天津XX盾构施工组织设计.docx
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天津XX盾构施工组织设计
1综合说明
1-1工程概况
XXXX站～XXXX站地下区间隧道工程是天津市XXXX工程的一个重要组成部分，是天津市重点工程项目。
该段区间从XXXX站开始，沿大沽南路至XXXX。
起讫里程为DK17+166.05—DK18+051.12，区间全长885.07m，区间沿线经过的大沽南路为河西区重要的商业中心和天津市主要的办公区。
地面两侧主要建筑物有河西医院、麦格里花园等。
该区间位于直线及半径400m的曲线上，线路最大纵坡24.48‰，最小纵坡3‰。
区间的沿线两侧，距建筑物近，地面交通繁忙，地下管网密布。
由一台盾构从XXXX站端头井下井，沿左线推进到XXXX站端头井。
在井内调头后，盾构再从XXXX站端头井经右线推进到XXXX站端头井。
其中在里程桩号DK17+540处设有一条左右线联络通道。
本工程计划2003年9月1日盾构出洞，至2003年11月30日左线盾构进洞；于2004年2月20日开始右线盾构出洞，至2004年5月15日右线盾构进洞。
（详见附图：
进度计划图）
隧道的平面位置：
左线从XXXX站起始桩号DK17+166.05开始至DK17+220.574为54.524m的直线段，接DK17+220.574至DK17+538.899长318.325mR350m的右曲线段，然后是DK17+538.899至DK17+569.116长30.217m的直线段，再接DK17+569.116至DK17+870.895长301.779mR400m的左曲线段，再接DK17+870.895至DK17+917.448长46.553m的直线段，最后是DK17+917.448至终点桩号DK18+051.12长133.672mR400m的右曲线段至XXXX站。
右线从XXXX楼站起始桩号DK17+166.05开始至DK17+219.399为53.349m的直线段，接DK17+219.399至DK17+537.724长318.325mR350m的右曲线段，然后是DK17+537.724至DK17+565.747长28.023m的直线段，再接DK17+565.747至DK17+867.526长301.779mR400m的左曲线段，再接DK17+867.526至DK17+908.609长41.083m的直线段，最后是DK17+908.609至终点桩号DK18+051.12长142.511mR400m的右曲线段至XXXX站。
。
1-2地形地貌及地质情况
本段区间隧道覆土厚度约为13.5米～21.3米不等，根据勘探资料，工程沿线地势较为平坦，地面标高为3米左右。
本区间地层主要为第四系全新统人工填土层（人工堆积Qml）、第I陆相层（河床—河漫滩相沉积层Q43al）、第I海相层（浅海相沉积层Q42m）、第II陆相层（河床—河漫滩相沉积层Q41al）,第四系上更新统第III陆相层（河床—河漫滩相沉积层Q3eal）、第II海相层（滨海—潮汐带相沉积层Q3dmc）及第IV陆相层（河床—河漫滩相沉积层Q3cal）。
其岩性特征描述如下表：
时代成因
土层编号
岩土
名称
岩性描述
Qml
①-1
杂填土
黄褐色，灰色，灰褐色，灰黄色，中密—密实，稍湿—饱和，以碎砖块，灰渣，碎石，三合土为主，夹粉质粘土
①-2
黄褐色，灰黑色，褐灰色，灰黄色，以粉质粘土为主，硬塑—软塑，含碎砖块，灰渣，植物根，碎石，石灰
Q43al
③
粉质粘土
黄褐色，灰黄色，灰褐色，可塑—流塑，局部夹薄层粉土，粘土，含铁锈色斑纹，灰色条纹
③-1
粉土
灰黄色，黄褐色，湿，中密—密实
Q42m
④
粉土
