左線下穿層居民樓安全專項(xiàng)施工方案

1、目錄1工程概況21.1左、右線隧道與居民樓位置關(guān)系21.2 4、5層居民樓狀況31.3地質(zhì)水文條件31.3.1工程地質(zhì)31.3.2水文地質(zhì)52 施工方案及技術(shù)措施52.1 準(zhǔn)備工作52.1.1 右線隧道內(nèi)頂拱注漿加固52.1.2 拆除負(fù)環(huán)及下臺(tái)車62.1.3 電機(jī)車全編組62.1.4 盾構(gòu)機(jī)二次調(diào)試及維修62.2 下穿樓房掘進(jìn)控制措施62.2.1 掘進(jìn)參數(shù)設(shè)定62.2.2 土壓力控制72.2.3 出土量控制72.2.4 同步注漿8二次注漿82.2.6 渣土改良92.2.7 盾構(gòu)姿態(tài)控制92.3 掘進(jìn)監(jiān)測(cè)92.3.1 測(cè)點(diǎn)布設(shè)92.3.2 監(jiān)測(cè)頻率102.3.3 監(jiān)測(cè)預(yù)警及響應(yīng)103專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急

2、預(yù)案113.1 風(fēng)險(xiǎn)描述113.2 預(yù)防措施113.3 事故應(yīng)急處理措施123.3.1 事故處理小組組成與分工123.3.2 事故應(yīng)急處理12南鑼鼓巷站東四站區(qū)間疊落段左線二次下穿 4、5層民安全專項(xiàng)施工方案1工程概況南鑼鼓巷站東四站（以下簡(jiǎn)稱南東區(qū)間）盾構(gòu)區(qū)間,由南鑼鼓巷站東端向東至右線盾構(gòu)始發(fā)井之間為暗挖區(qū)間，區(qū)間長(zhǎng)度13.32m；左線的盾構(gòu)始發(fā)井位于右線盾構(gòu)始發(fā)井東側(cè)35m處，兩井之間為暗挖區(qū)間。左右線隧道成疊落狀向東走向，左線在上右線在下。平面上隧道向東出發(fā)后接半徑300m曲線折向南，沿北河沿大街南行，再接半徑300m曲線折向東，與東四西大街順行至東四站西端盾構(gòu)接收井。左右線隧道逐漸分

3、離，最終并行?？v剖面上，隨著平面上兩線分離，左線逐漸降低、右線先降低后抬高，最終兩線基本等高前進(jìn)。左線埋深18.826.8m，右線埋深13.7m 26.8m。隧道先施工位于疊落段下方的右線，后施工左線，方向均為自西向東。區(qū)間疊落段，兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)出盾構(gòu)始發(fā)井后，均沿半徑300曲線向南進(jìn)入北河沿大街。在兩線隧道與北河沿大街交匯處有4、5層居民樓。右線先始發(fā)穿過(guò)該樓，左線二次穿過(guò)。1.1左、右線隧道與居民樓位置關(guān)系如圖1.1-1及1.1-2所示，左線出盾構(gòu)井70m 即到達(dá)4、5層居民樓，在該樓處左、右線隧道中心線水平距離6m 。此處左線埋深9.313m ，右線埋深13.155m 。圖1.1-1南東區(qū)間

4、隧道與4、5層居民樓平面關(guān)系圖圖1.1-2 4、5層居民樓與隧道立面關(guān)系圖1.2 4、5層居民樓狀況4、5層居民樓于19961997年建成，結(jié)構(gòu)為磚墻結(jié)構(gòu)，樓房基礎(chǔ)埋深1m。右線下穿位置處于4、5層居民樓連接處，穿過(guò)后居民樓沉降量20mm（整體沉降） ，樓房外觀良好、未出現(xiàn)裂紋等。左線下穿位置處于5層居民樓正下方。其中5層居民樓共有住戶20戶。1.3地質(zhì)水文條件1.3.1工程地質(zhì)在居民樓下方地層自上而下依次為：1）人工堆積地層（Qml）：擬建地鐵沿線表層為人工堆積層，主要地層情況為：（1）粉土填土層：褐黃色，稍密，稍濕，含少量磚渣、灰渣。（2）雜填土1層：雜色，稍密，稍濕，含大量灰渣、磚渣、碎

