第二章 总体施工组织及规划

第一节 组织机构

项目组织机构图见图1-7。

图1-7 项目组织机构图

第二节 项目的策划与组织实施

一、施工区段的划分

根据本工程场地条件等特点,本项目区间原设计矿山法施工按四个工作面组织隧道开挖施工,后因征地、地质条件、周边环境及维稳等影响,取消2#竖井,增加19标盾构接收井工作面,部分矿山法隧道改为盾构法施工,按五个工作面组织开挖施工。隧道二衬也因前期隧道开挖施工滞后影响,后期采用五台模板台车进行衬砌施工,并加大了二次衬砌的各项资源投入,弥补了因各种原因耽误的时间,圆满完成了轨道办、地铁公司节点目标和总工期,如期交验铺轨。

二、项目管理模式

采用集团公司B类项目的模式管理,三处有限公司受集团公司委托,组建项目经理部,对本标段工程建设的安全、质量、进度、成本等进行现场管理,确保对业主的各种承诺全面履约。

项目部围绕工程施工安全、质量、进度、成本等方面,对所承担工程进行有效的施工组织管理,做好施工中的内部与外部关系协调。

三、分包工程管理模式

严格执行三处关于分包管理相关条例,分为专业分包和劳务分包两种。专业分包主要有连续墙、防水、土石方外运等,劳务分包主要有隧道开挖初支、二衬(钢筋、混凝土、模板、脚手架)等。

四、队伍选择

施工队伍以社会资源为主。对单一工序小项目需外选队伍时,按工程项目类型和施工阶段的不同,一是从与各单位曾经协作或正在协作的合格承包队伍中选择,二是从当地合格承包队伍中选择,并经项目部和公司合同管理部门审查确认,签订合同后才进场施工。

五、施工总进度计划

本工程实际开工日期为2008年3月8日(1号竖井),完工日期为2010年4月30日,总工期为784天。

六、主要进度指标(区间矿山法正洞)

1.Ⅴ、Ⅵ级围岩开挖支护施工进度指标:15~30m/月;

2.Ⅳ级围岩开挖支护施工进度指标:30~45m/月;

3.Ⅱ、Ⅲ级围岩开挖支护施工进度指标:50~60m/月;

4.衬砌施工进度指标:60~90m/月。

七、进度指标编制说明

Ⅱ、Ⅲ级围岩主要分布在1#竖井~3#竖井之间,为中、微风化混合花岗岩,采用钻爆法开挖,循环进尺拟定为2m。由于深圳市化轻公司夜间不配送火工品,且综合考虑竖井提升能力、雨天无法及时出渣等因素,按每天1个循环(进尺2m)计算,进度指标为60m/月。

Ⅳ级围岩主要分布在3#竖井~标段终点CK33+660.25区间段,为强风化混合花岗岩,围岩呈砂砾状或碎石状。隧道开挖后拱部无支护时极易产生较大的坍塌,边墙易失稳,因此隧道开挖后需及时支护封闭。格栅钢架间距为0.75m,按每天2个循环(进尺1.5m)计算,进度指标为45m/月。

Ⅴ、Ⅵ级围岩主要分布在明挖~1#竖井区间段,为砂层、砂质黏性土及全风化混合花岗岩,围岩自稳性差,极易坍塌。采取超前支护、短开挖、早封闭的顺序组织施工。格栅钢架设计间距为0.5m,按每天2个循环(进尺1m)计算,进度指标为30m/月。

八、质量目标

坚持依靠科技领先、实施精品战略,做到“百分之百地执行标准;百分之百地兑现合同;百分之百的质量合格;百分之百的用户满意”。

对区间隧道工程质量目标:严格按照业主要求标准施工,工程合格率达到100%,优良率达到95%以上;工程质量等级优良,确保在国内同类工程中达到领先水平,创深圳市优良样板工程。

九、安全生产管理目标

实现“六无,三消灭,一创建”。六无:无因公死亡事故,年重伤率不大于万分之五;无拆迁工程事故和设备安装工程重伤以上(含重伤)事故;无触电、物体打击、高空坠落等事故;无重大机电设备事故、重大交通事故及火灾事故;无因施工造成地表沉陷及由此导致交通中断、通信中断、漏水、漏气等重大事故;无10人以上集体中毒事故。三消灭:消灭违章指挥,消灭违章作业,消灭惯性事故。一创建:创建安全文明样板工地。

