芦海区间盾构机长时间停机方案1.doc

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目录

第一章编制依据与原则 1

1.1编制目的和原则 1

1.2编制依据 1

第二章工程概况 2

2.1工程概述 2

2.2工程区域地质和水文地质 2

2.2.1工程地质 2

2.2.2水文地质 4

2.2.3区间隧道地质情况 4

2.3“金砖”期间预计停机位置 5

2.4长时间停机的风险 5

第三章盾构机长时间停机处理措施 6

3.1停机安全措施 6

3.1.1保压措施 6

3.1.2监控量测措施 6

3.1.3盾尾安全措施 6

3.1.4防“栽头”措施 6

3.1.5防“裹死”措施 6

3.2停机维保措施 7

第四章应急预案 10

4.1应急救援小组 10

4.2工区项目部应急领导小组职责 10

4.3指挥机构及职责 11

4.4应急物资 14

第一章编制依据与原则

1.1编制目的和原则

在充分理解工程设计，全面熟悉现场工况的基础上，为了保障盾构机长时间停机的安全及正常恢复掘进制定本方案。

通过制定合理的施工方案，选择适宜的施工方法，采取可靠的技术措施，建立完善的保证体系，配置足够的施工资源，确保“安全、质量、进度和文明施工及环保”控制目标的全面实现。

1.2编制依据

1、厦门轨道交通2号线Ⅰ标段土建施工总承包项目合同文件。

2、业主提供相关地质资料、设计图纸等技术性资料。

3、现场踏勘所采集、获得的资料。

4、合同文件中明确要求执行的有关施工、安全、质量及城市管理的规范及规定。

5、厦门市有关安全、文明施工、环境保护规范、规程及相关文件。

6、《城市轨道交通测量规范》（GB50308-2008）。

7、《盾构法隧道施工及验收规范》GB50466-2017。

8、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-19992003版）。

9、《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）。

10、《厦门轨道2号线一期土建1标段施工组织设计》。

11、招标文件明确的和设计、施工所涉及的适用于本区间的标准、规范、规程以及国家、部委、福建省和厦门市有关安全、质量、工程验收等方面的及法规文件。

12、厦门市轨道交通土建施工技术管理规定。

13、现场踏勘所掌握的资料和工程所在地的工程地质、水文地质及地理、气候条件。

14、本企业现有技术水平、管理水平、施工资源及多年从事类似工程的经验。

15、中铁装备CTE-6450型复合式土压平衡盾构机设计资料、使用手册、盾构机图纸、盾构设备清单。

16、厦门金砖会晤期间业主的停工要求。

第二章工程概况

2.1工程概述

海沧CBD站～芦坑站区间隧道总体呈“人”字形，自海沧CBD站始发后右线以5.386‰的坡度上坡，然后以3.2‰下坡，最后到达芦坑站接收井，中间穿越海沧内湖386m。

隧道水平曲线先450m左转弯，然后450m右转弯到达芦坑站。

本区间隧道总体呈“V”字形，自海沧大道站始发后右线以27‰（左线25.11‰）的坡度下坡，下坡到达DK17+960（左线为DK17+962）后，以7.423‰（左线为11.4‰）下坡到达隧道最低点，然后右线以5‰（左线为5.4‰）上坡，上坡到DK17+460（左线为DK17+460）后，再以25‰（左线为25‰）上坡到道海沧CBD站接收井。

本区间为盾构法施工，右线起止里程：

DK17+159.250～DK18+259.284（右线隧道总长：

1100.034m）；左线起止里程：

DK17+158.656～DK18+259.284（左线隧道总长：

1100.628m）。

本区间盾构机采用2台Φ6450复合式土压盾构机，隧道管片采用通用楔形管片。

管片外径为6200mm，内径为5500mm，环宽为1200mm，壁厚为350mm。

管片螺栓采用M36高强螺栓，环向螺栓16颗，纵向螺栓12颗，混凝土强度等级为C50。

图2.1海沧CBD站～芦坑站区间工法示意图

2.2工程区域地质和水文地质

2.2.1工程地质

本区间地貌主要为海相沉积及冲洪积阶地，穿越海沧内湖，底地形平坦，海林路侧向海沧湖中略微倾斜，地面高程一般-1.0～4.6m。

岩土特征:

