xx地铁4号线一期工程单圆盾构区间施工组织设计

目录

1 编制说明 (3)

1.1 编制依据 (3)

1.2 编制原则 (3)

1.3编制范围 (3)

2 工程简介 (4)

2.1 工程概况 (4)

2.2 地质水文 (4)

2.2.1 地层岩性 (4)

2.2.2 地下水类型 (7)

2.2.3 地震效应 (7)

2.2.4 地下水化学特性 (7)

2.2.5 不良地质评价 (7)

2.3本工程特点 (7)

2.4 对本工程重难点的认识 (8)

3 工程部署 (9)

3.1 施工流向安排 (9)

3.2 施工平面布置 (9)

3.2.1 布置原则 (9)

3.2.2 平面布置说明 (9)

3.2.3 平面布置 (9)

3.3临时设施建设 (9)

3.3.1施工围挡 (10)

3.3.2临时生产设施 (10)

3.3.3临时道路及现场场地硬化 (10)

3.3.4施工现场给排水 (10)

3.4 盾构隧道施工运输系统 (10)

3.5 隧道通风系统 (10)

3.6 隧道断面布置 (11)

3.7 施工进度计划 (11)

3.8 资源配置 (12)

4 区间施工方案与工艺 (13)

4.1 设备选型及设计 (13)

4.1.1设备选型 (13)

4.1.2 盾构机设计特点与主要参数 (14)

4.1.3主要针对性设计 (18)

4.2 实施性沿线障碍物排查措施 (24)

4.3 区间盾构施工主要技术措施 (24)

4.3.1盾构掘进施工 (24)

4.3.2 盾构左右线叠交穿越 (51)

4.3.3 盾构大坡度推进施工 (52)

4.3.4 隧道防排水施工 (53)

4.3.5联络通道概况 (55)

4.3.6 地面变形控制 (59)

4.3.7 盾构隧道修补、洞内清理 (59)

4.3.8 施工对管线的影响及保护 (60)

4.3.9 施工监测 (61)

4.3.10 施工测量 (66)

4.3.11 工程试验 (69)

4.4 主要风险源分析及相应安全技术措施 (70)

5 协调工作 (71)

5.1 与周边居民沟通协调机制 (71)

5.2 与周边单位、政府部门协调措施 (71)

5.3 与交警、城管、环保等部门协调配合措施 (71)

5.4 与邻近标段协调配合措施 (72)

5.5 施工与设计接口的配合与协调 (72)

5.6 与业主的配合 (72)

5.7 与监理单位、政府质监部门的配合协调 (72)

5.8 与管线单位的配合措施 (72)

6 确保工程质量的技术组织措施 (73)

6.1 质量目标 (73)

6.2 质量控制体系 (73)

6.3 质量管理组织机构 (73)

6.4 质量保证措施 (75)

6.4.1质量组织保证措施 (75)

6.4.2质量制度保证措施 (75)

6.4.3质量技术保证措施 (76)

6.4.4质量经济处罚措施 (77)

6.4.5主要分项工程及关键工序质量保证措施 (78)

7 安全、文明施工及环境保护措施 (79)

7.1安全管理 (79)

7.1.1 安全保证体系 (79)

7.1.2施工安全保证措施 (80)

7.1.3工地消防及治安管理措施 (81)

7.1.4 防汛措施 (82)

7.2文明施工 (82)

7.2.1文明施工原则 (82)

7.2.2文明施工目标 (82)

7.2.3文明施工措施 (82)

7.2.4环境保护保证措施 (84)

8 其他管理措施 (89)

8.1 专家队伍建设，专项安全技术措施论证制度 (89)

8.2 工程调度指挥体系建设 (89)

8.3 进度控制 (89)

8.4 工程造价控制 (89)

8.5 合同管理 (89)

8.6 社会和谐保障体系建设 (89)

8.7 廉政建设 (89)

9 应急预案 (90)

9.1工程风险点分析 (90)

9.2工程抢险队伍建设 (90)

9.3应急预案及演练 (91)

9.4施工风险管理 (92)

9.5应急准备及响应程序 (92)

10 信息化施工 (94)

10.1信息化设备 (94)

10.2数据传输和分析处理 (94)

10.3信息化施工保证措施 (94)

11 冬、雨季质量保证措施 (95)

12 风险评估 (96)

13 保修承诺 (97)

附表一：拟投入本标段的主要施工设备表 (98)

附表二：拟配备本标段的试验和检测仪器设备表 (98)

附表三：劳动力计划表 (98)

