西安地铁三号线TJSG标盾构施工难点、风险点分析及应对措施(59页).doc
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编号:599876
2022-09-29
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1、一、工程概况41.1 土建施工简介41.1.1通化门胡家庙区间41.1.2 胡家庙石家街区间51.2 工程周边环境51.2.1.、通化门胡家庙区间51.2.2、胡家庙石家街区间7二、工程地质及水文地质情况82.1、通化门胡家庙区间82.1.1、地形、地貌82.1.2、地层岩性92.1.3、水文地质102.2、胡家庙石家街区间112.2.1、地形、地貌112.2.2、地层岩性112.2.3、水文地质13三、施工总体部署143.1、施工总体安排143.1.1、通化门胡家庙区间143.1.2、胡家庙石家街区间143.2施工计划工期143.2.1、通胡区间盾构施工计划工期143.2.2、胡石区间盾构施2、工计划工期15四、盾构施工难点及风险点分析164.1、盾构隧道施工近距离旁穿既有建(构)筑物164.1.1、风险介绍164.1.2、建(构)筑物及地层分析174.2、盾构下穿既有建(构)筑物204.2.1、风险介绍204.2.2、建筑物及地层分析214.3、盾构下穿陇海铁路线及整备所224.3.1、风险介绍224.3.2、地层分析24五、盾构施工难点、风险点专项施工方案245.1、盾构施工近距离旁穿沿线建筑物保护措施245.1.1、做好前期调查工作245.2.2、必要的加固措施255.2.3、盾构施工保证措施255.2.4、从加强监测方面265.2、盾构下穿多层建筑物保护措施265.2.1、洞3、内保护措施275.2.2、隧道外施工措施295.3、盾构下穿陇海铁路线及整备所保护措施305.3.1、洞内保护措施305.3.2、洞外保护措施32六、测量与监测施工措施396.1、本标段工程测量特点396.2、施工测量控制396.3、监测要求及监测项目416.4、监测方法及监测频率426.5、监测量测控制标准446.6、监测量测反馈程序45七、安全保证措施477.1、人员保证措施477.2、机械设备保证措施487.3、盾构施工过程安全保证措施48八、安全应急预案498.1、应急小组机构498.1.1、应急处理原则498.1.2、应急处理小组组织机构498.1.3、应急处理小组职责508.2、应4、急报告程序518.3、现场应急处理指挥流程:518.4、各种应急预案528.4.1、地面沉降及塌陷应急预案528.4.2、地面出现冒浆、冒泡沫情况应急措施548.4.3、施工设备故障应急措施548.4.4、意外停电安全应急预案558.4.5、隧道内涌水涌砂安全应急预案568.4.6、进出洞时塌方或涌水应急预案578.4.7、出现重大安全问题,人员疏散流程57盾构施工难点、风险点分析及应对措施一、工程概况本标段工程包括2个区间和1个车站,分别为通化门胡家庙区间、胡家庙石家街区间、胡家庙站。具体位置见图1-1。图1-1 本标段施工范围示意图1.1 土建施工简介1.1.1通化门胡家庙区间区间位于西安5、市金花北路地下,区间从通化门站起,连续下穿三栋建筑物后,沿金花北路地下向北,沿线经东二环长桥、西北电力设计院、西玛机电有限公司属楼等建筑,在长缨路南侧到达胡家庙站。区间隧道起迄里程为Y(Z)DK30+926.761Y(Z)DK31+654.698,右线总长727.937m(左线728.216m,长链0.279m),洞顶覆土8.311.6m,线间距11.017.0m。区间左线含四处平曲线,曲线半径分别为1000m(2处)、1500m(2处),右线含两处平曲线,曲线半径均为5000。线路纵坡为单面坡,最大纵坡11.719。主要包括:单线单洞盾构隧道:盾构区间起迄里程为YDK31+365.965YD6、K30+926.761(ZDK31+381.186ZDK30+926.761),右线全长439.204m,左线全长454.425m。浅埋暗挖隧道:区间过f4地裂缝段及其至胡家庙车站段为浅埋暗挖法施工,区间起迄里程为YDK31+365.965YDK31+428.965,YDK31+443.965YDK31+654.698(ZDK31+381.186ZDK31+428.908,ZDK31+443.908ZDK31+654.698),其中过f4地裂缝暗挖隧道加宽段右线总长180m,左线总长179.772m,暗挖标准段右线总长93.733m,左线总长78.79m。盾构始发井、暗挖施工竖井及区间联络通道7、:在YDK31+436.465(ZDK31+436.408)处设置盾构始发井一处,兼作区间联络通道及过f4地裂缝浅埋暗挖段施工竖井,采用明挖法施工,基坑围护结构体系采用钻孔灌注桩+内支撑方案+坑内降水。1.1.2 胡家庙石家街区间区间位于西安市金花北路地下,区间从胡家庙站起,沿金花北路地下向北,穿越华清立交、陇海铁路及西安火车东站,在长缨路南侧到达石家街站。区间隧道起迄里程为YDK31+888.398YDK33+139.955(ZDK31+888.398ZDK33+141.455),右线总长1251.557m(左线1249.513m,短链3.544m)。洞顶覆土6.114.2m,线间距15.08、104.40m。区间含八处平曲线,曲线半径分别为450m(1处)、500m(1处)、650m(2处)、800m(1处)、1200m(3处)。线路最大纵坡7.000。主要包括:单线单洞盾构隧道:盾构区间起迄里程为YDK32+106.823YDK32+881.475(ZDK32+201.892ZDK32+842.501),右线全长774.652m,左线全长640.609m。浅埋暗挖隧道:区间过f朝阳门、f3地裂缝段及其至石家街车站段为浅埋暗挖法施工,区间起迄里程为YDK31+929.298YDK32+106.823,YDK32+897.575YDK33+139.955(ZDK31+929.298Z9、DK32+201.92,ZDK32+859.401ZDK33+141.455),其中过f朝阳门地裂缝暗挖隧道加宽段右线长177.525m,左线长272.594m,过f3地裂缝暗挖隧道加宽段右线长93.985m,左线长143.1m,暗挖标准段右线长148.395m,左线长138.954m。盾构始发井、暗挖施工竖井:在Y(Z)DK31+889.898Y(Z)DK31+929.298处胡家庙站北端设置盾构始发井,兼作明挖施工部分停车线段基坑以及过f朝阳门地裂缝浅埋暗挖段施工竖井;在YDK32+889.125与ZDK32+850.952处分别设置独立盾构接收井,兼作过f3地裂缝浅埋暗挖段施工竖井。基坑10、围护结构体系采用钻孔灌注桩+内支撑方案。区间联络通道:在YDK32+311.973(ZDK32+314.042)和YDK32+889.125(ZDK32+888.995)里程处各设置一处联络通道。1.2 工程周边环境1.2.1.、通化门胡家庙区间(1)、地上建筑物通化门胡家庙区间盾构沿东二环金花北路交通要道下,道路较窄,地下管线密布,东侧靠近东二环长乐桥,西侧靠近电力设计院小区,建工金华酒店,西安邮政,水泥质监站家属楼等,结构类型多为砖混和框架结构,基础类型有桩基、阀板基础等,通化门胡家庙区间沿线建筑物列表见下:表1-1、通化门胡家庙区间沿线建(构)筑物列表与隧道位置关系序号名称产权单位楼层结11、构形式备注右线东侧1东二环桥市政公用设施局砼左线西侧2档案楼西北电力设计院地上5层砖混建于1982年3电信营业厅西北电力设计院地上1层砖混属于档案楼裙楼4国谊大药房西北电力设计院地上1层砖混属于档案楼裙楼5中国工商银行西北电力设计院地上1层砖混属于档案楼裙楼6办公楼西北电力设计院地上5层砖混建于1956年7C#高层西北电力设计院地上28层、地下1层框剪建于2010年8建工科技实验楼总后建筑研究所(62026部队)地上23层、地下1层框剪在建9建工金华酒店62026部队地上8层、地下一层砖混10邮局金花路分局邮局地上6层砖混包含两家商铺11胜利美食私人(袁先生)地上2层砖混12建材设计家属院建材12、设计院地上6层砖混(2)、地下管线通化门胡家庙区间隧道在东二环金花北路西侧敷设,地下管线密布,埋深基本在1.5m以下,管线包括给排水管道、自来水管道、地下通讯光缆、天然气管道等,埋深均较浅,根据管线资料主要控制性管线汇总于下1-2表。 凤栖原航天城区间隧道影响管线统计表 表1-2管类材质规格电缆条数压力/电压/总孔数埋深m路中距mTRPEDN1601中压1.5隧道上方PS砖DN500100010.8隧道上方WS砼DN10013.5隧道上方JS铸铁DN40011.5隧道上方1.2.2、胡家庙石家街区间(1)、地上建筑物胡家庙石家街区间位于长安区交通要道南长安街上,道路较窄,既有道路约1223m,13、道路两侧建筑物距离约2335m。两侧房屋密集,多为民房,基础多为三七灰土,结构类型为砖混结构。其中左线盾构在里程ZDK26+120ZDK26+252处依次下穿西安市长安区气象局(砖混3层)、西安市长安区农业综合开发办(砖混3层)和长安残联(砖混6层),左线盾构隧道外边线侵入建筑物距离分别为4.2米、6米和5.2米。盾构施工风险较大,航天城韦曲南区间穿越的沿线建筑物列表见下胡家庙石家街区间沿线建筑物统计表 表1-4与隧道的位置关系序号名称楼层基础形式结构形式备注右线隧道1紫昕花庭24层桩基框架2骏景园16层桩基框架3华清立交桥桩桩基市政左线隧道1陕建机仓库2层条形基础砖混2陕建机公寓2层条形基础14、砖混3雨水泵站2条形基础砖混4华清立交桥桩桩基砖混市政(2)、地下管线航天城韦曲南区间地下管线较多,管线包括给排水管道、地下通讯光缆及电缆、给水管道等,道路两侧房屋较多,商铺林立,人流量也比较大。地下管线密布,埋深基本在1.5m以下,管线包括给排水管道、地下通讯光缆及电缆、天然气管道等,埋深均较浅,根据管线资料主要控制性管线汇总于下1-5表。 