工程重難點及風險分析

1、廣州市軌道交通四號線南延段【施工3標】土建工程塘坑站、大涌站塘坑站盾構區(qū)間工程重難點及風險分析報告編制： 審核： 審批： 中鐵十九局集團有限公司廣州市軌道交通四號線南延段施工3標土建工程項目經(jīng)理部2013年09月1、工程概況廣州市軌道交通四號線南延段【施工3標】土建工程，主要工程內(nèi)容包括塘坑站、大涌站塘坑站盾構區(qū)間。塘坑站位于60米寬的環(huán)市大道南與江南路交叉口，線路于該段的走向基本為東西向。地處南沙舊鎮(zhèn)中心塘坑村。車站東北面為南沙小學；西南地塊、西北地塊分布密集居民房屋。大涌站塘坑站塘坑村工業(yè)四路江南路大涌站塘坑站區(qū)間南沙小學環(huán)市大道新 村大涌站塘坑站盾構區(qū)間出大涌站后沿環(huán)市大道南前行，線路基

2、本位于環(huán)市大道南北側道路下方在環(huán)市大道南與江南路交叉口接入塘坑站。廣州市軌道交通四號線南延段【施工3標】標段施工位置示意見圖1。圖1 廣州市軌道交通四號線南延段【施工3標】標段施工位置示意圖塘坑站車站車站總長度為247m，采用明挖法施工。大涌站塘坑站區(qū)間左線短鏈9.446m，長度1792.954m，右線長度為1802.400m，采用盾構法施工。工程范圍示意圖見圖2。圖2 工程范圍示意圖2、工程重難點及風險分析2.1 塘坑站局部蓋挖順筑法施工是工程的重難點根據(jù)原設計圖紙，在8軸11軸間圍護結構施工完成后在連續(xù)墻和立柱樁上方施作一座臨時便橋，用于二期的交通疏解，便橋處主體結構施工采用蓋挖順筑法施工

3、，主要難點有：（1）土方開挖困難，需小挖機倒運，另中間設置6根立柱樁，械設備操作空間狹小，對挖機等設備要求較高；（2）第三道鋼支撐安裝、拆除難度大；（3）混凝土澆筑需采用地泵，工藝較為復雜；（4）鋼立柱穿底板、頂板，防水施工要求較高，需進行特殊處理。針對性措施：（1）通過設計方案變更，將原設計的立柱樁+預制空心板的形式變更為現(xiàn)澆鋼筋砼橋，去掉了便橋下方的6根立柱，便于土方開挖施工，減小了底板、頂板的防水風險。（2）加強機械設備的選型和投入，合理的安排施工工序，確保土方開挖和支撐安裝協(xié)調(diào)有序。（3）第二、三道支撐設計為鋼支撐，安裝、拆除難度大、風險高。結合現(xiàn)場實際情況在便橋底及砼支撐上預留與鋼支

4、撐對應的吊耳，每條鋼支撐預留3個吊耳（兩頭及中間），便于鋼支撐安裝、拆除。（4）對卷揚機、鋼絲繩等設備在使用前要進行全部檢查，確保設備安全可靠方可投入使用。（5）做好砼澆筑泵管的安裝工作，在彎頭、直角等部位安裝要便于拆卸，防止堵管時便于拆卸。源頭控制砼的質(zhì)量（塌落度、和易性、流動性），確保砼澆筑的連續(xù)性和質(zhì)量。2.2 管線就地懸吊保護及懸吊管線下方圍護結構施工是工程的難點在塘坑站范圍，地下管線密布，有較多難以遷改的管線，需就地懸吊保護。車站主體涉及1條供水管、1條電力及1條信息，車站附屬涉及2條供水管、1條信息管線。就地懸吊保護一是管線本身保護難度大，二是管線對應位置下方的連續(xù)墻難以施工，因此

