盾构下穿DN22m污水管安全专项施工方案.docx
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盾构下穿DN22m污水管安全专项施工方案
盾构下穿DN2.2m污水管安全专项施工方案
1、编制原则、依据
1.1编制原则
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。
1.2编制依据
(1)《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质2009-87);
(2)《成都市建设委员会关于完善施工现场安全管理人员配置实施意见》(成建委发2008-101);
(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);
(5)《城市轨道交通技术规范》(GB50652-2011);
(6)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)2003年版;
(7)《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008);
(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。
2、工程概况
2.1工程范围
科华南路站~火车南站区间盾构在里程YDK19+894.638~YDK19+888.634及ZDK19+891.490~ZDK19+885.486范围内下穿DN2.2m污水管,管线材质为混泥土,污水管位于<3-8-2>中密卵石层中,盾构穿越地层为<3-8-3>密实卵石层,土体自稳性较好。
穿越污水管范围详见下表。
表2-1盾构下穿污水管
线别
穿越里程
穿越环号
管底埋深/m
隧顶至管底净距
左线
ZDK19+891.490~ZDK19+885.486
648、649、650
9.2
2.1
右线
YDK19+894.638~YDK19+890.134
646、647、648、649
9.2
2.1
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。
图2-1盾构下穿污水管平面图
图2-2污水管检查井平面图
图2-3污水管检查井1-1剖面图
图2-4污水管检查井2-2剖面图
2.3地质状况
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。
图2-5污水管地质剖面图
2.4地下水状况
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。
2.5周边环境
(1)周边建筑物
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。
图2-6污水管处周边建筑物图
(2)其他管线情况
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。
(3)交通情况
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。
3、施工部署
3.1施工组织机构
图3-1施工组织机构图
3.2施工计划
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:
表3-1主要工序计划施工表
序号
工序名称
计划施工时间
1
地面预注浆加固
2014年11月20日~2014年12月05日
2
洞门管棚施工
2014年12月5日~2014年12月15日
3
地面降水井施工
2014年12月5日~2014年12月15日
4
洞门封堵施工
2014年12月15日~2014年12月25日
3.3资源配置
3.3.1设备配置
表3-1主要机械设备表
序号
设备名称
规格及型号
数量
用途
1
盾构机
CTECØ6250土压平衡
2台
隧道掘进
2
电瓶车
JXK-45
4台
运输牵引
3
龙门吊
45T
2台
垂直约运输
4
双液注浆机
KBY70
2台
二次注浆
5
小导管钻机
YT-28C
2台
洞内深孔注浆加固
6
柴油发电机
250kw
1台
备用发电
7
水泵/潜水泵
5.5KW
各4台
抽水
8
聚氨酯泵
1台
环向注浆孔压聚氨酯
9
地质钻机
YT-28
1台
地面加固注浆
10
空压机
95kw
1台
11
搅拌机
15kw
1台
12
砂浆灌
15kw
1台
13
高压水泵
10
1台
3.3.2人员配置
表3-2主要人员配置表
工种
人数
工作内容
施工管理人员
30
对施工质量、安全、进度、文明施工,材料设备供应等全面管理
安全员
2
对现场安全、风险、文明施工专项管理
工程技术人员
8
技术交底、质量、安全检车、整理资料等技术管理工作,
测量人员
6
盾构掘进测量、路面监测和路面巡视
电工
2
电路检查和维护
材料员
2
材料供应
试验员
2
试验检测
盾构施工
80
盾构掘进施工
地面加固
10
地面加固施工
钢筋工
4
封堵洞门钢筋施工
模板架子工
6
封堵洞门模板施工
混凝土工
4
封堵洞门混凝土施工
3.3.3材料计划
表3-2主要材料计划表
材料名称
型号
单位
数量
水泥
PO.425
t
50
袖阀管
Ø50带孔
m
1041
混凝土
C35
m3
25
钢筋
HRB400,Ø20
t
0.475
钢花管
108
m
360
PVC管
Ø50
m
50
聚氨酯
t
2
4、风险分析及评价
4.1管线调查
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。
4.2风险识别
结合本工程的地理位置、工程地质、水文等特点,按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质2009-87号)、《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB50652-2011)及地铁公司[2012]24号文,识别出盾构下穿直径2.2m污水管时存在的主要风险因素有:
地面沉降超限、污水管渗漏水、结构破损、污水倒灌至车站内及其带来的次生灾害。
4.3风险因素分析
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。
4.4风险评价
按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质2009-87号)、《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB50652-2011)及地铁公司[2012]24号文,结合盾构下穿直径2.2m污水管施工期间各环节潜在风险进行分析,评价出的危险源情况见下表:
表4-1风险源评价表
序号
危险源名称
危险源级别
主要风险点及周边环境情况
备注
1
盾构下穿DN2.2m污水管
特别重大危险源
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
5、施工方案
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。
表5-1接收端头地基相关因素一览表
号
端头位置
隧道端头情况描述
地质情况
地表状况
覆土地质
稳定性
评价
加固形式
1
科华南路站
西端头
(接收)
左线
洞身主要为<3-8-3><3-6-2>地层
地表为天仁北二街
<1-2><2-4><3-8-2><3-8-3>
自稳性一般
地面注浆加固+降水+大管棚
右线
洞身主要为<3-8-3>地层
<1-2><2-4><3-8-2><3-8-3>
自稳性较好
图5-1区间隧道与污水管关系
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。
盾构机穿越污水管前,为防止盾构机穿越污水管时对污水管下层土
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- 盾构 DN22m 污水 安全 专项 施工 方案