降低盾構(gòu)在砂性地層連續(xù)下穿老舊密集房屋沉降量QC成果報告

1、中國中鐵二局杭州地鐵1號線富春路站城站站區(qū)間項目經(jīng)理部中國中鐵二局城通公司中國中鐵二局城通公司2011年度QC成果資料降低盾構(gòu)在砂性地層連續(xù)下穿老舊密集房屋沉降量組 長： 組 長： 盛 亮編寫人： 王安春發(fā)表人： 安代富小 組 名 稱 ：中鐵二局城通公司杭州地鐵1-2標(biāo)項目部QC小組小組所在單位：中國中鐵二局城通公司目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc309861927 1 工程簡介 PAGEREF _Toc309861927 h 4 HYPERLINK l _Toc309861928 2 小組簡介 PAGEREF _Toc309861928 h 6 HYP

2、ERLINK l _Toc309861929 3 選題理由 PAGEREF _Toc309861929 h 7 HYPERLINK l _Toc309861930 4 現(xiàn)狀調(diào)查 PAGEREF _Toc309861930 h 7 HYPERLINK l _Toc309861931 5 設(shè)定目標(biāo) PAGEREF _Toc309861931 h 9 HYPERLINK l _Toc309861934 6 原因分析 PAGEREF _Toc309861934 h 10 HYPERLINK l _Toc309861935 7 要因確認(rèn) PAGEREF _Toc309861935 h 11 HYPERL

3、INK l _Toc309861936 8 制定對策 PAGEREF _Toc309861936 h 20 HYPERLINK l _Toc309861937 9 實施對策 PAGEREF _Toc309861937 h 20 HYPERLINK l _Toc309861938 10 效果檢查 PAGEREF _Toc309861938 h 25 HYPERLINK l _Toc309861942 11 制定鞏固措施 PAGEREF _Toc309861942 h 27 HYPERLINK l _Toc309861945 12 總結(jié)及今后打算 PAGEREF _Toc309861945 h 2

4、8降低盾構(gòu)在砂性地層連續(xù)下穿老舊密集房屋沉降量工程簡介杭州地鐵1號線工程秋濤路站城站站區(qū)間位于杭州市老城區(qū)，采用業(yè)主自購的兩臺海瑞克盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，區(qū)間左、右線先后自秋濤路站西端頭井始發(fā)，行進(jìn)30m之后便沿興隆路方向下穿157棟老舊密集房屋及鐵路設(shè)施后到達(dá)城站站進(jìn)洞。圖1 隧道線路走向本工程穿越密集房屋共計約810m，隧道埋深10.4m16.7m之間，主要穿越土層為：3層砂質(zhì)粉土、5層砂質(zhì)粉土夾粉砂、7層砂質(zhì)粉土、8層砂質(zhì)粉土夾粉砂、1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、1粉質(zhì)粘土層、2層粉質(zhì)粘土。而大層土搖震反應(yīng)迅速，壓縮性、干強(qiáng)度及韌性低，透水性強(qiáng)，盾構(gòu)施工時，土體震動易液化、流砂及坍塌變形。該區(qū)間地面環(huán)境

5、非常復(fù)雜，其中在線路中心左右20m影響范圍內(nèi)共有157棟17層老舊房屋，全部是社區(qū)居民房，居住人口密度大，且存在大量違章建筑。具體房屋情況如下所示：表1 房屋詳細(xì)分類表序 號分 類 方 式數(shù) 量（棟）1按照年代50年代360年代770年代680年代8690年代402000年以后62按照層數(shù)1層752層313層184層95層126層57層73按照基礎(chǔ)類型夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)6十字交叉淺基礎(chǔ)3毛石基礎(chǔ)1條形淺基礎(chǔ)147附注：房屋分類存在一棟房屋有多種分類形式現(xiàn)象。圖2 穿越房屋現(xiàn)狀圖 圖3 房屋照片小組簡介中鐵二局城通公司杭州地鐵1-2標(biāo)項目部QC小組成立于2011年1月2日，小組共計10人，其中項目經(jīng)理陳

6、卓擔(dān)任顧問，總工程師盛亮擔(dān)任組長。表2 QC小組簡介表小組名稱中鐵二局城通公司杭州地鐵1-2項目部QC小組類型現(xiàn)場型成立時間2010年12月5日注冊號課題降低盾構(gòu)在砂性地層連續(xù)下穿老舊密集房屋沉降量活動時間：2010年12月至2011年4月QC小組成員概況一覽表序號姓名性別學(xué)歷職務(wù)小組職務(wù)QC學(xué)習(xí)時間（課時）出勤率（%）1陳卓男本科項目經(jīng)理顧問70962盛亮男大?？偣こ處熃M長701003蔣云華男本科安全總監(jiān)副組長641004王安春男大專工程部部長組員641005安代富男大專試驗主管組員641006邱秀松男中專工區(qū)技術(shù)主管組員481007馬源男大專技術(shù)員組員481008陳冬男中專測量主管組員48

