目 录
第一章 编制说明及依据 ................................................................................................................. 0
1。1、编制说明 ....................................................................................................................... 0 1.2、编制依据 ......................................................................................................................... 0 第二章 工程概况 ............................................................................................................................. 0
2。1、工程概述 ....................................................................................................................... 0
2.1.1、工程位置及范围 ................................................................................................. 0 2。1。2、中间风井概况 ................................................................................................. 1 2。2、工程地质、水文地质情况 ........................................................................................... 1
2。2。1、工程地质 ......................................................................................................... 1 2.2。2、水文地质条件 ................................................................................................... 3
第三章 施工部署 ............................................................................................................................. 4
3。1、施工目标 ....................................................................................................................... 4
3.1。1、质量目标 ........................................................................................................... 4 3。1。2、安全生产目标 ................................................................................................. 4 3。1。3、文明施工目标 ................................................................................................. 4 3。1。4、环境保护目标 ................................................................................................. 4 3。2、项目组织结构 ............................................................................................................... 4 第四章 工程概况 ............................................................................................................................. 5
4.1、相关场地施工进展情况 ................................................................................................. 5 4.2、设计原则 ......................................................................................................................... 5 4.3、方案优点 ......................................................................................................................... 7 第五章 盾构机选型 ......................................................................................................................... 7 第六章 盾构机过中间风井施工 ..................................................................................................... 9
6.1、盾构机过中间风井准备工作 ......................................................................................... 9
6。1.1、中风井端头降水 ............................................................................................... 9 6。1.2、端头加固 ........................................................................................................... 9 6。1.3、底板负四层侧墙浇筑 ....................................................................................... 9 6。1.4、导台浇筑 ........................................................................................................... 9 6。1。5、盾门环安装 ..................................................................................................... 9 6。1.6、侧墙浇筑及水土回填 ..................................................................................... 10 6。2、盾构机到达中间风井施工 ......................................................................................... 10
6。2。1、盾构到达前盾构姿态和线形测量 ............................................................... 10 6。2。2、盾构机掘进时盾构机的推力计算 ............................................................... 11 6.2.3、保证措施及步骤 ............................................................................................... 13 6。3、盾构进入中间风井施工 ............................................................................................. 14
6.3.1、更换盾尾刷施工步骤和措施 ........................................................................... 14 6.3。2、更换刀具施工步骤和措施 ............................................................................. 15
第七章 后续施工安排 ................................................................................................................... 17 第八章 监测 ................................................................................................................................... 17
8。1、监测的目的与意义 ..................................................................................................... 17 8.2、监测的具体部位 ........................................................................................................... 17 第九章 技术保证措施 ................................................................................................................... 17
9。1、成立技术保证小组 ..................................................................................................... 17 9。2、进行技术交底 ............................................................................................................. 17 第十章 安全与文明施工 ............................................................................................................... 18
10。1、安全措施 ................................................................................................................... 18 10。2、文明施工保证措施 ................................................................................................... 18
武汉市轨道交通机场线土建施工部分BT项目 盘～宏区间盾构机穿越中间风井专项施工方案
第一章 编制说明及依据
1。1、编制说明
由于盘～宏区间较长、工期紧，为了如期保质的完工，特编制盾构先行过中间风井的施工方案。本方案是在充分熟悉施工设计图纸及地质详勘的基础上编制的，本着“技术领先、设计优化、选型可靠、施工科学、组织合理、措施齐全”的指导思想，力求使工程施工达到安全、优质、快速、环保、文明，围绕保证安全、控制质量、加快进度、保护环境和节省造价的目标进行编制,以满足顾客期望。 1.2、编制依据
（1）武汉地铁机场线土建施工部分BT项目【盘龙城站～宏图大道站】盾构区间平、纵断面施工设计图纸;
（2)武汉地铁机场线土建施工部分BT项目【盘龙城站～宏图大道站】盾构区间详勘阶段岩土工程勘察报告；
（3）武汉地铁机场线土建施工部分BT项目【盘龙城站～宏图大道站】盾构区间中间风井围护结构图;
(4)国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及西安地区在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定。
（5)《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299—1999） (6）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005) （7）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2001） (8)武汉地铁工程“质量验收标准（办法）” (9）国家、部颁发的相关其他规范和标准 （10)我单位多年从事地铁工程的施工经验。
第二章 工程概况
2。1、工程概述
2。1。1、工程位置及范围
盘龙城站～宏图大道站区间线路出盘龙城站后,为避开盘龙城遗址的重点保护区，线路敷设于盘龙大道西侧行进,依次下穿建设控制地带、Ⅰ类环境控制区、府河及三号线宏图大道站~三金潭出入段区间后与三号线并行进入宏图大道站。
本区间起讫里程为右BDK11+474.700～右BDK15+049.592（左BDK11+474.700～左
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BDK15+049.592），右线全长3572。572m(含短链2。320m)，左线全长3569。012m（含短链5.880m）.区间线间距13~42m，线路平面最小曲线半径为400m.线路纵断面设计以尽量避开灰岩溶洞为原则，基本位于土岩分界面之上，并保证覆土大于一倍洞径，区间覆土埋深为6。0～28。2m.本区间隧道采用盾构法施工.
