天津地铁1号线下瓦房站～小白楼站区间隧道工程施工组织设计.doc

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1、1.工程概况1.1工程简述小白楼下瓦房区间隧道工程是天津市地铁1号线（新建段）工程中重要组成部分。该区间隧道地处天津市中心区域，且盾构基本在南京路、大沽南路等路段下平行推进，沿线经过的区域有：小白楼商业区、河西区重要的商业中心以及天津市主要的办公区，其中在盾构轴线上方的有百年历史的王仲山旧居（砖木结构）为控制重点。地面两侧的主要建筑物中国建设银行、亚太大厦（在建）等，并且在隧道上方分布有众多市政和公用管线，口径大、压力高、影响范围广。该区间隧道采用盾构法施工，整个区间用1台盾构机完成推进。区间隧道双线全长2087.699m。隧道在DK16+400.000m处设左右线联络通道，采用冰冻加固工艺施

2、工。盾构从下瓦房站北端头井始推，沿右线方向推进至小白楼站南端头井，然后在井内对盾构进行解体，吊运至下瓦房站北端头井安装，沿左线方向推进至小白楼南端头井。隧道贯通后，盾构解体吊出。本工程右线计划出洞日期为：2003年9月1日；计划贯通日期为：2004年1月10日。左线计划出洞日期为：2004年3月1日；计划贯通日期为：2004年7月11日。实际盾构施工总工期为315天。隧道轴线具体描述：（1）平面曲线情况 左线隧道平面轴线：自下瓦房北井起始，首先为26.884m的标准环段，接曲线半径R450m、长度为166.516m的左曲环段，再接233.096m的标准环段，然后接曲线半径R350m、长度为33

3、9.566m的右曲环段，最后接281.852m的标准环段至小白楼南井。 右线隧道平面轴线：自下瓦房北井起始，首先为23.993m的标准环段，接曲线半径R450m、长度为166.516m的左曲环段，再接231.034m的标准环段，然后接曲线半径R350m、长度为339.566m的右曲环段，最后接278.676m的标准环段至小白楼南井。（2）竖向曲线情况该区间隧道的坡度在0.31.5坡度之间转化，其间转化的过渡缓和竖曲线最小半径为R3000m，最大为R5000m。在本工程施工过程中，我们将以“创优质工程、创文明工地、创特色队伍、树隧道英豪形象；抓科学施工、抓窗口达标、抓严格管理、建盾构施工新样板。

4、”为目标，安全、优质、按期地完成本区间段的施工任务。1.2工程主要工程量本区间隧道包括左线和右线各一条， 隧道外径6.2m，内径5.5m。管片宽度1.0m，采取通缝拼装形式。本工程左、右线隧道的管片用量为2109环，其中负环24环（左右线各12环），普通环2077环，钢管片环8环（左右线各4环）。衬砌的设计强度为C50，抗渗等级1.0Mpa，整环管片分六块，由一块F封顶块，二块L邻接块，三块B标准块构成。纵、环向均采用M30弯螺栓手孔式连接，管片接缝防水采用弹性密封垫（三元乙丙橡胶和水膨胀橡胶），同时，纵缝间辅以丁晴软木传力衬垫，环缝间还辅以软木衬垫或塑料衬垫。总掘进土方量约66917m3。区

5、间段起始里程终止里程单线总长旁通道里程位置小白楼站下瓦房站左线DK15+913.20mDK16+963.35m1047.914mDK16400.00右线DK15+913.20mDK16+963.35m1039.785m1.3工程地质情况该区间隧道区域的土层主要为第四系全系统人工填土层（人工堆积Qml）、第陆相层（河床河漫滩相沉积层Qal）、第海相层（浅海相沉积层Qm）、第陆相层（河床河漫滩相沉积层Qal）、第四系上更新统第陆相层（河床河漫滩相沉积层Qal）、第海相层（滨海潮汐带相沉积层Qmc）及第陆相层（河床河漫滩相沉积层Qal）。根据隧道轴线的设计，可知盾构在穿越过程中主要穿越的土层有：、3

