既有设施和构筑物保护作业指导书.doc

城市轨道交通工程编号： 既有设施和构筑物保护作业指导书单位： 编制： 审核： 批准： 年月日发布 年月日实施城市轨道交通工程既有设施和构筑物保护作业指导书1. 适用范围地铁车站深基坑工程施工时的基坑变形、渗流等造成基坑外土体变形或水土损失，从而引起周边地面建(构)筑物、地下构筑物及地下管线沉降变形，施工中应采取必要的和针对性保护措施，确保工程周边环境安全和车站安全顺利施工。本作业指导书适用于地铁车站明挖法施工过程中对周边环境（地表建（构）筑物、地下构筑物及地下管线等）的保护作业。2. 作业准备2.1. 工程技术部负责制定方案、技术交底，施工过程监督、检查和指导，工程试验，施工测量和监测等工作。2.2. 物资设备部负责设备、材料供应、进场验收与管理，设备维修保养等工作。2.3. 安全质量部负责施工安全和质量的监督、检查等管理工作。2.4. 综合办公室负责对外协调、后勤保障等工作。2.5. 作业队负责实施。3. 技术要求3.1. 工程周边环境调查及补充地质勘探具体参见本作业指导书汇编之工程周边环境调查补充地质勘探等内容。3.2. 周边环境评估、风险源辨识及沉降控制标准3.2.1. 周边环境评估 根据地铁车站施工影响范围以及周围环境在车站施工过程中可能受到的影响程度，确定被评估对象，对于车站深基坑边线以外2倍基坑深度范围内的周边环境均应进行评估。 安全性评估包括：地基基础、上部结构承载力的验算及评估，结构变形，裂缝，构造与连接等内容。根据安全性鉴定的相关规范、规程判断周边环境现状安全等级。 根据设计施工工况及变形计算，对评估对象结构的承载能力以及剩余承载能力进行验算，确定评估对象的剩余变形承受能力（沉降或差异沉降），从而对车站施工期间周围环境的安全性进行评估。对于特殊结构的建筑物，如独立柱基的木结构建筑物，除了要确定每个柱基的沉降控制值外，还应确定其相邻柱基之间的水平位移（或相对水平位移）的控制值。 在对周围环境详细调查的基础上，与相关产权单位、业主、设计、监理以及权威机构等联合，对周边环境安全性进行综合评估。3.2.2. 危险源辨识 危险源辨识与辨识方法识别危险源的存在并确定其特性的过程就是危险源辨识。要识别整个施工的全过程中的危险源，包括所有的常规活动和非常规活动，施工现场内所有的设备设施，所有的人员包括临时人员及供方人员等。辨识的方法通常有，询问交谈，调查表、现场观察 ，安全检查表，危险与可操作性研究，事故树分析法等。 危险源分级一般按危险源在触发因素作用下转化为事故的可能性大小与发生事故的后果的严重程度划分。危险源分级实质上是对危险源的评价。按事故出现可能性大小可分为非常容易发生、容易发生、较容易发生、不容易发生、难以发生、极难发生。根据危害程度可分为可忽略、临界的、危险的、破坏性等级别。从控制管理角度，通常根据危险源的潜在危险性大小、控制难易程度、事故可能造成损失情况进行综合分级。 及时收集和分析各种风险因素，评估风险因素对工程造成的影响，从而确定风险源的等级。在正确识别出项目的主要风险因素之后，应采取措施防范风险。通过方案比选，对各风险发生概率、各项措施的机会成本，进行系统地分析；及早采取预定的措施，控制风险的影响范围和影响量，以减少损失。3.2.3. 