土木工程地下方向生产实习报告.docx
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土木工程地下方向生产实习报告
生产实习报告
生产实习单位上海隧道股份盾构分公司
实习时间2012年7月4日至
2012年7月27日止
指导人员姓名王衍丰
指导教师姓名薛亚东
学生姓名郭栋
土木工程学院（系）土木工程专业09年级
1.实习安排
本次实习从2012年7月4日至2012年7月27日，周一至周五去实习单位，即地铁12号线18标段项经部，进行现场参观及学习，其余时间在王总的指导下自己查阅资料，提出并思考问题,整理实习日记并撰写实习周报告。
同时在实习第四周去其他工地走一走，多接触一点现场，结合现场所见思考、提问并且总结。
通过实习，系统地回顾在平时理论教学中学到的知识，并将这些知识运用到实际工程中去。
多跟现场导师、工人师傅接触，更好地了解工程的组织方式、分工协作模式。
就自己感兴趣的一些问题查阅资料，思考总结并与老师、同学交流，以期更好地分析、理解问题！
2.实习单位情况
此次实习有幸被分到上海轨道交通12号线18标段项目部实习，此工地属于上海隧道股份盾构分公司。
2.1公司简介
上海隧道工程股份有限公司盾构工程分公司是中国首家盾构施工专业公司，是中国软土隧道施工的开创者。
盾构工程分公司以“科学管理，创一流品牌；科技领先，争国际市场”为企业战略目标，多年来，分别采用挤压式盾构、水力机械盾构、土压平衡盾构及泥水平衡盾构等，在我国交通、能源等领域建成的隧道总长达上百公里，创造了“三龙过江”、“四龙相会”等奇迹，实现了盾构施工技术从无到有，从有到全，从全到精，从精到国际领先的四次飞跃，代表了中国软土隧道施工技术发展的里程碑。
2.2项目部简介
为顺利实施此工程，所在公司专门成立一个项目经理部，项目经理部对此工程负总责。
根据此工程实际需要，按照高效精干原则，配备了20人左右的项目管理班子。
项目管理人员既有参加过大型项目建设、经验丰富的技术骨干，也有公司着力培养的新人。
项目经理部人员按职责熟悉并了解建设单位的要求和有关的制度及规范，项目经理部按照集中指挥、统一协调、各负其责的原则对此工程进行管理。
项目经理对整个项目的合同、方案、质量、安全、财务和进度全面负责，在本项目实施全过程中，进行高效的计划、组织、指挥、协调、控制。
项目副经理协助项目经理管理项目经理部，并积极配合项目经理管理工程。
项目管理人员按职责熟悉并了解建设单位的要求和有关的制度及规范。
项目经理对参加此工程项目的全部人员均负有领导责任，并按项目实施的要求有效地组织起来，把职能原则和对象原则结合起来，可充分发挥职能部门的纵向优势和项目组织的横向优势，实现高效管理。
此项目的项目组织机构如下图所示：
图2.2-1项目组织机构图
3.实习工程概况
上海市轨道交通12号线是上海近期轨道网络建设规划中一条重要的市区西南～东北走向的骨干线路。
起自闵行区七莘路站、经顾戴路－漕宝路－龙漕路－龙华路－大木桥路－陕西南路－茂名北路－泰兴路－长安路－曲阜路－天潼路－东长治路－长阳路－巨峰路，至浦东新区金海路站终点，线路全长约40.417公里，共设地下车站31座。
本工程为12号线18标天潼路站～国际客运中心站～提篮桥站区间工程
3.1工况简述
本标段工程范围包括从天潼路站～国际客运中心站～提篮桥站区间两段单圆盾构区间隧道及附属结构。
天潼路站～国际客运中心站区间上行线里程范围为SK22+473.443～SK23+924.353（单线长1450.910m）、下行线里程范围为XK22+472.631～XK23+924.353（短链1.334m,单线长1450.388m），国际客运中心站～提篮桥站区间上行线里程范围为SK24+370.504～SK24+883.336（单线长512.832m）、下行线里程范围为XK24+370.440～XK24+883.336（长链1.300m，单线长514.196m），双线全长约3928.326m。
