风险排查方案

成都地铁2号线二期工程（西延线）土建工程2标盾构通过后区间地面风险预控方案编制：审核：审批：中铁十三局集团有限公司成都地铁2号线二期工程项目经理部2011年03月成都地铁2号线二期工程（西延线）土建工程2标盾构通过后区间地面风险预控方案PAGEI目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.编制目的及编制依据 11.1编制目的 11.2编制依据 12.工程概况 22.1地理位置 22.2地质情况 22.3设计概况 72.4周边环境 83.风险段确认 83.1出渣超出位置 83.2始发、到达位置 83.3换刀位置 93.4下穿房屋建筑物 93.5下穿西环铁路桥段 93.6下穿河渠、管线 104.风险段控制措施 104.1滞后沉降风险防控措施重点如下： 109.安全应急救援预案 129.1目的 129.2应急预案及措施 129.3应急组织管理机构及职责 139.4应急处理程序 159.5紧急事故联络 15PAGE2成都地铁2号线二期工程（西延线）土建工程2标盾构通过后区间地面风险预控方案1.编制目的及编制依据1.1编制目的成都地铁施工中，盾构通过后地面存在滞后沉降，给地面安全带来了极大隐患。为了控制地面沉降，确保地面安全，需要对长期对地面进行监测和加固处理，才能保证地面的万无一失。根据我项目部以往施工经验，结合该段盾构穿越地层情况，制定本方案。1.2编制依据1、《成都地铁2号线二期工程（西延伸线）施工图设计互助站～信息路站～迎宾路站～成灌客运站区间（第一～七册）》（中铁二院工程集团有限责任公司）；2、《成都地铁2号线西延线详细勘察阶段互助站～信息路站区间隧道岩土工程勘察报告》（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司）。3、《成都地铁2号线西延线详细勘察阶段信息路站～迎宾路站区间隧道岩土工程勘察报告》（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司）。4、《成都地铁2号线西延线详细勘察阶段迎宾路站～西延线设计终点YCK22+786.521区间隧道岩土工程勘察报告》（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司）。5、沿线建（构）筑物及管线现场实际调查资料；6、中铁十三局集团有限公司及成都轨道交通有限公司安全生产管理规定、制度；7、成都地铁1号线、2号线一期工程土压平衡盾构实施过程中积累的经验；国标GB/T19001标准；安全、环境和职业健康GB/T24001/28001；《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002/J163-2002）《建筑基坑工程技术规范》（YBJ9258-97）《工程测量规范》（GB50026-2007）《城市测量规范》（CJJ8-99）《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑变形测量规程》JGJ/8-2007《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ123-2000《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20022.工程概况2.1地理位置本区段地处川西平原岷江水系Ⅰ级阶地，为冲洪积地貌，地形平坦，地面高程522.37～530.60m，最大高差本工程线路起于互助站东端，止于成灌客运站北端。区间线路在互助站出发后沿金周路敷设，穿过西环铁路桥后以400米半径曲线右转穿土桥社区后进入信息园西路，沿信息园西路、东路过信息路站、迎宾路站，穿过迎宾大道后沿金卉路前进，后线路以390米半径曲线右转到达成灌客运站。