航天城韦曲南区间影响管线统计表 表1-5管类材质规格电缆条数压力/电压/总孔数埋深m路中距mLD铜1220v0.50.25TRPEDN250中压1.3018.41PS砖DN6008000.911.8JS铸铁DN1000.89.77DA光纤3004001215、0.91/1.2713.94二、工程地质及水文地质情况2.1、通化门胡家庙区间2.1.1、地形、地貌通化门胡家庙区间场地总体呈南高北低之势,地面高程介于407.21m414.20m。本区间由南向北依次跨越西北工业大学洼地、槐芽岭黄土梁地貌单元。地裂缝从本场地通过。2.1.2、地层岩性拟建区间场地内地层为:地表分布有厚薄不均的全新统人工填土(Q4ml);其下为上更新统风积(Q3eol)新黄土及残积(Q3el)古土壤,再下为中更新统(Q2eol)老黄土,冲积(Q2al)粉质粘土、中砂等。主要地层特征自上而下分述如下:第四系全新统Q4:地表为路面(地面铺砖、混凝土或沥青)及灰土碎石垫层等,以下为:116、-1人工填土(杂填土)Q4ml:杂色,松散,由粉质粘土与大量砖瓦碎片组成,局部可见人工建筑基础,结构杂乱,土质不均。本层层厚0.400.82m,层底高程404.05410.07m。1-2人工填土(素填土)Q4ml:以黄褐色为主,硬塑,主要为粉质粘土,含少量砖瓦片,杂填土等,土质不均。本层层厚0.4011.00m,层底深度0.5011.00m,层底高程403.20413.00m。1-2层填土分布不均,区间南段填土厚度8.011.0m;区间中段填土厚度5.07.0m;区间北段厚度为1.03.0m。第四系上更新统Q3:3-1-1新黄土(水上)Q3eol:该层分布于填土底面至地下水位以上。黄褐色,0.17、32,可塑。虫孔及大孔隙发育。湿陷系数0.0000.100,具湿陷性。 v1-2=0.47MPa-1,属中偏高压缩性土,局部属高压缩性土。层厚1.408.50m,层底深度5.5011.00m,层底高程397.96406.12m。3-1-3饱和软黄土Q3eol:褐黄色,0.99,软塑,局部流塑,土质均匀,孔隙发育,含少量蜗牛壳碎片。v1-2=0.61MPa-1,属高压缩性土。层厚0.805.80m,层底深度8.6012.80m,层底高程395.87403.87m。3-2古土壤Q3el:棕红色,0.51,可塑,团粒结构,具针孔状孔隙,含钙质条纹及少量钙质结核,层底钙质结核含量较多,局部地段钙质结核18、富集成层。 v1-2=0.33 MPa-1,属中压缩性土。本层层厚2.605.40m,层底深度13.2016.70m,层底高程391.97399.57m。第四系中更新统Q2:4-1-2-1老黄土(水下)Q2eol:褐黄色,0.73,可塑,局部软塑,土质均匀,少量孔隙,具钙质结核。 v1-2=0.34 MPa-1,属中压缩性土,本层层厚1.609.80m,层底深度16.3024.70m,层底高程389.13392.48m。4-1-2-2老黄土(水下)Q2eol:褐黄色,0.40,可塑,土质均匀,少量孔隙,具钙质结核。v1-2=0.24MPa-1,属中压缩性土。本层层厚1.408.90m,层底深度19、20.0024.50m,层底高程383.93389.21m。4-4粉质粘土Q2al:黄褐色、褐黄色,0.41,可塑,含铁锰质斑点及零星钙质结核,部分钻孔揭示该层中钙质结核含量。该层分布有中砂层夹层或透镜体。 v1-2=0.25 MPa-1,属中压缩性土,本次钻探未钻穿本层,最大揭露厚度19.10m,最低钻至高程367.21m。4-7中砂Q2al:灰黄色,饱和,密实,级配不良,矿物成分以长石石英为主,含少量云母。标贯实测击数单值N=62.5击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度5.30m,最浅埋深34.00m,相应标高378.60m。2.1.3、水文地质对本区间20、地铁施工有直接影响的是地下潜水。拟建通化门胡家庙区间场地西南侧约2.5km处有兴庆湖(水深约2m,水面高程约408m),区间东南侧约1km处有长乐公园人工湖,区间北侧约4km处有太液池(水深约1.50m,水面高程约398.80m)。2010年10月12月勘察时钻探揭露,场地内地下潜水稳定水位埋深10.4015.60m之间,相应高程为395.72399.18m。根据西安长期水位观测资料,勘察时接近平水位期。地下水年变幅2m左右。拟建场地地下水主要赋存于中、上更新统黄土、古土壤、粉质粘土层及其中的砂层夹层中,含水层的厚度大于50m。砂土夹层透水性良好,本区间揭露的砂层主要为中砂层,揭露的最大厚度521、.30m,最浅埋深34.0m,主要分布在区间的两端。拟建场地的地下水主要接受大气降水及侧向地下水径流补给。潜水排泄方式主要为侧向径流排泄。地下水流向北北西。本区间南端通化门车站抗浮水位为408m,抗渗水位为406m;北端胡家庙车站抗浮水位为401m,抗渗水位399m,区间各段抗浮及抗渗水位可根据里程内插取值。本区间场地环境类型为类。区间范围内地下水对混凝土结构具微腐蚀性,在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。地基土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。2.2、胡家庙石家街区间2.2.1、地形、地貌拟建胡家庙石家街区间场地地面高差较大,需穿跨越陇海线,除东二环下22、隧道段以外,勘探点地面高程介于400.36408.13m。本区间由南向北依次跨越槐芽岭黄土梁、莲花池洼地、劳动公园黄土梁及八府庄洼地地貌单元。2.2.2、地层岩性拟建区间50m深度内场地内地层为:地表分布有厚薄不均的全新统人工填土(Q4ml);其下为上更新统风积(Q3eol)新黄土及残积(Q3el)古土壤,再下为中更新统风积(Q2eol)老黄土,再下为冲积(Q2al)粉质粘土、粉土、细砂、中砂及粗砂等。主要地层特征自上而下分述如下: 第四系全新统Q4:地表多为路面(地面铺砖、混凝土或沥青)及灰土碎石垫层等,以下为:1-1人工填土(杂填土)Q4ml: 杂色,松散,由粉质粘土与大量砖瓦碎片组成,结23、构杂乱,土质不均。本层层厚0.306.50m,层底高程397.54406.65m。1-2人工填土(素填土)Q4ml:以黄褐色为主,液性指数L =0.02,硬塑。主要为粉质粘土,含少量砖瓦片等,土质不均。本层层厚0.505.60m,层底深度0.505.60m,层底高程398.59405.81m。陇海铁路以南,区间中段人工填土厚度最大约为6.50m。 第四系上更新统Q3:根据土的性质的不同,将3-1新黄土分为二个亚层。3-1-1新黄土(水上)Q3eol:该层分布于填土底面以下。黄褐色, L =0.31,可塑。虫孔及大孔隙发育。0.0000.115,具湿陷性,区间内均有分布,v1-20.41MPa-24、1,属中偏高压缩性土,局部属高压缩性土,分布于区间埋深7.0m以上土层。层厚2.0010.40m,层底深度3.9012.20m,层底高程393.34400.50m。本层内CZ4-46号钻孔6.208.30m处发现一空洞。3-1-3饱和软黄土Q3eol:褐黄色,L =1.04,流塑,土质均匀,孔隙发育,含少量蜗牛壳碎片。v1-20.57MPa-1,属高压缩性土。本层主要分布于区间南段和中段地下水位附近至古土壤顶面,呈断续透镜体分布。层厚0.205.20m,层底深度8.2013.80m,层底高程391.48397.21m。3-2古土壤Q3el:棕红色,L =0.45,可塑。团粒结构,具针孔状孔隙,25、含钙质条纹及少量钙质结核,层底钙质结核含量较多,局部地段钙质结核富集成层。v1-20.31MPa-1,属中压缩性土。本层层厚2.605.40m,层底深度8.5018.00m,层底高程387.60393.83m。 第四系中更新统Q2:4-1-2老黄土(水下)Q2eol:根据该层土的工程性质差异,该层分为4-1-2-1及4-1-2-2两个亚层。本区间4-1-2-1缺失。4-1-2-2老黄土(水下)Q2eol:褐黄色,L =0.45,可塑。土质均匀,少量孔隙,含钙质结核。v1-20.26MPa-1,属中压缩性土。本层层厚1.009.20m,层底深度12.8025.00m,层底高程388.95391.26、57m。本层内XZ4-43号钻孔15.8019.00m处发现一空洞,以填土充填;本次详勘分别在该钻孔南侧和北侧距离3m处进行了补勘,在南侧的XZ4-43-1钻孔15.217.0m处揭露空洞,填土充填,在北侧的XZ4-43-2未揭示空洞。4-4粉质粘土Q2al:黄褐色、褐黄色,L =0.40,可塑,含铁锰质斑点及零星钙质结核。v1-20.25MPa-1,属中压缩性土。本层中有粉土、砂类土夹层。本次钻探未钻穿本层,最大揭露厚度22.20m,最低钻至高程351.59m。4-5粉土Q2al:灰黄色,饱和,密实,含少量砂颗粒,本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土层中,本层最大揭露厚度2.90m,27、最浅埋深18.90m,相应高程384.20m。4-6细砂Q2al:灰黄色,饱和,密实,级配不良,矿物成分以长石、石英为主,含少量云母,局部含个别圆砾、卵石。标贯实测击数单值N=38击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度1.10m,最浅埋深21.30m,最高高程381.71m。4-7中砂Q2al:灰黄色,饱和,密实,级配不良,矿物成分以长石、石英为主,含少量云母,局部含个别圆砾、卵石,最大粒径约35cm。标贯实测击数平均值=58.3击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度9.30m,最浅埋深20.20m,最高高程385.07m。428、-8粗砂Q2al:灰黄色,饱和,密实,级配不良,矿物成分以长石、石英为主,含少量云母,局部含个别圆砾、卵石,最大粒径约35cm。标贯实测击数平均值=80.6击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度7.40m,最浅埋深22.40m,最高高程380.61m。2.2.3、水文地质对本区间地铁施工有直接影响的是地下潜水。