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超长距离双线穿越电力隧道质蜃控制我小组曾经于2022年4月参加“真龙杯”全国QC成果发表赛获得一等奖,荣获全国优秀质量管理小组称号2022年7月,我小组《世博电力电缆隧道穿越上海地铁污水管涵施工质量控制》QC成果获得“全国工程建设优秀质量管理小组”一等奖,荣获全国优秀质量管理小组称号1课题概况郑州市轨道交通1号线设计起点位于长椿街与金菊街交叉口,沿途经过长椿街——铁炉车站——郑上路——建设西路——中原东路——郑州火车站——人民路——金水路——商鼎路终点位于穆庄东,路线全长
34.84km;设有车站28座,分别为新郑州大学站、科学大道站、梧桐街站、化工路站、铁炉车站、雪松路站、凯旋路站、西三环站、华山路站、桐柏路站、碧沙岗站、郑州大学站、中原东路站、郑州火车站站、二七广场站、体育馆站、紫荆山站、东明路站、民航路站、会展中心站、通泰路站、黄河东路站、农业东路站、七里河站、新郑州站站、博学路站、明理路站、穆庄站其中凯旋路站至博学路站采用地下线型,线长
24.2km;其余为高架路线,线长
10.64km本工程为郑州市轨道交通一号线一期工程土建施工04合同段区间隧道工程,包括紫荆山站~东明路站及东明路站~民航路站两个区间,隧道总长5107m采用盾构法施工隧道内径
①5400mm管片环宽
1.5m厚度
0.30m全线走向及车站位置见下图图1-1郑州市轨道交通1号线一期工程路线走向示意图根据设计图纸,东明路站~民航路站区间隧道穿越电力隧道列为一级风险源该电力隧道为凤凰变至省府双变回U0KV电力隧道,位于未来路至玉凤路段金水路下,在未来路金水路路口向北走行,在金水路燕凤路路口向南走行,在金水路下段隧道走向基本与区间隧道相同区间隧道共计6次下穿电力隧道,隧道穿越影响的电力隧道总长约719m其中垂直穿越段总长约304m平行侧穿段总长约415m电力隧道与区间隧道平、剖面位置关系详见图
2、图3所示2QC课题小组介绍小组最早成立时间2022年5月K1+961〜K1+97918ml
2.6m0m
2.62m区间隧道与电力隧道并行右DK23+310〜右DK23+326与电力隧道并行K1+428〜Kl+45830ml511rl
6.ImO.8〜
2.8m64〜
6.5m一级左DK23+325〜左DK23+344K1+458〜K1+48527m
6.2〜
6.5m左DK23+454〜左DK23+480K1+589〜K1+61223m
6.4〜
6.5m右DK23+326〜右DK23+355K1+428〜Kl+45830ml5m~
16.
52.8〜
6.2m
6.4〜
6.5m二级左DK23+288〜左DK23+325左DK23+480〜左DK23+525K1+458〜K1+485Kl+612〜Kl+65530m43m
6.3飞.7m
3.5〜
6.3m右DK23+355〜右DK23+417K1+488〜K1+54355mIm
6.2〜H.6m6〜
6.3m左DK23+222〜左DK23+288左DK23+525〜左DK23+825K1+384〜K1+428Kl+655〜K1+94744m323m
4.2〜
6.7m
3.5〜
6.3m制表人蔡雯俊编制日期
2022.
