006 盾构穿越建构筑物既有线和管线监理实施细则.docx
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006盾构穿越建构筑物既有线和管线监理实施细则
成都地铁1号线三期土建施工监理1标
盾构穿越建构筑物、既有线及管线
监理实施细则
重庆赛迪工程咨询有限公司
成都地铁1号线三期土建施工监理1标项目监理部
二〇一六年三月
成都地铁1号线三期土建施工监理1标
盾构穿越建构筑物、既有线及管线
监理实施细则
职务
姓名
签字
编制人
专业监理工程师
谢尚国
审核人
总监理工程师
牟永洪
重庆赛迪工程咨询有限公司
成都地铁1号线三期土建施工监理1标项目监理部
二〇一六年三月
1编制依据1
2工程概况2
3东寺停车场出入线与区间隧道关系4
4盾构机下东寺停车场出入线控制措施7
5地面监测及保护监理要点11
6地下管线的监测及保护监理要点12
7危险地段盾构施工现场应急准备检查表13
8盾构施工工序的安全监理控制措施15
9安全文明施工24
成都地铁1号线三期首期工程土建施工监理1标
广都站～五根松站、牧华路站～华阳站～四河站区间盾构穿越建构筑物、既有线及管线
监理实施细则
1、编制依据
（1）成都地铁1号线三期首期工程土建施工监理1标项目监理服务合同及监理规划。
（2）成都地铁1号线三期首期工程土建施工监理1标承包合同及施工组织设计。
（3）成都地铁1号线三期首期工程土建施工监理1标经批准并通过设计图会审的设计图纸及文件。
（4）《建设工程监理规范》（GB50319—2013）。
（5）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003版）。
（6）《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008。
（7）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）。
（8）建设工程安全生产管理条例（2004年2月1日）；
（9）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）。
（10）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）。
（11）《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-2005）。
（12）《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）。
（13）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）。
（14）《建筑变形测量规程》（JGJ8-2007）。
（15）《预制混凝土构件质量检验评定标准》（GBJ321-90）。
（16）《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）。
（17）《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-2007）。
（18）《混凝土外加剂》（GB8076-2009）。
（19）《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）。
（20）《地下工程防水技术规范》（JB50108-2008）。
（21）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）。
（22）《建筑工程文件归档整理规范》（GB/T50328-2001）。
（23）成都市及市轨道交通有限公司制定的有关工程质量验收、安全评定标准及规定。
（24）专家评审过的《1号线三期1标盾构区间危险源安全专项施工方案》