附表四：计划开、竣工日期和施工进度横道图、网络图 (98)

附表五：施工总平面图 (98)

附表六：临时用地表 (98)

六、施工组织设计

在坚持“保工期、保质量、保安全”的原则下，结合城市地铁工程对文明施工、环境保护要求高的特点，本着“针对性强、设计优化、选型可靠、施工科学、组织合理、措施齐全”的指导思想，力求使工程施工达到安全、优质、快速、环保、文明，围绕保证安全、控制质量、加快进度、保护环境和节省造价的目标进行编制。

1 编制说明

1.1 编制依据

1、设计文件

⑴《**地铁4号线一期工程**路站～**西路站区间标段施工招标文件》及其补充文件；

⑵《**地铁4号线一期工程相关工程施工图设计》4号线**路站～**西路站区间第一分册区间结构图（二〇一三年二月）；

⑶《**地铁4号线一期工程相关工程施工图设计》4号线**路站～**西路站区间第二分册区间防水设计图（二〇一二年七月）；

⑷《**地铁4号线一期工程相关工程施工图设计》4号线**路站～**西路站区间第三分册盾构进出洞加固图（二〇一三年二月）；

⑸《**地铁4号线一期工程相关工程施工图设计》4号线**路站～**西路站区间第四分册联络通道及泵站冻结法设计（二〇一二年十二月）；

2、施工规范

国标GB/T19001标准；安全、环境和职业健康GB/T24001/28001

《地下铁道设计规范》GB50157-2003

《地铁隧道工程盾构施工技术规范》DGTJ08-2041-2008

《地铁土压平衡盾构机技术规程》DGTJ08-2063-2009

《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008

《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999

《地下铁道、轨道交通工程测量规范》GB50308-1999

《地下工程防水技术规范》GB50108-2001

《预制混凝土构件质量检验评定标准》GB50108-2001

《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

《铁路隧道施工规范》TB10204-2002

《锚杆喷射混凝土支护规范》GB50086-2001

《工程测量规范》GB50026-93

《旁通道冻结法技术规程》DG/TJ08-902-2006

《建设工程施工现场管理规定》（建设部）

《轨道交通隧道工程施工质量验收标准》QGD-007-2005

国家、行业、地方颁发的相关其他规范和标准。

1.2 编制原则

1、以“至精、至诚，更优、更新”为宗旨，按照“技术领先、设计优化、施工科学、组织合理、措施得力”的指导思想，严格遵守国家、**省及**市的法律、法规及相关规定，确保“方案切实可行，经济合理”；

2、在施工场地的布置、施工机械的配备、施工方案的选择方面与环保要求相结合，严格执行国家及**省、**市的法律、法规和各项管理条例，并做到规范、文明施工；

3、合理、超前筹划，实现均衡、有序生产，保证工期；

4、以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺，确保施工安全和工程质量，为业主提供一个优良的工程产品；

5、针对城市施工的特点，科学安排、合理组织、严格管理、精心施工，以减少对周围环境、居民正常生活和出行的影响。

1.3编制范围

1、永久工程：招标图纸所包含的主体隧道结构、附属结构（联络通道、泵站等）及防水等施工。

2、临时工程：大型临建设施，场内水电布置，施工区域障碍物处理，工程影响范围内建筑物、构筑物及管线的监测保护，临时便道施工，工程范围内各种原因引起的路面破坏后的修复工作，施工影响范围内的道路及市政设施的养护、维护、保洁工作，临时工程的施工、安装及拆除等。

2 工程简介

2.1 工程概况

本合同工程范围：**路站～**西路站区间为单圆盾构区间。隧道设计起止里程为右线：K18+626.386～K19+510.930，区间全长约884.463m；左线：K18+626.386～K19+510.930，区间全长约884.544m。区间设置一个联络通道兼泵站，其右线里程为右K18+956.385，另在右线设置一个外挂泵站，其里程为右K19+213.270。本区间工程概况见表2.1-1。

表2.1-1 区间工程概况

4号线**路站～**西路站区间主要在新塘路下穿行，道路两侧市政管线众多，在里程K19+271.442处区间隧道上下叠交，左线在上，右线在下，立交点处两盾构净间距约2.362m。

