盾构区间障碍物二级风险源方案市政改剖析

郑州市轨道交通1号线一期土建工程02标段

中国中铁郑州市政总

盾构区间二级风险源处理方案

复核：___________________

审批：___________________

中铁一局集团有限企业郑州市市政工程总企业联合体

郑州市轨道交通1号线一期土建工程02协议段

二。一。年六月

目录

一、工程概况..........................

1、项目概况..........................

2、节点工期..........................

3、风险源概况........................

二、二级风险源建筑物处理措施............

1、风险源建筑物的监控量测............

2、机械措施..........................

3、机械研究所家眷院8号楼............

4、机械研究所家眷院9号楼............

5、机械研究所家眷院10号楼...........

6、花园酒店..........................

7、天龙大厦..........................

8、国棉五厂9号、7号家眷楼..........

9、国棉三厂、四厂家眷楼..............

三、工期计划............................

四、质量保证措施........................

五、安全保证措施........................

六、环境保护措施........................

盾构区间二级风险源处理方案

一、工程概况

1、项目概况

郑州市轨道工程1号线02标段共三站三区间，标段施工里程为右

CK13+632.200〜右CK16+860.000,线路总长约3227m。标段内存碧沙卤站、郑州

大学站和中原东路站三个车站，桐〜碧盾构区间、碧〜郑盾构区间、郑〜中暗挖

区间三个区间。

本标段采用两台复合式土压平衡盾构机掘进施工，掘进的总体筹划为：郑

州大学站西端头作为盾构始发场地，两台盾构机自郑州大学西端头相错始发，向

西掘进至碧沙岗站，过站后继续向西掘进至桐柏路站吊出。

郑

桐

碧

左线区间%.线区网州

柏

引机沙

力机大

rl构-i«,-

构

路

岗

祐

过

学

出

站

站

站

々线K间'一线传构机有线区同r右战桁构机站

桐柏路站〜碧沙岗站区间：左线长度为692.024m,右线长度为692.008m,

线间距为13m。隧道顶板埋深9.6m〜H.3m,纵坡0.44%〜0.95%之间。区间在最

低点（里程右CK14+109.425处）设一种联络通道。区间临近构造为7401人防工

程隧道，在线路右侧，距离区间隧道外皮约10m,埋深为15nl〜21nl间，为单洞

式现浇隧道。

碧沙岗站〜郑州大学站区间：左线长度为1198.039m,右线长度为

1199.468m,线间距为13m。隧道顶板设计埋深为9.6m〜16.3口，纵坡为V字型,

0.5%〜2.75%之间。区间在最低点（里程右CK15+288.5处）设一种联络通道。区

间上跨7401人防工程隧道、地下停车场、青少年宫、侧穿天龙大厦等多处建筑。

区间设计走向为S型曲线，最小曲线半径320口。

2、节点工期

左线郑州4号盾构机2010年7月24日在盾构始发井下井组装,8月18日

始发推进，于2010年12月15日到碧沙岗站东端站，过站至西端头始发井2011

年1月14日二次始发2011年3月28日抵达桐柏路站，20n年4月7日完毕解

体、吊出、运送出场。

右线郑州5号盾构机2010年8月13日在盾构始发井下井组装，9月17日

始发推进，于2011年1月15日到碧沙岗站东端站，过站至西端头始发井2011

年2月15日二次始发2011年4月28日抵达桐柏路站，20n年5月8日完毕解

体、吊出、运送出场。

3、风险源概况

郑州轨道交通1号线一期土建工程在项目立项阶段，即在工程可行性研究

汇报中队项目的风险进行了综合评估，从公共政策、市场、技术（包括线路方案、

土建技术、设备技术）、工期、资金、组织与管理、其他等多种方面进行了论述

和分析，将风险源由高到低分为一级、二级、三级共三个级别：

一级风险源：施工中有较大日勺风险，也许会导致较大的工程事故，导致较

大的社会影响。设计中采用了加固处理措施的；施工前需要对施工方案、风险点

进行专题评估的。

二级风险源：施工中存在一般风险，也许会导致一般工程事故、对社会有

轻微影响。设计中采用了加固处理措施的I;施工过程中需要加强监测。

三级风险源：施工过程中事故发生概率较小，工程设计上没有采用措施日勺;