十、文明施工与环境保护目标

施工期间,认真执行国家及地方相关法律的规定,依法文明施工,尽可能减少施工期间对居民生活的影响,积极协助地方政府做好施工期间的安民维稳工作。保持施工现场整洁,采取一切合理措施避免因施工引起的噪声、环境污染及其他因素对公众或公共财产等造成的伤害或妨碍,树立良好的地铁施工形象。

第三节 项目管理

一、技术管理

项目部设总工程师1人,负责整个项目的技术管理,与项目经理、副经理构成横向技术管理层,与项目部的工程部技术人员和其他部门形成技术管理组织机构。项目部技术管理层直接、统一对各个劳务层进行单独技术交底和管理。

鉴于18标从招标开始因时间仓促,沿海地层勘察精度较差,工程地质及水文地质条件极其复杂,周边环境复杂,对本项目技术管理提出了非常严格的要求。面对不同地质不同施工措施和工艺,项目技术管理工作增加较大难度,项目部总工坚持从基础抓起,亲自主持施工方案和工序等的技术交底工作,同时加强对技术干部在现场的培训和指导。针对遇到不同地质变化情况,及时给予现场技术支持,对现场技术管理有针对性地制定了相关奖罚制度和措施,激励技术人员努力适应和胜任本职工作。

技术管理主要围绕设计意图展开。对外加强与业主、设计、监理的技术协调工作,对现场出现的问题及时开会反映上报,以达成共识,并及时整理相关变更资料;对内依据设计图,认真提出设计图审查意见,及时跟踪落实。认真编制施工组织设计和专项施工方案等,请专家评审后再进行交底实施。

加强设计优化至关重要。本项目因明挖段侧楼房开裂,为确保稳定和谐,将地质条件最差地段由矿山法改为盾构法施工,并得到市政府办公会的批准。

结合现场实际情况,充分借助专家力量制订超前预处理措施,对现场出现的问题及时采取针对性措施,并请专家进行评估及方案审定,如明挖渡线段五条短隧道、隧道坍塌处理及沉降超限等处理,采取比较安全可靠的措施进行施工,对整个工程采取有效的控制手段。

二、安全管理、文明施工及环境保护

执行一岗双责制,项目经理在履行管理工作岗位职责的同时对整个项目的安全管理负责,其余所有管理人员在履行工作岗位职责的同时履行安全岗位职责,文明施工及环境保护纳入安全管理,按集团公司管理体系文件要求开展工作,制定安全、文明施工、环境保护和职业健康目标。

严格遵守国家、深圳市及行业标准,严格控制施工污水、有害烟尘和固体废弃物排放,施工噪声、水土流失控制达到国家及深圳市环保标准。

坚持“以人为本”的原则,严格控制重大职业病,确保员工的身体健康和生命安全。

项目部设安全环保部,各工点设安全管理员、班组设安全员,负责现场施工安全和环境保护日常管理。各级安全管理系统和各级安全管理人员构成整个项目部的安全与环境保护管理体系。

在工程建设中,18标的安全管理受市安检站、轨道办、环保局、地铁公司、监理单位等多方的监督检查,大多按月、季、半年和年度进行现场检查或评比,有时进行现场突击检查,对检查出现的问题迅速进行整改并回复。驻地业主代表和监理则参与现场日常安全监督检查。按深圳市安检站要求,进场的所有工作人员进行安全培训,考试通过后办理平安卡。

在日常管理中,项目部制定对各工区在各级检查中出现问题的整改督导和奖罚制度,并编制施工安全专项方案、应急预案、重大危险源管理方案,按程序审批后进行交底。

项目部各工点实行每周、每月一次安全文明施工检查,现场监理也实行每周、每月一次安全文明施工联合检查,项目部派员参加。

安全管理、文明施工及环境保护已成为各方的管理工作重点,通常在各级生产会议,尤其是每天的项目部交班碰头会、周生产例会、监理例会上,这方面的内容作为会议的重点关注对象。