工程概况及周边环境详见图2.1-1，主要工程量详见表2.1-2 区间主要工程数量表。

2.2 地质水文

2.2.1 地层岩性

拟建场地各地层岩性如下：

1、第①

1

层杂填土，以碎砖、碎石等建筑垃圾为主，粘性土或粉性土填充其中，大部分区域表层为混凝土路面或人行道地砖。

第①

2

层素填土，以粘性土或粉性土为主，含植物根茎，局部含少量小石子等杂物。

2、第③

2

层粉性粘土，含云母、氧化铁条纹，局部夹多量砂质粉土，呈稍密状。

第③

3

层砂质粉土，含云母、夹薄层粘性土，局部夹多量粉砂，土质不均。

第③

6

层灰黄～灰色粉砂，含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，夹薄层粉砂或粘性土，呈稍密～中密状态，土质不均匀。

3、第⑥

1

层灰色粘土，含云母、有机质，夹少量薄层粉砂，局部夹多量淤泥质粉质粘土或粉质粘土，呈流塑～软塑状态，高等压缩性，土质较均匀。

4、第⑦

1

层暗绿～草黄色粉质粘土，含云母、氧化铁条纹，夹薄层粉性土，局部夹姜结石

颗粒，呈可塑～硬塑状态，中等压缩性，土质较好。

第⑦

2

层草黄～灰色粉质粘土，含云母、有机质，局部夹氧化铁条纹，局部夹多量粉砂、粉性土，呈可塑～软塑状态，中等压缩性，土质不均。

第⑦层在场地分布具有由南向北层顶埋深逐渐加深的趋势，在里程K21+300以北改成缺失。

5、第⑧

2

层灰色淤泥质粘土，含云母、有机质，夹少量薄层粉砂，呈流塑状态，局部下部夹粘土，高等压缩性，土质较均匀。该层分布于里程K21+300以北。

6、第⑩

2

层粉质粘土夹粉砂，第⑿

4

层圆砾，第⒁

2

层圆砾。

盾构穿过的土层有③

3

、③

6

、⑥

1

，盾构底坐落在③

6

层粉砂层、⑥

1

层粘土层。联络通道及泵

站所处土层为③

6

、⑥

1

。

4号线景芳路站～艮山西路站区间主要在新塘路下穿行，在里程K19+271.442处区间隧道上下叠交，左线在上，右线在下，立交点处两盾构净间距约2.362m。沿途主要经过景芳路、昙花庵路和严家路，区间全长885m，包含一座联络通道兼泵站，一座外挂泵站。最小曲线半径1000m，最大坡度28.029‰。

图2.1-1工程概况及周边环境

景芳路站～艮山西路站区间盾构穿过的土层有③3层砂质粉土层、③6层粉砂层、⑥1层粘土层，盾构底坐落在③6层粉砂层、⑥1层粘土层。联络通道及泵站所处土层为③6层粉砂层、⑥1层粘土层。隧道在里程K19+271.442处上下叠交，隧道最近处2.362m。左线隧道有13.337‰下坡+26.745‰上坡+21.403‰下坡的连续变坡，右线隧道有13.337‰下坡+28.029‰上坡大V字型坡。

图2.1-2**路站～**西路站区间土层状况

2.2.2 地下水类型

拟建场地浅部及中部地下水类型主要为第四季松散岩类孔隙水和孔隙承压水，深部为基岩裂隙水。

1、潜水

拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表径流补给。勘察期间从勘探孔中所测得的地下水静止水位埋深一般在1.10～3.10m左右（相应标高月4.72～3.02m），勘察期间抽水试验测得潜水水位埋深为1.50～1.54m左右（相应标高月4.65～4.67m）。

根据区域水文地质资料，浅层地下水水位年变幅为 1.0～2.0m，多年最高地下水位埋深约0.5～1.0m。另根据类似工程经验及场地环境，拟建场地地下水流速较小。

2、承压水

拟建场地承压水主要为深部第⑿

4

层圆砾中贮存的承压水，承压水含水层层面埋深约37.0～40.0m，根据收集资料，承压水水位高程一般在-0.6～-3.8m间波动，承压水受侧向径流补给，富水性好，具有明显的埋藏深、污染少、水量大、流速极慢、咸～微咸的特点。

2.2.3 地震效应

拟建场地浅部地基土类型属中软土，场地类别为Ⅲ类，拟建场地位于**省**市上城区，根据国家标准《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2010），场地的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，所属的设计地震分组为第一组，设计热证周期0.45s。但考虑地铁工程重要性，同时根据**省有关规定——对重大建筑工程应提高1°设防，故本工程的抗震设防烈度可为7度，设计基本地震加速度值可取0.10g。可不考虑地基土地震液化影响。

