盾构施工

盾构现场的平面布置包括：盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电间、电机车电瓶充电间等设施以及进出通道。

盾构基座置于工作井的底板上，用作安装和放置盾构机，同时作为负环管片的基座，可采用钢筋混凝土结构或钢结构。

土压式盾构时还应设置地面出土和堆土设施

盾构施工要按照施工方案和施工进度的要求，在建设方提供的施工用地范围内，对施工现场的道路交通、材料仓库、材料堆场、临时房屋、大型施工设备、集土坑、拌浆系统、临时水电管线、消防器材等做出合理的规划布置，从而在规定的施工区域内正确处理施工期间所需各项设施之间的空间关系。 盾构现场的平面布置包括：盾构工作竖劳、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电间、电机车电瓶充电间等设施以及进出通道。盾构基座置于工作井的底板上，用作安装和放置盾构机，同时作为负环管片的基座，可采用钢筋混凝土结构或钢结构。

当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时，施工场地面应设相当规模的水泵房。当采用气压法施工时，施工场地面应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。当采用泥水式盾构时、施工现场平面布置中还必须考虑泥浆处理系统吸中央控制室设置。当采用土压式盾构时还应设置地面出土和堆土设施。

地铁盾构标书

第一章 工程概况 第1节 工程描述 1、 概述 一、线路概况

南京地铁XX 线一期工程南起XX 站，北至XX 站。线路全长16.90公里，设车站13 座，车辆段一个。

第二标段为XX 站～XX 站～XX 站两个区间。

XX～XX 区间：盾构法区间圆形隧道起自XX 站北侧端头井，基本上沿中山南路一直向北，在中山南路桥西侧穿越内秦淮河，至XX 南侧端头井。隧道最大纵坡为25‰。

XX～XX 区间：盾构法区间圆形隧道起自XX 站北侧端头井，基本上沿中山南路一直向北

至XX 南侧端头井。隧道纵坡为V 形，最大纵坡为18‰。 二、合同规定要完成的工程 （一）、永久和临时工程的设计； （二）、永久和临时工程的施工；

（三）、完成所有永久工程和临时工程所需的所有设备，包括盾构机的提供、安装、维修和拆除；

（四）、合同中要求的其它任务。 永久工程结构设计寿命为100 年。 三、永久工程内容 （一）、隧道

本标段为两条圆形隧道，由以下两个区间组成：

1、第一区间：工程设计范围为XX 站北侧端头井～XX 站南侧端头井（里程K6+293.800～K7+017.980），区间总长724.180m，上下行线总长为1448.36m。

2、第二区间：工程设计范围为XX 北侧端头井～XX 站南侧端头井（里程K7+235.980～K8+041.211），区间总长805.231m，上下行线总长为1574.46m。。 （二）、联络通道

包括双线隧道之间的两条联络通道/泵房，每条联络通道/泵房包括： 1、连接两条隧道的一条通道； 2、通道下集水池；

3、连通联络通道与地面的抽水/管道井和检修孔，包括检修孔防水盖板； 4、连接隧道最低点和集水池的两条集水管。 5、本标段共有两条联络通道、一座泵房。 （三）、洞门

第二标段包括8 个洞门。

2、 工程策划 一、施工场地

业主在XX 站安排了一台盾构机掘进的施工场地。 二、盾构掘进安排

在本投标文件中，右线为上行线，左线为下行线。

在XX 站，盾构机（左线隧道先始发）从盾构始发井始发，掘进至XX 站调头再掘进回到XX 站，然后盾构机转场至XX 站北端头井，掘进至XX 站调头，再掘进回到XX 站拆卸退场，盾构掘进顺序见图1-1-1。

3、 盾构机与管片的提供 一、盾构机的提供

拟从德国海瑞克公司引进先进的加泥式土压平衡盾构机及后续设备投入本标段工程。

二、管片的提供

本标段管片由铁道部第一勘测设计院负责设计，海瑞克公司负责模具设计与制造；南京大地建设（集团）有限公司负责生产，我方派驻主要技术人员负责全过程生产管理。 4、 临时工程 一、临时工程

施工场地采用钢围挡，房屋一般采用砖房，设置临时供水、供电系统等临时工程，具体见第七篇第三章第二节。在完工后规定的期间内拆除临时工程，并清理工地，或者根据要求和协议把工地复原成施工前的原始状况。 二、监理工程师住宿与办公条件

我局按合同规定负责提供业主、监理工程师及其人员的基本住宿与办公条件，并承担合同规定的各项房屋、设备、设施的修建、购置、安装、管理、保养和维修，并提供必要的设备保洁服务。具体的标准和要求见表1-1-1。 业主与监理工程师办公用房及设施表 表1-1-1

序号项目名称规格数量备注一办公用房 1 卧房 6×2.3m 5 间业主1 间 2 办公室 6×2.3m 5 间业主1 间，设计代表1 间 3 厨房、浴室（砖砌） 12m2 1 间 二设施（一）办公室 1 文件柜铁柜 4 套上下组合，业主1 套 2 办公桌、椅木质 10 套业主3 套 3 磁性写字板 2×1m2 2 个业主1 个 4 电话 2 部业主1 部业主与监理工程师办公用房及设施表 表1-1-1(续)

序号项目名称规格数量备注 5 复印机 1 台 6 传真机 1 台 7 电脑（配A4 激光打印机1 台，电脑桌1 台） PⅢ 1 套业主用（二）卧房 1 床木质 10 个 2 床头柜木质 8 个 装修及环境要求： 1、吊顶：顶层用天花吊顶，贴面板装修； 2、地面：木地板； 3、墙面：厨房、浴室贴2m 高的白色瓷砖，其余灰白色批挡； 4、空调通风：每间卧房配1.5 匹窗式空调器1 台（国产）；

每间办公室配1.5 匹窗式空调器1 台（国产）； 浴室配抽风机1 台，洗衣机1 台；

厨房配抽油烟机1 台，电冰箱1 台； 5、照明与动力配电：日光灯管（常规布置）； 6、门窗要求：按常规； 7、卧房：配卧具和洗浴用具。 5、 工程地质与水文地质

该段属古河道冲积平原的古河床及阶地地貌，基岩埋藏较深，区间隧道在粉土及粉砂中通过。地下水埋藏较浅，主要以孔隙潜水为主。 6、 地震

本工程按7 度地震设防。

第2节 线路标准 1、 线路主要标准

一、隧道断面

直线段限界：5200mm。 二、平面

本标段两条平面曲线半径分别为：800m、1000m。 三、纵断面

本标段：最小竖曲线半径：5000m；

车站两端及困难地段最小竖曲线半径：3000m； 最大坡度：25‰； 最小坡度：3‰。； 四、设计标准 设计标准见表1-2-1。 区间隧道设计标准表 表1-2-1

序号项目标准 1 安全等级工程结构安全等级按一级考虑 2 结构设计结构设计按6 级人防验算 3 防水标准隧道结构防水标准为：实际渗漏量＜0.1L/m2 ·day 4 防水设计要求环缝、纵缝张开6mm 时，在0.8Mpa 外水压力下不漏水 5 裂缝砼结构允许裂缝开展，但裂缝宽度≤0.2mm 6 结构抗浮安全系数 ≥1.05 2、 限界

隧道标称限界是5200mm。

实际的隧道直径和轮廓，是使一个虚拟的标称直径为5200mm 的以理论轴线为中心的圆盘，在任何一个垂直于业主图纸所定义的隧道理论轴线的平面内通过隧道而不碰触隧道的任何地方。

隧道管片内径不小于5500mm。

3、 临近建筑物

区间隧道基本沿中山南路通过，线路两侧建筑物较多，但离建筑物一般较远，受隧道影响较大的主要建筑物见表1-2-2。

隧道两侧已有主要建筑物调查情况一览表 表1-2-2

序号编号建筑物名称上部结构基础形式与隧道关系 1 8 一中综合楼框架七层 φ600 钻孔灌注桩，

长20～22m >5m 2 9 森葆大厦框架二十八层桩基础 2.9m 3 10 住宅楼砖混七层浅基础 1.3m 4 11 招商银行办公楼框架四层整板浅基础，埋深1.5m 0m 5 13 建行江苏省分行大楼框架十六层 450×450 预制桩,长36m 0m 6 14 NO13 大楼裙房裙房浅基础 4.8m 盾构推进经由上述建筑物时，将采取重点保护措施，确保建筑物安全和推进施工的顺利进行。

4、 地下管线

隧道所经过地段地下管线较多，而且地下管线纵横交错，施工时应注意严格控制地面不均匀沉降，以免破坏既有管线。

第二章 设计 第1节 设计组织机构

院副总工程师 XXX 负责设计审定工作 处总工程师 XXX 负责设计审查工作

项目负责人 XXX XXX 负责设计联系和协调工作 专业设计负责人 XXX 负责标准管片设计工作 专业设计负责人 XXX 负责特殊管片及横通道设计工作 专业设计负责人 XXX 负责洞口加固设计工作

第2节 设计进度安排

第3节 图纸目录

第4节 结构设计 1、 管片设计图及计算书 一、管片设计

（一）、钢筋混凝土管片选型

1、根据南京地铁设计技术要求及具体的工程条件，选择钢筋混凝土管片类型及参数如下： 结构形式：单层圆形钢筋混凝土管片装配式衬砌。 隧道内径Φ5500mm。 管片类型：平板型。 管片厚度：350mm。 管片宽度：1200mm。

连接形式：单排弯螺栓，连接件采用镀锌防锈材料。

纵环缝：隧道环向分6 块管片；由3 片标准块、2 片邻接块和1片拱顶块组成，采用错缝拼装。

建筑材料：C50 防水钢筋混凝土。

衬砌拼装：采用举重钳、中心单点吊方式，封顶块纵向插入成环。 2、管片分块

每环管片分为六块，即三块标准块、两块邻接块和一块封顶的楔形块。 3、曲线地段楔形环的设置 （1）、平曲线地段

管片采用错缝拼装，在投标设计中楔形衬砌环暂按一种布置情况进行设计。楔形量为37.1mm。

三山街至新街口区间平曲线半径为800m 及1000m，选用最小半径800m 进行楔形环的设计。其设计参数为：楔形量37.1mm。 （2）、竖曲线地段

竖曲线半径为5000m，不设楔形环，在背千斤顶环面上分段粘贴石棉橡胶板，形成踏步形楔形环面。

（二）、管片制作说明

1、钢筋混凝土衬砌环由封顶块(F1),邻接块(L1)1,邻接块(L1)2，标准块(B1)1、(B1)2，(B1)3 构成。

2、尺寸以毫米为单位。

3、材料：混凝土为C50，抗渗等级为0.8Mpa，钢筋为16Mn 钢、A3 钢。 4、衬砌成形精度： 单块检验---宽度±0.5mm；弧弦长±1.0mm；衬砌外半径+2mm，-0mm；内半径±1mm；螺栓孔直径与孔位±1mm。

整环拼装检验---相邻环环面间隙不得大于1.0mm；纵缝相邻块块间间隙不得大于2±0.2mm（纵缝内需垫以压缩至2mm 厚的传力衬垫）；相连螺栓孔不同轴度小于1mm。 5、衬砌表面密实光洁平整、边棱完整无缺损。

6、钢筋骨架须焊接成型，焊接强度与较小直径等强。 二、结构计算

结构计算采用荷载结构模型，即按地层分类法或由实用公式确定地层压力,按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌内力并进行结构载面设计。支护结构按破坏阶段检算其强度,并对结构进行配筋和抗裂检算。

分别采用SAP90 和ANSYS 软件按均质圆环模型进行隧道衬砌内力计算。计算中，SAP90 采用的是梁单元模型，整个圆形衬砌划分成120 个单元，ANSYS 则是按平面应变分析，采用的是二维实体单元模型，计算时沿径向均匀分成三个单元，环向均匀划分120 个单元，共计360 个二维实体单元。荷载是按土柱理论、朗肯土压力及文克尔弹性地基梁理论和局部变形理论计算后分别等效加在节点上。由于隧道衬砌在X 和Y 方向的受力基本平衡，所以在隧道衬砌底部加了一些类似广义弹簧单元的二力杆单元，以抵消微小的不平衡力，同时减小衬砌的刚体位移。

隧道衬砌采用的材料常数如下： 混凝土：C50

混凝土轴心抗压强度：25Mpa 混凝土轴心抗拉强度：2.07Mpa 混凝土重度：25kN/m3 混凝土弹性模量：3.55×104MPa 混凝土泊松比：0.2 （一）、模型荷载计算

本次计算根据两个区间的埋深情况分别取其区间最小和最大埋深进行计算，分别取J2 号孔、J21 号孔、J30 号孔、J52 号孔为地质代表进行计算。 竖向土压力按土柱理论计算，侧向土压力按朗肯土压力计算，土体抗力按文克尔弹性地基梁局部变形理论计算。

计算的荷载模型如图2-4-1。

1、J2 号孔荷载计算

选取的J2 号孔横断面的地质情况见地质勘察报告。该处稳定水位1.9m，隧道埋深5m，第一层为6.5m 厚的杂填土（I），第二层为6m的粉砂夹粉土（II2）。

由地质报告查出以上土层的土工参数如下： J2 孔土层土工参数 表2-4-1

（1）、竖向地层压力 ①、拱顶部Pv1

γI--地下水以上采用土体重度；地下水以下采用浮重度； hI--土柱高度 Pv1=60.48

②、拱背部Pv2 Pv2=(1- π/4)R ·ri =5.44( kN/m) ③、地面超载W W=20kN/m

④、竖向地层压力： Pv ＝Pv1 +Pv2+W =85.92( kN/m) (2)、侧向地压力

①、侧向平均土压力Ph1 Ph1=Pv ·tg2(45o- φ/2) =28.64(KN/m)

②、侧向三角形土压力Ph2 P h2=2R ·γitg2(45o- φ/2) =17.75(kN/m) (3)、自重g g=F γh

γh --钢筋混凝土重度 F --管片厚度 g=8.75 (kN/m) (4)、水压力

上：qw= γwhi=31(kN/m) 下：qw= γwhi=93(kN/m) (5)、侧向土体抗力Pk 4

2、J21 号孔荷载计算

该处稳定水位2.10m，隧道埋深13m，第一层为4.8m 厚的杂填土，第二层为5.0m 厚的粉砂夹粉土（II2），第三层为6.3m 厚的粉砂夹粉土(II4)，第四层为6.60m 厚的粉质粘土（III1）。 选取的J21 号孔横断面的地质情况见《南京地铁地质勘察报告》。由地质报告查出以上土层土工参数如下表：