7、1009任雙龍男大專盾構(gòu)司機(jī)組員489810盧美宇男大專盾構(gòu)司機(jī)組員4898選題理由公司要求公司要求生產(chǎn)現(xiàn)狀環(huán)境狀況截至2010年12月5日，盾構(gòu)推進(jìn)至140環(huán)，共穿越房屋7棟，房屋最大單次沉降3.5mm，累計沉降-16.4mm，超過30%房屋監(jiān)測點超過預(yù)警值。秋濤路站城站站區(qū)間上方地表建筑物相當(dāng)密集，在線路中心左右20m影響范圍內(nèi)，共有157棟17層房屋，大部分是6080年代老舊社區(qū)居民房，居住人口密度大，且存在大量違章建筑。杭州地鐵公司要求房屋單次沉降控制在3mm范圍內(nèi)，累計沉降控制在+10-20mm范圍內(nèi)；我公司要求房屋單次沉降必須控制在2mm范圍以內(nèi)，累計沉降10mm范圍以內(nèi)。地質(zhì)狀況

8、盾構(gòu)主要穿越大層粉土、粉砂地層，該地層搖震反應(yīng)迅速，壓縮性、干強(qiáng)度及韌性低，透水性強(qiáng)，盾構(gòu)施工時，土體震動易液化、流砂及坍塌變形。課題選定降低盾構(gòu)在砂性地層連續(xù)下穿老舊密集房屋沉降量現(xiàn)狀調(diào)查本小組對2011年12月5日之前，所穿越的7棟房屋的單次最大沉降和累計最大沉降進(jìn)行統(tǒng)計，如下表所示：表3 房屋最大沉降統(tǒng)計表房屋測點F3-1F3-2F3-3F3-4F6-1F7-1F9-1F9-2F9-3F11-1F11-2單次最大沉降-1.5-1.11.61.90.9-2.8-1.11.2-3.1-0.81.5累計最大沉降-4.8-3.66.87.1-5.9-10.7-3.25.4-12.5-3.1-3.

9、3房屋測點F11-3F11-4F11-5F13-1F13-2F13-3F13-4F16-1F16-2F16-3單次最大沉降-2.5-1.71.93-1.10.92.83.53.1-0.8累計最大沉降-11.8-16.4-10.6-11.2-3.42.8-10.9-7.6-8.9-2.2從上述統(tǒng)計表可以看出，房屋監(jiān)測單次沉降普片呈隆起狀態(tài)，累計沉降呈明顯下沉。其中，單次最大變量為3.5mm，累計最大沉降為-16.4mm，個別房屋出現(xiàn)了局部開裂現(xiàn)象。圖4 11#房屋裂紋照片因此，針對導(dǎo)致房屋沉降各個因素，我小組成員進(jìn)行了全方位的分析，并收集匯總?cè)缦拢罕? 造成房屋沉降主要因素確認(rèn)表序號項 目頻數(shù)頻

10、率（%）累計（%）A盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)偏差過大5781.481.4B同步漿液質(zhì)量不合適34.285.6C施工難度大22.988.5D技術(shù)員素質(zhì)差22.991.4E拌漿人員責(zé)任心不強(qiáng)22.994.3F參數(shù)設(shè)定不合理11.495.7G監(jiān)測人員責(zé)任心不強(qiáng)11.497.1H其他22.9100累 計70100頻數(shù)累計頻率頻數(shù)累計頻率圖5 影響房屋沉降排列圖通過對房屋沉降影響因素的分析，由上圖可知，造成房屋沉降偏差過大的主要因素為：盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)偏差過大。設(shè)定目標(biāo)目標(biāo)設(shè)定根據(jù)對現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果的反復(fù)論證，并結(jié)合本工程實際情況，小組決定此次活動的目標(biāo)設(shè)定為：地表沉降單次變量控制在2mm范圍以內(nèi)，累計變量控制

11、在10mm范圍以內(nèi)。10-13.4目標(biāo)活動前23.5活動前前目標(biāo)單次變量累計變量圖6 目標(biāo)設(shè)定圖目標(biāo)設(shè)定的依據(jù)歷史最好成績設(shè)備能力歷史最好成績設(shè)備能力人員素質(zhì)針對本工程特殊的地面環(huán)境及地質(zhì)條件，采用業(yè)主新購的先進(jìn)的德國海瑞克盾構(gòu)機(jī)，配備良好的渣土改良系統(tǒng)，盾尾采用被動鉸接形式，始終確保管片拼裝質(zhì)量?，F(xiàn)場盾構(gòu)操作手均為操作多年海瑞克盾構(gòu)機(jī)的能手，現(xiàn)場土木技術(shù)人員為原小松盾構(gòu)機(jī)跟機(jī)值班人員，都具有很強(qiáng)的土木專業(yè)知識和現(xiàn)場施工經(jīng)驗。本工程富春路站至秋濤路站右線采用小松盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)，通過對同步漿液的優(yōu)化后，地表單次沉降控制+2mm以內(nèi)，累計沉降控制在+10mm以內(nèi)。同時根據(jù)本工程富春路站秋濤路站區(qū)間右線

