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7.1km长地铁盾构区间穿越管线及开仓换刀安全施工监测方案126页
7.1km长地铁盾构区间穿越管线及开仓换刀安全施工监测方案126页.docx
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轨道交通
上传人:职z****i 编号:1018030 2024-09-04 132页 7.66MB
1、7.1km长地铁盾构区间穿越管线及开仓换刀安全施工监测方案编 制: 审 核: 批 准: 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位: 编 制: 审 核: 批 准: 二XX年X月 目 录1编制依据51.1编制目的51.2编制依据52工程概况62.1工程简介62.2 XX站-XX站区间工程简介72.3资源配置情况8设备配置8人力资源配置112.4 工程地质及水文地质122.4.1 地形地貌122.4.2 气象特征132.4.3 工程地质及水文地质概况132.5沿线环境18盾构穿越沿线建构筑物182.5.2 地下管线183 工程重难点193.1 盾构穿越沿线建构筑物多、施工难度较大193.2 盾2、构下穿XX及XX193.3盾构下穿北新高架193.4盾构下穿XX社区(XX生活区)193.5盾构始发及到达193.6盾构开仓换刀作业203.7 沿线建(构)筑物监测工作量大204盾构隧道施工风险分析204.1风险源识别204.2 风险分析21盾构始发与到达214.2.2 盾构掘进214.2.3 盾构穿越XX及XX224.2.4 盾构穿越XX宾馆(XX汽车站)234.2.5 穿越隧道沿线地下管线244.2.6 开仓换刀254.2.7 隧道施工事故254.3风险评价255 专项施工方案305.1盾构始发与到达30端头加固30始发轴线控制35基座及反力架加固365.1.4 洞门封固365.1.5 端3、头降水385.1.6 掘进控制385.1.7 同步注浆405.1.8 穿越砂层405.1.9 监控量测415.2盾构掘进方案44盾构机选型及改造44施工前准备45盾构参数设定及优化46盾构试掘进49渣土改良51盾构掘进方向控制与调整52出土量控制54管片拼装545.2.9 同步注浆565.2.10 洞内二次注浆加固56盾构管片加强58滞后沉降的控制及应急措施58数据采集、传递与分析60监测技术605.3盾构下穿XX及XX方案605.3.1 施工措施615.3.2 掘进参数64出土量64同步注浆65监控量测65做好“保头护尾”65设备检查和保养655.4 盾构穿越XX宾馆(XX汽车站)加固措施64、65.4.1 施工前准备665.4.2 施工加固措施方案665.5盾构穿越民房加固方案675.5.1 施工前准备675.5.2 加固施工方案675.5.3 洞内深孔注浆685.5.4 XXXX工务大修段加固措施705.5.5 XXXX职工宿舍加固措施715.6盾构穿越管线方案75施工前准备75管线加固处理措施755.6.3 二次注浆76洞内注浆加固765.6.5 YDK2+402砼污水管处理措施775.7开仓换刀施工方案78开仓作业组织架构78开仓总体部署79常压换刀施工方案825.8长大下坡段掘进控制方案85防止喷涌措施85防止管片上浮措施85保证运输安全措施866施工监控量测866.1监测5、实施细则866.1.1 监测的必要性866.1.2 监测目的876.1.3 监测项目及精度要求876.1.4 监测重点886.1.5 监测频率886.2 监测内容及方法89地表沉降监测896.2.2 建(构)筑物沉降与倾斜监测926.2.3 地下管线沉降监测956.2.4 地下水位监测966.2.5 地中位移监测976.3 监测预警等级划分、报告、处置、消警1006.4监测数据的处理、分析与信息反馈1026.4.1 监控量测流程1026.4.2 数据采集1036.4.3 数据整理1036.4.4 数据分析1046.4.5 信息的反馈和预警报告104成果提交1057安全应急预案1057.1安全管6、理保障体系1067.1.1 建立健全安全管理组织1067.1.2 完善各项安全生产管理制度1077.1.3 建立安全生产岗位责任制度1077.1.4 坚持安全教育1077.1.5 强化技术安全管理1087.1.6 日常安全管理1087.2. 应急管理组织机构1087.2.1 应急组织机构1087.2.2 事故应急小组职责109应急联络电话111预防预警1127.3 应急准备及应急响应1137.3.1 应急物资113应急响应程序1147.4应急救援措施1177.4.1 地表沉陷事故应急措施1177.4.2 管线应急措施1187.4.3 建筑物应急措施1187.4.4 下穿XX防止喷涌措施11877、.5 培训、应急演练和预案评价及修改1207.5.1 培训工作1207.5.2 预案评价与修改1207.5.3 应急救援预案的维护1211编制依据1.1编制目的为做好XX地铁XX号线一期工程土建1标盾构区间风险管理工作,全面地考虑在施工中所能遇到的各种风险的状况,进行盾构施工各阶段的风险识别和评估,制定相应的风险控制措施、专项方案以及应急预案,从而进一步加强对盾构施工危险性较大的分部分项工程的安全管理,积极防范和遏制施工生产安全事故的发生,保证盾构施工的自身安全和社会公共安全。特编制本方案。1.2编制依据(1)危险性较大的分部分项工程安全管理办法(建质200987号);(2)关于完善施工现场管8、理人员配备的实施意见(成建委2008101号);(3) XX地铁投融资项目重大危险源安全管理办法(成地铁建201224号);(4)XX地铁工程安全生产及文明施工管理考核办法(成地铁发2012210 号);(5) 关于进一步加强盾构施工安全管理工作的通知(成地铁建201367 号);(6)地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999 2003版);(7)盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008);(8)建筑与市政降水技术规程(JGJ/T111-98);(9)国家、XX省、XX市及XX市安监站、XX地铁公司出台的相关法规、文件等; (10)XX地铁XX号线一期工程XX站XX站岩土9、工程详细勘察报告 ;(11)XX地铁XX号线一期工程XX站XX站区间施工图纸;(12)XX地铁XX号线一期工程土建1标盾构区间沿线建筑物基础施工图纸;(13)XX地铁XX号线一期工程土建1标段实施性施工组织设计 ;(14)XX地区盾构施工技术积累和经验总结,我公司在盾构施工领域积累的技术和管理经验。2工程概况2.1工程简介XX地铁XX号线1标盾构工程共有四个区间, 四个盾构区间位于XX市北二环沿线,区间隧道从二环路与XX路十字路口的XX站(原名XX路口站)出发,向东过河后进入XX路站(原XX站)。XX地铁XX号线1标盾构工程区间数量表 表2.1-1 区间名称线路起始里程结束里程长度(m)联络通10、道XX-XX路站左线ZDK37+758.600ZDK38+325.500567.6575座右线YDK37+758.600YDK38+243.780485.180XX路站-XX站左线ZDK38+592.200ZDK0+574.167592.813右线YDK38+609.200YDK0+574.167575.545XX站-XX站左线Y(Z)DK0+773.267Y(Z)DK2+545.0631770.866右线1771.796XX站-府青路站左线Y(Z)DK3+107.913Y(Z)DK3+787.800687.048右线679.8872.2 XX站-XX站区间工程简介XX站-XX站区间盾构隧道由11、XX站始发,沿XX路西行下穿XX,后穿过北站东二路后进入XX社区,出XX社区后沿站前路到达XX站东端头。XX站-XX站起止里程为Y(Z)DK0+773.267-Y(Z)DK2+545.063,其中左线长1770.866m(其中短链0.93m),右线长1771.796m,为双孔圆形隧道,主要附属工程包括3个联络通道(2个含泵房)、4个洞门。本工程主要内容见下表: 主要工程内容表 表2.2-1序号工程项目及费用名称单位数量1盾构主体工程项12盾构区间隧道工程延长米3542.6623盾构掘进延长米3542.6624管片衬砌制安延长米35405管片制作 延长米35406联络通道项37洞门个4 主要工程12、进度计划表 表2.2-2 序号区间日期联络通道及泵房完成时间1盾构始发左线2014.8.202015.6.30右线2014.9.202下穿XX左线2014年9月上旬右线2104年10月上旬3第一次换刀左线2014年11月上旬右线2014年12月上旬4下穿大修段左线2014年11月右线2014年12月5下穿北新高架左线2015年1月上旬右线2015年2月上旬6第二次换刀左线2015年1月中旬右线2015年2月中旬7下穿XX汽车站(宾馆)左线2015年2月上旬右线2015年3月中旬8下穿生活区(原XX社区)左线2015年3-4月右线2015年4-5月9盾构接收左线右线2.3资源配置情况2.3.1设13、备配置1)本工程采用两台中铁装备盾构机,编号为63号、64号。本工程编号右线3号、左线4号盾构机,盾构机主要参数如下:盾构机主要参数表 表2.3-1序号参数列表单位1使用项目XX地铁标段名称XX号线一期工程土建1标区间里程Y(Z)DK0+773.267-Y(Z)DK2+545.063主要地质条件卵石土项目管片规格(外径/内径-宽度/分度)6000/5400-1500/36mm最小曲线半径400m2整机型号CTE6250开挖直径6280mm刀盘转速03.35r/min最大推进速度80mm/min最大推力3700T最大工作压力0.3MPa水平转弯半径250m纵向爬坡能力503刀盘刀盘规格(直径长度14、)62801580mm刀盘开口率36%结构总重约50(不含刀具)T泡沫口数量4个4刀具17寸中心双联滚刀4把18寸单刃滚刀31把切刀32把边刮刀8把焊接撕裂刀29把保径刀8把大圆环耐磨保护整圈5主驱动驱动型式液压驱动驱动组数量9组驱动总功率945KW转速范围03.35rpm额定扭矩6650KNm脱困扭矩8100KNm主轴承直径3061mm6盾体型式被动铰接式前盾规格(直径)6250mm前盾重量约90T中盾规格(直径)6240mm中盾重量约95T尾盾规格(直径)6230mm尾盾重量约24T尾盾密封刷排数3排盾尾安装间隙30mm7人仓型式双仓并联工作压力0.3MPa设计压力0.5MPa8螺旋输送机15、螺旋轴型式轴式规格(直径长度)80012500mm最大通过粒径290560mm最大出渣能力3357m/h驱动功率315kW最大扭矩210kNm转速范围025r/min总重约25T9管片安装机型式中心回转式抓举头型式机械式纵向移动行程2000mm自由度数量6个旋转角度200提升力120kN扭矩150kNm10管片运输小车规格(长宽高)52201660545mm承载管片数量3片负载管片能力15T纵向滑动行程1760mm11推进系统油缸规格(缸径/杆径)220/180mm推进行程2150mm最大推进速度80mm/min最大工作压力34MPa最大推力3700T12铰接系统油缸规格(缸径/杆径-行程)116、80/80-150mm油缸数量18根总拉力约12000KN13单液同步注浆系统注浆泵型式双活塞注浆泵注浆泵数量2个注浆泵功率30kW注浆能力1027m/h注浆泵出口最大压力6MPa砂浆罐容量87m14膨润土注入系统改良膨润土泵型式软管泵改良膨润土泵功率18.5kW注入能力167m/h膨润土罐容量67m15泡沫注入系统泡沫泵功率0.55kW混合液泵功率42.2kW泡沫发生器数量4个泡沫箱容积17m混合液箱容积27m16盾尾油脂系统盾尾油脂泵型式气动柱塞泵盾尾油脂泵能力8.25L/min盾尾油脂泵压力315MPa2)为满足施工要求本工程配置以下设备: 本工程的主要后配套设备表 表2.3-2 机械名17、称规格型号数量新旧程度小计其中自有新购租赁门式起重机45t2组2组95%电瓶车45t4列4列95%管片运输车20t8组8组95%浆液运输车7m4组4组95%渣土车18m16组16组95%电瓶充电器4套4套95%浆液搅拌系统1套1套100%液压泵站100t1台1台100%2.3.2人力资源配置(1)盾构区间项目部组织(见下组织机构框图)图2.3-1 组织框架图(2)劳动力配备劳动力需求计划表 表2.3-3序号工种每班数量每台数量两台数量备注1施工队长1122盾构操作手1243管片拼装手1244打螺丝2485双轨梁操作手1246注浆2487看土1248水管连接2489隧道电工12410电瓶车司机218、4811井下挂钩24812井上挂钩33613龙门吊司机22414浆液站22415盾构机修24816盾构电工14417轨道维修2418充电工119文明施工120加工制作2421止水胶条粘贴224总计1022.4 工程地质及水文地质2.4.1 地形地貌XX站XX站区间起于XX站站东端,经站前路,下穿XX市等居民楼,经XX市XX汽车站,XXXX工务段,XX,下穿XX止于XX站西端。区间隧道地处川西平原岷江水系级阶地,冲洪积地貌,地形较平坦,略有起伏。2.4.2 气象特征XX市属亚热带湿润气候区,四季分明,气候温和,雨量充沛,夏无酷暑,冬少严寒。多年平均气温 16.2C,极端最高气温 38.3C,极端19、最低气温-5.7C;多年平均降雨量 947.0mm,年降雨日 104 d,最大日降雨量 195.2mm,降雨主要集中在 59 月,占全年的 84.1%;多年平均日照时间 1228.3h;多年平均风速 1.35m/s,最大风速 14.8m/s,极大风速 27.4m/s,主导风向 NNE。2.4.3 工程地质及水文地质概况(1)工程地质概况区间隧道洞身穿越主要地层有粉细砂(Q3fgl+al)、中砂(Q3fgl+al)、卵石土(Q3fgl+al)、卵石土(Q3fgl+al)、强风化泥岩(K2g)本段内均为第四系(Q)地层覆盖。地表多为第四系全新统人工填筑(Q4ml)以杂填土为主,其下为全新统冲积层Q20、4al)粘性土、卵石土夹粉细砂;第四系上更新统冰水沉积、冲积(Q3fgl+al)及第四系中更新统冰水沉积、冲积(Q2fgl+al)粘性土、卵石土夹砂透镜体;下伏白垩系上统灌口组(K2g)泥岩。按分层依据,根据钻探揭露,本区间隧道按岩土层层序,从上至下分述如下:(1)第四系全新统人工填土(Q4ml)杂填土(Q4ml):黄褐色、灰白色等杂色,松散稍密,局部中密,稍湿潮湿,粘性土多为可塑硬塑,主要由粘性土、砂卵石土及建筑垃圾等组成。分布于场地表层,厚0.84.2m,层底高程约504.25499.0m。(2) 第四系全新统冲积层(Q4al)黏土(Q4al):灰褐、黄褐色,可塑硬塑,局部坚硬,粘性较强,21、土质纯。场地呈层状分布,局部地段缺失,该层顶板埋深1.02.5m,厚度04.2m,层顶高程约504.54503.3m。根据本区间及相邻工点室内试验:天然密度=1.852.03g/cm3,天然含水率w=22.7031.30%,天然孔隙比e0=0.650.93,液性指数IL=-0.200.65,直剪指标:凝聚力c=24.057.60kPa,内摩擦角=5.2018.50。固结快剪指标:凝聚力c=62.90110.80kPa,内摩擦角=12.8015.80。压缩系数aV=0.140.47MPa,压缩模量ESV=4.012.35MPa。粉质黏土(Q4al):灰褐、灰黄色,可塑硬塑,场地范围呈透镜状分布,22、该层顶板埋深1.84.2m,层厚0.04.0m,层顶高程约502.80504.25m。根据本区间及相邻工点室内试验:天然密度=1.882.07g/cm3,天然含水率w=20.2029.90%,天然孔隙比e0=0.570.82,液性指数IL=-0.100.52,自由膨胀率Fs=1245%,直剪指标:凝聚力c=18.670.0kPa,内摩擦角=10.520.50。固结快剪指标:凝聚力c=45.064.20kPa,内摩擦角=13.5022.30。压缩系数aV=0.090.42MPa,压缩模量ESV=4.138.77MPa。粉土(Q4al):灰色、灰黄色,稍密中密,潮湿,场地范围成层分布,局部地段缺失23、,顶板埋深2.74.0m,层厚03.0m。粉细砂(Q4al):灰色、黄褐色,潮湿饱和,松散稍密,勘探阶段仅在M7Z2-HSS-012#6.87.9m处揭示。卵石土(Q4al):灰色、黄褐,中密,饱和。卵石成分主要为砂岩、石英岩、灰岩等。以亚圆形为主,少量圆形,分选性差,卵石含量6070%,粒径以20150mm为主,充填物以砂为主,夹少量粘性土及砾石。该层场区成层分布,顶板埋深3.44.5m,层厚03.7m,层底高程约502.13501.36m。(3)第四系上更新统冰水沉积(Q3fgl+al)黏土(Q3fgl+al):灰褐、黄褐色,可塑硬塑,局部坚硬,粘性较强,土质纯。场地呈层状分布主要分布于拟24、建工程中间段,局部地段缺失,该层顶板埋深1.03.2m,厚度04.8m,层顶高程约505.79501.28m。根据本区间及相邻工点室内试验:天然密度=1.992.09g/cm3,天然含水率w=18.8028.90%,天然孔隙比e0=0.550.70,液性指数IL=-0.050.33,自由膨胀率Fs=251%,直剪指标:凝聚力c=51.8098.0kPa,内摩擦角=14.626.3。压缩系数aV=0.08025MPa,压缩模量ESV=6.3619.54MPa。粉质黏土(Q3fgl+al):灰褐、灰黄色,可塑硬塑,局部坚硬,场地范围呈透镜状分布,该层顶板埋深0.83.5m,层厚0.03.5m,部分25、地段黏土夹与卵石土中。根据本区间及相邻工点室内试验:天然密度2.042.07g/cm3,天然含水率w=19.027.7%,天然孔隙比e0=0.550.60,液性指数IL=-0.050.66,直剪指标:凝聚力c=18.670.0kPa,内摩擦角=10.520.50。固结快剪指标:凝聚力c=6190kPa,内摩擦角=15.902260。粉土(Q3fgl+al):黄褐色,稍密中密,饱和,场地范围成层分布,局部地段缺失,顶板埋深2.04.5m,层厚04.3m。粉细砂(Q3fgl+al):棕黄色,黄褐色,饱和,中密密实,呈透镜体状分布于卵石土的上部或中部,该层层厚04.2m,顶板埋深4.234.3m,层26、顶高程约501.55473.67m。中砂(Q3fgl+al):棕黄色,黄褐色,饱和,中密密实,呈透镜体状分布于卵石土的上部或中部,该层层厚08.8m,顶板埋深5.835.0m,层顶高程约499.45480.69m。卵石土(Q3fgl+al):黄褐、黄色,中密,饱和。卵石成分主要为砂岩、石英岩、灰岩。以亚圆形为主,少量圆形,分选性差,卵石含量6070%,粒径以20200mm为主,充填物以砂为主,夹少量粘性土及砾石。拟建工程范围内夹零星漂石,该层场区成层分布,层厚1.06.9m,层底高程约503.29499.94m。卵石土(Q3fgl+al):黄褐、黄色,密实,饱和。卵石成分主要为砂岩、石英岩、灰27、岩。以亚圆形为主,少量圆形,分选性差,卵石含量6070%,粒径以20200mm为主,充填物以砂为主,夹少量粘性土及砾石,夹少量漂石。据颗粒分析实验:粒径20mm的颗粒含量约为80.1%,粒径220mm.的含量约为6.2%,粒径0.52mm.的含量约为5.6%,粒径0.250.5mm.的含量约为7.1%,不均匀系数Cu=80.1211.9,曲率系数CC=11.265.9。场区成层分布,该层层厚0.932.5m,层顶高程约499.23495.94m。(3)第四系中更新统冰水沉积(Q2fgl+al)黏土(Q2fgl+al):棕红色,硬塑,表层含铁锰质夹灰白色条带网状结构。局部地段缺失,该层厚012.28、2m,顶板埋深35.035.4m,层顶高程约469.87473.30m卵石土(Q2fgl+al):褐红色,密实,饱和。卵石成分主要为砂岩、石英岩、灰岩。呈园形亚园形,分选性差。卵石含量6070%,粒径以20200mm为主,部分粒径大于200mm。卵石以弱风化为主。充填物主要为中砂、圆砾、黏土,含量约1540%。勘探仅在M7Z2-HS-007、M7Z3-HS-22、M7Z3-HS-19号孔揭示。(4)白垩系上统灌口组(K2g)泥岩全风化泥岩(K2g):红褐、紫红色,已风化呈土柱状,仅见残留原岩结构。勘探仅在M7Z2-HS-009、M7Z3-HS-22、M7Z3-HS-22-1号孔内揭示。强风化泥29、岩(K2g):红褐、紫红色,岩质软,泥质结构,节理裂隙发育。岩芯多呈碎块状,岩芯碎块手可折断。该层顶板埋深2148.1m,层厚07.7m,层顶高程约485.61460.20m局部较厚。中等风化泥岩(K2g):红褐、紫红色,泥质结构,块状构造,岩质较硬,锤击声半哑较脆。节理裂隙较发育。岩芯多呈短柱状,少量长柱状。岩体完整。根据室内试验:天然单轴抗压强度3.8611.10Mpa,平均值7.54Mpa,标准值7.06Mpa。图2.4-1 XX站接收段地质剖面图图2.4-2 XX站始发段地质剖面图(2)工程水文地质特征1)地表水XX站XX站区间地表河流水系为XX及小XX,水流由北向南,隧道于YDK1+30、384YDK1+400处下穿小XX,YDK2+333YDK2+385处下穿XX,XX属川西平原岷江水系,具丰富的地表径流,该处河床宽缓,呈“U”型,宽约36m,河床埋深约10.5m左右,平时水量较大,暴雨季节河水暴涨,甚至会漫过河堤。