盾构上穿既有线专项施工方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除目 录 第一章 编制说明31.1 编制依据31.2 编制范围3第二章 工程概况42.1 工程简介42.2左右线隧道与地铁1号线平面位置关系42.3 左右线隧道与地铁1号线剖面位置关系52.4左右线隧道上穿地铁1号线地质情况52.5上穿一号线段管线情况62.6上穿一号线段地面环境7第三章 施工重难点8第四章 施工方案104.1盾构到达前措施104.2掘进过程的控制措施154.3通过后的巩固措施20第五章 施工监测215.1 地面监控量测215.2洞内测量控制措施25第六章 施工总体计划276.1工期计划276.2劳动力计划276.3主要施工机械设备28第七章 安全质量保证措施29第八章 应急预案318.1 成立抢险救援领导小组318.2 抢险救援领导小组职权分工318.3 重大风险源应急措施32第九章 附件（盾构上穿1号线设计演算）35第一章 编制说明1.1 编制依据1.1车红区间隧道线路平纵断面图；1.2车公庙站红树湾站区间建筑物及联络通道加固施工图；1.3车公庙站至红树湾站区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告；1.4、深圳市地铁集团有限公司地铁运营安全保护区和建设规划控制区工程管理办法；1.5、本工程实施性施工组织设计；1.6现有的技术水平、管理水平和机械设备装备能力及施工经验。1.7设计、施工所涉及的规范、规程、标准以及有关行业法规和法令等。1.2 编制范围右线在K5+402.5K5+347.7段、左线在K5+355.9 K5+288.7段上穿正在运营中的深圳地铁1号线的影响范围。第二章 工程概况2.1 工程简介11号线车公庙站红树湾站区间东起车公庙站、西至红树湾站，线路沿深南大道和白石路布设，我部施工的【始发井车公庙】区间左线长3413.086m，右线长3458.27m，区间总长度为6871.356m，区间附属工程包括1个区间中间风井、7个联络通道，8个洞门。2.2左右线隧道与地铁1号线平面位置关系11号线车红区间左线隧道在里程K5+363 K5+280上穿1号线竹侨区间，穿越长度约83m；右线隧道里程K5+408K5+340上穿竹侨区间，上穿长度约68m。11号线与正在运营的1号线隧道平面位置关系详见图2-2。图2-2 左右线隧道与地铁1号线平面位置关系2.3 左右线隧道与地铁1号线剖面位置关系1号线竹子林站侨城东站区间在上穿地段为矿山法施工，断面尺寸为6.2m*6.605m，初支厚度0.25m，二衬厚度0.3m，结构顶埋深约16m。11号线车红区间主要采用6980mm的土压平衡盾构机施工，衬砌管片外径6700mm内径6000mm。11号线与1号线左线隧道最小净距仅为1500mm,11号线盾构开挖时实际净距只有1486mm。具体位置关系见图2-3。图2-3 左、右线隧道与地铁1号线竹侨区间剖面位置关系2.4左右线隧道上穿地铁1号线地质情况图2-4 左、右线隧道与地铁1号线竹侨区间地质剖面示意图11号线上穿既有隧道段各地层地质情况如下：表2-1 11号线上穿1号线既有隧道段地质情况序号位置主要地层备注1上穿1号线竹侨区间段右线0-1.8m为素填土；1.8-7m为坡积土；7-17.5m为残积土(洞身范围)；17.5-21m为为全风化粗粒花岗岩(洞身底部一部分)2上穿1号线竹侨区间段左线0-1.5m为素填土；1.5-7.4m为坡积土；7.4-18m为残积土(洞身范围)；18-22m为为全风化粗粒花岗岩。2.5上穿一号线段管线情况图2-5 上穿1号线竹侨区间主要管线示意图上穿1号线竹侨区间段主要管线为：1根（400/3.8/砼）污水管道；3根（1000/0.9/砼、600/1.5/砼、50/0.2/钢）给水管道东西横跨加固区，均采取了就地保护的措施。2.6上穿一号线段地面环境上穿地铁1号线段处于深南大道南侧树林，地面有既有一号线风亭一处位于左右线路中间处，无其它建（构）筑物。第三章 施工重难点3.1穿越距离太近，夹层土体稳定性差穿越区段盾构区间顶板与地铁一号线底板最小距离仅为1.5m，且夹层覆土为2-1强风化粗粒花岗岩，裂隙极发育，遇水浸泡极易软化、崩解，11号线区间隧道拱部又位于砾砂层中，最小覆土深度约10m，盾构掘进过程中土仓压力容易损失，从而引起地面塌陷；在盾构穿越既有线路前要考虑地层的稳定性、盾构机自身荷载和1号线机车运营过程中产生的动力荷载等一系列制约因素，避免较大的扰动是盾构掘进过程中需要考虑、解决的重点和难点。3.2穿越段部分土体为粘性土，碴土改良是控制的重点上穿时掌子面部分地层为粘土地层，掘进过程中容易出现诸如堵仓，糊刀盘、刀具异常损坏等诸多问题，造成施工无法正常进行。掘进过程中控制好掘进参数、做好碴土改良是控制的重点。3.3由于1号线正在运营，对盾构掘进时产生的地表沉降等要求极高，合理的控制好掘进参数是控制的重点。