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盾构下穿DN2.2m污水管安全专项施工方案

1、编制原则、依据 1

2.2现场位置关系及管线情况 2

DB34／T 3708-2020 船闸视频监控系统工程建设管理规范.pdf3.1施工组织机构 7

3.3.1设备配置 8

3.3.2人员配置 8

3.3.3材料计划 9

4、风险分析及评价 10

4.3风险因素分析 10

5.1地面预注浆加固措施 12

5.2洞门管棚加固措施 13

5.3预留洞门封堵、预埋观察孔及注浆管措施 15

5.4盾构掘进措施 18

5.4.1端头降水措施 18

5.4.2碴土改良措施 18

5.4.3出土量控制 19

5.2.4盾构姿态控制及调整 19

5.2.5壁后注浆 19

5.2.6盾构掘进措施 20

6.2监测人员配置 21

6.4.1主要监测项目 22

6.4.2监测点布设 22

6.4.3监测频率 24

6.4.4监测变形量控制标准 25

6.5监测质量保证措施 25

6.6监测信息反馈 26

6.7监测注意事项 27

7、安全保证措施 27

7.1盾构掘进施工安全保证措施 27

7.2文明施工与环境保护措施 28

7.2.1文明施工措施 28

7.2.2环境保护措施 28

8、安全应急救援预案 28

8.2应急救援机构及职责 29

8.2.2应急救援指挥机构的职责 30

8.2.3应急救援指挥机构人员配置及职责 31

8.3应急救援措施 33

8.3.1交通疏导 33

8.3.2穿越污水管段时出渣超方应急措施 33

8.3.3污水管沉降应急措施 33

8.3.4地表塌陷应急措施 34

盾构下穿DN2.2m污水管安全专项施工方案

为了及时、有效地控制和减少施工过程中可能发生的事故及财产损失，尽量减少事故的危害，保障盾构施工作业人员、周边居民的人身健康和安全及社会公共设备、设施财产的安全。根据DN2.2m污水管结构形式、区域的水文地质条件及其同盾构区间的相对位置关系，特制订该安全专项施工方案，确保盾构安全顺利通过DN2.2m污水管。

（3）《成都地铁工程盾构施工安全管理办法》（成地铁建[2012]47号）；

（4）《成都地铁投融资项目重大危险源安全管理办法》（成地铁建[2012]24号）；

（8）《成都地铁工程监控量测实施技术要求及管理办法》（试行）；

（9）《富水砂卵石地层地铁区间隧道盾构法施工管理规程》（试行）；

（10）《成都地铁7号线土建6标工程区间岩土工程勘察报告》；

（11）《成都地铁7号线土建6标工程科华南路站~火车南站盾构区间平纵断面设计图》；

（12）《成都地铁7号线土建6标工程科华南路站~火车南站盾构区间与建筑物关系图》；

（13）《成都地铁7号线土建6标盾构区间实施性施工组织设计》；

（14）《成都地铁7号线土建6标盾构区间重大危险源安全专项施工方案》；

（15）《成都地铁7号线土建6标盾构区间沿线建（构）筑物调查资料》；

（16）成都地铁类似工程施工经验。

ZDK19+891.490~ZDK19+885.486

648、649、650

YDK19+894.638~YDK19+890.134

646、647、648、649

2.2现场位置关系及管线情况

根据现场实际调查情况及科华南路站管线改移施工图纸，DN2.2m污水管位于科华南路站西端头，管线中心距离车站西侧墙距离为5.7~10m。污水管为南北走向，与盾构隧道垂直相交，污水管内水流走向为由北向南。

DN2.2m污水管采用Ⅱ级钢筋混凝土企口管，接口采用滑动式橡胶圈密封止水，采用顶管法施工，管壁厚22公分，每节管长2m，

DN2.2m污水管为改移后的管线，在右线隧道上方设有顶管工作顶坑，现已回填，在原位置设置一口矩形直线钢筋混凝土检查井。检查井平面尺寸为3.64*4.04m，检查井底板厚50cm，下设10cm垫层，污水管从检查井底板上穿过。

根据科火区间平纵断面图，科华南路站西端头地质情况主要为砂卵石层，砂卵石层中间夹杂少面积中细沙层。盾构下穿2.2m污水管段地层自上而下依次为，人工杂填土、粉土、粉细砂土、中密砂卵石、密实砂卵石、中密中砂、全风

