減小既有地鐵隧道隆起量QC

減小既有地鐵隧道隆起量河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司工程概況鄭州市金水路準(zhǔn)快速化-下穿隧道工程未來路下穿隧道工程，位于鄭州市金水路與未來路交叉口，全長822米，其中隧道段長度385m,暗埋段長83m,敞開段長120m。該工程與現(xiàn)狀運(yùn)營的地鐵1號線交義，交義角度為94.5度。地鐵1號線左線與主隧道第4段敞開段(WKO+446.5-WK0+476.5)交義，右線與主隧道第5段暗埋段(WK0+476.5-WK0+499.3)交義，下穿隧道基坑寬度為28m,南北向交叉范圍約為30m。小組概況QC小組情況簡介表 表1小組名稱河南一建未來路工程QC小組(河南一建馬發(fā)現(xiàn)QC小組)課題類型攻關(guān)型小組注冊號YYJ-QC-2015-05注冊日期2014年12月30日課題注冊號YYJ-QCKT-2015-05活動時間2015年1月至2015年10月小組成員8人QC知識教育時間30學(xué)時/人序號姓名性別學(xué)歷職務(wù)職稱組內(nèi)分工1組長/全面負(fù)責(zé)2副組長/實施負(fù)責(zé)3組員/具體實施4組員/具體實施5組員/具體實施6組員/具體實施7組員/具體實施8組員/資料收集制表人：王化彬制表時間：2013年1月5日QCQC小組活動計劃表 表2'xjH■間項目、\2015年1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月選擇課題現(xiàn)狀調(diào)查設(shè)定目標(biāo)■1■原因分析要因確認(rèn)制定對策實施對策效果檢查鞏固措施總結(jié)和打算■■..... 實際進(jìn)度制表人：王化彬 制表時間：2015年1月5日三、選擇課題未來路下穿金水路隧道，程與現(xiàn)狀運(yùn)營的地鐵1號線交義，施工期間運(yùn)營地鐵的安全性尤為重要。以地鐵運(yùn)營期間的鄭州市相關(guān)規(guī)范安全要求為前提。鄭州市人民政府令第209號相關(guān)條款第二十七條：城市軌道交通沿線設(shè)立控制保護(hù)區(qū)和重點保護(hù)區(qū)，控制保護(hù)區(qū)和重點保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)包括地下、地表和地上。第二十八條：控制保護(hù)區(qū)范圍按下列規(guī)定執(zhí)行。地下車站和隧道結(jié)構(gòu)外邊線外側(cè)50米內(nèi)。重點保護(hù)區(qū)范圍，地下工程（車站、隧道等）結(jié)構(gòu)外邊線外側(cè)10米內(nèi)。鄭州市軌道交通公司提供的數(shù)據(jù)，控制標(biāo)準(zhǔn)為：隧道變形監(jiān)測水平位移和沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為10mm,隆起控制標(biāo)準(zhǔn)為5mm,收斂控制標(biāo)準(zhǔn)為10mm。在既有地鐵線路上方施工，隧道的樁基施工、土方開挖施工等會對地鐵隧道內(nèi)盾構(gòu)管片產(chǎn)生變形影響。綜上所述，確認(rèn)小組課題為“減小既有地鐵隧道隆起量”。四、現(xiàn)狀調(diào)查1、鄭州市金水路準(zhǔn)快速化下穿隧道工程未來路下穿隧道工程地處金水路與未來路交義口，與地鐵1號線交義，南北向交義范圍約為30m,影響地鐵范圍南非向為100m°與地鐵交叉情況為下表：與現(xiàn)狀地鐵交義情況表表3工程部位基坑寬度開挖最大深度與區(qū)間隧道最小凈距圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式地基加固形式WK0+465.2-WK0+497.228.7m約7.3m約7.5mC850SMW工法樁①850三軸攪拌樁滿堂加固制表人：王化彬制表日期：2015年2月10日2、2015年2月我項言丁部組織去上?？