盾構(gòu)下穿污水管施工方案

盾構(gòu)下穿污水管線施工方案匯報材料

成都地鐵一號線盾構(gòu)4標中鐵隧道集團成都地鐵盾構(gòu)項目部2008年10月目錄

一、工程概況二、盾構(gòu)施工的原理及特點三、左線盾構(gòu)穿越污水管段的施工情況四、盾構(gòu)施工總體方案五、施工方法及主要技術(shù)措施六、應急救援措施一、工程概況1、工程位置和范圍盾構(gòu)4標起于成都地鐵一號線省體育館站南端，止于火車南站北端。隧道總長4900.43單線延米。線路基本沿人民南路中部敷設(shè)，分省體育館～倪家橋區(qū)間、倪家橋～桐梓林區(qū)間、桐梓林～火車南站區(qū)間三個區(qū)間，設(shè)3處聯(lián)絡(luò)通道，12個洞門。2、周邊環(huán)境本區(qū)間基本上處于人民南路下方，人民南路為成都市的主干道路，沿道路兩側(cè)敷設(shè)有城市污水管線。當線路處于道路兩側(cè)時，區(qū)間隧道的上方存在管線，當線路處于道路中央時，與管線的干擾較小。一、工程概況3、地下管線調(diào)查情況3.1污水管形式污水管線埋深位置較深，局部地段離隧道距離較近。我項目部委派專人對沿線的污水管線進行了補充調(diào)查。結(jié)合隧道設(shè)計位置，通過對污水管線的高程及井口坐標的現(xiàn)場實測，判斷出污水管線的埋深位置、管線走向以及管線與隧道的空間關(guān)系等，同時到相關(guān)部門進行了走訪調(diào)查，獲取相關(guān)管線位置圖紙，污水管線的管壁厚度、接口形式、基礎(chǔ)厚度等詳細資料。離隧道距離較近污水管的管徑為Φ1200mm，污水管管底埋深為6.8米～8.3米，其接口形式為平口相接，每節(jié)管道的壁厚為100mm，長度為2000mm，接口采用水泥砂漿封堵，砂漿內(nèi)埋入20＃10×10鍍鋅鐵絲網(wǎng)，鐵絲網(wǎng)埋入封堵砂漿內(nèi)的深度為100mm。污水管線基礎(chǔ)形式為鋼筋砼帶形基礎(chǔ)。一、工程概況污水管道基礎(chǔ)示意圖3、地下管線調(diào)查情況經(jīng)過現(xiàn)場補充調(diào)查實測、與相關(guān)管理部門聯(lián)系、結(jié)合相鄰車站管線改移情況，發(fā)現(xiàn)里程YDK11＋700段的污水管線由于受到體育館站結(jié)構(gòu)及明挖區(qū)間施工的影響，已經(jīng)由原位于左、右線隧道之間改移至右線隧道上方，改移后污水管管底距隧道頂距離較近，最近垂直距離為1.2米。