2、工程概况
（1）、工程概述
成都地铁1号线3期位于成都市华阳地区，本标段区间工程包含：
广都站~五根松站盾构区间、四河站~华阳站~牧华路站盾构区间，共计3个盾构区间，5个联络通道（其中3个联络通道设置废水泵房）和12个洞门。
广都站~五根松站区间由1号线南延线工程广都站东端出发，左右线均接半径为350m曲线逐渐向南偏转，左线正穿东寺停车场出入场线区间，然后正穿梓州大道（红星路南延线）后于梓州大道东侧沿梓州大道敷设，最后侧穿规划的东寺停车场上跨桥桥桩（部分桥桩未施工）后到达五根松站。
区间隧道纵坡最大坡度26‰，最小平面曲线半径350m。
工程概况如下图：
（2）、工程地质
根据详勘报告与补勘资料，广都站~五根松站盾构区间穿越东寺停车场出入线区间隧道拱顶埋深为11.56~16.97m。
覆土从上至下依次为①1杂填土，③23粉质粘土，③31粉土，③51细砂，③82中密卵石土，⑤12强风化泥岩，⑤13中等风化泥岩。
右线侧穿段盾构隧道穿越地层为③82中密卵石土，⑤12强风化泥岩，⑤13中等风化泥岩，主要以穿越⑤13中等风化泥岩为主。
（3）、水文情况
1）地下水的类型
本穿越东寺停车场出入线区间段地下水类型主要有两种：
一是赋存第四系砂卵石地层中的孔隙型潜水，二是基岩裂隙水。
第四系孔隙水主要赋存于砂、卵石土中，具微承压性，砂卵石土层比较松散，含水丰富，含水层厚度7.6~13.1m。
本区间基岩为砂岩和泥岩，地下水赋存于基岩风化带裂隙中，含水层透水性及富水性差，水量贫乏，属于弱透水层。
2）土层的透水性和富水性
杂填土①1：
分布于地表，渗透系数差异较大。
粉质粘土③22、③23：
为弱透水层，富水性较差，位于地下水位以上，根据成都地区经验系数，渗透系数k=0.5×10-4m/d。
细砂层（③51）：
呈透镜状分布，根据成都地区工程经验系数，渗透系数k=8.0m/d，为中等透水层，富水性较好。
卵石土层（③81、③82）：
广泛分布，根据抽水试验和成都地区的降水经验，渗透系数k=20.0m/d，为强透水层，富水性好。
强风化、中等风化泥岩（⑤12、⑤13）：
广泛分布，为弱透水层，富水性差，根据成都地区经验系数，渗透系数k综合取值为0.50m/d。
中等风化砂岩（⑤23）：
广泛分布，为弱透水层，富水性差，根据成都地区经验系数，渗透系数k综合取值为0.50m/d。
3）地下水腐蚀性评价
本穿越东寺停车场出入线区间段的地下水和土均对混凝土结构以及钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。
3、盾构穿越的建构筑物、既有线及管线
3.1东寺停车场出入线与区间隧道关系
在广都站~五根松站区间右线GYDK25+965~GYDK26+070（662～759环）里程范围内侧穿东寺停车场出入场线区间；左线GZDK25+968~GZDK26+140（681～823环）里程范围内侧穿东寺停车场出入场线区间，在GZDK26+140~GZDK26+200（630～680环）范围内左线下穿东寺停车场出入场线区间，水平交角约为18°，穿越段隧道顶埋深12～17.3m，水平曲线半径R=350m，竖曲线为26‰的上坡，与出入场线区间的垂直距离为1.2～4.1m。
盾构正线隧道穿越地层为中密卵石层。
如图：
图3-1区间线路平面布置图
图3-2盾构隧道与东寺停车场出入线区间A-A剖面图
图3-3盾构隧道与东寺停车场出入线区间B-B剖面图
图3-4东寺停车场出入线区间预加固区1-1剖面图
图3-5东寺停车场出入线区间预加固区2-2剖面图
图3-6盾构隧道与东寺停车场出入线区间正穿实景图
3.2、盾构侧穿栢顿酒店
华阳站~四河站区间右线7-40环范围内，盾构侧穿柏顿酒店，侧穿前施工树根桩（167根）对区间、建筑进行隔离。
该建筑物为框架结构，地上6层，地下1层，预制桩基础，右线管片外边缘与大楼基础底部间距约为2.04m，桩底距离隧道顶垂直距离0.3m，该段隧道穿越地层为中风化泥岩层。