疾靸簜€有關(guān)地鐵上方施工的項調(diào)查了地鐵上方施，的技術(shù)難題，分析影響地鐵變形的主要因素，主要有監(jiān)測誤差、支護(hù)樁的施工影響、土體加固措施、降水措施、土方開挖順序、開挖單塊面積大小、加載及卸載情況。并統(tǒng)計最終地鐵主要隆起變形量，如下表：類似工程地鐵隧道累計隆起量調(diào)查表 表4項目名稱基坑深度地道地板和隧道頂板間距隧道隆起量被交隧道世紀(jì)大道楊高路暗埋段箱涵7.4m7m10.9?13mm地鐵二號線上海東方路下立交6.5m2.8m11.79?12.25mm地鐵二號線上海新金橋廣場基坑6.9m6.3m10mm地鐵一號線外灘路隧道延安路隧道5.4m7.22m13mm延安路隧道制表人：李東輝 制表日期：2015年2月20日根據(jù)本，程的特點，結(jié)合上海市類似工程統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定既有線路地鐵上方施工影響其隧道變形的主要因素為土體加固措施、土方開挖順序、開挖單塊面積大小、加載及卸載情況。五、目標(biāo)設(shè)定將監(jiān)測水平位移和沉降變形控制在10mm以內(nèi)，隆起量控制在5mm以內(nèi)。

原因分析針對地鐵上方施，造成地鐵隧道變形的癥結(jié)，用系統(tǒng)圖進(jìn)行分析，共找出了9條末端原因，見圖1:土方大面積卸載H動測量數(shù)據(jù)與人工測量:數(shù)據(jù)不一致地鐵上方上體未實施加固處理地鐵保護(hù)區(qū)域荷載過于集中行點部位受到外力擾動未制定合理的卸載方案未制定合理的加載方案上方開挖順序不合理降水措施不合理單次開挖面積大開挖后未及時加載未按施工汁劃執(zhí)行人工測量方法有誤監(jiān)測數(shù)據(jù)有偏差施工速度慢土方大面積卸載H動測量數(shù)據(jù)與人工測量:數(shù)據(jù)不一致地鐵上方上體未實施加固處理地鐵保護(hù)區(qū)域荷載過于集中行點部位受到外力擾動未制定合理的卸載方案未制定合理的加載方案上方開挖順序不合理降水措施不合理單次開挖面積大開挖后未及時加載未按施工汁劃執(zhí)行人工測量方法有誤監(jiān)測數(shù)據(jù)有偏差施工速度慢卸載不合理地下水位高制圖人：王化彬 制圖時間：2013年4月5日圖1隧道變形分析系統(tǒng)圖要因確認(rèn)為了找出哪些是真正影響問題的主要原因，小組制定了要因確認(rèn)計劃，見表5,并按計劃進(jìn)行確認(rèn)。降水觀測統(tǒng)訃表 表降水觀測統(tǒng)訃表 表6要因確認(rèn)計劃表 表要因確認(rèn)計劃表 表5序號末端原因確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人完成日期1降水措施不合理水位是否在可控范圍內(nèi)現(xiàn)場測量水位控制在原地面下8m左右張傳成2015.5.62單塊開挖面積大單塊開挖面積現(xiàn)場檢驗單塊面積不大于120m3李東輝2015.5.13土方開挖順序不合理土方開挖順序是否按照方案現(xiàn)場檢驗開挖順序按照施工方案進(jìn)行李東輝2015.5.54地鐵上方未實施加固處理地鐵上方土方是否實施加固處理現(xiàn)場檢驗地鐵上方土體實施加固處理史功臣2015.5.55未制定合理的加載方案是否編制加載方案調(diào)查分析加載量每平米2.5-3.5t王化彬2015.5.106未制