污水管道改移后實測結(jié)果對比圖（K11+700）

圖3省體育館污水管道改移施工3、地下管線調(diào)查情況省體育館站污水管改移施工改移后污水管連接方式

3、地下管線調(diào)查情況3.2線路調(diào)整后污水管與隧道結(jié)構(gòu)的位置情況由于省體育館車站管線改移，為降低施工風險，縮短隧道近距離穿越污水管段的長度，減小盾構(gòu)掘進施工對污水管的影響，在滿足線路設(shè)計規(guī)范，不惡化地鐵運營行車條件和外部環(huán)境的前提下，對原【倪家橋站～省體育館站區(qū)間】右線設(shè)計線路進行了調(diào)整。線路調(diào)整后污水管與隧道結(jié)構(gòu)較近段位置關(guān)系如下：3、地下管線調(diào)查情況3、地下管線調(diào)查情況3.2線路調(diào)整后污水管與隧道結(jié)構(gòu)的位置情況（1）YDK12+069.509~YDK12+144.085段（74.576米）污水管與隧道斜交，污水管管底距離隧道頂部距離為1.608~1.687m。3.2線路調(diào)整后污水管與隧道結(jié)構(gòu)的位置情況（2）YDK11+874.42~YDK11+634.31（省體育館站改移的管道，長240.11米）段污水管全部位于隧道結(jié)構(gòu)線外，污水管管底距離隧道頂部垂直距離為1.283~1.81m。改移后大大減少了盾構(gòu)掘進近距離穿越污水管的長度，減小了盾構(gòu)掘進過程中對污水管的影響。3、地下管線調(diào)查情況調(diào)線后污水管與隧道關(guān)系平面圖【桐梓林～倪家橋區(qū)間】污水管與隧道關(guān)系平面圖二、盾構(gòu)施工的原理及特點1、盾構(gòu)施工原理盾構(gòu)法隧道的基本原理是用一件有形的鋼質(zhì)組件沿隧道設(shè)計軸線開挖土體而向前推進。這個鋼質(zhì)組件在初步或最終隧道襯砌建成前，主要起防護開挖出的土體、保證作業(yè)人員和機械設(shè)備安全的作用，這個鋼質(zhì)組件被簡稱為盾構(gòu)。盾構(gòu)另一個作用是能夠承受來自地層的壓力，防止地下水或流沙的入侵。二、盾構(gòu)施工的原理及特點1、盾構(gòu)施工原理二、盾構(gòu)施工的原理及特點1、盾構(gòu)施工原理土壓平衡盾構(gòu)施工原理二、盾構(gòu)施工的原理及特點1、盾構(gòu)施工原理土壓平衡土壓力的控制二、盾構(gòu)施工的原理及特點2、盾構(gòu)法施工的特點近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，盾構(gòu)法作為一種安全、高效的施工方法，已經(jīng)在城市地鐵及其它基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域得到了越來越多的應用，與傳統(tǒng)的工法相比，盾構(gòu)法具有如下特點：（1）安全可靠盾構(gòu)法施工，所有的工序都在盾殼及襯砌好的隧道內(nèi)進行，作業(yè)安全。（2）工程質(zhì)量好盾構(gòu)隧道襯砌采用預制砼管片及背襯注漿，襯砌質(zhì)量可控，防水質(zhì)量好。（3）施工速度快盾構(gòu)法施工工效高，是傳統(tǒng)施工方法的2～10倍。（4）地面沉降小盾構(gòu)法施工通過土壓或泥漿來平衡掌子面的水土壓力，避免掌子面水土流失，從而有效的控制地表沉降。

三、左線盾構(gòu)近距離穿越污水管段的施工情況

1、污水管與隧道的位置關(guān)系左線盾構(gòu)隧道在ZDK12+695~ZDK12+745段約50m長距離與污水管斜交，該段污水管管底距離隧道頂部最近距離1.849m。

三、左線盾構(gòu)近距離穿越污水管段的施工情況

2、采取的施工措施（1）提前15m在ZDK12+760位置專門安排停機，采用帶壓進倉方式進倉對刀盤刀具進行了系統(tǒng)的檢查和更換，同時對盾構(gòu)機各系統(tǒng)進行了全面的維修保養(yǎng)，確保盾構(gòu)機一次性順利通過該段的掘進。（2）加強盾構(gòu)掘進參數(shù)控制，控制好盾構(gòu)掘進的推力、刀盤轉(zhuǎn)速、推進速度、土壓力、扭矩等各項參數(shù)，嚴格控制出碴量，保證同步注漿質(zhì)量。

三、左線盾構(gòu)近距離穿越污水管段的施工情況

2、采取的施工措施（3）加強施工過程管理，加快盾構(gòu)施工進度項目部主要領(lǐng)導現(xiàn)場值班，加強工序銜接管理，施工過程中有異常情況及時處理，避免人為原因停機，保證盾構(gòu)機實現(xiàn)快速掘進。（4）加強監(jiān)控量測，監(jiān)測信息及時反饋指導施工。主要采取加強對污水管的監(jiān)測，加大監(jiān)測頻率，通過對污水管地表沉降進行監(jiān)測以及對污水管檢修井進行監(jiān)測，通過監(jiān)測結(jié)果調(diào)整盾構(gòu)掘進參數(shù)，確保盾構(gòu)機安全通過。（5）加強地面巡查，有異常情況及時反饋。安排專人24小時不間斷對污水管運行情況進行巡查，出現(xiàn)異常情況及時向盾構(gòu)主司機及項目部領(lǐng)導反饋信息，以便及時采取措施。

