天津地铁六号线土建工程17标 鞍山西道站～天拖站～一中心医院站～红旗南路站盾构区间洞门凿除施工方案
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中煤隧道工程有限公司 红旗南路盾构项目部 二零一四年七月
目 录
1. 编制目的及编制依据 ............................................................................ 1 1.1 编制目的 . ...................................................................................... 1 1.2 编制依据 . ...................................................................................... 1 2. 工程概况 . ................................................................................................ 1 2.1 施工筹划 . ...................................................................................... 2 2.2 始发处的轴线描述 . ...................................................................... 4 2.3 工作井结构描述 . .......................................................................... 5 2.4 洞门复测情况 . .............................................................................. 5 3. 洞门破除施工进度安排 ........................................................................ 5 3.1工程内容 . ....................................................................................... 5 3.2施工工期 . ....................................................................................... 5 3.3 计划投入人员设备 . ...................................................................... 6 4. 洞门土体加固 ........................................................................................ 6 5. 洞门破除设计方案及施工工艺 ............................................................ 6 5.1 水平探孔打设 . ............................................................................ 6 5.2 脚手架搭设 . ................................................................................ 7 5.3 破除方法 . .................................................................................... 7 5.4 洞门破除过程的应急措施 . .......................................................... 8 6. 质量保证措施 ........................................................................................ 9 7. 安全保证措施 ........................................................................................ 9 8. 应急措施 . ................................................................................................ 9 8.1 应急组织机构 . .............................................................................. 9 8.2指挥机构及职责 . ......................................................................... 10
