左線下穿層居民樓安全專項施工方案

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 準備工作52.1.1 右線隧道內(nèi)頂拱注漿加固52.1.2 拆除負環(huán)及下臺車62.1.3 電機車全編組62.1.4 盾構(gòu)機二次調(diào)試及維修62.2 下穿樓房掘進控制措施62.2.1 掘進參數(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 掘進監(jiān)測92.3.1 測點布設(shè)92.3.2 監(jiān)測頻率102.3.3 監(jiān)測預(yù)警及響應(yīng)103專項風(fēng)險應(yīng)急

2、預(yù)案113.1 風(fēng)險描述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層民安全專項施工方案1工程概況南鑼鼓巷站東四站（以下簡稱南東區(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。縱剖面上，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。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，兩臺盾構(gòu)機出盾構(gòu)始發(fā)井后，均沿半徑300曲線向南進入北河沿大街。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)穿過該樓，左線二次穿過。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）粉細砂層：褐黃色，密實，濕，中低壓縮性，含云母、石英。（6）中粗砂1層：褐黃色，密實，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，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，濕飽和，低壓縮性，鉆探揭露D大9cm，一般15cm亞圓形，級配較好，中粗砂填充，卵石含量約70。（2）中粗砂1層：褐黃色，密實，濕飽和，低壓縮性，含云母、石英及少量圓礫。（3）粉細砂2 層：褐黃色，密實，濕飽和，低壓縮性，含云母、石英。（4）粉土3層：褐黃色，密實，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，飽和，低壓縮性，含云母、氧化鐵。（8）圓礫-卵石層：雜色，密實，飽和，低壓縮性，鉆探揭露D大14cm，一般46cm，亞圓形，級配較好，中粗砂填充，卵石含量約75。（9）粉細砂1層：褐黃色，密實，飽和，低壓縮性，局部含少量圓礫。（10）中粗砂2層：褐黃色，密實，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，飽和，低壓縮性，含云母、氧化鐵。（14）圓礫-卵石層：雜色，密實，飽和，低壓縮性，D大14cm，一般46cm，中

8、粗砂填充，級配較好，卵石含量約70。（15）粉細砂1層：褐黃色，密實，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，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，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對土體造成了擾動，上方的左線隧道二次穿過時會產(chǎn)生較大的沉降。為減小一次擾動對左線掘進的影響，采取從右線隧道內(nèi)向上方土體注漿進行加固。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)埋深與地面實測標高確定。2)注漿孔直徑：46mm。3)漿液擴散半徑：1m。4)漿液凝結(jié)時間：20s30min。5)注漿壓力：0.31Mpa。2.1.2 拆除負環(huán)及下臺車為使盾構(gòu)機快速通過居民樓，將地面的三節(jié)臺

10、車吊入井下，以便使用皮帶機和全編組電機車。左線盾構(gòu)始發(fā)井距4、5層居民樓70m ，經(jīng)計算，當(dāng)?shù)侗P掘進至距離居民樓水平距離5.4m 時，隧道內(nèi)空間可容納第5、6節(jié)臺車。此時，將負環(huán)管片及反力架上半段拆除，將第5、6節(jié)臺車與前四節(jié)臺車連上；同時將第7節(jié)臺車可暫時放在反向隧道內(nèi)，通過管線與前六節(jié)臺車相連，并將皮帶機安裝調(diào)試好。2.1.3 電機車全編組皮帶機裝好后，可使用全編組出土。電機車編制為一節(jié)機車頭、三節(jié)渣土斗、一節(jié)砂漿車、兩節(jié)平板車，在此編組下電機車出入洞一次可完成一環(huán)。電機車編組如圖 2.1-2 所示。如此，可在3天左右的時間將盾尾駛出居民樓。圖2.1-2 電機車編組圖2.1.4 盾構(gòu)機二次

