1、中鐵十五局集團廣深港客運專線ZH-4標六工區盾構下穿監管醫院施工專項方案編寫： 審核： 批準： 中鐵十五局集團有限公司廣深港客運專線ZH-4標六工區2010年12月10日1編制目的根據地質情及刀盤刀具配置情況，選取合理的掘進參數，制定專項施工方案，確保廣深港客運專線盾構下穿監管醫院建筑物及周邊環境安全。2工程概況監管醫院段位于益田路隧道DK108+070.7DK108+097.7處（見圖2.1監管醫院與線路位置關系），該建筑為6層磚混結構，樁基埋深13米。盾構隧道從西側局部下穿監管醫院，隧道埋深26.4米，施工前已對該建筑地基實施袖閥管注漿預加固。3地質情況該段地層自上至下依次為素填土、粉質粘
2、土、全風化花崗巖、強風化花崗巖和弱風化花崗巖，盾構隧道主要穿越弱風化花崗巖地層，屬二級圍巖，強度較高，弱透水。圖2.1監管醫院與線路位置關系 (1)人工填土層（Qml）人工填土層，層序號(1)2褐紅色、棕黃、灰黃、灰褐，多呈稍密狀，稍濕，由擾動的礫(砂)質粘性土及少量碎石、礫砂組成。表層停車場有2040cm混凝土。層厚0.60m。開挖等級為級為主，局部為級硬土。(2)第四系沖洪積層(Qal+pl) (2-1)粉質粘土 褐黃色、灰白色，可硬塑，含少量砂質，粘性較強。在區間內成透鏡狀分布，層厚11.5m。標貫試驗35次，擊數為715擊，平均10.5擊。(3)基巖：震旦系混合巖（Z、53）(8-1)
3、全風化花崗巖 褐黃、褐紅、灰黃色，巖芯呈堅硬土柱狀，原巖結構清晰，鉀長石手捏呈粉砂狀，遇水易軟化、崩解，礦物成分除石英質殘留外，其他已基本風化成級土，層厚10m。(8-2)強風化花崗巖 褐黃、灰黃色，巖芯呈堅硬土狀，下部半巖半土狀，原巖結構清晰，遇水易軟化，巖塊手可折斷,裂隙發育，可視軟石。為該層僅于局部地段揭露，層厚0.3m。(8-3)微風化花崗巖 肉紅色，淺灰白色，中、粗粒結構，塊狀構造，巖石裂隙發育一般，中等滲透性，滲透系數K=5m/d。巖芯多呈短圓柱狀，巖面新鮮，質地致密堅硬，揭露厚度為3.98m，洞頂標高2.53m，單周極限抗壓強度為131.5147Mpa。4風險根據監管醫院的結構形
4、式結合線路地質情況，經深入研究分析，確定盾構穿越該建筑物的安全風險如下：（1）盾構隧道施工過程中造成沿線鄰近建筑物沉降變形超出控制指標；（2）盾構隧道施工過程中造成地表沉降超出控制標準。5.組織機構及資源配置5.1 組織機構盾構穿越監管醫院值班期間組織機構圖，見圖5.1 盾構穿越監管醫院期間現場值班組織機構圖。 胡耀斌 李新龍管片安裝負責人：穆建騰 丙帥物資負責人： 李楠 張進安全質量負責人：王忠義 陳征測量負責人：彭元棟 李廣山 盾構掘進負責人：紀偉誠 欒洋洋止水條粘貼負責人：熊亮 李文飛機電負責人：朱培磊 段國棟同步注漿負責人：項目經理：喬水旺土建總工：王紅路項目副經理：李鵬機電總工：呂善
5、圖5.1 盾構穿越監管醫院期間現場值班組織機構圖 5.2 資源配置盾構穿越監管醫院機械設備配置見表5.1 盾構穿越監管機械設備配置表。5.1 盾構穿越監管醫院機械設備配置表序號設備名稱設備規格數量單位用途一海瑞克供給設備1盾構機及后配套13.23m泥水平衡盾構1臺盾構施工2盾構維修設備1只盾構掘進配套二沙堡供給設備1泥水處理設備MAB28001套泥水分離三十五局配置盾構施工配套設備1壓濾機2000/6002套三級壓濾2龍門吊60T2臺管片吊裝3叉車15T1臺裝管片等材料4叉車5T1臺裝油脂等材料5管片運輸車25T2臺管片運輸6箱涵運輸車25T2臺箱涵運輸7砂漿運輸車6m32臺洞內砂漿轉運8砂漿