5、此上述位置管線保護、連續(xù)墻施工是本工程難點。針對性措施：（1）通過管線遷改協(xié)調(diào)會和設計變更，將車站主體就地懸吊保護的3種管線挪到交通便橋兩側，在便橋兩側施工牛腿懸掛管線。具體措施：變更便橋下梁的形式便于便橋兩邊架設管線，管線分二期施工，一期與便橋施工錯開，二期直接懸掛在便橋兩側。有效的降低了管線懸吊保護和連續(xù)墻施工的風險。（2）車站附屬懸吊管線處的支護施工保護附屬結構連續(xù)墻施工前，采取旋噴加固管線兩側地基，然后施做管線兩側連續(xù)墻。在基坑開挖過程中，掏槽挖除管線下方、兩側連續(xù)墻間土方，施工管線支撐托架。采取“逆作法”隨土方的逐層開挖分段施工托架下方的連續(xù)墻。（3）對懸吊管線采用以下措施保護： 根

6、據(jù)查明的管線資料，針對各種管線的控制要求，需懸吊的管線設計出具體的支托參數(shù)。 做好地下連續(xù)墻接頭、施工縫的防水，確保圍護結構外地下水位穩(wěn)定。 基坑開挖自上而下，分段分層，平衡對稱，依次進行，隨挖隨支，確?；臃€(wěn)定。 加強施工管線監(jiān)控，根據(jù)不同的管線，建立各類管線的管理基準值，通過監(jiān)控量測及時掌握管線變形狀況，及時調(diào)整施工工藝，確保管線保護管理在可控狀態(tài)有效進行。 作好跟蹤注漿加固的準備。 設專人管理管線保護施工，主動與業(yè)主、監(jiān)理、管線等產(chǎn)權單位聯(lián)系，積極開展工作。 每條地下管線的保護均與施工期間的交通疏解緊密結合，以使管線保護工作對地面交通和居民生活影響減到最小程度。2.3 沿線建筑物、管線保

7、護是工程的重難點塘坑站沿環(huán)市大道設置，并穿過環(huán)市大道與新港大道交叉口，周邊建筑較多，車站周邊受到影響的房屋共有7棟。其中一棟侵入A端風亭結構內(nèi)需進行拆遷，車站周邊主要分布給水、煤氣、雨水、電信、信息、電力等六大管線，且離基坑較近僅27m。大涌塘坑站區(qū)間出大涌站后，沿環(huán)市大道北側東行，然后進入環(huán)市大道與新港大道交叉口處的塘坑站。本線路受盾構影響，在YCK61+533YCK61+725盾構隧道臨近穿越塘坑村建筑群，隧道距房屋最近處不足1m并在YCK61+695處下穿一棟民宅；在YCK61+168YCK61+198盾構隧道臨近房屋，距離約18.5m，在YCK61+078YCK61+128盾構隧道臨近

8、加油站，距離約38m；在YCK60+785YCK61+043盾構隧道臨近塘坑村建筑群，最近距離約8.5m，在YCK60+435YCK60+785盾構隧道臨近塘坑村建筑群，最近距離約21m，在YCK60+219YCK60+354盾構隧道臨近塘坑村建筑群，最近距離約2.5m。盾構隧道沿環(huán)市大道北側西行道路行進，距塘坑村民宅比較近，從正下方穿越的建筑有7棟（其中含塘坑村配電房），15米范圍內(nèi)臨近穿過的建筑有36棟。15m以外50m以內(nèi)臨近穿越的建筑有113棟，環(huán)市大道沿盾構區(qū)間方向分布大量管線，如何保證施工中建筑物及管線安全，是本工程重難點工作之一。針對性措施：（1）做好開工前的詳細調(diào)查對工程沿線的

9、建筑物基礎及管線情況進行詳細的調(diào)查，針對房屋及管線的特點，采取積極的保護方法進行保護。在施工前對地質(zhì)和環(huán)境做更深入地調(diào)查，根據(jù)經(jīng)驗和理論預測沉降量。在施工開始后，通過施工監(jiān)測取得對地質(zhì)更確切的認識和對施工工藝的檢驗和改進，加強基坑支護，完善防水堵漏方案，優(yōu)化施工參數(shù)，指導推進，提出減少沉降的施工技術措施，可靠地把影響范圍減少到最低程度。（2）根據(jù)廣州地下地道總公司的規(guī)定，對沿線建筑物進行房屋鑒定（每年1次），留好照片、影響和鑒定資料。（3）加強基坑支護安全 及時施工圍護結構支撐，在混凝土支撐未達到強度前，不得進行下層土方開挖； 加快結構施工進度，在本層結構強度未達到設計要求時，禁止拆除下道支撐

