暗挖及竖井安全专项施工工程简介

2.1工程概况 12.2工程地质概况 42.2.1地貌及工程地质条件 42.2.2地表水 62.2.3地下水 62.2.4气候特征 62.3降水工程概况 72.4施工重难点分析 72.5工程危险源及控制措施 92.5.1对地表沉降的控制措施 92.5.2对管线沉降的控制措施 92.5.3对突然涌水、涌砂的控制措施 102.5.4对塌方的控制措施 102.5.5隧道结构变形过大的控制措施 112.5.6改善洞内空气质量的通风措施 11PAGE2.1工程概况1）高新区科技六路综合管廊暗挖区间，位于科技六路与经五路交叉口处，沿科技六路地下布置，采用CD法施工。场地内设竖井四口（见图2-1），西北侧为保利售楼部，西南侧为保利停车场，东南侧为保利机械设备供应商场地。图2-1平面布置图表2-1工程建设概况信息一览表：工程名称西安市地下综合管廊建设PPP项目Ⅰ标段科技六路建设规模2175m工程地址科技六路综合管廊位于西安市高新区科技六路（经十四路西侧53m处至丈八北路）建设单位中建西安综合管廊投资发展有限公司设计单位中国市政工程西北设计研究院有限公司勘察单位基坑支护设计单位甘肃中建市政工程勘察设计研究院监理单位陕西省工程监理有限责任公司总承包单位中国建筑股份有限公司工程主要功能或用途综合管廊见图2-2）图2-2综合管廊与道路位置关系示意图图2-3综合管廊过经五路暗挖断面图表2-1暗挖段标准断面数据舱数两舱断面尺寸6.357×4.3m用途电力、通信、热力和污雨水埋深18.9m～19.7m结构类型钢筋混凝土结构覆土厚度12.7m～13.5m首环拱部大管棚Φ108，长51m，环向0.4m超前注浆小导管Φ42，长3m，环向0.3m，纵向1.2m，边墙注浆管Φ32，长3.5m，间距0.6m×0.8m，菱形布置型钢钢架全环设置，间距0.6m，双面辐射钢网筋初支结构厚度350mm混凝土等级C25、P6辅助防水层EVA防水板防水等级二级二衬结构厚度600mm混凝土等级C40、P8地面及设备基础混凝土等级地面厚100mm混凝土等级C25钢筋类型及规格一级钢HPB300级钢筋，三级钢HRB400级钢筋经五路暗挖采用在暗挖段东西两端布设四口竖井垂直开挖运输，其中经五路东端两口竖井平面尺寸分别为8.0m×9.25m、8.0m×12.50m，经五路西端两口竖井平面尺寸均为8.0m×9.25。暗挖与明挖采用斜坡段衔接，竖井部位为暗挖与明挖的衔接点，竖井基坑深约19.5m，暗挖段基坑深度为18.9～19.7m。场地周边环境条件：经五路暗挖段位于科技六路规划延伸段与现状经五路交叉十字道路下，科技六路道路中心线的北侧，距离道路中线分别为3.30m、19.80m。暗挖段周边唯有西边角的保利地产售楼中心距离明挖段基坑开挖和暗挖段的竖井较近，其余地表均无地上建筑。因此设计院通过分析地勘以及现场实际情况，将在距离临近售楼中心较近的明挖段基坑开挖边采用直径为900mm、1000mm的灌注桩支护，竖井周围采用直径为500mm的高压旋喷桩加固土体、井壁采用400mm～800mm厚的钢筋混凝土筒体结构支护，以保证暗挖段出口支护安全、可靠。2.2工程地质概况2.2.1地貌及工程地质条件根据野外钻探、标准贯入试验及室内土工试验结果分析，将场地勘探深度(20.20m)范围内地基土分为5层，现自上而下分层描述如下：素填土①（Q4ml):黄褐色，稍湿，土质疏松，主要由粉质黏土组成，含有少量植物根须。层厚0.60〜7.40m，层底高程399.25〜408.18m。