深圳春風(fēng)隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目總體布局本工程西起濱河大道上步立交東側(cè)，東至北斗路東側(cè)沿河南路，線路全長(zhǎng)5078米，其中盾構(gòu)段長(zhǎng)3603米，采用直徑15.8米的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工。隧道為深圳首條"單洞雙層"結(jié)構(gòu)的機(jī)動(dòng)車隧道，分上下兩層車道，每層單向兩車道加連續(xù)緊急停車帶，設(shè)計(jì)速度60千米/小時(shí)，為小客車專用通道。隧道西端與濱河大道相接，東端與東部過境高速公路市政連接線配套工程相接，形成"春風(fēng)路高架+春風(fēng)隧道"的立體交通走廊。1.2主要結(jié)構(gòu)參數(shù)線路全長(zhǎng)：5078米，其中地下隧道段4600米盾構(gòu)段長(zhǎng)度：3603米隧道凈空：上下單層高4米，標(biāo)準(zhǔn)段路面寬度10米設(shè)計(jì)時(shí)速：60千米/小時(shí)結(jié)構(gòu)形式：圓形盾構(gòu)隧道，管片采用"7+2+1"分塊形式，通用襯砌環(huán)、錯(cuò)縫拼裝埋深情況：平均深度20米以下，最深處達(dá)49米地質(zhì)條件：穿越地層以花崗巖、凝灰質(zhì)砂巖、碎裂巖為主，巖石抗壓強(qiáng)度最高達(dá)240兆帕，穿越11條斷層破碎帶1.3主要工程量盾構(gòu)掘進(jìn)：3603米（含15.8米直徑盾構(gòu)管片安裝）明挖段：西側(cè)明挖段456米，東側(cè)明挖段740米路面工程：約9萬平方米瀝青攤鋪機(jī)電安裝：含通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)混凝土：約35萬立方米二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分本工程劃分為三個(gè)主要施工區(qū)：西區(qū)：上步立交東側(cè)至布吉河段，含西側(cè)敞開引道段、明挖段及工作井盾構(gòu)段：布吉河至文錦渡口岸段，為3603米盾構(gòu)施工區(qū)間東區(qū)：文錦渡口岸至新秀立交段，含東側(cè)工作井、明挖段及敞開引道段2.2施工階段劃分前期準(zhǔn)備階段：場(chǎng)地平整、圍擋搭設(shè)、臨時(shí)設(shè)施建設(shè)、管線遷改主體結(jié)構(gòu)施工階段：明挖段基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工、盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試盾構(gòu)掘進(jìn)階段：盾構(gòu)機(jī)始發(fā)、區(qū)間掘進(jìn)、管片拼裝、同步注漿內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工階段：上下層車道板施工、機(jī)電管線安裝裝飾裝修及系統(tǒng)調(diào)試階段：路面鋪裝、設(shè)備安裝、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)驗(yàn)收及通車準(zhǔn)備階段：分部分項(xiàng)驗(yàn)收、竣工驗(yàn)收、通車準(zhǔn)備2.3施工平面布置西區(qū)施工現(xiàn)場(chǎng)：設(shè)置盾構(gòu)機(jī)組裝場(chǎng)地、管片預(yù)制廠、材料堆放區(qū)、辦公生活區(qū)，占地面積約25000平方米東區(qū)施工現(xiàn)場(chǎng)：設(shè)置盾構(gòu)接收?qǐng)龅?、材料堆放區(qū)、臨時(shí)加工區(qū)，占地面積約18000平方米盾構(gòu)區(qū)間沿線：設(shè)置3處施工豎井，用于隧道通風(fēng)、出碴及材料運(yùn)輸三、關(guān)鍵施工技術(shù)與工藝3.1盾構(gòu)施工技術(shù)3.1.1盾構(gòu)機(jī)組裝與調(diào)試"春風(fēng)號(hào)"盾構(gòu)機(jī)總重4800噸，總長(zhǎng)135米，開挖直徑15.8米，裝機(jī)功率1.15萬千瓦。盾構(gòu)機(jī)組裝采用"分塊吊裝、現(xiàn)場(chǎng)組拼"方案，先進(jìn)行主機(jī)吊裝，再依次安裝盾尾、連接橋及后配套系統(tǒng)，最后進(jìn)行全面調(diào)試。