化泥岩、强风化泥岩，污水管主要处于砂卵石层中，隧道下方有一段2厚的中密中砂不利地层。

根据地勘报告，科华南路站西端头常年平均水位位于地下5.5m，2.2m污水管位于常年地下水位以下。

科华南路站西端头周边建筑物主要为和平小区四期（1栋、10栋），房屋基础为预制桩基，房屋结构型式为6层砖混结构，小区基础距离隧道边线最近处为8m。

由于科华南路站车站结构施工需要，科华南路站西端头原先许多地下影响管线都改迁了，目前保留的其他管线有通信光纤、自来水管和一根直径0.5m雨水管。通信光纤和自来水管都位于车站结构外侧，不在隧道影响范围内；直径0.5m雨水管位于左线隧道正上方，管线呈东西走向，与隧道平行，最近观察井距离车站结构3.5m，管线埋深3.4m，管道结构为DN500的砼管。

科华南路站西端头位于天仁北二街与科华南路交口处，由于科华南路站施工，进行了交通疏解，目前该段为断头路，车流量小，盾构下穿施工对交通影响小。

科华南路站~火车南站区间工程计划盾构接收时间：右线为2014年1月5日，左线为2015年2月5日。

地表加固注浆达到设计强度需要一周的时间，根据科华南路站~火车南站区间工程计划关键节点工期安排，盾构下穿科华南路站西端头2.2m污水管地面预加固方案计划2014年11月10日开始施工，2014年12月05日施工完毕，具体工序时间安排如下表：

2014年11月20日～2014年12月05日

2014年12月5日～2014年12月15日

2014年12月5日～2014年12月15日

2014年12月15日～2014年12月25日

CTECØ6250土压平衡

对施工质量、安全、进度、文明施工，材料设备供应等全面管理

对现场安全、风险、文明施工专项管理

技术交底、质量、安全检车、整理资料等技术管理工作，

盾构掘进测量、路面监测和路面巡视

DN2.2m污水管原设计图纸上没有，为迁改后管线，沿道路西侧绕行过科华南站站点结构，接入原有污水管道。该污水管为排水主干管，常满水，检查井内水位距离原地面约4～5m，管内水头高度约5～4m，盾构下穿风险源极高。

盾构区间左、右线均下穿直径2.2m污水管，污水管底距隧道顶最小净距离2.1m，且盾构通过地层主要以富水砂卵石为主，其自稳性一般。当盾构掘进时扰动周围土体，容易造成地层出现疏松、孔洞等现象，从而地表沉降、开裂，造成管线渗漏水及结构受损，如果控制不当，很可能造成污水管破裂，而且由于破裂后漏水将造成地层塌陷，酿成灾害。

主要风险点及周边环境情况

盾构下穿DN2.2m污水管

由于盾构掘进扰动周围土体引起管线沉降、渗漏水，特别是位于盾构接收端头，存在管线结构破损风险、引起污水倒灌入车站内，造成灾难性后果

综合考虑本标段盾构穿越污水管段区间隧道埋深、地质情况以及与管线的空间关系，制定盾构穿越污水管段施工的指导思想为：“安全、连续、快速均衡通过管线”，并确立“压力合理、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。

盾构在接收阶段下穿DN2.2m污水管，接收端头地质、地表、覆土情况见下表。科华南路站西端头DN2.2m污水管与隧道关系图详见附图1：科华南路站西端头2.2米污水管与隧道关系平纵断面。

地面注浆加固+降水+大管棚

5.1地面预注浆加固措施

φ2.2m污水管距离右线端头10m，距离左线端头7m，盾构下穿φ2.2m污水管段掘进属于接收段掘进。由于污水管顶管施工过程中对原地层产生扰动，同时管道接头处容易出现长期渗漏水现象，形成管道周边土体空洞，故必须对管道两边及接收端头采取地面预注浆加固及跟踪注浆加固措施。

盾构接收端地表采用φ50mm袖阀管注浆加固，注浆孔呈梅花形布置，每个孔深为10.5m，孔间距为3m，排距为1.5m。污水管两侧及检查井地表φ50mm袖阀管注浆加固，单排布置，孔深为10m，孔间距为2m。

袖阀管注浆完毕后，及时采用清水冲洗袖阀管，保证盾构通过后能二次跟踪注浆，地表注浆加固图详见附图2科华南路站西端头地表注浆图。

5.2洞门管棚加固措施

根据区间设计图纸要求，科华南路站西端头管棚加固长度为10m，但由于右线污水管中心距离洞门长度为10m，为保证施工安全，特意将接收端头管棚加固长度增加至15m。

接收端头共设计19根管棚，加固范围为洞门上方120°，管棚长度为15m，施工外插角为2°，管棚中心间距为38cm。管棚采用φ108mm，壁厚6mm的无缝钢管，丝扣连接，分节安装。