J21 孔土层土工参数 表2-4-2

(1)、竖向地层压力 ①、拱顶部Pv1 Pv1=130.81

②、拱背部Pv2 Pv2=5.69(kN/m) ③、地面超载W W=20kN/m

竖向地层压力： Pv ＝156.5(kN/m) (2)、侧向地压力

①、加权平均摩擦角及粘聚力 φ=16.78°；c=5.44(kPa) ②、侧向平均土压力Ph1 Ph1 =78.30(kN/m)

③、侧向三角形土压力Ph2 Ph2 =21.63(kN/m) (3)、自重g

g=F γh=8.75(kN/m) (4)、静水压力

上：qw= γwhi=109(kN/m) 下：qw= γwhi=171(kN/m) (5)、侧向土体抗力 Pk =54.97(kN/m) (6)、地基反力K K =135.38(kN/m)

3、J30 号孔荷载计算

该处稳定水位1.5m，隧道埋深8m，第一层为6.70m 厚的杂填土 （I）第二层为1.6m 厚的粉砂夹粉土（II2），第三层为3.60m 的粉土夹粉砂（II3），第四层为8.70m 厚的粉砂夹粉土（II41）。

选取的J30 号孔横断面的地质情况见《南京地铁地质勘察报告》。由地质报告查出以上土层土工参数如下表。

J30 孔土层土工参数 表2-4-3

(1)、竖向地层压力 ①、拱顶部Pv1

②、拱背部Pv2 Pv2=6.11(kN/m) ③、地面超载W W=20kN/m

竖向地层压力：

Pv=111.15(kN/m) (2)、侧向地压力

①、加权平均摩擦角及粘聚力 φ=18.18°；c=9.98(kPa) ②、侧向平均土压力Ph1

Ph1= 43.83(kN/m)

③、侧向三角形土压力Ph2 Ph2 =13.76(kN/m) (3)、自重g g= 8.75(kN/m) (4)、静水压力 上：qw= 65(kN/m) 下：qw= 127(kN/m) (5)、侧向土体抗力Pk Pk =26.57(kN/m) (6)、地基反力K K=89.94(kN/m)

4、J52 号孔荷载计算（深埋）

该处稳定水位1.24m，隧道埋深12m，第一层为3.2m 厚的杂填土（I），第二层为6.3m 厚的粉砂夹粉土(II2)，第三层为2.8m 厚的粉质粘土（II2a），第四层为5.9m 厚的粉质粘土(III11)。 选取的J52 号孔横断面的地质情况见《南京地铁地质勘察报告》。 由地质报告查出以上土层土工参数如表2-4-4： J52 孔土层土工参数 表2-4-4

(1)、竖向地层压力 ①、拱顶部Pv1

②、拱背部Pv2 Pv2=6.48(kN/m) ③、地面超载W W=20kN/m

竖向地层压力： Pv ＝146.71(kN/m) (2)、侧向地压力

①、加权平均摩擦角及粘聚力 Ф=18.85° c=8.72(kPa)

②、侧向平均土压力Ph1 Ph1 =62.58(kN/m)

③、侧向三角形土压力Ph2 Ph2 =18.31(kN/m) (3)、自重g g= 8.75(kN/m) (4)、静水压力

上：qw= 107.6(kN/m) 下：qw= 169.6(kN/m) (5)、侧向土体抗力Pk Pk =54.87(kN/m) (6)、地基反力K

K=125.5(kN/m) （二）、SAP90 有限元计算结果

计算中采用荷载结构模型的设计理论，沿隧道纵向取1 米作为结构的计算模型。沿衬砌的环向划分了120 个空间梁单元。具体见图2-4-2 所示。

荷载分别采用以上计算的荷载大小，然后将其等效的施加在节点上，由于在荷载计算中同时考虑了衬砌所受的围岩压力和基底反力，所以结构在X 方向Y 方向基本平衡，为了减小结构的刚体位移，在衬砌的底部一部分节点处加上了弹簧约束，以抵抗所施加荷载的不平衡力。 1、J2 号孔荷载计算 （1）、内力计算结果

J2 孔的内力计算结果 表2-4-5

位置轴力(KN) 剪力(KN) 弯矩(KN·m) 位置轴力(KN) 剪力(KN) 弯矩(KN·m) 0 -315.14

-1.15 27.64 90 -421.15 7.13 -2.92 9 -319.58 -11.71 25.14 99 -426.17 -2.37 -1.29 18 -330.14 -19.91 18.10 108 -437.10 -3.82 -5.41 27 -345.56 -23.88 7.88 117 -438.27 -1.21 -6.32 36 -363.91 -22.64 -3.37 126 -435.47 7.34 -4.61 45 -383.00 -15.37 -13.08 135 -430.77 11.16 -0.34 54 -399.14 -4.62 -18.78 144 -425.69 11.53 5.2 63 -410.22 6.06 -19.38 153 -421.26 8.9 10.47 72 -416.36 13.43 -15.43 162 -419.12 5.97 13.18 81 -419.14 14.67 -8.93 171 -418.38 4.2 14.2 180 -417.52 -1.51 15.59 注：上表中轴力压为负，拉为正；弯矩内侧受拉为正，外侧受拉为负 (2)、 弯矩、轴图

（三）、ANSYS 有限元计算结果 本设计使用ANSYS 软件进行计算。采用荷载结构模型的设计理论，计算中把隧道衬砌近似看做平面应变问题，采用PLANE-42 二维实体单元，沿径向划分三个单元，沿环向划分120 个单元，共计360个单元，如图2-4-3 所示。

荷载分别采用以上计算结果，然后把其等效加在周边节点上。由于隧道衬砌在X 方向和Y 方向的受力基本平衡，所以在隧道衬砌底部加了一些类似广义弹簧单元的二力杆单元，以抵消微小的不平衡力，同时减小衬砌的刚体位移。

根据以上的理论、模型、荷载及边界条件，分别求解出埋深为5m的J2 孔，埋深为13m 的J21 孔，埋深为8m 的J30 孔及埋深12m 的J52 孔的内力。 1、J2 孔计算结果 (1) 、计算结果

j2孔内力计算结果 表2-4-9 圆中 位置节点环向正应力 σθ M N 圆中

位置节点 σθ M N kN/m2 kN-m kN kN/m2 kN-m kN 0° 1 -2245.4 -28.098 -304.208 99° 1 -666.32 12.633 -449.771 2 -1372.3 2 -1065.1 3 -440.92 3 -1476.2 4 507.07 4 -1903.8 9° 1 -2194.9 -26.837 -308.145 108° 1 -524.6 16.076 -459.200 2 -1361.2 2 -1036.1 3 -469.99 3 -1543.6 4 434.07 4 -2099.4 18° 1 -1973.3 -21.561 -321.039 117° 1 -415.15 18.699 -465.859 2 -1304.3 2 -1015.2 3 -585.54 3 -1613.5 4 138.79 4 -2246.9 27° 1 -1616.4 -13.088 -341.381 126° 1 -442.44 18.211 -467.047 2 -1211.5 2 -1019.6 3 -771.01 3 -1609.3 4 -334.35 4 -2226.4 36° 1 -1197.3 -3.072 -366.385 135° 1 -637.79 13.778 -459.426 2 -1104.2 2 -1084.9 3 -993.48 3 -1521.3 4 -896.33 4 -1987.5 45° 1 -814.62 6.261 -392.441 144° 1 -1034.8 5.209 -451.483 2 -1011.7 2 -1188.6 3 -1209

3 -1364.3 4 -1427.9 4 -1545.1 j2孔内力计算结果表2-4-9 圆中 位置节点环向正应力 σθ M N 圆中

位置节点 σθ M N 54° 1 -556.24 12.846 -414.897 153° 1 -1408.8 -3.234 -437.640 2 -956.45 2 -1302.3 3 -1373.4 3 -1201 4 -1814.6 4 -1092 63° 1 -454.54 15.812 -430.157 162° 1 -1799.4 -11.752 -428.328 2 -945.66 2 -1417.8 3 -1463.5 3 -1043.9 4 -2003.5 4 -648.19 72° 1 -497.17 15.412 -438.212 171° 1 -2095.4 -18.021 -424.454 2 -974.48 2 -1501.6 3 -1482.5 3 -931.96 4 -2006.9 4 -330.05 81° 1 -619.53 13.092 -441.268 180° 1 -2129.7 -18.997 -419.725 2 -1023.6 2 -1524.3 3 -1458.4 3 -907.07 4 -1902 4 -268.73 90° 1 -716.13 11.255 -443.595 138° 1 -750.66 11.234 -455.308 2 -1062.9 2 -1117.2 3 -1435 3 -1473.1 4 -1818.7 4 -1851.1 （2）、弯矩、轴力图

2、J21 孔计算结果 （1）、计算结果

j21孔内力计算结果 表2-4-10

j21孔内力计算结果 表2-4-10

(2)、 弯矩、轴力图

3、J30 孔计算结果 （1）、计算结果

j30 孔内力计算结果 表2-4-11

j30 孔内力计算结果 表2-4-11

（2）、弯矩、轴力图

4、J52 孔计算结果 （1）、计算结果

j52 孔内力计算结果 表2-4-12

j52 孔内力计算结果 表2-4-12

（2）、弯矩、轴力图

三、结构配筋及强度检算 (一)、结构配筋验算

根据《铁路隧道设计规范》（TB 10003-99），截面配筋按偏心受压构件进行配筋验算，其强度公式为：

Nd--按最不利荷载组合求得的轴向力设计值；

e--轴向力作用点到受拉边（或较小受压边）钢筋As 的合力点的距离； b--构件截面宽度；

hο--构件截面有效高度， hο=h-a，h 为截面高度； As， ''s A --分别为受拉区，受压区的钢筋截面面积； a--为拉区钢筋合力点至截面近边的距离； a--为受拉区钢筋合力点至截面近边的距离； η--考虑挠度影响的轴向力偏心距增大系数； eI--初始偏心距；

e0--轴向力对截面重心的偏心距

ysp--自截面重心至As 合力点的距离； es--附加偏心距，取es =h/30； σs --钢筋As 的应力。

按危险截面进行验算，可知截面不需要进行计算配筋，只按构造进行配筋。 （二）、结构结构抗裂检算 根据《铁路隧道设计规范》（TB 10003-99），其截面抗裂承载力计算公式为：

式中 Nd--轴向力设计值； e0--轴向力偏心距； h--截面厚度； b--截面宽度；

--构件稳定系数；

γρ --截面抵抗距塑性系数，矩形截面取 ρ γ =1.75；

γst --混凝土衬砌构件抗裂验算时作用效应综合分项系数； f ctd--混凝土抗拉强度设计值。

对四种情况分别进行抗裂验算，可知结构均满足抗裂和防水要求。裂缝宽度小于0.2mm。

2、 联络通道/泵房设计 一、位置确定

南京地铁XX 线一期工程盾构第二标段：根据地铁区间隧道防灾要求，三山街站~张府园站区间隧道在K6+790 处设左、右线联络通道,以便在事故时乘客能够安全疏散，解决地铁运行阶段防灾；根据线路纵断面设计及区间隧道防排水的要求，在区间最低点处设置废水泵站，区间联络通道与泵房合并设计,区间与正洞连接处设置防火门

在张俯园站~新街口站区间隧道K7+670 处设联络横通道，以解决地铁运行阶段防灾。 二、结构形式确定

联络通道净空根据人员疏散、废水泵房容积及检修条件,拟定为2.1m 宽,2.5m 高的半圆直墙拱形断面。三山街站~张府园站区间隧道，根据排水系统提供的资料要求，废水泵房的集水池按不小于10 分钟的渗水量与消防水量之和确定，考虑体积不小于30m3。

管道井仅考虑废水抽排管的安设,采用钻孔法施工.地面检查井内净空为直径1400mm，净高2180mm，地面留直径为700mm 的井口,区间废水通过直径为100mm 的排水铁管汇入集水池中，废水抽出地面并与市政下水道连通排除。 三、实施方案

本次设计中，对横通道的实施方案采用预先对横通道的部位进行加固，然后，拆除横通道洞门钢管片，边开挖边实施临时支护层的方法建造横通道。 (一)、地基加固

1、地基加固要求

为保证横通道的施工安全、迅捷、减少对区间隧道的影响，经加工后的土体要有良好的自立性、密封性及必要的强度，其无侧限抗压强度qu≥0.8Mpa，土体渗透系数≤1x108cm/sec。 2、地基加固范围

二区间隧道中心线以内，隧道顶以上4m，泵站地下3m 范围内均须进行地基加固。 3、地基加固方法

根据南京地铁XX 线一期工程盾构第二标段区间隧道的施工条件、工程水文、地质情况，采用小导管超前注浆方法，预先对横通道的部位进行加固，详见有关设计图。 (二)、施工方法

1、隧道施工时，在通道部位应按图 拼装特殊衬砌环，隧道施工至该部位时，应严格控制轴线偏差，轴线允差：下行线只可向上行线侧或向下偏50～80mm，上行线只可向下行线侧或向下偏50～80mm。

2、横通道将施工时，按设计要求，应在开口环［KR1］中不开口部位均匀设置不少于7 个支撑点，予以均匀支撑，以控制施工时衬砌环变形。 3、通过压浆孔对通道部位进行补压浆。

4、拆除通道部位的钢管片，安装通道部位的钢梁1、钢梁2。

5、开挖通道后施工初期支护，初期支护由锚杆、钢筋网、喷混凝土联合支护。二次衬砌采用C30 钢筋混凝土。

6、待通道钢筋混凝土结构达到设计强度后，拆除临时支撑点，再次拧紧特殊衬砌环内（包括钢梁）所有连接螺栓，楔紧钢楔，最后焊接固定之。

7、钢管片格腔内浇筑混凝土。外露钢构件表面均需涂环氧沥清漆二度。 8、安装防火门。

9、如盾构施工后，通道部位衬砌标高、里程有误差，可适当调整。

10、施工中结构变形控制变形标准:区间隧道的径向变形<20mm，区间隧道的水平、垂直位移≤10mm。

(三)、钢梁安装步骤： 1、先行拆除开口环[KR1]k 衬砌环中（K1）1k、（K1）3k 块钢管片，闭口环[BR1]1B1、[BR1]2B2 衬砌环中（K1）2B1、（K1）2B2 块钢管片，在钢管片外侧压填环氧砂浆，并尽快使钢梁2 就位，再以钢楔、垫片将钢梁垫平、楔紧。最后以螺栓紧固连接。 2、拆除（K1）2k、（K1）1B1、（K1）1B2 块钢管片，按以上同样方法使钢梁1 就位、紧固。 3、所有缝隙均用环氧砂浆封嵌，使之不漏水。

