盾构洞门破除方案

施工组织设计（方案）报审表编号：致：北京地铁监理公司：由我方承包天津地铁6号线工程土建施工第R3协议段工程的施工组织设计（左江道站～梅江风景区站区间洞门凿除施工方案）已编制完毕，并经技术负责人批准，请审查确认。附件：□天津地铁6号线工程土建施工第R3协议段工程左江道站～梅江风景区站区间洞门凿除施工方案项目经理（签字）：承包单位（盖章）：日期：监理单位审查意见：□报审表格填写不符合规定，现予退回。请重新填表报审。□编制的施工组织设计（方案）不符合规定，现予退回。请按审查附件规定抓紧完善后再行填表报审。□报审的施工组织设计（方案）符合规定，监理予以确认，呈报总监审批。□其他问题：（由监理工程师填写）□附件：号监理告知单（不符合规定的具体内同）监理工程师（签字）：日期：总监理工程师审定意见：□编制的施工组织设计（方案）不符合规定，现予退回。请按审查附件规定抓紧完善后再行填表报审。□报审的施工组织设计（方案）符合规定，监理予以确认。□附件：号监理告知单（不符合规定的具体内同）总监理工程师（签字）：监理单位（盖章）：日期：注：单位工程施工组织设计和重大风险源专项施工方案一式四份，施工单位、监理单位、建设公司项目管理部、质量安所有各一份；一般施工方案一式三份，施工单位、监理单位、项目管理部各一份。天津地铁6号线工程土建施工第R3协议段左江道站～梅江风景区站区间洞门凿除施工方案编制：审核：审批：中冶天工集团有限公司天津地铁六号线土建施工第R3协议段项目经理部2023年5月目录TOC\o"1-2"\h\z\u1、编制说明 ⑩1t粉土-33.64～-29.21灰黄灰～褐黄色，密实，湿，中低压缩性，含云母、氧化铁，场地范围内零星分布。eq\o\ac(○,11)1粉质粘土-33.65～-55.00黄褐色～褐黄色，可塑，中低压缩性，含云母、氧化铁、贝壳，场地范围内普遍分布。eq\o\ac(○,11)21粉砂-33.65～-55.00褐黄色，饱和，密实，含云母、氧化铁，场地内不连续分布。eq\o\ac(○,11)3粉质粘土-33.65～-55.00褐黄色，可塑，中压缩性，含铁质，含云母、氧化铁，有机质，场地范围内不连续分布。eq\o\ac(○,11)4粉砂-33.65～-55.00灰黄色～褐黄色，饱和，密实，中压缩性，含铁质，含云母、氧化铁，场地范围内不连续分布。eq\o\ac(○,11)41粉质粘土-33.65～-55.00黄褐色～褐黄色，可塑，中压缩性，含铁质，含云母、氧化铁，有机质，场地范围内不连续分布。eq\o\ac(○,11)5粉质粘土-33.65～-55.00褐黄色，可塑，中压缩性土，含铁质，含云母、氧化铁，有机质，场地范围内不连续分布。注：蓝色部分为盾构重要穿越土层。2.2.2水文条件本次勘察钻孔最大深度55m，根据勘察结果及区域性地下水资料，地下水类型重要为松散岩类孔隙水，钻孔深度范围内地下水可细分为：潜水、第一层承压水、第二层承压水。潜水含水层：杂填土①1层、素填土①2层、粉质粘土⑥1层、粉土⑥3层、粉质粘土⑥3t层、粉砂⑥3t层、粉质粘土⑥4层。本次勘察期间所有新施工钻孔均测量静止水位，测的水位标高0.27～1.95m。粉质粘土⑦层属不透水～微透水层，可视为潜水含水层与其下承压含水层的相对隔水层。本含水层水平、垂直向渗透性差异较大，当局部地段夹有粉砂薄层时，其富水性、渗透性相应增大。接受大气降水和地表水入渗补给，地下水具有明显的丰、枯水期变化，丰水期水位上升，枯水期水位下降。年变化幅度约为0.5～1.0m。重要含水介质颗粒较细，水力坡度小，地下水径流十分缓慢。排泄方式重要有蒸发、人工开采和下渗补给下部承压水。第一承压水：含水层为粉土⑧2层、粉砂⑧21层、粉砂⑨1t层、粉土⑨2层。