6、、4和7等土层（详见附图01隧道纵剖面图）。根据隧道所穿越地层的特点，我们选用从德国海瑞克公司原装引进的盾构机来完成该区间隧道的任务。具体岩性特征描述如表： 时代成因土 层编 号岩 土名 称岩 性 描 述Qml1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2黄褐色、灰黑色、灰褐色、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Qal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1粉土灰黄色、黄褐色，湿，中密密实Qm粉土灰色，湿很湿，稍密密实，含贝壳，局部与粉质粘土互层，呈千层饼状

7、，夹粉质粘土、粉砂，薄层1粉质粘土灰色，软塑流塑，夹粉土，含贝壳，夹粉砂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3粉质粘土灰色，可塑流塑，含灰色条纹、贝壳、夹粉土Qal粉质粘土黄褐色、褐黄色、灰黄色、灰褐色，硬塑软塑，含贝壳、姜石、螺壳、灰色条纹、铁锈色斑纹及斑点，顶部分布有灰黄色泥炭，夹粉土、粘土Qal粉质粘土黄褐色、褐黄色、灰褐色，硬塑流塑，含贝壳、螺壳、姜石、螺壳、灰色条纹、铁锈色斑纹及斑点，夹粉土、粘土1粉砂黄褐色，中密，饱和，夹粉质粘土，粉土2粉土黄褐色、褐黄色、灰黄色、灰褐色，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3粉砂黄褐色，密实，

8、饱和4细砂灰黄色，黄褐色，中密密实，饱和，含贝壳、螺壳，夹薄层粉土、粉质粘土、粉砂5粉土灰褐色、黄褐色，湿，密实，局部夹粉质粘土、细砂、粉砂6中砂黄褐色，饱和，密实，含贝壳7粉砂黄褐色，饱和，中密，含贝壳Qmc粉质粘土黄褐色，灰褐色，灰色，灰黄色，硬塑软塑，含姜石、贝壳、铁锈色斑纹，夹粉土、粉砂Qal粉质粘土黄褐色，灰褐色，硬塑可塑，含姜石、灰色条纹、夹粘土、粉土物理力学指标统计表：地层编号地层名称时代成因项目天然含水量天然容量土粒比重天然空隙比液限塑限塑性指数液性指数压缩系数压缩模量天然快剪标贯击数渗透系数内摩擦角粘聚力符号WGseLPIPILA0.10.2EsCNK单位%KN/m%MPa-

9、1MPakPa击m/d粉质粘土Q43al平均值3019.182.720.84932.819.1130.810.335.8718.120.65.80.1-1淤泥质粉质粘土Q43al37.8518.4. 2.7251.041533.6519.3514.31.3050.414.893.511.50.05粉土Q42m27.219.542.70.75826.318.28.11.120.199.4620.617.210.50.2-1粉质粘土Q42m3218.72.710.91427.917.110.71.390.434.5910.99.78.50.1-2淤泥质粉质粘土Q42m37.718.522.721.

10、02130.618.212.51.570.533.829.117.86.80.05-3粉质粘土Q42m30.819.12.720.86130.81911.81.010.335.9212.826.311.30.1-4淤泥粉质粘土Q42m38.818.22.731.08237.321.715.61.10.543.880.05粉质粘土Q41al24.920.252.720.67730.618.112.50.550.335.257.222.7120.1粉质黏土Q3eal2620.022.720.71330.518.212.30.640.276.7913.930.616.90.1-1粉土Q3eal17.