大明宫太液池在本区间西北侧,距离2.9km左右,于2010年7月5日开始蓄水,总面积为14.1万m2,湖底设置防渗层,蓄水后有无渗漏有待进一步验证。2010年10月12月勘察时钻探揭露,场地内地下潜水稳定水位埋深5.2014.00m之间(部分地段高差变化29、大),相应高程为392.24397.33m。勘察期间接近平水位期。地下水年变幅2m左右。拟建场地地下水主要赋存于中、上更新统黄土、古土壤、粉质粘土层及其中的砂层夹层中,含水层的厚度大于50m。砂土夹层透水性良好。本次揭露的砂层有:在地裂缝与地裂缝之间,揭露的砂层埋深在标高380.12m之下,厚度介于1.70m8.50m,在地裂缝以北,揭露的砂层埋深在382.78m之下,厚度介于1.90m6.60m。拟建场地的地下水主要接受大气降水、侧向地下水径流补给;潜水排泄方式主要为侧向径流排泄。本区间南端胡家庙车站抗浮水位为401m,抗渗水位为399m;北端石家街车站抗浮水位为399m,抗渗水位397m,30、区间各段抗浮水位可根据里程内插取值。本区间内的地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。地基土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。本区间范围内地下水对混凝土结构具微腐蚀性,在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。地下水位以上地基土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。三、施工总体部署3.1、施工总体安排3.1.1、通化门胡家庙区间通化门胡家庙区间计划采用两台小松盾构机进行本区间盾构隧道施工,受盾构始发井和施工场地制约,左右线盾构施工计划共用一台45T龙门架及一个集土坑。由于左线暗挖隧道长度与盾构始发井位置制约,左线盾构机采用分体31、始发进行前20m盾构隧道施工,分体始发措施:将盾构机从四号台车与五号台车连接处断开,五、六、七号台车推至反向隧道内,因此盾构机皮带也无法安装,需采用小土斗直接在螺旋机出土口接土,完成20m掘进后再进行台车的连接,并将连接处的所有管路、线路,皮带架及皮带进行连接、安装和调试,完成后再进行正常掘进。3.1.2、胡家庙石家街区间胡石区间采用两台小松盾构机进行本区间盾构施工。左线盾构始发场地为目前胡石区间始发井暗挖施工场地,盾构施工计划由南向北进行掘进,施工场地设一台45T龙门架配合左线盾构掘进施工。胡石区间右线盾构采用反向始发,即由区间右线盾构接收井进行盾构机下井组装,由北向南进行掘进。其中盾构施工32、前50m由石家街站南端预留井口进行垂直吊装(出土和下管片),计划采用一台75T汽车吊进行垂直吊装,完成50m后再由胡石区间有线盾构接收井进行处置吊装,场地内设一台45T龙门架。3.2施工计划工期3.2.1、通胡区间盾构施工计划工期通胡区间盾构施工计划工期见表3-1通胡区间盾构施工计划安排(2014年9月26日场地移交)施工工序开始时间完成时间备注盾构井处导台2014年9月26日2014年10月10日左线盾构机下井2014年10月15日2014年10月30日弧形导台等强左线盾构机空推2014年10月31日2014年11月3日空推进度1215m/天左线反力架安装2014年11月4日2014年11月33、10日盾构机组装调试2014年10月31日2014年11月19日11月20日盾构始发盾构掘进2014年11月20日2015年03月05日4.5m/天右线盾构机下井2014年10月31日2014年11月14日右线盾构机空推2014年11月15日2014年11月21日空推进度1215m/天右线反力架安装2014年11月22日2014年11月29日右线盾构机调试2014年11月15日2014年12月5日12月20日盾构始发盾构掘进2014年12月20日2015年03月30日4.5m/天最终移交铺轨时间2014年5月5日包含清泥拆轨,嵌缝手孔封堵及盾构环梁3.2.2、胡石区间盾构施工计划工期胡石区间左34、右线盾构施工计划工期见表3-2、表3-3胡石区间右线盾构施工计划安排施工工序开始时间完成时间备注接收井向南19m2014年9月20日盾构始发预埋件施工暗挖设施拆除2015年2月26日2015年3月27日盾构施工场地建设2015年3月28日2015年5月1日弧形导台等强盾构机下井组装2015年4月2日2015年4月16日盾构机空推19m2015年4月17日2015年4月18日空推进度1215m/天反力架安装2015年4月19日2015年4月26日盾构机调试2015年4月27日2015年5月2日5月3日盾构始发盾构掘进2015年5月3日2015年10月17日4.5m/天最终移交铺轨时间2015年135、2月17日包含清泥拆轨,嵌缝手孔封堵及盾构环梁胡石区间左线盾构施工计划安排施工工序开始时间完成时间备注暗挖设施拆除2015年5月1日2015年5月30日盾构施工场地建设2015年5月25日2015年6月30日盾构机下井组装2015年5月21日2015年6月30日其中盾体6月6日完成盾构机空推106m2015年6月7日2015年6月16日空推进度1215m/天反力架安装2015年6月17日2015年6月25日盾构机调试2015年6月26日2015年6月30日7月1日盾构始发盾构掘进2015年7月1日2015年12月9日4.5m/天最终移交铺轨时间2016年2月9日包含清泥拆轨,嵌缝手孔封堵及盾构36、环梁四、盾构施工难点及风险点分析4.1、盾构隧道施工近距离旁穿既有建(构)筑物4.1.1、风险介绍本标段地铁隧道位于西安市东二环金花北路主干道下,地面交通量大,两侧房屋密集,建(构)筑物对盾构施工影响较大。土压平衡盾构机近距离侧向穿过沿线建(构)筑物时会扰动周边土体,产生土体沉降,甚至出现建筑物倾斜及开裂等不良情况;经项目部与监理对沿线建筑物进行详细调查后,根据沿线建(构)筑物与盾构隧道的位置关系,结合建(构)筑物本身的特点,如基础形式,结构形式,建设年代,层高以及重要程度,综合考虑以上因素,我项目部确定以下建(构)筑物为重点监控对象。盾构区间范围对工程有影响的建构筑主要如下表所示:序号名称产37、权单位基础类型楼层结构形式备注1东二环桥市政设施管理局桩基砼2档案楼西北电力设计院条形基础地上5层砖混建于1982年3华清立交桥桩市政设施管理局桩基桩基4陕建机仓库陕建机条形基础2层砖混4.1.2、建(构)筑物及地层分析1、通胡区间右线盾构隧道旁穿东二环长乐桥桥桩通胡区间右线隧道在里程YDK30+YDK31+365处旁穿东二环长乐桥桥桩,共计15组桥桩,盾构隧道距离桥桩外轮廓线距离为2.86.7m。承台下混凝土灌注桩长度为43m,桩径1.3m。钢筋笼长38m,5m为素混凝土。12根25主筋沿圆周均匀布置,12根25加强主筋沿圆周穿插主筋间距均匀布置。盾构隧道与东二环长乐桥桥桩平面位置、横剖面及38、桥桩配筋图见下:图4-1、通胡区间右线盾构隧道与东二环长乐桥桥桩平面位置关系图图4-2、盾构隧道与长乐桥桥桩剖面关系图图4-3、东二环长乐桥桥桩配筋图根据设计图纸显示,右线盾构隧道在旁穿东二环长乐桥桥桩段地层从上到下依次为:素填土,新黄土、饱和软黄土、古土壤、老黄土(水下)等,盾构穿越地层主要为古土壤和老黄土(水下),上部含有少量的饱和软黄土,盾构施工引起的沉降对其会产生一定的影响。2、通胡区间左线盾构隧道旁穿电力设计院档案馆通胡区间左线盾构隧道在里程ZDK31+361ZDK31+381 处旁穿电力设计院档案楼,左线隧道距离主楼最小距离为14.5m,距离裙楼最小距离5.5m,左右线净距5m;电39、力设计院档案楼建于1982年,条形基础,砖混结构,此处隧道埋深约9.5m,盾构穿越地层为古土壤和老黄土(水下)。左线盾构隧道与电力设计院档案楼平面位置关系见下图:图4-4、通胡区间左线盾构隧道与电力设计院档案楼平面位置关系图3、胡石区间左线盾构隧道旁穿陕建机仓库胡石区间左线盾构隧道在里程ZDK32+202ZDK32+300 处旁穿陕建机仓库,左线隧道距离仓库最小距离为3.537.88m;陕建机仓库为条形基础,2层砖混结构。此处隧道埋深约8.5m,盾构穿越地层为古土壤和老黄土(水下)。图4-5、胡石区间左线盾构隧道与陕建机仓库平面位置关系图4、胡石区间盾构隧道旁穿华清路立交桥桩胡石区间左线隧道在40、里程ZDK32+530ZDK32+547 处旁穿华清路立交桥5、6号墩台,左线隧道在里程ZDK32+566ZDK32+583 处旁穿华清路立交桥7、8号墩台每个墩台下有六根桥桩。盾构隧道边线距离桥桩外轮廓线最小距离为4.45m,此处隧道拱顶埋深12.6m(右线12.3m),盾构穿越地层主要为古土壤和水下老黄土,桥墩盖梁和墩柱为C35混凝土,桩基为C30混凝土,桩径1300mm,长约为38m。图4-6、胡石区间左右线盾构隧道与华清立交桥桩平面位置关系图图4-7、胡石区间左右线盾构隧道与华清立交桥桩横剖面关系图4.2、盾构下穿既有建(构)筑物4.2.1、风险介绍通化门胡家庙区间左线隧道在里程ZDK41、30+929ZDK31+045处依次下穿建材厂家属楼(砖混6层)、西安邮政局金花路分局、建工金华酒店,左线盾隧道外边线侵入建筑物距离分别为7.8米、8.3米和4.8米。隧道拱顶埋深8.99.4米,地层为新黄土和饱和软黄土。盾构施工下穿时会扰动周边土体,由于建筑物基础类型较为薄弱,盾构施工参数控制不当极易造成上部建筑物倾斜或开裂等不良情况,并且后期地铁运营期间产生的振动还会对其上建筑物产生一定的影响,因此解决好此处建筑物的保护措施为盾构施工的重中之重。4.2.2、建筑物及地层分析序号风险源名称结构类型基础类型与工程位置关系描述1建材厂家属院砖混6层条形基础左线盾构隧道下穿该建筑物,拱顶埋深约1042、m2邮政局金花路分局砖混6层条形基础左线盾构隧道下穿该建筑物,拱顶埋深约10m3建工金华酒店砼9框架灰土挤密桩左线盾构隧道下穿该建筑物,拱顶埋深约10m区间左线盾构隧道连续下穿三栋建筑物,隧道拱顶埋深约10m,左右线线间距为8.811m,在施工前需核实建筑物基础与隧道距离,盾构穿越时应加强监测,及时反馈数据,以便调整盾构掘进参数,调整同步注浆及二次注浆时间。必要时须采取其他加固措施,以确保建筑物及隧道安全。