12、掘進(jìn)施工經(jīng)驗，精心調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)偏差按照解決60%考慮可得，最大單次沉降為：（1-81.4%*60%）*3.5=1.79mm；最大累計沉降為：（1-81.4%*60%）*(-16.4)=-8.39mm,故該目標(biāo)是可行的。原因分析為了完成設(shè)定目標(biāo)，小組專門召開會議，采用“頭腦風(fēng)暴法”各抒己見，對影響盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)偏差過大的各個因素進(jìn)行了深入的討論，從整個施工過程進(jìn)行逐步分析，并進(jìn)行了匯總。具體原因分析見下圖： 盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)偏差過大盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)偏差過大人機(jī)法料技術(shù)水平低專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)力度不夠，效果差工作態(tài)度不端正自動測量系統(tǒng)測站、后視位置偏差大盾構(gòu)機(jī)狀態(tài)盾構(gòu)低頭泡沫劑選用不合

13、適盾構(gòu)姿態(tài)與管片姿態(tài)不匹配被動糾偏，選擇時機(jī)滯后未及時針對地層調(diào)整參數(shù)地層變化頻繁土倉環(huán)境控制不佳勞動紀(jì)律不明確，現(xiàn)場執(zhí)行力低測量換站誤差大盾構(gòu)“頭重腳輕”，盾尾呈“懸浮”狀態(tài)盾構(gòu)自轉(zhuǎn)滾動角調(diào)整不及時環(huán)同步注漿量不足渣土改良方法不合適同步注漿影響圖7 原因分析因果圖要因確認(rèn)根據(jù)11條末端因素，指定了以下要因確認(rèn)表，并對所有末端因素依次進(jìn)行驗證：表5 要因確認(rèn)計劃表序號末端因素確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法標(biāo) 準(zhǔn)負(fù)責(zé)人完成日期1專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)力度不夠，效果差專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)人員是否到位，內(nèi)容是否詳細(xì)查閱技術(shù)培訓(xùn)記錄培訓(xùn)內(nèi)容詳細(xì)，相關(guān)人員到位簽字，考核合格率100%邱秀松2010.12.152勞動紀(jì)律不明確，現(xiàn)場執(zhí)行

14、力低現(xiàn)場具體操作是否按交底及相關(guān)制度實施現(xiàn)場確認(rèn)現(xiàn)場執(zhí)行率95%以上馬源2010.12.163盾構(gòu)“頭重腳輕”，盾尾呈 “懸浮”狀態(tài)盾構(gòu)重量分部及首尾姿態(tài)偏差變化趨勢查閱盾構(gòu)設(shè)計資料及推進(jìn)參數(shù)變化曲線滿足設(shè)計規(guī)范要求的+50mm王安春2010.12.164盾構(gòu)滾動調(diào)整不及時盾構(gòu)滾動角變化趨勢查盾構(gòu)推進(jìn)記錄滿足盾構(gòu)滾動角允許+20mm/m范圍以內(nèi)盧美宇 任雙龍2010.12.155測量換站誤差大測量換站前后姿態(tài)偏差數(shù)據(jù)查詢測量換站記錄換站前后盾構(gòu)姿態(tài)變化在+30mm以內(nèi)陳冬2010.1.126測站、后視位置偏差大觀察每環(huán)推進(jìn)過程中測量系統(tǒng)運(yùn)作情況現(xiàn)場確認(rèn)測站重新對后視，盾構(gòu)姿態(tài)偏差在+10mm范

15、圍以內(nèi)邱秀松2010.12.127同步注漿量不足是否滿足同步注漿理論方量查閱同步注漿記錄滿足方案要求的6.58方/環(huán)馬源2010.12.138渣土改良方法不合適刀盤、土倉環(huán)境環(huán)境監(jiān)測，是否結(jié)有“泥餅”現(xiàn)場確認(rèn)螺旋機(jī)出渣順暢，刀盤、土倉無“泥餅”安代富2010.12.149泡沫劑選用不合適泡沫劑現(xiàn)場試驗是否滿足渣土和易性，各推進(jìn)參數(shù)正常王安春2010.12.1510被動糾偏、選擇時機(jī)滯后盾構(gòu)首尾姿態(tài)偏差趨勢及管片拼裝質(zhì)量查閱盾構(gòu)推進(jìn)記錄及現(xiàn)場確認(rèn)能否保持盾構(gòu)垂直前后姿態(tài)偏差趨勢在2030mm范圍，管片拼裝碎裂率小于3% 邱秀松2010.12.1611未及時針對地層調(diào)整參數(shù)施工參數(shù)原始記錄及地質(zhì)資

