砂卵石地層盾構(gòu)下穿建筑物施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

1、砂卵石地層盾構(gòu)下穿建筑物砂卵石地層盾構(gòu)下穿建筑物 施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 中鐵四局集團(tuán)城軌分公司中鐵四局集團(tuán)城軌分公司 竇宇迪竇宇迪前言前言 本人以曾經(jīng)施工過(guò)的成都地鐵7號(hào)線6標(biāo)火車南站科華南路站區(qū)間為例，簡(jiǎn)單介紹下盾構(gòu)在全斷面砂卵石地層中連續(xù)穿越老舊房屋現(xiàn)場(chǎng)施工管理經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，有不妥之處，請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)批評(píng)和指正！ 匯報(bào)分以下五個(gè)方面v第一部分第一部分 工程概括工程概括v第四部分第四部分 實(shí)施效果驗(yàn)證實(shí)施效果驗(yàn)證v第五部分第五部分 施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)v第三部分第三部分 施工流程及風(fēng)險(xiǎn)控制施工流程及風(fēng)險(xiǎn)控制v第二部分第二部分 盾構(gòu)下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)分析盾構(gòu)下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)分析 工程概況工程概況

2、0101 1 1、工程范圍、工程范圍 火車南站科華南路站區(qū)間隧道長(zhǎng)約980m，兩條單線隧道線間距12.00m16.00m，最小曲線半徑450m；隧道線路埋深為16.19m28.54m，線路縱斷面最大坡度為29。2 2、工程地質(zhì)、工程地質(zhì)火車南站科華南路站盾構(gòu)穿越地層表火車南站科華南路站盾構(gòu)穿越地層表3 3、水文情況、水文情況 本區(qū)間地下水主要有三種類型：一是賦存于填土層的上層滯水，二是第四系砂卵石層的孔隙水，三是基巖裂隙水。卵石土層中孔隙水滲透性好，為強(qiáng)透水層，滲漏系數(shù)K=20m/d。 盾構(gòu)下穿建筑盾構(gòu)下穿建筑 物風(fēng)險(xiǎn)分析物風(fēng)險(xiǎn)分析 0202 本標(biāo)段盾構(gòu)下穿建筑物眾多，其中風(fēng)險(xiǎn)性較高的主要集中

3、在火科區(qū)間盾構(gòu)在砂卵石地層中連續(xù)下穿和平小區(qū)二期（1棟、2棟）、和平佳苑（1棟、2棟）、南鐵新居（1棟、2棟、5棟）、和平小區(qū)四期（1棟、10棟）等9棟建筑物。v（1 1）下穿建筑物情況介紹）下穿建筑物情況介紹盾構(gòu)掘進(jìn)方向盾構(gòu)掘進(jìn)方向v（2 2）下穿建筑物調(diào)查情況表）下穿建筑物調(diào)查情況表 盾構(gòu)掘進(jìn)不可避免會(huì)造成地表沉降，在成都地鐵特有的富水砂卵石地地層中，由于砂卵石層在一定的條件下在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)有一定的自穩(wěn)能力，因此，沉降具有很強(qiáng)的滯后性。盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)砂卵石層擾動(dòng)后，砂卵石層向地面發(fā)生松動(dòng)，松動(dòng)范圍以發(fā)生地層損失處為中心向地表發(fā)展。在松動(dòng)層往地表發(fā)展過(guò)程中砂卵石層始終處于一種動(dòng)態(tài)的自穩(wěn)狀態(tài),在此狀