5、石，表層部分為混凝土路面。2）第四紀(jì)全新世沖洪積層(Q4al+pl)，主要地層情況為：（1）粉土層：褐黃色，中密，濕，中壓縮性，含云母、氧化鐵，土質(zhì)不均，夾粉砂薄層。（2）粉質(zhì)粘土1層：黃褐色，可塑，濕，中壓縮性，含云母、氧化鐵。（3）粘土2層：黃褐色，可塑，濕，中壓縮性，含云母、氧化鐵。（4）粉細(xì)砂3層：褐黃色，中密，濕飽和，中低壓縮性，含云母和氧化鐵，局部夾砂質(zhì)粉土薄層。（5）粉細(xì)砂層：褐黃色，密實(shí)，濕，中低壓縮性，含云母、石英。（6）中粗砂1層：褐黃色，密實(shí)，濕，低壓縮性，含云母、石英，局部含少量圓礫。（7）粉土2層：褐黃色，密實(shí)，濕，低壓縮性，含云母、氧化鐵。（8）粉質(zhì)粘土3層：褐黃色

6、，可塑，濕，中壓縮性，含云母、氧化鐵。3）第四紀(jì)晚更新世沖洪積層(Q3 al+pl )層，主要地層情況為：（1）圓礫-卵石層：雜色，中密密實(shí)，濕飽和，低壓縮性，鉆探揭露D大9cm，一般15cm亞圓形，級(jí)配較好，中粗砂填充，卵石含量約70。（2）中粗砂1層：褐黃色，密實(shí)，濕飽和，低壓縮性，含云母、石英及少量圓礫。（3）粉細(xì)砂2 層：褐黃色，密實(shí)，濕飽和，低壓縮性，含云母、石英。（4）粉土3層：褐黃色，密實(shí)，濕飽和，中壓縮性，含云母、氧化鐵。（5）粉質(zhì)粘土層：褐黃色，可塑，濕飽和，中低壓縮性，含云母、氧化鐵，土質(zhì)不均。（6）粘土1層：褐黃色，可塑，濕飽和，中壓縮性，含云母、氧化鐵。（7）粘土2層：

7、褐黃色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，含云母、氧化鐵。（8）圓礫-卵石層：雜色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，鉆探揭露D大14cm，一般46cm，亞圓形，級(jí)配較好，中粗砂填充，卵石含量約75。（9）粉細(xì)砂1層：褐黃色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，局部含少量圓礫。（10）中粗砂2層：褐黃色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，局部含少量圓礫。（11）粉質(zhì)粘土層：褐黃色，可塑硬塑，飽和，中低壓縮性，含云母、氧化鐵，局部含姜石。（12）粘土1層：褐黃色，可塑，飽和，中低壓縮性，含云母、氧化鐵。（13）粉土2層：褐黃色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，含云母、氧化鐵。（14）圓礫-卵石層：雜色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，D大14cm，一般46cm，中

8、粗砂填充，級(jí)配較好，卵石含量約70。（15）粉細(xì)砂1層：褐黃色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，含云母、石英，顆粒較均。（16）中粗砂2層：褐黃色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，含云母、石英，含少量圓礫。（17）粉質(zhì)粘土層：褐黃色，可塑硬塑，飽和，低壓縮性，含云母、氧化鐵，局部含姜石。（18）粉土1層：褐黃色，密實(shí)，飽和，低壓縮性，含云母、氧化鐵。左線隧道在居民樓下方穿越地層為全斷面圓礫-卵石層 。1.3.2水文地質(zhì)在該樓下方，地下水主要有四層，分別為上層滯水、潛水、層間潛水、承壓水。左線盾構(gòu)穿越時(shí)主要經(jīng)歷二層潛水，水位埋深約14.818.0m 。2 施工方案及技術(shù)措施2.1 準(zhǔn)備工作2.1.1 右線隧道內(nèi)頂拱

9、注漿加固右線下穿居民樓時(shí)對(duì)土體造成了擾動(dòng)，上方的左線隧道二次穿過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沉降。為減小一次擾動(dòng)對(duì)左線掘進(jìn)的影響，采取從右線隧道內(nèi)向上方土體注漿進(jìn)行加固。從區(qū)間里程右K11+274.220右K11+328 m，注漿加固范圍為隧道交疊段拱部120內(nèi)襯砌環(huán)外3.0m線以內(nèi)的土體。注漿加固示意圖見圖 2.1-1 所示。圖2.1-1 右線拱頂注漿加固示意圖主要注漿參數(shù)1)注漿深度：按區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)埋深與地面實(shí)測(cè)標(biāo)高確定。2)注漿孔直徑：46mm。3)漿液擴(kuò)散半徑：1m。4)漿液凝結(jié)時(shí)間：20s30min。5)注漿壓力：0.31Mpa。2.1.2 拆除負(fù)環(huán)及下臺(tái)車為使盾構(gòu)機(jī)快速通過(guò)居民樓，將地面的三節(jié)臺(tái)

