暗挖隧道穿越三环路丽泽桥施工应急预案.docx
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暗挖隧道穿越三环路丽泽桥施工应急预案
地铁14号线工程西局站～东管头站区间
暗挖隧道穿越三环路丽泽桥施工应急预案
2011年12月22日
第1章编制依据
1.北京地铁14号线工程勘察01合同段05标段地下管线勘测成果表（2009物002）。
2.《北京地铁14号线工程西局站～东管头站区间主体结构》设计图、《北京地铁14号线工程西局站～东管头站1#竖井及联络通道》设计图、《北京地铁14号线工程西局站～东管头站2#竖井（兼轨排井）及联络通道》设计图。
3.《关于加强重大工程安全质量保障措施的通知》（发改投资[2009]3183号）。
4.《北京市建设委员会关于加强北京市轨道交通工程施工安全质量管理意见》（京建施[2009]140号）。
5.《北京市轨道交通建设工程技术风险识别制度（试行）》（京轨建指[2009]45号）。
6.《关于加强地下管线安全防护工作的通知》（京政容发[2009]27号）。
7.《北京市建设工程施工现场生产安全事故及重大隐患处理规定》（京建施[2009]889号）。
8.《关于加强重大工程安全质量保障措施的通知》（[2009]3183号）。
9.《北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系》（试行）（2008年9月）。
10.施工现场的实际情况考察。
第2章工程概况
2.1工程概况
北京地铁14号线工程土建施工05合同段，西侧与城乡建设施工的西局站相接，东侧与住总集团施工的06标段相接。
包括：
东管头站、丽泽商务区站两个明挖车站和西局站～东管头站、东管头站～丽泽商务两段暗挖区间，线路全长2236米，车站总建筑面积53301.6平方米，工程造价6.945亿，线路位于现状丽泽路南侧辅路上。
西局站～东管头站区间的左线设计里程为K11+863.652～K13+021.480，在设计里程K13+014.129处设一长链长0.129m，左线设计范围全长1157.957ｍ，右线设计里程为K11+863.652～K13+021.480，右线设计范围全长1157.828m。
本区间采用暗挖法施工。
区间设2个施工竖井，其中1#竖井在丽泽桥区范围内（设联络通道），竖井内净尺寸4m×6m，为倒挂井口格栅结构；2#竖井在丽泽桥东侧规划绿地内，兼做轨排井（设联络通道），竖井内净尺寸7m×30m，为1000护坡桩+锚索围护结构，桩间距1600。
区间隧道主要穿越卵石、圆砾层，隧道顶面覆土为10.76~14.94m。
本段区间侧穿及下穿西三环丽泽桥桥桩为一级风险源；下穿8米宽暗雨污水合流的方沟为一级风险源；区间下穿1～2层既有房屋和雨水管线为二、三级风险源。
2.2工程地质概况
本次勘察的控制性勘探孔最大深度为46.00m。
按照地层沉积年代、成因类型、地层岩性及其物理力学性质对地层进行划分，各相关工点范围土层情况基本一致，自上而下分别为：
杂填土①1、粉土填土①、粉砂-细砂②3、圆砾-卵石②5、卵石⑤、卵石⑦，只是各土层厚度略有不同。
其中除卵石⑤层属Ⅴ级围岩外，其余各土层均属Ⅵ级围岩。
场地抗震设防烈度为Ⅷ度，设计基本地震加速度值为0.2g（50年超越概率10％所对应的峰值加速度），设计地震分组为第一组。
2.2工程水文地质情况
⑴场区水文地质条件
本工程场区属北京市工程水文地质分区中的Ⅲb区。
拟建场地地面下46.00m深度范围内的松散沉积层中主要分布1层地下水，地下水类型为潜水。
⑵地下水位动态
潜水主要赋存于标高24.39～28.57m以下的砂、卵石层（相应于工程地质剖面图中的⑦层及⑦1层）中。