柏顿酒店与隧道关系平面图
现场情况
3.3、盾构上跨1号线南延线既有线，同时下穿污水管
四河～华阳站区间左线在ZCK25+030～25+090范围上跨1号线南延线左右线区间，与左线最小距离2.95m,与右线最小距离3.24m。
上跨部分隧道覆土深度最浅约4.35米，且平行下穿DN500污水管，穿越地层为砂卵石、细砂、粉土、粉砂层。
污水管为砼预制管，埋深2.8-3.1m，与隧道结构最近距离1.09m。
4、盾构穿越建构筑物、既有线和管线的控制措施
4.1管理措施
4.1.1、穿越前，要求承包商做好充分的准备工作，满足穿越条件后，监理组织穿越条件预验收，通过后书面申请报地铁公司进行正式条件验收，验收通过后方可进行穿越施工。
4.1.2、督促承包商全面进行设备检查及维护：
在盾构机穿越危险源前，对盾构机进行专门的检查和维护保养，目的是保证盾构机无故障地进行24小时连续掘进，快速通过危险源，
4.1.3、要求承包商对人、机、物等得到保障
承包商人员准备充分，保证24小时连续推进盾构掘进实行两班作业运转。
即白班、夜班，每班每天作业12小时，工作1天。
作业人员运转正常，保证盾构机24小时连续掘进。
在盾构机进入危险源前，项目部应组织人员，对盾构及相应辅助设备、施工人员、及物资储备等进行充分检查。
以确保在穿越过程中，盾构机能24小时连续推进。
4.2洞内注浆措施及其它加固措施
4.2.1下穿东寺停车场出入线：
根据设计要求，严格要求承包商在盾构隧道左线下穿段（630环~680环），里程GZDK26+140~GZDK26+200范围内，采用1.2mA型多孔管片，在管片上增设注浆孔。
在盾构通过后，根据地质及监测情况，对隧道顶部180°，1.2m范围内的地层进行洞内注浆加固。
洞内注浆加固通过注浆孔进行，利用注浆孔打设注浆管。
注浆管采用φ42*3.5mm的钢花管，其长度为1.2m。
注浆浆液采用水泥浆，浆液配合比为1：
1，注浆压力需达到0.3~0.5Mpa。
由于穿越东寺停车场出入线位于R=350m左转弯曲线上，在曲线段掘进时除为保证管片上浮、补充同步注浆收缩产生的施工间隙；并使同步浆液快速凝固，提供管片受推进千斤顶向曲线外侧的分力的反作用力，防止管片向曲线外侧移动使管片错台。
因此管片脱出盾尾第1环，每环进行二次注浆，在1点、2点、3点、11点位置开孔注浆，进行二次注浆。
4.2.2上跨1号线南延线，下穿DN500污水管
在里程ZDK25+020~ZDK25+090范围内，管片上增设注浆孔，根据地质及掘进情况，对隧道底120°，2m范围内的地质进行注浆加固。
根据掘进情况和监测数据选择合适的时机进行注浆加固作业。
在地面对ZDK25+020.000~ZDK25+090.000范围内DN500污水管进行注浆加固,在污水管两侧分别布置两排袖阀管，间距1m，梅花型布置，注浆需与区间结构保证至少0.5m的净距。
袖阀管采用φ80的PVC管，其中在土体加固范围内的管为带橡胶皮套的花管。
加固土体有良好的均匀性、自立性、密封性，加固后的土体无侧限抗压强度不小于1MPa。
4.2.3侧穿栢顿酒店
YDK25+930~YDK25+980里程范围内，在柏顿酒店预制桩与右线盾构区间之间斜向15度角打入Φ150@300树根桩，桩长深入区间底板下1m，总长约18m。
桩砼采用C30混凝土，纵向采用3C25钢筋，采用钢筋接驳器连接。
采用注浆机对钻孔进行三次注浆。
第一次注浆，采用常压注浆全孔长，注浆压力0.4～0.6MPa，水泥浆水灰比0.5：
1；第二次注浆，第一次注浆完成后10～15h进行，采用中高压注浆，注浆压力1.0～1.5MPa，水泥浆水灰比0.75：
1；第三次注浆在第二次注浆完成后5～10h进行，采用普硅525水泥+0.04%微膨胀剂，注浆压力1.5～2MPa，水泥浆水灰比0.75：
1。
监理对树根桩的钻孔深度、间距、钢筋笼安装、砼回填、注浆过程进行检查验收。