盾构掘进时，采用的是半自动化及自动化控制模式，但自动化控制系统的数据反馈修正有时间上的滞后性，实际土压力的控制必然与理论设定值存在一定的偏差。故盾构机的参数控制必须要有超前性，要合理的选择盾构机掘进参数，避免推力过大、出土量过多等对地表隆沉产生不良后果，极大影响工程质量。3.4拼装管片时，前仓的土压力波动对地表也有较大影响，也是控制的一个重点。实际施工表明，在拼装管片的过程中，盾构机有微量的后退，且由于采用的土压平衡方式掘进，土仓中的气压也会由于停机而损耗，前仓土压力变小：根据统计，拼装管片前后的土压力变化值约为0.1 Mpa，因此，在穿越施工时，拼装管片前停机时，土仓保留压力要比掘进时适当提高0.10.2mpa，避免由于停机而造成泄压引起地表沉降，同时也要保证盾构机的保压系统可以正常使用。3.5盾构曲线穿越施工，增加了对土体的扰动，控制好掘进姿态是施工的重点。11号线上穿1号线时为800m的曲线段转弯半径上（上下坡交点）施工，盾构推进时盾构姿态的改变对周围的影响很大。在推进时由于各种不确定因素，盾构轴线产生偏差，而盾构在曲线推进、纠偏、抬头或磕头时，实际开挖断面是椭圆形，盾构轴线与隧道轴线偏角越大，对土体扰动也越大。同时由于姿态的调整势必造成对土体的超挖，引起地层的损失。3.6上穿1号线竹侨区间部位，在1号线施工时发生过塌方事故，摸清塌方段回填范围及施工时的状况也是穿越期间技术准备工作的重点。地铁1号线竹侨区间采用的是矿山法施工，开挖时发生过塌方，后及时用砼进行了回填，探清砼回填范围和盾构机开挖断面的地质情况，是前期技术准备工作的重点；矿山法隧道在初支施工时打设了斜向锚杆，锚杆长度距离盾构隧道开挖的实际距离也需要进行调查和落实，以免误入隧道，损坏刀具，导致盾构机无法向前掘进。第四章 施工方案在盾构到达前对穿越段的地层进行地表提前加固、对既有线轨道进行紧固，并进行监测布点，收集初始值；穿越中通过优化参数和加强监测等手段控制好施工参数；通过后根据监测数据和巩固注浆的措施保证后期的稳定，通过三个阶段的施工，从根本上保证盾构穿越既有1号线的施工安全。4.1盾构到达前措施4.1.1技术准备完成上穿段的环境调查在施工前，完成上穿区域段的放样工作，并撒白灰将11号线隧道中线、隧道轮廓线和影响边界线进行地面标识；联系运营公司对既有1号线洞内受影响范围进行洞内标识；联系监理单位对上穿区域段的地面、地表的相关设备、建构（筑）物、管线等进行联合调查，并完成相关备案工作。对上穿段地层进行注浆加固结合场地条件，拟对隧道重叠部位的地层采用袖阀管注浆，通过改善土体密实度，以降低盾构浅埋段冒顶的施工风险，提高加固范围内地层的抗渗能力和承载能力，以确保施工安全顺利进行。同时有利于降低盾构掘进时对既有隧道产生的附加应力。（1）注浆加固范围注浆加固区为11号线隧道边线外放3m；施工围挡线为加固范围外放1m，场地围挡面积2256m2，加固面积1542m2,加固深度为11号线隧道顶以上3m至隧道底以下3m位置，袖阀管注浆钻孔深约21.8m，由于11号线和既有1号线间距只有1.5m左右，故注浆时1号线隧道范围正上方要避开，同时现场要有经验丰富的技术人员和管理人员对每个钻孔的深度进行复核，以保证既有线隧道的安全。加固范围如图4-1、图4-2所示：图4-1 上穿1号线竹侨区间加固范围平面示意图图4-2 上穿1号线竹侨区间加固范围剖面示意图（2）注浆材料注浆材料主要是根据各地层地质条件及注浆目的来进行选择，针对注浆区域地层特点，结合以往工程经验，本工程注浆材料选择普通硅酸盐水泥PO42.5R。 （3）注浆设备：水泥搅拌机、BW150泵。（4）注浆参数A、 注浆孔距 袖阀管布孔间距为2m*2m,梅花型布置。B、浆液水灰比 水 ：水泥 0.75 ：11 ：1 C、注浆压力0.51.0Mpa D、终灌标准终灌控制标准采用注浆压力和注浆量相结合的双重控制标准。单孔注浆要求少量多次、反复灌浆；每段注浆都正常进行，注浆压达到设计终压1.0Mpa并继续注浆10min以上，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。E、注浆速度注浆速度宜为2070L/min。F、分段注浆分段注浆间距宜为0.61.0m。（垂直方向）（5）袖阀管注浆施工工艺流程 放样定位场地平整钻机就位调整对中开钻控制垂直度成孔下套壳料安设袖阀管套壳料养护配置浆液注浆场地平整拔管、封孔 图4-3 袖阀管注浆工艺流程 图4-4 袖阀管注浆示意图（6）袖阀管注浆施工方法 A、定位施工前进行场地围蔽及平整，用经纬仪或全站仪，测放出各施工区的注浆孔位，并用打木桩或钢筋的方式作标记，并详细编号，钻机就位时通过垂球定点，确保定位准确。 同时由于11号线和1号线的隧道净距只有1.5m，故测量定位放样时要将1号线隧道正上方的位置，测算准确进行标识。