地铁盾构安评报告剖析

1、宁和城际轨道交通一期工程穿越宁芜公路安全评估报告第一章概述1.1工程概况宁和城际轨道交通一期工程贾西站油坊桥站区间位于南京西善桥附近，起至贾西 站，出站后向西下穿华新瑞实业有限公司、油坊中心路、南京市第二钢铁厂、宁芜铁路、友谊公寓、宁芜公路（G205、南河及地铁2号线，接拟建油坊桥站项目地理位置示意图为规范基础设施建设之间的关系，减少涉路工程对现有公路安全的影响， 为公众出 行提供安全保障，保证道路运营效率， 受南京市重大路桥建设指挥部委托，本公司对宁 和城际轨道交通一期工程穿越宁芜公路（G205进行安全性评估。1.2评估依据1、中华人民共和国公路法(2004年修正)；2、中华人民共和国公路管

2、理条例(2008年修正)；3、公路安全保护条例(2011年7月1日施行)；4、路政管理规定(交通部2003年)；5、江苏省公路条例(2011年)；6、公路工程技术标准(JTG B01-2014)；7、公路路基设计规范(JTG D30-2004)；8、地铁设计规范(GB50157-2013 ；9、混凝土结构设计规范(GB50010-201010、混凝土结构耐久性设计规范(GB/T 50476-2008)11、盾构法隧道施工及验收规范(GB 50446-2008)；12、 软土地基深层搅拌加固法技术规程(YBJ225-91)；13、建筑工程水泥-水玻璃双液注浆技术规程(JGJT211-2010)；

3、14、地下工程防水技术规范(GB 50108-2008)；15、地下防水工程质量验收规范(GB 50208-2002)；16、委托单位提供的资料。1.3工作内容本次评估主要包含以下内容：1、盾构穿越位置是否合理；2、隧道埋深及防水是否满足要求；3、路面沉降预测；4、施工方案、安全措施及应急预案是否合理。宁和城际轨道交通一期工程穿越宁芜公路安全评估报告第二章 涉及的相关法规、标准及规定为加强涉路工程建设和管理，保障公路工程可靠、运营安全，国家、交通运输部及 相关行业部门颁布了一系列法律、法规、规范、标准等，其中与本项目安全性评估相关 的主要要求如下：1、中华人民共和国公路法（2004年修正）有关

4、规定：第四十五条跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或者架设、埋设管线等设施的，以及 在公路用地范围内架设、埋设管线、电缆等设施的，应当事先经有关交通主管部门同意， 影响交通安全的，还须征得有关公安机关的同意； 所修建、架设或者埋设的设施应当符 合公路工程技术标准的要求。对公路造成损坏的，应当按照损坏程度给予补偿。2、公路安全保护条例（2011年7月1日施行）有关规定：第二十七条 进行下列涉路施工活动，建设单位应当向公路管理机构提出申请：（一）因修建铁路、机场、供电、水利、通信等建设工程需要占用、挖掘公路、公 路用地或者使公路改线；（二）跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或者架设、埋设管道、电缆等设施；（三

5、）在公路用地范围内架设、埋设管道、电缆等设施；（四）禾I用公路桥梁、公路隧道、涵洞铺设电缆等设施；（五）利用跨越公路的设施悬挂非公路标志；（六）在公路上增设或者改造平面交叉道口；（七）在公路建筑控制区内埋设管道、电缆等设施。第二十八条申请进行涉路施工活动的建设单位应当向公路管理机构提交下列材料：（一）符合有关技术标准、规范要求的设计和施工方案；（二）保障公路、公路附属设施质量和安全的技术评价报告；（三）处置施工险情和意外事故的应急方案。公路管理机构应当自受审申请之日起 20日内作出许可或者不予许可的决定；影响 交通安全的，应当征得公安机关交通管理部门的同意； 涉及经营性公路的，应当征求公 路经

6、营企业的意见；不予许可的，公路管理机构应当书面通知申请人并说明理由。3、路政管理规定（2003年）有关规定：第十条跨越、穿越公路，修建桥梁、渡槽或者架设、埋设管线等设施，以及在公 路用地范围内架设、埋设管（杆）线、电缆等设施，应当按照公路法第四十五条的 规定，事先向交通主管部门或者其设置的公路管理机构提交申请书和设计图。本条前款规定的申请书包括以下主要内容：（一）主要理由；（二）地点（公路名称、桩号及与公路边坡外缘或者公路界桩的距离）；（三）安全保障措施；（四）施工期限；（五）修复、改建公路的措施或者补偿数额。4、江苏省公路条例（2011年）有关规定：第三十四条从公路用地外缘起，国道不少于二十