2.2.4 地下水化学特性

拟建场地地下水和土对混凝土均有微腐蚀性。地下水在长期浸水环境下钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，对干湿交替环境下钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。

2.2.5 不良地质评价

1、按浜及厚层填土本工程拟建隧道沿线局部区域填土厚度较厚，填土最厚处约3.2m。

2、浅层沼气浅层沼气一般呈交互状的扁豆体、透镜体或单向尖灭体出现，以贝壳、贝壳砂层为主储气层。

3、地下管线及地下障碍物本工程拟建隧道主要在新塘路下穿行，新塘路道路两侧埋设有大量市政管线，在新塘路东侧地面下埋设有军用管线，本工程拟建隧道施工时应与相关单位加强协调工作，委托专业部门对管线进行探测，并采取适当的保护措施，确保管线安全。

2.3本工程特点

1、通过对招标文件及其图纸的学习，结合现场考察情况，针对本工程总结出如下特点，见本表2.3-1。

表2.3-1 工程特点表

2.4 对本工程重难点的认识

经过对工程特点的分析、认真研究招标文件、踏勘现场及借鉴我单位以往施工经验，我们认为本工程有如下重、难点需着重控制，详见表2.4-1。

表2.4-1 工程重、难点分析及措施表

3 工程部署

3.1 施工流向安排

本区间工程隧道采用2台盾构机施工，从**路站北端头井始发，至**西路站南端头井后解体退场。具体见图3.1-1。

图3.1-1 施工流向图

3.2 施工平面布置

3.2.1 布置原则

1、施工场地不超出规定的施工用地范围，以满足施工生产和现场管理为主，尽量减少对道路交通、居民生活、及周边标段施工的干扰；

2、方便施工组织，确保节点工期要求，并合理考虑机械设备的充分利用；

3、在施工过程中，施工场地的布置根据场地情况及施工需要及时进行调整；

4、生活及办公场所尽量做到相对固定，生活、生产区域分开，做到经济合理、简洁美观，有利于安全生产；

5、严格按照业主及**市有关部门的要求、规定进行场地平面布置。

3.2.2 平面布置说明

1、平面布置

根据业主提供施工用地范围，结合场地的现场情况及工程的施工特点考虑，作如下布置：

(1)生活区：

本工程施工场地狭小，项目部办公区、驻地生活拟采用租住办公楼和宿舍的方式解决，向发包人代表和监理人提供生活用房（配备必要的设施）；施工场区因场地受限,仅设置门卫房、工人休息室；各场区根据施工需要分别设置材料堆放及加工场地、配电室等临时设施。另外工地标养室设在施工现场。本标段各场区主要平面布置分别见附图五：施工总平面图。

(2)生产场地布置：

本标段共设置一个工区，充分利用围挡内场地合理布置。场地主要布置了盾构施工需要的管片场、拌合站、集土坑等。

(3)施工场地采用全封闭围挡措施，在主要出入口设大门。

(4)施工便道采用20cm厚的钢筋砼结构，其它均采取15cm厚素砼全部地坪硬化。

(5)按照防火防爆的有关规定设置危险品库等临时性构筑物，易燃易爆物品堆放间距和动火点与氧气、乙炔的间距符合规定要求。

临时设施区按规定配足消防器材：危险品仓库等重点部位配备足够数量种类合适的灭火机。重点仓库或部位等每25m2建筑面积配备一只灭火器，非重点仓库，宿舍等建筑区域每100m2建筑面积配备2只灭火器。

消防设备配备合理，性能完好可靠。消防栓、消防器材周围畅通不得堆物，消防器材安排专人负责维护管理。

⑹施工用水使用发包人提供的1个80mm管径的施工用水接驳口，接口安装Φ100mm自来水主管道贯穿整个施工区域；

⑺施工用电使用发包人在施工现场提供的2台1050KVA变压器，在盾构机掘进前两个月接收发包人提供的盾构机所需配电点，按安全及文明施工要求自行铺设变压器出线后的电力线路；

3.2.3 平面布置

1、管片堆放场地：设在**路站车站北端头井南侧，用于堆放衬砌管片和管片防水处理场地，32t龙门吊机行走覆盖整个管片堆放场地，便于管片起吊运输。

2、集土坑：设在始发井口南侧附近，面积139m2，地面下深4.5m，地面上高0.5m，总设计堆土高度5.0m，总存土量195m3，渣土坑采用壁厚300～600mm的钢筋混凝土结构，龙门吊机行走侧面覆盖碴土坑长度方向。

