廣州珠江口水下隧道工程施工方案一、工程概況1.1工程位置與范圍本工程位于珠江口內(nèi)伶仃島以北水域，施工區(qū)域坐標(biāo)范圍在113°32'～113°59'E和22°22'～22°38'N之間，隧道全長3.59公里，采用盾構(gòu)法施工穿越珠江主航道。工程所處航道現(xiàn)狀維護(hù)等級為等外級，距離九沙涌下游河口約340米，施工區(qū)域周邊為繁華市區(qū)，水域面積約10000平方米，陸域施工場地約5000平方米。1.2主要工程內(nèi)容隧道主體結(jié)構(gòu)：采用直徑13.42米盾構(gòu)隧道，設(shè)計(jì)為雙向六車道，隧道結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級C50，抗?jié)B等級P12。基礎(chǔ)處理工程：包括水下清淤、基槽開挖、碎石墊層鋪設(shè)，墊層厚度50cm，壓實(shí)度要求≥93%。輔助設(shè)施：施工期導(dǎo)流渠（底寬17.2米）、臨時(shí)鋼便橋（凈高5.3米）、圍堰（內(nèi)圍堰、外圍堰各1座）及助航標(biāo)志系統(tǒng)。1.3工程地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)勘察資料，施工區(qū)域海底表層土主要為流泥和淤泥，海底以下36.6m土層自上而下劃分為11層：流泥（0-1.2m）：含水量65-80%，呈流塑狀態(tài)淤泥質(zhì)土（1.2-3.5m）：天然孔隙比2.1-2.5，壓縮系數(shù)1.8-2.2MPa?1淤泥（3.5-6.8m）：有機(jī)質(zhì)含量5-8%，靈敏度4-6流泥（6.8-8.5m）：重度16.5-17.5kN/m3淤泥（8.5-12.3m）：粘聚力8-12kPa，內(nèi)摩擦角2-3°粗礫砂（12.3-15.7m）：最大粒徑80mm，不均勻系數(shù)35粉質(zhì)粘土（15.7-18.2m）：液性指數(shù)0.6-0.8，可塑性中等中細(xì)砂（18.2-22.5m）：標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)15-20擊花崗巖殘積土（22.5-28.6m）：孔隙比1.1-1.3強(qiáng)風(fēng)化花崗巖（28.6-33.4m）：巖體完整性指數(shù)0.35-0.55中風(fēng)化花崗巖（33.4m以下）：飽和單軸抗壓強(qiáng)度35-50MPa隧道穿越段最大水壓達(dá)1.06兆帕，相當(dāng)于每平方厘米面積承受10.6公斤壓力，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，存在砂土液化風(fēng)險(xiǎn)（液化指數(shù)12-18，屬中等液化等級）。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)A區(qū)（盾構(gòu)始發(fā)段）：K0+000-K1+200，主要為軟土地層，采用泥水平衡盾構(gòu)施工B區(qū)（中間穿越段）：K1+200-K2+800，穿越粗礫砂層及強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，需進(jìn)行地層加固C區(qū)（接收段）：K2+800-K3+590，以粉質(zhì)粘土為主，設(shè)置端頭加固區(qū)（長度15m）2.2施工流程前期準(zhǔn)備：施工許可辦理、設(shè)備進(jìn)場、測量控制網(wǎng)建立（平面精度±15mm，高程精度±20mm）臨時(shí)工程：一期導(dǎo)流渠施工→圍堰填筑→鋼便橋架設(shè)→助航標(biāo)志設(shè)置主體施工：盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試→盾構(gòu)掘進(jìn)→管片拼裝→同步注漿→隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工收尾工程：洞口密封、基坑回填、場地恢復(fù)、設(shè)備退場2.