定合理的卸載方案是否實施加載調(diào)查分析編制合理的卸載方案王化彬2015.5.117未按施工計劃執(zhí)行是否按照施工計劃執(zhí)行現(xiàn)場檢驗按照施工計劃執(zhí)行史功臣2015.5.128人工測量方法有誤人工測量是否有誤現(xiàn)場檢驗人工測量無誤張紅波2015.5.129地鐵保護(hù)區(qū)域荷載過于集中地鐵保護(hù)區(qū)域是否堆放過大荷載現(xiàn)場檢查地鐵保護(hù)區(qū)域嚴(yán)禁堆放過大荷載史功臣2015.5.12制表人：王化彬 制表日期：2013年4月12日確認(rèn)一：降水措施不合理2015年4月26日至5月4日，小組成員張傳成對基坑周邊的4口降水井（兼做回灌井）進(jìn)行了水位測量，統(tǒng)計結(jié)果見表6。4月26日4月27日4月28日3月1日5月2日5月3H5月4日

i#井7.8m7.9m7.8m7.9m8.Om7.9m7.8m2##&0m8.Om8.Im8.Im8.2m8.Im8.Im3##7.9m7.9m7.8m7.9m7.8m7.9m7.8m4##8.Im8.Om8.Om8.Im8.Im8.2m8.Im制表人：趙海云 制表時間：2015年5月5日通過上表，水位均控制在8m左右。結(jié)論：降水措施不是要因。確認(rèn)二：土方單塊開挖面積大2014年11月29日，在鄭州嵩山飯店由鄭州市交通運(yùn)輸委員會組織邀請了上海、鄭州5位專家，對該工程的設(shè)計、監(jiān)測及施工保護(hù)方案進(jìn)行了評審工作，方案通過了專家的評審。評審?fù)ㄟ^的施工方案為抽條法跳倉施工，把地鐵上方區(qū)域分為4條，每條寬度為7.5m左右，長度分別為第4段30m,第5段23m,最大的分塊面積為30*7.5m,即225mi,我單位在開挖4-1塊后，監(jiān)測數(shù)據(jù)見表7,通過分析，開挖期間隧道變形速率較大，土方開挖分塊不宜過大。表7監(jiān)測點號2015-05-02累計變化量mm表7監(jiān)測點號2015-05-02累計變化量mmDXDY 32S05-5-0.450.50 -S06-5-0.500.51S07-5-0.460.541dS08-5-0.090.24U制表人：李東輝結(jié)論：土方開挖單塊面積是要因。2015-05-09累計變化量mm2015-05-16累計變化量^^^DXDYDZDXDY■-0.320.88-0.251.39io-0.480.87-0.321.56-0.551.11-0.381.89-0.160.36-0.100.75制表時間：2015年5月10日確認(rèn)三：土方開挖順序不合理地鐵上方施工土方開挖卸載導(dǎo)致區(qū)間隧道變形，土方開挖順序不合理也導(dǎo)致隧道變形不一致，方案優(yōu)化經(jīng)專家評審后，土方開挖必須嚴(yán)格遵循“分區(qū)、分層、分塊、對稱、平衡”的原則。結(jié)論：土方開挖順序是要因。確認(rèn)四：地鐵上方未實施加固處理在基坑開挖面以下地^控制區(qū)域范圍內(nèi)采用6.5m厚的三軸攪拌樁滿堂土體加固，并形成隔水層，在土方開挖時，開挖面下部土體形成一體，減少土體的擾動。結(jié)論：地鐵上方實施加固處理是要因。確認(rèn)五：未制定合理的加載方案結(jié)合上海市等地類似工程，項口部已制定加載方案，盡量保證等量代換，訃算每平米土體質(zhì)量，然后用鋼筋原材或噸包或栓塊進(jìn)行加載，加載量每平米2.5-3.5to結(jié)論：制定加載方案是要因。確認(rèn)六：未制定合理的卸載方案項口部已制定合理的卸載方案，并通過專家評審。結(jié)論：制定合理的卸載方案不是要因。確認(rèn)七：未按施工計劃執(zhí)行QC小組組員到現(xiàn)場檢查，地鐵上方施工基本按照施，計劃的時間進(jìn)行，保證了地鐵上方施工的時效性。