灰色，湿—很湿，稍密—密实，含贝壳，局部与粉质粘土互层，成千层饼状，夹粉质粘土，粉砂，薄层
④-1
粉质粘土
灰色，可塑—流塑，夹粉土，含贝壳，夹粉砂
④-2
淤泥质粉质粘土
灰色，流塑，局部与粉土互层，呈千层饼状，含贝壳
④-3
粉质粘土
灰色，可塑—流塑，含灰色条纹，贝壳，夹粉土
Q41al
⑤
粉质粘土
黄褐色，褐黄色，灰黄色，灰褐色，硬塑—流塑，含贝壳、姜石、灰色条纹、铁锈色斑纹及斑点，顶部分布有灰黑色泥炭，夹粉土、粘土
Q3eal
⑥
粉质粘土
黄褐色，褐黄色，灰褐色，硬塑—流塑，含贝壳、螺壳、姜石、灰色条纹、铁锈色斑纹及斑点，夹粉土、粘土
⑥-1
粉砂
黄褐色，中密，饱和，夹粉质粘土，粉土
⑥-2
粉土
褐黄色，黄褐色，灰褐色，灰黄色，稍湿—湿，中密—密实，含贝壳、铁锈色斑纹及斑点，夹粉砂、粉质粘土薄层
⑥-3
粉砂
黄褐色，密实，饱和
盾构主要穿越的土层为灰色淤泥质粉质粘土，灰色淤泥质粘土及灰色粘土。
其中灰色淤泥质粉质粘土层土性不均匀，夹杂较多粉性土，透水性较好，在水头差作用下易发生流砂管涌现象，对盾构施工较为不利；灰色淤泥质粘土及灰色粘土层土质均匀，透水性差，对盾构施工较为有利，但其工程地质性质较差，含水量高，孔隙比大，强度低，压缩性高且稳定时间长，在动力作用下，易产生流变现象。
本场地地震基本烈度为7度，无地震可液化层。
土壤最大冻结深度0.7m。
本段区间隧道地下水类型为空隙潜水，赋存于第四系粘性土、粉土及沙类土中。
勘测期间地下水位埋深0.8—2.7m（高程2.2—0.0m），水位变幅1.0—2.0m。
地下水主要补给来源为大气降水。
根据提水试验成果及地区经验综合分析，K=0.05—2.0m/d。
根据取水样水质分析结果，地下水对混凝土结构不具腐蚀，对钢筋混凝土结构中钢筋不具腐蚀，对钢结构具弱腐蚀（DK17+900以前）或中等腐蚀（DK17+900以后）。
1-3工程规模及主要工程量
本区间隧道外径Φ6.2m，内径Φ5.5m，管片宽度1m。
DK17+540处设有一处左右线联络通道。
本工程左、右线隧道的管片用量为1792环，包括负环20环，普通环1768环，钢管片4环。
衬砌的设计强度为C50，抗渗标号为S10，由封顶块（F）、邻接块（L1）、邻接块（L2）、标准块（B1）、（B2）各一块及拱底块（D）构成。
纵、环向均采用M30双头螺栓连接，衬砌接缝防水采用水膨胀橡胶和三元乙丙橡胶制成的弹性密封垫。
1-4工程难点及特点
1）本区间隧道沿线经过重要的商业中心及重要建构筑物，并且两次从津河下方穿过，由于该段区间地质情况复杂，土层的特性对盾构推进将造成不利影响，故该区段隧道施工较为困难，施工过程中，将采取有效措施，确保盾构推进质量以及严格控制地表变形。
2）本区间隧道全线普遍埋深较浅，而沿线建筑较多，在通过此类建筑物附近或下方时，与其桩基会十分接近，对隧道轴线控制及参数调整要求较高。
3）XXXX端头井处于繁华地段，可利用施工现场较小，并且有多个施工队伍同时进行不同部位的施工，场地布置困难较大，容易影响施工速度。
4）XXXX站接收井井位较小，不利于盾构吊装调头。
由于该工程施工技术要求高，因此在掘进施工中将充分借助于《智能化辅助决策系统》进行地面及建构筑物的沉降预测。
通过优化盾构推进参数及采取一些针对性措施来控制地面变形，减少对建构筑物及地下管线的影响，同时要根据地表变形监测情况，及时调整盾构掘进参数，不断提高施工技术，确保将施工后地表最大形变控制在+10～－30mm范围内。
1-5编制依据
1-5-1工程施工设计文件
序号
图纸名称
图纸编号
1
设计说明
津地1新双招资隧12-02
2
区间盾构进出洞处地基加固图
津地1新双施隧-盾-02-31
3
区间平面结构图