16、料查閱交接班記錄及地勘資料根據(jù)以往經(jīng)驗，各參數(shù)正常，姿態(tài)波動較小馬源2010.12.14確認(rèn)過程如下：確認(rèn)一：專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)力度不夠，效果差通過小組成員翻閱技術(shù)培訓(xùn)記錄發(fā)現(xiàn)，我項目部2010年下半年對盾構(gòu)操作手及現(xiàn)場土木技術(shù)人員進(jìn)行了系統(tǒng)性的崗位培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容全面詳細(xì)，培訓(xùn)共計70個小時，具體見如下統(tǒng)計表：表6 崗位人員技能培訓(xùn)情況調(diào)查表培訓(xùn)內(nèi)容培訓(xùn)人員培訓(xùn)時間成績優(yōu)秀成績優(yōu)良合格率%理論培訓(xùn)103073100現(xiàn)場培訓(xùn)104064100同時對操作技術(shù)人員的培訓(xùn)進(jìn)行了考核，另外我們還采取會議討論的形式與現(xiàn)場操作技術(shù)人員加強(qiáng)溝通與交流。圖8 培訓(xùn)交流會議經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)，操作手均熟知本崗位的職能和施工技術(shù)

17、標(biāo)準(zhǔn)，熟悉盾構(gòu)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理，操作過多種盾構(gòu)機(jī)，均已達(dá)到非常熟練的程度，考核合格率為100%。結(jié) 論：非要因確認(rèn)二：勞動紀(jì)律不明確，現(xiàn)場執(zhí)行力低盾構(gòu)操作司機(jī)是我公司重點專業(yè)技術(shù)崗位，操作手和現(xiàn)場土木技術(shù)人員都是具有相關(guān)專業(yè)大專以上學(xué)歷，并且都是經(jīng)過精心挑選的員工，企業(yè)實行績效掛鉤，強(qiáng)化思想教育，操作人員態(tài)度端正，工作積極肯干，認(rèn)真負(fù)責(zé)。通過對秋濤路站城站站區(qū)間右線盾構(gòu)施工現(xiàn)場查證，違規(guī)和誤操作次數(shù)零次，貫徹執(zhí)行率為98%以上。結(jié) 論： 非要因確認(rèn)三：盾構(gòu)“頭重腳輕”，盾尾呈 “懸浮”狀態(tài)根據(jù)杭州市粉砂地層特性和針對所穿越范圍內(nèi)地面建（構(gòu)）筑物的保護(hù)要求，以及結(jié)合我公司以往的施工經(jīng)驗，本區(qū)間施

18、工采用海瑞克6390mm土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，并配備能改善土體的添加劑注入和加泥系統(tǒng)，盾構(gòu)主要參數(shù)如下表所示：表7 海瑞克盾構(gòu)主要參數(shù)表序號項目名稱出廠參數(shù)1盾殼外徑：切口環(huán)/支撐環(huán)/盾尾63906380/6370mm2盾尾內(nèi)徑6290mm3盾殼厚度：切口環(huán)/支撐環(huán)/盾尾5045/40mm4盾尾間隙45mm5主機(jī)全長（刀盤中心到盾尾）8000mm6切口環(huán)長/重量1230mm/89.4T7支撐環(huán)長/重量2700mm/90.646T8盾尾長/重量3413mm/24.612T9盾構(gòu)機(jī)總重259.758T盾構(gòu)主機(jī)圖如下：刀盤盾尾支撐環(huán)切口環(huán)刀盤盾尾支撐環(huán)切口環(huán)圖9 盾構(gòu)主機(jī)圖而盾構(gòu)機(jī)在軟土層中受重力影響嚴(yán)重

19、，易下沉，只依賴掘進(jìn)推力和工作面的摩擦力不足以維持盾構(gòu)的姿態(tài)，盾構(gòu)自身往往具有“低頭”的傾向，而尤其是在下坡掘進(jìn)時這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重。據(jù)小組成員統(tǒng)計分析，盾尾基本處于“懸浮”狀態(tài)，盾尾垂直姿態(tài)偏差略高于盾首，且局部垂直姿態(tài)偏差已超過設(shè)計允許的+50mm范圍，如下圖所示：圖10 前期盾構(gòu)垂直姿態(tài)偏差曲線圖結(jié) 論： 是要因確認(rèn)四：盾構(gòu)滾動角調(diào)整不及時通過刀盤正、反轉(zhuǎn)切削土體時，土體將給盾構(gòu)機(jī)一個反方向的摩擦阻力，使盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。當(dāng)盾構(gòu)滾動角越大時，盾構(gòu)前行越困難，掘進(jìn)方向越不易控制，而且管片的選型也較難，在適應(yīng)盾尾間隙要求和滿足線形要求的矛盾越突出。但小組成員對現(xiàn)場盾構(gòu)掘進(jìn)施工過程調(diào)查發(fā)現(xiàn)，

20、盾構(gòu)操作手會隨時根據(jù)VMT自動導(dǎo)向測量系統(tǒng)在電腦屏幕上顯示的盾構(gòu)機(jī)滾動角，通過改變刀盤的旋轉(zhuǎn)方向，改變盾構(gòu)機(jī)的滾動角大小。在現(xiàn)場施工中盾構(gòu)司機(jī)一般將滾動角控制在+5mm/m范圍內(nèi)，保證了盾構(gòu)機(jī)正確的姿態(tài)。滾動角單位mm/m滾動角單位mm/m圖11 海瑞克盾構(gòu)機(jī)VMT自動測量系統(tǒng)操作界面結(jié) 論：非要因確認(rèn)五：測量換站誤差大盾構(gòu)施工測量是非常的嚴(yán)謹(jǐn)，我公司配備了專業(yè)的測量人員，每次盾構(gòu)始發(fā)“零位”測量和中間定向測量均有公司測量主管親自到項目工地實施測量工作，隧道內(nèi)采用雙導(dǎo)線、兩井定向的方式進(jìn)行導(dǎo)向，測量數(shù)據(jù)堅持復(fù)核制度，測量人員在設(shè)置新的測量點后，均嚴(yán)格加以復(fù)測，確保測量點的準(zhǔn)確性，防止造成誤差過

