区间盾构下穿建构筑物专项技术方案设计.docx
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区间盾构下穿建构筑物专项技术方案设计
一、编制依据及目的1
1.1编制依据1
1.2编制目的1
二、工程概况1
2.1工程位置1
2.2工程地质及水文地质条件2
2.2.1工程地质概况2
2.2.2水文地质概况2
2.2.3区间隧道穿越地层情况3
四、施工过程中控制措施3
4.1预注浆加固施工3
4.2盾构机掘进施工控制措施4
4.3监测5
4.3.1监测方法5
4.3.2监测频率5
4.3.3监测信息反馈5
五、施工安全质量保证措施5
5.1安全保证措施5
5.2质量保证措施6
六、应急预案7
6.1成立事故应急救援组织机构7
6.2应急设备、物资准备8
6.3应急措施8
一、编制依据及目的
1.1编制依据
1、工程招标设计图纸；
2、工程施工设计图纸；
3、区间建（构）筑物处理设计图；
4、工程地质详勘报告；
5、地下人行通道施工图纸；
6、相关盾构施工、验收规范；
7、类似盾构工程施工经验。
1.2编制目的
1、规范操作程序，指导现场施工；
2、严格控制地表沉降，确保下穿人行通道的安全。
3、确保盾构能够顺利通过下穿人行通道；
二、工程概况
2.1工程位置
人行通道采用暗挖法施工，底板为500mm的钢筋混凝土，砼标号为C30、S8,通道最低处为泵房，与隧道净距为3.04m;此处隧道地层为：
2/3的（3-5）淤泥质粉质粘土、粉土、粉砂互层，下部1/3的（4-1）粉细砂层；
黄孝河路地下人行通道，结构与北湖西路地下人行通道相同，泵站底部与隧道顶部净距2.55m;此处隧道地层为：
2/3的（3-5）淤泥质粉质粘土、粉土、粉砂互层，下部1/3的（4-1）粉细砂层。
排水箱涵为江汉区的主排污渠道，宽10.7m、深2.7m,埋深4.85m，底部为钢筋混凝土结构，侧墙为砖砌结构，与隧道斜交，底部距隧道顶11.6m;盾构下穿排水箱涵时相应的地层底部1/3的（4-1）粉细砂层，上部2/3为（3-5）粉质粘土、粉土、粉砂互层。
民用建筑群多为1-2层民房，无基础或浅基础，房屋整体性较差，加之此处
黄孝河路地下人行通道施工时受降水影响，民房建筑（包括嘉颐新都）及地表都已经存在不同程度的下沉、开裂；
近期此处建筑群再次发现开裂及倾斜，原房屋裂缝再次增大，最大处增大30mm，并且还在持续增大中。
2.2工程地质及水文地质条件
2.2.1工程地质概况
建筑物地基以下3m范围内土体主要为杂填土、粘土、素填土、淤泥质粉质粘土。
杂填土：
松散，由粘性土、砂土与砖块、碎石、块石、片石、炉渣等建筑及生活垃圾混成。
素填土：
松散，以粘性土及砂土为主组成，混少量碎石、砖瓦片等。
粘土：
黄褐〜灰褐色，可塑，中压缩性，含铁锰氧化物。
淤泥质粉质粘土：
褐灰〜深灰色，软流塑，高压缩性，含少许有机质及粉粒。
层粉质粘土夹粉土、粉砂：
褐灰〜深灰色，软〜流塑，高压缩性，夹少许有机质土。
该层大部分地段分布，层厚1.2〜17.6m。
层粉质黏土、粉土、粉砂夹层：
褐灰色，中压缩性，以粉质粘土、粉土为主，粉质粘土呈软塑状态，粉砂呈松散状态。
该层大部分地段分布，层厚1.3〜13.5m。
层粉细砂：
灰色，稍密〜中密，中压缩性，层中多夹粉土、粉质粘土薄层，含长石、石英、云母等。
该层分布不连续，层厚0.9〜6.7m。
2.2.2水文地质概况
勘察期间测得地下水综合稳定水位，埋深为0.35〜8.66m，相当于绝对标高16.46〜23.73m。
分为以下水层：
上层滞水：
主要赋存于人工填积层中，无统一自由水面，水量有限而很不稳定，地下水位不连续，一般由高处向低处流动或排泄，大气降水、地表水和生产、生活用水渗入是其主要的补给来源。
孔隙承压水：
主要赋存于第四系全新统冲积砂土层和砾卵石层中，水量丰富,具承压性，受河流补给
223区间隧道穿越地层情况
根据地质详勘，此处盾构上方为（3-4）层粉质粘土夹粉土、粉砂，（3-3）淤泥质粉质粘土，（3-1a）粘土，（1-2）素填土，（1-1）杂填土；盾构穿越2/3的（3-5）粉质粘土、粉土、粉砂互层，下部1/3的（4-1）粉细砂层，如图。
:
I（3-5）粉质粘土、粉土、粉砂互层
■（4-1）粉细砂层
粉土、粉砂互层,
2/3
四、施工过程中控制措施