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期：480日歷天關(guān)鍵線路：第1-30天：施工準(zhǔn)備及臨時(shí)工程第31-60天：盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試第61-420天：盾構(gòu)掘進(jìn)（平均日進(jìn)尺8-10m）第421-450天：管片接縫處理及防水施工第451-480天：竣工驗(yàn)收及場地清理三、主要施工方法3.1盾構(gòu)施工3.1.1盾構(gòu)機(jī)選型采用"深江1號"定制盾構(gòu)機(jī)，開挖直徑13.42m，配備7功能ROV機(jī)械手工具，主要參數(shù)：總功率：3200kW刀盤扭矩：7500-12000kN·m推進(jìn)速度：20-80mm/min最大推力：60000kN注漿系統(tǒng)：同步注漿+二次注漿，注漿壓力0.3-0.5MPa3.1.2掘進(jìn)參數(shù)控制根據(jù)不同地層調(diào)整施工參數(shù)：|地層類型|刀盤轉(zhuǎn)速(rpm)|推進(jìn)速度(mm/min)|土倉壓力(bar)|注漿量(m3/環(huán))||----------|---------------|------------------|---------------|---------------||淤泥層|1.2-1.5|40-60|1.2-1.5|5.5-6.0||砂層|0.8-1.0|20-30|1.8-2.2|6.0-6.5||巖層|0.5-0.8|10-20|2.0-2.5|5.0-5.5|3.1.3管片安裝管片類型：鋼筋混凝土通用楔形環(huán)，外徑13.2m，內(nèi)徑12.0m，寬度1.5m，厚度0.6m拼裝方式：錯(cuò)縫拼裝，采用M30螺栓連接，螺栓預(yù)緊扭矩300-350N·m防水處理：彈性密封墊（遇水膨脹率≥250%）+嵌縫密封膠（邵氏硬度45±5）3.2圍堰施工采用袋裝砂圍堰結(jié)構(gòu)，內(nèi)外堰間距15m，堰頂高程+3.5m，頂寬4m，邊坡1:2.5：施工流程：測量放線→定位船錨定→砂袋充填（充砂率85-90%）→分層堆疊（每層高度0.5m）→堰體壓實(shí)（采用液壓振動(dòng)錘）防滲措施：內(nèi)側(cè)鋪設(shè)復(fù)合土工膜（兩布一膜，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s），膜下鋪設(shè)30cm厚級配碎石墊層穩(wěn)定性監(jiān)測：布設(shè)測斜儀（精度±0.1mm/m）和沉降觀測點(diǎn)，允許沉降量≤50mm，不均勻沉降≤20mm3.3水下清淤與基槽開挖清淤施工：采用抓斗式挖泥船（斗容2m3）配合泥駁（艙容1000m3），清淤深度誤差控制在±20cm內(nèi)，清淤范圍超出結(jié)構(gòu)邊緣2m?；坶_挖：設(shè)備：液壓反鏟挖土機(jī)（斗容1.2m3）+定位船精度控制：采用DGPS定位系統(tǒng)（平面精度±5cm），每50m設(shè)置一個(gè)深度控制點(diǎn)邊坡處理：1:2.0，采用人工修整，確保無超挖、欠挖質(zhì)量檢測：采用多波束測深儀進(jìn)行全覆蓋檢測，合格率要求≥95%3.4碎石墊層施工材料要求：碎石粒徑5-30mm，含泥量≤3%，壓碎值≤20%施工工藝：鋪設(shè)方式：自卸駁船拋填+潛水員水下整平厚度控制：采用標(biāo)桿法，每10m設(shè)置一個(gè)控制樁壓實(shí)方法：振動(dòng)碾（激振力200kN）水下壓實(shí)，碾壓遍數(shù)4-6遍驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：平整度：±50mm/2m厚度：-30mm（單點(diǎn)），-20mm（平均）顆粒級配：連續(xù)級配，通過率符合設(shè)計(jì)曲線要求四、設(shè)備選型與配置4.1主要施工設(shè)備設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要用途盾構(gòu)機(jī)Φ13.42m泥水平衡1臺隧道掘進(jìn)ROV機(jī)器人Phoenix6002臺水下檢測、清障液壓鑿巖機(jī)中交廣航局專利產(chǎn)品3臺巖層破碎挖泥船抓斗式，斗容2m31艘水下清淤泥駁艙容1000m33艘淤泥運(yùn)輸振動(dòng)碾激振力200kN2臺墊層壓實(shí)自卸汽車20t10輛陸域運(yùn)輸發(fā)電機(jī)500kW3臺臨時(shí)供電4.2檢測設(shè)備設(shè)備名稱型號精度用途多波束測深儀Reson7125±2cm水下地形測量地質(zhì)雷達(dá)SIR-4000分辨率2cm巖層裂隙探測超聲波檢測儀PUNDITPL-200±1%混凝土強(qiáng)度檢測測斜儀CX-03±0.1mm/m圍堰變形監(jiān)測全站儀LeicaTS601mm+1ppm平面控制測量五、質(zhì)量控制措施5.1原材料控制鋼材：Q355B級鋼筋，屈服強(qiáng)度≥355MPa，抗拉強(qiáng)度490-630MPa，每批進(jìn)場需進(jìn)行力學(xué)性能和重量偏差檢驗(yàn)?；炷粒号浜媳龋核?