根据勘察钻探揭示该处河底至隧道顶板上覆土层均为强透水性卵石土夹透镜体砂层,盾构施工开挖时,若防水处理措施不当,隧道可能直接袭夺上方河水,导致地表河水大量渗漏入隧道。2)地下水根据XX区域水文地质资料及地下水的赋存条件,地下水主要有三种类型:一是赋存于填土层的上层滞水,二是第四系砂卵石层的孔隙水,三是基岩裂隙水1)上层滞水上层滞水赋存于人工填土及粘性土的饱气带中,涌31、水量小,呈岛状分布,且无统一的地下水位。大气降水和附近居民的生活用水为其主要补给源。2)第四系孔隙水拟建场地内孔隙水主要是砂卵石土中的孔隙潜水,含水层有效厚度16.236.0m,水位埋深3.56.10m。该卵石层主要充填物为砂土及黏土,富水性强,是主要是含水层,具有统一的潜水面,对隧道施工有一定影响。大气降水和区域地表水为其主要补给源。3)基岩裂隙水基岩裂隙水主要赋存于岩石裂隙中,基岩岩性为泥岩,透水性、富水性较差,水量小。该含水层地下水富集规律性较差,在一定条件下,某些地方可形成富水块段。与上部卵石含水层相比,属于弱透水层或不透水的隔水层,可视为相对隔水底板。4)地下的补给、径流、排泄及动态32、特征(1)地下水的补给本区属亚热带湿润气侯,多年平均降水量947mm及年降雨日达104天以上,充沛的降水量是地下水的重要补给来源之一,另外,拟建场地地下水还接受北西方向过水断面的侧向径流补给。(2)地下水的径流地下水的径流形式主要为孔隙间渗流。地下水渗流方向为水头相对较高处流向水头相对较低处,地下水径流方向大体由北向流向西南。(3)地下水的排泄本区间为级阶地及级阶地和级阶地与级阶地过渡带,第四系砂卵石层与排泄运动受地形、地貌、地质构造、地层岩性、水动力特征等条件的控制。总的来说,主要是径流,XX市大量开采地下水和人工降水已经成为该地区地下水主要的排泄方式之一,另外,大气蒸发也为重要的排泄方式。33、5)地下水的富水性及动态特征根据区域水文地质资料,XX地区丰水期一般出现在7、8、9月份,枯水期12、1、2月份,以8月份地下水位埋深最浅,其余月份为平水期。在天然状态下,区内枯水期地下水位埋深35m;洪水期地下水埋深24m,近年来最高水位埋深约2.03.0m。本次勘察期间该场地范围内地下水位埋深3.56.1m,稳定水位高程500.055503.024m,由于受周边降水施工的影响,故勘察期间地下水位埋深小于近年来的枯水期地下水位埋深。根据XX省环境监测总站多年的观测资料,地下水位的年变化幅度多在1.03.0m之间。6)水的腐蚀性评价按照岩土工程勘察规范(GB50021-2001)2009年版,34、场地内水的腐蚀性评价宜按类环境考虑。经判定地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。依据混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476-2008)判定,场地所处环境类别为类(一般环境),环境作用等级为-A级。2.5沿线环境2.5.1盾构穿越沿线建构筑物本区间下穿建筑物结构形式主要为砖混结构,下穿建筑物主要集中在XX社区(XX生活区)、XX宾馆(XX汽车站)、XXXX职工宿舍、XXXX工务大修段,穿越桥梁北新高架两次(左右线各一次),穿越XX两次(左右线各一次),根据XX号线危险源专家评审会意见,本区间盾构穿越建构筑物包括两个特别重大风险源,两个重大风险源,特别重大风险源分35、别为盾构穿越北新高架及盾构穿越XX社区,重大风险源分别为盾构穿越XX及盾构穿越XX宾馆(XX汽车站)。2.5.2 地下管线隧道全线共穿越主管线9条,分管线1条,其中燃气管线2条(PE110中压1条,钢273中压1条),电力管线1条(砼10001100mm),排水管线3条(最大直径砼600mm),通信2条(最大管涵1000400mm),给水管线1条(铸铁最大直径600mm),大部分管线分布与线路平行走向,最大埋深为3.79m,距离隧道顶部距离为10.46m,为砼600mm排水管。3 工程重难点综合本标地质、设计和施工资料分析,本标隧道工程施工具有自身的特点,使得盾构施工存在一定的安全风险。3.136、 盾构穿越沿线建构筑物多、施工难度较大本区间下穿建、构筑物9处,结构形式主要为砖混结构,下穿建筑物主要集中在XX生活区(XX社区)、XX宾馆(XX汽车站)、XXXX职工宿舍、XXXX工务大修段,穿越桥梁北新高架两次(左右线各一次)。3.2 盾构下穿XX及XX盾构隧道在YDK2+376.052-YDK2+384段下穿XX及XX,XX宽度约为26m,深度为5m左右,隧道顶部距离XX河底最近距离为9m。掘进过程中对地层产生扰动,从而影响XX河床,可能造成河底垮塌使得河水进入掌子面,产生涌水事故。3.3盾构下穿北新高架在里程范围为Y(Z)DK1+374Y(Z)DK1+410段盾构两次穿越北新高架,其基37、础形式为承台下桩基础,承台深4m,桩基长12m,桩基底部至隧道顶部距离为6.84m,根据XX号线危险源专家评审会意见,此次风险源为特别重大风险源,区间隧道在760环(1140m)处到达此次风险源,距离始发端头较远,我部将组织专家针对此风险源施工方案进行专项评审,本次方案中不涉及盾构穿越北新高架。3.4盾构下穿XX社区(XX生活区)在里程范围为Y(Z)DK0+894Y(Z)DK1+215段盾构下穿XX生活区,此社区隶属金牛区,面积0.45平方公里,常住户4026户,人口12077人,出租房屋较多,人员居住复杂流动性大,8个居民院85栋住宅。本隧道区间线路正穿407号7、8栋,365号26、27、38、35、44、45、46。十八幼儿园与农贸市场中间两栋房屋,此社区1979年建成。区间隧道在980环(1470m)处到达此次风险源,距离始发端头较远,我部将组织专家针对此风险源施工方案进行专项评审,本次方案中不涉及盾构穿越XX社区。3.5盾构始发及到达盾构始发及到达掘进时,由于很难建立土建平衡,掘进速度很慢,出土量控制很困难,容易造成多出渣现象引起地层损失,加之车站端头降水,造成地层中的细颗粒损失严重,改变地层原有的颗粒组合及稳定固结效果,盾构掘进对地层扰动后,地层中的粗颗粒重新组合固结,极易造成地面沉降,危及地面房屋及管线安全。3.6盾构开仓换刀作业本标段地层主要以(3-8-2)中密卵石、(339、-8-3)密实卵石土为主。计划每550m左右范围内进行开仓检查刀盘、更换刀具。开仓作业有可能出现掌子面失稳坍塌,从而引起仓内人员伤亡及地面塌陷等事故,安全风险和难度极大。3.7 沿线建(构)筑物监测工作量大本区间下穿较多建构筑物(XX生活区、XX宾馆、XXXX职工宿舍、XXXX工务大修段以及XXXX焊轨厂、北新高架等),因此,对盾构施工的参数控制非常重要,施工时对地表沉降控制要求高,监控量测工作量大。地下管线密布,大部分为市政主干线,数量多、种类多、涉及的管线管理单位多、牵涉面广,协调难度较大。4盾构隧道施工风险分析4.1风险源识别结合本工程地质水文条件、施工环境、施工方法,本工程主要风险源包40、括以下内容:(1) 盾构吊装;(已专家评审) (2) 45T龙门吊安装(已专家评审);(2) 盾构始发与到达;(3) 盾构掘进;(4)盾构下穿XX;(5)盾构穿越建构筑物;(6)盾构穿越隧道沿线地下管线;(7)盾构穿越XX生活区;(特别重大危险源,组织专家进行专项评审)(8)盾构穿越北新高架;(特别重大危险源,组织专家进行专项评审)(9)常压换刀;(10) 联络通道施工(组织专家进行专项评审);(11)其他风险。 4.2 风险分析盾构始发与到达盾构始发与到达判定为重大风险源,主要存在以下风险(1)反力架失稳风险反力架强度、刚度和稳定性达不到盾构始发时所需提供始发反力的要求,导致反力架失稳或破坏41、。(2)端头地表沉陷风险由于地面降水失效,或洞口垫圈密封失效,洞口渗漏水,端头地层中粉细颗粒被水带入车站内,可能会导致地表发生过大沉降甚至沉陷。在盾构始发时土仓为空仓,盾构到达时为了减少对到达工作井的影响,通常会降低土仓压力,这两种情况的出土量相对于正常掘进较难以控制,可能会造成超挖,也会引起地表的沉陷。在盾构到达时,由于盾构不能及时推出隧道,刀盘反复扰动端头土体,大量的土体顺着刀盘和结构之间的空隙进入车站,造成地层损失过大,最终形成地表沉陷。 由于到达端头的地层加固长度和范围不够、加固效果和端头密封不好等原因,造成刀盘推出后大量水土流失而失控风险。(3)盾构姿态偏差风险盾构始发时,始发辅助设42、备不能提供足够强大的支撑反力和盾体摩擦力,容易造成盾构始发后姿态发生偏差(曲线始发偏差更大);或由于刀盘刚进入地层后由于盾构“头重尾轻”而发生磕头现象;到达端的沉陷严重影响盾构机拆卸起吊作业安全。(4)涌水涌砂风险由于降水井水位未降至有效高度,并且盾构始发时盾体未完全进入地层,难以建立匹配的土仓压力,可能造成涌水涌砂风险。4.2.2 盾构掘进盾构掘进施工主要存在以下风险:(1)地表沉陷风险盾构掘进时平衡土压力过小、出现超挖、回填注浆不饱满,引起地层损失超标,都可能引起地面沉陷。由于隧道要通过性能完全不同的地质条件,因此,对于不同土质也应采取不同的出土量的控制标准,但未及时根据土质进行调整可能会43、造成超挖。(2)刀具磨损风险砂卵石地层中掘进,刀具和刀盘磨损严重,由于检查或更换不及时导致刀具或刀盘过度磨损;或由于刀具的配置和选型不能完全适应特定地质条件,刀具未能充分发挥作用。这都影响正盾构常开挖,甚至使盾构失去掘进能力。(3)设备故障风险本标隧道施工中铁装备生产的土压平衡盾构机,在掘进过程中,盾构的开挖系统、推进系统、注浆系统、出渣等可能会出现设备故障,影响盾构正常。(4)滞后沉降由于现有的监测手段很难及时发现地层中存在的空腔,滞后沉降的发生往往都具有一定的“突发性”,而本工程沿城市道路行进,上方地层中是地下管线,道路上有大量的行人和车辆 ,“滞后沉降”一旦发生将会造成地表过大沉降或坍塌44、,引起道路和管线破坏风险,甚至会造成对道路上的行人和车辆的危害风险。4.2.3 盾构穿越XX及XX根据XX号线危险源识别专家评审会意见,盾构穿越XX及XX施工判定为重大危险源,主要存在以下风险:盾构隧道在YDK2+376YDK2+384段下穿XX,XX宽度约为26m,深度为5m左右,隧道顶部距离XX河底最近距离为9m。掘进过程中对地层产生扰动,从而影响XX河床,可能造成河底垮塌使得河水进入掌子面,产生涌水事故。右线侧穿XX桥桩,桩基直径为1.5m,盾构隧道距离桩基础最小水平间距2330mm,桩底深度比隧道拱顶低170mm。图4.2-1火驷区间隧道与XX平面关系图图4.2-2火驷区间隧道与XX剖45、面关系图4.2.4 盾构穿越XX宾馆(XX汽车站)根据XX号线危险源专家评审会意见,盾构穿越XX宾馆为重大危险源,主要存在以下风险:盾构隧道在Y(Z)DK1+254-Y(Z)DK1+270段下穿XX宾馆,其基础为直径为500mm的桩基,桩基长6.5m,桩基底部距离隧道顶部15.6m。盾构掘进过程中对地层产生扰动,有可能造成房屋不均匀沉降,引起房屋变形开裂,影响房屋的安全性能。图4.2-3火驷区间隧道与XX宾馆(XX汽车站)平面关系图4.2.5 穿越隧道沿线地下管线本区间管线埋深较浅,距离隧道埋深较大,盾构下穿地下管线列入一般风险源,施工过程中对刀盘面板土压力和土舱压力、出土量及出土状态进行密切46、观察和记录,及时进行掘进参数的反馈和分析,进而调整或优化掘进参数。施工过程严抓渣土管理,及时分析填挖数据,将地层损失率宜严格控制在2%以内,采用“质量”和“体积”两个控制指标。4.2.6 开仓换刀盾构开仓换刀施工判定为重大危险源,主要存在以下风险:本标段地层主要以(3-8-2)中密卵石土、(3-8-3)密实卵石土为主。计划掘进376环(564米)进行一次刀具的更换,在800环(1200米)的XX停车场作为第二次换刀地点。两次换刀点的地面状况均良好,地面无建(构)筑物,具备常压换刀条件,所以,换刀方式采用常压换刀,常压换刀开仓作业有可能出现掌子面失稳坍塌,从而引起仓内人员伤亡及地面塌陷等事故,安47、全风险和难度极大。4.2.7 隧道施工事故隧道施工判定为一般风险源,主要存在以下风险:1)隧道爆炸事故;2)隧道机械伤害事故;3)隧道水平、垂直运输事故;4)隧道电、水、火、气体事故。4.3风险评价 XX站-XX站区间风险评价一览表 表4.3-1序号风险源风险等级及数量备注一般风险源重大风险源特别重大风险源1盾构始发与到达12盾构掘进13盾构穿越XX和XX1右线侧穿XX4盾构下穿北新高架1单独评审5盾构下穿XX汽车站16盾构下穿XX生活区1单独评审7盾构开仓换刀2每500m左右检查刀具,视磨损情况更换新刀具8下穿房屋4除XX生活区9下穿管线910区间联络通道施工3单独评审9其他110合计14648、5XX站-XX盾构区间沿线建(构)筑物调查表编号建筑物名称及门牌号建筑物功能层数基础形式与隧道外轮廓线的关系基础埋深(m)里程地质情况工程概况及现状调查说明地上底下1XX长城大厦:站前路53号商用11-1筏式基础房屋结构外边缘距离左线盾构隧道最小水平净距约1.2m,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距约13.94m6.53YDK0+806YDK0+880(74m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-8-2,隧道洞身处于3-8-2、5-1-2、5-1-3,拱顶有中密卵石层11层框架结构,一层店铺,均装修全名XX军区空军长城大厦。2建兴大厦:站前路56号商用7/桩基础房屋结构外边缘距离左线盾构隧道最49、小水平净距约1.2m,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距约14m46.5ZDK0+806ZDK0+870(64m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-8-2,隧道洞身处于3-8-2、5-1-2、5-1-3,拱顶有中密卵石层7层框架结构、左线边侧通过一层店铺,均装修3XX社区(XX生活区)住宅6/扩大基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为17m1.52.8Y(Z)DK0+894Y(Z)DK1+215(321m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-8-2、5-1-2,隧道洞身处于5-1-2、5-1-3,拱顶有强风化泥岩层金牛区所属,面积0.45平方公里,常住户402650、户,人口12077人,出租房屋较多,人员居住复杂流动性大,8个居民院85栋住宅。线路正穿407号7、8栋,365号26、27、35、44、45、46。第十八幼儿园与农贸市场中间两栋房屋,79年建成。4XX宾馆(XX汽车站)招待4/桩基础左右线盾构隧道正穿该建筑。房屋基础为桩基础,桩长6.5m。隧道顶距离基础底最小竖向净距约为15.68m6.5Y(Z)DK1+254Y(Z)DK1+270(16m)隧道上覆土体依次为1-1、2-3、2-6-1、2-6-2、2-6-3、2-6-4,隧道洞身处于2-4、2-6-3和3-2,拱顶有密实卵石层4层框架结构,1982修建。5北新高架桥立交桥/长桩基础左右线盾51、构隧道正穿该建筑基础。桥梁基础为桩基础,桩长12m,地面以下16m。隧道顶距离基础底最小竖向净距约为6.84m12Y(Z)DK1+374Y(Z)DK1+410(36m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-8-2、3-4-2、3-8-2,隧道洞身处于3-8-2、3-2,拱顶有中密卵石层6XXXX职工宿舍住宅47/推测为独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为21.79m3Y(Z)DK1+416Y(Z)DK1+500(84m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2-1、3-3、3-8-1、3-8-2、,隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层砖混结构(1)职工宿舍住宅7/52、推测为独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为21.79m3Y(Z)DK1+416Y(Z)DK1+500(84m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2-1、3-3、3-8-1、3-8-2、,隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层砖混结构(2)职工宿舍住宅5/推测为独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为21.79m3Y(Z)DK1+416Y(Z)DK1+500(84m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2-1、3-3、3-8-1、3-8-2、,隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层砖混结构(3)张良风房屋住宅4/推测为独立基础盾构隧道左右53、线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为21.79m3Y(Z)DK1+416Y(Z)DK1+500(84m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2-1、3-3、3-8-1、3-8-2、,隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层砖混结构7XXXX工务大修段办公3-6/独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为19.98m3Y(Z)DK1+522YDK1+663,ZDK1+767(右线141m,左线245m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-4、3-5-1、3-8-1、3-8-2隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层3-6层砖混结构。(1)工务大修段4#办公354、独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为19.98m3隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-4、3-5-1、3-8-1、3-8-2隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层(2)工务大修段5#办公6独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为19.98m3隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-4、3-5-1、3-8-1、3-8-2隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层8云景湾围护结构围护结构/桩基础盾构隧道左线旁穿云景湾围护结构,围护桩与左线盾构隧道最小水平净距为1m,围护桩底与左线盾构隧道最小竖向净距约9.89mZDK1+998ZDK255、+050(52m)隧道上覆土体依次为1-1、2-6-1、2-6-2隧道洞身处于2-6-39XXXX跨河/桩基础右线盾构管片外边缘距离桩基最小水平净距为2.33m,桩底标高489.26m12.47YDK2+376YDK2+384(8m)隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-8-2隧道洞身处于3-4-2、3-8-2,拱顶有中密卵石层右线隧道外边缘离桩基最近处距离2.33mXX站-XX站盾构区间沿线主要管线调查表编号管线名称材质及规格主线/分线里程埋深与隧道关系平面垂直与隧道顶的净距1燃气管PE110中压主线ZDK0+796.507平行左线ZDK0+810.2772排水管砼400主线ZDK0+81056、.228平行左右线3排水管砼300主线ZDK0+823.347平行右线ZDK0+853.6474通讯砼1000x400主线YDK0+854.167右侧线路上方YDK0+898.3475燃气管钢273中压主线YDK0+854.167斜交YDK0+898.3476给水管铸铁600主线YDK2+385.943斜交YDK2+462.9447污水管砼600主线YDK2+4025.6斜交8.23YDK2+3988通讯砼900x300主线YDK2+420.913斜交YDK2+539.3439电力管砼1000x1100主线YDK2+422.444右线右侧5 专项施工方案5.1盾构始发与到达盾构始发和到达端头地57、层加固处理、洞门防涌水涌砂处理、盾构机轴线及掘进控制周围环境控制等工作。在盾构机始发与到达阶段,应确保工作井端头外侧地层的自稳性,同时确保盾构按照设计线路始发或到达,防止轴线偏差造成的纠偏超挖,减少对工作井端头土体的扰动。端头加固盾构进出洞时,洞口段地层须预先进行加固处理以保证盾构机进出洞的安全。加固后的地层应具备良好的均匀性和自立性。