综合考虑该段隧道的埋深、地质情况以及与建构筑物的空间关系，制定本区
段施工的指导思想为：
“安全、连续、快速、均衡通过”，并确立“压力合理、防范失水、快速掘进、注浆充分、严密监测、快速反馈、预案恰当”的施工原则。
盾构通过建构筑物的施工过程中通过加强监测、控制盾构机掘进参数的手
段，采用预注浆等措施对地下人行通道进行加固，同时在通过人行通道之前停机
检查和维修保养盾构机，确定盾构机完好后，平稳均衡地通过。
4.1预注浆加固施工
按设计要求对北湖西路地下人行通道、排水箱涵等构筑物进行预注浆等加固施工，加强施工过程质量控制，确保加固施工质量。
根据武汉地区注浆施工经验，采用袖阀管注浆工艺进行预注浆加固施工。
袖阀管法注浆是在PVC管上钻注浆孔作为注浆外管（即袖阀管），注浆孔外用橡胶圈包好，注浆时把两端都装有密圭寸橡胶塞的注浆芯管插入袖阀管，浆液在压力作用下胀开橡胶圈进入地层，逐次提升或下降芯管即可实现分段注浆。
橡胶圈的作用是当孔内加压注浆时，橡胶圈胀开，浆液从小孔中进入土层，停止注浆时橡胶圈封闭，阻止土和地下水逆向进入注浆管内。
据设计，本通道要进行压密—劈裂法加固注浆，在盾构机通过前，按照图纸对其进行加固处理。
具体见下图。
4.2盾构机掘进施工控制措施
（1）土压1.6-1.8bar，严格控制盾构土压平衡，掘进过程中确保土压浮动在0.2bar的范围内，确保掌子面的稳定性；尽量减少泡沫用量，切忌采用气压建压。
（2）在建构筑物上布置建筑物沉降监测点，盾构通过前后要进行加密监测，监测频率以1次/3h为宜，监测数据及时反馈，根据监测数据适当调整盾构掘进参数及其他参数。
（3）刀盘转速小于1.0r/min，减少刀盘对土体的扰动。
（4）严格控制盾构姿态：
水平w40mm，垂直w40mm。
（5）严格控制出土量，出土量控制在46〜48m3/环，并且出土要匀称，不得出现时多时少现象。
（6）加强渣土改良，所用膨润土须进行12h以上的膨化，溶度控制在30s左右，每环膨润土用量保持在9m3以上。
（7）调整同步注浆浆液的凝结时间4-6小时，保证同步注浆质量，并确保浆液稠度；在掘进过程中严格按规范要求做好同步注浆工作，及时填充管片背后的环形间隙。
为保证同步注浆质量，拟加大同步注浆浆液中水泥的含量，其砂浆施工配合比为（kg/m3）：
水泥:
350粉煤灰:
361膨润土:
54细砂:
700水:
460
注浆压力》2.0bar，注浆量》10m3。
根据监测情况，对注浆数量进行控制，若监测数据异常，则要加大注浆量。
（8）做好管片选型，保证管片拼装质量在盾构掘进过程中值班工程师根据盾构机姿态、盾尾间隙、油缸行程等做好管片选型工作，管片供应人员严格按指令供应合格管片，在管片拼装过程中管片拼装人员认真做好管片拼装工作，保证管片拼装质量。
（8）及时进行二次补强注浆。
为提高背衬注浆层的防水性及密实度，有效填充管片后的环形间隙，减小地表沉降量，在管片脱出盾尾后进行二次补强注浆。
二次注浆采用双液注浆机，提前准备好注浆机具和材料，利用管片预留的注浆孔向管片背后进行注浆。
浆液采用水泥－水玻璃双液浆，水泥浆、水玻璃体积比为1:
1，水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比为1:
1，注浆压力不低于3bar。
4.3监测
4.3.1监测方法
对于地面、地面建筑物等的沉降观测采用一般的水准测量手段进行，按照二等水准测量标准进行。
4.3.2监测频率
监测频率为：
盾构通过前1次/6h;
盾构通过时1次3;
盾构通过后1此/6h;
盾尾＞50m后测1次/1天；
所有沉降监测均持续至沉降稳定为止。
4.3.3监测信息反馈
监控量测资料均由计算机进行处理与管理，当取得各种监测资料后，及时进行处理分析，绘制相应图表，对监测数据进行回归分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，确定工程技术措施。
每一测点的监测结果要根据其位移变化速率和管理基准等综合判断结构和建筑物的安全状况，及时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效施工之目的。
五、施工安全质量保证措施
5.1安全保证措施
（1）掘进前充分与建构筑物的产权部门和单位充分沟通，建立联合预警体
系，保证预警电话24小时开通。