根据《天津地铁6号线解放南路站6JF01号孔》注水实验报告，该承压水水头大沽标高约为-3.36～-3.15m。本次现场测量水位大沽标高为-0.80m。粉质粘土⑩1层、粘土⑩1t层、粉质粘土⑪1层属不透水～微透水层，可视为承压含水层相对隔水底板。本层地下水重要接受上层潜水的渗透补给，与上层潜水水力联系紧密，排泄以相对含水层中的径流形式为主，同时以渗透方式补给深层地下水。该层地下水水位受季节影响较小。第二承压水：含水层为粉土⑪2层、粉砂⑪21层、粉砂⑪4层、粉土⑪41层，其下覆土层粉质粘土⑫1层分面连续，可视为与下部承压水隔水底板。根据现场观测可知，该承压水水头大沽标高约为-4.10m。2.2.3地下水腐蚀情况根据国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2023）（2023年版），该场区环境类型为Ⅱ类。按国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2023）（2023年版）“水对混凝土结构腐蚀性评价”、“水对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀性评价”。潜水：按环境类型Ⅱ对混凝土结构具有弱腐蚀性，按地层透水性对混凝土结构具有微腐蚀性；在长期侵蚀条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中档腐蚀性。第一层承压水:按环境类型Ⅱ对混凝土结构具有微腐蚀性；按地层透水性对混凝土结构具有微腐蚀性；在长期侵水条件下对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性，在干湿交替条件下对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性。第二层承压水:按环境类型Ⅱ对混凝土结构具有微腐蚀性；按地层透水性对混凝土结构具有微腐蚀性；在长期侵水条件下对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性，在干湿交替条件下对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性。3、施工前布置3.1人员组织机构，见图3-1。项目经理项目经理项目总工项目总工现场负责人技术负责人现场负责人技术负责人施工班组组长施工班组组长井下指挥工1人井上指挥工1人施工人员4人井下指挥工1人井上指挥工1人施工人员4人图3-1人员组织机构图3.2人员设备准备（1）施工机具准备空压机两台，风镐4把。（2）施工人员采用3-6名有一定施工经验的纯熟工人，保证施工质量。（3）井口及井下运送指挥工各1名，对讲机4部，口哨2个。3.3材料及设备，见表3-23.4废弃物运送设备16T汽车吊停靠在井口，用于运送混凝土等废弃物。表3-2材料及设备需求表序号材料名称规格数量单位备注1空压机2台用于风镐供气2风镐4只用于洞门砼破除3风镐钎子10个用于洞门砼破除4煤炉1只解决风镐钎子5氧气普通型4套钢筋割除6乙炔4套钢筋割除7割刀4把钢筋割除8直割刀4把钢筋割除9脚手管zx7-400100米10扣件50台11安全带4只12跳板厚木板100块4、洞门凿除施工方法4.1洞门凿除的条件（1）盾构机已经下井并安装调实验收合格。（2）端头井加固已经完毕，加固效果满足设计规定。（3）洞门探孔情况良好，无水、沙流出。（4）始发验收通过。4.2盾构始发、接受洞门破除施工工艺流程（1）盾构始发洞门破除应在盾构始发前5天进行，分为四个环节进行破除，分别为：①破除地连墙背土面120mm保护层，割除内侧钢筋。