本区间分别在右BDK12+000、右BDK12+530、右BDK13+050、右BDK13+591.121(兼泵房)、右BDK13+940。950、右BDK14+466.297（兼泵房）设置6处联络通道，其中在右BDK13+940。950处联络通道与中间风井合建。 2.1。2、中间风井概况
盘龙城站～宏图大道站区间右线总长为3572.572m（含短链2。320m），为了通风中间设置风井一处，位于府河南侧。周边现状为绿化空地和鱼塘。中间风井为四层三跨明挖框架结构.起点里程为右BDK13+930。6,终点里程为右BDK13+951。3.中间风井采用明挖法施工，围护结构采用地连墙加内支撑的形式。
中间风井与隧道平面位置关系图 中间风井与隧道立面位置关系图
2.2、工程地质、水文地质情况 2.2。1、工程地质
中间风井场址区域属河流堆积平原区，相当于长江一级阶地.场地内各地层岩性特征如下:
1—1杂填土,杂色,湿，主要由砖块、碎石、块石等建筑垃圾及少量黏性土混合而成，道路段表层约30cm左右为混凝土路面。该层土质松散、力学性质不均，工程性能差，硬质物含量50～80％不等,粒径5～20cm左右，其厚度0.50m～7。00m,层顶标高19.95m～31。01m，场区道路沿线均有分布，其它地段局部分布,堆积年限一般大于10年,局部小于10年。
1—2素填土，黄褐色~褐灰色，以黏性土为主，松散～稍密，夹少量碎石及砂性土，硬杂质含量约5%～20％，分布不均匀。其厚度0。50m～7。10m,层顶标高17。33m～30。19m，场地沿线大部分地段分布,堆积年限一般大于10年,局部小于10年。
1-3淤泥质黏土，灰色、灰褐色,饱和，流塑，局部软塑,富含有机质,局部混生活垃圾，具流变性,有腐臭味。无摇振反应，切面光滑，干强度中等,韧性中等。属高压缩性土，其厚度0。80~3。90m，层顶标高10.85～20.04m。
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3—2黏土，褐黄色夹褐灰色，饱和,软～可塑状态,无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。属中偏高压缩性土,其厚度0。70～13。5m，层顶标高9。65~25。22m。
3-2a黏土，褐黄色、黄色，饱和，可塑，局部硬塑，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高.属中等压缩性土，其厚度1。00~8.00m，层顶标高13.94~21.59m。
3-3淤泥质黏土，灰、褐灰色,饱和，流塑状态，局部软塑，含有机质、腐殖物及少量云母片,局部夹粉土薄层，具一定摇振反应，稍有光滑,干强度中等，韧性高。属高压缩性土,其厚度0。60～15。40m，层顶标高6。85～21.95m。
3—4粉质黏土夹粉土，灰、褐灰色，饱和，可塑状态，局部软塑，夹薄层粉土，局部夹粉砂,粉土、粉砂一般呈稍密状态，含有机质、腐殖物。属中偏高压缩性土，其厚度0。70～18.60m，层顶标高—2.21～15。50m。
4—1粉细砂,灰色夹灰黄色,饱和,稍密~中密状态，含云母片、长石、石英等矿物。属中等压缩性土，其厚度1。00～5.20m，层顶标高—3。01～-0。091m。
6—2粉质黏土,灰褐色~褐黄色，饱和,可塑状态，切面较光滑，含条带状高岭土，无摇振反应,干强度中等偏高。韧性中等偏高，属中等压缩性土，其厚度2。50m～4.30m，层顶标高23。41～30。82。
8—1粉细砂，黄褐色,饱和，中密,黏粒含量高,局部含少量粉质黏土、粉土，含云母片、长石、石英等矿物。属中等压缩性土，其厚度0.50～23.70m，层顶标高—13。91～5。78.
8—1a粉细砂夹砾卵石，黄褐色,饱和,中密.砾卵石含量10～40％，粒径一般2～50mm,钻孔中所见最大粒径约8cm，砾卵石成份主要为石英砂岩、石英岩。属中等压缩性土，其厚度0。90～13.00m，层顶标高—22。71～5。27m。
8—2粉细砂，灰绿、青灰色，饱和,中密，黏粒含量较高，含少量粉质黏土、粉土，含云母片、长石、石英等矿物。属中等压缩性土，该层未揭穿，层顶标高—28。77~-6。62m。
8—2a粉细砂夹砾卵石，灰绿、青灰色,中密，饱和,砾卵石含量10—35％，粒径2～50mm,钻孔中所见最大粒径约8cm。属中等压缩性土,该层未揭穿，层顶标高—21.91～—6。70m。
8a黏土，黄褐、灰绿色,饱和，可塑，含少量粉土、粉砂。属中等偏高压缩性土，该层呈透镜体分布于（8—1)、(8—2）层中，其厚度0。70～4.00m,层顶标高—21。91~
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—6.70m。.