4.3掘进参数控制
4.3.1、严格控制出土量，禁止发生超挖、欠挖等现象。
对出渣量采取双控制管理措施，第一、通过油缸行程管理对渣土的体积统计；第二、通过对出渣的重量称重，统计每环出渣量的总重量，并及时与体积记录相复核，根据每环的行程量及出渣情况统计分析，得出出渣情况超欠挖分析报告。
4.3.2、严格控制同步注浆量和浆液质量，并及时进行二次注浆。
在管片上增设注浆孔、预埋注浆管，根据地质及掘进情况，选择合适的时机对隧道周边一定范围内的地层进行注浆加固。
同步注浆采用注浆压力与注浆量双控标准，注浆压力控制在0.1～0.15MPa之间，注浆量控制在6m³以上（根据盾构掘进行程、出土方量综合确定），以确保同步注浆的饱满度。
4.3.3适当提高掘进土仓压力（土仓压力设定为理论值的1.0～1.1倍），并在掘进中不断调整优化。
土仓压力通过采取设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两种方法建立，并应维持切削土量与排土量的平衡，以使土仓内的压力稳定平衡。
4.3.4盾构机的掘进速度主要通过调整盾构推进力、转速（扭矩）来控制，排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节。
在实际掘进施工中，应根据地质条件、排出的碴土状态，以及盾构机的各项工作状态参数等动态地调整优化。
4.3.5掘进时应采取碴土改良措施增加碴土的流动性和止水性，密切观察螺旋输送器的土塞和出土情况以调整添加剂的掺量。
4.3.6推进速度控制在30～50mm/min，并根据监测结果和排土情况调整。
螺旋机转速根据设定土压力与推进速度匹配。
4.3.7盾构掘进方向的控制与调整
推进油缸按上、下、左、右分成四个组，每组油缸都有一个带行程测量和推力计算的推进油缸，根据需要调节各组油缸的推进力，控制掘进方向。
在实际施工中，由于管片选型错误、盾构机司机操作失误等原因盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值；在稳定地层中掘进，因地层提供的滚动阻力小，可能会产生盾体滚动偏差；在线路变坡段或急弯段掘进过程中，有可能产生较大的偏差，这时就要及时调整盾构机姿态、纠正偏差。
盾构机在内侧的偏移量宜控制在20mm，盾构机前点每次纠偏小于3mm。
随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，须通过人工测量来进行精确定位。
为保证推进方向的准确可靠，每10m（8环左右）进行一次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。
5、对建构筑物和既有线的监测和保护监理要点
（1）、承包商应在可能引起建筑物损坏的主要工程开工前进行调查，调查开始前承包商应就可能引起地面位移或振动的设备的使用获得工程师的批准。
（2）、承包商应拥有专业摄影员在施工前对建筑物之状况进行记录和摄影。
承包商还应拥有合格和工程师和有经验的土地测量员指导摄影员的工作。
（3）、承包商应在建筑物业主在场的情况下，进行目检并记录在工程影响范围内所有建筑物在施工前的状况。
（4）、工程师可以在施工中甚至完工后有选择地要求对建筑物进行进一步的调查，并予以记录。
（5）、在提交各种调查资料、成果和报告的同时，承包商应在隧道施工前向工程师提交一份专门报告，向业主指明需要进行保护的建筑物，根据建筑物实际状态进行风险分析，指明所需进行的保护类型。
（6）、盾构施工前必须对可能穿越的建（构）筑物进行调查，并根据以往的工程实际，预测施工对建筑物的影响，并制定有针对性的预案。
（7）、盾构施工中承包商必须对地表及建筑物沉降进行监测，继续进行建筑物状态调查，施工期间应根据工程进展情况提出有关建议，并根据监测结果调整和优化盾构施工参数。
