即停止掘进，将泥水仓泥水排空，检查掌子面地下水情况，在确保无地下水流的情

况下开始进行洞门凿除，在凿除洞门前完成洞门密封安装和接收台就位工作。完成洞门凿除后,

快速清理渣土，将盾构机顶出洞门；盾构机顶出洞门时利用洞门帘布橡胶、扇形压板等密封装

置快速将盾壳包裹形成密封，同时通过同步注浆、二次注浆和洞门处注浆封闭可能沿开挖面和

盾壳间的间隙出现的涌水；盾构按照掘进循环（安装管片同时进行同步注浆和二次注浆）继续

向前推进至接收台上；在盾壳脱离洞门密封前应打穿洞门位置管片的二次注浆孔检查是否有地

下水涌出，在确认无地下水由端头向洞门涌出时方可将盾尾脱离洞门密封，盾构机主机完全推

进到接收台上后，开始盾构机拆机工作。

3.3施工进度安排

南线、北线施工进度计划安排见表。

施工计划表表3.3-1

南线施工时间2017北线施工时间2018

序号工作项目备注

年年

1降水井启动7月15日3月25日

2洞门探孔取芯7月20日~25日3月25~3月30日

6月25日」2月103月26日飞月10

3工作井支撑梁破除、清渣

日日

9

7月11日~12月143月11日飞月14

4门吊轨线安装

□日

6月22日~15年1月3月22日~4月15

6盾构机掘进顶至洞门

5日日

7月25日~12月314月10日~4月14

7架手架搭设、洞门密封安装

日日

8到达条件验攻8月3日4月13日

9导轨安装8月15日4月15日

4月15日1月19

10管片螺栓复紧、焊接拉紧型钢8月5日~8月10日

日

4月15日~4月24

11洞门破除、清渣8月5日~8月15日

日

12洞门导轨焊接8月15日4月24日

盾构机前推进入工作井（1天1

138月16日~8月2。日4月25日~5月1日

环）

4月29日~5月15

14盾构机推出后、洞门封堵注浆8月20日~8月22日

日

5月17日飞月17

15拆机8月20日~9月25日

日

四、施工准备

4.1技术准备

（1）管理人员认真熟悉规范、图纸，组织进行图纸会审和方案评审，听取设计交底，领

会设计意图，分析资料。

（2）根据工期要求，制定更详细具体的进度计划和流水网络计划，优化劳动组织，将施

工方案按规定报批，科学、有计划地、合理地组织施工。

（3）编制三级安全技术交底书，并逐级交底到位，签字确认，留存好影像资料。

（4）布设施工测量放样控制点，放样基线和施工水准点应设置在不受干扰、牢固可靠、

便于控制的地方。基线测量采用全站仪配合相关仪器进行测放，其精度应符合交通部公路施工

规范的要求。

4.2现场准备

（1）组织施工人员深入现场踏勘，进一步了解现场自然条件、地上地下管线、施工条件、

交通条件、水电供应情况、材料具体位置等。

（2）落实场地临时用电，平整场地，搭设临时生产和生活设施，进行测量放样复核以及

土基质量检测，根据业主移交的桩点、坐标、历程桩号和水准点，进行施工图复核测量，发现

问题，及时报告监理及业主。

（3）修建临时道路，用于场内运输，并设立场地围挡、标识标牌，由专人看守。

10

4.3机具设备准备

盾构到达施工主要机械设备配置计划表表4.3・1

序额定功率

设备名称规格、型号数量生产能力备注

号(kw)

盾构机及

1NFM010)11680mm1台1600KW40mm/min

后配套

盾构机及

2NFM040)11660mm1台l600kw40mm/min

后配套

送排泥系

312/10GGRH1套545KW，套1500m3/h

统

泥水处理

4MAB1500型1套898KW，套1500m3/h

系统

泥浆储存

53000131套105KW，套

系统

6冷却塔SRM-801套22KW80m3/h

交流变频

7JXK-554台2X132KW8.2km/h

机车

X砂浆车4节1ImW

9管片车8节2-3块/车

10充电机KCAI50A-380V10台

11门吊MD32/51台140KW2-21,2m/min

12汽车吊车200(1台200(租赁

13履带吊400t1台4001租赁

砂浆搅拌

14JZ35I套35m3/h/套

站

15通风机SDF(C)-N0I2.51套HOkw

16叉车CPCD100-R1台200kw10(租赁

全自动注

17PH152台18.5kw50L/min

浆机

骨料储存

18300m32个

槽

19电焊机BX3-3OO3台21kW

20挖掘机PC200-51台171kW1.8m3

21装载机ZLC50C1台154kW1.7m3

18.5kW、

22水泵YQS-20014台2850r/min降水井用

7.5kW

23炮机PC22O1台171kW海门破除

4.4测量、监测、试验仪器准备

主要测量、监测、试验仪器使用计划表4.4・1

序号仪器名称型号数量备注

1水准仪索佳SDL30M4地表隆陷监测、地下管线监测

2精密水准仪AT-B44隧道隆陷及收敛监测

索佳自动机器人

3全站仪2地标建筑沉降与倾斜观测

SRX1

11

4.5材料准备

盾构隧道工程材料需求计划如下表。

盾构掘进主要材料需用计划（南线）表4.5-1

2017年

材料名称规格型号单位

678910

水泥42.5t210.0483.0588.0554.4336.0

粉煤灰t559.21286.21565.81476.3894.7

膨润土（同步注浆）t202.8466.4567.8535.4324.5

砂m3606.01393.81696.81599.8969.6

离散剂t150.0345.0420.0396.0240.0

盾尾油脂kg9249.021272.725897.224417.414798.4

EP2kg2100.04830.05880.05544.03360.0

HBWkg3530.08119.09884.09319.25648.0

齿轮油L38.388.1107.2101.161.3

液压油kg3IR0.0731408904.08395.9.50瓯0

管片环25.0115.0140.0132.080.0

连接螺栓套25.0115.3140.0132.080.0

三元乙丙复合遇水膨胀

付25.0115.0140.0132.080.0

橡胶防水密封条

衬垫套25.0115.0140.0132.080.0

钢轨43kg/mt4.39.912.011.46.9

轨枕根66.6153.2186.5175.8106.6

走道板m50.050.050.050.0/

电缆10kvm50.050.050.050.0/

通风管(D1200mmm50.050.050.050.0/

水管①100mmm50.050.050.050.0/

盾构掘进主要材料需用计划（北线）表4.5-2

2018年

材料名称规格型号单位

3456

水泥42.5t420.0588.0504.023