11、調(diào)試及維修 在臺車連接完成后，需要重新連接管線并進行調(diào)試。同時，對盾構(gòu)機在始發(fā)段遇到的問題進行集中處理，并準備好充足的設(shè)備配件，以保證盾構(gòu)機能一次通過居民樓。2.2 下穿樓房掘進控制措施由于右線已經(jīng)穿越過一次居民樓，對附近土體造成了擾動，所以左線穿越時會產(chǎn)生較大的沉降，給房子造成一定的損傷，為安全順利的通過該居民樓，主要采取措施如下:2.2.1 掘進參數(shù)設(shè)定根據(jù)我單位施工經(jīng)驗及右線相關(guān)施工參數(shù)，制定左線盾構(gòu)穿居民樓時掘進參數(shù)如表2.2-1所示：表2.2-1 穿越居民樓掘進參數(shù)表下穿樓房盾構(gòu)參數(shù)設(shè)定序號項目設(shè)定范圍備注1推力20002500t推進速度3040mm/min-12注漿壓力0.20.3

12、Mpa注漿量45方200%240%計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015min-12.2.2 土壓力控制為減少二次擾動造成上方土體失穩(wěn)，掘進時需保持較高土壓力，以支撐土體穩(wěn)定及減小沉降量。左線下穿居民樓時，應(yīng)嚴格按照表2.2-1 中土壓參數(shù)進行控制。掘進過程中，土壓力波動應(yīng)控制在0.1Bar 范圍內(nèi)。在掘進結(jié)束前，應(yīng)適當(dāng)提高土壓力0.1Bar 。同時要求測量人員密切監(jiān)控居民樓及附近的

13、沉降狀況，以便及時調(diào)整土壓力參數(shù)。土壓力計算見附件 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，并對上方土體的穩(wěn)定性做出判斷。在掘進中，應(yīng)控制出土量處于設(shè)計值的98%100%，嚴禁發(fā)生超排現(xiàn)象。根據(jù)右線的掘進經(jīng)驗，計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 同步注漿主要用來對管環(huán)之外的空隙進行填充，減小沉降量。在穿房段，采取注漿壓力與注漿量雙重指標達標控制：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，必要時可多次重復(fù)注漿；注漿流量應(yīng)與掘進速度匹配，整個注漿過程應(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單液漿配比表同時同步注漿漿液應(yīng)滿足如下指標：2.2.5二次注漿為防止隧道上部土體發(fā)生沉降，保證穿居民樓穿時沉降控制在設(shè)計范圍內(nèi)，本工程將及時進行二次注漿，并保證注漿充分、密實。二次注漿從隧道頂部管片注漿孔，打入直徑32長3-5m注漿小鋼花管，進行洞內(nèi)二次注漿，如圖2.2-1 所示。并根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)，必要時采取每次注漿措施進行補注及時注入無收縮雙液漿確保及時有效控制地面

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，與掘進作業(yè)同步進行。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掌子面的穩(wěn)定。在穿房段，應(yīng)保證土倉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。2.2.7 盾構(gòu)姿態(tài)控制在盾

16、構(gòu)機進入下穿區(qū)域之前，盡量將盾構(gòu)機的姿態(tài)調(diào)整至最佳。在盾構(gòu)機下穿居民樓時，應(yīng)嚴格保持和控制盾構(gòu)機姿態(tài)與設(shè)計軸線重合，避免盾構(gòu)機軸線出現(xiàn)蛇形和大幅糾偏的情況。2.3 掘進監(jiān)測2.3.1 測點布設(shè)居民樓監(jiān)測點布設(shè)如圖2.3-1 所示。圖2.3-1居民樓沉降點埋設(shè)示意圖2.3.2 監(jiān)測頻率測試頻率：掘進面前后20m時測12次/d，掘進面前后50m時測1次/2d，掘進面前后50m時測1次/周。2.3.3 監(jiān)測預(yù)警及響應(yīng)2.3.3.1 監(jiān)測預(yù)警對每次監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，并對比警戒狀態(tài)判定表（如圖2.3-1 所示），若發(fā)現(xiàn)檢測值超限狀況，及時進行預(yù)警并啟動預(yù)警響應(yīng)。表2.3-1三級警戒狀態(tài)判定表預(yù)警級別預(yù)警