砂:石:水=1:1.8:2.5:0.45，摻加粉煤灰（摻量20%）和聚羧酸減水劑（摻量1.2%）抗裂要求：采用纖維混凝土，聚丙烯纖維摻量0.9kg/m3耐久性：氯離子含量≤0.06%，堿含量≤3.0kg/m3防水材料：止水帶：天然橡膠，邵氏硬度60±5，拉伸強(qiáng)度≥15MPa密封膠：聚氨酯類，固化時(shí)間≤7天，伸長率≥400%5.2施工過程控制測量控制：建立三級控制網(wǎng)（首級、加密、施工）隧道軸線偏差控制：±50mm（貫通誤差）高程偏差：±30mm盾構(gòu)掘進(jìn)控制：土倉壓力波動(dòng)范圍：±0.1bar刀盤扭矩：不超過額定值的85%同步注漿壓力：比掌子面壓力高0.1-0.2bar防水施工：管片接縫防水：彈性密封墊壓縮量30-35%螺栓孔防水：遇水膨脹止水環(huán)（膨脹倍率≥300%）嵌縫施工：采用無氣噴涂工藝，厚度均勻（2-3mm）5.3質(zhì)量檢測常規(guī)檢測：混凝土試塊：每50m3留置1組抗壓試塊，每200m3留置1組抗?jié)B試塊鋼筋保護(hù)層厚度：采用電磁感應(yīng)法，允許偏差+10mm，-5mm管片拼裝：相鄰環(huán)高差≤4mm，縱縫間隙≤2mm特殊檢測：第三方檢測：按5%比例進(jìn)行超聲波探傷（鋼結(jié)構(gòu)焊縫）水下檢測：依據(jù)DBJ/T15-146-2018規(guī)范，采用ROV搭載高清攝像頭（分辨率4K）進(jìn)行全斷面檢測荷載試驗(yàn)：臨時(shí)鋼便橋進(jìn)行200t靜載試驗(yàn)，跨中撓度≤L/500六、安全生產(chǎn)保障措施6.1安全管理體系組織機(jī)構(gòu)：成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，項(xiàng)目經(jīng)理任組長，設(shè)置專職安全員3名，各班組設(shè)兼職安全員1名。責(zé)任制：簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書，明確各崗位安全職責(zé)，實(shí)行安全風(fēng)險(xiǎn)抵押金制度（項(xiàng)目經(jīng)理5萬元，班組長2萬元）。培訓(xùn)教育：特種作業(yè)人員持證上崗率100%每日班前安全技術(shù)交底（記錄存檔）每月組織1次應(yīng)急演練（防坍塌、防溺水、防觸電）6.2專項(xiàng)安全措施水下作業(yè)安全：潛水員作業(yè)：配備四合一氣體檢測儀（O?、CO、H?S、可燃?xì)怏w），潛水深度≤30mROV操作：設(shè)置安全作業(yè)半徑（≥50m），配備緊急停止系統(tǒng)通信聯(lián)絡(luò)：采用水聲電話+無線電雙備份通信系統(tǒng)盾構(gòu)施工安全：刀盤作業(yè)：設(shè)置扭矩、轉(zhuǎn)速雙重保護(hù)，超限自動(dòng)停機(jī)管片拼裝：配備防墜落裝置，拼裝區(qū)設(shè)置安全警示線瓦斯監(jiān)測：每50m設(shè)置一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，報(bào)警濃度0.5%通航安全：助航標(biāo)志：按《內(nèi)河助航標(biāo)志》（GB5863）設(shè)置側(cè)面標(biāo)、施工提示牌等警戒系統(tǒng)：施工區(qū)周邊設(shè)置AIS船舶自動(dòng)識別系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶動(dòng)態(tài)夜間照明：LED投光燈（照度≥50lux），燈光明暗界限清晰6.3應(yīng)急預(yù)案應(yīng)急組織：成立應(yīng)急指揮部，下設(shè)搶險(xiǎn)組、醫(yī)療組、通訊組等6個(gè)專業(yè)小組。應(yīng)急物資：救生設(shè)備：救生衣50件，救生圈20個(gè)，潛水裝具10套醫(yī)療用品：急救箱5個(gè)，擔(dān)架3副，氧氣袋10個(gè)搶險(xiǎn)設(shè)備：抽水機(jī)（流量100m3/h）5臺，應(yīng)急發(fā)電機(jī)2臺響應(yīng)程序：預(yù)警：監(jiān)測數(shù)據(jù)超閾值（如圍堰位移≥30mm/d）立即啟動(dòng)預(yù)警啟動(dòng)：發(fā)生事故后，10分鐘內(nèi)上報(bào)，30分鐘內(nèi)應(yīng)急隊(duì)伍到位處置：按照"先人員、后設(shè)備，先控制、后處置"原則進(jìn)行搶險(xiǎn)七、施工期航道通航保障7.1導(dǎo)流渠施工分期實(shí)施方案：一期導(dǎo)流渠：長510m，底寬17.2m，邊坡1:2.5，采用土袋圍堰法施工二期導(dǎo)流渠：待一期完成后施工，與一期形成循環(huán)通道施工控制：土方開挖：采用挖掘機(jī)（斗容1.5m3）