11、5212.680.5022014.85.20.520.1413.4119.542.524.30.2-2细砂Q3eal19.720.352.660.5660.0723.7234.818.531.63-3粉土Q3eal21.120.532.690.5923.9167.90.660.1214.2724.229.4210.2-4细砂Q3eal403粉质粘土Q3eal2520.032.710.69530.918.812.20.510.286.1711.9300.1物理力学指标统计表：地层编号地层名称时代成因项目基床系数基床系数热物理指标三轴剪切固结快剪颗粒分析不固结不排水固结不排水导热系数导温系数比热容

12、内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力有效粒径平均粒径不均匀系数水平垂直符号KhKvCCCCd10d50Cu单位Mpa/mMpa/mW/(mK)M2/hKj/(kgK)kPakPakPa粉质粘土Q43al平均值23.211.61.630.001831.416.52430.91228.119.80.0010.0217.43-1淤泥质粉质粘土Q43al16851827.87.526.32912.25粉土Q42m42.0211.790.002641.1535.521.826.3290.0020.0521.34-1粉质粘土Q42m24.612.31.850.002231.4016.514.60.0

13、40.074.08-2淤泥质粉质粘土Q42m16.0832.922.318180.020.220.5-3粉质粘土Q42m30.0151.630.001971.4131.417.825.625.90.0010.0232.17-4淤泥粉质粘土Q42m16.08粉质粘土Q41al48.0241.60.002091.533.23629.614.10.0010.0231.8粉质黏土Q3eal67.633.81.410.001641.568.71329.62145.916.40.00130.0225.6-1粉土Q3eal97.248.61.450.001781.591443.58.88-2细砂Q3eal6

14、3.231.61.60.002091.53-3粉土Q3eal84.0421.260.001291.112329.50.061.4工程难点及特点1.4.1小曲率半径的施工盾构在下瓦房站和徽州路之间，隧道半径为R450m的小曲率半径；在大沽南路和南京路段交汇处，隧道轴线为半径R=350m的小曲率半径，小曲率半径的施工难度较大。（施工技术详见5.3.5.1章节）1.4.2盾构特殊地层段的施工在小白楼站下瓦房站区间段里，盾构将穿越部分特殊土层4细砂和7粉砂，4细砂土性描述为灰黄色，黄褐色，中密密实，饱和，含贝壳、螺壳，夹薄层粉土、粉质粘土、粉砂。7粉砂土性描述为黄褐色，饱和，中密，含贝壳。砂透水性强，

15、对螺旋机出土有一定难度，盾构施工难度较大。（施工技术详见5.3.5.2章节）1.4.3盾构进、出洞浅覆土施工在小白楼站下瓦房站区间段的进、出洞时，盾构上方覆土约为7.9m，为浅覆土施工，施工难度较大。（施工技术详见5.3.5.3章节）1.4.4盾构穿越王仲山旧居施工在浦口道和南京路之间，盾构轴线上方有百年历史的王仲山旧居（砖木结构），为保护此建筑物，对盾构推进的轴线和地面变形控制要求严格，为控制重点，盾构穿越难度较大。（施工技术详见5.3.5.4章节）2.盾构设备简介本区间段工程由一台德国海瑞克公司制造的土压平衡铰接式盾构进行施工。铰接盾构是目前国际上比较先进的盾构机械设备。由于盾构增加了铰接

16、部分，使盾构切口至支撑环，支撑环至盾尾都形成活体，增加了盾构的灵敏度，使其在施工过程中，对隧道的轴线控制更加方便以及管片外弧碎裂和管片渗水等情况得以大大改善。盾构部分参数如下表：项目分 项参 数掘进机最大运作压力32MPa额定机器直径6390mm总长（包括车架）约49m总重5000KN最大掘进速度80mm/min推进千斤顶千斤顶200/170mm千斤顶行程2200mm推进千斤顶数目32个单缸推力1078KN总推力34511KN推进千斤顶组数4行程量测系统数48个千斤顶的回缩速度1900mm/min铰接千斤顶数目14千斤顶行程150mm带行程计千斤顶数4总伸力（在250bar压力下）5278KN

