深圳春風(fēng)隧道施工方案一、工程概況1.1項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5078米，其中盾構(gòu)段長3603米，采用直徑15.8米的泥水平衡盾構(gòu)機施工。隧道為深圳首條"單洞雙層"結(jié)構(gòu)的機動車隧道，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)計速度60千米/小時，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：5078米，其中地下隧道段4600米盾構(gòu)段長度：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)計時速：60千米/小時結(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：場地平整、圍擋搭設(shè)、臨時設(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)機組裝調(diào)試盾構(gòu)掘進(jìn)階段：盾構(gòu)機始發(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)驗收及通車準(zhǔn)備階段：分部分項驗收、竣工驗收、通車準(zhǔn)備2.3施工平面布置西區(qū)施工現(xiàn)場：設(shè)置盾構(gòu)機組裝場地、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：設(shè)置盾構(gòu)接收場地、材料堆放區(qū)、臨時加工區(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)機組裝與調(diào)試"春風(fēng)號"盾構(gòu)機總重4800噸，總長135米，開挖直徑15.8米，裝機功率1.15萬千瓦。盾構(gòu)機組裝采用"分塊吊裝、現(xiàn)場組拼"方案，先進(jìn)行主機吊裝，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)壓力測試刀盤轉(zhuǎn)動系統(tǒng)調(diào)試推進(jìn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)測試泥水環(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，采用分級掘進(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：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)難題難點表現(xiàn)：隧道穿越80%以上硬巖段，部分地層巖石抗壓強度達(dá)240兆帕，導(dǎo)致盾構(gòu)機刀具磨損嚴(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，增加中心魚尾刀和邊緣刮刀，提高破巖效率采用分級掘進(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)測模型，根據(jù)巖性動態(tài)調(diào)整刀具配置4.1.2斷層破碎帶處理難點表現(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)報系統(tǒng)，提前探明斷層位置和規(guī)模對斷層破碎帶采用"管棚+注漿"超前加固措施，管棚長度10-15米控制盾構(gòu)機姿態(tài)，減少對圍巖的擾動加強同步注漿和二次注漿，填充圍巖空隙增加洞內(nèi)監(jiān)測頻率，實時調(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-反饋-調(diào)整"動態(tài)控制體系，監(jiān)測頻率1次/天采用微擾動掘進(jìn)技術(shù)，控制土倉壓力波動在±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)測技術(shù)，實現(xiàn)地表沉降全域監(jiān)控4.2.2既有線路保護(hù)難點表現(xiàn)：隧道下穿地鐵1號線、廣深鐵路等既有線路，需確保運營安全。解決方案：制定專項保護(hù)方案，獲得相關(guān)部門批準(zhǔn)后實施施工期間地鐵及鐵路線路監(jiān)測頻率提高至2次/天采用低推力、低轉(zhuǎn)速掘進(jìn)參數(shù)，減少振動影響線路下方設(shè)置加強型管片，提高結(jié)構(gòu)剛度建立應(yīng)急聯(lián)動機制，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表現(xiàn)：單洞雙層結(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)平臺采用移動式腳手架體系，減少滿堂支架用量優(yōu)化施工工序，減少上下層交叉作業(yè)時間加強施工過程中的結(jié)構(gòu)監(jiān)測，確保施工安全4.3.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)與盾構(gòu)管片連接難點表現(xiàn)：上下層車道板與盾構(gòu)管片連接節(jié)點復(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)制時精確預(yù)留連接鋼筋，位置偏差控制在±10mm以內(nèi)節(jié)點部位采用加強型鋼筋構(gòu)造，提高抗剪能力采用無收縮混凝土澆筑節(jié)點部位，確保密實度對連接節(jié)點進(jìn)行100%無損檢測五、施工進(jìn)度計劃5.1關(guān)鍵線路計劃前期準(zhǔn)備及西側(cè)工作井施工：6個月盾構(gòu)機組裝調(diào)試：3個月盾構(gòu)掘進(jìn)施工：36個月（平均月進(jìn)尺100米）東側(cè)明挖段施工：18個月內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工：12個月機電安裝及裝飾裝修：10個月系統(tǒng)調(diào)試及驗收：4個月5.2主要節(jié)點控制盾構(gòu)機始發(fā)：開工后9個月盾構(gòu)機到達(dá)中間風(fēng)井：開工后21個月盾構(gòu)機接收：開工后45個月主體結(jié)構(gòu)完工：開工后50個月機電安裝完工：開工后60個月竣工驗收：開工后64個月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，實行24小時連續(xù)作業(yè)建立周進(jìn)度考核機制，及時調(diào)整資源配置儲備關(guān)鍵材料和設(shè)備，確保施工連續(xù)性與周邊社區(qū)建立溝通機制，減少施工干擾六、資源投入計劃6.1主要施工機械設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量用途泥水平衡盾構(gòu)機Φ15.8m1臺隧道盾構(gòu)掘進(jìn)液壓抓斗SG40A2臺地下連續(xù)墻施工履帶起重機300t2臺設(shè)備吊裝挖掘機PC3606臺土方開挖裝載機ZL504臺材料轉(zhuǎn)運瀝青攤鋪機ABG88202臺路面攤鋪壓路機DD1304臺路面碾壓混凝土輸送泵HBT806臺混凝土澆筑6.2勞動力投入計劃本工程高峰期投入勞動力約800人，主要工種配置：管理人員：120人（含項目管理、技術(shù)、質(zhì)量、安全等）盾構(gòu)施工人員：200人（分2個班組，24小時作業(yè)）土建施工人員：300人（含鋼筋工、木工、混凝土工等）機電安裝人員：150人（含電工、焊工、管道工等）其他人員：30人（含普工、司機、后勤等）6.3材料供應(yīng)計劃鋼材：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，采用華潤水泥砂石料：高峰期月需量約15000立方米，本地砂石場供應(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)針對全斷面硬巖地層，開發(fā)了"動態(tài)刀具管理系統(tǒng)"，通過實時監(jiān)測刀具振動、扭矩等參數(shù)，預(yù)測刀具磨損情況，實現(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泥水倉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施工管理平臺搭建了基于BIM和三維GIS的施工管理平臺，實現(xiàn)了以下功能：施工進(jìn)度可視化管理三維地質(zhì)模型與實際掘進(jìn)對比分析施工風(fēng)險動態(tài)評估與預(yù)警設(shè)備運行狀態(tài)實時監(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)，實現(xiàn)攤鋪厚度、高程的實時監(jiān)控和自動調(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)測技術(shù)創(chuàng)新7.3.1智能監(jiān)測系統(tǒng)建立了包含以下監(jiān)測內(nèi)容的智能監(jiān)測系統(tǒng)：地表及建筑物沉降監(jiān)測（精度±0.1mm）隧道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測盾構(gòu)機姿態(tài)監(jiān)測管片應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測地下水位監(jiān)測監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至管理平臺，實現(xiàn)異常情況自動預(yù)警。7.3.2InSAR衛(wèi)星遙感監(jiān)測采用InSAR衛(wèi)星遙感技術(shù)，對隧道沿線2平方公里范圍進(jìn)行每周一次的沉降監(jiān)測，實現(xiàn)了大范圍、高精度的地表變形監(jiān)測，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，實行質(zhì)量責(zé)任終身制。關(guān)鍵質(zhì)量控制點：管片預(yù)制質(zhì)量：強度、抗?jié)B性、尺寸偏差盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)：土倉壓力、推進(jìn)速度、注漿量混凝土工程：配合比、坍落度、養(yǎng)護(hù)時間防水層施工：搭接寬度、粘結(jié)強度路面工程：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)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測瓦斯、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)險管控措施建立施工風(fēng)險分級管控機制：極高風(fēng)險：盾構(gòu)下穿鐵路、地鐵、重要建筑物（每日研判）高風(fēng)險：硬巖段掘進(jìn)、斷層破碎帶穿越（每周研判）中風(fēng)險：明挖基坑開挖、結(jié)構(gòu)施工（每月研判）低風(fēng)險：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，車輛沖洗干凈后方可出場施工現(xiàn)場裸土覆蓋率達(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)擴大采用高壓水沖洗或人工清理等方式解除卡盾必要時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調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)，快速通過不良地層加強監(jiān)測，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，必要時采用臨時支護(hù)措施9.2.2結(jié)構(gòu)裂縫處理對裂縫進(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監(jiān)測，評估裂縫對結(jié)構(gòu)安全的影響9.3應(yīng)急資源配置應(yīng)急救援隊伍：2支專業(yè)應(yīng)急分隊，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，工程搶險車2輛通訊設(shè)備：衛(wèi)星電話2部，對講機20臺醫(yī)療急救：配備急救箱和常用藥品，與附近醫(yī)院建立聯(lián)動機制十、驗收標(biāo)準(zhǔn)與流程10.1驗收標(biāo)準(zhǔn)本工程驗收執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：《城市道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》（CJJ1-2008）《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50299-2018）《盾構(gòu)法隧道施工及驗收規(guī)范》（GB50