3、拌合站：设在始发井口东北侧，附近设置水泥罐、粉煤灰罐，以及膨润土库和砂石料堆放场。

4、材料存放场：面积64m2，主要堆积泡沫剂、踏板、43kg钢轨及轨枕等工程材料。

5、配电柜及充电间：在始发井口东北侧设配电柜（二级箱），从变压器处引来电源。在顶板上两个盾构井口间设充电间，面积81m2。

6、水池、三级沉淀池：设于工作井洗侧，场地施工用水通过100mm管道引至水池，由水池向盾构机及拌合站供水。回收的废水通过三级沉淀池过滤后排入城市管道。

施工场地布置详见附表五施工总平面图。

3.3临时设施建设

景芳路站艮山西路站

3.3.1施工围挡

**路北端头井80米长度为盾构始发场地，场地用彩钢围挡封闭。

3.3.2临时生产设施

临时生产设施主要包括：标养室、材料堆放场地、施工用风、水、电线路的布置、变配电柜、水池、三级沉淀池、注浆材料拌合站等。施工前按照平面图和施工计划及时完成临时设施的建设，以满足生产需要。

3.3.3临时道路及现场场地硬化

为了方便施工，按要求对施工现场内的道路、施工场地、生活区域进行硬化，地坪质量应符合**市的有关规定，施工道路、施工场地、生活区应保持清洁，对地坪、车辆冲洗要设置排水系统，将污水沉淀后排放。

3.3.4施工现场给排水

1、施工供水

施工供水由业主提供的φ80mm总水管引进，根据本项目用水需求，引至各用水点。工地现场给水主管路采用φ100mm，沿施工围挡附近敷设，盾构给水主管路采用DN100（4英寸），为了便于用水，给水主管路沿线按需设置给水阀门，阀门采用DN25（1英寸）带接管的阀门。

2、施工排水及污水排放

在工地上建立有效的排水系统，并与地区的排水系统沟通。施工现场设置以砖砌排水明沟、集水池（三级沉淀）为主的临时排水系统，施工污水经明沟引流、集水池沉淀滤清处理达标后，间接排入市政排污系统。

砖砌排水沟流水面用M5水泥砂浆抹面，排水沟穿越道路时埋管或加盖板。

工地汽车出入口均设置冲洗槽，并用水枪将外出的汽车冲洗干净，确保出入车辆不对外部环境产生污染。

隧道内及洞内作业面排水采用气动隔膜泵加上Φ100胶皮排水管的抽排水方式，把洞内污水由作业面排到洞口处，再由潜水泵及泥浆泵抽至井口上部的排水沟内以保证洞内干燥清洁。

3.4 盾构隧道施工运输系统

1、水平运输

⑴列车编组及渣斗

隧道始发后，正常掘进时隧道内采用两列编组运输：每一列为一节35T车头拖两节渣斗、一节运浆车、一节管片车、一节运料车，并备用一个车头。

⑵浆车

浆车的容量为5m3，考虑浆液流失等消耗，满足注浆需求量。

⑶管片车及运料车

配备两节管片车可以将六块管片分两次运进盾构机内。

编组的备用底盘用于运输油脂、轨道等物料。

⑷轨道

隧道内采用单线运输，轨距为762mm，在洞口安装道岔，实现始发井内双线运输，钢枕为20A工字钢制作，布置间距为0.8m。钢轨采用24kg/m钢轨。

2、轨道铺设

行走轨的铺设在进场之后进行, 用38Kg钢轨铺设外侧两钢轨，用24kg钢轨铺设中间两条钢轨，最外侧轨道走行后配套台车，中间两轨走行运输列车，轨道在站内沿洞门向**路站站内铺设75米。

3、垂直运输

每环渣土的重量为1800kg/m3 (渣土比重)×39.07 m3=70.3T，每个渣斗的自重为2.8T，每斗土的重量约为17.6T，总重为约为20.4T，配备1台大龙门吊载重为32T/5T。

另外配1台15T小龙门吊，主要用于吊送小型配件。

3.5 隧道通风系统

在隧道内，考虑到作业人员的呼吸和盾构机产生的热量的扩散，以改善隧道内作业环境为目的，设置通风设备。隧道内新鲜空气量满足工作人员每人每小时供应不低于30m3的标准，同时满足隧道中氧气含量按体积不小于20％，相对湿度为65%～80%之间。

