悬臂式掘进机掘进施工方案文档格式.docx

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中铁二十二局集团有限公司

青岛市地铁1号线一期工程土建二标01工区

二0一^年四月二十五日

第一章工程概况

1.1设计概况

贵州路站为明暗结合车站，团岛二路南侧和明月峡路东侧规划地块内采用明挖法施工，团岛二路和贵州路下方采用暗挖法施工。

贵州路站平面位置如图2-1所示。

车站起点里程为K31+713.8,终点里程为K31+854.0,明暗挖分界里程为K31+778.1,车站全长146.8m有效站台长120m,有效站台宽11m。

暗挖段长86.8m,宽18.5m车站范围地势相对平坦，拱顶埋深约6.24~7.09m总体呈西底东高，高差0.85m,地面标高约7.35-8.15m,暗挖段采用先隧后站法施工。

图2-1贵州路站平面位置图

车站暗挖段为单拱直墙复合式衬砌结构，根据断面尺寸分为ZA型断面、ZB型断面，见表2.1所示。

ZA型断面宽19.5m高16m,断面衬砌形式如图2-2所示。

ZB型断面宽19.7m,高16m，断面衬砌形式如图

2-3所示。

表2.1车站主体情况一览表

号

序断

面

里程

长度

（m）

围岩分

级

1ZA

K31+713.8~K3

1+847.0

68.9

V级

17.8

K31+847.0~K3

ZB

1+854.0

图2-2主体ZA型断面衬砌结构图

ZA型断面长68.9m拱部采用双侧壁导坑台阶法开挖支护，下部

TBM掘进过站后台阶法开挖支护，详细参数见下表2.2。

表2.2主体ZA型断面支护参数

项目

材料及规

格

结构尺寸

备注

超前

管棚

?

127、

L=20m

环间距300mm

洞口

20m

小导管

42X3.5,L=4m

拱部

60°

双排

钢筋

拱双层、侧墙单

网

8,200X200mm

层

格栅

25、

拱部设置，纵间

钢架

14钢筋

距500mm

型钢

118型

钢

临时

支撑

22型钢

边墙

锚杆

25中空

注浆锚杆

边墙设置，

1.5mx1.5m

L=4m,

右侧边墙上部

3根7m

拱部双层350mm

喷射

C25贲射

200mm

混凝土

侧墙100mm,仰拱

150mm

图2-3主体ZB型断面衬砌结构图

ZB型断面长17.8m拱部采用双侧壁导坑台阶法开挖支护，下部

TBM掘进过站后台阶法开挖支护，详细参数见下表2.3。

表2.3主体ZB型断面支护参数

I18型

1.5mX1.5m

C25喷射

1.2周边环境及建筑物情况

1、周边构筑物

暗挖段拱顶上方为团岛二路和贵州路，南侧为双星金色海岸小区，与暗挖段结构净距59m;

北侧为神龙大厦和海关宿舍，神龙大厦及海关宿舍建于上世纪80年代，框筒结构，箱型基础，2层地下室，与暗挖段结构净距15.4m30.4m。

东侧为一住宅楼，建于上世纪90年代，地上7层砖混结构，砼桩基结合毛石基础，距暗挖段结构外皮水平距离15.5m,暗

挖段主体与车站周边位置关系如图2-4、2-5所示。

图2-4暗挖段主体与车站周边位置关系平面图

图2-5暗挖段主体与车站周边位置关系航拍图

1.3周边管线

根据管线资料和现场调查，暗挖段拱顶范围内的地下管线较密集，地下市政管线分布于团岛二路和贵州路上方，管线走向与现状道路平行。

按距基坑距离，从近到远，团岛二路依次分布有DN200燃气铸铁管、

DN300给水铸铁管、DN300污水PVC管和DN800雨水砼管，贵州路依

次分布有DN500给水水铸铁、DN400污水瓷管、DN600中水PE管

车站暗挖段主体周边主要管线见附图1以及表2.4。

表2.4车站暗挖段主体周边主要管线表

管线名称

规格

质

材量

量

数位置

深

埋拱顶垂与直距离

燃气管

200

铁

铸

1関岛

1二路

.04m

34

.46m

上水管

500

.62m

24

.88m

…污

水管

300

VC

P

42

g雨水管

800

砼

.92m

33

.58m

中水管

600

E管

1贵州

1路

.57m

.93m

污水管

400

管

次

.47m

.03m

给水管

.82m

15

.68m

3、地面交通

贵州路为双向四车道，南行3车道，北行1条公交专用车道；

团岛

二路为双向四车道，海底隧道出口东行2车道，地上东行及西行各1车道，团岛二路是黄岛通往青岛的一个海底隧道出口，车流量较大。

1.4工程地质及水文地质

暗挖段站址处地貌类型属剥蚀残丘：

场地地势较为平坦，地形起伏不大，地面标高7.328.15米，自西向东逐渐增高。

暗挖段拱顶埋深约6.24~7.09m拱部杂填土厚度为1.4（H4.80m,其余部分为中风化花岗岩,局部位置为强风化煌斑岩，拱顶围岩整体自稳性较差。

暗挖段主体结构洞身岩体为中风化花岗岩及微风化花岗岩，局部夹有煌斑岩岩脉，节理裂隙受区域性断裂构造控制，通过钻孔岩芯揭示，节理结构面一般较平直，紧闭〜闭合，少量微张并有充填物，多为高角度节理，倾角一般为60°

