轨道交通线盾构下穿构筑物碴土运输改进注浆系统专项施工方案73页.doc
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2024-09-04
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1、正本轨道交通线盾构下穿构筑物碴土运输改进注浆系统专项施工方案编 制: 审 核: 批 准: 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位: 编 制: 审 核: 批 准: 目录一、编制范围及编制依据51.1编制范围51.2编制依据51.3 编制原则5二、工程概述62.1工程概况62.2区域特征62.2.1 水文、地质特征6博物馆站工人文化宫站区间地质剖面图72.3气象特征72.4周边建筑物特征82.4.1哈博区间周边建筑物关系82.4.2博工区间周边建筑物关系10区间周边建(构)筑物位置关系图11三、施工对既有构筑物影响程度分析113.1地表隆陷变化规律111)盾构到达前112)盾构到达时1132、)盾构通过时114)盾尾通过时125)后期沉降123.2盾构掘进引起的地表沉降因素123.3地表建筑物对地表变形适应能力评估12建筑物的地基变形允许值122 有括号者仅适用于中压缩性土;134 倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值;133.4施工对地下管线影响程度分析13各种管线的允许沉降值143.5地表变形控制标准14四、工程特点及重难点分析144.1 风险因素分析及重难点14构筑物有限元分析评估154.2 重难点应对措施161)合理组织,确保施工的顺利完成162)加强协调、明确责任,确保盾构施工的有序进行163)加强监控1611)主要应对措施:17五、施工总进度安排185.1 施3、工部署18哈博区间施工部署示意图195.2盾构施工进度总体安排19六、盾构机穿越建(构)筑物的施工方法206.1线路周边建筑物调查206.2盾构机适应配置446.2.1 刀盘446.2.2刀盘驱动系统456.2.3 盾体456.2.4碴土运输系统476.2.5改进注浆系统486.3采用特殊管片496.4加强施工措施501)采用试验方式确定掘进参数502)严控各项指标506.5 强化管控措施511)组织管理措施512)质量保证措施526.6拟定下穿建筑物掘进参数53(1)合理设置土压力值,防止超挖和欠挖53(2)少纠偏,特别是大量值的纠偏53(3)降低推进速度,减小盾构对土体的挤压53(4)同步4、注浆采用可硬性浆液54(5)据合理布置的监测控制点,保证同步注浆量54博工区间穿越建筑物盾构掘进参数546.7 穿越后施工措施566.8对周边建(构)筑物的监测56(2)监测方法56(1)观测点埋设57(2)监测方法57七、施工保证措施607.1 组织管理措施60(4)成立监测小组,对下穿的建筑物实时监测。607.2技术保证措施607.2.1技术管理措施607.2.2防喷涌的技术措施617.2.3盾尾发生泄漏现象时的技术措施617.3安全保证措施622、尽量避免在隧道内进行焊、割作业。627.4文明施工保证措施637.5质量保证措施631)施工过程质量控制632)监测质量保证措施64八、应急预5、案658.1重大风险源应急措施658.1.1 盾构机下穿建(构)筑物风险65建筑物沉降及应对措施668.1.2 路面坍塌风险678.1.3 盾构机下穿地下管线风险678.2应急救援组织机构与职责688.2.1应急组织机构688.2.2职权分工698.2.3应急处理程序698.2.4建立救援小组698.2.5应急救援措施698.2.6各项应急预案事故后处理工作708.3事故应急保障措施708.3.1 通信与信息保障708.3.2 交通运输保障728.3.3 医疗卫生保障728.3.4 应急物资保障72一、编制范围及编制依据1.1编制范围编制范围为XX市轨道交通2号线七标XX站站博物馆站区间、博物6、馆站工人文化宫站区间内隧道施工影响范围内的建(构)筑物、市政管线(设施)施工的总体施工方案部署、工期进度安排、设备、劳动力、资金投入计划及分项工程施工工艺、施工方法、技术措施等;以及为实现本项目中的工期、质量、安全、环保及文明施工等目标而采取的保证措施。1.2编制依据(1)地铁设计规范 (GB50157-2013)(2)地下工程防水技术规范 (GB50108-2008)(3)人民防空工程设计规范 (GB50225-2005)(4)铁路隧道设计规范 (TB10003-2005) (5)建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2012) (6)地下防水工程质量验收规范 (GB50208-2011) (7、7)地下铁道工程施工及验收规范 (GB50299-1999(2003版)(8)钢筋机械连接通用技术规程 (JGJ107-2010)(9)城市轨道交通地下工程建设风险管理规范(GB50652-2011)(10)XX地铁2号线管线设计图纸及管线物探、调查资料。(11)XX站站博物馆站、博物馆站工人文化宫站区间盾构区间施工设计图。(12)电建指挥部XX地铁2号线一期工程综合性施工组织设计。(13)中电科XX轨道交通有限公司XX市轨道交通2号线一期工程总体工期筹划。1.3 编制原则 1)确保技术方案针对性强、操作性强;施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程8、地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机械设备。 2)盾构侧穿、下穿施工确保安全放在首位,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的原则,建设、设计、施工、监理等单位和部门必须严格执行相关管理办法及规定。 3)坚持“因地制宜,技术可靠,经济合理”的原则。结合工程环境,合理配置资源,不断优化施工技术方案,积极应用“四新”(新技术、新材料、新工艺、新设备)成果。 4)盾构掘进过程中对周围环境的影响降低到最小,严格控制地表沉降。 5)保证盾构掘进时能够顺利安全地通过及地面建(构)筑物的绝对安全。二、工程概述2.1工程概况XX站站博物馆站区间位于XX市南岗区,主要沿颐园街进行敷9、设,起讫里程CK18+ 585.584CK19+ 174.905,区间长度589.321m,隧道埋深范围9.5m10.69m。地处于松花江阶地及岗阜状平原交接处,地质主要为粉质粘土,局部为粉砂层。盾构区间线路出XX站后下穿颐园街,经过银行街后左、右线分别以R=2500m、R=2000半径将线间距由15.7m渐变至9.2m,经过邮政街后左、右线分别以R=330m、R=450m半径将线间距由9.2m渐变至15.5m;区间线路为单向坡,纵坡为26.074。博物馆站文化宫站区间沿国民街与中山路进行敷设,所经区域为繁华的商业区,沿线下穿、侧穿较多建筑物,同时下穿马家沟河道,沿线上部交通状况比较复杂。起讫10、里程CK19+318.235CK20+498.061,左线采用盾构法施工,区间总长1182m;右线采用盾构法+矿山法进行施工,右线盾构区间长826m,矿山法区间长361.7m;埋深范围7.3419.2m。区间线路(右线)出博物馆站后以两个R=1200m半径反向曲线由国民街路北侧转至路中穿越,过马家街、光明街、河沟街后以R=450m半径曲线下穿马家沟河,过永和街后以R=450m转至中山路下穿越,区间纵坡大体呈“V”型,以2坡出博物馆站后,采用480m长29、350m长3.94下坡至最低点,再以250m长25接至工人文化宫站。2.2区域特征2.2.1 水文、地质特征XX站站博物馆站、博物馆站工人文11、化宫站区间地处于岗阜状平原地区,地质主要为粉质黏土,局部为粉砂层,场地土层特征自上而下详细描述如下:人工填土层(Q4ml);上更新统XX组冲积洪积层(Q22h1)、中更新统上荒山组湖积层(Q22h1);中更新统下荒山组冲积层(Q21h1al);下更新统东深井组冰水堆积层(Q12dfgl);下更新统猞猁组冰水堆积层(Q11shal)基岩白垩系嫩江;两区间盾构主要穿越地层为粉质黏性土、粉砂。XX站站博物馆站区间地质剖面图博物馆站工人文化宫站区间地质剖面图2.3气象特征XX市气候的特点是四季分明,冬季漫长而寒冷,夏季短暂而炎热,而春、秋季气温升降变化快,属于过渡季节,时间较短。受地理环境、海陆气团和12、季风的交替影响,全市各季气候差异显著,变化很大。