沿途经过金周路、西环铁路桥、土桥社区民房群、信息园西路、信息园东路等。图2-1盾构区间示意图2.2地质情况2.2.1地层岩性根据钻探揭示，本区间地层按岩土层层序，从上至下分述如下：（1）第四系全新统人工填土层（Q4ml）主要为杂填土和素填土。<1-1>杂填土：褐灰、灰黑色，松散，稍湿。由碎石、砂土、砖瓦碎块、卵石等建筑垃圾组成，其间充填粘性土。分布于地表，层厚0.5～4.5<1-2>素填土：褐灰、灰黄色，稍湿，稍密，以粘性土为主，含少量卵石、砖粒等杂物，该层在场地内普遍分布于地表，层厚0.8～2.5m（2）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）<2-3>粉质粘土：褐黄色，可塑，含少量铁锰质氧化物等。该层在场地内局部分布，厚度0.8～2.5<2-4>粉土：褐黄色，松散，含少量铁锰质氧化物、云母等。该层在场地内普遍分布，局部缺失，厚度1.0～3.0<2-5-2>细砂土：褐黄色，松散，分布于卵石层顶面或以呈透镜体状分布于卵石土中，厚度0.5～2<2-6>卵石土：褐灰色、青灰色，稍湿～饱和，稍密～密实夹少量角砾，卵石含量50～85%，粒径20～80mm为主，部分粒径大于10mm，充填物为中砂，局部夹漂石，顶面埋深2.5～根据超重型动力触探试验成果及卵石含量，将卵石土分为松散卵石土<2-6-1>、稍密卵石土<2-6-2>、中密卵石土<2-6-3>和密实卵石土<2-6-4>2.2.2不良地质与特殊岩土根据地质勘探报告，场地内不良地质为液化粉土和细砂土，褐黄色或青灰色、结构松散，埋深不大该层均匀性好；特殊岩土为人工填土，以杂填土为主、少量素填土，褐黄、灰黑等杂色，松散，稍湿，由碎石、砂土、砖瓦碎块等建筑垃圾组成，其间填充粘性土，该层土均匀性差，结构疏松，具欠压密、强度较低，压缩性高、受压易变形的特点。对区间隧道结构影响小，但在盾构施工过程中对地面沉降影响较为敏感。2.2.3水文地质（1）地表水在成都地铁2号线西延线沿线范围内，多为一些人工排水沟通过，本标段内主要渠道为金牛四斗渠。（2）地下水类型及富水性场地地下水主要为赋存第四系砂卵石地层中的孔隙型潜水。场地位于成都市区岷江上游，地下水位较高，勘察期间测得钻孔内水位为0.9～11.2m。测得水位较深地段主要在迎宾路附近，原因是周围高层建筑基坑降水造成地下水位大幅下降。第四系孔隙水主要赋存于全新统（Q4）的砂、卵石土中，砂卵石土层含水丰富，含水层厚度较大，为强透水层。本区段基本位于卵石土层中，受地下水影响较大。（3）地下水的补给、径流、排泄及动态特征①地下水的补给、径流、排泄成都市充沛的降雨量（多年平均降雨量947mm，年降雨日达140天），构成了地下水的主要补给源，同时，雨洪期河水及附近沟渠也为其补给源。此外，区内地下水还接受NW方向的侧向径流补给。区内地下水径流方向为NW方向至SE方向。区内地下水排泄主要为大气蒸发和向下游径流府河、南河排泄。②地下水的动态特征地下水具有埋藏浅，季节性变化明显，水位西北高东南低。根据区域水文地质资料，成都地区丰水期一般出现在7、8、9月份，枯水期12、1、2月份，以8月份地下水位埋深最浅，其余月份为平水期。在天然状态下，区内枯水期地下水位埋深3～5m；洪水期地下水埋深0.9～11.2m。根据区内地下水位动态长期观测资料，在天然状态下，水位年变化幅度一般在1～2m之间。在初勘期间，对各车站及区段隧道的地下水位进行了测量，初见水位与静止水位一致，地下水位为0.9m～11.2m。地下水位不具有承压性。2.2.4盾构机通过地层统计分析隧道穿越的主要地层：互助站～信息路站区间，为<2-6-3>和<2-6-4>中密～密实砂卵石层；信息路站～迎宾路站区间，为<2-6-3>和<2-6-4>中密～密实砂卵石层；迎宾路站～成灌客运站区间，为<2-6-3>和<2-6-4>中密～密实砂卵石层。