但施工过程中需要加强监测。

碧沙岗站〜郑州大学站区间二级风险源有：机械家眷院8号楼、机械家眷

院9号楼、机械家眷院10号楼、花园酒店、天龙大厦、国棉五厂9号、7号家

眷楼、国棉三厂、四厂家眷楼共七处。

二、二级风险源建筑物处理措施

1、风险源建筑物的监控量测

本着建筑物口勺安全考虑，必须随时理解建筑物的变化，对建筑物进行全面

地跟踪监控测量，从而针对性的采用防止和加固措施。

1.1监测项目、监测仪器、监测措施、监测频率

为理解盾构施工对风险源建筑物及周围环境的影响，对区间风险源建筑物

监测内容如下表：

风险源建筑物施工监测内容汇总表

一

序监测仪器

号监测项目测点布置监测频率

及工具

在风险源建筑物3~7米

监测从盾构施工抵达前天开始监测

精密水准范围内布置监测点，围3

1地表隆陷监测频率2次/天。

仪、锢钢尺绕风险源建筑物一周，

盾构施工中根据状况加强监测频率。

点时间距5米。

精密水准在建筑物的I特性点上布风险源建筑物的沉降监测频率与地

2建筑物沉降

仪、钢钢尺设，如转角、构造柱等。表沉降的观测频率相似。

每条裂缝至少两组观测按照裂缝变化速度而定，控制两次观

小钢尺、游

3建筑物裂缝标志，一种在裂缝最大测期间裂缝发展不适宜不小于

标卡尺0.1

处，一种在裂缝末端mm及裂缝所处位置而定。

4建筑物倾斜垂球、钢尺建筑物顶部设观测点从盾构施工抵达前3天开始1次/天

1.2风险源建筑物的检测控制原则

根据本工程的特点、设计规定及有关规范规定，对盾构隧道开挖引起的拱顶

隆降、周围收敛位移等建立了对应的I控制值和预警值如下表：

风险源建筑物施工监测控制原则与预警值

序号量测项目控制标准预警值

1地面沉降+10mm、-30mm+7mm、-21mm

2建筑物沉降-20mm-15mm

3建筑物倾斜1/2001/300

控制两次观测期间裂缝发展不

两次观测裂缝不小于

4建筑物裂缝适宜不小于0.1mm及裂缝所处

0.1mm

位置而定

1.3监测措施

按变形测量规程中测站高差中误差WO.5mm的精度规定，用精密水准仪、钢

钢尺由高程监测网的控制水准点按二等水准测量日勺技术规定对监测点进行逐点

量测。对此数据进行处理、分析。

1.4监测质量控制

建立监测专业组：以项目总工程师为直接领导，建立专'也监测小组，由具有

丰富施_L经验、监测经验及数据分析的，程技术人员构成。及时搜集、整顿各项

监测资料外，并对监测数据进行分析对比。做好监测数据、监测日志、监测报表

等，并保留原始资料

2、机械措施

盾构掘进时，优选最佳施工参数，加强盾构的掘进参数管理和姿态捽制，严

格控制盾构推力、刀盘转速、出渣量等，及时进行同步注浆和二次补强注浆稳定

隧道周围土体。

3、机械研究所家眷院8号楼

3.1与线路位置关系

机械研究所家眷院8号楼位于中原东路101号，6层砖混构造，建于1980

年，条形砖基础，埋深1.9m,无地下室，局部有小裂缝和局部破损现象，楼房

周围有基础沉降现象，位于隧道左右线正上方。

3.2工程措施

在楼房外围四面倾斜向基础底土层预埋2排袖阀管，注浆管插入楼基础如

下，先不注浆。盾构掘进期间，结合地面沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土

体进行注浆加固。

3.2.1注浆孔布置

家眷楼东、南、北三侧双排。置，注浆管钻孔直径80mm,孔深约5〜7m,

注浆孔间距0.8mX0.8m,梅花状布置2排，向建筑物侧倾斜角度45度,重点加

固建筑物基底土体。

孔深5m：41根

孔深7m：42根

合计：499m

3.2.2注浆技术规定

(1)注浆类型：水泥浆液。

(2)注浆压力：1〜2.0Mpa。

(3)注浆方式：边提高边注浆，每300〜500mm为一提高层程，施工中先

把加固区域两边封浆再中间保证注浆效果。

(4)注浆次序：注浆应按跳空间隔注浆方式进行，先外排后内排，平面上

逐渐压密，深度自下而上分段注浆，两排、列注浆间隔进行。

图4.3机械研究所8号楼注浆孔布置图

图4.4注浆孔剖面图

