盾构过广深铁路轨道群QC成果(终).doc

攻关型控制广深铁路轨道群沉降量广州盾建公司【天华】项目部QC小组二00六年三月目 录一、工程概况1二、QC小组简介2三、选定课题3四、现状调查及目标设定3五、过轨方案比选4六、原因分析及要因确认5七、对策表10八、按对策表实施11九、效果检查15十、巩固措施17十一、下一步计划17广州市轨道交通三号线【天河客运站站华师站盾构区间】盾构工程项目部 QC小组活动成果一、工程概况1、广深铁路轨道群与盾构隧道关系图1 隧道与铁路群平面关系图广州市轨道交通三号线天华盾构区间右、左线盾构隧道分别在里程YDK3+915支YDK3+956段和支ZDK3+918支ZDK3+951段斜穿广深铁路轨道群，跨度分别长约41米和33米，右线和左线分别在广深线里程K11+095、K11+105处穿过。广深铁路轨道共五股，隧道埋深仅11m。隧道与铁路群关系如图1、图2所示。广深铁路轨道群范围内自上而下地层岩性简述如下： 人工填土层（Q4ml）主要为素填土和杂填土，厚度约12m。松散、稍湿，在图表上的代号为“1”。 砂层（Q3）洪积-冲积砂层 制图人：吴秀国 制图日期：2005.12.3以粉细砂、中砂为主，含水，饱和，松散，零散分布，呈透镜状产出，代号为“3-2”，厚度约0.50m。图2 隧道与铁路群立面关系图 冲积洪积土层（Q3al+pl）由粘性土及粉土组成，可塑硬塑状，粘性强。粉土粘性较差，厚度约1.00m，在图表上代号为“4-1”。 残积土层（Qel）呈硬塑坚硬状的粉质粘土及呈中密密实状粘土，厚度约2.03.0m，制图人：吴秀国 制图日期：2005.12.3 在图表上代号为“5-2”。 岩石全风化带褐红色，岩石已风化成土柱状或土块体，较密实、坚硬、含少量砾石。此层在可挖性方面属土层。厚度约1.03.0m。在图表上代号为“6”。隧道洞身主要穿行在,地层中。2、铁路轨道群对地面的沉降要求（1）轨面沉降值不得超过6mm；（2）相邻两股钢轨水平高差不得超过6mm；（3）相邻两股钢轨三角坑不得超过5mm二、QC小组简介表1 QC小组简况表小组名称广州盾建公司【天华】项目部QC小组注册日期2005年12月课 题控制广深铁路轨道群沉降量课题类型攻关型活动日期2005年12月2006年3月注册号DJ-QC01-2005小 组 成 员姓名职 称职 务组内职务学历组内分工古力高级工程师项目经理副组长硕士总策划、实施张厚美高级工程师总工顾问博士方案实施指导曾伟华工程师项目副经理副组长本科现场策划、实施吴秀国助理工程师项目副总工组长本科现场策划、实施何文峰助理工程师值班经理组员本科现场方案实施韦海荣助理工程师值班经理组员本科现场方案实施罗垠助理工程师值班经理组员本科现场方案实施曾德文技术员盾构机操作手组员大专现场方案实施林塬和技术员盾构机操作手组员大专现场方案实施阳征源助理工程师盾构机操作手组员本科现场方案实施邝浩华高级工程师测量工程师组员本科实施成果检测沈赞助理工程师质安员组员本科现场方案实施张广森助理工程师质安员组员本科现场方案实施刘英城助理工程师质安员组员本科活动资料收集整理朱渊兴高级工程师顾问组员本科方案实施指导公司曾获荣誉2002年度全国工程建设优秀质量管理小组2003年度全国优秀质量管理小组制表人：刘英城 制表日期：2005.12.3表2 小组活动进程安排表2005年12月2006年1月2006年2月2006年3月选定课题现状调查目标设定措施制定措施实施效果检查活动总结备注计划线： 实施线：制表人：刘英城 制表日期：2006.3.15三、选定课题根据项目部工期安排，右线盾构机将在春运期间通过广深铁路群。如果广深铁路出现问题，将对广州市乃至广东省都会造成很大影响。如何确保盾构机顺利通过此轨道群，对项目部乃至公司来说都是一大难题：（1） 现行的地铁施工规范中对地面沉降要求一般是+10-30mm，但因为广深铁路属于国际高速轨道，对轨道沉降控制要求极高，仅6mm，而根据项目部前期施工对地面沉降控制结果来看，还难以完全满足轨道沉降控制要求；（2） 在该轨道群处的地铁隧道埋深较浅，仅11m，地质情况复杂，存在易受扰动的砂层，在盾构通过时很可能引起较大的地面沉降；（3） 项目部及公司都没有盾构通过轨道群的经验，也没有对铁路路基的沉降控制及监测的经验。因此，为了保证广深铁路安全的以及使今后若遇到类似情况的施工能够顺利地开展，项目部必须在盾构机通过该段的过程中攻关出一项安全可行的盾构机通过铁路轨道群的施工技术。