回龙观东站-天通苑站区间工程侧穿既有5号线桥墩基础施工方案(最终)

第一章工程概况1.1工程概况1、线路概况北京轨道交通13号线扩能提升工程在西二旗站至回龙观站间将既有13号线拆分，形成两条位于城市北部的交叉的“X”型线路：13A线和13B线。（1）13A线(红线)13A线起点为6号线车公庄站，终点至在建17号线的天通苑东地区。大钟寺站向南段为新建线路，经西直门至车公庄，与6号线、2号线换乘;中段利用既有13号线大钟寺至西二旗段线路，并对相关车站进行相应改造;北段由西二旗站向东为新建线路，经回龙观地区、天通苑地区，与5号线、规划17号线换乘。13A线路全长约30公里，共设18座车站，其中新建线路约19公里，新建车站13座。（2）13B线(蓝线)13B线起点为既有13号线东直门站，终点至16号线马连洼站，其中东直门至回龙观段为利用既有13号线，回龙观站向西至上地软件园地区线路段为新建线路。13B线路全长约32公里，共设15座车站，其中新建线路约9公里，新建车站6座。本标段为北京轨道交通13号线扩能提升工程土建施工10合同段，本合同段范围包括1区间，回龙观东站～天通苑站区间，位置如图所示（图中五角星位置）。2、工程概况回龙观东站～天通苑站区间西起跨霍营东路与回龙观东大街路口设置的回龙观东站，回龙观东站后接出入段线区间，正线区间自车站东端沿回龙观东大街路中地下自西向东敷设，在建材城东路路口转向南沿现状绿地向南敷设，在与太平庄北街相交路口北侧设接出入段线八字线区间，下穿太平庄北街后继续向南敷设，向南下穿霍营村公墓、北京天硕伟业高尔夫球会，在国办生产基地南门转向东，沿国办生产基地南侧道路下自西向东敷设，沿线下穿、侧穿4座高压塔，向东到达太平庄中二街路下，自西向东下穿地铁5号线天通苑站~天通苑南站高架区间、下穿立汤路至太平庄中二街与立汤路路口东侧的天通苑站。3、区间概况本区间设计里程范围由YK74+388.715～YK78+256.399，线路设二组R=450m曲线，一组R=460m曲线，一组R=1200m曲线，一组R=2000m曲线，一组R=800m曲线，三组R=2500m曲线，线间距13m~33.8m，区间单线长度左线约3891.244m、右线约3867.684m，左线设23.512线路长链。回龙观东站后接出入段线区间，站后与区间正线相接段约128.719m范围为明挖段，八字线区间明挖段约182.7m，区间风井明挖段18.7m，其余区间右线单线盾构段长度约3544.276m，左线单线盾构段长度约3708.869m，站后出入段线、出入段线八字线区间共两次上跨正线左线区间。区间线路轨面埋深13.64m～25.62m，隧道顶部覆土厚度8.82m～20.8m，线路纵断采用双“V”字坡，右线坡度为5‰～26‰，左线坡度为5‰～29‰，区间泵房在区间低点结合联络通道设置。4、盾构下穿既有线高架区间概况区间拱顶位于黏质粉土、砂质粉土层中，隧道穿越土层为粉质黏土层、黏质粉土、砂质粉土层。盾构隧道左线距桥桩水平距离约19.178m，盾构隧道右线距桥桩水平距离约14.249m。盾构线间距为13m，净距7.72m，盾构隧道外径6m，管片厚度0.3m，盾构隧道覆土约12.174m。下穿点位处，区间线路平面为直线，区间线路以22‰的坡度上行。既有5号线天通苑站~天通苑南站为高架区间，13A线区间穿越5号线区间T25#~T26#桥墩，桥墩位于太平庄中二街的北侧。建设单位为北京地铁建设管理有限责任公司，设计单位为中铁大桥勘察设计设计院，施工单位为中铁十八局集团有限公司。桥墩高7.958m，墩顶长300cm，宽180cm；承台长、宽均为670cm，高250cm，埋深约1.8m。13A线于32m+55m+32m三跨连续梁中间跨穿越5号线，该跨两侧桥墩采用桩基础，为一柱四桩，桩间距为420cm，桩径1.5m，桩长35.00m。区间下穿位置桥梁上部为三跨连续梁。采用变高度预应力混凝土连续箱梁，截面为单箱单室斜腹板结构。箱梁在墩顶处设置横梁。主梁采用纵向预应力体系。图1.1-1新建回~天区间下穿既有M5高架区间平面示意图图1.1-2 M5高架区间剖面图1.2工程地质和水文条件1.2.1工程地质根据地质详勘报告提供本工程范围内地层。按地层沉积年代、成因类型，划分为人工堆积层、新近沉积层及第四纪沉积层三大类。本场地按地层岩性及其物理力学性质进一步分为以下大层。①黏质粉土素填土、砂质粉土素填土，①1杂填土，②细砂、中砂，②1黏质粉土、砂质粉土，②2有机质黏土，②3粉质黏土，③粉质黏土，③1黏质粉土、砂质粉土，④粉质黏土，④1黏质粉土、砂质粉土，⑤粉质黏土，⑤2黏土，⑤1黏质粉土、砂质粉土，⑤3细砂，⑥粉质黏土，⑥1黏质粉土、砂质粉土，⑥2有机质黏土，⑥3细砂、中砂，⑥4圆砾、卵石，⑦中砂、细砂，⑦1黏质粉土、砂质粉土，⑦2粉质黏土，⑦3有机质黏土，⑧粉质黏土，⑧1黏质粉土、砂质粉土，⑧2中砂、细砂，⑧3有机质黏土，⑨细砂，⑨1黏质粉土、砂质粉土，⑨2粉质黏土，⑨3有机质黏土。盾构隧道主要穿越土层自上而下依次主要穿越地层为黏土⑤2层、粉质粘土⑤层、黏质粉土-砂质粉土⑤1层、细砂-中砂⑥3层、粉质黏土⑥层、中砂-细砂⑦层。图2.1-2回龙观东～天通苑站区间地质剖面图图2.1-3地层比例图1.2.2水文地质情况（1）地下水分布条件本次补充勘察期间（2021年7月下旬）于勘探钻孔中40m深度范围内实测到3层地下水。详细勘察期间（2020年11月上旬~中旬）于勘探钻孔中40m深度范围内实测到3层地下水。各层地下水类型及钻探期间实测水位情况参见表1。（2）地下水的腐蚀性评价结合拟建场区附近已有资料，对拟建地铁沿线地下水水质的的腐蚀性按不利原则综合评价如下：拟建场区潜水（二）对钢筋混凝土结构具有弱腐蚀性，在干湿交替作用的条件下，对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有弱腐蚀性。拟建场区承压水（三）对钢筋混凝土结构具有微腐蚀性，干湿交替作用的条件下，对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有弱腐蚀性。拟建场区承压水（四）对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。（3）抗浮水位本风井主体结构的抗浮设计水位可按标高34.50m考虑。表1.1地下水水位量测情况一览表地下水序号地下水类型地下水稳定水位（本次补充勘察期间）地下水稳定水位（详勘期间）含水层所在层位及主要岩性埋深（m）标高（m）埋深（m）标高（m）第1层潜水5.1031.044.00~11.2027.75~33.14细砂、中砂②层，粉土②1层，局部为粉质黏土②3层第2层承压水9.7026.4412.10~17.3019.49~23.45黏质粉土、砂质粉土⑥1层，细砂、中砂⑥3层，中砂、细砂⑦层第3层承压水27.508.6427.30~30.904.54~8.95黏质粉土、砂质粉土⑧1层，中砂、细砂⑧2层，细砂⑨层1.3高架区间工前检测报告1.3.1检测报告说明检测报告编号：京建质检J3—G字2023第（2474）号检测单位：北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司检测范围：北京地铁5号线天通苑南站~天通苑站区间：K26+349~K26+466，双线117米检测时间：2023年06月25日~07月05日检测环境：25℃~34℃检测项目：结构外观调查、结构裂缝检测、混凝土抗压强度检测、碳化深度检测、钢筋保护层厚度检测、钢筋锈蚀检测、支座检测、墩柱垂直度检测、建筑限界检测、轨道几何形位情况调查、扣件的类型及调高情况调查、扣件各零部件及轨枕完好程度调查、线路平面测量、线路纵断面测量等。