工省区间盾构机过停车线段结构施工方案.docx

工省区间盾构机过停车线段结构施工方案.docx

《工省区间盾构机过停车线段结构施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工省区间盾构机过停车线段结构施工方案.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

工省区间盾构机过停车线段结构施工方案

哈尔滨市轨道交通2号线一期工程

工人文化宫站～省政府站区间

盾构机过大断面停车线段区间施工方案

编制：

审核：

批准：

中国水利水电第四工程局有限公司

哈尔滨市轨道交通2号线一期工程土建施工七标项目部

2017年04月

哈尔滨市地铁2号线

工省区间盾构机过大断面停车线段区间施工方案

1编制依据及原则

1.1编制依据

本方案编制主要依据以下规范及文件：

（1）哈尔滨市轨道交通2号线相关设计图纸、设计说明等技术文件；

（2）哈尔滨城市轨道交通2号线项目施工组织设计文件；

（3）《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）；

（4）《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）；

（5）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；

（6）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；

（7）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011；

（8）《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2011；

（9）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002；

（10）《钢结构设计规范》GB50017-2003；

（11）哈尔滨市颁布的相关给地铁施工规定、技术要求和安全文明施工要求等；

（12）国家颁布的有关电气技术标准、法规和规程；

（13）同类工程的施工经验。

1.2编制原则

（1）严格执行国家、省部和哈尔滨市颁布的规范、技术标准和法律法规文件等；

（2）理解设计图纸及认真踏勘现场的基础上采用合理、经济、可行的施工方案；

（3）施工计划安排合理，施工进度安排均衡、高效；

（4）保护环境，文明施工。

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；

（5）严格贯彻“安全第一”的原则，针对风险细化安全技术措施，预防和杜绝安全事故的发生；

（6）确保工程质量和工期，对施工过程实行动态管理；

（7）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，以提高工程质量，加快施工进度，降低工程成本；

（8）加强施工管理，提高生产效率，降低工程造价。

1.3编制范围

本方案适用于哈尔滨市轨道交通2号线土建7标工省区间盾构机过停车线段区间施工项目。

2工程概况

哈尔滨城市轨道交通2号线7标段包含1个车站工程和4个盾构区间工程，其中工人文化宫站～省政府站区间由工人文化宫站出发，沿中山路到达省政府站，整个区间呈西北至东南走向；中山路为哈尔滨市主要的交通主干线，地面交通非常繁忙，地下管线众多。

区间下穿2座人行天桥、文昌立交桥。

文化宫站为地下双层岛式车站，车站主体明挖顺作；省政府站为地下双层三跨岛式车站，采用洞桩法施工。

工省区间左线由于设计变更调整部分区间为明挖法+盖挖施工，设计里程为：

SK20+823.123～XK21+52.371，长度为229.248m（结构外皮），盖挖里程为：

XK21+16.040～XK21+52.371。

该区间停车线段为单层单跨结构，标准段宽度为9.9m，两侧停车线段宽约为12m，有效站台中心处顶板覆土厚度约为10.03～13.26m，轨面埋深约为16.99～20.24m，区间停车线段采用明、盖挖法施工。

明、盖挖段基坑开挖深度约为19.83m～24.63m。

由于停车线段停车线需要及时恢复通车，不具备盾构机下井条件，因此盾构机必须采用在工人文化宫站大里程端下井，然后沿明挖区间中线空推至停车线段始发井，进行平移后进入始发位置，最后盾构机始发掘进区间左线。

图2-1工省区间停车线段平面结构图

图2-2工省区间左线盾构施工示意图

3施工筹划

3.1施工方法概述

根据施工筹划及现场实际情况，本工程左线拟采用1台海瑞克盾构机先从文化宫大里程端吊装井下井，然后在托架小车上进行组装，待盾体拼装好后采用带轮的托架小车结合托架后外加的2台千斤顶顶推通过停车线段区间，到达停车线段大里程始发井后，再采用双层移动式钢板结合2台千斤顶完成平移到达始发位置；托架台车采用电瓶车直接分节牵引至盾构后组装；盾构机组装调试完成后，在停车线段区间始发井进行始发。

