1、负环拆除专项施工方案负环拆除专项施工方案(DK1+788.5DK3+917.5)(DK1+788.5DK3+917.5)中中铁铁十十六六局局集集团团编制：审核：批准：中铁十六局集团天津西站至天津站地下直径线工程项目经理部2010 年 10 月目目 录录1、工程概况.22、负环拆除条件.23、负环拆除的准备工作.44、负环拆除方法.54.1 负环拆除主要思想 .54.2 反力架的拆除 .54.3 负环管片的拆除 .65、质量保证措施.85.1 质量保证组织结构.85.2 质量保证具体措施.86、安全保证措施.96.1 安全保证组织结构.96.2 安全保证具体措施.97、组织结构及劳动力.108、2、拟投入主要施工设备.109、应急预案.109.1 应急救援小组.109.2 应急救援小组职责.119.3 负环拆除应急预案.119.4 应急保障措施.13负环拆除专项施工方案负环拆除专项施工方案1 1、工程概况、工程概况天津地下直径线为单洞双线隧道，圆形隧道外轮廓为 11.6m，最小转弯半径 R=600m 曲线，隧道最大埋深达约 43m，平均约 20m。隧道内两端最大纵坡23，最小为 3。管片外径为 11600mm，管片内径为 10600mm，分块为“8+1 模式”的方式，即分块形式为 6A(43.2)+2B(43.2)+K(14.4)，一环内纵向采用 25 个等圆心角布置。管片采用通用双面楔3、形环管片，楔形量 62mm，宽度为 1800mm，厚度为 500mm，钢筋混凝土衬砌采用 C50 高性能混凝土，抗渗等级为 S12，在高精度钢模内制作成形。管片的拼装采用错缝拼装，管片接触面纵缝设凸凹榫，环缝不设凸凹榫，环与环之间以 50 根 M30 的纵向螺栓相连，块与块之间以 2 根 M36的环向螺栓相连（整环共 18 个 M36 的环向螺栓）。本次拆除的负环共计 7 环。负环管片重量表：表 1 管片重量表管片编号重量（t）A18.92A28.92A38.9A48.9A58.9A68.9B18.9B28.9K32 2、负环拆除条件、负环拆除条件为了能够为后续工作提供空间，因而必须在掘进一定4、距离后将负环拆除，拆除负环后必须保证正环管片能够提供足够的摩擦力来支持盾构机的正常掘进。因此在负环拆除前，需对其受力进行分析以判断负环拆除的适时性。目前盾构机已掘进 149m，完成管片拼装共 77 环（不包括负环管片）。管片土压力荷载如图所示。图 1 土压力荷载示意图覆土平均容重为=18kN/m3。管片顶部埋深为 14m，作用在管片上的土压按全覆土计算：顶部土压：P0(H Hw)Hw P顶部侧压：P1 P0 Ka底部侧压：P2(H Hw)H0 P Ka底部抗力：P0 P0Wg/(DL)其中：Ka侧压系数，取 0.40；覆土平均容重，18kN/m3；，kN/m3；=-9.8=8.2（土在水中的浮5、容重）1077=57750kN；Wg管片重量，管片质量约为 75 吨，所以总重 75D管片外径，11.6m；77=138.6m；L管片总长度，1.8H管片顶部平均埋深，约 14m；Hw地下水位至管片顶部的高度，约 12m；H0地下水位至管片底部的高度，24m；P地表荷载，取 10kN/m2。代入上述各式，得：P0=18(14-12)+8.212+10=144.4kN/m2P1=144.40.40=57.76kN/m2P2=18(14-12)+8.224+100.40=97.12kN/m2P0=144.4+57750/（11.6138.6）=180.32kN/m2P=（P0+P1+P2+P0）/6、4=120kN/m2所以作用在管片的力F=P11.63.14159261.8=7871.57kN/环因此管片的摩擦力 f=F77，根据盾构经验及土层结构，摩擦系数 取0.3，所以 f=0.37871.5777=181833.27KN，而目前为止盾构机的最大推力未超过 60000KN，并且计算所用数值均采用保守数值；另外，目前盾构机所处地段为下坡地段，对增加管片摩擦具有一定的作用。