津地1新双施隧-盾-01-04
4
右线区间纵断面图
津地1新双施隧-盾-01-05
5
左线区间纵断面图
津地1新双施隧-盾-01-06
1-5-2工程应用的主要规范规程和检验评定标准
序号
规范名称
编号
1
地下工程防水技术规范
GB50108-2001
2
地下防水工程质量验收规范
GB50208-2002
3
地下铁道、轻轨交通工程测量规范
GB50308-1999
4
地下铁道工程施工及验收规范
GB50299-1999
5
砌体工程施工质量验收规范
GB50203-2002
6
钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程
JGJ82-91
7
砌筑砂浆配合比设计规程
JGJ98-2000
8
施工现场临时用电安全技术规程
JGJ46-88
9
建设工程施工现场供用电安全规范
GB50194-93
10
预应力混凝土构件质量检验评定标准
GBJ321-90
11
混凝土质量控制标准
GB50164-92
12
混凝土强度检验评定标准
GBJ107-8
13
铁路隧道辅助坑道技术规范
TB10109-95
14
铁路隧道施工规范
TB10204-2002
15
铁路隧道施工技术安全规则
TBJ404-87
16
铁路隧道工程质量检验评定标准
TB10417-98
17
铁路隧道防排水技术规范
TB10119-2000
18
工程测量规范
GBJ50026-93
19
建筑防腐蚀工程施工及验收规范
GB50212-9
20
建筑防腐蚀工程质量检验评定标准
GB50224-95
2盾构设备简介
2-1盾构机型
机型：
加泥式土压平衡盾构。
2-2盾构机主要技术参数
A.盾构外形尺寸
⑴盾构外径：
Φ6340mm
⑵盾尾内径：
Φ6260m
⑶盾构长度：
9050mm
B.推进拼装系统
⑴盾构千斤顶：
千斤顶数量：
20个
单个推力：
1960kN
最大总推力：
39200kN
推进速度：
7.5cm/min
⑵管片拼装机
装卸重量：
28.5kN
转速：
0.3～1.5RPm
转角：
±2100
径向行程：
650mm
滑动行程：
750mm
旋转驱动马达：
带制动的液压马达
C.大刀盘
形式：
全端面切削
转速：
0.17RPm～1.66RPm（可以顺时针、逆时针两个方向旋转）
扭距：
4.136kN.m（当转速为1.66RPm）最大8.000kN.m（当转速为0.86RPm）
升口率：
小于49.9%
驱动：
8台带减速机的液压驱动马达
D.螺旋输送机
形式：
单轴式
螺旋叶片直径：
800mm
长度：
12m
转速：
0～14.5RPm
最大出土能力：
250m3/h
E.皮带输送机
带宽：
900mm
输送机长度：
53.0m
带速：
100m/min
运土能力：
最大800t/h
功率：
22kw
F.盾尾油脂系统
预计每环衬砌需损耗盾尾密封剂：
26kg
压注量：
1.3kg/min
压注点设置：
12点
G.加泥系统
流量：
250L/h
最大工作压力：
0.7MPa
加泥点设置：
4个
H.注浆系统
流量：
20～200L/min
最大工作压力：
2.5MPa
注浆点设置：
2个
3施工现场平面布置
3-1施工总平面图
3-1-1生活设施布置
鉴于对安全文明施工的考虑，工地现场办公区、生活区及施工区分开，根据业主提供的场地范围,并结合工程的实际情况对工地现场进行布置。
场内施工便道全部采用钢筋混凝土道路。
工程管理人员办公采用集装箱，民工及外来工居住采用板房，管理人员办公区与民工生活区分开，分别设立厕所、浴室、食堂、员工休息室等。
同时根据场地情况布置用电、用水、排水。
3-1-2生产设施布置