本区间端头加固采取管棚加固结合地面加固两种措施。.1管棚加固管棚施工主要参数如下:管棚材料:108、长度10m(XX站端头,原设计长度10m)和15m(XX站端头,按专家评审意见,管棚长度增加至15m),壁厚6mm无缝钢管。环向间距:400mm(始发端)/36858、mm(接收端),布设19根/21根,外插角12。管棚连接:钢管采用丝扣连接,丝扣螺纹段长大于150mm,设计长度(3m24m=10m)施工方法:非开挖技术(导向跟管钻进法)一次打设。注浆孔布置:注浆钢管上钻注浆孔,孔径10mm,孔间距150mm,呈梅花型布置。钢管尾部(孔口段)2.0m不钻孔作为止浆段。施工精度:钻孔水平容许偏距沿相邻钢管方向不应大于100mm,垂直偏距沿隧道内侧方向不应大于200mm(对管棚前端,非管棚孔口)在隧道拱顶120范围内进行加固管棚注浆:浆液采用水泥浆,初拟参数:水泥浆水灰比0.8:11:1,注浆压力:采用0.20.4MPa,施工中应据实际地质情况,并通过试验确定有59、关施工参数。注浆顺序先下后上,全孔可采用后退式分段注浆方式。注浆采用后退式注浆,利用自制的注浆套管与管棚用套丝连接,注浆套管上准备有出气管与进浆管,由阀门来控制开关。然后安装20mm塑料管作为排气管,连接注浆管等各种管路,利用锚固剂封闭掌子面与管棚间的孔隙,防止漏浆。关闭孔口阀门,开启注浆泵进行管路压水试验,如有泄漏及时检修,试验压力等于注浆终压。注浆时,采取低压力中流量注入,注浆过程中压力逐步上升,流量逐渐减少,当压力升至注浆终压时,继续压注10分钟,才结束注浆。图5.1-1 盾构始发(到达)管棚加固立面图.2地面加固袖阀管预注浆加固施工措施,具体为:在每个洞门上方地面打设15个注浆孔,孔径60、108mm,孔位具体布置如下:图5.1-2 始发端头地面注浆示意图因始发过程建压在沿线路方向距离车站围护桩外边1.5m处垂直线路方向打设3个孔位,横向间距2m进行加固;因盾构机掘进至+3环位置(即管棚加固终点位置:距离端头10-12m)需要短暂的暂停进行洞门封堵注浆,此处以横向间距为2m,步距2m布孔,钻孔6个;管棚加固中部上方顺隧道方向步距为3m,布设2排,钻孔6个。钻孔深度9米,角度为90。袖阀管注浆布置形式详见图5.1-2 始发端头地面注浆示意图,现场实际布孔时避开管线。表5.1-1 袖阀管注浆加固拟投入的施工机械设备设备名称型号工作范围(m)数量功率(KW/台)钻孔机潜孔钻70B钻孔161、08m1台55工程钻机HM-90钻孔108m1台45注浆泵3SNS三缸压力8Mpa1台15注浆泵BW-150/4型压力8Mpa1台5.5空压机VHP750F13立方2台135电钻/8mm2台0.8-1搅拌机400L/1台3.5(1)钻孔注浆施工袖阀管法注浆是在PVC管上钻注浆孔作为注浆外管(即袖阀管),注浆孔外用橡胶圈包好,注浆时把两端都装有密封橡胶塞的注浆芯管插入袖阀管,浆液在压力作用下胀开橡胶圈进入地层。橡胶圈的作用是当孔内加压注浆时,橡胶圈胀开,浆液从小孔中进入土层,停止注浆时橡胶圈封闭,阻止土和地下水逆向进入注浆管内。袖阀管构造见图。图5.1-3 袖阀管构造图a、工艺流程测量定位钻 孔62、下套壳料钻机就位安装袖阀管注浆作业第一步距注浆第二步距注浆所有步距达到要求注浆结束NOYESNOYES图5.1-4 注浆工艺流程图b、施工准备工作 钻孔钻孔前应先探明该位置是否有管线,确定无管线后开始钻孔,根据钻孔布置图定出孔位,孔位偏差50mm。钻机就位后,利用垂球结合水平尺检查钻机水平及钻杆垂直度,在钻孔过程中对钻孔偏差度进行检查,要求钻孔偏差度1%。开孔直径一般为108,终孔直径91。 浇注套壳料测量钻孔深度满足设计要求后,通过钻杆将套壳料压入置换孔内泥浆。套壳料配方:水泥:粘土:水=1:1.5:2(重量比,配方由现场试验最后确定),浆液粘度0.080.09Pa.s。套壳料凝固后,即可开63、始注浆。 插入袖阀管袖阀管采用48壁厚4mm的橡胶管,分节长度为2米。依次下放袖阀管至孔底,第一节袖阀管底部安好堵头封闭,相邻两节袖阀管用套箍联接。下放袖阀管时在管中加入清水,减少袖阀管的弯曲,尽量使袖阀管位于钻孔的中心。安插过程中如遇阻力,不能顺利插入,应查明原因,禁止用过大外力压入。安装深度应与钻孔深度一致,最大误差不大于20cm,袖阀管接至地面以上0.3m后用彩条布包裹孔口,防止杂物进入管内,孔口0.71.0m范围内用普通硅酸盐水泥掺加3%的速凝剂封堵,防止注浆时浆液窜至地面。 安设注浆芯管封孔24小时后下放注浆芯管。注浆芯管采用2m一节20镀锌钢管制成,节间用螺纹套管连接。注浆芯管下放64、时,防止地面泥浆回灌入袖阀管内,造成注浆芯管下放及提管困难。(2)注浆过程 注浆参数注浆采用水泥浆。主要参数见表6-1所示。表5.1-2 注浆主要参数表 序号项 目参 数1水灰比(w:c)1:12初始注浆压力(MPa)020.33正常注浆压力(MPa)0.30.44最大注浆压力(MPa)0.55注浆速度(l/min)10206注浆量(l/m)6070 配制浆液根据水灰比0.8:11:1进行浆液拌制,搅拌至少5min,使得水泥充分溶解,保证浆液具有良好的可泵性、和易性、保水性,并在注浆过程中不停的缓慢搅拌。 注浆注浆时采用先外围、后内部的注浆顺序。为防止窜浆,提高钻孔利用率,施工时跳孔间隔注浆。65、有流动的地下水时,从水头高的一端开始注浆。压注浆液时应缓慢均匀连续加压,当压力达到设计值时,应保持稳压23min以上。 注浆结束标准外围孔注浆控制以限制注浆量为主,内部孔无法注入为止。注浆后必须用清水及时进行清孔,清除袖阀管内残留浆液,便于下次跟踪注浆使用。 施工中问题的处理注浆过程中,若出现每步距注浆量能满足要求,而注浆压力太低,可能浆液外逸或土层中有大的空洞,采取间歇注浆和减小浆液胶凝时间的方法处理,注浆中出现注浆压力满足设计要求,注浆量小于设计量时,若是外围孔注浆则该步距上下两段各增加1倍的注浆量。(3)跟踪注浆施工工艺跟踪注浆施工工艺同加固预注浆工艺。当地表监测发现异常或出现超挖情况时66、,应迅速进行地表跟踪注浆。浆液通常为纯水泥浆,压力控制在0.30.5MPa,注浆过程中要随时观测注浆压力变化和地表变形情况,防止地表隆起。始发轴线控制XX站始发左线为直线段,采用直线始发;右线为R1500的右转曲线,分界里程到第一个HY点距离5.8m,采用割线定位进行始发。右线以实测洞门预埋环板中心与洞内10m处的隧道设计中心的连线为盾构机的始发轴心线,该线在始发井的延长线即是托架与反力架的安装基准线:托架整体平行抬高20-30mm始发,以消減盾构机始发低头的误差。盾构始发前,先进行盾构始发测量,盾构始发测量主要包括盾构机始发托架定位测量、反力架定位测量、盾构机姿态始发测量、Tunis激光自动67、导向系统初始测量。始发托架定位测量:始发托架测量主要控制托架中线与隧道中线偏差不能超限,导轨前后高程(较设计抬高20-30mm)与设计高程不能超限,托架下方地面是否坚实平整等,托架的位置主要是利用井下导线点分别在托架的前后两端放样出来隧道中线上的中心点,利用这两个中心点来控制托架的平面位置,该点位须由不同的测量人员来放样复测,及时报第三方测量检核后才能进入下布工序。反力架定位测量:反力架定位测量包括反力架的高度,仰俯角,偏航及反力架基准环的定位测量等。反力架基准环是否监视平整。反力架的稳定性直接影响到盾构机始发掘进是否能正常按照设计的方位进行,基准环直接影响到管片的质量,反力架的定位也是利用井68、下导线点进行直接精确的定位,同样该点位的放样由不同的测量人员来复测,并检核。盾构机始发姿态测量:盾构机姿态初始测量包括测量水平偏航、俯仰度、扭转度。盾构机的水平偏航、俯仰度是用来判断盾构机在以后掘进过程中是否在隧道设计中线上前进,扭转度是用来判断盾构机是否在容许范围内发生扭转。SLS-Tunis激光自动导向系统初始测量:包括隧道设计中线坐标计算,TCA托架和后视托架的三维坐标的测量,VMT初始参数设置(VMT初始参数设置须报监理审核后方可进入下步工序)和掘进等工作。盾构组装前,按设计将盾构始发托架和反力架安装好。盾构始发托架的安装应注意出洞段隧道所处的线路平,纵面曲线条件、确保盾构中心轴线的坡69、度与隧道设计轴线度相适应。在对盾构始发托架固定前应按设计进行准确的定位,严格控制标高及中心线等。考虑到盾构后期沉降因素,盾构中心可比设计轴线略高20-30mm。按设计对托架进行精确的定位,盾构反力架的整体倾斜度应与盾构基座的安装坡度一致,以保证构机始发姿态的准确。盾构到达前,必须加强测量,及时调整盾构姿态,确保准确贯通,防止轴线偏差后盾构就位不准反复旋转扰动端头土体。基座及反力架加固盾构托架和反力架应具有足够的刚度和强度;托架定好位后必须加支撑,防止其移动;反力架必须牢固的支撑在始发井结构上,避免托架和反力架失稳而造成盾构轴线偏差。在反力架和负环管片之间焊接L型防扭装置,防止刀盘较大扭矩掘进时70、管片发生横向的位移。 洞门封固XX站始发洞门采用延长方式处理,洞门延长0.5m,使盾构可以更早的进行注浆封堵工作,减少洞门盾构无法注浆掘进区域长度,延长洞门中心与盾体轴心线保持同轴,避免密封胶环在脱离盾体到管环外径上的不一致,造成密封失控。同时在洞门沿伸环上预留盾尾油脂注入孔,在刀盘抵达掌子面后通过预留注入孔注入盾尾油脂,填充盾壳与延伸环之间间隙,从而确保降低盾构始发可能发生的涌水涌沙风险。始发前应在刀头和密封装置上涂抹黄油,避免刀盘上刀头损坏洞口密封装置。待盾尾完全已进入沿伸环后,立即封堵洞圈。首先开启盾尾油脂系统为盾尾注入足量的盾尾油脂,然后通过管片预留注浆孔对洞口圈压注双液浆进行封堵。根71、据地质条件和地下水状态,在XX站始发端头采用单密封结构,为使盾构保压掘进始发,采用加海绵及一道橡胶帘布密封装置,使始发平衡土压稳定,确保避免盾构始发风险;同时密封结构间采用盾尾油脂填充密实,以减小洞门涌水涌沙可能,降低盾构始发风险。图5.1-2洞门延长图图5.1-3盾构始发洞门密封结构示意图由于洞口与盾构(或衬砌)存在建筑空隙,易造成泥水流失,从而引起地表沉降,因此,须在洞口安装进洞装置,进洞装置包括洞门延伸环(0.5m宽)、帘布橡胶板、扇形(或折页)压板及相应的连接螺栓和垫圈。安装前须对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核,确保其与洞圈上预留螺孔位置一致,并清理螺孔内螺纹。安装顺序为洞门延72、伸环帘布橡胶板扇形 (或折页)压板,自上而下进行。安装时压板螺栓应可靠拧紧,使帘布橡胶板紧贴洞门延伸环,防止盾构出洞后漏水、漏浆。始发前应在刀头和密封装置上涂抹黄油,避免刀盘上刀头损坏洞口密封装置。5.1.5 端头降水始发端现有3口降水井,每口降水井配备一台7.5KW水泵,降水井深均为32m,详见盾构始发端降水井布置图,始发段隧道底埋深为16.5m,降水井深能够满足降水要求。始发前一周开启降水井,进行试抽,确保降水施工正常。图5.1-4盾构始发端降水井布置图5.1.6 掘进控制(1)盾构始发掘进盾构始发前要特别检查开挖面情况,以确定没有钢材、木料、较大块的混凝土等异物以及洞口圈钢筋已清理干净。73、确认导轨已安装,导轨的长度不影响刀盘切上掌子面后进行旋转。当刀盘在洞口圈即将进入开挖面时,由于刀盘缺乏支撑在自重作用下极易发生“磕头”,故应在洞口圈底部安设导轨进行支撑,导轨的位置应与盾构基座导轨对齐,轨面标高、坡度与盾构基座一致。盾构刀盘通过磨桩区后,利用管棚加固区的作用清仓或注浆膨润土泥浆置换土仓,将土仓内的混凝土块和玻璃纤维筋清理出土仓,为下一步的掘进和防止刀盘结泥饼打下基础。盾构始发时,由于盾构与地层间无摩擦力,盾构易旋转,应加强盾构姿态的测量,如发现盾构有较大转角,采取刀盘正反转的措施进行调整。盾构各组千斤顶应均衡推进,上下、左右千斤顶应对称加力,防止反力架受力不均发生上浮或侧倾。另74、外,始发前应在基座轨道上涂抹油脂,减少盾构推进阻力。始发后,推进速度不宜过快,并在推进时按工况条件在盾构正面加入泡沫剂,以改良正面的土体,施工过程中根据地层变形量等信息反馈,对土压力设定值、推进速度等施工参数作及时调整。盾构机下井前完成地面控制网(平面、高程)复测、联系测量、始发托架及反力架放样、洞门钢环及底板复测、吊篮安装测量,盾构下井后对盾构机姿态进行复测。始发前完成计划线计算及复核、VMT数据文件生成,并得到公司精测队、监理的确认,以保证盾构机顺利始发掘进。(2)盾构达到掘进1)盾构到达前50m地段即加强盾构姿态和管片测量,根据复测结果并结合车站实测洞门钢环的实际位置适当调整隧道贯通时的75、盾构姿态,确保盾构机按设计丝线路进入车站。2)在盾构机距离端头墙20m时,选择合理的掘进参数,逐渐放慢掘进速度,控制在30mm/min以下,推力逐渐降低,缓慢均匀地切削洞口土体,以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。3)盾构进入到达段后,加强地表沉降监测,及时反馈信息以指导掘进。4)盾构机刀盘距离贯通里程小于10m时,在掘进过程中,专人负责观测到达洞口的变化情况,始终保持与盾构机司机联系,及时调整掘进参数。5)在拼装的管片进入加固范围后,浆液改为快硬性浆液,提前在加固范围内将泥水堵住在加固区外。6)当管片最后一环管片拼装完成后,通过管片的二次注浆孔,注入双液浆进行封堵。注浆的过程中要密切关注洞门76、的情况,一旦发现有漏浆的现象立即停止注浆并进行处理。 7)当盾构前体盾壳被推出洞门时通过压板卡环上的钢丝绳调整折叶压板使其尽量压紧帘布橡胶板,以防止洞门泥土及浆液漏出。在管片拖出盾尾时再次拉紧钢丝绳,使压板能压紧橡胶帘布,让帘布一直发挥密封作用。8)由于盾构到站时推力较小,洞门附近的管片环与环之间连接不够紧密,因此作好后20环管片的螺栓紧固和复拧紧工作。并用槽钢沿隧道纵向拉紧后10环管片,使后10环管片连成整体,防止管片松弛而影响密封防水效果。详细作法见图5.1-2。图5.1-5 洞口处隧道纵向拉紧联系图 同步注浆盾构始发、到达段同步注浆配合比如下:同步注浆浆液配合比(kg/m3) 表5.1-77、3水泥细砂粉煤灰膨润土水120800300100450注浆压力,由于是从盾尾圆周上的4个点同时注浆,根据已掘进的经验,上部两个注浆孔的压力控制在0.200.25MPa,下部两个注浆孔的压力在0.250.30MPa。注浆量,每环(1.5m)同步注浆量根据计算为6m3。注浆速度,同步注浆速度和推进速度保持同步,以6m3的注浆量和50mm/min的速度来设定流量,流量为200L/min,即在盾构机推进的同时进行足量注浆。注浆结束标准,采用注浆压力和注浆量双控。5.1.8 穿越砂层区间隧道在始发段及接收段存在3060m粉细砂和中砂层,盾构穿越富水砂层的风险主要有:易形成喷涌,导致地面塌方、建(构)筑物78、开裂损坏;地面沉降难以控制,易造成地面塌方、建(构)筑物开裂损坏一旦发生喷涌现象,地面沉降肯定会很大,即使没有发生喷涌,控制地面沉降还是非常困难;盾构姿态难控制。针对上述风险源,主要采取如下措施:1)在过砂层之前,对盾构机进行全面检查及维修保养。一方面,防止泥水、砂浆从盾尾密封冒出,一旦泥水大量从盾尾冒出,易造成失水沉降,而砂浆从盾尾冒出,将无法及时对管片背后进行填充,亦导致沉降难以控制;另一方面,防止因故障长时间停机,而导致土仓大量积水,且盾体外壳与开挖隧道之间的空隙无法及时填充。2)进行土体改良。主要是采用膨润土注浆来改良渣土,以改善渣土的和易性,增加止水效果,避免喷涌的发生。土仓中尽量保79、持满仓,且采用膨润土泥浆改良,使砂层不坍塌。3)做好同步注浆和二次注浆工作。一方面,防止隧道后方的水流入土仓;另一方面,及时填充管片背后空隙,防止沉降进一步扩大。4)合理确定渣土的松散系数,严格控制出土量。要做到既不能多出,也不能少出。若少出,会造成土仓压力增大,掘进速度减慢;若多出,会造成地面沉降增大,甚至地面塌方。5)控制好盾构机的姿态,盾构机姿态保持向上,趋势控制在范围4。若盾构机姿态不好,需要纠偏,这对控制沉降及其不利。6)做好监测工作,及时反馈监测信息。适当加密监测频率,根据地表沉降和建筑物沉降的监测数据,结合地质情况,及时调整土仓压力、千斤顶推力等施工参数。5.1.9 监控量测在盾80、构始发与到达时,应加强地表及周围环境变形监控量测,主要的监测项目包括始发(到达)100m时地面沉降监测、始发井周边建(构)筑物的水平位移和垂直位移监测、始发(到达)时洞门上方环框梁和侧墙的水平收敛监测、始发时反力架的变形监测。(1)监测频率地表沉降、建(构)筑物沉降及倾斜、洞门收敛、反力架变形等观测频率(见表5.1-4)。表5.1-4 监测频率表施工状况监测频率始发(到达)100m时地面沉降监测12 次/天建(构)筑物沉降及倾斜监测12 次/天始发(到达)时洞门上方环框梁和侧墙的水平收敛监测2 次/天反力架的变形监测1 次/天现场安全巡视(在始发期间)1 次/天当出现下列情况之一时,应提高相应81、监测项目的监测频率:1)监测数据达到报警值;2)洞门出现大量喷涌、长时间连续降雨;3)周边地面、建(构)筑物出现严重开裂;4)出现其他影响危及隧道及周边环境安全的异常情况;(2)监测周期1)初始值测定:在盾构始发前,在各测试项目测点布置后应及时进行初始值的读取,要求进行连续三次独立的观测,取其平均值作为监测项目的初始值。2)监测期以盾构始发前1-2天为起点,至盾构机进入区间后隧道或施工影响区域内的受影响的建(构)筑物沉降变形稳定为止。(3)监测方法1)对于地面沉降、始发井周边建(构)筑物位移沉降监测我们利用电子水准仪进行二等水准测量方法,水准监测首先,我们要确定水准基点,水准基点是进行沉降观测82、的起始点,基点的稳定可靠与否直接影响到观测成果的准确性,因而,水准基点位置的选择与埋设尤为重要,基点离开工地太远,太近都不合适,远了增加观测的传递次数,测量误差大了,近了受施工影响,基点本身的可靠性受到影响,为此,根据该地区的地质情况,可靠的沉降范围是距开挖深度2-3倍的距离即可,根据一般的工作要求,需要在施工区域以外同时布设3-5个基准点,构成水准基点网,以检验该网自身的可靠性。选择在近两年内不可能进行施工的区域埋设基准点:其离开施工区域的最少距离为:式中,L:水准点离开施工建筑物的最近距离,单位为m;S:施工建筑物的最终理论沉降量,单位为cm。各等级水准观测的视线长度、前后视距差、视线高度83、,应符合下表的规定(本工程应采用二级)见表5.1-5。表 5.1-5等级视线长度前后视距差前后视距累积差视线高度一级100.71.00.3二级302.03.00.2三级305.08.0三丝能读数2)对于洞门上方环框梁、侧墙收敛监测、反力架变形监测我们用收敛计来测量该位置处距离的变化量的方法,直接反映出结构的稳定情况。在进行每一对监测点位的观测中,点位固定的基础上重复观测三次,取其平均值作为本次测量的最终值。与前次观测结构进行比较,观测其变化量的大小。(4)监测点布置1)基准点的布置。本工程建(构)筑物变形监测高程基准网,以独立高程系统为基础建立,起始并附合于地铁施工的精密水准点上。在远离施工影84、响区稳固位置选择假设BM1、BM2 、BM3作为高程基准点。根据现场实际情况,为方便测点引测,另加密布设3个工作基点。根据具体建筑物分布,高程基准点、工作基点同监测点一起布设成独立的闭合环、或形成由附合路线构成的结点网。根据现场情况,选择本标段附近的地铁精密导线点为水准高程起算点,并兼做水准高程基准点。组网结构举例(如图)。基准点的点位尽量与第三方监测保持一致,并报监理审核后确定。 图5.1-6 建(构)物沉降监测控制网组成2) 监测点布设方法布点原则:建筑物监测点,对各区间左右线隧道中线两侧3D(D为隧道宽度)范围内建(构)筑物进行保护性的沉降监测,对隧道中线两侧3D(D为隧道宽度)范围内385、F以上建(构)筑物布设倾斜监测点。测点一般布置在建(构)筑物转角承重结构柱上。建(构)筑物上布设的工作基点埋设步骤如下:使用电动钻具在选定构筑物部位钻直径65mm,深度约122mm孔洞;清除孔洞内渣质,注入适量清水养护;向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;放入监测点标志;使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙;养护15-2)。图5.1-7 建(构)筑物工作基点标志埋设形式图地面监测点布设前用全站仪在现场按设计里程及坐标确定隧道轴线位置。在地面上布置平行于隧道轴线的沉降监测点和垂直于隧道轴线的沉降监测点,平行于隧道轴线的沉降监测点设置为:以线路中线依次向两边为510m为一个监测点,一个断面布设5个监测86、点的形式布设,垂直于隧道轴线的沉降监测点设置为:进出洞100m范围内每20m一个断面,其余部位30m一个断面,每个断面上至少5个测点(含轴线测点),监测点布置时均钻孔穿过马路混凝土层,以更直观准确反映出地层变化量及其变化规律,为施工提供准确的数据,引导施工。(5)信息传递程序实现监测过程的信息化,监理顺畅、高效的信息反馈渠道,及时、准确地反馈监测信息十分重要,在正常情况下,当天的观测数据处理结果在观测结束以书面监测日报驻地监理。特殊情况下,在结果出来的第一时间直接将信息传递给驻地监理。一般情况下,监测数据结果出来后,监测人员先上报测量主管,测量主管上报施工技术部部长,技术部部长上报项目总工。我87、们实行层层上报制度,确保信息的准备性,完整性,有可追溯性。5.2盾构掘进方案盾构机选型及改造根据本区间工程地质及工期情况,用于本区间施工的盾构设备,必须具有稳定开挖面、平衡水土压力、平稳穿越软硬变化较大的地层,具有良好的砂卵石层切削能力和渣土改良的能力,最大限度减少地表沉陷,必须具有较强的纠偏抗扭与弯道施工的能力,必须具有较好的经济性和较长的使用寿命,必须确保各项作业的安全性和可靠性。