(四)、特殊衬砌圆环中钢管片与钢筋混凝土管片制作说明

1、制作时，材料落料以足尺放样为准，图中材料表仅供备料参考。焊接时应采取措施严格控制焊接变形。

2、衬砌成型精度（除图中注明者外）： (1)、单块检验允差：宽度：±0.5mm；弧弦长：±1.0mm；衬砌外半径：+2.0mm，-0mm；内半径±1.0mm；螺栓孔直径与孔位：±1mm；环板间平行度：0.5mm；环板与端板、环板与背板的垂直度：

1.0mm；端面、环面不平度：0.1mm～0.2mm。

(2)整环拼装检验允差：相邻环环面间隙不得大于1.0mm；纵缝相邻块块间间隙不得大于2±02mm（纵缝内需垫以压缩至2.0mm 厚的传力衬垫）；相连螺栓孔不同轴度小于1.0mm。 (3)焊缝高度除图纸注明者外，均为8mm，与外弧板有关的焊缝均要求水密。且外表面要求铲平。

(4)[KR1]环中的纵肋板及加筋板，落料长度允差±0.2mm；[BR1]环中的环肋板及加强板落料长度允差±0.1mm;端面角度允差0.15° 且分别与环板、端板顶紧焊接。

(5)加工光洁度除注明者外，环、端板外表面及螺栓孔均为3，其余∽。 (6)[KR1]k 衬砌圆环钢管片两环面，除满足平行度0.5mm 外，尚应确保内弧侧宽度大于外弧侧宽度。

(7)为确保螺栓孔位置精度，可先进行环面、端面加工，后钻孔。 (8)制作后背板涂环氧沥清漆二度。

(9)每一块管片的内弧面须清晰标注块名。 (10)带螺栓钢盒的钢筋混凝土管片，必须在相应的钢模内，采取措施，正确固定螺栓钢盒后，利用标准钢模生产。 (五)、钢管片接缝防水

钢管片环、端肋面，在预留槽内铺设821 膨胀橡胶止水条或三元乙丙多孔弹性止水条，角部采用自粘性腻子包裹，以加强防水，粘结剂应采用高粘性的氯丁接肢胶。

3、 洞门设计

根据南京地铁XX 线一期工程三山街～张府园、张府园～新街口两区间采用盾构法进行施工的招标要求，一台新盾构（内径φ5500mm）从张府园站南侧盾构井始发，施工下行线至三山街站后调头施工上行线回到张府园站南侧盾构井，然后转场通过已完成的张府园站掘进上行线至新街口站后调头施工下行线到达张府园站北侧盾构井，完成两区间施工的盾构在此拆卸后吊出地面。 一、盾构出发和到达

(一)、盾构出发口依次有张府园站南侧下行线洞口、三山街站北侧上行线洞口、张府园站北侧上行线洞口、新街口站南侧下行线洞口。 盾构到达口依次有三山街站北侧下行线洞口、张府园站南侧上行线洞口、新街口站南侧上行线洞口、张府园站北侧下行线洞口。

(二)、盾构工作井处车站顶板及各层楼板应预留盾构吊装下井或拆卸出井孔口，孔口尺寸：8500mm（长）×7500mm(宽）（对称线路中心线）。

(三)、车站端墙上预留钢筋混凝土圆板封门，并在端墙衬砌施工时预埋钢板圆环，钢板厚10mm，宽度同端墙壁厚，盾构出洞或进洞时凿除圆板封门。

(四)、盾构出发、到达井地层从上到下依有人工填土、砂性粉土和粘性粉土夹砂等，为防盾构进出洞时封门及围护结构拆除后墙背后岩体失稳塌滑及涌水，对墙背出洞4m 长范围内，进洞6m 长范围内的地层，采用旋喷加固，加固后岩体强度适度。 (五)、在内衬后直接拼装管片，内衬与管片之间预设短筋连接。

(六)、钢圆环与洞口现浇衬砌间，洞口现浇衬砌与管片间均设水膨胀止水条以防渗漏水。 (七)、盾构施工上行线通过张府园站采用转场方式，即从南侧工作井拆卸吊出后，再从北侧工作井吊入拼装。

二、进出洞地层加固设计

根据盾构进出洞浅埋地层的施工情况,分别对分层注浆、深层搅拌桩、高压旋喷桩和冻结等加固方案进行技术论证后，决定采用旋喷加固方案。 (一)、加固范围 张府圆站南、北侧和新街口站南侧盾构工作井进出口采用垂直旋喷加固，旋喷深度为12.9m，宽12.5m。三山街站由于地面施工场地现已恢复，故在车站内采用水平旋喷加固，加固范围具体见设计图。

(二)、加固方法

旋喷采用二重管法，单管加固土体直径约1.5m。

4、 地质补充调查、钻孔及建筑物状况调查计划与方法

沿盾构施工线路通过地段，对施工可能引起变形的地面建筑类型、基础进行详细的调查，调查应会同建筑物的业主一起，就有关建筑物的现状进行记录。

调查一般通过现场观察记录、照相、录像、量测等措施。根据实际情况选择采用。 第五章 防水设计

区间隧道以结构自身防水为主，防水工程设计遵循\"以防为主，以排为辅，防排结合，综合治理\"的原则，并遵照有关规范执行。

区间隧道结构防水要求拱部不能有渗漏，边墙不得有线漏和漏泥沙，当有少量漏水时，每昼夜的漏水量不得大于0.1L/m2。

盾构法施工的区间隧道，衬砌自身应具有良好的防水能力，采用防水混凝土制作管片，其抗渗强度不得小于0.8Mpa。

装配式衬砌接缝的密封防水按\"多道设防，综合治理\"的原则设防，具体措施是： 一、管片之间设置密封垫沟槽，其内设置高弹性氯丁橡胶密封垫圈或遇水膨胀橡胶密封垫圈，或者采用三元乙丙多孔弹性止水条；

二、在管片内侧预留的嵌缝内用合成纤维水泥或氯丁乳胶水泥嵌缝材料嵌填密封； 三、对于每一个螺栓孔、注浆孔均设置与其构造形式相匹配的遇水膨胀橡胶垫圈。 四、管片外涂防水层。

盾构推进后及时向管片与地层之间的空隙回填注浆。

第5节 沉降计算

盾构施工引起的地层变形从而导致地面沉降的原因是多方面的，其主要因素有：开挖面土压不平衡引起的土体损失；盾尾与衬砌之间空隙未能及时填充引起的土体损失；注浆材料凝固收缩；隧道渗漏水造成土体的排水固结；盾构蛇行纠偏引起的土体损失；衬砌变形和隧道纵向沉降；土体应力释放、扰动后重新固结。 分析地表沉降的岩体按非连续介质模型，所以在考虑岩体移动的过程中，介质可以认为由类似沙砾或者相对来说很小的岩体颗粒组成，这样就可以把大量的微小岩体的移动看作一个随机的过程，采用概率可以得到小砂砾的移动时互相填充应该满足以下公式：

式中 P(x,z)是一个连续函数，表示（x,z）附近的无穷小范围内出现相互填充的概率，A 反映的是小砂砾的大小，通过数学证明可以得到证明P(x,z)在数据上等于单元开挖引起(x,z)点的下沉值 We(x,z)，对We(x,z)进行积分就可以得到： W(x)/W0 =A(x/r)

其中W0可以用经验法或公式法确定，由此则可以得到地表沉降的公式为： W0 =W(x)-W(x-L)

根据计算预计隧道横断面的地表沉降在保证盾构在掘进的时候地表隆陷可以控制在+10～-30mm 之间。

本标段位于三山街站至新街口站,全长3022.82m,开挖涉及宽度22m，净高6.39m，隧道上方覆盖层最薄处厚约7～9m，全线处于古秦淮河冲积平原，主要的岩体特征为：下伏岩体为白垩系砂质泥岩，属于极软岩质，上覆土体除浅部3.40～7.00m 为近期人工培植土外，其余为第四系粘性土与砂性土。线路段地下水主要为孔隙潜水赋存于Ⅱ4 层以浅；其次是微承压水，仅分布于下部Ⅲ3、Ⅳ层，孔隙潜水与微承压水混合水位埋深1.10～1.45m。隧道洞身主要穿越Ⅱ41、Ⅱ42、Ⅲ11、Ⅲ12、Ⅲ13 层,所以该层围岩稳定性差。线路两侧高楼林立，所以可

能会引起隧道拱顶的压力增大，在施工的过程之中由于注浆的压力偏低而引起盾构的土压失去平衡，从而使地表的沉陷。另外，砂性土渗透性强，富水性好，围岩稳定性差，在盾构施工的过程之中应充分考虑到隧道渗漏水造成土体的排水固结。 通过分析可以看到，盾构的土压平衡平衡控制是减小土层变形的主要参数，土压值的设定应根据实际施工中盾构上方土体的隆陷变形进行调整，尽量减少对土体的扰动；其次，要注重对盾尾的同步注浆管理，及时填充空隙，减少因空隙引起的土体损失，在盾构推进时从盾尾向盾构环外围用煤灰、石灰、膨润土和水配置成浆液进行同步注浆，注浆时浆液压力要大于隧道拱底的压力，应为拱顶压力的2 倍以上。若隧道上方有构筑物等超载作用时，应考虑增大注浆量和注浆压力，对需要保护的构筑物应考虑第二次注浆或多次注浆。在注浆的过程中应充分考虑注浆材料凝固收缩引起的地表的沉降。

第6节 有关图纸 详见设计图纸。

第7节 设计质量保证措施 一、质量目标 以合同为依据，对承担的工程项目进行有效地目标控制，通目标规划，动态监控和风险管理，确保质量达到预期的目标和规定的要求。 （一）、通过现场详细踏勘，进一步调查、分析交通量及规划资料，优化设计出更合理、经济、美观的隧道结构和施工周期短、施工干扰小、施工工艺先进的隧道结构方案。 （二）、通过合理组织安排，积极主动与车站专业协。 （三）、在建设单位的统一组织下，与设计监理单位密切配合，确保施工顺利、按期、高质。 （四）、施工图设计质量评定达到优秀，为本项目设计创优打好基础。 二、质量要求 （一）、根据工程现状建设条件及投标评标组专家意见，在中标方案的基础上进一步优化完善总体方案，使之具有完善的交通功能，良好的工程经济性和景观效果。 （二）、根据总体设计方案及南京市有关技术要求，合理布设隧道，选择经济、美观、施工先进且方便的隧道结构形式。 （三）、全面掌握南京市市政工程概预算定额以及相应工程投资估算和工程概算的编制方法，合理编制工程投资估算、工程概算和工程预算，以便于控制工程投资。 三、质量措施 （一）、严格按ISO9000 质量运行体系控制设计的全过程。 （二）、安排有经验、有能力的专业设计人员设计，实行全员质量目标岗位责任制。 （三）、提供、创造有利的工作环境，形成相对稳定的工作关系。 （四）、设计过程中严格实施\"三环节\"质量控制，对设计进行事前指导、定期进行中间检查及最终实行全面审查。 （五）、按时、优质的交付设计文件。 （六）、做好施工技术交底和售后服务工作。

第三章 工程总体筹划 第1节 工程管理目标 1、 安全目标

杜绝因工亡人事故，避免重伤，因工负伤率控制在1.5‰以内。

2、 质量目标

全部工程质量达到国家、省、部规范要求以及南京地铁工程技术规范及验收要求，分项工程一次检查合格率100%，优良率90%以上。工程质量达到综合评定优良等级。

3、 工期目标 确保招标工期。施工总工期为32 个月16 天，即2003 年9 月16日完成，比业主要求提前2 周完成，同时服从业主对工期的其它统筹安排。

第2节 总体工期安排 1、 业主要求工期 一、业主要求工期

工期为33 月（2001.1.1～2003.9.30） 开工日期：2001 年1 月1 日 竣工日期：2003 年9 月30 日 二、施工场地移交时间

施工场地移交时间见表3-2-1。 施工场地移交时间表 表3-2-1

车站施工场地工作井车站结构张府园站 2001.10.21 2001.11.15( 南)下井 三山街站 2002.4.15 新街口站 2003.4.15 张府园站 2002.9.15(南)转场2002.11.15( 北)下井 2、 施工总体工期安排 确保招标工期。施工总工期为32 个月16 天，即2003 年9 月16 日完成，比业主要求提前2 周完成，同时服从业主对工期的其它统筹安排。中标后，于2001 年1 月1 日至2001 年1 月31 日与盾构机制造商签订供货合同，2001 年11 月15 日完成盾构机的设计、制造、试运转并运抵南京三山街～张府园区间工程筹划：2001 年11 月15 日盾构机于张府园站南侧端头井下井，2002 年1 月30 日进行下行线推进，2002 年5 月10 日至三山街站北侧端头井进行盾构机调头，2002 年6 月14 日进行盾构机上行线推进，2002 年9 月15 日回至张府园站； 张府园～新街口区间工程筹划：2002 年11 月16 日盾构机于张府园站北侧端头井下井，2002 年12 月21 日进行上行线推进，2003 年4月15 日至新街口站南侧端头井进行盾构机调头，2003 年5 月10 日进行盾构机下行线推进，2003 年8 月16 日回至张府园站。2003 年9 月16 日全部工程竣工。

详见区间隧道施工进度横道图、网络图（附图1、附图2）。

第3节 里程碑工期安排

为了保证本标段区间隧道按期竣工，对盾构机的设计与制造、隧道衬砌管片的设计、生产与试拼以及盾构机的掘进日程等进行严格控制。 具体时间安排见表3-3-1、表3-3-2。

盾构机设计、制造及管片设计、生产日程控制节点表 表3-3-1

序号项目名称日期安排 开始日期完成日期生产中期 1 盾构机设计 2001.2.1 2001.3.15 2 盾构机制造 2001.3.15 2001.9.15 2001.6.6 3 盾构机厂内试运转 2001.9.15 2001.9.30 4 盾构机运输 2001.9.30 2001.11.15 5 盾构机现场安装 2001.11.15 2002.1.30 6 隧道衬砌管片设计 2001.1.1 2001.2.25 7 隧道衬砌管片模板设计制造运输 2001.3.1 2001.6.30 8 隧道衬砌管片试生产、试拼装 2001.7.1 2001.7.31 9 管片生产 2001.8.1 2003.4.30 盾构机掘进日程控制节点

表 表3-3-2

序号项目名称日期安排 开始掘进距始发井300m 进入车站 1 三山街～张府园区间下行线 2002.1.30 2002.3.12 2002.5.10 三山街～张府园区间上行线 2002.6.14 2002.7.22 2002.9.15 2 张府园～新街口区间上行线 2002.12.21 2003.2.4 2003.4.15 张府园～新街口区间下行线 2003.5.10 2003.6.13 2003.8.16 第4节 施工进度安排 1、 区间隧道进度指标

盾构机的掘进进度根据拟上场机械设备能力和资源配置情况、盾构机的掘进能力及业主提供场地的时间、本标段的地质条件、工程量等综合因素，科学、合理地统筹安排进度指标，各区间隧道的施工进度安排见表3-4-1。