根据业主所提供的施工现场允许使用范围，结合实际施工的需要，在XXXX站北侧设钢板组装集土坑，其平面外形尺寸为：
26m×6.70m（长×宽），（其中高出地面以上1.0m，地面以下1.5m，），墙身钢板厚度16mm，框架采用[20a槽钢，集土坑内设置5个土箱翻身架以满足倒土之需，在右线预留孔东侧布置一套拌浆系统，通过送浆管路由预留孔送浆至井下。
由于XXXX端头井的场地较为狭小，因此井口上面布置15T行车一辆（悬臂可用最大尺寸为5m），用于井下至地面的垂直运输，包括盾构出土、管片运输等。
5T行车用于管片装卸、制作、翻转和堆放等。
轨道、轨枕、走道板等堆场设置在15T行车轨道之间。
涂料和材料仓库根据场地情况布置。
同时根据场地情况布置用电、用水、排水等系统。
（详见附图：
施工场地平面布置图）
3-2四通一平
3-2-1施工道路
施工道路具备便利条件的利用原有道路进行加固整改，新修筑道路地基层采用50cm厚三、七灰土，表层采用砼结构，如下图所示：
临时道路图
3-2-2施工用电及照明
根据建设单位提供的电源，供电方式采用TN-S系统，即三相五线制。
线路采用电缆架空或埋设，总配电分为:
施工用电、办公用电、生活用电，每隔40～50m设置一个分配箱（电闸箱使用建委认可的标准闸箱）。
整个施工现场的夜间照明，采用φ55钢管搭设灯架，设置投光灯。
（详见相关施工用电组织）
3-2-3生产、生活用水
用水报自来水管理部门，在区域内自来水管网上挂表使用。
生活用水设专人维护。
消防水管一律用φ50管，并配置足够数量的消防软管。
所有水管均沿基坑走向设置，并设警示标志，在顺线路方向布设水龙头，以方便施工用水。
3-2-4通讯
现场安装工作电话，供施工过程中与外界联系使用，主要施工管理人员均配备无线通讯工具,同时配备电脑作信息化管理平台。
4工程总体施工安排
4-1工程主要施工管理人员
地铁工程是天津市重点工程之一。
我公司拟选派有丰富施工经验和扎实理论基础的项目经理和项目总工程师，并由多年施工地铁工程、技术力量雄厚施工队伍承担施工。
成立以项目经理为责任人的组织体系，按质量管理体系标准建立质量保证体系，形成以全面质量管理为核心，以专业管理和计算机管理相结合的科学管理体系。
项目经理部成员突出年龄结构合理，专业技能突出，施工经验丰富，理论基础扎实的特点，组建项目经理负责的职能管理体系、质量管理体系、安全管理体系，建立岗位责任制，落实各岗职责，并制定以下制度。
⑴．制订图纸会审、图纸技术交底制度。
⑵．建立周例会制度与每日施工协调会制度。
⑶．制订攻关课题、QC活动讨论会制度。
⑷．制订考核制度。
现场主要人员机构组织：
项目经理
项目副经理
主任工程师
测量工程师
安全工程师
质量工程师
盾构施工工程师
技术资料员
设备员
材料员
4-2劳动力配置计划
4-2-1前期施工准备阶段
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
施工工长
3
8
水管工
2
2
电焊工
3
9
测量工
4
3
机修工
3
10
保洁工
2
4
行车工
2
12
起重工
2
5
电工
3
13
土建工
6
6
测量负责人
1
14
材料员
1
小计：
32人
4-2-2正常推进阶段
4-2-2-1每班岗位人员
序号
岗位
人数
序号
岗位
人数
1
当班负责人
1
6
电器维修
1
2
盾构司机
1
7
行车司机
1
3
管片拼装
2
8
测量
1
4
机械维修
1
9
井口吊运
1
5
电机车司机
1
10
同步注浆
2
小计：
12人
4-2-2-2接缝防水材料粘贴班人员
序号
岗位
工种
人数
1
涂料制作
土建工
3
2
行车司机
行车工
1
3
管片吊运
起重工
1
小计：
5人
4-2-2-3机电维修人员
序号