10、； 做好圍護樁的止水，防止?jié)B漏造成地下水流失。 必要時，建筑進行地基注漿加固。（4）做好盾構穿越建筑及管線的防護 對穿越房屋、重要管線地段進行詳細補充調(diào)查。 對盾構穿越房屋、重要管線的地段進行詳細補充調(diào)查，以力求確切了解土質(zhì)特性、地下水情況和房屋結構及基礎特點，明確地面沉降、房屋沉降和傾斜控制、管線沉降的要求。 積極保護方法中的施工監(jiān)測施工監(jiān)測是使積極保護方法得到成功的保證條件。本工程在穿越房屋基礎、管線時采用地面沉降觀測、分層沉降觀測、連通管觀測三種方法對土體、基礎及房屋進行監(jiān)測。 優(yōu)化施工參數(shù)a.合理設置土倉壓力值，防止超挖和欠挖；b.少糾偏，特別是大量值的糾偏；c.選擇合理推進速度，減小

11、盾構對土體的擠壓；d.真正做到同步注漿即掘進時注漿，不掘進不注漿。采用注漿量和注漿壓力雙控，同步注漿采用填充性能較好的厚漿；e.盾構穿越后的二次注漿及必要的跟蹤注漿。 施工前對全體施工人員進行技術交底。（5）工程保護對線路上方及兩側50m范圍、基坑周邊50米范圍內(nèi)的建筑物及管線進行保護，注漿加固需在盾構通過前完成。在正常施工狀態(tài)，對線路50m范圍外的建筑物，當建筑物沉降達到報警值時（取允許值的80%）迅速圍蔽并于建筑物四周布孔進行跟蹤注漿以控制沉降。（6）加強建筑物監(jiān)測，以信息指導施工在車站施工過程中、盾構穿越時及穿越后實時進行監(jiān)測。監(jiān)測工作由專業(yè)人員實施，監(jiān)測人員分析每次的監(jiān)測數(shù)據(jù)及累計數(shù)據(jù)

12、變化規(guī)律，并及時反饋至施工一線指導現(xiàn)場施工，真正做到信息化施工。2.4 盾構始發(fā)、到達施工是工程的重難點本標段有兩個端頭，分別是塘坑站西端頭（始發(fā)）、大涌站東端頭（吊出）。地質(zhì)情況較差，盾構始發(fā)到達端頭地層不僅素填土、海陸交互相淤泥層等不良地質(zhì)，還有海陸交互相沉積淤泥質(zhì)粉細砂層含水層。盾構始發(fā)到達的安全直接關系到盾構能否順利開始和結束掘進施工，如何科學的組織盾構始發(fā)及到達的安全及技術管理是本工程施工的一大重點及難點。針對性措施：（1）做好端頭加固的施工質(zhì)量控制，確保端頭地層的加固質(zhì)量。（2）對始發(fā)、到達區(qū)域進行取芯以及在洞門處均勻布置數(shù)個水平探孔，用以檢測地層本身強度。如有問題及時進行補充加固

13、處理，確保盾構始發(fā)、到達的安全。（3）對連接塘坑站始發(fā)端頭的海陸交互相淤泥軟土層采取三軸攪拌樁加固，并做好質(zhì)量控制。（4）做好洞口防水密封。盾構始發(fā)、到達時，預先安裝洞門圈預埋鋼環(huán)，簾布橡膠板以及折葉式壓板等洞門密封裝置并確保其能有效使用。（5）盾構始發(fā)時，在始發(fā)前從刀盤的開口向盾構土倉內(nèi)填塞土坯（基本充填滿土倉），可使盾構機在切入掌子面時就可建立一定的土壓，防止始發(fā)時掌子面發(fā)生大面積坍塌。始發(fā)段應根據(jù)洞門圈深度、盾構機尺寸等正確計算出盾構開始旋轉刀盤以及開始同步注漿的里程，并通過同步注漿將洞門圈回填密實。（6）盾構到達時，在刀盤推出隧道后立即將洞門密封的折葉式壓板用鋼絲繩牢固地捆綁在盾殼上，