20a-1(S/2f）强风化泥岩，灰黄、草黄色，粉砂、泥质结构，中厚层状构造，裂隙发育，主要由泥质转化的绢云、碎屑石英及泥质组成，易相变为粉砂质泥岩、泥质砂岩或粉砂岩,岩石风化呈土状和碎块状，遇水软化,岩芯采取率70～75%。属极软岩,破碎岩体，基本质量等级为Ⅴ级。揭露厚度1。80~3.20m，底板标高—6。09～—0。76m。
20a—2(S/2f)中风化泥岩 ，青灰色，灰绿色，粉砂、泥质结构,块状及中厚层构造,主要由泥质转化的绢云因、碎屑石英及泥质组成,易相变为粉砂质泥岩、泥质砂岩或粉砂岩，岩芯主要呈碎状及块状，少量短柱状,裂隙发育，裂隙面光滑，倾角陡，岩芯采取率约85%。属极软岩，基本质量等级为Ⅴ级。该层未揭穿，层顶标高为-47.95～11.90m.
20s（S/2f)挤压破碎带，青灰色，受断层构造作用，该层岩芯极破碎，呈岩屑、鳞片、角砾状.属极破碎岩体，基本质量等级为Ⅴ级.该层未揭穿，层顶标高为-45.50～12。44m.
中间风井范围内岩、土物理力学指标建议值见下表。
岩土力学指标表
2.2.2、水文地质条件
拟建场地地下水主要为上层滞水、孔隙承压水、基岩裂隙水.
上层滞水主要赋存于场地上部人工填土中，主要接受大气降水，生活用水及给排水管涵的渗透入渗补给，水位、水量与地形及季节关系密切,并受人类活动影响明显。勘察期间实测场地上层滞水静止地下水位埋深为0.10~3.20m，相当于黄海高程9。40～29.08m。上层滞水水量一般不大，对拟建基坑工程施工具一定影响。
承压水主要赋存于8大层砂土中,主要接受侧向地下水的补给及侧向排泄，水量较丰富，具承压性。根据本次风井附近抽水试验，承压水位标高11.76m。由于场区上覆黏性土层较厚,孔隙承压水主要进行水平向的补给与排泄,其水位亦随季节性变化而变化.本工程场区孔隙承压水受含水层性质（如埋深）的影响，环境相对封闭，水位变化一般不大，变幅一般1-2m，场区及附近该含水层水位长期观测资料贫乏，建议必要时布设地下水位长期观测孔观测地下水位动态变化。孔隙承压水对风井基坑施工影响较大，建议风井深基坑开挖时间选择在枯水季节(当年11月下旬至次年4月上旬）,此时砂层中的承压水头高度较低，对基坑底土体的浮托力亦较小;承压水对区间盾构施工具一定影响,施工时需采取压力平衡，防止地下水涌入隧道.
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基岩裂隙水主要赋存于下部基岩裂隙中,主要接受其上部含水层中地下水的下渗及侧向渗流补给,部分地段基岩裂隙水与孔隙承压水呈连通关系。另外,根据前期初勘及本次勘察成果,府河河床段挤压破碎带发育,局部岩面因鱼塘清淤开挖后已出露于地表,与地表河水存在紧密水力联系，故该段基岩裂隙水较为丰富。
第三章 施工部署
3。1、施工目标
对于本标段工程,我公司将在施工中采取各种有效措施全力保证达到我们所拟定的以下施工管理目标。 3.1.1、质量目标
质量合格，达到设计和合同要求。 3。1。2、安全生产目标
本工程的安全生产目标为：
不发生因工死亡事故,年重伤率不大于万分之五；
拆迁工程事故和安装装修工程不发生重伤以上(含重伤）事故； 不发生基坑坍塌、洞内塌方冒顶等重大险情或事故； 不发生重大设备事故,重大交通事故及火灾事故；
不发生因施工造成周边建(构）筑物沉降超限、倾斜、结构损伤以及施工导致的交通中断、电力中断、通讯中断、漏水和漏气等重大险情和事故。
不发生10人以上集体中毒事故。 3。1。3、文明施工目标
施工现场文明有序,与周边环境协调一致,对噪音、振动、废水、废气和固体废料全面控制，树地铁建设安全文明施工窗口形象。 3.1。4、环境保护目标
实施环保施工,施工过程中保护现场周围建筑物、构筑物、文物建筑、古树、古木，及地下管线、线缆、构筑物、文物、化石和坟墓等；施工过程中采取措施,控制或（和）处理现场的粉尘、废弃、废水、固体废弃物和噪声污染和危害;施工现场残留、废弃的垃圾，及时或定期运到指定地点,防止对周围环境及作业的影响。 3。2、项目组织结构
为全面实现本工程的目标，我单位本着集中管理、统一指挥、责任明确、精干高
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效的原则，组建“中铁十一局集团有限公司武汉市轨道交通机场线土建施工BT项目经理部\"，设项目经理一名，项目副经理两名,项目总工一名,下设工程技术部、安质环保部、机电物资部、计划财务部、综合办公室。针对本分项工程项目组织架构见下图：
项目经理：谢敬平 项目总工程师：汪思海 安全副经理：赵东华 生产副经理：车仁雪 施工技术部 计划财务部 设备物资部 安质环保部 综合办公室 项目组织机构框架图 第四章 工程概况
4.1、相关场地施工进展情况
一、中间风井
截止2015年5月13日,中间风井底板已浇筑完毕，第六道砼支撑及腰梁破除完毕,预计2015年5月23日浇筑负四层侧墙，达到接收盾构机的条件。
二、盘龙城站
截止2015年5月13日，盘龙城站大里程完成37m底板，预计完成主体结构达到始发条件于2015年6月底，盾构掘进至中间风井调出需８个月左右，预计2016年２月底完工，左右线盾构贯通于2016年3月底,工期根本达不到要求.