11.01实施效果摸清了电力隧道与隧道的相对位置关系,确保穿越施工各参数选择的准确性实施
(二)土压力设定不精确
(1)理论计算穿越前根据试推进阶段的推进数据计算区域的侧向土压力系数K0然后依据土体静压力公式P=KOXyXz结合穿越区域盾构覆盖深度和电力隧道自重来计算土压力P根据计算确定盾构切口刚进入电力隧道时的土压力设定值
(2)动态调整保持稳定的正面土压力,调整至施工对电力隧道影响最小为标准,并根据各种监测手段反馈的数据,综合目前盾构机施工状态,及时准确调整土压力每次以
0.005MPa为原则进行上下调整管片拼装时,为了防止正面土压力减小,按照“推进一拼装一推进”的方式更换作业模式,以控制土压力的过大降低穿越期间1环拼装时间控制在半小时摆布图5-4调整盾构推进参数实施效果土压力的设定使得切口前土体微微隆起穿越期间电力隧道隆起最大量为
0.6mmo实施
(三)同步注浆量不够
(1)结合同步注浆试验同步注浆采用惰性浆液,以“及时、均匀、足量”为原则保证盾尾不漏浆通过注浆孔位的调整和注浆量的调整,根据试验数据摸索、总结、分析沉降与同步注浆有关的规律,我们依据相似工程同步注浆经验确定了正常掘进同步注浆量应该设定为理论建造空隙的200%摆布,浆液稠度为9〜10并根据测点反馈数据以
0.5m3/次(环)为单位进行增、减同步注浆量
(2)均匀施工在确保盾构正面变形控制良好的情况下,使盾构均衡匀速施工同步注浆流量要与推进速度相匹配,确保注浆均匀足量,减少对周围土层的扰动
(3)同步注浆浆液质量控制严格控制同步注浆量和浆液质量,特别注意浆液的稠度及配合比的过程控制通过同步注浆及时充填建造空隙,减少施工过程中的土体变形同步压注浆液质量的决定了后期对土体的扰动和后期的稳定,在穿越电力隧道前期,对浆液进行了多次的小样配比通过比较分析,确定适合盾构穿越电力隧道时使用浆液的自立性和抗压性,确保盾构顺利穿越电力隧道
(4)防止盾尾漏浆红色代表同步注浆浆液红色代表同步注浆浆液穿越前检验盾尾密封装置,使用高质量的盾尾油脂,每环不少于60Kg严防盾尾漏浆,如发现盾尾漏浆,须及时加海绵板,坚固粘贴在管片上,万不得已的情况下可以采用绝缘脂密封盾尾图5-5同步注浆示意图实施效果同步注浆量的控制有效的控制了电力隧道在盾构背部和盾尾阶段的沉降,该阶段电力隧道最大沉降为-
0.9mm实施
(四)二次注浆不合理
(1)后期补压浆控制二次压浆采用双液注浆,浆液通过管片的注浆孔注入地层,适时适量补压浆,注意控制注浆压力注浆未达到要求,盾构暂停推进,以防止土体继续变形根据施工中的变形监测情况,随时调整注浆量及注浆参数,必要时,可以根据实际情况在隧道内进行壁后跟踪注浆图5-6二次注浆示意图图5-7二次注浆设备及现场照片
(2)管片注浆孔的增设为了能在隧道各不同部位进行针对性的壁后注浆,所以对地铁隧道的管片进行修改,即对穿越段管片进行改进,在AlA2A3BlB2上各增设2个注浆孔注浆孔的位置见图19管片改进图,图中黑色的为原有注浆孔,红色为新增设的注浆孔增设注浆孔增设注浆孔图5-8管片改进图
(3)风险预防确定二次注浆环号、孔位、注浆量并通知专业队伍进行补压浆,做好压浆记录进行二次注浆时注浆队伍安排人员在盾构操作室,如二次注浆给结构变形带来不良影响时,能够及时接收指令住手注浆从后期沉降效果来看,我们在二次注浆过程中注浆点、注浆量和二次注浆时机的选取多数都是正确的,电力隧道的后期沉降控制效果比较理想实施效果对部份区域的沉降量调节起到了决定性作用,电力隧道最终最大沉降为-
