穿越河道專項方案

1、無錫地鐵1號線第10標段穿越河道方案無錫地鐵1號線第10標段三陽廣場站南禪寺站永豐路站太湖廣場站盾構(gòu)區(qū)間工程穿越河道專項方案 編寫： 審核： 審批： 中鐵十九集團有限公司無錫地鐵1號線土建工程10標項目經(jīng)理部2011年10月11日15一、 工程概況本區(qū)間工程包括三陽廣場站南禪寺站、南禪寺站永豐路站、永豐路站太湖廣場站，共三個區(qū)間的土建施工任務。沿線在南禪寺站至永豐站區(qū)間北端SK13+848SK13+875里程分布一東西走向的古運河；永豐路站至太湖廣場站在SK14+513SK14+528.9里程分布一南北走向耕讀河。 線路穿越河道位置 區(qū)間位置南禪寺站永豐站區(qū)間永豐路站太湖廣場站區(qū)間左線右線左線

2、右線古運河274300環(huán)261286環(huán)無無耕瀆河無無155170環(huán)156171環(huán)二、水紋地質(zhì)情況古運河河床底部至隧道結(jié)構(gòu)頂面土層為(3)2層粉質(zhì)粘土夾粉土(3)3-1層粉質(zhì)粘土、(3)3層粉土夾粉質(zhì)粘土、(6)1-1層粉質(zhì)粘土、(6)1層粘土，其中(3)3層為弱含水層，隧道盾構(gòu)在掘進過程中河水可能通過(3)3層粉土夾粉質(zhì)粘土灌入盾構(gòu)作業(yè)區(qū)，引起事故。耕讀河河床底部土層為(3)2層粉質(zhì)粘土夾粉土，隧道頂部位于(6)1-1層粉質(zhì)粘土層中，因此盾構(gòu)機掘進通過該段時地表水對本工程影響較小。盾構(gòu)穿越河道推進區(qū)域主要位于 (6)1粘土層中，該土層層厚較穩(wěn)定，土質(zhì)均勻，壓縮性中等，土層強度良好，為不透水層。

3、 盾構(gòu)穿越古運河地質(zhì)剖面圖盾構(gòu)穿越耕讀河地質(zhì)剖面圖三、盾構(gòu)沿線所穿越的河流1、盾構(gòu)穿越古運河南禪寺站永豐路站區(qū)間右線盾構(gòu)在推進260環(huán)（左線275環(huán)）左右時切口開始進入河道，河寬24.1m，水深2.50-3.50m，水面標高1.60m，河床底標高為-1.00m，河床至隧道結(jié)構(gòu)面頂面距離約為8m左右。2、盾構(gòu)穿越耕讀河永豐路站至太湖廣場站區(qū)間左線盾構(gòu)切口在推進155環(huán)左右時切口開始進入河道，河寬16.0m，河道深5.0m左右，水深2.50m，水面標高1.37m。，隧道結(jié)構(gòu)頂板至河床距離10.0m。四、過河段施工技術(shù)要求掘進過程的施工技術(shù)：要求盾構(gòu)在通過該特殊段時有序、平衡、平穩(wěn)。1、有序：1）施

4、工組織有序。人、機、料的配置合理，工序的安排、銜接有序。2）機械保養(yǎng)有序。機械保養(yǎng)定人、定期、專業(yè)、規(guī)范，做到無遺漏、標準化。3） 信息管理有序。技術(shù)交底、作業(yè)交底按部就班，自經(jīng)理部至作業(yè)面指令暢通、反饋迅速。2、平衡：1）土倉壓力與開挖面水土壓力平衡。嚴格控制土倉壓力，盡量保持土壓平衡，不要出現(xiàn)過大的波動；2）出土量與掘進進尺平衡。嚴格控制出土量，做到進尺量與出土量均衡。除量的控制外，還要堅持對每環(huán)渣樣進行地質(zhì)水文分析，發(fā)現(xiàn)與開挖斷面地質(zhì)情況不符，則馬上采取措施。3）注漿壓力與水土壓力平衡。除考慮注漿處的水土壓力，還要考慮后方來水、開挖面來水的水壓，故注漿壓力是在注漿處水土壓力基礎(chǔ)上提高12