7、米、省道不少于十五米、县道不 少于十米、乡道不少于五米的区域为公路建筑控制区范围。在上述范围内，除公路防护、养护需要和必要的农田水利设施建设外，禁止修建建 筑物和构造物：需要埋设管线、电缆等设施的，应当事先经公路管理机构批准。5、江苏省高速公路条例（2010年）有关规定：第十九条高速公路隔离栅外缘起三十米，互通立交、特大型桥梁隔离栅外缘起五 十米范围为高速公路建筑控制区。没有隔离栅的，建筑控制区范围从公路用地外缘起算。6、盾构法掘进隧道工程施工及验收规范（GB 50446-2008）有关规定：第3.0.4条盾构掘进施工时应采取有效的技术和监控量测措施，控制地表沉降，保证地下管网和周边建（构）筑

8、物的安全。第3.0.6条盾构隧道必须通过管片自防水和接缝防水保证隧道的防水效果。第4.1.1条在隧道施工前，必须具备下列资料：（1）工程地质和水文地质勘察报告；（2）施工沿线的环境、地下管线和障碍物等的调查报告；（3）施工所需的设计图纸资料和工程技术要求文件；（4）工程施工合同文件、分包合同文件、监理合同文件。第4.1.3条盾构掘进施工所需的顶部最小覆土层厚度不宜小于盾构外径。第7.1.1条盾构施工必须根据隧道穿越的地质条件、 地表环境情况，通过试掘进确 定合理的掘进参数和碴土改良的方法， 确保盾构刀盘前方开挖面的稳定， 做好掘进方向 的控制，确保隧道轴线符合设计要求。盾构施工时必须做到：（1

9、）盾构掘进中必须确保开挖面土体稳定；（2）土压平衡盾构掘进速度应与进出土量、开挖面土压值及同步注浆等相协调；（3）泥水平衡盾构掘进速度应与进排浆流量、开挖面泥水压力、进排泥浆、泥土 量及同步注浆等相协调；（4）当盾构停机时间较长时，必须有防止开挖面压力降低的技术措施，维持开挖 面稳定；（5）盾构掘进中应严格控制隧道轴线，发现偏离应逐步纠正，使其在允许值范围 内。第7.1.2条盾构掘进遇到施工偏差过大、设备故障、意外的地质变化等情况时，必须暂停施工，经处理后再继续。（1）盾构前方发生坍塌或遇有障碍；（2）盾构自转角度过大；（3）盾构位置偏离过大；（4）盾构推力与预计值相差较大时；（5）管片发生开

10、裂或注浆发生故障无法注浆时；（6）盾构掘进扭矩发生较大波动时。第7.5.3条土压平衡盾构的掘进，必须按以下要求进行：（1）施工前，必须根据隧道地质状况、埋深、地表环境、盾构姿态、施工监测结 果制定当班盾构掘进施工指令，并准备好壁后注浆工作、管片拼装工作。（2）施工中必须严格按照盾构设备操作规程、 安全操作规程以及当班的掘进指令 控制盾构掘进参数与盾构姿态。（3） 盾构施工过程必须做到注浆与掘进的同步进行，及时根据信息反馈情况调整 注浆参数。（4）施工中必须设专人按规定进行监控量测，并及时反馈，指导施工。（5）盾构施工过程中必须经常进行盾构与管片姿态人工复核测量、跟踪与信息反（6）施工过程中，严

11、禁出现盾构姿态突变。应尽量防止横向偏差、纵向偏差和转 动偏差的发生，用测量数据修正盾构姿态，尽早进行“蛇行”修正。（7）为了保持开挖面的稳定性，要根据地层条件适当注入添加剂，确保碴土的流 动性和止水性，同时要慎重进行压力仓压力和排土量的管理。（8）碴土的处理，应适合开挖、排土的方法和碴土性质，配置满足计划掘进能力 的排土设备，对污泥应选择适当的中间处理方法与设备。（9）盾构暂停施工时，应制定稳定开挖面的专项措施。第8.1.2条特殊地段和特殊地质施工应共同遵循以下的规定：（1） 盾构施工进入特殊地段和特殊地质条件前，必须详细查明和分析工程的地质 状况与隧道周边环境状况，对特殊地段及特殊地质条件下