14、在刀盤推出洞門前一環(huán)開始采用水泥液漿對盾尾空隙進行回填。（7）對到達洞口的20環(huán)管片采用14槽鋼通過管片吊裝孔進行拉緊，確保在盾構反推力較小的情況下，管片環(huán)間的縫隙不至于加大，避免管片間因密封失效而發(fā)生滲漏。（8）加強盾構在始發(fā)、到達段的掘進控制?？刂坪枚軜嬜藨B(tài)，在保證出碴量正常、同步注漿回填密實的前提下，盡量快速完成盾構的始發(fā)與到達。同時，充分考慮到端頭本身地層的強度和遇水軟化崩解的特性，掘進時防止盾構姿態(tài)突然變化。（9）做好應急材料的準備工作，一旦洞門發(fā)生滲漏能及時封堵。（10）盾構掘進參數(shù)控制a、土壓力控制。合適的土壓力是保證開挖面穩(wěn)定的重要因素，盾構掘進后逐步建立土壓力，并在出加固區(qū)后

15、，建立穩(wěn)定的土壓力，保證地層的穩(wěn)定。b、嚴格控制主要掘進參數(shù)：如推進速度、總推力、排碴量等，減少土壓力波動，采用低速均勻推進，避免對土體過大的擾動，加強出土量監(jiān)控，防止超挖和欠挖。c、做好碴土改良，避免產(chǎn)生泥餅和噴涌。d 嚴格進行盾構姿態(tài)控制。盾構機始發(fā)后和準備到達時，盾構保持平穩(wěn)推進，減少糾偏，減少對正面土體的擾動。始發(fā)平面誤差控制在±30mm之內(nèi)。高程控制在0-30mm。e、盡早進行同步壁后注漿。同步壁后注漿是防止地層沉陷的重要措施，同步壁后注漿控制包括注漿量和注漿壓力控制。按理論計算，該段注漿量應控制在建筑空隙的130180%。為了控制同步注漿壓力，在注漿管路中安裝安全閥，以免

16、注漿壓力過高而頂破覆土。f 、加強監(jiān)控量測，嚴格控制沉降，及時反饋指導施工。2.5 盾構在復合地層掘進及沉降控制是工程的重難點本區(qū)間盾構沿線地質(zhì)情況復雜，主要有全斷面軟土、上軟下硬、全斷面巖石三種工況，主要風險及針對性措施如下：盾構穿越全斷面軟土盾構在塘坑站始發(fā)后穿越約40m的全斷面2-1A海陸交互相淤泥層，該土層高含水量，孔隙比大，壓縮性高，靈敏度高，呈流塑狀的特點，盾構在該土層掘進時盾構姿態(tài)難以控制、易出現(xiàn)噴涌、地面沉降，甚至地面塌陷。 針對性措施：（1）根據(jù)提供的詳勘資料對軟弱地層進行補勘，勘察清楚軟弱地層的分部情況。（2）對軟弱土層進行加固處理，加固采用直徑850mm密排咬合250mm

17、的三軸攪拌樁。施工后應按規(guī)范進行抽芯檢測，加固后土體28天無側限抗壓強度應不小于1.0MPa。（3）加強盾構掘進參數(shù)控制。（4）盾構在始發(fā)掘進時選擇合適的刀具，確保出土順暢，土壓平穩(wěn)。（5）盾構通過后，對管片壁后進行二次注漿，穩(wěn)定地層及管片。（6）加強施工監(jiān)測，信息化施工。盾構掘進“上軟下硬”地層根據(jù)地勘資料顯示，盾構區(qū)間約1/3的范圍內(nèi)存在“上軟下硬”的情況，盾構在掘進過程中控制不當易出現(xiàn)地面沉降較大甚至地面塌陷等問題。針對性措施：（1）做好補充地質(zhì)勘探，在地層起伏交界處進行鉆孔，查清上軟下硬地層的位置和長度；（2）加強盾構機維養(yǎng)保養(yǎng)，提高設備的完好率和利用率。提前安裝調(diào)試好螺旋機應急閘門，