10、車吊入井下，以便使用皮帶機(jī)和全編組電機(jī)車。左線盾構(gòu)始發(fā)井距4、5層居民樓70m ，經(jīng)計(jì)算，當(dāng)?shù)侗P掘進(jìn)至距離居民樓水平距離5.4m 時(shí)，隧道內(nèi)空間可容納第5、6節(jié)臺(tái)車。此時(shí)，將負(fù)環(huán)管片及反力架上半段拆除，將第5、6節(jié)臺(tái)車與前四節(jié)臺(tái)車連上；同時(shí)將第7節(jié)臺(tái)車可暫時(shí)放在反向隧道內(nèi)，通過(guò)管線與前六節(jié)臺(tái)車相連，并將皮帶機(jī)安裝調(diào)試好。2.1.3 電機(jī)車全編組皮帶機(jī)裝好后，可使用全編組出土。電機(jī)車編制為一節(jié)機(jī)車頭、三節(jié)渣土斗、一節(jié)砂漿車、兩節(jié)平板車，在此編組下電機(jī)車出入洞一次可完成一環(huán)。電機(jī)車編組如圖 2.1-2 所示。如此，可在3天左右的時(shí)間將盾尾駛出居民樓。圖2.1-2 電機(jī)車編組圖2.1.4 盾構(gòu)機(jī)二次

11、調(diào)試及維修 在臺(tái)車連接完成后，需要重新連接管線并進(jìn)行調(diào)試。同時(shí)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)在始發(fā)段遇到的問(wèn)題進(jìn)行集中處理，并準(zhǔn)備好充足的設(shè)備配件，以保證盾構(gòu)機(jī)能一次通過(guò)居民樓。2.2 下穿樓房掘進(jìn)控制措施由于右線已經(jīng)穿越過(guò)一次居民樓，對(duì)附近土體造成了擾動(dòng)，所以左線穿越時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沉降，給房子造成一定的損傷，為安全順利的通過(guò)該居民樓，主要采取措施如下:2.2.1 掘進(jìn)參數(shù)設(shè)定根據(jù)我單位施工經(jīng)驗(yàn)及右線相關(guān)施工參數(shù)，制定左線盾構(gòu)穿居民樓時(shí)掘進(jìn)參數(shù)如表2.2-1所示：表2.2-1 穿越居民樓掘進(jìn)參數(shù)表下穿樓房盾構(gòu)參數(shù)設(shè)定序號(hào)項(xiàng)目設(shè)定范圍備注1推力20002500t推進(jìn)速度3040mm/min-12注漿壓力0.20.3

12、Mpa注漿量45方200%240%計(jì)3刀盤扭矩25003000kNm刀盤轉(zhuǎn)速0.91.4min-14鉸接根據(jù)隧道線性（左右鉸接0.7度，上下鉸接0.1度）5盾尾密封工作設(shè)定15Mpa 極限值10mpa6泡沫水：原液=95：5 溶液：空氣=1：107土壓力100120KPa8螺旋機(jī)015min-12.2.2 土壓力控制為減少二次擾動(dòng)造成上方土體失穩(wěn)，掘進(jìn)時(shí)需保持較高土壓力，以支撐土體穩(wěn)定及減小沉降量。左線下穿居民樓時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照表2.2-1 中土壓參數(shù)進(jìn)行控制。掘進(jìn)過(guò)程中，土壓力波動(dòng)應(yīng)控制在0.1Bar 范圍內(nèi)。在掘進(jìn)結(jié)束前，應(yīng)適當(dāng)提高土壓力0.1Bar 。同時(shí)要求測(cè)量人員密切監(jiān)控居民樓及附近的

13、沉降狀況，以便及時(shí)調(diào)整土壓力參數(shù)。土壓力計(jì)算見附件 1。2.2.3 出土量控制控制好出土速率和出土量利于土壓力的控制，并對(duì)上方土體的穩(wěn)定性做出判斷。在掘進(jìn)中，應(yīng)控制出土量處于設(shè)計(jì)值的98%100%，嚴(yán)禁發(fā)生超排現(xiàn)象。根據(jù)右線的掘進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算砂卵石地層的出土量如下：V (D/2)2LS(6.18/2) 21.21.2545m3/環(huán)其中：D刀盤直徑L管片寬度S松散系數(shù)2.2.4 同步注漿 同步注漿主要用來(lái)對(duì)管環(huán)之外的空隙進(jìn)行填充，減小沉降量。在穿房段，采取注漿壓力與注漿量雙重指標(biāo)達(dá)標(biāo)控制：即同步注漿量應(yīng)滿足45m3 /環(huán)，且注漿壓力滿足23 Bar。如果注漿壓力過(guò)小，則可適當(dāng)加大注漿量以使注漿壓力