（1）互信区间地层情况：图2-2互信区间盾构穿越地层统计图图2-5互信区间盾构穿越地层横截面示意图（YDK20+500）（2）信迎区间地层情况：图2-3信迎区间盾构穿越地层统计图图2-5信迎区间盾构穿越地层横截面示意图（YDK21+600）（3）迎成区间地层情况：图2-4迎成区间盾构穿越地层统计图图2-5迎成区间盾构穿越地层横截面示意图（YDK21+700）盾构区间主要由“互助站～信息路站区间”、“信息路站～迎宾路站区间”、“迎宾路站～成灌客运站区间”构成，工作内容包括三个盾构区间的土建施工和盾构法区间施工图设计。2.3设计概况盾构区间主要由“互助站～信息路站区间”、“信息路站～迎宾路站区间”、“迎宾路站～成灌客运站区间”构成，工作内容包括三个盾构区间的土建施工和盾构法区间施工图设计。区间线路右线总长2174.404m，左线总长2430.244m，合计总长4604.648m，为双孔圆形隧道，主要附属工程包括3个联络通道（含泵房）、12个洞门。互助站～信息路站区间，右线长982.6m，左线长998.078m。信息路站～迎宾路站区间，右线长619.326m，左线长844.269m。迎宾路站～成灌客运站区间，右线长572.478m，左线长587.897m。线路在YDK21+430～YDK21+800范围，线间距由13m渐变到9.5m。区间隧道轨面最大埋深22.1m，最小埋深13m，最大坡度22‰，最小坡度为5‰。区间隧道左线设平面曲线8个、右线设平面曲线6个，累计共14个，最小曲线半径390m，最大曲线半径5000m。区间隧道设计为外径6000mm，内径5400mm的盾构隧道，管片厚度为300mm，管片幅宽采用1500mm2.4周边环境本标段在互助站～信息路站区间线路前段沿金周路展布，后段经行村落，有乡间小路通行。信息路站～迎宾路站区间沿信息园西路、东路展布，迎宾路站～成灌客运站沿金卉路展布，均交通状况良好，车流量小。沿线道路均为双向四车道，路况均较佳。本标段范围内在互助站～信息路站区间主要穿越金周路、土桥社区建筑群；在信息路站～迎宾路站区间则主要处于信息园西路、信息园东路下方；在迎宾路站～成灌客运站主要在金卉路和建筑荒地下方。沿线在互信区间下穿建（构）筑物，其中主要穿越西环铁路桥、金牛4号斗渠、金海实业及其周边民房、土桥社区民房建筑群；管线主要为经行道路两侧敷设的大量城市管线（包括地下、地面线路）。3.风险段确认3.1出渣超出位置本标段采用方量测算和实际称重量互相比较来控制渣土量，综合分析地质情况、隧道埋深、掘进情况和出渣情况来判断出渣量是否正常。根据我部在成都地铁1号线和2号线的掘进经验，出渣量采用体积与重量双重控制，1.5m管片每环出渣量不得超过60方，即4斗。称重重量为97~105吨。1.2m管片每环出渣不超过48方，称重为79~85吨。3.2始发、到达位置盾构始发和到达掘进施工时，由于工艺限制，难以实现土压平衡掘进。在本阶段，盾构机推力小、掘进速度慢、渣土控制困难，易造成掘进超挖、多出渣等后果，致使端头地面沉降塌陷。严重时，还会对洞门土体乃至洞门结构本身的稳定性造成严重的不良影响。表3-1区间始发与到达一览表编号名称端头情况备注1成灌客运站左线始发端土路，旁有民房2右线始发端土路3迎宾路站左线到达端迎宾大道口，路面4右线到达端迎宾大道口，路面5左线始发端信息园东路，路面6右线始发端信息园东路，路面7信息路站左线到达端信息园西路，路面8右线到达端信息园西路，路面9左线始发端金科北路口，路面10右线始发端金科北路口，路面11互助站左线到达端金周路，路面12右线到达端金周路，路面3.3换刀位置本区间盾构穿越地层主要为<2-6-3>中密砂卵石层、<2-6-4>密实砂卵石层。该类地层无水条件下土体自稳性良好、但在有水环境下易受流水潜蚀发生垮塌。本标段盾构共进行了三次换刀，分别为左线信迎区间ZDK21+813.8、左右线第三区间ZDK20+620和YDK20+610。