盾构穿越特大危险源威青线安全专项施工方案培训资料.doc

目目 录录 1 编制目的及依据 -1 1.1 编制目的-1 1.2 编制依据-1 2 工程概况 -2 2.1 工程地理位置-2 2.2 工程地质及水文地质-4 3 本工程和特大危险源威青线相对关系 -6 4 盾构穿越危险源总体施工原则 -8 5 盾构穿越危险源施工方法与措施 -9 5.1 总体穿越危险源时间-9 5.2 穿越危险源施工准备-9 5.3 加固措施-10 5.4 盾构掘进参数的确定与施工措施-12 6 穿越危险源保障措施 -14 6.1 制定阶段性控制指标（穿越燃气管道）-14 6.2 加强和监测单位的联系和沟通，及时优化参数及信息化施工-14 6.3 盾构掘进控制措施-15 6.4 同步注浆与二次补浆-16 6.5 设备、物资保障措施-16 6.6 人员保障措施-17 6.7 指令落实保障措施-17 6.8 组织保证措施-17 6.9 施工管理保证措施-18 6.10 沉降控制及应急措施-18 7 施工监控量测 -19 7.1 监测目的 -19 7.2 监测内容-19 7.3 监测管理体系 -20 7.4 监测点布置 -21 7.5 监测频率-23 7.6 重大危险源沉降管理的预定-23 7.7 监测资料的分析、预测和信息反馈-24 8 应急预案 -25 8.1 编制目的 -25 8.2 工作原则 -25 8.3 应急救援组织机构及人员联系方式 -25 8.4 应急物资 -27 8.5 应急抢险设备 -28 8.6 应急培训与演练 -29 8.7 应急准备及响应程序 -30 8.8 应急抢险措施-35 8.9 培训、应急演练和预案评价及修改-38 10 质量保证措施 -39 10.1 质量控制点的设置-39 10.2 质量控制的技术措施-39 11 安全保证措施 -40 11.1 安全生产教育-40 11.2 安全检查制度-40 11.3 现场安全施工措施-40 盾构穿越威青线特大危险源安全专项施工方案盾构穿越威青线特大危险源安全专项施工方案 1 1 编制目的及依据编制目的及依据 1.11.1 编制目的编制目的 为及时、有效地控制和减少施工过程中可能发生的事故及财产损失，保证盾构施 工的自身安全和社会公共安全，促进施工生产健康有序发展，并结合本标段的实际情 况，特制定本特别重大危险源安全专项施工方案。 本特别重大危险源安全专项施工方案针对【兴隆站天府新站】区间盾构在施工 中穿越威青线 DN720 高压燃气管道时可能发生的各种紧急情况，制定了相应的应对方 案、措施和应急预案，同时明确项目部应急救援组织机构、资源以及应急响应的程序， 实现规避施工风险及在发生重大安全生产事故时，能够调动一切可能的力量（自救、 社会救援等）立即进行救援工作，尽量减少事故的危害，保障项目施工人员和周边居 民的人身健康和安全及项目、周边单位和社会公共设备、设施财产的安全。 1.21.2 编制依据编制依据 （1） 城市轨道交通技术规范 （GB50652-2011） ； （2） 地下铁道工程施工及验收规范 （GB50299-1999）2003 年版； （3） 盾构法隧道施工与验收规范 （GB50446-2008） ； （4） 城市轨道交通工程监测技术规范 （GB50911-2013） ； （5） 危险性较大的分部分项工程安全管理办法 （建质 2009-87 号） ； （6） 成都市建设委员会关于完善施工现场安全管理人员配置实施的意见 （成建 委发 2008-101 号） ； （7） 成都地铁工程盾构施工安全管理办法 （成地铁建【2012】47 号） ； （8） 成都地铁投融资项目重大危险源安全管理办法 （成地铁建【2012】24 号） ； （9） 成都地铁工程监控量测实施技术要求及管理办法 （试行） ； （10） 成都轨道交通 18 号线一期工程兴隆站天府新站区间岩土工程勘察报告 ； （11）成都轨道交通 18 号线一期工程兴隆站天府新站区间平纵断面图； （12）成都轨道交通 18 号线一期工程兴隆站天府新站区间危险源加固措施图； （13）我公司成都地铁类似工程施工经验。 2 2 工程概况工程概况 2.12.1 工程地理位置工程地理位置 成都轨道交通 18 号线土建 4 标【兴隆站天府新站】盾构区间位于龙泉山脉以东， 合江镇镇区东北面，太和路西侧，区间起讫里程 Y（Z）CK34+052.350Y（Z） CK38+909.800，其中右线长链为 42.955m，左线长链为 49.969m，线路单线全长约 4900.405m。线路出兴隆站后，由西向偏东方向沿规划路敷设，沿线依次下穿红星路南 延线、35KV 兴平路高压铁塔基础、鹿溪河桥、威青线燃气管、成自泸高速等，区间两 侧主要为现状农田、林地，山头较多，地形起伏大，最大高差 40m。