三、质量管理

项目经理为质量管理第一负责人,与副经理、总工程师、各部门、各工点现场管理人员和作业班组质量管理员构成质量管理体系,日常质量管理业务归口在项目工程部。

18标的工程质量受深圳市建设局、市轨道办、市质检站、地铁公司、监理、设计院、集团公司各方的监督管理。针对18标工程地质及环境复杂、施工难度大、工程质量要求高的特点,项目部编制了详细的质量管理办法及质量管理方案,分阶段、分工序、分层次进行施工质量标准控制和技术交底。

在日常质量管理中,各级工程质量检查与评比和安全文明施工检查评比合在一起进行,各级生产管理会中质量管理作为会议主要内容之一,项目部每周生产交班会、每天交班碰头会、周监理例会都重点强调质量管理。项目部针对性地制定了质量管理奖罚制度,对各工点在各级检查中出现的问题认真及时地进行督导整改,把好工程质量现场关。

通过各方努力,本区间隧道在克服了涌砂突泥、上软下硬、填海地层等复杂条件下顺利完工,区间隧道外观质量良好,整个项目工程一次顺利通过验收,工程质量合格率100%,优良率90%以上。

四、进度管理

按照与地铁公司签订合同的工程总工期及相关节点目标,项目部分阶段进行工期目标分解,制定相应的节点工期目标,项目分年度、季度、节点工期目标进行管理和考核。18标土建工程在2010年4月30日完成区间隧道主体二衬的贯通,为2011年6月30日开通运营创造了条件。

合同开工日期为2007年12月28日,按中标通知书中指明的合同工期(491天)计算,合同竣工日期应为2009年5月1日。但自工程实际开工以来,由于诸多方面的原因造成工程未能在预定合同竣工日期内完工。主要影响因素如下:

(1)受征地、管线改迁及交通疏解影响,实际开工日期拖后。1#、3#竖井占用盐田村地块,征地协调难度极大。明挖渡线段管线改迁工程量大且繁杂,且改迁施工与7标西乡站场地相互干扰,由此导致1#竖井实际进场开工日期为08年3月9日,3#竖井实际开工日期为08年3月18日,明挖段实际开工日期为08年4月11日。2#竖井由于占用盐田村荔枝园地块,征地困难而被迫取消,因此原计划的3个竖井减少为2个,隧道施工作业面的减少对整个工期影响较大。

(2)1#、3#施工竖井设计均在右线隧道正上方,左线隧道出渣受到严重干扰,四个工作面工序组织协调非常困难,对进度影响较大。

(3)前期3#竖井施工用电就近安装了工业用电,天气炎热时采取“停三供四”的方法缓解用电压力,对施工进度产生一定影响。

(4)部分区间原设计方案不能实施(主要体现在部分矿山法隧道工法变更及3#井向终点里程方向地质变化较大),严重影响施工进度。

(5)明挖渡线段基坑开挖后附近楼房对失水的高度敏感性,致使居民不断投诉和干扰施工,延迟工期约5.5个月。

工程在建设期间,通过局指、三处有限公司、项目部不断向地铁公司反映和沟通,终于促成部分隧道矿山法改为盾构法施工。同时,经过1号线分公司与地铁有限公司、轨道办等多次沟通,最后也将隧道完工节点工期调整到2010年4月30日。通过项目部不懈努力,科学组织,加大劳动力、材料、设备等投入,最后按期、安全、顺利完成标段施工任务。

工程施工中,项目部对各工作面分别制定了年度、季度、月、周进度与产值计划。明确了各工点开工、明挖渡线段连续墙施工、土方开挖及完成、底板浇混凝土及顶板封顶、区间隧道竖井开挖到底、通道完成、隧道开挖贯通、隧道衬砌开工与完工、盾构下井组装、盾构始发与到达、区间隧道分段交验等方面的节点考核目标,除了不可抗拒的重大因素外,严格进行了奖罚考核。