三、左線盾構(gòu)近距離穿越污水管段的施工情況

3、取得的效果土壓平衡盾構(gòu)于2008年5月20日～24日期間順利通過左線該段隧道掘進，地表最大沉降只有6.16mm，盾構(gòu)施工質(zhì)量符合規(guī)范要求，污水管線運行完全正常。

四、盾構(gòu)施工總體方案

針對現(xiàn)場污水管路情況，我部制定以下方案，確保污水正常排放和盾構(gòu)施工安全，保證居民的正常生活。1、嚴格控制盾構(gòu)掘進參數(shù)，盡量減小對污水管的擾動在施工過程中首先嚴格控制盾構(gòu)機掘進參數(shù)，盡量減小對污水管路的擾動，施工過程中加強對污水管路的監(jiān)測，同時在地面上安排專人巡查，發(fā)現(xiàn)地面異常情況，及時通知盾構(gòu)機主司機和項目部領(lǐng)導，以便調(diào)整盾構(gòu)機掘進參數(shù)。2、做好洞內(nèi)二次注漿的準備工作，必要時進行洞內(nèi)二次注漿加固洞內(nèi)提前做好二次注漿的準備工作，施工中根據(jù)盾構(gòu)掘進參數(shù)變化情況、出碴量、注漿量以及地面污水管監(jiān)測情況，如有異常馬上進行洞內(nèi)二次補注漿。四、盾構(gòu)施工總體方案

3、提前做好充分準備，在污水管路出現(xiàn)異常時及時對污水管進行截流抽排。在污水管路出現(xiàn)漏水或爆管情況下，停止掘進。在污水管路上游部分的污水井內(nèi)采用砂袋對污水進行截流，再采用大功率的水泵進行抽排到相鄰的雨水管內(nèi)，同時采用厚30mm的鋼板加橡膠圈進行封堵污水，達到截流的目的，以便污水管路修復，待恢復污水管路后，拆除砂袋、鋼板、水泵，恢復污水管路運行。4、盾構(gòu)通過后，對污水管路進行全面的檢查評估，確保其運行安全。在盾構(gòu)通過該段污水管路以后，根據(jù)盾構(gòu)掘進情況、污水管路監(jiān)測情況對污水管路進行一次全面的檢查評估，確保污水管路運行安全。由于污水管埋深大，如何評估其運行狀況是一難點。五、施工方法及主要技術(shù)措施

5.1盾構(gòu)掘進控制措施

（1）控制好掘進參數(shù)，盡量減小對地層的擾動為防止盾構(gòu)在掘進通過污水管段的過程中對污水管周邊的地層造成較大的擾動影響污水管的安全，在盾構(gòu)掘進通過污水管段的過程中要嚴格控制掘進參數(shù)，盡量減小盾構(gòu)掘進對地層的擾動。掘進參數(shù)控制重點注意以下幾個方面：1）合理選擇掘進參數(shù)。降低刀盤轉(zhuǎn)速，減輕與卵石圓礫的碰撞沖擊，減小盾構(gòu)掘進對地層的擾動，刀盤轉(zhuǎn)速擬控制在1.0r/min左右。適當降低掘進速度，掘進速度控制在40～50mm/min，加強盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整與控制，保證盾構(gòu)掘進方向滿足規(guī)范及設(shè)計要求。2）嚴格控制盾構(gòu)機的推力，推力控制在1200T左右，避免推力波動變化幅度過大，采用相對較小的推力，減小盾構(gòu)掘進對地層的擾動。3）加強碴土改良，通過向刀盤前方加入足量的泡沫劑、膨潤土泥漿和水進行碴土改良，保證碴土改良的效果。4）嚴格控制盾構(gòu)機壓力波動，調(diào)整好盾構(gòu)機掘進速度和螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速，保證土倉壓力穩(wěn)定。