岗位
工种
人数
1
维修工
机修工
2
2
维修工
电焊工
2
3
维修工
电工
1
小计：
5人
4-2-2-4二次注浆组人员
序号
岗位
人数
1
压浆
2
2
拌浆
2
3
管片阀门控制
1
4
现场指挥
1
小计：
6人
施工人员包括正常推进三个班，另设接缝防水材料粘贴、机电维修各一个班以及二次注浆组。
早班，中班，夜班各一个，17：
00～21：
00为每天4小时的维修保养时间，保障盾构设备的正常运转，做到均衡施工。
4-3施工进度计划
工程按业主要求于2003年7月1日开工，至2004年6月30日竣工。
施工进度计划采用横道图表示，见附表（初步的工程进度示意图）。
4-4施工进度工期保证措施
本工程工期短、工作量及技术难度大，为确保按期完成本工程，特制定以下保证措施：
⑴合理分工，科学统筹，确保施工顺利进行
在确保结构总体设计要求的基础上，合理安排施工，使井上井下作业密切配合，做到施工过程合理顺畅，确保施工工期。
⑵管理保证
认真做好各个工序、各专业的协调工作与接口工作，缩小工序搭接时间。
加强与业主、监理、设计等单位联系，同时积极主动与其他相关部门联系，及时解决施工中存在的问题及突发事件。
施工过程中取得当地居民及有关部门的支持、理解，创造一个良好宽松的施工环境。
⑶技术保证
①本工程工序繁多，在确保安全、质量基础上展开平行作业。
②做好工程统筹，制定阶段目标，科学合理安排施工工序，严抓关键工序的施工与管理，确保质量和工期。
③根据施工总进度的安排，分别编制月、旬、周施工生产计划，施工中对照检查，完善管理，促进施工。
④提前做好图纸会审，对有疑问的地方及时与设计单位联系解决，避免耽误施工。
⑤组织有关人员学习技术规范与施工监理程序，准确掌握地铁施工要求的标准与程序，提前做好各分项工程的施工方案与材料试验，及时申报开工、竣工验收。
⑥加强技术管理和工序管理，杜绝返工。
⑷组织保证
①建立精干、务实、高效的项目领导班子，配备数量充足、经验丰富的技术人员和专业队伍。
②缩短施工准备期，尽早进入工程施工，搞好标准化施工，提高施工进度。
③实行工期目标责任制，工期目标与个人经济利益挂钩，实行奖惩制，激发全体人员干劲，保证总工期实施。
④搞好后勤服务工作，促进施工生产正常进行。
⑸劳动力保证
根据总体施工进度安排，逐季、逐月做出劳动力使用计划，保证劳动力充足。
⑹物资保证
保证料源充足，开工前做出备料计划，保证供应，根据生产计划编制材料供应计划，提前订货加工，严把质量关，防止不合格品影响工期。
⑺机械保证
按计划配足各类机械设备，同时做好设备的使用、保养、维修工作，保证设备正常运转，并提高完好率、利用率，对常用易损机械配件有足够的库存量。
⑻制度保证
组织全员开展劳动竞赛，建立激励及约束机制，对完成或超额完成生产任务的班组实行当场或当月奖励，充分调动积极性。
4-5工程质量目标
严格按照国家相关规范和标准及设计图纸要求施工，分项工程优良率达到100％，确保工程质量达到该工程施工验收规范优良标准。
工程质量管理体系图附后。
4-6工程主要施工机械、设备
6.34米土压平衡式盾构及各配备的车架由城建集团提供，其它详见附表（主要施工机械设备表）。
根据集团安排与协作单位意见，进行盾构及大型机械设备的安拆、调试工作。
5主要分部分项工程施工方法及质量保证措施
5-1工程测量和监测
该区间段位于直线及半径350m、400m的曲线上，线路最大纵坡24.48‰，最小纵坡3‰，盾构起点里程DK17+166.05，盾构终点里程DK18+051.12。
5-1-1隧道盾构推进测量布置
5-1-1-1平面测量
地面为确保两井之间相互顺利贯通，宜建立两井之间互相通视平面通视平面控制点。