調(diào)試內(nèi)容包括：液壓系統(tǒng)壓力測(cè)試刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試推進(jìn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)測(cè)試泥水環(huán)流系統(tǒng)調(diào)試管片拼裝系統(tǒng)調(diào)試3.1.2盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制根據(jù)不同地層特點(diǎn)，采用分級(jí)掘進(jìn)參數(shù)控制策略：軟土地層：推進(jìn)速度20-30mm/min，刀盤轉(zhuǎn)速1.0-1.5rpm，總推力8000-12000kN軟硬復(fù)合地層：推進(jìn)速度15-20mm/min，刀盤轉(zhuǎn)速0.8-1.2rpm，總推力12000-18000kN硬巖地層：推進(jìn)速度5-15mm/min，刀盤轉(zhuǎn)速0.5-0.8rpm，總推力18000-24000kN3.1.3管片拼裝工藝采用"7+2+1"分塊形式通用管片，錯(cuò)縫拼裝，管片外徑15.2米，內(nèi)徑13.9米，厚度0.65米，幅寬2米。拼裝工藝要點(diǎn)：采用真空吸盤式管片拼裝器嚴(yán)格控制管片姿態(tài)，徑向偏差≤50mm同步注漿采用雙液漿，初凝時(shí)間30-60分鐘管片連接螺栓分兩次緊固，初擰扭矩300N·m，復(fù)擰扭矩500N·m3.2明挖段施工技術(shù)3.2.1基坑支護(hù)體系明挖段基坑最大開挖深度22米，采用"地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐"支護(hù)體系：地下連續(xù)墻：厚度800mm，深度25-30米，采用液壓抓斗成槽內(nèi)支撐系統(tǒng)：第一道為鋼筋混凝土支撐，其余為鋼支撐，水平間距3-4米降水系統(tǒng)：采用管井降水，井深30-35米，間距15-20米3.2.2主體結(jié)構(gòu)施工明挖段主體結(jié)構(gòu)采用"分區(qū)分段、由下至上"的施工順序：基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，施工100mm厚C20混凝土墊層底板鋼筋綁扎，澆筑C35P8抗?jié)B混凝土側(cè)墻及中板施工，采用滿堂腳手架支撐體系頂板施工，采用碗扣式腳手架+模板體系結(jié)構(gòu)施工完成后進(jìn)行基坑回填，分層夯實(shí)3.3路面工程施工隧道內(nèi)路面采用三層瀝青結(jié)構(gòu)，總厚度18cm：下面層：8cm厚AC-25C瀝青混凝土中面層：6cm厚AC-20C瀝青混凝土上面層：4cm厚SMA-13改性瀝青混凝土采用3D數(shù)字化瀝青攤鋪控制系統(tǒng)，施工精度控制在±3mm以內(nèi)。攤鋪溫度控制：瀝青混合料出廠溫度：160-180℃攤鋪溫度：≥150℃碾壓溫度：初壓≥140℃，終壓≥80℃四、施工難點(diǎn)與解決方案4.1復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)掘進(jìn)4.1.1硬巖地層掘進(jìn)難題難點(diǎn)表現(xiàn)：隧道穿越80%以上硬巖段，部分地層巖石抗壓強(qiáng)度達(dá)240兆帕，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)刀具磨損嚴(yán)重，掘進(jìn)效率低下。解決方案：采用"滾刀+撕裂刀"組合刀具配置，每環(huán)刀具檢查更換優(yōu)化刀盤設(shè)計(jì)，增加中心魚尾刀和邊緣刮刀，提高破巖效率采用分級(jí)掘進(jìn)模式，硬巖段推進(jìn)速度控制在5-10mm/min建立刀具磨損預(yù)測(cè)模型，根據(jù)巖性動(dòng)態(tài)調(diào)整刀具配置4.1.2斷層破碎帶處理難點(diǎn)表現(xiàn)：隧道穿越11條斷層破碎帶，巖體穩(wěn)定性差，易發(fā)生塌方和涌水。解決方案：采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，提前探明斷層位置和規(guī)模對(duì)斷層破碎帶采用"管棚+注漿"超前加固措施，管棚長(zhǎng)度10-15米控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)加強(qiáng)同步注漿和二次注漿，填充圍巖空隙增加洞內(nèi)監(jiān)測(cè)頻率，實(shí)時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)4.2城市敏感區(qū)施工控制4.2.1建筑物保護(hù)措施難點(diǎn)表現(xiàn)：隧道近距離下穿28棟高樓、深圳火車站、文錦渡口岸等重要設(shè)施，沉降控制要求高。解決方案：建立"監(jiān)測(cè)-反饋-調(diào)整"動(dòng)態(tài)控制體系，監(jiān)測(cè)頻率1次/天采用微擾動(dòng)掘進(jìn)技術(shù)，控制土倉(cāng)壓力波動(dòng)在±0.02MPa以內(nèi)優(yōu)化同步注漿參數(shù)，注漿壓力0.3-0.5MPa，注漿量120-150%理論空隙對(duì)重要建筑物采用跟蹤注漿加固措施，控制沉降≤30mm采用InSAR衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地表沉降全域監(jiān)控4.2.2既有線路保護(hù)難點(diǎn)表現(xiàn)：隧道下穿地鐵1號(hào)線、廣深鐵路等既有線路，需確保運(yùn)營(yíng)安全。