12、的盾构施工制定相应可靠的施 工技术措施。（2）根据隧道所处位置与地层条件，应合理设定和慎重管理开挖面压力，把地层 变形值控制在预先确定的容许范围以内。（3） 必须根据不同隧道所处位置与不同工程地质与水文地质条件，预计壁后注浆 的材料和压力与流量，在施工过程中根据量测结果，进行注浆材料和压力与流量调整， 防止浆液逸出，以达到严格控制地层松弛和变形的目的。（4）施工中应对地表及建（构）筑物等沉降进行预测计算，并加密监测测点和频 率，根据监测结果不断调整盾构掘进参数。当测量值超过允许值时，应采取应急对策。第10.1.1条为控制地层变形，盾构掘进过程中必须对成环管片与土体之间的建筑 空隙进行充填注浆。

13、第10.2.4条当管片拼装成型后，根据隧道稳定、周边环境保护要求可进行二次补 强注浆，二次补强注浆的注浆量和注浆速度应根据同步注浆或即时注浆效果确定。第11.1条盾构隧道防水以管片自防水为基础，以接缝防水为重点，辅以对特殊部 位的防水处理，形成一套完整的防水体系。盾构隧道防水应注意和隧道防腐一并考虑。 盾构隧道防水应满足环境保护的要求。7、地下工程防水技术规范（GB 50108-2008）有关规定：第3.1.5地下工程的变形缝（诱导缝）、施工缝、后浇带、穿墙管（盒）、预埋件、 预留通道街头，桩头等细部结构，应加强防水措施。第4.1.1防水混凝土可通过调整配合比，掺加外加剂、掺合料等措施配制而成

14、，其抗渗等级不得小于P6o北京建达道桥咨询有限公司38第三章主要工程方案3.1设计方案宁和城际轨道交通一期工程贾西站 油坊桥站区间位于南京西善桥附近，起至 宁和城际轨道交通一期工程贾西站，出站后向西下穿华新瑞实业有限公司、油坊中 心路、南京市第二钢铁厂、宁芜铁路、友谊公寓、宁芜公路（G205、南河及地铁2号线，接拟建油坊桥站。区间隧道左线计起点里程 ZDK6+901.159,终点里程ZDK8+217.716,长链两处 （ZDK7+504.507=DK7+50（长链 4.507m、ZDK8+156.3=DK8+150.000长链 6.300m）, 左线长1327.364m ;右线设计起点里程 D

15、K7+089.019，终点里程 DK8+217.716,区 间右线长1128.697m。区间隧道左、右线平面分别设置两条半径R=650m平曲线，左右线间距为1216m区间隧道线路纵坡设计为“V”字坡，线路最大纵坡30 %。，最小竖曲线半径R=3000m穿越宁芜公路时隧道拱顶覆土 14.5m。IIr*隧道穿越平面图隧道穿越宁芜公路（G205,采用盾构法施工，隧道内径为5500mm外径6200mm隧道本衬砌环由一个封顶块（KT、两个邻接块（BIT B2T）、三个标准块（A1TA2T A3T）组成，隧道混凝土防水抗渗等级为 P10,强度等级为C5Q区间总体布置一览表区闻窑称戏滾吏式或%)诫工却i闵选

16、空門部结构曲1答黄西站-浊.圻斫汕区L睛松艮归1即茫+Q01.1旳ZDKSI217. 716C -fetitlC. EBd1327.364耐选一一同愚陽道D炉巴旳，门9-EKSfrlT.71011. C97联蛉躬養DRT4-O COOtZEK7424. 410)抚ml 阴：2 04n圆抉7F.枕 山培浙哥聡塔遽迫底ft求(2L：K7i942.Utib)无止崔回抬平！氐 口確祈丽隧道断面图9內I13.2工程安全风险识别机应对措施工程风险识别及应对措施风险工程 分类风险工程 名称位置/范围风险基本状况描述风险分级应对措施变形控制 标准自身风险盾构掘进施工风险G205/DK8+020DK8+072区