②凿除360mm素混凝土。③凿除200mm素混凝土，直至露出地连墙外侧钢筋。④待始发盾构调试完毕后，割除外侧钢筋，破除剩余混凝土。（2）盾构接受洞门破除应在盾构机距接受井20环位置时进行破除施工，施工环节与始发洞门破除相同，但在进行最后一步破除前，应根据盾构机推行速度，盾构机刀盘处在距接受井30cm位置。（3）盾构始发、接受洞门破除施工工艺流程图，见图4-1。始发井盾构机调试完毕；始发井盾构机调试完毕；盾构机刀盘距接受井30cm位置施工准备施工准备工序结束清渣外运拆除脚手架检查净空尺寸人工修凿洞边沿割除外侧钢筋废弃钢筋吊出开凿至露外内层钢筋割除内层钢筋风镐开凿洞门脚手架搭设测量放线定位工序结束清渣外运拆除脚手架检查净空尺寸人工修凿洞边沿割除外侧钢筋废弃钢筋吊出开凿至露外内层钢筋割除内层钢筋风镐开凿洞门脚手架搭设测量放线定位图4-1盾构始发、接受洞门破除施工工艺流程4.3脚手架的搭设洞门凿除平台用脚手架搭设。脚手架采用Ф48钢管，高度7.8m（含顶部1.2m护栏），设立5道竖撑，5道横撑，间距均为1.5m，宽度1.5m。脚手架需下部垫实，脚手架侧面须用斜撑将其撑实，正面与盾构机撑实。上人横撑上面均铺设木板，并与横撑固定。凿除洞门时应在洞圈内搭设脚手架，可以不考虑风荷载，计算公式如下：Sd=1.1(SGk+1.15SQk)<=Rd/γm式中：Sd——荷载效应设计值SGk——恒荷载标准值产生的作用效应SQk——施工荷载标准值产生的作用效应Rd——脚手管强度设计值（此处采用冷弯薄壁型钢管）γm——材料强度附加分项系数,钢管脚手架取值如下：γm=1.1705*(SGk+SQk)/(SGk+1.15SQk)此处恒荷载自重标准值SGk=0.35kN/m2,施工荷载标准值SQk=3kN/m2,钢管抗压强度Rd=0.205*106kN/m2,γm=1.0319。经计算：Sd=4.18kN/m2Rd/γ＝0.199*106kN/m2Sd<=Rd/γ脚手架强度达成规定，具体搭设方法如图4-2所示。图4-2脚手架架设示意图4.4水平探孔洞门围护结构地下连续墙凿除前应打水平探孔,安装单向阀，进行破除洞门的水量以及流砂检测，探孔重要分布在盾构范围边沿处，上半圆布置孔数宜少，下半圆孔数宜多，孔深不宜过深，穿透地下连续墙即可，以便确认地下连续墙与咬合桩之间的隔水情况，若发生透水现象，需采用封堵加固等措施，保证始发时无地下水作业。水平抽芯检测方法：在凿除洞门前应先用水钻打孔机由水平方向凿9个观测洞，孔径为50mm，深度为1.8m，检查洞门加固情况。观测洞位置分布、孔径及钻入深度见图4-3。图4-3水平取芯实验布点示意图假如加固区存在渗漏现象，则需采用注浆加固措施。注浆可采用双液浆进行补注浆，注浆位置：在高压旋喷桩和搅拌桩之间的间隙内打入注浆管，自洞门3m以下向上注浆，注浆先两边后中间，间隔注入，从而达成防水并固结洞圈内部土体的效果。注浆配比：水：水泥：水玻璃＝0.5：1：1,注浆压力为0.2～0.3Mpa，初凝时间为5～10分钟，浆液流量为10～15L/min，可有效的阻止泥水渗漏。4.5混凝土凿除在进洞防水装置设立完毕后，凿除盾构范围内围护结构地下连续墙，始发井、接受井地下连续墙厚度均为800mm。混凝土凿除方法，端头混凝土必须到达设计规定的强度、渗透性、自立性等技术指标，探孔无漏水流砂、土体加固效果达成设计规定、盾构机安装调实验收完毕、负环管片已拼装、其他准备工作完毕的前提下开始凿除洞门。为保证凿除安全，本次洞门凿除分四次进行：（1）第一次凿除背土面混凝土保护层，露出内排钢筋，如图4-4阴影部分所示。凿除采用自下而上粉碎性凿除，凿除厚度为120mm。