根据总体设计方案，天潼路站～国际客运中心站区间设旁通道及泵房，国际客运中心站～提篮桥站区间不设旁通道及泵房。
天潼路站～国际客运中心站区间隧道沿线主要分布有民用住宅和历史保护建筑，多为多层及高层楼房。
区间隧道纵坡为V型坡，最大坡度29.109‰。
隧道顶部埋深为6.89～26.8m，最小平面曲线半径349.851m。
其平面及剖面图如下：
图3.1-1天潼路至国际客运中心区间平面布置图
图3.1-2天潼路至国际客运中心区间剖面图
国际客运中心站～提篮桥站区间隧道主要沿东长治路推进,沿线主要分布居民住宅。
区间隧道纵坡为单向坡,最大坡度7.195‰。
隧道顶部埋深为6.26～9.25m。
最小平面曲线半径700m。
其平面及剖面图如下：
图3.1-3国际客运中心至提篮桥区间平面布置图
图3.1-4国际客运中心至提篮桥区间剖面图
本标段工程配备4台盾构设备。
天潼路站～国际客运中心站区间上、下行线采用两台盾构从国际客运中心站西端头井先后出发，推进至天潼路站。
国际客运中心站～提篮桥站区间隧道采用两台盾构机由提篮桥站西端头井始发，推进至国际客运中心站东端头井。
天潼路站～国际客运中心站区间隧道上行线于2010年12月18日盾构开始掘进，下行线于2011年1月18日盾构开始掘进,上行线盾构于2011年7月12日,下行线盾构于2011年9月6日进洞。
本区间在SK23+141.203（XK23+140.907）设置旁通道及泵站。
旁通道及泵房工程于2011年9月12日开工，至2011年12月10日完成。
国际客运中心站～提篮桥站区间隧道下行线于2011年3月31日盾构开始掘进，上行线于2011年4月30日盾构开始掘进,下行线盾构于2011年6月26日,下行线盾构于2011年7月25日进洞。
详见图3.1-5区间总体筹划图。
图3.1-5区间总体筹划图
3.2工程规模及主要工程量
3.2.1工程规模
隧道内径5500mm
隧道外径6200mm
隧道长度3758.584m
区间隧道长度统计见表3.2-1。
序号
区间
长度（m）
平面线形
竖面线形
1
天潼路站～国际客运中心站
上行线
1450.910m
最小R399.851m
最大坡度29.109‰
下行线
1450.388m
最小R349.851m
最大坡度29.109‰
2
国际客运中心站～提篮桥站
上行线
512.832m
最小R800m
最大坡度7.195‰
下行线
514.196m
最小R700m
最大坡度7.17‰
表3.2-1区间隧道长度统计表
衬砌采用预制钢筋混凝土管片，通缝拼装。
砌环全环由小封顶F、两块标准块B、两块邻接块L及一块大封底块D共6块管片构成，环宽1200mm。
管片强度等级C55、抗渗等级为S10。
管片纵向和环向均采用直螺栓连接。
管片环与环之间用17根M30的纵向螺栓相连接。
每环管片块与块间以12根M30的环向螺栓连接。
衬砌环面设凹凸榫；单环管片纵缝间不设凹凸榫，设置定位棒。
接缝防水由挡水条与弹性橡胶密封垫组成双道防水，挡水条采用遇水膨胀橡胶（宽20mm，高4.0mm），弹性橡胶密封垫采用EPDM（三元乙丙）为主辅以遇水膨胀橡胶的复合密封垫。
另外，进出洞段和穿越重要建筑物区域，在相应的衬砌环中增设预埋注浆管，管片环、纵缝内侧增设一道聚醚型聚氨脂弹性密封垫。
3.2.2主要工作量
3.2.2.1衬砌环
国际客运中心站～天潼路站区间上、下行线均为1208环（含联络通道特殊管片），总计2416环。
国际客运中心站～提篮桥站区间上行线426环，下行线427环，总计853环。
两区间共需衬砌环3269环。
国际客运中心站～天潼路站设立联络通道和泵房区间联络通道及泵房中心里程为SK23+141.203（XK23＋140.907）。
联络通道特殊管片，由两环钢管片（用于联络通道处）和两环半环复合管片（通道一侧的一块标准块、一块邻接块管片与一块拱底块为钢管片，其余为钢筋砼管片）组成。
另外，为满足盾构始发推进需要，制作后座负环管片，本区间盾构共有4次盾构始发施工，每个盾构始发处设置负环10环，共40环。
3.2.2.2衬砌连接件