工程场区当前水位（潜水）标高为20.38～21.28m（2009年6月5日～8月10日水位平均值）。
“工程地质剖面图”中，在钻孔内未标注出上述地下水水位，这主要是受在粗颗粒地层中钻探工艺的限制，对于采用泥浆护壁钻进的勘探孔，无法于孔内准确量测出稳定的地下水静止水位，但并不代表相应钻孔内无该层地下水分布。
第3章风险工程统计
本工程区间隧道下穿丽泽桥主桥及匝道桥，同时隧道下穿多条地下管线，带来很大的施工风险。
3.1风险工程统计
本工程风险源共24个，其中自身风险共4个，环境风险共20个；一级风险源共5个，二级风险共17个，三级风险共2个。
西局站~东管头站风险工程统计表
序号
风险工程
类别
风险工程
名称
位置、范围
风险基本状况描述
风险工程等级
1.1
环境风险
区间侧、下穿西三环丽泽桥桥桩、挡墙和桥台
左K12+090～K12+153.855
右K12+161.880～K12+199.697
K12+300～K12+460
K12+600～K12+660
区间多次侧穿西三环丽泽桥桥桩，桥址位于西三环与丰北路相交处，为全方向互通式立交桥，由2座通道桥和8座匝道桥组成。
基础形式均为柱下或承台下接钻孔灌注桩。
区间结构距桥桩最近净距1.05m。
区间左线在入桥区与出桥区处下穿匝道桥下扩大基础。
基础底距结构顶约9m。
一级
1.2
环境风险
区间下穿8510X2000砖石雨水管沟
左K12+045.498～K12+055.166、
右K12+057～K12+108.6
区间于左K12+045.498～K12+055.166垂直下穿8510X2000砖石雨水管，区间于右K12+057～K12+108.6斜穿8510X2000砖石雨水管，结构顶距管底净距9.78m。
一级
1.3
环境风险
区间下穿DN1200、DN1400、DN2000砼雨水管沟
左K11+863.652～K11+957.547、
左K11+957.547～K11+985、
左K12+269～K12+275、
右K12+217.2～K12+233.2
区间于左K11+863.652～K11+957.547平行下穿砼DN1200雨水管，区间于左K11+957.547～K11+985斜穿砼DN1400雨水管，结构顶距管底净距7.3m。
区间于左K12+269～K12+275斜穿砼DN2000雨水管、区间于右K12+217.2～K12+233.2斜穿DN2000雨水管，结构顶距管底净距11.79m。
一级
1.4
环境风险
区间左线下穿砼DN1000、DN1200、DN1800雨水管、2×DN1550雨水管、临近砼DN2000雨水管
左K12+730.2、
左K12+736～K12+865、
左K12+865～K12+988
区间于左K12+730.2下穿DN1000雨水管，左K12+865垂直下穿DN1200、左K12+736～K12+850斜穿DN1800雨水管、左K12+988垂直下穿砼2×DN1550雨水管、左K12+850～K12+988临近砼DN2000雨水管，结构顶距管底净距约为9.68m
一级
1.5
环境风险
区间垂直下穿φ1050污水管
K12+140.09
区间K12+140.09垂直下穿污水管，结构顶距管底净距约为9.32m
一级
2.1
自身风险
区间施工竖井
K12+457.35
采用格栅支护，倒挂井壁法施工。
竖井平面开挖尺寸5.2×6.6m，深度25m。
二级
2.2
自身风险
施工横通道兼联络通道及泵房
K12+457.35
拱顶直墙断面，5.7宽，高约9.08（2层开挖），采用矿山法施工，该处地质为卵石层。
二级
2.3
自身风险
轨排井
K12+758～K12+790.6
轨排井总长32.6m，明挖施工，标准段宽度最大约8m，底板埋深约20.65m，顶板覆土为5.97m，采用钻孔桩+锚索支护；为地下两层三跨箱型框架结构，车站东端采取矿山法施工。