14、滿足要求，保證管環(huán)背后填充密實(shí)，必要時(shí)可多次重復(fù)注漿；注漿流量應(yīng)與掘進(jìn)速度匹配，整個(gè)注漿過(guò)程應(yīng)連續(xù)。穿房期間應(yīng)保證盾尾密封有效，避免發(fā)生因盾尾漏漿而導(dǎo)致實(shí)際注漿量減小的情況。同步注漿采用單液漿，配比見表2.2-2 。表2.2-1單液漿配比表同時(shí)同步注漿漿液應(yīng)滿足如下指標(biāo)：2.2.5二次注漿為防止隧道上部土體發(fā)生沉降，保證穿居民樓穿時(shí)沉降控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，本工程將及時(shí)進(jìn)行二次注漿，并保證注漿充分、密實(shí)。二次注漿從隧道頂部管片注漿孔，打入直徑32長(zhǎng)3-5m注漿小鋼花管，進(jìn)行洞內(nèi)二次注漿，如圖2.2-1 所示。并根據(jù)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)，必要時(shí)采取每次注漿措施進(jìn)行補(bǔ)注及時(shí)注入無(wú)收縮雙液漿確保及時(shí)有效控制地面

15、沉降。穿房段，二次注漿從拼裝環(huán)之后35環(huán)開始，由專業(yè)班組操作，與掘進(jìn)作業(yè)同步進(jìn)行。二次注漿應(yīng)保證注漿壓力充足，使?jié){液能有效填充管環(huán)外的空隙。二次注漿采用雙液漿，使之快速在管環(huán)外形成有效支撐，減小土體的沉降量。雙液漿配比見表2.2-3 。表2.2-2 雙液漿配比表（單位體積）編號(hào)水灰比A液B液（體積比）緩凝劑添加量（水泥用量）漿液密度（g/cm3）凝結(jié)時(shí)間（秒）1111101.51.442048圖2.2-1 二次注漿示意圖2.2.6 渣土改良做好渣土改良有利用維護(hù)掌子面的穩(wěn)定。在穿房段，應(yīng)保證土倉(cāng)的渣土具有良好的和易性，使土壓力有效傳遞到掌子面上，減小土體失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。2.2.7 盾構(gòu)姿態(tài)控制在盾

16、構(gòu)機(jī)進(jìn)入下穿區(qū)域之前，盡量將盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整至最佳。在盾構(gòu)機(jī)下穿居民樓時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格保持和控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與設(shè)計(jì)軸線重合，避免盾構(gòu)機(jī)軸線出現(xiàn)蛇形和大幅糾偏的情況。2.3 掘進(jìn)監(jiān)測(cè)2.3.1 測(cè)點(diǎn)布設(shè)居民樓監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)如圖2.3-1 所示。圖2.3-1居民樓沉降點(diǎn)埋設(shè)示意圖2.3.2 監(jiān)測(cè)頻率測(cè)試頻率：掘進(jìn)面前后20m時(shí)測(cè)12次/d，掘進(jìn)面前后50m時(shí)測(cè)1次/2d，掘進(jìn)面前后50m時(shí)測(cè)1次/周。2.3.3 監(jiān)測(cè)預(yù)警及響應(yīng)2.3.3.1 監(jiān)測(cè)預(yù)警對(duì)每次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)比警戒狀態(tài)判定表（如圖2.3-1 所示），若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)值超限狀況，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警并啟動(dòng)預(yù)警響應(yīng)。表2.3-1三級(jí)警戒狀態(tài)判定表預(yù)警級(jí)別預(yù)警