1.3.2检测结果1、桥梁主体结构（1）检测范围内桥面系：桥面板未发现严重外观质量缺陷；栏杆总体完好局部有小面积油漆起泡、老化；步行板完好；检测范围内伸缩缝无异常、变形、破损，局部有少量泥沙及杂物填充；排水设施未堵塞；声屏障骨架未见松动、脱落，隔音板未见变形、损坏；（2）检测范围内，上部结构主梁共2跨，为钢筋混凝土简支梁，整体状况较好，梁体未见裂缝、混凝土剥落等病害现象；（3）检测范围内下部结构共有墩柱3个，整体状况较好，墩身未见裂缝、混凝土剥落等病害现象；（4）检测范围内共有6个支座，为盆式橡胶支座。发现2处支座钢材料锈蚀、1处支座定位连接板未拆除，其他支座未发现钢件裂缝及变形、钢件脱焊、位移超限、转角超限、钢盆锈蚀等损坏情况，支座基本完好；（5）检测范围内墩柱、主梁未发现裂缝；（6）检测范围内墩柱垂直度在0.36~1.92‰之间；（7）检测范围内，墩柱钢筋保护层厚度在49mm~55mm之间，钢筋间距在70mm~155mm之间；主梁钢筋保护层厚度在47mm~56mm之间，钢筋间距在90mm~146mm之间；（8）检测范围内墩柱、主梁的混凝土抗压强度推定值均>60MPa；墩柱混凝土碳化深度最大值1.0mm，主梁混凝土碳化深度最大值1.5mm；（9）检测范围内墩柱、主梁钢筋锈蚀测点电阻率数值均＞100kΩ﹒cm，钢筋状态判定为不会发生锈蚀。根据《城市轨道交通设施养护维修技术规范》（DB11/T718-2016）表38，检测范围内总体状况评定指数BCI=96.4，总体状况评定为一级。2、道床结构（1）经现场检查，道床形式为中心排水沟道床，混凝土表面较平整，无外露钢筋；扣件齐全，与钢轨结合紧密，扣件螺栓孔附近及两螺栓之间无裂纹；（2）检测范围内道床底板结构共发现41处裂缝，上行道床底板结构发现17处裂缝，长度约0.6m~1.2m、宽度在0.20mm~0.32mm之间、深度在24mm~54mm之间；下行道床底板结构发现24处裂缝，长度约0.6m~1.0m、宽度在0.20mm~0.32mm之间、深度在23mm~55mm之间；（3）该工程检测范围内，道床钢筋保护层厚度在62mm~75mm之间，钢筋间距均在136mm~204mm之间；（4）本次检测上、下行区间道床的混凝土抗压强度推定值均>60MPa。混凝土碳化深度最大值1.0mm；（5）检测范围内钢筋锈蚀测点电阻率数值均＞100kΩ﹒cm，钢筋状态判定为不会发生锈蚀；（6）检测范围内未发现道床与底板剥离情况。3、建筑限界检测范围内建筑限界范围为8155~8229mm。4、轨道结构（1）检查范围内上、下行线轨距实测值与设计值偏差在-2mm～+4mm之间，轨道水平实测值与设计值偏差在-4mm～0mm之间，满足北京地铁运营公司《线路设备维修规程》（2022版）中整体道床线路正线综合维修尺寸容许偏差管理值的要求；（2）检测范围内扣件类型为DTⅦ2型扣件及伸缩调节器扣件，扣件无调高。（3）检测范围内上、下行线扣件各零部件均完好，轨枕基本完好。（4）检测范围内轨道上行及下行内、外轨轨面高程变化趋势一致。上行、下行线路较平顺。1.4风险源调查1.4.1自身风险结构自身风险详见“表1.4-1”。表1.4-1结构自身风险表序号风险工程名称风险等级风险基本状况描述关键部位关键部位处置措施1盾构隧道三级盾构隧道外径6m，隧道净距大于4.2（0.7D）m1、结合地层的盾构机选型，盾构机刀盘检修及更换；2、盾构始发和接收端头加固；管片拼装3、盾构始发和接收，盾构停机及二次始发，盾构机洞内平移及拆解；4、土体改良；5、盾构姿态控制及盾构掘进参数控制；6、同步注浆及二次注浆；7、管片开洞处拉结与支撑；8、周边建构筑物等风险源保护；9、盾构机吊装。按照住建部37号令、47号令、31号文和地方规定、现行有关施工安全技术规范和标准的要求编制专项施工方案，并组织专家对专项方案进行论证，做好现场安全管理。1.盾构机吊装作业前必须检查作业环境、吊索具、防护用品。吊装区域无闲散人员，障碍已排除。吊索具无缺陷，捆绑正确牢固，被吊物与其他物件无连接，确认安全后方可作业。施工单位应了解被吊构件各项参数，选择适宜的起重设备。应对现场地形、现场管线及周边构筑物进行核查，应保证起重吊机设备自身安全。2.掘进过程中做好施工监测，盾构姿态及各项参数符合方案及规范要求，异常情况立即处理，排除问题后继续正常作业。1.4.2周边建构筑物调查表1.4-2重要环境风险工程分级清单序号风险工程名称位置、范围风险基本状况描述风险处理措施风险等级1正线左线、右线盾构隧道下穿5号线天通苑站~天通苑南站高架区间YK77+910、ZK77+910盾构区间侧穿5号线天通苑站～天通苑南站高架区间桥桩轨道防护、专项监测三级22Φ800上水管、Φ100电力管、60×40电信、30×20电信YK77+350~YK77+920盾构区间长距离平行侧穿管线，区间结构Φ800上水管、Φ100电力管、60×40电信、30×20电信水平距离0~4.7m，区间结构与Φ800上水管、Φ100电力管、60×40电信、30×20电信竖向距离约11.68m、14.04m、12.49m（1）穿越前应调整并确保盾构机性能良好，严格控制掘进参数，保证盾构匀速、连续穿越，确保盾构机在穿越前后20m范围内不停机。（2）施工过程中严格控制掘进土压力和出土量。（3）盾尾应及时注浆，充填管片与土体间的空隙，严格控制注浆量和注浆压力。（4）施工前应调查清楚管线的现况条件。（5）盾构施工过程中，加强监测和巡视，及时反馈信息，根据监测结果及时调整施工参数，确保管线安全。（6）施工中加强对管线沉降进行监测，并及时反馈。二级23盾构区间穿越立汤YK77+900~YK77+984.4ZK77+900~ZK77+984.4盾构区间垂直下穿立汤路道路1、加强盾构施工控制；2、加强道路变形监测一级1.5参建各方责任主体单位单位工程名称：北京轨道交通13号线扩能提升工程回龙观东站~天通苑站区间建设单位北京市轨道交通建设管理有限公司设计单位北京市市政工程设计研究总院有限公司勘察单位北京市勘察设计研究院有限公司监理单位北京方达工程咨询有限公司施工单位中铁十二局集团有限公司