综上，管片拆除的条件已具备，可以进行负环管片拆除施工。3 3、负环拆除的准备工作、负环拆除的准备工作负环拆除是一项极具风险的施工作业，在进行负环拆除前必须做好相应的准备工作，为负环拆除作业有条不紊地进行创造必要的条件。7、其要点如下：（1）拆除负环管片前，应将始发井口处范围内的运输轨道、水管、高压电缆拆除，确保作业场地可控。（2）准备好 100t 龙门吊、气割设备、电焊设备、空压机、葫芦及千斤顶等拆除所用设备，并进行必要的检查与调试，确保设备工作正常，做到设备可控。（3）准备好钢丝绳、H 型钢、卸扣等材料，确保其强度、拉力等满足拆除作业安全进行，并取得厂家的合格保证，做到材料可控。（4）将负环管片预埋件敲出，并利用H 型钢板将负环管片连接起来（包括环与环相连，同环间块与块相连），为防止负环在外力架拆除后，失去支持力而发生移动，同时将每环的注浆孔打穿，确保管片可控。每块管片预埋件如图所示。图 3 管片预埋件示意图8、预埋件置于每个环向螺栓上侧或每组纵向螺栓上侧管片外弧面，钢板一边应与端模或侧模对齐，表面与外弧面相平，如上图。20mm 厚钢板，大小为200mm200mm，16螺纹钢，长度为440mm，如右图。允许误差 10mm。须保证该预埋板在脱模时对真空吸盘不会造成影响。（注意 B、K 块斜边）（5）准备拥有完成负环拆除作业的组织与劳动力资源，该人力资源应具有负环拆除的相关经验，良好的安全意识及集体观念，确保人员可控。（6）盾构机停机。4 4、负环拆除方法、负环拆除方法4.1 负环拆除主要思想首先拆除反力架，边割除连接部分边拆除，而后进行管片的拆除。本工程的管片拼装采用的是错缝拼装，每环相同位置的管片编号9、不尽相同，其拆除负环的主要思想是从上至下，以隧道中心线为轴对称拆除；同时，出于安全的考虑，采用“阶梯式拆除”方式，即先拆除-8 环的上半部 5 块管片，再拆除-7 环管片上半部分 4 块管片，然后是-6 环上半部分 2 块管片；回过头再拆除-8环下部管片对称的 2 块管片，以此类推进行拆除。相比其它小型盾构来说，此次使用的管片重量较重（标准块每块约有 10t），出于谨慎安全的考虑，采用每次只吊起一块管片的拆除方式。4.2 反力架的拆除（1）首先拆除反力架支撑，即背后钢支撑与横向支撑。（2）反力架螺栓型号为 M24 和 M27，其拆除顺序如图所示：图 4 反力架拆除顺序4.3 负环管片的拆除4.10、3.1 顶部管片的拆除首先需将专用吊具穿过已打穿的管片注浆孔，按图1 方式进行安装，紧固螺帽；而后通过安装有卸扣的钢丝绳与龙门吊相连，同时在水平方向上利用钢丝与安装在中板第一层的葫芦相连。具体情况分种：（1）K 块位于环的顶部，吊装图如图 5 所示：图 5 K 块位于顶部的管片拆除示意图采用公称直径为 36mm、一端带有绳扣的钢丝绳作为吊具，具体方法是：首先将钢丝绳没有绳扣的一端，从其中一块管片的外部伸入注浆口，再从另一管片的注浆孔由内向外穿出并安装钢丝绳卡头，其安装示意图如下图所示：图 6 钢丝绳卡关安装图准备起吊时，应使与葫芦相连的钢丝绳及与龙门吊的钢丝绳收紧，再将管片螺栓拆下。（2）K 11、块不位于环的顶部，其吊装如图 6 所示管片X2钢丝绳（36mm)注浆孔图 7 K 块不位于顶部吊装示意图4.3.2 侧部管片的拆除上部侧边管片如图 8 所示图 8 上部侧边管片吊装示意图管片注浆孔钢丝绳将钢丝绳不带绳扣的一端穿过注浆孔，通过管片内侧包住管片，同时安装钢丝绳卡头。将钢丝绳的两端挂在一个龙门吊吊钩上。下部侧部管片如图 9 所示：管片钢丝绳图 9 下部侧向管片吊装示意图首先将钢丝绳没有绳扣的一端穿过注浆孔，包住管片后，利用钢丝绳卡头与带有绳扣的一端相联。