B、成孔 成孔采用XY2PC 型地质钻机，钻孔直径为60mm，结合现场实际情况，在成孔过程中，施工人员随时注意孔内返浆的变化，调整施工工艺，确保成孔顺利进行。成孔深度一般要求比设计深度深2030cm。1号线隧道的正上方范围内成孔过程中，钻孔深度以1号线隧道顶部0.5m为控制点。如钻进过程中出现塌孔，可采用泥浆循环护壁成孔。钻孔时要保证转速均匀，钻杆提升和下放应保持垂直，以免扩孔，钻进程中要做好记录，为注浆作业提供参考数据。 C、清孔 连接注浆管，用注浆泵向孔内泵送大量清水，将孔内的泥浆和沉渣冲出孔外，直至孔口返出清水。D、 浇注套壳料 在成孔及清孔完成后，向钻孔内浇注套壳料，套壳料利用钻机钻杆进行灌注，用来防止袖阀注浆管在注浆过程中变形、变位或损坏，并能保证水泥浆通过。套壳料要求收缩性小，脆性较高，粘度较低，析水率较小，稳定性高，早期强度高。套壳料配制采用粘性土、水泥主要材料配制，为了提高套壳料的脆性，可掺入细砂或粉煤灰等。套壳料配合比为（重量比）水泥:粘土:水1:1.5:1.88。 套壳料用量（m3）1.3(检测孔半径2袖阀管半径2)注浆段高度。套壳料浇注方法：通过钻杆下到孔底或导管下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆或导管注入孔内即注浆段。 E、下袖阀管 待浇注完套壳料后，按要求注浆段下花管，空段下实管，地面预留高度（0.20.3m）（花管为注浆管，实管为隔离输浆管）。并在管内充满清水，可克服浮力，检查密封性。下管时尽量使袖阀管垂直居于孔中心，花管连接牢固，袖阀管下底端要套好锥形堵头，上顶端要戴上保护帽。F、固管止浆 浆液配合比为水:水泥1：0.75，在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入1/2钢管至套壳料面，从1/2钢管中注入配置好的浆液直至孔口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。G、注浆 待套壳料具有一定强度后，将带双塞的注浆钢管从袖阀管中下到孔底注浆位置，自下而上分段注浆，每段注浆长度成为注浆步距。注浆压力为0.20.5MPa，终灌标准为：稳压时间20 分钟，压力为0.5MPa，浆注入量小于2 升，即可终止。开口钢管长度为注浆步距长度。注浆步距一般选取0.6-1m，这样可以有效地减少地层不均一性对注浆效果的影响。对于砂层，注浆步距宜采用低值；对卵石或破碎岩层，注浆步距宜采用高值。注浆过程中，每段注浆完成后，向上或向下移动一个步距的芯管长度。宜采用提升设备移动，或人工采用2个管钳对称夹住芯管，两侧同时均匀用力，将芯管移动。每完成3-4m注浆长度，要拆掉一节注浆芯管。注浆结束后，在注浆管上口盖上闷盖，以便于复注施工。注浆过程要做好注浆的施工记录，记录好孔号及其注浆的起止时间、注浆量、注浆压力等情况。注浆工作应遵循：注浆间隔分层、慢速静压并一孔多注，从而满足加固土体的要求。（7）上穿1号线段注浆加固后效果分析根据设计方案计算上穿1号线竹侨区间隧道施工完成后地铁1号线的沉降、水平位移、最大主应力，经过分析按照目前设计的加固方案处理完毕后，既有地铁1号线隧道的最大竖向位移和水平位移分别为10.7mm、4.29mm，处于允许范围之内，管片的组合应力较小，小于材料的极限承载能力，满足安全要求。对既有隧道采取的控制措施（1）对既有线要求：a、既有结构裂缝不贯通，且宽度0.2mm。b、既有结构掉块深度10mm，管片掉角长度30mm，并不得漏筋。c、既有线运营时速15km/h。d、如有可能对洞内进行临时支托保护（由于地铁运营隧道上方和侧面全部为高压电缆，恐无法进行临时支托防护，同时不利于地铁运行）。（2）对既有隧道的提前处理：a、对受影响地段进行全面整修，轨道扣件拧紧，轨距、水平调正。b、受影响地段每隔3对短轨枕设置一根绝缘轨距拉杆。c、受影响地段钢轨内侧安装防脱护轨。d、受影响地段设置警示标志。e、采用调高垫板调整轨面标高。（3）监测指标：根据相关规范及设计要求，本项目变形监测控制指标如表4-1所示：表4-1 变形监测控制指标一览表序号监测项目预警值（黄色）报警值（橙色）控制值（红色）1结构绝对变形量6.0mm8.0mm10.0mm2差异变形2.4mm/10m3.2mm/10m4.0mm/10m说明：控制值可按照每个项目的设计要求和既有线的具体状况调整依据深圳市城市轨道交通安全保护区施工管理办法2011版，当实际变形值达到最大允许变形值的60%时，须向有关单位发出黄色预警；当达到最大变形允许值的80%时，应发出橙色报警；当超过最大变形允许值时，应发出红色报警。且当首次报警后，若测点以较大的速率继续下沉变形，应视情况继续报警。4.1.2设备管理在盾构机到达4#联络通道加固区时开仓对刀具进行检查、更换，为上穿1号线竹侨区间提前做好刀具准备工作。并在穿越前对盾构机及后配套设备进行一次全面、细致的检修。