（8）、建筑物变形测量应在盾构机开挖面附近（盾构机前方30米到后方50米）每天进行及每周进行后期观测直到沉降稳定，当测量值变化较大或应工程师要求时应增加观测频率。
（9）、下穿重要建（构）筑物时必须编制有针对性的下穿施工方案，具体方案内需要包括：
1）盾构隧道与建构筑物位置关系及下穿段地质条件《下穿平面图、纵包面图，按照下穿距离划分区段进行掘进：
具体可参考预警区（12环）---风险区（6环）---危险区（建构筑物正下方环数）进行划分》。
2）盾构掘进时间安排、掘进模式及参数《下穿的工期安排：
根据下穿的区域进行掘进速度的预测安排，各区段掘进所需时间，下穿开始---结束时间需要天数；各区段的掘进参数控制，预设，采用的掘进模式》。
3）施工监测图极其穿越各区段的监测频率。
4）下穿过程中事故类型及危害程度分析，应急物资准备
（10）、承包商若发现建筑物变形有异常现象时，应立即报告监理工程师，并采取有效防护措施。
（11）、对既有线的监测项目和变形控制要求
6、地下管线的监测及保护监理要点
（1）、施工前，承包商应对位于盾构影响范围内管线的种类、位置、形状、尺寸、材料和管道的试验结果进行调查，并将调查结果递交有关部门确认，报监理工程师存档。
（2）、承包商应对受影响的管线做出分析和评价，对重要管线和施工中难以控制的管线施工前应根据不同情况采用迁移、加固措施。
并提交监测方案和保护措施给监理工程师和业主。
（3）、在监理工程师主持下，由承包商和地下管线主管部门讨论确定管线的保护范围和保护措施，并由承包商负责实施。
（4）、承包商应与有关单位协商确定不同的地下管线的容许变形值，并报监理工程师备案。
（5）、承包商应向监理工程师和有关机构提供以下资料，只有获得两方的书面批准后才能开工：
1）永久施工工艺图和临时工程施工工艺图以显示施工细节和施工计划。
2）现有管线的实际位置及与新建工程的接口或冲突之外。
3）拟用的施工办法，拟用支持和保护系统的详细情况和监测其变形的方法。
（6）、承包商与管线有关单位的联络应在提前三个月进行。
（7）、应设定合理的掘进参数控制地下管线的变形。
盾构掘进时应及时调整掘进速度和出土量，从而减少地表的沉降和隆起。
在掘进过程中，必须严格控制同步注浆压力和注浆量来保证注浆质量。
（8）、施工中，应加强对管线的监测，时刻掌握管线的动态变化。
地下管线的变形监测应在盾构机开挖面附近（盾构机前方10米到后方20米）每天进行及每周进行后期观测直至沉降稳定，当测量值变化较大或应工程师要求时应增加观测频率。
（9）、污水管上方采用直接法布置测点，有窖井的位置可直接在管顶或沟顶制作沉降标示；管线沉降监测测点埋设时应注意准确调查核实管线的埋设深度、位置，确保测点能够准确的反应管线变形，采用钻孔埋设方式测点埋设前应探明有无其他管线，确保埋设安全。
7、危险地段盾构施工现场应急准备检查表
危险地段盾构施工现场应急准备检查表
施工标段：
检查日期：
序号
检查项目
检查内容
责任
单位
规定完成
时间
是否
完成
备注
1
地质勘探
和环境调查
地质详勘和补勘报告（物探报告）
重大危险源辨识登记及管理预案
2
盾构施工
方案
专项施工方案（工法论证）
施工方案专家评审意见
建设主管部门审查备案
水务主管部门审查备案
地面、河道、建筑物预加固措施
遇险时隧道二次补浆方案
3
施工准备
及实施策划
质量安全技术交底
设备检修及配件准备
材料（管片及浆液）验收及倒运方案
模拟段试验及盾构参数确定
盾构掘进详细策划（附图）
4
监测方案
施工及第三方监测方案与各项初始值确定
预警机制及报警值、控制值指标确定
监测数据发布指导信息化施工方案
5
应急抢险
准备工作
应急抢险领导小组名单（附手机号码）
隧道内和地面建筑物注浆加固材料、设备、连接管线和有关转运机械
居民应急疏散方案（安置地点、疏散线路、责任人）
6
全天候
值班安排
汇总各责任单位24小时值班人员
（姓名、职务、电话、邮箱等联系方式）
施工单位：
监理单位：
8、盾构施工工序的安全监理控制措施