由于场地房屋建设等人为活动频繁，在勘探点中间也会有较大变化。在场地局部该层为杂填土。杂填土①1（Q4ml）:杂色，稍湿，松散，以建筑垃圾为主，含少量生活垃圾。本层仅在91#勘探孔中揭示，厚度2.60m。 黄土状土②（Q4al):褐黄〜黄褐色，呈粉质黏土特征，可塑，土质较均匀，针状孔隙发育，含少量钙质结核，偶见蜗牛壳及其碎屑。局部具轻微湿陷性。属中压缩性土。层厚2.00〜8.10m，层底深度5.20〜9.40m，层底高程为398.11〜402.77m。在场地局部该层夹有粉土②1层、中砂②2层夹层或透镜体。粉土②1(Q4al):浅灰黄色，稍湿湿，稍密中密，土质均匀，含云母片及少量钙质结核，铁锰质斑点，偶见蜗牛壳及其碎屑。层厚0.40〜1.80m，以夹层形式分布于黄土状土②层中。 中砂②2(Q4al):浅灰黄色，稍湿湿，中密，以长石、石英为主要矿物成份，分选性较好，级配不良。实测标准贯入平均值W=17击。层厚0.40〜4.60m，以夹层形式分布于黄土状土②层中。黄土状土③（Q4al):黄褐〜灰黄色，可塑，土质均匀，针状孔隙发育，含少量钙质结核，偶见蜗牛壳及其碎屑。不具湿陷性，压缩系数平均值h-2=0.26MPa-1,属中压缩性土。场地局部夹有粉土、中砂夹层或透镜体。层厚4.60〜7.40m，层底深度12.20〜14.50m，层底高程为393.50〜395.67m。古土壤④（Q3el):棕褐色，可塑，团块状结构，土质较均匀，孔隙发育，含少量钙质结核，层底钙质结核富集成层，局部含砂颗粒。属中压缩性土。层厚2.90〜4.20m，层底深度15.50〜18.20m，层底高程为389.31〜391.34m。粉质黏土⑤（Q/43al):黄褐〜褐灰色，可塑，土质均匀，孔隙不发育,偶见蜗牛壳碎片，含铁、锰质斑点及钙质结核。压缩系数平均值属中压缩性土。该层局部夹有中砂⑤1层夹层或透镜体。层厚7.70〜9.20m，层底深度24.60〜25.80m，层底高程为381.82〜382.73m。中砂⑤1(Q3al):灰黄色，饱和，密实，以长石、石英为主要矿物成份，分选性较好，级配不良。实测标准贯入平均值为34击。层厚1.40〜1.60m，以夹层形式分布于粉质粘土层⑤中。粉质黏土⑥（Q3al):黄褐色，可塑，土质均匀，孔隙不发育，偶见蜗牛壳碎片，含铁、锰质斑点及钙质结核。属中压缩性土。该层局部夹有中砂夹层或透镜体⑥1。本次勘察未揭穿该层，最大揭露厚度10.40m，最深钻至35.00m，相应标高371.82m。中砂⑥1(Q3al):灰黄色，饱和，密实，以长石、石英为主要矿物成份，分选性较好，级配不良。实测标准贯入平均值为36击。层厚1.20〜1.40m，以夹层形式分布于粉质粘土层⑥中。地质剖面图见附图一。2.2.2地表水拟建场地周边地表水主要为皂河，目前已经成为西安城市污水的排放渠道。2.2.3地下水拟建场地场地地下水属潜水类型。地下水的主要补给方式为大气降水及地下经流，并通过自然蒸发、人工开采以及侧向经流排泄。勘察期间（2017年2月），根据钻孔内的水位测量，拟建场地地下水稳定水位埋深为15.70～18.50m，相应的水位标高为389.01～390.95m。地下水位动态变化较大，变化幅度约为3m。根据勘察结果，拟建场地在黄土状土=2\*GB3②层中局部揭露上层滞水，一般富集于中砂=2\*GB3②2层中，该砂层周边土层多处于饱和状态；由于古土壤层的隔水作用，黄土状土③层含水量相对较高，设计和施工时应予以充分考虑。