三、盘~宏区间盾构掘进
截止2015年5月13日,盘宏区间右线设计730环，已掘进620环,左线设计736环，已掘进451环，预计2015年5月23日右线盾构机到达中间风井。 4.2、设计原则
因此盘～宏区间必须调整方案、改变工筹，经项目部研究决定由宏图大道站始发的盾构机采用水土平衡法直接穿过中间风井，向盘龙城站掘进。工期对比表如下：(以2015年5月13日开始,以右线先始发的为例）
原工期表
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宏～中区间掘进 2015年5月13日 2015年5月23日 10天 10环/天 宏~中区间盾构吊出 2015年5月24日 2015年6月12日 20天 盘~中区间掘进 2015年7月30日 2016年2月25日 205 8环/天 宏～中区间盾构吊出 2016年2月26日 2016年3月15日 20天 左线比右线晚一个月，从表中得出工期根本达不到要求。
调整后的工期表
宏~中区间掘进 2015年5月13日 2015年5月23日 10天 10环/天 盾构机检修、更换刀具和盾尾刷 2015年5月24日 2015年5月30日 7天 盘~中区间掘进 2015年5月31日 2015年12月25日 205 8环/天 宏～中区间盾构吊出 2015年12月26日 2016年1月15日 20天 左线比右线晚一个月，从表中可以看出有足够的时间施工联络通道,工期完全满足要求.
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4.3、方案优点
该方法相较于传统的方法存在以下优势：
1、节约了工期和投资。省略了盾构机在中间风井到达、过站在始发的工序. 2、降低了工程风险。传统工法风井内外水土压力差较大、端头加固质量无法保证，盾构在中间风井到达和始发过程中,盾壳外间隙涌水涌砂风险较大；该工法采用水土平衡就不存在水土压力差的问题，极大程度上减少了盾壳外间隙涌水涌砂的风险.
第五章 盾构机选型
根据初勘及本次勘察资料显示，本区间右DK11+466。8～右DK13+395段属剥蚀堆积陇岗区，相当于长江三级阶地；右DK13+395～右DK13+480及右DK13+560~右DK13+960地段属河流堆积平原区,相当于长江一级阶地；右DK13+480～右DK13+560为河漫滩；右DK13+960~右DK15+049.6段属河流、湖泊堆积平原区，相当于长江二级阶地.地层较为复杂,由于碎石、块石的石英含量很高,硬度很大，区间隧道还存在软硬不均的土层，因此盾构机选型上应该采用混合式盾构机,保证其有足够大的扭矩.
在复合地层中,施工刀具配置的困难主要反映在以下三方面:一是选择破岩的滚刀还是选择切削的刮刀，二是刀具配置的数量,三是不同种类刀具配置的轨迹。应用于复合地层中混合式盾构机，在刀盘中安装了滚刀和刮刀,滚刀的作用就是破岩，而刮刀的作用就是切削，二者的功能完全不同，不可能同时起作用。在典型的上软下硬地层中，当滚刀对隧道断面下部岩石地层破岩的同时，刀盘上部的滚刀在软土中是不起切削作用的,反而会在软土地层中造成滚刀的偏磨.各种不同刀具配置的数量(特别是滚刀的数量或间距)是影响破岩能力的关键因素之一。刀间距过大,会在两滚刀之间出现破岩的盲区而形成“岩脊”。刀间距过小,会将岩体碾成小碎块，降低破岩功效。另外，刀具的高度对于破岩和防止结泥饼也有重要的意义.
