盾构过碧溪及国美仓库专项施工方案49575053.doc
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1、盾构过碧溪及国美仓库专项施工方案目 录 第一章 编制依据与原则11.1编制依据11.2编制目的与原则21.2.1 编制原则21.2.2编制目的2第二章 工程概况32.1工程简介32.2地质概况32.3 周边环境调查42.4 国美仓库结构及内部环境调查52.5碧溪环境调查72.5.1碧溪72.5.2碧溪大桥8第三章 施工重难点及风险分析93.1盾构穿越富水砂层的风险93.1.1 易形成喷涌93.1.2 地面沉降难以控制93.1.3喷涌形成条件的分析93.2 盾构施工过程中的停机风险93.3 开仓处理孤石的风险93.4 工程对地面构筑物的风险103.4.1 对仓库本身结构的破坏103.4.2 仓库
2、内货物损坏103.5盾构下穿碧溪风险10第四章 盾构下穿国美仓库的基本技术措施104.1 控制原则114.1.1 盾构施工原则114.1.2 应采取专项方案保证建筑物的安全可靠性114.1.3 风险等级评价114.2 盾构穿越国美仓库主要施工方案134.2.1盾构穿越国美仓库前期准备工作134.2.1.1地面控制134.2.1.2洞内控制144.2.2盾构施工过程中处理方案144.2.2.1地面控制154.2.2.2洞内控制154.2.3盾构施工后期处理方案184.3盾构下穿国美仓库的技术保障措施184.3.1技术措施总体原则184.3.2盾构下穿国美仓库时的施工参数选择与控制:194.3.3
3、控制盾构机姿态204.3.4 技术交底204.3.5 人员配置214.3.6 施工参数优化214.3.7 机械设备及检查224.3.8 穿越阶段224.3.9 穿越后阶段244.4盾构下穿碧溪主要技术方案24第五章 劳动力及及机具保障措施255.1 人员组织架构265.2 主要劳动力计划安排265.3设备计划27第六章 施工质量保证措施286.1 质量保证体系296.2 盾构掘进质量保证措施296.3 壁后注浆质量控制措施306.4 盾构施工沉降控制措施306.5 试验质量保证措施31第七章 盾构施工安全措施317.1 安全监测327.1.1 监测目的和依据327.1.2 监测对象和项目337
4、.2 盾构下穿国美仓库的保护措施367.3 盾构机掘进377.4 垂直运输387.5水平运输387.6电力设备安全保护措施397.7 通风设备安全措施407.8消防保护措施407.8.1建立消防、保卫体系407.8.2 消防措施417.9对井下工作人员的管理42第八章 应急预案428.1组织机构及人员组织分工438.2 应急救援小组人员分工及职责438.3应急响应及报告制度478.4应急物资准备488.5应急事件处理方案498.6 信息报告程序518.7 应急联系单位513第一章 编制依据与原则1.1编制依据1、厦门市轨道交通1号线一期工程软件园站集美大道站区间招、投标文件;2、上海市隧道工程
5、轨道交通设计研究院设计的厦门市轨道交通1号线一期工程软件园站集美大道站区间结构施工图;3、厦门市轨道交通1号线软件园站集美大道站区间岩土工程详勘报告;4、厦门市轨道交通1号线软件园站集美大道站区间岩土工程补勘报告;5、现场施工及验收规范和相关技术标准:(1) 地铁设计规范(GB50157-2013);(2) 地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)(2003年版);(3) 盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008);(4) 建筑结构荷载规范(GB50009-2012);(5) 混凝土结构设计规范(GB50010-2010);(6) 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB5