因此，本标段隧道内通风采用两台SDF(A)-№6.5/22kW型隧道轴流风机压入式通风，风筒直径800mm。风机技术参数见表3.3-1。

调整通风时间。根据理论计算机施工经验，本通风设计满足工作要求。

经过通风H2S、CH4以及其他有毒或有害气体等浓度不超过有害身体健康的浓度，易燃气体浓度不超过最小爆炸浓度的10%，通风设备噪音不超过75分贝。

为防止沼气的危害，施工中，经常检测洞内气体，发现有害气体超标，立即加强通风，降低有害气体浓度，同时，严格各项安全操作要求，防止出现火化及明火。

3.6 隧道断面布置

隧道断面布置主要考虑合理利用空间，并考虑到安全因素。具体布置见图3.6-1。

图3.6-1 隧道断面布置示意图

1、车架轨枕

轨枕选用20H钢制作，每环布置。

2、电机车轨道

在轨枕上布置一般常用的24kg电机车轨道，用于盾构掘进材料运输。

3、人行走道

出于安全考虑，在左下方管片上制作人行走道架，上面搁走道板，走道板要固定牢靠。

4、隧道照明

采用36V安全电压，灯具选用配有防水灯头的开启式照明器，在隧道左上方间隔7环布置一个灯架，照明电缆和灯具通过瓷瓶固定在上面，同时每隔14环设置一个应急照明灯。

5、管路

隧道右下方每隔4环安装一个托架，上面铺设给排水管路。

6、通风管

在上方每隔8环布置一个吊架，供通风管道、动力电缆固定之用。

7、隧道内通讯

在照明灯具支架上安装2×1.5一对的电话线路，通过设置在井口、测量转换平台、盾构机头处的电话进行通讯联系。

8、隧道内消防

隧道内每50m设一组消防器，配电箱及各车架均设消防器。每100m设一个消防水阀门。3.7 施工进度计划

本工程招标文件中要求总工期为519日历天，计划开工日期为2013年4月15日，计划竣工日期为2014年9月15日。其中**路北端第一台盾构始发时间为2013年7月1日，区间双线贯通时间为2014年1月1日；区间联络通道完成时间为2014年4月1日。

经我部仔细研究、分析，结合本公司承建类似工程的经验和实力，确定本工程施工总工期518日历天：2013年4月15日开工，2014年9月14日俊工。其中第一台盾构机2013年7月1日始发，区间双线贯通时间为2014年1月1日；区间联络通道完成时间为2014年4月1日。

本标段施工总体计划，见附表四：计划开、竣工日期和施工进度网络图。

1、施工进度参数的选定

根据本工程的地质特点以及盾构机性能，初步计划工序循环时间、掘进指标如下：

盾构始发、到达阶段平均每天按4环计算，正常掘进阶段平均每天按8环计算，盾构始发考虑30天，盾构吊出及收尾考虑30天；联络通道安排在盾构区间掘进完成后进行。

2、工期保证措施

⑴技术管理保证

①盾构机按计划到场。

②施工中重点解决盾构在粉砂层地层中的掘进研究，成立由盾构专家组成的科技攻关小组，

就碴土改良和控制沉降作专项研究。

③盾构掘进过程中坚持机电工程师和土建工程师跟班作业，做到及时发现问题，及时解决，尤其是在盾构出现异常的初期能做到及时准确判断，从而避免问题严重化，影响工期。

④提前做好盾构通过建筑物等特殊地段的施工技术措施和应急预备方案，做到超前考虑，超前准备。提前与既有建构筑物产权单位协调，签订穿越施工保护协议。

⑤加强工班工序间的衔接，减少人为的影响，实行工班交接班制度，对上班存在的影响进度的问题及时交接、及时处理，认真研究和总结盾构掘进参数、轨道布置、列车编组、地下与地面班组间的协调，持续不断的提高工作效率。

⑥根据施工总进度的要求，分解月、周、日施工生产计划，建立生产调度、分析会议制度，

对照检查，找差距、找原因、完善管理，促进施工。

⑦严格施工监控量测信息反馈管理，及时指导施工技术方案和施工方法的调整，减少因意外事故而影响盾构掘进。

⑧加强日常施工资料的收集和整理，分析整理并提供有参考价值的可行数据，为下一步施工提供重要的改进依据。

⑵设备物资保证

①加强盾构机及配套设备的维护保养，充分发挥施工机械的优势，提高其完好率、利用率以提高生产作业的效率。

②根据施工生产计划编制材料供应计划，超前订货加工，同时严把原材料质量关，防止因不合格材料而影响工期。

③加强与渣土外运单位的协调，确保满足施工进度。

④做好施工物资采购供应工作，特别是管片、特殊管片、注浆材料、泡沫剂、膨润土、盾构机用油脂、轨道、风水管线和盾构机配件的采购供应，保障施工正常进展。

3.8 资源配置

1、组织机构及人员

为优质安全的实现本工程目标，我公司将组建“**地铁4号线SG4-4标**路站～**西路站区间工程项目经理部”，按一个项目经理部和一个工区的两级模式管理。成立由集团技术经济负责人牵头的专家顾问组，并联合高等院校、科研机构成立施工难题科研攻关组，组织机构如图3.8-1。