1-1杂填土：

杂色，结构松散，成份杂乱，主要为生活垃圾及建筑垃圾构成。

仅陆域钻孔分布。

1-4填石：

杂色，稍密，稍湿，以碎石为主，粒径4-15cm不等，其间充填15%～25%的粗砂及黏性土。

场区仅M2Z3-TLH-01钻孔揭示。

4-1淤泥：

灰色，流塑状，质均，局部含粗砂薄层。

场区均有分布，层厚3.80～7.90m。

4-4-1中砂：

灰色，松散，成份主要为石英、长石，粒不均，质不纯，黏粒含量高；呈薄层状分布，揭示层厚1.00～5.90m。

4-4-2粗砂：

灰色，松散，成份主要为石英、长石，粒不均，质较纯，黏粒含量较高；呈透镜体状分布，揭示层厚1.10m。

4-5含淤泥砂：

灰黑色，松散，饱和，成分主要由中细石英砂颗粒构成，淤泥质含量约占25-30%不等，含腐殖质，具腐臭味，颗粒级配较差，呈透镜体状

分布，层厚1.40～3.60m。

5-1-2粉质黏土：

灰白、褐黄色，硬塑～坚硬状，质不均，切面不光滑，可见铁、锰质氧化物，局部含砂粒。

呈层状分布，层厚2.30～9.00m。

5-1-3淤泥质黏土：

深灰色，饱和，流塑，土质较均匀，呈透镜体状分布，层厚0.70～2.90m。

5-4-1中砂：

灰色，饱和，中密，成份主要为石英、长石，质不纯，含较多黏粒。

场区呈薄层状分布，层厚0.70～3.70m。

5-4-2粗砂：

灰白色，饱和，中密，成份主要为石英、长石，质不纯，含较多黏粒。

场区呈透镜体状分布，层厚2.20m。

11-1残积砂质黏性土：

灰白色，局部褐黄色，原岩为花岗岩，原岩矿物除石英外均已风化成黏土矿物，取出岩芯呈可塑～硬塑黏性土含砂砾状，可捏成团状，水稳性差，标准贯入击数N<30击。

场区呈薄层状分布，层厚1.70～12.10m。

17-1全风化花岗岩：

灰白色，岩石风化严重，结构基本破坏，除石英外，其余矿物均已风化成黏土矿物，干钻易钻进，取出芯样呈砾质黏性土状，水稳性差，标准贯入击数30≤N<50击。

场区在钻孔M2Z2-09至M2Z3-TLH-16段有缺失，其余段均有分布，层厚2.10～9.40m。

17-2散体状强风化花岗岩：

灰白色夹浅肉红色，岩石结构大部分破坏，局部尚可辨认，除石英外，其余矿物大部已风化变异成粉末状，部分段可见残留钾长石矿物，矿物之间联结力散失，干钻可钻进，取出芯样呈密实砾砂含黏粒状，标准贯入击数N≥50击。

场区在钻孔M2Z3-TLH-05至M2Z3-TLH-06段有缺失，其余段均有分布，最厚处18.10m。

17-3碎裂状强风化花岗岩：

褐黄色，风化裂隙发育，钻进时响声大，取出芯样多呈3～8cm碎块状，岩芯表面粗糙，锤击易碎，岩质软～较软，岩体基本质量等级Ⅳ～Ⅴ级。

仅少数钻孔揭示，揭示最大深度3.00m，部分钻孔未揭穿。

17-4中等风化花岗岩：

黄褐色，中粗粒结构，块状构造，风化裂隙较发育，沿裂隙面岩石风化作用加剧。

岩芯多呈10cm左右短柱状及15～30cm柱状，岩质大部较硬，裂隙附近较软。

该层基本不可压缩，力学强度高。

RQD=20～65%，岩石饱和抗压强度53.6～72.46Mpa，属较硬岩，岩体基本质量等级Ⅲ～Ⅳ级。

17-5微风化花岗岩：

肉红杂灰白色，中粗粒结构，块状构造，见少量70°左右裂隙，裂隙面较平整，岩芯多呈柱状，岩质坚硬，锤击声脆。

该层岩石不缩，力学强度很高。

RQD=65～95%，岩石天然抗压强度69.50～82.4MPa，饱和抗压强度70.6～99.4MPa，属坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅰ～Ⅱ级。