盾构隧道与建材厂家属楼、西安邮政局金花路分局、建工金华酒店关系图、建筑物基础图见下:图4-8、通胡区间左线盾构隧道与建筑物平面关系图图4.9、盾构施工下穿建工金华酒店横剖面示意图图4.10、43、盾构施工下穿西安邮政大楼及建材厂家属路横剖面图4.3、盾构下穿陇海铁路线及整备所4.3.1、风险介绍胡家庙石家街盾构区间在里程YDK32+600YDK32+878.368处左线以R800半径、右线以R500半径曲线下穿陇海铁路线、整备所及旁穿东二环金花隧道,盾构区间隧道洞顶覆土12.5514.13m,洞顶土层主要为杂填土、素填土、新黄土、饱和黄土、古黄土。因此确保铁路运行正常及隧道顺利穿越是本工程施工难点,陇海线及整备所是本区间的特级风险与安宁,盾构隧道与陇海铁路及金花隧道关系图见图4-11、4-12。图4-11、 盾构下穿股陇海铁路及整备所关系图根据设计计算分折,盾构施工对铁路的影响较小,过44、铁路处的隧道管片结构,完全满足强度及裂缝宽度的要求。但为确保盾构安全、顺利的穿越铁路,仍需采取相应技术措施。图4-12、区间隧道下穿陇海铁路横断面4.3.2、地层分析盾构隧道上方主要为古土壤和饱和软黄土,隧道穿越地层主要为老黄土,含有少量古土壤和砂层, 地下水位位于隧道上方2.5m处,采用土压平衡式盾构机能有效的控制地表沉降。盾构下穿陇海线及整备所地质剖面图见图4-13、4-14图4-13、盾构区间下穿陇海铁路线及整备所地质剖面图图4-14、盾构区间下穿陇海铁路线及整备所段地质饼状图五、盾构施工难点、风险点专项施工方案5.1、盾构施工近距离旁穿沿线建筑物保护措施5.1.1、做好前期调查工作要对45、隧道线路沿线10m以内的建筑进行详细的调查,结合文档资料列表标明建筑物的规模、形式、基础构造,建造年代、使用状况等。并对房屋墙面和地面、楼面进行详细的观察,主要是了解结构完好程度、有无裂隙及裂隙长度、宽度等,必要时可进行拍照存档,以便在施工中对比裂隙发展情况和防止不必要的纠纷。观察结果记录在案,认真分析,为制定积极有效的保护方案作准备。摸清重点建筑物有无保护工程所需的工作场地和邻近建筑物的关系。从结构和使用功能上,确定建筑物的允许变形量。结合本盾构机特点和工作状态估算出施工可能产生的变形量,并将其与建筑物的的允许变形量作比较,以确定是否需要特殊加固处理。5.2.2、必要的加固措施如果建筑自身的46、条件较差,不足以抵抗盾构施工带来的差异沉降,就要对建筑物自身进行加固处理。从本标段盾构隧道沿线的建筑物的现有情况来看,可实施的建筑自身加固措施主要是以注浆处理为主,主要采取以下措施:1、对建筑物慎用预加固注浆,为确保建筑物的安全,可事先预埋袖阀管,暂不注浆,根据监测数据决定是否进行注浆,注浆采用水泥浆,水灰比为1:1,必要时采用水泥浆+水玻璃双液浆 2、盾构施工时调整盾构参数,根据试验段的成果和下穿地层的特性,选择合理的盾构施工参数,做到足量同步注浆,及时进行多次注浆,注意盾构停机时的保压工作。3、加强与建筑物产权单位的沟通,明确建筑物的允许差异沉降值,施工过程中做好监测工作,监测数据及时上报47、。5.2.3、盾构施工保证措施1)盾构掘进前进行全线雷达探测,查明地层地质异常区。始发时做好始发架、反力架的加固工作,并做好洞口密封工作,及时进行多次注浆;2)盾构掘进前100米设置试验段,收集盾构参数(推力、掘进速度、土压、注浆、土体改良等),掌握盾构机性能,结合试验段监测结果进行分析,确定出适应本标段盾构施工的参数;3)设置合理的土压力,控制出土量和注浆量,施工前对浆液配比进行试验,选择合理的配比;4)建立盾构掘进三级预警制度:盾构掘进轴线偏离设计轴线30mm时为预警值,盾构掘进轴线偏离设计轴线40mm时为报警值,盾构掘进轴线偏离设计轴线50mm时为警戒值;5)建立地面沉降三级预警制度:地48、面沉降达到-15mm时为预警值,地面沉降达到-20mm时为报警值,地面沉降达到-25mm时为警戒值;盾构掘进三级预警机制表内 容条件解决方案预警值盾构掘进轴线偏离设计轴线30mm预警,提醒盾构司机和施工人员及时按照技术指令单进行纠偏。报警值盾构掘进轴线偏离设计轴线40mm报警,项目部召开会议,讨论纠偏措施并且领导班子必须进入盾构司机驾驶室,督导盾构司机进行合理纠偏。警戒值盾构掘进轴线偏离设计轴线50mm警戒,暂停施工,项目部进行分析和研究,上报业主、监理,补充合理纠偏的方案和交底,并在驾驶室督察司机操作过程,确保盾构机姿态能调整过来。6)严格控制盾构的轴线和纠偏量,纠偏坡度控制在1以内,平面偏49、差控制在20mm以内,每次纠偏量不得超过5mm;7)加强盾构掘进期间地面和建筑物的24小时巡视工作;8)加强与建筑物、管线产权单位和交警大队的联系,对突发事故能进行展开洞内和地面救援;5.2.4、从加强监测方面对隧道影响范围内的建筑实施精密的沉降观测、倾斜观测和现有裂缝观测,并及时反馈到施工指挥一线。根据以往的施工经验,要在盾构掘进至距建筑物20m左右时布置沉降监测点,开始记录建筑物的沉降值并随时观察建筑物总体沉降、不均匀沉降及附近地面的情况。沉降监测点布置在建筑物的外墙角、门窗边角、建筑物突出部位及地下室地面上。在盾构穿越期间加密监测频率,暂定为每2小时1次,利用监测数据指导盾构掘进,如测得50、变形速率超过警戒值,立即采取相应措施保证建筑物安全。5.2、盾构下穿多层建筑物保护措施通化门胡家庙区间左线隧道在里程ZDK30+929ZDK31+045处依次下穿建材厂家属楼(砖混6层)、西安邮政局金花路分局、建工金华酒店,左线盾隧道外边线侵入建筑物距离分别为7.8米、8.3米和4.8米。隧道拱顶埋深8.99.4米,地层为新黄土和饱和软黄土。盾构下穿多层建筑物保护措施主要为隧道外施工措施和洞内施工措施两个方面:5.2.1、洞内保护措施为了确保左线盾构能够顺利穿越楼房,我们在左线进行了100m的试验段模拟掘进。通过试验段模拟数据进行分析,确定盾构掘进参数,为盾构下穿楼房提供一定的经验支持。盾构掘51、进主要措施有:1)合理控制土压力,防止超挖:在盾构推进的过程中,根据监测数据及时调整土压力值,从而科学合理的设置土压力值及相宜的推进速度等参数,防止超挖,以减少对土体的扰动。楼房段隧道埋深810m,考虑到楼房自身重量,根据右线盾构掘进数据及以往的施工经验,上土压控制在0.060.08Mpa之间,下土压控制在0.120.14Mpa之间,中间土压控制在0.070.09Mpa之间,推力控制在1300t1500t左右,并根据施工情况调整。2)合理控制盾构掘进速度:盾构掘进速度的控制对地面的隆沉变形有明显的影响。穿越时降低推进速度,保证平稳推进,严格控制盾构推进方向,减少纠偏,特别是大量值纠偏;穿越时的52、推进速度应控制在2025mm/min,确保平稳掘进,过快的推进速度和过大的土压,将增加对土体的扰动。通过试验计算出土的松散系数,每环出土量可控制在54m3左右;盾构推进速度与正面土仓压力、千斤顶的推力、土体性质等因素有关,一般应综合考虑。3)足量同步注浆;根据地质勘察报告,显示本标段盾构掘削面的地层主要以老黄土、古土壤为主,含水率20%30%,结合我单位盾构施工在类似地层中的掘进经验,拟采用以下注浆材料及配比。同步注浆材料配比和性能指标表水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)砂(kg)水(kg)外加剂1201602102706080779520按需要根据试验加入采用硬性浆液作为同步注浆材料,53、该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和很好的防止地下水浸析的特点。注浆量的确定:盾构推进中的同步注浆和初砌壁后补注浆是填充土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期沉降的主要手段,也是盾构推进施工中的一道重要工序。每推进一环的建筑空隙为:(D12- D22)L/4其中:D1盾构外径6.16(m)D2管片外径6(m)L管片宽度1.5(m)每环的压浆量一般为建筑空隙的150200。二次补注浆两环一补,补浆量一般为同步注浆量的3060。盾构尾部进入土体第一环至第三环的时候,要将注浆量加大,并且采用早强注浆材料进行注浆,以降低洞口地面发生沉降。根据管片壁后环形空隙与地层有效填充的经验公式计算,根据经验54、通常取环形间隙理论体积的1.52.0倍,则每环1.5m壁后注浆量:Q=3.4m34.6m3。同步注浆时要求在压入口的压力大于该点的静止水压及土压力之和,做到尽量填补而不是劈裂,同步注浆压力选择为0.25 MPa。同步注浆采用注浆压力和注浆量双指标控制标准,即当注浆压力达到设定值时,则注浆量达到设计值的95%以上时,即可认为达到了质量要求。对本设计参数还需通过监控量测进行优化,使注浆效果达到更佳。4)加强二次补浆 ( 环箍补浆 )根据地表沉降情况决定是否进行二次注浆和环箍注浆,盾构推进过后每6环进行环箍注浆(例如盾构机当前正在推进20环,则需在第14环进行一次环箍注浆注浆),每环6个孔,每孔注入55、0.51.0m3,注浆损耗率以10%计,注浆压力为0.3 0.4 Mpa。盾构在穿越楼房前6环开始进行环箍注浆,穿越后6环后结束环箍注浆。为保证补浆对盾构施工的影响减至最小,保证盾构机推进的连贯性,在末节台车上加装补浆罐车,具备8环左右的补浆浆液储备能力。5)其它盾构辅助措施:控制好盾构姿态,合理控制土压力、推进速度和推力,确保盾尾间隙均匀。加大盾尾油脂压注量来防止浆液通过盾尾流失。根据以往施工经验,盾尾油脂量比正常推进每环多20Kg可以较好的控制盾尾的漏浆量。同时油脂全部采用进口油脂CONDAT,施工期间,预计每掘进4环将使用一桶油脂。在穿越前对盾构机及其它辅助设备进行一次全面的彻底的检修。56、对盾构机上现存的机械故障和缺陷,会同设备供应商和专家共同检测修理,并对可能产生的故障预先做好修理准备,对主要设备零件备件。加强地面及建筑物监测,正常监测频率为1次/天,盾构穿越期间内监测频率为2次/天,必要时进行实时监测,确保盾构施工和建筑物安全。制定相应的应急预案,备好应急物资,做好应急演练。建立盾构掘进三级预警制度和地面及建筑物沉降三级预警制度,分工责任到人,加强领导值班制度,发现问题及时上报监理和业主。