冬季在极地大陆气团控制下,气候寒冷干燥;夏季受副热带海洋气团影响,降水充沛,气候温热;春、秋两季因冬、夏季风交替影响,气候多变,春季多大风,降水少,易干旱;秋季降温剧烈,常有霜冻危害。2.4周边建筑物特征2.4.1哈博区间周边建筑物关系哈博区间上部道路狭窄、车流量大,且建筑物两侧建筑物众多,周边环境复杂。该段区间正穿1栋,侧穿22处建筑物,大部分建筑物年代较久远,基础形式主要以天然基础为主。XX站站博物馆站区间平面图该区间存在两处国家级重要文物保护建筑,主要为颐园街1号(革命领袖视察黑龙江纪念馆)及颐园街3号(XX犹太人活动旧址群斯基德尔斯基故居13、)1、革命领袖视察黑龙江纪念馆革命领袖视察黑龙江纪念馆平面图革命领袖视察黑龙江纪念馆剖面图2、 XX犹太人活动旧址群斯基德尔斯基故居(黑龙江老年大学)斯基德尔斯基故居平面图(黑龙江老年大学)斯基德尔斯基故居剖面图2.4.2博工区间周边建筑物关系本区间上部道路狭窄、车流量大,且建筑物两侧建筑物众多,周边环境复杂。博工区间共穿越42栋建筑物,其中正穿16栋,侧穿26栋;其中正穿建筑物中基础底部距离隧道顶部间距在6m范围内的有9栋,其中地下男人城最小间距2.3m; 侧穿建筑物距离隧道外边线的水平距离在6m范围内的有18栋(埋深在10-16m之间),其中7号住宅楼最小0.4m。同时该段区间存在一处国家14、级重要文物保护建筑,主要为XX犹太人活动旧址群梅耶洛维奇大楼(XX市少年宫)建筑。区间周边建(构)筑物位置关系图三、施工对既有构筑物影响程度分析3.1地表隆陷变化规律根据盾构施工特点,地表变形的变化发展过程可以分为五个阶段:1)盾构到达前盾构到达前,地表的变形取决于掘进过程中土仓压力和出土量的控制,当土仓压力较大而出土量较少时,地表呈隆起状态;当设定土仓压力小而出土量大时,地表呈沉降状态。2)盾构到达时盾构到达时,地表变形承接(1)阶段的发展。但变化速率增大。是地表隆陷的峰值段。3)盾构通过时盾构通过时,一般情况地表会呈沉降变化;若注浆及时饱满,充填率超过200时,会表现为隆起。4)盾尾通过时15、盾尾通过时,最易发生突沉,突沉量可达30mm,若注浆及时饱满,可控制突沉,甚至上隆,但随着浆液的固结收缩而逐渐下沉。5)后期沉降盾尾通过后,地表沉降速率逐渐减缓,沉降曲线趋于稳定。后期沉降主要是土体的固结沉降和次固结沉降,一般沉降时间较长,但沉降量也相对较小。3.2盾构掘进引起的地表沉降因素盾构掘进引起的地表沉降的因素有以下几个方面:1)开挖面土压不平衡引起的土体损失;2)盾构蛇行纠偏引起的土体损失;3)盾尾与衬砌环之间的空间未能及时充填引起的土体损失;4)注浆材料固结收缩;5)隧道渗漏水造成土体的排水固结;6)衬砌环变形和隧道纵向沉降;7)土体扰动后重新固结;3.3地表建筑物对地表变形适应能16、力评估根据对区间隧道上方建筑物综合情况的调查与评估,结合以往的施工情况,本工程线路上方建筑物在地表发生20mm不均匀沉降时将可能产生倾斜或结构开裂。根据建筑地基基础设计规范各类建筑物的允许倾斜和沉降值见下表。建筑物的地基变形允许值变 形 特 征地基土类别中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构基础的局部倾斜0.0020.003工业与民用建筑相邻柱基的沉降差框架结构0.002l0.003l砌体墙填充的边排柱0.0007l0.001l当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构0.005l0.005l单层排架结构(柱距为6m)柱基的沉降量(mm)(120)200桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑)纵 向017、.004横 向0.003多层和高层建筑的整体倾斜2Hg240.00424Hg600.003601000.002体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)200高耸结构基础的倾斜Hg200.00820Hg500.00650Hg1000.005100Hg1500.004150Hg2000.003200Hg2500.002高耸结构基础的沉降量(mm)Hg100400100Hg200300200Hg250200注:1 本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值;2 有括号者仅适用于中压缩性土;3 l为相邻柱基的中心距离(mm);Hg为自室外地面起算的建筑物高度(m);4 倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与18、其距离的比值;5 局部倾斜指砌体承重结构沿纵向610m内基础两点的沉降差与其距离的比值。3.4施工对地下管线影响程度分析本区间管线密布,管线种类多,管道构造也各不相同,是工程施工中保护的重点。不同类型管线的允许沉降值详见下表。各种管线的允许沉降值材料允许拉应力(MPa)弹性模量(1104MPa)S(mm)C7.50.0550.14582.9291.5442.24C150.0900.22086.1195.0743.87C250.1300.28091.74101.146.74C350.1600.31595.95105.9328.88C450.1900.335101.39111.9451.66C5519、0.2100.355103.55114.3252.75水泥砂浆0.0050.010.123273830421420A3钢10020011.516397476438526202243灰口铸铁3847202118520120422295103注:1以C10混凝土弹模的70%取值。2在施工过程中,如遇有关部门对管线有特殊要求时,以其要求为准。3.5地表变形控制标准根据国内外盾构施工经验,结合本区间的具体周边情况,地表隆陷控制标准为:单点隆陷范围+10mm-30mm。四、工程特点及重难点分析4.1 风险因素分析及重难点1)区间隧道盾构隧道埋深范围9.5m10.69m。地处于松花江阶地及岗阜状平原交接处20、,地下水位较高,地质主要为粉质黏,局部为粉砂层,盾构掘进段处于富水砂层中。由于富水层含水量丰富,渗透性好,且受扰动易液化,因此,土压平衡盾构机在富水层中掘进容易出现喷涌现象,大量泥沙喷出或砂遇水液化,均易引起地层沉降,从而导致地面建(构)筑物沉降变形,甚至破坏。2)盾构掘进施工易形成泥饼区间盾构隧道洞身穿越主要地质为粉质黏土、粉砂、细砂、中砂,穿越区域含沙量大,在盾构掘进过程中刀盘易形成泥饼;若有孔隙承压水影响时,盾尾易产生漏泥漏水现象,导致掘进受阻。3)哈博、博工区间穿越建(构)物情况:总共穿越建(构)筑物65处,其中下穿建筑物17栋,侧穿建筑物48栋;所穿越建筑物按其功能来划分,商业办公楼21、有35栋,住宅楼有29栋,河沟1处;经调查,这些建筑物年代久远、基础薄弱,现状较差。因此,在施工中沉降控制不当容易引起房屋沉降倾斜倒塌等情况。4)XX地区因社会因素无法对周边建筑物提前进行预加固。仅对个别建筑物做有了限元分析结果表明:盾构施工将对周边建筑物产生不同程度的沉降和位移,且均超过建议控制限值。构筑物有限元分析评估构筑物名称埋深(m)沉降变形(mm)位移(mm)差异沉降率建议控制指标宾馆11m(6.2m)23.25纵向5.42mm,横向15.48mm0.49沉降最大值10mm以内,沉降差异率0.3家属楼11.2m(6.2m)18.17纵向6.33mm,横向25.59mm0.81酒店(122、1.4m)28.13纵向12.39mm,横向39.17mm0.69四院临床医学院11.8m11.86纵向1.61mm,横向8.14mm0.43省卫生厅家属楼13.2m15.28纵向3.62mm,横向26.22mm0.88省邮政博物馆13m15.39纵向2.07mm,横向9.9mm0524.2 重难点应对措施1)合理组织,确保施工的顺利完成结合现场实际施工情况,积极与各相关单位联系做好各项前期准备工作。根据本单位在类似工程的施工经验,在人员、物资、技术、安全上给予充分的支持和保障。在施工过程中加大周转材料的储备量,抓好各工序的衔接工作 ,积极协调内、外部关系,确保工程的顺利实施。2)加强协调、明23、确责任,确保盾构施工的有序进行根据相关文件要求,确保技术方案针对性强、操作性强。施工过程中严格按审批的施工组织方案实施。3)加强监控施工期间设专人进行监控检查,每天安排专人进行监控测量,监测数据及时互通互报,现场储备充足的应急抢险物资及人员,及时消除和控制可能出现的病害,确保施工安全。