解決方案：制定專項(xiàng)保護(hù)方案，獲得相關(guān)部門批準(zhǔn)后實(shí)施施工期間地鐵及鐵路線路監(jiān)測(cè)頻率提高至2次/天采用低推力、低轉(zhuǎn)速掘進(jìn)參數(shù)，減少振動(dòng)影響線路下方設(shè)置加強(qiáng)型管片，提高結(jié)構(gòu)剛度建立應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，配備應(yīng)急物資和設(shè)備4.3單洞雙層結(jié)構(gòu)施工4.3.1上下層車道板施工難點(diǎn)表現(xiàn)：?jiǎn)味措p層結(jié)構(gòu)施工空間狹小，上下層交叉作業(yè)難度大。解決方案：采用"先下層后上層"的施工順序，分層流水作業(yè)下層車道板施工完成后，作為上層施工的作業(yè)平臺(tái)采用移動(dòng)式腳手架體系，減少滿堂支架用量?jī)?yōu)化施工工序，減少上下層交叉作業(yè)時(shí)間加強(qiáng)施工過程中的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，確保施工安全4.3.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)與盾構(gòu)管片連接難點(diǎn)表現(xiàn)：上下層車道板與盾構(gòu)管片連接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，受力要求高。解決方案：采用預(yù)埋槽道+螺栓連接方式，確保連接可靠性管片預(yù)制時(shí)精確預(yù)留連接鋼筋，位置偏差控制在±10mm以內(nèi)節(jié)點(diǎn)部位采用加強(qiáng)型鋼筋構(gòu)造，提高抗剪能力采用無收縮混凝土澆筑節(jié)點(diǎn)部位，確保密實(shí)度對(duì)連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行100%無損檢測(cè)五、施工進(jìn)度計(jì)劃5.1關(guān)鍵線路計(jì)劃前期準(zhǔn)備及西側(cè)工作井施工：6個(gè)月盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試：3個(gè)月盾構(gòu)掘進(jìn)施工：36個(gè)月（平均月進(jìn)尺100米）東側(cè)明挖段施工：18個(gè)月內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工：12個(gè)月機(jī)電安裝及裝飾裝修：10個(gè)月系統(tǒng)調(diào)試及驗(yàn)收：4個(gè)月5.2主要節(jié)點(diǎn)控制盾構(gòu)機(jī)始發(fā)：開工后9個(gè)月盾構(gòu)機(jī)到達(dá)中間風(fēng)井：開工后21個(gè)月盾構(gòu)機(jī)接收：開工后45個(gè)月主體結(jié)構(gòu)完工：開工后50個(gè)月機(jī)電安裝完工：開工后60個(gè)月竣工驗(yàn)收：開工后64個(gè)月5.3進(jìn)度保障措施采用BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度模擬，優(yōu)化施工工序投入2套管片生產(chǎn)線，確保管片供應(yīng)配備2套盾構(gòu)施工班組，實(shí)行24小時(shí)連續(xù)作業(yè)建立周進(jìn)度考核機(jī)制，及時(shí)調(diào)整資源配置儲(chǔ)備關(guān)鍵材料和設(shè)備，確保施工連續(xù)性與周邊社區(qū)建立溝通機(jī)制，減少施工干擾六、資源投入計(jì)劃6.1主要施工機(jī)械設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量用途泥水平衡盾構(gòu)機(jī)Φ15.8m1臺(tái)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)液壓抓斗SG40A2臺(tái)地下連續(xù)墻施工履帶起重機(jī)300t2臺(tái)設(shè)備吊裝挖掘機(jī)PC3606臺(tái)土方開挖裝載機(jī)ZL504臺(tái)材料轉(zhuǎn)運(yùn)瀝青攤鋪機(jī)ABG88202臺(tái)路面攤鋪壓路機(jī)DD1304臺(tái)路面碾壓混凝土輸送泵HBT806臺(tái)混凝土澆筑6.2勞動(dòng)力投入計(jì)劃本工程高峰期投入勞動(dòng)力約800人，主要工種配置：管理人員：120人（含項(xiàng)目管理、技術(shù)、質(zhì)量、安全等）盾構(gòu