北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第十二标段盾构始发掘进接收施工方案.docx

1、北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第十二标段盾构始发掘进接收施工方案一、编制依据（1）北京市南水北调配套工程东干渠工程施工下穿亦庄、东干渠穿越轨道交通报告 （2）东干渠工程建(构)筑物调查图纸(北京市水利规划设计研究院)；（3）北京市南水北调配套工程东干渠工程第十二标段施工图及技术要求（2012年6月）；（4）施工图文件组成及内容等下发的相关资料；（5）业主提供的其它设计基础资料以及收集调查的有关资料；（6）主要采用的设计规范1）城市轨道交通技术规范（GB50490-2009）2）城市轨道交通工程项目建设标准(建标104-2008) 3）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）4）建筑

2、结构荷载规范（GB50009-2006）5建筑抗震设计规范（GB50011-2010）6）铁路隧洞设计规范（TB 10003-2005）7）钢结构设计规范（GB50017-2003）8）盾构法隧洞施工与验收规范（GB50446-2008）9）地下工程防水技术规范（GB50108-2008）10）地下防水工程质量验收规范（GB50208-2002）11）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）12）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）13）人防防空工程设计规范（GB50225-2005）14）地下铁道工程施工及验收规范GB50299-200315）建筑变形测量

3、规程JGJ/T8-97 16）地下铁道、轻轨交通工程测量规范GB50308-1999及国家、行业和北京地区相关的设计标准、规范、规程。二、施工概况2.1工程概况2.1.1设计范围本标段为北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第十二标段，采用盾构法施工。工程起始于大兴区五环路荣华桥南100m处16#盾构井，沿五环路外侧穿越荣华路，至亦庄桥外侧至17#盾构井，继续沿南五环路外侧向西南延伸，至北环西路后向东偏移，渐转为向东南延伸，穿越凉水河后到达2#盾构井。本盾构区间隧洞覆土厚度1122.6m，平面最小坡度13，隧洞半径最小为350m。输水隧洞桩号为37+568.39040+817.220m，中心导线

4、全长3248.83m。包含东干渠输水隧洞、2#盾构接收井、17#盾构单台双始发井、35-36#二衬施工竖井、52-55#排气阀井、6#排空阀井、标段范围内的排空井房屋建筑工程、水机设备安装工程、电气设备采购及安装工程、自动化系统土建工程、防护工程、施工现场远程监控系统、永久安全监测工程、水土保持工程、环境保护工程。2.1.2周边环境和外部条件地面及地下既有建（构）筑物：本标段隧洞沿线穿越重要的交叉建筑物，主要有成寿寺路南延、轨道交通L2亦庄线、凉水河等。地下管线：本标段线路地面以下主要管线有：DN500雨水管线，污水管线，DN100给水管线，DN300燃气管线，电力管线，电信管线及不明管线。地

5、面交通：本标段沿线路方向有五环路，沿线多条道路与线路交叉，对外交通较好，便于各项工程材料及设备运输。序号起止桩号穿越物穿越情况概述风险等级139+10039+170成寿寺路南延盾构隧洞拱顶至地面19-20m，穿越长度约70m，盾构拱顶围岩均为砂层，开挖后自稳能力较差二级239+67539+685轨道交通L2亦庄线盾构隧洞旁穿亦庄线桥桩，隧洞距离桥梁基础最小距离为9m，盾构隧洞拱顶至地面约18m。特级340+38540+520凉水河隧洞穿越凉水河段长约180m，洞顶以上局部粘性土厚度不足1m，盾构掘进过程中易出现河水穿透洞顶地层的情况三级437+970电信管线盾构下穿电信管线（埋深1.3m），拱