在各工点(工作面)编制完善各项计划和节点计划的基础上,项目部为确保计划可行,在人员、设备、材料等资源配备上加大投入,满足现场需要,保证措施有力。同时在集团深指每月施工生产会的基础上,项目每周组织召开一次周例会,各工点每天分别组织召开生产碰头会。存在突出问题时,项目部及时组织召开针对性的专题会,现场解决突出问题。经过项目部全体的共同努力,除个别无法克服的困难影响使少量节点目标稍有滞后外,大多的节点目标如期达到或提前达到。

五、经营合同管理

18标项目合同的主要边界条件是:承包商进场后应进行地质资料的补勘,合同总价不因地质条件变化而调整。而本项目前期在设计勘察时因时间仓促,无法详细对隧道沿线环境和地质进行详细勘查,尤其沿海填石地层。在本项目明挖渡线段基坑开挖期间,连续墙无明显渗漏水、无接头开裂和涌砂突泥情况下,仅在基坑底部进行少量抽排水,而附近楼房发生了不均匀沉降、开裂,由此得出楼房基础对失水的高度敏感性和明挖段大里程方向矿山法隧道无法实施的结果。

项目经营合同管理分合同工期履约管理、施工图设计的优化变更、正常变更设计和保险索赔、项目部成本管理、对内对外验工计价、项目部对各分包监督等方面。

经营合同管理由项目经理主抓,归口到计财部,工程部直接负责基础资料收集汇总等工作,其他相关部门和人员配合。

其次是保险索赔方面,抓好保险索赔既能妥善处理好施工对构筑物的局部不良影响涉及各方的矛盾,又能适当弥补成本亏损。虽然不能有大的经营成果,但保险索赔程序有法有据,施工后若有影响需鉴定后才能确定是否赔偿,而本项目保险合同(1号线与人保签订)条款约定较死,很难突破。

六、资源管理

18标的部分主材(如钢筋、商品混凝土、防水材料等)由业主组织招标确定厂家统一供给,由项目部在规定范围厂家选择。火工品通过民爆公司自购,其他零星材料及二、三类料全部自购。大堆料水泥、砂、碎石管理在现场成立采供站,由项目部的设物部统一询价后选择厂家。项目部负责对所有材料的计划、采购、进场检验和现场管理。

项目部计财部负责资金往来管理,项目经理负责资金拨付使用审批把关。工程资金原则上来自合同预付材料款和进度验工计价款,项目部财务根据各分包协作方承担工程量和月、季、年度验工计价款支付。

人员、机械设备和料具由项目部按照施工组织统一进行配备和管理,资源共享,合理调整,确保不同阶段的施工人员及设备及时到位配足。因区间隧道开挖时间长、地质差,为赶工期增加了多个开挖和衬砌工作面,实际投入的设备和人员也相应增加。

七、施工协调

征地、管线拆迁与保护、施工期间的交通疏解、对既有建筑和周围环境的影响,是施工协调工作量最大、涉及面最广的外部协调,主要由项目部经理牵头,书记、办公室等相关人员进行协调和问题处理。

外部协调:本项目最大一项外部协调成功实例就是租用19标盾构接收井。之前因3#井向标段终点里程方向开挖地层条件极差,涌水量大,上台阶拱脚经常出现涌砂突泥,采用降水措施后效果也不明显,深孔注浆试验效果也不好,每月进尺约20m。2009年9月份,经倒排工期计划后,发现如果再按照现有方案独头掘进,势必无法保证业主要求的工期,故项目部先后通过业主、监理召开3次较大协调会,确定10月份进场,利用19标盾构接收井场地增开工作面,使得隧道左右线均多开挖100多米,压缩工期约2个月。

内部协调组织:在项目部统一管理资源的情况下,施工协调主要体现在工作面较多情况下,将施工场地、材料、机具设备、人员(管理及劳动力)等方面实行统一机动调整分配,充分科学利用本项目资源,以确保关键重点控制工作面资源充足。

施工场地方面:如明挖渡线段,在前期段施工接近结束时,因盾构始发需利用本场地,通过项目部统一协调,为确保总工期,将后期组织的盾构施工作为重点,抓紧时间及时施作盾构始发场地,临建和原有生活区临建部分改造后直接转给盾构队伍使用,为后期盾构顺利始发创造了良好的施工条件。