7.91mm实施
(五)监测方法不全面
(1)常规监测为了详细掌握穿越施工对电力隧道影响的情况,在穿越前20m摆布设置摹拟段,用于摹拟穿越施工,优化掌握并量化施工参数,特别做好地面沉降及隧道沉降等情况的分析,确保穿越时对电力隧道的扰动最小
(2)隧道轴线测量盾构穿越电力隧道时,隧道轴线控制仍然是质量控制的重点,因此对于隧道轴线的测量必须加以严格的控制
①隧道轴线测量当盾构穿越电力隧道涵时,必须严格执行每环测量的施工步骤同时根据实际情况,将盾构姿态测量频率进行提高图5-9轴线测量示意图及照片
②隧道沉降监测在隧道推进试验段就开始加强对隧道沉降变形的监测取隧道管片上最低点为隧道沉降观测点,在穿越电力隧道涵的过程中,每5环为一点监测范围为穿越先后20环,监测频率为从拼装工作面后5环开始,每1天监测一次,直至隧道稳定,再改为普通隧道沉降监测
(3)地面变形监测区间隧道穿越电缆隧道上方位于金水路,交通繁忙,对地面变形的控制要求较高,因此必须合理布置地面变形监测点和制定监测频率隧道轴线上监测点间距为每5环一点,推进试验段及穿越段各布置4个横向沉降监测断面,穿越段监测断面布置在穿越隧道中心线处;横向沉降监测断面以隧道中心为轴线,距离轴线Im、3m、5m、9m各设置一点,共计9点(包括隧道轴线上1点)所有测点有条件的情况下,均设置为深层监测点,或者至少每一个断面不少于2个深层测点施工时,注意加强对测点的保护,并根据施工实际情况适当增加监测断面,必要时进行跟踪测量图5-10隧道上方道路及建造物示意图图5-11地面监测点布置图
(4)电力隧道本体监测电力隧道的沉降监测数据能直接反应盾构穿越施工各个阶段对电力隧道的影响程度通过在电缆隧道内部布设静力水准仪,以最大程度地发挥监测的灵敏度实施效果通过合理地布置测点,适时的调整监测频率,及时全面地掌握施工时的沉降变化6C(检查)阶段
6.1实施效果检查从2022年11月中旬至2022年02月中旬,郑州轨道交通1号线双线隧道顺利穿越电力隧道,有效地控制了地层沉降,很好地完成为了目标在我们QC小组活动期间,重点对盾构穿越电力隧道时提高沉降控制精度的5个主要因素制定了措施及目标并对措施进行效果检验2土压力设定不精确盾构切口进电力隧道前沉降控制在Omm^+
1.0mm之间土压力的设定使得切口前土体微微隆起电力隧道隆起最大量为
0.6mm3同步注浆量不够盾构在电力隧道下方时沉降控制在-L0mm~+L0mm内同步注浆量的控制有效的控制了电力隧道在盾构背部和盾尾阶段的沉降,该阶段电力隧道最大沉降为-
0.9mmo4二次注浆不合理将电力隧道最终沉降控制在-
20.OmnT+
10.0mm以内对部份区域的沉降量调节起到了决定性作用,电力隧道最终最大沉降为-
7.91mm5监测方法不全面对电力隧道上方地面和电力隧道沉降都进行全面的控制通过合理地布置测点,适时的调整监测频率,及时全面地掌握施工时的沉降变化制表人蔡雯俊编制日期
2022.
02.
106.2总效果
(1)目标完成情况穿越电力隧道施工过程中,盾构轴线操纵情况良好,控制在土50mm以内;隧道上方地面沉降控制在+10mnT-30nlm以内,均满足设计要求图6-1左线隧道轴线变化曲线图图6-2右线隧道轴线变化曲线图最大沉降量为-
8.9mm图6-3穿越上方地面沉降变化曲线目标实现穿越电力隧道施工过程中,电力隧道沉降操纵情况良好工程质量得到了业主和监理的认可,电力隧道最终累计变化量为12mm之间最大沉降量-
7.91mm制表人蔡雯俊编制日期
2022.