经公司及项目部研究决定,本区间采用海瑞克与铁建重工复合混合式盾构机。刀盘出厂配置形式如下：
海瑞克盾构技术参数表
适用条件
开挖直径 7
6280mm 武汉市轨道交通机场线土建施工部分BT项目 盘～宏区间盾构机穿越中间风井专项施工方案
最小平曲线半径 最小竖曲线半径 最大爬坡能力 刀盘结构型式 开口率 中心滚刀 正面滚刀 刀具配置 边缘滚刀刀 切刀 边缘刮刀 磨损检测刀 海瑞克盾构刀盘配置图 铁建重工盾构技术参数表
开挖直径 最小平曲线半径 适用条件 最小竖曲线半径 最大爬坡能力 刀盘结构型式 开口率 刀具配置 中心滚刀 正面滚刀 边缘滚刀刀 8
250m 1000m 35‰ 复合式 约30% 4把 19把 7把 42把 8把 1把 6280mm 250m 1000m 35‰ 复合式 约36% 8把 22把 10把 武汉市轨道交通机场线土建施工部分BT项目 盘～宏区间盾构机穿越中间风井专项施工方案
切刀 边缘刮刀 磨损检测刀 贝壳刀 铁建重工盾构刀盘配置图
36把 16把 2把 4把 第六章 盾构机过中间风井施工
6.1、盾构机过中间风井准备工作 6。1.1、中风井端头降水
根宏区间风井，开挖深度约25m(属超深基坑，工程安全等级为一级)，基坑底部位于4-1、8-1粉细砂层中，基坑开挖后，若不采取降水措施，坑底高承压水将会产生突涌,本设计方案在基坑内及端头加固区域内设置降水管井进行疏干降水，盾构施工及中间风井施工过程中应将水位降至底板一下1m。
降水井共计12口(坑内4口、坑外8口）,每口井深度大约为40.5m。,其平面位置如下图所示：
降水井布置图
6。1。2、端头加固
根据现场实际情况和施工的重要性，为保证盾构安全过站，端头采用三重管旋喷加固，端头加固应在盾构机到达前一个月加固完毕.加固示意图如下： 6。1.3、底板负四层侧墙浇筑
在盾构机到达中间风井端头前需浇筑完底板。 6。1。4、导台浇筑
因盾构机下部回填土方不密实，为避免盾构机在中间风井中出现“栽头\"现象，在中间风井底板上回填C30砼导台。
导台设计图
6。1.5、盾门环安装
盾构机进站之前，应先将洞门处的洞门环安装完毕。进洞处的洞门环采用两个洞门环“背贴式”安装，盾门环尾部焊接一圈钢板，便于后期盾构机在此处更换盾尾刷时挡
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土用。如下图：
洞门环安装图
6。1。6、侧墙浇筑及水土回填
1、负四层侧墙分两次浇筑，第一次浇筑高度为第五道砼支撑以下50㎝，侧墙浇筑完毕后,回填粘土,粘土回填高度比侧墙高度低20㎝。现场用红线在中间风井墙上标记每层填土标高。土方回填应采取分层回填、分层夯实,每层分层厚度为25～30㎝.
2、破除第五道砼支撑，清除渣土，在回填土上部浇筑20㎝垫层，然后浇筑负四层剩余高度的侧墙.
回填剖面图
3、回填粘土，粘土的回填高度在盾构机上方覆土厚度为 3m ，总填土量约4043m³。现场用红线在中间风井墙上标记每层填土标高.土方回填应采取分层回填、分层夯实,每层分层厚度为25～30㎝.填筑高度至隧道顶部时，在第二道钢筋砼地连墙位置左右线各铺设一块9m*6m＊2㎝的钢板，以便后期再此处换刀时挡土用。填土完毕后在粘土上部覆盖一层彩条布,防止井内回灌水之后水渗入土体中，盾构掘进过程中，水渗入隧道内.
4、井内回灌水，回灌水标高与第一层微承压水水头标高一致。C。水土回填完毕，由监测人员对预埋的土压力计读取初始数据,一天3次，早中晚各一次。 6。2、盾构机到达中间风井施工
6。2。1、盾构到达前盾构姿态和线形测量
盾构机到达前 150 m地段即加强盾构姿态和隧道线形测量 , 及时纠正偏差确保盾构顺利地从预埋钢环内进入中间风井内。测量内容有：
1、定向； 2、主导线；
3、测量管片位置和走向偏差;
4、预埋钢环平面位置。通过测量,对到达前的地段加强盾构掘进的轴线控制，使盾构机进站时其切口平面偏差满足：平面≤± 50㎜ ，一10 ≤高程≤+ 30 ㎜ ，根据实际测量的洞门中心位置，将右线盾构姿态控制的理论值为：水平方向7㎜，竖直方向一17 ㎜，在到达前要求盾构坡度 比设计坡度略大 2％，盾构机进入中间风井达到设
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钢板 武汉市轨道交通机场线土建施工部分BT项目 盘～宏区间盾构机穿越中间风井专项施工方案
计坡度水平直线。
6.2。2、盾构机掘进时盾构机的推力计算
一、盾构机到达之前水土不分离，地层参数按（3—4)粉质黏土夹粉土带选取,由于岩土体中基本无水,所以水压力的计算按水土合算考虑.选取可能出现的最不利受力情况埋深断面进行计算。根据线路的纵剖面图，在确定盾构机拱顶处的均布围岩竖向压力Pe时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力. 盾构机所受压力：