配自卸車（15t），日開挖量≥500m3邊坡防護(hù)：土工格柵（TGDG30-30）+漿砌片石（厚30cm）排水系統(tǒng)：每隔50m設(shè)置集水井（直徑1.2m），配備潛水泵（揚(yáng)程15m）7.2助航標(biāo)志配布7.2.1第一階段（一期導(dǎo)流渠施工）側(cè)面標(biāo)：1座，采用紅色錐形浮標(biāo)，頂標(biāo)為單箭頭施工提示牌：1座，內(nèi)容"前方施工，注意繞行"，配太陽能閃光燈（閃光周期2s）7.2.2第二階段（隧道及二期導(dǎo)流渠施工）側(cè)面燈樁：2座，樁高6m，燈光射程3km，紅、綠交替閃光航道信息標(biāo)：1座，顯示"航道水深3.5m，凈寬17.2m"實(shí)時(shí)凈高標(biāo)尺：2座，精度±5cm，每10分鐘更新一次數(shù)據(jù)水深標(biāo)尺：2座，最小刻度10cm禁止通行標(biāo)志：1座，設(shè)置于施工區(qū)邊界施工提示牌：1座，顯示施工起止時(shí)間、聯(lián)系電話7.3通航安全管理交通管制：限速：施工區(qū)周邊500m范圍內(nèi)船舶航速≤5km/h禁航時(shí)段：每日22:00-次日6:00（特殊工序需連續(xù)施工時(shí)）凈空要求：臨時(shí)鋼便橋凈高5.3m，設(shè)置限高警示標(biāo)志值班制度：配備VHF甚高頻電話（頻道16），24小時(shí)專人值守每日9:00、15:00向海事部門報(bào)告施工進(jìn)展及通航狀況應(yīng)急保障：配備拖輪（功率800馬力）1艘，用于失控船舶救助設(shè)置應(yīng)急錨地（面積100m×50m），可容納500噸級船舶2艘八、環(huán)境保護(hù)措施8.1水污染防治施工廢水處理：設(shè)置沉淀池（三級，總?cè)莘e500m3），廢水經(jīng)處理后回用（回用率≥80%）油污水：采用油水分離器（處理能力5m3/h），處理后含油量≤15mg/L船舶污染控制：船舶垃圾：分類收集，交由有資質(zhì)單位處理，嚴(yán)禁拋入水中機(jī)艙油污水：設(shè)置專用收集艙（容積5m3），到港后由接收船轉(zhuǎn)運(yùn)施工期監(jiān)測：每月監(jiān)測1次水質(zhì)，指標(biāo)包括pH值（6-9）、SS（≤150mg/L）、COD（≤100mg/L）8.2噪聲與振動(dòng)控制噪聲限值：晝間（6:00-22:00）≤70dB(A)夜間（22:00-6:00）≤55dB(A)控制措施：設(shè)備降噪：破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)置隔音罩（降噪量≥25dB(A)）施工安排：高噪聲作業(yè)（如打樁）安排在晝間進(jìn)行振動(dòng)控制：盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度≤40mm/min，避免共振8.3生態(tài)保護(hù)水生生物保護(hù)：施工避開魚類產(chǎn)卵期（3-5月），必要時(shí)設(shè)置魚礁（混凝土塊體，尺寸1m×1m×1m）棄渣場選擇：遠(yuǎn)離敏感水域（距離≥5km），防止底棲生物棲息地破壞水土保持：裸露地表：施工結(jié)束后24小時(shí)內(nèi)覆蓋（草皮或土工布）邊坡防護(hù)：采用噴播綠化（草灌比7:3），覆蓋率≥90%環(huán)境監(jiān)測：生態(tài)監(jiān)測：每季度進(jìn)行1次水生生物多樣性調(diào)查水土保持監(jiān)測：每月1次水土流失量監(jiān)測，控制在500t/km2·a以內(nèi)九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與程序9.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)工程：隧道軸線偏差：≤100mm（貫通誤差）混凝土強(qiáng)度：≥設(shè)計(jì)值的115%防水性能：無滲漏，濕漬面積≤0.1㎡/100㎡基礎(chǔ)工程：碎石墊層：壓實(shí)度≥93%，承載力特征值≥150kPa基槽底面平整度：±50mm/2m通航設(shè)施：導(dǎo)流渠：底寬≥17.2m，水深≥3.5m助航標(biāo)志：燈光射程≥3km，信號準(zhǔn)確率100%9.2驗(yàn)收程序分部分項(xiàng)驗(yàn)收：隱蔽工程：施工單位自檢合格后報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，留存影像資料分項(xiàng)工程：每個(gè)分項(xiàng)完成后組織驗(yàn)收，合格率要求100%竣工驗(yàn)收：預(yù)驗(yàn)收：施工單