6、顶至管顶距离约为20m三级538+720电信管线盾构下穿电信管线（埋深1.31.5m），拱顶至管顶距离约为19.5m三级639+085电信管线盾构下穿电信管线（埋深1.3m），拱顶至管顶距离约为17m三级739+120雨水管线盾构下穿DN500雨水管线（埋深1.3m），拱顶至管顶距离约为18.5m三级839+146给水管线盾构下穿DN800给水管线（埋深2m），拱顶至管顶距离约为17m二级939+150电信管线盾构下穿电信管线（埋深2.6m），拱顶至管顶距离约为16.5m三级1039+155燃气管线盾构下穿DN300燃气管线（埋深2.5m），拱顶至管顶距离约为16.5m二级1140+200电信

7、管线盾构下穿电信管线（埋深1.6m），拱顶至管顶距离约为18m三级2.1.3区间隧洞概况本标段输水隧洞采用盾构法施工，输水隧洞盾构管片厚度为300mm，内径5400mm，采用C50W10F150混凝土管片。2.1.4端头加固根据设计要求，采用双液浆加固方法对洞门进行加固。洞口加固后使盾构推进前拱顶足以承受上部荷载，拱周足以抵抗侧压力，以确保盾构施工顺利进行。2.2工程地质及水文地质概况2.2.1 工程地质条件本标段含第16#盾构接收井2#盾构接收井区间的输水隧洞，长约3.25km。中间设置17#盾构单台双始发井。以17#盾构始发井为分界点，分两段分别叙述工程地质条件。2.2.1.1地形地貌（1

8、）16#盾构接收井17#盾构始发井段：东干渠16#盾构接收井17#盾构始发井段线路长约1.630km，线路沿北京市东五环路荣华桥南至亦庄桥外侧布置。地势平坦开阔，地面高程一般介于30.0034.00m之间。（2）17#盾构始发井段2#盾构接收井段：17#盾构始发井段2#盾构接收井段北起亦庄桥南，沿南五环外侧向西南方向延伸，至北环西路后向东偏移，渐转为向东南延伸，穿越凉水河后结束，线路长约1.619km。本段场区地形总体较平坦，地面高程一般在3234.5m之间，凉水河河底高程约为25m。2.2.1.2地层岩性（1）16#盾构接收井17#盾构始发井段层素填土：黄褐或褐黄色，稍湿湿，稍密，以粘质粉土

9、、砂质粉土为主，局部为粉细砂，一般含有少量的建筑砖块、灰渣。主要分布该路段的南段，地表用地用地均为国际企业文化园用地，钻孔揭露其厚度为0.43.8m。1层杂填土：杂色，稍湿，结构松散，成分以房渣土为主，含大量建筑砖块，含量一般在35%左右，碎石块径一般在4060mm之间，最大可见块径为100mm，粘性土、粉土等充填。主要分布在该段线路北段，厚度0.83.5m。1层粉土：褐黄或灰黄色，稍湿湿，稍密中密，一般分布于粉质粘土之上，平均厚度约3m，层底标高一般在2729m之间。层粉质粘土：褐黄灰色，湿，可塑，含云母、氧化铁。层厚07.50m，层底高程18.6125.44m。1层粉土：褐黄或灰黄色，一般

10、可塑，局部硬塑，含云母、氧化铁，局部含有机质，底部含有少量姜石，局部夹细砂透镜体2层；一般层厚46m，层底标高在2325m之间，沿线路连续分布，岩性较为均匀。2层粉细砂：褐黄色或灰黄色，湿，呈透镜体型式夹于层粉质粘土和1层粉土中，厚0.52.1m。层细中砂：褐黄色，湿，密实，标准贯入锤击数大于30击，含云母、石英，局部夹有1层粉质粘土透镜体或薄层，厚度0.31.3m。该层沿线分布连续，厚度不均，一般厚24m，钻孔揭露最小厚度为0.8m，最大厚度为5.9m，层底标高在1920m左右。层粉质粘土：褐黄色，一般可塑，局部硬塑，含云母、氧化铁。该层北段多含有姜石，土质不均匀，大部分地段与1层粉土交互沉