21、大。該區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)至今，共換站4次，具體統(tǒng)計如下表所示：表8 換站前后盾構(gòu)姿態(tài)偏差對比表序號換站前盾構(gòu)姿態(tài)偏差（mm）換站后盾構(gòu)姿態(tài)偏差（mm）水平偏差垂直偏差水平偏差垂直偏差盾首盾尾盾首盾尾盾首盾尾盾首盾尾1-4-2834228-1261421-6213841-43531534-22-331939-41-244-2-6-48-56128-56-67通過上表可知，盾構(gòu)換站前后盾構(gòu)姿態(tài)均出現(xiàn)整體偏移的現(xiàn)象，主要由于測站距離受盾構(gòu)推進(jìn)受力影響，導(dǎo)致每次換站前后盾構(gòu)姿態(tài)均發(fā)生變化，無形之中影響盾構(gòu)姿態(tài)的控制質(zhì)量，但每次換站前后姿態(tài)的變化均在+30mm的范圍以內(nèi)。結(jié) 論： 非要因確認(rèn)六：測站、后視位置

22、偏差大海瑞克盾構(gòu)施工采用先進(jìn)的VMT自動測量系統(tǒng)測量盾構(gòu)實時掘進(jìn)姿態(tài)，盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)時，自動測量系統(tǒng)每50秒測量兩次盾構(gòu)姿態(tài)，也可根據(jù)施工具體情況調(diào)整測量間隔時間，為盾構(gòu)推進(jìn)提供實時姿態(tài)數(shù)據(jù)。 圖12測站全站儀 圖13后視棱鏡由于受盾構(gòu)機(jī)千斤頂頂力及轉(zhuǎn)彎的側(cè)向分力影響，在距離盾尾后一定距離范圍內(nèi)管片會產(chǎn)生相對的位移，而且管片在脫出盾尾后受力重新分布，在不同地層中還會出現(xiàn)不同的“上浮”現(xiàn)象，最終造成測站和后視點的位置發(fā)生偏移。但是通過對實際現(xiàn)場盾構(gòu)施工的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，測量人員在安裝吊籃是比較及時的，做到了勤換站、定期進(jìn)行定向測量，同時在施工中現(xiàn)場土木技術(shù)人員不定時的檢查儀器的平整度，盾構(gòu)操作手每次檢查

23、后視方位定向后，盾構(gòu)姿態(tài)變化均在+10mm范圍以內(nèi)。結(jié) 論： 非要因確認(rèn)七：同步注漿量不足同步漿液是按照盾構(gòu)機(jī)外殼與管片外弧之間的間隙進(jìn)行理論計算，再根據(jù)不同地層的施工經(jīng)驗乘以相應(yīng)的地層擴(kuò)散系數(shù)，同時結(jié)合地表監(jiān)測情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。每環(huán)同步漿量計算如下：Q=K（D2-d2）*L/4式中：Q同步注漿理論計算方量K為注漿率（砂性地層按2.53.0考慮） D為盾構(gòu)的切削外徑（D=6400mm） d為管片外徑（d=6200mm）則： Q= K（D2-d2）*L/4=2.38*（2.53.0）5.94m37.136m3。經(jīng)小組人員查詢盾構(gòu)同步注漿記錄發(fā)現(xiàn)，除盾構(gòu)始發(fā)加固區(qū)管片外，每環(huán)注漿量均在6.58方范

24、圍，具體統(tǒng)計如下曲線圖所示：圖14同步注漿量統(tǒng)計曲線圖結(jié) 論： 非要因確認(rèn)八：渣土改良方法不合適本區(qū)間為了穿越城站火車站股道下方三排廢樁，杭州地鐵公司特定制了兩臺掘進(jìn)硬巖海瑞克盾構(gòu)機(jī)，盾構(gòu)機(jī)還裝載有泡沫發(fā)生系統(tǒng)，在刀盤、土倉壓力板、螺旋輸送機(jī)分別裝有注入口（如下圖所示）。注入口注入口圖15渣土改良注入口位置示意圖由于在盾構(gòu)始發(fā)端埋深較淺，粉細(xì)砂透氣性強(qiáng)，通過泡沫發(fā)生系統(tǒng)加入的泡沫和空氣后，地面易出現(xiàn) “冒泡”的現(xiàn)象，可能對地面房屋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。根據(jù)小松盾構(gòu)在軟土中掘進(jìn)經(jīng)驗，渣土改良改為加水和泡沫，不加入空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。但在盾構(gòu)掘進(jìn)一定距離后，發(fā)現(xiàn)土倉及刀盤形成了“泥餅”，導(dǎo)致渣溫較高，盾構(gòu)偏