〜85°

岩体基本质量等级W级。

车站暗挖段该地下水类型主要为基岩裂隙水，稳定水位埋深3.25-

6.37m,水位标高0.48〜3.54m水位不甚连续，暗挖段地质纵剖图如图

2-6所示。

图2-6车站主体暗挖段地质纵剖面

第二章目前施工进展及掘进机选用背景

贵州路站暗挖段拱部右侧导洞进洞24m,左侧导洞进洞9m

掘进机选用背景：

本站暗挖段经2017年2月16日开始开挖，至2017年4月20日进展缓慢，考虑周边环境比较复杂，爆破施工信访隐患较大，经我部领导慎重研究决定，贵州路站选用EBZ260悬臂式隧道掘进机进行隧道开挖施工，不仅能够加快施工进度，满足业主既定工期目标，还能保证隧道掘进施工中地表建（构）筑物的安全稳定。

第三章悬臂式隧道掘进机施工工艺、方法

3.1施工准备1、配套设施准备

因掘进机米甩1140KV高压，一台掘进机需架设一台特变（其输出至掘进工作处）、、，风、水管、配套挖掘机及运输车出渣，该准备工作为隧道掘进机施工的刖提。

2、超前物探配合

采用地质超前预报技术，减少或避免施工中可能遇到的诸如塌方、涌水、流砂、涌土等地质灾害。

采用地面物探、地质雷达、超前水平钻等超前预报措施将前方岩层地质探明，已保证设备及人员的安全作业。

‘根据本站暗挖段实际开挖围岩揭示，岩石饱和抗压强度Rc最高可

成隧道断面、.、.

洞掘进方量约70立方

3.2掘进机掘进施工人员、机械配置

挖（不含仰选

I/、

。

左右營0同的掘方量约亍施工立方可一部完

为保证隧道24小时不间断施工，掘进工班实行两班制，每台板隧道掘进机配套施工人员每班6小-…丄一--_人员配置每班18人—…面观察1人，清理渣土3焊工1人，售掘机操作手八’其中台台挖掘机用于临时存渣区平整台.

3.3悬臂式掘进机切割方式

悬臂掘进机就位后,开始从掌子面底部水平割出一条槽，向前移左右循环切削。

在h第一运开机到运

班，具

2人，机械配配置人如下掌子

人-电工1人，

其中包括掘进机操作•

:

3人，电缆转运2人，维修工人1八

2人，渣土车司机2人，协调指挥1人；

机械配挖掘机2即因本站暗挖段左右导迥场地狭小，渣区平整渣土），渣土运输车2辆。

次就位，就位后切割头采入自一运下,

部完成后，进行第二次修整到准确设计断面。

当局部遇有硬岩时（戸…E—丄软岩使大块硬岩坠落，米取改炮方式另行处理,

动掘进机再一次就5

切削同时铲板部耙爪将切削下来的渣装入第一z至第二运输机，第二运输机直接装入出渣车运出洞外

100MP飢可先掘进周边…—以降低掘进难度及截齿消耗量

”宀悬臂掘进机的切割方式是从扫底开始切割，再按S型或Z型左右循环向上的切割路线逐级切割以上部分。

左至右选用右往上的方截割硬岩往左由右上而从扫底开始截割。

再遇从理发育较咼岩石，则应选择岩石节理方向逐步切割。

如口下图所示：

掘进机切割方式示意图

针对不同硬岩的岩石可制定不同的截齿，科学合理的截齿螺纹线排布，确保机器有更好的掘削能力，并具有自洁功能，可根据实际工况条件选择最佳截割头，提高施工效率。

当局部再有硬岩时，可以选用小直径切割头，切割力大，破岩能力强，以降低掘进难度及截齿消耗量。

掘进机切割头及截齿实物图

3.4悬臂掘进机出料运输方式

通过切割头旋转切削，由耙爪、第一运输机实现落渣的装运与转截，第一运输机转运至第二运输机，第二运输机直接装入出渣车运出洞外，或由第二运输机将料渣转运到料车中，运到明挖基坑临时堆渣点。

本工程小断面隧道施工中，为改善洞内环境，降低工人劳动强度，经我部研究决定拆除第二运输机，采用挖掘机出渣替代第二运输机功能。

采用第二运输机现场图

拆除第二运输机后现场图

3.5悬臂掘进机施工方案

掘进机施工时掘进机先驶入隧道一头，利用切割部在隧道掌子面进行切削掘进，切削下来的渣土直接由“第一运输机”输送至掘进机后方，再用挖掘机装入运渣车运至明挖段后存入临时堆放点，掘进完成后利用掘进机切割头将初支台车运至掌子面进行初期支护（钢拱架架设、喷射砼）施做，掘进机则后退至不影响后续施工的位置等待下一循环掘进工序。

仰拱部分采用挖掘机