图3.8-1 项目部组织机构图

为了优质、高效的完成本标段的施工任务，根据工程特点，结合总体施工计划和工程量，科学合理的配置劳动力资源，见图3.8-2：劳动力投入柱状图。

图3.8-2 劳动力投入柱状图

2、材料、机械及仪器设备投入

项目物资材料实行“统一管理，集中采购，优化配置，严格核算”的管理模式。坚持一个“早”字，即“早准备、早上场、早施工”。

⑴施工准备阶段尽快编制施工材料及周转材料进场计划，订立材料供应协议；

⑵做好外委试验规划。

⑶根据总体进度计划、工程量和施工场地条件等，合理的配备施工机械，重点在出土、盾构设备的选择，详见附表一拟投入本标段的主要施工设备表。

技术质量部

项目经理

项目总工程师

综合办公室

计划财务部物资设备部

安全环保部

项目副经理

盾构工区

专题攻关组专家组

4 区间施工方案与工艺

4.1 设备选型及设计

4.1.1设备选型

1、盾构机的选型原则

盾构机选型是优质、安全、快速建成盾构隧道的关键工作之一。盾构机主要遵照以下原则进行选型：

⑴选择的盾构机机型和功能必须满足本标段线路条件、工期、施工条件和环境等要求。

⑵选用的盾构机按本标段的地质条件，进行有针对性的设计与制造，要求其性能与本标段内的工程地质、水文地质条件相适应。

⑶选用的盾构机应具有良好的性能和可靠性。

⑷类似地质、施工条件下盾构选型、施工实例及其效果。

⑸盾构机制造商的知名度、良好的业绩、信誉与技术服务。

2、拟选盾构机应具备的功能

此标段施工采用的加泥式土压平衡盾构，其应具备功能如下：

⑴基本功能

具备开挖、出碴、碴土改良、管片安装、注浆、动力、控制、测量导向等基本功能。

⑵满足微承压水下的盾构掘进

本工程中场地承压水主要为⑿

4

层圆砾中贮存的承压水，盾构在掘进过程中，一旦周围土体出现较大的扰动，即可能导致掘进面位置处承受较大的水压，这要求盾构机螺旋输送机能配置应急设备、盾尾密封等处能耐水压，保证在此条件下的可靠性。同时，刀盘主轴承必须具备良好的密封性能。

⑶满足粉砂、粉土、粘土条件下掘进条件

①具备土压平衡模式掘进功能。

②足够的刀盘驱动扭矩和盾构推力。

③合理的、高耐磨性的刀盘及刀具设计，足够的刀盘开口率，开口形状及合理位置，刀盘刀具可靠，尽可能减小故障率。

④能承受大偏心力矩的主轴承设计，具有高的主轴承设计寿命，有效的主轴承密封及刀盘减震设计。

⑤应具备优良的碴土改良系统。

⑷盾构机应配置适于地层压力的气闸及系统，可安全进行换刀作业。

⑸应具备高水压下防螺旋输送机喷涌技术。

⑹应具备在粉砂及硬塑粘土地层中掘进的刀具减磨、减粘技术，防止刀盘扭矩过大发生刀盘被卡的现象。

⑺精确的方向控制

盾构机必须具有高精度的导向系统，确保线路方向的正确性，盾构方向的控制包括两个方面：一是盾构机本身能够进行纠偏；二是采用先进的激光导向技术保证盾构掘进方向的正确。

⑻环境保护

盾构法施工的环境保护包括两个方面：首先是盾构施工时对周围自然环境的保护，即地面沉降满足设计要求，无大的噪声、震动等；其次要求盾构施工时使用的辅助材料如油脂、泡沫及添加材料等不能对环境造成污染。