6、0204-2002)(2011年版); (7) 城市轨道交通地下工程建设风险管理规范(GB50652-2011) (8) 地铁工程监控量测技术规程(DB11/490-2007); (9) 盾构掘进隧道工程施工及验收规范(GB502991999); (10) 其他由甲方或监理工程师指定的工程规范和技术说明 ; (11) ISO9001(2008)质量管理和质量保证体系; (12) 厦门市轨道交通1号线一期工程施工图设计 第五篇 区间工程 第二十二册 软件园站集美大道站区间 第一分册 区间隧道平、纵断面(上海市隧道工程轨道交通设计研究院)2014年03月;(13)城市轨道交通工程测量规范GB503
7、08-2008; 厦工中铁CTE6450盾构机设计图纸及相关技术文件; (14)广州复合地层盾构施工风险管理办法; (15) 现场考察资料。1.2编制目的与原则1.2.1 编制原则1、贯彻“安全第一、质量第一”的总体原则2、坚持“统筹规划、流水作业”的施工原则。3、有利于安全生产、文明施工、节约用地和环境保护。4、坚持执行设计文件、技术规范和标准的要求,正确选择施工方案,实行全面质量管理措施。5、坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果的原则,在施工中发扬创新精神,以科技为先导,应用新技术、新材料、新工艺、新设备,积极寻求全方位的合理化建议,对技术方案进行不断的优化。1.2.2编制目的依据厦门市
8、轨道1号线整体工筹,结合线路范围地质勘察、实地调查情况,以及软件园站集美大道站区间蓝图、盾构相关图纸等资料,参照危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987号文相关规定,本工程盾构机掘进施工属于危险性较大的分部分项工程,在遵循上述编制原则的基础上特编制本专项方案以指导后续盾构机掘进施工安全、顺利、高效的进行。第二章 工程概况2.1工程简介厦门市轨道交通1号线二标二工区软件园站集美大道站盾构区间起点里程为DK27+953.022,终点里程为DK28+897.069,其中左线存在12.912m的长链,左、右线的长度分别为956.959m、944.046m,含一个联络通道。区间左、右线均采用
9、盾构法施工。左右线盾构过国美仓库段长度均为170m左右。盾构进入该段时大约有72m的直线段,48m的缓和曲线段后进入350m小曲线,以及25的上坡。所以盾构要进入该段时需要提前调整盾构姿态,设置掘进参数,该段施工风险和施工难度较大。下图为国美仓库与区间隧道平面图:图2.1 软集区间国美仓库段隧道线路平面图2.2地质概况软件园站集美大道站区间线路范围主要为硬塑状砂质粘性土、砂砾、粗砂、全风化花岗岩、可塑状粉质粘性土,局部为可塑性砂质粘性土。盾构施工穿越砂性地层时围岩土体的自稳能力差,区间地下水丰富,盾构该地层中施工,易出现刀盘的磨损及刀盘前方砂性地层塌方,施工风险较大。下图为软集区间国美仓库段左
10、右线纵断面图:(如下)图2.2 软集区间国美仓库段左线纵断面图图2.3 软集区间国美仓库段右线纵断面图2.3 周边环境调查在施工中,按盾构机掘进方向依次通过碧溪鱼塘(左线通过养鸭场)洗砂场国美仓库部队地块(鱼塘),如图2.4所示,国美仓库四周匀为鱼塘,水系发达。图2.4 国美仓库周边环境2.4 国美仓库结构及内部环境调查图2.5国美仓库内部分布图及盾构穿越线路图根据前期调查,国美仓库属部队地块,且为厦门、漳州等地供货,货物出入库及车辆进出频繁内部货物较多。国美仓库在修建前大部分为农田回填,另一部分为鱼塘回填,结构下部采用人工挖孔桩,成桩深度为3.5m左右,且未进入基岩,国美仓库的结构仅为圈梁、
11、20cm混凝土阀板结构,并无桩基础,结构的稳定性很差,目前仓库内部已出现多出裂缝及变形,当盾构穿越时一旦出现较大的沉降,将会对结构造成毁灭的影响。内部结构采用砖混和钢结构混合结构,其中3号楼库为二层结构。根据前期调查,目前国美仓库已出现多条裂纹。图2.6 国美仓库内部情况图2.7国美仓库内部结构开裂情况表2.1盾构影响区内库房盘点量2.5碧溪环境调查2.5.1碧溪盾构区间下穿碧溪(YDK28+575YDK28+635),最小竖向净距约8.3m,该处隧道穿越地层主要为11-1-3砂质粘性土,17-1全风化花岗岩;穿越碧溪护岸(YDK28+555YDK28+575,图2.8碧溪地质图YDK28+6