8.2.1应急救援指挥机构 ............................................................. 10 8.2.2应急救援指挥机构职责 ..................................................... 10 8.3 应急措施 . .................................................................................... 14 8.4 机械设备配备 . ............................................................................ 14 8.5 材料的配备 . ................................................................................ 14
1. 编制目的及编制依据 1.1 编制目的
洞门破除是盾构进出洞门的关键工序之一，其施工质量、安全等关键因素直接影响到盾构施工能否顺利进行，虽然洞门破除工序简单但其安全隐患较多，难度较大。为确保盾构机出洞时的洞口土体稳定，使盾构机安全、平稳、迅速地由始发井进入隧道，特制定此方案。
本方案只针对天津地铁6号线17标段鞍山西道站～天拖站～一中心医院站～红旗南路站盾构区间洞门破除。 1.2 编制依据
（1）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）; （2）盾构机图纸，盾构区间设计图纸； （3）《 岩土工程勘察报告》; （4）其它相关技术文件及图纸等。 2. 工程概况
天津地铁6号线工程土建第17合同段盾构区间工程包括鞍山西道站～天拖站区间、天拖站～一中心医院站区间、一中心医院站～红旗南路站区间，共计3个区间段，采用盾构法施工。
鞍山西道站～天拖站区间隧道北起位于红旗路的鞍山西道站，沿红旗路南行，至红旗路与保泽道交叉口的天拖站，区间盾构主要穿越土层为⑥1粉质粘土、⑥3粉土、⑥4粉质粘土、⑦ 粉质粘土、⑧1 粉质粘土等地层。天拖站～一中心医院站区间隧道北起天拖站，沿红旗路南行，至红旗路与晋宁道交叉口的一中心医院站，区间盾构主要穿越土层为⑥1粉质粘土、⑥3粉土、⑥4粉质粘土、⑦ 粉质粘土、⑧1 粉质粘土等地层。一中心医院站～红旗南路站区间隧道北起一中心医院站，沿红旗南路南行，最终到达红旗南路与迎水道交叉口的红旗南路站，区间盾构主要穿越土层为⑥4粉质粘土、⑦ 粉质粘土、⑧1 粉质粘土、⑧2-1砂质粉土、⑧2-2粉砂、⑨1粉质粘土等地层。区间平面线形均由直线、缓和曲线、圆曲线组成，区间隧道采用厚350mm ，宽度为1.5m 的管片进行拼装。详见各区间隧道工程简介表：
表2-1 鞍山西道站～天拖站区间隧道工程简介表
表2-2 天拖站～一中心医院站区间隧道工程简介表
表2-3 一中心医院站～红旗南路站区间隧道工程简介表
2.1 施工筹划
鞍山西道站～天拖站～一中心医院站～红旗南路站区间隧道拟采用4台盾构进行掘进(1号、2号、3号、4号盾构机) ，鞍山西道站～天拖站～一中心医院站安排2台盾构机(1号、2号盾构机) 进行掘进。一中心医院站～红旗剧院站区间拟采用2台盾构机(3号、4号盾构机) 进行掘进，具体为1号盾构从一中心医院站北端头井左线始发，到天拖站南端头井进行接收，吊出并转场至天拖站北端头井左线始发，到达鞍山西道站进行接收并解体吊出撤场。2号盾构从一中心医院站北端头井右线始发，到天拖站南端头井进行接收，吊出并转场至天拖站北端头井右线始发，到达鞍山西道站进行接收并解体吊出撤场。3号盾构从一中心医院站南端头井左线始发，到红旗南路站进行接收并解体吊出撤场。4号盾构从一中心医院站南端头井右线始发，到红旗南路站进行接收并解体吊出撤场。区间隧道贯通后及时进行井接头制作、手孔封堵和防水嵌缝及联络通道施工等工作，最
终进行竣工验收。区间隧道工程总体筹划详见图2-1。
图2-1 区间隧道工程总体筹划图
本工程区间隧道共采用4台盾构进行施工，其节点工期详见下表。
表2-4 工程节点工期表
2.2 始发处的轴线描述
各区间左右线隧道始发段轴线详见下表：
表2-5 天拖站北端头左右线隧道始发段轴线详情
表2-6 一中心医院站北端头左右线隧道始发段轴线详情
表2-7 一中心医院站南端头左右线隧道始发段轴线详情
2.3 工作井结构描述
一中心医院站北端头井为一中心医院站~天拖站区间左、右行线盾构始发井，左线井内尺寸为12.5×8.55m ，右线井内尺寸为12.5×8.95m ，左、右行线预留盾构吊装孔尺寸均为11×7.5m ，地坪标高为＋3.53m ，端头井底板标高－13.981m ，左、右行线洞门中心标高均为－9.96m 。
一中心医院站南端头井为一中心医院站~红旗南路站区间左、右行线盾构始发井，左线井内尺寸为12.5×8.55m ，右线井内尺寸为12.5×8.95m ，左、右行线预留盾构吊装孔尺寸均为11×7.5m ，地坪标高为＋3.51m ，端头井底板标高－14.34m ，左、右行线洞门中心标高均为－10.332m 。