各区间隧道的施工进度指标安排表 表3-4-1

序号项目名称隧道长度施工工期周平均进尺周高峰进尺 1 三山街～张府园区间首100m 试掘进 100.8m 3 周 33.6m 56.4m 下行线 623.380m 11.28 周 55.264m 69.6m 三山街～张府园区间上行线 724.180m 13.28 周 54.53m 69.6m 2 张府园～新街口区间上行线 805.231m 16.57 周 48.6m 66.0m 张府园～新街口区间下行线 805.231m 14.14 周 56.95m 79.2m 2、 掘进作业循环时间

盾构机掘进、同步注浆、装碴在施工时为同步进行，管片拼装时出碴，碴土运输采用两列运输车，一列运碴土出去，另一列运管片、浆液等材料进来。每循环作业时间见表3-4-2(部分工序作业时间有重叠，本表为高峰期的作业时间)和作业循环横道图3-4-1。 作业循环时间表 表3-4-2

序号工序名称作业时间 1 盾构机掘进(min) 40 2 同步注浆(min) 40 3 管片拼装(min) 25 4 运输出碴运输(min) 15 卸碴、装料(min) 36 进料、空车运输(min) 15 5 铺轨 25 6 循环时间(min) 65 7 循环进尺(m) 1.2 8 最高日进尺（m） 18

第四章 施工组织 第1节 组织管理 一、组织机构

为了安全、优质、按期完成南京地铁南北线一期工程盾构第二标段工程的施工任务，我局将由曾担任中国第一长隧--秦岭隧道指挥长的李洪奇副局长分管本标段工程。本着精干、高效的原则，我们计划安排高素质及具有丰富地下工程施工经验的管理、技术、行政人员以及专业化施工队伍（从秦岭隧道TBM 施工现场抽调），按项目法组建本项目现场项目经理部，组织机构见图6-3-1。

图6-3-1 组织机构图 二、管理职责

项目部领导、各部门的职责如下： （一）、项目经理

项目经理是本工程安全保证的第一责任人，负责建立、健全安全生产保证体系，建立和实施安全生产责任制，确保各项安全活动的正常开展。

项目经理是本工程质量保证的第一责任人，负责组织开展质量体系活动，确立本工程质量目

标，组织编制实施性施工组织设计。

贯彻执行国家方针、政策、法规，坚持全面质量管理，推进各项质量活动正常开展，确保产品质量稳定提高，满足业主要求，争创名牌工程。组织向业主提供质量依据，处理业主提出的有关质量方面的要求。负责对本工程进行资源配置，保证质量体系在本工程上的有效运行及所需的人、财、物资源的需要。

项目经理负责施工现场全面的文明管理，组建施工现场的文明施工领导小组，并结合本工程的特点，制定文明施工管理细则。

项目经理负责整个工程的组织指挥，传达业主、监理及局本部的指令并组织实施，对人员任免、聘用、奖罚有批准权。负责按批准的施工计划，全面组织实施，并根据工程进展，适时调整资源配置，确保阶段、整体工期目标的实现。 （二）、项目副经理

我局派驻一名项目副经理主管施工生产。他是安全质量生产的直接责任人，在施工中严把安全质量生产关，抓好施工中安全质量工作，把安全质量生产责任制落实下去；主抓施工生产计划的落实，处理施工出现的具体问题；并负责处理项目部中的一些日常工作。 （三）、总工程师

对全项目工程质量、施工技术、计量测试负全面技术责任，指导施工队工程技术人员开展有效的技术管理工作；在局总工程师和有关业务部门指导下，提出贯彻改进工程质量的技术目标和措施；

负责新技术、新工艺、新设备、新材料及先进科技成果的推广和应用；负责组织对工程项目施工方案、施工组织设计及质量计划进行编制及经批准后的实施；对施工中可能存在的质量通病及其纠正、预防措施进行审核；解决工程质量中有关技术难题，并协助项目经理解决工程质量中的关键技术和重大技术难题，督促检查各项质量规划的实施。

对本工程劳动保护和安全生产的技术工作负责任，结合工程特点及施工进度及时下达劳动保护和安全生产技术方案和安全措施，并认真贯彻落实。 （四）、工程技术部

负责本工程的施工过程控制；制定施工技术管理办法及本工程的施工组织设计及调度工作；对测量、试验、量测监控等专项技术工作负领导责任并直接指导；负责技术交底、过程监控，解决施工技术疑难问题；参与编制竣工资料和进行技术总结，组织实施竣工工程保修和后期服务；组织推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料，努力开发新成果。 （五）、安全质量部

负责依据局安全目标制定整个工程的安全管理工作规划，负责安全综合管理，编制和呈报安全计划、安全技术方案和具体安全措施，并认真在施工中贯彻落实；

负责安全检查督促，负责对突发事件提出预防措施，关键工序提出安全施工防范的技术交底。定期对施工队进行安全教育，组织每周、每月安全检查，发现事故隐患，及时监督整改。 依据局质量方针和目标，制定质量管理工作规划，负责质量综合管理，行使质量监察职能。确保产品在生产、交付及安装的各个环节以适当的方式加以标识，并保护好检验和试验状态的标识。负责产品的标识和可追溯性、最终检验和试验、不合格品的控制、质量记录的控制，确定质量检验评定标准，对全部工程质量进行检查指导；负责全面质量管理，组织工程项目

的QC 小组活动。

（六）、计划合同部

负责对本标段项目承包合同的管理。按时向业主报送有关报表和资料。负责工程项目施工计划制定、实施管理，根据施工进度计划和工期要求，适时提出施工计划修正意见报项目部领导批准执行。负责验工计价工作。 （七）、设备物资部

负责物资采购和物资管理及制定工程项目的物资管理办法，检查指导和考核施工队的物资采购和管理工作。

负责工程项目全部施工设备管理工作，制定施工机械、设备管理制度。在局设备运输物资部指导下，参与安装设备的检验、验证、标识及记录。 参加工程项目验工计价，对各施工单位的材料消耗和机械使用费用情况提出计量意见，评价各单位机械设备管理情况。 （八）、财务部

负责工程项目的财务管理、成本核算工作；参与合同评审，组织开展成本预算、计划、核算、分析、控制、考核工作；参加工程项目验工计价，指导各施工单位开展进行责任成本核算工作。 （九）、测量试验监控室

负责工程项目检验、试验、交验、及不合格品的检验控制，按检验评定标准对施工过程实施监督并对检验结果负责；负责现场各种原材料试件和砼试件的样品采集和测试、检验及质量记录。根据现场试验资料，提出各种砼的施工配合比等试验数据，并在施工过程中提出修正意见报批准执行；负责工程项目的计量测试工作，并负责工程项目的检验、测量和试验设备的核定、校准及使用管理工作；负责工程项目的控制测量、施工测量和施工放样工作。 在施工技术部指导下，对合格产品进行验工量测计量及施工过程中的量测监控。 （十）、综合办公室

主要处理项目部一切日常工作，负责党政、文秘、接待及对外关系协调等工作。 （十一）、设计部

有关永久工程设计，一旦中标，将由铁道部第一勘测设计院（甲级设计资质）负责，立即开展补充地质调查、地面建筑物调查与拍照，在此基础上，安排30～40 人在兰州院本部展开全面施工设计，同时由第一设计院派住设计部进驻现场，配合施工全过程。 （十二）、专家组

我局将聘请外单位及派遣本单位专家分阶段、分专业进驻施工现场，帮助项目部抓好施工生产，对施工中的重点、难点工程及时进行研究指导，直接参与重点、难点施工方案的决策。

第2节 劳动力组织

1、 施工队伍与施工任务安排 （一）、项目经理部

项目经理部设六部一室，同时在技术部下设测量试验监控室，共计44 人(不含专家组)。项目部的主要职责为：负责对本工程的全面管理；负责对工程质量、安全、工期、效益的管理；负责对工程的技术指导、控制测量、试验、监控、质检；负责对内、对外协调；

负责项目的标准化管理；负责对工程物资的采购供应；负责对设备的配置与维修管理；负责对工程施工进度的监控，调度统计；负责本工程的计量支付工作；负责各类资料报表等日常管理工作；负责本工程竣工文件的编制等等。 （二）、施工队伍与施工任务安排

本标段拟投入劳动力199 人（不含大地集团管片预制人员）。 劳动力安排见表4-2-1。 劳动力组织表 表4-2-1

施工组织人数职能盾构施工队 144 负责隧道掘进、管片安装等工作横通道/泵站、洞门施工队 30 负责横通道/泵站、洞门等工作管片预制（派驻大地集团） 5 负责管片生产的技术指导工作综合机械队 20 机械维修及运输材料、弃碴等工作合计 199 2、 盾构队作业班制与劳动力配置 盾构施工队分3 个掘进工班，1 个材料准备工班，1 个综合修理工班。每个掘进工班工作8 小时，推进之前进行设备例行保养。 每个工班人员配置见表4-2-2。 （一）、掘进工班人员 掘进工班人员表 表4-2-2

序号 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 岗位工班长盾构司机质量监控电器维修管片拼装机械维修电瓶车司机管线、轨道延伸测量井底吊运井口吊运合计工种机械工程师机械工程师液压工程师土建工程师电气工程师电工土建工机修工机修工技工普工测量工程师普工普工 人数 1 1 1 1 1 1 3 1 2 1 2 2 2 2 2 1 （二）、材料准备工班人员 材料准备工班人员表 表4-2-3

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 岗位 工班长 注浆料准备 土体改良材料准备 止水带安装 管片螺栓、铺轨材料准备 风水管、电缆延伸 行车司机 管片吊运 合计 工种 工程师 技工 普工 技工 普工 普工 普工 普工 行车工 起重工 人数 1 1 3 1 2 3 3 3 1 2 20 （三）、综合修理班 综合修理班人员表 表4-2-4

序号 1 2 3 4 5 6 7 岗位工班长机加工焊修充电机械维修电气维修合计工种机械工程师车工电焊工充电工机械钳工电工 人数 1 2 1 1 1 1 7 3、 总体劳动力逐月安排

项目部总体劳动力逐月安排直方图见图4-2-3。

4、 总体人员知识结构

本标段投入人员知识结构见表4-2-5 投入人员知识结构表 表4-2-5 职称

单位高级工程师工程师或助理工程师技术员普工项目部 11 15 14 4 盾构队 6 21 48 69 管片厂 1 4 综合机械队 2 14 4 联络通道、洞门施工队 1 2 2 25 合计 19 44 78 102 所占比例 7.8% 18.1% 32.1% 42% 第3节 施工中的信息管理

施工中将密切与设计、监理配合，建立计算机信息化管理系统，及时反馈施工各类信息，以决策施工组织、施工方案、应急对策等。 该管理系统包括以下内容：

1、 建立工程监控量测系统

具体见工程监控量测系统图4-3-1。

图4-3-1 工程监控量测系统图

2、 建立施工工艺信息管理系统

建立各工序(如：围护、注浆等等)从设计到施工、实施方法、实施工艺、检验标准、实施效果一整套的全过程信息管理系统，使整个环节都处于受控状态。

3、 建立组织信息管理系统

具体见组织信息管理系统图4-3-2。

图4-3-2 组织信息管理系统图

第4节 接口界面施工组织与协调 1、 协调工作 （一）、与地铁其他承包商的协调

积极为其他承包商提供进入工地的道路，采取一切合理的步骤给在同一工地或附近施工的其他承包商提供便利的条件。 （二）、与管线单位的协调 做好工程施工与公共、私有管线单位和在同一工地或其附近施工的其他承包商的协调，消除或减轻对工程的延误与设施工程和承包商的矛盾。安排好那些在已建和将建私有设施工程和公共设施工程上建立的测量点、测量线、测量网施工表，使将建私有设施工程和公有设施工程在这些测量点、线、网一建立起来就可立即施工。 （三）、与贸易商、供货商的协调 协调参与工程的贸易商、供货商的工作，提前为他们提供材料计划，签定按时交货计划合同，使按时交货以保证工程进展。 （四）、与园林和文物保护单位的协调

对受施工过程影响的树木和文物采取保护措施。对必须迁移的树木，提出详细的迁移方案并报园林单位确认，然后按迁移方案进行迁移，确保迁移树木的成活。若在施工中发现文物，立即向文物保护单位报告，由文物单位负责处理。

（五）、与建筑物单位和居民的协商

对因施工损坏的建筑物所属单位和居民给以接待和解释，对损坏的建筑物可能危及生命财产时，立即采取保护措施，确保安全。

2、 接口工作 （一）、设计接口

设计接口主要包括车辆荷载与界限、道床及铺轨、通风、隧道内机电设备与排水及泵送设备等。 （二）、现场接口

现场接口主要包括现场与工地设备安装接口、临时工程设计与现场调查、地形测量、建筑物状况调查（包括管线及公共设施）、建筑物保护（包括管线及公共设施）、盾构机始发井与工作井的准备、弃碴清除、交通管制及交通维护等。 （三）、施工合同接口

施工合同接口主要包括车站土建工程合同、建筑合同、供电与供水等。

3、 接口协调原则 （一）、优先别人的原则

在标段与标段之间接口的施工安排上，均考虑提前完成，为其它标段施工提供方便。

（二）、相互配合的原则 在接口施工中，一切站在业主角度、站在为工程质量百年大计角度，主动做好接口的预埋件、接口的围护、监控，接口的施工连接，并及时向接口其它承包商通报情况，做到相互配合。在控制测量与贯通测量上、水准点闭合上，做到与前后两个标段贯通联测，相互闭合。在与后序安装等工序的协调上，将做到为后序工作提供合格工程，提供完善的质量保证，在工序交叉时，将互相方便，合理穿插，平行作业，最大限度的加快施工进度。 （三）、服从协调的原则

在施工全过程中，将服从业主、监理的统一协调指挥，听从业主、监理、设计的指令，并保证指令得到有效的实施。

第5节 突发事件风险分析与措施 对突发事件的风险进行分析，制定预防措施及预案是十分必要的。突发事件可以根据事件的对象、性质、伤害与损失程度、可预见与可控程度进行等级划分。对各类事件从管理与组织上采取如图4-5-1 方法。

图4-5-1 突发事件分析图

1、 可控事件

对于施工前可预知的安全保障重点、技术工艺成熟的可控事件，施工组织管理上做到心知肚明，提前进行技术交底，提前采取相应对策，坚决杜绝可控事件的发生。

2、 可预测事件

集中在本标施工的技术重点、难点项目上，对可能引起施工安全、结构安全、人身安全、环境安全的关键部位、关键工序，采取技术方案充分论证，应用成熟工艺，技术交底明确，高素质人员实施，严格规范操作，认真检查，监控信息反馈。