采用换刀方式为地面降水及注浆加固辅助，在常压条件下进入土仓换刀。换刀完成后对地面进行了注浆加固，盾构通过后经过监测观察，地面沉降稳定。3.4下穿房屋建筑物本标段范围内盾构掘进下穿房屋建筑，主要穿越金海实业及周边民房、土桥社区居民委员会及周边民房，基本均为1～3层砖结构建筑。盾构通过前对房屋进行了注浆加固，通过后对房屋范围地层进行了跟踪注浆，保证了地层的密实。但仍需加强对房屋的监测，通过监测数据，发现异常及时进行注浆加固，确保房屋不发生倾斜。3.5下穿西环铁路桥段在互助站～信息路站区间YDK20+300附近，盾构隧道下穿西环铁路桥。西环铁路桥上部为两跨简支梁结构，下部为扩大基础，基底距离隧顶最小约为6.8m。盾构通过前对西环铁路桥的3个受影响桥墩采用了托换梁加固方式进行了加固，盾构通过后沉降稳定，桥体无变化。3.6下穿河渠、管线本区间内，有一条宽约4m、深约2.5m的金牛4斗渠在线路上方迂回多次，并有多处地段长距离在隧道结构旁侧与隧道并行。其中，横穿整个左、右线隧道4次，另单独穿过右线隧道2次。另外，本标段区间基本处于金周路、信息路及迎宾大道下方，均为成都市的主干道路，沿道路两侧敷设有大量的城市管线，同时在交叉路口还有大量的横跨线路的管线存在。地下管线主要分布于道路两侧的人行道下；在金周路、信息园西路部分地段上方还有架空电力线沿人行道分布。盾构穿越时，均无多出渣情况，盾构通过后，河渠和管线均无明显沉降。需要在后期防范工作。4.风险段控制措施根据我部在成都地铁1、2号线盾构施工实践经验，砂卵石地层受盾构掘进扰动后除表现出正常的掘进后自然沉降外，还存在明显的滞后沉降特点。通常表现为，盾构施工正常掘进，地层随后发生自然沉降，随着掘进工作面远去，地层沉降逐步稳定，并长期处于无变化状态；但经过相当长一段时间后，受各种外因诱发，该处地层又突然再次发生沉降，导致地面沉陷。由于采用现有探测手段难以精确查探出松散砂卵石层位置，故而对盾构掘进过后地层实际疏密状态得不出最直观、最准确的判断，导致成都砂卵石地层滞后沉降具有明显的隐蔽性、突然性、随机性。由于盾构施工线路上方主要为城市道路、房屋建筑，一旦没有及时将问题地段处理好，地层发生滞后沉降就极易发生地面沉陷，严重时甚至引发安全质量事故。4.1滞后沉降风险防控措施重点如下：根据成都砂卵石层滞后沉降产生周期长、突发性强、后期难以发现和监控现状，必须确立“防控为主，监测巡视为辅，建立有效应急机制”的治理方针，保障工程质量、维护公共安全。4.1.1掘进后控制对盾构通过后的地段要进行全面、及时地分析，包括掘进原始资料整理分析、地面监测资料整理分析。根据各种数据比对，筛选不良地段，及时进行后期顶管注浆，补回地层损失。重点分析的参数有：①松散系数、渣土构成、出渣方量和渣土称重根据地质图分析掘进段渣土松散系数，同时参考实际渣土性状，判断理论出渣量，与实际情况比对，判断超挖情况。比对时，采用方量与称重双重对照。②掘进注浆速度、注浆量根据实际注入的同步浆液、二次浆液情况判断地层松散情况，并且折算出同步注浆、二次注浆补损情况，评估剩余地层损失量。③地面监测资料根据地面沉降观测资料，制作沉降速率图，并根据沉降情况判断该段掘进后地层损失情况。沉降速度快、持续时间长，地层损失大；沉降速度慢、沉降量小，则地层损失相对较小。以上各种参数要统一、综合地分析，以得出较为精确的地层实际受损情况。根据分析，对地层进行顶管注浆。此种方法是在隧内洞顶选点，顶入大直径注浆管后压注顶管浆液，实现在洞内对掘过段深层注浆的目的，及时对受掘进扰动影响地层进行细颗粒填充。顶管法注浆施工示意图见图4-1。图4-1顶管注浆示意图4.1.2长期性监控①在盾构通过建（构）筑物后的1年内，进行不间断的监测，监测重点为建（构）筑物沉降、倾斜及裂缝变化、地中分层沉降等，并根据监测情况，采取相应措施。