四、现状调查及目标设定1、项目部以往施工中地面沉降情况项目部的盾构机操作手都具有丰富的盾构掘进施工经验，无论是上软下硬、孤石群或是硬岩段，都能顺利通过，但是在缺乏严格的地面沉降控制措施时，曾经在地面出现了较大的沉降(详见表3)。表3 地面较大沉降情况统计日 期 里 程地 面 状 况地面最大沉降(mm)2005年6月28日ZDK2+210华南农业大学第8教学楼-652005年10月11日ZDK3+295华南农业大学东一集16栋-422005年12月23日YDK3+765农业科学研究院3层建筑物-452006年2月8日YDK3+770空地-75制表人：刘英城 制表日期：2006.2.102、其他单位施工沉降控制调查项目部QC小组咨询了有关专家，并查询了北京、上海等地相关地铁盾构施工地面沉降控制资料，均觉得以现有技术及我司的施工经验，可以确保盾构机安全通过轨道群。工 程 名 称地面沉降控制规范要求值（mm）地 面 状 况地面实际最终沉降量（mm）北京地铁五号线17合同段东四站至灯市口站+10 -30东单建筑物、民宅0 -5北京地铁5号线18标雍和宫站至和平里北街站+10 -30地坛公园、古建筑物0 -2上海地铁一号线人民广场至新闸路站+10 -30南京路0 -0.6制表人：刘英城 制表日期：2006.2.103、活动目标设定广深铁路公司要求轨道轨面沉降差控制为6mm，项目部内部确定的沉降差警戒值为5mm。五、过轨方案比选正因为盾构过广深铁路的异常重要性，项目部从2004年就开始研究探索过轨方案，并多次组织业主、监理、设计、广深公司等相关单位共同讨论、优化方案。在盾构机到达轨道前，项目部共设计了多套过轨方案（措施）。方案一、在采取辅助措施的前提下，用矿山法隧道通过采取的辅助施工措施有两个备用方案 水平定向大管棚施工 在隧道上部采用108钢管进行管棚支护，管棚内置311.1预应力钢铰线。支护管棚的打设深度为2.06.0m，管棚长度约为66m76m。管棚轨迹为一端浅一端深的圆弧线。打设管数为每隧道顶端16根108钢管，管间距为600mm。 扣轨梁固定轨道 在隧道影响范围内的铁路轨道两边施工70根深约27m、直径1200mm的挖孔桩，再将纵向钢梁架于桩基上，而将扣轨梁安装在钢梁上，最后将轨道固定于扣轨梁上。方案二、盾构机采取土压平衡模式掘进并严格控制地面沉降快速通过盾构机穿越广深铁路前，选择合适地段进行试验掘进，摸索沉降规律，为穿越广深铁路提供指导。在穿越过程中，严格控制各项掘进参数，严格控制沉降量。两种方案比选 对于方案一，无论采取哪种辅助措施，都需要花费大量的时间、物资、人员等资源，在经济及社会效益方面均不可取。但如果采用方案二，其施工过程基本是按照正常掘进的模式来施工，不需要增加任何额外的成本，工期也比前一方案缩短很多，其施工重点就是控制好地面沉降。而在这方面，项目部及QC小组认为，只要各方面的管理措施落实到位，将轨面沉降控制在要求范围内是可以做的。所以，项目部最后选择了方案二，而将方案一做为备用方案。六、原因分析及要因确认1、原因分析19广州市盾建地下工程有限公司八、按对策表实施1、实施准备（1）、根据地质图显示，右线隧道在里程YDK3+840900处的地质情况、埋深情况与轨道群处的地质、埋深情况很相似，因此项目部技术质安室要求在该段隧道（即WHY572WHY612环）施工时进行掘进参数试验，以便探索出盾构机通过轨道群的最佳掘进参数。项目部于2006年1月20日到1月27日完成该试验段，本QC小组全程监控、跟踪掘进情况，从测量部门反馈的数据表明，地面沉降情况控制得很好。（2）、为了确保盾构安全、顺利穿越广深铁路轨道群，项目部要求施工过程必须做到“四个落实”，即：人员落实、责任落实、材料设备落实和技术措施落实，并且组织了多次会议来开展以上这些工作，详见下表：表5 过广深铁路群准备会日 期会 议 名 称主要参加人员2005年11月7日剩余工程施工动员会议项目部所有人员、监理、业主2006年2月5日右线试验段施工总结及过轨掘进参数优化讨论本QC小组成员2006年2月12日右线过广深铁路轨道群技术交底会议本QC小组成员2006年2月13日右线过广深铁路轨道群动员会议项目部所有人员2006年2月20日右线过广深铁路轨道群施工总结本QC小组成员制表人：刘英城 制表日期：2006.3.3（3）、项目部及公司对此次盾构机过广深轨道群都给予了高度重视，因此在盾构过轨期间实行了项目部领导24小时现场值班制度，若出现突发事件，能够立即在现场指导工作。