17、间隧道 为分离式 单洞圆形 隧道结构 形式，盾构 法施工，穿越土层为k2p-2强风 华砂岩、泥 质砂岩，地下水类型 为空隙潜 水，空隙承压水及基 岩裂隙水，地层渗透性较差。n级a、注重盾 构机选型；b、加强盾 构机维护，防止掘进 过程中盾 尾油脂注 浆孔堵塞；C、严格保 持开挖面 的水土压 力平衡，减 少对土体 的扰动，严 格控制超 挖和欠挖， 防止过大 的纠偏；d、加强施 工监控量 测，及时反 馈检测信 息，以便及 时调整盾 构掘进参 数和进行 二次注浆。地表沉降2卵、砾石我粉 质黏土杂芭以欢黄 色、黄求色为主中帘碎卵、砾石粒径-般丨-8cir.石英质,1圆形，羊 个抗压强度启n 般含艮约占

18、国广黏性十混 砂充填+局部含呈略低.在沏马讽圧右,黏七 十一混砂対主nk2p全訊化砂岩、棕红色、灰 色忌岩结构已充全破坤，岩扫凤化呈砂丄狀.手捋. 即砰.含少童强风化碎块-2强城化砂心、 泥质砂岩棕红色、尿 色总岩结构乂部分破坏，砂贯皓由.块状构请.青 芯彼琰碎早碎块狀慶少量無杆状钮击声哑易 Jr碎.含卵砾石.及块石；直径氏5駅叫个別 较大旳10cm.JsiJji-!全风化凝灰 岩紫红色原岩皓构已完全確坏.岩石凤化呈二状于丹即 砰，含少常强凤化砰块nJsi强风化凝庆III 石淡聽邑局部 黄灰包氐岩结构大部分建坏.妓余凝灰结构.块状枸埴. 裂龍发育*岩芯粒被禅早辟块状*局部呈柱状 柱氏约10-3

19、61!mf锤出声冊*易th砰:屮风化凝双岩青陇色局部 淡紫色贱朵凝庆结构.块状构堆.心芯技完整呈桥狀、 趣柱状*柱性釣10“亍血帕局部呈碎裂状.岩芯 破碎呈碎址状，镣击声脆，外昴击碎.地质纵断面图|7JO4.88)4HU4L4J0C-1.9P)JZ34DLE05B1205D43flILKUL0541A-WIWEoatmi匡 T w=fr=ObWG.喘K斑afr=aWaaot-记即g,F7HFuiaa总刪 =iiib*q!4sH)v=IN=15H=161RB1M5Z3?/DM三 i40l.9?Fr-O156MPfl53_乍iKrO24liPflifr=OMD5WFa袖酬Pa _hk5各地质层地基

20、承载力特征值是号存称出或力峙社值心傅）根銅标史、动喘痕枷力埒社道（播琴诅if崔恢袴电爺填土y;-2吃屮密粉土luCJ 90堆叫空-胆塑擀庄期【:、甜洗韵厂250趣-初3+4L4G1：X)口密-密实卵、巧石夹杓帛萍二辽1色佻优汉頂誥崔、砂岩330k2f2强凤”匕淀质秒兰、砂亡蜩31-1全册1 菊灰匚350.131-2丄陨A你赚灰5505503.4施工方案3.3.1工程重点、难点和主要施工对策穿越宁芜公路时隧道拱顶覆土 14.5m,地层为 -1杂填土（中密稍密）、 -2素填土（松散稍密）、-1b1+2粉质粘土、粘土（可塑硬塑）、K2p-1全风 化砂岩、泥质砂岩、K2p-2强风化砂岩、泥质砂岩。具体

21、施工措施如下；1 ）公路进行加密测量。（2 ）每天3次进行建筑物监测，控制沉降。（3 ）严格控制盾构机出土量和壁厚注浆，防止不均匀沉降，。（4 ）严格控制掘进参数，确保盾构机平稳均衡通过公路。（5 ）适当加大同步注浆。（6）盾构机通过以后，及时安排专业人员进行二次注浆。填充管片背面空隙, 控制地面沉降。3.3.2总体施工部署贾油盾构区间隧道施工利用贾西站场地作为盾构始发场地，并设置临时出土 口、管片堆放场地等。工程概况贾西站油坊桥站区间（简称贾油区间）是宁和城际轨道交通一期 工程TA07标重要组成部分。左、右线各始发 1次、接收1次。贾油区间地面环境复杂，范围内建（构）筑物多且距离较近，地下管