4、態(tài)下通過(guò)地表監(jiān)測(cè)來(lái)反映地層損失幾乎已不準(zhǔn)確。砂卵石地層形成半球形穹頂自穩(wěn)后，由于受到諸如季節(jié)性的地下水位提升、地表動(dòng)荷載影響等因素影響，形成自穩(wěn)的砂卵石層穹頂表層逐漸剝落向地表發(fā)展，最終地面貫穿，形成塌孔。所以防止滯后沉降是保護(hù)建筑物安全的一個(gè)重要手段。v （3 3）風(fēng)險(xiǎn)性分析）風(fēng)險(xiǎn)性分析 根據(jù)實(shí)地調(diào)查該處9棟建筑物大部分為2002年左右時(shí)間建造,經(jīng)過(guò)5.12大地震的影響，部分房屋出現(xiàn)了裂縫，部分樓層甚至出現(xiàn)了貫通縫隙，建筑物沉降控制標(biāo)準(zhǔn)要求較高。 隧道在該處平面為R=450m的曲線，曲線半徑小，盾構(gòu)在砂卵石地層中，由于在掘進(jìn)過(guò)程中會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生擾動(dòng)，可能造成地表建筑物沉降、開(kāi)裂、傾斜，直接影響

5、到地面建筑物正常、安全使用，對(duì)建筑物內(nèi)工作人員或周邊人群的生活秩序、人身安全、財(cái)產(chǎn)安全造成一定危害。所以盾構(gòu)下穿風(fēng)險(xiǎn)性極高，判定為重大危險(xiǎn)源。v（3 3）風(fēng)險(xiǎn)性分析）風(fēng)險(xiǎn)性分析盾構(gòu)下穿房屋施工盾構(gòu)下穿房屋施工流程及過(guò)程控制流程及過(guò)程控制 0303 1 1、盾構(gòu)下穿房屋施工流程圖、盾構(gòu)下穿房屋施工流程圖 2 2、技術(shù)準(zhǔn)備工作、技術(shù)準(zhǔn)備工作 （1）地質(zhì)補(bǔ)勘 盾構(gòu)掘進(jìn)前，對(duì)該段地層進(jìn)行了地質(zhì)補(bǔ)勘，通過(guò)與原地勘資料相比，基本相同，無(wú)地層突變帶。 地質(zhì)補(bǔ)勘及取芯照片地質(zhì)補(bǔ)勘及取芯照片 2 2、技術(shù)準(zhǔn)備工作、技術(shù)準(zhǔn)備工作 （2）房屋入戶調(diào)查及鑒定工作 盾構(gòu)施工前，對(duì)盾構(gòu)下穿范圍內(nèi)房屋的基礎(chǔ)資料、結(jié)構(gòu)形式在

6、成都市檔案館進(jìn)行查詢，并與設(shè)計(jì)圖進(jìn)行比對(duì)，有無(wú)差異。進(jìn)行入戶調(diào)查拍照取證，并聘請(qǐng)有資質(zhì)的單位進(jìn)行鑒定。調(diào)查取證，邀請(qǐng)有資質(zhì)的單位進(jìn)行房屋鑒定。裂紋裂紋入戶調(diào)查并取得房屋現(xiàn)狀簽認(rèn)單入戶調(diào)查并取得房屋現(xiàn)狀簽認(rèn)單 建筑物現(xiàn)狀調(diào)查表及房屋調(diào)查臺(tái)賬 2 2、技術(shù)準(zhǔn)備工作、技術(shù)準(zhǔn)備工作 對(duì)房屋有裂縫的位置貼上見(jiàn)證紙條，并加蓋見(jiàn)證章，用尺量裂縫寬度并拍照留底，其上標(biāo)明粘貼時(shí)間。同時(shí)對(duì)建筑物現(xiàn)狀進(jìn)行安全評(píng)估并形成評(píng)估報(bào)告。 現(xiàn)狀裂紋拍照取證現(xiàn)狀裂紋拍照取證房屋鑒定報(bào)告房屋鑒定報(bào)告裂紋寬度 2 2、技術(shù)準(zhǔn)備工作、技術(shù)準(zhǔn)備工作 （3）建筑物預(yù)加固工作 盾構(gòu)機(jī)穿越房屋前，為防止盾構(gòu)機(jī)穿越房屋時(shí)對(duì)房屋下層土體擾動(dòng)和多