第二章编制依据、原则2.1编制依据2.1.1相关法规（1）《建设工程安全生产管理条例》（国务院第393号令）（2）《北京市建设工程施工现场管理办法》（政府令第277号）（3）《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住房城乡建设部令第37号（4）《大型工程技术风险控制要点》建质函[2018]28号（5）《北京市房屋建筑和市政基础设施工程危险性较大的分部分项工程安全管理实施细则》（京建法2019第11号文）（6）《北京市危险性较大的分部分项工程安全专项施工方案专家论证细则》（2015版）（7）《危险性较大的分部分项工程专项施工方案编制指南》（建办质〔2021〕48号）（8）《北京市轨道交通建设工程关键节点施工前条件核查管理办法》（京建发〔2018〕1号）（9）《北京市轨道交通建设工程盾构施工安全质量管理办法》（京建法（2021）1号文）（10）《北京轨道交通建设工程盾构施工关键工序管理办法》（2021版）（11）《地下工程穿越交通设施安全监管暂行办法》（京路法制发【2008】64号文）2.1.2规范、规程和标准（1）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB/T50299-2018）（2）《盾构法隧道施工及验收规范》（GB50446-2017）（3）《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）（4）《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2017）（5）《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）（6）《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）（7）《穿越既有道路设施工程技术要求》（DB/T716-2019）（8）《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490-2007）（9）《有限空间作业安全技术规范》（DB11/T852-2019）（10）《北京市城市轨道交通工程建设安全风险技术管理规范》DB11/T1316-2016（11）《城市轨道交通隧道工程注浆技术规程》DB11/1444-2017（12）《地铁工程监控量测技术规程》DB11/490-2007（13）《建筑施工测量技术规程》DB11/T446-2015（14）《轨道交通预制钢筋混凝土盾构管片质量验收标准》（JQB-029-2014）（15）《轨道交通盾构隧道工程施工质量验收标准》（QGB-008-2021）（16）《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-2005）（17）北京地铁运营有限公司公司技术标准《线路设备维修规程》(2021年6月)（18）《北京轨道公司第二项目管理中心地下空洞普查实施细则》（19）《北京轨道交通建设工程盾构设备进场验收管理办法》2.1.3其它依据及技术资料（1）北京地铁13号线扩能提升工程土建施工10合同段工程施工设计说明及图纸（2）《北京地铁13号线扩能提升工程土建施工10合同段施工详细调查报告》（3）《北京地铁13号线扩能提升工程土建施工10合同段岩土工程勘察报告》（4）北京轨道交通13号线扩能提升工程土建施工10合同段项目段回龙观东～天通苑站区间盾构机适应性评估报告（5）北京轨道交通13号线扩能提升工程施工10标段沿线综合管线详细调查成果报告（6）北京轨道交通13号线扩能提升工程施工10标合同段沿线建（构）筑物详细调查成果报告（7）铁建重工土压平衡DG1136、DG1137盾构机操作说明及相关图纸（8）企业现有技术水平、管理水平、施工资源及多年从事铁路、地铁、市政等工程积累的施工经验（9）北京轨道交通13号线扩能提升工程回龙观东站~天通苑站区间盾构下穿地铁5号线天通苑站~天通苑南站高架区间第三方监测实施方案（10）北京轨道交通13号线扩能提升工程邻近地铁5号线天通苑站~天通苑南站区间工前检测报告（11）北京地铁13号线扩能提升工程土建施工10合同段施工组织设计2.2编制范围 本工作方案适用于北京轨道交通13号线扩能提升工程土建施工10合同段回龙观东站~天通苑站区间盾构侧穿既有5号线高架区间桥墩基础施工。2.3编制原则（1）认真贯彻国家有关工程建设的各项方针和政策，严格执行工程建设程序。（2）严格执行有关设计、施工规范，遵循盾构隧道施工工艺及其技术规律、坚持合理的施工程序和规律。（3）在充分理解施工图纸及现场条件的基础上采用安全、先进、合理、经济、可行的施工方案。严格控制施工质量、确保施工安全，努力缩短工期，降低工程成本。（4）应用先进的管理技术，合理计划，统筹安排，突出重点，控制关键工作，实现均衡生产，连续施工。（5）坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果，加强科技创新和技术攻关，应用新技术、新材料、新工艺、新设备，确保施工质量。（6）科学规划施工场地，保证施工全过程对环境破坏最小、占用场地最少，并有较周密的环境保护措施。（7）施工过程中严格按照北京市《绿色施工管理规程》的要求进行，加强施工管理，确保施工质量，保证现场施工安全、文明施工，保证职工身体健康。做到：①以ISO9001质量管理体系为标准，保证过程产品和成品质量满足设计和规范要求；②以ISO14001环境管理体系为标准，保证施工过程中各项活动符合国家和合肥市有关环保法律、法规要求；③以GB/T28001职业健康安全体系为标准，保证施工生产活动主体的健康安全符合标准和有关法律要求；④以北京市城市文明施工、消防安全、综合治理等有关条例、规定为标准，组织施工生产，使施工活动与北京市政府、市民要求有机统一起来。第三章既有线调查及保护措施3.1既有线调查情况施工前做好对施工影响范围的既有5号线运行区间线路进行调查，既有5号线天通苑南道天通苑为高架区间，盾构施工侧穿临近的桥墩位于太平庄中二街的南北两侧，建设单位为北京地铁建设管理有限责任公司，设计单位为中铁大桥勘察设计院，施工单位为中铁十八局集团有限公司。桥墩高7.958m，墩顶长300cm，宽180cm；承台长、宽均为670cm，高250cm，埋深约1.8m。桥墩采用桩基础，为一柱四桩，桩间距为420cm，桩径1.5m，桩长35.00m。区间下穿位置桥梁上部为三跨连续梁。采用变高度预应力混凝土连续箱梁，截面为单箱单室斜腹板结构。箱梁在墩顶处设置横梁。主梁采用纵向预应力体系。下穿处13A线回龙观东站~天通苑站为地下盾构区间。盾构隧道穿越地层主要为粉质黏土层。盾构隧道左线距桥桩水平距离约19.178m，盾构隧道右线距桥桩水平距离约14.249m。盾构线间距为13m,净距7.72m，盾构隧道覆土约12.174m。下穿点位处，区间线路平面为直线，区间线路以22‰的坡度上行。施工单位与产权单位配合共同做出标志、制定措施以保护施工期间及改移前的管线安全。盾构施工方向南侧桥墩天通苑站北侧桥墩盾构施工方向南侧桥墩天通苑站北侧桥墩图3.1-1新建回~天区间下穿既有M5高架区间设计平面图南侧桥墩北侧桥墩南侧桥墩北侧桥墩图3.1-2新建回~天区间下穿既有M5高架区间设计剖面图北侧桥墩5号线北侧桥墩5号线进出站通道图3.1-3新建回~天区间下穿既有M5高架区间北侧桥墩现场调查太平庄中二街南侧桥墩太平庄中二街南侧桥墩图3.1-4新建回~天区间下穿既有M5高架区间南侧桥墩现场调查3.2组织保护措施在本次盾构侧穿既有5号线桥墩基础施工中，我单位将对现况设施的安全问题给予高度重视，项目部专门成立保护小组。在施工中，巡线员与安全员一起，负责在物探调查、开槽、结构施工等各个环节中，监督保护方案的制定与实施，负责日常安全巡视，负责保护系统的日常维护，负责与相关管理部门保持密切联系，负责设施最终的恢复、验收和签认。3.3技术保证措施（1）施工前对桥墩本身及周边道路和其他建构筑物现状进行核查，了解其现状及运营现状。（2）穿越前应调整并确保盾构机性能良好，严格控制掘进参数，保证盾构匀速、连续穿越，确保盾构机在穿越前后20m范围内不停机。（3）选择合理的同步注浆和二次注浆浆液及注浆参数，盾尾应及时注浆，充填管片与土体间的空隙，严格控制注浆量和注浆压力。（4）盾构施工过程中，加强监测和巡视，及时反馈信息，根据监测结果及时调整施工参数，确保既有线安全。（5）施工中加强对既有线桥桩周边地表沉降进行监测，并及时反馈。变形控制标准：对于桥桩周边地面沉降量≤10mm、隆起量≤5mm、最大变形速率≤1.5mm/d。（6）施工过程中严格控制掘进土压力和出土量。（7）由专门的单位对既有线提前采取轨道防护措施。（8）制定针对性的应急预案。

