左线下穿层居民楼安全专项施工方案

1、目录1工程概况21.1左、右线隧道与居民楼位置关系21.2 4、5层居民楼状况31.3地质水文条件31.3.1工程地质31.3.2水文地质52 施工方案及技术措施52.1 准备工作52.1.1 右线隧道内顶拱注浆加固52.1.2 拆除负环及下台车62.1.3 电机车全编组62.1.4 盾构机二次调试及维修62.2 下穿楼房掘进控制措施62.2.1 掘进参数设定62.2.2 土压力控制72.2.3 出土量控制72.2.4 同步注浆8二次注浆82.2.6 渣土改良92.2.7 盾构姿态控制92.3 掘进监测92.3.1 测点布设92.3.2 监测频率102.3.3 监测预警及响应103专项风险应急

2、预案113.1 风险描述113.2 预防措施113.3 事故应急处理措施123.3.1 事故处理小组组成与分工123.3.2 事故应急处理12南锣鼓巷站东四站区间叠落段左线二次下穿 4、5层民安全专项施工方案1工程概况南锣鼓巷站东四站（以下简称南东区间）盾构区间,由南锣鼓巷站东端向东至右线盾构始发井之间为暗挖区间，区间长度13.32m；左线的盾构始发井位于右线盾构始发井东侧35m处，两井之间为暗挖区间。左右线隧道成叠落状向东走向，左线在上右线在下。平面上隧道向东出发后接半径300m曲线折向南，沿北河沿大街南行，再接半径300m曲线折向东，与东四西大街顺行至东四站西端盾构接收井。左右线隧道逐渐分

3、离，最终并行。纵剖面上，随着平面上两线分离，左线逐渐降低、右线先降低后抬高，最终两线基本等高前进。左线埋深18.826.8m，右线埋深13.7m 26.8m。隧道先施工位于叠落段下方的右线，后施工左线，方向均为自西向东。区间叠落段，两台盾构机出盾构始发井后，均沿半径300曲线向南进入北河沿大街。在两线隧道与北河沿大街交汇处有4、5层居民楼。右线先始发穿过该楼，左线二次穿过。1.1左、右线隧道与居民楼位置关系如图1.1-1及1.1-2所示，左线出盾构井70m 即到达4、5层居民楼，在该楼处左、右线隧道中心线水平距离6m 。此处左线埋深9.313m ，右线埋深13.155m 。图1.1-1南东区间

4、隧道与4、5层居民楼平面关系图图1.1-2 4、5层居民楼与隧道立面关系图1.2 4、5层居民楼状况4、5层居民楼于19961997年建成，结构为砖墙结构，楼房基础埋深1m。右线下穿位置处于4、5层居民楼连接处，穿过后居民楼沉降量20mm（整体沉降） ，楼房外观良好、未出现裂纹等。左线下穿位置处于5层居民楼正下方。其中5层居民楼共有住户20户。1.3地质水文条件1.3.1工程地质在居民楼下方地层自上而下依次为：1）人工堆积地层（Qml）：拟建地铁沿线表层为人工堆积层，主要地层情况为：（1）粉土填土层：褐黄色，稍密，稍湿，含少量砖渣、灰渣。（2）杂填土1层：杂色，稍密，稍湿，含大量灰渣、砖渣、碎

5、石，表层部分为混凝土路面。2）第四纪全新世冲洪积层(Q4al+pl)，主要地层情况为：（1）粉土层：褐黄色，中密，湿，中压缩性，含云母、氧化铁，土质不均，夹粉砂薄层。（2）粉质粘土1层：黄褐色，可塑，湿，中压缩性，含云母、氧化铁。（3）粘土2层：黄褐色，可塑，湿，中压缩性，含云母、氧化铁。（4）粉细砂3层：褐黄色，中密，湿饱和，中低压缩性，含云母和氧化铁，局部夹砂质粉土薄层。（5）粉细砂层：褐黄色，密实，湿，中低压缩性，含云母、石英。（6）中粗砂1层：褐黄色，密实，湿，低压缩性，含云母、石英，局部含少量圆砾。（7）粉土2层：褐黄色，密实，湿，低压缩性，含云母、氧化铁。（8）粉质粘土3层：褐黄色