5、kg/cm2，且應使?jié){液不進入土倉和壓壞管片和不因注漿壓力過大造成擊穿河道。3、平穩(wěn)：1）盾構(gòu)姿態(tài)平穩(wěn)。推進過程應保持盾構(gòu)機有良好的姿態(tài)，避免蛇行，每環(huán)姿態(tài)變化控制在±5mm內(nèi)。千斤頂A區(qū)、C區(qū)油缸油壓值差宜保持統(tǒng)一、恒定性，不宜出現(xiàn)過大的波動。2） 管片姿態(tài)平穩(wěn)。做好管片選型，現(xiàn)場對盾尾間隙實測實量，注意管片拼裝的橢圓度，防止尾刷與管片碰撞導致盾尾密封、鉸接密封損壞及管片變形。 3）推進速度平穩(wěn)。掘進過程中向土倉內(nèi)及刀盤面注入泡沫等添加材料，改善渣土性能，提高渣土的流動性和止水性，防止涌水流砂、結(jié)泥餅和噴涌現(xiàn)象，有利于保持速度的穩(wěn)定。五、盾構(gòu)穿越河道的技術(shù)措施針對本工程河道河床底下

6、的地質(zhì)條件情況以及覆土厚度，擬采用主動保護措施進行施工。具體措施如下：1、穿越前的準備1）根據(jù)地勘院提供的詳勘資料，過河段地質(zhì)情況說明不充分。應我方施工需要及委托，地勘院對古運河及耕瀆河河道部位的地貌、地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件又進行了補充勘察，并在2011年8月20日進行了專家評審，已摸清河道部位第一手的水文地質(zhì)資料。2）進一步探明河道部位地質(zhì)探孔的情況，有無在地質(zhì)探孔及探孔的封堵情況，若有未封堵的孔要對其進行封堵。3）對河道周圍地面上設(shè)深層沉降測點，配合相關(guān)管理部門做好沉降信息化監(jiān)測控制。4）為確保盾構(gòu)機順利穿越古運河和耕瀆河，穿越前必須對機械、電氣設(shè)備等進行檢修，尤其是重點檢查盾

7、尾密封、中體與盾尾鉸接處的密封的止水效果，確保盾構(gòu)機的工作狀態(tài)良好。5）對整套監(jiān)測系統(tǒng)進行調(diào)整，保證所采集數(shù)據(jù)的正確性。2、合理設(shè)置土壓力值，嚴格控制出土量項目部將從盾構(gòu)始發(fā)起，對土壓力值進行嚴格的控制，并結(jié)合環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)對土壓力值進行調(diào)整。對由于盾構(gòu)在河道底部穿越時其上部覆土厚度與穿越前后有所變化，故需要重新計算設(shè)置土壓力，并結(jié)合實際監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整，進行信息化施工。穿越河道部位原則上應按理論出土量出土，可適當欠挖，保證土體密實，以免河水滲透入土體并進入盾構(gòu)。3、降低推進速度，控制總推力盾構(gòu)機在穿越河道時，宜采取較低的速度推進，速度一般控制在<30 mm/min，嚴格控制千斤頂總推力，減少

8、土層擾動，以免頂破河底土體。4、調(diào)整好盾構(gòu)姿態(tài)，減少糾偏次數(shù)及糾偏量在穿越推進過程中，連續(xù)測量盾構(gòu)機的姿態(tài)偏差，盾構(gòu)司機根據(jù)偏差及時調(diào)整盾構(gòu)機的推進方向，盡可能減少糾偏，特別是要杜絕大量值糾偏，減少土體的擾動，從而保證盾構(gòu)機平穩(wěn)地從河道下方穿越。5、優(yōu)化厚漿配比，合理設(shè)定注漿量及注漿壓力在穿越施工前，我方制作漿液試塊，并對漿液的性能指標進行測試，性能指標包括稠度、初凝值、泌水率、抗壓強度、比重。在穿越過程中，我方也將每班對漿液取樣測試，并根據(jù)實際注漿效果，對漿液配比進行調(diào)整優(yōu)化，縮短漿液凝膠時間、確保漿液質(zhì)量。根據(jù)以往經(jīng)驗，我方初定穿越時注漿量為理論建筑空隙120，并根據(jù)實際情況做適當調(diào)整，以

9、保證河道土體的穩(wěn)定。注漿壓力小于0.3Mpa，以免應壓力過大而擊穿河底土體，導致與隧道上部的（3）3層貫通，河水通過（3）3進入盾構(gòu)施工區(qū)。6、嚴防盾尾漏水采用三道密封刷，防止盾尾透水；控制好管片姿態(tài)，居中拼裝，防止盾構(gòu)建筑空隙過大形成透水通道。盾構(gòu)機采用三道盾尾鋼絲密封刷，能有效防止盾尾透水。掘進中加強盾尾密封油脂的注入，確保盾尾密封油脂壓力不小于3.5Bar；加強中體與盾尾鉸接處的密封檢查，及時調(diào)節(jié)密封壓板螺栓，保證其密封效果，防止地下水涌入?？刂坪霉芷藨B(tài)，居中拼裝，防止盾構(gòu)建筑空隙過大形成透水通道，必要時在管片外側(cè)粘貼海綿用于止水，封堵管片與盾構(gòu)間的間隙。采取上述措施后，基本可控制盾尾