2、对策实施（1）、实施一：调节掘进速度与出土速度，并且平缓调节，保证上部土压力稳定在0.150.18Mpa之间，同时控制出土量65 m3以下表6是对掘进过程中上部土压力的统计数据，从表中可以看出，除651、643环以外，其余各环的上部土压力绝大部分时间均稳定在0.150.18MPa内，并且出土量也基本控制在65 m3以下。实施结果满足事前对策要求。表6 624-654环土仓压力统计环号上部土压力在各区段的时间比例(MPa)上部土压力平均值（MPa）出土量（m3）机头里程0.206240.0%0.0%1.4%90.8%7.8%0.181 583919.186250.0%0.0%1.2%93.1%5.6%0.176 623920.686260.0%0.0%6.4%84.8%8.7%0.175 633922.186270.0%0.0%12.5%77.9%9.6%0.174 573923.686290.0%0.8%15.1%82.1%2.0%0.163 613925.186300.0%0.4%17.4%65.5%16.8%0.174 603926.686310.0%0.1%23.1%72.1%4.6%0.165 583928.186320.0%0.4%24.9%70.2%4.5%0.165 633929.686330.0%0.5%20.2%68.9%10.4%0.169 663931.186340.0%0.0%14.7%67.0%18.3%0.178 603932.686350.0%0.2%15.8%63.0%21.0%0.177 593934.186360.0%0.0%34.7%60.1%5.2%0.160 653935.686370.0%0.0%48.8%50.9%0.3%0.151 683937.186380.0%0.0%25.3%68.2%6.5%0.165 613938.686390.0%0.1%26.5%65.7%7.7%0.166 643940.186400.0%1.2%30.0%54.6%14.2%0.166 633941.686410.0%0.1%20.0%72.9%7.1%0.168 653943.186420.0%0.0%2.7%93.5%3.8%0.177 603944.6864312.0%22.6%20.3%41.0%4.2%0.128 713946.186440.0%0.0%16.4%58.0%25.6%0.180 623947.686450.0%5.3%9.8%81.5%3.4%0.167 633949.186460.0%0.0%7.9%89.9%2.2%0.173 623950.686470.0%0.0%1.6%81.3%17.2%0.182 603952.186480.0%0.0%3.7%77.8%18.4%0.182 613953.686490.0%0.0%8.3%73.0%18.7%0.183 623955.186500.0%0.3%3.4%65.3%31.1%0.189 573956.686510.0%0.0%0.4%31.8%67.8%0.207 613958.186520.0%0.0%5.1%66.1%28.8%0.186 633959.686530.0%0.0%1.3%68.3%30.4%0.189 613961.186540.0%0.0%0.0%80.7%19.3%0.186 603962.68制表人：刘英城 制表日期：2006.2.19（2）、实施二、更换前两道盾尾尾刷，重新涂抹盾尾油脂图4 盾尾管路和尾刷布置示意图制图人：吴秀国 制图日期：2006.1.25根据盾尾尾刷损坏严重这一状况，项目部安排机电部门从2006年2月1日开始更换前两道盾尾刷，并且对新尾刷认真涂抹盾尾密封油脂，该项工作于2006年2月8日完成。更换后，盾尾密封性能明显提高，盾尾漏浆得到控制。（3）、实施三、控制掘进速度在2040mm/min之间，注浆速度要与掘进速度同步。停机拼管片时若出现压力过低，也要补注浆。安排两个砂浆斗运送砂浆，以保证砂浆供应。图5 掘进操作照片表7是对掘进过程中掘进速度、盾尾同步注浆情况的统计数据，从表中可以看出，施工中掘进速度、注浆情况都基本符合技术交底要求。（4）、实施四、实施管片背后二次注浆针对部分监测点在盾构机通过后仍继续发生沉降的情况，项目部安排于2006年2月21日25日在WHY631、WHY634、WHY636环实施管片背后注浆。实施该措施后，地面监测点的累计沉降量明显减小。 制图人：刘英城 制图日期：2006.2.3（5）、实施五、开仓