4、机械研究所家眷院9号楼

4.1与线路位置关系

机械研究所家眷院9号楼位于中原东路101号，6层破混构造，建于1980

年，条形砖基础，埋深1.9%无地下室，楼内墙皮脱落严重，管线有明显渗漏

现象，楼房周围有基础沉降现象，楼体有局部裂缝，位于隧道左DK15+585左7.5m。

4.2工程措施

在楼房外南侧预埋2排袖阀管，注浆管插入隧道底板如下1m,先不注浆。盾

构掘进期间，结合地而沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体进行注浆加固。

4.2.1注浆孔布置

孔深22m：40根

合计：880m

4.2.2注浆技术规定

（1）注浆类型：水泥浆液。

（2）注浆压力：1〜2.0Mpa。

（3）注浆方式：边提高边注浆，每300〜500mm为一提高层程，施工中先

把，加固区域两动封浆再中间保证注浆效果。

（4）注浆次序：注浆应按跳空间隔注浆方式进行，先外排后内排，平面上

逐渐压密，深度自下而上分段注浆，两排、列注浆间隔进行。

5、机械研究所家眷院10号楼

5.1与线路位置关系

机械研究所家眷院10号楼位于中原东路101号，6层砖混构造，建于1982

年，条形砖基础，埋深2.04m,无地下室，楼内墙皮脱落严重，管线有明显渗漏

现象，楼房周围有基础沉降现象，楼体有局部裂缝，位于隧道左DK15+525左2.5m。

5.2工程措施

在楼房外西南侧预埋2排袖阀管，注浆管插入隧道底板如下先不注浆。

盾构掘进期间，结合地面沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体进行注浆加固。

5.2.1注浆孔布置

孔深24m：40根

合计：960m

5.2.2注浆技术规定

（1）注浆类型：水泥浆液。

（2）注浆压力：1〜2.OMpa。

（3）注浆方式：边提高边注浆，每3。0〜500mm为一提高层程，施工中先

把加固区域两边封浆再中间保证注浆效果。

（4）注浆次序：注浆应按跳空间隔注浆方式进行，先外排后内排，平面上

逐渐压密，深度自下而上分段注浆，两排、列注浆间隔进行。

6、花园酒店

6.1概况

花园酒店建于1984年，地上2层，地下1层，框架构造。楼下地下室未经

正规设计同意，是在原设计的基础上后加的地下室，地下室埋深6.3m,内有3

台大型冷冻机、燃气炉4台、水泵房等大型设备，属于重点保护对象，盾构掘进

风险极大。

根据调查成果，此建筑物有一违章修建口勺地下室（深5m）,导致其构造形式

混乱，无法鉴定其承载力形式,

图4.15花园酒店与区间隧道位置关系图

6.2工程措施

6.2.1树根桩加固

在原基础上补加396条树根桩，桩径中300,桩身验标号C20级，主筋6①16,

箍筋为①6@300,桩长6米。合计396根X6m=2376m。

树根桩托换的长处

（1）所需施工场地较小，一般平面尺寸0.6mX1.8m,净空高度2.2m就能

施工；

（2）施工时噪音小，振动小，对已损坏需托换的建筑物比较安全；

（3）压力灌浆使树根桩与地基土紧密结合，加固效果好；

（4）桩径很小，因而施工对地基土几乎不产生扰动；

70S

才

图4.16花园酒店树根桩加固布置图

7、天龙大厦

7.1概况

天龙大厦位于嵩山北路与建设西路交叉口，建于1998年，地上16层，地

下1层，框架构造，人工挖孔扩底桩，桩长10.6m。位于隧道右DK14+630左5.4m,

桩底标高隧道中心以上1.9m。天龙大厦是高层建筑，桩基浅，距离区间隧道距

离北常近，盾构掘进存在很大风险。

7.2工程措施

在楼房外东北侧预埋2排袖阀管，注浆管插入隧道底板如下1%先不注浆。

盾构掘进期间，结合地面沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体进行注浆加固。

7.2.1注浆孔布置

孔深18m：40根

合计：720m

7.2.2注浆技术规定

（1）注浆类型：水泥浆液。

（2）注浆压力：1〜2.OMpa。

（3）注浆方式：边提高边注浆，每300〜500mm为一提高层程，施工中先