二级
2.4
环境风险
区间侧下穿北京金杯贸易有限公司2层建筑
K12+047～K12+060
区间于K12+047～K12+060范围内侧下穿北京金杯贸易有限公司2层建筑，结构顶距基础净距12.75m。
二级
2.5
环境风险
区间左线斜穿砼DN600雨水管、DN800雨水管
左K12+103～K12+122、
左K12+133.488、
右K12+133.490
区间于左K12+103～K12+122斜穿DN600雨水管、区间于左K12+133.488垂直下穿DN600雨水管、区间于右K12+133.490垂直下穿DN800雨水管、结构顶距管底净距约为10.5m
二级
2.6
环境风险
区间临近高压塔和平房
右K12+255
区间于右K12+255临近高压塔，平面距离为11.35m，结构顶距高压塔基础竖向距离约为11.3m。
二级
2.7
环境风险
区间右线下穿砼DN600雨水管
左K12+358.55、
右K12+359.3
区间基本垂直下穿该雨水管，结构顶距管底净距约为14.2m
二级
2.8
环境风险
区间下穿砼DN1100雨水管
K12+402.4
区间基本垂直下穿该雨水管，结构顶距管底净距约为12.8m
二级
2.9
环境风险
区间联络横通道下穿砼DN500雨水管
右K12+457.35
区间联络横通道斜穿该雨水管，结构顶距管底净距约为12.3m
二级
2.10
环境风险
区间右线下穿砼DN500雨水管
右K12+481
区间右线斜穿该雨水管，结构顶距管底净距约为13.1m
二级
2.11
环境风险
区间斜穿砼DN600、DN800雨水管
左K12+639、
左K12+663、
右K12+633
区间斜穿该雨水管，结构顶距管底净距约为11.4m
二级
2.12
环境风险
区间左线临近铸铁DN600给水管、下穿DN400给水管、DN600给水管
左K11+863.652～K12+030、K12+023、左K12+033
区间于左K11+863.652～K12+030临近铸铁DN600给水管，水平间距约2.5m，K12+023垂直下穿DN400给水管，左K12+033斜穿DN600给水管，结构顶距管底净距约为10m，
二级
2.13
环境风险
区间右线斜穿铸铁DN600给水管
右K12+161、
左K12+213、
左K12+213～K12+351、
左K12+351
区间右线斜下穿该给水管，结构顶距管底净距约为12.7m。
二级
2.14
环境风险
区间右线垂直下穿铸铁DN1200给水管、斜穿铸铁DN600给水管
右K12+405、
左K12+454、
左K12+855～K13+21.48
区间于右K12+405、左K12+454垂直下穿铸铁DN1200给水管，结构顶距管底净距约为14m，区间于左K12+855～K13+21.48斜穿铸铁DN600给水管，结构顶距管底净距约为10.7m。
二级
2.15
环境风险
区间左线下穿钢DN500、DN600燃气管
左K12+337～K12+450、
右K12+357、右K12+413
区间左K12+337～K12+450下穿钢DN500燃气管，右K12+357垂直下穿DN600燃气管，右K12+413垂直下穿钢DN500燃气管，结构顶距管底净距约为14.15m
二级
2.16
环境风险
区间左线垂直下穿DN400污水管
左K12+985
区间左K12+985垂直下穿污水管，结构顶距管底净距约为7.4m
二级
2.17
环境风险
区间左右线垂直下穿φ1950电力管
左K12+316～K12+423、K12+420
区间左K12+316～K12+423平行下穿φ1950电力管，区间K12+420垂直下穿φ1950电力管，结构顶距管底净距约为6.37m
二级
3.1