18、以利用于遇到涌水、涌砂時的及時關閉閘門保壓。（3）采用土壓平衡模式掘進。做好土體改良工作，確保涂鴉穩(wěn)定，推進平穩(wěn)。（4）重視盾構掘進基礎數(shù)據(jù)的異常反饋。如推進速度、推力、扭矩、土艙壓力增大、油溫升高、出土閘門噴涌、渣土的含水量變化、渣樣的判斷、實際出渣量與理論出渣量的比較等等，認真分析異常原因，采取果斷的技術措施，以免貽誤最佳的處理時機。（5）嚴格控制掘進施工出土量。在下一環(huán)開始掘進時需要憋土保壓，土壓大小視刀盤扭距而定。停機前也要憋土保壓，以防止掌子面坍塌。（6）密切注意工程地質(zhì)和地表沉降變化的情況。洞外觀測地表下沉，在進入該段前約30m開始，在洞軸線的地表每隔5m設置一處測點，用于監(jiān)測盾構

19、機掘進到達和離去階段，各點的沉降值與盾構機掘進參數(shù)之間的關系，總結出適應該地層掘進參數(shù)和注漿參數(shù)。收集必要的掘進參數(shù)和地層信息，以信息反演地層結構。及時調(diào)整推進參數(shù)，減少對地層的擾動，控制地面沉降。（7）優(yōu)化壁后注漿配合比參數(shù)。調(diào)整同步注漿配合比，或加入適量早強劑，使?jié){液凝膠時間縮短到35h，使同步注漿盡快發(fā)揮其止水作用，防止管片背后水力通道的形成，可以有效防止或減小噴涌的發(fā)生，阻止管片上浮。同時，及時進行二次雙液補強注漿，對管片背后進行堵水，防止管片上浮超限。（8）加強盾構掘進參數(shù)控制。盾構掘進全斷面巖石隧道區(qū)間部分地段硬巖、孤石侵入隧道，局部強度達80余MPa，這給盾構掘進施工帶來困難。針

20、對性措施：（1）對孤石地點進行補勘，探明孤石位置。（2）加強盾構機選型工作。針對區(qū)間地質(zhì)情況，選擇合理的盾構機配置及參數(shù)，尤其是刀盤、刀具，刀盤整體的強度和剛度以及刀具的選擇要滿足硬巖掘進的要求。（3）盾構掘進時采用低轉速，以減少滾刀與巖土分界面的沖擊。（4）加大發(fā)泡劑比例，以改善土體的流動性和土倉的溫度，降低土倉溫度有利于減少刀具磨損和偏磨；（5） 每35環(huán)檢查一次刀具，做到勤檢查、勤更換，特別是邊緣滾刀要及時更換，以保證盾構的開挖洞徑?，F(xiàn)場準備足量的刀具，以便需要時能及時更換刀具。2.6 盾構在硬巖中聯(lián)絡通道建設是工程的重難點根據(jù)地質(zhì)勘察報告及設計圖紙，區(qū)間1#聯(lián)絡通道及廢水泵房

21、位于<9H>混合花崗巖微風化帶中， <9H>混合花崗巖微風化帶單軸極限抗壓強度fc=87MPa，因此1#聯(lián)絡通道及廢水泵的開挖是本工程的難點。針對性措施：（1）聯(lián)絡通道開挖采用礦山法正臺階非爆破開挖，采用復合式襯砌，二次襯砌（現(xiàn)澆砼）在初期支護完成后施作。（2）為保證開挖面穩(wěn)定和安全作業(yè)，必須在開挖后，及時噴射初襯砼。（3）地層加固后拆除管片前，先對聯(lián)絡通道洞門前后5環(huán)管片背側進行二次注漿補強，之后再施工聯(lián)絡通道洞門。（4）加強施工監(jiān)測，指導施工，保證施工的精度和控制地表沉降。（5）砼嚴格按施工配合比拌制砼，嚴格控制水灰比，砼搗固均勻密實，確保砼強度、防水等級滿足設計要

22、求。2.7 本標段被選為四號線南延段在線實時監(jiān)測的試驗點，如何做好監(jiān)測相關工作是工程的重點施工監(jiān)測是為保障地鐵施工安全和降低地鐵施工對周邊環(huán)境影響的必要測量過程，是指導施工的眼睛。本標段被選為廣州市軌道交通四號線南延段在線實時監(jiān)測的試驗點，這對做好監(jiān)測工作提出了更高的要求，因此列為本工程控制的重點，加強過程控制，降低施工風險。針對性措施：（1）項目部成立施工監(jiān)測組織機構，責任分工，落實到人。（2）對周邊建筑物、管線、水位等做好調(diào)查和初始值采集工作。（3）做好施工過程中沿線周圍重要的地下、地面建（構）筑物、管線、地面及道路的位移沉降實施監(jiān)測，以及支護結構位移、支撐立柱沉降、支撐軸力變形、地下水位