4)盾构掘进施工过程中加强对盾构掘进技术参数的控制,保证同步注浆量及注浆压力,根据测量沉降监测数据及时进行二次注浆,有效控制地面沉降进而进一步减小对周边建筑物的影响;另一方面加强对机械设备的维修保养工作,确保机械设备处于最佳工作状态,最终保证盾构施工的顺利进行。5)过优化掘进参数保持开挖面稳定:设定推进速度、调整24、排土量或设定排土量调整推进速度,以求得土仓压力与地层压力平衡,保持掘进面稳定。因哈博、博工区间含沙量大,为保护盾构及其刀具,不宜追求太高的施工进度。在此地层掘进必须控制掘进参数,推力不宜太大,刀盘转数不宜太快(一般为1.2r/min左右),刀具贯入量不宜太深(一般为5mm10mm/转)。6)严格控制出土量,尤其是此区间隧道上部黏土及粉质黏,严格控制同步注浆,结合出土量,对注浆压力与注浆量双控。7)加强盾构机推进线路和姿态控制。盾构在曲线上推进及盾构纠偏时,推进速度放慢,纠偏幅度不要过大,加大注浆量,以注浆压力控制注浆量,加强纠偏测量等,减少地层损失,降低地面沉降量。8)仔细观察土仓出的碴土变化25、情况,了解工作面软硬不均程度,根据掘进情况判断刀具状态,以确定掘进推力的大小,避免刀具超载工作受损。9)根据地质条件,有针对性的向密封土舱和刀盘面板适量加注高质量的泡沫或膨润土或其中两种混合液等,以改善土体的“和易性”和“塑性”。10)继续加强盾构掘进过程中的沉降监测,通过监测结果调整掘进参数,控制地表隆起、沉降。11)主要应对措施:序号重难点主要措施1盾构在富水地层中掘进1、首先分析地下水的来源,如地下水从盾构机后部来,则应打开管片吊装孔,进行补充注浆,确保管片填充密实后,再添加高分子聚合物的办法进行控制。2、在掘进过程中,严格控制出土量,出土时严格控制出土和油缸行程的关系(油缸行程每10026、mm出土量不得大于4方)。3、 合理的进行管片选型,以防盾构与管片之间的建筑空隙过分增大,降低盾尾密封效果,引发盾尾漏泥、漏水。4、盾构机泡沫系统必须安装单向阀,避免压注过程中土体中泥水堵塞管路。5、 在停机或掘进过程中定时定量向盾尾压住油脂。6、 在管片壁厚进行二次注浆,防止成形的管片上浮。7、若出现喷涌现象,立即关闭螺旋输送机的后门,适当向前掘进,使土仓内建立平衡,通过刀盘的转动,将土仓内的土体搅拌均匀。然后才将螺旋输送机的后门慢慢打开,开门度为30%(双螺旋盾构机可采用两级螺旋机不同转速,形成土塞效应,以较慢速度匀速掘进),边掘边出土,始终保持土仓内压力稳定。2盾构下穿建筑物1、盾构机在27、掘进过程中,加强监测频率,根据地面变形曲线进行实测反馈、以验证施工的合理性、及时调整施工参数。2、盾构机在掘进过程中,操作手要控制好盾构机的姿态,保证盾构机沿设计轴线掘进,避免超挖。3、盾构机在掘进过程中,必须进行同步注浆并且及时二次注浆。4、盾构机在掘进过程中,根据实际地层确定渣土改良参数,严格控制出土量,出土时严格控制出土和油缸行程的关系(油缸行程每100mm出土量不得大于4方。5、做好应急预案,以备紧急情况发生时及时采取措施补救。五、施工总进度安排5.1 施工部署哈博区间施工采用1台海瑞克公司生产的S817(14#)复合式土压平衡盾构机,博工区间采用铁建重工生产的15#盾构机,两台盾构机28、在盾构始发前对盾构设备进行全面系统的调试重点对盾构姿态、刀具性能、同步注浆状态、线形等参数。XX站站博物馆站区间盾构施工:14#盾构机过XX站后二次始发,开始XX博物馆站右线的掘进施工,右线隧道贯通后将盾构机调头至博物馆站小里程左线,再完成博物馆站(二次始发)XX站站(过站、吊出)左线的盾构掘进施工。哈博区间施工部署示意图博物馆站工人文化宫站区间盾构施工:15#盾构机先于博工左线始发,完成左线施工后,15#盾构机实现洞内解体后退平移的方式从工人文化宫站吊出,经性能恢复后二次始发掘进博工右线施工,施工完成后从马家街竖井吊出,完成博工区间盾构施工任务。博工区间施工部署示意图5.2盾构施工进度总体安29、排盾构施工工期安排哈博区间盾构施工项目始发时间到达时间右线左线博工区间盾构施工项目始发时间到达时间左线右线六、盾构机穿越建(构)筑物的施工方法6.1线路周边建筑物调查在施工前对沿线盾构施工影响范围内的建筑物进行全面调查,收集相关资料,列出需重点保护的对象名称及反映其所处里程、地面位置、类型、结构等详细参数的清单,进一步指导盾构施工。盾构区间施工影响范围内的重要建(构)筑物情况见下表。哈博区间左线构筑物调查表序号构筑物名称基础及结构形式构筑物与隧道位置关系起讫里程桩号1哈医大四院创伤骨科门诊绿色通道建成于1996年、地上7层、筏基基础、钢混结构区间侧穿,距左线隧道中心线11米左线CK18+66930、.3CK18+728.42XX铁路卫生监督所建于80年代、地上6层、砖混结构区间侧穿,距左线隧道中心线9米左线CK18+728.4CK18+774.13XX铁路运输检察院、反复贿赂局建于80年代、地上6层、砖混结构区间侧穿,距左线隧道中心线13米左线CK18+774CK18+817.54卫生厅7层住宅楼建于80年代、地上7层、地下1层、砖混结构区间侧穿,距左线隧道中心线6米左线CK18+862.0CK18+926.65XX铁路局离退休管理处建于80年代、地上4层、毛石基础、砖混结构区间侧穿,距左线隧道中心线7米左线CK18+932.0CK18+960.36东龙宾馆建于1998年、地上18层、地31、下1层、框架结构区间侧穿,距左线隧道中心线4米左线CK18+996.6CK19+027.67卫生厅7层住宅建于1981年、地上7层、地下1层、天然基础基础埋深4.5m、砖混结构区间侧穿,距左线隧道中心线5米左线CK19+031.5CK19+065.88省政府6层住宅建于1982年、地上6层、地下1层、天然基础基础埋深4.5m、砖混结构区间侧穿,距左线隧道中心线5米左线CK19+065.8CK19+120.59二层(亚男寄存处)建于1914年、地上2层、地下1层、砖木结构区间左线下穿2层商铺(亚男寄存处)左线CK19+146.5CK19+153.710黑龙江老年大学(斯基德尔斯基故居)建于19132、4年、地上2层、地下1层、砖木结构区间右线侧穿距左线22m/11革命领袖视察黑龙江纪念馆建于1919年、地上2层地下1层、砖木结构区间右线侧穿距左线13.4m/哈博区间右线构筑物调查表序号构筑物名称基础及结构形式构筑物与隧道位置关系起讫里程桩号1和颐园快捷酒店建于80年代、地上19层,地下1层、天然基础、砖混结构区间侧穿,距右线隧道中心线12米左线CK18+699.4CK18+703.82XX铁路局乘务员公寓地上7层、天然基础、基础埋深3m、砖混结构区间侧穿,距右线隧道中心线11米左线CK18+703.8CK18+710.53哈医大四院临床医学院(中东铁路中央电话局)建于1907年、地上2层,33、地下1层、天然基础、基础埋深2.5m、砖混结构区间侧穿,距右线隧道中心线4米左线CK18+744.2CK18+808.54龙江时尚宾馆建于2005年、地上18层,地下1层、桩基础、框架结构区间侧穿,距右线隧道中心线6米左线CK18+859.2CK18+875.35牛包铺建于2005年、地上6层、桩基础、框架结构区间侧穿,距右线隧道中心线3.2米左线CK18+875.4CK18+891.76天一餐厅建于1975年、地上4层、天然基础、基础埋深3m、砖混结构区间侧穿,距右线隧道中心线4米左线CK18+892.6CK18+913.27哈医大四院科教中心建于1922年、地上5层、地下1层、毛石基础,埋34、深4m、砖混结构区间侧穿,距右线隧道中心线4米左线CK18+913.2CK18+955.68黑龙江省邮政博物馆建于1922年、地上3层,地下1层、砖混结构区间侧穿,距右线隧道中心线5米左线CK18+993.4CK19+009.99黑龙江省邮电管理局建于1922年、地上3层,地下1层、砖混结构区间侧穿,距右线隧道中心线6米左线CK19+009.9CK19+022.310波斯特酒店建于1999年、地上7层,地下2层、砖混结构区间侧穿,距右线隧道中心线6米左线CK19+027.8CK19+117.611华融酒店建于2000年、地上33层,地下5层、框架结构区间侧穿,距右线隧道中心线15米左线CK1935、+180.7CK19+219.1序号构筑物名称基础及结构形式构筑物与隧道位置关系起讫里程桩号11#汉庭酒店连锁地上10层、砖混结构区间左线下穿CK19+421.1CK19+423.922#春天连锁宾馆(XX商业银行)地上7层、砖混结构区间左线下穿CK19+443.3CK19+483