結(jié)論：未按施工計劃執(zhí)行為非要因。確認(rèn)八：人工測量方法有誤地鐵監(jiān)測是施工的前提，QC小組成員與中隧監(jiān)測人員共同觀測，與測量機(jī)器人測量的結(jié)果見表So表8觀測次數(shù) S-5觀測點日變化量（DZ）人工觀測（mm）測量機(jī)器人觀測（mm） 差值（mm）1 0.240.22 0.022 0.110.11 0.033 0.250.27 0.02制表人：王化彬制表日期：2015年5月15日結(jié)論：人工測量方法有誤是非要因。確認(rèn)九：地鐵保護(hù)區(qū)域荷載過于集中項U部嚴(yán)格按照要求基坑周邊嚴(yán)禁堆放過大荷載。結(jié)論：地鐵保護(hù)區(qū)域荷載過于集中為非要因。八：制定對策小組成員針對以上4個要因，經(jīng)過討論、分析，最終制定了對策措施表（表9）。對策措施表 表91J-號要因?qū)Σ吣繕?biāo)措施地點完成時間責(zé)任人1開挖單塊面積大控制開挖單塊面積單塊開挖面積不大于120m21、制定土方開挖方案；2、開挖時，采取分區(qū)、分塊施工措施?，F(xiàn)場2015.5.102015.7.30王化彬2上方開挖順序不合理調(diào)整土方開挖順序基坑開挖分區(qū)、分塊、分層、對稱卸載土體1、制定專項土方開挖方案，經(jīng)專家組評審；2、嚴(yán)格按照方案開挖。現(xiàn)場2015.5-102015.7.30李東輝3地鐵上方未實施加固處理地鐵上方實施土體加固處理土體加固面積890m2,力口固高度5.3m?a7n三軸攪拌樁土體加固現(xiàn)場2015.5.102015.6.10王化彬4未制定合理的加載方案制定合理的加載方案6.7m每平米加載2.5-3t1、 制定加載方案，經(jīng)專家評審；2、按照加載方案實施等量、均勻加技現(xiàn)場2015.5-202015.7.30張傳成制表人：王化彬’ 制表時間：2015年6月10日九：對策實施實施一：控制單塊開挖面積首先制定土方開挖方案，地鐵上方施工方案（包括地鐵上方土方開挖方案）經(jīng)兩次專家評審，最終確定地鐵上方施工分區(qū)、分塊進(jìn)行，見圖2。地鐵上方區(qū)域下穿隧道第4段分為10塊（4-1-1、4-1-2、4-1-3、4-1-4、4-1-5、4-2-1>4-2-2、4-2-3、4-2-4、2-5），每塊開挖面積為100.5m2,下穿隧道第5段分為10塊（5-1-1、5-1-2>5-1-3、1-4、5T-5、5-2~1>5-2-2、5-2-3、5-2-4、5-2-5）,每塊開挖面積為65.55m2o

4-1-54T4-1-54T地鐵右線制圖人：王化彬 制圖時間：2015年6月15日圖2地鐵上方土方開挖分區(qū)分塊平面圖經(jīng)專家評審?fù)ㄟ^的開挖方案，分區(qū)分塊每塊面積均小于120m2。實施二：調(diào)整土方開挖順序制定地鐵上方施工方案，并通過一-次專家評審，基坑開挖必須嚴(yán)格按照“分區(qū)、分層、分塊、對稱、平衡、限時”的原則進(jìn)行施工，并采用“先遠(yuǎn)后近”的基坑開挖方式,先開挖對地鐵隧道變形影響較小的土體，再逐步向地鐵正上方開挖施工。圖2中，地鐵上方區(qū)域施工共分為4-1、4-2、5-1.5-2四大塊，每塊乂分為5小塊。開挖順序如下：1、開挖第4段、笫5段第一層土方1.5m,架設(shè)鋼支撐；2、開挖4-1-1和4-1-5塊第二層土方2m,并在4-1-2和4-1-4修筑2m寬二級平臺；3、開挖4-1-1和4-1-5塊笫三層土方約3n），施工下穿隧道主體結(jié)構(gòu)；