6、攪拌站HZS501座9裝載機ZL501臺拌合站裝料10空壓機站2臺，22.7立方/臺1座盾構帶壓作業11發電機站500KW1臺12汽車18m310輛運輸渣土13冷卻塔1座14通風設備SDA170AD-SE1321臺15防洪泵350m32臺防洪排污用16循環水泵100m32臺冷卻水系統用17雙液注漿泵QZB502臺二次注漿用18自行式高空作業車119制漿機HJ-4002制造泥漿盾構穿越監管醫院作業班組人員配置情況見表5.1 作業班組人員配置一覽表。表5.1 作業班組人員配置一覽表班 組崗 位每班人數白夜合計人數盾構掘進注漿工3236管片箱涵拼裝工4248盾構機司機2224液壓組4248電氣組42
7、48機械組4248管道組4248小計25人50人管片箱涵運輸值班調度1212龍門吊司機1212管片運輸車司機2122箱涵運輸車司機2122管片裝卸止水條粘帖4144小計10人12人砂漿拌和站砂漿站操作手1212砂漿罐車司機2224實驗員1212雜人工2224設備維保1212小計7人14人泥水處理站電氣組4248機械組4248小計8人16人測量班組洞內測量4248地面監控量測4248小計8人16人渣土轉運裝載機司機121215T自卸車司機4248小計5人10人6盾構施工技術措施針對監管醫院的結構形式結合地質及盾構實施前對該建筑物的加固情況，經深入研究分析，擬定盾構穿越該建筑物主要技術措施如下：6
8、.1掘進技術措施 盾構機采用泥水加壓平衡模式勻速推進。 從地質柱狀圖看，該段地下水位線在地表一下6m，地下水深度（至刀盤中心）27.1m。 掘進參數控制：泥水壓力設定按下式計算：刀盤中心水壓P水=水H=2.7bar平衡刀盤中心水壓的泥水壓力P泥=水(H+2)=2.9bar頂部泥水壓力P頂=P泥-水13.23/2=2.24bar底部泥水壓力P頂=P泥+水13.23/2=3.56bar泥水壓力設定為：2.24bar3.56bar刀盤扭矩2.0-3.5 MNM刀盤轉速2.5 rpm進漿密度：1.06 g/cm3，進漿密度：1.26 g/cm3推進速度15mm/min。 掘進中加強盾尾密封油脂的注入，
9、確保盾尾密封油脂壓力不小于5bar，保證其密封效果，防止泥漿涌入。 盾構機穿越監管醫院時根據開挖面的水土壓力，及時調整油缸推力及推進速度，泥水壓力平衡、穩定，避免因刀盤推力波動過大對地層造成嚴重擾動。 同步注漿同步注漿的方式與目的：同步注漿與盾構掘進同時進行，在盾構向前推進刀盤與管片間隙形成同時進行，在形成間隙的瞬間及時填充，使周圍巖體及時得到支撐，并在管片外側形成一道防水屏障，可有效防止管片接縫滲漏水以及有效控制管片上浮、下沉、和地表沉降，意義重大。圖5.1 同步注漿管出口位置布置圖根據泥水壓力，注漿管出口壓力控制：A1、A6為3.3bar；A2、A5為3.7bar；A4、A3為4.5bar