五、施工方法及主要技術(shù)措施

5.1盾構(gòu)掘進控制措施

（2）提高管片拼裝質(zhì)量、保證同步注漿質(zhì)量在盾構(gòu)掘進過程中值班工程師根據(jù)盾構(gòu)機姿態(tài)、盾尾間隙、油缸行程等做好管片選型工作，管片供應人員嚴格按指令供應合格管片，在管片拼裝過程中管片拼裝人員認真做好管片拼裝工作，保證管片拼裝質(zhì)量。在掘進過程中嚴格按規(guī)范要求做好同步注漿工作，及時填充管片背后的環(huán)形間隙。為保證同步注漿質(zhì)量，擬加大同步注漿漿液中水泥的含量，其砂漿施工配合比為(kg/m3)：水泥:160粉煤灰:341膨潤土:54細砂:779水:465注漿壓力≥3.5bar，注漿量≥6m3。五、施工方法及主要技術(shù)措施

5.1盾構(gòu)掘進控制措施

（3）加強盾構(gòu)機的維修保養(yǎng)，保證盾構(gòu)連續(xù)快速通過為減小盾構(gòu)施工對污水管段地層的擾動，應保證盾構(gòu)機連續(xù)快速通過該段。為保證盾構(gòu)機連續(xù)快速施工，首先在盾構(gòu)到達污水管前對盾構(gòu)機進行全面的維修保養(yǎng)，保證盾構(gòu)機以最佳狀態(tài)進行污水管段的掘進施工；其次在掘進通過污水管段時須加強盾構(gòu)機的維修保養(yǎng)，將盾構(gòu)機的維修保養(yǎng)工作穿插到掘進施工當中去，保證盾構(gòu)機連續(xù)快速掘進。（4）有計劃的刀具檢查與更換盾構(gòu)在污水管段掘進過程中，有計劃地進行刀盤、刀具檢查，并根據(jù)檢查的結(jié)果進行刀具磨損分析、制定刀具維修與更換方案，確保設(shè)備完好率，提高施工效率。在盾構(gòu)到達污水管前10～15m提前進行刀盤刀具檢查、更換，保證盾構(gòu)機以全新的刀具一次性通過污水管段掘進，擬在YDK12＋670、YDK12＋154和YDK11＋878處提前進行帶壓進倉更換刀具?！就╄髁帧呒覙騾^(qū)間】計劃換刀位置Ⅰ過污水管段計劃換刀位置Ⅱ過污水管段計劃換刀位置Ⅲ五、施工方法及主要技術(shù)措施

5.1盾構(gòu)掘進控制措施

（5）加強監(jiān)控量測，監(jiān)測信息及時反饋指導施工密切關(guān)注地表變化，通過地表土體變化來監(jiān)測污水管的變化，因污水井檢修井可以接觸到污水管，在檢修井中設(shè)點監(jiān)測可以比較真實反映污水管的變形，我們對W1~W18的18個檢修井均設(shè)置沉降監(jiān)測點進行監(jiān)測，隧道穿越污水管時對其主要影響主要表現(xiàn)在沉降方面。加大監(jiān)測頻率，對污水管管底距隧道頂垂直距離在3m以內(nèi)且污水管中心距隧道中心水平距離在6m以內(nèi)的污水管段，擬每4個小時進行一次觀測，其余過污水管段每6個小時進行一次觀測，通過地層沉隆情況分析管線沉隆情況。監(jiān)測數(shù)據(jù)及時反饋，發(fā)現(xiàn)異常及時進一步調(diào)整掘進參數(shù)。（6）加強地面巡查，發(fā)現(xiàn)異常及時處置在盾構(gòu)過污水管期間，地面安排專人24小時不間斷進行巡查，出現(xiàn)異常情況及時向盾構(gòu)主司機及項目部領(lǐng)導反饋信息，以便及時采取措施。五、施工方法及主要技術(shù)措施

5.2做好洞內(nèi)二次注漿的施工準備工作，必要時進行二次注漿加固

在洞內(nèi)提前準備好注漿機具和材料，根據(jù)盾構(gòu)掘進情況和地表沉降監(jiān)測情況，如發(fā)現(xiàn)地表沉降較大，及時進行洞內(nèi)二次補充注漿加固。二次注漿采用雙液注漿機，利用管片預留的注漿孔向管片背后進行注漿。漿漿液采用水泥－水玻璃雙液漿，水泥漿、水玻璃體積比為1:1，水泥采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為1:1，注漿壓力不低于3bar。五、施工方法及主要技術(shù)措施