（2）坚持“安全第一、预防为主”的方针，牢固树立“安全第一”的思想，坚持班前、班中、班后三检查，严格按照各项安全生产规章操作。
消除事故隐患。
（3）参与施工的人员必须按要求佩戴、使用劳动保护用品；
（4）临时用电必须坚持“一机一闸一漏一箱”的原则，电缆、电线必须挂设整齐，严禁拖地、浸水。
拆接线路（用电器）必须由专职电工操作，严禁非操作人员操作；
（5）施工应有充足的照明；
（6）防止爆管时，高压浆液伤人；
（7）水玻璃对人体有腐蚀性，在注浆施工中戴胶手套，加强对工人的保护；
（8）同步作业、交叉作业应提前互相联系协调，作业中经常性保持沟通，必要时一方应停止作业；
（9）作业现场严禁吸烟。
工作结束时应立即搞好现场的文明施工；
（10）每班带班人员是现场的安全监督员，要积极履行职责，发现问题及时整改，如现场不能解决，应及时向项目部报告。
（11）严格按技术交底控制浆液压力，在提升过程中做好人员防护。
（12）做好现场的文明施工，物品摆放应整齐有序。
（13）现场施工人员应做好自防、互防、联防，避免安全事故发生。
5.2质量保证措施
（1）详细记录现场注浆试验数据，根据现场注浆试验情况，确定最佳注浆参数。
（2）进行详细的浆液配比试验，选定合适的注浆材料、浆液配比，保证所选浆材配比、强度、耐久性等物理力学指标满足设计的工程要求。
（3）制定详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出P（注浆压力）一Q（注浆量）一t
（时间）曲线，分析注浆效果，反馈指导下次注浆，并及时报告业主和监理工程师。
（4）严格按照工程部下发的注浆作业指导书进行同步注浆和补强注浆作业,密切关注注浆质量与数量。
（5）保证同步注浆的压力与注浆数量，确保注浆压力表的正常工作，掘进注浆压力要维持在2.0bar以上，且每一环注浆量原则上不少于10m3。
注浆速度要根据掘进速度确定。
（6）注浆时尽量保证下部压入数量高于顶部数量。
（7）成立专业注浆作业班组，由富有经验的注浆工程师和技术工人负责注浆技术工作。
（8）根据洞内管片衬砌变形和地面及周围构筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数和施工方法，发现情况及时解决。
（9）做好注浆设备的维修保养、注浆材料供应，以保证注浆作业连续进行。
（10）做好注浆孔的密封，保证不渗漏水。
六、应急预案
盾构穿越地下人行通道风险高，因此必须制定相应的应急预案，由于本区间隧道盾构穿越地层为3-5、4-1地层，地层地下水丰富，盾构掘进过程中难以控制，容易导致地表沉降过大，导致人行通道结构或路面开裂等后果。
6.1成立事故应急救援组织机构
为应对突发事件，在突发事件发生后能快速、及时的做出反应进行补救，尽
量减少人员和财产损失，项目成立事故、事件应急救援领导小组，组织机构见下
应急组织机构框图
6.2应急设备、物资准备
为保证工程或险情发生时预案实施所需的设备及物资供应，储备以下物资为预案实施储备物资，见下表。
主要应急物资储备表
序号
物资名称
单位
数量
备注
1
双液注浆泵
台
1
2
水玻璃
T
2
3
水泥
T
12
4
离心式立式抽水机
台
2
5
混凝土潮喷机
台
1
6
砂子
M3
10
7
编制袋
个
5000
8
聚胺脂注浆机
台
1
9
水溶性聚胺脂
Kg
50
10
彩条塑料布
M2
500
6.3应急措施
（1）盾构机在穿越人行通道段施工时，要严格按照施工方案和技术交底施工。
（2）沉降发生异常时，立即由总工分析原因，造成沉降原因是注浆不饱满还是开挖面压力偏低等。
（3）如果由于注浆不饱满造成的地面建筑物沉降，根据发生沉降的里程所对应的洞内位置，通过管片预留注浆孔，加注水泥和水玻璃双液浆，直至隧道上方可能存在的空间被浆液填充满。
（4）如果由于开挖面压力不够造成地面建筑物沉降，则提高仓内压力，同时增加同步注浆压力。
（5）加强地面监测，同时增加对建筑物结构状况的调查，以便指导施工。
（6）地面沉降出现异常时，应立即将情况通报业主、监理单位。
（7）若出现建构筑物开裂过大等现象，尤其是民房群、变电站要撤离住人，安排在“朝江春宾馆”中，另外，封锁现场，尤其在道路地下的下穿通道，要封锁一半的道路。
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