沉降及变形控制标准车站周边地面建（构）筑物、地下构筑物、地下管线等的沉降控制标准一般按设计、规范要求执行，沉降控制标准参考数据见表：施工监控量测控制值表序号监测项目判定内容控制值容许变形值容许变形速率1地下管线沉降雨水管线20mm2 mm/d污水管线30mm5 mm/d2地表沉降地表沉降基坑周边地表26mm (盾构井处28mm) 2 mm/d3建（构）筑物沉降建（构）筑物沉降参照评估结果确定-4围护结构桩顶水平位移水平位移沉降基坑周边26mm (盾构井处28mm)3 mm/d5围护结构桩体水平位移桩体侧向位移基坑周边26mm (盾构井处28mm)3mm/d6基坑底部隆起地表隆起高度20mm3mm/d7地下水位水位的高低-支撑轴力钢支撑实际轴力70%设计轴力-注:监测变形速率的控制值应根据设计单位要求确定。现场监测成果按黄色、橙色和红色三级警戒状态进行管理和控制，根据现场监测项目测点变形量及变形速率情况判断。三级警戒状态判定表警戒级别预警状态描述黄色监测预警“双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值（极限值）的70时，或双控指标之一超过监控量测控制值的85时橙色监测预警“双控”指标均超过监控量测控制值的85时，或双控指标之一超过监控量测控制值时红色监测预警“双控”指标均超过监控量测控制值，或实测变化速率出现急剧增长时4. 施工程序与工艺流程施工准备补充地质勘探工程周边环境调查周边环境安全性评估及风险源辨识是采取预保护措施预保护措施实施否地铁车站施工施工监测采取保护措施，必要时启动应急预案不安全周边环境安全性评估安全地铁车站继续施工地铁车站施工完成施工工艺流程图5. 施工要求5.1. 地面建（构）筑物预保护处理措施根据相关规范和施工经验，建（构）筑物预保护处理措施一般有基础扩大，基底地层加固、桩基托换以及顶撑等。5.1.1. 基础扩大基础扩大适用于当既有建（构）筑的地基承载力或基础底面积尺寸不满足设计要求时的加固，可采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积，当不宜采用混凝土套或钢筋砼套加大基础底面积时，可将原独立基础改为条形基础，将原条形基础改成十字交叉条形基础或筏形基础，将原筏形基础改为箱型基础。如图基础加强平面示意图5.1.2. 基底地层加固基础补强注浆加固适用于建（构）筑物基础以下地基承载力较弱时的预加固或因受不均匀沉降、冻胀或其他原因引起的基础裂损时的加固。注浆施工时，先在原基础裂损处钻孔，注浆管直径可为25mm，钻孔与水平的倾角不应小于30，钻孔孔径应比注浆管的直径大23mm，孔间距可为0.51.0m。浆液采用水泥浆，压力为0.10.3Mpa，若浆液不下沉，可逐渐加压至0.6Mpa，浆液在15min内再不下沉则可停止注浆，注浆的有效半径为0.6m1.2m。对单独基础每边钻孔不应少于2个，对条形基础应沿基础纵向分段施工，每段长度可取1.52.0m。对于建（构）筑物则如图。房屋基础注浆加固立面示意图(单位：m)房屋基础注浆加固平面示意图（单位：mm）5.1.3. 桩基托换桩基托换技术一般用于建（构）筑物地下基础改造，是进行地基处理和加固的一种方式，主要解决既有建（构）筑物的地基加固问题、既有建（构）筑物基础下需要修建地下工程以及新建建筑工程影响到既有建（构）筑物安全时需要处理等问题。