目 录
一、 编制说明 ......................................................................................................... 3
1、 编制依据 ....................................................................................................... 3
2、 编制原则 ....................................................................................................... 3 二、 工程概况 ......................................................................................................... 3
1、 标段工程位置 ............................................................................................... 3
2、 工程水文地质情况 ....................................................................................... 4
2.1、 工程地质............................................................................................ 4
2.2、 岩土层岩性特征................................................................................ 5
2.3、 围岩分类............................................................................................ 7
2.4、 水文地质............................................................................................ 7
3、 风险分析 ....................................................................................................... 7 三、 施工总体安排 ................................................................................................. 8
1、 工期安排 ....................................................................................................... 8
2、 施工组织机构 ............................................................................................... 8
2.1、 项目管理组织机构............................................................................ 8
2.2、 劳动力组织........................................................................................ 8 四、 正常掘进施工 ................................................................................................. 9
1.1、 盾构正常掘进参数设定.................................................................... 9
1.2、 盾构下穿过街通道和排水管道施工参数设定................................ 9
1.3、 盾构在覆土最薄处掘进参数设定.................................................. 10
1.4、 主要的参数调整优化措施.............................................................. 10
2、 碴土改良 ..................................................................................................... 10
2.1、 碴土改良的作用.............................................................................. 10
2.2、 碴土改良的方法.............................................................................. 11
2.3、 碴土改良的主要技术措施.............................................................. 11
3、 盾构机同步注浆和二次补充注浆 ............................................................. 11
3.1、 同步注浆.......................................................................................... 12
3.2、 注浆主要施工参数.......................................................................... 12
3.3、 二次注浆.......................................................................................... 13
4、 停机措施 ..................................................................................................... 13
5、 地表变形预测、控制及监测反馈 ............................................................. 14 五、 盾构下穿过街通道和污水管道施工 ........................................................... 15
1、 隧道轴线控制 ............................................................................................. 15 1、 参数设定和优化 ........................................................................................... 9
2、 土仓压力控制 ............................................................................................. 15
3、 注浆控制 ..................................................................................................... 15
4、 泥浆质量控制 ............................................................................................. 15
5、 地面监护措施 ............................................................................................. 16
6、 地面监测 ..................................................................................................... 16 六、 施工管理措施 ............................................................................................... 16
1.1、 质量管理组织机构.......................................................................... 16
1.2、 质量管理措施.................................................................................. 17
1.3、 施工过程中的质量控制.................................................................. 18
2、 安全生产管理 ............................................................................................. 21
2.1、 安全生产目标及保证体系.............................................................. 21
2.2、 安全防范措施.................................................................................. 27
2.3、 安全注意事项.................................................................................. 29 七、 应急预案 ....................................................................................................... 30
1、 风险的预防措施 ......................................................................................... 30
2、 应急准备 ..................................................................................................... 30
2.1、 项目部领导小组.............................................................................. 30
2.2、 项目部组织机构框图...................................................................... 30
2.3、 项目领导小组成员及组织机构各部门职责.................................. 31
2.4、 应急物资与设备保障...................................................................... 32
3、 现场应急处置 ............................................................................................. 33
4、 工程风险应急处理预案 ............................................................................. 33
4.1、 盾构掘进过程中发生地面塌陷应急措施...................................... 33
4.2、 周边建筑物倾斜、坍塌应急措施.................................................. 34
4.3、 掌子面失稳塌方应急措施.............................................................. 34
4.4、 地面沉降过大应急措施.................................................................. 35
4.5、 帘布板漏浆处理措施...................................................................... 35
4.6、 盾构位置偏离过大控制措施.......................................................... 35
4.7、 管线保护及处理措施...................................................................... 36
4.8、 盾构刀具磨损预防措施.................................................................. 36 八、 媒体机构、信息发布管理 ........................................................................... 37 1、 工程质量保证措施 ..................................................................................... 16
一、 编制说明
1、编制依据
(1)长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第7合同段招标文件及招标补遗文件;
(2)长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第7合同段设计图纸及设计说明;
(3)招标文件明确要求执行的有关法律、法规、技术及规范标准;
(4)现场踏勘及走访调查获取的资料;
(5)《长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第7合同段施工组织设计》;