12、35YDK28+650),碧溪西侧护岸为松木桩基础,基底标高-2m,隧道下穿,最小竖向净距约6.7m;碧溪东侧护岸为松木桩基础,基底标高-6m,隧道下穿,最小竖向净距约2.1m。2.5.2碧溪大桥软件园站集美大道站区间下穿由中铁大桥局承建的碧溪大桥,碧溪大桥里程YDK28+459YDK28+667,长208m,碧溪大桥桩基为1500、1800的钻孔灌注桩,盾构机从预留通道下穿碧溪大桥,与桥桩基最小水平净距1.85米。0#40m40m40m40m60m1#2#3#4#5#40m60m国美仓库图2.9碧溪大桥平面图 图2.10盾构机与碧溪大桥桥桩关系图 图2.11碧溪大桥桥桩承台平面图第三章 施工
13、重难点及风险分析3.1盾构穿越富水砂层的风险3.1.1 易形成喷涌由于富水砂层含水量丰富,渗透性好,且受扰动后易液化,因此土压平衡盾构在富水砂层中掘进很容易出现喷涌现象,一方面,需用大量时间进行盾尾清理,严重影响盾构施工进度。另外,大量泥沙喷出或遇水液化,均易引起地层沉降,从而最终导致地面建构筑物的沉降变形,甚至破坏。3.1.2 地面沉降难以控制一旦发生喷涌现象,地面沉降肯定会很大,即使没有发生喷涌,控制地面沉降还是非常的困难,主要原因是:1) 砂层自稳性差,而刀盘开挖直径比盾体外径至少大30mm,从刀盘开挖到注浆填充这需要一段较长时间,这期间不可避免产生砂层沉降;2) 掘进过程中,不可避免要
14、造成砂层失水,且一定会对砂层产生扰动,这都会导致砂层产生沉降。若沉降控制不好,极易造成地面塌方、建(构)筑物损坏。 3.1.3喷涌形成条件的分析 造成喷涌的原因多种多样,但无论何种原因,喷涌的发生都必须同时具备以下条件:1) 具有足够高的水头压力和充足的水源。水源主要有两个,即掌子面和盾构后方的汇水通道;2) 开挖下来的渣土本身不具有止水性,而且渗透性好,这造成在螺旋输送机内无法形成土塞效应,导致高压力的水体穿越土仓和输送机形成渗流,并带动渣土颗粒一起运动;3) 渗流水在输送至螺旋输送机最终出口的一瞬间,由于其压力水头还没有递减至零,且前方是临空的隧道内部处于无压状态,带压的渗流水便携带砂土喷
15、涌而出。3.2 盾构施工过程中的停机风险1、 残积土、全风化花岗岩中可能存在孤石,造成的停机2、盾构在富水地层中停机风险很大,如遇到孤石需要找到合适的停机位3.3 开仓处理孤石的风险国美仓库没有钻孔勘探条件,故采用微动法对国美仓库区间段进行孤石探测,详细查看我部编制的微动法孤石探测专项方案,如遇到孤石需要在洞内处理孤石,具体方案查看我部编制的盾构开仓处理孤石专项方案。带压进仓孤石处理对地表扰动较大,地表沉降保障困难,风险系数很大。3.4 工程对地面构筑物的风险3.4.1 对仓库本身结构的破坏根据调查,国美仓库的结构仅为圈梁、阀板结构,并无桩基础,结构的稳定性很差,目前仓库内部已出现多出裂缝及变
16、形,当盾构穿越时一旦出现较大的沉降,将会对结构造成毁灭的影响。建议在盾构掘进至国美仓库前对其进行清仓处理,保证安全。3.4.2 仓库内货物损坏国美仓库内有大量货物存放,且码放货物最高达5米高,且有二层结构内也有大量货物,货物稳定性差,当盾构穿越时由于地层及结构原因地面沉降量难以控制,极易造成货物的倒塌等现像,不能保证货物的安全。为保证施工安全,建议盾构到达前将盾构影响范围内的所有货物清空以保证货物的安全。3.5盾构下穿碧溪风险软件园站集美大道站区间下穿碧溪河(YDK28+575YDK28+635),最小竖向净距约6.4m,该处隧道穿越地层主要为11-1-3砂质粘性土,17-1全风化花岗岩,容易