.934#牛肉包子铺地上1层、天然基础、砖混结构区间左线下穿CK19+500CK19+509.545#黑龙江省饮食贸易集团总公司地上3层、天然基础,基础埋深45m、砖混结构区间左线下穿CK19+511.8CK19+547.456#住宅楼地上7层、天然基础,基础埋深45m、砖混结构区间左线下穿CK19+547.4CK136、9+597.5629#博苑中山幼儿园地上2层,地下2层车库区间左线下穿CK20+136.5CK20+152730#楼春天宾馆地上7层、天然基础,基础埋深45m、砖混结构区间左线下穿CK20+166.1CK20+179.8833#楼住宅地上7层,地下1层砖、混结构区间左线下穿CK20+220.4CK20+223.9934#楼住宅地上8层、砖混结构区间左线下穿CK20+220.4CK20+234.31036#楼市场质量监督局QS地上2层、砖混结构区间左线下穿CK20+225.1CK20+274.71137#楼黑龙江省文化厅锅炉房地上1层,地下1层区间左线下穿CK20+275.4CK20+293.537、1239#楼黑龙江省文化厅地上6层区间左线下穿CK20+308.8CK20+332.91340#楼快乐迪吧地上4层,地下1层区间左线下穿CK20+307.7CK20+322序号构筑物名称基础及结构形式构筑物与隧道位置关系起讫里程桩号129#博苑中山幼儿园地上2层,地下2层车库区间右线下穿CK20+045.6CK20+057.2231#春天宾馆地上7层、天然基础,基础埋深45m、砖混结构区间右线下穿CK20+159.3CK20+177.3332#春天宾馆地上7层、天然基础,基础埋深45m、砖混结构区间右线下穿CK20+178.3CK20+192.3434#住宅楼地上8层、天然基础,基础埋深45m38、砖混结构区间左右线下穿CK20+214.7CK20+232.6538#XX市标准化研究院地上14层,地下1层、框架结构区间右线下穿CK20+254.4CK20+271.2639#黑龙江省文化厅地上6层、砖混结构区间右线下穿CK20+270.3CK20+318.77国民街地下1层商场地下1层区间左线下穿/8花园街地下2层商场地下2层区间左、右线下穿/博物馆站至工人文化宫站区间序号构筑物名称结构形式构筑物与隧道位置关系图13#隆顺昌物流砖混结构26#住宅楼砖混结构37#住宅楼砖混结构48#住宅楼砖混结构59#、10#少年宫砖木结构610-1#少年宫砖混结构711#少年宫框架结构812#住宅砖混结39、构913#住宅砖混结构1014#住宅砖混结构1115#阿尔特商务酒店砖混结构1216#楼砖混结构1317#楼华威大厦住宅楼砖混结构1418#楼华威大厦框架结构1519#楼大庆宾馆办公楼砖混结构1620#楼大庆宾馆框架结构1721#楼住宅砖混结构1822#楼砖混结构1922-1#楼砖混结构2023#禧年中心框剪结构2124#精印堂快速印刷有限公司框剪结构2225#联通大厦框剪结构2326#楼砖混结构2427#红军一号(大海花卉市场)框剪结构2528#红军一号框剪结构2635#XX市市场监督管理行政执法局框架结构2735-1#XX市图书馆框架结构2841#楼解放小学砖混结构29马家沟河/2、根据地40、质勘察情况或盾构推进过程中的地质变化情况,对建筑物周边地质进行补充详细勘察,明确地形情况、基础土层结构、各土层土体性质、地下水情况等。3、加强施工过程中建筑物和土体监测。按其沉降要求做全面的统计,并计算出沉降预警值、允许最大沉降量和不均匀沉降要求,为以后施工提供指导。4、为了使盾构安全、顺利下穿建筑物,将始发后的100环列为试验段,在试验段阶段,对盾构的各个工艺流程和施工参数,尤其是注浆工艺进行24h监控,及时记录实际发生的各项数据。通过对试验段推进参数的试验和分析,为盾构安全、顺利的下穿建筑物提供切实可行的技术参数和措施。5、针对需要重点保护建(构)筑物,提前作出预案,并准备相应材料设备。641、.2盾构机适应配置6.2.1 刀盘刀盘是盾构机最前端的部件,直接与开挖面接触,主要用于对各种岩土进行开挖。刀盘上安装有各种刀具并安装有注入各种添加材料的喷头,以降低刀具温度和减少摩擦。根据指定标段地质资料,刀盘采用软土式设计,支撑方式为中心支撑。刀盘上安装有中心鱼尾刀、贝壳刀、切刀、保径刀和超挖刀,对隧道进行全断面开挖,开挖直径6260mm,并可实现正反双向旋转出碴。所有可拆式刀具(不包括超挖刀)均可从刀盘背部进行更换,刀盘主体结构的正常使用寿命大于10km。刀盘结构示意图盾构机刀盘结构类型及分块情况:4辐条+8面板式(1+4分块);切削刀盘开口率约45%;1把中心鱼尾刀,28把弧形贝壳刀,142、8把平底贝壳刀,60把加强型切刀,10把加强型边切刀,4把横向保径刀,14把保径刀,1把超挖刀(行程50mm)。刀盘辐条采用Q345C高强度钢板焊接而成,具有良好的机械性能。刀盘上设计开口率达45%。中心进碴口可有效降低刀盘中心结“泥饼”的可能性。大开口率设计有利于碴土顺畅地流入土舱,避免碴土口堵塞。刀盘上设有6路碴土改良管路(泡沫或膨润土),可对掌子面及土舱内注入碴土改良剂。碴土改良剂通过安装在刀盘隔板后部的回转接头注入到前部管路。刀盘隔板上预留4个高压冲水接口,可用于停机时向刀盘背部注入高压水冲洗。刀盘设有1个磨损检测装置,可对刀具的磨损状况进行有效检测。刀盘各部分设计有针对性的耐磨保护措43、施,如复合耐磨板、耐磨焊等。6.2.2刀盘驱动系统主驱动系统的作用是提供刀盘正反方向掘削动力的同时承受刀盘掘削土体的轴向支撑反力。主驱动系统主要由变速箱、主轴承、变频电机、减速机、小齿轮、法兰、内外密封和一套位于后配套拖车上的主驱动变频器组成,主驱动结构示意图如下。主驱动结构示意图6.2.3 盾体盾体由前盾、中盾和尾盾三大部分组成,具有足够的刚度和强度,用以支撑盾构机外部的围岩,并保护在盾构机内工作的人员和设备的安全。(1)前盾前盾设计有连接多个部件的接口,如主驱动、螺旋输送机等。并配置了便于设备维护和检修的行走平台。前盾与中盾通过铰接油缸连接。前盾隔板与刀盘体之间形成密闭的土舱,可通过控制土44、舱的压力来保持开挖面的稳定。隔板上设置有注入水、泡沫、膨润土等添加剂的接口,并配置了电气接盒、水气接盒以供开挖舱内设备维修使用。同时隔板上焊接四根被动搅拌棒,被动搅拌棒配合刀盘上的两根主动搅拌棒对土舱内碴土进行搅拌。四根被动搅拌棒内设置添加剂注入系统的通道,其中两路连接泡沫膨润土管路,两路预留。通过该通道注入添加剂可有效改善土舱内碴土的流塑性。同时隔板上设置了一道剪式防涌门,在富水地层检修刀盘时,螺旋机回缩,防涌门关闭,可有效防止喷涌。(2)中盾中盾又称支承环或中体,分为中盾和中折盾两部分,其内部的H架和焊接的加强环,保证了中盾的强度和刚度,为推进油缸、铰接油缸和管片拼装机提供了安装基础。中盾45、内部布置30根推进油缸;中盾与前盾采用高强度螺栓连接。在中盾盾壳圆周布置6个Rp2的径向润滑孔,需要时可以通过这些预留孔注入膨润土等以减小盾壳与土层间磨擦系数,或实施临时止水。同时内部设置有盾体内行走梯,便于设备的维护与检修。沿中盾壳体分布有14根DN100超前注浆管,如图所示。并通过安装在管片拼装机抓举头上的超前钻机来实现超前钻探和超前加固。超前注浆管示意图(3)盾尾中盾和盾尾之间用14根铰接油缸连接,连接处设计有一道铰接密封和一道紧急气囊密封,铰接密封的压紧量可调,从而保证隧道内泥砂等不进入盾构主机内(如图所示)。中盾铰接结构示意图盾尾壳体内设置有内置的同步注浆管道和盾尾油脂密封管路。同步46、注浆管道数量为24路,四用四备。每路注浆管均有单独的压力传感器,并设置有两个清洗口,注浆管路意外堵塞时可以用高压水进行清洗(如图所示)。盾尾油脂密封管路为26路,盾尾后部采用3道盾尾钢丝刷进行密封,盾尾刷之间的每个腔室内各设置6处油脂注入口,可承受盾体外的水压和注浆压力。盾尾尾部设置有一道止浆板,阻止砂浆流到开挖舱内。盾尾注浆管油脂管示意图6.2.4碴土运输系统螺旋输送机采用有轴式双螺旋设计形式。一级螺旋输送机安装角度为22,固定在前盾底部套筒法兰上,二级螺旋输送机安装角度为22。在掘进时,刀盘开挖的碴土掉落到土舱底部,通过螺旋输送机输送到皮带输送机上。螺旋输送机通过油缸的伸缩使螺旋轴与筒体形47、成相对运动,以此来处理堵塞现象;在筒体上设有5个检修门,必要时可以打开检修门来清理被卡在螺旋叶片间的碴土。螺旋机筒体上布置有8个注入口,可通过这些孔注入膨润土或泡沫来改善碴土的流动性。螺旋输送机正常使用寿命大于10000小时。螺旋输送机驱动方式为后部中心驱动,一二级螺旋输送机分别包含1个液压马达、1个减速机、1个回转支承、1个螺旋轴等。