导向管：在洞门上方120°范围，环向按照管棚的方向焊接导向管。做好方向和高程控制。

定位：用全站仪放样管棚点位，提高钻孔精度，控制好外插角度，外插角度为2°。

钻孔：采用水平管棚钻机，由于砂卵石地层易塌孔，拟采用跟管钻进。钻孔顺序采用间隔开钻，分两期施工。钻孔应严格控制方向，防止探头，直接钻进到位。

封管：注浆前应将管棚钢管焊接封口，预留注浆管和溢出口后开始注浆。注浆结束后应对空口进行封堵防腐处理，防止渗水。

注浆：拟注入水泥单液浆，注浆压力控制在0.2～0.4Mpa，以达到较理想的扩散半径，确保掌子面以上形成完整的加固保护。

洞门管棚加固示意图详见附图3:科华南路站洞门加固示意图。

5.3预留洞门封堵、预埋观察孔及注浆管措施

盾构机开始磨围护桩前，由于桩和桩之间有30cm空隙，此时如果污水管渗漏水，将没有任何应急措施，污水管内水将直接倒灌至车站内，引起灾难性后果。因此必须对预留洞门采取封堵措施，预留洞门封堵措施采用C30混凝土填充，填充厚度为70cm，在靠近车站内侧布置单层钢筋网片，钢筋间距为40cm，钢筋直径为φ20mm，植筋深度为20cm，钢筋距离内侧墙8cm，在盾构到达污水管前一周将封堵措施处理到位。

洞门封堵措施详见附图4和附图5洞门封堵图。

洞门封堵浇筑混凝土前，应提前预留观察孔和环向注浆孔。预埋观察孔采用带球阀的φ50mmPVC管，分别埋置在洞门中心线上、中、下三处，预埋长度为洞门宽度，即70cm，球阀开关位置留在洞门外。预埋注浆孔同样采用带球阀的φ50mmPVC管，沿洞门圈方向环向布置一圈，环向距离为1m，共布置20根，每根长度为6.8m，即前端4.5m采用花管+1.5m采用实管+0.7m洞门内预埋实管+外露0.1m球阀管。

设置观察孔的目的：盾构切削围护桩，到达封堵洞门后，可通过观察孔检测污水管是否渗漏水，如果洞门不渗漏水或者渗漏水较小（无异味），则盾构可直接破除洞门顶出。

设置环向注浆孔的目的：如果盾构顶至封堵洞门处，观察孔内流水较大，可通过环向注浆孔向中盾处注聚氨酯止水。

5.4.1端头降水措施

由于本标段均在微承压含水层中，为确保盾构接收安全，在接收前及时降低微承压水水头高度，将其降至安全的范围，底板水位线以下0.5m，以防止接收时发生涌水、涌砂等情况。

我部计划在科华南路站西端头共布置3口降水井，每口降水井深25m，以满足盾构到达降水施工的需要。

5.4.2碴土改良措施

盾构在富水砂卵石地层中施工，进行碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一项不可缺少的最重要的技术手段。具有如下作用：

①保证碴土和添加介质充分拌合，以保证形成不透水塑流性的碴土从而建立良好的土压平衡机理，只有碴土改良效果好才能从根本上保证掘进过程中对地表沉降的控制，同时提高掘进效率，以保证预定的施工进度目标；

②使富水含砂的砂卵石土具有流塑性和较低的透水性6#钢筋工程施工方案，形成较好的土压平衡效果而稳定开挖面，控制地表沉降；

③减少砂卵石土的渗透系数，使之具有较好的止水性，以控制地下水流失及防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象；

④改善砂卵石土的流塑性，使切削下来的碴土顺利快速进入土仓，并利于螺旋输机顺利排土；

⑤改善砂卵石土的流动性和减少其内摩擦角，有效降低刀盘扭矩、降低对刀具和螺旋输送机的磨损、降低掘进切削时的摩擦发热，提高掘进效率。

根据排环图，盾构将在646、647环下穿φ2200mm污水管DL5497-2015 高压直流架空输电线路设计技术规程，为保证盾构顺利通过污水管，盾构掘进至640环时采用以膨润土为主，泡沫为辅的改良方法。

膨润土泥浆配合比为水：膨润土=100kg：52kg，膨润土为优质的钠基膨润土，膨化时间不小于4h，泡沫选用发泡率较高、止水性较好的泡沫，保证渣土的改良效果，增加渣土的流塑性和自稳性，减小刀盘扭矩，保证刀盘周边土体的自稳性。