施工材料和机具设备:在暗挖隧道施工期间,因隧道施工点就有4个,每个点少则2个工作面,多则4个工作面,经常出现水泵、注浆机、喷浆机等不够用情况,但通过项目统一调整,在每天碰头会上沟通协调,及时从相邻工点调配,满足了现场施工需要。

2010年2月,隧道二衬进入施工高峰期。原计划3台模板台车,从1#井下放一台,3#井下放两台(分别向1#井及19标方向),但鉴于1#井左线隧道突遇涌砂突泥地层,需要临时先将二衬施作完成以确保安全。经项目部多次论证,将3号台车紧急调到1#井,先衬砌1#井左线西乡方向,其余两台按照原方案衬砌左右线1#~3#井方向,为此造成这两台衬砌任务较为紧张。后期在19标盾构接收井增加开挖面后,及时从局内部单位租用两台模板台车,主攻3#井向19标盾构接收井之间隧道二衬,经过科学组织和合理调整,确保了本段提前20天完成衬砌施工,保证了节点工期。

此外,各工点在征地拆迁、管线拆迁与保护、交通疏解、周围环境和建筑影响也是施工协调的主要内容,贯穿于开工到完工全过程,成立了由项目领导、部门负责人、相关人员组成的协调小组开展各项工作,成为工程建设协调不可缺少的一个重要环节。

八、施工决策

项目经理组织主要管理人员及现场工人进行充分讨论分析,项目总工程师主持各项方案编制与会审,详细制定实施步骤及控制要点,达成共识后现场认真贯彻落实,项目领导和各部门现场检查督导。

前期根据本项目工点分散的实际情况,施工场地协调完成一个就立即开工,尽量保证隧道开挖工作面的优先。如1#井2008年3月8日进场施工,3#井2008年3月18日进场施工,实行分阶段进场。2#竖井因业主征地问题,同意取消。

本项目几次较大决策:

(1)1#、3#竖井隧道开挖协作队伍退场,对工期影响较大,主要因为协作单价较低,工人工资低,人心不稳定,现场不听指挥,遇地质条件比较复杂段,更是雪上加霜,隧道开挖不及时支护,经常造成现场险象环生。后经领导认真研究,将不能很好履约的施工队伍及时清理出场,调整了施工队伍,同时调整施工单价,极大地推动和保证了现场施工组织顺畅。

(2)对协作队伍在特殊地层开挖的单价调整,极大鼓励了施工人员的积极性,施工现场进一步改观和规范,工人基本服从各项管理,态度明显改观。积极性调动起来后,现场质量、安全、文明施工有了较大提高,同时进度得到了保证。

(3)二衬抢工阶段。开始因劳动力等资源不足,台车下井一个月未能有效组织二衬施工。主要问题是劳动力严重不足,工作面经常出现空挡情况,后经项目部组织几次专题研究,及时加大投入,并制定奖罚制度和措施,很大程度上提高了作业人员的积极性,促进了二衬施工进度。实践证明,抢工阶段的及时调整赶工措施,实施项目目标的动态控制,切实可行地保证了总工期。

(4)部分区间矿山法暗挖隧道改为盾构法施工并成功实施,切实归避了一定的施工风险,同时在工程二次经营及成本方面有了重大突破。针对填海地层的特殊性、周边环境的复杂性、典型上软下硬的地层(隧顶上盖砂层),隧道本身施工风险就较大,如何确保周边建筑物的安全更是毫无把握。后经项目领导班子统一认识,努力与局指、公司、监理、地铁公司(1号线公司)、建设局、轨道办等单位协调沟通,达成共识,并在最后抢工期阶段,不遗余力,加大资源投入,取得了较为明显的成绩,也促使本项变更得到市政府同意。通过盾构变更,最大限度地降低了新湖路段隧道采用矿山法施工安全、质量、进度、成本等方面的风险和损失。

第四节 项目施工风险及对策

本项目突发事件较多,主要集中在以下几个方面并进行特别策划。

一、明挖渡线段基坑及五条短隧道开挖引起地层失水

明挖渡线段基坑开挖及5条短隧道开挖失水导致周边小区楼房开裂受损。后期对楼房采用加固补强及居民房内装修恢复。

沉降原因分析:

