1、哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 1 目录 第一章 编制依据 . 1 第二章 工程概述 . 1 2.1 工程概况 . 1 2.2 区域特征 . 2 2.2.1 水文、地质特征 . 2 2.2.2 气象特征 . 2 2.3 设计概况 . 3 2.3.1 平纵断面情况 . 3 2.3.2 隧道结构情况 . 3 2.4 区间环境情况 . 3 第三章 盾构机性能参数 . 5 第四章 盾构始发准备 . 12 4.1 盾构施工总体安排 . 12 4.2 盾构始发施工流程 . 13 4.3 盾构始发与接收端头加固 . 13 4.4 洞门预埋件布置
2、 . 17 4.5 施工场地建设 . 17 4.5.1 临建建设 . 17 4.5.2 施工通道 . 18 4.5.3 供水 、排水设置 . 18 4.5.4 碴池设置 . 18 4.5.5 门吊轨线布置 . 18 4.5.6 物料存放 . 18 4.5.7 砂浆拌合系统 . 18 4.6 始发台定位、安装 . 18 4.7 反力架安装、支撑 . 19 哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 2 4.8 盾构机下井组装调试 . 21 4.9 洞门密封装置的安装 . 23 4.10 人工洞门破除 . 24 4.11 站内轨道铺设 . 25
3、第五章 盾构始发及试掘进 . 26 5.1 盾构始发技术 . 26 5.1.1 施 工工艺流程 . 26 5.1.2 掘进循环周期安排 . 27 5.1.3 掘进参数控制 . 27 5.2 掘进模式选择 . 31 5.3 盾构机始发施工 . 31 5.3.1 盾构机初始掘进 . 32 5.3.2 盾构机接触掌子面 . 32 5.3.3 调整洞口止水装置 . 32 5.3.4 盾体完全进入土体 . 33 5.3.5 安装负环管片 . 33 5.3.6 永久管片安装 . 35 5.3.7 安装管片质量保证措施 . 36 5.3.8 盾构隧道防水施工措施 . 36 5.3.9 施工运输 . 38 5
4、.3.10 隧道通风、循环水、照明 . 38 5.3.11 负环、反力架拆除 . 40 5.3.12 盾构机试掘进注意事项 . 41 5.3.13 试掘进段管理 . 42 5.3.14 始发掘进技术要点 . 42 5.4 盾构始发的重难点及处理 . 44 5.4.1 洞门密封 . 44 5.4.2 盾构机的“叩头” . 44 哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 3 5.4.3 盾尾失圆 . 44 5.4.4 地面沉降较大 . 44 第六章 盾构机正常掘进 . 45 6.1 盾构掘进作业工序流程： . 45 6.2 掘进过程中姿态控制
5、. 45 6.2.1 掘进中的方向控制 . 45 6.2.2 盾构掘进姿态调整与纠偏 . 46 6.2.3 方向控制及纠偏注意事项 . 47 6.3 碴土改良和管理 . 47 6.4 管片拼装 . 48 6.5 同步注浆 . 50 6.5.1 注浆材料及配比设计 . 51 6.5.2 同步注浆主要技术参数 . 51 6.5.3 同步注浆方法、工艺 . 52 6.5.4 同步注浆的注意事项 . 53 6.6 二次注浆 . 53 第七章 盾构机到达方 案 . 53 7.1 盾构到达施工流程 . 53 7.2 盾构到达施工技术要点和措施 . 54 7.2.1 接收架的安装 . 54 7.2.2 到达
6、导轨的安装 . 54 7.2.3 洞口密封环的安装 . 54 7.2.4 盾构机姿态调整 . 55 7.2.5 盾构到达掘进参数的控制 . 55 7.2.6 最后几环管片的安装 . 56 7.2.7 盾尾注浆封堵 . 57 7.2.8 到达阶段二次补浆 . 57 7.2.9 盾构到达施工注意事项 . 57 哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 4 第八章 资源配置 . 58 8.1 人员配置 . 58 8.2 施工机械及材料配置 . 58 第九章 监控量测 . 59 9.1 区间隧道监控量 测目的 . 59 9.2 区间隧道一般地段监测
7、 . 60 9.3 区间隧道特殊地段监测 . 61 9.4 监测项目的主要控制参数 . 61 9.5 盾构隧道施工监测 . 62 第十章 安全保证体系和保证措施 . 66 10.1 安全管理组织机构 . 66 10.2 安全管理组织机构主要人员职责 . 66 10.2.1 项目经理、副经理安全生产职责 . 66 10.2.2 总工程师安全生产职责 . 67 10.3 施工安全技术措施 . 68 10.3.1 施工现场安全技术措施 . 68 10.3.2 施工机械的安全控制措施 . 69 10.3.3 盾构施工的安全防范措施 . 69 10.3.4 土方提升安全措施 . 71 10.3.5 安全