区间属于洛带气田 和苏码头气田影响区，影响程度为天然气危害低区，为低瓦斯盾构掘进区间。 图图 2-12-1 本标段位置图本标段位置图 区间隧道最小纵坡坡度为 2，最大纵坡坡度为 24.115。线路最大隧顶埋深约 45.2m，最小隧顶埋深约 9.3m，最小平面曲线半径 1200m。本区间隧道主要穿越中等风 化泥岩，局部穿越强风化泥岩。 图图 2-22-2 区间隧道断面图区间隧道断面图 相应附属工程含 8 个洞门、6 个联络通道。 隧道内径 7500mm，隧道外径 8300mm，管片厚度 400mm，管片宽度 1500/1800mm。 采用圆形装配式钢筋混凝土管片单层衬砌，其砼强度等级不小于 C50、抗渗等级不低于 P12。每环管片采用 7 块方案，由 1 块封顶块管片、4 块标准块管片与 2 块邻接块管片 组成。设计采用了左、右转弯楔形环，通过与标准环的组合来达到满足曲线地段线路 拟合及施工纠偏的需要。楔形环楔形量 40mm，为双面楔形式，衬砌环纵、环缝采用弯 螺栓连接。 图图 2-32-3 管片衬砌结构图管片衬砌结构图 2.22.2 工程地质工程地质及水文地质及水文地质 2.2.12.2.1 工程地质工程地质 1、地形地貌 区间地势相对平缓，西北低，东南高，西端为成都冲积平原，东端为龙泉山脉， 主要为丘陵垄岗地貌，地形由前段平原地貌明显开始起伏，且向龙泉山山脉过渡，地 表丘陵与宽缓沟槽相间，丘包多呈浑圆状，相对高差最大达 40m，宽缓沟槽中多劈为种 植果园及工业开发区，缓坡及丘包多为灌木杂草覆盖。 2、地质概况 场地均为第四系（Q）地层覆盖，地表多为人工填土（Q4ml）覆盖，其下为全新统 冲积（Q4al）黏土、粉质黏土、粉土、砂土及卵石土，上更新统冰水沉积、冲积 （Q3fgl+al）砂土及卵石土，下伏基岩为白垩系上统灌口组（K2g）泥岩、砂岩，白垩 系下统天马山组-侏罗系上统蓬莱镇组（K1t-J3p）泥岩、砂岩、砾岩。结合本工程地 质断面，划分岩土层。每个岩土层描述如下： 素填土（Q4ml）：灰褐色、棕红色、灰白色等杂色，主要成分为粘性土， 含少量碎石角砾，可塑硬塑，潮湿稍湿，碎石粒径一般 25cm。顶部含有植物根 茎，地表范围内多有分布，层厚一般 1.03.0m。 人工填土（Q4ml）：灰褐、棕红色等杂色，结构松散，主要成分为粘性土、 泥岩碎块等，少数钻孔岩芯含生活垃圾或砖块等建筑垃圾。主要分布于沿线在建工地 附近地表，层厚一般 0.511.0m。 黏土（Q4al+pl）： 灰褐色、灰色，土质较均，断面光滑，手感滑腻，可 塑，主要分布于人工杂填土下层，层厚约 5.5m，在本勘察阶段只在 M18Z2-BX-03#钻 孔 7.4-12.9m 处揭示。 粉质粘土（Q4al+pl）：灰黑色、褐色等，软可塑，粘性较强，干强度一 般，韧性一般，刀切面光滑，局部场地分布，部分分布于博览城北站一带人工杂填土 和素填土之下，其余部分分布于地表，层厚 2.04.2m，埋深 012.6m。 粉质粘土（Q4el+dl）：棕黄色、棕红色，可塑，粘性一般，韧性一般， 干强度一般，主要分布在沿线丘陵地带。 粉质粘土（Q4dl+pl）：棕黄色、棕红色，可塑，粘性一般，韧性一般， 干强度一般，主要分布在沿线沟槽地带。 卵石土：灰色，松散，稍湿，卵石粒径 20-150mm，多为粘性土充填，卵 石成份主要为石英岩、花岗岩，呈圆状，亚圆状。场地范围内呈层分布，层厚一般 0.42.9m，埋深 0.513.5m。 粉质黏土（Q3fgl+al）：灰黑色、褐色等，可塑，粘性较强，干强度一般， 韧性一般，刀切面光滑，局部场地分布，层厚约 2.0m，埋深约 10.0m，分布于卵 石土之下，本次勘察只在 M18Z2-BX-21#钻孔 8.0-10.0m 处揭示。 全风化泥岩（K1tJ3p）：棕红色，灰白色，全风化。原岩结构已破坏， 已风化为可塑黏土状，岩芯多呈土柱状，部分地段缺失。层厚一般为 1.04.7m，埋 深 1.015.0m。 强风化泥岩（K1tJ3p）：紫红色、褐红色夹灰绿色、泥质结构，泥质 胶结，风化较剧烈，节理裂隙较发育，岩芯多呈碎块状、角砾状和短柱状，岩质软， 碎块手可折断或捏碎。本层部分地段缺失。层厚一般为 1.74.3m，埋深 018.0m。 中等风化泥岩（K1tJ3p）：棕红色，灰白色，泥质结构，中厚层状构 造，节理裂隙发育。岩芯多呈柱状、短柱状，遇水易软化，失水易干裂，柱长在 5- 35cm 之间，少量呈饼状、碎块状。偶见差异风化情况。部分区域为中等风华砂岩、泥 岩不等厚互层，砂岩呈砂状结构，部分地段泥质成份略重，泥岩呈泥质结构，钙质胶 结，岩芯呈柱状、短柱状，砂岩、砾岩质地硬，锤击声脆。泥岩普遍含钙质团块及灰 绿色粉砂质条带。 