10、；同步注漿以壓力控制注漿流量，根據目前經驗最小注漿量不少于35m3/環。注漿配比選用：水泥：粉煤灰：砂子：膨潤土：水：減水劑：硅灰：聚丙烯酰胺170:280:900:50:440:4.5：13.5：2.25 (kg/m3)稠度12.1cm，凝結時間10.5小時，3天水陸強度比0.81。 雙液漿封閉。在硬巖段掘進，且處于25%的下坡，防止漿液流失，每五環利用二次注漿孔用水泥水玻璃雙液漿進行封閉環注漿（圖5.2 雙液漿封閉環示意圖）。漿液凝固時間45秒至60秒，注漿壓力58bar，防止同步注漿未凝固漿液隨泥漿循環被帶走。雙液漿封閉環圖5.2 雙液漿封閉環示意圖6.2監控量測與過程控制 加強對地表沉
11、降、建筑的變形監測。根據益田路隧道盾構段施工監測設計圖的設計要求，盾構施工對地面建（構）筑物的影響的控制指標分為三級，分別為預警值、報警值、控制值。預警值取控制值的50，報警值取控制值的75。項目控制值預警值報警值沉降+10mm+5mm+7.5mm隆起-30mm-15mm-22.5mm裂縫1.5mm0.75mm1.125mm傾斜率0.0040.0020.003表6.1 監管醫院沉降控制結構變形控制指標監測頻率控制如下： 盾構到達監測斷面（點）前50米：埋設好測點，讀好初始讀數； 盾構到達監測斷面（點）前50米到前30米：1次/天； 盾構到達監測斷面（點）前30米到前1倍盾構直徑：2次/天； 盾
12、構到達監測斷面（點）前1倍盾構直徑到盾尾通過后3天：3次/天； 盾尾通過監測斷面（點）后3天到盾尾離監測斷面（點）30米內：2次/天； 盾尾通過監測斷面（點）后30米到50米：1次/天； 盾尾離監測斷面（點）50米后：1-2次/周； 盾尾通過監測斷面（點）30天后，1次/月（長期監測）。 進入監管醫院掘進以前全面檢查盾構機掘進姿態，及時進行糾偏調整。在盾構機通過監管醫院掘進時加強盾構掘進姿態監測及管片選型工作與姿態控制。 進入進入監管醫院掘進前對盾構機進行一次全面的維修保養，尤其是重點檢查盾尾密封、刀具磨損檢查與更換工作，確保盾構機的工作狀態良好平穩快速通過。7應急預案啟動發生未發生危險源及環
13、境因素辨識、評價編制應急預案成立搶險領導小組組建搶險隊、救護隊配備應急物資、設備應急知識教育培訓定期評審實施應急預案進行評審、修訂根據監控量測，當地表沉降和建筑物變形量達到報警值，立即啟動應急預案。應急預案響應工作程序見，圖7.1應急預案響應工作流程圖。圖7.1應急預案響應工作流程圖8.應急處理措施在施工監測的過程中，建筑物及周邊地表沉降一旦接近報警值，立即會同業主、監理、設計等有關方面人員根據監測情況制定有效措施，保證盾構施工及鄰近建筑物的安全。8.1 沉降達到報警值時采取的應急措施（1）立即停止盾構掘進，并保持開挖倉內泥水壓力平衡，有效控制建筑物繼續沉降，在沉降還沒控制、沉降原因沒分析清楚、沉降控制措施沒有到位的情況下，嚴禁繼續掘進。（2）地面采取袖閥管注漿等方式對沉降區域進行土體加固，同時加強沉降監測，直至沉降量穩定。8.2 造成建筑物墻體開裂時采取的應急措施（1）立即啟動應急預案，根據事故的情況，指揮各應急救援組加強對事故現場救援和控制。（2）立即業主等有關部門通報，對危險區域的人員迅速疏散，并對危險區域進行封閉、隔離；必要時請求外部救援力量支援。（3）加強地表監測，準備砂土、混凝土以防地表坍塌時馬上進行回填工作。（4）聘請專業封堵隊伍對裂縫處立即進行封堵處理。
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