11、积，局部夹有2层细砂透镜体。1层粉土：褐黄色，稍湿湿，密实。35#二衬竖井以北地段该层夹于层粉质粘土中，厚约1-3m，在亦庄桥附近该层分布厚度较大，厚约6-8m。层粉质粘土、1层粉土的层底标高一般为13-14m。层细中砂：，褐黄色杂色、密实，湿饱和，含云母、石英。该层沿线路分布连续，厚度自北向南总体变薄，以35#二衬竖井为分界，其以北该层厚度约5-8m，以南厚约3-5m。1层卵砾石：杂色，密实，饱和，卵砾石粒径一般26cm，局部含漂石，亚圆形，中砂充填，含量30%左右，级配连续，分选性较差。该层分布于层细中砂之下，亦庄桥以北地段钻孔揭露厚度一般大于6m，未揭露其底；亦庄桥至17#盾构场区段钻孔

12、揭露该层厚度一般为2-5m。2层粉质粘土：褐黄色，湿，可塑，呈透镜体状分布于层细中砂局部地段，厚2-3m。层粉质粘土：褐黄色，湿，可塑，含云母、氧化铁，局部含少量姜石。该层顶标高一般位于4m以下，最大揭露厚度约11m，在亦庄桥至17#盾构井场区揭露其层厚顶标高一般介于6-10m之间。中粗砂：杂色，密实，饱和，卵砾石级配较好，质地均匀。该层尽在亦庄桥区至17#盾构始发井区段揭露，最大揭露层厚10.5m。17#盾构始发井场区钻孔揭露1卵砾石层和2粉质粘土层，卵砾石粒径一般24cm，呈亚圆形，母岩成分为灰岩、砂岩、白云岩等，最大揭露层厚7m。本段区间隧洞主要穿越地层为：细中砂、1卵砾石层、层粉质粘土

13、。（2）17#盾构始发井段2#盾构接收井段素填土：杂色，以粉质粘土为主，含少量砖渣、碎石、植物根系等，层厚0.007.50m，主要分布在54#排气阀井以北的线路段。1杂填土：杂色，以建筑垃圾为主，主要成分为碎石、砖渣、灰渣，在54#排气阀井以南、凉水河左右两岸广泛分布。厚度一般在10-14m，局部为2-6m。粉土：褐黄色，湿，稍密中密，含氧化铁，局部见有姜石。仅分布于轨道交通L2亦庄线向南至54#排气阀井之间的线路段，厚度1.5-3.0m，分布深度小于6m。1细中砂：褐黄色，松散稍密，稍湿湿，含云母、氧化铁。该层分布于轨道交通L2亦庄线南北两侧及凉水河底及北岸一带，分布不连续，钻孔揭露一般层厚

14、约1-3m，最大层厚为5.6m。2卵砾石：杂色，密实，饱和。亚圆形，级配一般较好，一般粒径2040mm，最大可见粒径约80mm，多为中粗砂充填，含量2530%，呈透镜体状分布于凉水河左岸、1细中砂层底部。揭露最大厚度2m。1层粉土：褐黄色，湿，含云母、氧化铁。分布于轨道交通L2亦庄线北段，层厚一般1-3m。层粉质粘土：褐黄色，湿，含云母、氧化铁，局部可见姜石；分布于轨道交通L2亦庄线北段，沉积于1层粉土之下，局部夹有2中细砂层，层厚一般2-4m。层细中砂：褐黄褐灰色，湿饱和，中密密实，含云母、石英，局部含少量砾石。该层主要分布在17#盾构始发井场区、轨道交通L2亦庄线以南、凉水河底及两岸，其中