(6)我单位在地铁及地下工程领域的施工经验;
(7)我单位施工技术水平、既有装备水平及装备投入能力;
(8)盾构机相关设计图纸。
2、编制原则
(1)满足业主的要求;
(2)遵循安全质量为核心的原则,工期服从安全质量,通过加大资源投入和加强技术管理确保施工安全与质量。
(3)遵守国家、地方法律法规,达到技术标准和规范标准;
(4)结合工程实际,使施工总体部署合理、资源配置优化,施工方法科学、工艺成熟先进。
(5)全面推行标准化管理的原则,坚持管理制度,人员配备,现场管理和过程控制四个标准化,以工厂化、专业化、机械化和信息化作为支撑手段,落实闭环管理,全面推进标准化管理。
二、 工程概况
1、标段工程位置
长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第七标段,包括铁道学院站(地下三层)、南湖路站~黄土岭站~涂家冲站~铁道学院站区间(盾构法),施工场址从铁道学院至南湖路,沿芙蓉南路呈南北走向。
本标段包括一站(铁道学院站)、三区间(黄土岭站~南湖路站区间、涂家
冲站~黄土岭站区间、铁道学院站~涂家冲站区间)。如下图示意。
黄土岭站~涂家冲站盾构区间:左、右线路起、终点里程分别为ZDK22+518.458~ZDK23+105.2、YDK22+516.691~YDK23+105.2,左线全长572.441m(短链14.301m),右线全长581.520m(含短链6.989m)。区间覆土约为5.5m~11m。
黄土岭站~涂家冲站区间沿芙蓉中路由北向南延伸,北起赤黄路,南至新建西路。该区间为城市中心区,建筑物较多两侧商铺林立。根据资料收集和现场调查,区间途经星城旺座、省脑科医院、湖南省移动通讯指挥中心及金盆公寓等,并下穿过街通道和污水管道,进入黄土岭站。局部地下管线对工程施工有一定的影响。
2、工程水文地质情况
2.1、 工程地质
黄土岭站~涂家冲站区间位于长沙市芙蓉区境内,沿线主要为湘江IV~V级侵蚀冲积阶地,地形较开阔平整,地面标高66.29~73.37m。区间线路出黄土岭站后,沿芙蓉路向南前行至涂家冲站,芙蓉路为长沙市主干道,两侧建筑密集。
湘江IV~V级阶地覆盖层主要由第四系中更新统洞井铺组地层组成,网纹状粉质粘土、砂砾石层组成,具明显的二元结构。
黄土岭站~涂家冲站区间隧道基本处于全断面砂卵石中,地层稳定性较差,渗透系数大。
详见黄土岭站~涂家冲站区间纵断面图。
2.2、 岩土层岩性特征
根据野外钻探情况,沿线可分为5个岩土层(不含亚层),每个岩土层分别按岩土层代号、岩土名、时代成因、岩性描述如下:
1、人工填土:主要由粘性土、砂土混碎石、砼块等建构筑物垃圾等,杂色,硬质物含量介于30%~50%,地表表部多分布有0.20~0.80m厚的砼,实测标贯击数8~13击,平均9.6击,全线均有分布,其分布厚度与地貌特征、沿线建筑物分布有关,层厚0.80~8.40m,平均3.67m。
2、粉质粘土:褐红、褐黄色夹灰白色,硬塑状态,局部呈可塑状态,底部含约15%砂或卵石,切面稍有光滑,具网纹状结构,摇震无反应,具中等干强度及中等韧性,实测标贯击数13~18击,平均15.7击。
该层在场地内局部分布,钻孔M1Z3-CXD-01、02、08、10、11、12、14、16,M1S3-CXD-13、13-2,M1Z2-CJD-02、03共12个钻孔遇见,一般位于隧道结构顶板之上,层厚0.80~5.20m,平均2.43m,顶面埋藏深度0.80~7.40m,相当于标高61.24~68.51m。
3、粗砂:褐黄色,灰白色,石英质,混10~30%粘性土,分选性较差,级配良好,饱和,呈稍密~中密状态。实测标贯击数11~15击,平均13.6击,修正动探击数8.3~8.8击,平均8.5击。
该层在场地仅零星分布,局部相变为中砂,钻孔M1Z3-CXD-14、15、18,M1Z2-CJD-02、03、04共6个钻孔遇见,位于隧道结构顶板之上,层厚1.00~5.80m,平均3.77m,顶面埋藏深度4.00~6.80m,相当于标高64.37~67.91m。
4、卵石:沿灰白色,褐黄色,饱和、中密~密实状态,石英质、砂岩质,亚圆形,不均匀含砂、砾石及粘性土约30%,分选性较差,级配良好,卵石粒径为2~5cm,最大径大于15cm。修正动探击数15.6~27.9击,平均22.3击。
该层沿线普遍分布,一般位于隧道结构顶板之上,层厚1.40~17.90m,平
均11.86m,顶面埋藏深度0.90~11.00m,相当于标高58.49~67.71m。
5、粉质粘土:紫红、褐红色,系泥质粉砂岩或粉砂质泥岩风化残积而成,呈硬塑、局部坚硬状态,遇水易软化。摇震无反应,光泽反应稍有光滑,干强度及韧性中等。局部地段顶部含有少量卵石。实测标贯击数17~29击,平均23.6击。
该层在沿线均有分布,层厚0.70~4.00m,平均1.83m,顶面埋藏深度13.40~22.80m,相当于标高46.72~53.62m。
6、泥质粉砂岩(Ks):紫红色,泥质胶结,成岩矿物显著风化,岩石组织结构已大部分破坏,但原岩结构清晰,岩石风化节理裂隙很发育,岩芯多呈土夹碎块状,岩块用手可折断,合金钻进速度一般。遇水易软化,实测标贯击数≥50击,修正动探击数14.1~21.2击,平均18.3击。天然单轴抗压强度0.49~
1.14MPa,岩体破碎,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ类。
场地内除钻孔M1Z3-CXD-13-2外,其余钻孔均有揭露,层厚0.70~6.00m,平均2.61m,顶面埋藏深度5.4~24.80m,相当于标高44.72~51.81m。
7、泥质粉砂岩(Ks):紫红色,局部为灰绿色粉砂岩,粉细砂结构,块状构造,泥质胶结,岩屑成分主要为粉细砂,岩石组织结构部分破坏,少部分矿物风化变质,节理裂隙发育且密闭,多为钙质或泥质物充填,裂隙面见褐色铁锰质浸染,岩芯上见溶蚀小孔,岩芯较完整,多呈柱状,偶呈块状,锤击声较脆,RQD=65~90%,属极软~软岩,天然单轴抗压强度1.78~6.80MPa,岩体基本质量等级为Ⅴ类,遇水易软化。
场地内均有分布,揭露厚度1.30~18.20m,顶面埋藏深度17.00~34.10m,相当于标高34.14~49.90m。
8、砾岩(Ks):紫红色,局部为灰绿色粉砂岩,粉细粒结构,中厚层状构造,泥质胶结,岩屑成分主要为粉细砂,岩石组织结构部分破坏,少部分矿物风化变质,节理裂隙发育且密闭,多为钙质或泥质物充填,裂隙面见褐色铁锰质浸染,岩芯上见溶蚀小孔,岩芯较完整,多呈柱状,偶呈块状,锤击声较脆,RQD=65~90%,属极软~软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ类,遇水易软化。
场地内零星分布, 钻孔M1Z3-CXD-03、10、17,M1Z2-CJD-01、02遇见,揭露厚度1.30~18.20m,顶面埋藏深度17.00~34.10m,相当于标高34.14~
2.3、 围岩分类
根据国家标准《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)中表4.3.1及行业标准《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005、J449-2005)附录A,本区间的岩土围岩分类、分级如下:
1、Ⅴ级(Ⅱ类)围岩
包括粉质粘土、粉质粘土、 泥质粉砂岩、 泥质粉砂岩、 砾岩(Ks),围岩易坍塌变形,处理不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌,浅埋时易出现地表下沉(陷)或坍塌至地表。
2、Ⅵ级(Ⅰ类)围岩
包括人工填土、粗砂、 卵石,围岩极易坍塌变形,有水时常发生涌土或涌砂,浅埋时易坍塌至地表。
2.4、 水文地质
本区间没有地表水系经过,地势较高,远高于湘江水面标高,地下水位受湘江水域影响较小。
勘察场地地下水类型分为第四系松散层中的孔隙潜水、强~中风化基岩裂隙水及岩溶水,局部分布赋存于人工填土、粘性土中的上层滞水。场地内隧道大部分地段穿越卵石层且上覆地层为多为土层,地下水丰富,施工中可能会发生涌水、涌砂、甚至造成局部坍塌等工程危害。
本区间场地初见地下水位埋深1.00~8.70m,相当标高为60.82~70.21m;潜水稳定水位埋深2.00~8.60m,相当标高为60.92~69.21m;基岩裂隙水稳定水位埋深为10.58~13.20m,相当标高56.52~57.11m。
3、风险分析
根据本工程施工特点及复杂的地质情况,充分考虑到施工技术难度和困难、不利条件等,经多方讨论和分析,确定本项目的突发事件、风险或紧急情况如下:
1、进出洞时,由于洞口底层为卵石层,中间夹杂着泥沙,且地下水位较高,洞门凿除时容易发生涌水、涌沙、端头地表下沉。在盾构机进出洞时帘布板漏水漏浆等。
2、隧道穿过不良地层时,因围岩自稳性差、涌水、涌砂引起开挖面坍方或
3、隧道掘进原因引起重要建筑物不均匀沉降,造成建筑物的裂缝、倾斜、倒塌、变形、地面沉降等。
4、盾构掘进中土仓仓位过高,推力较大,引起地面隆起;
5、在里程DK22+873.707和DK22+633.634处隧道上方有地下过街和排水管道,距隧道顶分别为2.2m和1m,容易造成过街通道和排水管道的沉降和开裂。
三、 施工总体安排
1、工期安排
根据总体施工计划并结合项目实际施工情况,涂家冲站右线盾构预计于2013年12月30日始发,左线于2014年2月25日始发。 每个区间掘进时间为90天。
2、施工组织机构
2.1、 项目管理组织机构
2.2、 劳动力组织
本区间盾构工程由项目经理部的盾构作业工区负责施工,盾构作业由盾构掘进组、运输作业组、辅助作业组构成,左线盾构机人员编制共40人。具体作业层人员构成见劳动力配置表3-2-1。
劳动力配置表3-2-1盾构掘进
四、 正常掘进施工
1、参数设定和优化
根据标段内地质情况,盾构掘进采用土压平衡模式,可有效的保证土体的稳定、地表建筑物和施工安全。盾构施工参数在表中范围内选取,并在施工中不断优化调整。
1.1、 盾构正常掘进参数设定
根据地质情况和相关施工经验,对该段盾构掘进施工参数作如下设定:
(1)盾构机推力:控制在1000t左右。
(2)掘进速度:45mm/min-55mm/min。
(3)刀盘转速:1.0r/min-1.2r/min。
(4)刀盘贯入度:40mm/r-55mm/r。
(5)土压力:土仓蓄土量1/2仓位以上,根据该段地质情况可考虑欠压推进(土仓压力略小于正面土压力),土压力设定为1.0Bar-1.3Bar。
1.2、 盾构下穿过街通道和排水管道施工参数设定
(1)盾构机推力:控制在800t左右。
(2)掘进速度:35mm/min-45mm/min。
(3)刀盘转速:0.8r/min-1.0r/min。
(4)刀盘贯入度:35mm/r-45mm/r。
(5)土压力:土仓蓄土量1/2仓位左右,土压力设定为1.0Bar。
1.3、 盾构在覆土最薄处掘进参数设定
根据相关施工经验,对该段盾构掘进施工参数作如下设定:
(1)盾构机推力:控制在800t左右。
(2)掘进速度:40mm/min-45mm/min。
(3)刀盘转速:0.8r/min-1.0r/min。
(4)刀盘贯入度:40mm/r-45mm/r。
(5)土压力:土仓蓄土量1/2仓位左右,根据该段地质情况可考虑欠压推进(土仓压力略小于正面土压力),土压力设定为1.0Bar左右。
正常推进阶段采用100m试掘进施工掌握的最佳参数。通过加强施工监测,不断地完善施工工艺,控制地面沉降。
1.4、 主要的参数调整优化措施
1、土仓压力通过采取设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两种方法建立,并应维持切削土量与排土量的平衡,以使土仓内的压力稳定平衡。
2、盾构机的掘进速度主要通过调整盾构推进力、转速(扭矩)来控制,排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节。在实际掘进施工中,应根据地质条件、排出的碴土状态,以及盾构机的各项工作状态参数等动态地调整优化。
3、掘进时应采取碴土改良措施增加碴土的流动性和止水性,密切观察螺旋输送器的出土情况。
4、推进速度控制在45 mm/min~50mm/min,并根据监测结果和排土情况调整。螺旋机转速根据设定土压力与推进速度匹配。
2、碴土改良
2.1、 碴土改良的作用
盾构在富水含砂地层中施工,进行碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一项不可缺少的最重要技术手段。具有如下作用:
1、保证碴土和添加介质充分拌合,以保证形成不透水塑流性的碴土从而建立良好的土压平衡机理,只有碴土改良效果好才能从根本上保证掘进过程中地表的沉降控制,同时保证预定的施工进度;
2、使渣土具有流塑性和较低的透水性,形成较好的土压平衡效果而稳定开挖面,控制地表沉降;
3、减少地层的渗透系数,使之具有较好的止水性,以控制地下水流失及防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象;
4、改善渣土的流塑性,使切削下来的碴土顺利快速进入土仓,并利于螺旋输机顺利排土;
5、改善渣土的流动性和减少其内摩擦角,有效降低刀盘扭矩、降低对刀具和螺旋输送机的磨损、降低掘进切削时的摩擦发热,提高掘进效率。
2.2、 碴土改良的方法
碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓、或螺旋输送机内注入添加剂,利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土碴混合,其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力,以满足在不同地质条件下掘进时都可达到理想的工作状况。添加剂主要有泡沫、膨润土以及聚合物。
根据国内外成功的施工经验,本工程拟采用在膨润土浆液基础上加泡沫剂,其效果比单独改良有很大改善:显著降低刀盘、螺旋输送机的油压及盾构推力,减小刀盘扭矩,减轻砂卵石地层对盾构设备的磨损,提高掘进速度和设备的使用寿命。
膨润土泥浆配合比为水:膨润土:外加剂=10∶1∶0.2,膨润土为优质的钠基膨润土,外加剂为碱、CMC及超流化剂DAV等,泥浆坍落度控制在20cm以内。
泡沫:90~95%压缩空气和5~10%泡沫溶液;泡沫溶液的组成为泡沫添加剂3%、水97%。本工程所用泡沫剂粘度不低于0.1Pa·s。
2.3、 碴土改良的主要技术措施
在富水含砂地层的掘进主要是要降低对刀具磨损、降低刀盘扭矩、螺旋输送机的磨损,防止喷涌,采取向刀盘前和土舱内及螺旋输送机内注入泥浆泡沫混合物的方法来改良碴土。并增加对螺旋输送机内注入量,以利于螺旋输送机形成土塞效应,防止喷涌。
3、盾构机同步注浆和二次补充注浆
3.1、 同步注浆
盾构机掘进过程中形成的管片与土体之间的空隙将采用注浆回填,浆液是通过运浆车送到洞内,注浆与掘进保持同步,采用同步注浆。盾构掘进中的同步注浆和衬砌壁后补压浆是充填盾构壳体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期土体变形的有效手段,同时也可加强隧道的稳定性,也是盾构掘进施工中的一道重要工序。
同步注浆选择可硬性浆液进行及时、均匀、定量压注,确保其建筑空隙得以及时和足量的充填,压浆量视地层变形监测数据而定,可硬性浆液配比如表3-3-1。稠度控制在9~11cm。压浆属一道重要工序,须指派专人负责,对压入位置、压入量、压力值均作详细记录,并根据地层变形监测信息及时调整,确保压浆工序的施工质量。