螺旋输送机可以在019rpm内无级调速,通过控制出土量维持土舱压力的平衡。驱动结构如图所示。螺旋输送机示意图前3节叶片表面及轴表面堆焊5mm厚耐磨层;前3节叶片周边焊接耐磨合金块。如图所示。底部套筒、固定节、出碴门筒体堆焊5mm厚耐磨层。 螺旋叶片及轴表面堆焊 48、焊接耐磨合金块螺旋叶片直径800mm,节距630mm,筒体内径820mm。螺旋输送机能通过的渣土最大尺寸能达到300590mmmm。6.2.5改进注浆系统 (1)同步注浆系统盾构配有两台液压驱动的注浆泵,通过盾尾的注浆管道将砂浆注入到开挖直径和管片外径之间的环形间隙。注浆压力可以调节,注浆泵泵送频率在可调范围内实现连续调整,并通过注浆同步监测系统监测其压力变化。控制室可以看到单个注浆点的注入量和注浆压力信息。随时可以储存和检索砂浆注入的操作数据。注浆系统示意图1)增设补偿注浆装置 在原有注浆管路系统上增设注浆管路达到盾尾同步注浆与管片后及时注浆同步实施的效果,用最短时间填充施工间隙,控制地表沉49、降。2)增加同步注浆管路疏通系统 在注浆管路上增设高压风管路,快速解决注浆管路堵塞问题,避免注浆中断,实现同步注浆的连续性达到控制沉降的目的。 (2)改进二次注浆系统 1)将气动泵更换为机械柱塞泵,提高注浆功效。2)对二次注浆管路进行改造,将钢注浆管改为高压胶管,确保二次注浆的灵活性和机动性,达到对突发沉降部位及时注浆的目的。(3)将盾构单螺旋输送机更换为双螺旋输送机,可利用两螺旋不同转速比形成土塞效应以防止盾构机在富水砂层中发生喷涌,导致地层失水沉降。(4)更换高强度盾尾刷,采用优质盾尾油脂,确保盾尾无渗漏,防止地层失水,达到控制沉降的目的。(5)更换优质的铰接密封,确保铰接处不出现渗漏,防50、止地层失水,达到控制沉降的目的。(6)配置适合富水砂层及粉质粘土地层中掘进刀盘刀具,选用耐磨型刀具,保证盾构掘进的连续性,减少对地层的扰动,达到控制沉降的目的。6.3采用特殊管片 在水位线以下区域掘进时,每5环拼装一环特殊管片,通过该管片注浆孔,采用双液注浆,形成环箍,阻止地下水沿建筑间隙串通,避免地层失水沉降。 特殊管片较常规管片,除封顶块外,每块增加两个注浆孔(每环增加10个注浆孔) 6.4加强施工措施 1)采用试验方式确定掘进参数 将博工区间前200m地面无建筑物区段作为下穿建筑物试验段,在试验阶段主要根据地表沉降对拟定的掘进参数进行验证、调整,总结出盾构下穿建筑物的最佳掘进参数。 序号51、土仓顶部土压力bar掘进速度mm/min刀盘转速rpm同步注浆m掘进地层120306-8粉砂、中砂、粉质粘性土2)严控各项指标 (1)出土量控制每环理论出土量37.15m3(XX粉砂、中砂、粉质粘性土的松散系数1.21.4)。出土量由三个不同岗位的人员(盾构机操作手、渣土管理员、龙门吊司机)共同控制并形成书面文字记录。严查每环出土量,控制每环出土量不大于52方。如发现超挖迹象,立即停机,进行原因分析并采取注浆措施。 (2)土仓压力控制盾构在下穿建筑物过程中,采用满仓掘进,土仓压力设置高于理论值约0.1bar。在盾构停机拼装管片期间,安排专人对土仓压力监控,土仓压力损失值不大于0.1bar。 (52、3) 渣土改良 在砂层中掘进采用优质膨润土,粉质粘土层中掘进采用优质泡沫改良土体,确保地层不失水、出土顺畅。 (4)控制注浆 采取同步注浆和二次注浆相结合的注浆方式对管片背面的建筑间隙进行及时填充,防止沉降。 a、同步注浆 每环理论注浆量3.24m3,下穿建筑物时系数取1.52,注浆方量4.8m36.4m3 /环。 注浆压力控制在1.53bar之间。根据监测数据实时调整注浆量、注浆压力,在控制沉降的同时,避免地面隆起。优化浆液配比,提高含砂率,调整浆液浓度(稠度为1113s),缩短浆液凝结时间(68小时),降低浆液凝固收缩率,阻止开挖轮廓面缩径,确保地层的稳定性,控制沉降。 b、二次注浆在盾构53、下穿建筑物时及时跟进二次注浆,根据监测数据及管片开孔检查情况动态调整注浆量、注浆压力及注浆材料。 (5)姿态控制 在盾构机下穿建筑物时提前调整盾构机姿态,沿设计轴线方向,盾构机垂直与水平偏差控制在3cm范围内,杜绝盾构机下穿建筑物时频繁调整盾构机姿态,减少对地层的扰动。(6)建筑物沉降监测 对盾构边线外20m范围内所有建筑物布点监测。盾构下穿建筑物期间每天监测4次,预警时,改为每两小时监测一次。依据监测数据信息化指导施工。6.5 强化管控措施 针对本标段盾构连续下穿(正穿、侧穿)大量建筑物,施工风险大,我单位高度重视,从全局范围内抽调有多年盾构施工经验的管理及操作人员组成施工团队,团队主要人员54、已确定。同时邀请经验丰富的专家成立专家组,对盾构机维保情况进行验收,共同研究、编制、审查盾构下穿建筑物的各项专项方案及应急预案,为盾构下穿建筑物提供技术保障。1)组织管理措施在我部现有组织管理体系的基础上,进一步细化和加强施工全过程监控和反应组织管理体系。 (1)成立下穿建筑物领导小组,指挥生产、外部协调、及时处理出现的问题。 (2)成立技术小组,进行方案编制、技术交底、地质补勘,盾构施工过程中分析处理监测数据、调整确定掘进参数,与专家组对接。 (3)成立地面巡查小组,对建筑物外观是否变化、墙壁是否开裂、地表有无沉降进行24小时巡查,发现异常,及时向领导小组汇报。 (4)成立监测小组,对下穿的55、建筑物实时监测。 (5)成立物资(材料)保障小组,对盾构施工使用的水泥、油脂等物资每天盘查,保障供应。 (6)加强洞内掘进班组,确保掘进、注浆、出土、拼装等工作连续进行,确保盾构匀速通过建筑物。 (7)成立维保小组,对设备及时维护保养,减少故障率。 (8)成立应急小组,处理突发事件。 2)质量保证措施(1)掘进前明确设计线路的各项参数,通过测量判断出盾构机的当前位置,并根据掘进前的各项监测成果,确定下次掘进的各项参数;在确认各项准备工作完成后,才能严格按主管工程师的指令开始掘进。掘进过程中,值班工程师全过程监视盾构机的掘进,根据实际情况随时发出指令。(2)每环推进过程中,严格控制平衡土压力,使56、切口正面土体保持稳定状态,以减少对土体的挠动。采取信息反馈的施工方法对盾构推进进行质量控制,在盾构推进过程中进行跟踪沉降观测,并及时反馈沉降数据,为调整下阶段的施工参数提供依据。通过对实测数据与施工参数的收集和整理,形成一套较为完善的盾构施工智能数据库来指导施工。 (3)及时地掌握盾构机的方向和位置,严格对盾构机进行姿态控制,确保隧道施工实际偏差控制在30mm以内。在每推进一环后进行,通过对测量数值的分析计算,及时地发布操作指令。根据不同的情况,通过优化盾构掘进参数、注浆量的控制、二次注浆等施工手段,控制地表沉降,保证建筑物的绝对安全。(4)注浆前检查盾尾的密封性,保证浆液不泄漏;保证注浆管路57、的畅通。做好注浆设备的维修保养,注浆材料的供应,保证注浆作业顺利连续不中断的进行。针对不同的地质情况选择不同的注浆压力和注浆量。注浆跟推进同步进行,且注浆速度应与推进速度相适应,四个泵同时注浆;注浆饱满程度由注浆压力和注浆量双重控制。(5)根据高程和平面的测量报表和管片间隙,及时调整管片拼装的姿态并严格控制管片成环后的环向、纵向间隙。安装管片时要缓慢、均匀,对好位置后才能上螺栓,如果插入螺栓困难时,要分析原因,仔细调整位置,切忌大幅度移动,强行插入;另应避免损坏止水条,避免管片间有较大错台。对衬砌连接螺栓采取一次紧固,三次复紧的工艺。(6)配备专人负责管片的运输及现场管片质量验收。对于破损、变58、形严重的管片及时更换。重点检查止水胶条的粘贴,以免管片接风漏水,造成地面因失水沉降。6.6拟定下穿建筑物掘进参数(1)合理设置土压力值,防止超挖和欠挖为确保建(构)筑物基础的稳定,在盾构机进入基础前30m,利用布设的沉降点,精确测定地层的变形与盾构机密封仓土压力设定值、盾构掘进速度、刀盘转速的实际值,并采用数理统计的原理,找出上述参数之间的关联,科学合理地设置土压力值及相宜的推进速度等参数,防止超挖和欠挖。(2)少纠偏,特别是大量值的纠偏在盾构机穿越前,对控制网及井下、隧道内的测量控制点进行复测。在确认无误的情况下,盾构机根据测得的姿态,将轴线误差调整到小于10mm,以准确的姿态进入穿越基础的59、推进。在侧穿和下穿基础的推进过程中,盾构司机根据偏差及时调整盾构机的推进方向,尽可能减少纠偏,特别是要杜绝大量值纠偏,从而保证盾构机平稳地穿越。(3)降低推进速度,减小盾构对土体的挤压盾构机离建(构)筑物基础10m时,降低推进速度,减小盾构对正面土体的挤压。穿越的整个施工期间对土压力设定值进行有效的调整及控制,盾构推进速度在23cm/min内。