3、 不可预见事件

如交通事故、火灾等难以预见事件，重点在全员安全意识提高，警钟长鸣，强化安全教育、安全管理，以及对这类突发事件的快速反应能力的提高，配备必须的安全器材。

4、 突发事件风险分析与措施

突发事件风险分析与措施见表4-5-1。

序号事件项目事件部位原因措施 1 地表下陷洞内 1、掘进时在开挖工作面的地层应力释放；2、盾构掘进机向前推进

时的摩阻力对周围地层的扰动；3、盾构掘进机前进时线型不稳定及超挖；4、掘进时围岩因应力再分配发生的挤出变形；5、掘进后对盾尾回填不及时，或回填压浆不密实。 1、采取措施对开挖工作面施加合理的压力，使地层更加稳定；

2、选择合理的加固方法，对地层进行预加固；3、边掘进边压浆，确保注浆量；

4、时刻检查盾尾密封刷，防止盾尾漏浆，及时压注油脂；5、掘进时进行精密测量，避免盾构机前进偏位；7、确保顶推时对各千斤顶的压力平衡；8、特别措施；(1) 合理进行地面交通疏解；(2) 隧道掘进到达的位置，在地面上作出标记，以便突发事件时，能迅速在地面采取措施；(3) 控制施工区段的地面动载。9、全过程的进行施工监控，一旦发现监测数据达到警戒值(即允许值的80%) 时，采取相应措施予以加强，变形速率超限时，立即加强加固。 2 环境破坏 1、地面不合理沉降。 1、特殊地段采取特殊的施工方案；2、全过程的施工监

控信息反馈指导施工。 3 突发停电 1、发电房安排人员24 小时值班，值班室装有一盏外接电长明灯，一旦停电，值班人员随时启动自发电系统；2、优先确保洞内排水、洞内照明、竖井提升系统；

3、定期检查供电线路、绝缘情况；

4、高压电源变压器设防护栅、标识禁止入内；

5、高压电线固定在边墙侧顶。 4 台风与暴雨井口 1、随时掌握天气情况，与当地气象台保持信息联系，能提前预知预防；

2、暴雨前竖井设盖布，并固定到井架上，暴雨期间停止出碴工序，减少暴雨入井量； 3、加强排水。 5 其它不可预见事故 突发、不可预测 1、加强施工安全检查，发现事故苗头，及时处理；2、设专门安全检查人员； 3、备必要的器材(如灭火器等)。 第6节 施工进度监控 1、 进度监控的原则

在确保安全、质量的前提下，并确保业主的目标工期。对施工全过程进行进度监控管理，监控的原则为：目标明确，事先预控，动态管理，措施有效，履行合同。

2、 进度监控的基本程序

进度监控的基本程序见图4-6-1。

图4-6-1 进度监控程序图

3、 进度监控的方法 （一）、投资指标监控法

即根据本标段工程总的投资计划，编制与施工进度相对应的逐月投资安排计划，并与施工中，按照业主、监理批复的实际每月完成的投资进行比较，看实际完成与计划完成的差距，分析差距的原因，分析在哪一单位、哪一分部、哪一分项工程存在差距， （二）、形象进度监控法

即对分项、分部工程编制每旬、每月、每季、每年的施工形象进度计划，施工中及时掌握实际每旬、每月、每季、每年所达到的形象进度，看实际完成工程量与计划完成工程量的差距，分析差距的原因，分析在哪一单位、哪一分部、哪一分项工程存在差距，相应采取对策，同时建立工程管理曲线。 （三）、单项进度指标监控法

及时对施工各项实际进度指标进行统计，掌握情况，并与施工组织设计确定的各项进度指标进行比较。发现实际指标低于计划指标时，采取调整工序、增加投入等措施，确保单项进度指标的实现，实现日保旬，旬保月，月保季，季保年；从微观控制到宏观控制。 （四）、关键线路监控法

根据施工组织设计确定的施工进度网络图，明确关键线路，在施工组织上，狠抓关键工序，并根据工程进展的变化，实施动态管理，适时调整网络图，明确不同阶段的关键线路，采取相应的有力对策。关键线路分层次，关键工序保关键点，

第五章 施工单位设备清单

第1节 拟投入的主要施工设备清单 具体见主要施工设备表5-1-1。

主要施工设备表 表5-1-1

设备名称数量新旧程度拥有或租用功率（KW）型号一、勘测设备地质钻机 1 旧自有 74 ZCY-30 二、联络通道施工设备风镐 4 新购 Y3DY 湿喷机 1 新购 8.6 TK-961 空压机 1 新自有 12m3 插入式振捣器 2 新自有 电焊机 2 新自有 应变仪 1 新购 压力盒 16 新购 手推车 4 新自有 三、地层处理注浆泵 1 新购 11 YGB5-10 化学灌浆泵 1 新购 2.2 JZ 型水平钻机 2 新购 11 TGD-50 水泥浆注浆车 1 新购 SNC-H300 搅拌机 1 新购 0.4 RSB-35 地质钻机与勘测钻机合用四、管片预制厂模板 28(套) 新购 龙门吊 3 旧自有 30×3 5T 龙门吊 2 旧自有 45×2 10T 桥式吊机 3 旧自有 45×3 10T 叉车 3 新购 30 5T 混凝土输送车 2 新购 144 6M3 快装锅炉 1 新购 DZL4-1.25-AⅡ 拌和站 1 新购 HZS25 平板车 1 新购 卷扬机 1 新购 5T 主要施工设备表 表5-1-1（续）

设备名称数量新旧程度拥有或租用功率（KW）型号钢筋弯曲机 1 新购 3 42CM 钢筋调直机 1 新购 2 GTJ4/14 钢筋切断机 1 新购 4.5 40CM 电焊机 2 新购 55×2 装载机 1 新购 144 ZL-50 运输车 2 新购 99 15T 插入式振捣器 8 新自有 φ50-φ70mm 精度检测工具 2 新购 管片软性锁具 2 新购 管片吊具 2 新购 空压机 1 新自有 3 m3 砼料斗 3 新购 2 m3 液压检漏架 1 新自制 液压翻身架 2 新自制 侧向吊具 4 新自制 混凝土搅拌系统 1 新购 1-1.5m3 强制式空压机 1 新自有 1-2m3 浇注移动台车 2 新自制 管片水平吊具 1 新自制 五、盾构（包括后续设备）加泥式土压平衡盾构机 1 新购 750 EBP ф6390 六、弃土及材料运送设备电瓶牵引机车 3 新购 JXK14-7/196 充电机 2 套新购 80 电瓶 2 箱新购 土箱 10 新购 12 m3 平板车 8 新购 12t 装载机 2 旧自有 146 ZL50D 挖掘机 1 旧自有 114 PC220-6 半挂运输车 3 旧自有 99 CA/SD932 运输车 2 旧自有 99 CA-5 倾卸车 2 旧自有 99 CA3102-5 主要施工设备表 表5-1-1（续）

设备名称数量新旧程度拥有或租用功率（KW）型号机翻车 2 旧自有 9.8 1t 叉车 1 新自有 67.7 CPCD50 混凝土输送车 2 旧自有 144 6 m3 自卸汽车 9 新购 144 CQ3300 平板拖车 1 旧转场临时租用 150T 平板拖车 1 旧转场临时租用 100T 平板拖车 1 转场临时租用 60T 七、起重设备汽车起重机 1 旧自有 188 QY25 单悬臂龙门吊 1 新自有 45 2×20t+1×10t 小型龙门吊 1 新自有 20 10t 履带吊 2 旧临时租用 KH700（150t）卷扬机 3 旧自有 1t 、3t 、5t 各一八、其它设备通风机 2 新自有 37 GAL9-370/370 电动空压机 2 旧自有 75 SP522 抽水机 6 旧自有 3TC-30 变压器 1 旧自有 S9-500KVA 发电机 1 新自有 200 200GF6 200KW 拌合机 2 旧自有 15 JS350 双排生活车 1 旧自有 55 BJ130 指挥车 1 旧自有 丰田4500 越野车高压开关柜 1 新自有 GG-661A-XX 低压配电屏 1 新自有 BSL-2

第2节 拟投入的主要测量、试验和

具体见主要施工测量、试验、监测仪器表5-2-1。 主要测量、试验和监测仪器表 表5-2-1

序号名称数量规格型号主要工作性能指标出厂日期一测量仪器 1 全站仪 2 捷创力510 98.3 2 经纬仪 3 WILDT2 98.3 3 水平仪 4 2ZTSSH12 98.3 二试验仪器设备 1 万能材料试验机 1 60T 98.3 2 压力机 1 2000T 98.3 3 抗折机 1 DK2-5000 98.3 4 锚杆拉力计 1 ML-20 5 强制搅拌机 1 NJB-52 6 砼振动台 1 100X100cm 7 水泥胶砂震动台 1 G2-85 8 净浆搅拌机 1 HJ160 9 水泥负压筛洗机 1 SXY150B 10 砼贯入阻力 1 2T-120 11 砼膨胀收缩仪 1 SP-540 12 砼渗透仪 1 HS-40 13 砼凝结时间 1 CHN-1 14 砼含气量测定仪 1 HK-1 15 砼微勃稠度仪 1 HVC-1 16 标准稠度用水测定仪 1 维卡型 17 制压强度试膜 15 100×100×100 18 集料压碎值试验仪器 1 三工程监测仪器设备 1 精密水平仪 2 DS1 型 ±1mm 99.1 2 经纬仪

2 TDJ2 ±2\" 99.1 3 测斜仪 2 CX-01 ±4mm/15mm 99.1 4 应变仪 2 GJJ10 ±0.2% 新购 主要测量、试验和监测仪器表 表5-2-1（续）

序号名称数量规格型号主要工作性能指标出厂日期 5 钢筋计 100 JXY-2 ≤2%F.S 新购 6 压力传感器 100 KYJ30 0~6000Kpa 新购 7 孔隙水压力计 50 CJY80 ±0.2~1.6Mpa 新购 8 沉降仪 3 SWJ90 ±1mm 新购 9 水位仪 3 810 型 ±1mm/30m 新购 10 地下管线探测仪 1 EBJ50 深4m 新购 11 应变计 50 埋入式 四环境监测仪器设备 1 袖珍温湿度计 4

NC-8502 97.2 2 电子微风仪 2 EY3-2B 97.2 3 复合气体测定仪 4 MX-21 97.2 4 光散射数字粉尘测定仪 2 P5-L2 98.6 5 空盒气压表 4 DYM3 98.8 6 氧含量测试仪 4 JB1-CF 99.2 7 压力计 4 U 型 99.2

第六章 盾构机 第1节 盾构机选型

在当今地铁施工中，盾构机以其开挖速度快、对土体扰动小、易于控制地面变形（沉降和隆起）、成洞质量高、施工安全等优点被大量采用。合理的选择盾构机类型，对保证施工质量，保护地面与地下建筑物安全和加快施工进度，是至关重要的。

1、 盾构机比选定型

几种典型盾构工法比较及盾构在不同地质条件下沉降量对比见表6-1-1、表6-1-2。 通过上述两表中几种盾构机的对比，及对国内外与南京地铁工程地质与水文地质相近的盾构法的地铁工程的调查，综合分析评估，并广泛请教国内外盾构施工领域资深专家。同时，积极响应业主对盾构机型的建议，我们决定选用加泥式土压平衡盾构机。

加泥式土压平衡盾构机所适应的地质条件及南京地铁实际的地质条件重要项目见表6-1-3。 地质条件项目表 表6-1-3 对比

参数适应条件实际条件比较结果渗透系数（K） K＜5×10-2cm/s K＜5×10-3cm/s 适应细粒土含量Pc% 7%以上 13%以上适应标贯数（N） N＜15 N＜13.5 适应天然含水量W% 砂 18%以上 32.9% 适应 土 25%以上 26.7% 适应通过对比可知该盾构机能满足南京地铁地质条件。

针对南京地铁特殊地段的地质情况，我们将在机器上增加专用设备，如超前注浆系统、向密封舱内注入特殊的塑流化添加剂（将各种土质改良成土压平衡式盾构机工作所需的塑流体）等手段，增强盾构机对各种特殊地质段的适应性，确保施工质量。

2、 盾构机制造商简介及设备突出特点 为更好地满足业主需要，高质量完成南京地铁工程，根据对地质资料及世界著名盾构机生产厂家的调查研究，我们拟选购海瑞克（HERRENKNECHT）公司生产的加泥式土压平衡盾构机。

海瑞克公司是世界上最优秀的隧道开挖机械的专业制造商之一，1995 年通过了DIN、ISO9001 质量认证。该公司从1978 年投产至今已成功地向世界各地提供了直径由

0.3m-14.2m 各种型号的盾构机一千多台，直径14.2m 徳国汉堡第4 座易北河公路隧道即为该公司盾构机的杰作，为当今世界之最。该公司在世界各地设有12个子公司，11 个代理站，1998 年年销售总额387.19 百万马克，并以每年26%的速度递增。短短二十年的时间即取得如此辉煌的业绩足可见其雄厚实力及在该行业的显赫地位。 海瑞克加泥式土压平衡盾构机是集机械、电子、液压于一体的高技术含量的大型成套施工设

备。其液压系统采用德国力士乐（REXROTH）公司产品，电器系统装备德国西门子（SIMENS）公司产品，注浆设备选择普茨迈斯特（PUZEMASTER）公司产品，钻机选用阿特拉斯（ATLAS）等。整机配置均为世界名优品牌。该盾构机功能先进，性能可靠，设计合理，适应性强，其突出特点如下： 一、以泥土压力稳定开挖面

泥状土充满密封舱和螺旋输送机后，在盾构推进力的作用力下可使切削土对开挖面形成被动土压力，与开挖面上的水、土压力相平衡，自护其开挖面，以使开挖面保持稳定。 二、可改善切削土的性能

在砂土或砂砾地层中，土体的塑流性差，开挖面有地下水渗入时还会引起崩塌。盾构机有向切削土加注添加剂如聚合泡沫或泥土等润滑材料并进行搅拌的功能，改善弃土及其它液状物的抗水能力和研磨土的抗磨损能力，可使其成为塑流性好和不透水的泥状土。 三、泥土压的监测和控制系统

在密封舱内装有土压计，可随时监测切削土压力，并自动调控排土量，使之与切削土量保持平衡，有效控制地表沉降与隆起。 四、先进的电控系统 （一）、盾构机主控制室配有计算机(PC)控制系统，该系统与洞外项目经理办公室的计算机系统相连，设备各系统的运行状态通过相应传感器采集的信号送入计算机内部处理并贮存，同时在控制室监示器和洞外办计算机监示器上显示。操作员和洞外项目经理办公室值班员均可适时准确掌握当前的全部状态，为正确指挥施工，正确操作设备提供准确依据。 （二）、盾构机的计算机系统可通过公共电话线连接因特网，实现网上查询与对话，一但设备某处或某系统出现故障时，可通过计算机监示器迅速查出具体原因，也可通过网上寻求厂商的远程维修服务，为快速修复设备确保正常施工提供有利保障。 五、先进的隧道测量系统

