【正文】 飛鵝嶺站至花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間盾構(gòu)掘進施工方案第一章 編制依據(jù)及原則在認真研究廣州市軌道交通九號線【施工1標(biāo)】土建工程施工項目合同文件、飛鵝嶺站～花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計圖紙、詳勘、補勘資料和現(xiàn)場實際的基礎(chǔ)上，針對本工程的特點，結(jié)合我部人員在城市地鐵工程中的施工經(jīng)驗，本著“組織合理，技術(shù)先進，經(jīng)濟可行，優(yōu)質(zhì)高效，簡明扼要，重點突出”的原則編制本標(biāo)段工程施工組織設(shè)計。其主要內(nèi)容由以下幾個主要部分組成：1）工程概況工程概況是在承包合同的合同條件、技術(shù)規(guī)范和施工設(shè)計圖紙的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工現(xiàn)場調(diào)查情況，對于編制本部分相關(guān)的重要內(nèi)容進行的綜述。2）施工管理及資源配置針對承包合同所提出的安全、質(zhì)量、文明施工和工期要求，根據(jù)施工組織中所涉及到的施工方法，從施工現(xiàn)場管理、勞、材、機等諸方面進行資源配置優(yōu)化，提出既符合本標(biāo)段工程特點，又體現(xiàn)我部優(yōu)勢的配置方案。3）施工組織及施工方法施工組織及施工方法是本部分的核心內(nèi)容。在編制過程中，依據(jù)合同文件和施工設(shè)計圖紙，結(jié)合工程特點和我部的施工能力對合同范圍內(nèi)涉及的各單項技術(shù)按設(shè)計、施工要求進行了細化；根據(jù)我公司的施工經(jīng)驗，從施工全局出發(fā)，以“技術(shù)先進、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟合理、安全有效”為原則，策劃施工方案和工期計劃，確定相應(yīng)施工方法。4）施工保證措施根據(jù)本標(biāo)段工程施工特點，結(jié)合我部人員的施工管理經(jīng)驗，以安全、優(yōu)質(zhì)、按期、經(jīng)濟地完成本標(biāo)段工程施工為目標(biāo)，提出了各項工程目標(biāo)和實現(xiàn)工程目標(biāo)所采取的施工技術(shù)、質(zhì)量、安全等保證措施。1）廣州市軌道交通九號線【施工1標(biāo)】土建工程合同文件及有關(guān)問題澄清的函。2）廣州市軌道交通九號線【施工1標(biāo)】飛鵝嶺站～花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間施平縱斷面圖。3）廣州市軌道交通九號線【施工1標(biāo)】飛鵝嶺站～花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間隧道與車站接口設(shè)計圖。4）飛鵝嶺車站、花都汽車城站、出入段明挖段及盾構(gòu)區(qū)間周邊建（構(gòu)）筑物及管線調(diào)查報告。5）地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范(GB50299－1999)2003版6）盾構(gòu)法隧道施工與驗收規(guī)范(GB 504462008)7）地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范(GB502082011)8）國家及地方政府頒布的有關(guān)法律、法規(guī)。1）以確保安全為前提，具有可操作性。2）選擇合理施工方案，降低工程造價。3）采用先進、成熟、有效的施工方法。