15、17#盾构始发井场区其层厚为4-5m，层底高程在20m左右；轨道交通L2亦庄线以南段层厚为2-6m，层底高程约19m；凉水河一带揭露最小厚度为1.2m，最大厚度约10m，层底高程一般在1719m之间。1粉质粘土：褐黄灰色，稍湿，含云母、氧化铁。以透镜体形式零星分布于层细中砂中，厚度一般为1-2m。2卵砾石：杂色，密实，饱和。亚圆形，级配较差，一般粒径1020mm，最大可见粒径约40mm，多为中粗砂充填，含量1030%。该层以透镜体形式零星分布于层细中砂中，厚度一般为1-3m，其在2#盾构接收井厂区内分布较为连续。层粉质粘土：褐黄色，可塑硬塑，含云母、氧化铁。局部见有姜石。该层在本线路段内分布基

16、本连续，层厚一般在3-7m之间，沉积上表现为粉质粘土、粘质粉土互层沉积的特点。1层粉土：褐黄色，湿，稍密中密，含云母、氧化铁。在线路沿线连续分布，与层粉质粘土交互沉积，厚度一般3-6m，层底高程一般在12-15m。层细中砂：，褐黄色，密实，稍湿饱和，含云母，夹1层卵砾石及2层粉质粘土透镜体。除凉水河左岸附近钻孔未揭露该层外，其余线路沿线均有分布，且厚度变化较大。其中自17#盾构始发井54#排气阀井段，层厚一般为3-6m；自54#排气阀井凉水河左岸，其层厚一般为2-4m；凉水河2#盾构接收井场区段层厚3-8m。1层卵砾石：杂色，密实，湿饱和；砾石为亚圆形，级配差较好，一般粒径2040mm，偶见漂

17、石，多为中粗砂充填，含量2030%。该层在17#盾构井场区及其以南附近段、凉水河2#盾构接收井段分布连续，层厚一般1-3m。层粉质粘土：褐黄色，湿，硬塑，含云母、氧化铁，局部见有姜石，夹1细中砂透镜体。该层分布连续，厚度自北向南略有变化。其中自17#盾构井54#排气阀井段，层厚一般3-7m；54#排气阀井凉水河，厚度为715m；凉水河以南段层厚又变小，平均层厚约6-7m。细中砂：褐黄色，密实，饱和，含云母。揭露厚度2-8m不等；该层在54#排气阀井以北段夹有卵砾石1层和粉质粘土、粘质粉土2层，厚度一般2-4m；54#排气阀井向南段少有揭露1、2层亚层。1层卵砾石一般为杂色，密实，饱和，级配差较

18、好；砾石为亚圆形，一般粒径2040mm，多为中粗砂充填，含量2030%。本标段区间隧洞主要穿越地层为：细中砂、层粉质粘土、1层粉土、1卵砾石层、层粉质粘土。2.2.2水文地质条件（1）16#盾构接收井17#盾构始发井段本区段范围揭露一层稳定地下水，其埋藏类型为孔隙潜水，稳定水位为810m，埋深2325m之间，含水层岩性为第细中砂、1卵砾石层。此外，在16#盾构接收井场区以南附近的第1粉质粘土层中揭露地下水，为微承压型，承压水头约1-1.5m，含水层顶板高程为23-24m。该段隧洞最高地下水位高程为29.0-31.2m，近3-5年地下水最高水位为26.0-28.1m。本区段东干渠隧洞设计洞顶低于

19、稳定水位约3m。（2）17#盾构始发井段2#盾构接收井段本工程区段隧洞历年最高地下水位高程为29.0-31.2m，近3-5年地下水最高水位为26.0-28.1m。本工程区连续分布3层地下水，埋藏类型均为第四系孔隙水。其中：第1层：含水岩组为细中砂、1卵砾石层，仅在凉水河以南段揭露，潜水，稳定水位7-9m，埋深2124m；第2层：含水岩组为1细砂透镜体或粉土夹层，承压水，承压水头高0.5-1.5m，主要分布于凉水河以北区段；第3层：含水岩组为细中砂、1卵砾石，承压水，承压水头高1-6m不等，沿线分布连续。本区段东干渠隧洞主要涉及第1、2层地下水。2.3 风险源情况概述本标段隧洞主要下穿成寿寺路南