区间隧道衬砌连接件总使用量详见表3.2-2。
表3.2-2区间隧道衬砌连接件用量统计表
序号
名称
型号
单环数量
总数量
1
环向螺栓
M30
12套
39228套
2
纵向螺栓
M30
17套
55573套
3
环向止水垫圈
24只
78456只
4
纵向止水垫圈
34只
111146只
5
压浆闷头
6只
19614只
另外，由于在进出洞段、旁通道段及穿越重要建筑物段的衬砌环中增设预埋注浆管，因此压浆闷头有所增加，每环增加10只，天潼路站～国际客运中心站区间上行线增开注浆孔153环，下行线增开注浆孔为57环，需增加压浆闷头2100只。
国际客运中心站～提篮桥站区间上行线增开注浆孔48环，下行线增开注浆孔为20环，需增加压浆闷头680只。
共计需增加压浆闷头2780只。
3.2.2.3盾构掘进
区间隧道盾构掘进工作量统计见表3.2-3及表3.2-4。
表3.2-3国际客运中心站～天潼路站区间隧道盾构掘进工作量统计表
序号
项目
单位工作量
总工作量
备注
1
推进距离
R
2416R
2
推进出土量
37.88m3/R
91518.08m3
3
同步注浆
2.49～3.32m3左右/R
6015.84～8021.12m3
正常推进段按理论建筑空隙的150％计算，穿越保护建筑物时按建筑空隙的200％考虑
4
补压浆
次/5环
--
视实际情况而定
5
盾尾油脂
26kg/R
62816kg
表3.2-4国际客运中心站～提篮桥站区间隧道盾构掘进工作量统计表
序号
项目
单位工作量
总工作量
备注
1
推进距离
R
853R
2
推进出土量
37.88m3/R
32311.64m3
3
同步注浆
2.49m3左右/R
2123.97m3
按理论建筑空隙的150％左右计算
4
补压浆
次/5环
--
视实际情况而定
5
盾尾油脂
26kg/R
22178kg
3.3工程地质条件
从业主提供的地质资料来看，国际客运中心站～天潼路站盾构施工穿越的土层为③1、④1、⑤1-1、⑤1-2、⑤3-1，联络通道所处地层为⑤1-2及⑤3-1。
国际客运中心站～提篮桥站盾构施工穿越的土层为③1灰色淤泥质粉质粘土及④1灰色淤泥质粘土层。
各地层特征见表3.3-1及表3.3-2。
表3.3-15国客中心站～天潼路站各地层特征表
层号
岩性
层底标高（m）
土层描述
①
填涂
2.67~-1.59
上部以杂填土为主，含砖块、碎石等，局部夹粘性土；下部以素填土为主，含有机质、腐植物等，局部夹粉性土，土质不均。
①2
浜底淤泥
1.21~-2.08
为黑色淤泥，富含有机质，土质差。
②1
褐黄~灰黄色粉质粘土
1.41~-0.52
含铁镭质结核和氧化铁斑点，无摇振反映，稍显光泽，干强度中等，韧性中等。
②3
灰色粘质粉土
-2.87~-15.66
夹薄层粘性土，局部为砂质粉土，CK22-800~CK23+250区段上部以粉质粘土夹粉土为主，厚度约为3.2~6.0m。
③1
灰色淤泥质粉质粘土
-0.99~-7.48
含云母、有机质，夹粉土，粉砂团块，土质不均。
稍显光滑、中等干强度，中等韧性。
③j
灰色粘质粉土
-2.39~-4.70
含云母、有机质及碎贝壳，夹较多薄层粘性土，播振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低。
④1
灰色淤泥质粘土
-13.48~-15.69
含云母、有机质，夹少许有机质条纹及少量薄层及团块状粉土，无播振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。
⑤1-1
灰色粘土
-18.80~-21.76
含云母、腐植物、钙质结核，夹少量薄层粉性土，无播振反应，切面光泽、干强度高，韧性高。
⑤1-2
灰色粉质粘土
-23.58~-26.30
含云母、腐植物、钙质结核，夹薄层粉土，无播振反应，稍微光泽、干强度中等，韧性中等。
⑤3-1
灰色粉质粘土
-31.70~-41.48
含云母、腐植物、钙质结核，夹薄层粉土，无播振反应，稍微光泽、干强度中等，韧性中等。