3.2方案可行性验证

3.2.1盾构机主要结构尺寸

本工程采用海瑞克盾构机，编号13#，其主要参数如下：

海瑞克盾构机主要参数表表3-1

序号

部件名称

外形尺寸（长×宽×高）mm

重量（吨）

备注

1

刀盘

6280×6280×2750

52

2

前盾

6250×6250×2100

96

3

中盾

6240×6240×3100

86

4

盾尾

6230×6230×3630

28

5

管片拼装机

5100×4300×3600

15

6

螺旋输送机

12500×1640×1750

25

7

桥架

12353×4682×3348

14

8

台车1

10800×4500×4000

36

9

台车2

12600×4500×4000

42

10

台车3

10800×4500×4000

28

11

台车4

10500×4500×4000

20

12

台车5

10300×4300×3400

18

13

尾架

5300×4600×4000

6

14

合计

3.2.2车站结构尺寸

工人文化宫站为地下二层车站结构，大里程端设始发吊装井，左线吊装井井口尺寸11.4m*7.2m，吊装井井底长度12.5m，层高7.71m，高程118.792m。

结合盾构机参数，始发井井口7.2m大于盾体外径6.28m，满足盾体分体下井要求；台车最长12.6m小于始发井井口长度11.4m，但吊装时采用对角旋转下井方式也可满足下井要求；盾体高6.28m，加上始发托架高0.2m，总高6.48m小于层高7.71m，满足盾构吊装条件。

图3-1工人文化宫站大里程吊装井平面图

图3-2工人文化宫站大里程吊装井断面图

3.2.3停车线段区间结构尺寸

停车线段为单层单跨结构，全长约229.2m，标准段宽度为9.9m，两侧停车线段宽约为12m，净宽8.5m～10.68m,净高7.5m～9m，底板高程119.066m，始发井底板高程117.566m，停车线段纵向有2‰纵坡，其中前67m为上坡，后162.2m为下坡（底板）。

结合盾构机参数，盾构机加托架的外形尺寸为长10m，宽6.28m，高6.48m，均小于停车线段停车线净空尺寸（见下图），满足盾构机通行条件。

图3-3盾构过停车线段停车线断面示意图

4施工准备

4.1项目组织机构建设

根据本项目的工程特点，成立项目经理部，在项目的组织机构上，设项目经理一名，生产副经理、总工程师、安全总监各一名，下设6个职能部门，施工现场设盾构工程施工负责人一名，现场设三个工区和一个测量队及一个实验室。