4）積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，保工期、保安全，優(yōu)質(zhì)高效地完成本標(biāo)段的施工任務(wù)。5）采用ISO9002質(zhì)量認證體系標(biāo)準，對施工過程進行全方位質(zhì)量控制。6）采用先進科學(xué)的檢測手段，利用信息反饋指導(dǎo)施工。7）嚴格執(zhí)行廣東省、廣州市有關(guān)文明工地的標(biāo)準，做好文明施工和環(huán)境保護。第二章 工程概況廣州市軌道交通九號線施工1標(biāo)土建工程飛鵝嶺站～花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間以飛鵝嶺站為起點，沿風(fēng)神大道向東，經(jīng)過花港大道路口后下穿風(fēng)神橋、A007小河涌橋改建后箱涵、途中下穿兩個涵洞及A013小橋后在九譚路口到達區(qū)間的設(shè)計終點花都汽車城站。飛鵝嶺站～，區(qū)間起止里程Z(Y)DK0+～Z(Y)DK3+。線路沿雙向6車道的風(fēng)神大道向東前進，先后通過花港大道口、紅棉大道路口后，到達位于風(fēng)神大道上方的花都汽車城站。本區(qū)間線路基本沿直線前進，只有兩個曲線段，在靠近飛鵝嶺站附近曲線半徑R=5000m的左轉(zhuǎn)彎曲線長149m，在靠近花都汽車城站附近曲線半徑R=2000m的右轉(zhuǎn)彎曲線長211m。線路兩側(cè)多為2～5層建筑物，大多數(shù)為天然基礎(chǔ)。開發(fā)程度不高，對隧道有影響的建（構(gòu)）筑物主要有A003風(fēng)神橋、A007小橋改建后箱涵及A013小橋。飛鵝嶺站～花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間線路縱斷面為V形坡，最大坡度為5‰，線路埋深為12～，隧道頂覆土6～。本區(qū)間隧道埋深較淺，盾構(gòu)隧道主要穿越地層及隧道上部地層為31粉細砂層、32中粗砂層、33礫砂層、4N2可塑沖洪積粘性土層、4N3硬塑沖洪積粘性土層。隧道底部多為5N2殘積粘性土6全風(fēng)化帶7強風(fēng)化帶，部分地段為4N2可塑沖洪積粘性土層軟弱地層，需要進行地面加固。線路范圍內(nèi)揭示大量土洞和溶洞存在。區(qū)間設(shè)3個聯(lián)絡(luò)通道，3個聯(lián)絡(luò)通道均采用地面加固豎井開挖的方式施工。1）地形、地貌花都區(qū)呈北高南低之勢，北部為丘陵地帶，南部為廣花盆地，形成東北向西南傾斜的地形。本區(qū)間位于廣花盆地邊緣，屬于河流沖洪積平原，地勢平坦寬廣。地面高程10～20m。2）地層巖性區(qū)間范圍上覆地層主要為人工填筑土（Q4ml），全新統(tǒng)沖洪積（Q3+4al+pl）砂層、粉質(zhì)粘土、下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)帽子峰組（D3m），石炭系下統(tǒng)巖關(guān)階孟公坳組（C1ym）碎屑巖石強風(fēng)化帶、中風(fēng)化帶、微風(fēng)化帶。以石灰?guī)r為主，巖溶發(fā)育較多，地質(zhì)災(zāi)害以巖溶塌陷為主，局部為地面崩塌。局部土洞較發(fā)育，大部分呈無充填狀態(tài)，雖然揭示數(shù)量不多，但是場地具備形成土洞的條件，需在施工中引起重視。本區(qū)間位于廣花盆地，地下水主要有碎屑巖類型裂隙水及碳酸鹽類裂隙水。碎屑巖裂隙水主要含水層為石炭系、第三系巖層的強風(fēng)化帶和中風(fēng)化帶中，巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、頁巖、炭質(zhì)頁巖、泥巖、粗砂巖等。