钢丝绳相连如图 10 钢丝绳安装示意图图所示：5 5、质量保证措施、质量保证措施5.1 质量保证组织结构组长：李振武副组长：祁文睿全12、雪勇成员：张玉宝周明祥唐恩超易 多寇 宏穆仕清舒家彬材设部电话：对于施工过程中的质量控制要做到责任到人，现场安排质检工程师主要负责施工过程中的对质量的控制。5.2 质量保证具体措施（1）拆除负环时盾构机应停机，同时其所处位置地层稳定；随时对盾构机姿态进行监测，确保盾构机停机时姿态稳定；全程进行旁站监控，注意吊装作业安全；必须对零环进行监控。（2）施工前组织有关人员熟悉方案经及进行技术交底。（3）在吊装过程中，吊点应按规定设置不得随意改动。（4）在吊装过程中，应把构件扶稳后，吊机才能旋转和移动。（5）机械设备、机具使用前应重新检查其机械性能，确保符合使用要求。（6）选用钢丝绳长度必须一致，严禁有13、长短不一，以免起吊后造成构件变形。（7）各构件起吊后呈水平状态。（8）起重机起吊后，吊臂需转动，构件距离地面 800mm 左右，不得起吊太高进行旋转。（9）各构件应小心移动，速度应缓慢。（10）各环管片环与环之间加强连接，每环管片的两边外侧采用 10T 的葫芦向两侧固定。6 6、安全保证措施、安全保证措施6.1 安全保证组织结构组长：李振武副组长：祁文睿全雪勇成员：张玉宝周明祥唐恩超寇 宏易 多穆仕清舒家彬安质部电话：项目部建立横向到边、纵向到底的安全生产保证体系，确保安全生产体系覆盖施工现场的每一个角落，确实做到“安全生产，人人有责，综合治理”，以保障施工生产活动顺利进行。对于施工过程中的安14、全管理要做到责任到人，现场安排专职安全工程师主要负责施工过程中的对安全的管理。6.2 安全保证具体措施（1）进行施工现场的作业人员必须戴安全帽，高空作业人员应佩带安全带。（2）拆除作业前应组织有关人员进行安全交底。（3）特殊工种作业人员必须持证上岗。（4）在起吊作业范围内设立禁行标志，严禁非作业人员进入。（5）起重机行进路线范围内不应有其它障碍物。（6）指挥人员由具有施工经验的人员担任，使用统一指挥信号，信号要明确、准确，所有人员必须听从指挥。（7）施工作业前应检查工具、机具的性能，防止脱扣、断裂。（8）井口周围设立 1.4m 高的防护栏。（9）高空作业人员切勿急于求成，用力过猛，严禁抛掷工具15、。（10）构件起吊中必须安装到位，满足施工需要。（11）严禁交叉施工。（12）注意井口安全，每次起吊后检查起重机下地面的情况。7 7、组织结构及劳动力、组织结构及劳动力本次负环拆除工程由李振武任总指挥，全雪勇任副总指挥，张玉宝任现场总工程师，潘成林任现场副总工程师，具体劳动力需求如下表。岗位工程师吊装工龙门吊司机普工人员3 人2（班）=6 人5 人2（班）=10 人1 人2（班）=2 人5 人2（班）=10 人备注8 8、拟投入主要施工设备、拟投入主要施工设备设备名称龙门吊风动扳手空压机钢丝绳卡头钢丝绳卸扣型号数量1 台2 把1 台20 个215m6 个备注MG45/16t2000N.m2m316、 36mm15t9 9、应急预案、应急预案9.1 应急救援小组组长：李振武副组长：祁文睿全雪勇成员：张玉宝周明祥唐恩超寇 宏易 多穆仕清舒家彬安质部电话：9.2 应急救援小组职责1）组长职责：接到报告，立即赶赴现场，组织应急人员对事件按紧急预案进行处理。分析突发事件发展变化情况，采取有效的紧急措施，控制事件蔓延发展。组织现场工作人员对事件进行调查和分析，查找事件原因，并作出应对措施，以免此类事件再次发生。2）副组长职责：协助组长组织应急所需，满足现场应急需求，与企业外应急响应人员、部门、组织和机构进行联络。组织本单位的相关人员对危险源进行评估，进入应急状态，开展工作。3）组员职责：（1）熟悉掌17、握本标段的疏散道路、消防设施、医疗器材、应急材料的位置，并可以熟练使用。（2）加强平时的事故处理训练，掌握各种事故的处理措施。（3）发现险情后迅速做出反应，报告组长事故部位、类型及事故程度。