本工程为综合管廊构筑物，当基础埋置深度低于地下水位或处于地下水位变化幅度范围内时，应考虑抗浮问题。根据周边已有地铁工程及建筑场地勘察资料，且勘察时揭露水位属平水期水位，综合考虑，拟建管廊场地地下水抗浮设计时的设防水位建议按现水位上升幅度5.00m考虑。2.2.4气候特征西安市属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，春季干旱、夏季炎热、秋季潮湿多雨、冬季寒冷干燥。山区与平原气候差异显著，年平均气温由南向北递减。降雨量适中，年平均降雨量604mm，主要集中在7～9月，占全年降雨量的45～60％，年平均气温13.3℃，年最低气温在一月(平均气温-0.8℃)，年最高气温在七月(平均气温26.2℃)，极端最高气温41.7℃，极端最低气温-20℃。年平均日照率45.7％，主要风向多东北风和西南风，年平均风速2.2m/s，最大风速25m/s，多年平均无霜期为210天，最大冻土深度45cm。区域气候条件良好，基本可全年施工，对工程实施无明显制约。2.3降水工程概况根据地勘报告显示，拟建场地地下水稳定水位埋深为15.70～18.50m，相应的水位标高为389.01～390.95m。地下水位动态变化较大，变化幅度约为3m。因此本工程分别通过在暗挖段的东西南北中布设25口开挖孔径为800mm、深为30m的降水井，通过前期有效降水，保证暗挖施工正常进行。2.4施工重难点分析1、施工降水对周边建筑和环境的影响特点：施工降水易引起周边地层产生不均匀沉降，造成地面及周边建筑物开裂。控制措施：(1)以水位控制为前提，以沉降控制为中心，合理控制抽水量；(2)加强监测，及时反馈，采取阶段性降水措施，及时调整降水方案；2、施工监测特点：本工程基坑开挖较深，周边建筑物及既有道路距离竖井井口较近，施工监测是本工程重点。控制措施：(1)结合本工程特点制定详细的监测方案；重点监测近距离建筑物、带压管线和路面。(2)按方案制定的频率进行监控量测，当地面构筑物、地面管线等变化速率较大时，增加监控量测频率。(3)及时分析与反馈量测数据，用于修正设计参数和指导施工。(4)当监测数据持续报警，应加强监测频率，停止施工，及时通知相关单位，组织各方共同研究处理方案。3、降水施工特点：本工程地下水位较高，能否按设计降水是保证施工安全及进度的重点。控制措施：(1)按照已批准并经过专家论证的降水施工方案进行施工。(2)由专门负责现场管理的技术人员，对施工过程和施工质量严格控制。(3)降水井施工时，严格按照设计图纸布设井位，注意避开地下结构和预埋设管线位置。(4)进场材料按要求进行复试，进场的机械设备三方验收，运行良好后方可使用，否则一律不得使用。(5)降水施工期间应保证连续供电，在发生供电障碍时应立即启用现场备用供电设施供电，避免因停电造成井内水位上升，影响施工。(6)降水井在施工完成后和降水期间，井口加设井盖，防止落入杂物，在井位插警示标志并设置围护，防止其它施工对井管造成损坏，并由专人进行维护。4、结构防水施工特点：暗挖工程的防水与渗漏治理是至关重要的。暗挖工程渗水除了带来地下工程渗漏的一般危害如损坏结构、腐蚀设备、影响外观和危害运营安全外，更易造成暗挖工程以及地面的不均匀沉降和破坏，造成环境恶化。防水工程是控制地下工程质量的关键，它贯穿于施工的全过程，防水效果的保证是本标段的一个重点。控制措施：1、施工质量控制①防水施工工程应配置技术、质量负责人，施工前技术、质量负责人应熟悉防水工程的技术、质量要求，完善施工方案，向各施工班组进行技术交底。