天拖站北端头井为天拖站~鞍山西道站区间左、右行线盾构始发井，左、右线井内尺寸为14.7×8.15m ，左、右行线预留盾构吊装孔尺寸均为11×7.5m ，地坪标高为＋3.36m ，端头井底板标高－13.24m ，左、右行线洞门中心标高均为－9.22m 。 2.4 洞门复测情况
利用在井口的控制点用导线直传的方法，在井底设临时点位，以此点设站测洞门圈的横径和平面坐标，并求始发门圈的平面中心坐标，计算洞门圈的平面偏差值。 利用高程传递至井底的临时水准点，测量洞门圈的圈底高程，圈顶高程，求始发门圈直径和高程偏差值。 3. 洞门破除施工进度安排 3.1工程内容
本标段车站盾构井维护结构为0.8m 厚地下连续墙，破除难度较大。首先凿除槽壁混凝土，暴露出外排钢筋并割除，清理盾构井混凝土渣及杂物后再凿除洞门混凝土至内排钢筋并割除。
洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土体的流失量。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人生安全，同时安排专人对洞口上的密封装置做跟踪检查，起到保护作用。 3.2施工工期
在破除洞门的设备、人员全部进场并准备完毕，水电接好、工作平台搭设完毕时，单个洞门计划工期为7天（24小时/天）。
3.3 计划投入人员设备
表3-1 洞门破除施工计划投入人员设备组织汇总表
4. 洞门土体加固
为确保洞门破除，盾构机出洞施工安全，首先按设计要求对洞门土体进行加固。按照设计要求，除红旗南路站接收井采用冻结法+明洞接收的方式外，其余端头地基加固均采用三轴搅拌桩+双高压旋喷桩施工。地基加固范围为纵向至车站盾构井井壁向外11m ；加固厚度为12.2m ，横向为以隧道结构向左右两侧各延伸3m ；加固深度为隧道结构上、下各3m ，隧道直径为6.2m ，隧道顶板3m 以上至地面区域为弱加固区。 5. 洞门破除设计方案及施工工艺 5.1 水平探孔打设
根据地质情况及同类工程施工经验，地基加固可能存在一定的施工间隙，为确保盾构机进出洞安全，防止泥砂及地下水涌入工作井，进出洞前对井外地基加固进行验收，验收采用钻孔取芯的方法进行。除此外，在洞门凿除前，须在洞圈范围内合理位置开设一定数量样孔以进一步检验盾构始发正前方土体加固情况，初定在洞门上下左右及中心部位共设置9个样孔（直径50mm) ，并根据样孔检验情况适当增加样孔。在加固区达到设计加固要求及样洞无明显漏水漏泥现象后，才能进行凿除施工，否则应采取补加固措施。
图5-1 样洞布设图 图5-2 洞门探孔图
5.2 脚手架搭设
在洞圈内搭设金属扣件钢制脚手架，详见附图《洞圈内脚手架布置图》。 1）搭设前严格进行钢管的筛选，凡严重锈蚀、薄壁、严重弯曲裂变的杆件不宜采用，所有扣件紧固力矩，应达到45-55N ·m 。
2）脚手架要结合工程进行搭设，搭设未完的脚手架，在离开岗位时，不得留有未固定构件和不安全隐患，确定架子稳定。
3）脚手架应由立杆（冲天）、纵向水平杆（大横杆、须水杆）、横向水平杆（小横杆）、剪刀撑（十字盖）、抛撑（压栏子）纵、横扫地杆和拉接点等组成，脚手架必须有足够的强度、刚度和稳定性，在允许施工荷载作用下，确保不变形、不倾斜、不摇晃。
4）由于此次槽壁凿除的过程中，对槽壁进行粉碎性凿除，并且槽壁两侧都没有支撑物，故此工作人员必须把安全带系在洞圈附近车站结构固定点上。 5.3 破除方法
洞门混凝土槽壁为粉碎性凿除，采用人工高压风镐并结合人工修凿的方法进行破除。由于车站盾构井处为800mm 厚地下连续墙结构，遂洞门采用人工二次破除。首先凿除槽壁混凝土，暴露出外排钢筋并割除，首次破除厚度约500mm 即可，而后及时清理盾构井混凝土渣及杂物。待盾构机接近后再凿除剩余混凝土至内排钢筋并割除。洞门凿除完成后需由施工队现场技术员复核净空尺寸，不符合要求需人工进行修整，直至符合盾构始发掘进的条件为止。
为保证洞门围护结构的稳定性，结合围护结构建议采用分层分块、从里到外、
从下到上的方式进行破除，建议共分成10块，分块如下图所示，按顺序破除混凝土并迅速将渣土清理吊出。
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图5-3 洞门混凝土分块示意图
1) 按照分块由下至上原则破除洞门混凝土，第一次破除以露出内排钢筋并将其割除后继续凿除至结构厚度还剩300mm 为宜。砼块应随破随清，砼块集中装于土箱中，采用龙门吊吊出。
2) 气割割除钢筋遵照先割下部，再割上部原则，切割的废弃钢筋捆绑吊出盾构井。使用气割作业时，注意对洞门预埋钢环的保护，防止割坏预埋钢环等。
3) 待盾构机下井组装、调试完毕，盾构机推进至离洞门1米处时，再快速凿除剩余部分，清理洞门内垃圾。 5.4 洞门破除过程的应急措施
1）发现有异常情况后，迅速用木板和钢管撑住洞口土体，防止初支（钢筋混凝土）外土体坍塌，然后尽快从围护墙外进行注浆加固。
2） 若土体压力较大时，迅速用钢筋网片与围护结构的钢筋焊接一起，然后用木板和钢管支撑稳定；在围护结构外围进行注浆加固，同时在洞门里面进行注浆加固。
6. 质量保证措施
1）项目部技术人员对洞门钢筋砼破除队伍进行详细的技术交底。 2）在洞门边缘处用风镐开凿时，风镐应向洞口内侧方向插入，小块破除，防止洞边混凝土崩裂。
3）控制洞门破除尺寸不小于Φ6800mm. 7. 安全保证措施