第四章施工筹划4.1施工进度计划回龙观东站～天通苑站盾构区间由八字线明挖区间和2号区间风井划分为三个盾构施工段，根据场地施工条件及整体施工筹划，盾构区间均由八字线明挖区间始发，分别盾构施工至回龙观东站和天通苑站解体接收。盾构施工总体筹划见下表：盾构区间施工筹划序号区间段工期开始时间完成时间1八字线明挖区间～回龙观东盾构区间206d2024年2月20日2024年9月13日1.1左线110d2024年5月26日2024年9月13日1.2右线93d2024年2月20日2024年5月23日2八字线明挖区间～天通苑盾构区间303d2023年10月28日2024年8月26日2.1右线255d2023年10月28日2024年7月9日2.2左线254d2023年12月16日2024年8月26日盾构机下穿既有M5高架区间期间，盾构机掘进速度控制在4~6cm/min以内，平均掘进速度为10环/d。盾构侧穿地铁5号线高架区间桥桩段按照穿越前后20m范围共计40米，盾构机连续平稳施工，则需3.5天。八字线明挖区间～天通苑盾构区间右线计划2024年7月1日开始穿越，2024年7月4日穿越结束；八字线明挖区间～天通苑盾构区间左线计划2024年8月18日开始穿越，2024年8月22日穿越结束（具体穿越时间根据实际进度发生相应调整）。4.2隧道主要工程量表4.1盾构隧道主要工程量序号工程项目数量1八字线～回龙观东左线1110.254m2八字线～回龙观东右线966.695m3八字线～天通苑左线2653.443m4八字线～天通苑右线2601.388m为了工程保质保量按时顺利完成，制订了切实可行的工期保证措施。在充分保证制作加工、包装、运输环节的进度外，在安装现场还将采取以下措施：（1）采用施工进度计划与周、日计划相结合的方法进行施工进度和管理，并配套制订措施、计划。设备、劳动力数量安排实行适当的动态管理；（2）合理安排施工进度和交叉流水工作，通过各控制点工期目标的实现来确保总工期目标的实现；（3）成熟的施工工艺和新工艺方法相结合，尽可能缩短工期；（4）准备好预备零部件，带足备件、施工机械和工具，以保证现场的问题在现场解决，不因材料或组织的脱节而影响工期；（5）材料应至少提前三天到达现场，以避免雨天路阻影响材料脱节；（6）所有构件编号由检验员专门核对，确保安装一次成功；（7）严格完成当日施工计划工作量，不完成不收工，工程技术人员应及时分析工作中存在的问题并采取对策。4.3施工技术准备4.3.1熟悉和审核施工图纸开工前熟悉施工场地周边环境、掌握工程地质状况和水文地质资料，审核施工图纸，形成图纸会审记录。4.3.2编制专项施工方案依据设计文件、调查资料以及施工图纸，按照施工合同要求，制定经济合理的施工方案，报监理工程师审批后组织实施，并在开工前由项目总工程师、安全总监组织现场技术、安全以及队伍负责人等进行技术、安全交底，明确各工序质量、安全控制要点，严格按照设计及方案施工。4.3.3测量复核（1）根据业主提供的导线点、水准点和测量资料，对这些点进行复测；并将复测报告上报监理工程师审批。（2）在开工前制订详细的施工测量方案。4.3.4施工场地调查开工前，对场地和邻近区域进行详细调查。掌握现状地下管线及周边建构筑物详细情况，编制地上地下管线调查报告及周边建构筑物调查报告，经现场实地勘察，现场无影响施工的地下管线及建构筑物。4.4劳动力配置为确保顺利、高质高效地完成施工任务，我们将根据施工进度计划，合理、有计划地进行调动工力，分批进驻本工程施工现场。在施工期间对所有施工作业人员进行培训、标识、持证上岗，确保其适合本工作岗位的要求。施工现场主要管理人员配备和分工见表4.1-1。表4.1-1施工现场主要管理人员配备和分工表序号职位职责备注1项目经理总体协调整个项目情况1人2项目书记项目党政工作1人3项目总工解决施工中的技术问题1人4安全总监对项目的管理安全负责1人5生产副经理质量、进度1人6盾构副经理负责本次施工的全面现场协调和指挥1人6工程部长执行施工技术1人7安全部长施工过程中安全隐患问题1人8物资部长提供施工所需合格原材料与机电设施1人9办公室后勤保障3人10质检员落实现场质量控制1人11测量人员负责现场的测量、监测6人盾构工区负责组织进行盾构施工（全面管理、统筹规划、科学组织，其主要为安全、质量、进度、环保、文明施工等内容），编制各项工作计划、物资计划，机械设备和施工人员调配，并协调解决生产过程中出现的问题；以及负责制定相关施工方案。与业主、监理工程师密切配合，作好组织和协调工作。盾构掘进施工实行24小时不间断作业。表4.1-2本区间工程管理人员组成序号岗位单班配置班组总配置岗位职责1盾构副经理1统筹管理盾构所有工作2工区经理1协助盾构经理管理工区施工3技术主管1负责盾构施工参数设定、修正、方案编制4设备主管1负责盾构设备管理5资料员1负责盾构施工资料收集、整理归档6主机长144统筹管理盾构掘进施工7机电领班144负责盾构机日常管理、维护保养8地面主管122统筹管理地面所有工作，确保掘进施工正常顺利进行9地面调度122配合地面主管工作，地面日常管理10统计员111负责材料进场管理，盘点11安全员122盾构施工安全管控监督12合计20施工劳务人员组成:本区间施工人员共115人。进场前对施工人员进行全员入场教育、岗前培训、安全技术交底。做好特殊工种的准备工作，特殊工种施工人员只有取得特殊工种操作证后才能持证上岗。劳动力配置见表4.1-3，施工中根据实际需要进行人员工种、数量调整。表4.1-3施工人员配置统计表序号工种单班配置班组总配置岗位职责1拼装手144负责管片拼装质量，组织协调井下人员工作2拼装辅助248负责管片拼装前质量检查，螺栓复紧，卫生保持3同步注浆248负责同步注浆操作及监控，确保砂浆质量及注浆量4电瓶车司机248负责电瓶车编组操作，维护与保养5龙门吊司机224负责龙门吊操作6叉车司机122负责叉车操作，维护保养7管片吊司机144负责管片吊操作，维护保养8司索工428负责物资下放，物资材料准备，吊装索具检查9地面班长122负责协调地面各项工作10机修工248负责地面设备、盾构机维修保养工作11电工313负责现场临时用电12电焊工224负责现场材料焊接加工13拌合站操作手224负责同步注浆搅拌站操作及浆液质量保证14轨道续接工24815水管续接工24816普工621217洗车工414出渣洗车18库管122负责仓库管理，消耗、盾构配件整理分类19厨师414负责工区人员饭菜，餐厅卫生20合计1154.5施工设备配置4.5.1盾构机选型经对本区间线路特点、地质水文、环境条件、施工条件等诸多方面分析研究，该区间选用2台铁建重工生产ZTE6250土压平衡盾构机施工。