②防水施工过程中实施自检控制措施，对施工中已完成的每一道工序要及时进行检查，发现问题及时处理，避免质量事故发生。2、每个分项施工完毕后，要及时办理隐蔽工程验收手续。未及时办理的分项不得进行下一道工序施工。3、分项工程验收后工序间要进行交接检，并明确相互间的成品保护要求；卷材防水每道工序施工完毕后，有质量检查人员验收合格，方可进行下一道防水施工。4、成品保护①完工后的防水成品，尽快组织验收，经检验合格后，须填写隐蔽记录，质量验收记录，并交付后续施工。②施工好的防水层应采取保护措施，防止损坏。施工中遗留的杂物应及时清理干净。③操作人员不得穿钉子鞋作业。防水层施工后，干燥前不许上人乱踩，以免破坏防水层，造成渗漏隐患。确有损伤损坏防水层情况时，应及时通知防水班组，及时修补并做好签证和修补记录，以免造成渗漏隐患。④已铺好的卷材防水层上不得直接行走小车，如果运输需要应垫设脚手板。卷材铺设时小车支脚用麻布包扎，防止刮破卷材下水口。2.5工程危险源及控制措施根据本工程特点分析，本工程危险源有地表沉降、管线沉降、停电、涌水涌砂、塌方、隧道结构变形过大及周围建（构）筑物变形。2.5.1对地表沉降的控制措施针对本区段地质情况，在施工过程中，将采取以下措施控制沉降：1、建立地面沉降观测点，在开挖前取得初始数据，并将所有的监测点清晰的标在总平面图上。2、在开挖时对量测结果进行整理，以获得开挖参数与沉降点的关系，以便在施工中调整各项参数。3、地面沉降变化值较大时，加密观测的同时，安排管理人员现场值班观测。4、建立严格的沉降量测控制网络，及时定期进行监测，以掌握施工时和建成后对周围环境及对结构本身的影响。2.5.2对管线沉降的控制措施l、施工前认真核实地下管线资料，调查清楚各管线类型、规格、埋深、材质、接头形式、节长和管线基础等资料，施工时，加强对管线的加固保护。2、根据管线的分布及其特点，建立各自的安全区域，挂牌标志，严禁机械设备碰撞。3、严格按照施工方案组织施工，确保管线路不断、不裂、不渗漏水。4、根据监测结果及时反馈，指导施工。5、不良地质地段必须采取特殊的施工技术措施，如地层改良、缩短循环进尺等，以防沉降超限。2.5.3对突然涌水、涌砂的控制措施1、隧道开挖支护本着短开挖、快支护、勤观察的原则进行在隧道开挖过样中，对掌子面地质情况勤观察，并做好记录。通过与勘测院提供的地质资料对比，如发现地质变化及时采取有针对性的对策，对可能出现或可能发生的问题做相应的预防及处理。如发现地层含水量较大时，通过加大地面降水量和增加洞内抽水的方法预防涌水、涌砂现象发生。隧道开挖支护施工时，将预制好的型钢钢架和钢筋网片提前放置于掌子面附近，隧道开挖成形后立即进行钢架的架立和网片的挂设，在架立钢架的同时进行初支混凝土的搅拌和运送。为加快钢架的架立及钢筋网片的挂设，采用多台电焊机同时施焊和多人绑扎钢筋网的方式，以便缩短架立钢架和挂网片的时间。2、备好防涌、漏及处理涌、漏物资，发现险情及时排除在施工现场备足木板、草帘、雨布、砌块等物资。如发生涌漏现象，除立即采取措施封堵以外，还需采用砌块将由于涌漏造成的空洞进行填充，并预埋小导管，利用水泥浆注满空隙，从而达到加固隧道周围地层，减小或避免因此而造成的地面下沉，确保施工安全。2.5.4对塌方的控制措施1、加强施对地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛进行量测，及时对数据进行整理分析，及时反馈于设计，通过优化设计参数和施工方法，避免坍塌施工发生，做到