重点对盾构机的螺旋机系统、碴土改良系统、同步注浆系统、二次注浆设备、控制电路及液压系统、龙门吊刹车系统、行走系统、电瓶车刹车及电路进行检修，对于损坏的部件立即更换，对存在故障隐患的部位及时排除，各润滑部位及时加注润滑脂或润滑油。特别是对注浆管路进行清洗疏通，避免输送管在盾构穿越车辆段路时堵塞，导致浆液供应中断，从而造成盾构机停机。检修前制定详细的设备检修计划，由机械总工牵头，安排经验丰富的机修人员对设备进行彻底的检修，将检修任务落实到个人，确保盾构穿越1号线竹侨区间前所有设备均处在最佳的工作状态，24小时连续推进。4.2掘进过程的控制措施盾构施工对周边土层影响程度受控因素较多，主要为土仓压力、推进速度、总推力、出土量、刀盘转速、注浆量和注浆压力等施工参数的影响，因此要针对优化施工参数选择主要施工措施遵循连续掘进、顺利通过的原则、选用熟练操作手、动态优化调整主要掘进参数（如土舱压力、推进速度、刀盘转速和推力等）、优化外加剂配比，改良碴土、控制出土量、做好壁后同步注浆和二次注浆。4.2.1技术控制 对前期掘进情况进行分析总结，掌握本标段地层特点，对盾构施工的适应性作出合理判断，从而为穿越施工提供借鉴，选择符合施工情况的掘进模式。通过控制出碴量（必要时使螺旋输送机回吐碴土），加气保压使土仓内压力值的保持恒定，尽量将其波动制控制在最小的范围内，以确保开挖面的稳定。其中需严格控制出土量，避免碴土的少出、多出为重中之重。加强碴土改良，适当增加泡沫及水的用量避免堵仓、糊刀盘现象的发生。控制掘进速度。盾构上穿时，需严格控制掘进速度，避免出现速度的较大波动，因为速度过快易造成土压增大，注浆欠饱满等一系列问题；速度过慢则延长了对地层的扰动时间。因此掘进时需选择适宜的速度，保证在上穿时匀速的通过地铁一号线，把对地层的扰动降至最小。 对盾构掘进进行严格线形控制和姿态控制，姿态调整不宜过大、过频，减少纠偏，特别是较大纠偏，避免对土体的超挖和扰动。确保同步注浆质量和数量。注浆措施主要作用为防止地层变形、提高结构的抗渗性、改善结构受力情况(在不均衡地层中)等，施工时应选用设定合理的注浆量和注浆压力，确保管片围岩间隙及时充填密实，基于对地面及1号线的保护，防止较大沉降的发生，注浆量应适当的加大。4.2.2参数控制土仓压力值P的选定根据计算得出合理的上部土压值，以土压平衡模式掘进，具体施工时，根据盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果进行调。因该段地表条件较好，为减少盾构施工对既有线的影响，土仓压力值按计算值的下限控制。出碴量的控制盾构隧道每环理论出碴量（实方）=R2L=3.143.4921.5=57.4m3；其中：R盾构机刀盘半径 L每循环掘进距离根据碴土的松散情况，松散系数取1.51.8，故出碴量控制86 m3/环103 m3/环。实际每环出碴量控制根据监控量测数据和经验来控制。推进速度掘进速度及推力的选定以保持土仓压力为目的，根据施工的实际情况确定并调整掘进速度及推力。盾构掘进速度为3040mm/min。盾构轴线及地面沉降控制推进过程中，盾构垂直向趋势保持在宜保持在+3mm，以防盾构机下沉。将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核，及时调整。根据值班工程师指令设定盾构推进参数，推进与衬砌外注浆同步进行。不断完善施工工艺，严格控制施工后地表最大变形量。碴土改良剂泡沫剂用量根据地质情况以及排出的碴土的状况进行适当的调整。同步注浆盾构施工引起的地层损失和盾构隧洞周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结以及地下水的渗透，是导致地表沉降的重要原因。尤其是重叠段，为了减少和防止沉降，在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾尾的管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙，支撑管片周围岩体；凝结的浆液将作为盾构施工隧道的第一道防水屏障，增强隧道的防水能力；为管片提供早期的稳定并使管片与周围岩体一体化，有利于盾构掘进方向的控制，并能确保盾构隧道的最终稳定。必要时要注双液浆进一步加快管片填充物的固结时间，尽快稳定地层，减少扰动与下沉量。（1）注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料，该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。水泥采用P0.42.5，以提高注浆结石体的耐腐蚀性，使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内，减弱地下水对管片的腐蚀。（2）浆液配比及主要物理力学指标根据经验，同步注浆拟采用下表所示的配合比。