盾构机总推力、刀盘扭矩、主驱动功率等主要技术参数适合，刀盘刀具布置合理，该盾构机总体参数满足本工程地质条件要求。具体详见已审批的《盾构机选型及适应性评估报告》。4.5.2盾构机设备的主要设计参数本工程拟投入的盾构机编号铁建重工（DG1136，DG1137）此设备此设备采用铰接式被动铰接，可以有效保护成型隧道管片质量。此设备在刀盘刀具的布置、螺旋输送机的类型及对开挖面的土体改良设备进行针对性的设计，使其即能满足在软土（泥土、砂层、小砂砾等）中掘进，也能满足在复合地层（泥土、砂卵层、砾石、岩石层）中掘进。各系统和配置参数如下。主部件名称细目部件名称参数综述盾构类型土压平衡盾构地层土质种类软土，砂卵管片外径6,000mm管片内径5,400mm管片宽度1200~1,500mm分布3+2+1纵向连接螺栓数量16整机主要部件设计寿命大于10km开挖直径6280mm前盾直径6250mm主机长度12.5m整机长度约80m盾构及后配套总重430t最小平曲线半径250m最小竖曲线半径1000m最大线路坡度（爬坡能力）35‰刀盘刀盘型式复合式材料：Q345C安装齿刀时最大开挖直径6280mm开口率55%中心鱼尾刀1把正面单刃齿刀22把贝壳刀42把切削刀52把周边刮刀8把刀盘外缘保护刀8把磨损检测1个泡沫/膨润土浆注入孔数量6个刀具安装方式背装式旋转接头6路泡沫+4路液压刀盘驱动驱动型式液压驱动转速0－2.75rpm（双向旋转，连续可调）额定扭矩5,000kN·m脱困扭矩6,000kN·m主驱动装机功率3×315kW主轴承形式3排圆柱滚子轴承主轴承直径2820mm主轴承使用寿命>10000h主轴承密封设计承压能力4.5bar主轴承密封形式唇型密封主轴承密封润滑方式外密封自动集中润滑，内密封定期手动润滑盾体型式铰接式前盾直径、钢板厚度6250mm、50mm中盾直径、钢板厚度6240mm、40mm盾尾直径、钢板厚度6230mm、40mm中盾与前盾连接方式螺栓连接承压能力3bar钢丝刷密封数量3道盾尾密封承压能力3bar盾尾间隙30mm土压传感器数量7个（5个位于隔板上，2个位于螺旋输送机上）前盾重量（约）100t（含设备）中盾重量（约）90t（含设备）盾尾重量（约）35t（含设备）推进系统总推力36,493kN@300bar最大总推力/压力42,575kN@350bar油缸数量32根油缸行程φ220/φ1802100mm最大推进速度80mm/min最大外伸速度150mm/min所有油缸空载管片安装模式下单组缸最大回缩速度3,000mm/min位移传感器数量4只推进油缸分区数量4区（上、下、左、右）铰接系统类型被动式铰接最大收缩力10,000kN@350bar油缸数量14根油缸行程150mm位移传感器数量4只铰接转向角度（垂直/水平）1.3°铰接密封密封形式1道橡胶密封＋1道紧急气囊密封人舱舱室数量2个容量3人（主舱）＋2人（紧急舱室）直径1600mm舱门数量3工作压力3bar盾尾密封油脂系统泵站形式气动式管路数量2×4线路（每个注脂腔4个）压力传感器数量2×4个注入点分布均布EP2油脂润滑系统泵站形式气动HBW油脂密封系统泵站形式气动螺旋输送机类型有轴螺旋式数量1个输送机壳体内径820mm最大扭矩220kNm最大转速21rpm最大能力（理论）380m3/h节距630mm通过的卵石粒径250mm伸缩结构形式套管式伸缩行程1000mm螺旋输送机驱动唇型密封润滑方式集中自动润滑重量（约）17t防涌门1个剪式皮带输送机驱动类型电机驱动数量1个皮带宽度800mm皮带长度（约）55m速度2.5m/s最大能力450m3/h皮带机装机功率30kW同步注浆系统盾尾上管路布置形式内置式注浆管路数量2×4根注浆泵数量2台双柱塞泵注浆泵型号施维英KSP12能力2×12m3/h储浆罐容量7m3储浆罐两端轴承润滑方式集中润滑压力传感器数量4只泡沫系统管路数量刀盘6个＋螺旋输送机2个+隔板2个最大泡沫注入量6m3/h控制模式自动/手动膨润土注入系统刀盘上的注入点和泡沫注入点一致泵流量10m3/h，可调泥浆罐容积9m3泥浆泵数量1泥浆泵安装功率7.5kW管片拼装机额定抓举能力100kN转动扭矩275kNm静扭矩350kNm类型6自由度，齿圈式，机械抓取驱动方式液压驱动移动行程（隧道轴向）2000mm（满足更换前两道盾尾刷）提升行程（隧道径向）1200mm旋转角度±200°旋转速度0～1.5rpm（速度可调）控制方式1无线控制+1有线控制每环管片拼装时间约20min管片吊机型式双梁式数量2起吊能力3.2t行走速度10m/min控制方式摇控+线控喂片机存放3块管片（冗余设计）导向系统型式两棱镜式测量精度2秒俯仰和旋转传感器2个自动全站仪LeicaTCA1202-S型监视系统摄像头数量4台显示屏数量1后配套拖车数量1节连接桥＋5节拖车连接桥长度12.5m允许列车宽度1500mm后配套拖车行走方式轨行式冷却水系统水管规格DN80mm水管挂架有效延伸长度12m水管数量3路排污系统型式隔膜泵能力30m3/h污水泵40m3/h排污管规格DN80mm压缩空气系统空压机数量2每台空压机排量6.4m3/min额定压力8bar储气罐1m3供气分配网后配套每节拖车上初次过滤器有自动保压系统PID系统自动保压系统数量2套（其中一套为备用）二次通风风管直径600mm通风管储存装置2个（DN1000风管,100m储量）有害气体检测系统便携式和固定式各一套便携式进舱使用液压泵站油箱容量4.5m3液压油矿物油VG46过滤功率15kw电力系统初次电压10KV（-10%~+10%）/50Hz二次电压400V变压器数量1台变压器1250+800kVA电气系统防护等级IP55功率因素（配备功率因素补偿器）CosØ=0.9电器设备保护等级/标准IP55高压电缆托架1个（不含电缆）消防灭火器数量12个控制和通讯可编程控制器PLC西门子S7-400显示器2个数据采集系统1套语音通讯6部电话地面上的通讯光纤功率配置刀盘驱动系统945kW盾构推进系统90kW管片拼装机55kW辅助系统0kW推进系统串联注浆系统0kW管片拼装系统串联液压油过滤系统15kW齿轮润滑系统4kW螺旋输送机200kW泡沫发生装置18kW同步注浆8kW皮带输送机30kW二次通风0kW空压机74kW电源插座及工地用电75kW其他60kW合计1574kW4.5.3盾构机刀盘形式和刀具布置4.5.3.1切削刀盘（1）规格①形式：辐条式+小面板②开挖直径：6280mm（不装滚刀时）③辐条数：4条④开口率：55%⑤气泡、加泥注入口：6个（2）切削刀盘通过4个中间支撑梁和主轴承安装在盾构机前盾上。刀盘结构设计充分考虑了软土、卵石和岩层的掘进要求，具有足够的刚度和强度用于支撑开挖面和承受掘进中的推力及扭矩，配置足够必要的适用于本工程地质的刀具（切削刀、刮刀、先行刀）。（3）刀盘主体结构由侧板、筋板、外缘板、后盖板、滚刀座、耐磨合金条和支撑梁焊接而成，整体性强，采用高张力钢。