表3-3-1 同步注浆浆液配比表
所配出的浆液应具备以下性能:
(1)初始粘度低以更好地充填盾构掘进造成的间隙;
(2)凝结速度快以避免沉陷;
(3)不得堵塞盾尾密封。
考虑到沙卵石地层土质空隙密度大,在盾构掘进的过程中,每环注浆量控制在180%,为减少地下的后期变形,必要时进行衬砌壁后注浆,注浆参数及注浆量的选择根据实际情况而定(待100m试验段施工得出的数据),为防止浆液在注浆系统内硬化,定时对注浆系统及拌浆系统进行清洗,严禁在同步注浆系统堵塞的情况下进行盾构掘进。
3.2、 注浆主要施工参数
注浆压力:根据注浆目的要求调整注浆压力,充分充填盾构施工产生的地层空隙,避免由此引起的地表沉陷,影响地表建筑物与地下管线的安全。同时,防止过大的注浆压力引起地表有害隆起或破坏管片衬砌。背衬同步注浆压力控制在0.2~0.4MPa,二次补充注浆压力控制在0.3~0.5MPa。
注浆量:Q=V·λ
λ—指注浆率(一般取130%-180%)。
V—盾构施工引起的空隙(m3)。
V=π(D2-d2)L/4
D—指盾构切削外径(m)(削切外径6.28m)。
d—指预制管片外径(m)(预制管片外径6.0m)。
L—回填注浆段长即预制管片每环长度(预制管片每环宽1.5m)。
根据公式计算得:
Q=(6.282 -6.02)×3.14×1.5×(130%~180%)/4=5.2~7.2m3
即注浆量为5.2~7.2m3/环(1.5m)。
注浆量和注浆压力由技术人员确定。注浆工应及时做好拌浆记录和注浆压力、注浆量的记录,并按期检查浆液质量。尤其是,应控制和记录每一环的实际注浆量与环状间隙的理论容积的比较值,注浆量一般控制在理论空隙值的
1.8倍左右,即7m3。
3.3、 二次注浆
根据本工程施工特点及复杂的地质情况,本区间管片全部采用三孔注浆管片,二次注浆与盾构推,同步进行,注浆孔位保持在与盾尾间隔5环处,对地层进行填充,减少地面沉降。
二次补压注浆用水泥水玻璃双液浆,水泥采用42.5#普通硅酸盐水泥,水玻璃采用35Be的浓度。
浆液水灰比为:1 :1.2。
水泥与水玻璃的配比(体积比)为:1 :0.7。
考虑到隧道上部覆土较浅,注浆压力控制在0.3Mpa~0.5Mpa,不宜过大。
4、停机措施
考虑到机器故障、出土不及时因素等影响,造成暂停盾构掘进,盾构停机后将采取如下措施:
1、盾构到达停机点后,盾构停止掘进低速转动刀盘,通过膨润土系统向土仓内注入膨润土浆液,保持土仓内土压力平衡,螺旋机继续出土,尽可能出空土仓内残留土,用膨润土浆液注入土仓保压。
2、盾构停机后,派专人值班,定期转动刀盘,避免膨润土浆液沉积。
3、停机后观察土仓内土压力变化,若土压力降低,应继续注入膨润土浆液或盾构机向前顶进少许距离,保证土压力平衡。
4、加强地面监测,及时进行反馈。
5、可将停机点设置在4#联络通道位置。
5、地表变形预测、控制及监测反馈
采用盾构法施工影响地表沉降的因素很多,如地质条件、隧道埋深、土仓压力、注浆量及注浆压力、地下水位变化、施工多次扰动等。为了将地表沉降控制在允许范围内,通过施工监测与理论模型计算分析,合理确定注浆量、土仓压力、控制地下水位变化等可控因素,达到控制地表沉降的目的。根据监测结果和通过理论模型分析地表沉降,影响地表沉降的主要因素为开挖面土仓压力、管片衬砌背后的注浆量和施工引起地下水位变化情况。
1、施工前预测主要采用数值分析和施工经验预测隧道施工造成的沉降量,为制定施工方案提供依据;在施工过程中,根据现场监测得到的各项参数,对施工阶段和最终的地表沉降做出预测并反馈指导施工。
2、掘进过程中的变形控制
(1)合理确定土仓压力:根据地质条件和地下水状况,确定各地段土仓压力值,以保证工作面的稳定,并在掘进中根据反馈信息进行及时调整。
(2)保证同步注浆质量:环形间隙是盾构施工中引起地层变形的主要因素,盾构施工中严格执行“掘进与注浆同步,不注浆不掘进”的原则,加强设备管理,确保同步注浆不间断进行。同时要根据信息反馈及时调整注浆压力、浆液配比,必要时进行二次补充注浆。
(3)防止地下水流失:施工过程中如发生喷涌等现象,应采取措施控制地下水的流失,关闭出料口掘进使土仓充满土体、注入膨润土、泡沫改善碴土性能。必要时要进行二次注浆以截断水源。
3、施工过程中对地表沉降进行全程监控量测,并及时对监测数据进分析,分析引起沉降的主要原因,并根据分析结果及时将信息反馈到施工,及时调整施工参数,如土仓压力、注浆量、注浆压力、掘进速度等。在盾构施工过程中施工监控量测对控制地表沉降具有重要的指导作用。加强信息化施工组织管理,确保信息渠道畅通和信息反馈的及时性。
五、 盾构下穿过街通道和污水管道施工
因市政污水管道处于距盾构隧道顶部1m,盾构施工过程中,容易造成污水管沉降、断裂等情况,特补充以下预防措施:
1、隧道轴线控制
施工中严格控制盾构姿态,确保盾构平稳推进,要勤纠偏,小纠偏来减少对土体的扰动。盾构姿态平面误差控制在±50mm之内,高程上考虑到上附图较浅,污水管距隧道较近,盾构在穿越时高程控制在-40mm~-50mm之间,减尽量减小盾构施工对污水管的影响。
盾构掘进速度控制在35mm/min~45mm/min,保证盾构平稳连续的掘进施工,并充分切削土体,较小对刀盘前方土体形成挤压,并在施工中结合检测数据进行微调。
2、土仓压力控制
严格控制土仓压力。土仓压力波动太大,会增加对正面土体的扰动,导致正面土体的流失,因此,应尽可能的减少土仓压力的波动,保证正面土体稳定。操作中,根据监测信息对土仓压力做出及时调整。
3、注浆控制
在下穿污水管和过街通道时,一方面提高同步注浆浆液质量,改良浆液配合比(见表5-3-1),增加注浆量,另一方面,控制注浆压力,防止因压力过大而造成击穿上部土体。
表5-3-1 同步注浆配合比
盾尾穿过污水管后,立即对污水管范围内管片进行二次注浆,并向污水管左右各5环进行二次注浆,浆液为双液浆。
4、泥浆质量控制
为了加强对正面土体的支护能力,采用向刀盘前方注入膨润土,为了确保泥浆质量,在盾构推进过程中,泥浆处理人员要严格把关,及时调整泥浆密度和粘度等参数,保证盾构推进的顺利。
5、地面监护措施
盾构推进过程中,在污水管区域设置临时围挡,并派专人在围挡内24小时监护,观察地面情况,如有地面沉降、开裂等情况,立即调整施工参数并加大同步注浆量,必要时采取地面补充注浆。
6、地面监测
为了保证盾构安全顺利穿越,除事先做好充分准备工作外,信息化施工成为本次施工中重要的技术要求。通过监测系统提供的测试数据,掌握污水管的变形情况,及时调整与控制盾构穿越过程中的施工参数,使盾构施工对环境影响降到最低。监测成果当天要及时提交给领导、监理、业主,出现异常情况时要加大监测频率,及时提供速报,并发出警报,提醒有关部门关注,一边及时决策并采取措施。
六、 施工管理措施
1、工程质量保证措施
1.1、 质量管理组织机构
在工程施工过程中,成立质量管理领导小组,由项目经理担任组长,总工程师担任副组长,组员由各部门施工管理人员组成,详见质量管理机构图。
质量管理机构图
1.2、 质量管理措施
(1)建立综合的质量管理领导小组,以组织、计划、协调各部门的质量管理活动,同时要健全和完善相应的质量检查工作体系。
(2)对全体参建员工必须强化质量意识,严格按ISO9002质量体系的要求,认真执行质量程序文件。定期组织全体员工对质量方针、质量规范的学习,使职工牢固树立起“质量第一”的思想。
(3)对施工全过程加强质量控制,严格按照生产工艺和操作规程进行施工。按照企业和项目的质量方针和质量目标开展质量标准化管理工作,在横向展开到各个有关部门,纵向分理到每个作业点、做到纵向衔接,横向协调。
(4)建立一系列确保工程质量的规章制度,明确规定出项目各个部门的质量管理职能、职责、权限,并把各个单位工作体系之间的关系在整个项目部范围中连接起来,实现质量管理业务标准化,管理流程程序化。
(5)建立一套灵敏、高效的质量信息管理系统,规定质量信息反馈、传递、处理的程序和方式,保证整个项目部的信息全面、及时、准确。
(6)施工现场技术人员要熟悉设计图纸,制定详细的施工方案,在工序开始施工前进行技术交底,明确质量要求。
(7)加强质量检查工作,各工序施工过程中班组进行自检,施工完毕由质量检查员进行专项检查,再报监理和甲方代表检查,合格后方可进行下道工序的施工。
1.3、 施工过程中的质量控制
根据本工程的特点,对工程施工中的关键过程和薄弱环节,将采取有针对性措施和方法,重点控制和管理。
本工程的关键工序、特殊过程,具体有以下几条:
(1)测量的质量保证措施;
(2)隧道轴线控制质量保证措施;
(3)隧道衬砌质量控制;
(4)管片拼装质量控制;
(5)盾构推进、注浆及地面沉降的控制;
(6)隧道渗漏水的预防。
1、测量的质量保证措施
(1)制定全面的测量计划,配置高精度仪器设备及资深测量工程师。
(2)对业主提供的导线网和水准点等,测量成果须有签证、复测及认可。
(3)施工地面监测按要求布置测点,及时分析测量结果以指导施工。
(4)隧道轴线测量应准确严谨,在隧道掘进各施工阶段经常对轴线进行复测。
(5)隧道推进过程盾构姿态的测量须每环进行,以保证隧道的精度误差小于3cm。
2、隧道轴线控制质量保证措施
(1)在盾构推进施工的整个期间,认真地进行推进测量管理,及时地掌握盾构机的方向和位置,严格对盾构进行姿态控制,确保隧道施工实际偏差控制在±50mm以内。
(2)推进测量管理在每推进一环后进行。通过室内对测量数值的分析计算,及时的发布操作指令,适时纠偏。对初始出现的小偏差以二分之一允许值的标准纠正,避免误差累计,保证工程轴线实际施工的精度。
3、隧道衬砌质量控制
(1)管片制作质量的好坏,直接关系到隧道施工质量。为保证隧道施工质量,首先应加强衬砌管片验收的质量管理。
(2)拼装成环质量控制
施工时必须严格控制管片拼装精度。管片成环后(刚出盾尾)直径允许偏差≤12mm,相邻环间拱底环向相对旋转值≤3mm,纵缝张开<2mm,相邻环的环间间隙≤1mm,相邻管片允许高差4mm。
(3)管片下井及拼装过程中,应避免碰撞,管片有缺损部位应及时进行修补。
(4)止水带、传力衬垫均应按设计的要求粘贴,堆场内应有防雨布遮盖管片,严禁粘贴过止水带的管片淋雨受潮。
(5)冬季施工时,设烘房设备,作橡胶止水带加温用。
(6)管片运抵现场应出具质保书,工地质量员应进行逐块验收,不符合质量标准的管片不能用于施工。
(7)管片应分类、分区堆放,管片用的垫座应包裹橡胶,吊放管片应轻吊、轻放,防止管片现场损坏。管片有缺损部位应及时补修至符合要求后方可使用。
(8)封顶块纵向插入时要保证横向开口尺寸,严禁强行将封顶块插入,避免橡胶止水带损坏。
(9)管片的橡胶止水带粘贴应该正确,质量符合设计要求,防止脱落和胶带外露。
4、管片拼装质量控制
(1)环向、纵向螺栓必须在盾尾中拼装时全部穿进拧紧。所有螺栓应在推好一环,千斤顶回缩后复拧一次,务必使螺母垫圈与管片埋件压紧,并对直径偏差控制小于10mm。
(2)在盾构推进中应留意六点同步压浆的压力、流量均衡性,防止衬砌环产生横“鸭蛋”形。
5、盾构推进、注浆及地面沉降的控制
现场技术部门须根据施工信息化管理的要求,严格执行签发掘进《指令单》制度。盾构掘进应按每班每环下达指令单的要求进行,严禁超挖或欠挖。
在管片出盾尾5环后,对管片的建筑空隙进行二次注浆。注浆前对注浆孔,注浆管路和设备进行检查,在注浆过程中严格控制注浆压力,完工后及时将管路设备清洗干净。注浆的浆液应根据地质、地面超载及变形速率等条件选用,其配合比经实验后确定。注浆浆液的性能实验须经常进行。注浆作业应如实记录注浆压力、时间及注浆量,以确保地面沉浆控制在-30mm~+10mm标准内。
6、隧道渗漏水的预防措施
隧道渗漏水以预防为本,本工程中,我们将从隧道的自防水、施工控制等几个方面来控制。
(1)加强管片制作、运输和拼装的管理
①提高管片的制作精度和质量,控制拼装使环、纵缝间隙小于2mm,确保管片密实无裂缝,抗渗要求达到设计标准。
②加强管片起吊、运输及堆放管理,避免出现贯穿性裂缝。管片堆放时内弧面向上,宽度方向应上下对齐,不准倾斜。管片间放两条木垫板,垫板上下对齐,使中间隔空。
③管片拼装前查看前一环管片与盾尾间隙,结合前环成果报表决定本环纠偏量和措施。
④管片拼装要防止出现错缝、台阶差,可以通过加贴楔子微量调整间隙来保持环面的平整度,楔子不得超过4mm。竖曲线段推进时,应计算上下左右的超前量,分段粘贴低压石棉板,在推进过程中,使其经千斤顶压缩后成一平整楔行环面,粘贴环面的面积一般应大于整个环面的一半。纠偏楔子厚度超过设计厚度时,止水带也应加贴遇水膨胀条。封顶块两侧的止水条在拼装前涂表面润滑剂,以减少封顶块插入时的摩阻力。
⑤管片如遇损坏,轻则就地修补,重则重新调换后方可继续进行。
(2)加强止水条质量管理
①隧道采用的遇水膨胀橡胶止水带是在氯丁橡胶密封条上加覆一层遇水膨胀条制成的,由于施工期间常遇到下雨或者隧道低部积水,操作不会使遇水膨胀止水带和螺栓垫圈在拼装前遇水预膨胀或变形,影响止水效果,故应在粘贴止水带的地方做好防雨措施,搭设活动防雨棚和在止水带表面涂缓膨剂。
②冬季施工时应设置烘房设施,作橡胶止水带加温。
③角部加贴的自粘贴橡胶薄片厚度长度应符合设计要求,以免影响止水带效果。
④“K”块插入间隙偏小,摩阻力大,止水带容易延伸拉长,角部形成“疙瘩”,影响压密,所以在拼装前应涂水性润滑剂,以减少封顶块插入时摩阻力。
(3)施工管理和控制
盾构在土层中向前推进,由于受地层土质、千斤顶顶力分布等各种因素的影响,不可避免地会使盾构姿态发生变化,产生偏移、偏转和俯仰,这时需进行调整和纠偏。盾构纵坡的控制一般采用稳坡法,平面轴线纠偏采用左右千斤顶的行程差来控制,纠偏要勤测勤纠,纠偏量每环控制在10mm以内,以免过量纠偏增加地层的扰动。增加地面沉降及对建筑物危害,同时使环缝加大而引起漏水。
2、安全生产管理
2.1、 安全生产目标及保证体系 2.1.1 安全生产目标
安全目标确定为“四无二杜绝、一创建”。
“四无”即:无工伤死亡事故;无交通死亡事故;无火灾、洪灾事故;无隧道塌方、基坑倒塌事故。
“二杜绝”即:杜绝重伤事故;杜绝重大工程事故。 “一创建”即:创建安全文明工地。 2.1.2 安全管理机构及安全监控网络
见图6-2-1。
2.1.3 建立健全项目部安全保证体系
建立健全项目部安全保证体系是整个施工顺利实施的保障,是确保工程质量和工期的前提。
1、建立完善的安全体系
项目经理部成立以项目经理、副经理、总工程师为首的安全领导小组,组织领导安全施工管理工作,积极推动全面安全管理工作的深入开展。
安全生产管理体系见图6-2-2。 2、建立健全的自检制度
项目经理部建立二级安全管理体系,项目经理部设质量安全监察部,施工班组设专职安检员、兼职安检员,分别实施检查任务,同时认真接收外部监督。安全保障组织机构图见图6-2-3,安全保障管理程序图见图6-2-4,安全保障检查程序图见图6-2-5。 2.1.4 落实安全生产责任制
开工前建立以岗位责任制为中心的安全生产责任制,制度明确,责任到人,奖罚分明。
1、项目经理是安全生产的第一责任人,对整个施工过程的安全负全部责任。 2、区主任对主管工区安全生产负责,对整个工区施工过程的安全负主要责任。
3、安全部主管负责组织安全操作规程细则、制度的编制和审核,安全技术交底、制定切实可行的安全技术措施,组织施工人员学习并落实。
4、施工管理人员对分管施工范围的施工安全负责,认真落实安全操作规程细则、制度、措施。 2.1.5 安全基础工作
1、规章制度
图6-2-1 安全管理组织框图
图6-2-2 安全生产管理体系
图6-2-3 安全保障组织机构图
组织机构
检查工作内容 安全保证体系
安全目标 安全管理 自检制度
安全日常检查
检查安全会议记录检查安全法规配备