图4-4第一次洞门凿除（2）第二次凿除如图4-5中所示部分，内外排钢筋中间凿除时距离外排钢筋保持200mm，凿除采用自上而下粉碎性凿除，凿除厚度为360mm（围护800mm中间560mm），距离外排钢筋剩余约200mm。图4-5第二次洞门凿除（3）第三次凿除如图4-6中所示，凿除采用自上而下粉碎性凿除。凿除厚度为200mm，凿除至外排钢筋，安装止水帘布。图4-6第三次洞门凿除（4）第四次凿除如图4-7中所示部分，割除外排钢筋，凿除剩余部分，凿除采用自下而上粉碎性凿除，凿除厚度为120mm。图4-7第四次洞门凿除图4.6废弃物清理方式人工清理凿除的混凝土等废弃物，用铁锹将渣土等甩入渣土箱内，然后由汽车吊垂直运送到弃土场内。此时井口上下指挥要配合好，保证运送安全。4.7洞门止水帘布安装在凿除洞门砼最后120mm厚砼前，应着手安装帘布橡胶板。由于洞门与盾构（或衬砌）存在建筑空隙，易导致泥水流失，从而引起地表沉降。须在洞门安装出洞防水装置。出洞防水装置涉及帘布橡胶板，扇形圆环板以及连接螺栓和垫圈。安装前应测量安装螺孔的位置偏差，并用螺丝清理螺孔；安装时，压板螺栓应拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构始发后同步注浆浆液泄漏，见图4-8。图4-8盾构机始发防水装置布置图4.8洞门凿除施工注意事项（1）搭设脚手架时按照脚手架施工规范进行施工。（2）洞门凿除过程中，注意观测帘布橡胶板，避免落下来的混凝土渣压坏帘布橡胶板。（3）洞门凿除过程中须有专人旁站。密切注意凿除作业面土体情况，如有异常须立即撤离作业区所有人员，并立即报告。并组织人员迅速用木板和钢管撑住，防止地下连续墙外土体坍塌，然后尽快进行注浆加固。（4）洞门破除时，及时检查掌子面的土质情况与设计是否同样。如不同样，及时反映并采用相应对策。5、安全施工措施（1）施工人员必须戴好安全帽，穿好防护鞋，以防坠物等伤人。（2）洞门凿除所处渣土，应排放在一个地方，并及时予以清理。（3）施工人员进入施工现场必须遵守安全管理规定。（4）施工人员必须按规定和规定对的配戴安全帽、安全绳。（5）破除工程在施工前要组织技术人员和施工人员学习施工组织（方案）和安全操作规程，在施工中必须严格执行。（6）施工人员从事破除工作的时候，必须戴安全帽、防护口罩、穿工作鞋，站在脚手架或其他稳固的结构部位上操作。（7）破除施工严禁立体交叉作业，应按自上而下顺序进行。当破除某一部分的时候，应防止其他部分发生坍塌。（8）作业上方井口临边及下方10m范围内应设警戒或告示。采用可靠措施，保护井下洞口施工人员安全。（9）破除工程要有专人监护。（10）洞门破除作业面应和整体破除限度相配合，不准各行其是，防止对其他作业面导致威胁。每班开工前，均应检查所用工具是否牢固，被破除物的危险状况。发现险情，应先排除险情后，才可作业。（11）破除洞门的时候，脚手架或其他支衬架上不许多人作业，严禁超荷载人、载物、堆放材料，以免发生危险。（12）不得采用挖墙洞、掏掘的野蛮破除方式。（13）在破除施工时，应向破除部位洒水降尘，做好文明施工。6、应急预案为保证在洞门破除过程中能快速有效地解决各种紧急情况，特制定以下应急措施。6.1应急准备人员安排准备工作材料准备设备准备6.1.1人员安排（1）应急救援领导小组：组长：胡昌玉副组长：王英茹王明生成员：刘国恒姚祯祥张树新徐睿陈胜校刘傲阳曾昭富张志强靳士豪于松禾（2）人员具体分工：eq\o\ac(○,1)总负责人：负责整个洞门破除期间的方案制定、施工总体决策。eq\o\ac(○,2)安全负责人：负责施工前的安全交底、施工期间安全巡查并及时发现和排除安全隐患。eq\o\ac(○,3)技术负责人：负责施工前的技术交底、施工期间的降水井管理、水平探孔施工指导及施工过程中其他技术工作。