(1)楼房建于1998年,房屋距基坑边为9.8m,基础型式为15m深的沉管灌注桩,且桩底进入岩层为砂质黏性土层、全风化地层,为摩擦桩,桩基基础较差,对地层变化的影响反应敏感,安全储备系数低,在地层发生变化后,桩周摩擦力损失,造成桩基下沉。

(2)房屋地基多次受扰动。

前期紧贴房屋基础的管线改迁较多,道路下方雨水、污水管在基坑施工前改迁开挖时(开挖深约5m)土体产生扰动,由于该处管线密集,无法严格碾压密实,回填层松散、土质不均,上部机动车长期动荷载影响较大,造成地面下沉,引起建筑物下沉。

前期连续墙及导墙换填块石层施工时,也对土体产生了一定的扰动。

(3)由于地表回填杂石层较厚,填石层的缝隙相互连通,在连续墙施工时,引起地表水损失,碧海湾小区11栋楼房离连续墙施工距离较远影响较小。

(4)采用矿山法施工隧道时,势必会造成地下水土流失和围岩扰动。一是地下水位变化,而房屋基础为筏板基础形式,且处于砂层和砂质黏性土地层,地层失水后易压缩、固结;二是地层出现一定松弛,地层下沉,造成楼房基础一起下沉。

(5)道路对应的隧道里程段属于Ⅳ~Ⅴ级围岩,隧道开挖时渗水量较大。本区间隧道施工前在宝安大道旁及人行道上实施降水井降水,由于孔隙水与裂隙水相互连通,导致地表水流失,水位降低,引起道路下沉。

主要对策:

(1)加强已支护段(地面沉降超限段)监测及分析。

(2)及时施作初支背后回填注浆,防止背后孔隙造成地层产生松弛;同时,加强未完全封闭的初支(上台阶)背后注浆压力控制,防止浆压过大造成上台阶初支沉降超限。

(3)加强超前小导管注浆压力和浆量控制。一是施做好止浆墙,防止窜浆;二是控制浆压和胶凝时间,提高注浆加固效果。

(4)加强地面降水管理和监测。在隧道开挖约50m后立即停止降水,防止宝安大道沉降过大,危及市政地下管线。

(5)加强现场施工组织,保证隧道快速开挖、支护快速封闭成环,最大程度控制沉降。

(6)隧道两侧建筑物对地下失水变化的高敏感性,将周边建筑较多的新湖路段改为盾构法施工,防止周边建筑物受损。

二、由于地质条件极差引发隧道坍方

1#井向西乡方向新湖路下矿山法隧道开挖共出现4次较大险情,其中1次影响较大。主要对策:(1)针对地质较差隧道开挖制定完善、可操作性强的应急预案,并做好应急响应演练。(2)完善应急响应抢险救援小组机构。(3)加强对外协调工作,确保事态在出现后不继续扩大,把影响降低到最小范围。(4)明确总负责人及抢险负责人,各负其责,地面和洞内处理措施得当,防止仓促处理出现意外情况及为以后施工造成障碍。(5)充分利用内、外部资源的帮助。如在2008年10月12日1#井左线隧道大坍方时,局处领导亲临现场指挥,并及时在局内调动一切可利用的资源,共同处理险情,避免了次生灾害的发生。

第五节 经验与教训

标段区间隧道单价过低,易引发合同纠纷及现场问题,对实现项目各目标极为不利。因此一个项目应从招投标开始仔细分析其实现各种目标的边界条件,决策至关重要。

本标段为设计、施工总承包,设计概算2.1亿,合同总造价为13482.59万元(其中包含暂定金1249万元),本工程标底为1.9亿元,中标价相对标底下降29.04%。

由于1#井至西乡方向新湖路下隧道地质复杂而单价较低,造成工人收入与劳动强度不成正比、人心涣散,导致现场管理难度增加,进度、安全、质量、文明施工等都很难落实,项目履约成了重大问题。施工过程中更换了两次队伍,仍然不理想,最后将开挖施工统一纳入项目部直接管理,以班组承包模式,有效解决了现场人、机、料不到位的问题,提高了劳动效率。