02.10图6-4电缆隧道最终沉降变化曲线图工程质量合格率达到了100%顾客满意率为100%工程质量评定表七方签证顾客满意度调查表
(2)社会效益我国采用盾构法进行隧道施工已经有四十多年的历史,然而像郑州轨道交通1号线超长距离穿越电力隧道的工况却为数不多本次超长距离穿越电力隧道在我们QC小组全程监控和积极可行方案的指导实施下,成功地实现了小组既定的目标,避免了诸多辅助措施及修补工作的实施,阻挠了由于电力隧道超量沉降引起的恶性事件的发生,维护了泛博市民的切身利益整个活动得到了监理和业主的充分肯定施工期间上级领导多次到工地参观,并在穿越期间获得五一劳动奖状等荣誉,为隧道股分有限公司盾构工程分公司争光添彩图6-5郑州市市委书记吴天君慰问工地图6-5住建部质量安全司副司长曲琦检查工地图6-6住建部工程质量安全监管司副司长曲琦视察工地图6-7施工期间所获各类荣誉在活动的过程中不仅加强了我们团队的合作精神,也充分显示了我们小组成员活跃的思维能力这是一个朝气蓬勃的团队应该具备的,同时工程质量各项指标均得到业主、监理的一致好评,取得了良好的社会效益该QC成果荣获隧道股分2022年度QC成果发布会一等奖上海隧道工程股分有限公司QC成果认证书7A(处理)阶段
7.1巩固措施通过对超长距离穿越电力隧道的整个施工过程进行了分析、研究和总结,使我们更深入的了解到环境因素对土压平衡盾构掘进施工的影响本次顺利穿越后,我们不仅得到了珍贵的工程经验,同时也制定了“盾构超长距离穿越电力隧道质量管理操作规范”和“盾构超长距离穿越电力隧道施工工艺”,为下阶段快速推进奠定了良好的基础施工管理体系和盾构法施工工艺得到进一步完善盾构超长距离穿越电力隧道施工工艺简介
一、前期科研、实验
1、建立模型进行三维非线性有限元预测;
2、对深层土压力、位移场监测;
3、同步注浆、二次注浆实验,了解浆液与土层的结合性能,分析,总结沉降控制的关键因素及针对措施
二、前期准备
1、土体加固寻觅薄弱区域进行加固;
2、电力隧道保护防止地层沉降过大导致挤压破碎,保护电力隧道上方的路面车辆安全及人民财产安全
3、施工监测施工监测的方案制定、监测方法需能够及时、真实反映施工过程中的状况,以便于施工技术人员及时了解施工现状和相应区域变形情况,以及时调整施工参数
三、盾构掘进阶段主要技术措施
1.土压力设定穿越施工前,对电力隧道的自重进行估算,然后再根据计算结果来推算土压力根据此计算值来确定盾构刚进入电力隧道下方时的土压力设定值在实际施工过程中,根据地面及对电力隧道的监测情况,再对此设定值进行适当调整.掘进速度按照设备最低流量和同步注浆总量来推算最低掘进速度,施工过程中尽量保持掘进速度稳定,确保盾构均衡、匀速地穿越电力隧道,减少盾构掘进对周边土体的扰动,以免对电力隧道产生不利影响.盾构姿态控制在穿越过程中,尽可能地保证盾构匀速通过,在盾构轴线控制方面要做到勤纠、少纠,以减少盾构纠偏给土体带来的扰动.盾构背部注浆为减少因盾构背土带来的不利影响,在盾构穿越电力隧道过程中,视实际情况利用盾构机背部的注浆孔压注触变泥浆,降低背部土体与盾构机之间粘着力,减少背土现象产生.同步注浆同步注浆量设定应保证浆液迅速填充建造空隙,减少电力隧道在盾构背部及脱出盾尾阶段的沉降,但要防止同步注浆量设定过大引起浆液前窜引起背部隆起