25、心，使盾構(gòu)掘進(jìn)困難，盾構(gòu)垂直姿態(tài)波動較大。 圖16刀盤結(jié)“泥餅” 圖17土倉結(jié)“泥餅”結(jié)論：是要因確認(rèn)九：泡沫劑選用不合適經(jīng)小組成員調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該工程選用的泡沫劑為海瑞克公司長期合作配套的卡達(dá)特泡沫劑，通過其他標(biāo)段現(xiàn)場試驗來看，滿足砂層渣土改良工藝施工。結(jié) 論：非要因確認(rèn)十：被動糾偏、選擇時機(jī)滯后由于海瑞克盾構(gòu)機(jī)自身的特點，盾尾為被動鉸接，當(dāng)盾構(gòu)中前體、盾尾及管片姿態(tài)出現(xiàn)偏角較大時，盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)難以控制。根據(jù)盾構(gòu)施工經(jīng)驗，糾偏易采取“勤糾、緩糾”的原則，否則會使管片局部受力不均，損壞管片。所以就要在盾構(gòu)出現(xiàn)偏差趨勢之初就進(jìn)行微糾，調(diào)整好三者之間的關(guān)系，若選擇時機(jī)滯后，則會造成被動糾偏，不得不犧牲

26、管片拼裝質(zhì)量或采取其它輔助措施，即便如此仍難以保證盾構(gòu)軸線偏差不超限。通過小組成員對秋濤路站城站站區(qū)間右線盾構(gòu)推進(jìn)情況來看，掘進(jìn)前期的掘進(jìn)姿態(tài)偏差較大，有的甚至超過了設(shè)計允許值。究其原因主要是由于糾偏工作總是在姿態(tài)失控，偏差趨勢越來越大時才被動糾偏，而沒有在最開始出現(xiàn)問題時主動調(diào)整，且出現(xiàn)了管片碎裂、滲水現(xiàn)象。 圖18管片碎裂照片結(jié) 論：是要因確認(rèn)十一：未及時針對地層調(diào)整參數(shù)由于盾構(gòu)推進(jìn)都在地下進(jìn)行，工程所穿越的地層、各層土層的特性和物理指標(biāo)都不一樣，盾構(gòu)姿態(tài)必定受到各土層物理特性的制約和影響，在施工過程中，由于斷面內(nèi)土層土質(zhì)的軟硬和含水量不均，推力和扭矩變化較大，盾構(gòu)機(jī)有著向地層較軟一側(cè)偏移

27、的趨勢，使得在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中操作和軸線控制具有很大的難度。但通過本小組成員對本工程所穿越的地層、各土層的特性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)間地質(zhì)性質(zhì)基本一致，地層變化較為緩和。同時我小組成員還發(fā)現(xiàn)，項目部對每天的推進(jìn)繪制形象圖，針對所穿越的地層、設(shè)計線路平豎曲線，提前20環(huán)進(jìn)行調(diào)整，每天當(dāng)班參數(shù)指令單經(jīng)項目總工審核后，下發(fā)到盾構(gòu)操作手手上。同時現(xiàn)場土木技術(shù)人員通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對盾構(gòu)推進(jìn)全過程進(jìn)行實時監(jiān)控，故地層對盾構(gòu)及時采取糾偏措施影響較小。圖19盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)指令單圖20盾構(gòu)推進(jìn)現(xiàn)場實時監(jiān)控結(jié) 論： 非要因綜上所述要因為：1、盾構(gòu)“頭重腳輕”、盾尾處于“懸浮”狀態(tài)2、被動糾偏、選擇時機(jī)滯后3、渣土改良方

28、法不合適制定對策針對以上主要原因，QC小組全體成員按照“定人、定時、定措施”的三定原則將要因處理對策分派到人，按照以下對策進(jìn)行監(jiān)督、落實。具體對策見下表：表9 對 策 表序號要 因?qū)?策目 標(biāo)具體措施責(zé)任人完成時間1盾構(gòu)“頭重腳輕”、盾尾處于“懸浮”狀態(tài)調(diào)整盾構(gòu)各區(qū)千斤頂分力，保持一定趨勢推進(jìn)盾構(gòu)首尾垂直偏差趨勢保持在1030mm范圍以內(nèi)在總推力不變得情況下，各區(qū)分力均衡調(diào)節(jié)，保持一定趨勢平穩(wěn)推進(jìn)任雙龍盧美宇11.2.252被動糾偏、選擇時機(jī)滯后采取“勤糾、緩糾”原則，做好管片選型每環(huán)盾構(gòu)姿態(tài)變化量控制+10mm以內(nèi)每推進(jìn)30cm做一次記錄，提前做好管片選型，確保盾構(gòu)中前體、盾尾及管片三者之間