强等风化砂岩（K1tJ3p）：棕红色，局部夹灰白色，强风化，泥质结 构，厚层状，节理裂隙发育。岩芯多呈碎块状，饼状，块径在 3-9cm 之间。 中等风化砂岩（K1tJ3p）：棕红色，局部夹灰白色，中风化，泥质结 构，厚层状，节理裂隙较发育。岩芯多呈柱状、短柱状，柱长在 5-50cm 之间，质较 硬，锤击声脆。局部岩体破碎，岩体呈碎块状。部分地段差异风化明显，夹有薄层泥 质胶结的软弱夹层。 本区间隧道主要穿越中等风化泥岩，局部穿越强风化泥岩。 2.2.22.2.2 水文地质情况水文地质情况 1、地表水 成都地铁 18 号线流经的河流主要有府河、鹿溪河、东风渠、绛溪河，以及农田 灌溉沟渠、鱼塘、堰塘，上述地表河流均属川西平原岷江水系，具有丰富的地表径流， 是本地区地下水与地表水之间相互转换的主要途径和渠道。沿线流经市区河流段落已 受到人为改造，河床深度、流量以及洪水水位等均已受到人为控制。本盾构区间无大 河流经，地表水主要为池塘、水库蓄水及溪流、沟渠流水。 2、地下水 根据成都区域水文地质资料及地下水的赋存条件，地下水主要有三种类型：一是 赋存于填土层的上层滞水，二是分布于砂土、卵石土层之中的孔隙水，三是基岩裂隙 水。 上层滞水主要赋存于黏土层之上的人工填土层中，大气降水、沟渠和附近居民的 生活用水为其主要补给源。水量、水位变化大，且不稳定。本段场地砂土、卵石土仅 在局部场地分布，层厚较小，大气降水、沟渠和河流为孔隙水的主要补给源。基岩裂 隙水富存于白垩系下统天马山组-侏罗系上统蓬莱镇组泥岩、砂岩的风化带裂隙中，含 水层透水性及富水性差，水量贫乏。 区间主要穿越中风化泥岩，其渗透系数为 0.47 m/d，地下水对混凝土及钢筋混凝 土结构有微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性，对地下工程施工基本无影响。 3 3 本工程和特大危险源威青线相对关系本工程和特大危险源威青线相对关系 盾构在里程 CK36+530.000 范围内正穿一根燃气管，直径 720mm。盾构隧道覆土 约 17m，距离埋深 720 威青线约 14.6m。具体盾构穿越管线如表 3-1 所示。位置关系 如图 3-1 和图 3-2 所示。 表表 3-13-1 盾构穿越燃气管线表盾构穿越燃气管线表 管线规格管线规格 DN720mm 备注备注 管线材质管线材质钢直埋管 工作压力工作压力(高压) 管线里程管线里程 CK36+530.000 管线埋深管线埋深 1.97m 与盾构隧道关系与盾构隧道关系横跨隧洞，与隧道最小竖向距离约 14.58m。 产权单位及联系人产权单位及联系人 西南油气田 联系人： 图图 3-13-1 盾构线路与燃气管道平面关系图盾构线路与燃气管道平面关系图 图图 3-23-2 盾构线路与燃气管道剖面关系图盾构线路与燃气管道剖面关系图 图图 3-33-3 盾构线路与燃气管道现状图盾构线路与燃气管道现状图 4 4 盾构穿越危险源总体盾构穿越危险源总体施工原则施工原则 本区间采用型号相同的四台铁建重工复合式土压平衡式盾构机，盾构机开挖直径 8600mm，全长 110m。主机由刀盘、前体、中体、盾尾、拼装机和螺旋输送机等组成； 后配套由连接桥、7 个台车、管片吊机和皮带输送机（皮带机贯穿连接桥和六个拖车） 组成。单台总装机功率约为 4500KW，刀盘开口率 37%，其中中心开口率为 40%。 1、在盾构穿越重大危险源前积极和产权单位进行沟通，编制切实可行的施工、监 测等方案，通过产权单位的审查，并获批准后方可实施。同时选用征得产权单位认可 的专门监测单位对施工整个过程进行全程监控。为确保盾构施工不影响燃气管道输送 安全，与产权单位签订安全监护协议，一旦出现异常情况，由产权单位予以处理，我 方将全力配合协助。 2、制定科学合理的盾构掘进参数，把控制地面沉降主要手段的同步注浆和二次注 浆作为盾构施工管理的重点。确保注浆及时、注浆量充足。并根据地面沉降情况适时 采取补压浆及二次注浆。 3、在制定施工参数时，综合考虑危险源范围内工程地质条件、覆土厚度的变化， 在施工时以沉降监测数据为依据，实施信息化施工。 4、在盾构距离危险源 100m 时开始进行精密水准测量，获取初始值，在盾构距离 危险源 30m 时开始连续测量，按照方案制定的监测频率进行监测，必要时增加监测频 率。 5、在穿越危险源过程中及穿越后对盾构隧道外 2m 范围内进行加固，加固方式采 用洞内注浆措施。 5 5 盾构穿越危险源施工方法盾构穿越危险源施工方法与措施与措施 5.15.1 总体总体穿越危险源时间穿越危险源时间 本工程采用两台铁建重工土压平衡盾构机施工，一台施工左线，另一台施工右线， 两台盾构机均从兴天中间风井始发井始发向天府新站接收井方向掘进，左线盾构计划 于 2017 年 04 月 15 日始发，右线盾构计划于 2017 年 05 月 15 日始发，盾构穿越危险 源时间节点如表 5-1 所示。 