17、拼装机拼装机千斤顶数目2千斤顶130/70mm千斤顶行程250mm拼装机液压装置自由度6机械夹紧系统的液压位移2000mm纵向驱动的运动位移1000mm拼装机旋转2000刀盘封闭式刀盘额定直径6400mm重量约600KN旋转方向左/右中心导槽的材料入口4个外部区域的材料出口8个搅拌臂数目2个旋转连接装置的导槽4个/DN50刀盘上的注射孔8个/DN50刀头刀头数目120个刀头超出刀盘轮面板的长度90mm双向周边刀个数8+8个组成片数2片超挖刀个数1把行程95mm刀盘旋转驱动装置主轴承油马达数量8个主轴承直径2600mm水冷却装置数量8个内唇式密封系统2层外唇式密封系统3层螺旋运输机安装功率110

18、KW螺旋机直径700mm最大转速（转/min，持续可调）010rad/min最大扭距190KNm管片喂给装置放置管片数3片总长度5840mm总宽度1300mm总高度345mm管片吊机提升马达装机功率24KW行走马达装机功率20.8KW负载能力220KW提升速度4m/min定位行程提升速度1.5m/min皮带运输机功率38KW运输速度2.5m/s运输能力450m3/h皮带机宽度800mm注浆/浆液输送注浆泵数目2个功率22KW注浆孔数目4个电气主电压10/6.6kV副电压400V驱动电压24/230V照明230V紧急照明电池闸电压24V保护等级IP55系统功率液压刀盘驱动功率630KW液压过滤器

19、泵功率11KW液压螺旋机输送功率160KW液压推进拼装机90KW总功率约972KW3.工程总体筹划3.1工程总体施工方案描述隧道管片在天津当地施工制作，并确保供应。隧道由一台德国海瑞克公司制造的土压平衡铰接式盾构进行施工，盾构从下瓦房站北端头井始推，沿右线方向推进至小白楼站南端头井，然后在井内对盾构进行解体，再吊运至下瓦房站北端头井安装和保养，此后沿左线方向推进至小白楼南端头井。隧道贯通后，盾构解体吊出。井接头、隧道防水和旁通道施工的施工结合工序安排，穿插进行。（具体详见分项施组井接头施工方案、隧道防水嵌缝施工方案和旁通道施工方案）3.2工程总体进度计划及主要分项工程计划管片施工计划：2003

20、年8月1日开始生产调试，2003年9月1日正式生产，至2004年5月3日完工。总工期246天。隧道工程右线计划出洞日期为：2003年9月1日；计划贯通日期为：2004年1月10日。左线计划出洞日期为：2004年3月1日；计划贯通日期为：2004年7月11日。实际盾构施工总工期为315天。联络通道计划：准备工期为10d。冻结孔施工工期为20d，同时进行冻结站安装。待钻机撤离作业场地后再进行冻结器与盐水干管间的集、配液管路连接，然后进行积极冻结。集、配液管路连接约需4d时间。溶解氯化钙和试运转工期1d。积极冻结工期30d。开挖和结构施工工期32d，同时进行维护冻结。从开始钻进冻结孔到冻结施工结束总

21、工期为87d。（详见小白楼站下瓦房站区间盾构推进工程进度计划表）3.3主要管理人员名单3.3.1隧道施工管理人员名单序号姓 名职 务1裘 华项目经理2邱成镖项目副经理3李刚项目工程师4蔡祖超安全员5张勇统计员6钱玉明设备员7胡训红材料员8王池质量员9周振忠用电负责人顾解民10朱福祥测量负责人3.3.2管片生产管理人员名单序号职务姓名1厂长孟祥东2副厂长兼技术负责人郭书卿3办公室主任王玉坤4统计核算员李佩华5材料管理员张振津6机械管理员陈世英7安全员林铁仁8施工负责人李志成9施工技术员王毅10质量员田涛3.4劳动力配置3.4.1隧道施工大临设施阶段（2003年6月8月）序号岗 位工 种人数序号岗