检查安全制度制定情况检查安全奖罚条例执行
检查日常安全活动检查安全目标规划
检查预防安全事故措施
检查安全防护用品使用情况
检查安全制度落实情况
检查安全宣传工作
检查安全工作报表上报
(1)贯彻执行国家安“安全第一”的思想,坚持“安全生产、预防为主”的方针。
(2)项目经理是安全第一责任人,经理部设安全生产领导小组,并设专职安全检查工程师,现场设专职安全员。
(3)根据施组和工程实际情况,编制详细的安全操作规程、细则,并制定切实可行的安全技术措施。
(4)严格执行交接班制度,坚持工前讲安全、工中检查安全、工后评安全的“三工制”活动。坚持每周一的安全活动日活动。
(5)每一工序开工前,做出详细的施工方案和实施措施,并报监理审批。 (6)坚持定期安全检查制度。项目部每月检查一次,工区每半个月检查一次,工班每周检查一次,发现不安全因素,立即指定专人限期整改。
图6-2-5 安全保障检查程序图
安全工作总结
2、施工安全教育
(1)加强安全教育,提高员工的安全意识,树立安全第一的思想,培养安全生产所必须具备的操作技能。
(2)做好职工的定期教育及新工人(包括劳务工)、变换工种工人、特种作业人员的安全教育,新进场工人(包括劳务工)未经三级安全教育,不得上岗。新工法、新工艺、新设备、新材料及技术难度复杂的作业和危险较大的作业,要进行专门的安全教育,采取可靠的保证措施。
(3)所有技术工种人员必须持证上岗。 3、具体安全措施
(1)安全带、安全帽及脚手架、提升架等架体内的安全网等配备齐全。所有施工人员必须戴安全帽,特殊工种按规定佩戴防护用品。
(2)用于抢险应急,救生设备、器材等,配备齐全,并设置有临边防护、警戒设施。
(3)起重机等起重吊装设备必须专人定期安全检查,并严格按操作规程操作。 2.2、 安全防范措施 2.2.1 盾构施工的安全防范措施
针对盾构法施工在特定的地质条件和作业条件下可能遇到的风险问题,施工前必须仔细研究并制定防止发生灾害的安全措施。
1、施工准备
(1)为确保盾构施工的安全,必须在各作业点之间设有便捷可靠的通讯设备。 (2)盾构施工前应编制施工安全作业规程。 (3)做好环境调查。
(4)施工前应作全面的安全技术交底。
(5)运输设施的运输能力应与盾构施工所需的材料、设备供应量相适应。所有的起重机械、机具要按安全规程要求定期检查维修与保养。
2、电瓶车操作
(1)电瓶车司机必须经过培训,工作时必须持证上岗,做道定人、定岗、定责。
(2)电瓶车司机与调车员必须严格执行设备安全操作规程。 (3)司机交接班时,必须仔细检查机车状态,确认完好。
(4)行车司机服从指挥调度,不得超速,过岔道口、遇障碍物时制动减速并鸣笛示意。
(5)电瓶车运行前后连接必须确认车闸正常,严禁带病运行。
(6)平板车与前后连接安全可靠,除了有正规的连接锁,下部还有保险连接。 (7)电瓶车严禁无措施的随意搭乘人员,发生违章将作严肃处理。
(8)指挥施工机械作业人员,站在通视安全地点,并明确规定指挥联络信号。 (9)电瓶车运行时的各类物件必须放置稳妥,捆绑安全,严禁超长超限。 (10) 电机车司机必须经过培训考试合格,取得驾驶证才能上岗,司机不准擅自离开岗位,运行中严禁手头脚伸出车外,司机在离开岗位时必须排档为零,切断电源,扳紧车闸。必须在坡上停留时,同时用木楔阻牢两侧的车轮。
3、盾构掘进
(1)严格执行盾构机安全操作规程。
(2)掘进时,不得在设备运转过程中检修设备,特别是皮带机、注浆泵、空压机及电器设备等。
(3)进入刀盘时,必须按人仓进出安全作业指导书的程序执行。 (4)管片安装过程中,举起的管片下严禁有人作业。
(5)掘进时,隧道内有良好的通风,以满足安全作业的各方需要。 4、管片拼装
(1)管片拼装落实专人负责指挥,盾构机司机按照指挥人员的指令操作,严禁擅自转动拼装机,以免发生伤亡事故。
(2)举重臂旋转时,严禁施工人员进入举重臂活动半径内,拼装工在管片全部定位后,方可作业。
(3)拼装管片时,拼装工必须站在安全可靠的位置,严禁将手脚放在环缝和千斤顶的顶部,以防受到意外的伤害。
(4)举重臂必须在管片固定就位后,方可复位,封顶拼装就位未完毕时,人员严禁进入封顶块下方。
(5)举重臂旋转时,盾构司机必须看清旋转半径内的人员,并鸣号警示。 (6)管片驳运人员,严格执行内丝口至少≥3㎝的要求。 2.2.2 用电安全防范措施
1、施工现场内临时用电的安装和维修必须由专人负责完成,非电工不准拆装电气设备。
2、严格执行电气安装、维修技术规程,认真贯彻“JGJ-4688”施工现场临时用电安全技术规范。
3、操作人员正确使用防护用品(安全带、绝缘鞋、绝缘手套、工作衣等)。 4、电工高空作业时,严禁向下抛掷物品,应采用绳子上下传递物品。 2.2.3 起重作业安全防范措施
1、吊运机械使用前对钢丝绳、卡具等进行检查验收,符合要求时才使用。 2、起重挂钩工必须掌握统一规定信号、手势的表达,做到正确、洪亮和清楚,作业时必须鸣口哨。
3、起重挂钩工必须在上班前严格检查吊运使用的钢丝绳、索具、卸克,发现不符合安全使用规定的索具、卸克立即更换。
4、起重挂钩工必须严格执行“十不吊”并遵守“吊物下严禁站人”制度。各种起重机械起吊前,进行试吊。
5、吊运散件必须用索具及箱体,吊运检查安全可靠后,方可进行吊运工作。 6、起吊重物时,吊具捆扎牢固,以防滑脱。
7、夜间施工有充足的照明,遇到暴雨、大风、地面下沉等情况时停止吊运。 2.2.4 机械安全防范措施
1、严禁无证人员上岗进行机械操作。
2、机械操作人员严格按照操作规程运作机器,不得违规操作。 3、机械操作司机对机械的各个传动部分、操作控制部分经常检查,发现异常情况必须马上报告设备部门及有关人员维修,严禁行车带病工作。
4、在机械运作范围内严禁非机械操作人员滞留。
5、机械设备在施工现场停放时,选择安全的停放地点,夜间专人看管。 6、定期组织机电设备、车辆安全大检查。 2.3、 安全注意事项
1、做好隧道测量工作,保持最佳状态和方向,使盾构首尾均位于设计轴线上,偏差要求不大于±30mm。
2、盾构临近污水管道和过街通道时,洞口处日夜派人监视地面变形情况,根据变形情况,逐渐降低盾构土仓设定压力、盾构推进速度。
3、加强盾构施工地面沉降观测,对重点保护的地面建筑物。加设监测点。
七、 应急预案
1、风险的预防措施
针对盾构掘进过程中可能会遇到的风险,我们将采取以下预防措施: 1、了解地表水、出水地点的情况,并对地表进行必要的处理,以防止地表水下渗。
2、认真分析地质资料,做好超前预报;对地质情况不明的地段一定要申请补勘,做到心中有数。
3、加强施工管理,严格按标准化、规范化作业。施工中要经常分析土质变化、围岩参数,遇到可疑情况及时分析,不得冒进。
4、开挖中必须及时回填注浆,要采用信息反馈技术,严格控制沉降在安全范围内。通过监测数据分析,不断修正施工参数,满足环境要求。
5、施工场地设专门抢险救灾物资库,库房距施工现场近,道路保持畅通,以备急用。
6、工地和附近医院建立密切联系,工地设医务室,配齐必要的医疗器械。一旦出现意外的工伤事故,可立即进行抢救。
2、应急准备
2.1、 项目部领导小组
组 长:田天长
副组长:沈炜东、 邹世涛、曾克诚
组 员: 程 杰、王海鹏、王胜新、王华、姚春春 、凌茜、李俊、蔡文辉 2.2、 项目部组织机构框图
2.3、 项目领导小组成员及组织机构各部门职责
2.4、 应急物资与设备保障
应急资源的准备是应急救援工作的重要保障,项目部根据事故性质和后果分析,配备应急资源,包括:救援机械和设备、交通工具、医疗设备和必备药品、生活保障物资。常备抢险设备、物资见下表:
3、现场应急处置
1、报告程序
(1)事故发生后,现场值班人员除应及时采取必要的抢险应急措施外,必须在第一时间内通知项目经理和总工,有项目经理向各职能部门进行通报,同时组织抢险人员。
(2)险情发生时,项目经理、总工程师应即刻启动应急预案,抢险领导协调小组赶至施工现场,小组的构成由项目经理确定,抢险小组将全权负责事故的应急方案制订、预案实施。
(3)险情发生后,现场值班工程师在2小时内写出书面报告,报项目部经理,报告内容包括:事故发生的时间、地点、简要经过、损失初步估计、原因初步判断、采取的措施及事故控制情况等。项目部接报后迅速按类别和等级上报,并于2小时内写出书面报告。
2、处理程序
按照应急预案,成立应急小组,进行培训和应急演练,事故发生后按程序及时启动紧急预案。
4、工程风险应急处理预案
4.1、 盾构掘进过程中发生地面塌陷应急措施
1、盾构施工应急指挥领导小组立即赶赴塌陷现场,并通知盾构司机停止盾构掘进,保持土仓压力。必要时对脱出盾尾的10~15环管片背后进行二次注浆,浆液为双液浆或水泥浆。
2、应急小组成员立即将情况上报监理、业主。
3、在塌陷区域周围设置警戒线及反光锥筒,疏散周围可能受到危及的群众,安排人员维持现场秩序,组织抢险成员抢险,调集各种物资及设备。
4、对坍陷处进行回填混凝土,塌陷坑内有积水时应使用潜水泵抽排。 5、对回填完的松散塌陷体及四周进行注浆加固,形成稳定加固层,同时要阻止地下水的渗透形成隔水层。加固可采用袖阀管注浆法、旋喷桩法或深层水泥搅拌桩法。
6、对塌陷处进行沉降跟踪监测,加大监测频率,分析沉降值及沉降速率变化情况,及时反馈监测数据。
4.2、 周边建筑物倾斜、坍塌应急措施
1、盾构施工应急指挥领导小组立即赶赴事故现场,查看情况,工程部部长通知盾构司机停止盾构掘进。为弥补同步注浆不足,对脱出盾尾的5~15环管片背后进行二次注浆,浆液为双液浆或水泥浆,充分填充盾尾隧道与管片之间的空隙,以减少周围土体的位移变形。
2、应急小组成员立即将情况上报监理、业主、安监站、质监站。 3、使用警戒带在临危建(构)筑物四周设置警戒线,将危险区域隔离,安排人员看守,防止不知情人员进入危险区,出现意外。请求119、120救援,紧急疏散可能坍塌的临危建(构)筑物内可能受到危及的群众及财产,安排人员维持现场秩序,安抚群众情绪,做好善后工作。如建(构)筑物已坍塌,调集抢险人员、物资、设备协助消防人员抢救被困于坍塌建(构)筑物内的群众,将伤亡人员迅速送往医院救治。
4.对受损建(构)筑物结构使用型钢进行支撑加固,对基础进行注浆加固,稳定结构,减少后期沉降。请专家到现场分析情况,请第三方房屋鉴定评估机构对受损建(构)筑物结构进行安全评估,根据受损情况制定有效的加固措施,保证建(构)筑物的安全
5、对建(构)筑物进行沉降、倾斜跟踪监测,加大监测频率,分析沉降值、倾斜值及沉降、倾斜速率变化情况,及时反馈监测数据。 4.3、 掌子面失稳塌方应急措施
1、盾构司机立即关闭螺旋输送机出土口闸门,防止螺旋输送机出土口继续喷涌,盾构机停止掘进。
2、立即将情况上报项目部应急领导小组,并由应急小组通讯联络员负责通知监理、业主,如出现人员伤亡、盾构机设备损害等重大事故还应通知市安监站、市质监站。组织专家对故事情况进行分析,制定有效处理措施。
3、同时应派专人到事故隧道的上方巡查地面情况,看是否还出现地面塌陷,并将信息及时反馈,可能危急群众安全时应组织进行人员疏散。
4、准备污水泵或泥浆泵将隧道内的泥水排出,清理盾构机及隧道内的泥浆杂物,对机械设备进行检查,特别时电气设备。
5、组织人员、物资及设备对地面塌陷处进行填补。 6、加强地面监测,增加监测频率,及时反馈信息。
4.4、 地面沉降过大应急措施
1、地面沉降接近警戒值时的处理:
(1)加强监测,根据沉降值变化大小及速率情况,分析沉降变形原因,增加监测频率,及时反馈信息。
(2)严格控制出土量,加强对出土量的计量。
(3)将情况及时上报监理、业主,分析地质水文条件,检查碴土样本。 (4)控制好盾构机姿态,选择合理的掘进参数,加强对泡沫、膨润土等添加剂的控制,进行碴土改良,保证同步注浆压力及注浆量。
(5)保持土仓压力平衡,可采用加气压模式。 2、沉降变形异常过大且持续增加超警戒值时的处理:
(1)加强监测,增加监测频率,及时反馈监测数据,分析沉降值变化大小及速率情况。
(2)将情况及时上报监理、业主,密切注意工程地质及地表沉降变化情况,收集原始数据,请设计、设计咨询等各方专家来分析沉降原因,采取果断措施。
(3)必要时停止盾构掘进,保持土仓压力平衡。为弥补同步注浆的不足,可在脱出盾尾的10~15环管片背后进行二次注浆,保证注浆压力及注浆量,浆液可采用双液浆或水泥液浆。
(4)加强设备管理,做好设备故障诊断及保养。
(5)对地表情况进行巡查,如果存在地面塌陷或建筑物倾斜、坍塌的危险,参照地面塌陷或建(构)筑物倾斜、坍塌的应急措施。 4.5、 帘布板漏浆处理措施
盾构机第一次注浆要严格控制注浆压力,不得大于盾尾密封压力警戒值。如果橡胶帘布板出现漏浆,应立即对折板漏浆部位进行填塞,阻止漏浆。 4.6、 盾构位置偏离过大控制措施
1、加密导线的人工测量,同时与盾构导向系统的校验和核对,修正偏差。 2、及时移动盾构导向系统的基站,特别在曲线段施工时。
3、合理设定平衡压力,使盾构的出土量与理论值接近,减少超挖或欠挖现象,控制好盾构姿态。
4、加强管片选型配合盾构逐渐纠偏,必要时调整千斤顶编组油压,同时避免纠偏过急。
5、加强拼装前盾尾清理,防止杂质夹在管片间,影响隧道轴线。 6、保证浆液搅拌质量,保质保量做好注浆和改进注入方法。 7、必要时对开挖面作局部超挖,使盾构沿被超挖一侧推进。 4.7、 管线保护及处理措施
1、施工前对地下管线的相对位置、埋深、类型等详细调查,预测地面沉降量,依此对地下管线的沉降进行预测。调查的具体工作内容包括:
(1)制定详细的调查计划和调查方案。 (2)对设计给出的管线资料进行整理和确认。
(3)走访沿线所有地下管线的主管单位,以确保没有管线资料被遗漏,对所有有关的地下管线将争取在现场进行探查和确认。
(4)在区间隧道两侧的管线,应准确定出其种类、位置、形状、尺寸和材料性能,并将调查结果递交相应部门确认。
(5)向有关部门确认各种管线的允许变形量。
2、施工过程中,对重要管线进行监控量测,根据量测的结果确定保护方案。 3、其它位置的管线根据管线沉降情况,倾斜率小于2%时且变化较大时,进行对管线保护,主要措施为:一是地层土质较差时采用注浆进行加固 ,二是附近条件允许时采用悬吊的方法进行保护,三是加快洞内的支护,并及时进行注浆,减少洞内变形。
4、快速联系处理,当发现管线有大的变形和趋势时,及时快速与监理、业主、设计等单位联系,确定处理方案,现场准备好任何一种方案的所有物资设备,以便随时调用。
4.8、 盾构刀具磨损预防措施
1、向刀盘前方和螺旋输送机中加注适量泡沫和水,在刀盘、刀具、螺旋机与渣土之间起润滑作用(泡沫经充分膨胀后扩散到整个面板),同时可全面改善渣土和易性(形成土、石、水的混合体),降低渣土粘性,形成不透水塑流性的
2、推进时,在保持开挖面稳定情况下尽量降低土舱渣土舱位,地层稳定时可欠压掘进,地层较差时采用气压模式掘进。推进速度正常值控制在45~55mm/min,推力正常值10 000KN左右,主要结合推进速度和扭矩进行调整。刀盘转速正常值1.0~1.2rpm,须经常转换旋转方向。螺旋输送机转速主要保持出
土量与推进速度一致。通过严格控制盾构土仓压力、推进速度、推力和刀盘扭矩等参数,既可保持开挖面的平衡和稳定,又有利于保护刀具、降低磨损。
3、加强排出渣土的土样分析。根据渣土各成份含量变化、破碎程度、岩石裂口痕迹等,并结合盾构相关操作参数的分析,判断刀盘、刀具、螺旋机等的磨损程度,及时采取调整推进参数、泡沫配比或更换刀具等措施。
八、 媒体机构、信息发布管理
办公室为项目部各信息收集和发布的组织机构,届时将起到项目部应对媒体的作用,对事故的处理、控制、进展、升级等情况进行信息收集,并对事故轻重情况进行删减,有针对性定期和不定期的向外界和内部如实的报道,向内部报道主要是向项目部内部各工区、集团公司的报道等,外部报道主要是向轨道公司、监理、设计等单位的报道。