8.1盾构掘进安全风险分析
（1）施工特点：
隧道盾构法施工是一项风险性较大的施工方法，盾构施工人机交错的特征十分明显，起重伤害、电机车伤人、机械伤害、高处坠落等多种事故发生的可能始终贯穿着施工的全过程。
机械设备高频率运转等客观因素注定了安全管理监控具有较高的难度。
盾构施工工序流程达到十几个，覆盖面相当广，其中有多个部位被列为安全重点部位。
垂直运输、水平运输、管片拼装都是人机交错、危险性很高的工序,且属于长时间的连续作业，一旦轻视、疏忽就会发生重大安全事故。
隧道盾构施工重要风险部位流程，施工主要风险:
管片堆场
垂直运输
水平运输
车架段交叉作业
管片拼装
盾构施工工序复杂，安全问题突出，在管理部位施工过程中，必须由安全终端责任人和专职安全员进行旁站、监控。
（2）施工主要风险：
盾构机设备进水（盾尾渗漏）；附属设备的安全（龙门吊基础下方空洞，导致门吊倾覆倒塌）；注浆管理（注浆压力过大，导致管片崩裂，破损漏水、错台等）；盾构机体滚动（扭矩过大导致盾体随着刀盘同向旋转）；联络通道塌方；地面塌陷，或建构筑物变形。
几个主要因素：
1）掌子面切削对土体的扰动；
2）盾尾间隙的存在；
3）异常地层入空洞存在的影响；
4）出土量异常的影响；
5）软弱不均地层、喷涌的影响
（3）控制要点：
1）土（泥水）压力的建立，动态的土压平衡
2）出土量（排浆量）控制
3）注浆控制：
同步、二次注浆
4）掘进速度的控制
5）严格的监测
8.2盾构掘进过程中的安全监理控制要点
（1）盾构掘进前
1）督促承包单位充分了解地质情况，及时编制可行的安全施工专项方案，按规定程序报相关单位、部门审核和审批。
采用地质预报辅助手段，确保施工方案、安全措施合适。
2）督促承包单位对操作人员进行培训，充分熟悉盾构机及其他相关机械的性能和使用操作；
3）督促承包单位加强作业人员岗前检查，禁止过度疲劳和酒后操作，按规定佩带劳保用品，配备应急用具；
4）督促承包单位做好施工管理，确保作业人员遵守作业现场规矩，明确作业内容，明确联络方式，保持畅通的联络，服从指挥。
5）督促作业人员在运转操作前进行例行检查，确认盾构机及其他配套机械运转状态正常，操作室、动力控制室保持整洁。
（2）盾构始发阶段
1）防止盾构机侧滚。
2）防止电缆、液压管断裂。
3）始发要徐徐操作，低速掘进。
（3）盾构掘进中
1）督促承包单位明确紧急避难路线，并确保路线随时保持畅通。
2）督促承包单位作业人员严格执行相关操作规程或规定，如运转操作时手部应保持干净、熟悉螺旋输送器闸门的紧急关闭方法、禁止随意变更电器装置的设定值、远距离操作中作业人员互相确认并保持联络等。
3）督促承包单位采取有效措施，防止盾构机侧滚和其他机械倾翻。
4）督促承包单位加强后续设备通道管理，确保通道上无障碍物。
5）督促承包单位加强作业人员的安全教育、培训和管理，提高自我保护意识，如在安全管片时，防止身体被机械夹住、被螺旋输送器闸门夹住、被保圆器夹等。
6）掘进作业中，督促承包单位加强机械设备的运转状态监测，发现机械异常响声或异常状态时应及时进行适当的处置，还要提防泥、水从螺旋输送器闸口喷出；
（4）盾构掘进中止情况有
盾构推进过程中，遇有下列情况之一时，必须立即要求承包商停止掘进，分析查明情况，措施到位后再施工。
1）盾构前方发生坍塌或遇有障碍；
2）盾构自转角度过大；
3）盾构位置偏离过大；
4）盾构推力较预计的值有较大出入时；
5）管片发生裂缝或注浆发生故障时；
6）盾构掘进扭矩发生较大波动时；
7）盾壳卡住隧道衬砌环；
8）盾构上飘或磕头，推进坡度难以掌握。
8.3盾构施工用电管理
（1）临时用电安全管理档案检查
1）检查、审核临时用电专项施工组织设计，审核承包单位临时用电安全组织管理架构、人员资质及到岗到位情况。
2）检查、审核承包单位临时用电安全操作规程：
包括倒闸操作、停
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