在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定最合理的配合比。拟定同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标：表4-2 同步注浆配比表（根据现场实际情况适当调整）水泥（kg）膨润土（kg）砂（kg）水（kg）外加剂2501401200401需要根据试验加入a、胶凝时间：一般为6h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间。b、固结体强度：一天不小于0.5MPa，28天不小于5.4MPa。c、浆液结石率：95%，即固结收缩率5%，浆液稠度：85cmd、浆液稳定性：倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。（3）注浆方法和工艺同步注浆通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，采用双泵六管路对称同时注浆（4）设备配置搅拌站：自行设计建造的砂浆搅拌站一座，采用JS500搅拌机。同步注浆系统：配备柱塞泵泵3个，注浆能力310 m/h，6套注浆管路。运输系统：8m砂浆罐车，带有自搅拌功能和砂浆输送泵。（5）注浆量根据盾构法隧道施工规范要求和我单位盾构施工的经验，注浆量取环形间隙理论体积的1.32.5倍，并通过监测情况来调节。注浆量可用下式进行计算：Q=V式中：注浆率（取1.32.5，曲线地段及砂性地层段取较大值，其它地段根据实际情况选定）V盾尾建筑空隙（m3）V=（6.982-6.72）41.5=4.51m3；则：Q=5.8611.28 m3/环；根据设计勘察地层情况、环境条件及施工地表沉降状态注浆率平均值取1.5，故每环管片壁后实际同步注浆量为平均6.8m3左右。 根据此段地质条件和埋深，注浆量按照以每环不低于7m3的标准进行控制。（6）注浆压力通常同步注浆压力一般为1.11.2倍的静止土压力，同步注浆控制在0.250.4Mpa，二次注浆压力为0.30.6Mpa。4.2.3管片拼装（1）上穿1号线期间采用针对此埋深而制作的特殊配筋管片，同时管片的邻接块和标准块都预留有2个注浆孔。（2）管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一循环掘进限值，确保有合适的盾尾间隙，以防盾尾接触并挤压管片，造成管片破损。（3）管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推插入。（4）管片安装完后应及时进行连接螺栓紧固；螺栓性能等级为8.8S，型号M30，拧固扭矩为536NM【拧固扭矩TC=0.13*施工预拉力PC*螺杆直径D；PC取275】。（5）在管片环脱离盾尾后（掘进1m左右）要对管片连接螺栓进行二次紧固。表4-3 盾构上穿1号线参数控制标准序号名称控制标准控制措施备注1土仓压力1.01.1严格控制土压波动，波动范围0.1bar根据埋深时时调整埋深910m2出碴量95m3掘进过程中按5车留100mm控制，保证出碴量在86m3103m3理论量57m33推进速度2040mm/min保证匀速通过4注浆量7m3注浆量和注浆压力双重控制，压力控制在0.250.4Mpa理论量4.5m3备注：各项施工参数的控制严格按照项目盾构施工掘进报警和汇报制度管理办法（暂行）的相关要求执行。4.2.4二次补强注浆二次补强注浆一般在管片与围岩间的空隙充填密实性差，致使隧洞变形得不到有效控制或管片衬砌出现渗漏的情况下实施。同时，地表如果出现过大沉陷时可通过二次注浆进行抬升和补强。施工时采用隧道监测信息反馈，结合洞内超声波探测管片衬砌背后有无空洞的方法，综合判断是否需要进行二次注浆。上穿段前后10环范围内必须对管片背后注双液浆，使隧道周围土体快速达到强度，并起到止水效果。注浆材料、浆液配比及性能指数二次注浆采用单液浆或双液浆。当地下水特别丰富时，需要对地下水封堵。同时为了及早建立起浆液的高粘度，以便在浆液向空隙中充填的同时将地下水疏干（将地下水压入地层深处），获得最佳充填效果，这时需要采用双液浆，将浆液的胶凝时间调整至1min左右。双液浆的初步配比见表4-4。表4-4 双液浆浆液配比表浆液名称水玻璃水灰比稳定剂减水剂A、B液混合体积比双液浆35Be0.81.02%6%01.5%1：11:0.3注浆设备补强注浆采用盾构机自带的双液注浆泵。二次补强注浆注浆管及孔口管自制，其加工应具有与管片吊装孔的配套能力，能够实现快速接卸以及密封不漏浆的功能，并配备泄浆阀。（3）注浆主要技术参数注浆压力二次注浆压力控制在为0.30.6Mpa。注浆量根据本工程的地质及线路情况，注浆量一般为理论注浆量的1.31.8倍，并通过监测情况来调节。二次补强注浆量根据地质情况及注浆记录情况，分析注浆效果，结合监测情况，由注浆压力控制。