Pe =γh P01= Pe + G/DL P1=Pe×λ P2=(P+γ.D） λ
式中：λ为水平侧压力系数,λ=0。47
h为上覆土厚度，h=16。5m γ为土容重，γ=1.90t/m3 G为盾构机重,G=340 t
D为盾构机外径，D=6.25 m ； L为盾构机长度，L=8。32 m ；P01为盾构机底
部的均布压力；P1为盾构机拱顶处的侧向水土压力;P2为盾构机底部的侧向水土压力；Pe=1。90×16.5=31.35t/m2
P01=35。35+340/（6.25×8。32）=41.89t/m2 P1=31。35×0.47=14。73t/m2
P2 =(31.35+1。90×6.25)×0。47=20。32t/m2
盾构推力计算
盾构的推力主要由以下五部分组成：
式中：F1为盾构外壳与土体之间的摩擦力 ；F2为刀盘上的水平推力引起的推力
F3为切土所需要的推力；F4为盾尾与管片之间的摩阻力 F5为后方台车的阻力
，
式中：C为土的粘结力,C=4.5t/m2
式中：WC 、μC为两环管片的重量（计算时假定有两环管片的重量作用在盾尾内，当管
片容重为2.5t/m3,管片宽度按1。5m计时，每环管片的重量为24。12t),两环管片
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的重量为48。24t考虑.μC=0.3 式中:Gh为盾尾台车的重量，Gh≈160t；
θ为坡度,tgθ=0。025 μg为滚动摩阻，μg=0.05 盾构总推力：
二、盾构机进入风井内水土分离,地层参数按（3-2)质黏土选取。根据线路的纵剖面图，在确定盾构机拱顶处覆土3m、水深3。5m,的均布围岩竖向压力Pe时，可取土体及水的自重为盾构机所受的竖向压力Pe。 盾构机所受压力:
Pe =γh+ρh水 P01= Pe + G/DL P1=Pe×λ
P2=（P+γ。D） λ
式中：λ为水平侧压力系数,λ=0。47
h为上覆土厚度,h=3m h水为上覆土厚度，h=3.5m γ为土容重,γ=1。89t/m3 G为盾构机重,G=340 t
D为盾构机外径，D=6。25 m ; L为盾构机长度，L=8.32 m ；P01为盾构机底部
的均布压力;P1为盾构机拱顶处的侧向水土压力；P2为盾构机底部的侧向水土压力；
Pe=1。89×3+1×3.5=9.17t/m2
P01=9。17+340/(6.25×8。32）=15.71t/m2 P1=9.17×0。54=5。95t/m2
P2 =(9。17+1。89×6。25)×0。54=11。33t/m2
盾构推力计算
盾构的推力主要由以下五部分组成：
式中：F1为盾构外壳与土体之间的摩擦力 ;F2为刀盘上的水平推力引起的推力
F3为切土所需要的推力；F4为盾尾与管片之间的摩阻力 F5为后方台车的阻力
,
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式中：C为土的粘结力，C=4。5t/m2
式中:WC 、μC为两环管片的重量（计算时假定有两环管片的重量作用在盾尾内，当管
片容重为2。5t/m3,管片宽度按1。5m计时，每环管片的重量为24。12t),两环管片的重量为48。24t考虑。μC=0。3 式中：Gh为盾尾台车的重量，Gh≈160t;
θ为坡度,tgθ=0。025 μg为滚动摩阻,μg=0.05 盾构总推力：
6.2。3、保证措施及步骤
盾构机进入到达段后，应减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视土仓压力值，土压的设定值应保持稳定，避免较大的推力波动影响洞门范围内土体的稳定。盾构进站掘进可分为四个阶段，在这几个阶段中，应采取不同的施工参数及控制侧重点不同，前两个阶段为盾构进洞准备阶段,后两个阶段为盾构正式到达阶段。
１、到达第一阶段 (盾构掘进至距风井内衬墙 7。6 m 处）。掘进参数保持正常不做调整，此段施工应侧重注意调整盾构机的姿态，使盾构机姿态（与理论比较）控制在水平方向7 ㎜， 竖直方向 一17㎜左右.
２、到达的第二阶段(掘进至距风井内衬墙4.159 m 处，）.掘进速度由原来正常段的20mm／min 一 40mm／min减至10mm／min 一20mm／min， 土压基本保持不变,刀盘转速稍微降低至1rpm ，推力控制在 1000t以内.目的是尽量减少对洞口的影响，在密切监控地表和洞口的情况下微调低土压力。在此阶段同步注浆开始采用纯水泥浆,注浆压力控制在0。3MPa，注浆量为6 m³。进一步调整好盾构机的姿态, 以便盾构机能够准确穿过洞门预埋钢环.