表表 5-15-1 盾构穿越重大危险源时间表盾构穿越重大危险源时间表 线路线路始发时间始发时间危险源名称危险源名称穿越距离穿越距离抵达时间抵达时间通过时间通过时间 左线 2017.04.15 燃气管威青线 10m2017.06.022017.06.03 右线 2017.05.15 燃气管威青线 10m2017.07.022017.07.03 5.25.2 穿越危险源施工准备穿越危险源施工准备 在盾构穿越危险源前从设备、物资、技术、人员和对外协调方面做好准备工作。 充分的准备工作是盾构安全、顺利通过的重要保证。准备工作的重点： 1） 、设备的维修和保养，确保盾构机及配套设备处于最佳工作状态，避免设备故 障导致盾构机长时间停滞在危险源下方地层中。 2） 、通过掘进参数的优化选择，摸索出盾构掘进的最佳参数，减少盾构施工对地 层的扰动，确保地面沉降控制在允许范围内。 （1）设备准备 在盾构机进入危险源范围前 30 环左右停止施工，对盾构机及后配套设备进行一次 全面、细致的检修。重点对盾构机的注浆系统、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，避免输送管在盾构下穿危险源时堵塞，导致浆液供应中断，从而造成盾构 机停机，同时对盾尾密封系统进行检测，确保下穿危险源时不发生漏浆现象从而保证 注浆量。检修前制定详细的设备检修计划，并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，确保盾构穿越危险源前所有设备均处在最佳的工 作状态。 （2）物资准备 盾构施工主要物资为钢筋混凝土衬砌管片及防水材料、浆液拌合原材料（包括水 泥、沙子、粉煤灰、膨润土、膨润土） 。在盾构进入危险源之前对各种原材料库存数量 进行统计（包含轨道、轨枕、夹板、水管等） ，保证数量充足，并在盾构穿越危险源期 间对各原材料库存量进行严密监控，每天统计仓库内物资存量，数量低于仓库容量 1/2 时立即补充，并严格控制原材料质量，坚决杜绝不合格材料进场。衬砌管片为甲供材 料，材料进场周期长，因此应保证管片存储区有足够数量的管片，根据盾构穿越危险 源期间的线路平面曲线保证每种型号都有足够数量，各种型号管片的防水材料也应保 证足够的库存数量，并对到场的管片及时安排防水材料粘贴工粘贴止水条及传力衬垫。 （3）技术准备 盾构穿越危险源前，技术方面的主要工作是优化掘进参数，对危险源范围内的地 质条件、水文条件、隧道覆土厚度、地面状况等进行分析，确立合理的掘进参数，控 制地面沉降。对所有现场管理人员及作业层进行技术交底，使每一位施工人员都能完 全理解盾构在穿越危险源阶段的技术要求。 5.35.3 加固措施加固措施 （1）根据现在情况及设计图纸要求，在穿越危险源时采用洞内加固措施。 （2）地面加固措施：盾构施工前，按照图 3-2 剖面要求对向打设 42 钢花管， 并进行注浆加固，施工时严格控制钢花管打入角度，避免打穿输气管线。 （3）盾构掘进前应与输气管道产权单位沟通，确定监测标准；掘进工程中采用信 息化施工，严格控制地面沉降，必要时对输气管线开挖保护。 （4）隧道内采用增设注浆孔管片进行拼装，盾构掘进后采用洞内二次注浆加固， 加固范围洞身以外 2m。 图图 5-15-1 盾构穿越后隧道内加固范围图盾构穿越后隧道内加固范围图 图 5-2 注浆孔布置立面图 （4）注浆方法 注浆管采用 423.5mm 的钢花管，长度一般不小于 2m，具体如图 5-3 所示。 图图 5-35-3 钢花管示意图钢花管示意图 洞内注浆采用全孔一次性注浆，注浆浆液主要为水泥浆，根据沉降监测实时数据， 选择注浆时机、注浆位置，注浆压力控制在 2.03.0bar，不得大于 5.0bar。采用以 注浆压力控制为主、注浆量为辅的注浆原则。具体注浆工艺如图 5-4 所示。 图图 5-45-4 洞内钢花管注浆施工工艺流程图洞内钢花管注浆施工工艺流程图 5.45.4 盾构掘进参数的确定盾构掘进参数的确定与施工措施与施工措施 盾构穿越危险源时控制盾构后期沉降是关键。根据盾构法施工的特点及以往的施 工经验，掘进控制土压、盾尾补压浆和二次注浆是控制盾构后期沉降的主要技术措施。 掘进控制土压确保开挖面的土体稳定，盾构同步注浆、盾尾补压浆及二次注浆的管理 重点是注浆量及注浆压力的控制，注浆压力一般是盾构埋深处静止土压力的 1.11.2 倍，同时考虑到机动车行驶的动荷载，注浆压力适当增加，具体增加幅度可根据穿越 时的地面沉降情况确定。但是注浆压力不宜大于 5.0bar，注浆压力过大会增加地层的 扰动，从而增加了地层的后期沉降。 