20、延路、轨道交通L2亦庄线、凉水河和若干条地下管线。具体风险源如下表所示：其中特级风险源1个、二级风险源3个，三级风险源7个。序号起止桩号穿越物穿越情况概述风险等级计划穿越时间盾构穿越拟定加固或通过方案139+10039+170成寿寺路南延盾构隧洞拱顶至地19-20m，穿越长度70m，盾构拱顶围岩均为砂层，开挖后自稳能力较差二级2013年8月20日控制盾构掘进速度，加强洞内同步注浆及多次补浆，并加密施工期安全监测频次239+67039+680轨道交通L2亦庄线盾构隧洞旁穿亦庄线桥桩，隧洞距离桥梁基础最小距离9m，盾构隧洞拱顶至地面约18m。特级2013年4月10日采用地表注浆进行土体加固，地表注

21、浆位于隧洞与桥梁基础之间，地表注浆范围为隧洞外侧6m宽度，深度为隧洞以上3m至以下3m340+38540+520凉水河隧洞穿越凉水河段长180m，洞顶以上局部粘性土厚度不足1m，盾构掘进过程中易出现河水穿透洞顶地层的现象三级2013年5月11日盾构到达前对穿越部分河道进行改造处理，通过河道铺衬等措施增强河道的隔水性能，确保盾构正常掘进通过437+970电信管线盾构下穿电信管线（埋深1.3m），拱顶至管顶距离约为20m三级2013年9月10日控制盾构掘进速度匀速通过，及时进行注浆，并加密施工期安全监测频次538+720电信管线盾构下穿电信管线（埋深1.31.5m），拱顶至管顶距离约为19.5m三

22、级2013年7月30日控制盾构掘进速度匀速通过，及时进行注浆，并加密施工期安全监测频次639+085电信管线盾构下穿电信管线（埋深1.3m），拱顶至管顶距离约为17m三级2013年7月10日控制盾构掘进速度匀速通过，及时进行注浆，并加密施工期安全监测频次739+120雨水管线盾构下穿DN500雨水管线（埋深1.3m），拱顶至管顶距离约为18.5m三级2013年7月5日控制盾构掘进速度匀速通过，及时进行注浆，并加密施工期安全监测频次839+146给水管线盾构下穿DN800给水管线（埋深2m），拱顶至管顶距离约为17m二级2013年6月7日控制盾构掘进速度匀速通过，及时进行注浆，并加密施工期安全监

23、测频次939+150电信管线盾构下穿电信管线（埋深2.6m），拱顶至管顶距离约为16.5m三级2013年6月6日控制盾构掘进速度匀速通过，及时进行注浆，并加密施工期安全监测频次1039+155燃气管线盾构下穿DN300燃气管线（埋深2.5m），拱顶至管顶距离约为16.5m二级2013年6月5日控制盾构掘进速度匀速通过，及时进行注浆，并加密施工期安全监测频次1140+200电信管线盾构下穿电信管线（埋深1.6m），拱顶至管顶距离约为18m三级2013年5月8日控制盾构掘进速度匀速通过，及时进行注浆，并加密施工期安全监测频次三、施工进度计划3.1 编制原则以安全生产、创优为目标，在保证总工期进度的

24、前提下，做到合理利用资源投入，力求均衡生产。3.2 总体进度指标2013年01月25日开始进场，2013年12月19日前完成。3.3 施工进度计划根据招标文件施工进度，以及总的工期计划，特制定本区间分部分项工期计划目标如下：表3-1 分部分项工程工期安排一、17#盾构始发井段2#盾构接收井段名称工期开始时间完成时间1、盾构组装调试132013-02-122013-02-252、盾构掘进施工1382013-03-062012-07-21二、16#盾构接收井17#盾构始发井段名称工期开始时间完成时间1、盾构转场、组装调试202013-07-292013-08-42、盾构掘进施工1372013-08