6、，可塑，湿，中压缩性，含云母、氧化铁。3）第四纪晚更新世冲洪积层(Q3 al+pl )层，主要地层情况为：（1）圆砾-卵石层：杂色，中密密实，湿饱和，低压缩性，钻探揭露D大9cm，一般15cm亚圆形，级配较好，中粗砂填充，卵石含量约70。（2）中粗砂1层：褐黄色，密实，湿饱和，低压缩性，含云母、石英及少量圆砾。（3）粉细砂2 层：褐黄色，密实，湿饱和，低压缩性，含云母、石英。（4）粉土3层：褐黄色，密实，湿饱和，中压缩性，含云母、氧化铁。（5）粉质粘土层：褐黄色，可塑，湿饱和，中低压缩性，含云母、氧化铁，土质不均。（6）粘土1层：褐黄色，可塑，湿饱和，中压缩性，含云母、氧化铁。（7）粘土2层：

7、褐黄色，密实，饱和，低压缩性，含云母、氧化铁。（8）圆砾-卵石层：杂色，密实，饱和，低压缩性，钻探揭露D大14cm，一般46cm，亚圆形，级配较好，中粗砂填充，卵石含量约75。（9）粉细砂1层：褐黄色，密实，饱和，低压缩性，局部含少量圆砾。（10）中粗砂2层：褐黄色，密实，饱和，低压缩性，局部含少量圆砾。（11）粉质粘土层：褐黄色，可塑硬塑，饱和，中低压缩性，含云母、氧化铁，局部含姜石。（12）粘土1层：褐黄色，可塑，饱和，中低压缩性，含云母、氧化铁。（13）粉土2层：褐黄色，密实，饱和，低压缩性，含云母、氧化铁。（14）圆砾-卵石层：杂色，密实，饱和，低压缩性，D大14cm，一般46cm，中

8、粗砂填充，级配较好，卵石含量约70。（15）粉细砂1层：褐黄色，密实，饱和，低压缩性，含云母、石英，颗粒较均。（16）中粗砂2层：褐黄色，密实，饱和，低压缩性，含云母、石英，含少量圆砾。（17）粉质粘土层：褐黄色，可塑硬塑，饱和，低压缩性，含云母、氧化铁，局部含姜石。（18）粉土1层：褐黄色，密实，饱和，低压缩性，含云母、氧化铁。左线隧道在居民楼下方穿越地层为全断面圆砾-卵石层 。1.3.2水文地质在该楼下方，地下水主要有四层，分别为上层滞水、潜水、层间潜水、承压水。左线盾构穿越时主要经历二层潜水，水位埋深约14.818.0m 。2 施工方案及技术措施2.1 准备工作2.1.1 右线隧道内顶拱

9、注浆加固右线下穿居民楼时对土体造成了扰动，上方的左线隧道二次穿过时会产生较大的沉降。为减小一次扰动对左线掘进的影响，采取从右线隧道内向上方土体注浆进行加固。从区间里程右K11+274.220右K11+328 m，注浆加固范围为隧道交叠段拱部120内衬砌环外3.0m线以内的土体。注浆加固示意图见图 2.1-1 所示。图2.1-1 右线拱顶注浆加固示意图主要注浆参数1)注浆深度：按区间隧道结构埋深与地面实测标高确定。2)注浆孔直径：46mm。3)浆液扩散半径：1m。4)浆液凝结时间：20s30min。5)注浆压力：0.31Mpa。2.1.2 拆除负环及下台车为使盾构机快速通过居民楼，将地面的三节台