(4)同步注浆采用可硬性浆液采用可硬性浆液进行同步注浆,浆液24小时强度达0.1MPa。通过同步注浆控制地层变形,及时稳定管片,改善管片受力条件,有利于推进方向的控制。(5)据合理布置的监测控制点,保证同步注浆量盾构机推进后,在盾尾部分,将出现14cm的60、环状空隙,及时充分地加以注浆回填,以保证地面的稳定。在穿越基础期间,加强对盾构尾部地面的测量,及时调整同步注浆量,确保地面不下沉,也不出现过大的隆起。同时加强对浆液性能的测定,保证浆液的泌水率3,浆液1天的强度0.1MPa,28天的强度1.0MPa。(6)根据以往深圳地铁、武汉地铁的施工经验和对XX地铁1号线施工案例的分析,拟定出相关施工参数详见下表博工区间穿越建筑物盾构掘进参数序号建筑物名称构筑物埋深情况m顶部土压力bar推力t同步注浆m掘进速度mm/min开挖面地质11#汉庭酒店连锁11.41.2-1.41000-12005-620-30粉砂、中砂、粉质粘性土22#春天连锁宾馆(XX商业银61、行)11.21000-11004-520-30中砂、粉质粘性土34#牛肉包子铺1100-12004-520-30粉砂、粉质粘性土45#黑龙江省饮食贸易集团总公司1100-12504-520-30粉砂、中砂、粉质粘性土56#住宅楼1100-12503-425-35粉质粘性土629#博苑中山幼儿园1.2-1.31000-11004-520-30粉砂、中砂、粉质粘性土730#、31#、32#春天宾馆1.2-1.31000-11004-520-30粉砂、中砂、粉质粘性土833#住宅楼1.1-1.31000-11004-520-30粉砂、粉质粘性土934#住宅楼1.2-1.31000-12004-52062、-30中砂、粉质粘性土1036#楼市场质量监督局QS1.2-1.41000-12004-520-30粉砂、中砂、粉质粘性土1137#楼黑龙江省文化厅锅炉房1.2-1.41000-12003-425-35粉质粘性土1238#XX市标准化研究院1.1-1.31000-11503-425-35粉质粘性土1339#黑龙江省文化厅1.1-1.31000-11504-520-30粉砂、粉质粘性土1440#楼快乐迪吧10-10.51.1-1.2900-11004-520-30粉砂、中砂、粉质粘性土15国民街地下1层商场15.21.6-1.81200-13004-525-35中砂、粉质粘性土16花园街地下2层63、商场151200-13004-525-35粉砂、中砂、粉质粘性土由于理论和实践存在差异,根据施工过程中实际参数并结合监测数据及时进行调整。详见附件建筑物掘进技术参数表6.7 穿越后施工措施在盾构穿越建(构)筑物后,及时进行补压浆及必要的跟踪注浆,继续对掘进过后的该建筑物结构进行监控量测,并进行24h巡视,一旦发现异常现象,立刻在隧道内进行后期补压浆,注浆按“少量多次”的原则,必要时从地面钻孔或预埋花管进行跟踪注浆,以确保基础的安全稳固。总的原则是对地层的扰动要小,重点是推进和监测,特别是动态监测,加密布点,提高监测频率,制订最佳的监测方案,增加仪器和人员配置。加固注浆施工前对全体施工人员进行技64、术交底。信息化施工时要同步、及时,同时与有关单位加强横向联系,加强信息传递。组织隧道推进骨干力量参与盾构穿越建(构)筑物基础的施工,24小时轮流值班,确保建(构)筑物的安全。6.8对周边建(构)筑物的监测(1)按设计要求及监测规范进行监测点的布置,下穿建筑物段主要开展的监测项目有:地表沉降,建筑物沉降、水平位移、倾斜、裂缝。 (2)监测方法盾构隧道穿越建筑物上布设建筑物沉降测点,建筑物沉降测点采用冲击钻在建筑物上打设钻孔,并安装L型钢筋或膨胀螺栓作为沉降测点,采用DINI电子水准仪和铟钢尺进行水准测量和跟踪测量。测点间距在510米,布置于建筑物角及柱上,实际的布置示意见图,测点的布设原则是控制65、建筑物的不均匀沉降的发生。建筑物沉降测点示意图盾构穿越道路、场区的监测道路、场区降观测点的埋设采用钻孔方法进行埋设,即所设测点应穿透道路表面结构硬壳层,将其埋设在路基层中(通常深度不小于60cm),同时应设置保护套管及盖板,如下图所示。地表沉降观测点埋设示意图(浅埋法)建(构)筑物倾斜监测(1)观测点埋设采用高精度免棱镜全站仪和反射膜片,在要观测的建筑物上、下设两个标志观测点,要求两个点位于同一垂直视准面,靠建筑物下部的观测点要求离地面50cm。(2)监测方法图中M 、N为同一竖直线上的上、下两个观测点,如建筑发生倾斜,M、N将由铅垂线变为倾斜线。观测时,全站仪与建筑物距离不小于建筑物的高度,66、瞄准上部观测点M,用正倒镜法向下投点N,如果N点与N点不重合,则说明建筑物发生倾斜,倾斜度为:i=tg=a/H。HMNiaN1倾斜测点埋设示意图地下管线沉降地下管线沉降点要求尽量利用管线设施布设直接测点,并优先考虑燃气管、上水管对测点的要求。对于邻吊管线,在看到起裸露出来后在其管线上方标明相应记号,每次都去进行沉降观测对应记号的沉降,从而反映管线的变化。3)监测频率在盾构穿越前(进入影响范围)为3次/天,在穿越过程中估计穿越后5环期间监测频率34次/天,当在施工过程中轨面变形较大或出现异常时,监测频率可根据工程需要随时进行调整,直至进行实时监测。盾构通过后的地面监测,根据变形点的变形量、变形速67、率进行回归分析,监测频率也可根据变形速率进行减小,当变形量小于1mm/天时减为2次/天,当变形量小于0.5mm/天时减为2次/周及至稳定。监测点布置图深埋地下管线观测点埋设示意图4)监测精度本工程按二等监测精度要求进行。测量仪器定期进行检校,每次工作前检查标尺水泡,仪器气泡,水准仪i角不得大于15,测站高差观测中误差不大于0.2mm。测站的设置视线长度不大于30m,任意一测站上的视距累计不大于3.0m。5)变形控制标准(1)地表沉降30mm; 地表隆起10mm;(2)建筑物倾斜2;(3)当隧道施工推进通过一倍洞径时,变位速率5mm/d。6)预警值根据同类工程经验,以控制基准的2/3作为预警值,68、实际以管理单位提供数据为准。当监测点达到报警时,分析出原因立即采取相应措施。述。七、施工保证措施 7.1 组织管理措施在我部现有组织管理体系的基础上,进一步细化和加强施工全过程监控和反应组织管理体系。(1)成立下穿建筑物领导小组,指挥生产、外部协调、及时处理出现的问题。(2)成立技术小组,进行方案编制、技术交底、地质补勘,盾构施工过程中分析处理监测数据、调整确定掘进参数,与专家组对接。(3)成立地面巡查小组,对建筑物外观是否变化、墙壁是否开裂、地表有无沉降进行24小时巡查,发现异常,及时向领导小组汇报。(4)成立监测小组,对下穿的建筑物实时监测。(5)成立物资(材料)保障小组,对盾构施工使用的69、水泥、油脂等物资每天盘查,保障供应。(6)加强洞内掘进班组,确保掘进、注浆、出土、拼装等工作连续进行,确保盾构匀速通过建筑物。(7)成立维保小组,对设备及时维护保养,减少故障率。(8)成立应急小组,处理突发事件。 7.2技术保证措施7.2.1技术管理措施坚持各专业人员集体讨论制,切实选择先进、科学、成熟的施工方案,施工期间对工序不断进行细化、优化,对关键及特殊工序制定详细的施工方法、操作细则及注意事项,明确技术要求和质量标准,并具体落实到每个人。1)技术管理以“现场第一、强化服务”为原则,实施技术交底制。2)项目部设立技术管理系统,制定和执行岗位责任制,编制实施性施组、作业指导书。3)总工程师70、领导,技术部统一管理,建立专业分工责任制。4)测量制度 坚持测量双检制。 测量数据在测前、测中、测后分三次复核检查,内业资料二人独立计算,相互核对;测量仪器定期检定。 加强施工监测工作,利用监测数据分析指导施工。7.2.2防喷涌的技术措施土压平衡式盾构机的刀盘与后面的承压隔板所形成的空间为压力舱。施工时,由刀盘旋转开挖下来的渣土充满压力舱和螺旋排土器壳体内的全部空间。盾构千斤顶的推力通过承压隔板传递到压力舱内的渣土上,由渣土的压力作用于开挖面,以平衡开挖面上的地下水压和土压,从而保持开挖面的稳定,这是土压平衡盾构施工的基本原理。当压力舱的土体具有足够的不透水性时,并能够行成一种塑性流动状态时,71、才能保证维持开挖面上的土水压力。而遇到透水性大,级配不好的砂土、粉砂土时,就会从螺旋排土器的出口处发生喷水、喷砂、喷泥的现象。(1)在水量较大的地段掘进时采用螺旋输送机双闸门控制,加注泥浆或高效聚合物,改善土仓内土质的和易性,使土体中的颗粒和泥浆成为一个整体,连续从螺旋输送机排出,避免喷涌。(2)利用盾构机配套的二次注浆设备及时注浆,在管片外周形成连续的封闭环,防止管片周围的地下水串通,避免喷涌。