表3.3-2国客中心站～提篮桥站各地层特征表
层号
岩性
层底标高（m）
土层描述
①
填涂
2.67~-1.59
上部以杂填土为主，含砖块、碎石等，局部夹粘性土；下部以素填土为主，含有机质、腐植物等，局部夹粉性土，土质不均。
②1
褐黄~灰黄色粉质粘土
1.41~-0.52
含铁镭质结核和氧化铁斑点，无摇振反映，稍显光泽，干强度中等，韧性中等。
③1
灰色淤泥质粉质粘土夹砂质粉土
-0.99~-7.48
含云母、有机质，夹粉土，粉砂团块，土质不均。
稍显光滑、中等干强度，中等韧性。
③j
灰色粘质粉土与淤泥质粉质粘土互层
-2.39~-4.70
含云母、有机质及碎贝壳，夹较多薄层粘性土，播振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低。
④1
灰色淤泥质粘土
-13.48~-15.69
含云母、有机质，夹少许有机质条纹及少量薄层及团块状粉土，无播振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。
⑤1-1
灰色粘土
-18.80~-21.76
含云母、腐植物、钙质结核，夹少量薄层粉性土，无播振反应，切面光泽、干强度高，韧性高。
⑤1-2
灰色粉质粘土
-23.58~-26.30
含云母、腐植物、钙质结核，夹薄层粉土，无播振反应，稍微光泽、干强度中等，韧性中等。
⑤3-1
灰色粉质粘土
-31.70~-41.48
含云母、腐植物、钙质结核，夹薄层粉土，无播振反应，稍微光泽、干强度中等，韧性中等。
注：
表中深色区域为盾构穿越土层
3.4工程特点及难点
本区间隧道工程,盾构推进沿线难点、重点多，土层复杂，给施工带来较多困难，增大了技术难度。
3.4.1盾构穿越建（构）筑物
本工程两个区间将穿越众多建筑物，国际客运中心站～天潼路站区间隧道共有特级保护建筑物（T类）5处，一级保护建筑物（A类）15处，二级保护建筑物（B类）9处，三级保护建筑物（C类）9处。
国际客运中心站～提篮桥站区间隧道共有一级保护建筑物（A类）5处，二级保护建筑物（B类）6处，三级保护建筑物（C类）3处。
表中深色区域为特级保护建筑，分别为闵行大厦、瑞康公寓、新亚大酒店、上海邮政局、河滨大楼。
区间隧道在掘进过程中，不仅要控制好盾构的姿态，保证隧道本身的质量。
同时还要严格控制好地面沉降量，保护好区间范围内的建筑物。
3.4.2盾构下穿外滩通道
国际客运中心站～天潼路站区间里程约SK23+288.431~SK23+244.363（上行线530～566环）处，上行线盾构将斜穿外滩通道东长治路匝道南、北及西侧围护水泥土搅拌墙。
同时在里程约SK23+235.207~XK23+213.530（上行线574～592环）及XK23+234.975~XK23+218.181（下行线573～587环）处，上下行线盾构将下穿外滩通道主线暗埋段，施工有较大的难度。
3.4.3天潼路站东端头井木桩处理及进洞施工
国际客运中心站～天潼路站区间里程约SK22+499.989~SK22+473.443（上行线1185～1208环）及下行线XK22+503.067~XK22+472.631（下行线1181～1208环）处，上、下行线隧道断面范围内均存在400mm木桩群桩，木桩桩长24m，桩底侵入隧道面，施工前需进行木桩拔桩处理，同时，由于天潼路站东端头井上行线盾构上方目前恢复道路交通，道路下方密布管线，加之上行线采用冰冻法进行加固，进洞施工难度较高。
3.4.4盾构穿越东长治路桥桩基
国际客运中心站～天潼路站区间里程约SK23+347.530~SK23+320.524及XK23+334.98~XK23+308.053（上行线136～156环，下行线196～218环）处，上行线盾构将下穿东长治路桥，下行线盾构侧面穿越东长治路桥。
施工存在一定的难度。
3.4.5小半径施工
国际客运中心站～天潼路站区间工程最小曲线半径为349.851m。
且多处有R399.851m和R449.851m的小曲率半径施工，