29、的關(guān)系匹配邱秀松馬 源11.2.273渣土改良方法不合適調(diào)節(jié)泡沫劑比例和攝入位置螺旋機(jī)出渣流暢，渣溫控制在+30以內(nèi)通過刀盤中心加水、周邊加泡沫，改善刀盤及土倉中心結(jié)“泥餅”現(xiàn)象，必要時加入高分子分散劑進(jìn)行改良王安春安代富11.2.28實施對策對策實施一：調(diào)整盾構(gòu)各區(qū)千斤頂分力，保持一定趨勢推進(jìn)責(zé)任人：任雙龍 盧美宇實施時段：2011.1.20-2011.2.25措 施：盾構(gòu)推進(jìn)液壓系統(tǒng)為盾構(gòu)向前提供動力，推進(jìn)系統(tǒng)包括16組（32個單油缸）推進(jìn)油缸和推進(jìn)液壓泵組成，千斤頂總行程為2000mm，推進(jìn)系統(tǒng)油缸的分區(qū)如圖21所示：二區(qū)一區(qū)三區(qū)四區(qū)二區(qū)一區(qū)一區(qū)三二區(qū)一區(qū)三區(qū)四區(qū)二區(qū)一區(qū)一區(qū)三區(qū)二區(qū)圖2

30、1盾構(gòu)千斤頂分區(qū)示意圖 通過上圖可以看出，盾構(gòu)推進(jìn)油缸分為四個區(qū)，其中一區(qū)為3組，三區(qū)為5組，二、四區(qū)各4組，各區(qū)推進(jìn)油缸的工作壓力比例根據(jù)監(jiān)控情況做適時調(diào)整。盾構(gòu)推進(jìn)時結(jié)合設(shè)計線路坡度，盾構(gòu)姿態(tài)、管片拼裝姿態(tài)趨勢，在總推力不變得情況下進(jìn)行微調(diào)。若發(fā)生盾構(gòu)“整體下掉”，則可再適當(dāng)增大下部油壓比例，或者減少上部及兩側(cè)油壓比例，在上下差值調(diào)至極限狀態(tài)時可考慮通過減少千斤頂?shù)姆绞郊哟蠹m偏力度，或者其他糾偏措施。效果檢查: 通過現(xiàn)場試驗測試發(fā)現(xiàn)，對秋濤路站-城站站區(qū)間右線盾構(gòu)掘進(jìn)所使用的德國海瑞克盾構(gòu)機(jī)，一般保持下部推進(jìn)油缸的油壓比上部推進(jìn)油壓略高0.51倍時，基本可以解決因盾構(gòu)機(jī)自身原因引起的“低頭

31、”現(xiàn)象，盾構(gòu)垂直首尾姿態(tài)偏差趨勢也可保持在1030mm范圍波動。 圖22盾構(gòu)垂直首尾姿態(tài)偏差統(tǒng)計曲線圖、對策實施二：勤測、勤糾，做好管片選型責(zé)任人：邱秀松 馬 源實施時段：2011.1.20-2011.2.27措 施：盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中總會偏離設(shè)計軸線，進(jìn)行糾偏必須有計劃、有步驟地進(jìn)行，糾偏的一般原則：使盾構(gòu)的掘進(jìn)方向趨近隧道的設(shè)計軸線，盾構(gòu)的滾動角趨近于零，在糾正盾構(gòu)開挖方向的同時必須確保盾尾間隙。為了保證糾偏平穩(wěn)進(jìn)行，防止隧道管片錯臺、開裂和局部破損，同時也為保證盾構(gòu)的密封、盾尾密封工作良好，盾構(gòu)糾偏的過程中不能有太大幅度變化，一個掘進(jìn)循環(huán)的糾偏值控制在5mm內(nèi)為宜，特殊情況下可達(dá)到10m

32、m。在掘進(jìn)控制方面要求“掘進(jìn)方向以適應(yīng)設(shè)計線為主，兼顧盾尾間隙；管片選型以適應(yīng)盾尾間隙為主，兼顧設(shè)計線形”。當(dāng)盾構(gòu)姿態(tài)處于比較差的狀態(tài)時，增加測量頻率，每推進(jìn)30cm就應(yīng)該測量一次數(shù)據(jù)，比較與前一次測量數(shù)據(jù)的變化趨勢，根據(jù)變化趨勢來重新調(diào)整分區(qū)推力，糾偏不要過猛過快，造成姿態(tài)波動過大，對周圍土體的擾動增大，關(guān)鍵是控制好盾構(gòu)中前體、盾尾及管片三者之間的軸線關(guān)系。效果檢查：通過上述經(jīng)驗的總結(jié)和運(yùn)用，在秋濤路站城站站區(qū)間盾構(gòu)施工中取得了良好的效果，避免了盾構(gòu)掘進(jìn)過程中姿態(tài)發(fā)生突變的可能，同時確保了管片拼裝及成型隧道質(zhì)量良好。具體盾構(gòu)姿態(tài)變化統(tǒng)計如下表10所示：表10 盾構(gòu)水平、垂直偏差統(tǒng)計表環(huán)號水平