10、车吊入井下，以便使用皮带机和全编组电机车。左线盾构始发井距4、5层居民楼70m ，经计算，当刀盘掘进至距离居民楼水平距离5.4m 时，隧道内空间可容纳第5、6节台车。此时，将负环管片及反力架上半段拆除，将第5、6节台车与前四节台车连上；同时将第7节台车可暂时放在反向隧道内，通过管线与前六节台车相连，并将皮带机安装调试好。2.1.3 电机车全编组皮带机装好后，可使用全编组出土。电机车编制为一节机车头、三节渣土斗、一节砂浆车、两节平板车，在此编组下电机车出入洞一次可完成一环。电机车编组如图 2.1-2 所示。如此，可在3天左右的时间将盾尾驶出居民楼。图2.1-2 电机车编组图2.1.4 盾构机二次

11、调试及维修 在台车连接完成后，需要重新连接管线并进行调试。同时，对盾构机在始发段遇到的问题进行集中处理，并准备好充足的设备配件，以保证盾构机能一次通过居民楼。2.2 下穿楼房掘进控制措施由于右线已经穿越过一次居民楼，对附近土体造成了扰动，所以左线穿越时会产生较大的沉降，给房子造成一定的损伤，为安全顺利的通过该居民楼，主要采取措施如下:2.2.1 掘进参数设定根据我单位施工经验及右线相关施工参数，制定左线盾构穿居民楼时掘进参数如表2.2-1所示：表2.2-1 穿越居民楼掘进参数表下穿楼房盾构参数设定序号项目设定范围备注1推力20002500t推进速度3040mm/min-12注浆压力0.20.3

12、Mpa注浆量45方200%240%计3刀盘扭矩25003000kNm刀盘转速0.91.4min-14铰接根据隧道线性（左右铰接0.7度，上下铰接0.1度）5盾尾密封工作设定15Mpa 极限值10mpa6泡沫水：原液=95：5 溶液：空气=1：107土压力100120KPa8螺旋机015min-12.2.2 土压力控制为减少二次扰动造成上方土体失稳，掘进时需保持较高土压力，以支撑土体稳定及减小沉降量。左线下穿居民楼时，应严格按照表2.2-1 中土压参数进行控制。掘进过程中，土压力波动应控制在0.1Bar 范围内。在掘进结束前，应适当提高土压力0.1Bar 。同时要求测量人员密切监控居民楼及附近的

13、沉降状况，以便及时调整土压力参数。土压力计算见附件 1。2.2.3 出土量控制控制好出土速率和出土量利于土压力的控制，并对上方土体的稳定性做出判断。在掘进中，应控制出土量处于设计值的98%100%，严禁发生超排现象。根据右线的掘进经验，计算砂卵石地层的出土量如下：V (D/2)2LS(6.18/2) 21.21.2545m3/环其中：D刀盘直径L管片宽度S松散系数2.2.4 同步注浆 同步注浆主要用来对管环之外的空隙进行填充，减小沉降量。在穿房段，采取注浆压力与注浆量双重指标达标控制：即同步注浆量应满足45m3 /环，且注浆压力满足23 Bar。如果注浆压力过小，则可适当加大注浆量以使注浆压力

14、满足要求，保证管环背后填充密实，必要时可多次重复注浆；注浆流量应与掘进速度匹配，整个注浆过程应连续。穿房期间应保证盾尾密封有效，避免发生因盾尾漏浆而导致实际注浆量减小的情况。同步注浆采用单液浆，配比见表2.2-2 。表2.2-1单液浆配比表同时同步注浆浆液应满足如下指标：2.2.5二次注浆为防止隧道上部土体发生沉降，保证穿居民楼穿时沉降控制在设计范围内，本工程将及时进行二次注浆，并保证注浆充分、密实。二次注浆从隧道顶部管片注浆孔，打入直径32长3-5m注浆小钢花管，进行洞内二次注浆，如图2.2-1 所示。并根据沉降观测数据，必要时采取每次注浆措施进行补注及时注入无收缩双液浆确保及时有效控制地面