高控点两点，最好利用甲方提供的控制点，不能利用的，必需严密连测相互关系，从而建立独立的通视控制点如上图。
连测一般采用WILDT2型仪器的全圆测六测回，按测回差9″、2C差13″、归零差6″控制测角精度，边长用2mm+2PPm全站仪测往返成果。
（必需使用正倒镜成果）按工程测量规范GB50026－93执行。
5-1-1-1-1地面与井下连测
定向测量采用深化几何定向法。
在井口设站，传递至隧道内的固定边口（固定边宜在150M－200M左右）整个施工期间不得少于三次定向，定向成果三次结果最大之差应≤8″～10″，横向误差≤3mm～5mm。
A、联系三角形为伸展三角形形状，其α和β角应接近于零度，而α角不宜大于2度；
B、b/a之比值大约等于1.5（a为两钢丝之间的距离，b为仪器至近钢丝之间的距离）；
C、吊锤之间距离a，应尽可能选择最大值；
D、传递方向时，应该选择β的路线。
5-1-1-1-2井下导线
以定向测量结果为井下导线的起始边，尽量使导线布设为等边直伸导线，井下边长一般以200m左右为宜，井下导线测角6－8测回，分别测左右角各一半，圆周角闭合差≤3″，重复测导线水平角总和不得大于±3”×n1/2（n为测站数），边长测定需正倒镜各测4次，且应往返测边。
5-1-1-2高程测量
（1）地面－按业主提供的城市Ⅱ等导线点的两点为起始依据，在两井附近各建立二个以上的固定水准点（施工期间不得破坏），按城市Ⅲ等水准规范往返测定。
按工程测量GB50026－93规范执行。
（2）地面和井下连接－高程传递采用悬挂钢尺进行连接。
采用2台水准仪同步观测，一般测6～8个结果，误差不大于2mm即可，保留井口和井下水准点作为井下起算点。
（3）井下－井下水准点一般以100m埋设固定水准点一点，水准尺必须用装气泡的水准尺，以便减少水准尺的倾斜而造成系统误差。
井下水准测量按城市Ⅲ等水准操作规范执行。
应采用往返测，往返固定点之间高差≤3mm，全线往返≤3mm×n1/2。
（n为测站数）
5-1-1-3盾构推进测量
5-1-1-3-1盾构上标志的测量
先求出盾构的轴线，并把它固定盾构上，前标后标应有足够长度，前标距切口越短越好。
并用盾壳求出前标和后标至盾构中心的半径。
为确保整个施工期间不被破坏，设置保护记号。
此项工作有原始记录和校核记录，以免盾构标志数据中存在系统误差。
5-1-1-3-2观测台精度
一般导线点的末端即为盾构观测台。
为了确保盾构测量的精度，需定期复测来确保终点导线的点位精度。
5-1-1-3-3盾构报表的测量
应用井下导线成果计算出盾构的标志，前标和后标的座标（并进行转角改正），再算出切口和盾尾的座标与设计座标进行比较后计算出切口和盾尾的平面偏离值。
测出前标中心的天顶角计算出前标高程，再以盾构纵坡计算出切口、盾尾的高程，经与设计高程比较后，计算出切口和盾尾的高程偏离。
5-1-1-4曲线段盾构测量
首先建立以ZH点（或HZ点）为原点，切线方向为正北方向的施工坐标系。
S
HZ2ZH切线正北
。
1。
b。
。
HY
JKL1L2
X=－S
Y=＋b
Y
R
O
井下导线点K为测站，J点为后视方向。
XK＝－S，YK＝＋b，设0＝K－J（施工方向）。
得盾构上测点1号（后标）及2号（前标）的水平角及边长为1，2，和L1，L2。
得1号，2号的计算式：
｛X1＝L1×COS（0＋1）＋XKY1＝L1×SIN（0＋1）＋YK〔1〕
｛X2＝L2×COS（0＋2）＋XKY2＝L2×SIN（0＋2）＋YK〔2〕
再根据1，2号点计算得切口和盾尾的坐标，以上步骤完成切口和盾尾的实测坐标计算。
分下列三式判断该点的位置
（1）当X值0和L0该点在第一段缓
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