2.2.2水文地质

1、地表水及地下水的类型及赋存

本区间地表水主要为海沧湖，湖水与海水存在联通渠道，水位、水量主要受人为调蓄。

按赋存介质，地下水可分为三类：

赋存于第四系土层中的松散岩类孔隙水；赋存于残积层及全、强风化带中的风化残积孔隙裂隙水；赋存于碎裂状强风化带及以下的基岩裂隙水。

2、地下水补给、径流、排泄及动态特征

抗浮设计水位埋深应根据场区地形及近场区水文条件确定。

线路靠近海沧湖（与海域存在水力联系），地势较低，场区地面高程-1.0～4.6m，而海水最高水位可达4.051m（1985国家高程基准）。

勘察期间地下水稳定水位埋深一般2.3m左右，建议抗浮设计水位按海沧湖最高潮水位考虑。

3、水化学特征

场区地下水水化学类型为Na-Cl或Na-Cl-HCO/3型。

地下水的水温、水质，在天然状态随气候变化不十分明显。

2.2.3区间隧道地质情况

区间隧道主要穿越：

4-1淤泥、4-5含淤泥沙、5-1-2粉质粘土、5-4-1中砂11-1残积砂质粘性土。

图2.2芦海区间右线地质剖面图

2.3“金砖”期间预计停机位置

截止到2017年8月17日，芦海区间左线已贯通，右线推进至182环，按照每天8环的进度，8月25日芦海右线推进至245环,里程为16319.15，埋深为4.8米。

2.4长时间停机的风险

由于设备故障或其他不可抗拒情况，盾构机可能会出现长时间停机并面临以下风险：

1、湖底沉降超限，严重的可能会引起湖底塌陷、湖水倒灌隧道；

2、盾构机出现下沉和机头“栽头”现象；

3、盾尾漏水，严重的可能会涌泥涌沙；

4、盾构机与周围土体固结，导致盾构机被裹死。

第三章盾构机长时间停机处理措施

3.1停机安全措施

为了保证停机期间掌子面稳定，控制湖底沉降、坍塌及渗漏水、防止盾构机下沉和机头“栽头”等制定以下措施：

3.1.1保压措施

1、保持土仓顶部土压为0.5bar-0.55bar，采用气体+膨润土保压模式；

2、利用盾构机自带的Samson气动控制系统保持土仓压力稳定，停机前将气动控制系统的压力值设置为0.5bar，安装在前仓壁上的压力变送器随时检测实际土压值，压力调节阀比较测得值与设定值，然后控制进气阀调节气垫仓的压力使之保持恒定；

3、安排专人在盾构机值班，详细记录土仓压力变化，根据地层情况确定土仓压力警戒值，当土仓压力低于警戒值时，通过膨润土系统注入膨润土浆液来保持土压力。

3.1.2监控量测措施

1、加强停机位置湖底沉降监测，每天进行两次监控量测，并安排专人对停机位置落潮时进行巡视；

2、盾构机姿态由盾构机司机每小时1测，以及时掌握和了解盾构姿态变化，及时采取措施确保盾构姿态稳定。

3.1.3盾尾安全措施

1、根据同步注浆的初凝时间，停机6-8小时后，再掘进50-100mm。

掘进过程中不进行注浆和出土，防止浆液凝固盾尾密封刷；

2、通过盾尾油脂系统，在盾尾与管片之间注入盾尾油脂，保持壁后填充，防止盾尾涌水，必要时在盾尾十环之后注入双液浆形成止水环；

3、对盾尾十环管片的管片螺栓进行复紧，纵向拉紧，保持其整体性。

3.1.4防“栽头”措施

1、通过盾体径向孔，在前盾底部注入盾尾油脂等填充物，以增加盾构机底部土体承载力，防止盾构机下沉和机头“栽头”；

2、保持土仓顶部压力为0.5bar-0.55bar，

3.1.5防“裹死”措施

1、通过盾体的膨润土系统，在盾体周边注入膨润土，保持地层稳定，同时防止周围土体与盾体固结，避免盾构机再次掘进时土体摩擦力过大。

3.2停机维保措施

1、盾构机机械部分的维护保养：

机械保养必须贯彻“养修并重，预防为主”的原则，严格强调以保为主，以保代修，并严格执行保养、清洁、坚固、调整、润滑、防腐“十字作业法”。

保养可分为例行保养和定期保养。

例行保养在机械每班作业前后及运转中进行。

定期保养，除一级保养由操作人员进行外，二、三级保养以保修人员为主，操作人员配合共同进行，包括以下几种情况：

（1）一级保养：

主要在于维护机械完好的技术状况，确保正常运转；

（2）二级保养：

以检查调整为中心，从外部检查设备的工作情况，进行调整排除故障；

（3）三级保养：

对主要部位进行解体检