注浆结束标准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或注浆量达到计算空隙量的150%以上时，即可认为达到了质量要求。4.2.5信息化施工穿越过程中根据实际需要可以进行24小时不间断的跟踪监测。跟踪监测时，现场监测人员和中央控制室值班人员通过对讲机进行及时联系，值班人员对地面监测数据进行综合分析，得出结论及时通过电话传达给盾构工作面，指导盾构施工参数的设定，然后通过地面变形量的监测进行效果的检验，从而反复循环、验证、完善，保证施工过程安全。信息交流流程为： 手机 内线电话现场监测人员 现场值班人员 盾构操作人员 手机 内线电话每天的施工监测信息由监测单位定时向监理、施工单位和运营公司进行通报；若发现有监测值达到预警或报警值时按照应急报警机制进行上报，并立即启动应急预案。4.3通过后的巩固措施在穿越结束后，对结束里程连续10环的管片进行二次注浆封堵；同时需要继续对穿越段进行监测，并根据监测数据分析地表变化情况，必要时进行多次浆液补注的措施，从根本上保证上穿段的安全、稳定。第五章 施工监测5.1 地面监控量测5.1.1监测目的及内容监测目的了解盾构隧道施工中地表隆陷情况及其规律性。了解施工过程中不同深度地层的沉降和水平移位情况。了解施工过程中地下水位的变化情况。了解管片的变形情况。指导现场施工，保障施工的正常进行。监测内容地面沉降、隆陷变形机理a.开挖时的土、水压力不均衡：由于盾构机推进量与排土量不等，使开挖面土压力、水压力与压力仓的压力产生不均衡，导致开挖面失去平衡状态，从而发生地基变形。当土压力+水压力压力仓的压力时，地基隆起；反之下沉。b.盾构推进时对围岩的扰动：盾构的壳体与围岩摩檫和围岩的扰动，特别是蛇行修正和曲线推进时进行的超挖，是会产生围岩松动引起地基下沉或隆起的。c.盾尾（建筑空间）的发生和壁后注浆不充分，使受盾壳支承的围岩朝着盾尾空隙变形（应力释放引起的弹性变形）而产生地基下沉。粘性土地基中的壁后注浆压力过大将引起地基隆起。d.管片螺栓紧固不足，衬砌变形、变位。e.地下水位下降，地基的有效应力增加引起的固结沉降。由上述可知，盾构施工引起地表变形主要可分为五种类型，各种类型沉降、隆陷产生的原因与机理见下表。表5-1 盾构施工引起变形的原因与机理沉降、隆陷类型主要原因应力扰动变形机理先期沉降地下水位降低孔隙水压力减少，围岩有效应力增加压缩和压密、下沉盾构开挖面沉降或隆起工作面处施加压：过多隆起 ，过小沉降围岩应力释放、扰动负荷土压力弹塑性变形盾构通过时沉降施工扰动，盾构与围岩（土体）间剪切动，出碴扰动压缩盾尾空隙引起的沉降围岩（土体）失去支撑，管片背后注浆不及时应力释放弹塑性变形后续沉降结构变形、地层扰动、空隙水压下降等土体固结压缩和蠕变下沉地层受扰动而引起应力变化是产生位移的主要原因地面沉降监测按变形测量规程中测站高差中误差0.5mm的精度要求，采用精密水准仪、铟钢尺由高程监测网的控制水准点按国家二等水准测量的技术要求对监测点进行逐点量测。地面布设高程监测控制网，按至少三个固定点作为基准点且基点保证不在施工影响范围之内。根据基准点，测定工作点和观测点。据监测点的高程变化值，通过数据处理分析，计算实际沉降值，并分析产生的原因，确保隧道施工的安全状况。盾构上穿1号线是监测的重要阶段，并其隧道埋深相对较小，因此地层变形相对会较大，应对以上各项监测内容进行严密监测。5.1.2测点布置原则按监测方案在现场布设测点，当实际地形不允许时，在靠近设计测点位置设置测点，以能达到监测目的为原则。为验证设计参数而设的测点布置在设计最不利位置和断面，为指导施工而设的测点布置在相同工况下最先施工部位，其目的是为了及时反馈信息，以指导施工和修改设计。地表变形测点的布置既要考虑反映对象的变形特征，又要便于采用仪器进行监测，还要有利于测点的保护。测点布置应于盾构掘进通过前完成，以便及时反馈信息。测点在施工过程中一旦被破坏，应及时在原来位置或在尽量靠近原来的位置补设测点，以保证监测资料的连续性。5.1.3测点布置在不受地铁施工影响相对稳定的位置，埋设至少3个地面基点。基点采用钢筋砼深埋作为水准点，埋设深度应大于1m，以粗螺纹钢埋设，并用混凝土浇灌。监测点采用在地表挖30cm50cm桩坑浇入混凝土，混凝土内插入专用不锈钢沉降测头，其测头为半球形，测头露出混凝土约2cm至3cm。 根据测点布设原则及地面地质情况，地面测点项突出地面4mm，进行各项监测。并于线路中线上每隔5m设置三个沉降观测点。测点在布设时应破除场地地面砼（破除时应注意场地内地下管线的保护），测点应布置在土层中，以使监测数据能正确反应施工情况。图5-2 地面监测布点图5.1.4沉降监测的精度设计测量精度在施工期间，地表的沉降、隆起观测等，都要严格按照国家二等测量规范(GB12897)的精度进行。其余量测项目参照国家相关规范确定量测精度。