8、用电 . 71 10.3.6 起重安全措施 . 71 10.3.7 加强监控量测，确保安全生产 . 72 10.3.8 实施标准化作业，确保安全生产 . 72 第十一章 质量保证措施 . 72 11.1 建立健全质量机构，落实质量责任制 . 72 11.2 盾构隧道施工质量保证措施 . 73 第十二章 环境保护措施 . 75 12.1 加强施工管理，强化环境保护意识 . 75 哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 5 12.2 实施封闭、半封闭管理，减少对周边环境的影响 . 75 12.3 加强废水、废气、废碴的管理 . 76 12.4
9、 加强运输车辆的管理 . 76 12.5 加强监测量测，确保环境安全 . 77 第十三章 危险源分析及对策 . 77 13.1 危险源辨识 . 77 13.2 应急救援组织机构与职责 . 80 13.2.1 应急组织机构 . 80 13.2.2 职权分工 . 81 13.3 应急处理程序 . 81 13.4 建立救援小组 . 82 13.5 应急救援措施 . 82 13.6 各项应急预案事故后处理工作 . 83 13.7 各项应急措施 . 83 13.7.1 高空坠落或物体打击事故应急措施 . 83 13.7.2 触电事故应急响应预案 . 84 13.7.3 盾构掘进过程中发生地面塌陷应急措施
10、 . 84 13.7.4 周边建筑物倾斜、坍塌应急措施 . 85 13.7.5 掌子面失稳塌方应急措施 . 86 13.7.6 地面沉降过大应急措施 . 86 13.7.7 盾构位置偏离过大控制措施 . 87 13.7.8 盾构前方坍塌控制措施 . 87 13.7.9 遇到地下障碍物处理措施 . 88 13.7.10 暴雨状态应急措施 . 88 13.7.11 管线保护及处理措施 . 89 13.7.12 有毒有害气体预防及处理措施 . 89 13.7.13 火灾爆炸事故预防及处理措施 . 90 13.8 应急物资 . 90 哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾
11、构始发、掘进及到达施工方案 6 13.9 通讯联络 . 90 附件一 反力架计算分析 . 91 1、地铁盾构反力架整体计算假定 . 91 2、地铁盾构反力架荷载安全系数 . 92 3、第一种受状态力：压力 . 92 4、第二种受力状态：拉力 . 94 5、计算结果 . 94 附件二 始发架计算 . 101 哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 1 第一章 编制依据 本施工方案主要依据以下规范、规定和相关文件的要求编制。 （ 1） 哈尔滨市轨道交通 2 号线 土建 7标 设计文件； （ 2） 工人文化宫 站盾构施工始发井尺寸、场地平面布置
12、和现场条件； （ 3）地铁设计规范（ GB50157-2013）； （ 4）地下铁道施工及验收规范（ GB 50299-1999(2003 年版 )； （ 5）地下工程防水技术规范（ GB50208-2013）； （ 6） TB 10417-2003 铁路隧道工程施工质量验收标准 （ TBJ417-2003）； （ 7） 城市地铁工程质量检验评定标准（ DB29-54-2003）； （ 8）地铁限界标准（ CJJ96-2003）； （ 9）盾构法隧道施工与验收规范（ GB50446-2008）； （ 10）施工现场临时用电安全技术规范（ JGJ46 2005）； （ 11）起重机械安全规程（
13、GB6067-2010）； （ 12）盾构机设计加工图纸，说明书等技术文件； （ 13） 哈尔滨 地铁 2号线项目施工组织设计文件； （ 14）国家、 黑龙江 省及 哈尔滨 市现行有关规定、规程和技术规定； （ 15）同类工程的施工经验。 第二章 工程概述 2.1 工程概况 文化宫站 省政府站区间由文化宫站出发，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 盖挖顺作；省政府站 为 地下双层三跨岛式车站， 采用 PBA 暗挖法施工。 区间采用盾构法施工
14、，设置两座施工竖井，其中第二施工竖井兼做联络通道。盾构机由工人文化宫站始发掘进右线，省政府站平移吊出，由于本区间采用一台盾构机，到达省政府站后盾构机吊出、转场工人文化宫站后掘进区间左线。 本 区间右线起点里程为 SK20+822.423，终点里程为 SK21+680.466，其中长链 0.023m哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 2 区间（右线）全长为 858.043m；区间纵向基本呈“ V”字坡，自西向东坡度依次为 +2、-5.927、 +19（“ -”为下坡，“ +”为上坡），本区间左线起点里程为 SK21+51.571，终点里