根据建（构）筑物结构情况，场地地质情况，相应的监测数据，对原有桩基进行承台转换后托换，托换新桩根据设计确定，桩基转换结构为梁结构，新旧混凝土界面凿毛处理，由于托换新桩长而细，采取稳压封桩措施来消除桩的变形，最后在转换结构下方逐步替换掉旧桩。桩基托换施工见图。桩基托换示意图5.1.4. 危房顶撑危险房屋是指结构已严重损坏或承重构件已属危险构件，随时有倒塌可能，丧失结构稳定和承载能力，不能保证居住和使用安全的房屋。对变形超过警戒值的建筑物加密监测频率，根据监测结果和建筑物变形情况决定是否进行顶撑加固。如果变形过大首先疏散楼房内的住户，确保人身安全。 顶撑加固根据现场条件和建筑物变形的情况，在一楼地面上铺设钢板，选择用门型支架或钢（木）支撑在选定的柱子周边对梁进行顶撑加固，分散地基承载，减轻不均匀沉降，控制建筑物变形。 施工时，先对沉降过大的柱子周边进行顶撑，在竖向支撑底部设千斤顶加力或用木楔楔紧，具体根据现场实际确定。5.2. 地下管线、地下构筑物预保护处理措施在施工前要对施工区内进行物探，并对现场的地下构筑物及地下管线进行详细的调查，根据物探结果和调查情况与原设计图进行比较，看是否有新增管线，制定可行的地下构筑物和管线保护方案。5.2.1. 地下管线改移对需要改移的管线进行改移，在施工管线改移过程中，管线流向坡度严格按照设计施工，用水准仪控制管底标高。待新的管线接口连接好了后，整个管线排污系统完善后方可废除原有管道。对需要改迁后恢复的管线，在废除前要通知有关产权单位，切断管线接口，并对管线接口进行特殊处理，在地面注明标示，以便以后恢复。地下管道基坑的开挖采用机械破除路面，人工开挖，在开挖过程中注意边坡防护，基坑周围2米不能存放土体，开挖土体要集中堆放，并及时运往指定的弃渣场。如在开挖过程中，发现新的管线及时向有关产权范围上报。5.2.2. 隔离保护对于埋深较大而又临近施工区域的管线可以采用隔离法(支撑法)，通过各种支护桩或结构物来限制管线周围土体的位移，避免挤压或振动管线，也可以通过在施工部位与管线之间挖出空间，以起到隔离挤压力和振动力的作用。可采用拉森钢板桩或其它形式的隔离措施形成隔离体，限制地下管线周围土体位移、挤压或振动管线。这种方法适用于管线埋深大，邻近结构物基础或基坑的情况。对于管线埋深不大的也可采用隔离槽的方法，隔离槽可挖在施工部位和管线之间，也可在管线部位挖，即将管线部位悬空。隔离槽一定要挖至管线底部下一层，才能起到隔断挤压力和震动力的作用。5.2.3. 地下管线悬吊保护当管线横跨基坑且无法改移时，通常采用悬吊保护的方法。要注意吊索的变形伸长以及吊索固定点位置不受土体的影响。悬吊法的管线受力、位移明确，并可以通过调整吊索的长度和位置来不断控制管线沉降和变形。管线悬吊保护方案示意图 管线露出后，检查管线，处理接头，再进行悬吊，对电信的铜管线在接头两边加钢箍，使外侧用钢套管加固接头时接触在同一圆周上；对铸铁给水管道，吊杆的吊点尽量设置在管道承插口（接头）附近。 管线应在其下的原状土开挖前支吊牢固，并经检查合格后再采用人工方法开挖下部土方。 支吊结构必须坐落在坚实稳定可靠的支墩上。在施工期间保证支撑、悬吊的材料具有足够的刚度和强度，结构设计合理，确保管线在悬吊期间的变形与位移值控制在允许范围内。在主体工程完工后管线下方回填密实，并有密实度检测记录。 管线漏水（气）时，必须修理好后方可进行支吊，对跨越基坑较长或接口有断裂危险的管线，应先采取加固措施再进行悬吊。在施工过程中，必须对支吊的刚性管线进行监测。 