目 录
一、 编制说明 ......................................................................................................... 3
1、 编制依据 ....................................................................................................... 3
2、 编制原则 ....................................................................................................... 3 二、 工程概况 ......................................................................................................... 3
1、 标段工程位置 ............................................................................................... 3
2、 工程水文地质情况 ....................................................................................... 4
2.1、 工程地质............................................................................................ 4
2.2、 岩土层岩性特征................................................................................ 5
2.3、 围岩分类............................................................................................ 7
2.4、 水文地质............................................................................................ 7
3、 风险分析 ....................................................................................................... 7 三、 施工总体安排 ................................................................................................. 8
1、 工期安排 ....................................................................................................... 8
2、 施工组织机构 ............................................................................................... 8
2.1、 项目管理组织机构............................................................................ 8
2.2、 劳动力组织........................................................................................ 8 四、 正常掘进施工 ................................................................................................. 9
1.1、 盾构正常掘进参数设定.................................................................... 9
1.2、 盾构下穿过街通道和排水管道施工参数设定................................ 9
1.3、 盾构在覆土最薄处掘进参数设定.................................................. 10
1.4、 主要的参数调整优化措施.............................................................. 10
2、 碴土改良 ..................................................................................................... 10
2.1、 碴土改良的作用.............................................................................. 10
2.2、 碴土改良的方法.............................................................................. 11
2.3、 碴土改良的主要技术措施.............................................................. 11
3、 盾构机同步注浆和二次补充注浆 ............................................................. 11
3.1、 同步注浆.......................................................................................... 12
3.2、 注浆主要施工参数.......................................................................... 12
3.3、 二次注浆.......................................................................................... 13
4、 停机措施 ..................................................................................................... 13
5、 地表变形预测、控制及监测反馈 ............................................................. 14 五、 盾构下穿过街通道和污水管道施工 ........................................................... 15
1、 隧道轴线控制 ............................................................................................. 15 1、 参数设定和优化 ........................................................................................... 9
2、 土仓压力控制 ............................................................................................. 15
3、 注浆控制 ..................................................................................................... 15
4、 泥浆质量控制 ............................................................................................. 15
5、 地面监护措施 ............................................................................................. 16
6、 地面监测 ..................................................................................................... 16 六、 施工管理措施 ............................................................................................... 16
1.1、 质量管理组织机构.......................................................................... 16
1.2、 质量管理措施.................................................................................. 17
1.3、 施工过程中的质量控制.................................................................. 18
2、 安全生产管理 ............................................................................................. 21
2.1、 安全生产目标及保证体系.............................................................. 21
2.2、 安全防范措施.................................................................................. 27
2.3、 安全注意事项.................................................................................. 29 七、 应急预案 ....................................................................................................... 30
1、 风险的预防措施 ......................................................................................... 30
2、 应急准备 ..................................................................................................... 30
2.1、 项目部领导小组.............................................................................. 30
2.2、 项目部组织机构框图...................................................................... 30
2.3、 项目领导小组成员及组织机构各部门职责.................................. 31
2.4、 应急物资与设备保障...................................................................... 32
3、 现场应急处置 ............................................................................................. 33
4、 工程风险应急处理预案 ............................................................................. 33
4.1、 盾构掘进过程中发生地面塌陷应急措施...................................... 33
4.2、 周边建筑物倾斜、坍塌应急措施.................................................. 34
4.3、 掌子面失稳塌方应急措施.............................................................. 34
4.4、 地面沉降过大应急措施.................................................................. 35
4.5、 帘布板漏浆处理措施...................................................................... 35
4.6、 盾构位置偏离过大控制措施.......................................................... 35
4.7、 管线保护及处理措施...................................................................... 36
4.8、 盾构刀具磨损预防措施.................................................................. 36 八、 媒体机构、信息发布管理 ........................................................................... 37 1、 工程质量保证措施 ..................................................................................... 16
一、 编制说明
1、编制依据
(1)长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第7合同段招标文件及招标补遗文件;
(2)长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第7合同段设计图纸及设计说明;
(3)招标文件明确要求执行的有关法律、法规、技术及规范标准;
(4)现场踏勘及走访调查获取的资料;
(5)《长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第7合同段施工组织设计》;