各项监测项目精度见下表：表5-2 监测精度表监测项目精度地面沉降监测精度1.0mm土体分层沉降监测精度1.0mm量测频率各项监测项目在施工前测得稳定的初始值，并且不少于两次，各项监测工作频率见下表：表5-3 监测项目技术及频率要求监测项目监测仪器测点布置监测频率监测项目地表隆起、沉降精密水准仪视地质条件和周边情况确定，在监测断面和隧道中线布置开挖面距量测断面前后2D开挖面距量测断面前后5D隧道三维精密水准仪全站仪收敛计每20m设一断面12次/d1次/2d1次/周注：D隧道开挖宽度当各监测项目变化值达到控制值的70%，视为警戒值，立即通知设计、监理，共同研究，查明原因，及时采取有效措施。监测控制值和预警值地面隆陷监测控制标准：地表允许隆陷值为+10/-30mm；监测数据的处理及分析评价处理监测数据并进行数据分析，以数值和图形图表等多种形式描述各项监测项目的变化趋势。根据各个量测项目采集的数据，进行数据处理，并运用反分析的方法，利用计算机对量测数据进行解析分析，得出设计、施工的合理性和问题点，提供作为变更设计和施工方法的依据。根据监测数据分析结果进行下列分析，提供作为变更设计和施工方法的依据，实现监测的根本目的。 随时把握施工的安全性，提供解析结果及评价周报、月报。 对解析结果进行理论分析。 根据监测数据分析结果，确认、评价地下水位变化对施工的影响； 根据监测数据分析结果，确认、评价施工方法的合理性，探讨优化施工方法。根据监测数据分析结果，提供完整的监测结果分析报告书，总结评价该始发区段的设计、施工合理性、经济性，以资以后类似工程在规划、设计及施工阶段参考。5.1.5监测组织机构图5-2 监测组织机构图5.2洞内测量控制措施盾构掘进重要的是要正确控制盾构机的形态、位置，使其严格按照设计的线路向前掘进。掘进时必须严格控制：测量盾构机位置（相对于线路盾构机的位置）；测量盾构机的形态（相对于倾斜角，上下偏移和左右偏向盾构机的位置）。盾构机相对于设计线路的位置利用经纬仪，激光定位仪和自动水平尺测量，而盾构机的形态则用测锤，倾斜仪（倾角计，偏向计）水平尺，回转罗盘等检查。5.2.1盾构机形态的控制测量在盾构掘进过程中，盾构机的形态控制测量采取如下方法：测量方法示意见下图盾构掘进控制测量示意图。图5-3 盾构掘进控制测量示意图根据隧道内布设的导线点，选定平面坐标参考点（C、D点），然后在D点上架设激光经纬仪。架在参考点上的激光经纬仪将向盾构机上确定的两个目标点（A和B）投射激光束，从而得到角度值1、2和距离L1、L2。然后根据C、D点的坐标可推算出A和B两点的坐标。这种测量能准确测出盾构机的位置误差和偏向误差。5.2.2管片安装测量 为了按照设计线路正确安装管片，参考机器的位置明确管片的位置，利用这种控制方法在机器右边/左边/顶部/底部测量千斤顶冲程和盾尾限界的差异（见图5-4管片安装测量示意图中的X和L），在当班施工过程中可得到准确的结果。图5-4 管片安装测量示意图 必须时时刻刻严格按照监控量测的数据结果来及时指导盾构操作的姿态及各种参数选择，确保盾构通过时沉降最小，尽量不扰动土体，注浆饱满、及时，匀速通过。一旦发现监测数据异常或有增大趋势，必须立即停机，重新调整方案和掘进参数，待恢复正常状态。第六章 施工总体计划6.1工期计划按照目前的盾构掘进速度，结合线路的实际情况，左线盾构最先到达上穿1号线段的时间为2014年01月20日。盾构机到达前一个月需要完成整个加固施工，加固工期为90天，故上穿1号线段加固的最迟启动时间为2013年10月20日。考虑到各种不稳定、不利因素的制约，该段加固施工需要提前启动，以有效保证盾构机通过时的施工安全。6-1 施工进度形象计划表项目名称20406080100施工准备（3天）钻孔、下套壳料（15天）安设袖阀管（15天）注浆（55天）场地平整、退场（2天）6.2劳动力计划劳动力具体分工如表6-1所示。表中为每班组人员配置，施工采用2班制。6-2 劳动力组织表序号岗位人数（每班）职责备注1副经理1负责整个加固施工的生产协调2作业队长1做好施工管理工作，负责劳动力安排3机修工2负责排除机械故障和管路的清洗4电工1负责施工用电安全5钻工6负责钻孔的操作及注浆施工记录6制浆6负责浆液的配置7值班工程师2负责现场技术指导和管理武兵锋魏涛涛合计206.3主要施工机械设备钻孔施工采用XY-50地质钻机引孔。主要施工机械设备如表6-3所示。6-3 主要机械设备配套表 序号设备名称规格型号单位数量1地质钻机XY-100台22全液压冲击钻机HD-90台23搅浆机300立升台24注浆泵HB-80台25水、泵BW-150台2第七章 安全质量保证措施在穿越前必须做好思想、组织、技术、机械、物资等各项准备工作，确保盾构安全、顺利通过该段。（1）对该地段分阶段实施，先加固后通过。（2）进一步对重叠段地质进行勘探，采用钻探等手段，确定有无孤石、风化球等不良地质，确保盾构机能平稳顺利的通过。