本區(qū)間地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微弱腐蝕性；地下水對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性?！６軜?gòu)法隧道采用圓形隧道限界為φ5200，管片內(nèi)徑φ5400，管片厚300mm，線路最小曲線半徑R2000m。管片拼裝采用直線環(huán)與楔形環(huán)組合的方式。區(qū)間共設(shè)3個聯(lián)通通道，均采用地面加固后豎井開挖。聯(lián)絡(luò)通道處管片采用鋼管片通縫拼裝，一個聯(lián)絡(luò)通道左右線共需4環(huán)鋼管片，區(qū)間共需要12環(huán)鋼管片。 防水及防蝕設(shè)計概況區(qū)間隧道防水等級為二級。隧道貫通后，隧道頂部不允許出現(xiàn)滴水。其余部分僅允許結(jié)構(gòu)表面偶見濕漬，隧道內(nèi)表面潮濕面積≤2/1000總內(nèi)表面積，任意100m2內(nèi)表面積上的濕漬不超過3處，單個濕漬的最大面積≤。管片在密封墊溝槽內(nèi)設(shè)置框形彈性三元乙丙橡膠密封墊，通過被壓縮實現(xiàn)防水。，控制水灰比和水泥用量，管片結(jié)構(gòu)不需做特殊處理，外露鐵件需進行防腐蝕處理。第三章 盾構(gòu)掘進總體部署飛鵝嶺站～花都汽車城站區(qū)間左右線采用兩臺泥水盾構(gòu)相隔一個月始發(fā)，由飛鵝嶺站東端始發(fā)，花都汽車城站西端頭吊出，到達花都汽車城站后吊出。區(qū)間施工工序示意圖 本區(qū)間盾構(gòu)隧道右線長度2258m，，盾構(gòu)區(qū)間附屬工程主要為3個聯(lián)絡(luò)通道（其中3聯(lián)絡(luò)通道不設(shè)廢水泵房，2聯(lián)絡(luò)通道與廢水泵房合建）、盾構(gòu)始發(fā)和到達端頭加固施工以及四個洞門的施工。飛鵝嶺～花都汽車城站區(qū)間盾構(gòu)掘進始發(fā)前完成舊橋的拆除重建、溶土洞處理、建筑物保護、軟弱地層處理、端頭加固和聯(lián)絡(luò)通道地面加固工作，盾構(gòu)機負環(huán)拆除后進行始發(fā)洞門施工，盾構(gòu)機過聯(lián)絡(luò)通道加固區(qū)后進行聯(lián)絡(luò)通道及泵房施工，盾構(gòu)機吊出后進行到達端洞門施工，同時進行隧道清理工作和預(yù)留洞口施工。盾構(gòu)區(qū)間擬采用2臺泥水盾構(gòu)機施工，第一臺盾構(gòu)機于2013年5月1日始發(fā)，第二臺盾構(gòu)機2013年6月1日由始發(fā)。兩臺盾構(gòu)機都由飛鵝嶺站始發(fā)，到達花都汽車城吊出完成區(qū)間施工，區(qū)間掘進完工日期為2014年4月17日。第四章 盾構(gòu)機設(shè)計選型本區(qū)間盾構(gòu)工程施工條件：盾構(gòu)隧道長度：左線2258m，；隧道覆土厚度最小約4，最大約10m；平面最小曲線半徑為2000m；最大坡度為5‰，；隧道內(nèi)凈空：φ5400mm，管片外徑φ6000mm，；計劃進度：左、右線平均月進度約180m。經(jīng)認真研究合同文件及地質(zhì)資料，采用2臺泥水加壓平衡式盾構(gòu)機進行本區(qū)間隧道施工，具備保壓系統(tǒng)裝置、人閘氣壓裝置，滿足盾構(gòu)機在各種地層下進行開艙作業(yè)的要求。廣州市軌道交通九號線施工1標(biāo)飛鵝嶺站～花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間隧道均為兩條圓形隧道，，右線長度2258米，盾構(gòu)掘進機的選型與所穿越的地層及周邊環(huán)境、線路走向、曲線等關(guān)系很大，選型合適與否直接關(guān)系工程的成敗。