7、出土而造成房屋沉降、傾斜等，需提前預(yù)注漿。預(yù)注漿一般在盾構(gòu)機(jī)穿過(guò)房屋前至少15天進(jìn)行，采用單液注漿機(jī)進(jìn)行注漿，注漿壓力一般為0.50.6Mpa，地面預(yù)注漿漿液由水、水泥配制而成，其配合比為：水：水泥=1：0.8。同時(shí)注意預(yù)留一部分注漿孔作為應(yīng)急注漿孔，待盾構(gòu)掘進(jìn)異常時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充注漿。 2 2、技術(shù)準(zhǔn)備工作、技術(shù)準(zhǔn)備工作 盾構(gòu)下穿和平小區(qū)四期注漿加固圖盾構(gòu)下穿和平小區(qū)四期注漿加固圖盾構(gòu)下穿南鐵新居注漿加固圖盾構(gòu)下穿南鐵新居注漿加固圖 2 2、技術(shù)準(zhǔn)備工作、技術(shù)準(zhǔn)備工作成都地鐵號(hào)線工程土建6標(biāo)7 現(xiàn)狀裂紋拍照取證現(xiàn)狀裂紋拍照取證房屋鑒定報(bào)告房屋鑒定報(bào)告 圖一圖一 探孔開(kāi)挖探孔開(kāi)挖圖二圖二 鉆孔角度

8、控制鉆孔角度控制圖三圖三 鉆孔深度控制鉆孔深度控制圖四圖四 袖閥管安裝袖閥管安裝圖五圖五 注漿壓力控制注漿壓力控制 圖六圖六 地表恢復(fù)地表恢復(fù) （4）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè) 對(duì)盾構(gòu)穿越范圍布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并針對(duì)盾構(gòu)隧道影響范圍內(nèi)房屋布設(shè)建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)、進(jìn)出建筑物時(shí)在隧道中心線上布設(shè)分層監(jiān)測(cè)孔，深度為隧頂以上5米處。分層監(jiān)測(cè)孔的目的在于敏感性高，能立即測(cè)出地層真實(shí)沉降，便于及時(shí)采取相關(guān)措施。建筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)建筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)安放分層監(jiān)測(cè)孔安放分層監(jiān)測(cè)孔 2 2、技術(shù)準(zhǔn)備工作、技術(shù)準(zhǔn)備工作 （5）教育和培訓(xùn)工作 項(xiàng)目與社區(qū)居民代表召開(kāi)座談會(huì)，做好社區(qū)工作，爭(zhēng)取社區(qū)居民的支持。與小區(qū)業(yè)主代表進(jìn)行座談與小區(qū)業(yè)主代表進(jìn)行座

9、談 2 2、技術(shù)準(zhǔn)備工作、技術(shù)準(zhǔn)備工作 3 3、盾構(gòu)正式掘進(jìn)、盾構(gòu)正式掘進(jìn) 渣渣土土改改良良效效果果 （1）渣土改良 盾構(gòu)下穿建筑物段采用以泡沫改良為主，遇含砂層輔以膨潤(rùn)土的改良方式。泡沫選用BASF泡沫，膨潤(rùn)土選用優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤(rùn)土。 （2）出土量控制 出土量控制必須采用體積和重量雙控措施。每環(huán)出土量控制在55m3為佳，上下偏差最大不超過(guò)2m3。每車出土量（15 m3）須與相應(yīng)的推進(jìn)距離（0.41m）及時(shí)對(duì)比復(fù)核。一環(huán)渣土重量平均在110t左右。如遇超方等異常情況，及時(shí)進(jìn)行地面跟蹤注漿。 龍門(mén)吊稱重系統(tǒng)龍門(mén)吊稱重系統(tǒng)渣土稱重記錄渣土稱重記錄 3 3、盾構(gòu)正式掘進(jìn)、盾構(gòu)正式掘進(jìn) （3）掘進(jìn)控制 盾