盾构机配置SLS-T 全方位激光导向系统，可实现准确的全方位连续监测和显示，测量误差仅±1mm，能充分确保开挖隧道的精确度。 六、后配套行走系统的创新设计

后配套走行轮为多排胶轮，直接在管片上行走，省去了铺设钢轨的麻烦，有利于加快施工进度，同时降低了造价。 七、超前地质预报系统

刀盘上特殊装备有超声波探测系统，可提前测出刀盘正前方的地质情况，为盾构施工提供可靠依据。

八、超前钻探注浆系统

盾构机上装有超前钻机，钻孔深度可达20m，护盾壳体上有12个预留孔，钻杆是以10°夹角（与盾壳母线）穿过预留孔呈伞状钻向刀盘前方，既可超前预报地质又可实施超前注浆。 通过超前注浆钻机，可将配制好的浆液注入到刀盘前方周边地层，用以提高土体强度，使开挖面保持稳定，同时避免在开挖面上产生涌水和流沙现象，有效控制地表沉降。 九、注浆管道结构形式新颖

采用在盾尾内壁开沟槽安装密封盖板形成管道的形式，此设计的优点在于一旦管道堵塞可拆除盖板进行疏通，方便、可靠。

第2节 盾构机工作原理

加泥式土压平衡盾构机的工作原理是依靠密封舱内塑流状土体作用在开挖面上的压力（P）（它包括泥土自重产生的土压力与盾构推进过程中盾构油缸的推力）和盾构机前方地层的静止土压力与地下水压力（F）相平衡的方法。盾构机掘进时，刀具切下的泥土在密封舱内混

合并积聚，以平衡的土压对开挖面土体提供连续的支撑，然后在受控状态下由螺旋输送机排出，如图6-2-1 所示：

图6-2-1 盾构工作原理示意图

从图中可以看出：螺旋输送机排土量大时，密封舱内土压力就减小，当F＞P 时，开挖面可能塌方而引起地面沉降；相反，排土量小时，P 值就加大，一旦F＜Pmax，地面将会隆起。因此，要控制土压平衡式盾构机在推进过程中开挖面的稳定，可以用以下方法来实现。其一是控制螺旋输送机排土量（调节其转速和出料口闸门开口大小）；其二是通过调节盾构机推进速度和螺旋输送机转速，直接控制密封舱内的土压力P，使其接近F=P 的最佳状态，一般情况下不使开挖面产生影响的土压力P 的波动范围是：

主动土压力+ 地下水压力＜P ＜被动土压力+ 地下水压力当土体不能自稳时，是靠向开挖面加注膨润土或泡沫剂，借助搅拌翼在密封舱内将其与切削土混合，使之成为塑流性较好和不透水的泥状土，以利于排土和保持开挖面稳定。密封舱内的土体压力、盾构推进力、螺旋输送机的转速、出料闸门开口的大小，均由PLC程序（程序逻辑控制器）进行自动控制。

第3节 盾构机功能描述 一、概述

盾构机由主机和后配套两部分组成，机器总长55m，主机长约5.7m，后配套长约49.3m，开挖直径6.39m，整机总重约385T。主机部分由刀盘系统、推进系统、输送系统、管片拼装系统和盾构附件组成；可完成盾构推进、土体输出、管片安装、同步注浆、超前勘探注浆等作业。后配套部分由后配套车和布置在车架上的控制系统、电气系统和附属设备组成；主要作用是操纵控制、提供掘进动力、管片输送、注浆料供应、土体转载、轨道铺设、各种管线延伸等。

二、盾构机作业步骤 （一）、掘进准备

1、根据激光导向系统数据准确调向。

2、出土运输车辆就位后，转运管片及注浆料。

3、随时掌握各种管线卷筒储备情况，不足时及时延伸。 （二）、正常掘进

1、启动皮带输送机、刀盘驱动液压马达，然后开启推进系统和螺旋输送机，正常掘进。

2、需要时，针对不同地质分别向刀盘和螺旋输送机内加膨润土浆或泡沫剂。 3、同步注浆系统配合掘进正常进行。

4、完成1.2m 掘进停机，出土运输车开至始发井卸土，另一辆运输车进入。 （三）、拼装管片

1、推进油缸分组收缩，让出空间，逐块拼装管片。 2、将真圆保持器撑在刚拼好的管片环上。

3、收缩拖拉油缸，将后配套前移一个行程，一个循环结束，准备下一循环的开始。

1、 主机 一、刀盘系统 （一）、刀盘

1、刀盘为全断面平面型、开式刀盘，刀盘正面和侧缘均经耐磨涂层处理。刀盘转速在

0-1.36rpm 时，扭矩为4694KNm，在0-2.29rpm 时，扭矩为2787KNm。前者为脱困时使用，

后者为正常时使用，刀盘可以正反方向旋转，工作效率相等。

2、刀盘的开口率在40%，最大开口尺寸为230mm，能够控制砾石尺寸在230mm 以下通过刀盘，满足在螺旋输送机内畅通无阻的输送。

3、刀盘预留盘式滚刀与撕裂刀可互换的安装位置，以应付隧道掘进中可能遇到的大粒径石块，提高刀盘对不同地质情况的适应性。撕裂刀、盘形滚刀由耐磨的高强度钢材经热处理渗碳而成，适用于开挖岩土和风化层。 （二）、刀具

1、刀盘上安装有128 把镶钨硬质合金的铲齿型刀，8 把矩形磨刀，一把锥型中心刀，一把铲齿型扩孔刀，以满足对土体的切削。

2、刀盘侧边还安装有一把可伸缩50mm 的扩孔刀，以满足转弯半径800m 的需要。 3、刀具使用寿命为2km。 （三）、刀盘驱动

1、刀盘安装在驱动组件上，驱动组件由主轴承、密封支承、密封装置以及8 组驱动系组成。每组驱动系统由液压马达、减速机、小齿轮组成。液压马达连接减速机、小齿轮，再通过大齿轮驱动刀盘可正反方向以0-1.36rpm 、0-2.29rpm 两种转速转动,输出最大扭矩为4694KN.m。刀盘的掘进位置可随时通过线性传感器显示。

2、主轴承足以承受由于开挖支撑面产生的各类切削载荷，以及刀盘和作用在刀盘上土体的重量。 3、主轴承的滚子和滚道由一独立的压力油系统提供润滑，该润滑油系统配有独立的滤油器、配油管及油泵。通过润滑油泵不断地喷油至轴承中，所有小的磨损颗粒将被冲下并留在滤油器中，驱动齿轮由同样的压力油系统提供润滑。

4、主轴承润滑系统的油温由一监控装置调节，超温报警并自动停止刀盘转动。

5、主轴承回转部分设置三道密封环，密封环间用3bar 压力润滑脂自动加入进行润滑并防止水和土体的浸入，如果润滑系统出现故障，监控装置将使刀盘停止转动。 6、主轴承使用寿命为15000 小时。 （四）、抗偏摆

刀盘可进行正向或反向旋转，反向旋转刀盘是为了纠正护盾在正向旋转时产生的偏摆。装在护盾上的偏摆传感器是为了保证掘进过程中盾构机不会偏摆超过极限位置，如果达到预定的偏摆极限，可通过改变刀盘的转向和推进油缸的推力大小、方向来达到纠偏。 二、推进系统 （一）、推进油缸

主机向前移动，由分布于盾壳圆周上的40 个推进油缸完成。每2 个油缸连接一块靴板顶住管片端面产生反力使盾构机前移。为便于隧道的掘进、导向、纠偏和管片安装，这40 个油缸又分成5个组，可进行整体或单独控制的操作。 （二）、靴板

推进油缸顶在\"靴板\"上以使顶进力平均分配到隧道管片上。每两个推进油缸使用一个\"靴板\"，该\"靴板\"可自由地根据管片边缘进行对正。每组油缸可以独立操作以便提供方向控制或方便安装管片，该\"靴板\"在紧固管片连接螺栓时，向管片提供压力，并协助进行封顶管片的定位。

三、输送系统 （一）、螺旋输送机下部通过一个位于土仓底部的密封套筒固定，上部通过可滑动伸缩的外套筒固定在支撑架上，实现出土口与皮带输送机接土口位置相对固定。 （二）、螺旋输送机出土口安装了一个可以根据旋转速度调节开口的泄料闸门，筒内6 组螺旋叶片安装在中心轴上，可正反方向旋转，速度0-17rpm，可自动和手动控制。对于EPB 工

况，操作员可以控制出土量以控制土仓的压力。螺旋输送机出土排放至皮带输送机上。 （三）、螺旋输送机设有检修钳式闸门和伸缩装置，当螺旋输送机从密封舱内缩回时，钳式闸门自动关闭密封，以便检修。 （四）、为保证在盾构机发生断电或出现故障时，卸料闸门依旧能关上、密封良好，该机设有断电自动关门和手动应急关门装置。 四、管片安装系统 （一）、管片安装机

1、管片安装机由一个带管片夹的旋转环组成，安装于盾尾内，纵向移动距离1.4m，环向可绕轴旋转±200 度。

2、管片拼装机由便携式遥控器来操作，速度可调，它可控制管片的升降、回转、前后移动等动作，如液压失压，拼装机的液压回路可使管片机在其最后一个位置锁定。

3、管片拼装机设有故障刹车系统、防超载设施和警报器，保证安装工作可靠、安全。 （二）、管片吊运机

管片吊运机由一根梁及总成组成。管片吊运机按照次序从管片车上吊起管片运至管片拼装机处。 （三）、真圆保持器

真圆保持器用以支撑刚拼好的管片环，保证管片环在自重和土压力作用下不产生变形。 五、盾构附件 （一）、盾壳

盾壳是一个用于承受围岩压力，并随盾构推进而前移的圆筒形金属壳，它由主盾和盾尾两部分组成，相互之间由16 个液压油缸铰接而成，主盾和盾尾之间可以做相对转动（转动角度±2°之间），用于改善盾构机的转弯性能。 （二）、气闸室

气闸室设置在盾构密封舱的背后上部，气闸室为双室，右室用于正常情况下的通道；左室用于紧急情况下的通道。气闸室内的允许工作压力3bar。工作人员可通过这两个气闸室进入盾构密封舱内，对密封舱内刀盘上的零部件、刀具等进行保养维修或更换。 （三）、尾封

护盾尾端有三排钢丝密封刷与管片径向和轴向紧密贴合，最后面的密封刷与一块从盾构机尾端向外径延伸的刮板相匹配，可防止浆液流进护盾和隧道内。如果尾刷有磨损或损坏可进行更换，它们是一部分一部分组合起来，所以更换十分方便，尾刷的润滑油脂是由后配套系统上的尾封黄油泵通过尾端的管道注入，其注入压力为7bar，注油速度和注油量可预定自动注入，必要时也可进行人工操作。 （四）、超前钻机

在管片安装器上上安装有超前钻机，可绕轴旋转±200°，以便对刀盘前方周围土体进行20m 距离超前加固注浆。 （五）、超声波探测

刀盘前面设有2 个超声波探测头，可对前方10-20m 区域的大石块或异物进行超前探测和预报，以便提前采取措施进行处理。

2、 后配套 一、后配套车

后配套全长49.3m，由5 辆车串接组成，盾构机与后配套之间通过桁梁联接，每辆车底部装有4 对车轮，每对车轮由聚亚氨脂材料封面，直接走行在安装好的管片上，既减少了铺设后配套车走行轨，又可避免损伤管片。车架与车轮用球铰联接以适应后配套偏摆和曲线运行。

为限制后配套车在管片上行走时发生左右偏摆，在管片下部纵向两边装有止偏限位轮，通过后配套车两侧的限位梁弹性接触而达到抗偏摆的目的。 盾构掘进机附属设备均安装在后配套车上，见表6-3-1。 后配套主要设备配置 表6-3-1

车号设备配置 1 号车主控室；液压泵站；润滑脂泵站；管片吊机。 2 号车主油箱；泥浆罐或泡沫发生器； 3 号车惰性浆液注浆泵；化学注浆泵； 4 号车变压器；电器控制柜；接力通风机 5 号车 10kV 电缆卷筒；水管卷筒；软风管吊机；钢轨吊机二、控制系统

三、电气系统 （一）、主变压器

主变压器安装于后配套的后部。主变压器一次侧电压10KV，二次侧电压380V、220V，装备容量1250kVA。一次侧由熔刀开关保护，二次侧负载采用断路器保护。系统配有漏电和保护设施。 （二）、高压电缆卷筒

电缆卷筒包括一个电缆盘、高压接线环、驱动系统及水平卷绕装置。电缆按单层方式缠绕使电流容量无需减低。水平卷绕装置使电缆均匀地绕于电缆盘上。 （三）、电气设计

盾构机装机总功率750kW，基本设计中已包括了三相配电与控制设备及所有的盾构机所需的灯具。静止盾壳内的马达启动器及断路器装设于防爆箱体内。马达控制按钮、指示灯、操作台也装设于该箱内。 （四）、断路器及马达启动器 静止盾壳内的马达启动器、短路器装设于防爆箱体内。电机配有过载保护并可通过开关设定。 四、配套设备 （一）、泥浆泵

在后配套中，设有泥浆泵，当刀盘前面的土体自稳性差，水渗漏大时，可向土体内注入泥浆或膨润土浆液，防止土体渗漏，增强土体承载能力，改善土体物理力学指标，满足施工要求。 （二）、泡沫发生器

在后配套车中设有泡沫发生器和配料设备，根据工程需要，配料参数确定后，有电控系统自动配制，并通过管道输送到刀盘前的土体中，通过刀盘的搅拌，以改善不稳定土体的渗透性、粘性和流动性。降低螺旋输送机的粘结及堵塞，减少刀盘等机械功率的消耗和磨损。 （三）、皮带输送机

后配套车上部装有1#、2#皮带输送机，两机串联，各长26m，以适应在隧道曲线上正常运行。从螺旋输送器输出的土体由装有称重仪的皮带输送机运到皮带输送机机尾处的车斗内，通过牵引机车的缓慢移动将一辆辆车斗装满直到一个掘进循环完毕，再由牵引机车牵引到起始竖井处由地面上的行吊吊至地面，进行卸土。 （四）、注浆泵

注浆泵安装在后配套2 号车中，便于安装管片时，给管片背隙进行同步注浆，防渗和加固。另外，刀盘前上方土体不稳时，超前钻孔后，可进行超前加固注浆，注浆的作用不同，注浆压力不同，可通过调整注浆泵来完成。 （五）、管片库