1）工程特點和施工條件（1）盾構(gòu)穿越地層、線路及周邊環(huán)境的特點詳見“工程概況”（2）地層變形要求地表變形量不大于10mm/30mm。隧道推進軸線與設(shè)計軸線偏差不大于50mm。2）選型依據(jù)和設(shè)計特點根據(jù)以上地質(zhì)條件結(jié)合工期要求，用于本區(qū)段施工的盾構(gòu)掘進機，必須具有穩(wěn)定開挖面、平衡泥水壓力、平穩(wěn)穿越軟硬變化較大的地層，最大限度減少地表沉陷的功能，必須具有較強的糾偏抗扭與彎道施工的能力，必須具有較好的經(jīng)濟性和較長的使用壽命，必須確保各項作業(yè)的安全性和可靠性。結(jié)合目前上海、廣州、天津和南京地鐵一號線盾構(gòu)區(qū)間施工資料，選用帶面板式刀盤的泥水平衡式（EPB）盾構(gòu)掘進機，是目前在軟土地層中，進行隧道掘進施工的一種較好機型，可以較好的控制地表的變形。綜上所述，經(jīng)過分析比較，并結(jié)合國內(nèi)使用的經(jīng)驗，本標(biāo)段選用德國海瑞克φ6280mm鉸接型泥水平衡盾構(gòu)機。1）盾體盾體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠承受預(yù)測的水壓和土壓（較差情況預(yù)測為6 bar）。盾體為分塊設(shè)計。盾體采用螺栓連接，所有的法蘭盤都進行了機加工以保證精度：分隔艙板將盾體分隔為兩個艙室；前艙－即開挖艙，包含刀盤于其中，并充滿了流體；該流體通過后艙－即氣泡調(diào)壓艙的“氣墊”提供給開挖面和后艙保持“壓力平衡”。兩個艙室間的通道為隔板上防水門。而盾構(gòu)機內(nèi)部到壓力艙室的通道為氣閘，包括人閘和緊急氣閘。工作人員通過這些通道就可以對刀盤進行維護作業(yè)。在艙板的后部有如下裝置：（1）一個氣閘（2）安裝主驅(qū)動的機加工法蘭盤（3）推進油缸前部固定裝置（4）泥漿管接頭（5）沖刷噴嘴 （6）水、壓縮空氣、電氣設(shè)備等連接管線（7）連接到刀盤區(qū)域的排水系統(tǒng)的接頭（8）應(yīng)急電源接頭（9）海瑞克公司關(guān)于減少堆積和結(jié)塊的理念：（10）集成沖刷噴嘴的定子和轉(zhuǎn)子（11）工作艙壁上和攪拌器上的沖刷噴嘴（12）90176。角圓形漸變（有利于物料流動）（13）刀盤主驅(qū)動是用機械的方式通過法蘭盤與壓力艙板連接的。扭矩通過驅(qū)動單元的扭矩箱直接傳遞到盾體上。2）刀盤刀盤設(shè)計成盤形結(jié)構(gòu)且?guī)в泻軐掗煹倪M料口。8根輻臂支撐的厚壁法蘭連接主驅(qū)動裝置，并作為前盾的連接基座。8根幅臂由厚壁管制成。刀具形式：（1）軟土刀具（齒刀）：64把（2）雙刃滾刀：14把（3）雙刃中心滾刀：6把（4）邊緣刮刀：16把3）刀盤驅(qū)動系統(tǒng)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，對土體進行擠壓和切削。主要由大軸承、大齒圈、密封圈、減速器及馬達等組成。刀盤用高強度螺栓與大齒圈連接，大齒圈即為大軸承的回轉(zhuǎn)環(huán)，馬達帶動減速器輸出軸上的小齒輪，小齒輪與大齒圈嚙合，從而驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)。大軸承既承受刀盤的自重，又承受盾構(gòu)掘進機的推進力，是盾構(gòu)掘進機的主要組成部件。為了獲得最大的主軸承壽命，設(shè)置有密封裝置，由加壓潤滑油系統(tǒng)來潤滑。盾構(gòu)掘進機在開挖軟弱圍巖時，采用高扭矩，低轉(zhuǎn)速的工況；當(dāng)盾構(gòu)切削硬巖時，增大流量，采用低扭矩、高轉(zhuǎn)速的工況。