自身风险
区间矿山施工
左K11+863.652～K13+21.480；
右K11+863.652～K13+21.480
区间隧道全长1157.957m（左线）。
均为单线单洞区间，采用矿山法施工。
结构覆土厚度为10.76～14.94m，隧道穿越地层主要为卵石⑤层、卵石⑦层。
区间结构位于水位以上。
三级
3.2
环境风险
区间左线斜穿钢DN100、DN80工业管
左K12+001、
右K12+146、
左K12+322、
右K12+349、
K12+363、
区间左线下穿该工业管，结构顶距管底净距约为10m
三级
说明：
1、本工程风险源共24个，其中自身风险共4个，环境风险共20个。
2、本工程一级风险源共5个，二级风险共17个，三级风险共2个。
3.2丽泽桥区桥桩及管线统计
3.2.1丽泽桥区桥桩统计
丽泽桥区桥桩统计表
序号
桥梁名称
起点桩号
终点桩号
桥梁长度（m）
桥梁宽度（m）
桥梁面积（㎡）
1
主桥A
K3+896.0
K3+946
50
26.2
1310
2
主桥B
K4+423.60
K4+487.40
50
26.2
1310
3
公交停靠站1号桥
0+56.0
0+137.7
81.7
11.2
920
4
公交停靠站2号桥
0+55.8
0+137.5
81.7
11.2
920
5
Z3匝道桥
K0+243.83
K0+414.88
168
8.2
1380
6
Z4匝道桥
K0+376.94
K0+744.50
K0+608.64
332.5
8.2、
8.86～16.87
3205
7
Z5c匝道桥
K0+731.31
K0+943.89
211.3
8.2
1740
8
Z6匝道桥
K0+279.25
K0+670.11
391
8.2
3210
9
Z7a匝道桥
K0+060.5
K0+115.3
50
8.2
410
10
Z7b匝道桥
K0+551.76
K0+615.15
62
8.2
510
11
Z7c匝道桥
K0+702.63
K0+949.71
247
8.2
2020
12
Z8匝道桥
K0+442.91
K0+812.23
370.3
8.2
3040
13
K4+657通道桥
K4+653
K4+653
8
34.49～34.61
280
14
1、3号梯道桥
K0+43.964、K0+44.664
23.22、23.57
2.5
117
3.2.2丽泽桥区管线统计
桥区管线统计表
序号
匝道桥编号
桥桩编号
管线类型
规格
材质
埋深
（m）
走向
与隧道关系
1
Z3
Z3-4
给水管线
DN600
铸铁
2.19
东北—西南
斜穿
2
Z5c
Z5c-6
燃气管线
DN400
钢管
0.87
东西
平行
3
给水管线
DN600
铸铁
1.71
东西
平行
4
雨水管线
DN600
混凝土管
0.87
东西
平行
5
Z6
Z6-4
燃气管线
DN600
钢管
0.87
东西
平行
6
给水管线
DN600
铸铁
1.71
东西
平行
7
燃气管线
DN500
钢管
1.83
东南—西北
斜穿
8
Z6-5
雨水管线
DN600
混凝土管
1.06
东西
平行
9
Z7c
Z7c-4
雨水管线
DN500
混凝土管
1.5
西北—东南
斜穿
10
给水管线
DN1200
铸铁
2.78
东西
平行
11
Z8
Z8-3
燃气管线
DN500
钢管
1.54
南北
垂直上穿
12
Z8-2
给水管线
DN1200
铸铁
2.98
东西
平行
第4章施工应急预案
为了预防和控制重大事故的发生，并能在重大事故发生后有条不紊地开展救援工作，根据本工程施工的特点、范围，对施工现场易发生重大事故的部位、环节进行监控，制定施工现场生产安全事故应急救援预案，根据应急预案建立应急救援组织，配备必要的应急救援器材、设备，并定期进行演练。