结合目前XX地铁盾构区间施工资料,选用的盾构机必须具有针对性,其盾构机适应性必须以XX地区的地层为设计依据。综上所述,我项目继续使用原XX地铁4号线6标的两台盾构机,该盾构机都是由中国中铁隧道装备有限公司针对XX88、地区砂卵石地层掘进研发生产的。盾构机都已完成了适应性和可靠性的评审,并按照检修方案完成了盾构机的检修。本区间盾构机主要参数表 表5.2-1盾构制造商编号XX号线盾构编号主要参数主轴承使用情况(Km)刀盘开口率额定扭矩(KN.m)脱困扭矩(KN.m)螺旋直径(mm)理论最大排土颗粒(mm)螺旋额定扭矩(KN.m)63#3#36%66508100800290560mm2101.564#4#36%66508100800290560mm2101.75.2.2施工前准备(1)沿线建筑物及管线的调查施工前对沿线盾构施工影响范围内的建(构)筑物和地下管线进行全面的调查,收集相关资料,列出需重点保护的对象名称89、及反映其所处里程、地面位置、类型、结构等详细参数的清单。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。针对需要重点保护建(构)筑物、管线,提前作出预案,并准备相应材料设备。(2)房屋可靠性鉴定报告在盾构下穿房屋前,在隧道影响范围内的房屋进行了房屋可靠性鉴定报告。(3)机械设备全面检修及维护在盾构机穿越建筑物及管线前,准备停止掘进,对盾构机进行专门的检查和维护保养,目的是保证盾构机无故障地进行24h连续掘进,快速穿越民房及管线区域,主要项目如下:螺旋输送机仓门及控制系统。在民房区域掘进,为防止在施工过程出现螺旋输送机仓门密封失效后控制系统失灵,90、导致大量涌水涌泥情况。要求对螺旋输送机仓门及控制系统进行全面检查,保证螺旋输送机及仓门的完好。铰结密封。在穿越掘进期间,为保证盾构机较小的纠偏量,拟开启盾构机铰接装置。为保证铰结密封效果,在维护检查过程中,对铰接装置的密封情况作重点检查。盾尾密封。在掘进时保证盾构后部不会发生漏水漏砂现象,做好盾尾油脂的压注工作,在掘进过程中及时加注盾尾密封油脂,保持盾尾密封良好。停机检查期间,对电瓶车、龙门吊、拌浆系统、浆车等配套设备做好维护保养,保证完好率。 5.2.3盾构参数设定及优化(1)工艺流程图5.2-1 一个循环掘进工艺流程图(2)参数设定和优增加螺旋输送机转速刀盘扭矩设定速度总推力周边土压更改改91、良效果更改设定值更改设定值排土量继续掘进掘进控制添加材料注入参数设定渣土状态增加注入量减少注入量土压设定开挖出土压减小螺旋输送机转速降低速度土压力控制渣土改良控制控制掘进速度监视合适较好较差异常不合适过低过高过软过硬不合适异常合适较好合适较好合适图5.2-2参数优化流程主要的参数调整优化措施如下:采用合适的刀具,根据3号线掘进经验,将中心双刃滚刀调整为撕裂刀,以适应地层及减轻中心区负担。适当提高掘进土仓压力(土仓压力设定为理论值的1.01.2倍)以防止涌砂突水,并在掘进中不断调整优化。土仓压力通过采取设定掘进速度与调整排土量、设定排土量与调整掘进速度两种方法建立,并应维持切削土量与排土量的平衡92、,以使土仓内的压力稳定平衡。盾构机的掘进速度主要通过调整盾构推进力、转速(扭矩)来控制,排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节。在实际掘进施工中,应根据地质条件、排出的渣土状态,以及盾构机的各项工作状态参数等动态地调整优化。掘进时应采取渣土改良措施增加渣土的流动性和止水性,密切观察螺旋输送器的土塞和出土情况以调整添加剂的掺量。推进速度控制在4060mm/min,并根据监测结果和排土情况调整。螺旋机转速根据设定土压力与推进速度匹配。(3)参数理论值根据成地铁建【2013】67号文件要求及我部在XX地铁3号线、4号线的施工经验,设定盾构正常掘进段参数如下:盾构正常掘进参数表 表5.2-2掘进模93、式推力(KN)扭距(KNm)刀盘转速(rpm)土仓压力(bar)螺旋输送机转速(rpm)土压平衡800016000350045001.01.60.71.45132)推进速度推进速度控制在4060mm/min,并根据监测结果和排土情况调整。螺旋机转速根据设定土压力与推进速度匹配。3)出土量根据计算每环出土量公式:其中:土体松散系数,取决于土质、盾构掘进参数、土体改良情况等,本工程“综合松散系数”K取1.2;盾构机直径,m;掘进长度,1.5m4)注浆量A.浆液配比中铁装备盾构机同步注浆采用以水泥和粉煤灰为胶凝材料的砂浆,注浆配比考虑初凝时间以及初凝的早期强度,同步注浆材料初步配比见下所示。正常掘进94、阶段同步注浆材料配比表 表5.2-3水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)砂(kg)水(kg)1203001008004505.2.4盾构试掘进两台盾构机组装调试完成后,我部将盾构隧道前50米作为试验段。通过的掘进,摸索推进参数的匹配,从出土、地面沉降、参数变化等各个方面逐渐调整速度、土仓压力、刀盘转速、注浆量和渣土改良的措施;通过试验段的掘进还需进一步检验设备的状态,将盾构机各系统调整到最好的工作状态。XX地区盾构施工对出土控制是重中之重,在试验段掘进中还需验证出土的体积和重量是否与方案中的计算值能吻合,不吻合的情况下,分析其原因,尤其是土体的实际容重是否发生改变。对参数的摸索和对地层的掌95、握是试验段掘进的根本目的。(1)前15米试掘进隧道前15米掘进做为始发初始阶段,完成洞门封堵、建立土压、确定掘进参数阶段。1)参数设置由于在始发阶段受到始发平台、反力架的限制,推力不宜过大,另外为保持洞门周边地层的稳定,盾构扭矩、刀盘转速都不宜过大。前15米试掘进的掘进参数表 表5.2-4推力(kn)扭矩(knm)刀盘转速(rpm)土仓压力(bar)备 注7000110002000350011.30.00.72)试验段试验内容对盾构机各部件、管线的工作状态进行调整确定推进速度、推力、扭矩等各种施工参数与设计参数的关系;通过地层情况对同步注浆压力、注浆量、浆液的初凝时间及配比进行摸索,掌握其规律96、;了解地层特点与相应的加膨润土、加泡沫等添加剂的关系;学习和熟练掌握盾构机的操作方法和管片安装技术;封堵洞门,建立土仓压力。前1550米试掘进始发完成后,土仓压力已能保住,可根据地层情况,适当调整掘进参数。(1) 参数设置1550米试掘进的掘进参数设置如下表:前15-50米掘进参数表 表5.2-5推力(kn)扭矩(knm)刀盘转速(rpm)土仓压力(bar)备 注1000014000350045001.01.50.70.8(2)试验段试验内容确定水、土压力与各施工参数、地面变化的关系;通过监测,研究地面沉降与推进参数的关系;测试地表隆陷、地中位移、管片受力、建筑物位移等,对试验段掘进得到的有关97、技术资料进行详细分析,以掌握不同地层中各种推进参数和工况条件下的地层位移规律和结构受力状况,以及施工对地面环境的影响,并及时反馈调整施工参数;各种操作工艺的熟悉、补充及完善改进。(3)盾构掘进要求1)了解和认识本工程的地质条件,掌握该地质条件下盾构施工方法和工艺流程及各项技术要求。2)熟悉管片拼装操作程序,提高拼装质量,加快施工速度。3)及时进行同步注浆及二次补浆措施,防止洞门漏水造成路面塌陷。浆液材料及配合比必须由实验室提供,注浆方量公式计算得出。4)盾构机操作手必须严格执行指令,谨慎操作,对初始出现的小偏差及时纠正,避免盾构机走“蛇”形线路,盾构机一次纠偏量不宜过大,以减少对地层的扰动。598、)施工中做好各项施工记录,主要有:油缸行程、掘进速度、盾构推力、土压力、刀盘、螺旋机转速、盾尾间隙等掘进参数。6)测量班要及时量测盾构倾斜度、隧道椭圆度、推进总距离、隧道每环衬砌环轴心的确切位置,保证衬砌环的平面位置保持在50mm。7)在始发阶段要注意推力、扭矩的控制,同时也要注意各部位油脂的有效使用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下,同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发基座提供的反扭矩。8)监测班加强地表沉降监测,及时分析、反馈监测数据,动态的调整盾构掘进参数。5.2.5渣土改良(1)渣土改良的作用盾构在富水砂卵石地层中施工,进行渣土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一项99、不可缺少的最重要的技术手段。具有如下作用:保证渣土和添加介质充分拌合,以保证形成不透水塑流性的渣土从而建立良好的土压平衡机理,只有渣土改良效果好才能从根本上保证掘进过程中对地表沉降的控制,同时提高掘进效率,以保证预定的施工进度目标;使富水含砂的砂卵石土具有流塑性和较低的透水性,形成较好的土压平衡效果而稳定开挖面,控制地表沉降;减少砂卵石土的渗透系数,使之具有较好的止水性,以控制地下水流失及防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象;改善砂卵石土的流塑性,使切削下来的渣土顺利快速进入土仓,并利于螺旋输机顺利排土;改善砂卵石土的流动性和减少其内摩擦角,有效降低刀盘扭矩、降低对刀具和螺旋输送机的磨损、降低100、掘进切削时的摩擦发热,提高掘进效率。(2)渣土改良的方法渣土改良就是通过盾构机的专用装置向刀盘面、土仓、或螺旋输送机内注入添加剂,利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与渣土混合,其主要目的就是要使盾构切削下来的渣土具有良好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力,以满足在不同地质条件下掘进时都可达到理想的工作状况。添加剂主要有泡沫、膨润土以及聚合物。(3)改良剂的确定及配比、掺量各改良剂的性能指标表 表5.2-6性能指标膨润土泡沫剂工作原理利用添加的胶质减摩效果,使开挖土塑性流动,减少渗透性利用微细泡沫的润滑效果使开挖土塑性流动,减少渗透性PH值7.5107101、.38粘度25s以上0.0030.2 Pas比重1.061.08/适用土层砂砂砾地层粘土粗砂地层根据地铁3、4号线成功的施工经验,渣土改良采用采用泡沫剂+水和泡沫剂+膨润土泥浆两种改良方式,根据出土的含泥量进行合理的调整,目的是将渣土改良为流塑性和和易性的渣土,在穿越建(构)筑物、停机前、始发、接收段等掘进段采用泡沫+膨润土泥浆的改良方式,其中始发前必须用膨润土进行渣土改良,至少备用20m膨润土泥浆。根据XX地质情况,正常推进阶段泡沫剂添加率2035%。泡沫组成:9095%压缩空气和510%泡沫溶液;泡沫溶液的组成为泡沫添加剂23%、水9798%。本工程所用泡沫剂粘度不低于0.1Pas。例如按102、添加率25%(即切削1m3渣土需注入250 L)计算,按照发泡倍率10,土仓内土压力取1.0bar,所需的起泡液的体积为25L、空气的体积为450L,按起泡剂、水的比例分别为3%和97%,起泡剂、水的体积分别为0.75L、24.25L,施工中4路泡沫管设定注入量为1500L/min。发泡剂性能指标表 表5.2-7品号HHZ-01外观无色、透明液体气压101KpaPH值7.0+0.5发泡倍率1225倍(2%3%浓度)泡沫稳定性30min膨润土泥浆配合比为水:膨润土=6:18:1,膨润土为优质的钠基膨润土。(4)渣土改良的主要技术措施渣土和易性是判定渣土改良成效的最重要标准。正常的和易性,是土水不103、分离、且流动性较好,渣土塌落度在1215。这也很大程度上影响了盾构推进效率。在富水砂卵石地层,设置合适的泡沫参数、向刀盘前注入适量泡沫,在土仓偏上位置同步注入适量的水,形成输出的为流动性较好的土石混合物,降低了对刀具磨损、降低刀盘扭矩、螺旋输送机的磨损,在螺旋输送机形成土塞效应,防止喷涌。在地下水发育或富水砂层地段,可在土仓下部靠近螺旋机部位注入空气,将土仓内和前方的土体孔隙水疏干,从而防止喷涌。5.2.6盾构掘进方向控制与调整盾构机掘进过程中,方向控制非常重要,精确的方向控制可以避免隧道蛇行、叩头。方向的控制是掘进施工中最重要的工序。(1)产生偏差的原因1)在盾构掘进过程中,由于不同部位推进104、千斤顶参数设定的偏差易引起掘进方向的偏差。2)由于盾构机表面与地层间的摩擦阻力不均衡、开挖掌子面上的土压力及切口环切削欠挖地层所引起的阻力不均衡,而引起的方向偏差。3)开挖掌子面岩层分界起伏较大,掌子面软硬不均,也易引起方向偏差。4)因盾构机刀盘自重的影响,也会引起盾构低头。5)因同步浆液初凝时间过长,管环受掘进推力而浮动,造成盾构机姿态偏差。在曲线处掘进时尤为严重。措施是用双液快凝浆在离盾尾每隔5环的10点钟-2点钟的上部位置注入,以固定管环即可。因此,盾构掘进过程中,应精确控制和不断的调整盾构机的水平和垂直两个方向上的误差,才能达到控制方向的目的。(2)方向控制措施在盾构掘进机上安装目前比105、较适用的导向控制系统,并实现电脑程序化和自动化控制。同时采用人工测量复核,以确保掘进方向的准确。1)采用人工监控,主要是控制盾构的滚动角、水平方向角、垂直方向角,也就是在盾构机上安设固定的测量控制点,以检测盾构的偏转与方向变化。2)采用自动监测,主要使在盾构机上隧道自动导向系统,其采用以下基础坐标系来精确定位和方向控制。 在盾构掘进过程中要严格控制并及时调整千斤顶的编组和各区域千斤顶的行程、流量及油压,加强各施工参数的设定管理,防止因参数设定不当造成隧道轴线产生大的偏离,要做到随偏随纠、勤纠小纠,特别是在隧道曲线段时,要通过精心计算来确定衬砌的超前量,并通过旋转管片来改变其拼装位置,以达到相应106、的超前量值。此外,还可通过刀盘的伸缩功能和改变刀具的角度来达到控制轴线的目的。(3)偏差调整滚动偏差调整:开挖掌子面推进的支撑反力由管片提供,刀盘切削土体的扭矩主要是盾构客体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡。在岩层较好的地层,护盾与岩层之间也有部分摩擦力提供力矩。当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时,将引起盾体滚动,滚动过大就会影响管片拼装,从而引起隧道轴线偏斜。为控制滚动偏差,在盾壳端斜向45安装两个牛角式稳定器,以防止盾壳滚动。若盾壳已发生偏转,则采用刀盘反转,慢慢调正。垂直和水平方向偏差调整:控制盾构机掘进方向的主要因素是各推力千斤顶的行程,当出现垂直和水平方向偏差时(允许值为50m107、m),可采用局部调正推力千斤顶的推进度,向哪个方向偏差,即加大该区组千斤顶的推进度,达到纠偏的目的。纠偏注意事项:在切换刀盘转动方向时,应保留适当的时间间隔,切换速度不宜过快;根据掌子面地层情况及时调整掘进参数、掘进方向避免偏差累积过大;蛇行修正应以长距离慢慢修正为宜,严禁猛纠偏,过急修正反而会使蛇行更加明显。5.2.7出土量控制出土量管理是盾构掘进的根本,保证控制地层损失率的最直接、最有效的手段。在试验段的掘进中,对出土量的体积和重量的验证是检验出土量理论计算的最有效手段,出土量的实际情况必须通过实际情况进行验证,施工过程中通过收集的数据对出土量的控制数据进行优化调整。出土量控制必须以渣土体108、积控制为主,重量复核为辅。环宽1.5m的每环出土量在5456m3,不能超出56m3,每车出土量(15m3)须与相应的推进距离(0.40m)及时对比复核,环宽1.5m的每环出土重量在112t以内。盾构施工中,对掘进所排出的渣土样本进行分析,判断地质情况,根据地质情况,确定出土量。盾构推进过程中,每天及时检查对应的地面是否存在异常;当出土量超标时,须加大检查频率,专人监控。严格保证土仓内满土状态及渣土和易性是土量管理的重要方面。出土一旦超出控制值,及时通知地面,项目部技术人员经过分析后立即采取下一步的地层补强措施。具体措施为,在对应出土量超标的位置进行洞内二次注浆,同进加大监控量测频率,根据监控量109、测情况分析,是否采取进一步地层补强措施,地面钻孔注浆或洞内深孔注浆。5.2.8管片拼装 盾构施工的区间隧道,管片衬砌是隧道防水的重要环节。管片拼装的质量直接影响到隧道寿命及永久防水能力,因此严格控制管片安装质量至关重要。(1)管片质量要求管片表面不得出现裂缝、破损、掉角等现象,根据技术规范要求。 管片拼装精度要求表 表5.2-8序号项目允许偏差(mm)1拼装成环后水平直径与垂直直径允许偏差502第一片管片定位量允许偏差33相邻管片径向错台54相邻管片环向错台65环缝张开26纵缝张开2(2)管片的运输、堆放管片由运送车辆从管片生产工厂运至施工场地,在施工场地安装弹性密封条、传力衬垫,然后根据管片110、运输指令经工地门吊垂直运送到编组列车上,再经电瓶车运至隧道内工作面进行拼装。在这个过程中的各工序应注意以下问题:1)制定专门的管片运输作业指导书,在管片水平或垂直运输过程中,所有运输过程中应特别注意对管片的保护,避免造成损坏;2)管片的存放物场地必须平整,并用枕木或其它材料铺设成管片堆放垫墩;3)管片的堆放层数不可超过三块,以免造成管片压坏,堆放时块与块之间应以方木支垫;4)在管片经门吊进行垂直时必须采用合格的吊装带,确保施工的安全;5)管片的供应顺序、型号等必须根据施工需要按工程师下达的管片运送指令进行,避免因管片运送错误导致工序时间的耽误。(3)防水等材料的安装1)弹性密封垫、传力衬垫的安111、装必须按设计要求进行,避免错用漏用;2)密封垫等材料的安装要制定专门的作业指导书,并要求在施工中必须严格执行。在弹性密封垫粘贴安装前应清除管片上预留凹槽接触面的灰尘,防止安装后剥离、脱落。安装时应特别注意,弹性密封垫必须精确的粘贴在凹槽的正中位置,以保证管片拼装时弹性密封垫能以紧大接触面积。3)在存放管片进行密封垫粘贴的场地应配备防雨、防潮设备,避免密封垫或软木传力衬垫淋雨、受潮而损坏;4)在管片拼装前,若因故导致弹性密封损坏,则必须重新更换弹性密封垫;5)按设计本标段区间工程管片均采用错缝拼装方式,拼装时先拼装底部标准块,然后按左右对称顺序逐块拼装两侧的标准块和邻接块,最后拼装封顶块。(4)112、纵、环向螺栓连接本标段均采用M27弯螺栓,每环纵向10根,环向12根/环,计22根/环。管片连接是保证管片拼装质量的重要环节,连接件的质量十分重要。施工时对管片连接件应按0.2%的比例进行抽查,连接件还应经防腐处理,盐雾试验每个区间做两次。同时,在施工过程中还应加强施工控制,做到以下几点:1)管片连接螺栓必须拧紧,螺栓紧固采取多次紧固的方式。管片拼装过程中安装一块初紧一块螺栓,拼装结束后应及时对环纵向螺栓进行二次紧固,盾构掘进下一环时,借助推进油缸推力的作用,再一次紧固所有螺栓尤其纵向螺栓。隧道贯通后,必须对所有环纵向螺栓进行复紧。2)为保证管片的拼装质量,应制定专门的管片拼装作业指导书,对拼113、装施工人员必须进行岗位培训。3)在管片拼装之前要清除盾尾拼装部位的渣土等异物,并检查管片的型号、外观以及密封材料的粘贴情况,若型号与管片运送指令不符应立即更换,有损坏必须修复后才可拼装。4)拼装时应避免损坏管片和密封条,若意外造成管片损伤,应更换完好的管片拼装并对受损管片进行修补,密封条受损也必须更换。5.2.9 同步注浆同步注浆材料采用水泥砂浆(可硬性浆液),具有凝结时间较短、强度高、耐久性好和抗腐蚀性好等特点。对浆液配合比进行不同的试调配及性能测定比较,优化出满足不同条件下使用要求的配方。同时在试掘进施工过程中对浆液的配合比核对推进后地表沉降监测情况进行相应的优化及调整。同步注浆浆液配合比114、(kg/m3) 表5.2-9水泥细砂粉煤灰膨润土水1208003001004502)同步注浆参数注浆压力,由于是从盾尾圆周上的4个点同时注浆,根据已掘进的经验,上部两个注浆孔的压力控制在0.200.25MPa,下部两个注浆孔的压力在0.250.30MPa。注浆量,每环(1.5m)同步注浆量根据计算为6m3,在压力允许的情况下尽量多注。注浆速度,同步注浆速度和推进速度保持同步,以6m3的注浆量和50mm/min的速度来设定流量,流量为200L/min,即在盾构机推进的同时进行足量注浆。注浆结束标准,采用注浆压力和注浆量双控。由于土压平衡盾构机在富水砂卵石地层中掘进不可避免的会造成拱顶超挖(砂卵石115、在受扰后掉落),所以在盾尾密封刷不被击穿的前提下尽可能多注浆,有效减少地层的滞后沉降。5.2.10 洞内二次注浆加固为了弥补同步注浆填充量不足,并检查已施工段地层的密实情况,避免沉降量过大,盾构穿越风险源时必须跟进二次注浆,二次注浆的时机为脱出盾尾后3-5环位置,隔一环或隔两环注一次,在拱部选取注浆点位,注浆孔应避开封顶块。二次注浆采用单液浆,按质量比水:水泥=1:1进行配置水泥浆,注浆时注浆压力控制在0.20.4Mpa,注意注浆压力对管片的影响,防止因压力过大造成管片错台。在注浆过程中,经常搅拌,为提高浆液的早期强度,可掺入早强剂或其他外掺剂。洞内二次注浆流程如下:确定需要注浆管片位置及孔位116、凿穿管片吊装孔(注浆孔) 安装注浆头连接注浆管路拌制浆液注浆洗管拆下注浆头 封堵吊装孔换至下一孔位风险源段管片采用的衬砌环增设注浆孔(除封顶块外,每块衬砌为3个注浆孔),对隧顶内采用25的钢花管,打入地层,并安装止浆球阀。如在打孔过程中遇到卵石不能打入,则更换为气动风煤钻机冲孔,然后将25钢花管打入地层进行土体注浆加固,钻孔深度为0.5米以上。加强地面及其周围建筑物和衬砌变形的监测,及时将信息反馈给注浆操作人员,以便及时修正注浆参数。压浆时派专人负责,对压入位置、压入值做详细记录,分析注浆效果,反馈指导下次注浆。