)施工人員：200人（分2個(gè)班組，24小時(shí)作業(yè)）土建施工人員：300人（含鋼筋工、木工、混凝土工等）機(jī)電安裝人員：150人（含電工、焊工、管道工等）其他人員：30人（含普工、司機(jī)、后勤等）6.3材料供應(yīng)計(jì)劃鋼材：高峰期月需量約1500噸，由寶鋼、韶鋼供應(yīng)水泥：高峰期月需量約3000噸，采用華潤(rùn)水泥砂石料：高峰期月需量約15000立方米，本地砂石場(chǎng)供應(yīng)管片：自制，設(shè)置2條生產(chǎn)線，月產(chǎn)能120環(huán)瀝青：采用改性瀝青，由殼牌石油供應(yīng)七、技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用7.1盾構(gòu)施工技術(shù)創(chuàng)新7.1.1硬巖地層掘進(jìn)優(yōu)化技術(shù)針對(duì)全斷面硬巖地層，開發(fā)了"動(dòng)態(tài)刀具管理系統(tǒng)"，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀具振動(dòng)、扭矩等參數(shù)，預(yù)測(cè)刀具磨損情況，實(shí)現(xiàn)刀具更換的精準(zhǔn)調(diào)度。創(chuàng)新采用"中心超前破碎+周邊滾刀破巖"的復(fù)合破巖模式，提高硬巖段掘進(jìn)效率30%以上。7.1.2盾殼泥注入技術(shù)開發(fā)了盾殼泥注入系統(tǒng)，在盾構(gòu)機(jī)外殼與圍巖之間注入特制泥漿，解決了超大直徑盾構(gòu)穿越全斷面硬巖地層時(shí)泥水倉(cāng)泥漿與盾尾砂漿相互竄通的難題，有效控制了地表沉降。7.2智能化施工技術(shù)應(yīng)用7.2.1BIM+三維GIS施工管理平臺(tái)搭建了基于BIM和三維GIS的施工管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了以下功能：施工進(jìn)度可視化管理三維地質(zhì)模型與實(shí)際掘進(jìn)對(duì)比分析施工風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)估與預(yù)警設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控質(zhì)量安全問題閉環(huán)管理7.2.23D數(shù)字化瀝青攤鋪控制技術(shù)采用3D數(shù)字化瀝青攤鋪控制系統(tǒng)，通過北斗定位+慣導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)攤鋪厚度、高程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)整，攤鋪精度控制在±3mm以內(nèi)，提高了路面平整度和厚度均勻性。7.3監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新7.3.1智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立了包含以下監(jiān)測(cè)內(nèi)容的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：地表及建筑物沉降監(jiān)測(cè)（精度±0.1mm）隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)監(jiān)測(cè)管片應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)地下水位監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)異常情況自動(dòng)預(yù)警。7.3.2InSAR衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)采用InSAR衛(wèi)星遙感技術(shù)，對(duì)隧道沿線2平方公里范圍進(jìn)行每周一次的沉降監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了大范圍、高精度的地表變形監(jiān)測(cè)，為施工決策提供了數(shù)據(jù)支持。八、質(zhì)量安全保證措施8.1質(zhì)量管理體系建立"三檢制+專業(yè)檢+監(jiān)理檢"的質(zhì)量檢查制度，實(shí)行質(zhì)量責(zé)任終身制。