10、滲漏。如果盾尾發(fā)生滲漏，則從管片注漿孔壓注聚氨酯，形成環(huán)圈，封閉涌水通道。7、加強施工質(zhì)量，提高隧道自防水能力在河底段掘進時加強盾構(gòu)掘進姿態(tài)控制及管片選型，加強螺栓復緊和盾尾間隙控制，減小管片錯臺、裂縫、漏水，保證較好的隧道線形，提高隧道防水質(zhì)量。8、土體改良盾構(gòu)穿越河道段主要位于（6）1-1和（6）1層土中，土層強度高，可以利用加泥孔向前方土體加膨潤土或泡沫劑來改良土體，增加土體的流塑性。其一：使盾構(gòu)機前方土壓計反映的土壓數(shù)值更加準確；其二：確保螺旋輸送機出土順暢，減少盾構(gòu)對前方土體的擠壓；其三：及時充填刀盤旋轉(zhuǎn)之后形成的空隙。必要時，可通過盾構(gòu)前體的超前注漿孔，對切口前上方的土體進行土體加

11、固，防止泥水涌入或切口坍塌的情況。9、加強對防汛墻的監(jiān)測在河道兩側(cè)防汛墻處設(shè)置斷面沉降觀測點，每個斷面9個點，過河段掘進時，加強對防汛墻的監(jiān)測頻率，及時調(diào)整土壓力，信息化施工，確保防汛墻、河道、盾構(gòu)施工安全。10、過河段參數(shù)的選定過河段盾構(gòu)掘進參數(shù)初步設(shè)定按水土合算原則計算所得土壓力為：正面土壓力：P=k0（土h土+水h水）P：水土壓力（河道水和河床底水土共同作用的壓力）土：土體的平均重度（從地面至計算點高度范圍內(nèi)所有土層平均重度），根據(jù)公式土=(r1h1+r2h2+rnhn)/(h1+h2+hn)水：水的平均重度取1h土：隧道中心至河床底部的高度h水：河道水的深度k0：土的側(cè)向靜止土壓力系數(shù)

12、，根據(jù)地勘資料，本工程過河段隧道中心處于（6）1層粘土層，粘土k0=0.95-sin。計算結(jié)果如下表土水h土(m)h水(m)k0(m)P取值（Mpa）古運河19.22112.584.90.680.17耕瀆河19.33113.772.60.680.18 穿越古運河參數(shù)項目參數(shù)備注總推力（KN）12000KN以下根據(jù)實際情況調(diào)整刀盤扭矩（KN.M）50%以下土倉壓力（Mpa）0.17根據(jù)實際情況調(diào)整注漿量(m3)2.252.7注漿壓力（Mpa）0.3以下每環(huán)出土量（m3）3839推進速度（cm/min）3勻速、連續(xù)推進盾尾油脂每環(huán)30KG發(fā)現(xiàn)滲漏及時補充目標盾構(gòu)姿態(tài)均小于±10mm穿越耕

13、瀆河參數(shù)項目參數(shù)備注總推力（KN）13000以下根據(jù)實際情況調(diào)整刀盤扭矩（KN.M）50%以下土倉壓力（Mpa）0.18根據(jù)實際情況調(diào)整注漿量(m3)2.252.7注漿壓力（Mpa）0.3以下每環(huán)出土量（m3）3839推進速度（cm/min）3勻速、連續(xù)推進盾尾油脂每環(huán)30KG發(fā)現(xiàn)滲漏及時補充目標盾構(gòu)姿態(tài)均小于±10mm六、應急預案1、預防措施1）提前對施工人員進行交底，做到精心施工，同時加強值班管理、工程監(jiān)測。2）配備足夠的機動設(shè)備，一旦發(fā)生意外情況，在第一時間投入工作。3）盾構(gòu)穿越河道期間，安排監(jiān)測人員對河道進行24小時監(jiān)測。技術(shù)人員根據(jù)沉降變化數(shù)據(jù)及時調(diào)整施工參數(shù)，將指令通過內(nèi)

14、線電話通知盾構(gòu)駕駛室，盾構(gòu)推進后的效果再反映到監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，如此循環(huán)，做到動態(tài)管理，實現(xiàn)信息化施工。4）在推進前，一定要對盾構(gòu)進行足夠的調(diào)試，確保盾構(gòu)性能的可靠性。同時，配備足夠的值班維修人員，及時處理盾構(gòu)設(shè)備的故障，確保盾構(gòu)推進順利進行。5）盾構(gòu)穿越河道時，若河床變形值達到警戒值，盾構(gòu)機減小土壓力，開啟超挖刀，還可通過采取在河床上增加附加應力。2、盾構(gòu)穿越河道可能存在的風險1）渣土含水量增加導致螺旋輸送機發(fā)生噴涌；2）盾尾漏漿；3）隧道上浮；4）河床大面積塌陷。3、發(fā)生事故應急處理方案在穿越過程中如果盾構(gòu)施工擊穿河底、深層土體的變形超過了預定的控制范圍，立即停止盾構(gòu)掘進，進行洞內(nèi)注漿，并根