eq\o\ac(○,4)监测负责人：负责洞门监测点的观测及数据解决，并将观测成果及时上报总负责人。eq\o\ac(○,5)电工班：负责检查整个施工场地的用电情况，发现停电、跳闸等特殊情况及时排查，并上报总负责人，必要情况启用备用发电机供电。eq\o\ac(○,6)物资准备：施工前准备好水泵、备用发电机、抢险物资等物资设备，并随时待命，听从总负责人的安排及时准备其他临时物资设备。eq\o\ac(○,7)洞门凿除班：负责洞门破除工作。洞门破除前认真学习技术安全交底、施工过程中时刻保持安全性和警惕性，如有特殊情况可自行暂停施工并第一时间上报总负责人，由负责人决策施工应急措施。eq\o\ac(○,8)渣土清理：相关人员必须保证整个洞门破除期间施工人员有足够的操作空间，渣土在保证安全的条件下及时解决；在施工前要认真学习技术安全交底，杜绝违规、危险施工。eq\o\ac(○,9)抢险注浆：洞门破除前负责检查注浆设备是否完好，注浆材料是否准备到位；施工前认真学习技术安全交底，如遇特殊情况需要注浆，则根据总负责人的指令，控制好技术掺量，保证注浆及时、有效。6.1.2材料准备应急材料准备如表6-1：表6-1应急材料物品名称数量物品名称数量蛇皮袋（条）300沙（m3）20快速水泥（T）0.3水玻璃（T）3水泥（T）10聚氨酯（kg）300注：应急材料如水玻璃、快速水泥、聚氨酯等关键材料如有局限性，必须保证30分钟内及时到场。6.1.3设备准备具体设备准备如如表6-2：表6-2应急设备设备名称 数量 设备名称数量20KW发电机（台）1双液注浆泵（套）12.2KW水泵（台）37.5KW水泵（台）1手提灯（只）4泥浆泵（台）1铁锹（把）20注：盾构机随时待命，洞门一旦破除就迅速推动。6.2事故应急解决程序,如图6-1。图6-1事故应急解决程序6.3意外情况应急措施（1）涌水、涌砂情况针对本次始发施工中也许出现的涌水、涌砂情况，应在洞门凿除过程中，预备木板、棉花胎、支撑型钢、快速水泥、回丝、水泥、水玻璃、聚氨酯、草包和蛇皮袋（已装土）等材料。并在洞门周边2点，5点，7点，10点钟位置钻孔4处，伸入洞门内部。预埋注浆/引流管，并安装球阀。eq\o\ac(○,1)在洞门凿除的第一阶段，一旦有涌水、涌砂情况发生，一方面应立即停止洞门混凝土凿除，同时用棉花胎加木材或型钢类材料进行支护，并用快速水泥加回丝以及叠放土包等方式进行临时封堵，以控制险情，如有必要安装导流管，保证快速封堵。然后采用压注双液浆或聚氨酯的措施直至堵住漏点。根据涌水、涌砂的大小，决定是否在堵漏完毕对洞门进行喷射混凝土封堵。eq\o\ac(○,2)在洞门凿除开始前，一方面对维护桩间的间隙进行探孔，并预先准备导流、注浆管路。在盾构机正前方上部的圈梁上准备10m*10m橡胶复合雨布捆扎备用。一旦有险情发生，一方面立即停止洞门混凝土凿除。根据漏水涌砂量的大小在维护桩的桩间的间隙打入导流/注浆管，压注双液浆或聚氨酯。如无法有效封堵，立即快速拆除脚手架，垂下橡胶复合雨布，使其覆盖在刀盘前部。启动盾构机推动油缸，使盾构机刀盘插入洞门止水帘布。然后通过洞门外预留注浆孔对洞门内压注聚氨酯，直至彻底封堵涌水涌砂。eq\o\ac(○,3)在洞门凿除的第三阶段，由于只留外排钢筋。四周空隙众多。一旦发生涌水、涌砂情况，必须立即快速拆除脚手架，垂下橡胶复合雨布，使其覆盖在刀盘前部。启动盾构机推动油缸，尽快使盾构机刀盘快速的插入洞门止水幕帘。然后通过洞门外预留注浆孔对洞门内压注大量聚氨酯，直至彻底封堵涌水、涌砂。（2）洞门坍塌情况在破除施工过程中，一旦发生洞门坍塌情况，立即告知附近的人员疏散，并启动应急预案。危险区域设立隔离带，并用围档封闭。同时向上级单位报告；同时立即组织专家，制定出相应的解决方案。（3）脚手架倒塌情