辐条侧板80mm（中央部的主侧板结构厚为130mm）、筋板为40mm、外缘板为70mm钢板卷制，辐条为箱型结构（高度450mm）；支撑旋转臂4个，采用50mm～70mm的钢板焊接为箱型结构，其上与主轴承相连的联接法兰厚达175mm。（4）在各辐条上设置了切削刀、刮刀及先行刀，可以顺时针或逆时针回转对开挖面进行掘削的构造。对本工程中的粘土、砂层等土质都能很好地适应。（5）刀盘前面6个添加剂注入口设有橡胶逆流防止阀（单向阀），以防止管路被泥砂堵塞，并且，考虑到在卵石层中掘削，所以在6个添加剂注入口阀上设置保护刀具，以防止阀被卵石挤压损坏。在人行闸内的中心旋转接头后部留有液压快速接头，其构造能承受高压油，如果注入口被堵塞时，可接上油压管路，通过所设置的一套液压疏通装置，用油泵向刀盘加泥系统管路加注最大为14MPa左右的液压油进行疏通。（6）刀盘对开挖面的支护性能：土压平衡盾构机其原理主要是依靠土仓中的受压碴土与开挖面水土压力保持平衡，但刀盘面也可以起到一定的平衡开挖面稳定的作用，因此，刀盘55％的面积可用于支撑开挖面的稳定。但当开挖面失稳时刀盘支撑面积只是起到迟缓坍塌的作用，并不能真正支撑开挖面的稳定，所以在整个施工过程中必须要在土仓中建立稳定的土压以平衡开挖面的水土压力。（7）改善粘土、砂层的塑流性措施：①配置自动泡沫和添加剂注入系统，可根据需要向开挖面注入泡沫和水及其他改良添加剂，改善碴土的流动性。②刀盘盘面和土仓壁处设置了共计11个注入口，其中人行闸内1个、刀盘6个、土仓壁4个，可充分全面地向开挖面和土仓注入泡沫及其他添加剂。③为了防止粘土、砂层流塑性、刀盘开口的设计使碴土进入土仓的通道流畅；土仓空间较大，中心障碍物少，表面平滑，可有效增加添加剂与碴土的混合效率。④刀盘上设有搅拌棒，可以随着刀盘一起转动，辅以仓壁上的固定搅拌棒可起到搅拌碴土的功能，对土仓中的废弃土体进行强制搅拌，使注入在开挖面上或土仓中的添加材料（加泥、水、气泡）与切削下来的土体在土仓中进行充分的搅拌，提高土体的流塑性，使在圆滑土仓中的废弃土体具有良好的流动性和止水性。⑤刀盘结构为辐条型+小面板式，便于刀具的布置及受力，结构坚固、强度高、刚性大、耐磨程度高，刀盘开口率55％。4.5.3.2刀具基于本项目中含粘土、中细砂等，且隧道较长，在配刀时选择高耐磨刀具为首要条件，增加周边保径刀的数量，更大化的保证开挖直径，降低刀盘外周的磨损。（1）中心刀中心刀超前450mm布置，采用三棱合金鱼尾中心刀。利用中心刀先切削中心部位小圆断面土体，而后扩大到全断面切削土体。圆断面土体，而后扩大到全断面切削土体。（2）正面单刃齿刀及边缘刮刀正面齿刀刀高175mm刀间距95mm，周边刮刀刀高130mm。（3）贝壳刀42把贝壳刀刀高为150mm，刀间距95mm。（4）保径刀针对本工程隧道距长，刀盘周边由于切削路径长，线速度快，刀具易磨损，专用于刀盘周边的砂层切削以保证开挖直径4.5.3.3垂直运输设备盾构始发井设置2台45t龙门吊，跨距29m，用于地面水平运输和地面至井下物料垂直运输；每条隧道内水平运输采用2列45t的电瓶车，两列为全编组，1个牵引车头，2个管片运输车，1个砂浆车，3个18m3碴土斗用于隧道内物料的水平运输。盾构水平运输电频车编组4.5.3.4区间施工机械表序号名称规格及型号数量用途备注一盾构区间施工设备1盾构机ZTE6250土压平衡盾构机2台隧道掘进2钢套筒/2套始发、接收3电瓶车/4台运输牵引4锂电池组/4组牵引动力5平板车长5M8节装物资6砂浆罐车8m34台运输水泥砂浆7充电机220KW锂电池充电机2台充电8龙门吊45t2台场内运输10通风机2×37.5kw2台通风11循环水泵DN80-（80-100）-22kw2台循环水12污水泵150QJ10-32-15kw4台排水新购13叉车10t1辆场地运载二测量设备1精密水准仪WILD-N32台测量2全站仪徕卡2台测量3铟钢尺2m2台测量三其它设备1砂轮机S32L-4004台打磨新购2气割气焊设备4套切割新购3对讲机35部通讯新购4电焊机BX1-5003台焊接新购4.5.3.5物资配置计划名称规格单位数量混凝土管片6*1.2*0.3环6000泡沫稀释浆m39190同步注浆m338500膨润土浆液R25m324520水泥浆1:1m319410水玻璃波美度40m39700无缝钢管DN25m8650走道板2.4m块6000HBW240kg桶760EP2180kg桶340水管80mmm8600轨道43kg/mm7200轨枕根770盾尾油脂250kg桶630液压油210L桶150袖阀管80mmm3500

第五章穿越地铁5号线盾构掘进措施5.1建立穿越风险源前试验段针对盾构穿越道路对其沉降要求的严格性，为确保盾构一次性成功穿越风险源，在穿越前要做试验段掘进，在此期间，盾构在通过试验段的过程中采集推进数据，研究产生沉降的各种因素，制定预控措施。5.1.1盾构侧穿既有5号线桥墩基础施工前试验段八字线明挖区间～回龙观东站盾构段，试验段在穿越前50米范围内选取一段与穿越段水文地质较为相似的地层，试验段位于YK77+851.706～YK77+901.706。5.1.2盾构试掘进施工参数控制程序试验段掘进主要是根据初步设定的掘进参数进行掘进控制，加大监测频率，根据监测数据进行参数的调整，在对风险源无影响的区域对掘进参数进行总结】充分利用土压平衡原理减小盾构通过后地层的应力损失，保证开挖土量与排土量的平衡，并控制盾构机土仓内压力保证开挖面土体的稳定，使得盾构机在穿越道路施工前达到最优状态。掘进工序操作参数控制程序如下：掘进操作控制程序图5.1.3试掘进阶段盾构穿越风险源前，对盾构机进行全面保养，并安排专业维修人员对盾构进行实时维护保证盾构穿越施工过程中不发生设备故障避免在此区域停机，在此区域掘进过程中控制各项掘进参数（扭矩、土压、排土量、同步注浆量、二次补浆量），使盾构机匀速通过。在盾构机穿越的同时现场加强穿越的各道路及周围的监控量测，盾构主管生产领导要及时与监控量测人员保持沟通，并要及时将监控数据反馈给盾构掘进操作手，指导盾构掘进工作，根据监控量测数据及时调整掘进参数，将施工后地表变形量控制在最小范围内。1、盾构机试掘阶段，结合地表监测数据对掘进参数进行必要调整，并总结经验为侧穿既有5号线桥墩基础做技术准备并提供数据参考。主要内容包括：（1）根据穿越地层和试掘进过程中的监测数据进一步优化盾构机掘进参数。（2）正常推进阶段采用试掘进阶段掌握的最佳施工参数。通过加强施工监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降。施工进度应采用均衡生产法。（3）推进过程中，严格控制好推进里程，将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核，及时调整。（4）盾构应根据当班指令设定的参数推进，推进出土与衬砌背后注浆同步进行。不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在10mm之内。（5）盾构掘进过程中，坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。