小曲率半径曲线施工中隧道轴线控制和管片拼装的难度大，在施工中要采取一定的技术措施，确保隧道轴线和管片拼装质量。
3.4.6穿越复杂管线
根据本工程物探调查报告，本工程盾构穿越大量主干道，区间隧道沿线处存在较多重要管线，主要有：
雨水管、上水管、煤气管、电力电缆和电话电缆等，其中还将穿越长治路DN2200合流排水管道及虹口港过桥顶管工程，因此穿越施工期间需要加以保护，将给施工带来了较大的难度。
3.4.7盾构穿越复杂地层
国际客运中心站~提篮桥站区间隧道盾构在③、④1层软硬不同土层中掘进，在两种软硬不同土性界面上掘进时，有可能因为软弱层排土过多，造成地层下沉使盾构在线路方向上产生偏离，应采取勤纠微调措施严防盾构倾斜，随时保持盾构的稳定性。
4.主要设备及工艺流程
4.1盾构机简介
本工程主要是盾构隧道的推进，所以主要设备为盾构机。
根据本区间土层的特点，结合本工程的施工要求，本区间段工程拟采用4台
Ф6340土压平衡式盾构机完成隧道掘进工作。
其中天潼路站～国际客运中心站区间采用两台国产863盾构机（新4＃及新14＃），国际客运中心站～提篮桥站区间采用一台863盾构机（新15＃）及一台“延长号”盾构机。
4.2盾构的改制
针对本工程的工况条件，选用3台由我公司自行研发并制造的863盾构机及1台延长号盾构机，完全适用于本工程。
为使本次使用的盾构能更好的完成掘进任务，确保沿途建筑物的安全，对将要使用的盾构进行了针对性的系统优化。
4.2.1同步注浆系统优化
为减小盾构掘进过后土体的后期沉降量，以达到保护上部建筑物的目的。
对盾构同步注浆系统进行改制，采用压注大比重单液浆的同步注浆系统，浆液由混凝土搅拌站统一拌制。
此种浆液具有比重大、稠度低、收缩性小等特点，可有效控制土体的后期沉降量。
采用德国施维英注浆泵代替原有同步注浆泵，型号KSP12，安装计数器，采用计数的方式计算流量，油缸每动作一次的最大流量约为12L。
每台盾构配备1台施维英注浆泵及配套操作控制系统。
盾构掘进时可实施多点位注浆，使浆液均匀分布，可提高浆液填充效率，减小周围土体变形。
施维英注浆泵经久耐用、操作简单、维护方便，是世界著名盾构机械生产厂家海瑞克公司、小松盾构、IHI盾构等的专用注浆设备。
4.2.2壳体注浆孔
为增强盾构机本体区域的注浆能力，以应对在盾构机本体上方区域产生的异常沉降现象。
在盾构本体腰部和盾尾各增开6个注浆孔，每道不少于6只，沿圆周均匀分布，第一道刀盘起3~3.5米，第二道盾尾起2.5~3.5米，用优质球阀密封。
在盾构掘进期间，可通过以上注浆孔向外注浆，控制盾构机上方的土体沉降。
3～3.5米2.5～3.5米
图4.2－1盾构壳体注浆孔布置示意图
4.2.3刀盘刀具优化
针对本工程天潼路站～国际客运中心站区间需要穿越众多构、建筑物的特殊工况条件，盾构与多幢建筑物桩基础净距较小。
由于地下工程存在一定的不可预见性，不排除盾构掘进断面内存在硬质障碍物的可能性。
为此需要增强盾构刀盘的切削能力，确保盾构保持良好的工作状态进行穿越段掘进施工。
结合以往施工经验，拟在盾构刀盘上增加48把先行刀和9把贝壳刀（见图4.2－2），增强盾构切削硬质障碍物的能力。
刀具高差先行刀应高于刮刀2cm，贝壳刀应高于刮刀3cm。
图4.2－2863盾构刀盘改制图
4.2.4推进系统优化
考虑到本标段天潼路站～国际客运中心站区间盾构掘进线路主要处于深覆土区域，且存在多处R350～400m的小半径平面曲线，将对盾构设备的推进系统进行改制，增加一定数量的千斤顶，以增加盾构总推力以及纠偏的能力。
863盾构原配千斤顶为双油缸结构，每套油缸最大可提供100T推力，故每个千斤顶最大推力为200T。
每个千斤顶可增加1套油缸，成为3套油缸组成的千斤顶，最大推力可达300T。
在盾构内下部及左、右两侧的4～6号、8～10号和12～14号千斤顶上各增加1套油缸，共计9套，可增加推力900T。
详见图4.2-3千斤顶优化图。
图4.2-3千斤顶优化图
4.3盾构施工工艺流程
施工工艺流程如图4.3-1.