（3）盾构机选择性能可靠、适应性强的盾构刀盘配置，提前做好盾构的检修保养，更换磨损的道具，保持各项辅材注入通道和同步注浆系统完好畅通，保证盾构机性能高高效良好，避免穿越是的一场停机；严格控制各个环节，尤其是土仓压力、出土量和同步注浆量的控制；及时采用双液浆。（4）对于既有1号线隧道，如果出现渗水情况，则进行堵水作业，减少地下水流失，控制地层沉降；同时进场堵漏人员需要按照要求佩戴防护用品，根据我部与运营公司的请点时间进场施工，施工完成后要做到“工完料清”，禁止有物品遗落既有线轨道造成运营事故。（5）尽量可能安排在既有线夜间停运期间穿越，施工期间配合运营公司做好既有线隧道的测量和保护工作，重叠段既有隧道的运营采取限速。（6）对所布监测点进行全面检查，收集原始记录，确保原始数据准确无误。（7）精挑细选出一支素质高、技能精的队伍轮班制作业，备足盾构施工所需各材料、物资、配套机械设备，抓好各项工序衔接，减少盾构机在该段的掘进时间。（8）认真总结前阶段掘进经验，对掘进参数进行分析、优化，并针对掘进时具体情况选择合适的施工参数，以最佳参数通过。（9）进行掘进前全员学习动员，要把此段的穿越难度与风险教育传达到每位施工人员身上。进行技术交底，安全交底，划分责任。树立忧患意识，时刻牢记责任，事事落实到人。（10）盾构掘进时应加强地表沉降的监测频率，一旦监测数据有异常变化要立即暂停掘进，分析原因，采取合理措施。（11）在地表袖阀管注浆时，为避免钻孔施工造成既有线损坏，在施工前对加固范围和既有一号线的边线精确放线，并撒白灰或者插彩旗进行标识；加固施工时每开一个孔位都必须有值班工程检查确认后施作，并严格控制钻孔范围和深度。（12）上穿1号线期间，地面安排的监控人员不要长时间站在隧道掘进的正上方位置，以防止地面塌陷而造成安全事故。（13）接触网吊柱、馈线支柱等受力设备，均依靠化学锚栓固定于隧道顶部，化学锚栓型号RGM16*250，在施工中严格控制掘进姿态、快速平稳通过，防止盾构机栽头产生应力，以避免锚栓锚固范围内不发生松动、漏水及松脱。第八章 应急预案风险识别：依据工程特点、制定方案，认真分析并识别出所有影响施工进度、工程质量、工程安全、人员安全、环境影响等方面的风险并进行分析评价。主要风险为：盾尾漏浆涌水、地面塌陷、盾构上穿1号线管线、地面击穿等。在盾构机上穿1号线段将11号线线路在地面进行醒目的标识；及时对盾构机刀盘到达的位置进行标注；安排专人24小时现场值班；针对可能发生的重大危险源制订专项的防治措施，并成立抢险救援领导小组，储备抢险物资。8.1 成立抢险救援领导小组为进一步做好安全预防工作，保证施工生产作业场所发生紧急情况和安全性事件（事故）时，实行有效应急控制，使其造成的人身伤害或财产损失降到最低限度，根据项目部实际情况，成立项目部抢险救援领导小组。项目部抢险救援领导小组：组 长：潘明亮副组长： 陈慧超 闫谋权 冯知明成 员：杨均 张磊 陶辉诗 赵书平 李 政 邓树嘉 沈亮 吴建宏 陈敏 何列等 8.2 抢险救援领导小组职权分工（1）组长职责：发生安全事故时，发布和解除应急救援指令；组织指挥应急队伍实施救援行动；向上级汇报和公司通报事故情况，必要时向有关单位发出救援要求；组织事故调查，总结应急救援经验教育等。（2）副组长职责：协助组长负责应急救援的具体指挥工作。（3）成员职责：协助组长和副组长做好事故报警、情况通报及事故处置工作；负责、警戒、治安保卫、疏散、道路管制工作；负责事故现场通讯联系和对外联系；负责协助抢险机械设备的调转；负责现场医疗救护指挥、受伤人员分类抢救和护送转院工作，负责抢险救援物质的供应和运输工作。负责事故现场的通讯联系和对外联系；负责与有关单位人员的紧急联络，在最短时间内，传达领导小组的抢险指令，做好与“110”“120”等单位的联系。表8-1 应急组织各成员分工姓名职务职责联系方式潘明亮组 长总指慧超副组长具体地面组织指挥负责抢险技术方谋权冯知明 副组长负责抢险技术方案1862333663018603052803赵书平组员负责井下组织指俊涛组员负责设备保辉诗张磊李政何列组 员负责警戒、治安、保卫、疏散及道路管制18623336736158742607461857567782018623336715陈敏组 员负责应急物资供应和运输工亮吴建宏组 员负责事故现场的通讯和对外联系（110、120）1868240597918676705304邓树嘉组 员负责抢险资金保工现场应急值班电话：地铁1号线联系电话：0755-829033208.3 重大风险源应急措施8.3.1盾尾漏浆漏水针对盾尾可能出现的漏浆涌水现象，主要采取如下措施：（1）严格按地下工程防水施工验收规范标准要求施工。（2）管片居中拼装，以防盾构与管片之间建筑空隙一边过分增大、一边过分减少，从而可能降低盾尾密封效果。（3）若发生盾尾漏浆涌水现象，应针对漏水、渗水、漏泥浆部位集中压注盾尾油脂。（4）配制初凝时间较短的双液浆进行壁后注浆，压浆位在盾尾后510环。（5）调整同步注浆浆液的配比，减少砂浆的