在施工过程当中，项目部将不断完善和改进各组织机构，使各部门积极配合，达到最佳利用各项资源的目的。

图4-1项目组织结构图

4.2技术准备

施工前必须做好技术准备工作，主要包括以下部分：

（1）提前安排技术人员熟悉图纸及进行施工场地实地勘查，结合现场情况及有关文件要求编制相应施工方案，报监理审批。

（2）人员进场后，进行施工技术交底培训，使施工人员熟练掌握施工流程及各项工序施工工艺。

（3）施工人员要召开好班前会，认真交代施工的内容，提醒施工人员应该注意的事项及技术要求。

4.3场地准备

（1）人员进入施工场地后，及时进行盾构机吊装场地平整，清理杂物、障碍物等，合理规划堆放场地、吊装场地等。

（2）盾构吊装井及停车线段停车线具备进场条件后，及时安排人员进入场地，清理杂物及测量放点。

（3）整个施工区域做好施工标识、画线，做好临边、井口防护。

4.4人员配置

进场前，根据施工内容合理规划进场施工人员工种、数量，编制人员配置计划；具备进场条件后，及时按照计划安排人员进场组织施工。

人员配置表表4-1

序号

名称

数量

备注

1

管理人员

5

技术、安全、质量

2

电工

2

3

电焊工

3

4

信号工

2

5

起重工

1

6

测量人员

3

7

液压设备控制人员

6

8

构件加工人员

5

9

砼工

3

10

普工

15

合计

4.4设备及材料准备

根据本项目施工内容，合理规划进场设备及材料种类、数量，编制设备及材料配置计划；具备进场条件后，及时按照计划安排设备及材料进场施工。

主要设备及材料配置表表4-2

序号

材料名称

型号

单位

数量

备注

1

履带吊

260t

台

1

2

龙门吊

16t

台

1

3

电焊机

NB400/500

台

3

4

切割机

J3G2-400

台

1

5

风机

2*55kw

台

1

6

液压泵站

100t

台

1

7

千斤顶

100t

台

2

8

液压手推车

5t

辆

2

9

全站仪

台

1

10

磁力钻

Ф40

台

1

11

钢板

10mm/20mm/30mm

T

70

12

钢轨道

p43

m

900

13

托架小车

t

22

14

型钢

工字钢

t

4

15

钢筋

Ф25

t

0.5

16

夹轨器

手动

个

2

17

砼

C20

m3

410

18

槽钢

[10

t

10

19

润滑油脂

t

0.1

5盾构机空推、平移实施方案

5.1盾构机空推流程

当盾构机进场后，先在工人文化宫站大里程始发井进行盾体吊装，盾体在专门定制的托架小车上拼装，然后在托架后安装2台100t千斤顶将托架连同盾体一起循环空推通过停车线段到达始发井，最后平移到达始发位置；后配台车重量较轻，直接采用电瓶车牵引过停车线段到达始发井。

盾体空推具体施工流程如下：

图5-1过停车线段流程示意图

5.2盾构机空推准备工作

5.2.1轨道、马蹬及传力支撑加工

（一）轨道加工

本工程盾构机空推时需要对用于空推的轨道进行打孔加工，以便安装马蹬支座。

轨道采用P43钢轨，每2m在轨道中部加工一组Ф34钻孔，每组钻孔4个，间距10cm。

图5-2P43轨道加工钻孔位置侧面图

图5-3P43轨道加工钻孔断面图

（二）马蹬加工

本工程盾构机空推时需要采用马蹬支座提供反力。

马蹬外形尺寸400mm*300mm*500mm，采用δ20mm钢板制作，侧面开四个孔，与轨道孔对应，纵向预留轨道槽。

图5-4马蹬结构侧面图图5-5马蹬结构正面图

（三）传力撑加工

本工程采用2台100T千斤顶顶推盾构机，考虑到千斤顶行程只有1m，因此为加大顶推行程，需外加传力撑箱。

传力箱外部尺寸端面150mm*150mm，一组3个，长度分别为500mm、400mm、200mm，采用δ20mm钢板和Ф100*12无缝钢板制作，端部四个方向各开Ф18的钻孔，便于螺栓连接；无缝钢管中部填充C30砼。