5.2.2、隧道外施工措施1)监控量测:监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。当监测数据达到管理基准值的60%时,定为预警值,应加强监测频率当监测数据达到管57、理基准值的70%时,定为报警值,应加强监测频率;当监测数据达到管理基准值的80%时,定为警戒值,必须加强监测和巡视工作,优化各项施工参数。当监测数据达到或超过管理基准值时,应立即停止施工,修正支护参数后方能继续施工。盾构区间内监测项目列表见下:监测项目测量仪器布置测量频率L2D2DL5D地表隆陷精密水准仪主测断面横向布置1次/d1次/2d1次/周隧道结构变形精密水准仪每5m一个测点地下管线监测精密水准仪结合地表隆陷点布设建筑物下沉、倾斜精密水准仪、经纬仪沿线需监测建筑物拐点土体内部位移水准仪、倾斜仪代表性断面地下水位观测水位观测仪断面上设观测孔1次/d1次/2d1次/周衬砌环内力和变形压力计、58、传感器代表性断面土层压应力压力计、传感器代表性断面图4.11、盾构隧道监测点布置横剖面图2)做好技术交底和盾构隧道施工管理工作,下发盾构掘进指令单,对盾构下穿建筑物的里程、地质情况,地下水情况做详细交底,确定盾构掘进土压力,掘进速度,推力及注浆量,确保盾构施工正常。3)做好应急预案,备好应急物资,对应急物资做详细的计划,分项进行应急演练。5.3、盾构下穿陇海铁路线及整备所保护措施盾构下穿陇海铁路线及整备所为区间特级风险源,保护措施主要包括隧道内的盾构施工管理措施及隧道外的对陇海铁路下的加固保护措施5.3.1、洞内保护措施为了确保左线盾构能够顺利穿越陇海铁路线及整备所,我们借鉴通过通胡区间试验段59、模拟数据进行分析,并参考地铁二号线穿越陇海线施工经验,确定盾构掘进参数,为盾构下穿陇海线提供的经验支持。盾构掘进主要措施有:1)合理控制土压力,防止超挖:在盾构推进的过程中,根据监测数据及时调整土压力值,从而科学合理的设置土压力值及相宜的推进速度等参数,防止超挖,以减少对土体的扰动。楼房段隧道埋深810m,考虑到楼房自身重量,根据右线盾构掘进数据及以往的施工经验,上土压控制在0.060.08Mpa之间,下土压控制在0.120.14Mpa之间,中间土压控制在0.070.09Mpa之间,推力控制在1300t1500t左右,并根据施工情况调整。2)合理控制盾构掘进速度:盾构掘进速度的控制对地面的隆沉60、变形有明显的影响。穿越时降低推进速度,保证平稳推进,严格控制盾构推进方向,减少纠偏,特别是大量值纠偏;穿越时的推进速度应控制在2025mm/min,确保平稳掘进,过快的推进速度和过大的土压,将增加对土体的扰动。通过试验计算出土的松散系数,每环出土量可控制在54m3左右;盾构推进速度与正面土仓压力、千斤顶的推力、土体性质等因素有关,一般应综合考虑。3)足量同步注浆;根据地质勘察报告,显示本标段盾构掘削面的地层主要以老黄土、古土壤为主,含水率20%30%,结合我单位盾构施工在类似地层中的掘进经验,拟采用以下注浆材料及配比。同步注浆材料配比和性能指标表水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)砂(kg61、)水(kg)外加剂1201602102706080779520按需要根据试验加入采用硬性浆液作为同步注浆材料,该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和很好的防止地下水浸析的特点。根据管片壁后环形空隙与地层有效填充的经验公式计算,根据经验通常取环形间隙理论体积的1.52.0倍,则每环1.5m壁后注浆量:Q=3.4m34.6m3。同步注浆时要求在压入口的压力大于该点的静止水压及土压力之和,做到尽量填补而不是劈裂,同步注浆压力选择为0.25 MPa。4)加强二次补浆 ( 环箍补浆 )根据地表沉降情况决定是否进行二次注浆和环箍注浆,盾构推进过后每6环进行环箍注浆(例如盾构机当前正在推进20环,则需62、在第14环进行一次环箍注浆注浆),每环6个孔,每孔注入0.51.0m3,注浆损耗率以10%计,注浆压力为0.3 0.4 Mpa。盾构在穿越楼房前6环开始进行环箍注浆,穿越后6环后结束环箍注浆。为保证补浆对盾构施工的影响减至最小,保证盾构机推进的连贯性,在末节台车上加装补浆罐车,具备8环左右的补浆浆液储备能力。5)其它盾构辅助措施:控制好盾构姿态,合理控制土压力、推进速度和推力,确保盾尾间隙均匀。加大盾尾油脂压注量来防止浆液通过盾尾流失。根据以往施工经验,盾尾油脂量比正常推进每环多20Kg可以较好的控制盾尾的漏浆量。同时油脂全部采用进口油脂CONDAT,施工期间,预计每掘进4环将使用一桶油脂。在63、穿越前对盾构机及其它辅助设备进行一次全面的彻底的检修。对盾构机上现存的机械故障和缺陷,会同设备供应商和专家共同检测修理,并对可能产生的故障预先做好修理准备,对主要设备零件备件。加强地面及建筑物监测,正常监测频率为1次/天,盾构穿越期间内监测频率为2次/天,必要时进行实时监测,确保盾构施工和建筑物安全。制定相应的应急预案,备好应急物资,做好应急演练。建立盾构掘进三级预警制度和地面及建筑物沉降三级预警制度,分工责任到人,加强领导值班制度,发现问题及时上报监理和业主。5.3.2、洞外保护措施根据西安地铁三号线一期工程线路胡石区间第一分册盾构隧道施工图及整备所施工图,胡石区间盾构隧道下穿陇海线及西安东64、客车整备所段建(构)筑物风险源主要分为六类:1、下穿陇海铁路上、下行线及5条取送线;2、下穿车辆18临修线及14条整备线;3、下穿C2整备棚边跨独立基础群;4、侧穿C1整备棚承台桩基;5、下穿陇海线沿线接触网立柱;6、地面光(线)缆、给水井及管道。1)盾构隧道下穿陇海铁路上、下行线及5条取送线保护措施盾构施工下穿陇海上、下行线及取送线保护措施:施工前对陇海铁路上、下行线及取送线进行加固处理,处理方法是:在地铁与陇海铁路交叉范围的右线两侧30m及左线两侧30m范围内采用扣轨的方法进行加固。盾构通过时应保持匀速不停顿一次通过;预先对钢轨、扣件、道床、接触网支架及电杆等进行全面检查,确保措施到位、轨65、道结构状态稳定,列车通过施工段时应限速为35Km/h。施工期间根据地层沉降变形情况,加强监测,根据监测反馈信息,调整盾构机施工参数,对于沉降速率及累积沉降量等的监测控制应包括预警值、报警值、极限值。如沉降达到报警值,则采取地面跟踪注浆和道床加固措施,控制地层沉降。2)盾构隧道与车辆18临修线及14条整备线关系;盾构隧道平面上左线隧道以曲线形式(曲线半径R=800m)下穿上述铁路线路(共6条股道),与上述线路平面大角度相交,交角为8062;右线隧道以直线+曲线形式(曲线半径R=500m)下穿上述铁路线路(共7条股道),与上述线路平面大角度相交,交角为6782。左、右线间距约98m110m。区间盾66、构隧道结构为圆形,半径为3.0m。该段区间隧道拱顶覆土约12.614.1m。盾构隧道通过地层为古土壤及老黄土。该段平水位期地下潜水稳定水位埋深为10.912.0m。新建整备所位于陇海线上、下行线之间,其中,左线隧道下穿新建C3临修库条临修线(辆18)及C1整备棚8条室内整备线及6条室外整备线;右线区间隧道下穿C1整备棚室内8条整备线及6条室外整备线整备线及临修线列车运行最高时速为5km/h。整备所施工图中提出“依据轨道扣件调整要求,柱式检查坑不均匀沉降控制在20mm以内”。图、18条临修线整体道床详图图2、棚内整备线混凝土柱式检查沟详图 图3、 棚内整备线钢柱式检查沟详图盾构下穿临修线及正被下67、安全防护措施根据西安地铁一、二号线施工经验,盾构隧道施工地面沉降控制值一般为10mm。为确保运营安全,整备所内构筑物设计时即对其基础采取必要的预加固措施;地铁盾构隧道施工中制定了应急处理措施,并对施工参数实行严格的动态控制,确保上述铁路线路满足安全使用防护要求。预加固措施:整备所施工图中,对所有整备线及临修线地基进行加固:垫层以下采用3:7灰土换填,厚度2m,每边宽出基础边缘1.0m,分层夯实。换填后地基承载力fak180kpa。基础整体刚度得到了增强。 应急处理措施:采用地表垂直注浆补偿地层损失。预埋注浆管采用42,壁厚3.5mm的无缝钢花管;在临修线及整备线基础之外0.1m处沿基础纵向按168、m间距布设,两侧呈梅花形布置;注浆管长度从路基至临修线及整备线基础以下2m。根据监测数据,一旦超过报警值(允许值70%),则立即进行跟踪注浆,浆液采用1:1水泥-水玻璃双液浆。 3)盾构隧道下穿C2整备棚边跨独立基础群安全保护措施C2整备棚边跨为单层排架结构,内设桥式吊车。根据建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)5.3.4条相关规定,整备棚基础地基变形允许值如表1。变形特征地基土类别中、低压缩性土高压缩性土工业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(69、柱距为6m)柱基的沉降量(mm)120200桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑)纵向0.004横向0.003图、盾构隧道下穿C2整备棚边跨独立基础群横剖面图预加固措施:整备所施工图中,对所有C2整备棚边跨独立基础地基进行加固:垫层以下采用3:7灰土换填,厚度2m,每边宽出基础边缘1.0m,分层夯实。换填后地基承载力fak180kpa。基础整体刚度得到了增强。 应急处理措施:采用地表垂直注浆补偿地层损失。预埋注浆管采用42,壁厚3.5mm的无缝钢花管;在整备棚边跨每处独立基础之外0.1m处沿基础周边按1m间距布设;注浆管长度从路基至临修线及整备线基础以下2m。根据监测数据,一旦超过报警值(允许70、值70%),则立即进行跟踪注浆,浆液采用1:1水泥-水玻璃双液浆。 4)盾构隧道穿越C1整备棚承台桩基C1整备棚由于使用要求,上部结构跨度较大,立柱底部荷载相应较大,基础形式采用多桩承台。国铁设计部门充分考虑了地铁盾构隧道通过要求,在整备棚基础布置时,尽量将桩基远离后建地铁区间盾构隧道。