(6)我单位在地铁及地下工程领域的施工经验;
(7)我单位施工技术水平、既有装备水平及装备投入能力;
(8)盾构机相关设计图纸。
2、编制原则
(1)满足业主的要求;
(2)遵循安全质量为核心的原则,工期服从安全质量,通过加大资源投入和加强技术管理确保施工安全与质量。
(3)遵守国家、地方法律法规,达到技术标准和规范标准;
(4)结合工程实际,使施工总体部署合理、资源配置优化,施工方法科学、工艺成熟先进。
(5)全面推行标准化管理的原则,坚持管理制度,人员配备,现场管理和过程控制四个标准化,以工厂化、专业化、机械化和信息化作为支撑手段,落实闭环管理,全面推进标准化管理。
二、 工程概况
1、标段工程位置
长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第七标段,包括铁道学院站(地下三层)、南湖路站~黄土岭站~涂家冲站~铁道学院站区间(盾构法),施工场址从铁道学院至南湖路,沿芙蓉南路呈南北走向。
本标段包括一站(铁道学院站)、三区间(黄土岭站~南湖路站区间、涂家
冲站~黄土岭站区间、铁道学院站~涂家冲站区间)。如下图示意。
黄土岭站~涂家冲站盾构区间:左、右线路起、终点里程分别为ZDK22+518.458~ZDK23+105.2、YDK22+516.691~YDK23+105.2,左线全长572.441m(短链14.301m),右线全长581.520m(含短链6.989m)。区间覆土约为5.5m~11m。
黄土岭站~涂家冲站区间沿芙蓉中路由北向南延伸,北起赤黄路,南至新建西路。该区间为城市中心区,建筑物较多两侧商铺林立。根据资料收集和现场调查,区间途经星城旺座、省脑科医院、湖南省移动通讯指挥中心及金盆公寓等,并下穿过街通道和污水管道,进入黄土岭站。局部地下管线对工程施工有一定的影响。
2、工程水文地质情况
2.1、 工程地质
黄土岭站~涂家冲站区间位于长沙市芙蓉区境内,沿线主要为湘江IV~V级侵蚀冲积阶地,地形较开阔平整,地面标高66.29~73.37m。区间线路出黄土岭站后,沿芙蓉路向南前行至涂家冲站,芙蓉路为长沙市主干道,两侧建筑密集。
湘江IV~V级阶地覆盖层主要由第四系中更新统洞井铺组地层组成,网纹状粉质粘土、砂砾石层组成,具明显的二元结构。
黄土岭站~涂家冲站区间隧道基本处于全断面砂卵石中,地层稳定性较差,渗透系数大。
详见黄土岭站~涂家冲站区间纵断面图。
2.2、 岩土层岩性特征
根据野外钻探情况,沿线可分为5个岩土层(不含亚层),每个岩土层分别按岩土层代号、岩土名、时代成因、岩性描述如下:
1、人工填土:主要由粘性土、砂土混碎石、砼块等建构筑物垃圾等,杂色,硬质物含量介于30%~50%,地表表部多分布有0.20~0.80m厚的砼,实测标贯击数8~13击,平均9.6击,全线均有分布,其分布厚度与地貌特征、沿线建筑物分布有关,层厚0.80~8.40m,平均3.67m。
2、粉质粘土:褐红、褐黄色夹灰白色,硬塑状态,局部呈可塑状态,底部含约15%砂或卵石,切面稍有光滑,具网纹状结构,摇震无反应,具中等干强度及中等韧性,实测标贯击数13~18击,平均15.7击。
该层在场地内局部分布,钻孔M1Z3-CXD-01、02、08、10、11、12、14、16,M1S3-CXD-13、13-2,M1Z2-CJD-02、03共12个钻孔遇见,一般位于隧道结构顶板之上,层厚0.80~5.20m,平均2.43m,顶面埋藏深度0.80~7.40m,相当于标高61.24~68.51m。
3、粗砂:褐黄色,灰白色,石英质,混10~30%粘性土,分选性较差,级配良好,饱和,呈稍密~中密状态。实测标贯击数11~15击,平均13.6击,修正动探击数8.3~8.8击,平均8.5击。
该层在场地仅零星分布,局部相变为中砂,钻孔M1Z3-CXD-14、15、18,M1Z2-CJD-02、03、04共6个钻孔遇见,位于隧道结构顶板之上,层厚1.00~5.80m,平均3.77m,顶面埋藏深度4.00~6.80m,相当于标高64.37~67.91m。
4、卵石:沿灰白色,褐黄色,饱和、中密~密实状态,石英质、砂岩质,亚圆形,不均匀含砂、砾石及粘性土约30%,分选性较差,级配良好,卵石粒径为2~5cm,最大径大于15cm。修正动探击数15.6~27.9击,平均22.3击。
该层沿线普遍分布,一般位于隧道结构顶板之上,层厚1.40~17.90m,平
均11.86m,顶面埋藏深度0.90~11.00m,相当于标高58.49~67.71m。
5、粉质粘土:紫红、褐红色,系泥质粉砂岩或粉砂质泥岩风化残积而成,呈硬塑、局部坚硬状态,遇水易软化。摇震无反应,光泽反应稍有光滑,干强度及韧性中等。局部地段顶部含有少量卵石。实测标贯击数17~29击,平均23.6击。
该层在沿线均有分布,层厚0.70~4.00m,平均1.83m,顶面埋藏深度13.40~22.80m,相当于标高46.72~53.62m。
6、泥质粉砂岩(Ks):紫红色,泥质胶结,成岩矿物显著风化,岩石组织结构已大部分破坏,但原岩结构清晰,岩石风化节理裂隙很发育,岩芯多呈土夹碎块状,岩块用手可折断,合金钻进速度一般。遇水易软化,实测标贯击数≥50击,修正动探击数14.1~21.2击,平均18.3击。天然单轴抗压强度0.49~
1.14MPa,岩体破碎,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ类。
场地内除钻孔M1Z3-CXD-13-2外,其余钻孔均有揭露,层厚0.70~6.00m,平均2.61m,顶面埋藏深度5.4~24.80m,相当于标高44.72~51.81m。
7、泥质粉砂岩(Ks):紫红色,局部为灰绿色粉砂岩,粉细砂结构,块状构造,泥质胶结,岩屑成分主要为粉细砂,岩石组织结构部分破坏,少部分矿物风化变质,节理裂隙发育且密闭,多为钙质或泥质物充填,裂隙面见褐色铁锰质浸染,岩芯上见溶蚀小孔,岩芯较完整,多呈柱状,偶呈块状,锤击声较脆,RQD=65~90%,属极软~软岩,天然单轴抗压强度1.78~6.80MPa,岩体基本质量等级为Ⅴ类,遇水易软化。
场地内均有分布,揭露厚度1.30~18.20m,顶面埋藏深度17.00~34.10m,相当于标高34.14~49.90m。
8、砾岩(Ks):紫红色,局部为灰绿色粉砂岩,粉细粒结构,中厚层状构造,泥质胶结,岩屑成分主要为粉细砂,岩石组织结构部分破坏,少部分矿物风化变质,节理裂隙发育且密闭,多为钙质或泥质物充填,裂隙面见褐色铁锰质浸染,岩芯上见溶蚀小孔,岩芯较完整,多呈柱状,偶呈块状,锤击声较脆,RQD=65~90%,属极软~软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ类,遇水易软化。
场地内零星分布, 钻孔M1Z3-CXD-03、10、17,M1Z2-CJD-01、02遇见,揭露厚度1.30~18.20m,顶面埋藏深度17.00~34.10m,相当于标高34.14~
2.3、 围岩分类
根据国家标准《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)中表4.3.1及行业标准《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005、J449-2005)附录A,本区间的岩土围岩分类、分级如下:
1、Ⅴ级(Ⅱ类)围岩
包括粉质粘土、粉质粘土、 泥质粉砂岩、 泥质粉砂岩、 砾岩(Ks),围岩易坍塌变形,处理不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌,浅埋时易出现地表下沉(陷)或坍塌至地表。
2、Ⅵ级(Ⅰ类)围岩
包括人工填土、粗砂、 卵石,围岩极易坍塌变形,有水时常发生涌土或涌砂,浅埋时易坍塌至地表。
2.4、 水文地质
本区间没有地表水系经过,地势较高,远高于湘江水面标高,地下水位受湘江水域影响较小。
勘察场地地下水类型分为第四系松散层中的孔隙潜水、强~中风化基岩裂隙水及岩溶水,局部分布赋存于人工填土、粘性土中的上层滞水。场地内隧道大部分地段穿越卵石层且上覆地层为多为土层,地下水丰富,施工中可能会发生涌水、涌砂、甚至造成局部坍塌等工程危害。
本区间场地初见地下水位埋深1.00~8.70m,相当标高为60.82~70.21m;潜水稳定水位埋深2.00~8.60m,相当标高为60.92~69.21m;基岩裂隙水稳定水位埋深为10.58~13.20m,相当标高56.52~57.11m。
3、风险分析
根据本工程施工特点及复杂的地质情况,充分考虑到施工技术难度和困难、不利条件等,经多方讨论和分析,确定本项目的突发事件、风险或紧急情况如下:
1、进出洞时,由于洞口底层为卵石层,中间夹杂着泥沙,且地下水位较高,洞门凿除时容易发生涌水、涌沙、端头地表下沉。在盾构机进出洞时帘布板漏水漏浆等。
2、隧道穿过不良地层时,因围岩自稳性差、涌水、涌砂引起开挖面坍方或
3、隧道掘进原因引起重要建筑物不均匀沉降,造成建筑物的裂缝、倾斜、倒塌、变形、地面沉降等。
4、盾构掘进中土仓仓位过高,推力较大,引起地面隆起;
5、在里程DK22+873.707和DK22+633.634处隧道上方有地下过街和排水管道,距隧道顶分别为2.2m和1m,容易造成过街通道和排水管道的沉降和开裂。
三、 施工总体安排
1、工期安排
根据总体施工计划并结合项目实际施工情况,涂家冲站右线盾构预计于2013年12月30日始发,左线于2014年2月25日始发。 每个区间掘进时间为90天。
2、施工组织机构
2.1、 项目管理组织机构
2.2、 劳动力组织
本区间盾构工程由项目经理部的盾构作业工区负责施工,盾构作业由盾构掘进组、运输作业组、辅助作业组构成,左线盾构机人员编制共40人。具体作业层人员构成见劳动力配置表3-2-1。
劳动力配置表3-2-1盾构掘进
四、 正常掘进施工
1、参数设定和优化
根据标段内地质情况,盾构掘进采用土压平衡模式,可有效的保证土体的稳定、地表建筑物和施工安全。盾构施工参数在表中范围内选取,并在施工中不断优化调整。
1.1、 盾构正常掘进参数设定
根据地质情况和相关施工经验,对该段盾构掘进施工参数作如下设定:
(1)盾构机推力:控制在1000t左右。
(2)掘进速度:45mm/min-55mm/min。
(3)刀盘转速:1.0r/min-1.2r/min。
(4)刀盘贯入度:40mm/r-55mm/r。
(5)土压力:土仓蓄土量1/2仓位以上,根据该段地质情况可考虑欠压推进(土仓压力略小于正面土压力),土压力设定为1.0Bar-1.3Bar。
1.2、 盾构下穿过街通道和排水管道施工参数设定
(1)盾构机推力:控制在800t左右。
(2)掘进速度:35mm/min-45mm/min。
(3)刀盘转速:0.8r/min-1.0r/min。
(4)刀盘贯入度:35mm/r-45mm/r。
(5)土压力:土仓蓄土量1/2仓位左右,土压力设定为1.0Bar。
1.3、 盾构在覆土最薄处掘进参数设定
根据相关施工经验,对该段盾构掘进施工参数作如下设定:
(1)盾构机推力:控制在800t左右。
(2)掘进速度:40mm/min-45mm/min。
(3)刀盘转速:0.8r/min-1.0r/min。
(4)刀盘贯入度:40mm/r-45mm/r。
(5)土压力:土仓蓄土量1/2仓位左右,根据该段地质情况可考虑欠压推进(土仓压力略小于正面土压力),土压力设定为1.0Bar左右。
正常推进阶段采用100m试掘进施工掌握的最佳参数。通过加强施工监测,不断地完善施工工艺,控制地面沉降。
1.4、 主要的参数调整优化措施
1、土仓压力通过采取设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两种方法建立,并应维持切削土量与排土量的平衡,以使土仓内的压力稳定平衡。
2、盾构机的掘进速度主要通过调整盾构推进力、转速(扭矩)来控制,排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节。在实际掘进施工中,应根据地质条件、排出的碴土状态,以及盾构机的各项工作状态参数等动态地调整优化。
3、掘进时应采取碴土改良措施增加碴土的流动性和止水性,密切观察螺旋输送器的出土情况。
4、推进速度控制在45 mm/min~50mm/min,并根据监测结果和排土情况调整。螺旋机转速根据设定土压力与推进速度匹配。
2、碴土改良
2.1、 碴土改良的作用
盾构在富水含砂地层中施工,进行碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一项不可缺少的最重要技术手段。具有如下作用:
1、保证碴土和添加介质充分拌合,以保证形成不透水塑流性的碴土从而建立良好的土压平衡机理,只有碴土改良效果好才能从根本上保证掘进过程中地表的沉降控制,同时保证预定的施工进度;
2、使渣土具有流塑性和较低的透水性,形成较好的土压平衡效果而稳定开挖面,控制地表沉降;
3、减少地层的渗透系数,使之具有较好的止水性,以控制地下水流失及防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象;
4、改善渣土的流塑性,使切削下来的碴土顺利快速进入土仓,并利于螺旋输机顺利排土;
5、改善渣土的流动性和减少其内摩擦角,有效降低刀盘扭矩、降低对刀具和螺旋输送机的磨损、降低掘进切削时的摩擦发热,提高掘进效率。
2.2、 碴土改良的方法
碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓、或螺旋输送机内注入添加剂,利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土碴混合,其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力,以满足在不同地质条件下掘进时都可达到理想的工作状况。添加剂主要有泡沫、膨润土以及聚合物。
根据国内外成功的施工经验,本工程拟采用在膨润土浆液基础上加泡沫剂,其效果比单独改良有很大改善:显著降低刀盘、螺旋输送机的油压及盾构推力,减小刀盘扭矩,减轻砂卵石地层对盾构设备的磨损,提高掘进速度和设备的使用寿命。
膨润土泥浆配合比为水:膨润土:外加剂=10∶1∶0.2,膨润土为优质的钠基膨润土,外加剂为碱、CMC及超流化剂DAV等,泥浆坍落度控制在20cm以内。
泡沫:90~95%压缩空气和5~10%泡沫溶液;泡沫溶液的组成为泡沫添加剂3%、水97%。本工程所用泡沫剂粘度不低于0.1Pa·s。
2.3、 碴土改良的主要技术措施
在富水含砂地层的掘进主要是要降低对刀具磨损、降低刀盘扭矩、螺旋输送机的磨损,防止喷涌,采取向刀盘前和土舱内及螺旋输送机内注入泥浆泡沫混合物的方法来改良碴土。并增加对螺旋输送机内注入量,以利于螺旋输送机形成土塞效应,防止喷涌。
3、盾构机同步注浆和二次补充注浆
3.1、 同步注浆
盾构机掘进过程中形成的管片与土体之间的空隙将采用注浆回填,浆液是通过运浆车送到洞内,注浆与掘进保持同步,采用同步注浆。盾构掘进中的同步注浆和衬砌壁后补压浆是充填盾构壳体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期土体变形的有效手段,同时也可加强隧道的稳定性,也是盾构掘进施工中的一道重要工序。
同步注浆选择可硬性浆液进行及时、均匀、定量压注,确保其建筑空隙得以及时和足量的充填,压浆量视地层变形监测数据而定,可硬性浆液配比如表3-3-1。稠度控制在9~11cm。压浆属一道重要工序,须指派专人负责,对压入位置、压入量、压力值均作详细记录,并根据地层变形监测信息及时调整,确保压浆工序的施工质量。