17、狀態(tài)描述黃色監(jiān)測(cè)預(yù)警“雙控”指標(biāo)（變化量、變化速率）均超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值（極限值）的70時(shí)，或雙控指標(biāo)之一超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值的85時(shí)橙色監(jiān)測(cè)預(yù)警“雙控”指標(biāo)均超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值的85時(shí)，或雙控指標(biāo)之一超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值時(shí)紅色監(jiān)測(cè)預(yù)警“雙控”指標(biāo)均超過(guò)監(jiān)控量測(cè)控制值，且實(shí)測(cè)變化速率出現(xiàn)急劇增長(zhǎng)時(shí)。2.3.3.2 預(yù)警響應(yīng)（1）黃色預(yù)警后的響應(yīng)應(yīng)于平臺(tái)發(fā)布信息后1天內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)，并參與預(yù)警處理，響應(yīng)人包括：項(xiàng)目經(jīng)理部技術(shù)負(fù)責(zé)人、主管安全的領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)部門領(lǐng)導(dǎo)及安全部門領(lǐng)導(dǎo)；響應(yīng)內(nèi)容主要包括：加強(qiáng)組織分析，項(xiàng)目經(jīng)理部技術(shù)負(fù)責(zé)人主持并組織實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)處理，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)（增加監(jiān)測(cè)頻率和增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)位）和巡視。（2）橙

18、色預(yù)警后的響應(yīng)應(yīng)于平臺(tái)發(fā)布信息后1天內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)，并參與預(yù)警處理，響應(yīng)人包括：項(xiàng)目經(jīng)理部經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理部技術(shù)負(fù)責(zé)人、主管安全的領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)部門領(lǐng)導(dǎo)及安全部門領(lǐng)導(dǎo)；對(duì)特、一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)工程要有北京片區(qū)主管領(lǐng)導(dǎo)參與。響應(yīng)內(nèi)容主要包括：組織四方會(huì)議，項(xiàng)目部經(jīng)理主持并組織實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)處理。加強(qiáng)組織分析，項(xiàng)目經(jīng)理部技術(shù)負(fù)責(zé)人主持并組織實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)處理，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)（增加監(jiān)測(cè)頻率和增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)位）和巡視。（3）紅色預(yù)警后的響應(yīng)收到平臺(tái)發(fā)布信息后2個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)，并參與預(yù)警處理，對(duì)特級(jí)風(fēng)險(xiǎn)工程和突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件，應(yīng)收到預(yù)警信息后1個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)，響應(yīng)人包括：項(xiàng)目經(jīng)理部經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理部技術(shù)負(fù)責(zé)人、主管安全的領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)部門領(lǐng)導(dǎo)及安全部

19、門領(lǐng)導(dǎo)、北京片區(qū)主管領(lǐng)導(dǎo)；對(duì)特、級(jí)風(fēng)險(xiǎn)工程和突發(fā)事件要有集團(tuán)公司總經(jīng)理參與。響應(yīng)內(nèi)容主要包括：立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，2個(gè)小時(shí)內(nèi)組織專家論證，北京片區(qū)主管領(lǐng)導(dǎo)主持并組織實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)處理。加強(qiáng)組織分析，項(xiàng)目經(jīng)理部技術(shù)負(fù)責(zé)人主持并組織實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)處理，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)（增加監(jiān)測(cè)頻率和增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)位）和巡視。3專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案3.1 風(fēng)險(xiǎn)描述在左線盾構(gòu)掘進(jìn)下穿居民樓時(shí)，可能因?yàn)橥馏w產(chǎn)生較大沉降而引起居民樓變形過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)可能造成樓房?jī)A斜、開裂、倒塌，威脅內(nèi)部人員的財(cái)產(chǎn)安全。其原因主要有以下幾點(diǎn)：1） 掘進(jìn)時(shí)土倉(cāng)土壓力較低導(dǎo)致土體沉降；2） 前方掌子面坍塌，造成土體超排、土體沉降；3）掘進(jìn)時(shí)同步注漿不密實(shí)；4）二次注漿不及時(shí)、注漿量及注漿壓力不足；5）樓房基礎(chǔ)薄弱，易產(chǎn)生不均勻沉降；6）監(jiān)控測(cè)量不及時(shí)，對(duì)沉降信息掌握不充分。3.2 預(yù)防措施1）施工前對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)形式，基礎(chǔ)形式進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)需要進(jìn)行必要的加固措施；2）嚴(yán)格控制盾構(gòu)的施工參數(shù)，避免對(duì)地層擾動(dòng)過(guò)大；3）采取合適的地層改良措施，改善土體的流塑性，保證進(jìn)出土順暢并有效控制出土量；4）確定與開挖地層相適應(yīng)的同步注漿配比、量和注漿壓力，并及時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)漿；5）注漿均勻，壓力適中，根據(jù)推進(jìn)速度的快慢調(diào)整注漿量，做到注漿量與推進(jìn)速度相適應(yīng)；6）采取措施提高漿液和攪拌的質(zhì)量，保