注浆完成后,做好注浆孔的密封,保证其不渗漏水。图5.2-3盾构隧道洞内注浆加固地层117、断面图5.2.11盾构管片加强在盾构隧道下穿建(构)筑物区域,应根据盾构隧道与建(构)筑物的空间位置关系、地质情况以及建(构)筑物的重要性等,确定采用加强(B型配筋)管片。施工中若遇两种类型配筋分界位置在一环管片上结束时,则该环采用比较强的配筋类型。5.2.12滞后沉降的控制及应急措施为了控制地表滞后沉降,根据滞后沉降的成因及发展过程,必须采取以下几个方面措施:(1)掘进控制掘进控制是防止滞后沉降最关键的环节,因此,滞后沉降控制要重点控制盾构掘进过程。结合盾构施工工艺,有可能造成地层损失(或地面坍塌)的因素有以下四方面:出土量大,即每阶段螺旋输送机出土量大于对应的推进距离。发生喷涌,即螺旋机后118、端土水压力很高,高压水带砂涌出。注浆量不足,即同步注浆量小于推进速度,无法有效填充推进后产生空隙。土仓内空仓程度较高。针对这四方面的情况,总的措施是预防为主,应急为辅,积极补救(加强同步注浆和填充注浆或地表跟踪注浆),加强地面监测,对应的技术措施如下:预防措施:每推进 400mm,复核相应的出土量是否超过14.9m;每环出土总量是否超限。特殊情况下应加大检查核对频率。应急措施:立即关闭螺旋,停止出土,分析原因后,采取停止出土或减少出土推进。预防措施:对于可能发生涌水地段,先在土仓下部采用气压疏水;加强渣土改良,改善其和易性。应急措施:立即关闭螺旋,停止出土,分析原因后首先采取气压疏水;对于水压119、大于螺旋机后端压力或气压疏水效果差的情况下,在土仓下部进行聚合物有效改良。预防措施:同步注浆量保持在6m以上,并同时保证注浆压力大于0.20.25MPa。应急措施:立即停止掘进,在保证压力达到规定值的前提下加大同步注浆量;及时对脱出盾尾的管片进行二次注浆填充。预防措施:在注重土量管理的同时,结合土压力的升降情况及地下水位,判断土体满仓;在停止刀盘旋转时,及时对土仓上部排气,观察排出物体,土压力的升降情况。应急措施:立即停止出土,继续掘进,直到判断出满仓。对于一旦地面监测或其它有异常,立即启动应急预案,并及时封闭可能影响的地面范围,将影响降到最低。预防措施:根据不同地层计算出相对应的单位距离出土120、量。应急措施:立即关闭螺旋,停止出土,分析原因后,采取停止出土或减少出土推进。预防措施:在可疑掘进区域进行二次注浆以及地面跟踪注浆。(2)土仓开仓控制在盾构常压换刀过程中,防止土仓空仓过程中刀盘上方地层坍塌的措施主要有以下几个方面。开仓过程中,注意地下水位及掌子面渗水状况;备好防护挡板,并根据掌子面的稳定情况而选择是否安装;同时排专人做好地面监控。换刀结束后,待人员与机械撤出土仓。启动刀盘与千斤顶恢复盾构掘进,开始不出渣土,待土仓上部压力达到正常掘进土压时开始推进。恢复掘进后对换刀地点进行地面及洞内二次注浆补充。盾构恢复掘进后加密监测频率(每2小时一次),根据地面监测数据,实时调整掘进参数,确121、保盾构施工平稳、安全。(3)地表巡查和钻探前面两种控制方法未必就能够完全防止地层中空腔的形成,因此,当地层中可能存在空腔时,必须进行有效的巡查和钻孔。除了日常的监测外,还应建立地表巡查制度,安排专人沿隧道线路巡视,发现地表有异常变形及时报告。对可疑地点应立即进行临时交通疏解,树立警示标志,防止车辆通过碾压,经过确认安全后才能恢复。当发现地表下方可能存在空洞时,应进行钻孔探察。钻孔过程应避开地下管线。根据钻孔探察情况进行补充注浆,回填密实。5.2.13数据采集、传递与分析土建工程师负责盾构掘进参数收集整理、出土样的采集与拍照,盾构掘进记录表填写;测量组负责地面巡视、沉降监测,盾构机姿态,管片姿态122、及地面监控系统;实验室负责进场材料的试验,渣土改良的配合比,同步注浆配合比及泥浆、砂浆性能的采集与整理。数据传递与分析:盾构队、测量室和试验室将采集的数据及时提供给技术组,由技术组将数据汇总整理分析后经领导审核后从新建立模型指导施工。(1)土建工程师负责盾构掘进参数收集整理、出土样的采集与拍照,盾构掘进记录表填写;测量组才负责地面巡视、沉降监测,盾构机姿态,管片姿态及地面监控系统;实验室负责进场材料的试验,渣土改良的配合比,同步注浆配合比及泥浆、砂浆性能的采集与整理。(2)盾构掘进前,土建工程师必须对渣土内的残留量进行准确量测(利用钢尺进行实量),并根据龙门吊起重装置进行复核,然后将结果填入出123、土量记录表中。土建工程师根据实际残留量对出土总方量进行校正。(3)盾构施工中出土量等参数及掘进过程中如出现异常(出土量严重超方、螺旋涌水、土压突变、异常气体等),应第一时间通知技术组,由技术组通知项目总工,并根据异常情况召开针对性专题会议,由技术组负责汇总会议讨论结果,并以书面交底形式下发盾构队指导施工。5.2.14监测技术详见第6节,施工监控量测。5.3盾构下穿XX及XX方案在穿越前必须做好思想、组织、技术、机械、物资等各项准备工作,确保盾构安全、顺利通过该段。(1)提前与产权单位联系,取得他们对地铁施工的理解和支持,并将应急准备及一旦发生事故的自救、疏通、撤离措施提前告知他们并进行必要的演124、练。(2)下穿前和下穿期间确保设备的良好良好,尤其是泡沫和注水系统、同步注浆系统的正常,做好渣土改良和同步注浆工作。(3)左线盾构先行,通过左线掘进情况来更详细的了解该段地质情况,为右线盾构通过提供更合理的掘进参数。(4)注意对土仓压力的控制,对地面、河堤、河道三段要及时调整土仓压力。(5)提前对盾构机设备进行检修,使盾构机以最佳工作状态安全、顺利地通过。(6)对所布监测点进行全面检查,收集原始记录,确保原始数据准确无误。 (7)安排专人对XX河面进行巡视,观察河面有无冒泡、漩涡等异常情况。 (8)盾构通过后,对参数和出土异常段进行洞内深孔(孔深3-5米)注浆检测地层密实情况。5.3.1 施工125、措施(1)盾构经过XX及XXXX范围内(ZDK2+326.411ZDK2+365.288,YDK2+325.517YDK2+385.867),隧道左右线采用B型配筋的加强盾构管片,并在管片上增设注浆孔,预埋注浆管,对隧道周边一定范围内的地层进行洞内深孔注浆加固(洞内深层注浆加固详见图5.3-4),并根据监控量测的结果,及时进行洞内二次注浆加固处理。(2)盾构通过桥梁基础前,在桥台人行涵洞处预埋注浆管进行地面注浆预加固(桥桩加固范围竖向到桩基底以下1m,垂直加固桩5根,桩长14.235m,倾斜85加固桩5根,桩长14.307m)。无侧限单轴抗压强度应不小于1MPa,盾构通过时由地面注浆管进行补浆126、。(3)XX河堤加固为隧道外轮廓线避开河堤2米打设两排注浆管进行预注浆,注浆管布置根据实际情况调整,注意避开地下管线和构筑物,注浆管间距为3m,孔深7.5m和6.5m(河堤较陡,分2级台阶,深度至河床底下4m),并根据试注浆效果调整。地面预加固注浆措施详见图5.3-1、图5.3-2。图5.3-1XX及XX地面加固处理措施平面图图5.3-1XX河堤地面加固处理措施剖面图图5.3-2XX地面加固处理措施剖面图1图5.3-3XX地面加固处理措施剖面图2图5.3-4 XX及XX洞内增设注浆加固措施平面图5.3.2 掘进参数下穿河流段注意对掘进参数的控制,土仓压力在距离河提3米前为0.9bar,从距离河127、堤3米开始调整土仓压力,到河堤段调整为0.7bar;掘进速度控制平稳,避免多出土,速度控制在40-60mm/min;渣土改良方面注意降低气压,过河前将膨胀率调整为15倍,原液比例3%。下穿XX及XX前(100环时),对推力、扭矩、速度、土仓压力、出土量、注浆等掘进参数进行分析总结,优化调整,对盾构机机况进行检查,确保以最良好的状态进行下穿施工。5.3.3出土量(1)及时掌握开挖面的地质情况和出土量,防止超挖造成地表塌陷。参考XX地区类似工况的施工经验,并严格按照出土量控制表格中对有行程传感器的千斤顶行程要求,未达到行程要求不得停止。(2)填写出土量记录前,土建工程师及盾构队长必须对渣土内的残留128、量进行准确估量,必要时可利用钢尺进行实量,如难以作出准确判断可用龙门吊起重装置进行复核,然后将结果填入出土量记录表中。若残留量过多,需对理论行程量进行调整。(3)出土总量以5456m3/环来控制,并对照理论行程量来检验出土量是否受控,每20cm核对一次出土量是否与行程匹配,出现不匹配的情况立即停机,解决存在的问题后再恢复掘进。5.3.4同步注浆(1)严格控制同步注浆压力在0.20.3mpa范围内,防止因为注浆压力过大,导致出现冒顶等现象。(2)注浆量:6m3/环以上,若出土量出现异常时,必须重新核算多出土位置,按指令表中的要求进行注浆。(3)根据地面监测及洞内管片上浮、旋转、收敛管片姿态测量结129、果实时调整注浆参数。过河阶段同步注浆材料配比表 表5.3-1 水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)砂(kg)水(kg)160260100800500该浆液配合比的物理力学指标如下:初凝时间:一般为46h,根据地层条件和掘进速度,通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间,进一步缩短胶凝时间,获得早期强度,保证良好的注浆效果。固结体强度:一天不小于0.2MPa,28天不小于2.5MPa。5.3.5监控量测盾构机穿越前、穿越中、穿越后 ,安排专人24小时进行巡线,对河面的情况进行详细观察,并填写巡线记录。盾构通过后根据监控量测的结果,若桥梁沉降未收敛,则进行地面二次注浆。如遇特殊情况及时上130、报项目领导。5.3.6做好“保头护尾”保头:盾构掘进过程中,根据监测情况实时调整土仓压力,控制出土量,做好满仓掘进,防止因土压过小、过大造成沉降及冒顶现象出现。螺旋输送机后闸门开启度必须小于22%,防止闸门开启过大出现喷涌现象。护尾:增加盾尾油脂的注入量来保证盾尾不漏浆,在管片外侧粘贴海绵条,增加管片在盾尾内止水效果,防止盾尾涌水、涌砂现象。5.3.7设备检查和保养进入下穿河底段掘进前对盾构机进行一次全面的维修保养,尤其是重点检查螺旋输送机双闸门装置、盾尾密封、中体与盾尾铰接处的密封的止水效果,确保盾构机的工作状态良好。配套系统(运输系统、搅拌系统、注浆系统)进行一次全面的维修保养,尤其是注浆131、系统。下穿XX时,对土仓闸门自动关闸系统进行高度,确保无故障。5.4 盾构穿越XX宾馆(XX汽车站)加固措施5.4.1 施工前准备(1)XX宾馆(XX汽车站办公楼)及周边调查盾构隧道在Y(Z)DK1+254-Y(Z)DK1+270段2次下穿XX宾馆,其基础为直径为500mm的桩基,桩基长6.5m,桩基底部距离隧道顶部15.6m。施工前对该建构筑物进行全面调查,收集相关资料,对建筑物的结构、基础、位置进行全面了解。(2)在盾构下穿前进行房屋可靠性鉴定,并且形成报告。5.4.2 施工加固措施方案(1)洞内措施盾构经过范围内,隧道内采用B型配筋的加强盾构管片,并在管片上增设注浆孔,、预埋注浆管,选择132、合适的时机在洞内对一定范围内的地层进行深孔注浆加固,盾构机通过前对盾构机进行全面的检查、维修,避免通过过程中的停机(洞内加固详见图5.4-1)。(2)地面措施房屋基础为钻孔桩,桩长5m,在房屋外侧1.52.5m处,打设地面预加固注浆孔,孔深11.5m,加固角度75,间距3m,加固深度至房屋基础下3m(地面加固详见图5.4-2)。 图5.4-1 XX宾馆(XX汽车站)地面注浆加固措施平面(剖面)图图5.4-2 XX宾馆(XX汽车站)洞内增设注浆加固措施平面(剖面)图5.5盾构穿越民房加固方案5.5.1 施工前准备(1)沿线建筑物的调查施工前对沿线盾构施工影响范围内的建(构)筑物和地下管线进行全面133、的调查,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。(2)房屋可靠性鉴定报告在盾构下穿房屋前,在隧道影响范围内的房屋进行了房屋可靠性鉴定报告。5.5.2 加固施工方案根据现场调查,本区间的低矮房屋多为浅基础,基础埋深约23m。该区域盾构隧道一般埋深大于12m,盾构隧道轮廓外边缘与低矮民房浅基础底部竖向距离一般大于9m,隧道线间距一般大于12m。盾构近距离通过该区域民房基础,采用措施如下:(1)盾构通过普通民房基础前,预埋注浆管进行地面注浆预加固措施,加固范围独立基础外扩2m,基础底以下4m,注浆后及时对袖阀管洗孔,以用作跟踪注浆。(2)盾构通过134、前对盾构机进行检查、维修,尽量不停机通过。(3)严格控制盾构掘进参数。盾构通过后5-6环进行二次注浆,二次注浆压力控制在0.3MPa0.5MPa,注浆时安排专人负责压力控制和管片检查,避免压力过大造成管片错台。(4)在管片上增设注浆孔,根据地质及掘进情况,选择合适的时机对隧道周边一定范围内的地层进行注浆加固。(5)盾构施工过程中,进行系统、全面的监控测量,实行信息化施工。注浆管布置根据实际情况调整,注意避开管线和建构筑物基础,注浆管间距为2m,并根据注浆效果调整。根据建构筑物基础埋深不同,需加固范围围岩强度、稳定性不一。针对每栋需加固建构筑物,在实施地面加固前,根据现场实际情况先试做12根试桩135、,以确保注浆效果满足加固要求。图5.5-1区间隧道与普通民房剖面关系示意图5.5.3 洞内深孔注浆为了弥补同步注浆填充量不足等情况,盾构穿越房屋后,根据沉降监测情况,在隧道拱顶进行洞内深孔注浆,按设计要求盾构下穿建筑物段管片采用的衬砌环增设注浆孔(除封顶块外,每块衬砌为3个注浆孔),深孔注浆浆液通过钻孔注入地层,浆液采用单液浆,配合比为水:水泥 = 1: 1(质量比),压力控制在0.20.4 MPa。压浆时指派专人负责,对压入位置、压入量、压力值均作详细记录,并根据地层变形监测信息及时调整,确保压浆工序的施工质量。1、施工工艺流程施工材料机具准备注入开孔安装球阀配置浆液注浆注浆完成。2、注浆开136、孔(1)开孔原则:管片开孔遵循隔环开孔原则,若相邻两环之间连续出现沉降过大,漏水现象,则不必遵循隔环开孔的原则。洞内深孔注浆施工主要在隧顶位置钻孔,开孔后,首先观察地层密实情况,检验同步注浆效果是否良好,以调整同步注浆参数。钻孔进入地层深度约为1.53m。(2)开孔安阀:打穿注浆孔或吊装孔后,安装25无缝钢管,钢管表面有7-8mm的孔呈梅花形分布,孔间距150mm,对称布置,钢管打设后再安装球阀,对较深层土体注浆、注浆材料及浆液配合比采用水泥浆液(单液浆),宜用42.5级以上的硅酸盐水泥,水灰比1:1,灌注过程中应经常搅拌,为提高浆液的早期强度,可掺入早强剂或其他外掺剂。4、注入压力注浆压力一137、般视地质情况和覆土深度而定,压力一般控制在0.20.4 MPa,避免对土体产生大的扰动。5、质量控制标准及控制要点(1)注浆结束标准:注浆压力达到设计压力后,停止注入;注浆压力未达到设计压力,但注浆量达到设计注浆量;根据监测情况判断是否需要继续注浆。(2)进行详细的注浆材料和配合比试验,选定合适的注浆材料,添加剂及浆夜配比,保证所选材料配比、强度、耐久性等物理力学指标满足设计的工程要求;注浆前检查压力表完好,不允许超压注浆。(3)严格按要求实施注浆、检查、记录、分析,及时做出注浆压力注浆量时间曲线,分析注浆效果,反馈指导下次注浆。(4)根据洞内管片衬砌变形和地面及周围构筑物变形监测结果,及时进138、行信息反馈,修正注浆参数和施工方法,发现情况及时解决。5.5.4 XXXX工务大修段加固措施XXXX工务大修段概况 表5.5-1里程范围建筑物名称上部结构下部基础与盾构隧道关系地质情况资料来源Y(Z)DK1+522YDK1+663,ZDK1+767XXXX工务大修段36层砖结构独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为19.98m隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-4、3-5-1、3-8-1、3-8-2隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层竣工图及现场观察推测1工务大修段4#砖3独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为19.98m隧139、道上覆土体依次为1-2、3-2、3-4、3-5-1、3-8-1、3-8-2隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层竣工图及现场观察推测2工务大修段5#砖6独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为19.98m隧道上覆土体依次为1-2、3-2、3-4、3-5-1、3-8-1、3-8-2隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层竣工图及现场观察推测地面预注浆加固措施如下:在房屋外侧2m位置进行地面预加固注浆,注浆孔间距3m,钻孔角度75,注浆加固深度范围为房屋基础底部4m,注浆后及时对袖阀管洗孔,以用作跟踪注浆。钻孔施工时注意避开管线,根据现场情况进行调整。图5.5-3X140、XXX工务大修段地面预加固布置图图5.5-4XXXX工务大修段地面预加固剖面图5.5.5 XXXX职工宿舍加固措施XXXX职工宿舍概况 表5.5-1里程范围建筑物名称上部结构下部基础与盾构隧道关系地质情况资料来源Y(Z)DK1+416Y(Z)DK1+500XXXX职工宿舍47层砖结构推测为独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为21.79m隧道上覆土体依次为1-2、3-2-1、3-3、3-8-1、3-8-2、,隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层现场观察推测1职工宿舍砖7推测为独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为21.79m隧141、道上覆土体依次为1-2、3-2-1、3-3、3-8-1、3-8-2、,隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层现场观察推测2职工宿舍砖5推测为独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为21.79m隧道上覆土体依次为1-2、3-2-1、3-3、3-8-1、3-8-2、,隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层现场观察推测3张良风房屋砖4推测为独立基础盾构隧道左右线侧穿该建筑群,基础底距离盾构隧道顶最小竖向净距为21.79m隧道上覆土体依次为1-2、3-2-1、3-3、3-8-1、3-8-2、,隧道洞身处于3-8-2,拱顶有中密卵石层现场观察推测地面预注浆加固措施如下:142、在房屋外侧2m位置进行地面预加固注浆,注浆孔间距3m,钻孔角度75,注浆加固深度范围为房屋基础底部4m,注浆后及时对袖阀管洗孔,以用作跟踪注浆。钻孔施工时注意避开管线,根据现场情况进行调整。图5.5-7XXXX职工宿舍地面预加固布置图图5.5-8XXXX职工宿舍地面预加固剖面图(7层、4层)图5.5-9XXXX职工宿舍地面预加固剖面图(5层)5.6盾构穿越管线方案5.6.1施工前准备施工前对沿线盾构施工影响范围内的建(构)筑物和地下管线进行全面的调查,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。按其沉降要求做全面的统计,并计算出沉降预警值、允许143、最大沉降量和不均匀沉降要求,为以后施工提供指导。针对需要重点保护管线,提前作出预案,并准备相应材料设备。5.6.2管线加固处理措施本段区间隧道上方管线众多,故根据具体情况拟定如下加固原则(针对的加固管线主要为大直径(管径0.6m)的污水、雨水、给水管,以及市政燃气管线):平面影响范围:管线平面投影位于隧道外边1.5m范围内;竖向影响范围:分为管线与隧道竖向净距6m和6m。(1)施工前对管线的现状进行调查,分析确定其渗漏、是否有水囊等,若确定有渗漏或出现水囊通过袖阀管注浆对管线底部进行注浆加固。(2)管线位于平面影响范围内,同时与隧道竖向净距d16m时,所有管线均需加固,范围如图所示:通过洞内增144、设注浆孔对隧道拱顶150范围内,1.5m带宽的条状进行注浆加固;(3)管线位于平面影响范围内,同时与隧道竖向净距d26m时,需分情况对待:当管径0.6m(燃气管线无论管径大小)时,按(1)中要求加固;当管径0.6m(燃气管线除外)时,原则上无需进行特殊加固处理,但应根据现场复测、核实管线情况后采取措施保证管线安全,必要时也需进行洞内注浆加固;(4)管线位于平面影响范围外(d31.5m),原则上无需进行特殊加固,但应根据现场复测、核实管线情况后采取措施保证管线安全,必要时也需进行洞内注浆加固。(5)做好施工应急预案,以备在发生紧急情况时采取补救措施。图5.6-1区间隧道与重要地下管线处理措施图5145、.6.3 二次注浆为防止掘进后的后期沉降,在管片脱出盾尾35环,立即对管片后的孔隙进行二次注浆。二次注浆拟采用双液浆,其配比如下:水泥(Kg)水(Kg)水玻璃(Kg)508030二次注浆压力控制在0.3MPa左右,注浆时密切注意管片的变化。密切关注地层变形监测数据,及时调整。5.6.4洞内注浆加固当地表不具备加固条件或者实施效果不甚理想,可考虑通过洞内注浆加固地层。利用注浆孔对隧顶150范围内土体注浆加固。注浆管采用25 的钢花管,其长度一般不小于1.5m。