(3)若出现喷涌现象,立即关闭螺旋输送机的后门,适当向前掘进,使土仓内建立平衡,通过刀盘的转动,将土仓内的土体搅拌均匀。然后才将螺旋输送机的后门慢慢打开,开门度为30%,边掘边出土,始终保持土仓内压力72、稳定。(4)增加排污能力,保证隧道正常施工:做好排污泵的储备,除现场配备的排污水泵外在仓库备用3台5.5kw排污泵,发生水泵损坏时能及时更换,及时将盾尾积水排出保证管片拼装。 在下坡段隧道施工时如果盾尾积水无法及时排出可在管片输送器后方增设防水堤(沙袋),减少隧道积水往管片拼装区域汇集,同时可增加水泵往防水堤后方排水保证管片正常拼装。(5)做好盾构机及后配套设备的保障后勤工作,保持连续快速推进,不能因盾构机后配套设备故障而影响掘进。7.2.3盾尾发生泄漏现象时的技术措施(一)防止盾尾漏泥、漏水措施(1)定期、定量、均匀地压注盾尾油脂;(2)控制壁后注浆的压力,以免浆液进入盾尾,造成盾尾密封装置73、被击穿,引起土体中的水跟着漏入隧道,盾尾密封性能降低;(3)管片尽量居中拼装,以防盾构与管片之间的建筑空隙过分增大,降低盾尾密封效果,引发盾尾漏泥、漏水;(4)为防止盾尾漏泥、漏水,将根据情况,在管片拼装时,在盾尾整圈垫放海绵用以止水,封堵管片与盾构间的间隙;(5)在盾构工作面配置适量的双快水泥、木楔、回丝、海绵等堵漏材料及工具;(6)在盾构施工至河中段时,聚氨脂的跟踪压浆是必不可少的,可根据实际情况,每隔一定的距离压注一圈,做为止水保护圈。(二)盾尾发生泄漏现象时的对策(1)针对泄漏部分集中压注盾尾油脂。(2)配制初凝时间较短的双液浆进行二次注浆。(3)利用堵漏材料进行封堵。(4)如上述措施74、效果亦不好时,可根据实际情况停止推进,在特殊位置进行聚氨脂压注,进行封堵。7.3安全保证措施1、盾构掘进施工全过程严格受控,工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息,正确下达每班掘进指令,并即时跟踪调整。加强对盾构机及盾尾油脂压注系统的检查、保养,由经理部组织人员进行安全检查,发现问题及时整改。2、尽量避免在隧道内进行焊、割作业。3、对垂直运输起重设备的索具、钢丝绳、土箱、管片吊钩等做到定期检查,安全使用各种安全装置,及时维修。井口吊装作业时配置声控闪光信号装置作警示。4、电瓶车司机严格执行安全行车规程,加强对车连接部位的75、检查。电瓶车增设电动制动刹车装置,配置行车闪光警示灯;运行过程中严禁搭乘车,严格控制行车速度,工作面钢轨末端设置电瓶车行使止动装置。电瓶车内设行车监控系统。5、管片工作面和拼装位置做好警示标志,管片举重臂旋转范围内严禁站人。7.4文明施工保证措施1)加强职工规范化施工教育,建立健全岗位责任制,把文明施工责任落到实处,提高全体施工人员文明施工自觉性与责任性。2)采用有效措施处理生产、生活废水,并确保施工现场无积水现象。多雨季节要配备应急的抽水设备与突击人员。3)现场布局合理,材料、物品、机具、土方堆放符合要求。4)生活垃圾要集中堆放,统一搬运至指定地点废弃。5)施工期间, 确保施工便道雨畅通,并76、方便沿线居民的生产、生活。7.5质量保证措施1)施工过程质量控制(1)掘进前明确设计线路的各项参数,通过测量,判断出盾构机的当前位置,并根据掘进前的各项监测成果,确定下次掘进的各项参数;在确认各项准备工作完成后,才能严格按主管工程师的指令开始掘进。掘进过程中,值班工程师全过程监视盾构机的掘进,根据实际情况随时发出指令。(2)每环推进过程中,严格控制平衡土压力,使切口正面土体保持稳定状态,以减少对土体的挠动。采取信息反馈的施工方法对盾构推进进行质量控制,在盾构推进过程中进行跟踪沉降观测,并及时反馈沉降数据,为调整下阶段的施工参数提供依据。通过对实测数据与施工参数的收集和整理,形成一套较为完善的盾77、构施工智能数据库来指导施工。(3)必须及时地掌握盾构机的方向和位置,严格对盾构机进行姿态控制,确保隧道施工实际偏差控制在50mm以内。推进测量管理应在每推进一环后进行,通过对测量数值的分析计算,及时地发布操作指令。根据不同的情况,通过优化盾构掘进参数、注浆量的控制、二次注浆等施工手段,将地表沉降控制在+10mm-30mm,保证建筑物的绝对安全。(4)注浆前检查盾尾的密封性,保证浆液不泄漏;保证注浆管路的畅通。做好注浆设备的维修保养,注浆材料的供应,保证注浆作业顺利连续不中断的进行。针对不同的地质情况选择不同的注浆压力和注浆量。注浆跟推进同步进行,且注浆速度应与推进速度相适应,四个泵同时注浆;注78、浆饱满程度由注浆压力和注浆量双重控制。(5)根据高程和平面的测量报表和管片间隙,及时调整管片拼装的姿态,并严格控制管片成环后的环、纵向间隙。安装管片时要缓慢、均匀,对好位置后才能上螺栓,如果插入螺栓困难时,要分析原因,仔细调整位置,切忌大幅度移动,强行插入;另应避免损坏止水条,避免管片间有较大错台。对衬砌连接螺栓采取一次紧固,三次复紧的工艺。(6)配备专人负责管片的运输及现场管片质量验收。对于破损、变形严重的管片及时更换。重点检查止水胶条的粘贴,以免管片接风漏水,造成地面因失水沉降。2)监测质量保证措施通过详细的施工调查,确定受施工影响的建筑物,并在其上设置必需的监测点,设立地面沉降监测断面和79、倾斜的监测点。将重要的监测对象和监测点标注在1:500的线路平面图上,在掘进施工前取得所有监测点的初始数据。对盾构机机头前20米后30米的范围每天进行观测,盾构机过去30米后根据地表沉降的稳定性情况,将逐渐减少观测次数直到稳定。监测组内建立二级检查制度,仪器按规定时间进行核准,以确保测量数据的准确性。每天的监测成果要第一时间上传管理平台并及时报送项目部和监理工程师。当监测值出现异常时要迅速报告相关工程师并加密测量次数,直到稳定为止。(1)严格按照有关技术规范、规定进行施工全过程跟踪监测。(2)监测点的埋置与建设、监理、施工单位部门等多方协商,并明确标明监测点的埋置。(3)在施工之前获取可靠的初80、始数据,本工程取3次观测所得的平均值。(4)视施工情况加密监测频率,在关键部位及时跟踪监测并提交监测报告,遇特殊情况,提供速报。(5)监测仪器事先经过有关技术部门的校定和校正,以保证监测数据的可靠性。(6)当监测值接近报警值时,及时预警,并提请有关方面注意采取措施;当达到报警值时,立即报警。八、应急预案8.1重大风险源应急措施8.1.1 盾构机下穿建(构)筑物风险(1)预防措施详细进行沿线建筑物结构及基础类型、与线路的关系等相关资料的调查工作,根据实际调查结果,采取相应的预防保证措施。根据建筑物(构筑物)与线路的关系,对建筑物基础进行局部或全部进行注浆加固,提高建筑物地基的承载力和整体性,避免81、因施工引起基础不均匀沉降。可从地面向基础下方布置袖阀注浆管,使注浆管前端位于受影响的基础下方,根据量测反馈资料进行跟踪注浆。注浆可采用水泥水玻璃双液,以便能调节浆液凝固时间。注浆过程中应注意控制注浆压力,防止注浆压力过大,造成对房屋基础的破坏。通过对盾构掘进时地面变形曲线进行实测反馈,不断调整、优化掘进参数,以验证选择施工参数的合理性,保持盾构开挖面的稳定。在曲线段,为减少盾构轴线与隧道轴线偏角过大,造成因超挖及地层损失过大而引起的地面变形。掘进时降低掘进速度,使盾构慢速通过,同时调整掘进参数,保持土压平衡;及时进行纠偏、加大注浆量等工作。同步注浆及二次注浆,加固隧道周边地层。掘进时采取同步注82、浆和二次补充注浆,充填环内间隙,使管片衬砌尽早支撑地层,控制地层沉陷。在衬砌环脱出盾尾的同时,进行及时注浆,填充隧道和地层间的建筑空隙,减小地面变形。在盾构后约10环处再向衬砌背面进行二次注浆,以弥补同步注浆的不足。提高掘进控制水平,及时调整土仓压力,保证开挖面土体稳定。提高工作面渣土的止水性。通过向土仓注入膨润土或泡沫剂,改善渣土的流动性和渗透系数,防止螺旋输送机喷涌。提高盾尾的密封性能。通过采用多道盾尾刷防止泥土从盾尾进入隧道:向盾尾注入油脂,加强盾尾的防水性能。(2)应急预案当建筑物发生沉降或倾斜,而且趋势仍在发展时,首先应按照下表的情况,采取相应的应急处理措施。建筑物沉降及应对措施序号83、项目控制标准采取的应急措施备注1建筑物沉降20mm洞内二次注浆实际根据建筑物自身的结构情况,裂缝等情况综合判断。2030mm地面跟踪注浆30mm以上顶撑加固措施2建筑物倾斜a、混凝土结构、条形基础,基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值为:0.004;b、框架结构、桩基础:0.002l(l为相邻桩基间的距离)。