表3-3-1 同步注浆浆液配比表
所配出的浆液应具备以下性能:
(1)初始粘度低以更好地充填盾构掘进造成的间隙;
(2)凝结速度快以避免沉陷;
(3)不得堵塞盾尾密封。
考虑到沙卵石地层土质空隙密度大,在盾构掘进的过程中,每环注浆量控制在180%,为减少地下的后期变形,必要时进行衬砌壁后注浆,注浆参数及注浆量的选择根据实际情况而定(待100m试验段施工得出的数据),为防止浆液在注浆系统内硬化,定时对注浆系统及拌浆系统进行清洗,严禁在同步注浆系统堵塞的情况下进行盾构掘进。
3.2、 注浆主要施工参数
注浆压力:根据注浆目的要求调整注浆压力,充分充填盾构施工产生的地层空隙,避免由此引起的地表沉陷,影响地表建筑物与地下管线的安全。同时,防止过大的注浆压力引起地表有害隆起或破坏管片衬砌。背衬同步注浆压力控制在0.2~0.4MPa,二次补充注浆压力控制在0.3~0.5MPa。
注浆量:Q=V·λ
λ—指注浆率(一般取130%-180%)。
V—盾构施工引起的空隙(m3)。
V=π(D2-d2)L/4
D—指盾构切削外径(m)(削切外径6.28m)。
d—指预制管片外径(m)(预制管片外径6.0m)。
L—回填注浆段长即预制管片每环长度(预制管片每环宽1.5m)。
根据公式计算得:
Q=(6.282 -6.02)×3.14×1.5×(130%~180%)/4=5.2~7.2m3
即注浆量为5.2~7.2m3/环(1.5m)。
注浆量和注浆压力由技术人员确定。注浆工应及时做好拌浆记录和注浆压力、注浆量的记录,并按期检查浆液质量。尤其是,应控制和记录每一环的实际注浆量与环状间隙的理论容积的比较值,注浆量一般控制在理论空隙值的
1.8倍左右,即7m3。
3.3、 二次注浆
根据本工程施工特点及复杂的地质情况,本区间管片全部采用三孔注浆管片,二次注浆与盾构推,同步进行,注浆孔位保持在与盾尾间隔5环处,对地层进行填充,减少地面沉降。
二次补压注浆用水泥水玻璃双液浆,水泥采用42.5#普通硅酸盐水泥,水玻璃采用35Be的浓度。
浆液水灰比为:1 :1.2。
水泥与水玻璃的配比(体积比)为:1 :0.7。
考虑到隧道上部覆土较浅,注浆压力控制在0.3Mpa~0.5Mpa,不宜过大。
4、停机措施
考虑到机器故障、出土不及时因素等影响,造成暂停盾构掘进,盾构停机后将采取如下措施:
1、盾构到达停机点后,盾构停止掘进低速转动刀盘,通过膨润土系统向土仓内注入膨润土浆液,保持土仓内土压力平衡,螺旋机继续出土,尽可能出空土仓内残留土,用膨润土浆液注入土仓保压。
2、盾构停机后,派专人值班,定期转动刀盘,避免膨润土浆液沉积。
3、停机后观察土仓内土压力变化,若土压力降低,应继续注入膨润土浆液或盾构机向前顶进少许距离,保证土压力平衡。
4、加强地面监测,及时进行反馈。
5、可将停机点设置在4#联络通道位置。
5、地表变形预测、控制及监测反馈
采用盾构法施工影响地表沉降的因素很多,如地质条件、隧道埋深、土仓压力、注浆量及注浆压力、地下水位变化、施工多次扰动等。为了将地表沉降控制在允许范围内,通过施工监测与理论模型计算分析,合理确定注浆量、土仓压力、控制地下水位变化等可控因素,达到控制地表沉降的目的。根据监测结果和通过理论模型分析地表沉降,影响地表沉降的主要因素为开挖面土仓压力、管片衬砌背后的注浆量和施工引起地下水位变化情况。
1、施工前预测主要采用数值分析和施工经验预测隧道施工造成的沉降量,为制定施工方案提供依据;在施工过程中,根据现场监测得到的各项参数,对施工阶段和最终的地表沉降做出预测并反馈指导施工。
2、掘进过程中的变形控制
(1)合理确定土仓压力:根据地质条件和地下水状况,确定各地段土仓压力值,以保证工作面的稳定,并在掘进中根据反馈信息进行及时调整。
(2)保证同步注浆质量:环形间隙是盾构施工中引起地层变形的主要因素,盾构施工中严格执行“掘进与注浆同步,不注浆不掘进”的原则,加强设备管理,确保同步注浆不间断进行。同时要根据信息反馈及时调整注浆压力、浆液配比,必要时进行二次补充注浆。
(3)防止地下水流失:施工过程中如发生喷涌等现象,应采取措施控制地下水的流失,关闭出料口掘进使土仓充满土体、注入膨润土、泡沫改善碴土性能。必要时要进行二次注浆以截断水源。
3、施工过程中对地表沉降进行全程监控量测,并及时对监测数据进分析,分析引起沉降的主要原因,并根据分析结果及时将信息反馈到施工,及时调整施工参数,如土仓压力、注浆量、注浆压力、掘进速度等。在盾构施工过程中施工监控量测对控制地表沉降具有重要的指导作用。加强信息化施工组织管理,确保信息渠道畅通和信息反馈的及时性。
五、 盾构下穿过街通道和污水管道施工
因市政污水管道处于距盾构隧道顶部1m,盾构施工过程中,容易造成污水管沉降、断裂等情况,特补充以下预防措施:
1、隧道轴线控制
施工中严格控制盾构姿态,确保盾构平稳推进,要勤纠偏,小纠偏来减少对土体的扰动。盾构姿态平面误差控制在±50mm之内,高程上考虑到上附图较浅,污水管距隧道较近,盾构在穿越时高程控制在-40mm~-50mm之间,减尽量减小盾构施工对污水管的影响。
盾构掘进速度控制在35mm/min~45mm/min,保证盾构平稳连续的掘进施工,并充分切削土体,较小对刀盘前方土体形成挤压,并在施工中结合检测数据进行微调。
2、土仓压力控制
严格控制土仓压力。土仓压力波动太大,会增加对正面土体的扰动,导致正面土体的流失,因此,应尽可能的减少土仓压力的波动,保证正面土体稳定。操作中,根据监测信息对土仓压力做出及时调整。
3、注浆控制
在下穿污水管和过街通道时,一方面提高同步注浆浆液质量,改良浆液配合比(见表5-3-1),增加注浆量,另一方面,控制注浆压力,防止因压力过大而造成击穿上部土体。
表5-3-1 同步注浆配合比
盾尾穿过污水管后,立即对污水管范围内管片进行二次注浆,并向污水管左右各5环进行二次注浆,浆液为双液浆。
4、泥浆质量控制
为了加强对正面土体的支护能力,采用向刀盘前方注入膨润土,为了确保泥浆质量,在盾构推进过程中,泥浆处理人员要严格把关,及时调整泥浆密度和粘度等参数,保证盾构推进的顺利。
5、地面监护措施
盾构推进过程中,在污水管区域设置临时围挡,并派专人在围挡内24小时监护,观察地面情况,如有地面沉降、开裂等情况,立即调整施工参数并加大同步注浆量,必要时采取地面补充注浆。
6、地面监测
为了保证盾构安全顺利穿越,除事先做好充分准备工作外,信息化施工成为本次施工中重要的技术要求。通过监测系统提供的测试数据,掌握污水管的变形情况,及时调整与控制盾构穿越过程中的施工参数,使盾构施工对环境影响降到最低。监测成果当天要及时提交给领导、监理、业主,出现异常情况时要加大监测频率,及时提供速报,并发出警报,提醒有关部门关注,一边及时决策并采取措施。
六、 施工管理措施
1、工程质量保证措施
1.1、 质量管理组织机构
在工程施工过程中,成立质量管理领导小组,由项目经理担任组长,总工程师担任副组长,组员由各部门施工管理人员组成,详见质量管理机构图。
质量管理机构图
1.2、 质量管理措施
(1)建立综合的质量管理领导小组,以组织、计划、协调各部门的质量管理活动,同时要健全和完善相应的质量检查工作体系。
(2)对全体参建员工必须强化质量意识,严格按ISO9002质量体系的要求,认真执行质量程序文件。定期组织全体员工对质量方针、质量规范的学习,使职工牢固树立起“质量第一”的思想。
(3)对施工全过程加强质量控制,严格按照生产工艺和操作规程进行施工。按照企业和项目的质量方针和质量目标开展质量标准化管理工作,在横向展开到各个有关部门,纵向分理到每个作业点、做到纵向衔接,横向协调。
(4)建立一系列确保工程质量的规章制度,明确规定出项目各个部门的质量管理职能、职责、权限,并把各个单位工作体系之间的关系在整个项目部范围中连接起来,实现质量管理业务标准化,管理流程程序化。
(5)建立一套灵敏、高效的质量信息管理系统,规定质量信息反馈、传递、处理的程序和方式,保证整个项目部的信息全面、及时、准确。
(6)施工现场技术人员要熟悉设计图纸,制定详细的施工方案,在工序开始施工前进行技术交底,明确质量要求。
(7)加强质量检查工作,各工序施工过程中班组进行自检,施工完毕由质量检查员进行专项检查,再报监理和甲方代表检查,合格后方可进行下道工序的施工。
1.3、 施工过程中的质量控制
根据本工程的特点,对工程施工中的关键过程和薄弱环节,将采取有针对性措施和方法,重点控制和管理。
本工程的关键工序、特殊过程,具体有以下几条:
(1)测量的质量保证措施;
(2)隧道轴线控制质量保证措施;
(3)隧道衬砌质量控制;
(4)管片拼装质量控制;
(5)盾构推进、注浆及地面沉降的控制;
(6)隧道渗漏水的预防。
1、测量的质量保证措施
(1)制定全面的测量计划,配置高精度仪器设备及资深测量工程师。
(2)对业主提供的导线网和水准点等,测量成果须有签证、复测及认可。
(3)施工地面监测按要求布置测点,及时分析测量结果以指导施工。
(4)隧道轴线测量应准确严谨,在隧道掘进各施工阶段经常对轴线进行复测。
(5)隧道推进过程盾构姿态的测量须每环进行,以保证隧道的精度误差小于3cm。
2、隧道轴线控制质量保证措施
(1)在盾构推进施工的整个期间,认真地进行推进测量管理,及时地掌握盾构机的方向和位置,严格对盾构进行姿态控制,确保隧道施工实际偏差控制在±50mm以内。
(2)推进测量管理在每推进一环后进行。通过室内对测量数值的分析计算,及时的发布操作指令,适时纠偏。对初始出现的小偏差以二分之一允许值的标准纠正,避免误差累计,保证工程轴线实际施工的精度。
3、隧道衬砌质量控制
(1)管片制作质量的好坏,直接关系到隧道施工质量。为保证隧道施工质量,首先应加强衬砌管片验收的质量管理。
(2)拼装成环质量控制
施工时必须严格控制管片拼装精度。管片成环后(刚出盾尾)直径允许偏差≤12mm,相邻环间拱底环向相对旋转值≤3mm,纵缝张开<2mm,相邻环的环间间隙≤1mm,相邻管片允许高差4mm。
(3)管片下井及拼装过程中,应避免碰撞,管片有缺损部位应及时进行修补。
(4)止水带、传力衬垫均应按设计的要求粘贴,堆场内应有防雨布遮盖管片,严禁粘贴过止水带的管片淋雨受潮。
(5)冬季施工时,设烘房设备,作橡胶止水带加温用。
(6)管片运抵现场应出具质保书,工地质量员应进行逐块验收,不符合质量标准的管片不能用于施工。
(7)管片应分类、分区堆放,管片用的垫座应包裹橡胶,吊放管片应轻吊、轻放,防止管片现场损坏。管片有缺损部位应及时补修至符合要求后方可使用。
(8)封顶块纵向插入时要保证横向开口尺寸,严禁强行将封顶块插入,避免橡胶止水带损坏。
(9)管片的橡胶止水带粘贴应该正确,质量符合设计要求,防止脱落和胶带外露。
4、管片拼装质量控制
(1)环向、纵向螺栓必须在盾尾中拼装时全部穿进拧紧。所有螺栓应在推好一环,千斤顶回缩后复拧一次,务必使螺母垫圈与管片埋件压紧,并对直径偏差控制小于10mm。
(2)在盾构推进中应留意六点同步压浆的压力、流量均衡性,防止衬砌环产生横“鸭蛋”形。
5、盾构推进、注浆及地面沉降的控制
现场技术部门须根据施工信息化管理的要求,严格执行签发掘进《指令单》制度。盾构掘进应按每班每环下达指令单的要求进行,严禁超挖或欠挖。
在管片出盾尾5环后,对管片的建筑空隙进行二次注浆。注浆前对注浆孔,注浆管路和设备进行检查,在注浆过程中严格控制注浆压力,完工后及时将管路设备清洗干净。注浆的浆液应根据地质、地面超载及变形速率等条件选用,其配合比经实验后确定。注浆浆液的性能实验须经常进行。注浆作业应如实记录注浆压力、时间及注浆量,以确保地面沉浆控制在-30mm~+10mm标准内。
6、隧道渗漏水的预防措施
隧道渗漏水以预防为本,本工程中,我们将从隧道的自防水、施工控制等几个方面来控制。
(1)加强管片制作、运输和拼装的管理
①提高管片的制作精度和质量,控制拼装使环、纵缝间隙小于2mm,确保管片密实无裂缝,抗渗要求达到设计标准。
②加强管片起吊、运输及堆放管理,避免出现贯穿性裂缝。管片堆放时内弧面向上,宽度方向应上下对齐,不准倾斜。管片间放两条木垫板,垫板上下对齐,使中间隔空。
③管片拼装前查看前一环管片与盾尾间隙,结合前环成果报表决定本环纠偏量和措施。
④管片拼装要防止出现错缝、台阶差,可以通过加贴楔子微量调整间隙来保持环面的平整度,楔子不得超过4mm。竖曲线段推进时,应计算上下左右的超前量,分段粘贴低压石棉板,在推进过程中,使其经千斤顶压缩后成一平整楔行环面,粘贴环面的面积一般应大于整个环面的一半。纠偏楔子厚度超过设计厚度时,止水带也应加贴遇水膨胀条。封顶块两侧的止水条在拼装前涂表面润滑剂,以减少封顶块插入时的摩阻力。
⑤管片如遇损坏,轻则就地修补,重则重新调换后方可继续进行。
(2)加强止水条质量管理
①隧道采用的遇水膨胀橡胶止水带是在氯丁橡胶密封条上加覆一层遇水膨胀条制成的,由于施工期间常遇到下雨或者隧道低部积水,操作不会使遇水膨胀止水带和螺栓垫圈在拼装前遇水预膨胀或变形,影响止水效果,故应在粘贴止水带的地方做好防雨措施,搭设活动防雨棚和在止水带表面涂缓膨剂。
②冬季施工时应设置烘房设施,作橡胶止水带加温。
③角部加贴的自粘贴橡胶薄片厚度长度应符合设计要求,以免影响止水带效果。
④“K”块插入间隙偏小,摩阻力大,止水带容易延伸拉长,角部形成“疙瘩”,影响压密,所以在拼装前应涂水性润滑剂,以减少封顶块插入时摩阻力。
(3)施工管理和控制
盾构在土层中向前推进,由于受地层土质、千斤顶顶力分布等各种因素的影响,不可避免地会使盾构姿态发生变化,产生偏移、偏转和俯仰,这时需进行调整和纠偏。盾构纵坡的控制一般采用稳坡法,平面轴线纠偏采用左右千斤顶的行程差来控制,纠偏要勤测勤纠,纠偏量每环控制在10mm以内,以免过量纠偏增加地层的扰动。增加地面沉降及对建筑物危害,同时使环缝加大而引起漏水。
2、安全生产管理
2.1、 安全生产目标及保证体系 2.1.1 安全生产目标
安全目标确定为“四无二杜绝、一创建”。
“四无”即:无工伤死亡事故;无交通死亡事故;无火灾、洪灾事故;无隧道塌方、基坑倒塌事故。
“二杜绝”即:杜绝重伤事故;杜绝重大工程事故。 “一创建”即:创建安全文明工地。 2.1.2 安全管理机构及安全监控网络
见图6-2-1。
2.1.3 建立健全项目部安全保证体系
建立健全项目部安全保证体系是整个施工顺利实施的保障,是确保工程质量和工期的前提。
1、建立完善的安全体系
项目经理部成立以项目经理、副经理、总工程师为首的安全领导小组,组织领导安全施工管理工作,积极推动全面安全管理工作的深入开展。
安全生产管理体系见图6-2-2。 2、建立健全的自检制度
项目经理部建立二级安全管理体系,项目经理部设质量安全监察部,施工班组设专职安检员、兼职安检员,分别实施检查任务,同时认真接收外部监督。安全保障组织机构图见图6-2-3,安全保障管理程序图见图6-2-4,安全保障检查程序图见图6-2-5。 2.1.4 落实安全生产责任制
开工前建立以岗位责任制为中心的安全生产责任制,制度明确,责任到人,奖罚分明。
1、项目经理是安全生产的第一责任人,对整个施工过程的安全负全部责任。 2、区主任对主管工区安全生产负责,对整个工区施工过程的安全负主要责任。
3、安全部主管负责组织安全操作规程细则、制度的编制和审核,安全技术交底、制定切实可行的安全技术措施,组织施工人员学习并落实。
4、施工管理人员对分管施工范围的施工安全负责,认真落实安全操作规程细则、制度、措施。 2.1.5 安全基础工作
1、规章制度
图6-2-1 安全管理组织框图
图6-2-2 安全生产管理体系
图6-2-3 安全保障组织机构图
组织机构
检查工作内容 安全保证体系
安全目标 安全管理 自检制度
安全日常检查
检查安全会议记录检查安全法规配备