②在盾构通过建（构）筑物后的2年内，安排专人定期跟踪回访，及时发现问题并做好处理，避免群体性事件发生。4.1.3健立应急机制由于滞后沉降隐蔽性强、具有突发性特点，必须建立健全地面滞后沉降处理应急救援机制，保障地面安全。主要做好以下几方面：①建立健全应急体系，确保信息渠道通畅。②责任到人、各司其责、分工明确。③设立专用抢险物资库，预备专用机械和材料。④全天候地面监测和巡视，及时发现异常、及时处理。⑤有偿发动交警、环卫、市政、电力、物业等部门及建（构）筑物产权单位或个人及时提供事故线索，以便及时采取相应补救措施。9.安全应急救援预案9.1目的在盾构机通过金牛4斗渠、10kV电杆、各个房屋段、1.6m给水管、西环铁路桥施工前，通过前采取相应的技术保障措施，实现了对风险的控制。针对盾构通过后地面存在的潜在的风险，建立完善的安全事故应急预案，尽可能地减少事故产生的损失，保证人民生命财产安全。为此，我项目部将按照应急预案的要求，结合施工实际，在编制专项施工方案的基础上，完善相应的各种意外情况下的各类应急救援预案和详细的汇报流程，落实应急救援需要的人员、设备、材料等资源配置，建立应急救援领导机构，明确参加抢险员工的职责和任务，健全紧急信息沟通渠道，加强单位间的协作与配合，提高协同处理突发事件的能力。9.2应急预案及措施9.2.1交通疏导地面发生塌陷时联系成都交通管理部门，对相关影响路段进行临时交通疏导。9.2.2应急措施项目部已经自备2台钻机，在地面发现沉降较大的位置进行地面钻孔注浆，补充地层出现的砂石损失，保证桥梁安全。地面钻孔注浆采用水泥水玻璃双液浆，二次注浆采用双液注浆机。水泥、水玻璃浆液体积比为1：1，水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比为1：1，注浆压力不低于2bar。发生地面塌陷时，采用混凝土进行回填，上铺钢板，保证交通顺畅。9.3应急组织管理机构及职责根据工程风险，须建立健全应急反应体系，保证工程顺利进行。9.3.1应急反应组织管理机构以应急救援领导小组为基础，成立应急反应指挥部，下设应急处理工作小组，应急处理技术组、应急处理监测组、应急处理物资设备组、应急处理保卫组，并组建抢险突击队、义务消防队和医疗救护队等。应急反应指挥部应急反应指挥部总指挥徐润泽应急救援工作小组王国义侯刚应急处理技术组组长任国青应急处理监测组童海涛应急处理设备物资组贾辉应急处理保卫组路洪春义务消防队安全员医疗救护队郑海清抢险突击队隧道工区区长联络调度孙英伟撤离组织队周双禧图9-1应急处理组织机构图（1）应急救援工作小组组长：由项目经理徐润泽担任副组长：由项目副经理王国义、侯刚、孙英伟担任成员：质量管理部部长黄鑫、调度室值班长周双禧、物资保障部部长贾辉、综合办公室郑海清、财务劳资部部齐占新、作业工区工长担任。职责：负责现场的应急救援工作的指导、协调。（2）应急处理技术小组组长：由任国青担任。成员：由质量管理部部长黄鑫、调度室值班长周双禧、专业工程师等人。职责：担负重大生产安全事故发生后的技术处理，从技术方面提供处理意见。（3）应急处理监测小组组长：由测量班班长童海涛担任。成员：由测量组人员担任。职责：担负盾构机过危险源过程中的全程、全天候监测工作，担负重大生产安全事故发生后的监测工作。发现监测的建筑物出现异常情况时第一时间报告值班的项目领导。（4）应急处理物资设备组组长：由物资保障部部长贾辉担任成员：工区材料人员职责：担负重大生产安全事故发生后的物资设备的供应。（5）应急处理保卫小组组长：由安质环保部部长路洪春担任。成员：由工地保安人员组成。职责：负责对受安全威胁的人员进行疏散到安全地带，确保无受安全威胁的人员后，再对受安全威胁的财产实施转移，转移至安全地带。（6）应急处理突击队队长：由作业工区工长担任突击队员：由各工区班组长、突击队、义务消防队队员组成职责：担负施工现场各类重大事故的处置任务。（7）医疗救护队队长：由综