1）开始施工前，对施工人员进行入场三级安全教育、施工安全技术交底。 2）施工作业期间作业人员必须戴好安全帽、系好安全带等安全防护用品。 3）施工用的脚手架必须完好无损，脚手架安装时应横平竖直。高度超过两米，
应有横向支撑和斜撑。
4）要使用合格的空压机、风枪、气管，每日作好施工机具例检工作， 5）专设洞门破除值班工程师，监督、指导每日施工，如发现问题、安全隐患及
时处理。
6）严格遵守安全生产规章制度，自觉接受监理、业主等部门监督及指导。 7）禁止无关人员随意进入洞门破除作业现场。 8. 应急措施 8.1 应急组织机构
为使事故发生时能迅速做出响应，并能在事故发生后迅速有效控制、处理，最大限度地减少对人身伤害的程度或降低可能造成的经济损失，本着“预防为主、自救为主、统一指挥、分工负责”的原则，在盾构区间运输施工过程中，项目部成立应急救援指挥机构，并设立了相应的应急救援工作小组，应急救援组织机构图及主要负责人名单见图8-1。
图8-1 应急救援组织机构图
8.2指挥机构及职责
8.2.1应急救援指挥机构
（1）总指挥：项目经理迟敬来为总指挥。
（2）副指挥：项目副经理宓保江和安全经理张太营为副指挥。 （3）成员组成：工程部、安质部、物设部、财务部、办公室、试验室。 8.2.2应急救援指挥机构职责 （1）总指挥职责
由项目经理担任，负责救援工作的组织与指挥。具体职责是： ①执行国家有关事故应急救援工作的法规和政策； ②分析灾情，确定事故救援预案，制定各阶段的应急对策； ③确定各部门的职责，为救援提供物质保障及其他保障条件； ④组织预案的学习、演练改进，对预案的执行或演练情况进行总结； ⑤负责内外消息的接受处理，向上级部门做事故及救援报告； ⑥下达应急救援命令及响应结束命令；
⑦检查善后处理以及恢复生产秩序的工作。 （2）副指挥
由项目副经理及安全经理担任，负责协助总指挥负责应急救援的具体工作。具体职责是：
①总指挥不在场时，由项目安全经理行事总指挥权利；
②监督检查应急准备工作情况，组织开展应急培训教育及应急预案的演练、操练和讲解活动；
③平时收集有关危险源及危险有害因素变化情况的信息；
④负责了解、检查各救援部门的工作，及时提出指导或改进意见； ⑤做好与消防、医疗、交通管制、抢险救灾等各公共救援部门和请求外单位救援的联系；
⑥检查督促各应急救援工作小组做好抢险救援、信息上报、善后处理以及恢复生产秩序的工作。
（3）技术支持组职责
由项目总工王成发担任，主要负责应急救援的技术支持工作： ①组织编制应急预案，完成应急预案的审核备案工作；
②提出并完善预防事故发生的技术管理、防范措施，确定重大危险源并制定防治措施，制定合理的救援措施；
③提出抢险救援及避免事故扩大的方案及措施，指导排险行动组实施应急预案和措施。
④及时完善实施中的应急预案和措施存在的缺陷；
⑤绘制事故现场平面图，标明危险源部位，向外部救援机构提供准确的抢险救援信息资料；
⑥抢险救援结束后及时完成应急救援工作总结报告。 （4）排险行动组职责
①组织开展应急预案的演练、操练活动；
②按照应急领导小组选择的救援方案，调配人员、机具，及时展开抢险救援工作；
③采取措施，稳定险情，控制危险源；
④根据现场情况，适时调整并调集人员、设备和物资搜救被困人员，并迅速将受困人员和设备撤离至安全地点；
⑤在总指挥下达应急预案终止令后，联合物资供应组撤出应急救援机械设备，恢复现场，并检查维修救援机具。
（5）物资供应组职责
①按照应急预案准备好抢险物资和器材准备，并保持设备器材完好； ②负责迅速调配抢险物资和设备器材至事故现场，确保应急物资及时到位； ③根据应急救援指挥机构的指令，及时购进救援物资满足抢险需要； ④在总指挥下达应急预案终止令后，撤出剩余抢险物资，按照应急预案补充抢险物资。
（6）应急救护组职责
①与应急预案中相应医院、急救中心联系，熟悉救援路线；
②对伤员伤情进行初步检查，负责抢险和临时处置事故现场伤员，负责护送重伤人员到相应医院救治；
③严禁无关人员进入现场，防止人员伤亡事故扩大； ④负责妥善安置伤亡人员和接待伤亡人员家属； ⑤负责伤员伤愈出院及相关手续的办理工作。 （7）疏散引导组职责
①负责划定现场的警戒区并组织警戒、维护现场治安和交通秩序； ②负责疏散事故区域内的群众和无关人员； ③负责救援运输车辆的畅通。 （8）事故调查及善后处理组职责
①抢险结束后，对事故的发生原因、抢险过程、人员伤亡及经济损失等情况进行调查，查出真实情况，并将调查结果上报总指挥。
②做好伤亡人员及家属的稳定工作，确保事故发生后伤亡人员及家属思想能够稳定，大灾之后不发生大乱；
③做好受伤人员医疗救护的跟踪工作，协调处理医疗救护单位的相关矛盾； ④与保险部门一起做好伤亡人员及财产损失的理赔工作； ⑤慰问有关伤员及家属。
8.3 应急措施
洞门凿除关键的工序，故制定以下应急措施。 1）在割除内排钢筋之前应安装好洞门防水装置。
2）洞门凿除过程中凿除人员戴好安全带，防止发生人员坠落，一旦出现人员坠落情况，切勿移动伤者，立刻拨打120急救电话，等待救援。
3）割除钢筋时，施工人员必须穿好电焊服，防止发生烫伤。现场准备灭火器两瓶。
4）组织专门人员进行24小时现场监控。 8.4 机械设备配备
相应的配备足够的机械设备，一旦发生意外，可在第一时间投入工作。 具体设备如下：
表8-2 应急机械设备表
8.5 材料的配备
相应的配备足够的材料，一旦发生意外，可在第一时间投入使用。 具体的材料有：水泥、水玻璃、聚氨脂、砂、海绵等。
表8-3 应急材料表