25、-052013-12-19四、人员、机械设备、材料计划4.1人员组织计划（1）人员组织机构图4.1 人员组织机构图4.2设备计划北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第十二标段区间配备一台盾构机，相应配备一台龙门吊、三辆电瓶车、一个浆液站、循环水箱、一辆70T汽车吊、一个膨润土发酵池以及冷却塔等盾构配套设备。盾构参数表序号项目参数列表单位备注1使用项目北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第十二标段标段名称第16#盾构始发兼接收井2#盾构接收井区间区间里程37+568.39040+817.220主要地质条件隧洞主要穿越细中砂、层粉质粘土、1层粉土、1卵砾石层、层粉质粘土。16#盾构接收井17#盾构

26、始发井段设计洞顶低于稳定水位约3m。17#盾构始发井段2#盾构接收井段本区段东干渠隧洞主要涉及第1、2层地下水。项目管片规格（外径/内径-宽度/分度）6000/5400-1200/22.5mm最小曲线半径R=350m2整机型号CTE6250开挖直径6280mm刀盘转速0-3rpm最大推进速度80mm/min最大推力3400T最大扭矩6900KN*m整机总长80m主机总长（含刀盘）9.2m总重（主机+后配套）500T适用管片规格（外径/内径-宽度/分度）6000/5400-1200/22.5mm最大工作压力3bar最大设计压力6bar装机功率1290kw水平转弯半径250m纵向爬坡能力354.3

27、材料计划第16#盾构接收井2#盾构接收井区间管片采用商用混凝土管片。本区间管片使用计划为16#盾构始发井17#盾构始发井段使用标准环管片1362环，其中左环198环，右环253环，直环911环；17#盾构始发井段2#盾构接收井段使用标准环管片1304环，其中左环402环，右环205环，直环697环；合计2666环。其它常用材料类型如表4.2表4.2常用施工材料类型表编号名称型号1工字钢H200型钢2钢板10mm厚3钢板20mm厚4轨道25型5泡沫6螺栓、螺母M207水泥42.58粉煤灰级9砂中砂10膨润土钠土11主轴承润滑油脂12盾尾密封油脂13EP2五、盾构始发5.1 场内主要设施施工（1）

28、 龙门吊轨道基础龙门吊要求具有良好的轨道基础，断面设计和布筋均要达到设计要求。为此，在盾构施工场地提供后，提前安排施工龙门吊轨道基础，基础采用C30混凝土，保证有足够的混凝土等强时间。龙门吊轨道间距22.2m20mm，基础截面图如下所示，基础底部主筋间距200mm，箍筋间距200mm，基础顶部主筋间距250mm，保护层厚度40mm，每23.5m设置一道20mm的伸缩缝。轨道平整度要控制在3mm内。如图：5-1 龙门吊轨道基础钢筋图5-2 龙门吊轨道基础剖面图（2） 集土坑为满足日出土量的需要，现场设置具有较大容量的集土坑。集土坑采用钢筋混凝土基础。集土坑高出地面部分采用焊接钢板作为围档。集土坑

29、深4m,其中地下3m，高出地面1m。（3） 办公与生活设施及场地硬化办公与生活设施按招标文件规定，满足业主代表与驻地监理工作生活需要，职工居住面积要达到规定的要求。为保持场地环境整洁，并综合考虑场地承载力要求，需对场地进行全面硬化。5-3 盾构场地平面布置图5.2 主要配套设备安装（1） 龙门吊安装与检验在17#盾构始发井施工场地安装1台45t龙门吊，负责出土、装卸管片、钢轨等材料。安装前要向主管部门报装，并邀请对安装调试过程进行监督，以利于及时通过检验，投入使用。（2） 同步注浆砂浆拌合站本工程使用1套拌合站。布置好材料堆放场地，做好除尘密封设施，减少环境污染。5.3 始发、接收端头加固方案5.3.1施工前期准备5.3.1.1现场生产准备充分了解施工现场场地布置，占用到施工用地且存在施工噪