4、開挖4-1-3塊第二層土方，并在4-1-2和4-1-4修筑加寬二級平臺；3、開挖4-1-3塊笫三層土方，施工下穿隧道主體結(jié)構(gòu)；6、開挖4-1-2和4-1-4塊土方，施工主體結(jié)構(gòu)。其余4-2、5-1、5-2區(qū)域均按照4-1區(qū)域開挖順序進(jìn)行開挖。效果檢查：按上方案4-2-5塊土方開挖圖34-2-54-2-5塊土方開挖圖34-2-5塊土方開挖分塊、分層、對稱開挖的原則，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。實施三：地鐵上方實施土體加固處理為減小土方開挖引起的土體擾動，在地鐵上方區(qū)域基坑以下約6.5m范圉內(nèi)實施三軸攪拌樁滿堂土體加固，并形成隔水層，減小了地下水的浮力，對控制地鐵上浮起到輔助作用。土體滿堂加固面積850m2,加固高度約5-3m?6-7moQC小組成員史功臣專門負(fù)責(zé)三軸攪拌樁土體滿堂加固施工現(xiàn)場，并按汁劃完成了施，任務(wù)，達(dá)到預(yù)期LI標(biāo)。圖4地鐵上方三軸土體滿堂加固圖5圖5加載施工實施四：制定合理的加載方案QC小組成員根據(jù)專家評審過的地鐵上方施工方案制定加載方案，并經(jīng)過小組討論制定出合理的加載方案。實施先加載、后開挖、監(jiān)測指導(dǎo)的原則，針對地鐵加固區(qū)施工,將加固區(qū)附近能施匚的主體結(jié)構(gòu)施工完成后，及時在其上用噸包或鋼筋栓塊進(jìn)行加載，盡量保證等量代換，最后進(jìn)行下步開挖。根據(jù)每塊土方開挖面積，計算土體卸載量，并進(jìn)行等量加載，每平米加載約2.5t~3t。根據(jù)小組成員現(xiàn)場跟蹤指導(dǎo)，按計劃實施了加載，并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析加載對地鐵上浮起到一定作用。十、檢查效果1、地鐵隧道變形量控制L」標(biāo)經(jīng)過QC小組的不懈努力，通過有效的，有針對性的實施措施后，對地鐵隧道實施監(jiān)測，最終數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析，地鐵隧道累計變化最大值見表10、表11。DY水平位移總累計?變化最大值統(tǒng)計表 表10監(jiān)測區(qū)間監(jiān)測點號里程總累計最大值上行線（左線）S16-3DK23+2362.06mm下行線（右線）X03-1DK23+1253.11mm制表人：王化彬 制表時間：2015年10月23DZ豎向位移總累計?變化最大值統(tǒng)計?表 表11監(jiān)測區(qū)間監(jiān)測點號里程總累計最大值上行線（左線）S05-5DK23+1473.91mm下行線（右線）X07-5DK23+1454.68mm制表人：王化彬 制表時間：2015年10月25地鐵隧道豎向變形量累計最大值現(xiàn)狀調(diào)查類似工程均在10mm?13mm,活動后，經(jīng)地鐵監(jiān)測分析，豎向位移累計?最大值為4.68mm,小于活動前制定的LI標(biāo)值5mm,活動詢后與U標(biāo)對比柱狀圖見圖6。圖6活動前后豎向累訃變形量對比柱狀圖山此可看出，地鐵隧道豎向變形量累汁最大值4.68mm,小于活動口標(biāo)值5mm,達(dá)到了活動的預(yù)期目標(biāo)。2、社會效益下穿隧道施工與現(xiàn)狀運(yùn)營地鐵交義，在地鐵上方施工在鄭州市是為數(shù)不多的工程，通過QC小組活動，加強(qiáng)技術(shù)措施、嚴(yán)格把關(guān)、提高施工質(zhì)量，受到建設(shè)、監(jiān)理單位和主管部門的認(rèn)可，同時對現(xiàn)狀地鐵的安全運(yùn)營起到了良好的保