四、后期沉降控制二次注浆二次注浆能够有效控制地铁隧道后期沉降的趋势,并可以对后期沉降量进行调节二次注浆作业要进行充分的准备,熟悉浆液性能、选取注浆孔位,严格控制单孔单次注入量、注浆压力以达到估计效果.2总结和下一步打算本次QC活动的后期,小组还对成员在公司信念、管理技巧、创新力、团队精神、互相沟通、解决问题技巧等方面进行了全面评估这次活动,小组在这些方面都有了进一步的提高,使我们小组变得更加团结、自信和进取了表7-1活动先后无形效益对照表类别活动前活动后公司信念45管理技巧35创新力34解决问题35互相沟通45团队精神34图7-1活动先后无形效益对照图同时,本次QC活动的顺利开展为郑州轨道交通1号线的顺利推进提供了坚毅的保障通过本次穿越,我们积累了类似工程的施工经验本次活动的成功也为兄弟单位穿越重要管线提供了珍贵的经验参考但同时我们又清晰的认识到还有一些问题有待于进一步解决,如浆液质量控制等因此“盾构施工浆液质量控制”将是我们小组下一次活动的课题2022年郑州地铁正在如火如荼的建设中,我们QC小组将再接再砺,继续针对工程重点难点开展活动,积极其郑州地铁的顺利展开贡献力量,为郑州人民奉献精品工程做出自己应有的贡献超长距离穿越电力隧道施工难度高电力隧道保护等级为一级推进过程中区间隧道共计6次下穿电力隧道,盾构隧道穿越影响的电力隧道总长约719m其中垂直穿越段总长约304m平行侧穿段总长约415m区间隧道顶板顶距离电力隧道结构底板底最小距离约
2.43m盾构穿越过程中对电力隧道影响较大运营中的电力隧道社会影响大供电设施是一个城市最重要的基础设施本工程为郑州市轨道交通工程中首次超长距离穿越电力隧道,该电力隧道为凤凰变至省府双变回110KV电力隧道为郑州市主要供电管廊,一旦发生变形后可能引起供电故障,社会影响重大穿越段电力隧道上方是金水路,为郑州市的东西主干道路,道路繁忙,交通拥挤,一旦浮现事故将会造成交通阻塞4P(计划)阶段
4.1现状调查
4.
1.1工程特点盾构穿越电力隧道时,隧道全断面位于
(7)粉土、
(7)-1粉质黏土、
(8)粉土、
(9)粉质黏土、
(9)-1粉土、
(9)-2淤泥质粉质黏土、
(13)粉土、
(14)粉砂、
(16)粉砂土层中穿越段地质剖面见下图图4-1区间隧道地质剖面图各土层特征和主要物理力学指标见表
4、表
5、表6(表中灰色区域为盾构穿越土层)
4.
1.2土层特征表4-1盾构穿越电力隧道段地质情况描述层号岩性层厚(m)土层描述
(1)杂填土
0.5~
4.2主要由沥青、水泥路面、灰渣、石块、灰土、碎石垫层组成,成份杂乱,结构松散局部为素填土,含植物根系等组成成份不均,结构松散粉土
0.9~
5.5褐色、黄褐色,局部灰褐色,稍湿,稍密-中密含蜗牛壳、贝类等,有植物根系,褐黄色铁染斑块本层稍有砂感粉土
0.8~
5.8地层呈褐色、黄褐色、局部为灰褐色,湿,稍密-中密含蜗牛壳、贝类及零星钙质,褐黄色铁染斑块,偶见植物腐殖质稍有粘性粉土
1.1~
4.8地层呈褐黄色、灰褐色,湿,中密本层有砂感,含石英、长石等矿物成份,含蜗牛壳、贝类等,含少量钙质结核粉质黏土
0.5〜
6.8黄褐色-灰褐色、局部灰黑色,软塑-流塑含氧化铁、铁镒质斑纹、零星钙质结核,含少量蜗牛壳,偶见腐殖根系稍有腥味局部发育薄层粉土-1粉土约
2.5浅灰色、灰黄色,湿,中密含蜗牛壳、贝类等,含少量钙质结核,褐黄色铁染斑块粉土
0.4〜
4.8灰色、灰褐色深灰色,湿,中密含少量钙质结核,粒径510mm摆布含少量蜗牛壳,褐黄色铁染斑块-1粉质黏土
0.7~
4.1浅灰色,软塑一流塑,偶见钙质结核粉土
2.0〜
6.5灰色、灰褐色,湿,中密含少量钙质结核,粒径510mm摆布含少量蜗牛壳,褐黄色铁染斑块粉质黏土
0.5~
5.7黄褐色-灰褐色、局部灰黑色,软塑一可塑含氧化铁、铁锯质斑纹及钙质结核含少量蜗牛壳,偶见腐殖根系稍有腥味稍有光泽-1粉土
0.5~
2.8浅灰色,湿,密实含蜗牛壳、贝类等少量钙质结核,褐黄色铁染斑块-2淤泥质粉质黏土