4）鉸接裝置為了使盾構(gòu)掘進機適應(yīng)曲線段的推進，能夠靈活轉(zhuǎn)向，把盾構(gòu)掘進機設(shè)計成鉸接式，從而易于轉(zhuǎn)彎，減小曲線超挖量；并能減少頂進管片的偏壓，提高隧道施工質(zhì)量，也易于對掘進方向隨時進行修正。鉸接裝置使盾構(gòu)掘進機分成前后兩段，兩段之間通過鉸接千斤頂操作，可使盾構(gòu)掘進機前后兩段繞鉸接中心沿圓弧面上下、左右回轉(zhuǎn)，滿足盾構(gòu)掘進機順利轉(zhuǎn)彎和坡度的要求，使盾構(gòu)掘進機轉(zhuǎn)彎方便，減少曲線超挖量及對土體的擾動。盾構(gòu)掘進機鉸接處設(shè)有機械限位，以保證盾構(gòu)掘進機推進時前后節(jié)絕對不會脫開，并保證達到設(shè)計轉(zhuǎn)角位移要求。鉸接裝置設(shè)內(nèi)外兩道密封，以防泥水進入。5）人行閘門氣壓倉在盾構(gòu)掘進機密封隔板處設(shè)有一道人行閘門，閘門處有一氣壓倉。當(dāng)在泥水平衡工況下施工需要進入泥土密封倉內(nèi)排除障礙或調(diào)換切削刀具時，先將泥泥水倉內(nèi)充以壓縮空氣，用以疏干并支護開挖面土體，然后人員再通過氣壓倉的加、減壓過渡而出入泥泥水倉。6）推進系統(tǒng)盾構(gòu)掘進機是通過沿中盾周邊布置的盾構(gòu)掘進機千斤頂支撐在已安裝好的管片襯砌上所產(chǎn)生的反作用力而前進的。為了不使千斤頂端部承受管片的集中荷載，造成偏心荷重，支座設(shè)計成鉸接式，并設(shè)置支板均勻地將力傳遞到管片的環(huán)面上。把盾構(gòu)掘進千斤頂分成若干扇區(qū)，每個扇區(qū)由一只電磁比例減壓閥控制，用來調(diào)節(jié)各組扇區(qū)千斤頂?shù)墓ぷ鲏毫?，從而糾正或控制盾構(gòu)推進的方向，使符合設(shè)計軸線的要求。7）盾尾密封盾尾密封用以防止地層中的泥土、泥水、地下水和襯砌外圍注漿材料從盾尾間隙中漏入盾構(gòu)。由三道鋼絲刷和一道彈簧鋼板組成。在每兩道密封之間注入密封材料、油脂等，作為防高壓水措施，以提高密封效果，并可減少鋼絲刷密封件與隧道管片外表面之間的磨擦，延長密封件的壽命。8）背襯充填與注漿系統(tǒng)采用盾構(gòu)法施工的隧道，是沿著盾構(gòu)掘進機的外殼進行開挖的，而作為襯砌的管片則是在盾尾內(nèi)部組裝起來的，所以當(dāng)盾構(gòu)掘進機推進時，圍巖與管片間由于盾尾的抽脫及超挖等原因就形成了空隙，這一空隙如不加處理地擱置，不可避免上面的圍巖要向下沉降，其結(jié)果是發(fā)生波及地表的沉陷，嚴重的會危及地表建筑物的安全，因此，及時地進行背襯充填與注漿可以起到壓實松動的圍巖，以防地表沉陷，提高隧道止水性，防止管片漏水，將管片與圍巖一體化，確保管片襯砌的穩(wěn)定。9）管片拼裝機構(gòu)拼裝機的功能是安全且迅速地把管片組裝成設(shè)計形式，它具有伸縮臂、夾具前后移動以及臂回轉(zhuǎn)的功能。拼裝機回轉(zhuǎn)由馬達驅(qū)動；管片的軸向平移和封頂塊的軸向移動，由平移千斤頂操作夾持器來完成；管片的提升由液壓油缸操縱。這些液壓缸和馬達由一個獨立的液壓泵站供油，簡化了管線布置，避免管線的機械運動。10）泥水循環(huán)泥水平衡盾構(gòu)機技術(shù)是基于流體支撐和泥漿泵系統(tǒng)。膨潤土泥漿系統(tǒng)把切削下來的渣土從開挖艙運輸?shù)降孛嫔系姆蛛x設(shè)備（通過泥漿管路）。在分離廠，固體物料被從膨潤土泥漿里分離出來?；厥盏呐驖櫷翝{泥漿經(jīng)過循環(huán)管路被泵回到開挖艙和氣壓調(diào)節(jié)艙。在緊急狀況下，使用安裝在控制室的緊急停止開關(guān)可以關(guān)閉泥水回路。（1）TBM上的流量測量裝置流量測量裝置安裝在后配套上的進漿泥和排漿管，隨時監(jiān)測膨潤土泥漿流量。流量監(jiān)測裝置的最大量程為850m179。/h，泥漿循環(huán)工作