管片库设在主机与后配套之间的隧道仰拱上，它是一个滑动平板，长度约7.5 米。管片通过起吊行车吊运过来放在其上，作为过渡贮存之用，每次能贮存一环管片。管片前移时，可通过滑动平板上的2 个液压油缸带动环形链条拖引而至，每拖引一次将一片管片送到管片安装

器提取位置。 （六）、管片吊运装置

管片吊运桁架安装在拖拉桥上，2 个3 吨电动葫芦组成的行车，将沿隧道轴向前后移动，把管片从运输车上吊运至管片库滑动平台，旋转90°。根据管片安装需要，滑动平台把管片不断送到管片安装器位置。 （七）、安全防护系统

--装有一个瓦斯监测系统； --配有电瓶应急灯；

--所有动力电源线均为五芯防火电缆；

--所有紧急停车和安全电路均为双作用自测型； --皮带输送机上安装有可视、可闻警报器；

--所有电机起动都有单独保护，并在关闭位置上有闭锁装置； --所有液压设备均有防燃性能；

--盾构机和后配套系统设备噪音最大1m 内不超过85 分贝。 （八）、其它

后配套车的地板上铺设轨距为700mm 的轨道，管片车、材料车、出土车均在上面行走，接力风机和风管安装在后配套车上部，各种油管、水管、电缆线等均布置在车的两侧。 第5 号车地板是活动的，可通过液压缸侧向翻起，在此区域铺设钢轨。

第4节 盾构机主要尺寸和关键参数计算 1、 盾构机主要尺寸和技术参数

土压平衡盾构机的主要尺寸和技术参数见表6-4-1。 土压平衡盾构掘进机的主要尺寸和技术参数表 表6-4-1

序号分类名称尺寸和技术参数备注 0 适应工作条件地层土质种类粉砂夹粉土，粘性土，砂性土 土体单轴抗压强度 ≤10MPa 最小曲率半径 R=250m 最大坡度 35‰ 1 盾体外径 6390mm 前盾长 3270mm 尾盾长 2430mm 尾壳厚度 60mm 尾封 3 排链接密封刷 2 刀盘类型平面开式（开口率约40%） 旋转方向正反转双向 转速/ 扭矩 0-1.36rpm/4694、0-2.29rpm/2787 驱动方式液压 驱动马达 8 个 3 刀具齿形刀类型铲齿形(齿前镶有硬质合金) 数量 128 把 扩孔刀类型铲齿形 数量 1 把( 液压缸调节) 中心刀类型锥齿形 数量 1 把 磨刀类型矩形（表面镶有球形硬质合金） 数量 8 把 4 螺旋 输送机螺旋外径 700mm 转速 0-17rpm 扭矩 195KNm 额定排量 215m3/h 套筒可延长度 1000mm 5 顶进系统总推力 35600KN 推进油缸数 20х2(40 个) 单组油缸顶推力 1780KN 行程 1700mm 顶进速度 0～60mm/min 靴板带聚亚氨酯面型 控制单组或成组操作 最大液压力 315bar 土压平衡盾构掘进机的主要尺寸和技术参数表 表6-4-1（续）

序号分类名称尺寸和技术参数备注 6 管片安装器类型筒形臂式 转角 ±200 度 行走速度 0-8m/min 旋转速度 0-2rpm 管片夹取机械式 控制系统便携式遥控（电子） 径向提升能力 160KN 7 管片运送机类型 2 部电动葫芦 水平、纵向移动式 行程 18m 移动速度 10-40m/min 起吊能力 2×30KN 吊装速度 4m/min 8 皮带 输送机类型液压驱动2 个串联输送带 速度 1m/s 输送能力 280t/h 150m3/h 带宽 800mm 带架宽 1100mm 皮带总长 51m 9 变压器类型风冷式变压器 容量 1250kVA 电压 10KV/380V 频率 50HZ 防护等级 IP55 10 气闸室类型双室型 工作气压 3bar 尺寸 1.4m(长)×1.6m(宽)×2.3m(高) 容积 2х1.7m3 11 电气系统主变压器容量 1250kVA 主电路(初级电压) 10KV 3PH 50HZ 动力电路 380V 3PH

50HZ 照明 220V 1PH 50HZ 控制电路 DC 24V 安全照明 DC 24V 控制电压 DC 24V 贮存电缆长度 150m 电缆横断面 3х50mm2 12 装机功率螺旋输送机 2х110kW 皮带输送机 2х15kW 电动葫芦 2х2kW 刀盘驱动 4х160kW 推进油泵 5х11kW 管片安装器 37kW 液压油过滤器 15kW 土压平衡盾构掘进机的主要尺寸和技术参数表 表6-4-1（续）

序号分类名称尺寸和技术参数备注 13 主机大件重量刀盘 560kN 盾壳钢结构 840kN 驱动组件 280kN 气闸室 40kN 安装器 220kN 螺旋输送机 180kN 皮带输送机 40kN 盾构总安装重量 2550kN 14 液压系统 流量（L/min）工作压力（bar） 刀盘 4×360 315 管片安装器 120 210 管片吊机 25 210 齿轮润滑 60 8 皮带输送机 16 210 螺旋输送机闸门 25 210 扩孔刀油缸 25 250 螺旋输送器 15 180 液压油过滤器 600 8 15 接力风机风管直径 φ0.9m 风压 1610bar 风量 4.5m3/s 2、 盾构机关键参数计算 一、盾构机液压油缸总推力

总推力P=KcF=Kc(F1+ F2+ F3+ F4)(KN) 式中：

Kc-安全系数，取1.5。

F1-盾构机与地层之间的摩擦力 (KN) F2-刀盘正面的侧向压力 (KN) F3-刀盘正面的地下水压力 (KN)

F4-盾尾内部与管片衬砌之间的摩阻力 (KN) 根据计算总推力P：

P=1.5(15053.688+1433.73+544.876+2.7)=25552(KN)

海瑞克公司盾构机油缸总推力35600(KN)＞25552(KN)，满足施工要求。 二、盾构机刀盘扭矩计算 刀盘最大扭矩：

T=T1+ T2+ T3+ T4+ T5+ T6+ T7+ T8+ T9（kNm） 式中：

T1-刀具切削土体所需的扭矩（kNm）

T2-由于刀盘自重所产生的抗旋转的扭矩（kNm） T3-刀盘正面推力所产生的抵抗旋转的扭矩（kNm） T4-刀盘密封装置抵抗旋转的扭矩（kNm） T5-刀盘正面的摩擦扭矩（kNm） T6-刀盘周边的摩擦扭矩（kNm） T7-刀盘背面的摩擦扭矩（kNm）

T8-刀盘开口处切削碴土所需的扭矩（kNm） T9-刀盘在密封舱内搅拌碴土所需的扭矩（kNm） 根据计算刀盘最大扭矩:

T=0.374+178.92+1136.39+9.68+1228.9+202.3+983.1+0.4+0.07=3740kN

m

海瑞克公司盾构机刀盘最大扭矩4694 kNm＞3740 kNm，满足工程需要。

第5节 有关图纸

有关图纸见附图3、附图4、附图5。

第七章 施工方法 第1节 地质描述 1、 概述 一、概述

XX 站～XX 站区间隧道位于南京市XX 路，南起XX 路，北止XX 路，线路长724.18m；XX 站～XX 站区间隧道位于南京市XX 路，南起XX 巷，北止XX 路，线路长805.23m。采用浅埋式双洞隧道，盾构法施工，隧道直径6.39m，涉及宽度22m 左右，洞底板埋深约23m。

二、线路段工程地质条件 （一）、地形、地貌

地貌类型属古秦淮河冲积平原。古秦淮河（一条支流）经武定门地带进入南京城区，沿长乐路、XX 路南段～长白街区间北下，经玄武湖至金川附近入江。在第四纪气候冷暖交替等作用下，古秦淮河携带的大量的泥砂在南京城区以河床、边滩形式逐渐堆积，形成10~40m厚的以砂性土为主的冲淤积物。

（二）、岩土体工程地质特征

下伏岩体为白垩系砂质泥岩，上伏土体除浅部3.40～7.0m 为近期人工填土外，其余为第四系粘性土与砂性土。线路段43.6m 以浅岩土体划分为5 个工程地质层。其中：

Ⅰ层为人工填土；Ⅱ层以粘性土、粉土为主，细分为5 个亚层，分别表示为：Ⅱ1 粉土、Ⅱ2 粉砂夹粉土、Ⅱ3 粉土夹粉砂、Ⅱ4 粉砂夹粉土、Ⅱ5 粉质粘土；Ⅲ层以粘性土、粉土夹砂为主，细分为4 个亚层，分别表示为：Ⅲ1 粘性土、Ⅲ2 粘性土、Ⅲ3 粉土夹砂、Ⅲ4 粘性土；Ⅳ层为土混卵砾石，在南京城区分布较广，埋藏于基岩顶面；Ⅴ1 层为白垩系强风化砂质泥岩。

（三）、水文地质特征

本标段地下水主要为孔隙潜水，赋存于Ⅱ4 层以浅；其次微承压水，仅分布于下部Ⅲ3、Ⅳ层。孔隙潜水、微承压水水位年变幅一般在0.2～2m，其水位动态受丰枯降水季节影响明显，同时亦受地下管线渗漏水影响。

地下水质类型为HCO3-Ca·Na 型，对钢筋混凝土无腐蚀性，水对钢结构为弱腐蚀等级。 土层的透水等级：Ⅰ层孔隙大，为透水等级；Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4 层为透水等级；Ⅲ3、Ⅳ层为弱透水等级；Ⅱ5、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ4层为微透水~不透水等级。实测Ⅱ2 层水平渗透系数1.16m/d；Ⅱ4 层渗透系数1.4~7.41m/d；Ⅱ5 层水平渗透24 小时基本不渗水，垂直渗透系数

1.21×10-4m/d。

Ⅱ4 层以浅透水性强，富水性好，其单井日出水量一般为100～500方；Ⅲ3、Ⅳ层单井日出水量一般小于100 方。

2、 区间地质描述

区间地质描述详见表7-1-1、表7-1-2；土体主要物理力学性质指标表7-1-3、7-1-4。。 一、XX 站～XX 站区间

该区间属古河道冲积平原的古河床及阶地地貌，基岩埋藏较深，约35~39m，古河床中主要为沉积的粉砂、粉细砂及粉土；埋藏阶地主要由可塑状粉质粘土构成。地下水埋藏较浅，一般位于地下1～2m，主要以孔隙潜水为主。

地铁隧道底板埋深23m 左右，主要穿越Ⅱ4、Ⅲ1 层，局部穿越Ⅱ5、Ⅲ2；土层均为灰色、饱和、软~流塑，夹腐植屑及朽木屑。Ⅱ4层以浅主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差，隧道开挖时，易产生涌水、涌砂和坍塌现象，为I 类围岩{按《公路隧道设计规范》（JJJ026-90）关于隧道围岩分类标准}。圬工与围岩摩擦系数f<0.25。 二、XX 站～XX 站区间

该段属古河道冲积平原的古河床及阶地地貌，基岩埋藏较深，约35～39m，古河床中主要为沉积的粉砂、粉细砂及粉土；埋藏阶地主要由可塑状粉质粘土构成。地下水埋藏较浅，一般位于地下1～2m，主要以孔隙潜水为主。

地铁隧道底板埋深23m 左右，主要穿越Ⅱ41、Ⅱ42、Ⅲ11、Ⅲ12、Ⅲ13 层；Ⅱ层土为灰色、饱和、软~流塑，夹腐植屑及朽木屑；

Ⅲ层以粘性土、粉土夹砂为主，Ⅲ11 粉质粘土，褐黄色，软～可塑；

Ⅲ12 粉土夹粉质粘土，灰色，软~可塑。Ⅱ4 层以浅主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差，隧道开挖时，易产生涌水、涌砂和坍塌现象，为I、II 类围岩{按《公路隧道设计规范》（JJJ026-90）关于隧道围岩分类标准}。I 类围岩圬工与围岩摩擦系数f<0.25，II 类围岩f=0.3。

3、 补充地质勘察

根据《南京地铁XX～XX、XX～XX 工程地质勘察报告》及《施工招标文件补充通知》，内秦淮河处盾构隧道覆土只有2.7m，盾构通过此处的施工时，需详细查明河道、堤岸的现状，制定切实可行的施工方案。针对区间隧道经过的建筑物管线部位，以及随着技术工作的深入，在施工图设计阶段对地质勘察的要求，将根据国家、江苏省有关标准规范制定补充勘察方案。

第2节 工程特点

1、 工程主要技术难点及对策

经过对招标文件的分析和现场考察，初步考虑本工程主要技术难点和拟采取的技术应对措施见表7-2-1。

序号技术难点对策及措施 1 XX 站主体已施工完毕， 地面交通已经恢复，进

出洞口无法进一步加固进出洞前，首先在原井内钻孔检查原深层搅拌桩加固效 果， 如达不到推进技术要求，则采用水平旋喷加固，在车 站内水平向外打设旋喷管， 加固墙外土体， 加强土体强度、 自立性和均匀性。 2 盾构过秦淮河时，覆土 浅，防渗要求高，同时

要保护堤岸。 1、根据补充详细勘察，制定切实可行的过河方案。 2、采用上下游围堰截断河水，埋设φ1000 钢管，保持流 水畅通。

3、采用粘土回填、地面旋喷法加固。 4、必要时采用洞内超前注浆加固。

5、河底推进时， 严格控制盾构姿态，尽量保持同一坡度， 匀速推进，同时加强对出土量、同步注浆量的控制。 6、堤岸架设横向支撑。

7、过堤岸时及时根据条件变化调整掘进参数设置。 8、管片外表、螺栓加强防腐防水处理。

9、同步注浆采用双浆液，并及时向盾尾加注油脂。 3 盾构通过较厚的富含水 粉砂层 1、向刀盘正面加注膨润土、泡沫，改善土体透水性，保 证土舱压力，防止因土体失水造成螺旋机空转，引发流砂、 涌水现象。

2、盾尾同步注浆采用双浆液，并及时压注油脂，防止盾 尾渗水。

3、严格控制纠偏量，并保证推进施工的连续性。 4、盾构经过多座建筑物 1、仔细调查核实，根据每一处的实际情况制定有针对性 5 盾构多次穿越管线群，线路与多条管线平行。的详细保护方案。2、适当放慢推进速度，合理设置土压力值，防止超挖和 欠挖，尤其控制挤土量。 3、必要时超前注浆加固。