Y N 钢花管制作施工准备 钢花管运到现场 钻孔、安设钢花管 连 接 注 浆 管 注 浆 检查质量是否达到要求 结 束 注浆、拌浆机具安装 注浆浆液配制 5.4.15.4.1 施工施工参数的确定参数的确定 本工程从盾构施工引起地面沉降的规律出发，将通过合理设定盾构掘进参数，做 好施工各项保障措施、对施工重点环节进行严格控制来确保地面沉降控制。 根据成都地铁在泥岩地层掘进中地面沉降规律的摸索和总结，并在穿越前进行试掘 进，模拟穿越状况，总结出切实可行的施工参数。 在试掘进时土压力设定理论值为： P=kh P水土平衡压力； 土体容重(kN/m3) h隧道中心埋深； k静止土压力系数，本次施工取 0.4 盾构穿越燃气时理论土压力为：盾构穿越燃气时理论土压力为： P=0.42017=136kpa=1.36barP=0.42017=136kpa=1.36bar 盾构穿越危险源前 100m 试掘进参数初步拟定如表 5-2。 表表 5-25-2 盾构穿越威青线施工参数表盾构穿越威青线施工参数表 掘进过程中 土压力(bar) 注浆量(m3) 推进速度 (mm/min) 刀盘转速 (r/min) 待机土压 (bar) 出土量 (m3) 1.01.3101230501.31.50.81.0134138 5.4.25.4.2 同步注浆与二次注浆浆液的配比同步注浆与二次注浆浆液的配比 盾构和周围土体的建筑间隙是否填充饱满直接关系到地面沉降量，因此必须保证 同步注浆量充足，由于施工或地层原因导致浆液损失，必须立即进行二次补浆以控制 地面沉降。二次注浆采用水泥浆及水玻璃双液浆，水泥浆水灰比 1：1，水泥浆和水玻 璃体积比 1：1。具体同步注浆配合比如表 5-3 所示。 表表 5-35-3 同步注浆浆液配合比（单位：同步注浆浆液配合比（单位：kg/m3kg/m3） 水泥水泥砂砂粉煤灰粉煤灰膨润土膨润土水水 250kg600kg320kg60kg530kg 5.4.35.4.3 稳步推进减少地层损失稳步推进减少地层损失 土体超挖和土体扰动是地面沉降的主要原因，因此在盾构穿越危险源期间，加强 盾构掘进控制，避免盾构姿态频繁调整造成的土体超挖和扰动，并严格控制平衡压力 和出土量。盾构推进过程中严格将推进速度控制在 3050mm/min，避免速度频繁变化。 5.4.45.4.4 加强沉降监测，信息化施工加强沉降监测，信息化施工 技术保障措施的落实与响应的及时与否，是盾构穿越危险源时控制地面沉降的重 中之重，在盾构穿越危险源期间必须增加地表沉降监测频率，并做到及时反馈，为掘 进参数的优化调整提供可靠依据。 6 6 穿越危险源保障措施穿越危险源保障措施 6.16.1 制定阶段性控制指标制定阶段性控制指标（穿越燃气管道）（穿越燃气管道） 根据城市轨道交通工程监测技术规范GB 50911-2013 9.3.3 地下管线沉降及差 异控制值，我部将按照 18mm 来控制（成都地铁 4 号线二期土建 4 标为泥岩地层也是按 照 18mm 控制） 。 因为燃气管道燃气管道特殊性，燃气管道范围内地层的特点，结合盾构施工沉降 规律，将管线沉降控制分三个阶段进行控制: 第一阶段：通过前管线沉降控制。控制盾构机土仓内平衡压力将前期地面沉降控 制在 10mm 以内。 第二阶段：穿越期间的管线沉降控制。盾构穿越燃气管道期间与穿越完成后的 5 天内，这一阶段是施工控制的主要阶段，导致沉降的主要原因是地层扰动、注浆不及 时或者注浆量不足，该阶段地表累计沉降控制在 15mm 以内。 第三阶段：穿越完成后 610 天内管线沉降控制，是土体扰动后固结沉降的主要 阶段，二次补浆是本阶段控制地面沉降的主要措施，本阶段地面累计沉降控制在 18mm 以内。 6.26.2 加强和监测单位的联系和沟通，及时优化参数加强和监测单位的联系和沟通，及时优化参数及信息化施工及信息化施工 加强和监测单位的联系，掌握每天的地面沉降情况，重点对监测数据进行分析， 特别是沉降速率的变化，若沉降速率出现异常及时采取措施，并结合每个阶段的沉降 控制目标及时调整掘进参数或采取二次补浆控制地面沉降量。但是参数的调整应循序 渐进，不得调整过快。 6.36.3 盾构掘进控制措施盾构掘进控制措施 （1）土体改良 目前我国所应用的盾构机类型主要为土压平衡式盾构，其特点是用开挖出的土砂 作为支撑开挖面稳定的介质，因此要求作为支撑介质的土砂具有良好的塑性变形、软 稠度、内摩擦角小及渗透率小。由于一般土壤不能完全满足这些特性，所以要进行改 良，其技术要点是在刀盘前部和泥土仓中注入水、膨润土泥浆、粘土、聚合物或泡沫 等材料，经搅拌，改善开挖的土砂塑性、流动性，降低渣土的透水性。 