關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)：管片預(yù)制質(zhì)量：強(qiáng)度、抗?jié)B性、尺寸偏差盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)：土倉(cāng)壓力、推進(jìn)速度、注漿量混凝土工程：配合比、坍落度、養(yǎng)護(hù)時(shí)間防水層施工：搭接寬度、粘結(jié)強(qiáng)度路面工程：平整度、厚度、抗滑性能8.2安全管理措施8.2.1安全防護(hù)體系設(shè)置三級(jí)安全教育培訓(xùn)制度，特種作業(yè)人員持證上崗隧道內(nèi)設(shè)置智能通風(fēng)系統(tǒng)，保證空氣質(zhì)量配備應(yīng)急救援隊(duì)伍，定期組織應(yīng)急演練盾構(gòu)施工區(qū)域設(shè)置氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯、一氧化碳等氣體濃度高空作業(yè)設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)，臨邊設(shè)置防護(hù)欄桿8.2.2風(fēng)險(xiǎn)管控措施建立施工風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控機(jī)制：極高風(fēng)險(xiǎn)：盾構(gòu)下穿鐵路、地鐵、重要建筑物（每日研判）高風(fēng)險(xiǎn)：硬巖段掘進(jìn)、斷層破碎帶穿越（每周研判）中風(fēng)險(xiǎn)：明挖基坑開挖、結(jié)構(gòu)施工（每月研判）低風(fēng)險(xiǎn)：常規(guī)工序施工（季度研判）8.3文明施工與環(huán)境保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置連續(xù)圍擋，高度不低于2.5米出入口設(shè)置洗車平臺(tái)，車輛沖洗干凈后方可出場(chǎng)施工現(xiàn)場(chǎng)裸土覆蓋率達(dá)100%，設(shè)置霧炮降塵夜間施工噪聲控制在55分貝以下，必要時(shí)設(shè)置聲屏障生活污水經(jīng)處理后排放，施工廢棄物分類回收九、應(yīng)急預(yù)案9.1盾構(gòu)施工應(yīng)急預(yù)案9.1.1盾構(gòu)機(jī)卡盾處理立即停止掘進(jìn)，分析卡盾原因采取管片注漿加固措施，防止事態(tài)擴(kuò)大采用高壓水沖洗或人工清理等方式解除卡盾必要時(shí)采取局部開挖方式處理障礙物9.1.2隧道涌水涌砂處理立即啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)，降低水位采用速凝混凝土或注漿材料封堵涌水點(diǎn)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，快速通過不良地層加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，防止發(fā)生坍塌事故9.2結(jié)構(gòu)施工應(yīng)急預(yù)案9.2.1基坑坍塌處理立即啟動(dòng)基坑坍塌應(yīng)急預(yù)案，疏散人員采用坡頂卸載、坡腳堆載反壓等措施對(duì)坍塌區(qū)域進(jìn)行注漿加固，控制變形發(fā)展調(diào)整施工方案，必要時(shí)采用臨時(shí)支護(hù)措施9.2.2結(jié)構(gòu)裂縫處理對(duì)裂縫進(jìn)行分類，分析產(chǎn)生原因表面裂縫采用環(huán)氧樹脂封閉處理深層裂縫采用壓力注漿方式處理加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，評(píng)估裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響9.3應(yīng)急資源配置應(yīng)急救援隊(duì)伍：2支專業(yè)應(yīng)急分隊(duì)，共50人應(yīng)急物資：注漿設(shè)備、排水設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、應(yīng)急照明等應(yīng)急車輛：指揮車2輛，救護(hù)車1輛，工程搶險(xiǎn)車2輛通訊設(shè)備：衛(wèi)星電話2部，對(duì)講機(jī)20臺(tái)醫(yī)療急救：配備急救箱和常用藥品，與附近醫(yī)院建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制十、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程10.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)本工程驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：《城市道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ1-2008）《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50299-2018）《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50