图5.6-2 盾构隧道洞内注浆加固地层断面图注浆材料采用水泥-水玻璃浆液;注浆参数,包括注浆孔的布置、浆液配比、注浆压力、注浆顺序、注浆时146、间和注浆量等,经试验效果确定,并在注浆施工过程中根据监测反馈信息进行优化。为保证洞内注浆效果,应注重其施作的及时性,应尽量在盾构周围地层损失向上传递之前进行洞内注浆。5.6.5 YDK2+402砼污水管处理措施YDK2+402砼污水管概况管线名称材质及规格主线/分线里程埋深与隧道关系平面垂直与隧道顶的净距污水管砼600主线YDK2+4025.6斜交8.23YDK2+398图5.6-3 600砼污水管平面位置图图5.6-4 600砼污水管剖面图 按照设计要求,采取措施如下:1)盾构掘进参数控制设定适当的掘进参数并进行严格控制,其中主要包括:刀盘转速、刀盘扭矩、千斤顶总推力、螺旋输送机转速、外加剂147、选择及注入量等。施工过程中对刀盘面板土压力和土舱压力、出土量及出土状态进行密切观察和记录,及时进行掘进参数的反馈和分析,进而调整或优化掘进参数。施工过程严抓渣土管理,及时分析填挖数据,将地层损失率宜严格控制在2%以内,采用“质量”和“体积”两个控制指标。2)洞内注浆加固在洞内拱顶150范围内进行洞内二次注浆加固,注浆材料采用水泥单液浆,特殊紧急情况下采用水泥水玻璃双液浆。为保证洞内注浆效果,及时填充地层损失,以免地层失土过多或者坍塌范围扩散,注浆无法填充空隙,从而难以达到预期效果。在管片拖出盾尾35环左右,即进行洞内二次注浆加固施工。3)加强监控量测根据监测反馈信息,及时调整、优化各项施工参数148、,以确保地下管线的安全。当发生异常时即刻上报相关部门,并采取应急措施。5.7开仓换刀施工方案5.7.1开仓作业组织架构(1)开仓作业组织架构图为确保开仓作业安全顺利地进行,项目部成立专门的领导小组开仓前项目部管理层开会讨论开仓注意事项,确定开仓程序,对工人进行培训和交底,明确各岗位职责和负责人。在开仓前针对施工过程中的操作注意事项组织施工人员进行培训学习。并提供后勤的保障准备:准备应急药箱、消防器材,救护人员等。(2)常压开仓人员配置常压开仓作业人员主要由我公司人员组成,根据工作量的大小可考虑两个班轮流作业,具体配置如表5.7-1所示。 常压开仓人员配置表 表5.7-1班组一班二班备注值班经理149、11现场管理隧道值班工程师11工作联系与协调班长11熟悉开仓施工流程作业人员44熟练工机电工程师11设备故障排除土木工程师11地质评估、安全监督运输人员33材料、机具运输电工11照明提供机修工22风、水接入和设备保障地面值班工程师11地面材料、机具配合协助人员33材料供应、工具准备等专职安全员11施工过程安全监督5.7.2开仓总体部署(1)开仓总体安排本区间长度大于1.7km,结合区间沿线的地表情况,前500环较为空旷,具备换刀条件的位置较多,500环以地面具备换刀条件上只有XX停车场一处,在800环附近。综合区间实际情况和3、4号线施工经验和实例,区间换刀总体计划二次。本标段盾构区间计划开仓150、检查换刀位置如表5.7-2、3所示:4#(左线)盾构停机检查、更换刀具位置概况表 表5.7-2序号停机里程距上次停机距离(m)地表环境备注第一次停机1+980.0距离洞口564m道路第二次停机1+329.0距离洞口1215m停车场3#(右线)盾构停机检查、更换刀具位置概况表 表5.7-3序号停机里程距上次停机距离(m)地表环境备注第一次停机1+965.0距离洞口579m空地第二次停机1+352.5距离洞口1192.5m停车场图5.7-2 第一次换刀位置图图5.7-4第一次换刀位置剖面图图5.7-5 第二次换刀位置图图5.7-6 第二次换刀位置地面示意图图5.7-7第二次换刀位置剖面图5.7.3151、常压换刀施工方案本标段处在砂卵石地质,隧道开挖断面地层主要为中密卵石土、密实卵石土,由于常压换刀工艺简单,换刀施工工作环境较好,换刀速度较快,且换刀点及备选换刀点地面均无建筑物,因此采用常压换刀作业。(1)常压换刀工艺流程图5.7-8 常压换刀流程图(2)常压换刀准备工作换刀前20环对盾构各部位进行详细的检修,在到达检查更换点前15环复核一次盾构机的掘进姿态和方向,通过十五环把盾构的姿态和掘进方向调整到正常范围,确保盾构顺利到达检查换刀点;在到达检查更换点前10环加大同步注浆量,1#和3#注浆压力保证在1.52.0bar,2#和4#注浆压力保证在2.53bar。(3)机况的检查对盾构各部位进行152、详细的检修,在到达检查更换点前15环复核一次盾构机的掘进姿态和方向,通过十五环把盾构的姿态和掘进方向调整到正常范围,确保盾构顺利到达检查换刀点。盾构机检查项目:(1)盾构机结构件,(2)主驱动系统,(3)液压系统,(4)电气系统。(4)降水方案1、提前在换刀区域打设三至四口降水井,两口位于左右线边线外,其余位于左右线中间位置,具体布点位置见停机位置平面图,并对降水井水位进行量测,确保水位降至隧道底板以下1m。2、降水目的及方法为了防止因地下水引起的工程事故(流砂、管涌、拱底失稳、地面坍塌),在地面增设降水井,从而增加了拱底稳定的能力;提高了拱底的稳定性。3、降水的方法根据水文地质情况及施工要求153、(全部要求为无水作业),本降水主要采用深管井降水,降水井计算详见附件:换刀点降水井计算书。(5)加固措施注浆管布置根据实际情况调整,注意避开地下管线和构筑物,注浆管间距为2m,注浆管深度为隧道拱顶以上1m位置,并根据试注浆效果调整。注浆采用袖阀管注浆工艺,具体布点位置见停机位置加固平面图。(6)常压换刀作业1)盾构机到达检查换刀点前的操作到达换刀点最后五环盾构机掘进速度调整为3050mm/min,刀盘转速调整为1.5rpm。浆液配合比加大水泥用量(每盘多加水泥100kg)。持续此动作到达距换刀点一环(1.5m)处,盾构掘进速度调整为25mm/min,刀盘转速调整为0.81.2rpm,最多不能超154、过1.2rpm。在推进距离换刀位置100mm时停止出土继续推进到换刀位置,以保证掌子面稳定。2)盾构到达后操作盾构机到达换刀点后盾构机停止掘进,检查盾构机相关设备及工具是否满足换刀条件,在所有换刀准备工作就绪后打开螺旋输送机排出土土体半为止。3)刀具检查和更换方案进仓后对刀具检查的步骤如下: a刀具外观检查检查刀盘上所有刀具螺栓是否有脱落现象;刀圈是否完好,有无断裂及弦磨现象;刀体是否有漏油现象;挡圈是否断裂或脱落,着挡圈脱落,还应检查刀圈是否发生移位。 b刀具螺栓的检查用手锤敲击螺栓垫,听其声音来辨别螺栓的紧固程度,或一边敲击一边用手感觉其振动情况来辨别螺栓的紧固程度。 c刀具检查过程中,应155、对加压的全过程压力进行记录;刀具检查的同时,对每刀具进行编号,记录刀具的磨损量,并提供刀具检查报告。刀具更换的标准及更换操作盾构刀具磨损的建议标准是:周边刀磨损量为15mm,齿刀磨损量为10mm左右时就必须进行更换。这个指标的确定和刀具耐磨层厚度有很大关系。更换刀具步骤如下。 a每次更换时,工作人员先将刀具周围的泥土清掉,保证留有一定的工作空间。 b由刀盘外侧向内逐个检查刀具的磨损情况,确定需要更换时,用相应标号的刀具进行替换。 c用套筒及加力杆卸下固定螺栓,将拆下的螺栓及附件放入随身携带的工具袋内,以防丢失。 d将换下的刀具递到人闸内,同时将固定螺栓和固定座用水清洗干净,并检查一下是否有裂纹156、,如有裂纹必须更换新螺栓,以确保新装刀具有足够的固定强度。 e将新的刀具按原来的位置安装好,并将固定螺栓拧紧。 f每次带一批刀具和螺栓进,每批刀具换完后,把废刀具和没有安装的新刀放进料闸内。 g同时操作手转动刀盘。工作人员通过料闸把下一批刀具送入土内,再继续更换下一组刀具。 h每换完一批刀具后,由值班机械工程师检查一遍安装质量,并检查是否有漏掉的或者没有固定好的。机械工程师确认无误后方可继续作业。(7)盾构恢复掘进措施换刀作业结束后,待人员与机械撤出土。启动刀盘与千斤顶恢复盾构掘进,开始不出渣土,待土仓内满仓程度达到70%(21.7m3,盾构机行程600mm)后方能正常出土掘进。盾构通过换刀位157、置时加大同步注浆量,在盾尾脱出3-5环后的两环进行全断面的二次注浆,每环管片选择三个孔,交错布置;后配套台车脱出换刀位置后,选择合适的时机对该地点进行洞内深孔注浆加固,孔深不低于3米。5.8长大下坡段掘进控制方案区间隧道在XX站始发后,在Y(Z)DK2+230Y(Z)DK2+500段为长大下坡段,下坡段长度270m,坡度28,为防止施工中发生管片上浮、喷涌等异常情况,以及保证长大下坡段运输安全,需制定相关措施。5.8.1防止喷涌措施(1)隧道位于长大下坡且处于富水砂卵石地层中,必须切断管片与围岩间隙汇集的地下水与开挖面的水力联系,管片处于含水层中长度越长,管片背后存储的水力和压力就越大,因此,158、必须保证同步注浆效果达到完全封闭衬砌空隙并阻水,避免土仓与管片背后形成水力通道。(2)优化掘进参数,严格控制进尺、出土量,保证盾构机连续均衡快速通过该区域。(3)及时对盾尾密封刷添加足量的油脂,确保盾尾的密封性,防止因盾尾密封性不好发生涌水、涌砂现象。(4)若出现喷涌现象,立即关闭螺旋输送机的闸门,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。然后缓慢的将螺旋输送机开始转动,闸门慢慢打开,边掘边出土,始终保持土仓内压力稳定。(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。(6)向土仓中加入膨润土或发泡剂,改善土仓内土159、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。(7)如果管片背注浆不充分,通过管片进行双液二次注浆,以便尽快封堵隧道背后的汇水通道。(8)加强地面监测,及时进行信息反馈。5.8.2防止管片上浮措施(1)控制盾构机掘进姿态盾构掘进过程中,过量的蛇运动必然造成频繁纠偏,产生过量的超挖,提供更大的上浮空间。所以在盾构机施工中严格控制盾构机的姿态,同时不要过急过猛的纠正偏差。(2)同步注浆在浆液性能的选择上,应保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度以及浆液稠度的有机结合,才能使隧道管片与围岩共同作用形成一体化的构筑物。同时增加同步注浆量,以填补盾构超挖造成的空隙。(3)控160、制掘进速度适当控制掘进参数,确保管片脱出盾尾时产生的空隙量与注浆量平衡,避免推进速度过快而同步注浆不能及时跟上。(4)结合二次注浆管片脱出盾尾35环时,采用二次注浆的方式进行调节,注浆间隔为4环,注浆材料采用双液浆。注浆压注顺序应顺着隧道坡度方向,从隧道拱顶至两腰,最后压注拱底。终止注浆以打开拱底注浆孔无渗水为条件,以防止盾构恢复掘进后管片继续上浮。5.8.3保证运输安全措施长大下坡段运输安全控制的重点主要为防止电瓶车溜车,首先从机器性能入手,保证电瓶车的安全正常使用,安排专业人员对电瓶车进行定期和不定期安全故障排查,具体包括对电瓶车底盘刹车瓦磨损程度和间隙检查,刹车气缸、刹车三角杠杆动作灵敏161、度,空压机启停操作和空气压力要求标准气路密封性能等,及时排除各种机械安全隐患将事故消灭在萌芽阶段。另外从人员入手,主要是对电瓶车司机定期进行岗位培训和安全教育,保证持证上岗,思想上要认识到安全施工的重要性,保证上班时间精神紧张不懈怠,时刻把安全第一放在心上。6施工监控量测施工监测对城市地铁安全施工极为重要,监测的目的在于掌握隧道施工过程中地表隆陷情况及其规律性,了解隧道在掘进中引起建筑物或管线下沉、倾斜及开裂等情况,及时分析、处理监测所反馈的信息,并根据监测信息指导施工,调整施工工艺和施工参数,确保地面建筑物和地下管线的安全,保证整个工程安全顺利地进行。按照合同要求,将组建具有丰富监测经验的专162、业监控量测小组进行全过程监测,使其作为盾构推进的技术安全保障。6.1监测实施细则6.1.1 监测的必要性在盾构法隧道施工中,尽管采用了先进的土压平衡盾构掘进、管片紧跟拼装成环和同步注浆充填技术,仍会因盾构掘进引起地层的扰动传至地表而导致地表产生不同程度的沉降与位移。通过对周围环境等的监测,掌握由盾构施工引起的周围地层和房屋沉降变化数据,分析出周围环境的变形规律和发展趋势,及时采取必要的技术措施改进施工工艺,将施工引起的环境变形减小到最低程度,确保盾构法施工隧道影响范围内的地下管线、建(构)筑物的安全;与此同时,隧道自身也要发生相应的变形和位移,必须加以监测,以确保隧道本体免遭破坏。为确保施工安163、全,了解围岩变形和地层扰动情况,在整个盾构段的施工过程中,坚持跟踪进行监控量测。量测内容包括地表和建筑物沉降、隧道隆陷等,并及时反馈量测数据,实施信息化施工,以控制地层变形,保护地表建筑物和支护结构的稳定。6.1.2 监测目的XX地铁XX号线工程通过地区地质条件及环境十分复杂,施工难度大。在施工期间对结构工程及施工沿线周围重要的地下、地面建(构)筑物、地面道路等实施变形、内力等方面的监测,为甲方提供及时、可靠的信息,用以评定该工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响,并对可能发生的危及施工、周边环境安全的隐患或事故及时、准确的预报,以便及时采取有效措施消除隐患,避免事故的发生。监测的数据和164、资料主要满足以下几方面的要求:(1)使甲方能完全客观真实地了解工程安全状态和质量程度,掌握工程各主体部分的关键性安全和质量指标;(2)根据监测成果按照预警体系发出预警信息,及时对潜在的险情通报给各参建单位,使得积极采取对策;(3)通过监测,掌握施工对围岩及既有建(构)筑物的影响程度,用以修改设计参数,达到信息化设计目的;(4)通过积累数据,丰富设计人员和专家对类似工程的经验,以利专家解决工程中所遇到难题。6.1.3 监测项目及精度要求现场配备的仪器设备精度满足规范要求,所有进场仪器设备均具有合格的检定证书,定期进行监测仪器设备的保养、维护,保证所有的仪器设备处于良好的工作状态。 施工监测项目细165、则 表6.1-1序号监测项目测试仪器精度要求备 注1基准点或工作基点联测精密水准仪全站仪标准偏差:0.5mm/km角度:2;测距1.5mm+2ppm平面及高程控制点2地表沉降精密水准仪标准偏差:0.5mm/km配铟钢尺3建(构)筑物沉降及倾斜精密水准仪标准偏差:0.5mm/km配铟钢尺4地下管线沉降精密水准仪标准偏差:0.5mm/km配铟钢尺5地下水位水位仪2mm6裂缝观测裂缝计、游标卡尺0.5mm配合相机等记录6.1.4 监测重点区间隧道在既有城市道路和城镇房屋下穿行,地面上的房屋建筑和大量的城市地下管线对盾构推进地层变形较敏感。本盾构区间沿线存在特别重大危险源5处,分别为下XX生活区、下穿166、北新高架桥和3座联络通道施工;重大危险源6处。因此,对穿越的地面建(构)筑物以及地下管线的监控是监测的重点内容。通过对现场情况的调查,本区间存在的风险源主要为区间下穿建筑物以及河流,所涉及的监测内容主要为建筑沉降倾斜的监测,以及桥梁桥墩的沉降变形监测。在日常的监测过程中,需要对这部分监测内容加强监测,视现场情况增设测点,提高监测频率,保证数据的及时采集与发送,特别是盾构正在穿越上述建筑物以及河流时,加大监测的频率,对于特别重大风险源,按照相关设计要求,制作专项监测方案,做到实时监测,如有异常情况,及时上报各参建单位。6.1.5 监测频率工程监测频率的确定应满足能系统反映监测对象所测项目的重要变167、化过程而又不遗漏其变化时刻的要求。监测频率应综合考虑工程类别、施工工序、周边环境、自然条件的变化和当地经验而确定。当监测值相对稳定时,可适当降低频率;当监测值出现异常变化时,应加强监测频率。 监测频率表 表6.1-2序号监测项目监测频率1基准点或工作基点联测1次/月2地表、建筑物沉降L20m时,2次/d;20mL50m时,1次/d;L50m时,1次/周;掘进穿越建筑物时,1次/8h。3地下管线沉降4地下水位5巡视、观察随时进行备注:1.监测频率按XX地铁BT项目施工监测管理办法(暂行);2.L为掘进面前后距离;3.当监测数据异常时,加强监测频率,具体要求见表2.9。盾构机通过重大或特别重大危险168、源时,加强监测频率,通过危险源后,持续监测40天以上。根据本标段施工情况复杂,地面建构筑物及管线繁多,各监测项目的控制基准真对本标段施工的特殊性而特细化和制订以下施工沉降控制标准,详见表6.1-3所示。 本工程施工监控量测细化表 表6.1-3序号监测项目判定内容控制基准1地表沉降累计值和单次变形速率累计值:隆起10mm、下沉30mm;单日变形量: 3mm2建(构)筑物沉降累计值和单次变形速率累计值:XX宾馆沉降值为10mm;XXXX大修段及职工宿舍、解放路XX、XX沉降值为10mm。单日变形量:XX宾馆3mm;XXXX大修段及职工宿舍、解放路XX、XX3mm3地下管线沉降累计值和单次变形速率累169、计值:10mm;单日变形量:2mm(煤气、供水等);单日变形量:3mm(电缆、通讯等);6.2 监测内容及方法地表沉降监测(1)监测目的该项目监测目的是监控区间周围土体的位移,了解土体稳定性,同时也可对区间隧道的安全状况间接判断。(2)监测断面及水准监测网布设形式地表沉降作为盾构区间最重要的控制指标,监测断面布设应充分考虑盾构施工的特点,在盾构始发和到达阶段,由于盾构井(始发或接收)开挖及加固对地层已有扰动,盾构机在掘进时该地段易发生土体塌陷和引起较大的地表沉降,危及周边地面构筑物和地下管线的安全,特别是在盾构始发时,尚未建立土压平衡或平衡未稳定,掘进会引起较大的地层损失,使地层承载力减小,由170、于本标段主要途径城市重要道路,尤其是在路面车流量较大的地段,盾构施工易引发各种事故。综上应对盾构始发处和到达处重点监控,要求如下:区间中线点均按5m一点设置,不与监测主断面冲突;盾构井(始发或接收)100m范围内重点监控,按10m设置并逐步过渡至20m,其中始发或接收50m范围内每10m一大断面,50100m范围内每20m一大断面,常规区段按30m布置一监测主断面;单线隧道拱顶及两拱腰正上方地面各设一个沉降监测点,左右线之间中间部位设置一个测点,左右线外边缘24米处各设一个测点,按此,每个监测断面双线布设不少于9个沉降监测点;图6.2-1 地表沉降断面监测点布置示意图关键地带,如穿越建(构)筑171、物、下穿河流或重要管线等,适当加密测点和测项,确保监测数据的连续性,真实的反映该段实际沉降、变形情况,以保证施工安全和质量;由于盾构掘进速度快,测点埋设应先于刀盘前方100m,并提前采取初始值,监测断面紧跟掘进面(刀盘位置里程),并对脱出盾尾的地段严密监控;此外考虑到地表监测对于判断地层实际状态存在一定的局限性,在现场监测过程中,还应结合现场直观感受及观察的监测,并将结果及时通报。水准监测网以XX地铁XX号线工程高程系统为基准建立。控制点由基准点和工作基点组成,同沉降监测点一起布设成闭合线路、附合线路等形式。(3)测点布设原则及方法沉降监测点按照设计图纸中监控量测设计中的要求,在施工影响范围内172、的地表布置,原则如下:地表沉降监测点标志采用窖井测点形式,采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设,要求穿透路面结构层(埋设形式如图6.2)。测点加保护盖,孔径不得小于120mm。道路、地表沉降监测测点应埋设平整,防止由于高低不平影响人员及车辆通行,同时,测点埋设稳固,做好清晰标记,方便保存。测点设计图操作实例图测点埋设实例图图6.2-2 地表沉降监测点埋设示意图地表沉降测点采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设,埋设步骤如下:a.土质地表使用洛阳铲,硬质地表使用工程钻具,开挖直径约120mm,钻孔深度以取透土层上部硬化层为原则,夯实孔洞底部;b.清除渣土,向孔洞内部注入适量清水养护;c.在孔中心置173、入长度不小于80cm的钢筋标志,测点高度要低于路面高度,以避免行车对其影响,并用粗砂回填夯实;d.上部加保护盖(直径不小于150mm);e.养护15天以上(此方法使测点以端承的方式直接反映土层变化)。(4)观测、计算方法及要求水准监测网观测采用几何水准测量方法,使用精密水准仪进行观测,主要技术要求如下:a.基准点、工作基点观测按工程测量规范GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测,其主要技术要求见下表: 垂直位移监测网主要技术指标及要求 表6.2-1序号项目限差1相邻基准点高差中误差0.5mm2每站高差中误差0.15mm3往返较差及环线闭合差0.3mm(n为测站数)4检测已测高差174、较差0.4mm(n为测站数)5视线长度30m6前后视的距离较差0.5m7任一测站前后视距差累计1.5m8视线距离地面最低高度0.5m地表监测基准点为已知高程点,利用测得的各监测点与基准点的高差H,可得到各监测点的高程H,其与上次测得高程的差值h即为该监测点的沉降值,即h(1,2)=H(2)-H(1)沉降监测点按工程测量规范GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测,主要技术指标及要求见下表: 沉降监测点观测主要技术指标及要求 表6.2-2序号项目限差1沉降观测点与相邻基准点高差中误差1.0mm2每站高差中误差0.30mm3往返较差及环线闭合差0.6mm(n为测站数)4检测已测高差较175、差0.8mm(n为测站数)5视线长度50m6前后视的距离较差2.0m7任一测站前后视距差累计3.0m8视线距离地面最低高度0.3mb.