10、構(gòu)下穿建筑物掘進(jìn)參數(shù)設(shè)定如下表。 類別類別掘進(jìn)速度掘進(jìn)速度刀盤(pán)扭矩刀盤(pán)扭矩推力推力土倉(cāng)壓力土倉(cāng)壓力螺旋機(jī)轉(zhuǎn)螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速速渣土管理渣土管理參數(shù)40mm50mm25003500KN.m10001300t 1.11.3bar37rpm1.5m管片理論55方； 3 3、盾構(gòu)正式掘進(jìn)、盾構(gòu)正式掘進(jìn) （4）注漿管理 盾構(gòu)下穿建筑物段注漿分為同步注漿、二次注漿、地表跟蹤注漿。其中過(guò)建筑物段管片增設(shè)注漿孔，由每環(huán)6個(gè)注漿孔增加至16個(gè)，增強(qiáng)二次注漿封環(huán)效果，二次注漿一般在盾尾后4環(huán)開(kāi)始實(shí)施，每隔5環(huán)打一個(gè)環(huán)箍。同步注漿量增至每環(huán)8m3,地面預(yù)留注漿孔在盾構(gòu)通過(guò)后及時(shí)補(bǔ)充注漿。 增設(shè)注漿孔增設(shè)注漿孔 3 3、盾構(gòu)

11、正式掘進(jìn)、盾構(gòu)正式掘進(jìn)實(shí)施效果驗(yàn)證實(shí)施效果驗(yàn)證 0404 火科區(qū)間盾構(gòu)雙線歷時(shí)兩個(gè)月，最終于2015年1月2日前順利安全下穿和平小區(qū)四期、南鐵新居、和平佳苑、和平小區(qū)二期等九棟居民樓，最大沉降量1cm，沉降設(shè)計(jì)控制值2cm，施工過(guò)程中未出現(xiàn)預(yù)警現(xiàn)象，盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)、管片拼裝質(zhì)量等各項(xiàng)參數(shù)控制良好，贏得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 施工施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 0505 作為一名現(xiàn)場(chǎng)管理者，盾構(gòu)下穿建筑前，首要目的是做好地面預(yù)注漿加固工作，而預(yù)注漿加固工作的前提就是要和社區(qū)居委會(huì)、居民做好解釋溝通工作。這就要求我們提前介入，主動(dòng)和社區(qū)居委會(huì)搞好關(guān)系，做好宣傳工作，爭(zhēng)取他們的理解和支持，以保證現(xiàn)場(chǎng)能順利

12、施工。再者，地面注漿加固距離工地均較遠(yuǎn)，所需水和電是大事情，輕者影響施工成本，重者影響施工安全。以7號(hào)線火科區(qū)間為例，鉆機(jī)用電、注漿用水全部從小區(qū)接入，降低了施工成本，保證了現(xiàn)場(chǎng)快速施工，同時(shí)避免了因發(fā)電機(jī)帶來(lái)的施工噪音，降低了施工阻力。 地面預(yù)注漿加固前，配合工程技術(shù)部門(mén)做好房屋入戶調(diào)查和房屋鑒定工作，發(fā)揮每日在現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)悠的優(yōu)勢(shì)，遇到老舊房屋開(kāi)裂的情況，及時(shí)拍照取證，報(bào)至監(jiān)理，提前做好證據(jù)備案工作。 地面預(yù)注漿加固過(guò)程中，必須和工程部緊密配合，嚴(yán)格按下達(dá)的技術(shù)指令進(jìn)行操作，遇到特殊情況時(shí)，及時(shí)上報(bào)，經(jīng)集體商議后做出正確判斷。堅(jiān)持每日班前給協(xié)作隊(duì)伍講話，告知當(dāng)天工作內(nèi)容、技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等。施工過(guò)程中不停巡視，協(xié)調(diào)解決當(dāng)天出現(xiàn)的問(wèn)題，做好外協(xié)隊(duì)伍的服務(wù)工作，快速推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度。當(dāng)班結(jié)束后，檢查當(dāng)班工作的內(nèi)容是否存在偏差，采取何種糾偏措施，及時(shí)上報(bào)至副經(jīng)理及項(xiàng)目經(jīng)理處。積極和物機(jī)部配合，將每天所需的材料和機(jī)械設(shè)備至少提前一天報(bào)送至物機(jī)部