工程施工中，不得碰撞支吊系统或利用其作起重架脚手架或模板支撑。 对支吊的管线应根据管线类型分别设立一定的安全保护区，严禁施工机械靠近。 基坑土方回填时，在悬吊的刚性管线下应砌筑支墩加固，防止管线下沉，然后再拆除支架，并按设计要求恢复管线和回填土。5.2.4. 地下构筑物和管线基础加固如果地下管线和地下构筑物基础承载力不足，车站施工可能因此引起地下管线和构筑物较大沉降及变形，甚至破坏，必要时对地下管线和构筑物底部土体进行注降加固，提高地基承载力，防止因周围土体的下沉造成管道变形。5.3. 基坑本体安全控制基坑本体的安全是确保周边环境安全的关键，重点应考虑围护结构施工、基坑开挖与支撑架设施工、防水堵漏施工、结构回填施工等方面的控制，施工过程中应重点控制基坑变形、渗漏、围护及支撑的稳定等。 围护结构施工质量对于基坑安全至关重要。重点做好槽（孔）壁稳定、墙（桩）体密实度、垂直度、接头等施工控制。 基坑开挖应采取“纵向分段、竖向分层、随挖随撑、均衡开挖”的原则进行，开挖过程中充分考虑“时空效应”。及时反馈监测信息，严格控制围护结构变形，必要时加密支撑，防止变形过大。在薄弱环节发生错位开裂，出现渗水通道时，及时处理；采取措施，保证钢支撑架设的安装质量，并使轴力按设计要求及时施加，另外，开挖时按事先设定好的空间尺寸严格开挖，并及时架设支撑，尽量缩短基坑开挖后无支撑的暴露时间，以此控制基坑变形量。 开挖过程中对围护结构拐角等薄弱部位设专人监视，若出现少量渗漏，及时处理，先堵漏后开挖，防止渗漏点扩大；对渗漏水量较大处，采取坑内、外注浆堵截措施。 基坑降水时应监测地下水位下降对周围环境的影响，必要时应采取回灌措施。 基坑开挖至基底后，应尽快组织底板结构施工，防止因基底暴露时间过长而引起基坑变形过大。 基坑支撑拆除时，应与结构施工工序协调一致，在结构砼强度满足设计和规范要求后方可拆除相应部位的支撑，以防止基坑变形增大。 基坑周边一倍基坑深度范围内施工车辆、施工机具、堆载等荷载应按设计要求进行控制。5.4. 施工监测数据分析由项目部实施具体监测和业主委托第三方监测的监测体系，由具有丰富监测经验的人员来实施监测工作。车站施工过程按监测方案对周边环境变形、沉降等按要求的监测方法进行监测，并及时反馈监测数据，综合分析对环境进行安全性评估。 将监测数据与控制标准和设计计算情况进行对照，并结合施工工况及其它情况，分析判断环境的安全性，确定是否采取保护措施。 将监测数据采用回归分析等方法进行处理，预测环境变形趋势和受损情况，提前确定需采取的预控制措施以控制变形。5.5. 必要时的保护措施当监测对象的监测数据达到预警值或者控制标准值时，应采取保护措施，确保环境安全，一般有跟踪补偿注浆加固、顶撑等保护方法。5.5.1. 跟踪补偿注浆跟踪补偿注浆是在深基坑的围护结构与邻近的建筑物之间地基土内预先埋设单向袖阀注浆管，跟踪基坑开挖后地基的变形传递情况，基坑围护结构的支撑情况，利用基坑开挖造成围护结构变形及周围地层位移将引起邻近建筑物发生相应变形的时间差，及时由上而下逐段对地基进行跟踪补偿注浆，从而控制地面建筑物沉降和位移。 注浆孔布置：注浆孔布置于建筑物周边桩与地梁周边及与基坑围护结构之间的土体内，间距1.5m，孔深根据建筑物基础深度确定。 注浆浆液：采用水泥浆水玻璃双液浆，浆液配合比初步确定：注浆浆液浓度由稀到浓逐级变换，水灰比控制在0.8:11:1；水玻璃浓度3540Be；水泥浆与水玻璃的体积比为1:0.6。