根据西安地铁3号线一期工程胡石区间 第一分册 盾构隧道施工图以及整备所施工图, C1整备棚基础距离左线盾构隧道最近处为3.3m(盾构隧道管片外皮距离1三桩承台基桩中心,基桩半径为0.9m);C1整备棚基础距离右线盾构隧道最近处为2.94m(盾构隧道管片外皮距离1四桩承台基桩中心,基桩半径为0.9m)。隧道结构与71、C1整备棚承台桩基相对关系详见附图 :根据工程经验,盾构隧道施工过程中不会使桩侧摩阻力有损失。盾构隧道施工对C1整备棚桩基承载力影响不大,理论上可不需要采取预加固措施,施工中应加强盾构施工管理及参数控制。5)盾构隧道与陇海线沿线接触网立柱关系陇海铁路上、下行两侧各有一排(共计四排)接触网立柱,布置间距不等,约2070m,一般为40左右。据了解,接触网立柱基础一般为独立基础。在盾构施工引起的沉降槽(自线路中线两侧各宽20m)范围内,共有11个接触网立柱基础。区间施工沉降槽范围内陇海铁路沿线接触网立柱分布表见下:序号位置数量备注1陇海线下行线北侧左线盾构隧道施工沉降槽影响范围42右线盾构隧道施工沉72、降槽影响范围31处位于隧道正上方3陇海线上行线南侧左线盾构隧道施工沉降槽影响范围22处均位于隧道正上方4右线盾构隧道施工沉降槽影响范围22处均位于隧道正上方接触网支柱是接触网的支撑构件,用来承受接触悬挂与支持设备的负荷。地铁区间隧道施工,可能引起地层中支柱基础移动,连带接触网上部结构发生位移,从而影响电力机车正常行车。根据铁路技术管理规程(原铁道部2011第90号令)第155条相关规定,要求地铁区间隧道施工期间,接触网距钢轨顶面的高度应保持在5700mm6500mm之间,“(接触网设计的轨面标准线)复测结果与原轨面标准线误差不得大于30mm”,同时接触网不得侵入限界,防止发生脱弓或挂弓事件。 73、地铁盾构隧道施工对与地面点接触的接触网立柱基础的影响主要是沉降。根据西安地铁一、二号线施工经验,盾构隧道施工地面沉降控制值为一般为10mm,满足接触网使用要求。考虑到接触网涉及陇海铁路正线正常运营,而接触网涉及相关内容专业性强,建议由业主委托运营单位进行安全性评估,并制定合理的安全保护措施。6)地面光(线)缆、给水井及管道根据我们前期与铁路局相关部门的沟通和现场调查,胡家庙石家街区间盾构区间下穿陇海铁路线段隧道上方主要有自来水管和污水管。自来水管为200的球墨铸铁管,埋深1.5m2m,为东西走向,位于陇海线北端防护栅栏以北3m,与铁路线平行;污水管为200的混凝土管,埋深2m,东西走向,陇海线74、南北侧各一条,与铁路线平行。根据我们二号线盾构施工经验,由于管线埋深较浅,盾构施工对其影响较小,施工前我们将进一步核实隧道与管线的距离,针对不同的管线制定相应的预案及施工措施,盾构施工时控制好施工参数,加强地面监测及巡视,确保管线及隧道安全。六、测量与监测施工措施6.1、本标段工程测量特点本标段虽然以盾构隧道施工为主,但盾构隧道施工受暗挖隧道施工进度影响,且暗挖结构断面变化多,施工工艺较为复杂,工序转换快,地下施测条件差,测量工作量大。标段位于西安东二环西侧,地面建筑物、住宅楼密集,道路车流人流量也大,给地面控制测量带来较大的干扰。测量控制点保护难度大,地面向车站内传递导线时,受施工场地、结构75、净空的限制,后视距离短,测量误差大。地面控制导线及高程控制必须由地面导入车站,再从车站向洞内传递,站体较深,不但要保证地面向车站投点的精度,还要在地下布设平面及高程控制网,形成检测条件并经常复测控制点。暗挖结构位置施工时,导线点间的长度受限制,测量误差容易累积,布置导线时要保证传递导线的精度。对工程测量精度要求高。拟分别采用GPS静态定位技术和精密水准仪对业主所交付的导线网与水准网进行复测,并加密延伸至盾构始发场地。6.2、施工测量控制1)盾构隧道施工控制测量施工控制导线的延伸的原则是:先检测后延伸,当检测的角度差值20,前后视的距离相对中误差1/5000时,才能向前延伸。施工控制导线点应定期76、检测,保证控制网的精度和点位的稳定性,当隧道掘进150m、隧道全长的二分之一、隧道全长的四分之三、和接近贯通面150m时必须进行一次包括联系测量在内的全面检测。施工水准用TOPCON ATG2水准仪施测,往返闭合差20。水准控制点应定期进行检测,施工水准向前延伸必须先检测后延伸,检测点的高程与原高程之差3mm。高程传递用悬挂钢尺的方法,钢尺须检定合格,钢尺的下部挂上检定时的标准拉力的重物,上、下各安置一台水准仪同时观测钢尺上的读数。高程传递时独立观测三测回,每测回间仪器变动高差大于100mm,三测回测得的高差较差3mm。高差测定后加入温度和尺长改正。2)盾构机姿态测量盾构机姿态测量的主要内容是77、:水平偏移、俯仰角、扭转角的测量。测量的目的是确认盾构机在掘进过程中是否沿隧道的设计中心线掘进。盾构机姿态测量的原理:盾构机作为一个近似的圆柱体,在开挖掘进过程中我们不能直接测量其刀盘的中心坐标,只能用间接法来推算出刀盘中心的坐标。在盾构机的机壳体内适当位置选择测量的观测点就成为非常重要的工作,所选观测点既要有利于观测,又利于点位的保护,并且相对位置不能发生变化。如图所示中A点是盾构机刀盘中心,E是盾构机中体断面的中心点,即AE连线为盾构机的中心轴线,由A、B、C、D、四点构成一个四面体,测量出每个角点的三维坐标(xi, yi, zi),根据四个点的三维坐标(xi, yi, zi)分别计算出L78、AB, LAC, LAD, LBC, LBD, LCD, 四面体中的六条边长,作为以后计算的初始值,在盾构机掘进过程中Li是不变的常量,通过对B、C、D三点的三维坐标测量来计算出A点的三维坐标。同理,B、C、D、E四点也构成一个四面体,相应地求得E 点的三维坐标。A、E两点的三维坐标和盾构机的绞折角就能计算出盾构机刀盘中心的水平偏航,垂直偏航,由B、C、D三点的三维坐标就能确定盾构机的扭转角度,从而达到检测盾构机的目的。图6-1、 盾构机姿态测量原理示意图盾构姿态测量的误差分析:由于盾构的结构原因,B、C两点的间距2m左右,AB、AC 的水平距离4m左右,测站点至B、C点的距离5m左右,由B、79、C点来推算A点的坐标,B、C两点的中误差传递给A点,由误差椭圆的原理可知它产生的纵向误差对里程有影响,产生的横向误差是很小的,横向误差的产生主要是测角的影响。用拓普康GTS601型1级全站仪进行角度、距离测量可以将A点的横向点位误差控制在10mm内。3)盾构管片测量用拓普康GTS601型1级全站仪测定在盾构机壳内的B、C、D三点的三维坐标后,反算出刀盘中心A点的三维坐标和盾尾中心E点的三维坐标,由A、E两点的坐标计算出盾构机在掘进过程中瞬时的水平方向和垂直方向的偏离值,与自动导向系统所显示的相关数据进行比较就可以知道自动导向系统是否正常工作。隧道环片测量:用铝合金型材加工长水准尺,规格505080、3000mm、50504000mm,在中部安装水准气泡,并以气泡零点左、右刻出刻度线,水准尺的校正用水准仪进校正。 测量方法:按环片直径计算出弦长3m和4m的矢距,水准测量出环片底部高程,环底高程加上矢距即为水平尺的高程,用经纬仪大致定出一个方向线,计算出方向线与隧道中心线的偏移量,量取方向线与水平尺零点的偏移值,用水平尺上的偏移值减去计算出的理论偏移量即为环片中心与隧道中心线的偏移值,测量位置在每环接缝处。测量环片的旋转:用水平尺放置在环片内,水平尺水平时量出环片两端接缝与水平尺的高差,经内业计算出环片的旋转角。环片接缝齐整,水平方向顺直,利用盾构机的正、反旋转来调整,以达到隧道内环片接缝整81、齐、美观。6.3、监测要求及监测项目盾构区间监控量测重点范围包括:盾构始发(接收)井深基坑及围护结构监测;盾构区间沿线在影响范围之内的既有建(构)筑物变形监测;盾构区间沿线的地面及地下管线监测。根据理论研究和现场施工监测的经验,在地下工程施工过程中,地层应力状态的改变将直接导致结构产生位移和变形,同时也会对地表及周边环境造成一定的影响。当这种位移和影响超出一定范围,必然对结构产生破坏,并影响到上方地表和临近建筑物的安全使用。本标段盾构区间有两段,通化门胡家庙盾构区间和胡家庙石家街盾构区间,盾构区间主要进行地表隆陷、隧道结构变形、地下管线监测、建筑物下沉倾斜、土体内部位移(垂直和水平)、地下水位82、观测、衬砌环内力和变形、土层压应力等8个监测项目,盾构区间测点布置详见表6-1所示。 盾构区间测点布置统计表 监测项目测量仪器布置测量频率L2D2DL5D必测项目地表隆陷精密水准仪、铟钢尺主测断面横向布置1次/d1次/2d1次/周隧道结构变形精密水准仪、铟钢尺每5m一个测点地下管线监测精密水准仪、经纬仪结合地表隆陷点布设建筑物下沉、倾斜精密水准仪、铟钢尺、经纬仪沿线需监测建筑物拐点土体内部位移(垂直和水平)水准仪、磁环分层沉降仪、倾斜仪代表性断面选测项目地下水位观测水位观测仪、观测管代表性断面上设观测孔1次/d1次/2d1次/周衬砌环内力和变形压力计和传感器代表性断面土层压应力压力计和传感器代83、表性断面区间重要建筑物监测从整个盾构区间的情况看,建材厂家属楼1栋(混6)、西安市邮政局金华路分局2栋低层建筑、建工金花酒店1栋(砼9)、西北电力设计院1栋(混1)、东二环华清东路立交桥、西安市市政设施管理局东二环金花隧道雨水泵站、陕西建设机械股份有限责任公司1栋、陇海铁路线及整备所、金花隧道等沿线建(构)筑物的稳定性等都是监测工作重点6.4、监测方法及监测频率6.4.1、监测方法1)地表沉降、地下管线沉降监测测点埋设方法:一般点在开挖前15天用冲击钻在地表路面钻孔,要求穿透砼路面,然后根据路面混凝土层厚度打入长约80100cm的16mm钢筋测点,并用水泥砂浆回填密实,在穿过混凝土路面部分时使84、用套管隔离,保证钢筋与下部土体固结,而与上部路面分离。在不影响交通的情况下测点可高出地面25mm。道路下的点必须钻孔取芯穿透路面结构层、下保护套筒。测点周围用红油漆作标记,并用红油漆编号做出测点标志。对于特别重要的管线,根据我公司的经验,应优先采用导坑暴露管线,再在管线上布设测点的方法,效果非常好。如下图6-2所示:图6-2 重要地下管线监测方法测量方法:采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差应严格控制在规定额度之内,对不在水准路线上的观测点,一个测站不宜超过3个,超过时应重读后视点读数,以作核对。首次观测应对测点进行连续三次观测,三次高程之差应小于0.5mm,85、取平均值作为初始值。