结合该工程地质情况，我项目部根据地质、水文情况的变化渣土改良选用优良泡 沫剂或膨润土泥浆作为渣土改良材料。 （2）土仓压力的控制 本工程采用的盾构机均为土压平衡盾构机，以土仓内的泥土压力来平衡刀盘前端 水土压力，从而保证掌子面稳定，而盾构掘进的前期沉降和土仓平衡压力的设定有直 接关系，若土仓压力小于掌子面水土压力，那刀盘前端土体就会产生沉降，因此平衡 土压力也是盾构掘进时地面沉降的重要控制因素，通过严格控制掘进过程中土压力， 避免波动过大引起开挖面的不稳定。 （3）纠偏控制 控制好盾构推进轴线，盾构机前后端和设计轴线偏差控制在 30mm 以内，并严格控 制盾构姿态，避免盾构机频繁或大幅度调整姿态。在盾构进入危险源范围前将盾构姿 态调整到最佳状态，进入施工范围后严格按照设计轴线推进。同时加强盾构机姿态的 人工复核，确保盾构机推进轴线和设计轴线的偏差在设计允许范围内。 （4）推进速度控制 推进速度的稳定对地面沉降的影响非常大。速度的变化主要的加大了对土体的扰 动，因此将速度严格控制在 30mm/min50mm/min 之间。 （5）盾尾防漏 盾构机在盾尾内有四道盾尾密封刷，密封刷之间用盾尾密封油脂填充，起到防止 泥水进入隧道的作用。若盾尾密封装置密封效果不良将引起同步注浆浆液损失，甚至 泥水进入隧道，造成地层损失，引起更大的地面沉降甚至坍塌。因此加强盾尾密封装 置的维修保养，确保密封效果，对控制地面沉降意义重大。在盾构穿越危险源前对盾 尾密封装置进行检修，穿越期间加大盾尾油脂的注入力度，确保盾尾密封效果。 6.46.4 同步注浆与二次补浆同步注浆与二次补浆 （1）同步注浆 同步注浆直接影响地面沉降控制效果，是地面沉降控制的根本。盾构在穿越危险 源时壁后注浆填充率控制在 150%250%，按照该注入率每环注浆量为 10m3到 12m3，但 注浆压力不宜过大，以不超过 5bar 为宜。 （2）二次注浆 二次注浆是控制地面后期沉降的主要技术措施，二次注浆通过二次注浆泵将水泥 浆和水玻璃通过管片吊装孔注入管片与周围土体之间，二次注浆采用压力控制，压力 控制在 23bar 之间。二次注浆泵安装在移动平台上，可对脱出盾尾 4 环后的管片进 行二次注浆。 当盾尾后 4 环位置地面单日沉降量超过 4mm 时应及时进行二次注浆。二次注浆时 应作好记录，要求内容真实有效，详实全面，包括注浆量，注浆压力值，注浆材料， 配合比，注浆持续的时间等内容。并观察隧道结构变化，避免注浆压力过大影响隧道 结构安全或浆液突窜至地表。 注浆施工的各项参数（注浆量、注浆压力、注浆的点位、配合比、持续时间等参 数）将根据地面沉降监测情况及时进行调整并严格执行。随时监测地面标高，确保地 面不隆起。 6.56.5 设备、物资保障措施设备、物资保障措施 （1）设备保养 本工程使用的盾构机及后配套设备均是全新的设备，性能优良，为确保设备正常 运转，坚持每天早晚各 1 小时的设备检查、保养、维护等制度，保证设备运转正常， 减少、避免因设备故障造成的停工现象。实行施工现场设备主管人员轮班制度，另安 排两名盾构厂家专业人员驻现场来加强对设备故障的排除能力，确保施工的连续性。 特别是注浆系统要及时清洗，避免注浆管路堵塞。 （2）物资供应 对现场材料每天进行数量统计，根据原材料的供货周期，及时进行材料采购，确 保物资供应。特别是管片的供应，应提前向管片供应商提出管片供应数量及进场时间。 避免出现需要的管片供应不足，暂时不需要的管片存储量大的现象。 二次注浆设备已经经过试验并安装到位，二次注浆所使用的水泥、水玻璃等原材 料应准备充足，水泥 10t，水玻璃 2000 升，注浆管 200m。另配备足够的防止渗水，漏 浆的的海绵条，面纱、碎布等应急物资。 在施工过程中，针对同步注浆及二次注浆效果要随时进行注浆质量进行检查，检 查方式为：注浆量检查、开孔检查浆液胶凝情况或超声波检查是否还有空洞等。 6.66.6 人员保障措施人员保障措施 （1）盾构机操作手选用操作技能优秀的、责任心强的操作人员。 （2）隧道内的机械维护人员选用技术精良的，经验丰富的维修人员，并从盾构机 厂家派驻两名人员随时对出现的故障及时组织维修。 （3）各岗位均安排有管理人员实施作业的监控，确保每一工序和流程都能准确、 快速的实施。 6.76.7 指令落实保障措施指令落实保障措施 （1）穿越危险源期间实行项目部领导现场 24 小时值班制度，保证各项措施及施 工参数落实到位。施工过程中要及时了解指令的执行情况，对工程技术、质量、安全、 资源配置、材料和设备保障、工序作业时间和衔接中存在的问题实施全面监控，实施 动态管理，根据变化对指令作出相应的调整。在盾构下穿危险源期间安排专人负责和 危险源产权单位进行沟通联系。 （2）穿越期间，坚持每日执行现场施工日例会制度，并设立每日班中碰头会，确 保各配合单位及时对现场情况进行沟通，对偶现异常情况进行现场确认，对穿越施工 出现的问题进行分析并加以控制。 （3）实施责任制度、监控制度和奖罚制度。对每一流程，每一工序都有专人负责， 都有专人监控，保证各工序之间衔接紧密，确保盾构施工的连续性，使盾构尽可能快 的穿过危险源，减少意外风险；并实行奖罚处理制度。 6.86.8 组织保证措施组织保证措施 充分发挥局总部在成都，技术力量强大的优势，盾构穿越期间有局领导坐镇指挥， 充分调动各方力量保证盾构顺利穿越危险源。 6.96.9 施工管理保证措施施工管理保证措施 （1）成立下穿危险源掘进施工现场指挥部，负责危险源下掘进施工相关工作的协 调、指挥，制定盾构穿越危险源期间管理人员值班表。如表 6-1 所示。 表表 6-16-1 盾构穿越危险源期间值班表盾构穿越危险源期间值班表 值班位置值班位置值班人员值班人员备注备注 项目部项目部李元坤 现场总负责人现场总负责人赵 乐 施工现场技术负责人施工现场技术负责人赵炜、肖政伟 施工现场生产负责人施工现场生产负责人杜清泉、牟建红 井上值班人员井上值班人员王国旗、张文建 井下值班人员井下值班人员杜泽东、彭 鑫 （2）现场指挥部建立例会制度，按时召开例会，分析施工情况，研究地面沉降变 化情况，遇有特殊情况，随时召开会议。 （3）现场指挥部内悬挂能实时反映盾构机与危险源相关位置的施工进度图、地面 监测系统布设图及相关制度。 （4）掘进施工作业面与现场指挥部布设直接联络的通讯电话设施。便于指挥部随 时了解掘进面施工情况，通报地面情况，指导掘进施工。 （5）施工期间，应以确保掘进质量稳定，注浆及时、到位，地面沉降得到有效控 制为根本原则，绝对不允许出现单纯抢进度，造成地面沉降超标的现象，地下的掘进 施工绝对服从现场指挥部指挥，坚决做到有令则行，有禁则止。 6.106.10 沉降控制及应急措施沉降控制及应急措施 结合盾构施工工艺，有可能造成地层损失（或地面坍塌）的因素有以下五方面： 土量大，即每阶段螺旋输送机出土量大于对应的推进距离。 预防措施：每推进 245mm，复核相应的出土量是否为 18m3；或者每环出土总量是 否超限，检查方式为采用斗量及龙门吊称重。特殊情况下应加大检查核对频率。 应急措施：立即关闭螺旋输送机，停止出土，分析原因后，采取停止出土或减少 出土推进。 发生喷涌，即螺旋机后端土水压力很高，高压水带渣涌出。 预防措施：对于可能发生涌水地段，先在土仓下部采用气压疏水；加强碴土改良， 改善其和易性。 应急措施：立即关闭螺旋输送机，停止出土，分析原因后首先采取气压疏水；对 于水压大（螺旋机后端）或气压疏水效果差情况，在土仓下部进行聚合物有效改良。 注浆量不足，即同步注浆量小于推进速度，无法有效填充推进后产生空隙。 预防措施：同步注浆量保持在 10m3以上，并同时保证注浆压力大于 23.0bar。 应急措施：立即停止掘进，在保证压力达到规定值的前提下加大同步注浆量；及 时对脱出盾尾的管片进行二次注浆填充。 土仓内空仓程度较高。 预防措施：在注重土量管理的同时，结合土压力的升降情况及地下水位，判断土 体满仓；在停止刀盘旋转时，及时对土仓上部排气，观察排出物体，土压力的升降情 况。 应急措施：立即停止出土，继续掘进，直到判断出满仓。 对于一旦地面监测或其它有异常，立即启动应急预案，并及时封闭可能影响的 地面范围，将影响降到最低。 预防措施：根据不同地层计算出相对应的单位距离出土量。 应急措施：立即关闭螺旋，停止出土，分析原因后，采取停止出土或减少出土推 进。 7 7 施工监控量测施工监控量测 7.17.1 监测目的监测目的 控制地面沉降，确保地面、建构筑物、管线等的安全稳定。 （1）在通过危险源时，派专人实行 46h/次监测，测量结果及时反馈给主控制室。 （2）采取有效的地面与盾构控制室通信联络方式，联系内容包括盾构掘进的里程、 隧道内的作业情况等。 （3）及时对监测数据进行分析和整理，每天按时上报给业主、监理等部门。 7.27.2 监测内容监测内容 监测内容如表 7-1 所示。 表表 7-17-1 主要监控量测项目表主要监控量测项目表 序号序号监测内容监测内容监测方法及工具监测方法及工具 1 地表沉降水准仪 2 建(构)筑物倾斜、沉降、裂缝监测水准仪、高精度倾斜光学观测仪与量尺 3 管线监测全站仪 4 分层沉降分层沉降仪 7.37.3 监测管理体系监测管理体系 对针本工程监测项目的特点，项目部建立专业监测小组，由具有丰富施工经验、 监测经验及有结构受力计算、分析能力的技术人员担任组长，监测施工组织与流程见 图 7-1。 