0.5~
2.5灰褐色、灰黑色,软〜流塑局部为淤泥,含氧化铁、铁镒质斑纹,含蜗牛壳,见腐殖根系,偶见小粒径钙质结核有腥味粉土
0.5〜
3.2浅灰色,湿,密实含蜗牛壳、贝类等,含少量钙质结核,褐黄色铁染斑块粉砂
0.9~
5.5灰色、灰褐色、灰黄色,饱和,中密状态矿物成份以长石、石英为主,含少量云母见蜗牛碎片粉砂
2.0^
11.0灰色、灰褐色、灰黄色,饱和,密实状态矿物成份以长石、石英为主,含少量云母,见蜗牛碎片局部夹粉土团快,含少量钙质结核中砂
2.5~
8.0灰黄色、褐黄色,饱和,密实状态矿物成份以长石、石英为主,含少量云母,见蜗牛碎片含小粒径砾石及少量钙质结核,局部见石英块状或者片状砂质胶结物
4.
1.3土层主要物理力学性质各土层物理力学指标见下表表4-2各土层物理力学指标统计表层号土层名称含水量W%重度yKN/m3孔隙比eO液限WL%塑性指数Ip液性指数II1杂填土2粉土
20.
218.
680.
90525.
437.
20.433粉土
23.
219.
590.
79425.
617.
50.734粉土
23.
819.
650.
79525.
567.
50.786粉质黏土
28.
219.
480.
79331.
7612.
20.76-1粉土
24.
419.
870.
78726.
037.
70.797粉土
24.
119.
710.
76326.
167.
50.737-1粉质黏土
27.
319.
540.
77531.
5312.
10.648粉土
25.
119.
670.
75526.
717.
80.799粉质黏土
29.
819.
10.
84933.
3812.
20.749-1粉土
24.
819.
60.
71426.
647.
50.749-2淤泥质粉质黏土
49.
616.
821.
45543.
7416.
61.2213粉土
25.
119.
670.
71826.
867.
90.7614粉砂
17.
120.
10.56316粉砂
16.
920.
770.50518中砂表4-3各土层物理力学指标统计表续层号土层名称塑限WP%比贯入阻力PsMpa压缩模量E『2Mpa内聚力不固结不排水CkPa内磨擦角不固结不排水00渗透系数m/d1杂填±2粉土
18.
182.
88.
89.
218.
20.483粉土
181.
29.
39.
515.
50.354粉土
18.
0639.
51017.
50.56粉质黏土
19.
551.
44.
914.
53.
80.086-1粉土
18.
3311.
912140.387粉土
18.
562.
99.
58.
515.
50.47-1粉质黏土
19.
461.
45.
214.
54.
20.088粉土
18.
894.
79.
78.
618.
50.49粉质黏土
21.
171.
64.
714.
54.
50.19-1粉土
19.
145.
910.
712.
519.
50.59-2淤泥质粉质黏土
27.
181.
63.
3133.
40.0713粉土
18.
9887.
711.
321.
20.514粉砂
14.
1426.5116粉砂
14.8329218中砂
328174.
1.4建设单位提出的质量要求鉴于工程的重要程度,保证产品的高质量,提高竣工交付后运行的可靠性,业主对我施工方提出了要求,确保电力隧道安全正常运行,隧道结构纵向沉降与隆起控制值在-20nrnT+10mm以内目标确定通过专家小组的讨论意见以及建设单位提出的质量要求,我们小组制定的目标为电力隧道沉降控制在-20mnT+10mm之间可行性分析
4.