洞内二次注浆a、混凝土结构、条形基础,基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值为:超过0.004;b、框架结构、桩基础:超过0.002L(L为相邻桩基间的距离)。地面跟踪注浆(或顶撑等加固措施)当沉降或倾斜进一步发展,趋近于预警值,且采取上表中相应应急措施仍不能阻止沉降或倾斜的进一步发84、展时,立即告知建筑物中的住户实际情况,提请住户做好紧急撤离准备,随时做好撤离准备;同时,联系好紧急疏散安置点;并将实际情况向监理,业主予以汇报,做好各级预警准备。当沉降或倾斜达到预警值时,立即启动人员紧急撤离和疏散预案,将建筑物中所有的住户转移至疏散安置点,同时对建筑物影响范围内的交通实施交通管制。启动一级应急预案,根据险情采取相应的应急处理措施,直至险情排除。若建筑物发生坍塌,则首先实行交通管制,建立安全隔离区,在坍塌稳定后,组织抢险队伍首先在第一时间抢救伤员,同时将险情上报相关应急部门,全面启动应急预案。在现场安置临时指挥部。8.1.2 路面坍塌风险(1)路面坍塌预防措施详细研究和分析地质85、勘察资料,超前预判可能发生塌陷的位置,提前采取应对措施。水是造成地面塌陷风险的重要因素,对于有可能发生塌陷的部位一定要做好注浆止水措施,必要时注双液浆进行堵水。在浅埋隧道区段推进,必须采用慢速掘进,采用土压平衡模式,控制好土仓压力和注浆压力,始终保持盾构机处于良好的姿态,尽量减少对上层土体的扰动,避免破坏覆土稳定,导致塌陷事故的发生。(2)应急预案当隧道附近地面发生坍塌时,在没有人员伤亡的情况下,立即用低标号的砼进行灌注,并在塌方处及周围加密布置监测点,每半个小时监测一次,直至确定地面沉降稳定才可放缓监测频率。如灌注完砼后地面沉降仍然显著,则要及时在地面钻孔进行注浆,同时隧道内也要加强二次注浆86、质量,必要时要注双液浆,具体注浆方法见相应施工方案。在进行地面注浆时,为防止浆液凝固困住盾构机,注浆时盾构机要缓慢运动,同时还要通过盾构机超前注浆孔及盾体上的注浆孔向盾体外侧注入膨润土,使盾构机周围被膨润土包围,形成蛋糕状,确保盾构机能正常掘进。塌方处理过程,抢险人员随时观察塌方情况,防止塌方伤人。必须确保通讯畅通,并对处理情况、围岩变化情况、人员及机械设备情况等及时上报,在抢险有困难或需要救援时以便领导决策,及时提供救援。 中山路、国民街、颐园街车流量大,发生险情后做好车道交通疏解工作。 施工现场安置临时指挥部。8.1.3 盾构机下穿地下管线风险(1)预防措施根据管线实际情况,委托有资质的单87、位进行管线雷达探测。施工前组织专门的管线调查小组,配备管线探测仪进行地下管线调查。加强地面沉降监测,尤其要对沉降敏感的重要管线(上水、光纤、煤气管等)布点监测,并根据观测结果调节观测的重点和频率;施工期间严格控制盾构机的工况及操作参数,减少地层损失;及时注浆,减少地层变形。(2)应急预案管线破裂后,首先进行地面交通疏导,隔离事故现场,并拨打事故管线所属管理部门的应急电话,报告事故情况。在管线对应位置进行洞内注浆,控制地层变形,从而控制管线的沉降。根据监测情况,必要时在地面对管线实施跟踪注浆。据监测情况,若沉降过大时采取悬吊保护的办法。8.2应急救援组织机构与职责为保证公司、社会及职工生命财产安88、全,在事故、事件发生时,能迅速做出响应,并能在事故发生后迅速有效控制、处理,最大限度地减少对人身伤害的程度或降低可能造成的经济损失,本着“预防为主、自救为主、统一指挥、分工负责”的原则,特制订本预案。8.2.1应急组织机构成立盾构始发、掘进应急救援管理小组,负责应急救援工作的组织和指挥: 各方通讯联系方式 序号姓名职 务联系方式1总组长2副总组长2安全总监3总工程师4后勤医疗善后组组长5后勤保障协调组组长6应急物质设备组组长7应急处理检测组组长8应急处理技术组组长应急救援管理小组办公室(前方):设在盾构队综合办公室,负责人为现场值班领导,统一负责现场救援的组织、协调。8.2.2职权分工(1)组89、长职责:发生吊装安全事故时,发布和解除应急救援指令;组织指挥应急队伍实施救援行动;向上级汇报和公司通报事故情况,必要时向有关单位发出救援要求;组织事故调查,总结应急救援经验教育等。(2)副组长职责:协助组长负责应急救援的具体指挥工作。(3)成员职责:协助组长和副组长做好事故报警、情况通报及事故处置工作;负责、警戒、治安保卫、疏散、道路管制工作;负责事故现场通讯联系和对外联系;负责协助抢险机械设备的调转;负责现场医疗救护指挥、受伤人员分类抢救和护送转院工作,负责抢险救援物质的供应和运输工作。负责事故现场的通讯联系和对外联系;负责与有关单位人员的紧急联络,在最短时间内,传达领导小组的抢险指令,做好90、与“110”“120”等单位的联系。8.2.3应急处理程序图8-1 应急处理程序图8.2.4建立救援小组组织不少于20人成立救援小组,由项目部安全总监负责组织建立,安质部主任落实,组长为安全总监,负责召集和领队救援事故现场。8.2.5应急救援措施(1)修订完善应急预案、措施,检查抗灾抢险所需的人、机、料准备情况,组织抗灾抢险教育和演练。(2)在发生一般安全生产事故时,现场负责人迅速组织人员对事故现场进行封锁,并组织人员对人员进行抢救。(3)在发生重大机械设备事故或重大安全事故时,现场负责人迅速组织人员对事故现场进行封锁,组织人员进行抢救,并迅速电话通知应急小组相关成员,汇报现场实际情况。(4)91、救援小组在得到信息后,迅速通知事故救援小组组长,汇报事故现场情况,由事故救援小组组长组织启动事故救援预案机制,并迅速组织相关人员,结合现场实际,按照前期事故演练程序,进行事故救援和事故处理(5)在施工现场布置相应的应急救援物品,并保持通讯的畅通。(6)做好伤亡人员的医护及治疗工作。(7)迅速组织事故调查小组,就其事故的真实情况汇总,并开会研究分析,追究事故责任人,严重的可移交司法机关处理。(8)对于事故信息及救援工作情况,由项目部总监及时上报至标段项目部安全质量部。8.2.6各项应急预案事故后处理工作(1)按照四不放过的原则查明事故原因及责任人。(2)以书面形式向上级写出报告,包括发生事故时间92、地点、受伤人员姓名、性别、年龄、工种、伤害程度、受伤部位。(3)制定有效的预防措施,防止此类事故再次发生。(4)组织所有人员进行事故教育。(5)向所有人员宣读事故结果,及对责任人的处理意见。8.3事故应急保障措施8.3.1 通信与信息保障(1)首先设立各级应急救援专用电话,并在电话旁边张贴应急救援组织机构及联系方式。(2)应急联络组除掌握本项目事故应急组织机构联系电话外,还应掌握各社会救援单位名称、地址、联系人及联系方式。建立完善救援力量和资源信息数据库;规范信息获取、分析、发布、报送格式和程序,保证应急机构之间的信息资源共享,为应急决策提供相关信息支持,并进行应急救援相关信息的传递。XX市93、应急指挥机构和市主管部门、单位应急电话序号类别机构、单位应急(值班)电话备注1应急指挥市应急指挥中心2市建设局市安监站值班电话3市交通局市交通运输应急指挥总值班室4市轨道交通建设办公室5治安报警市公安局火警(119)、治安报警(110)和交通报警(112)三合一6急救市急救中心7抢险燃气抢险8电力抢险9水务抢险水务热线10电信抢险11生产安全事故报告市安全生产监督管理局12市建设局13市交通局施工项目通讯联系方式序号姓名职 务联系方式1项目经理2副经理2总工程师3安全总监4盾构施工现场负责人5应急救援抢险组6应急物资设备7医疗救助、善后组8应急处理技术组9应急处理监测组10后勤保障、对外协调894、.3.2 交通运输保障事故发生后,项目部所有车辆全部参与应急抢险,确保救援物资、器材和人员运送及时到位,满足应急处置工作需要。同时对事故现场及周边的交通进行疏导,确保救援通道的畅通无阻。8.3.3 医疗卫生保障配备相应的医疗紧急救治药物和人员,与项目部长期合作医院-武警医院或福田医院,确保人员得到及时救治。8.3.4 应急物资保障针对以上在盾构穿越建(构)筑物过程中可能存在的各种风险,对相应的应急物资进行提前筹备,确保穿越前落实到位。主要应急物资见下表。主要应急物资统计表序号物资名称单位数量备注1环氧树脂kg1002铁锹把303编织袋个40004双液注浆机台35发电机台36地质钻机XY-100台47袖阀管m4008注浆芯管m809水玻璃M31010水泥t5Po42.511电缆m5012制浆设备套313交通警示牌若干
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上传时间:2023-12-21
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