15、據(jù)具體狀況用超前注漿孔進行土體注漿加固。當出現(xiàn)以上險情時，具體應急措施如下：1）螺旋機防噴（1）立即關(guān)閉螺旋輸送機閥門，并向土倉內(nèi)打入稠膨潤土已控制土倉內(nèi)的土壓和抑制噴涌；（2）啟動螺旋機配備的保壓泵碴裝置，以防噴涌。2）盾尾漏漿（1）采用速凝型漿液在相鄰盾尾最近的管片吊裝口進行每孔注漿，在緩解了漏漿、漏水后。進行試推，同時對同步注漿、盾尾注入進行嚴格的掌控；（2）在盾構(gòu)工作面配置適量的注漿材料和木楔、棉紗、麻繩等堵漏材料和工具；并在盾構(gòu)機內(nèi)安裝大功率水泵2臺，如果涌水，抽水排險；（3）增加盾尾密封油脂的注入量，適當提高同步注漿壓力和注漿量，管片出盾尾后用速凝型雙液漿補注止水。3）隧道上浮（1

16、）適當降低盾構(gòu)機的姿態(tài)，有意識的壓低管片高程；（2）增加管片上超量的制作，并加貼防水條；（3）若隧道繼續(xù)上浮，應停止推進，減小推力亦減小上浮的分力，使該分力小于管片的自重力，利用管片的自重力使管片下沉，以達到控制上浮的目的。（4）河床大面積坍塌成立一支由各工種及安全組組成的一支搶險隊伍，由項目經(jīng)理直接負責。在第一時間出現(xiàn)在現(xiàn)場，安排搶險。尤其是供電、工具必須事先完善，安置在隧道內(nèi)。24小時有搶險隊成員在工地值班，并明確自己的職責。（1）險情出現(xiàn)后立即停止推進，關(guān)閉螺旋機閘門，加大盾尾油脂注入量，嚴防盾尾漏水。（2）重新建立刀盤面上部的覆蓋層。方法有2種： 一是向塌方地段澆搗水下混凝土，二是拋填

17、粘土。水下混凝土可以在短時間內(nèi)大方量澆筑，運輸可以通過泵車和管道進行，以利于贏得搶險時間。澆倒后的混凝土凝固時間快，甚至可以將部分塌陷地表雜物固結(jié)，從而防止塌入土倉，形成整體性較好的蓋層有利于重新建立水土壓。但水下混凝土澆倒必須仔細控制，嚴格防止混凝土進入土倉并凝固。澆倒水下混凝土后如果發(fā)生后續(xù)塌方，水下混凝土凝固的整體可能進入刀盤切削范圍，對盾構(gòu)施工十分不利。拋填粘土可防止水下混凝土的不利影響，首先解決運輸?shù)拇昂蛼佁顧C具，以保證大方量拋填連續(xù)進行，否則在大水深遄急河流中難以保證效果。拋填粘土可能改變大面積水體的顏色，從而會進一步擴大塌方的影響面，因此粘土采用編織袋裝滿后拋填。（3）刀盤面穩(wěn)

18、定后繼續(xù)掘進，待盾構(gòu)通過河道后，對塌方段采取壁后二次注漿，加固塌方擾動過的土體。4、應急領(lǐng)導小組名單組 長： 李建學副組長： 溫榮琦 羅 鳴 于占雙 成 員： 王 亮 吳 鋒 王喜強 黃志剛 王曉虎 魏 磊 石 亮 5、項目部應急領(lǐng)導小組聯(lián)系電話應急小組電話表序號姓 名職 務電 話1李建學項目經(jīng)理135841806662于占雙總工程師152615643433溫榮琦項目書記158500580484羅 鳴安全總監(jiān)189515165885王曉虎工程部長187515603206魏 磊工程副部長139124946577石 亮工程副部長187515603328王 亮計劃部長150617933679王喜強財務部長1505069636110黃志剛物資部長187626315576、業(yè)主、監(jiān)理及社會有關(guān)方面聯(lián)系電話序號姓 名部 門職 務電 話1楊 猛建設(shè)單位項目工程師139152738102徐向勇監(jiān)理單位總監(jiān)理工程師139170362983火 警1194匪 警1105急 救1206無錫市第二人民醫(yī)院0510827007787、應急物資清單（1）用于應急搶險的各類物資應全面準備就緒，做到材料員負責保管，并對物資、