17、发生河水渗漏、河道内土体坍塌事故。在碧溪大桥施工过程中,如盾构断面范围内回填不密实容易造成冒顶,透水等事故。同时由于在大桥施工过程中插入钢板桩做为维护结构,如处理不好会直接形成水通道,为隧道施工带来很大风险。第四章 盾构下穿国美仓库的基本技术措施4.1 控制原则4.1.1 盾构施工原则对盾构掘进具有指导性、针对性、实用性、可行性;保证盾构安全、稳定、连续地顺利推进;采取先进,合理的施工工艺,保证工期。4.1.2 应采取专项方案保证建筑物的安全可靠性盾构下穿国美仓库,施工难度大,风险系数高,易造成经济损失和工期延误;另外国美仓库自身结构不稳定,经前期调查墙体已有裂纹,另外国美仓库储存量大,物资昂
18、贵,容易造成损害。因此,建议立专项方案指导施工,并提交专家评审,保障施工顺利、安全、快速进行。4.1.3 风险等级评价1、工程地质和水文地质(包括地形、地物、水系、气候等)风险源、盾构机选型、设计和施工管理风险源划分为3级,分别是:一级: 盾构施工工法在某些特定的地质环境下存在的先天性缺陷,选择的辅助工法施工难度大,或实施的质量较难保证,盾构掘进易造成故障和事故,损失非常严重;二级:工程实施难度虽然较大,如果采取的辅助措施得当,会避免故障和事故;三级:工程实施难度较小,不易造成故障和事故。表4.1 工程地质和水文地质风险源;风险源分级原则具体风险源地质和水文一级工程实施难度大1,土压平衡盾构机
19、穿越第四系富水砂层、砂砾石层和流塑状淤泥层;2,第四系漂石、人工回填抛石;3,花岗岩球状风化体;4,石灰岩上软下硬地层;5,岩浆岩、硬质变质岩上软下硬地层;6,过江河湖海;7,超过3bar水压的地层;8,地层中含可燃有毒气体。二级工程实施难度较大1,隧道上部上覆富水砂层、砂砾石层或流塑状淤泥层;2,隧道穿越易结泥饼的黏土层;3,隧道穿越全断面石灰岩、花岗岩;4,穿越小溪、小池塘等水体,水压小于3bar;5,非硬岩上软下硬地层三级工程实施难度较小1,均一的第四系土层;2,均一的软岩地层;3,水压小于3bar2、施工环境的保护风险分4个等级:一级:按零沉降要求控制;二级:按零沉降要求控制;三级:按
20、-20mm要求控制;四级:按+10-30mm要求控制;五级:不要求严格的沉降。表4.2 施工环境的保护风险风险源分级要求具体风险源一级保护按零沉降要求施工1,下穿运营地铁、铁路、主航道、飞机跑道,结构距离小于+1.0D;2,下穿医院、学校、幼儿园等敏感建筑物,结构距离小于+1.0D;3,下穿重要的古建筑、标志性建筑、高压线塔、市政水电下水道总干线管道,结构距离小于+1.0D;4,在江河湖海下,上覆地层小于+1.0D;5,地质资料少且无法协调或非常难以协调的重要或敏感建筑物或场所;二级保护按零沉降要求施工1,下穿运营地铁、铁路、主航道、飞机跑道,结构距离大于+1.0D;2,下穿医院、学校、幼儿园
21、等敏感建筑物,结构距离大于+1.0D;3,下穿重要的古建筑、标志性建筑、高压线塔、市政水电下水道总干线管道,结构距离大于+1.0D;4,在江河湖海下,上覆地层大于+1.0D;5,军事禁区、重要的市政管线、公路三级保护-20mm高层建筑、重要的市政道路和管线、没有地基基础的民房四级保护地面沉降按+10/-30mm控制一般的民用建筑、市政管线;五级保护不要求无任何地面和地下建筑物的荒地3、按直接经济损失直接经济损失是指工程风险事故发生后所造成工程项目发生的各种直接费用总称,包括工程建设的直接费用及事故修复所需的费用等,直接经济损失等级的定义采用直接经济损失费用总量表示,具体等级标准见表4.3。表4
22、.3直接经济损失等级标准损失等级12345经济损失(万元)EL500500EL10001000EL50005000EL10000EL10000经济损失;参考国务院生产安全事故报告和调查处理条例(2007-06-01)。4、风险等级分级表:表4.4 分险等级矩阵表风险等级建筑物保护等级为一级建筑物保护等级为二级建筑物保护等级为三级建筑物保护等级为四级建筑物保护等级为五级一种或以上风险源为一级特级I级II级II级IV级一种或以上风险源为二级I级I级II级III级IV级一种或以上风险源为三级II级II级III级III级V级4.2 盾构穿越国美仓库主要施工方案4.2.1盾构穿越国美仓库前期准备工作在盾
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