22、位工 种人数1施工负责人施工员18水电工安装水电工22电焊加工电焊工39测量放样测量工23机械加工机修工310地面保洁普工24行车司机行车工211辅助工土建工55用电负责人电 工112井口吊运起重工26测量负责人测量工113基建土建工127地面挂钩起重工214料管材料员3 小计：41人3.4.2隧道施工阶段（2003年9月2004年1月、2004年3月7月）3.4.2.1每班推进施工人员序号岗 位工 种人数序号岗 位工 种人数1值班人员技术员16电器维修电工12当班负责人施工员17行车司机行车工13盾构司机管涵顶进工18测量测量工14管片拼装管涵顶进工29井口吊运管涵顶进工15机械维修机修工1

23、10同步注浆管涵顶进工16电机车司机电机车司机211地面拌浆管涵顶进工2 小计：15人施工三班人员共计45人。3.4.2.2接缝防水材料粘贴班人员（常日班）序号岗 位工 种人 数1防水材料粘贴普 工32行 车 司 机行 车 工13管 片 吊 运起 重 工1 小计： 5人3.4.2.3机电维修人员（常日班）序号岗 位工 种人 数1维 修 工机 修 工22维 修 工电 焊 工23维 修 工电 工1 小计： 5人3.4.2.4保洁班人员（常日班）序号岗 位工 种人 数1地面保洁普 工22井下保洁普 工3 小计： 5人施工人员包括推进为三班轮转，另设接缝防水材料粘贴、机电维修各一个班。执行每天1010

24、4工作制，早班，夜班各一个，17：0021：00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。3.4.3盾构分解调运拼装阶段(2004年1月2月)序号岗 位工 种人数序号岗位工 种人数1施工负责人施工员28水电工电工32电焊加工电焊工49测量放样测量工43机械加工机修工410地面保洁普工34行车司机行车工211辅助工土建工65用电负责人电 工112井口吊运起重工36测量负责人测量工113料管材料员37地面挂钩起重工2小计：38人3.4.4联络通道劳动力配置序号工序名称工种人数备 注1冰冻孔设置钻工15持证上岗2土体冻结加固制冷综合工9持证上岗3结构开挖普工45持证上岗4施工

25、用电电工2持证上岗5电焊焊工3持证上岗6机械维修机修工3持证上岗7工程配合普工6持证上岗合计823.5工程主要施工设备3.5.1隧道施工主要设备序号设备名称规 格数量单位性能用途1盾构6390土压平衡盾构1台良好隧道施工2土箱18m35只良好水平输送3电机车40t3台良好井下水平运输4电瓶配电机车型号6箱良好5充电机配电瓶型号3台良好电瓶充电6单轨电动葫芦2t1台良好充电间用7平板车配电机车型号12辆良好井下水平运输用8行车50t1台良好地面及井下垂直运输9行车5t1台良好驳运管片10压浆泵海纳式2台良好隧道补压浆用11电焊机2台良好焊接12排污泵8/6AHWARMAN PUMP2台良好隧道内

26、排污13加温器2套良好防水涂料制作14风机TF551台良好隧道通风15风管600mm1100M良好隧道通风16电话总机自动1套良好施工通讯用17测量仪器经纬仪1台良好隧道测量18测量仪器水准仪1台良好19测量仪器全站仪1台良好20隧道修补简易台车1台良好隧道内修补等3.5.2管片生产设备序号设备名称数量1龙门行车（15m5T）2部2龙门行车（18m30T）2部3钢筋加工流水线1套4钢筋弯曲机（弯园弧） 1台5钢筋弯曲机（弯箍）2台6气体保护焊机8台7搅拌站（J500）1套8管片抗侧渗台1台9管片翻转台2台10真空吸盘或软吊装器具2套11燃气蒸汽锅炉（WNSZL25（Q）1台12装载机（5T）1