4、保证同步注浆量，并根据监测信息及时调整。 5、做好二次补压浆。

6、必要时对重点管线跟踪注浆。 6 联络通道开挖必须保证 安全，减少开挖过程对

地面的影响。 1、利用、借鉴我局在浅埋暗挖法作业的成熟工艺、工法。 2、洞内小导管注浆。

3、管超前、少扰动、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌。 2、 工程的主要特点 一、交叉多，干扰大

集中体现在结构交叉多、工序交叉多、接口界面交叉多、专业交叉多、前期与后期交叉多，施工相互干扰较大。执行关键工期计划所发生的各规定部分的工期偏差，会影响其它作业。结构的多交叉，存在空间效应与体系转换问题。

二、地处市区，环境特殊

主要体现在地面建筑物密集，施工对周围环境的影响必须严格控制，文明施工要求严格，环境保护标准高。 三、任务重，系统性强

全部工程要求在33 个月内完成。其中，盾构机需要引进，鉴定、安装、调试，前期试掘进进度会放缓，中间加快，出洞又会放缓，还要调头、转场，工序复杂，任务重。采用盾构机施工，这是隧道工厂化施工的模式，其系统性特别强，环节与环节之间的衔接、匹配是否合理，直接影响施工效率，直接影响施工的安全、质量、速度。 四、地质复杂，施工难度大

地铁隧道主要穿越Ⅱ4、Ⅲ1 层。Ⅱ4 层以上主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差。Ⅱ4、Ⅲ1 层水平分层，盾构机易磕头；且局部地区覆盖层过浅。施工中容易造成地面隆起或沉降。

第3节 施工准备

施工准备工作是否充分、到位，将直接影响施工总体安排，影响主体工程能否按时开工，影响到工程开工后能否顺利进行，施工前必须做好各项准备。我局中标后，迅速组成项目部开展各项工作。在最短的时间内完成建筑物、管线等的调查及地质补充勘探。并组织精测人员对设计控制桩进行复测，将测量结果上报监理及有关部门。绘制详细的线路纵断面、横断面图，上报监理。做好开工前的各项准备，上报开工报告。全部技术人员通过各种途径达到岗前培训。

1、 设备准备与人员培训 一、设备准备 设备准备见表7-3-1 设备准备表 表7-3-1 项目内容时间盾构机 供应 1、中标通知

2、确定商务、技术谈判人员、地点，与外商联络。 3、商务技术谈判

4、盾构机设计、制造、厂内预组装、调试 5、运输 1、2000.12.27 2、2000.12.28~2001.1.3 3、2001.1.4~2001.1.31 4、2001.2.1~2001.9.30

5、2001.10.1~2001.11.15 管片模具设计、制造、运输.. 2001.3.1~2001.6.30 盾构基座反力支架现场制作 2001.10.1~2001.10.31 龙门吊设计、制造、运输现场拼装 2001.7.15~2001.10.14 2001.10.15~2001.10.31 盾构机拼装详见盾构机首次拼装方案 2001.11.15~2001.12.30 二、人员培训

人员培训计划计划见表7-2-3 人员培训计划表 表7-2-3

项目内容时间国外培训工地培训项目部管理人员、土建工程师、掘进队主要领导、主司机等人员赴海瑞克盾构机相近工程施工现场培训。 2001.2.8~2001.2.25 工厂培训组织机械、液压、电气工程师及专业技

工在盾构机厂内预组装、及调试期间进行工厂培训 2001.8.30~2001.9.30 国内培训举办培训班 99 年我局曾在同济大学举办过盾构培训班，在明年初再办一期培训班， 全部技术人员经过岗前培训 2001.3. 1~2001.4.15 参观工地海瑞克公司生产的盾构机已投入我国地铁施工，该公司已承诺组织我局技术人员在盾构机拼装、试掘进期间到工地参观学习。 2000.12.30~2001.2.30 2、 盾构施工场地平面布置与设施

本工程地处XX 路，为南京市最繁华的街道，路面交通繁忙，车流、人流较多，所以场地布置本着\"满足需要、占地最少\"的原则。

施工中保护好施工场地范围内及场区外的树木、绿地、管线、构筑物和其它设施，不得任意砍伐、拆除和损坏，按文明施工标准与要求设置临时设施。 一、XX 站南端头井施工场地

该场地位于XX 路西侧南京自来水总公司院内，施工场地约3400m2，施工期间主要在此安排管片堆放，粘贴橡胶止水垫，碴土堆放和运输、注浆材料搅拌等场地，并布置生产、生活及办公用房。平面布置见附图6。

（一）、生活设施

1、按设计图纸要求，测出需要围蔽的施工场地及场区，采用业主指定的围挡材料进行围蔽，在场地东侧和南侧各开一扇大门，并建有门卫值班室和洗车场。

2、场区内采用C10 混凝土硬化地面，混凝土厚20～30cm。施工场区设计临时便道，采用C10 混凝土硬化场地地面，混凝土厚30cm。

3、在场地北侧搭建一幢45×12m 的三层楼房作为生活及办公用房，楼前进行绿化；西侧建有洗澡房。 （二）、生产、材料存放设施 1、西侧布置实验室、修理件。

2、南侧布置有注浆材料拌和站、材料堆放场、变电室、发电机室、压风机室。

3、东侧布置充电房、材料配件库。

4、始发井西侧地面设有集土坑、集水池、抽水机、通风机。 （三）、施工吊运设施

在盾构始发井和拆卸井上，沿垂直隧道轴线方向布置轨距为16m的2×20t+1×10t 单悬臂龙门吊一台，作为管片、注浆材料、电瓶箱、出土等材料吊运设备。平行与隧道轴线设有一台10t 龙门吊倒运管片。 （四）、管片堆放场地

在盾构始发井西侧布置管片堆放和粘贴橡胶止水带。 （五）、临时供电、供水设施

1、在场地南侧布置变电室，将业主提供一路10KV 的供电电源，引至自备变压器和相关设备上。

2、从业主提供的一条4 寸总水管引水至各施工、生活用水点。 （六）、施工通讯设施

与市电讯部门联系，安装程控电话架设通讯线，沟通项目部与业主、设计、监理、各施工队等的联系；同时申请一台计算机上网。 二、XX 站北端头井施工场地

该场地位于XX 路西侧，施工场地面积约3200m2，施工期间主要在此安排管片堆放，粘

贴橡胶止水垫，碴土堆放和运输、注浆搅拌等场地。施工场地平面布置见附图7。 （一）、临时生活设施

1、按设计图纸要求，测出需要围蔽的施工场地及场区，采用业主指定的围挡材料进行围蔽，在场地南侧和北侧各开一扇大门，并建有门卫值班室和洗车场。

2、场区内采用C10 混凝土硬化地面，混凝土厚20～30cm。施工场区设计临时便道，采用C10 混凝土硬化场地地面，混凝土厚30cm。 3、在场地北侧建临时现场办公室、休息室。 （二）、生产材料设施

1、沿场地南侧布置压风机室和配电室。

2、场地西侧布置有材料配件库、注浆材料拌和站、材料堆放场。 3、场地东侧布置充电房。 （三）、施工吊运设施

在盾构始发井和拆卸井上，沿垂直隧道轴线方向布置轨距为16m的2×20t+1×10t 单臂龙门吊一台，作为管片、注浆材料、电瓶箱、出土等材料吊运设备。平行与隧道轴线设有一台10t 龙门吊倒运管片。 （四）、管片堆放场

在始发井的南侧布置管片堆放场。 （五）、临时供电、供水设施

1、通过架空电缆从南端头井施工场地接电到北端头井施工场地配电室。 2、从南端头井施工场地用4 寸水管将水引入北端头井施工场地。 （六）、施工通讯设施

与市电讯部门联系，安装程控电话架设通讯线，沟通项目部与业主、设计、监理、各施工队等的联系。

3、 洞口地层加固 一、洞口土体加固标准

洞外土体加固是将洞外侧一定范围的土体进行改良，使土体的抗剪、抗压强度提高、透水性减弱，使土体具有自身保持短期稳定的能力。洞门打开后，加固后的土体不倒塌、不滑移；盾构机刀盘旋转、直接切削加固土体，对刀具无损伤，加固后的各种指标如下： 无侧限抗压强度 0.5～1.0Mpa 抗渗性 ＜10-6cm/s 加固范围 出洞4m,进洞6m

加固后进行钻孔检测，如达不到上述要求，在端头井内采用水平旋喷进行二次加固。 二、XX 站南北端头井、XX 站南端头井进出洞土体加固

上述三处盾构进出洞均采用地面旋喷法加固，洞口加固平剖面见设计图。

由于XX 站和XX 站土建工程尚未开工，旋喷法加固施工尽可能选择在地下墙之前，这样能使旋喷加固的土体与地下墙紧密结合，最大限度提高土体的防渗效果，保证加固质量。

地面旋喷法施工采用二重管喷射注浆方法，加固宽度：进洞6m，出口4m；加固深度：隧道底部以下3m。 （一）、加固孔位布置

孔位布置采用梅花形布置，横向间距1.7m,排距1.5m，如图7-3-1 所示。

（二）、工艺流程 工艺流程见图7-3-2

图7-3-2 旋喷施工工艺流程图 （三）、施工注意事项

1、二重管法使用的低压水泥浆液流压力大于1Mpa，气流压力取0.7Mpa，提升速度取0.1-0.25m/min。

2、高压喷射注浆的主要材料为水泥，采用425 号普通硅酸盐水泥。 3、水泥浆液的水灰比取1.5。 4、喷浆量Q（L/根）可按下式计算： Q=Hq（1+β）/V 式中 H-桩长（m）

V-注浆管提升速度（m/min） q-泵的排浆量（L/min） β-浆液的损失系数，取0.2。

5、当实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，需详细记录。

6、采取复喷措施，即先喷一遍清水再喷一遍或两遍水泥浆。 7、施工中如实记录高压喷射注浆的各项参数和出现的异常现象。 （四）、高压喷射注浆法施工常见问题与处理对策 高压喷射注浆法施工常见问题与处理对策见表7-3-1

常见问题产生原因预防措施及处理方法固结体强度 不匀、缩颈喷射方法与机具没有根据 条件进行选择；喷浆设备 出现故障中断施工；拔管 速度、旋转速度及注浆量 没能配合时，造成桩身直 径大小不匀，浆液有多有 少；喷射浆液与切削的土

粒强制拌和不匀，直接影 响加固效果；穿过较硬的

粘性土，产生缩颈。根据设计要求和地质条件，选用喷浆方法和机

具； 喷浆前先进行压水压浆压气试验， 一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行。配浆时必须用筛过滤；根据固结体的形状及桩身匀质 性， 调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力 和喷浆量； 对易出现缩颈部位及底部不易检查处 进行定位旋转喷射或复喷的扩大桩径办法；控制 浆液的水灰比及稠度；严格要求喷嘴的加工精 度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。钻孔沉管困 难、偏斜、冒

浆遇有地下埋设物，地面不 平时，钻杆倾斜度超过 1.5%；注浆量与实际需要

量相差较多。放桩位点时应探深，遇有地下埋设物要清除或移 桩位点；喷射注浆前先平整场地，钻杆要垂直， 倾斜度控制在1.5%以内；利用侧口式喷头，减 小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际

需要量相当，减少冒浆；控制水泥浆液配合比。三、XX 站盾构进、出洞土体加固 XX 车站为逆作法施工，车站主体已经完工，上部路面交通已经恢复，无法在地面进行加固处理。因此首先考虑在端头井壁钻孔检测原搅拌桩的加固范围和加固效果。若未能达到加固标准，则在端头井内采用水平旋喷法进行盾构进出洞土体加固，加固后的土体达到加固要求。

（一）、设备选型

水平注浆选用TDZ-50 型水平钻孔旋喷机施工，该设备由铁道部徐州机械厂和石家庄铁道学院联合研制，已在多项工程中成功应用。 其设备配置见下表：

设备名称型号数量主要技术指标旋喷钻机 TGD-50 1 钻孔深度：>10m 钻塔升降高度：750～5500mm 钻塔倾斜角度：0o～105o

钻杆直径50 ㎜，功率11kw， 机重2000kg 高压注浆泵 YZB-32 1 浆液搅拌机水泥搅拌机 1 水泥浆容量1m3 储浆罐水泥浆储罐 清水储罐 1 1 水泥浆储罐容量1.8m3 清水储罐容量1.5m3 （二）、加固范围

加固范围与孔位布置见附图8。 （三）、施工工艺

水平旋喷施工顺序见图7-3-3。

图7-3-3 水平注浆施工顺序示意图

1．井壁钻孔。首先在井壁旋喷孔位置预钻孔，穿透混凝土墙壁。

2．钻机定位。先将钻机在注浆孔前就位，钻杆正对孔心。钻机牢固固定，以免在钻进过程中发生晃动，自身产生位移。

3．钻孔。TDZ-50 型水平钻孔旋喷机的注浆管兼作钻杆，钻进时直接将注浆管钻入加固土体。钻孔保持平直，为防止钻杆出现下垂现象，钻孔时预先将钻杆上抬3~5o 角。

4．旋喷注浆。兼作注浆管的钻杆钻进到预定深度后，立即进行高压喷射注浆。注浆管由里向外边旋转边徐徐拔出。

5．注浆结束。对每个注浆孔在旋喷注浆完成后，迅速拔出注浆管，并立即打入一个木桩，封闭孔口。木桩用于止浆，是完成注浆的标志。

6．回灌补浆。全部注浆结束后，在全部注浆孔进行双液浆二次补浆。补浆的目的是充分回填加固土体与围护结构之间的空隙，保证进出洞施工时洞口的止水效果。 （四）、施工注意事项

由于成桩条件不同，水平旋喷的工艺要求比垂直旋喷高。与垂直旋喷相比，水平旋喷的施工必须注意以下方面：

1．在加固深度范围内采用同一钻杆，避免中途接卸钻杆。 2．由里向外旋喷，保持注浆管匀速拔出。

3．采用复喷（先喷水后喷浆）工艺，保证加固范围。

第4节 盾构机掘进施工 1、 掘进施工工艺与流程 一、施工总体方案 （一）、施工进度安排

盾构机自XX 站南盾构端头井始发，沿下行线掘进至XX 站调头再掘进回XX 站；然后盾构机转场至北端头井，沿上行线掘进至XX站调头，再掘进回到XX 站拆卸退场。其施工工艺流程见图7-4-1。 （二）、推进施工的工程难点 盾构推进施工中，地层土质的变化将直接影响到各项参数的设置，根据地质条件和对现场的调查，将以下地段做为施工中的重点控制部位： 1、盾构出洞后，由地层加固区进入原状土区； 2、盾构进入内秦淮河下部，覆土深度变化；

3、盾构穿过内秦淮河堤岸和建筑物，土层荷载变化； 4、盾构在混合土层断面中推进； 5、盾构在曲线段推进。