具体的浆液配合比通过在注浆前及开始几个孔注浆时的现场试验确定。 注浆量及压力：注浆以加固土体，提高建筑物基础承载力为目的，同时也考虑到建筑物的安全，施工过程中加强监测，缓慢加大注浆压力，注浆压力一般控制在12Mpa；注浆量根据地层加固区需充填的地层孔隙数量及现场试验来确定；同时也应加强各方面的监测，以便指导注浆施工。 袖阀管注浆施工方法 现场准确放出孔位。采用XY-1型钻机成孔，钻孔直径110mm，孔深要求达到设计深度。采用清水或优质稀泥浆正循环钻进，如遇砂层成孔困难时，采用钠基膨润土泥浆护壁钻进。 下袖阀管、浇注套壳料及固管止浆a 钻机至设计深度后，先采用清水洗孔，当洗孔结束后立即将套壳料通过钻杆泵送至孔底，自下而上灌注套壳料至孔口溢出符合浓度要求的原浆液为止。b 依次下入按注浆段配备的袖阀花管和实管，下管时及时向管内加入清水，克服孔内浮力，顺畅下入孔底。c 套壳料采用粘土和水泥配制，配比范围为水泥：粘土=1：1.51:3.5，水灰比为1:11:2，浆液比重约为1.5，漏斗粘度2426s；实际施工时应通过多组室内及现场试验，选取最佳配比。由于施工工期紧，套壳料要求的凝固时间和强度增长速率，应在210d内灌浆。d 袖阀外花管采用内径53mm，外径63mm的聚氯乙烯塑料管，在管子注浆段上每隔3050cm钻一排（34个）孔眼，孔眼直径6mm。针对每排孔眼，在管子外面套上一段长10cm，厚1-2mm的紧贴橡皮箍并加以固定（见图4-7）。e 固管止浆：在袖阀管外花管与孔壁之间的环状间隙处下入注浆管，在距孔口上部1m孔段压入止浆固管料，直至孔口返出浓浆为止。止浆固管料采用速凝水泥浆，水灰比为0.45。可采用水玻璃或氯化钙作凝剂。 待凝：当套壳料和安装花管两道工序做完以后，要待凝一段时间才能灌浆。待凝时间控制在2-10d之间。图4-7 花管结构示意图 开环灌浆：灌浆的前期阶段，使用稀浆（或清水）加压开环。在加压过程中，一旦出现压力突降，进浆量剧增，表示已经“开环”。开环后即按设计配比开始正式注浆。采用双栓塞心管进行灌浆，灌浆自下而上分段进行，每排孔眼作为一个灌浆段，其段长为33-50cm。注浆采用425普硅水泥按水灰比0.4-0.45配制。注浆时按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐调整水灰比。开环压力和注浆压力根据现场试验确定。终灌标准：当地层中有了一定的注入浆量，压力1-1.5Mpa，吸浆量25L/min，稳定时间25 min。每孔注完浆后，用长30-50 m的塑料软管，下入袖阀管注浆孔内，泵入清水冲洗干净，以备复注。待检查孔抽检全部达标后，各孔均用水泥浆封孔，方可拆出设备结束注浆。 注浆施工技术措施 钻机开孔前应校正孔位对中和主轴铅直度，孔位偏差5cm，主轴铅直度偏差1%。 注浆外花管下放时须注意做好保护措施，轻提慢放，不得强压或上下窜动，以免引起花管破裂或橡皮箍脱落，造成注浆花管进浆失效。 一个孔段的灌浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断。如因机械故障被迫中断时，应排除故障尽快恢复灌浆。恢复灌浆时一般从稀浆开始，逐渐调整至稠浆。若估计中断时间较长，应及时把袖阀外花管内水泥浆用清水冲洗干净，以便下次注浆能继续进行。 