检查安全制度制定情况检查安全奖罚条例执行
检查日常安全活动检查安全目标规划
检查预防安全事故措施
检查安全防护用品使用情况
检查安全制度落实情况
检查安全宣传工作
检查安全工作报表上报
(1)贯彻执行国家安“安全第一”的思想,坚持“安全生产、预防为主”的方针。
(2)项目经理是安全第一责任人,经理部设安全生产领导小组,并设专职安全检查工程师,现场设专职安全员。
(3)根据施组和工程实际情况,编制详细的安全操作规程、细则,并制定切实可行的安全技术措施。
(4)严格执行交接班制度,坚持工前讲安全、工中检查安全、工后评安全的“三工制”活动。坚持每周一的安全活动日活动。
(5)每一工序开工前,做出详细的施工方案和实施措施,并报监理审批。 (6)坚持定期安全检查制度。项目部每月检查一次,工区每半个月检查一次,工班每周检查一次,发现不安全因素,立即指定专人限期整改。
图6-2-5 安全保障检查程序图
安全工作总结
2、施工安全教育
(1)加强安全教育,提高员工的安全意识,树立安全第一的思想,培养安全生产所必须具备的操作技能。
(2)做好职工的定期教育及新工人(包括劳务工)、变换工种工人、特种作业人员的安全教育,新进场工人(包括劳务工)未经三级安全教育,不得上岗。新工法、新工艺、新设备、新材料及技术难度复杂的作业和危险较大的作业,要进行专门的安全教育,采取可靠的保证措施。
(3)所有技术工种人员必须持证上岗。 3、具体安全措施
(1)安全带、安全帽及脚手架、提升架等架体内的安全网等配备齐全。所有施工人员必须戴安全帽,特殊工种按规定佩戴防护用品。
(2)用于抢险应急,救生设备、器材等,配备齐全,并设置有临边防护、警戒设施。
(3)起重机等起重吊装设备必须专人定期安全检查,并严格按操作规程操作。 2.2、 安全防范措施 2.2.1 盾构施工的安全防范措施
针对盾构法施工在特定的地质条件和作业条件下可能遇到的风险问题,施工前必须仔细研究并制定防止发生灾害的安全措施。
1、施工准备
(1)为确保盾构施工的安全,必须在各作业点之间设有便捷可靠的通讯设备。 (2)盾构施工前应编制施工安全作业规程。 (3)做好环境调查。
(4)施工前应作全面的安全技术交底。
(5)运输设施的运输能力应与盾构施工所需的材料、设备供应量相适应。所有的起重机械、机具要按安全规程要求定期检查维修与保养。
2、电瓶车操作
(1)电瓶车司机必须经过培训,工作时必须持证上岗,做道定人、定岗、定责。
(2)电瓶车司机与调车员必须严格执行设备安全操作规程。 (3)司机交接班时,必须仔细检查机车状态,确认完好。
(4)行车司机服从指挥调度,不得超速,过岔道口、遇障碍物时制动减速并鸣笛示意。
(5)电瓶车运行前后连接必须确认车闸正常,严禁带病运行。
(6)平板车与前后连接安全可靠,除了有正规的连接锁,下部还有保险连接。 (7)电瓶车严禁无措施的随意搭乘人员,发生违章将作严肃处理。
(8)指挥施工机械作业人员,站在通视安全地点,并明确规定指挥联络信号。 (9)电瓶车运行时的各类物件必须放置稳妥,捆绑安全,严禁超长超限。 (10) 电机车司机必须经过培训考试合格,取得驾驶证才能上岗,司机不准擅自离开岗位,运行中严禁手头脚伸出车外,司机在离开岗位时必须排档为零,切断电源,扳紧车闸。必须在坡上停留时,同时用木楔阻牢两侧的车轮。
3、盾构掘进
(1)严格执行盾构机安全操作规程。
(2)掘进时,不得在设备运转过程中检修设备,特别是皮带机、注浆泵、空压机及电器设备等。
(3)进入刀盘时,必须按人仓进出安全作业指导书的程序执行。 (4)管片安装过程中,举起的管片下严禁有人作业。
(5)掘进时,隧道内有良好的通风,以满足安全作业的各方需要。 4、管片拼装
(1)管片拼装落实专人负责指挥,盾构机司机按照指挥人员的指令操作,严禁擅自转动拼装机,以免发生伤亡事故。
(2)举重臂旋转时,严禁施工人员进入举重臂活动半径内,拼装工在管片全部定位后,方可作业。
(3)拼装管片时,拼装工必须站在安全可靠的位置,严禁将手脚放在环缝和千斤顶的顶部,以防受到意外的伤害。
(4)举重臂必须在管片固定就位后,方可复位,封顶拼装就位未完毕时,人员严禁进入封顶块下方。
(5)举重臂旋转时,盾构司机必须看清旋转半径内的人员,并鸣号警示。 (6)管片驳运人员,严格执行内丝口至少≥3㎝的要求。 2.2.2 用电安全防范措施
1、施工现场内临时用电的安装和维修必须由专人负责完成,非电工不准拆装电气设备。
2、严格执行电气安装、维修技术规程,认真贯彻“JGJ-4688”施工现场临时用电安全技术规范。
3、操作人员正确使用防护用品(安全带、绝缘鞋、绝缘手套、工作衣等)。 4、电工高空作业时,严禁向下抛掷物品,应采用绳子上下传递物品。 2.2.3 起重作业安全防范措施
1、吊运机械使用前对钢丝绳、卡具等进行检查验收,符合要求时才使用。 2、起重挂钩工必须掌握统一规定信号、手势的表达,做到正确、洪亮和清楚,作业时必须鸣口哨。
3、起重挂钩工必须在上班前严格检查吊运使用的钢丝绳、索具、卸克,发现不符合安全使用规定的索具、卸克立即更换。
4、起重挂钩工必须严格执行“十不吊”并遵守“吊物下严禁站人”制度。各种起重机械起吊前,进行试吊。
5、吊运散件必须用索具及箱体,吊运检查安全可靠后,方可进行吊运工作。 6、起吊重物时,吊具捆扎牢固,以防滑脱。
7、夜间施工有充足的照明,遇到暴雨、大风、地面下沉等情况时停止吊运。 2.2.4 机械安全防范措施
1、严禁无证人员上岗进行机械操作。
2、机械操作人员严格按照操作规程运作机器,不得违规操作。 3、机械操作司机对机械的各个传动部分、操作控制部分经常检查,发现异常情况必须马上报告设备部门及有关人员维修,严禁行车带病工作。
4、在机械运作范围内严禁非机械操作人员滞留。
5、机械设备在施工现场停放时,选择安全的停放地点,夜间专人看管。 6、定期组织机电设备、车辆安全大检查。 2.3、 安全注意事项
1、做好隧道测量工作,保持最佳状态和方向,使盾构首尾均位于设计轴线上,偏差要求不大于±30mm。
2、盾构临近污水管道和过街通道时,洞口处日夜派人监视地面变形情况,根据变形情况,逐渐降低盾构土仓设定压力、盾构推进速度。
3、加强盾构施工地面沉降观测,对重点保护的地面建筑物。加设监测点。
七、 应急预案
1、风险的预防措施
针对盾构掘进过程中可能会遇到的风险,我们将采取以下预防措施: 1、了解地表水、出水地点的情况,并对地表进行必要的处理,以防止地表水下渗。
2、认真分析地质资料,做好超前预报;对地质情况不明的地段一定要申请补勘,做到心中有数。
3、加强施工管理,严格按标准化、规范化作业。施工中要经常分析土质变化、围岩参数,遇到可疑情况及时分析,不得冒进。
4、开挖中必须及时回填注浆,要采用信息反馈技术,严格控制沉降在安全范围内。通过监测数据分析,不断修正施工参数,满足环境要求。
5、施工场地设专门抢险救灾物资库,库房距施工现场近,道路保持畅通,以备急用。
6、工地和附近医院建立密切联系,工地设医务室,配齐必要的医疗器械。一旦出现意外的工伤事故,可立即进行抢救。
2、应急准备
2.1、 项目部领导小组
组 长:田天长
副组长:沈炜东、 邹世涛、曾克诚
组 员: 程 杰、王海鹏、王胜新、王华、姚春春 、凌茜、李俊、蔡文辉 2.2、 项目部组织机构框图
2.3、 项目领导小组成员及组织机构各部门职责
2.4、 应急物资与设备保障
应急资源的准备是应急救援工作的重要保障,项目部根据事故性质和后果分析,配备应急资源,包括:救援机械和设备、交通工具、医疗设备和必备药品、生活保障物资。常备抢险设备、物资见下表:
3、现场应急处置
1、报告程序
(1)事故发生后,现场值班人员除应及时采取必要的抢险应急措施外,必须在第一时间内通知项目经理和总工,有项目经理向各职能部门进行通报,同时组织抢险人员。
(2)险情发生时,项目经理、总工程师应即刻启动应急预案,抢险领导协调小组赶至施工现场,小组的构成由项目经理确定,抢险小组将全权负责事故的应急方案制订、预案实施。
(3)险情发生后,现场值班工程师在2小时内写出书面报告,报项目部经理,报告内容包括:事故发生的时间、地点、简要经过、损失初步估计、原因初步判断、采取的措施及事故控制情况等。项目部接报后迅速按类别和等级上报,并于2小时内写出书面报告。
2、处理程序
按照应急预案,成立应急小组,进行培训和应急演练,事故发生后按程序及时启动紧急预案。
4、工程风险应急处理预案
4.1、 盾构掘进过程中发生地面塌陷应急措施
1、盾构施工应急指挥领导小组立即赶赴塌陷现场,并通知盾构司机停止盾构掘进,保持土仓压力。必要时对脱出盾尾的10~15环管片背后进行二次注浆,浆液为双液浆或水泥浆。
2、应急小组成员立即将情况上报监理、业主。
3、在塌陷区域周围设置警戒线及反光锥筒,疏散周围可能受到危及的群众,安排人员维持现场秩序,组织抢险成员抢险,调集各种物资及设备。
4、对坍陷处进行回填混凝土,塌陷坑内有积水时应使用潜水泵抽排。 5、对回填完的松散塌陷体及四周进行注浆加固,形成稳定加固层,同时要阻止地下水的渗透形成隔水层。加固可采用袖阀管注浆法、旋喷桩法或深层水泥搅拌桩法。
6、对塌陷处进行沉降跟踪监测,加大监测频率,分析沉降值及沉降速率变化情况,及时反馈监测数据。
4.2、 周边建筑物倾斜、坍塌应急措施
1、盾构施工应急指挥领导小组立即赶赴事故现场,查看情况,工程部部长通知盾构司机停止盾构掘进。为弥补同步注浆不足,对脱出盾尾的5~15环管片背后进行二次注浆,浆液为双液浆或水泥浆,充分填充盾尾隧道与管片之间的空隙,以减少周围土体的位移变形。
2、应急小组成员立即将情况上报监理、业主、安监站、质监站。 3、使用警戒带在临危建(构)筑物四周设置警戒线,将危险区域隔离,安排人员看守,防止不知情人员进入危险区,出现意外。请求119、120救援,紧急疏散可能坍塌的临危建(构)筑物内可能受到危及的群众及财产,安排人员维持现场秩序,安抚群众情绪,做好善后工作。如建(构)筑物已坍塌,调集抢险人员、物资、设备协助消防人员抢救被困于坍塌建(构)筑物内的群众,将伤亡人员迅速送往医院救治。
4.对受损建(构)筑物结构使用型钢进行支撑加固,对基础进行注浆加固,稳定结构,减少后期沉降。请专家到现场分析情况,请第三方房屋鉴定评估机构对受损建(构)筑物结构进行安全评估,根据受损情况制定有效的加固措施,保证建(构)筑物的安全
5、对建(构)筑物进行沉降、倾斜跟踪监测,加大监测频率,分析沉降值、倾斜值及沉降、倾斜速率变化情况,及时反馈监测数据。 4.3、 掌子面失稳塌方应急措施
1、盾构司机立即关闭螺旋输送机出土口闸门,防止螺旋输送机出土口继续喷涌,盾构机停止掘进。
2、立即将情况上报项目部应急领导小组,并由应急小组通讯联络员负责通知监理、业主,如出现人员伤亡、盾构机设备损害等重大事故还应通知市安监站、市质监站。组织专家对故事情况进行分析,制定有效处理措施。
3、同时应派专人到事故隧道的上方巡查地面情况,看是否还出现地面塌陷,并将信息及时反馈,可能危急群众安全时应组织进行人员疏散。
4、准备污水泵或泥浆泵将隧道内的泥水排出,清理盾构机及隧道内的泥浆杂物,对机械设备进行检查,特别时电气设备。
5、组织人员、物资及设备对地面塌陷处进行填补。 6、加强地面监测,增加监测频率,及时反馈信息。
4.4、 地面沉降过大应急措施
1、地面沉降接近警戒值时的处理:
(1)加强监测,根据沉降值变化大小及速率情况,分析沉降变形原因,增加监测频率,及时反馈信息。
(2)严格控制出土量,加强对出土量的计量。
(3)将情况及时上报监理、业主,分析地质水文条件,检查碴土样本。 (4)控制好盾构机姿态,选择合理的掘进参数,加强对泡沫、膨润土等添加剂的控制,进行碴土改良,保证同步注浆压力及注浆量。
(5)保持土仓压力平衡,可采用加气压模式。 2、沉降变形异常过大且持续增加超警戒值时的处理:
(1)加强监测,增加监测频率,及时反馈监测数据,分析沉降值变化大小及速率情况。
(2)将情况及时上报监理、业主,密切注意工程地质及地表沉降变化情况,收集原始数据,请设计、设计咨询等各方专家来分析沉降原因,采取果断措施。
(3)必要时停止盾构掘进,保持土仓压力平衡。为弥补同步注浆的不足,可在脱出盾尾的10~15环管片背后进行二次注浆,保证注浆压力及注浆量,浆液可采用双液浆或水泥液浆。
(4)加强设备管理,做好设备故障诊断及保养。
(5)对地表情况进行巡查,如果存在地面塌陷或建筑物倾斜、坍塌的危险,参照地面塌陷或建(构)筑物倾斜、坍塌的应急措施。 4.5、 帘布板漏浆处理措施
盾构机第一次注浆要严格控制注浆压力,不得大于盾尾密封压力警戒值。如果橡胶帘布板出现漏浆,应立即对折板漏浆部位进行填塞,阻止漏浆。 4.6、 盾构位置偏离过大控制措施
1、加密导线的人工测量,同时与盾构导向系统的校验和核对,修正偏差。 2、及时移动盾构导向系统的基站,特别在曲线段施工时。
3、合理设定平衡压力,使盾构的出土量与理论值接近,减少超挖或欠挖现象,控制好盾构姿态。
4、加强管片选型配合盾构逐渐纠偏,必要时调整千斤顶编组油压,同时避免纠偏过急。
5、加强拼装前盾尾清理,防止杂质夹在管片间,影响隧道轴线。 6、保证浆液搅拌质量,保质保量做好注浆和改进注入方法。 7、必要时对开挖面作局部超挖,使盾构沿被超挖一侧推进。 4.7、 管线保护及处理措施
1、施工前对地下管线的相对位置、埋深、类型等详细调查,预测地面沉降量,依此对地下管线的沉降进行预测。调查的具体工作内容包括:
(1)制定详细的调查计划和调查方案。 (2)对设计给出的管线资料进行整理和确认。
(3)走访沿线所有地下管线的主管单位,以确保没有管线资料被遗漏,对所有有关的地下管线将争取在现场进行探查和确认。
(4)在区间隧道两侧的管线,应准确定出其种类、位置、形状、尺寸和材料性能,并将调查结果递交相应部门确认。
(5)向有关部门确认各种管线的允许变形量。
2、施工过程中,对重要管线进行监控量测,根据量测的结果确定保护方案。 3、其它位置的管线根据管线沉降情况,倾斜率小于2%时且变化较大时,进行对管线保护,主要措施为:一是地层土质较差时采用注浆进行加固 ,二是附近条件允许时采用悬吊的方法进行保护,三是加快洞内的支护,并及时进行注浆,减少洞内变形。
4、快速联系处理,当发现管线有大的变形和趋势时,及时快速与监理、业主、设计等单位联系,确定处理方案,现场准备好任何一种方案的所有物资设备,以便随时调用。
4.8、 盾构刀具磨损预防措施
1、向刀盘前方和螺旋输送机中加注适量泡沫和水,在刀盘、刀具、螺旋机与渣土之间起润滑作用(泡沫经充分膨胀后扩散到整个面板),同时可全面改善渣土和易性(形成土、石、水的混合体),降低渣土粘性,形成不透水塑流性的
2、推进时,在保持开挖面稳定情况下尽量降低土舱渣土舱位,地层稳定时可欠压掘进,地层较差时采用气压模式掘进。推进速度正常值控制在45~55mm/min,推力正常值10 000KN左右,主要结合推进速度和扭矩进行调整。刀盘转速正常值1.0~1.2rpm,须经常转换旋转方向。螺旋输送机转速主要保持出
土量与推进速度一致。通过严格控制盾构土仓压力、推进速度、推力和刀盘扭矩等参数,既可保持开挖面的平衡和稳定,又有利于保护刀具、降低磨损。
3、加强排出渣土的土样分析。根据渣土各成份含量变化、破碎程度、岩石裂口痕迹等,并结合盾构相关操作参数的分析,判断刀盘、刀具、螺旋机等的磨损程度,及时采取调整推进参数、泡沫配比或更换刀具等措施。
八、 媒体机构、信息发布管理
办公室为项目部各信息收集和发布的组织机构,届时将起到项目部应对媒体的作用,对事故的处理、控制、进展、升级等情况进行信息收集,并对事故轻重情况进行删减,有针对性定期和不定期的向外界和内部如实的报道,向内部报道主要是向项目部内部各工区、集团公司的报道等,外部报道主要是向轨道公司、监理、设计等单位的报道。