27、辆13成品移运车1台14电焊机2台15对焊机（100KW）1台16实验设备1套17检测设备及工具1套18混凝土熟料输运系统1套19混凝土运输车3部3.5.3联络通道设备主要冻结施工设备供应明细表序号名 称型号规格单位数量备注一打钻1钻机MKD5S台12泥浆泵BW250/50台14经纬仪台15电焊机BS400台26泥浆测定仪台17试压泵台18套丝机台1二冻结1冷冻机YSLGF300台12冷却塔DBNL50台23盐水泵200S42A台24清水泵IS125100250J台25测温仪台36电磁流量计150mm台17抽氟机台1三其它1配电柜台22轴流风机7.5kw台23排污泵流量40m3/h台24潜水泵

28、流量40m3/h台13.6主要材料使用计划3.6.1隧道施工材料工程材料使用计划（右线）：材料名称单位每环用料到场计划2003年9月10月11月12月1月管片环117227927027940连接件套2848167812756078121120软木衬垫片203440558054005580800止水带环117227927027940粉煤灰吨3516837810837120膨润土吨1.3223.6362.7351362.752胶水公斤3.6619.21004.49721004.4144黄砂吨117227927027940盾尾油脂公斤31.25366.48704.884248704.81248集中润

29、滑油脂公斤0.84144.5234.4226.8234.433.6水泥吨520施工用料使用计划（右线）：材料名称规格单位每环用料到场计划2003年9月10月11月12月1月钢轨24kg米2.034455854055880轨枕特配根117227927027940走道板500mmx2000mm块0.58613913514020栏 杆 25x3.25米3.2275.2892.8864892.8128钢 管 40米2.034455854055880角 铁4x40米2.034455854055880照明工具防水灯套0.11728272840电 缆10KV米1.0206.4334.8324334.848槽

30、 钢综合吨20花纹钢板4mm张30 （共6.6吨）钢筋 10mm吨1工程材料使用计划（左线）：材料名称单位每环用料到场计划2004年3月4月5月6月7月管片环118127027927047连接件套2836207560781275601316软木衬垫片203620540055805400940止水带环118127027927047粉煤灰吨3543810837810141膨润土吨1.3235.3351362.735161.1胶水公斤3.6651.69721004.4972169.2黄砂吨118127027927047盾尾油脂公斤31.25647.284248704.884241466.4集中润滑油

31、脂公斤0.84152.04226.8234.4226.839.48水泥吨524施工用料使用计划（左线）：材料名称规格单位每环用料到场计划2004年3月4月5月6月7月钢轨24kg米2.036254055854094轨枕特配根118127027927047走道板500mmx2000mm块0.59013514013524栏 杆 25x3.25米3.2579.2864892.8864150.4钢 管 40米2.036254055854094角 铁4x40米2.036254055854094照明工具防水灯套0.1182728274电 缆10KV米1.0217.2324334.832456.4槽 钢综合

32、吨20花纹钢板4mm张30 （共6.6吨）钢筋 10mm吨13.6.2联络通道材料冻结施工材料用量供应计划表序号名 称型号规格单位数量备注1无缝钢管898mmm700冻结管、测温管2三翼钻头100mm个713逆止丝堵个714金刚石钻头140mm个205孔口密封装置140mm套736钻杆42mmm207无缝钢管1595mmm150盐水管路8无缝钢管1335mmm50清水管路9氟里昂R22kg60010冷冻机油N46kg40011氟化钙t812增压橡胶管2m12013增强聚乙烯塑料管626mmm620供液管等14钢板4mmm235盐水箱和清水箱15重铬酸钠kg3016氢氧化钠kg2019截止阀150mm个420100mm个2211.5个13022逆止阀150mm个223法兰150副3024125副1025角钢5050mmm50管架等26工字钢16#t5钻机及冻结站平台27方木200200mmm32.0设备基础28木板60mmm37.0钻机及冻结站平台29保温材料15950mmm150306020mmm300开挖构筑施工主要设备及材料用量表序号名 称型号规格单位数量备注一主要设备1插入式振捣器台22空压机10 m3台13水泵2”台24电焊机台25