为防止浆液窜孔，可采取跳孔注浆，间隔孔作为排水、排气孔。 若发生地面冒浆或旁孔窜浆时，可用棉线、木锲等塞紧漏浆处，并采用中断间歇注浆方法，每次注浆间歇时间为20-30min,直至达到设计要求为止。 当注浆孔出现大量吃浆不止，长时间灌不结束的情况时，应检查原因，若是地下管道流失，应先行处理后才能继续灌浆，若是因地层裂缝原因造成，可调整水灰比采用稠浆灌注，并采用中断间歇注浆方法，即“灌灌停停”若到此压力就发生冒浆或大量吃浆的，可在较低压力下结束。 注浆过程中应做好基底沉降监测，发现异常应及时调整注浆参数。5.5.2. 顶撑加固对变形超过警戒值的建筑物加密监测频率，根据监测结果和建（构）筑物变形情况决定是否对建（构）筑物采取顶撑加固措施。如果变形过大首先疏散楼房内的住户，确保人身安全。 顶撑加固根据现场条件和建筑物变形的情况，在一楼地面上铺设钢板，选择用门型支架或钢（木）支撑在选定的柱子周边对梁进行顶撑加固，分散地基承载，减轻不均匀沉降，控制建筑物变形。 施工时，先对沉降过大的柱子周边进行顶撑，在竖向支撑底部设千斤顶加力或用木楔楔紧，具体根据现场实际确定。 电源、电线、开关、插座、水源、运输设备等相应配齐，其它配置按常规及设备自身需要。材料准备齐备并集中堆放，经常检查，如发现不足，立即补充，确保材料供应及时；设备及相关管路、电路等应定期检查，确保设备运转正常。 加固注意事项 现场施工管理人员应每天关注施工监测情况，监测人员及时将监测结果报项目部相关领导。 如遇沉降较大时，项目部应立即组织应急小组到位。 建筑物应急保护时首先要考虑到楼内居民的安全。 应急处理过程中加密监测频率。 建（构）筑物应急保护时要考虑对周围建筑物影响，尽最大可能避免建筑物倒塌事故，以减少损失。 应急方案实施时，要统一指挥，有序进行。 应急物资、设备应在最短时间内到位。6. 劳动组织根据构筑物保护工程量配备相应劳动力，且应持有相应岗位的上岗证，上岗前经过安全教育，考核合格后方能上岗。7. 材料要求根据施工技术部门编制的材料设备计划，物资设备部门负责进场物资设备的检验，及时对采购中不合格品的处置等过程进行监控。8. 设备机具配置主要施工机具有钻机、汽车吊、装载机、水泵、交流弧电焊机、直螺纹套丝机、钢筋调直机等。9. 质量控制及检验9.1. 质量控制要点施工过程中，为保证建构筑物、地下构筑物及地下管线功能正常使用，应从以下几个方面加强质量管理：建(构)筑物质量控制要点： 首先要调查清楚建(构)筑物及其基础机构类型、建筑年代和现状。对重要的或现状较差的建(构)筑物必须采取第三方鉴定和评估。 若需进行预加固措施应对加固保护过程进行全过程监督、检查，确保施工质量。 加固前或施工前均要在建(构)筑物上设置必要的监测点，且按照要求进行监测，以指导施工。 加固完毕或施工完毕后，必须对建(构)筑物进行连续监测，直到变形和沉降稳定后方能终止监测。9.2. 地下管线保护质量控制要点： 改移前用地质雷达准确探测既有管线位置，并将管线走向和埋深做出准确标志； 改移时，按照设计图纸、行业规范并征得有关部门的同意后进行施工；改移、需恢复的管线位置、埋深通过准确探测，进行坐标定位，将其如实描绘在图纸上，并在原地做出明显、易找的标记，保证在管线恢复时提供准确资料和实地位置； 定期请驻地监理和当地相关部门对管线监测检查，加强对我们使用过程中的监控工作。10. 安全及环保要求10.1. 在施工过程中加强