4.1应急救援组织
应急救援组织机构见【应急救援组织机构图】。
4.2预防措施和应急预案
4.2.1预防措施
（1）开挖施工前，对开挖影响范围内所有建（构）筑物、地下管线等进行一次普查，并准确掌握桥面结构型式、桩基基础以及与隧道的平、剖面关系等；
（2）对隧道通过和影响地段进行空洞普查，对查出的空洞采取注浆或其他措施回填，保证回填密实；
（3）隧道通过地段，从超前加固措施、开挖方法、支护手段、回填和加固注降等方面制定专门的措施；
（4）加强隧道拱顶沉降、收敛、地表沉降、桥梁沉降和差异沉降和相邻重要地下管线等监控量测工作。
如发现沉降或收敛偏大或异常，应立即停止开挖及时注浆和补注浆；
（5）根据隧道的不同施工阶段对总变形值进行目标分解，分解到不同施工阶段进行控制；
（6）根据监控量测结果加以整理和分析以指导和修正施工参数。
4.2.2应急预案
（1）立即停止开挖，封闭所有施工掌子面，在桥梁底部用军用梁或其它顶升设备架设临时支撑，确保桥梁结构安全。
同时，对开挖影响范围内的桥梁周边和（或）洞内土体进行进一步注浆加固，注浆的同时即时对桥梁进行监测，根据监测情况调整注浆压力、注浆量、注浆工艺、注浆部位等参数，以主动控制其沉降。
（2）组织专家讨论分析造成沉降速率超限的原因和相应的控制措施。
（3）邀请相关单位，对桥梁进行结构加固和修补。
（4）必要和可能需要限制过往桥梁车辆的数量、速度和吨位。
（5）加强监测频率、强化监测措施和要求，成立公司现场施工指挥领导小组进行现场施工管理。
（6）继续优化隧道施工参数和工艺。
（7）做好困难条件下的交通疏解方案。
（8）对困难条件下领导机构、物资、运输、技术条件等应有总体协调保证措施。
（9）做好困难条件下的结构加固预案，具体包括：
在桥梁上部结构的支座下设置千斤顶，及时采取有效支撑，必要时采用军用梁等设备支撑桥梁上部结构，待施工完毕后方可拆除，保证桥梁的使用功能；桥梁梁体加固，可考虑设置预应力拉杆、增大梁截面、梁侧及梁底补强钢板成为叠合梁等；桥墩、基础加固，提高桥墩的抗变形能力；桥梁各部位裂缝的处理，可采用“压力灌浆修补法”、“钢板修补法”等，施工前后应考虑采用无损检验及评价方法，对裂缝的深度和修补效果进行评价；桥面铺装的修补等其它需要的修补处理措施。
（10）准备充分的应急救援、抢险设备和物资。
4.3施工应急控制措施
根据监控量测数据，在达到或接近预警值时，对桥梁采取顶撑加固措施，对地下管线采取地面注浆加固措施。
4.3.1桥梁顶撑加固
1、满布式碗扣支架顶撑
根据监控量测结果，对于施工过程中，桩墩无变形的情况，采用满布式碗扣支架。
对桥桩周围的地面进行处理，使之达到所需的地基承载力，原地面地基不能满足施工要求的，在搭设支架前对地基进行处理，采用轻型触探仪测试地基承载力。
支架采用满布式碗扣支架，支架钢管采用Φ48*3.5型，搭设情况如下：
1）纵向：
支架纵桥向立杆间距均为0.6m。
2）横向：
支架横桥向立杆间距为0.6m。
3）竖向：
支架立杆的竖向步距为1.2m。
4）为保证碗扣支架顶部稳定性，碗扣支架立杆上部自由高度不能大于60cm，超出必须增加一横杆。
碗扣架搭设时，必须保证纵、横成线，纵横向杆件要用扣碗扣紧，不移动，形成牢固的纵、横、竖三维网架。
为加强支架整体稳定性，按桥轴线纵横方向设置Φ48钢管作剪刀撑，横向剪刀撑沿纵向每3m一道，剪刀撑左右上下连通；纵向剪刀撑5m一排，横纵撑与地面夹角为45o。
5）满堂脚手架下设置15cm×20cm枕木，横桥向布置，间距为0.6m。
枕木横铺时接头位置错开，保证枕木截断处不在同一断面上。
枕木2.5m长，每根枕木上放置脚手架不得超过4根（。
枕木选择完整无破损的枕木，不得使用有空洞、朽蚀的枕木。
