砂卵石地层盾构下穿建筑物施工经验教训.ppt

1、砂卵石地层盾构下穿建筑物砂卵石地层盾构下穿建筑物 施工经验教训施工经验教训 中铁四局集团城轨分公司中铁四局集团城轨分公司 窦宇迪窦宇迪前言前言 本人以曾经施工过的成都地铁7号线6标火车南站科华南路站区间为例，简单介绍下盾构在全断面砂卵石地层中连续穿越老旧房屋现场施工管理经验及教训，有不妥之处，请各位领导批评和指正！汇报分以下五个方面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 实施效果验证实施效果验证v第五部分第五部分 施工经验教训施工经验教训v第三部分第三部分 施工流程及风险控制施工流程及风险控制v第二部分第二部分 盾构下穿建筑物风险分析盾构下穿建筑物风险分析 工程概况工程概况 0

2、101 1 1、工程范围、工程范围 火车南站科华南路站区间隧道长约980m，两条单线隧道线间距12.00m16.00m，最小曲线半径450m；隧道线路埋深为16.19m28.54m，线路纵断面最大坡度为29。2 2、工程地质、工程地质火车南站科华南路站盾构穿越地层表火车南站科华南路站盾构穿越地层表3 3、水文情况、水文情况 本区间地下水主要有三种类型：一是赋存于填土层的上层滞水，二是第四系砂卵石层的孔隙水，三是基岩裂隙水。卵石土层中孔隙水渗透性好，为强透水层，渗漏系数K=20m/d。盾构下穿建筑盾构下穿建筑 物风险分析物风险分析 0202 本标段盾构下穿建筑物众多，其中风险性较高的主要集中在火

3、科区间盾构在砂卵石地层中连续下穿和平小区二期（1栋、2栋）、和平佳苑（1栋、2栋）、南铁新居（1栋、2栋、5栋）、和平小区四期（1栋、10栋）等9栋建筑物。v（1 1）下穿建筑物情况介绍）下穿建筑物情况介绍盾构掘进方向盾构掘进方向v（2 2）下穿建筑物调查情况表）下穿建筑物调查情况表 盾构掘进不可避免会造成地表沉降，在成都地铁特有的富水砂卵石地地层中，由于砂卵石层在一定的条件下在较长时间内有一定的自稳能力，因此，沉降具有很强的滞后性。盾构掘进对砂卵石层扰动后，砂卵石层向地面发生松动，松动范围以发生地层损失处为中心向地表发展。在松动层往地表发展过程中砂卵石层始终处于一种动态的自稳状态,在此状态下

4、通过地表监测来反映地层损失几乎已不准确。砂卵石地层形成半球形穹顶自稳后，由于受到诸如季节性的地下水位提升、地表动荷载影响等因素影响，形成自稳的砂卵石层穹顶表层逐渐剥落向地表发展，最终地面贯穿，形成塌孔。所以防止滞后沉降是保护建筑物安全的一个重要手段。v （3 3）风险性分析）风险性分析 根据实地调查该处9栋建筑物大部分为2002年左右时间建造,经过5.12大地震的影响，部分房屋出现了裂缝，部分楼层甚至出现了贯通缝隙，建筑物沉降控制标准要求较高。隧道在该处平面为R=450m的曲线，曲线半径小，盾构在砂卵石地层中，由于在掘进过程中会对地层产生扰动，可能造成地表建筑物沉降、开裂、倾斜，直接影响到地面

5、建筑物正常、安全使用，对建筑物内工作人员或周边人群的生活秩序、人身安全、财产安全造成一定危害。所以盾构下穿风险性极高，判定为重大危险源。v（3 3）风险性分析）风险性分析盾构下穿房屋施工盾构下穿房屋施工流程及过程控制流程及过程控制 0303 1 1、盾构下穿房屋施工流程图、盾构下穿房屋施工流程图 2 2、技术准备工作、技术准备工作 （1）地质补勘 盾构掘进前，对该段地层进行了地质补勘，通过与原地勘资料相比，基本相同，无地层突变带。地质补勘及取芯照片地质补勘及取芯照片 2 2、技术准备工作、技术准备工作 （2）房屋入户调查及鉴定工作 盾构施工前，对盾构下穿范围内房屋的基础资料、结构形式在成都市档

6、案馆进行查询，并与设计图进行比对，有无差异。进行入户调查拍照取证，并聘请有资质的单位进行鉴定。调查取证，邀请有资质的单位进行房屋鉴定。裂纹裂纹入入户户调调查查并并取取得得房房屋屋现现状状签签认认单单 建筑物现状调查表及房屋调查台账 2 2、技术准备工作、技术准备工作 对房屋有裂缝的位置贴上见证纸条，并加盖见证章，用尺量裂缝宽度并拍照留底，其上标明粘贴时间。同时对建筑物现状进行安全评估并形成评估报告。现现状状裂裂纹纹拍拍照照取取证证房房屋屋鉴鉴定定报报告告裂纹宽度 2 2、技术准备工作、技术准备工作 （3）建筑物预加固工作 盾构机穿越房屋前，为防止盾构机穿越房屋时对房屋下层土体扰动和多出土而造成