３、到达的第三阶段 (刀盘切口进入接收井 4。077m )。本阶段盾构刀盘切口进入风井内衬墙4.077 m ， 盾尾进入搅拌桩加固区, 对管片进行整环二次注浆,封堵搅拌桩加固区与非加固区空隙，达到堵水效果。浆液采用水泥水玻璃双液浆。此阶段推进时的保持推力最初控制在1000t以下，根据土压力计反馈的信息，及时调整盾构机的总推力，保证不对侧墙造成破坏。在盾构机推进过程中, 为了防止推力过大对侧墙造成过大影响，适当设定刀盘转速,螺旋机正常出土。避免出土量过大造成填土下沉， 破坏已经建立的洞门内外水、土压力平衡.盾构推进过程中严密观察盾尾和螺旋机闸门是否漏水，
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若发现有轻微漏水现象应手动注入大量盾尾油脂封堵.在此阶段同步注浆采用纯水泥浆,注浆压力控制在0。 3 M Pa，注浆量为6m³。
４、到达的第四阶段（盾构机完全进入接收井， 盾尾脱出内衬墙 30㎝）。本阶段盾尾脱出内衬墙30cm （此脱出距离可视最后掘进管片拼装情况进行调整，以最后一环管片不脱出盾尾最后两道尾刷为准）.本阶段同步注浆采用纯水泥浆,掘进完成后在二次注浆前应将同步注浆管内注入膨润土,防止注浆管路堵塞。 6。3、盾构进入中间风井施工
当盾构机完全进入中间内后，更换盾尾刷，当刀盘抵到距第二道钢筋砼地连墙1m时，停机检修,更换刀盘，为盾构机后续穿越府河及复杂地层做好相关准备。盾构在风井内管片采用通风拼装,砼管片之间安装一环10㎝的钢管片，便于后期管片拆除。 6。3。1、更换盾尾刷施工步骤和措施
1、露出盾尾刷
由于盾构机推进油缸行程最大只有2m，正常推进无法露出盾尾刷，因此采取拆1环管片的办法露出盾尾刷。盾构机拼装完成第736环(不拼装K块)后再掘进120cm，在第734环进行一次二次注浆,确定盾尾不漏水后拆除7386环，露出2道盾尾刷.在推进过程中由土木工程师仔细观察736环K块位置盾尾刷露出量，当第2道盾尾刷完全露出后,立即通知操作手停止掘进。 2、拆除管片
确认2道盾尾刷可以全部露出后，由拼装手拆除管片,按照C－B－A3－A1－A2顺序拆除管片,将2道盾尾刷全部暴露.此时如发现盾尾有漏水，应用棉花条沿着最后一道盾尾刷将其与管片间缝隙填塞，并按80～100cm间距安装软管，进行聚氨酯注入. 3、清理盾壳及油脂仓
管片拆除后，立即进行清理工作,2人同时用铲刀将盾壳、油脂仓内附着的砂浆、油脂等杂物清理干净.在清理杂物同时，应检查油脂注入孔是否畅通。 4、切除损坏的盾尾刷
由电焊工2人一组，采用气刨将盾尾刷切除。切除前用彩钢瓦将拼装机油管、电缆等部分遮盖,避免电渣损坏设备。切除时由上往下，由外而内切除，逐个取出损坏的盾尾刷。切除完成后将盾尾刷位置杂物清理干净,并确保干燥。 5、新盾尾刷焊接
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全部切除并清理完成后,开始焊接新盾尾刷。仍是2人1组，每组2小时，每班2组人.焊接时，先焊接第2道盾尾刷，且起点位置为3点位，收点位置同样位3点位.第1道盾尾刷在第2道焊接完成后焊接,起点、收点位都为9点位。
盾尾刷安装必须依次搭接安装，在最后1块焊接时,若尾刷稍宽，应仔细量测后按尺寸切除,确保两块尾刷之间有足够搭接长度。
焊接采用CO2保护焊，每组中1人在前摆放盾尾刷并电焊,另1人将盾尾刷焊牢。焊接质量经过土木工程师验收后方可进行油脂涂抹. 6、盾尾油脂涂抹
在盾尾刷全部焊接完成后开始盾尾油脂涂抹工作。每班3人同时进行盾尾油脂涂抹作业,涂抹油脂采用R90型手涂盾尾油脂.涂抹时必须分层将钢丝刷拨开后填入油脂，要求每层油脂填塞饱满,不掉落、不漏涂.油脂涂抹质量须经土木工程师检验合格后方可进行管片拼装。 7、管片拼装
在盾尾刷手涂油脂验收合格后,重新拼装348环管片.管片拼装完成后，用盾尾油脂泵向油脂仓内注入油脂. 8、恢复正常掘进
当油脂仓油压达到10bar以上时取出土仓内水泵、关闭土仓人闸，恢复正常掘进。正常掘进时应当注意同步注浆压力不得超过3。0bar，以免击穿盾尾，再次造成盾尾刷损坏。
更换刀具和更换盾尾刷及盾构机检修应同步进行,刀盘和刀具更换完毕，回填刀盘上部土方至隧道顶部以上3m,为盾构驶出中间风井做好准备。 6.3。2、更换刀具施工步骤和措施
1、掘进停止时根据地质条件的不同，采用向渣土添加膨润土并利用刀盘搅拌使其混合的方法来稳定和密封掌子面是，防止作业人员进入土舱时渣土的坠落和突然涌水造成人员伤亡。
2、用水清洗中隔板上所有的压缩空气调节装置的接头,清洗后将所有压缩空气调节装置调节到土舱内压力之下（所有压力装置上的阀已关闭）.泥水运出开挖舱后,将土压降低至0.1-0。2bar，向土舱中加入压缩空气。调节压缩空气站使得顶部的气压高于原有土压0.1bar。泥水往外运输时,继续吹入空气，直到顶部的土压测量器显示的气压值
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达到压缩空气调节站所调节的值。同时，刀盘的旋转运动可以分离顶部区域的渣土。 3、停止刀盘和螺旋输送机并关闭螺旋输送机的出渣口，并停止皮带输送机。 4、进入人舱前检查通讯系统、排气阀、通风阀、气压计、温度计、通风流量表、供暖设备、时钟、显示仪、条形记录器、密封是否完好.只有以上检查完成后确认没有问题人员才可进入主舱室。
5、换刀作业人员进入准备舱并在人舱管理员的指导下根据规定适应土舱的压力比. 6、使用人舱时测试条形记录器是否能正常工作,供纸是否充足。应检查主舱和中隔板上的密封门是否关闭并正确锁好。(在EPB模式下一般都是关闭的）
7、人舱管理员通过操作门阀“VENTILATE MAIN CHAMBER”使主舱室的压力值缓慢上升,直到达到规定的操作压力.主舱室内的人员可按照要求调节加热系统.