33、偏差垂直偏差環(huán)號水平偏差垂直偏差環(huán)號水平偏差垂直偏差盾首盾尾盾首盾尾盾首盾尾盾首盾尾盾首盾尾盾首盾尾436-2-22-1311448-8-10-8-104605151124374-16-1310449-10-15-6-8461615834387-13-155450-3-201-1462-4107114394-6-554515-13544636105204404-3074521-2712464-313-62044130-111445333815465111-819442-30-723454971423466-17-12154432-1-227455981830467-14-16144441-30

34、1745679133646804-207445-3-1-112457119931469-6-4-2354460-2-71145811121223470-6-6-226447-1-6-3-124591013814471-4-7-242通過以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，每環(huán)盾構(gòu)姿態(tài)變化量控制+10mm以內(nèi)，使盾構(gòu)中前體、盾尾及管片三者之間的關(guān)系匹配，管片拼裝質(zhì)量良好，將盾構(gòu)推進(jìn)對周圍土體的擾動影響降到最小，從而確保了地面房屋的安全可控。、對策實施三：調(diào)節(jié)泡沫劑比例，及空氣量責(zé)任人：王安春 安代富實施時段：2011.1.20-2011.2.28措 施：在前期盾構(gòu)推進(jìn)過程中，由于對海瑞克盾構(gòu)機(jī)在杭州特殊的粉土、粉

35、砂地層中掘進(jìn)經(jīng)驗不足，泡沫劑的加入不夠重視，導(dǎo)致刀盤及土倉內(nèi)出現(xiàn)結(jié)“泥餅”的現(xiàn)象，使土倉渣溫較高，刀盤扭矩高達(dá)3.5MNm，推進(jìn)速度僅24mm/min，盾構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重偏心，造成盾構(gòu)姿態(tài)波動較大，對周圍土體擾動增大，引起地表沉降。 圖23參數(shù)變化不正常、渣溫高為此，我部特請公司管設(shè)備的副總經(jīng)理到現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，根據(jù)杭州地層特性進(jìn)行反復(fù)試驗。在確保地面不被空氣擊穿的情況下，將泡沫中的空氣比例控制按50%對折。同時根據(jù)刀盤上注入孔的布置選擇周邊對稱的兩個主入口，既1#、3#注入含空氣的泡沫劑，其余兩個作為備用，將土倉“泥餅”打散，形成良好的和易性、流動性。同時為避免刀盤中心形成“土塞”，影響泥土進(jìn)入土倉

36、，出現(xiàn)“偏食”現(xiàn)象，在盾構(gòu)推進(jìn)過程中，要求必須對刀盤中心進(jìn)行加水（一般不少于20L/min），加水量根據(jù)不同地層的刀盤扭矩及螺旋機(jī)出渣情況進(jìn)行實施調(diào)節(jié)。4#備用口2#備用口3#主入口刀盤中心加水1#主入口4#備用口2#備用口3#主入口刀盤中心加水1#主入口圖24刀盤注入口示意圖效果檢查：在后期盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)偏差逐漸趨于平穩(wěn)，螺旋機(jī)出土流暢，渣土溫度從56度降到正常的+30度范圍內(nèi)。 圖25紅外線測溫儀測溫照片圖效果檢查目標(biāo)檢查針對主要原因，采取以上對策之后，盾構(gòu)施工對房屋沉降得到了有效掌控，確保了地面房屋及人生財產(chǎn)的安全，據(jù)統(tǒng)計，在對策實施階段（2011年2月1日至2011

37、年2月28日），每周影響變化最大的單次沉降、累計沉降如下所示：表11 房屋點沉降統(tǒng)計表房屋點號F55-3F56-2F61-3F65-1F70-4F73-5F77-3F84-3F87-1F88-3F90-2F92-3單次沉降-1.3-1.1-0.70.61.20.4-0.9-1.7-1.81.30.91.1房屋點號F44-2F45-1F55-4F57-1F65-3F65-3F77-3F77-1F80-3F82-1F86-4F90-2累計沉降-8.3-7.61.3-2.4-6.9-7.3-5.43.42.1-8.8-5.9-3.2圖26 房屋點最大單次沉降曲線圖圖27 房屋點最大累計沉降曲線圖由此可見，實施期間，盾構(gòu)施工對房屋沉降變化影響較小，單次最大沉降為-1.8mm，累計最大沉降為-8.8mm。圖28 房屋最大單次沉降效果對比圖圖29 房屋最大累計沉降效果對比圖經(jīng)濟(jì)效益根據(jù)前期房屋沉降處理可知，當(dāng)房屋累計沉降大于10mm時，即采用盾構(gòu)二次注漿（單液或雙液）進(jìn)行填充，直接導(dǎo)致每次人工、機(jī)械、材料等方面的投入成本。該活動的開展，有效地控制了房屋沉降，減少了二次注漿頻率，不但直接節(jié)約了二次注漿費用，同時確保盾構(gòu)連續(xù)、均衡施工，保證了施工工期安排，有一定的經(jīng)濟(jì)效益。直接節(jié)約費用計算：單液漿配合比為水泥：水=0.8，按每環(huán)二次注漿1.5方計算，即1000/（1