（6）盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，正确下达每班掘进指令，并即时跟踪调整。（7）盾构机操作人员须严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，盾构机一次纠偏量不宜过大，以减少对地层的扰动。（8）做好施工记录，记录内容有：①隧道掘进的施工参数；——盾构机姿态；——油缸行程；——掘进速度；——盾构推力；——土压力；——刀盘转速；——扭矩；——出渣量；——螺旋机转速；——盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右）。②同步注浆：——注浆压力；——数量；——注浆材料配比；——注浆试块强度；——稠度。③测量：——盾构倾斜度；——隧道椭圆度；——推进总距离；——隧道每环衬砌环轴心的确切位置（X、Y、Z）。——地表沉降值。2、掘进参数及施工过程控制（1）严格控制正面压力在掘进过程中严格保持仓内土压稳定，土压波动不应超出设计值并合理使渣土改良剂，确保盾构掘进开挖引起的沉降在允许范围之内。在停机及掘进过程中要派人密切注意土压的变化，超过预定的值要及时采取措施。土压力要保持均匀性，防止忽高忽低。这就要求盾构司机在操作的过程中要精心操作，推进速度，螺旋转速，刀盘转速都要平缓过渡。土压的控制要和地面监测密切配合，如果地面监测发现刀盘前的地面总是隆起超过预警值，这时候就要适当降低土压力；相反就应该提高土压力。土压地面监测要形成一个良好的反馈通道，便于盾构司机及时调整土压力控制参数。（2）推进速度控制在穿越风险源过程中，盾构机推进速度不宜过快，也不宜太慢，以试验段确定的最优速度保持稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越各风险源，减少盾构推进对前方土体造成的扰动，减少对地层的影响。（3）、严格控制盾构掘进轴线盾构轴线的控制是盾构工法的重点，是保证盾构顺利施工的重要因素。尤其在曲线掘进时必须注意以下几个方面：1）控制好掘进的技术参数，如土压、推速等。当土压过低时，不仅容易造成地层的沉降，而且对盾构轴线的控制也有影响，容易造成盾构下沉；另外注浆的位置及压力，注浆压力过大一方面对地层的扰动较大，另一方面也会使得盾构向注浆位置的反方向移动，不利于盾构的轴线控制；2）正确进行盾构千斤顶的编组及分区油压的控制，推进时对千斤顶选择的正确与否直接关系到盾构轴线的轨迹；3）合理使用盾构的铰接装置，当盾构偏离隧道设计轴线较多、盾构进行小半径曲线施工时或者盾构姿态极差时，通过调整千斤顶的编组与选择及分区油压控制都较难以达到目的时，可通过开启盾构铰接装置，具体的操作为：根据盾构的偏离程度计算盾构中折每一步的转折角度，先开启盾构的仿形刀进行超挖施工，超挖的长度一般为盾构的半个到一个盾构机身的长度，然后根据计算调整盾构的中折装置，再辅以千斤顶编组及分区油压控制，进行掘进施工，推进时根据盾构姿态的测量数据随时调整中折角度，直到盾构回到设计轴线上来；4）操作中的纠偏控制控制好盾构推进轴线，盾构机前后端和设计轴线偏差控制在50mm以内，并严格控制盾构姿态，避免盾构机频繁或大幅度调整姿态。在盾构穿越风险源前将盾构姿态调整到最佳状态，进入施工范围后严格按照设计轴线推进。同时加强盾构机姿态的人工复核，确保盾构机推进轴线和设计轴线的偏差在设计允许范围内。5）严格管片拼装质量的控制为了提高管片的拼装质量，推进油缸行程在1200mm以上才能进行管片拼装，否则会加大K块的拼装难度，也可能降低拼装质量。首先进行盾尾间隙的测量，然后根据油缸行程、测量系统提供的参数和行进轨迹与趋势进行管片类型（直环，左转环，右转环）选择及K块位置的选择。管片拼装操作手在拼装之前，应检查管片、止水胶条有无破损情况，如有破损应修复，不能修复的应该更换管片，清理止水胶条上的泥沙等杂物（包括已拼装和等待拼装的管片）。清理盾尾内沉积的泥沙和污水。在拼装的时候操作拼装机尽量柔和，防止管片之间剧烈撞击而损坏止水胶条和管片。纵向和环向管片平面平整，不错台。在每拼装完一块管片后，及时拧紧螺栓，在整环拼装完成后要对整环管片的螺栓进行复紧。在管片脱出盾尾（倒数第二环）后再次进行管片螺栓的复紧。6）信息化施工根据数值计算，盾构前方隆起量与正面土压（超过静止水土压力的附加土压）基本上成线形相关性，地层位移=地层参数相关的常数×（开挖面平衡压力-正面静止土压），实际推进过程中，正面土压力总是在设定土压附近波动。在施工过程中采取信息化施工，根据穿越段地层设定理论掘进参数，掘进过程中根据地面变形监测情况，及时调整掘进参数，切实做到保压掘进。通过掘进过程中的参数控制，减少盾构通过前的地基下陷。即下图中的第一、第二阶段得下陷。盾构掘进沉陷控制图5.2盾构穿越前准备5.2.1设备检修在盾构机下穿风险源之前，对盾构机及后配套设备进行一次全面、细致的检修。重点对盾构机的同步注浆系统、控制电路及液压系统、龙门吊刹车系统、行走系统、电瓶车刹车及电路进行检修。对于损坏的部件立即更换，对存在故障隐患的部位及时排除，各润滑部位及时加注润滑脂或润滑油。特别是对同步注浆管路进行清洗疏通，避免输送管在盾构下穿风险源时堵塞，导致浆液供应中断，从而造成盾构机停机，同时对盾尾密封系统进行监测，确保下穿时不发生漏浆现象从而保证注浆量。5.2.2掘进物资储备盾构施工主要物资为钢筋混凝土衬砌管片及防水材料、浆液拌合原材料（包括水泥、沙子、粉煤灰、膨润土），在下穿风险源之前对各种原材料库存数量进行统计（包含轨道、轨枕、夹板、水管等），保证数量充足，并在盾构穿越期间对各原材料库存量进行严密监控，每天统计仓库内物资存量，数量低于仓库容量1/2时立即补充，并严格控制原材料质量，坚决杜绝不合格材料进场。施工期间考虑天气条件对材料供应的影响，每天关注未来两天的天气情况，对受天气影响的原材料要提前进行储备。5.2.3其他准备（1）技术交底、安全交底在盾构穿越风险源前，对所有施工人员进行安全技术交底，使每个参与施工的人员清楚的了解盾构区间与风险源相对关系，穿越过程中所采取的技术措施、盾构施工的具体参数等。（2）人员配置现场配置监测人员、专职安全员、技术员，并要求技术员、专职安全员在穿越过程中全程监控，不得擅自离岗，同时要求监测人员对既有线进行实时监控，并及时将穿越段的监测情况反馈给技术人员，以便指导盾构穿越施工。5.3盾构下穿施工措施盾构区间下穿施工过程中采取控制掘进参数为主，辅以沉降监测措施，洞内措施分为工艺措施和工程措施。工艺措施为控制盾构推进参数，控制盾构姿态，减少盾构推进时地层损失；工程措施为及时进行同步注浆、二次注浆。盾构施工引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结以及地下水的渗透是导致地表、建筑物以及管线沉降的重要原因。为了减少和防止沉降，在盾构掘进过程中保持土仓压力稳定以保证开挖面的稳定，在脱出盾尾的衬砌管片背后及时同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙，并保证浆液在尽可能短的时间达到塑性状态。