图5-6传力撑结构示意图

5.2.2托架小车制作、验收

托架小车平面外形尺寸10m*4.826m，将委托钢结构制作厂家按照设计图纸采用工字钢、槽钢、钢板等型钢制作，经验收合格后投入使用。

图5-7托架小车结构平面图

图5-8托架小车结构断面图

5.2.3轨道安装

（1）托架小车轨道采用P43钢轨，轨距3960mm，左侧距离侧墙2270mm。

（2）在往大里程铺设轨道时，前67m直接铺设在底板上，后162.2m继续按照2‰的上坡度铺设砂浆找平层，确保轨道到始发井时满足始发高程条件。

（3）在大断面停车线段轨道铺轨前，检查地面平整度，轨道应铺设在平整的平面上。

（4）停车线结构内轨道固定方式采用轨道压板固定，每隔600mm布置一块轨道压板，压板固定采用膨胀螺栓锚固在结构底板上。

（5）车站内铺轨应注意轨道偏差，偏差量控制在10mm之内。

图5-9托架小车轨道平面布置图

图5-10轨道压板平面布置图

图5-11轨道压板断面布置图

5.2.4托架小车安装

由于盾构吊装井尺寸为11.4m*7.2m，满足托架小车整体吊入的条件，因此，托架小车在地面场地拼装完成后再整体吊入井内安装在轨道上。

为防止托架小车在吊装盾体时发生晃动、移动，在每个滑轮支架位置焊接2根I20工字钢支撑，支撑与小车焊接加固，底部采用Ф25插筋加固。

图5-12轨道小车加固示意图

5.2.5盾体吊装

托架小车安装到位后，开始吊装盾构机。

本工程盾构机吊装与常规吊装方案不同，需要先吊装盾体，然后再吊装台车。

采用260t履带吊按照先吊装中盾，再吊装前盾，接着吊装刀盘和尾盾的顺序依次进行安装连接。

图5-13盾体吊装后平面布置示意图

5.3盾体空推施工

5.3.1马蹬安装

在托架小车后面的轨道上安装各安装一个钢结构马蹬，马蹬前部距离托架1m。

马蹬与轨道通过8.8级Ф32螺栓穿孔连接加固。

图5-14轨道与钢马蹬连接加固示意图

5.3.2安装千斤顶

钢结构马蹬安装好后，在马蹬间放置一台千斤顶。

千斤顶放置在轨道上，两侧再各加一个垫块防止千斤顶倾斜、脱落到底板上，千斤顶与托架焊接加固，以便加传力撑过程中千斤顶与托架一起运动，减少搬运。

液压泵站放置在右侧底板上，然后连接管路，接通千斤顶油缸管路。

图5-15千斤顶安装平面布置图

图5-16千斤顶安装断面布置图

5.3.3盾构机顶进

（一）施工用时

单个顶进循环周期（2m行程）表5-1

序号

施工项目

用时（h）

备注

1

安装千斤顶及马蹬

0.3

2

第一次顶进

0.12

3

添加传力撑

0.1

4

第二次顶进

0.05

5

第二次添加传力撑

0.15

6

第三次顶进

0.05

合计

根据以上计算表格可知，推进一个循环周期为0.77h，一天工作效率按照85%考虑，则一天的推进量为24×85%÷0.77=26.5m，完成该工作总用时T=229.2÷26.5≈9天。

（二）施工方法

（1）千斤顶安装完成后，先进行千斤顶设备检查、调试，确认设备是否正常。

（2）逐步对称割除托架小车底部的工字钢支撑，边割除边观察小车和盾体情况，发现异常及时停止割除并采用加固措施。

（3）启动液压千斤顶，顶推托架小车，千斤顶抵靠小车后，逐步提升推力，观察小车和盾体运动趋势情况，不能瞬间加大推力，防止推力过大造成小车和盾体晃动发生危险。

（4）小车启动前行后，严格控制推力及油缸行程，初始行走速度不大于10cm/min。

（5）千斤顶行程达到最大值后，在小车两侧滚轮处塞入钢楔块，接着收缩千斤顶，在千斤顶后放入钢结构传力撑箱，然后再次启动千斤顶，顶推小车和盾体。

（6）当千斤顶再次达到最大行程后，再次放入一个钢结构传力撑箱，传力撑箱间采用4根Ф16的螺栓连接，连接好后，再次启动千斤顶顶推。

（7）当千斤顶第三次达到最大行程后，在小车两侧滚轮处塞入钢楔块，收回千斤顶顶杆，拆除千斤顶和马蹬，然后往前2m位置重新安装、顶推，循环顶推施工，直至盾体到达始发井。