数据分析与处理:地表沉降测量随施工进度进行,根据开挖部位、步骤及时监测,并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图,并根据沉降变化曲线图和沉降速率判断沉降变化趋势,必要时采用回归计算来推测沉降终值。2)建(构)筑物沉降监测测点布置:在隧道开挖外轮廓线每侧45角影响范围内的建筑物,在每个大转角上布设一个沉降观测点,每幢建筑物上一般布置4个观测点,特别重要的建筑物布置6个或更多测点。测点埋设:用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔,然后放入长直径200300mm,2030mm的半圆头弯曲钢筋,四周用水泥砂浆填实。测点的埋设高度应方便观测,对测点应采取保护措施86、,避免在施工过程中受到破坏。周围用红油漆做标记,并用红油漆编号作出观测标志。测量方法和数据分析与处理地表沉降监测相同。3)建筑物结构裂缝变形观测本标段的特点是周边建筑物众多,特别是整体稳定性很差的砖砌平房,必须提前与房屋产权单位或个人进行协商,共同确定具有代表性的裂缝,拍照合影,并进行观测。仪器仪器:游标卡尺、千分尺、膨胀螺栓监测实施方法:对于混凝土建筑物上的裂缝的位置、走向及长度的观测,是在裂缝的两端用油漆画线作标志,或在混凝土表面绘制方格坐标,用钢尺丈量。墙面上的普通裂缝,亦可采取在裂缝两端设置石膏薄片,使其与裂缝两侧固结牢靠,当裂缝裂开或加大时,石膏片亦裂开,监测时可测定裂口的大小和变化87、。根据裂缝分布情况,可以对重要的裂缝,选择在有代表性的位置与裂缝两侧各埋设一个标志,如图6-3所示。图6-3墙体裂缝监测方法标志系直径为20mm,长约80mm的金属棒,埋入混凝土内60mm。外露部分为标点,标点上各有一个保护盖。两标点之间的距离不得少于150mm,用游标卡尺定期地测定两个标点之间距离的变化值,以此来掌握裂缝的发展情况。对于比较整齐的裂缝(如伸缩缝),则可用千分尺直接量取裂缝的变化。4)地下水位监测采用电测水位计测量水位距孔口的距离,用水准测量方法测出孔口标高,从而确定水位标高,进一步计算水位变化情况,施工前,对所有观测孔统一联测静水位,统一编号,量测基准点。从降水开始,观测时间88、分别采用30min、1h、4h、8h、12h以后24h观测12次,直到降水工程结束。开始施工后,正常监测地下水位变化情况。6.5、监测量测控制标准监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。当监测数据达到管理基准值的70%时,定为报警值,应加强监测频率;当监测数据达到管理基准值的80%时,定为警戒值,必须加强监测和巡视工作,优化各项施工参数。当监测数据达到或超过管理基准值时,应立即停止施工,修正支护参数后方能继续施工。根据设计说明本工程监测管理基准值详见表6-2所示。监控量测管理基准值 表6-2序号监测项目控制变形值1多层、高层建筑的整体倾斜0.004H(H24)0.89、003H(24H60)0.0025H(60H100)2地下管线沉降和位移管线权属单位要求的允许值3地表下沉30mm4地表隆起10mm依据规范、规程、设计图纸文件等注:(1)B为坑道跨度,H为建筑物高。(2)管线下沉监测根据管线材质、状况等具体确定。(3)施工前进行管线资料调查,查清地下管线的准确埋设位置及走向,在管线正上方布设监测测点进行监测,各类管线的与允许沉降管理基准值必须征得管线管理单位的认可或由管线管理部门制定,且在施工过程中保持与管线管理单位联系渠道的畅通。位移管理基准值在地下工程安全监控中有广泛应用,但需要补充说明的是对地下工程而言,位移指标本身的物理意义不够明确,主要是位移指标与90、洞径、埋深、支护、施工等影响因素关系未能很好解决,这方面的研究成果也不多见,因而位移控制指标的制定和应用必须同时考虑以上各种因素,并尽可能同时配合使用位移速率控制指标。与位移相比,位移速率控制指标有明确的物理意义,它反映了地层随时间变化的流变效应,在位移V=0条件下,洞室围岩趋于稳定,反之,V=C(常数)或不断增大,则说明地层处于等速或加速流变状态,洞室是不稳定的,因此位移速率控制指标是洞室失稳的充分条件,在安全预报中,较位移指标有更直观和明确的控制意义。6.6、监测量测反馈程序监控量测反馈程序监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91、曲线趋于平衡时推算出最终值,并提示结构物的安全性。监测人员按时向监理、设计单位提交监控量测日报周报和月报,同时对当月的施工情况进行评价并提出施工建议,及时反馈信息指导施工,调整施工参数,保证安全施工。监测资料的反馈程序图6-4 监测资料反馈管理程序图监测信息的反馈程序监测信息反馈流程见图6-5。图6-5 监测信息管理流程图监控量测数据的分析、预测取得各种监测资料后,需及时进行分析处理,消除或修正仪器、读数等操作过程中的误差,剔除和识别偶然和系统误差,避免漏测和错测,保证监测数据的可靠性和完整性,采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。七、安全保证措施7.1、人员保证措施1)建立健全92、人员组织机构为确保盾构顺利穿越难点、风险点,特成立领导小组组织机构,确保各部门的协调工作,切实落实施工方案和安全技术交底工作,领导小组组织机构图见下:组长:项目经理(吴坤)组员:总工(颜治国)组员:安全副经理(贺利娟)组员:生产经理(郭彬)安全检查组:姚根顺物质保障组:李显庆医疗救护组:张康抢险抢修组:刘伟保卫协助组:谢关杰技术支持组:刘文静通讯联络组:井金海图7-1、安全施工领导小组组织机构2)完善安全应急救援程序应急救援组织集团公司生产安全事故应急救援组织。完善应急报告程序 (1) 施工现场实行24小时管理人员值班,并建立夜班领导值班制度,同时地面派专人进行巡查,发现问题及时上报处理。 (93、2)施工生产安全事故报告程序:安全事故现场第一发现人员现场值班领导现场应急领导小组 上报驻地监理、业主,同时上报住总市政生产安全事故应急救援组织。 (3)施工生产安全事故应急救援处理小组报告程序:项目部生产安全事故应急救援组织上报驻地监理、业主,同时上报住总市政生产安全事故救援组织机构。 盾构施工应急处理指挥流程见下图6-2现场指挥 (余大为地面、隧道内监测(王中伟)应急物资保障(李显庆)紧急预案分工(吴坤)组织抢险队伍(王中伟)现场交通指挥(经金海)启动紧急预案现场抢险(王荣成)现场人员救护(张康) 技术处理 (颜治国、刘文静、王庆兵)图7-2 、盾构施工应急处理指挥流程7.2、机械设备保证94、措施为确保盾构机维修改造顺利进行,我们成立了以盾构分公司经理为首的盾构机维修改造领导小组组织机构,确保盾构机维修改造计划安全专家会意见进行落实,盾构机维修改造领导小组组织机构见下:组长:徐鹏程(设备分公司经理)副组长:李金震(天盾5号机长) 龙强(天盾6号机长)组员:机修工班组(6人)、电工班组(4人)、龙门吊司机班长(6人)、盾构司机班组(4人)、电焊班组(4人)7.3、盾构施工过程安全保证措施加强盾构操作室与外界的通讯联系,充分掌握盾构掘进期间机械设备的性能和状况,合理选择设备保养时间;盾构掘进期间做到零配件齐全,对易损件进行按量备存,安排专业机修人员经常进行设备维护和保养工作;请小松公司95、专家对盾构掘进进行全程控制,确保盾构连续进行;联系有相同设备的兄弟单位等作为配件紧急供应单位;掘进期间对刀盘、注浆加压系统、螺旋输送机、液压系统进行定期检查,配备足够的机械和电气工程师;盾构掘进期间加强对轨道、轨枕的检查工作,定期对电瓶车销子、保险绳、电瓶和刹车系统进行检查维修,发现问题及时处理;八、安全应急预案工程施工过程中,贯彻执行 “安全第一,预防为主”的指导原则,坚持“以人为本”抢险指导思想。在突发事件情况下,为了能够及时、有效、有序的进行抢险,救援活动,第一时间疏散群众、抢救伤员,保证群众、工人的生命财产安全。 8.1、应急小组机构8.1.1、应急处理原则1、认真贯彻“安全第一,预防96、为主”的方针,对项目部的突发事件的预防,处置负全面责任。2、对项目部施工人员进行培训,强调操作规程的重要性。3、一旦发生施工生产安全事故,立即启动应急预案,积极组织抢救,采取措施,减少损失,确保人员安全。8.1.2、应急处理小组组织机构现场应急小组组织机构,如图7-1组长: 项目经理 (吴坤)副组长: 项目总工(颜治国) 生产副经理(郭彬)、安全副经理(贺利娟)成员:各应急小组成员组长副组长安全、应急小组成员施工小组成员技术、质量小组成员注浆小组成员监测小组成员机务小组成员后勤保障小组成员安全、应急小组组长施工小组组长技术质量小组组长注浆小组组长监测小组组长机务小组组长后勤保障小组组长医疗抢救97、小组成员医疗、抢救小组组长图8-1、项目部应急小组组织机构图8.1.3、应急处理小组职责施工小组:在组长的带领下,负责协调、安排施工生产及人员和材料保障。技术小组:在组长的带领下,负责方案的落实和施工中技术参数的调整。配合组长做好收集、分析各项数据工作,及时向现场施工组汇报并反馈到施工部门,同时做好施工中的质量工作。安全质量应急小组:在组长的带领下,负责施工安全管理和应急事件处理。注浆小组组:在组长的带领下,负责安排落实二次(多次)补浆施工。机务小组:在组长的带领下,负责盾构机等施工机械的保养、维修工作。监测小组:在组长的带领下,负责监测、对各监测值进行分析、总结等工作,及时向现场施工组汇报并98、反馈到施工部门。后勤保障小组:在组长的带领下,向现场应急人员提供后勤保障。 医疗、抢救小组:在组长的带领下,能在现场治疗轻伤人员,并可以在医院急救车来之前,能为重伤人员提供医疗帮助。专家顾问组:由相关地铁隧道专家、顾问组成,在项目经理、总工程师的配合下,对相关隧道施工问题作出分析,提供对策、方案,指导应急小组进行预防、应急、抢险工作。8.2、应急报告程序 (1)施工现场实行24小时管理人员值班,值班室明示应急处理小组通讯联系电话。(2)施工生产安全事故报告程序:安全事故现场第一发现人员现场值班室现场应急小组公司生产安全事故应急救援组织。(3)一旦地面监测值达到报警值、地面建(构)筑物出现异常情99、况时立即向上级部门及相关单位报告,并组织抢险人员赶赴事发现场,做好交通疏解、保护群众的工作。