23、等監(jiān)測工作，及時反饋監(jiān)測信息，指導下一步施工。（3） 做好監(jiān)測三級預警機制，內(nèi)部定制標準要高于廣州市關于監(jiān)測的標準，在監(jiān)測報警前腰提前分析原因，采取針對性措施，防止變形進一步增大。（4）對監(jiān)測過程實施動態(tài)管理，并派專人負責上傳監(jiān)測信息，確保每天的監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到位，防止在線監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳不及時，業(yè)主及建委追究責任。（5）對沉降控制較難的部位，在工程開始前充分利用本單位專家?guī)熨Y源及外部專家的力量，組織進行評審、分析，提前采取針對性措施。2.7 根據(jù)詳勘資料揭示，本標段存在盾構掘進存在孤石風險，孤石處理是工程的難點根據(jù)詳勘資料局部發(fā)現(xiàn)了球狀風化孤石，埋深位于隧道洞身范圍內(nèi)，對盾構施工影響較大。且花崗巖

24、類球狀風化的發(fā)育具有較大的隨機性，不排除其他地段存在球狀風化孤石發(fā)育的可能性，因此孤石處理是本工程的難點。針對性措施：孤石處理方法：（1）孤石小于1m的，在孤石周邊進行袖閥管注漿加固，待周邊土體與孤石形成加固后的整體，在使用盾構機破碎掘進。（2）孤石大于1m的，從地面引孔進行爆破，在進行袖閥管注漿加固處理。（3）探明孤石體積較大的，爆破后盾構機難以處理的的孤石，若具有較好的地面條件，可采用明挖豎井破除孤石后回填。（4）對于未探明的孤石，且地層較為穩(wěn)定時，可采取加壓開倉人工開倉的方法。（5）在工作面穩(wěn)定性極差的情況下，首先采取地表注漿加固撐子面地層，然后再采用洞內(nèi)處理的方法。2.8 防水施工是工

25、程的重點地下工程的防水施工是一個復雜的系統(tǒng)工程，地下結構工程出現(xiàn)滲漏已是地下防水施工的質(zhì)量通病，滲漏主要表現(xiàn)在結構段變形縫、施工縫漏水；結構混凝土收縮裂縫和不密實部位滲水；穿墻管及鋼筋保護層較薄部位滲水；區(qū)間管片接縫滲水；區(qū)間與聯(lián)絡通道連接處滲水；區(qū)間與豎井接頭處滲水。任何一個環(huán)節(jié)出錯，都可能對整體防水效果產(chǎn)生很大的影響，確保工程的防水效果達到設計要求是施工中需要重點關注的問題。應對措施：序號可能發(fā)生的滲漏水問題針 對 性 措 施1連續(xù)墻槽段接頭滲漏水 清槽時，把上一槽段接縫混凝土表面刷洗干凈，保證接縫處無泥渣。 做好槽底清渣工作，沉渣厚度控制在10cm以內(nèi)，防止擠入接頭面及墻體中間，造成滲漏。2施工縫部位滲漏水 止水帶安放牢固，控制施工縫部位混凝土振搗，避免止水帶跑位。 做好施工縫鑿毛和清理工作，用高壓水將結合面沖洗干凈。3變形縫部位滲漏水 嚴格按設計圖紙要求預留變形縫，并保證止水帶的搭接長度。 做好止水帶的安裝質(zhì)量控制及已施工部位的止水帶保護工作，避免人為破壞止水帶。 變形縫內(nèi)用浸過瀝青的木絲板填塞，縫口用優(yōu)質(zhì)密封膏嵌封。4防水卷材破損 嚴把材料進場檢驗關，確保防水材料滿足施工規(guī)范要求。 保證卷材長邊搭接寬度100mm。 出現(xiàn)接頭損壞無法