观测按国家一、二等水准测量规范(GB/T12897-2006)中二等水准量测的技术要求,以附、闭合水准路线进行观测。采用附合水准路线时采用往返观测;采用闭合水准路线时首次观测采用单程双测站观测,其后可采用单程单测站观测,观测点与基点形成闭合环(基点观测点基点),并每三个月对基点进行一次检测,直至观测工作结束。观测注意事项如下:对使用的水准仪、水准尺应在项目开始前和结束后进行检验,项目进行中也应定期进行检验,确保仪器处于良好状态;观测应做到三固定,即固定人员、固定176、仪器、固定测站;观测前应正确设定记录文件的存贮位置、方式,对精密水准仪的各项控制限差参数进行检查设定,确保附合观测要求;应在无气浪状态下,确保标尺刻度清晰的条件下进行观测;仪器温度与外界温度一致时才能开始观测;每测段往测和返测的测站数均应为偶数,否则应加入标尺零点差改正;由往测转向返测时,两标尺应互换位置,并应重新整置仪器;完成闭合或附合路线时,应注意电子记录的闭合或附合差情况,确认合格后方可完成测量工作,否则应查找原因直至返工重测合格。6.2.2 建(构)筑物沉降与倾斜监测(1)监测目的区间工程施工会引起周围建筑物产生沉降,为全面了解施工引起的对周围建筑物的影响情况,在施工期间内,在建筑物周177、围设置测点,观测区间施工过程中地表建筑物下沉及倾斜,据以判定建筑物的安全性,以及采用的工程保护措施的可靠性。(2)水准监测网布设形式建筑物沉降观测可与地表沉降水准监测网共用,将建筑物沉降监测点纳入其中构成闭合线路、附合线路等形式。(3)测点布设原则及方法按地铁公司XX地铁土建工程监控量测标识牌管理规定(试行)要求如下:1.埋设要求 建(构)筑物测点可以采用L型角钢或钢筋制作件或者采用反光膜片、棱镜。当采用L型角钢或钢筋制作件时,固定端必须与建(构)筑物承重结构固结,一般情况下不能将监测点粘贴在墙体装修表面;倾斜点在同一侧面,在基础两侧时必须对称。 2.标识方法 在测点旁的地面或墙(壁)面喷绘,178、样式如:JZX-03,前两个字母为JZ代表建(构)筑物,X表示建(构)筑物编号,两个数字代表编号,喷绘单字标准为:高5cm,宽5cm;颜色为红色。建筑物沉降的基点、工作基点可与地表沉降水准监测网中的基点、工作基点共用,布置原则按照下列要求布设,基准点布设原则:a.基准点是检验工作基点稳定性的基准,选在远离施工影响区范围外的稳固位置;b.工作基点是直接测点变形观测点的依据,选设在相对稳定的地段,必须选设在区间影响范围之外;c.基准点的分布应满足准确、方便引测全部观测点的需要,每个相对独立的测区基准点及工作基点的个数均不应少于3个,以保证必要的检验、复核条件;d.基准点及工作基点要避开交通干道、地179、下管线、仓库堆栈、水源井、河岸、松软填土、滑坡斜面及标志易遭破坏的地点;e.定期做好基准点、工作基点的高程联测复核工作,确保监测网的稳定性。建筑物沉降主要针对隧道埋深1.0倍2倍范围内或下穿的重要建筑物。建筑物沉降测点标志根据不同监测对象采用不同的埋点形式,框架、砖混结构对象采用钻孔埋入标志测点,钢结构对象采用焊接式测点,特殊装修较好的对象采用隐蔽式测点形式。沉降监测各类测点埋设时应注意避开如雨水管、窗台线、电器开关等有碍设标与观测的障碍物,并视立尺需要离开墙(柱)面和地面一定距离,一般应高于室内地坪0.20.5m。测点端头立尺部位应加工打磨成球形面,埋设完毕后,在其端头的立尺部位涂上防腐剂。180、建筑物上布设的测点采用钻具成孔方式进行埋设,埋设步骤如下:a.使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径16mm,深度约120mm孔洞;b.清除孔洞内渣质,注入适量清水养护;c.向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;d.放入观测点标志,使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙,养护15天以上。埋设形式如下图:隐蔽式监测点外露式监测点图6.2-3 建筑物沉降监测点埋设示意图(4)观测、计算方法及要求建筑物沉降观测采用几何水准测量方法,使用精密水准仪进行观测。沉降监测点观测按工程测量规范GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测,其技术要求及观测注意事项与地表沉降监测要求一致。基于建筑物沉降观测结果作适181、当计算即可获取建筑物倾斜值,已知建筑物基础结构上相邻的两点、(距离可量测),通过水准测量得到点、的沉降值、后,进行建筑物倾斜计算,如下图所示。角即为所求建筑物产生的倾斜角。图6.2-4 建(构)筑物倾斜计算示意图(5)监测点埋设安全保证措施a.钻机使用前,应检查钻机设备的性能是否处于良好状态,应检查接入电源是否安全,应确保电源线无破损、无漏电现象;b.在钻孔断面位置前后50m处设置施工标志牌,提醒往来行人、车辆司机前方有施工作业(监测点埋设作业);c.工作人员应着工作服,穿反光背心,戴工作帽进入施工现场;d.安排专人观察道路施工现场往来车辆状况、建筑物附近高空坠物现象等,必要时提醒司机请注意前182、方施工情况;e.监测点埋设完毕后,及时清理现场。6.2.3 地下管线沉降监测(1)监测目的观测区间开挖时地下管线沉降情况,据以判定地下管线的安全性,以及采用的工程保护措施的可靠性。(2)水准监测网布设形式地下管线沉降观测可与地表沉降水准监测网共用,将地下管线沉降监测点纳入其中构成闭合线路、附合线路等形式。(3)测点布设原则及方法管线沉降主要针对盾构区间、暗挖隧道灯影响范围内的重要管线,对于沿隧道线路平行的管线,在布设地表监测点时对其进行覆盖。埋设时应注意准确调查核实管线位置,确保测点能够准确反映管线变形,采用钻孔埋设方式测点埋设前应探明有无其它管线,确保埋设安全。在无检修井管道沉降监测点埋设时183、,埋设间接测点的孔径不得小于150mm。 地下管线沉降监测点布置的原则为:原则上地下管线监测点重点布设在煤气管、给水管、污水管、大型雨水管及市政管线方沟上,测点布置时要考虑地下管线与工程的相对位置关系;测点宜布置在管线的接头处,或者对位移变化敏感的部位;根据掘进施工情况,沿管线轴线每隔3m布置一监测点;根据设计图纸要求,有特殊要求的管线布置管线管顶测点,无特殊要求的布置在管线上方对应地表监测点处,使其能直接反映管线的沉降情况。地下管线沉降监测点埋设方式如下:有检查井的地下管线应打开井盖直接将测点布设到管线上或管线承载体上;无检查井但有开挖条件的管线应开挖暴露管线,将测点直接布设到管线上或管线承184、载体上;无检查井也无开挖条件的管线可在对应的地表埋设间接观测点;在管线上布设监测点时,对于封闭的管线可采用抱箍式埋点,对于开放式的管线可在管线或管线支墩上做监测点支架。管线沉降测点标志形式如下图:图6.2-5 地下管线沉降监测点布置示意图(4)计算、观测方法及要求在埋设好的地下管线沉降监测点上支立铟钢尺,采用几何水准测量方法,使用精密水准仪采用往、返路线进行量测。观测按工程测量规范GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求观测,观测注意事项与地表沉降监测相关要求一致。成果合格后,计算各测点与水准原点的高差。统计并比较各次的高差值,就能得出该次各地下管线沉降监测点的下沉值。6.2.4 地185、下水位监测(1)监测目的了解施工对周边地下水位影响情况和检验区间施工中降水效果。(2)测试形式及工作原理选择典型位置设置水位观测井对水位变化进行观测,以掌握降水施工的效果,指导施工工作有效进行。地下水位观测设备采用电测水位仪,观测精度为2mm,其工作原理以水为导体,当测头接触到地下水时,报警器发出报警信号,此时读取与测头连接的标尺刻度,此读数为水位与固定测定的垂直距离,再通过固定测点的标高及与地面的相对位置换算成从地面算起的水位埋深及水位标高。图6.2-6 水位计(3)测点布设原则及方法利用降水井观测地下水位。(4)计算、观测方法及要求地下水位监测可采用钢尺水位计,钢尺水位计的工作原理是在已埋186、设好的水管中缓慢向下放入水位计测头,当测头接触到水面时,启动讯响器,此时读取测量钢尺在管顶位置的读数,每次读取管顶读数对应的管顶位置应一致,并固定读数人员。根据管顶高程、管顶与地面的高差,即可计算地下水位的高程和埋深。6.2.5 地中位移监测(1)监测目的了解盾构下穿地层分层沉降情况,根据测试数据变化,可以判断沉降趋势,分析其稳定性,监控施工过程。(2)测试形式及工作原理分层沉降仪所用传感器是根据电磁感应原理设计,将磁感应沉降环预先通过钻孔的方式埋入地下待测各点位,当传感器通过磁感应沉降环时,产生电磁感应信号送至地表仪器显示,同时发出声光警报,读取孔口标记点的对应钢尺的刻度值即为沉降环的深度。187、每次测量值与前次测量值相减即为该测点的沉降量。沉降量的测量由两大部分组成:一是地下埋入部分,由沉降导管和底盖、沉降磁环和定位环组成;二是地面接收仪器一钢尺沉降仪,由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等部分组成。测头部分:不锈钢制成,内部安装了磁场感应器,当遇到外磁场作用时,便会接通接收系统,当外磁场不作用时,就会自动关闭接收系统。测试电缆部分;由钢尺和导线采用塑胶工艺合二为一,既防止了钢尺锈蚀,又简化了操作过程,测读更加方便、准确。钢尺电缆一端接入测头,另一端接入接收系统。接收系统:由音响器和峰值指示组成,音响器发出连续不断的蜂鸣声响,蜂值指示为电压表指针指示,两者可通过拨动开关来选用,不管用何188、种接收系统,测读精度是一致的。绕线盘部分:由绕线圆盘和支架组成,接收系统和电池全置于绕线盘的芯腔内,腔外绕钢尺电缆。沉降管:由PVC工程塑料制成,包括主管和联接管,联接管套于两节主管接头处,起着联接固定的作用。图6.2-7 沉降导管底盖:由注塑制成,安装在沉降管的底端和顶端,能有效地防止泥砂进入或异物掉入管内,从而影响测试。图6.2-8 沉降磁环沉降磁环:由注塑制成内安放磁性材料,形成磁力圈,外安装弹簧片。磁环套在导管外,弹簧片与土层接触,随土层移动而位移。底部2米范围内按1米高度安设1个磁环,上部按每2米安设1个磁环。(3)测点布设原则及方法主要在以下位置盾构上方的土体中埋设监测点:盾构始发189、和到达;盾构穿越河流;盾构穿越建(构)筑物;盾构施工中换刀位置;盾构穿越重要干道交叉路口;盾构穿越公交车站;在区间内弃渣或虚土较多、较厚的位置,地表监测点不能反映真实监测情况时。地中沉降监测点埋设深度为隧道拱顶以上5米的位置至地面。盾构线路左右线中线上方分别取点,钻孔,将沉降管按要求深度埋入孔中,用内径大于沉降管的塑料管将沉降环分别压入孔内待测各点深度位置,回填中砂加水密实;钻孔,直径约108,为了使管子顺利地放到底,需比安装深度深一些,原则是10米+0.5米,20米+1米,以次类推;清孔,钻头钻到预定位置后,不要立即提钻,需把泵接到清水里向下灌清水,直至泥浆水变成清混水为止,再提钻后安装。装190、管,安装管子的联接采用外接头,一边下管子一边向管子内注入清水(管子浮力太大时)。安装磁环,按设计要求在每节管子上套上磁环和定位环,并用螺丝固定定位环,然后再把管子插入外接头内,拧紧螺钉,这样边接边向下放到设计深度止。若磁环的间隔距离不是正2米时,可采取调节管子长短来实现,也可采用管子上套定位环的方法来解决,但要掌握一个原则:磁环向下要有足够的沉降距离,必须满足其设计要求。沉降管放到设计要求后,盖上盖子就可以进行回填。回填原料为现场干细土或中粗沙,回填速度千万不能太快,以免堵塞后回填料不去,从而形成空隙,最好时隔一两天后再去检查一下,回填料下沉后再回填满之后即可,管子周围加上保护措施,方可放心待191、后测试。图6.2-9 地中位移测点布置示意图(4)计算、观测方法及要求测试方法采用孔口标高法。在孔口作一标记,每次测试都应该以该标记为基准点,孔口标高由测试仪器测试。测量时,拧松绕线盘后面的止紧螺丝,让绕线盘转动自由后,按下电源按钮(电源指示灯亮),把测头放入导管内,手拿钢尺电缆,让测头缓慢地向下移动,当测头接触到土层中的磁环时,接收系统的音响器会发出连续不断的蜂鸣叫声,此时读写出钢尺电缆在管口处的深度尺寸,这样一点一点地测量到孔底,称为进程测读,用字母Ji 表示,当在该导管内收回测量电缆时,也能通过土层中的磁环,接受到系统的音响仪器发出的音响,此时也须读写出测量电缆在管口处的深度尺寸,如此测192、量到孔口,称为回程测读,用字母Hi 表示。该孔各磁环在土层中的实际深度用字母Si 表示.其计算公式为: Si =( Ji+ Hi )/2式中: i 为一孔中测读的点数,即土层中磁环的个数; Si i测点距管口的实际深度(); Ji i测点在进程测读时距管口的深度(); Hi i测点在回程测读时距管口的深度();若是在噪声比较大的环境中测试时,蜂鸣声听不见,可改用峰值指示,只要把仪器面板上的选择开关拨至电压档即可,测试方法同上,此时的测试精度与音响器测得的精度相同。6.3 监测预警等级划分、报告、处置、消警为加强施工过程中安全风险的监控、反馈和管理,施工过程中风险工程安全状态的预警分为监测预警、193、巡视预警、和综合预警三类。(1)监测预警详见:表6.3-1XX地铁建设工程监控量量测管理办法警情等级一览表表6.3-1XX地铁建设工程监控量量测管理办法警情等级一览表(2)巡视预警施工过程中通过巡视,发现安全隐患或不安全状态而进行的预警,按严重程度由小到大分为三级:黄色巡视预警、橙色巡视预警、红色巡视预警。(3)综合预警施工过程中根据现场参与各方的监测的监测、巡视信息,并通过核查、综合分析和专家论证等及时综合判定风险工程不安全状态而进行的预警。综合预警分级按严重程度分为三级:黄色综合预警、橙色综合预警、红色综合预警。(4)加强监控量测施工前应制定详细的监测计划,施工期间应加强监控量测,加大地面194、和建筑物的沉降监测频率,在过下穿段时由常规的2次/天,调整为1次/1h,进行24h连续监测,根据地铁施工规范沉隆控制 1030mm,故确定沉降监测控制的报警值520mm、极限值1030mm,同时加密监测点的布设,由常规的每20m一个断面调整为每5m一个断面,及时进行监测和信息反馈,根据实测的资料调整盾构施工参数,严格控制变形量。本工程采用的监测控制基准和预警值如下表: 本工程采用的监测控制基准及预(报)警值指标 表6.3-2序号监测项目判定内容控制基准1地表沉降累计值和单日变形量累计值:隆起10mm、下沉30mm;单日变形量:隆起3mm、下沉3mm2建(构)筑物沉降累计值和单日变形量累计值:1195、0mm;单日变形量:3mm3地下管线沉降累计值和单日变形量累计值:10mm;单日变形量:2mm(煤气、供水等)单日变形量:3mm(电缆、通讯等)4地下水位变化地下水位在开挖面下1m地下水位观测值应在开挖深度以下,且差值大于1m备注:1.单日变形量为本次量测值和上次量测值的差值;2.监测控制基准依据为XX地铁BT项目施工监测管理办法(暂行)。6.4监测数据的处理、分析与信息反馈6.4.1 监控量测流程施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析:(1)实时分析:每天根据监测数据及时进行分析,发现工程结构、周边环境被监测对象等变形、受力异常应分析原因并提交施工监测险情报告或工程联系单;第一时间196、告知各参建单位相关监测信息,为施工决策和方案优化提供科学依据;(2)阶段分析:按阶段(本工程按月计)总结监控量测数据的变化规律,对隧道支护结构状态进行评价,提交阶段分析报告,指导后续施工。根据监测数据分析成果及时进行监控量测信息反馈,对工程结构、周边环境被监测对象的安全状态进行合理、科学评价,并提出响应的工程对策与建议。工程结构、周边环境被监测对象的安全状态和工程对策应按照监测管理等级分三级进行,其安全状态评价流程和监测信息反馈程序如下图:施工监测单位进场编制施工监测实施方案监理单位审查业主审批监测点布设、数据采取分析不合格不合格指挥部监督施工单位监督监测成果提交结构、周边环境安全结构、周边环197、境不安全正常施工红色报警橙色预警黄色预警引起注意加强支护暂停施工,指挥部组织召开讨论会,确定工程措施和该监测点下一次预警指标原始记录监测日报监测周报监测月报工程联系单险情报告险情预(报)警合格合格合格图6.4-1 监控量测流程图本标段监控量测资料均用计算机配专业技术软件进行自动化初步分析、处理。根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图,当曲线趋于平衡时推算出最终值,并提示结构物的安全性。监测人员按时向施工监理、设计单位提交监控量测日报、周报和月报,同时对施工情况进行评价并提出施工建议,及时反馈指导信息,调整施工参数,保证安全施工。6.4.2 数据采集通过现场监测取得的数据和与之相关的其它资料的搜198、集、记录等。本监测项目采用的仪器如水准仪需人工观测、自动记录,然后将实测数据输入计算机;全站仪则自动数据采集,并将量测值自动传输到数据库管理系统。6.4.3 数据整理每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理,包括原始观测值的检验、物理量的计算、填表制图,异常值的剔除、初步分析和整编等,并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。6.4.4 数据分析采用比较法、作图法和数学、物理模型,分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势,以便对工程的安全状态和应采取的措施进行评估决策。施工期间一般绘制监测数据随时间变化的规律曲线时态曲线(或散点图),并在时态曲线图上注明关键施工工序等,以便对工程结构的199、变形、受力状态进行分析,指导设计和施工。现场量测过程中按照要求做好巡视记录并及时整理分析量测数据,绘制的时态曲线如下:a.绘制监测变量累计值(P)时间(t)的时态关系曲线;b.绘制监测变量变化速度(P)时间(t)的时态关系曲线。图6.4-2监测变量累计值时态曲线图6.4-3 监测变量变化速度时态曲线在取得足够的数据后,还应根据散点图的数据分布状况,选择合适的函数,对监测结果进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大位移值,预测结构和建筑物的安全状况。6.4.5 信息的反馈和预警报告为确保监测结果的质量,加快信息反馈速度,全部监测数据均由计算机管理,每次监测必须有监测结果,及时上报监测周报表,并按200、期向有关单位提交监测月报,同时附上相应的测点位移时态曲线图,对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。日报:现场数据采集和汇总完成后应马上进行数据分析,并对监测对象综合评价后于当日向技术部提交书面报告;周报:定期对工点监测情况进行分析和汇总并于每周四18:00前将监控量测周报以书面形提交给技术部;月报:定期对工点监测情况进行分析和汇总并于每月21日18:00前将监控量测月报以书面形提交给技术部;当各监测项目监测数值超过设计文件、规范、规程所定控制标准值的70%时,向有关单位和部门发出预警报告。通知技术部采取相关措施,控制变形趋势的发展。并同时加强监测,随时掌握变形情况,直到变形趋于稳定。当监测数201、值达到控制标准值时,向有关单位和部门发出报警报告,技术部在收到监测单位报送的报警报告后,应暂停施工,积极主动的与设计人员和驻地监理进行沟通,组织相关部门人员讨论、分析原因,制定处理方案及相应措施,并在最短时间内予以实施,确保工程安全。监测信息反馈流程见图6.4-3。 图6.4-3监测信息反馈流程图6.4.6成果提交监测工作提交的成果,包括日常监测报告、阶段监测报告和最终监测报告三部分。日常监测报告:对当次外业记录进行检查与检验合格后进行内业计算,沉降观测内业计算使用计算机按间接观测平差法或近似平差法等相应软件处理后,于当天提交测量数据、时间变形曲线、地表建筑物状况、各沉降点高程、本次沉降量、累202、计沉降量、沉降断面图、沉降速率图、沉降等值曲线图,而对于地下水位、房屋倾斜、深部水平位移等当天提交其各测点的实测值,本次变化量、累计变化量及相关图表数据格式。特殊复杂地段每日次呈报测量结果。报告内容包括以下要求:(1)现场施工概况;(2)异常监测值:监测变量的变化速率、累计值、变化趋势等,按照监测管理等级指标进行工程险情预警;(3)出现异常的监测值的原因分析;(4)主要结论和施工建议等。7安全应急预案在施工前,需要对施工中存在的风险进行评估,通过采取相应的技术保障措施,实现对风险的控制,防患于未然。另一重要的方面,就是针对潜在的风险,建立完善的安全事故应急预案,尽可能地减少事故产生的损失,保证203、人民生命财产安全。为此,我项目部将按照应急预案的要求,结合施工实际,在编制专项施工方案的基础上,完善相应的各种意外情况下的各类应急救援预案和详细的汇报流程,落实应急救援需要的人员、设备、材料等资源配置,建立安全管理保障体系,建立应急救援领导机构,明确参加抢险员工的职责和任务,健全紧急信息沟通渠道,加强单位间的协作与配合,提高协同处理突发事件的能力。7.1安全管理保障体系从思想、组织、制度、教育、经济等方面建立完善得安全管理保障体系,实现安全目标。安全保证体系见下图成立由项目经理、项目副经理、项目总工、安质部长组成的安全领导小组,其中项目经理为第一责任人,副经理为安全生产的直接责任人,项目总工为204、技术负责人。专职安全工程师负责日常的安全工作的落实,督促工人按有关安全规定进行生产。各作业队设专职安检员,各班组设兼职安全员。