5.3應急預案

提前做好污水管截流抽排的各項準備工作，必要時對管內(nèi)污水進行導改。

5.3.1污水截流在污水管路出現(xiàn)漏水或爆管情況下，馬上停止掘進，根據(jù)爆管或污水管路漏水情況，對污水管路進行截流，截流采用三道進行截流，第一道首先采用350S16型大功率離心式中開泵抽排污水管內(nèi)的污水至相鄰的雨水管。第二道采用在抽排污水的同時向污水井內(nèi)投放砂袋進行二次截流。第三道采用30mm鋼板加橡膠圈對管路進行封堵，另外根據(jù)現(xiàn)場污水情況安裝水泵對污水進行抽排，達到截流的目的。污水截流平面示意圖（1）污水截流物資準備

污水截流物資一覽表提前準備好污水截流的材料和機具：

（2）污水截流流程見圖6圖6污水截流流程圖（3）第一道截流采用3臺350S16型大功率離心式中開泵將污水管道污水進行抽排至相鄰雨水管內(nèi)。圖7污水抽排示意圖（3）第二道截流第二道截流根據(jù)第一道截流效果投放若干砂袋進行污水截流，防止污水向管道下游進行流動，到達污水基本得到控制的效果。（4）第三道截流在污水基本上得到控制時，在污水井處采用30mm鋼板加橡膠圈對管路進行封堵，見圖8。另外根據(jù)現(xiàn)場污水情況安裝水泵對污水進行抽排，達到截流的目的。

圖8第三道截流示意圖圖9管線恢復施工順序圖（1）路面破除采用挖掘機進行路面破除，清除路面廢碴。在清理挖后進行土方開挖。（2）土方開挖在污水得到控制后，爆管或管路漏水處采用挖掘機進行土方清理或開挖，開挖至污水管標高，將廢棄管道進行清除。5.3.2管線恢復施工（3）管路施工在廢棄管路及土方清理完后，采用早強混凝土按照管路標準進行管路基礎(chǔ)施工。在管路基礎(chǔ)施工完后，將預制好的混凝土管道與原有管道進行連接安裝。按照地下工程防水要求進行防水施工。（4）土方回填在管路施工完畢后，進行土方回填。土方回填采用分層回填，回填要求夯填密實?；靥钪谅坊鶚烁咛帲M行路面施工。（5）路面恢復按照市政道路施工要求進行道路恢復。（6）污水管路運行

恢復管路后，待盾構(gòu)機順利通過此處后，拆除鋼板、砂袋，水泵，恢復污水管路運行。六、應急救援措施6.1應急救援領(lǐng)導小組成員及職責6.1.1應急救援領(lǐng)導小組成員應急救援領(lǐng)導小組成員名單：組長：楊書江副組長：彭明漢、龔曉林成員：章龍管、郭家慶、劉招華、劉遠華、舒剛建、向茂乾、各班組負責人6.1.2應急救援領(lǐng)導小組職責：（1）應急救援的指揮職能（2）發(fā)生事故后立即趕赴現(xiàn)場，掌握事故現(xiàn)場變化情況，制定相應措施，組織力量救援；（3）組織人員保護現(xiàn)場，及時上報成都市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理站和股份公司安質(zhì)部等負有安全生產(chǎn)監(jiān)督管理職責的部門；（4）召開事故分析會，做好事故的處理工作，及恢復生產(chǎn)工作；（5）組織開展員工安全知識培訓教育。配備必要的防護、救援器材、設(shè)備，并定期進行檢查維修，確保完好；（6）制定本單位各項安全生產(chǎn)管理制度和承建項目的應急救援預案。

6.2應急救援機構(gòu)和職責序號小組名稱小組負責人小組成員主要職責1指揮協(xié)調(diào)組楊書曉林負責事故應急救援、事故調(diào)查、分析、處理、制定整改措施，恢復生產(chǎn)等工作的總體指揮協(xié)調(diào)。2對外協(xié)調(diào)組彭明招華事故報警，對外協(xié)調(diào)、溝通、接待，信息發(fā)布等。3救援行動組龔曉龍管郭家慶開展應急救援演練、編寫應急救援預案。事故發(fā)生后，負責在第一時間組織人力、物力，調(diào)動一切可利用的資源實施應急救援?，F(xiàn)場保護、作標記、拍照。4物資保障組郭