盾构推进放慢速度,加膨润土保持开挖面的土压力稳定,加强监控量测工作;暗挖段隧道停止掘进,加强隧道内工作面的支护,做好撤离施工人员的准备。组织专家讨论分析原因和相应的控制措施;根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织,进行施工交底,严格落实各项措施,进行隧道掘进施工。8.3、现场应急处理指挥流程:根据现场发生的安全事故处理,启动相应的紧急安全预案。抢险流程见图7-2启动紧急预案紧急预案分工(项目经理、副经理负责)调动应急物资机械设备及人员进行抢修施组织抢险队伍(安全、应急组组长负责)施应急物资保100、障(行政副经理负责)施地面监测(监测组组长负责)施现场交通指挥(安全、应急组副组长负责)施现场救护(现场医务人员负责)施接待媒体及外界人员(办公室)施技术处理组(总工负责技术方案的制定)图8-2、现场应急处理指挥流程图8.4、各种应急预案为了确保隧道施工能够顺利的完成,特成立风险管理及应急事件处理机构,从组织处落实、方案落实、人员落实、设备物资落实等全方位予以保证,确保其处于受控状态。在发生问题时各相关单位及人员能够及时有效的进行处理,将事故所造成的损失及不良影响降低到最低限度。8.4.1、地面沉降及塌陷应急预案隧道掘进前后,地表沉降允许范围为-3cm+1cm。(1) 安全隐患地面出现裂缝、沉101、陷,建筑物变形、倾斜等。(2) 风险原因:不可预见的地下空洞和危险建筑物,同步注浆和二次补浆量不足、土压过大等;(3) 预防措施:加强对路面的巡逻提前对隧道上方地层进行雷达探测,对土质疏松、含有空洞区域进行预先注浆加固。在盾构进行掘进的过程中,对路面及周围建(构)筑物实行24小时巡逻、观察。加强对监控量测的监督,保证监测数据采集、传递能够准确、及时、可靠。(4) 处理措施根据设计图纸、调查结果及咨询有关专家,结合我单位在相关工程的施工经验,盾构掘进过程中实行预警值、报警值和警戒值三级管理,在左线隧道近距离穿越建(构)筑物其间,盾构前20m和后50m范围内的监控量测频率为2次/天 。1) 当地表102、监测沉降数据达到预警值条件时监测负责人及时向项目部领导汇报。调整盾构及掘进参数,放慢掘进速度。通知隧道内施工人员对沉降值达到预警值的监测点所对应的相应管片区域进行环箍注浆。2)当地表监测沉降数值达到报警值条件时监测负责人及时向项目部领导汇报。通知隧道道内施工人员对沉降值超标的监测点所对应的管片前后五环进行二次(多次)补浆。3) 当出现地表监测沉降数据达到警戒值条件时及时向项目部领导汇报,由项目经理向上级公司和业主代表、专家顾问组报告,同时向相关主管部门汇报工作。盾构推进放慢速度,保持土压监测人员加强对沉降超标点地段的监控量测,安保人员加强对楼房和沉降超标点对应地面的巡视,发现异常及时向项目部汇103、报。通知隧道内施工人员对沉降超标监测点对应的管片前后五环进行二次或多次补浆。4)当地面出现塌陷情况启动应急小组,按照救援程序展开抢险、救援活动。及时向项目部值班领导汇报,由项目经理向上级公司和业主代表报告,同时向交通管理部门汇报工作。及时疏散塌方地点周围的群众、车辆,避免群众的安全、财产受到损失。通知项目部安全部门带好临时围挡、交通导改标志,比如锥桶与警戒线,交通指挥棒等,组织现场施工人员立即采取措施,竖立临时围挡,拉起警戒线,做好交通导改工作,防止造成交通拥堵,并阻止无关人员进入事发现场。通知隧道内施工人员加大同步注浆量,同时在塌陷部位相应的管片壁后采取二次补浆措施。采取在地面向塌方部位注浆104、措施。如果塌方程度较大,则从混凝土搅拌站运送水泥砂浆进行填筑,同时用凝固较快的双液浆直接向洞内注入。如果塌方程度较小,则采用花管注浆法进行加固。对塌陷部位加固完毕后,在塌陷部位表面进行硬化处理,撤销警戒线,恢复交通,同时加强巡逻、观察的密度。8.4.2、地面出现冒浆、冒泡沫情况应急措施及时向项目部值班领导汇报。及时疏散冒浆、冒泡沫地点周围的群众、车辆。通知项目部安全部带好临时围挡、交通导改标志,比如锥桶与警戒线,交通指挥棒等,组织现场施工人员立即采取措施,竖立临时围挡,拉起警戒线,做好交通导改工作,防止造成交通拥堵,并阻止无关人员进入事发现场。通知施工队带好铁锹、扫帚、水管等工具,及时、干净地105、对事发现场进行清理、冲洗。通知隧道内技术人员、施工人员对盾构掘进参数作相应的调整。清理完毕后,撤销警戒线,恢复交通,同时加强巡逻、观察。8.4.3、施工设备故障应急措施在盾构近距离旁穿沿线建筑物,盾构施工处于比较重要的时期,这段时间内,盾构掘进须保持连续、平稳的推进状态。1) 风险出现原因:盾构机设备出现故障。2) 预防措施:在盾构组装完毕后、始发前对盾构及其它辅助设备进行一次全面彻底的检查。对盾构可能存在的机械故障和缺陷,会同设备供应商和专家共同检测修理,并对可能产生的经常性故障预先做好修理准备;对主要设备零备件,与盾构机生产厂家公司提前联系,保证生产厂家的技术服务人员和主要零备件在掘进初期106、内能够进驻现场并进行备货,并且在盾构机出现停机等突发事故时能够及时到达现场进行抢修。联系有相同设备的单位等作为配件紧急供应单位。隧道内除安装内线电话外,须另安装一部外线电话,保证在隧道内出现问题时能第一时间与项目部领导及相关负责人员及时取得联系,同时可以在地面发生险情时能够及时通知隧道内施工人员采取相应的措施。3) 应急措施: 隧道抢修组机务组负责人组织隧道内机修组、电工组人员进行故障检查,及时查找盾构设备出现故障原因和损坏零件。抢修人员及时将损坏零部件整体更换,先保证盾构设备可以正常运转,再对零部件进行修理以备再次使用。地面辅助组地面辅助组人员,在机务组组长的带领下,主要负责缩短隧道内与地面107、的联系时间。地面抢修人员通过内线电话与隧道内进行联系,将所需备件、工具等相关物品及时送到隧道内供隧道抢修组进行使用。二(多)次注浆组由注浆组组长组织人员清理同步注浆管路,并注入相应量的膨润土,防止注浆管路堵塞,同时要及时注意清理储浆罐。二(多)次注浆组人员将二次注浆设备调试好,随时听候命令进行二(多)次补浆,以保证地表不出现明显沉降及塌陷情况。专家维护组在盾构始发掘进期间与机械工程师、电气工程师常驻现场,每天对盾构设备进行日常维护,在正常段掘进期间,如遇到关键问题时,能及时进行沟通或及时到达事故现场进行维修。盾构设备自身保护由于盾构机自身性能,在突然断电后会启动设备自身的应急照明约1小时左右,108、螺旋机会自动进入收缩状态,确保短期的土压。8.4.4、意外停电安全应急预案1) 风险点出现原因地区用电高峰期,为保证居民用电,对施工单位进行停电或意外停电。2)预防措施:突然断电必会给施工造成不利影响,我们将在施工期联系供电局,保证能在停电前的1小时给予书面或电话通知,内容为:停电的具体时间和时段,以便使我们提前采取措施,如提高土压,及时补浆和安置变压器等,将不利影响降到最低状态。配置两台功率为30KW的发电机保证隧道内的通风和盾构上的注浆之用。3) 应急措施:低压停电后为保证隧道施工需要采取以下措施:隧道照明隧道照明灯具为10KW左右,我单位现拥有2台功率为30KW的发电机,可以使用其中的一109、台来保障盾构隧道的照明,并且隧道内每隔50m有一盏应急灯,保证隧道照明安全。发电机安放在吊装口下隧道照明专用电箱附近,停电后将发电机出线接至为隧道照明专用箱供电的二级箱电源进线处,即可保证为隧道照明的供电。二(多)次注浆为严格控制沉降,二(多)次注浆设备为两台功率为5.5KW的注浆泵,搅拌泵为5KW左右,可使用我单位现有的两台功率为30KW的发电机中的另一台来保证两条隧道内二(多)次注浆的供电。盾构始发后,该发电机将配置在盾构机第四节台车处,隧道停电后发电机启动,为二次注浆设备供电,保证二次注浆设备的正常使用。8.4.5、隧道内涌水涌砂安全应急预案1)采取国内比较先进的WSS注浆施工工艺来加固110、堵水。根据现场实际情况和施工的重要性,采取全段面注浆加固。加固深度为3米,成孔为小型机械钻孔。施工采用AC,AB液注浆。2)加强地面监测和隧道内管片姿态的测量,由测量监测负责。3)洞内及地面突发事件应急预案准备:准备一辆安全应急车,进行24小时巡视,备好交通安全帽、警戒线、锥形桶等物资,一旦发生意外(地面沉陷或漏水现象),立即联系交警队,随时进行交通导改,封锁路面;联系好现场地下管线的产权单位和市政设施局,随时准备救援。此项工作由安全部门负责。4)材料部负责应急物资材料的准备工作,包括黑心棉、铁锹、钢丝球等,并联系好混凝土搅拌站,随时准备救援工作。5)施工前做好聚氨酯和WSS注浆队伍以及注浆材111、料的准备,确保在发生险情时及时进行注浆封堵水路、加固土体。由技术质量部负责。6)抢险队伍准备:除了正常的盾构施工作业队外,要与原桩基施工队和陕西省电子工业勘察设计院、陕西岩土地基公司联系,预备抢险队伍,随时可以增援。此部分工作由安全部门和劳务队负责。7)现场施工要加强临电设施管理,做好停电应急措施,此项工作由安全部负责。8.4.6、进出洞时塌方或涌水应急预案(1)盾构立即停止掘进,开启抽水泵排除积水,撤离现场人员。(2)按照应急上报程序向上级领导汇报,向土舱内内注入膨润土浆液,利用膨润土的护壁作用进行止水。(3)对洞门暂时封堵,在涌水或塌方附近地表钻孔,向塌方部位填充黄沙或素土等,防止因大量涌112、水造成塌方事故。(4)塌方时必须疏散地面及工作面附近的人群,用警戒线将塌方部位围圈。(5)并开始执行处理危急情况的流程。8.4.7、出现重大安全问题,人员疏散流程人员疏散流程如图7-3。应急小组出租公司组织人员转移应急备选医院图8-3 人员疏散流程图应急联系电话列表见下:表8-4、应急联系电话列表安全生产监督管理局火警电话119环境保护局救护电话120质量技术监督局公安报警电话110政府机关事务管理局路灯急修陕西省机械设备成套局煤气急修中心陕西省文物局热力管网故障抢修部门陕西省公路局自来水公司急修陕西省水文资源勘测局市电话局急修112电力客户服务热线当发生重大安全事故时,为了能够及时、有效的保障受伤人员得到及时的救治、医疗,将在施工前,联系好最近的救助医院。
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