把加固区域两边封浆再中间保证注浆效果。

（4）注浆次序：注浆应按跳空间隔注浆方式进行，先外排后内排，平面上

逐渐压密，深度自下而上分段注浆，两排、列注浆间隔进行。

8、国棉五厂9号、7号家眷楼

8.1概况

国棉五厂9号家眷楼为3层砖混构造，1层地下室，条形基础，建设年代为

1952年，基础埋深2.4m,属于局部危房，水平距离左线DK14+535左15m。属于

盾构全断面砂层掘进地段，掘进中盾构机上浮风险大，建筑物隆降难以控制。

8.2预埋袖阀管注浆加固方案

国棉五厂9号家眷楼位于建设路北侧，人行道范围地下管线复杂，在搂房

南侧的自行车道上预用2排袖阀管，注浆管插入除道底板如下1叱先不注浆。盾

构掘进期间，结合地面沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体进行注浆加固。

8.2.1注浆孔布置

孔深18m：310根

合计：5580m

8.2.2注浆技术规定

（1）注浆类型：水泥浆液。

（2）注浆压力：1〜2.0Mpa。

（3）注浆方式：边提高边注浆，每300〜5D0mm为一提高层程，施工中先

把加固区域两边封浆再中间保证注浆效果。

（4）注浆次序：注浆应按跳空间隔注浆方式进行，先外排后内排，平面上

逐渐压密，深度自下而上分段注浆，两排、列注浆间隔进行。

9、国棉三厂、四厂家眷楼

9.1概况

国棉三厂、四厂楼距区间隧道距离为14〜16米，房屋构造多为砖混构造，

楼高4〜6层，线路埋深约为9〜12米，楼房构造基本完好。

9.2袖阀管注浆加固方案

如在盾构掘进过程中发既有房屋不均匀沉降现象、监测数据异常等特殊状

况时，在楼房南侧的自行车道上及时注浆加固。

9.3注浆技术规定

（1）注浆类型：水泥浆液。

（2）注浆压力：1〜2.0Mpa°

（3）注浆方式：边提高边注浆，每300〜500mm为一提高层程，施工中先

把加固区域两边封浆再中间保证注浆效果。

（4）注浆次序：注浆应按跳空间隔注浆方式进行，先外排后内排，平面上

逐渐压密，深度自下而上分段注浆，两排、列注浆间隔进行。

三、工期计划

根据盾构施工节点工期规定，本着“超前规划、提前准备、合理组织、精

细施工”的原则，制定二级风险源处理施工计划。详细工期计划如下：

1、机械研究所家眷院8号楼

2010年8月5日〜2010年8月18日完毕注浆管预埋，盾构掘进期间，结合

地面沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体进行注浆加固。

2、机械研究所家眷院9号楼

2010年8月20日〜2010年8月30日完毕注浆管预埋，盾构掘进期间，结

合地面沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体进行注浆加固。

3、机械研究所家眷院10号楼

2010年9月3日〜2010年9月15日完毕注浆管预埋，盾构掘进期间，结合

地而沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体进行注浆加固。

4、花园酒店

2010年8月16日〜2010年9月25日完毕树根桩托换加固施工。

5、天龙大厦

2010年9月20日〜2010年10月5日完毕注浆管预埋，盾构掘进期间，结

合地而沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体讲行注浆加固。

6、国棉五厂9号、7号家眷楼

2010年10月7日〜2010年11月20日完毕注浆管预埋，盾构掘进期间，结

合地面沉降、建筑倾斜等监测数据，适时对土体进行注浆加固。

7、国棉三厂、四厂家眷楼

如在盾构掘进过程中发既有房屋不均匀沉降现象、监测数据异常等特殊状况

时，在楼房南侧的自行车道上及时注浆加固。

四、质量保证措施

（1）进场材料必须通过试验室和其他有关检测部门进行试验，出具试验合

格汇报，常常设备必须有合格证明，并组织技术人员与机械设备人员对设备进行

检查。

（2）现场质量把关：