17、狀態(tài)描述黃色監(jiān)測預(yù)警“雙控”指標（變化量、變化速率）均超過監(jiān)控量測控制值（極限值）的70時，或雙控指標之一超過監(jiān)控量測控制值的85時橙色監(jiān)測預(yù)警“雙控”指標均超過監(jiān)控量測控制值的85時，或雙控指標之一超過監(jiān)控量測控制值時紅色監(jiān)測預(yù)警“雙控”指標均超過監(jiān)控量測控制值，且實測變化速率出現(xiàn)急劇增長時。2.3.3.2 預(yù)警響應(yīng)（1）黃色預(yù)警后的響應(yīng)應(yīng)于平臺發(fā)布信息后1天內(nèi)進行響應(yīng)，并參與預(yù)警處理，響應(yīng)人包括：項目經(jīng)理部技術(shù)負責(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：加強組織分析，項目經(jīng)理部技術(shù)負責(zé)人主持并組織實施風(fēng)險處理，加強監(jiān)測（增加監(jiān)測頻率和增加監(jiān)測點位）和巡視。（2）橙

18、色預(yù)警后的響應(yīng)應(yīng)于平臺發(fā)布信息后1天內(nèi)進行響應(yīng)，并參與預(yù)警處理，響應(yīng)人包括：項目經(jīng)理部經(jīng)理、項目經(jīng)理部技術(shù)負責(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)；對特、一級風(fēng)險工程要有北京片區(qū)主管領(lǐng)導(dǎo)參與。響應(yīng)內(nèi)容主要包括：組織四方會議，項目部經(jīng)理主持并組織實施風(fēng)險處理。加強組織分析，項目經(jīng)理部技術(shù)負責(zé)人主持并組織實施風(fēng)險處理，加強監(jiān)測（增加監(jiān)測頻率和增加監(jiān)測點位）和巡視。（3）紅色預(yù)警后的響應(yīng)收到平臺發(fā)布信息后2個小時內(nèi)進行響應(yīng)，并參與預(yù)警處理，對特級風(fēng)險工程和突發(fā)風(fēng)險事件，應(yīng)收到預(yù)警信息后1個小時內(nèi)進行響應(yīng)，響應(yīng)人包括：項目經(jīng)理部經(jīng)理、項目經(jīng)理部技術(shù)負責(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)；對特、級風(fēng)險工程和突發(fā)事件要有集團公司總經(jīng)理參與。響應(yīng)內(nèi)容主要包括：立即啟動應(yīng)急預(yù)案，2個小時內(nèi)組織專家論證，北京片區(qū)主管領(lǐng)導(dǎo)主持并組織實施風(fēng)險處理。加強組織分析，項目經(jīng)理部技術(shù)負責(zé)人主持并組織實施風(fēng)險處理，加強監(jiān)測（增加監(jiān)測頻率和增加監(jiān)測點位）和巡視。3專項風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案3.1 風(fēng)險描述在左線盾構(gòu)掘進下穿居民樓時，可能因為土體產(chǎn)生較大沉降而引起居民樓變形過大，嚴重時可能造成樓房傾斜、開裂、倒塌，威脅內(nèi)部人員的財產(chǎn)安全。其原因主要有以下幾點：1） 掘進時土倉土壓力較低導(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）掘進時同步注漿不密實；4）二次注漿不及時、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)控測量不及時，對沉降信息掌握不充分。3.2 預(yù)防措施1）施工前對建筑物結(jié)構(gòu)形式，基礎(chǔ)形式進行調(diào)查，根據(jù)需要進行必要的加固措施；2）嚴格控制盾構(gòu)的施工參數(shù)，避免對地層擾動過大；3）采取合適的地層改良措施，改善土體的流塑性，保證進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，并及時進行二次補漿；5）注漿均勻，壓力適中，根據(jù)推進速度的快慢調(diào)整注漿量，做到注漿量與推進速度相適應(yīng)；6）采取措施提高漿液和攪拌的質(zhì)量，保