7、房屋沉降、倾斜等，需提前预注浆。预注浆一般在盾构机穿过房屋前至少15天进行，采用单液注浆机进行注浆，注浆压力一般为0.50.6Mpa，地面预注浆浆液由水、水泥配制而成，其配合比为：水：水泥=1：0.8。同时注意预留一部分注浆孔作为应急注浆孔，待盾构掘进异常时，及时补充注浆。2 2、技术准备工作、技术准备工作 盾盾构构下下穿穿和和平平小小区区四四期期注注浆浆加加固固图图盾盾构构下下穿穿南南铁铁新新居居注注浆浆加加固固图图 2 2、技术准备工作、技术准备工作成都地铁号线工程土建6标7 现现状状裂裂纹纹拍拍照照取取证证房房屋屋鉴鉴定定报报告告 图一图一 探孔开挖探孔开挖图二图二 钻孔角度控制钻孔角度

8、控制图三图三 钻孔深度控制钻孔深度控制图四图四 袖阀管安装袖阀管安装图五图五 注浆压力控制注浆压力控制 图六图六 地表恢复地表恢复 （4）监测点布设 对盾构穿越范围布设监测点，并针对盾构隧道影响范围内房屋布设建筑物监测点、进出建筑物时在隧道中心线上布设分层监测孔，深度为隧顶以上5米处。分层监测孔的目的在于敏感性高，能立即测出地层真实沉降，便于及时采取相关措施。建建筑筑物物沉沉降降监监测测点点安安放放分分层层监监测测孔孔 2 2、技术准备工作、技术准备工作 （5）教育和培训工作 项目与社区居民代表召开座谈会，做好社区工作，争取社区居民的支持。与与小小区区业业主主代代表表进进行行座座谈谈 2 2、

9、技术准备工作、技术准备工作 3 3、盾构正式掘进、盾构正式掘进 渣渣土土改改良良效效果果 （1）渣土改良 盾构下穿建筑物段采用以泡沫改良为主，遇含砂层辅以膨润土的改良方式。泡沫选用BASF泡沫，膨润土选用优质钠基膨润土。（2）出土量控制 出土量控制必须采用体积和重量双控措施。每环出土量控制在55m3为佳，上下偏差最大不超过2m3。每车出土量（15 m3）须与相应的推进距离（0.41m）及时对比复核。一环渣土重量平均在110t左右。如遇超方等异常情况，及时进行地面跟踪注浆。龙龙门门吊吊称称重重系系统统渣渣土土称称重重记记录录 3 3、盾构正式掘进、盾构正式掘进 （3）掘进控制 盾构下穿建筑物掘进

10、参数设定如下表。类别类别掘进速度掘进速度刀盘扭矩刀盘扭矩推力推力土仓压力土仓压力螺旋机转螺旋机转速速渣土管理渣土管理参数40mm50mm25003500KN.m10001300t 1.11.3bar37rpm1.5m管片理论55方；3 3、盾构正式掘进、盾构正式掘进 （4）注浆管理 盾构下穿建筑物段注浆分为同步注浆、二次注浆、地表跟踪注浆。其中过建筑物段管片增设注浆孔，由每环6个注浆孔增加至16个，增强二次注浆封环效果，二次注浆一般在盾尾后4环开始实施，每隔5环打一个环箍。同步注浆量增至每环8m3,地面预留注浆孔在盾构通过后及时补充注浆。增设注浆孔增设注浆孔 3 3、盾构正式掘进、盾构正式掘进

11、实施效果验证实施效果验证 0404 火科区间盾构双线历时两个月，最终于2015年1月2日前顺利安全下穿和平小区四期、南铁新居、和平佳苑、和平小区二期等九栋居民楼，最大沉降量1cm，沉降设计控制值2cm，施工过程中未出现预警现象，盾构掘进参数、管片拼装质量等各项参数控制良好，赢得了良好的社会效益和经济效益。施工施工经验教训经验教训 0505 作为一名现场管理者，盾构下穿建筑前，首要目的是做好地面预注浆加固工作，而预注浆加固工作的前提就是要和社区居委会、居民做好解释沟通工作。这就要求我们提前介入，主动和社区居委会搞好关系，做好宣传工作，争取他们的理解和支持，以保证现场能顺利施工。再者，地面注浆加固

12、距离工地均较远，所需水和电是大事情，轻者影响施工成本，重者影响施工安全。以7号线火科区间为例，钻机用电、注浆用水全部从小区接入，降低了施工成本，保证了现场快速施工，同时避免了因发电机带来的施工噪音，降低了施工阻力。地面预注浆加固前，配合工程技术部门做好房屋入户调查和房屋鉴定工作，发挥每日在现场转悠的优势，遇到老旧房屋开裂的情况，及时拍照取证，报至监理，提前做好证据备案工作。地面预注浆加固过程中，必须和工程部紧密配合，严格按下达的技术指令进行操作，遇到特殊情况时，及时上报，经集体商议后做出正确判断。坚持每日班前给协作队伍讲话，告知当天工作内容、技术要求、注意事项等。施工过程中不停巡视，协调解决当

13、天出现的问题，做好外协队伍的服务工作，快速推进现场进度。当班结束后，检查当班工作的内容是否存在偏差，采取何种纠偏措施，及时上报至副经理及项目经理处。积极和物机部配合，将每天所需的材料和机械设备至少提前一天报送至物机部，不因材料和机械短缺，影响现场施工进度。盾构机正式穿越房屋前做好钻孔机、注浆及保养工作，保证设备的完好性。穿越房屋前注浆机，钻孔机、水泥、水玻璃等应急物资设备必须提前置于施工现场，并做好相关准备工作，盾构掘进过程中一旦出现异常，应马上在地面进行找孔、打孔注浆，保证突发事件快速处置能力。最后，施工现场管理工作任重道远，施工中会遇到不同的困难，需要我们不断的摸索和总结，才能做好一方工程。