8、当主舱室的压力等于盾构机土舱的压力时，操作人员可打开主舱和土舱之间的空气舱的门.人舱管理员停止条形记录器.
9、换刀作业人员进入土舱，检查刀具磨损情况,并密切注意掌子面和水位，并将土舱内情况和需要更换刀具的情况通过电话汇报给舱外人员。
①刀具外观检查：检查刀盘上所有刀具螺栓是否有脱落现象；刀圈是否完好，有无断裂及弦磨现象；刀体是否有漏油现象;挡圈是否断裂或脱落，着挡圈脱落，还应检查刀圈是否发生移位。
②刀具螺栓的检查：用手锤敲击螺栓垫,听其声音来辨别螺栓的紧固程度，或一边敲击一边用手感觉其振动情况来辨别螺栓的紧固程度
③刀具检查过程中,应对加压的全过程压力进行记录；刀具检查的同时，对每刀具进行编号，记录刀具的磨损量，并提供刀具检查报告.
10、关闭主舱和准备舱的隔门,打开准备舱密封门，将所需更换的刀具及工具放入舱室内后关闭密封门，升压至主舱压力值。
11、打开隔门，用吊装工具将刀具等材料吊至主舱内。
12、根据地质条件的不同,有可能需要降低土舱中的土位，从而便于刀盘上更换刀具。为了完全更换刀具,刀盘必须转动几次；在此期间所有的辅助物体必须遵守所有安全规则。
13、通过人舱内的控制板将刀盘旋转至所希望的位置。
14通过松螺丝的方法来卸装待更换的刀具，更换滚刀时用吊装工具将刀具吊起，
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取下待换刀具,更换新刀并固定在刀座上。刀具更换后应重新拧紧螺丝以达到要求的紧固扭矩。
15、刀具更换完毕后要认真检查更换刀具时所用到的工具,以防工具遗忘在开挖舱中可能对螺旋输送机产生破坏.
16、将更换下的刀具和换刀工具运至主舱,经降压后再从准备舱内运走。
第七章 后续施工安排
施工流程图
待两台盾构机穿过中间风井后，在回填土上部浇筑20㎝C20砼垫层，施工上部主体结构；待盾构机掘进至150环、风井上部主体结构施工完毕，挖除土方、拆除管片、施做盾门;盾构区间全部贯通后,方可施做负四层中板、站台板及楼梯。
第八章 监测
8。1、监测的目的与意义
掌握盾构施工对周围土体、临近建筑物的影响及衬砌的内力变形情况,以采取适当的处理措施，保证施工过程中最大程度上减少对周围环境的影响;根据动态观测结果判断施工的具体情况，并改进施工方案，确保盾构机能够安全穿过该地段。 8。2、监测的具体部位
盾构机到达、穿越中间风井时应加强对以下部位的监测: 1、周围土体的沉降； 2、盘龙大桥的观测；
3、中间风井的变形及位移监测;
4、盾构机停机检修、换刀及换盾尾刷时的土仓压力。
第九章 技术保证措施
9.1、成立技术保证小组
成立以项目总工任组长，试验员、洞内值班工程师、测量工程师、洞内负责施工工程师、掘进班班长、注浆司机为组员的技术保证小组。负责解决洞内施工过程的所有技术服务、技术指导以及施工过程中出现问题时的方案制定工作. 9。2、进行技术交底
施工之前对每一个工序、每一种作业进行培训和技术交底,并由现场值班人员跟班
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进行指导、控制。
第十章 安全与文明施工
10。1、安全措施
（1）严格按照安全管理施工制度和相关的机械操作规程施工。 （2）盾构在顶推过程中提供反力的管片后方严禁站人。 （3）高空作业应配戴安全带。
（4）盾构始发端头的支撑装置应焊接牢固； 10.2、文明施工保证措施
（1)工人操作要求达到标准化、规范化、制度化，施工现场坚持工完料清,场地上无淤泥积水，施工区间平整畅通.
（2）施工场地内各材料、机具摆放整齐、有序. （3)施工现场竖立文明施工告示牌及宣传栏。 （4）每天施工完毕将施工区域打扫干净。
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