5.4盾体平移施工

5.4.1平移施工流程图

图5-17平移施工流程图

5.4.2前期准备工作

（一）场地回填准备

停车线段始发井底板高程117.566m，根据始发要求，需采用素砼对始发井进行回填，回填高度1.68m～1.7m。

图5-18停车线始发井回填断面图

（二）钢板准备

本项目施工时，需使用2块钢板，尺寸分别为6m*10.5m*30mm和9m*12m*20mm。

钢板之间连接采取焊接的方式，钢板边加工45°坡口，钢板对接时焊缝填充坡口，焊接完毕后打磨钢板平面，打磨标准要求焊缝高度≤钢板厚度。

图5-19钢板焊接简图

（三）千斤顶支座准备

千斤顶支座采用δ30mm钢板制作，面板尺寸400mm*300mm，后设3道钢板斜撑，尺寸为300mm*300mm*30mm。

图5-20支座结构简图

（四）钢板及轨道安装

（1）钢板铺设前应对接收井底板进行检查，确保底板无明显高低落差，保证底板的平整度。

如底板高低不平，应使用细沙对底板进行找平。

（2）按照钢板平面布置位置进行现场放点，采用红漆喷涂标记，摆放位置见下图。

（3）采用两台5t手动液压推车倒运钢板至安装位置。

（4）底层钢板在底板采用8根Ф25插筋的方式固定加固。

（5）上层钢板摆放之前，在两层钢板之间均匀涂抹润滑油脂，以减小平移时的阻力。

上层钢板按照要求摆放到位后，清除上层钢板周围多余的油脂，避免污染支座焊接点。

图5-21钢板平面位置图

（6）钢板安装完成后，安装托架小车行驶的P43轨道，轨道与上层钢板点焊加固牢靠形成整体。

5.4.3盾构平移施工

（一）盾体固定

（1）在盾构机到达停车线段始发井后，控制推进速度，使刀盘距离前端结构墙50cm时停止顶推，采用钢结构楔体塞入滑轮与轨道间间隙，阻止滑轮继续滑动。

（2）在托架两侧滚轮部位焊接δ30mm连接钢板，尺寸为700mm*470mm，使底部上层钢板与托架形成一个钢结构整体。

（3）拆除盾体后部的千斤顶、马蹬及轨道，使轨道与盾体能一起移动。

（4）在盾体两侧各增加4道I20工字钢斜支撑，底部与钢板连接，防止盾构平移时盾体发生晃动。

（5）在距离下层钢板左侧边缘260mm位置焊接限位钢筋，防止上层钢板向左侧平移过大。

（二）千斤顶支座焊接及千斤顶安装

根据托架小车滚轮位置，在距离底层钢板边缘右侧50cm位置焊接千斤顶支座，支座与钢板满焊加固。

图5-22千斤顶及支座平面位置图

图5-23千斤顶及支座平面位置图

（三）盾体平移施工

（1）将液压泵站放置在盾体后面的底板上，接通油管，调试千斤顶收缩，检查设备是否正常。

图5-24盾体平移初始阶段位置图

（2）最后再次检查、确认加固点，确认无误后启动液压泵站压力，使千斤顶前端逐步与托架小车接触，然后缓慢增加推力。

（3）观察上层钢板及托架小车等运动趋势，当产生运动时，控制油缸伸长速度，保证盾体缓慢移动。

（4）当千斤顶达到最大行程时，收回顶杆，然后放置50cm长的传力箱继续顶推盾体。

（5）当盾体平移距离达到2100mm时，即达到区间中心线时，停止顶推。

（6）清理上层钢板周边的润滑油脂，采用电焊将上下层钢板焊接形成整体结构，确保后续施工时，钢板不再滑动。

图5-25上下层钢板边缘焊接加固图

（7）收缩千斤顶顶杆，拆除传力箱及千斤顶，完成盾体平移。

图5-26盾体平移最终阶段位置图

5.5空推、平移施工技术要求

5.5.1空推施工技术要求

（1）方案中所用的钢结构工具构件（如钢马蹬、传力箱、托架小车等）必须严格按照设计图纸进行加工制作、验收，合格后方能投入使用。

（2）轨道、钢马蹬等开孔采用机械开孔（如磁力钻），严禁采用氧气、乙炔等灼烧钢结构进行开孔。

（3）轨道铺设前，仔细检查底板平整度，清除底板上的杂物垃圾，然后再铺设轨道，确保轨道底部稳定，轨面平顺。

（4）施工前，先由测量人员进行现场复核，确认现场各断面高程，然后再根据测量数据进行局部找平回填，确保盾构顶推时安全平稳和到达始发部位的高程满足始发条件要求。

（5）进行盾体吊装时，必须采用型钢固定托架小车，同时在小车滚轮部位放入钢楔块，保证吊装时托架的稳定。

（6）本施工项目中轨道存在约2‰的坡度，因此，为避免盾体由于自重或推力过大发生自由滑动，在施工过程中，必须有专人携带楔块和夹轨器全程跟踪，在出现异常现象时及时在滚轮前放入楔块和夹轨器。