（4）在组长的指挥下，综合考虑现场情况，对不同部位的人员、物资等组织不同疏散路线。（5）贯彻救人重于一切的原则，组织人力和工具，以最快速度将被困人员抢救出来。（6）引导救护车进入现场，协助医护人员进行抢救，及时把伤员送到附近医院。（7）在事故现场划定临时警戒线，维持秩序，疏导交通，遣散围观人员，保证救援道路的畅通。9.3 负环拆除应急预案1）起吊管片突然下落致使管片在起吊过程中未能吊至地面而产生突然下落的原18、因包括：主吊点钢丝绳拉断、吊具螺母脱落、吊具螺栓拉断、龙门吊故障等，发生事故后应采取的措施如下：（1）立即查看是否有人员违规进入起吊范围内而受伤，若有，则立即展开人员的救治工作。（2）对产生事故的原因进生调查，恢复吊装前应确保产生事故的原因已得到解决，并重新检验整个设备是否满足再次吊装的条件。（3）检查管片是否有损坏，对于管片已发生严重损坏的，应重新选择或制造合适的起吊点（一般选择管片原有的纵、环向螺栓孔），装备再次吊装；对于管片整体未受太大损坏的，应观察管片的姿态及位置，同时也必须重新考虑管片的吊装点。（4）对于由于管片突然下落而造成其它管片受损或触碰到其它管片的情况，应检查其它管片的受损情19、况及重新审查吊装点的适合性。2）未吊装管片发生向洞内翻倒未吊装管片发生向洞内翻倒的原因包括：管片纵、环向螺栓已损坏或未预紧等造成其失去连接作用、管片与管片间预埋件焊接不足、用于固定未吊装管片的钢丝或葫芦损坏等。应采取的措施包括：（1）立即查看是否有人员违规进入起吊范围内而受伤，若有，则立即展开人员的救治工作。（2）检查其它管片的固定情况并根据实际情况采取相应措施防止余下管片受到影响。（3）检查管片的受损情况及管片的位置及姿态，重新审定管片的起吊点。（4）对于多块管片向内翻倒的情况，采取“由上而下，分块起吊，余下固定”的原则吊装，在吊装翻倒管片前，应仔细观察其受力情况，利用千斤顶等设备平衡受力后20、再进行起吊。3）管片上升过程中发生倾斜产生管片上升过程中发生倾斜的原因主要是由于主吊或辅吊钢丝绳断裂或辅吊葫芦损坏，应采取的措施有：（1）龙门吊应停止上升，同时应缓慢下降；若管片在空中仍有晃动的情况，则所有人员应远离作业现场。（2）管片重新回到洞内时，应仔细检查发生事故的原因。在必要时重新选择起吊点。（3）严禁管片发生倾斜时仍继续向上吊起，严禁作业人员直接踩在仍在空中的管片上。9.4 应急保障措施1）事故发生后迅速到达现场的保证措施（1）事故发生后，必须以最快捷的方式（电话或传真）向安全质量部报告发生事故的单位、时间、地点并简明扼要说明现场人员伤亡情况及直接经济损失情况以及正在采取的应急抢救措21、施。（2）安全质量部接到报告后立即报告应急响应领导小组组长或副组长，组长或副组长按本预案规定迅速组成小组。（3）办公室按预案规定迅速组织车辆送各有单位人员到达事故现场。2）事故应急工作程序（1）事故发生后项目部应急领导小组立即投入运作，组长和各成员应迅速到位履行各自职责，及时组织实施相应事故应急预案；（2）事故发生初期，事故单位或现场人员工要积极采取应急自救措施，防止事故进一步扩大；（3）事故发生后，现场管理人员要指挥危险设施、设备或作业活动停止运行，并与关键岗位人员配合，指挥危险源现场人员撤离到安全地带，同时，安排救治受伤人员并寻找失踪人员；（4）医疗卫生单位、消防单位未到达之前，事故现场管理人员直接就地组织人员参与救护工作，并拨打医院急救电话 120 进行求助；（5）在事故紧急状态结束后，安排恢复受事故影响的施工生产活动的正常秩序。3）应急救援的队伍、物资（含设备、设施）保证措施材设部根据本项目施工特点及可能发生的事故储备相应防护物资及设备，委派专人保管，对于设备和机械要按规定定期进行保养、维修，物资储备量要充足，确保使用时随调随到。并配备应急救援人员 20 名，当接到应急领导小组的通知后，可以及时组织人员、车辆将相关物资设备送至事故发生地点。