调整施工参数 项目经理监测组长总工程师监测小组施工监测 监测参数工程施工 施工准备 监理、业主 图图 7-17-1 监控量测施工组织流程图监控量测施工组织流程图 为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项措施： （1）根据现场的实际情况及工程的施工进度安排，编制详细的监测实施作业计划 及相应的保证措施，将监控量测纳入施工生产计划的一项重要内容。 （2）成立专门监测小组，确保监测人员、监测仪器、工具满足监测工作需要，并 相对固定，确保监测成果及时、准确。 （3）施工监测要紧密结合施工进度，测出每一施工步骤对变形的影响。在变形观 测过程中变形体发生显著变化时，应及时调整变形监测频率，实时进行变形监测，并 将结果及时反馈，以修改设计参数，调整施工工艺并采取措施。 （4）监测人员及时整理分析监测数据，预测变形发展趋势，指导现场施工。 7.47.4 监测点布置监测点布置 （1）地面监测点布置 施工全程必须对线路上方地表和掘进后隧内成型管片进行连续、全天候监测和巡 视。 在隧道中线上布置监测点，间距为 5m。 在隧道断面上布置加密监测点，间距为 30m。加密监测点为隧道中心线上，隧道 边界线上，左右线隧道中心线上，隧道边界线外 3m 位置，共计 9 个监测点。具体地面 监测点如图 7-2 所示。 图图 7-27-2 盾构隧道地面监控量测点布置图盾构隧道地面监控量测点布置图 为了使监测点能够真实反映地面的沉隆关系，监测点必须深入到土体中。监测点 埋设时在地面钻挖一个直径 10cm 左右，深 1m 的柱状孔（超出硬化层） ，在孔中灌入细 沙插入钢筋。每个点位埋设一根大约 1m 长的光圆钢筋，顶部略微底于地面，并在旁边 用红色油漆标注里程号。具体如图 7-3 所示。 当盾构机穿越危险源区段时,主要加强地表和构筑物沉降监测，加密监测点的布设, 加大监测频率。当数据变化较大时，及时向上反映情况,及时做出相应措施。 图图 7-37-3 地面沉降监测点布置图地面沉降监测点布置图 （2）燃气管道监测点布置 在管线上方点位上凿直径 10cm 的孔，凿至管顶面上，插入 12 光圆钢筋，底部 与管顶接触，钢筋顶部略微隆起。钢筋长度视实际情况截取。埋设时将管顶砼表面清 除干净，灌入砂浆插入钢筋使钢筋头低于砼地表面 1cm。并在旁用黄色油漆标注点号， 点号与平面布置图中点号一一对应。 燃气管线附近加密监测点，并在燃气管线上方布置若干监测点，其他地面监测点 正常布置。具体如图 7-4 和 7-5 所示。 图图 7-47-4 管线沉降监测点布置图管线沉降监测点布置图 图图 7-57-5 燃气管线监测点布置图燃气管线监测点布置图 7.57.5 监测频率监测频率 监测频率如表 7-2 所示。 表表 7-27-2 监测频率表监测频率表 序号序号监测内容监测内容监测频率监测频率备注备注 掘进面前后20m 时，测 4 次/d必测 掘进面前后50m 时，测 1 次/1d必测 1 地表沉降 掘进面前后50m 时，测 1 次/周必测 掘进面前后20m 时，测 2 次/d必测 掘进面前后50m 时，测 1 次/2d必测 2 拱顶下沉 掘进面前后50m 时，测 1 次/周必测 掘进面前后20m 时，测 2 次/d必测 掘进面前后50m 时，测 1 次/2d必测 3 水平收敛位移 掘进面前后50m 时，测 1 次/周必测 掘进面前后20m 时，测 4 次/d必测 掘进面前后50m 时，测 1 次/2d必测 4 建构筑物倾斜、沉降、裂缝监测 掘进面前后50m 时，测 1 次/周必测 掘进面前后20m 时，测 4 次/d必测 掘进面前后50m 时，测 1 次/d必测 5 燃气管线监测 掘进面前后50m 时，测 1 次/周必测 7.67.6 重大危险源沉降管理的预定重大危险源沉降管理的预定 盾构通过重大危险源施工沉降警戒线要求比平时盾构施工更高，施工风险更大， 为降低施工风险，沉降警戒值暂定为：盾构下穿燃气管线沉降警戒值为+5mm-18mm。 7.77.7 监测资料的分析、预测和信息反馈监测资料的分析、预测和信息反馈 在取得监测数据后，及时整理，绘制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点 图。 在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监 测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测构筑物的 安全状况。 为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每 次监测必须有监测结果，须及时上报监测日报表，并对当前的施工情况进行评价并提 出施工建议。 监测反馈程序如图 7-6 所示。 地下 三班 兼职 安全 员 张卢 学 y es n