15、沉降。穿房段，二次注浆从拼装环之后35环开始，由专业班组操作，与掘进作业同步进行。二次注浆应保证注浆压力充足，使浆液能有效填充管环外的空隙。二次注浆采用双液浆，使之快速在管环外形成有效支撑，减小土体的沉降量。双液浆配比见表2.2-3 。表2.2-2 双液浆配比表（单位体积）编号水灰比A液B液（体积比）缓凝剂添加量（水泥用量）浆液密度（g/cm3）凝结时间（秒）1111101.51.442048图2.2-1 二次注浆示意图2.2.6 渣土改良做好渣土改良有利用维护掌子面的稳定。在穿房段，应保证土仓的渣土具有良好的和易性，使土压力有效传递到掌子面上，减小土体失稳的风险。2.2.7 盾构姿态控制在盾

16、构机进入下穿区域之前，尽量将盾构机的姿态调整至最佳。在盾构机下穿居民楼时，应严格保持和控制盾构机姿态与设计轴线重合，避免盾构机轴线出现蛇形和大幅纠偏的情况。2.3 掘进监测2.3.1 测点布设居民楼监测点布设如图2.3-1 所示。图2.3-1居民楼沉降点埋设示意图2.3.2 监测频率测试频率：掘进面前后20m时测12次/d，掘进面前后50m时测1次/2d，掘进面前后50m时测1次/周。2.3.3 监测预警及响应2.3.3.1 监测预警对每次监测数据进行分析，并对比警戒状态判定表（如图2.3-1 所示），若发现检测值超限状况，及时进行预警并启动预警响应。表2.3-1三级警戒状态判定表预警级别预警

17、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，且实测变化速率出现急剧增长时。2.3.3.2 预警响应（1）黄色预警后的响应应于平台发布信息后1天内进行响应，并参与预警处理，响应人包括：项目经理部技术负责人、主管安全的领导、技术部门领导及安全部门领导；响应内容主要包括：加强组织分析，项目经理部技术负责人主持并组织实施风险处理，加强监测（增加监测频率和增加监测点位）和巡视。（2）橙

18、色预警后的响应应于平台发布信息后1天内进行响应，并参与预警处理，响应人包括：项目经理部经理、项目经理部技术负责人、主管安全的领导、技术部门领导及安全部门领导；对特、一级风险工程要有北京片区主管领导参与。响应内容主要包括：组织四方会议，项目部经理主持并组织实施风险处理。加强组织分析，项目经理部技术负责人主持并组织实施风险处理，加强监测（增加监测频率和增加监测点位）和巡视。（3）红色预警后的响应收到平台发布信息后2个小时内进行响应，并参与预警处理，对特级风险工程和突发风险事件，应收到预警信息后1个小时内进行响应，响应人包括：项目经理部经理、项目经理部技术负责人、主管安全的领导、技术部门领导及安全部

19、门领导、北京片区主管领导；对特、级风险工程和突发事件要有集团公司总经理参与。响应内容主要包括：立即启动应急预案，2个小时内组织专家论证，北京片区主管领导主持并组织实施风险处理。加强组织分析，项目经理部技术负责人主持并组织实施风险处理，加强监测（增加监测频率和增加监测点位）和巡视。3专项风险应急预案3.1 风险描述在左线盾构掘进下穿居民楼时，可能因为土体产生较大沉降而引起居民楼变形过大，严重时可能造成楼房倾斜、开裂、倒塌，威胁内部人员的财产安全。其原因主要有以下几点：1） 掘进时土仓土压力较低导致土体沉降；2） 前方掌子面坍塌，造成土体超排、土体沉降；3）掘进时同步注浆不密实；4）二次注浆不及时、注浆量及注浆压力不足；5）楼房基础薄弱，易产生不均匀沉降；6）监控测量不及时，对沉降信息掌握不充分。3.2 预防措施1）施工前对建筑物结构形式，基础形式进行调查，根据需要进行必要的加固措施；2）严格控制盾构的施工参数，避免对地层扰动过大；3）采取合适的地层改良措施，改善土体的流塑性，保证进出土顺畅并有效控制出土量；4）确定与开挖地层相适应的同步注浆配比、量和注浆压力，并及时进行二次补浆；5）注浆均匀，压力适中，根据推进速度的快慢调整注浆量，做到注浆量与推进速度相适应；6）采取措施提高浆液和搅拌的质量，保