详见“安全保证体系框图”。安全生产委员会安全领导小组消除事故隐患提高预测预防能力奖惩兑现提高安全意识安全生产安全检查安全控制安全宣传教育安全工作体系安全措施项目安全员各班组长班组安全员安全规章制度安全奖惩条例安全活动经费广播板报标语牌三级教育系统安全教育不定期检查定期检查控制地表下沉防爆破事故防机械车辆事故防触电防雷击防火灾防洪灾防高空坠落图7.1-1安全保证体系框图7.1.1 建立健全安全管理组织成立由项目经理、项目副经理、项目总工、安质部长组成的安全领导小组,其中项205、目经理为第一责任人,安全总监为安全生产的直接责任人,项目总工为技术负责人。专职安检工程师负责日常的安全工作的落实,督促工人按有关安全规定进行生产。各作业队设专职安检员,各班组设兼职安全员。本项目重大风险源较多,项目部严格按照地铁公司要求,配置合格的“一师两员”安全管理人员,安全工程师为王世君,专职安全员为刘波、薛刚,安全协管员为党东明、吕银瑞。7.1.2 完善各项安全生产管理制度进一步完善管理手段,进一步提高对已有法规、制度的执行力,努力提升安全管理水平。针对各分部分项工程、各工序、工种的特点制定相应的安全管理制度,逐级分解落实。7.1.3 建立安全生产岗位责任制度落实各级管理人员和作业人员的206、安全职责,项目部与工区、作业班组、作业队签订安全承包责任书,做到纵向到底、横向到边,不留死角。7.1.4 坚持安全教育(1)坚持三级教育。坚持公司、项目部、作业班组三级安全教育。(2)项目部主要进行安全基本知识、法律、法规的教育;工区主要进行现场规章制度和遵守纪律的教育;作业班组主要进行本工种岗位安全操作及班组安全制度、纪律教育。(3)未经安全教育的管理人员、作业人员不准上岗,未进行三级安全教育的新工人不准上岗。(4)特种岗位工人的安全教育、考核和复验,应严格按照特种作业人员安全技术考核管理规则GB5306-85 进行。经过培训考试合格并取得操作证者方能持证上岗。(5)坚持班前安全讲话,增强职207、工安全意识。7.1.5 强化技术安全管理(1)分项工程及各施工工序开工前,要进行书面安全技术交底,并讲解安全技术操作方法,预防事故措施和劳动保护要求。(2)多工种交叉作业应分别向各工种进行“安全防护措施”交底。(3)安全技术交底应有针对性,签字确认。(4)加强施工监测,及时收集、整理各项监测资料,对资料进行分析,对工序施工的提出调整意见和安全措施,保证工程安全。7.1.6 日常安全管理(1)项目经理要保证安全检查制度的落实,采取定期和不定期相结合的检查方式。定期检查应规定检查日期和参加检查的人员。项目部每周,作业班组每日检查一次。不定期检查视工程情况,在施工准备前、危险性大、新工艺、季节变化、208、节假日前后等随机检查。(2)对检查中发现的安全问题、安全隐患要进行登记限期整改。在隐患没有消除前,必须采取可靠的防护措施,如有较大险情应立即停工,排除安全隐患后方可施工。(3)安全检查应奖惩分明,以保证安全管理制度的真正落实。(4)严格执行安全管理评价制度,向地方安全监督部门前办理安全监督手续,以便得到监督和评价。7.2. 应急管理组织机构7.2.1 应急组织机构本工程成立以项目经理为总指挥,项目副经理、总工为副指挥,各部门负责人为成员的盾构施工事故应急领导小组,下设应急处理技术组,应急处理监测组,应急处理物资设备组,应急联络组,应急抢险救援组,应急医疗救护组和善后工作组等7个应急处理小组。总209、指挥: XX XX号线1标项目经理常务副指挥: XX号线1标项目盾构分部经理副指挥 XX号线1标总工程师 XX号线1标盾构分部安全总监 XX号线1标盾构分部总工 XX号线1标盾构分部副经理成员: XX号线1标盾构分部副经理 XX号线1标盾构分部土建副总工 XX号线1标盾构分部安质部部长 XX号线1标盾构分部技术部部长 XX号线1标盾构分部财务部部长 XX号线1标盾构分部物设部部长 XX号线1标盾构分部综合部部长 XX号线1标盾构分部现场领工7.2.2 事故应急小组职责1)总指挥职责:组织资金准备(1)分析紧急状态确定相应报警级别,根据相关危险类型、潜在后果、现有资源控制紧急情况的行动类型;(2210、)指挥、协调应急反应行动;(3)与项目部外应急反应人员、部门、组织和机构进行联络;(4)直接监察应急操作人员行动;(5)最大限度地保证现场人员和外援人员及相关人员的安全;(6)协调后勤方面以支援应急反应组织;(7)应急反应组织的启动;(8)应急评估、确定升高或降低应急警报级别;(9)通报外部机构,决定请求外部援助。2)副指挥职责(1)协助组长组织和指挥应急操作任务;(2)向组长提出采取的减缓事故后果行动的应急反应对策和建议;(3)保持与事故现场各应急处理小组的直接联络;(4)协调、组织和获取应急所需的其它资源,设备以支援现场的应急操作;(5)组织项目部的相关技术和管理人员对施工场区生产过程各危211、险源进行风险评估;(6)定期检查应急反应组织和部门的日常工作和应急反应准备状态;3)各应急小组职责(1)应急处理技术组组长:穆世旭成员:工程技术人员职责:负责重大生产安全事故发生后的技术处理方案的制定,从技术方面提供处理意见,必要时请上级单位提供技术支持。有效地指导应急反应行动中的工程技术工作。(2)应急处理监测组组长:成员:测量队员职责:担负重大生产安全事故发生后的地面、建筑物及周边环境的监测工作。(3)应急处理物资、设备组组长:成员:物资管理人员职责:平时负责应急物资、设备的储备和管理,重大生产安全事故发生后负责应急救援物资、设备的调拨和供应。(4) 应急抢险救援组组长: 职责:在组长的组212、织下,负责按照领导小组制定的抢险救援方案,实施交通疏导、人员撤离、现场消防、抢运物资、抢救人员、现场紧急处置等工程抢险任务。(5) 对外协调组 组长:成员:管理人员职责:根据实际情况与当地通信部门协商,共同建立应急救援通信保障体系,确保事故发生后应急救援指挥通信畅通。负责向社会救援机构报警,请求提供帮助,报警时要清楚说明事故发生时间、地点、方位、事故是否造成人员伤亡等情况。报警后,要立即派人在现场的道口迎接救护车、救援人员、救援车辆的进入。负责事故处理中各救援队伍之间的通讯联系。(6) 医疗救护组组长:成员:管理人员职责: 负责现场的医疗救护,组织救护车辆及医务人员、器材进入指定地点,组织现场213、抢救伤员,对事故中的负伤人员进行包扎救治、人工呼吸、心脏按摩苏醒等应急处置措施,对伤情严重的,应立即与当地医疗机构联系,专人负责送至附近医院,办理入院手续,实施紧急抢救。(7)善后工作组组长:成员:管理人员职责:负责伤亡人员的亲属接待、安抚和善后理赔工作,保障社会稳定。积极稳妥深入细致地做好善后处理工作,包括:稳定员工、受伤者及其家属的情绪;对安全事故或突发紧急事件中的伤亡人员、应急处置工作人员按有关规定给予抚恤或赔偿;与保险单位一起做好伤亡人员及财产损失的理赔工作等。说明:应急救援领导小组和应急处理组织机构中相关人员如发生变动,由变动后重新担任此岗位的人员担任,并对其相应的职责负责。7.2.214、3应急联络电话项目部事故、事件应急救援领导小组成员通表 表7.2-1序号职务姓名联系电话备注1项目经理2盾构分部经理3项目总工4盾构分部副经理5盾构分部安全总监6盾构分部总工7盾构分部副经理8盾构分部技术部部长9盾构分部物设部部长10盾构分部安质部部长11盾构分部财务部部长12盾构分部综合部部长13现场领工外部联系通讯录表 1 表7.2-2序号职务姓名联系电话备注1XX市质检站地铁监督科科长2XX市质检站地铁监督科科员3地铁公司现场代表地铁公司安质主管4成投公司安质部长5监理单位总监6监理单位总监代表7成投公司驻地代表外部联系通讯录表 2 表7.2-3序号对外联系部门联系电话备注1XX市质质监215、站地铁办2XX地铁公司质量安全室3XX市卫生局4XX市污水管理所5XX市卫生防疫站6XX市自来水公司抢修热线7XX市煤气总公司抢修报警热线8XX市电业局服务热线9107.2.4预防预警1)危险源监控与报告项目部首先根据本标段工程特点,水文地质特征及地面、地下建筑物(构筑物)管线情况,对危险源进行分析和评价,建立重大危险源档案,并将相关材料报监理、业主备案;并根据施工进展情况对危险源进行动态管理,对可能引发事故的信息进行监控和分析,采取有效预防措施。2)预警行动当项目部事故应急领导小组接到可能导致事故的信息后,应按照分级响应的原则及时研究确定应对方案,并采取有效措施预防事故发生;当事故应急领导小216、组认为事故较大,有可能超出本级处置能力时,要及时向上级应急救援指挥机构报告;上级应急救援指挥机构应及时研究应对方案,采取预警行动。3)信息报告与处理(1)事故发生后,现场人员应立即将事故情况报告事故应急领导小组组长,并在保证自身安全的情况下按照现场处置程序立即开展自救。(2)事故应急领导小组组长接到事故报告后,应迅速组织救援,并向监理、业主上报事故情况,同时按照国家有关规定立即报告当地人民政府和有关部门;紧急情况下,可越级上报。7.3 应急准备及应急响应7.3.1 应急物资(1)应急设备 应急设备统计表 表7.3-1序号设备名称数量单位现在何处1ABC干粉灭火器若干个各布置点、仓库2柴油发电机217、2台现场通电、备油、接地3担架2个综合管理室4急救箱2个综合管理室5急救车2台地面6龙门吊2台地面7水泥10吨地面8编织袋若干只仓库9对讲机12个仓库10应急灯10个仓库11电话,对讲机8个仓库12电气焊设备3套仓库138号铁线100公斤仓库14水玻璃4吨地面151.2kW型水泵10台基坑16钢板若干吨地面17方木若干米地面(2)应急物资 盾构区间应急物资表 表7.3-2序号材料名称数量单位存放1移动电闸箱10个库房2备用电缆1000m库房3应急灯10台库房4木方6方现场5架子管1吨现场6担架5副库房7氧气袋6个库房8氧气瓶4个库房9止血带5条库房10急救医药箱2个库房11注浆泵2个现场12水218、泥3吨现场应急响应程序1)应急响应程序(1)分级响应一级相应:发生特别重大或重大安全事故后项目部按照规定尽快上报监理部、地铁公司、XX市轨道办及政府相关职能部门,全面启动各级事故应急指挥体系,进行应急处置。二级相应:发生较大安全事故的,项目部尽快上报监理部及地铁公司启动预案进行应急处置。三级相应:发生一般安全生产事故的,由项目部启动预案进行应急处置。(2)响应程序A 事故应急处理程序应急救援领导小组开始工作制定应急处理方案、措施实施应急处理方案观察处理效果完成应急处理恢复正常施工调整应急处理方案、措施实施应急处理方案出现突发事件报告有关单位及部门报告业主报告工程师报告现场监理加强监测分析原因图219、7.3-1现场事故急处理程序B应急救援行动程序应急救援行动的优先原则:a、员工和应急救援人员的安全优先;b、防止事故扩散优先;c、保护环境优先。如事故仍在进一步扩大,相关人员的生命受到威胁,但对救援人员的进入也存在很大的生命威胁,则决不允许盲目采取救援行动,避免伤亡事故进一步扩大。要采取万无一失的措施或方案实施救援行动。事故发生区事故现场、项目负责人或安全主管部门应采取以下行动:a掌握情况。不论现场何种局面,必须掌握的情况有:事故发生时间与地点;种类、强度;已知的危害方向;事故现场伤亡情况,现场人员是否已安全撤离;是否还在进行抢险活动;有无火灾与爆炸伴随;现场的方向、风速;事故危及项目外的可能220、性。b报告与通报。在掌握事故情况,并判明或已经发现事故危及项目外时,应立即向有关单位或部门进行报告:报告负责本项目部的业主(XX市地铁有限公司)及驻地监理(XX二滩国际工程咨询有限责任公司);报告本单位公司总部;根据事故的严重程度及情况的紧急程度,按预案的应急级别发出警报。c组织抢救与抢险。制止危害扩散的最有效措施是迅速消除事故源,事故发生后,根据险情实施预先制定的应急处理措施,防止事故进一步扩大。同时,因本单位最熟悉事故设施和设备的性能,懂得抢险方法,必须组织尽早抢救与抢险。要迅速集中力量和未受伤的岗位职工,投入先期抢险,包括:抢险受伤害人员和在危险区域的人员,组织经培训过的医务人员抢救伤员221、,并将伤员转移至安全地带;停止设备运转、灭火、隔离危险区等;清点撤出现场人员数量,组织本单位人员撤离危险区;组织力量为前来应急救援的队伍创造有利的条件。(3)指挥协调A成立现场临时指挥部事故发生后,片区负责人立即赶赴现场,指导应急救援;项目部负责人在最短的时间内赶赴现场,并在第一时间组织应急小组,召开应急小组会议。各成员根据职责分工,做好相关应急工作,工程技术部协助收集、汇总事故发生情况,根据事故严重程度和范围,随时上级管理部门汇报事故处置进展情况。应急小组根据事故和应急情况提出抢险、抢修等工作方案,指导应急救援工作。应急人员的安全防护现场应急救援人员应根据需要携带相应的专业防护装备,采取安全222、防护措施,严格执行应急救援人员进入和离开事故现场的相关规定。现场应急救援指挥部根据需要具体协调、调集相应的安全防护装备。(4)事故报告A报告程序事故发生后,现场管理人员应立即向项目经理报告;并在1h内向事故发生地建设行政主管部门及质监站、安监站报告。任何等级的工程施工安全事故发生后,现场负责人在向项目经理报告的同时,必须在第一时间向现场监理和业主代表报告,不得以任何借口对安全生产事故隐瞒不报、谎报和拖报。B报告内容报告事故应当包括下列内容:事故发生单位概况;事故发生的时间、地点以及事故现场情况;事故的简要经过;事故已经造成或者可能造成的伤亡人数(包括下落不明的人数)和初步估计的直接经济损失;已223、经采取的措施;其他应当报告的情况。根据事态进展及时续报以下内容:有关建设、勘察、设计、施工、监理等单位名称、资质等级情况,建筑施工企业负责人、项目负责人,监理单位有关人员的姓名及执业资格;事故原因分析;事故发生后采取的措施等;其他需要上报的有关事项。自事故发生之日起30日内,事故造成的伤亡人数发生变化的,应当及时补报。工程技术部对组织、协调、保障应急行动的情况做出详细记录。(5)应急结束A当遇险人员全部得救,事故现场得以控制,环境符合有关标准,导致次生、衍生事故隐患消除后,经现场应急救援指挥部确认和批准,现场应急处置工作结束,应急救援队伍撤离现场。处置工作完毕后,相应专业应急机构应及时研判,适224、时决定应急工作结束。B按照“谁启动、谁结束”的原则,由相应的事故应急领导小组决定应急结束,并通知相关单位。7.3.3应急汇报程序(1)通告程序现场:一旦由项目人员、操作人员或警卫人员发现紧急情况,要立刻用电话通知信息管理人员,确定应急级别,担任临时总指挥,向项目应急总指挥、管理层和项目外机构(业主、监理工程师)通报,项目总指挥接到汇报后,按实施程序启动应急反应组织。项目外:根据应急类型、发生时间和严重程度,依照法律、法规和标准必须向项目外通报。在应急总指挥的指导下,通讯联络负责人按应急预案规定行动,公共信息:按法律、法规的要求向员工、公众提供有关活动的信息。紧急情况汇报流程图7.4应急救援措施225、7.4.1 地表沉陷事故应急措施由于本工程隧道线路主要在道路下方,因此隧道上方地表出现沉陷事故或滞后沉降时,应尽量降低对地面交通、车辆、行人的安全影响。(1)盾构严格按照施工组织设计进行技术交底施工。(2)一旦出现地表沉陷时,立即对地面道路进行交通疏解,避免车辆行人靠近坍坑。(3)立即组织对坍坑进行回填处理,防止坍坑扩大。(4)加强施工监测,关注变形趋势。(5)当沉陷可能危及到周围建筑物、管线或居民生命财产安全时,应立即报告地铁公司,并协助输导人员、保护建筑物。(6)出现人员伤亡时,应立即向公安、消防等社会救援力量。7.4.2 管线应急措施本工程穿越的管线主要有雨水、污水、煤气、自来水、电力和226、电信管及管沟。其中,部分雨污水管埋深较深,距隧道较近,盾构施工可能会造成一定的损坏。(1)一旦发生管线损坏时,现场值班人员立即向项目部汇报。(2)项目部相关人员确认险情后,立即启动应急预案。(3)根据现场情况立即通知管线产权单位,报告管线损坏情况,并协助管线单位抢修。(4)煤气管道破裂后,煤气会溢出,有臭味,应立即设立警戒线,疏散人群,严禁明火,并立即通知煤气公司抢修队。(5)当雨、污水管发生变形或开裂事故时,应对雨、污水管进行截流转排。防止雨污水进入隧道。7.4.3 建筑物应急措施(1)当建筑物监测变形有异常情况时,应及时加强监测,掌握变形趋势。(2)当建筑物变形趋于恶化时,应立即启动应急预227、案。(3)上报地铁公司、派出所和居委会,协助疏散住户。(4)立即组织对建筑物地基加固。在建筑物体周围 5.0m 范围内采用注浆进行加固土体,地面注浆材料采用纯水泥浆,注浆压力0.4MPa,土体加固深度为8.0m。(5)进行洞内注浆加固。采用纯水泥浆。注浆压力 0.20.4MPa。7.4.4 下穿XX防止喷涌措施(1)施工风险分析喷涌。地下水或者通过地层渗透的地下水没有及时与渣土排出从而导致地下水压力不断增大是发生喷涌的主要原因。本区间过河段盾构穿越的地层主要以中密卵石土为主,扰动后易产生渗水现象。当渣土与大量地下水混合成流体状后进入土仓,随着仓内压力的增大,容易形成喷涌现象。设备漏水。机械设备228、出现密封泄漏,如盾尾和盾体铰接出现严重漏水。因坍塌或击穿覆土层,掌子面与河水连通。(2)应对措施针对上述风险问题,采取如下应对措施:盾构穿越时,应保证盾构机平稳、快速的通过,尽量减少对隧道围岩的扰动,降低渣土中水的比例,向土体中适当加入适量的膨润土泥浆、高分子聚合物等改善渣土的和易性。加强设备的维修保养工作。每日定时对设备进行检查工作,避免机械故障带来不必要的误工。加强管片拼装质量防止管片渗漏水,保证过河段隧道管片不出现严重渗漏水,严格控制过河段的管片拼装质量。盾构机若密封不好应采取紧急措施。如对盾壳铰接处可采取对紧急气囊充气先止住漏水,再对漏水处密封进行修复后对紧急气囊泄气,重新掘进。盾尾密229、封处如在河底发生较大泄漏,首先考虑多注盾尾油脂止水止砂浆,如情况仍无好转,则盾尾密封刷可能已损坏。此时在河底已不大可能对盾尾刷进行更换,可从管片与盾壳间隙处塞入海棉条,暂时止住漏水,等盾构机过河到站后对盾尾密封刷进行更换。施工过程中,加强监测,加强对河面观察,并将监测信息、观察情况及时反馈到掘进作业面,做到信息化施工。特别情况直接回报至应急小组组长。掘进时若发现掌子面与河水连通,采取先暂时关闭出土闸门,在少出土或不出土的挤压状态下继续向前推进,通过连通段后恢复正常掘进。必要时在河面抛填粘土袋,填压漏水点。(3)准备抢险物资现场备用的物资设备有:压力传感器、流量调节阀、注浆泵过滤滤芯、土压传感器230、盾尾注脂压力传感器、油脂泵密封、电磁阀插座、电磁阀阀体、二次注浆设备、高效聚合物(可很好的改良渣土状态)、海绵条、粘土及铁锹、编织袋、水泵、船等工具设备。在河岸两边空旷处准备袋装粘土,一旦河底发生坍塌立即向河底抛填袋装粘土,确保盾构顺利通过。7.5 培训、应急演练和预案评价及修改7.5.1 培训工作(1)保证所有应急队员都能接受有效的应急培训,使他们熟悉报警,疏散路线,安全躲避场所等。锻炼和提高队伍在突发事故情况下的快速抢险堵源、及时营救伤员、正确指导和帮助群众防护或撤离、有效消除危害后果、开展现场急救和伤员转送等应急救援技能和应急反应综合素质,有效降低事故事故危害,减少事故损失。(2)培训231、和演练应包括:基本目标、日期、时间和地点、参加组织、模拟事故、事故大约发展阶段、对训练和演习进行适当的评价、灭火器的使用以及灭火步骤的训练、个人防护措施、对潜在事故的辨识、事故报警、紧急情况下人员的安全疏散等。(3)培训的目标:使应急救援人员熟悉应急反应预案和程序的实施内容和方式;培训他们在应急预案和程序中分派的任务;使有关人员知道应急反应预案和实施程序变动情况;让应急反应和组织各级人员保持高度准备性。(4)安质部在安全总监的领导下,以半年为一周期对相关人员进行一次培训并予以记录。(5)在应急预案中分配应急职能岗位时,项目部将结合有关人员以往的经验、培训以及日常工作。因此担任应急反应组织某一职232、位的资格符合管理部门分派的职位特点并接受一定的培训。1)日常演练工作由安质部部长负责组织每半年进行一次实战应急救援预案演练。演练方式分为桌面演练、实战演练和突发演练三种。其中,突发演练就是采取在被考验者完全不知情的情况下,突发性地虚拟意外“事故”,以检验被考验者的应变能力。通过这种演练,更有助于提高员工应急处理能力和安全意识,检验救援物资的维护质量和应急功能状态。2)对应急救援人员进行培训,合格者才能上岗。3)每月对应急救援人员的手机开通情况进行不定期抽查两次,一般安排在凌晨 2点左右,以检验报警总机与反应机构的反应人员联络是否畅通。7.5.2 预案评价与修改内部应急能力:事故发生后 ,自身对233、事故的应急能力 ,其余的事故应急工作留给应急救援系统中的其它外部机构来完成。在应急演练后 ,对自己的应急能力进行评价 ,是否满足应急要求。如不满足需要完善和补充,确保自身的应急能力能满足应急需要。外部应急能力:利用外部应急救援机构对紧急情况进行应急救援处理。发展外部应急救援能力可以节省因发展内部应急能力所需的过多人员培训、人力资源补充和装备配置的费用。7.5.3 应急救援预案的维护本应急预案应每年进行一次审查,盾构分部经理卢国武是应急救援预案维护的负责人。审查包括应急程序、培训与训练情况,应急设备以及与政府以及管理机构的沟通。根据以下方面对应急预案进行修改:组织或程序中关键人员的变动;项目组织机构的变动;支援机构的能力或功能的变动;影响到应急预案的外援单位的变动;来自其他组织或地方政府的建议。根据应急救援的演练,对演练中不完善的步骤或方法进行修订。对已完善的应急救援预案进行装订,并加盖受控章,对应急救援人员进行交底并归档。
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