（7）在循环顶推过程中，要及时检查钢马蹬、传力箱、托架小车等结构情况，出现变形等情况时及时做补强、更换处理。

（8）停车线段内的材料水平运输采用45t电瓶车进行，5t手动液压推车辅助进行。

5.5.2盾体平移施工技术要求

（1）盾体平移前，必须组织所有参与人员进行技术交底，是大家明确施工技术要点及注意事项。

（2）钢板铺设时，要复核场地高程，表面要平整，底部要垫实，确保后期工作的顺利进行。

（3）钢结构间连接要满焊，特别是支座和防止盾体晃动的斜撑，必须焊接牢靠。

（4）两层钢板间要均匀的涂刷润滑油脂，确保盾体的顺利平移。

（5）盾体平移过程中，要安排专人观察盾体移动情况。

（6）千斤顶在盾体平移过程中要控制伸长速度，避免盾体整体晃动。

（7）停车线段始发井顶板施工时，预埋圆钢吊钩用于盾构始发时构件移动、安装。

5.6台车过停车线段施工

由于台车带有移动滚轮，因此，本工程采用电瓶车直接牵引台车到达始发部位，牵引绳采用Ф20钢丝绳。

（1）台车下井前，先铺设电瓶车轨道及台车轨道，电瓶车轨道间距0.97m，台车轨道间距2.18m，轨枕采用[10槽钢加工。

（2）施工时，先吊入电瓶车，然后再吊入台车，最后连接电瓶车和台车，由电瓶车牵引到达盾体后面进行连接。

（3）台车按照1#～6#顺序依次进行吊运、运输、安装。

图5-27电瓶车牵引台车平面示意图

图5-28电瓶车牵引台车立面示意图

6质量保证措施

6.1质量管理组织机构

为了贯彻质量方针，确保工程质量目标在本工程项目的实现，建立质量管理体系，设置现场工程质量控制机构，配备足够的有经验的技术人员、质检人员、管理人员和操作人员，按照由上到下的顺序进行工程质量管理，明确施工过程中的质量控制程序。

成立以项目经理为第一负责人的工程质量管理小组，组员为项目部各部室和工区施工员，全面负责项目工程质量保证和控制。

6.2制度保证措施

（1）工程质量责任制

实行工程质量终身责任制，建立层层负责的质量责任制，对所有施工项目明确领导责任人，所有参与施工的有关负责人，按职责分工，承担相应的质量责任。

（2）质检工程监督制

设立1名质检工程师和1名试验工程师参与质量管理。

以制度化管理确保质检试验对工程质量检查监督的有效性；同时以行政手段赋予质检、试验对工程质量实施奖惩权威性。

（3）质量教育培训制

根据本工程的施工特点、技术措施、质量要求，充分利用一切机会，通过全面质量管理教育，组织技术业务学习、岗前培训等形式，提高全员质量意识和技术素质。

（4）质量检查制

施工期间，严格建立各种检查制度，坚持定期和不定期的质量自查自检自评和抽查制度，并对检查结果予以真实记录，发现问题及时制定整改方案、措施，限期整改。

7安全文明措施

7.1安全措施

7.1.1安全保证体系

图7-1安全保证体系

7.1.2安全技术保证措施

（1）每一工序开工前，在技术交底的同时，必须进行安全交底，所有制定的施工方案必须有安全注意事项和安全保证措施。

（2）特殊作业人员包括龙门吊驾驶、电工、电焊工、信号工等必须在政府指定机构进行专业培训，经考试合格后，持证上岗。

操作证按时复审，特种作业必须严格执行各种安全技术操作规程，特殊工种人员进场后需及时上报监理审查，确保安全施工。

（3）班组在上岗前须进行班前安全交底、上岗检查、上岗记录，每周举行一次安全活动。

对班组的安全活动，要有考核措施。

（4）遵章守纪、佩戴标记，严惩违章指挥、违章作业。

7.1.3劳动保护安全措施

（1）根据现场作业特点，我们将