⑼掘进速度满足计划工期要求

根据计划工期安排，整个标段计划工程平均月进度最快为250m，要求盾构机具备300m/月的掘进能力。

⑽设备可靠性、技术先进性与经济性的统一

盾构选型及设计应该按照可靠性第一，技术先进性第二，经济性第三的原则进行。

3、选定型号

根据地质及工期要求决定选用2台日本小松Φ6340型加泥式土压平衡盾构，该盾构可以满足区间穿越的粉砂、粉土、粘土土层施工，该型盾构设计覆土条件为5m～40m完全可以满足本工程的埋深要求。

该盾构装备适应高水压可防止挖削土体的喷涌；在皮带输送机处测定土量，监控进入的土体量，在盾构机上方设置3 处土体沉降探测装置，监控上方的空隙量，在操作界面中显示空隙状态，在挖削同时进行同步注浆，在机器后方防止沉降。从而保持开挖面稳定、减少周边土体扰动、保护环境安全。

根据本隧道的工程特点，盾构机应配备泡沫和澎润土注入系统，进行掘进中的碴土改良，实现盾构的土压平衡掘进和止水固结掌子面能进入土仓进行各种作业的目的。

施工操作的性能：该型盾构机施工的安全和可操作性较高。最大设计坡度为40‰满足本工

程最大坡度28.029‰的要求。最小转弯半径完全满足本工程1000m的最小曲线半径。

技术先进及经济合理性：该盾构性能卓越，已在上海、**等地广泛应用，其总体性能已得到大量工程的实绩证明。

针对本工程做以下设计：

⑴为保证掘进面稳定、土体切削的流畅性、减少刀具、刀盘的磨损，刀盘开口率设计为40%；

⑵作为防止沉降的措施，在皮带输送机处进行土量测量，在监视土量的同时，在盾构机上方设置3 处土体沉降探测装置，监控上方的空隙量，以监视土体塌陷情况；

⑶为适应土质的变化，刀盘采用变频式电机驱动；

⑷为防止刀盘过度深入土体而设置联锁等安全措施；

⑸配备加泥注入装置、泡沫注入装置（刀盘前6孔）以加入适合土质的加泥材料；

⑹浆液拌制选用自制搅拌设备，盾构注浆泵采用德国SCHWING泵；

⑺千斤顶根据隧道埋深等参数设定。

4.1.2 盾构机设计特点与主要参数

1、设计特点

日本小松Φ6340型加泥式土压平衡盾构的设计具备以下特点：

⑴能满足开挖土层从砂层到软土层的土压式平衡盾构。

⑵刀盘结构为辐条式，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40％。

⑶刀盘的设计及刀具的配置选择及布局合理，具有足够的寿命。

⑷盾构机采用8台75kW变频电动机驱动，具有较大的扭矩和多档转速，可适应不同地层的掘进需要。

⑸具有良好可靠的加泥、泡沫注入系统，用于开挖面、土仓及螺旋机中土体改善。

⑹螺旋输送机采用有轴式螺旋输送机，后部尾部处排土，具有二道闸门，且螺旋输送机前端叶片及前筒体堆有耐磨材料，抗磨性能优越。

⑺螺旋输送机可配置防喷的保压泵装置。

⑻具有良好可靠的同步注浆注入系统，能及时充填管片与地层的间隙，减小沉降。同步注浆注入系统即可以采用单液浆，也可以采用双液浆。

⑼管片拼装机通过辅助措施可以在盾尾密封刷位置进行管片安装，便于在隧道内实现盾尾密封刷的更换。

⑽具有双仓式气压人行闸设计，设置土仓自动调压装置，保证更换刀具的便利及人员的安全，以适应换刀及处理障碍物要求。

⑾盾构机主机的密封装置（刀盘驱动密封及盾尾密封等）在较高水土压力状态下具有良好的密封功能。

⑿电气和液压元件质量可靠、响应迅捷，防水性能好，适应隧道内的高温、高湿工作环境。

⒀具有应对紧急突发事件的能力，设置有遇到异常情况发生时能自动报警，且设置急停按钮。如紧急停电时螺旋机出土闸门可以通过操作台边上的开关关闭，并且在主机内及操作室内的操作台上各有1个紧急停止开关。

⒁控制系统的自动化程度高且具有连锁功能，减少了劳动强度和错误操作的发生。

⒂盾构机具有故障自诊断及故障内容显示功能，方便维修人员的检修。

⒃具备高精度的盾构机导向测量系统，确保盾构施工的精度。

2、盾构机主要参数

主要技术参数见表4.1-1所示。

表4.1-1 主要技术参数表

小松土压平衡盾构机主机见图4.1-1，后配套设备见图4.1-2，盾构刀盘见图4.1-3。