图4.3-1施工工艺流程图
4.4施工参数优化
（1）盾构平衡压力的控制
由于粘土、粉质粘土以、淤泥质粘土及砂土土体较不稳定，盾构推进的后期地面沉降会相对较大。
因此在推进时，可在地面隆起允许的情况下，适当提高盾构机的正面平衡压力，以减少后期的沉降量。
（2）推进速度
由于粘土、粉质粘土以、淤泥质粘土及砂土土体中推进时，大刀盘所受扭矩及推力将大大增加，所以盾构推进速度控制在20～30mm/min左右。
通过减缓推进速度，达到降低刀盘扭矩和盾构推力的效果，同时也减少对周边土体的扰动。
在控制推进速度的情况下，也要保证连续均衡施工，避免较长时间的搁置。
（3）控制盾构纠偏量
盾构姿态变化不可过大、过频，每次纵坡变化小于0.1％，同时应连续施工。
（4）同步注浆量的控制
通过注浆加强土体及其周边的稳定性。
同时，再根据监测数据的反馈来加以适当的调节。
（5）拼装控制
在盾构进行拼装的状态下，由于千斤顶的收缩，必然会引起盾构机的后退，因此在盾构推进结束之后不要立即拼装，等待2～3分钟之后，到周围土体与盾构机固结在一起后再进行千斤顶的回缩，回缩的千斤顶应尽可能的少，并应逐一伸缩千斤顶，以满足管片拼装即可，保持开挖面的平衡压力。
拼装过程中，盾构司机注意土压力的控制，必要时通过反转螺旋机维持盾构前方土体平衡。
同时，尽量熟练拼装工艺，确保优质快速拼装管片。
在恢复推进时，应避免先行启动螺旋机，应先恢复盾构的平衡压力，适当可以先推进略微的距离，防止平衡压力下降。
5.专题：
国客中心站西端头井地基加固
5.1地基加固设计
根据设计要求，国客中心站西端头井盾构出洞加固厚度为6m，在盾构断面位置加固范围为洞圈下面3m，北边加固3.05米，南边1.59米，紧贴白玉兰广场地下连续墙），洞圈3m以上至地面区域为弱加固区。
国客中心站西端头井盾构出洞加固采用三轴搅拌桩（桩径为Ø850mm）加固，搅拌桩与地下连续墙之间的缝隙（500mm）采用三重管旋喷桩（桩径为Ø1200mm）进行补加固。
旋喷桩除包角处加固至地面，其它均由洞圈下3m加固至洞圈上4m。
设计平面及剖面图如下：
图5.1-1平面图
图5.1-2剖面图
5.2主要工程量
根据施工图纸布桩，主要工作量如下表：
表5.2-1国客中心站西端头井地基加固主要工作量
区域
工艺
桩长（m）
数量（根）
方量（m3）
水泥用量（T）
备注
国客中心站西端头
三轴搅拌桩
3.641
89
484.5
69.768
弱加固
12.7
1689.8
487.662
强加固
旋喷
13.7
35
541.84
273.32
夹缝
16.341
6
110.83
55.89
包角
累计
886.64
注：
施工进场后，准确测出场地地面标高，以确定加固范围。
5.3主要技
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