为有效控制盾构下穿过程中的沉降，在盾构掘进过程中，通过严格控制土仓压力来进行调整控制，确保掌子面的稳定；盾构机刀盘到达时，严格控制盾构掘进速度、刀盘转速、盾构机姿态等相关掘进参数，保证连续平稳；在保证盾构连续掘进过程中，及时进行同步注浆，及时填充脱出尾已拼装完成管片与开挖面之间的间隙；通过雷达检测管片壁后注浆的密实性，有孔洞的地方通过管片预留注浆孔及时注入水泥水玻璃浆液，填充由于同步注浆料凝固收缩孔隙以及补充同步注浆未注密实部位。5.4穿越段参数预设盾构穿越风险源过程中，通过选取合理的掘进参数，勤纠偏、小纠偏，严格控制掘进姿态，减小对土体扰动，做到连续、均衡、平稳推进。下穿施工前，根据实验段掘进施工施工总结，调整制定掘进参数，施工期间根据实际情况做适当调整。下穿期间严格控制每环掘进参数，严密监测沉降数据，如发现沉降变化速率过快及时对参数进行合理调整。盾构穿越段参数控制表参数既有5号线高架区间钱盾基础掘进速度40～60mm/min土压控制1.2～1.3bar同步注浆量5.18～5.83m3二次注浆量350～600L泡沫注入压力2～3bar推力800～1200t同步注浆压力2～4bar二次注浆压力0.3～0.45Mpa出土量39～40.8m35.4.1下穿段出土量出土量的大小是判断盾构是否出现超/欠挖的最直观依据。施工中，应严格控制每环出土量偏差不超过控制值的5%，且不允许出现欠挖。此外，应根据盾构的推进速度，合理选择螺旋输送机的转速、闸门开口率和出土量等参数，确保过程中出土与开挖保持同步。施工过程中，需要添加大量的添加剂改良土体，因此出土量的理论值应为设计值乘一定的松散系数+膨润土添加剂数量。松散系数根据不同地层选取相应数值。依据盾构穿越地层上下不均，严格出土量计算，穿越段的地层主要为黏土⑤2层、粉质粘土⑤层、黏质粉土-砂质粉土⑤1层、细砂-中砂⑥3层、粉质黏土⑥层、中砂-细砂⑦层。出土量控制：土压建立起来后，控制出土量，具体数值根据添加剂的使用情况进行调整；出土量控制作为土压控制的辅助措施，并应根据地面监测情况进行调整。开挖直径6.28m，管片宽度1.2m，松散系数（1.05～1.1），出渣量计算如下：Q=S×h×α=（π×D2）/4×L=37.15m3（理论出渣量）Q=S×h×α=（π×D2）/4×L×K=39m3（K=1.05）Q=S×h×α=（π×D2）/4×L×K=40.8m3（K=1.1）即，掘进一环出土量约为39～40.8m3。其中：K——土体松散系数，取决于土质、盾构掘进参数、土体改良情况等，本工程土质为硬塑性黏土，松散系数K取（1.05～1.1）；D——盾构机直径，6.28m；L——掘进长度，1.2m5.4.2盾构机推力计算5.4.2.1计算条件水、土分离计算1）土质砂、粘土2）覆土H20m3）水位净高HW3.2m4）土的单位体积质量水位上部W03.0t/m35）土的单位体积质量水位下部W12.0t/m36）水的单位体积质量W21t/m37）标准贯入试验值N8）内摩擦角φ45deg9）地面载荷S2t/m210）土压系数K10.511）铁和土的摩擦系数f0.312）盾构机外径d6.28m13）盾构机半径r3.125m14）壳体长L12.5m15）盾构机质量G430t16）掘削断面积A30.68m217）后续设备的质量GB90t18）牵引系数μ0.519）管片外径Ds6m20）管片与盾尾密封的摩擦阻力μs0.1521）盾尾密封数n3段22）盾尾密封挤压力PT0.00314MN/m23）密封系数α124）盾构机中心处水压Pw0.04Mpa25）盾尾密封接触长度lT0.8m26）被动土压系数Kp27）刀具刃口贯入深度t0.1m28）开挖面周长u2πr5.4.2.2各参数计算（1）松弛高度计算•考虑地面负载时的覆土H1=H+S/W022.8m•松弛高度H2*Terzaghi公式计算。*H2=B/（F•tanφ）×{1-EXP（-F•tanφ•H1/B）}4.6m因为H2<2•d，所以为了安全起见取H2=2•DH2（=2•D）12.5mD为盾构机外径=6.25m松弛宽度计算BB=r•cos（45-φ/2）+r{1+sin（45-φ/2）}•tan（45-φ/2）4.7m（2）土压计算作用在壳体上的土压为上部土压P1、侧压P2及下部土压P3的平均值。上部土压P1P1=H2•W1{25tf/m2}•侧压P2P2=K1•（H2+r）•W1{15.625tf/m2}•下部土压P3P3=P1+G/（d•L）{30.59tf/m2}•平均土压PP=（P1+2•P2+P3）/4{21.71tf/m2}（3）推力计算盾构机推力由壳体外周摩擦阻力、胸板所受的土压与水压、后续设备的牵引力、管片与盾尾密封的摩擦阻力等组成。1）克服壳体外周摩擦阻力的推力F1F1=π•d•L•P•f{1193tf}2）克服胸板所受的土压与水压的推力F2F2=A•（P2+Pw）{602tf}3）克服后续设备的牵引力的推力F3F3=GB•μ{45tf}4）克服管片与盾尾密封摩擦阻力的推力F4F4=π•Ds•μs•n（PT+α•Pw•lT）{30tf}5）盾构刀具切入土层产生的贯入阻力F5F5=utKpP=2πrtg2（45°+25°/2）P={106tf}6）推进时所需推力FF=F1+F2+F3+F4+F5{1976tf}装备推力虽然对曲线施工和方向控制来说盾构机推进缸数量多比较好，但受空间的限制，所以尺寸及数量受到制约。本盾构机配置的推力及油缸数量：1140kN{175tf}32（只）1）装备推力F0F0=1140×3236493kN2）推进使用32只油缸时FS=1140×2236493kN安全率FS/F（3850/1976）1.95倍由计算可知，本盾构机配置了充分的推力。（4）盾构推进功率盾构最大推进功率Pt=F•V=36493×1.42×10-3=54kW式中，F为总推力，36493kN；V为最大推进速度，8cm／min=1.42×10-3m／s。本机推进功率为90kW，满足上述计算要求。掘削时盾构机所需扭矩的计算切削刀盘装备扭矩要考虑围岩条件、盾构机型式、盾构机构造和盾构机直径等因素来确定，总扭矩T=T1+T2+T3+T4式中：T1—开挖阻力矩；T2—切削刀盘正面，外围面及后面围岩间的摩擦阻力矩；T3—机械及驱动阻力矩；T4—开挖土砂搅拌混合阻力矩。根据实例可知刀盘装备转矩与盾构机直径大小有很大关系，一般可按以下经验式计算：T=αD3=（0.9~1.8）*6.25*6.25*6.25=2154~4306kN•m式中：α：扭矩系数，一般围岩为0.9～1.8。本机刀盘最大扭矩为6000kN•m，符合上述要求。（5）刀盘驱动功率刀盘驱动功率Pd=T•n／9550=4306kN•m×103×（0.3~1.0）9550=136~451kW式中，T—刀盘驱动计算最大扭矩，本机为4086kN•m；n—刀盘到达脱困扭矩时的转速，本机为0.3~1.0rpm。本盾构的刀盘驱动电功率为945kW，完全能够满足上述计算要求。5.4.3同步注浆盾构开挖直径D为6.28m，管片外径d为6m，管片宽1.2m，注浆量一般为理论建筑空隙的130～180%。根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片的注浆量。V=π/4×r×L×（D2-d2）式中:V——一环注浆量（m3）L—