6）支架顶部用可调节顶托上托两层方木，下层为15cm×15cm方木，顺桥向布置，跨距0.6m；上层为10cm×10cm方木，横桥向布置，间距0.2m。
7）竖杆要求每根竖直，立竖杆后及时加纵、横向平面钢管固定，确保满堂支架具有足够的强度、刚度、稳定性。
满堂碗扣支架搭设完毕后，测量放样，确定每根顶托的高度，保证整个支架的高度一致并满足要求。
8）在过路的地方，门洞采用配筋混凝土基础、钢管支墩（φ630）、工字钢系梁（40b）、贝雷梁为主梁，贝雷梁沿主线轴向架设，上面横向铺设工字钢，工字钢上满堂支架。
9）门洞结构搭设完毕后，按相关的安全文明施工要求在贝雷梁四周设置安全网、密目网进行双层围护,同时设置限高架及其他警示标志等设施。
2、桩柱顶撑
根据监控量测结果，对于施工过程中，桩墩有变形的情况，采用桩柱顶撑法。
1）施作钻孔灌注桩。
在施工前应先进行施工区域范围内的管线调查，桩位应避开根据设计要求施作钻孔灌注桩。
2）在钻孔灌注桩上施作柱子，单桩单柱。
3）柱子上架设梁，在梁上设置千斤顶，将桥梁顶起。
施工时根据设计要求进行施工。
4.3.2梯道桥加固
区间隧道下穿1、3号梯道桥时，加强监控量测，变形沉降超过控制值的70%时，采用满布式碗扣支架顶撑。
支架施工前施作3*3*0.5m混凝土基础。
支架采用满布式碗扣支架，支架钢管采用Φ48*3.5型，搭设情况如下：
1）纵向：
支架纵桥向立杆间距均为0.3m。
2）横向：
支架横桥向立杆间距为0.6m。
3）竖向：
支架立杆的竖向步距为0.6m。
4.3.3管线地面注浆加固
对地下管线进行核查，查明管线的位置、走向、管径、材质、埋深。
注浆前应探查钻孔范围内是否存在地下管线，若有应将孔位做适当调整。
注浆孔采用钻机在管线两侧以54°的俯角进行钻孔，孔距2m。
钻孔达到要求深度后即开始注浆，采用回抽法注浆。
浆液在场地内拌制，采用1：
1水泥浆。
补充注浆可采用注浆压力和注浆量进行综合控制。
注浆压力的选定应考虑浆液的性能、注入范围及结构强度等因素，取0.1～0.2MPa。
注浆时，要时刻观察压力和流量变化，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当注浆压力达到设定终压，再稳定3min，即可结束本孔注浆。
当注浆压力和注浆量出现异常时，应调查、分析原因，采取措施，如调整浆液配比或进行多次重复注浆等。
注浆过程中应加强地面监测，当地面隆起超过3mm时应立即停止注浆。
每次注浆结束后必须对制浆设备、注浆泵和注浆管进行彻底清洗。
整个注浆结束后，应将注浆孔和检查孔封填密实。
注浆过程中要加强地面及洞内变形监测。
4.4应急救援预案编制
结合本工程施工特点，确定为有坍塌危险的场所（暗挖开挖作业面、明挖竖井）、有触电伤害危险的场所、有高处坠落危险的场所、有机械伤害的场所等为应急防范重点区域，对此类区域设定“监控点”，制定应急预案。
预案的内容包括工程概况、事故形式、事故的危害和造成的经济损失、救灾技术方案、防灾措施、救灾领导小组以及事故发生后的联络、救护、疏散和善后处理工作等。
（1）区间风险预防及突发事故的应急措施
事故类型：
塌方、地面沉陷等
预防措施
施工前对施工范围内的地下管线尤其是给排水管线进行详尽调查，采取必要的加固措施
增强小导管超前注浆加固的范围和强度
密切注意开挖工作面土质及土质含水量的变化
支护结构要满足要求
抢险措施
疏散险情现场人员，同时对可能造成影响的周边单位或住宅内的人员进行疏散
通知相关管线单位，根据影响程度进行管线监护和处置。
会同公安交警部门对影响到的周边道路进行封闭，并调整事故路段内的交通。
一旦发生塌方情况，应立即停止开挖，挂钢筋网、喷射混凝土封闭塌方工作面
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