3.1土压平衡盾构机适应性分析图4-2“863先行号”D1型钱接式土压平衡盾构.L20东明路站〜民航路站区间隧道施工采用两台上海隧道工程股分有限公司自行设计、创造的具有彻底自主知识产权的“863先行号”D1型盾构,盾构机经过一段时间的磨合,已经顺利、高效、优质地完成为了紫荆山站〜东明路站区间左线1707m右线1614m的隧道掘进施工,摸索出了在郑州复杂地层条件下施工的珍贵经验盾构机相关性能参数及功能配置如表7表4-4盾构机相关性能参数及功能配置序号位置项目名称技术参数1盾构主机盾尾外径6140mm盾尾间隙30mm全长12130mm盾尾密封3道盾尾刷2推进系统总推力最大约40000KN行程2200mm推进速度最大6cm/min3较接主动较接设计曲线最小150m4刀盘速度
0.63或者
0.94r/min扭矩最大6758kNm5螺旋输送机速度
0.5〜
16.0r/min6拼装机旋转速度
0.5或者L0r/min提升力200kN7车架系统数量5节总长度大约
36.5m8皮带运输机输送能力280m3/h9同步注浆系统排量最大12m3/h针对盾构穿越电力隧道施工,对盾构机进行了针对性的改制,主要包括1刀盘驱动采用中间支承形式刀盘驱动使用具有高承载力的三排滚柱轴承,大齿轮与三排滚柱轴承制成一体,满足郑州地区土层的需要;2刀盘开口率增大,保证盾构顺利掘进;3刀具进行适当调整,并增加刀具的耐磨性,保证砂性土层掘进;4盾构较接部位的高效止水密封圈,确保盾构在小半径曲线段掘进过程中校接开启时较接部位的防水性能结论“863先行号”D1型盾构在功能上满足了本次穿越施工的需求
4.
3.2监测方法分析本次区间隧道穿越电力隧道实施信息化指导施工在盾构推进过程中,在电力隧道内采用自动化监测,起到监测数据的及时性,确保电力隧道安全主要监测布点采用静力水准仪该仪器依据连通管原理的方法,用电容传感器,测量每一个测点容器内液面的相对变化,再通过计算求得各点相对于基点的相对沉陷量各静力水准仪安装后,将各静力水准仪导线联接至数据箱,通过无线传输或者网线直接联接至电脑可供多台电脑同时查看,随时输出测量指令或者设定定时测量指令,静力水准仪自动测量容器内的水位变化情况,通过一定的公式,解算为水位的升降量,从而形成报表每5分钟测量一次数据,将即时的监测信息及时传输导盾构施工指挥现场根据即时监测数据情况决定是否调整施工参数,确保施工引起的结构变形始终满足电力隧道运营和结构变形要求除此之外加强地面监测,即在电力隧道上方地面合理布置监测点,增加监测断面及适量增加监测频率静力水准仪静力水准仪静力水准仪数据盒数据采集电脑终端电脑终端报表生成图4-3静力水准自动化监测整体结构图图4-4静力水准仪现场安装图结论该监测方法满足本次穿越施工的要求
4.
3.3正常工况下盾构掘进施工沉降分析为了解盾构对土体扰动的影响趋势,掌握问题控制的侧重点我们QC小组根据以往盾构掘进施工过程中土体沉降的变化,并结合本区间目前施工阶段地表沉降量进行分析、总结,得出以下结论图4-5土体沉降趋势图表4-5沉降过程分析表沉降阶段沉降类型主要原因累计沉降量mm第一阶段初始沉降地下水位,土体受挤压而压密+3~-4第二阶段切口前变形隆起盾构机推力过大一4~+5沉降盾构机推力过小,出土过量-4〜一8第三阶段盾构通过时的沉降施工扰动,剪切破坏一8^-10第四阶段脱出盾尾沉降土体失去盾构支撑,管片暗地里注浆不及时-10〜-20第五阶段后期沉降土体后续时效变形-20~—30结论目前我们仅大致总结出盾构推进过程中五个阶段的沉降主要原因,但盾构掘进施工各阶段对土压力、空隙水压力、同步注浆量、二次注浆量应该如何调整以及调整后具体带来多少正面和负面的影响,我们还需深入了解
4.4寻觅主要问题针对本次施工的难点和特点,考虑盾构施工技术、轴线控制、地表沉降控制及环境保护等方面的问题,同时分析、比较以往同类施工中问题集中点,发现影响施工质量总体评价的问题主要集中在以下几方面
(1)沉降控制精度不高
(2)盾构姿态不良
(3)推进速度缓慢
(4)土质情况较差
(5)其他(荷载分布不均匀)顺序类别频数累计频数发生率(%)累计率(%)1沉降控制精度不高
262666.