15、程为 SK21+680.466,区间（左线）全长 628.895m。自西向东坡度依次为 +2、 -9.903、+19（“ -”为下坡，“ +”为上坡），隧道埋置较深，其结构埋覆土为 12.645m 23.21.488m。 本区 间设一座联络通道，联络通道中心里程为 SK21+460.000，所处地层为粉质粘土层。联络通道兼泵站采用冷冻法加固 +矿山法施工。 2.2 区域特征 2.2.1水文、地质特征 区域地质资料表明场地均被第四纪地层所覆盖，第四纪地层从新到老，从上到下顺序如下：全新统人工堆积层（ Q4ml）、上更新统哈尔滨组冲积洪积层（ Q32hral+pl）、中更新统上荒山组湖积层（ Q2
16、2h1）、中更新统下荒山组冲积层（ Q2h1al）、下更新统东深井组冰水堆积层（ Q12dfgl）。场地地层结构特点为岗阜状平原地貌单元特征，地基土分布较均 匀，性质变化较大。表层由杂填土组成，上部地基主要由粉质黏土组成，下部主要由中粗砂夹厚薄不均的粘性土组成。 工人文化宫站省政府站区间左线剖面图 工人文化宫站省政府站区间右线剖面图 2.2.2气象特征 哈尔滨市气候的特点是四季分明，冬季漫长而寒冷，夏季短暂而炎热，而春、秋季气哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 3 温升降变化快，属于过渡季节，时间较短。受地理环境、海陆气团和季风的交替
17、影响，全市各季气候差异显著，变化很大。冬季在极地大陆气团控制下，气候寒冷干燥 ;夏季受副热带海洋气团影响，降水充沛，气候温热 ;春、秋两季因冬、夏季风交替影响，气 候多变，春季多大风，降水少，易干旱 ;秋季降温剧烈，常有霜冻危害。 2.3 设计概况 2.3.1平纵断面情况 本区间左线为直线区间，右线有半径 3000m 的平曲线两处，左右线线路中心间距为14.00m 到 16.88m 之间。 区间左线起点里程为 SK21+51.571，终点里程为 SK21+680.466,区间（左线）全长628.895m。自西向东坡度依次为 +2、 -9.903、 +19（“ -”为下坡，“ +”为上坡），区间
18、右线纵向基本呈“ V”字坡，自西向东坡度依次为 +2、 -5.927、 +19（“ -”为下坡，“ +” 为上坡），隧道埋置较深，其结构埋覆土为 12.645m 21.488m。 2.3.2隧道结构情况 区间盾构隧道设计为双线圆形隧道，隧道内径为 5400mm，外径 6000mm，管片厚度 300mm，宽度 1200mm，隧道采用预制钢筋砼管片衬砌，管片背后注浆回填。本区间隧道衬砌采用预制钢筋砼管片错缝拼装，管片环宽 1200mm,厚 300mm,每环由 6块组成，采用 C55 防水混凝土，抗渗等级大于等于 P10。管片类型为标准环加左、右转弯环，环向以 12 个 M27 螺旋连接，纵向以 1
19、0 个 M24 螺栓连接。 2.4 区间环境情况 文化宫站 省政府站区间位于中山路下方，与中山路走向一致，中山路为哈尔滨主要的交通主干线，地面交通非常繁忙。区间两侧主要建筑物为黑龙江气象局、黑龙江阳光女子医院、和平都宾馆、中国联通哈尔滨市分公司客户俱乐部、哈尔滨长安医院、黑龙江工程学院、黑龙江省民政厅、黑龙江省科学院等众多商用房及居民楼，距离隧道较远影响较小；重点为区间于中山路分别下穿中山路 1号人行天桥、文昌桥、中山路 2 号人行天桥。 哈尔滨市轨道交通 2号线一期工程土建工程 工人文化宫站省政府站区间盾构始发、掘进及到达施工方案 4 2.5 施工重难点 （一） 区间两侧主要建筑物为黑龙江气
20、象局、黑龙江阳光女子医院、和平都宾馆、中国联通哈尔滨市分公司客户俱乐部、哈尔滨长 安医院、黑龙江工程学院、黑龙江省民政厅、黑龙江省科学院等众多商用房及居民楼，距离隧道较远影响较小，重点为区间隧道下穿文昌桥桩以及下穿人行天桥。 应对措施： （ 1） 施工前做好对建（构）筑物的调查取证及测量工作，及时根据调查及测量成果制定专项施工方案和应急预案； （ 2） 在下穿构（建）筑物前，对盾构机进行维护与保养工作，尽量避免盾构机在下穿时停机； （ 3） 施工过程中应控制好盾构机姿态，根据不同的地质、外界环境等条件制定掘进参数； （ 4） 掘进过程中尽可能的减小对土体的扰动，匀速通过，同时加强同步注浆和二次注浆； （ 5） 建立信息反馈系统，及时将地 面巡视、监测数据反应至盾构操作室。 （二）管片安装质量的好坏直接关系到成洞的质量，而且对盾构机能否继续顺利推进有着直接影响，因此如何确保管片的安装精度及安装、防水质量是本工程的重点。 应对措施： （ 1） 首先从管片生产、运输、吊运等各个环节控制好管片及防水质量，避免破损、损坏等情况的发生； （ 2） 掘进过程中严格控制油缸压力，确保管片不受损坏；