22、线密集; 线路下穿建筑物群、铁路、公路、桥梁及河流等。油坊桥站罔油E间苜氏爺A13S的血怕用复舟戌片犠詔】堆a抉幷石些计 W015-*. ISttSL 2Dli. 4.20It.亍.1弓0的机掳出并AftNM 井城記H闻庁斤长1J芝 骼毎，1IU4 E1-飞胃旦齐山而F桓职1 况讪贾西路站苻昱计划2Glo. lDL254fr!fer 2016.9. 113达ZD16. 8.316；礼吊出盾构隧道掘进示意图盾构区间周边环境图3.3.3盾构始发盾构机始发前，单机准备不能少于400环管片，并完成管片试拼装试验、拼装 孔抗拔试验。盾构始发流程3.3.4盾构始发试掘进考虑始发端采用素混凝土钻孔桩和始发反

23、力架承受力情况，对盾构的推进速 度、土仓压力、注浆压力作了相应的调整：推进速度控制在10mm/min以内，盾构机总推力和刀盘扭矩不能过大，刀盘扭 矩在设计值的70%以内。总推力小于800t。土仓压力设定值：刀盘处于磨桩状态，掌子面土体坚硬，为较好的控制盾构机姿态，保护刀盘，在该段推进过程中，平衡土压力设定低于理论值，土压设定：0.8 0.09Mpa。出土量控制：根据盾构机及管片的建筑空隙及各地层的特性合理的控制出土 量。一般为建筑空隙的90%100%通过实际出土情况分析，寻找最合理的数值3.3.5渣土运输始发阶段，碴土利用临时出土口进行垂直运输，龙门吊吊出到碴坑，并用自卸 汽车外运出土。3.3

24、.6管片安装负环管片采用通缝拼装，其余管片采用错缝拼装。管片运送到隧道内后，由专人对管片类型、龄期、外观质量及止水条粘结情况 等项目进行检查，检查合格后才可卸下。掘进结束后，再由管片输送器送到管片安 装器工作范围内等待安装。(1) 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 下一环掘进，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。（2 ）管片安装必须从隧道底部开始，依次安装相邻块，最后安装封顶块。安 装第一块管片时，与上一环管片平整。（3）安装邻接块时，为保证封顶块的安装净空，安装后，一定要测量两邻接 块前后两端的距离（分别大于 C块的宽度，且误差小于+10mm,并保持两相

25、邻块的 内表面处在同一圆弧面上。（4）封顶块安装前，对封顶块两侧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。（5）管片块安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推 力大于稳定管片所需力，达到规定要求，然后方可移开管片安装机。（6 ）管片安装完后及时整圆，并在管片脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二 次紧固。3.3.7洞门密封当盾尾通过车站二衬结构，掘进至+4环时进行洞门封堵工序，停机进行同步注 浆，当同步注浆量足时，从隧道内+1环、+2环管片吊装孔向管片背后土体压注双 液浆，洞门封堵完毕盾构机向前一边掘进，一边同步注浆。3.3.8盾构同步注浆当盾尾完全进入土

26、体以后开始同步注浆， 在始发阶段同步注浆浆液配合比如下 表：材料水泥（kg）沙子（k吕）粉煤灰（kg）膨润上（kg）水(kg)消仃灰（kg）251000P32080-350 SO掘进正常段，同步注浆浆液配合比，见下表:材料消扫灰 匈粉煤灰图4地面沉降槽图形作为工程中常用的估算公式，Peck公式对真实结构进行了相当的假设和简化， 其计算中只考虑了土体损失引起的地面沉降，没有考虑其他施工因素，根据多个工 程实例，在施工中采取了同步补浆、二次注浆等措施时，地面实际沉降小于Peck预测结果。根据公路路基设计规范（JTG D30-2015）等公路相关规范等要求，一级公 路（二级公路）一般路段路基容许工后沉降为不大于30cm （50cm），由预测结果可知，隧道上方路面沉降约31mm远小于容许沉降值，可以认为，盾构引起的路面沉 降在可接受范围之内。参考穿越既有交通基础设施工程技术要求相关规定：在施工过程中应密切关注桥梁变位，当变位比F （即施工实际发生