6766.672盾构姿态不良
63215.
3882.053推进速度缓慢
3357.
6989.744土质情况较差
2375.
1394.875其他荷载分布不均匀
2395.
13100.00表4-6问题发生情况统计表制表人蔡雯俊编制日期
2022.
8.15依据表9我们绘制了罗列图其次,对穿越可能遇到的问题有充分的估计,并制定了针对性措施和周全的安全应急预案,落实各项针对性的控制措施一旦发生险情,按应急网络即将通知各相关部门,将可能发生的事故影响降到最低最后,量化、优化施工参数,分解施工参数指标,实施即时的信息化施工,使对电力隧道的影响始终控制在安全范围内总体上“保头护尾”按照“分步慢速推进,分段均匀小步转弯,分布分小段转弯,保持稳定土压,防止盾尾漏浆,适时适量注浆,多点少量多次低压加固”的施工要点组织施工王旋东蔡雯俊钱晓华张铮穿越前
11.
09.28〜
11.
10.20电力隧道内2土压力设定不精确精确设定盾构切□进入电力隧道前沉降控制在OmnT+l.Omm之间
1.详细计算穿越各阶段土压力;
2.结合各种监测数据,动态调整土压力设定值胡刚钱晓华蔡雯俊田瑞端穿越期间
11.
11.15^
12.
02.10施工现场3同步注浆量不够合理控制注浆总量盾构在电力隧道下方时沉降控制在-L0mm~+l.0mm内
1.结合同步注浆试验结论;
2.均匀施工,加强同步注浆浆液质量控制;
3.同步注浆浆液质量控制王旋东钱晓华杨虎何国平穿越期间
11.
11.15~
12.
02.10施工现场4二次注浆不合理提高二次注浆效果将电力隧道最终沉降控制在-
20.OmnT+
10.0mm以内
1.严格控制后期补压浆量;.管片增设注浆孔;.进行风险预防王旋东田瑞端钱晓华蔡雯俊穿越期间
11.
11.15〜
12.
02.10施工现场5监测方法不全面参考多种监测方法对电力隧道上方地面和隧道内沉降都进行全面的控制
1.设置摹拟段施工;.加强隧道轴线测量工作;.严格控制地面沉降;制表人蔡雯俊编制日期
2022.
02.
104.采用自动化监测系统图5-1电力隧道断面图图5-2电力隧道电缆支架布置图图5-3电力隧道现场踏勘图表5-1区间隧道与电力隧道位置关系表项目区间隧道里程范围区间隧道与电力隧道关系受穿越影响电力隧道里程范围受穿越影响电力隧道长度区间覆土区间与电力隧道水平距离区间与电力隧道垂直距离风险源等级区间隧道下穿电力隧道左口123+163~左DK23+16787夹角下穿Kl+260K1+27818m
14.4m0m
3.8m一级左9123+344~左DK23+45460夹角斜穿K1+485〜Kl+589104ml
5.85~16monTO.8m
4.4~
7.6m左DK23+827〜左DK23+8319O0夹角下穿Kl+947Kl+96114ml
2.6m0m
2.43m右DK23+160~右DK23+164870夹角下穿Kl+278Kl+29820ml4m0m
3.77m右DK23+164〜右DK23+31060夹角斜穿K1+298〜Kl+428130ml
4.75〜
15.5m0nT
0.7m
3.6〜
3.65m右DK23+818〜右DK23+823900夹角下穿。