减小既有地铁隧道隆起量QC

减小既有地铁隧道隆起量河南省第一建筑工程集团有限责任公司工程概况郑州市金水路准快速化-下穿隧道工程未来路下穿隧道工程，位于郑州市金水路与未来路交叉口，全长822米，其中隧道段长度385m,暗埋段长83m,敞开段长120m。该工程与现状运营的地铁1号线交义，交义角度为94.5度。地铁1号线左线与主隧道第4段敞开段(WKO+446.5-WK0+476.5)交义，右线与主隧道第5段暗埋段(WK0+476.5-WK0+499.3)交义，下穿隧道基坑宽度为28m,南北向交叉范围约为30m。小组概况QC小组情况简介表 表1小组名称河南一建未来路工程QC小组(河南一建马发现QC小组)课题类型攻关型小组注册号YYJ-QC-2015-05注册日期2014年12月30日课题注册号YYJ-QCKT-2015-05活动时间2015年1月至2015年10月小组成员8人QC知识教育时间30学时/人序号姓名性别学历职务职称组内分工1组长/全面负责2副组长/实施负责3组员/具体实施4组员/具体实施5组员/具体实施6组员/具体实施7组员/具体实施8组员/资料收集制表人：王化彬制表时间：2013年1月5日QCQC小组活动计划表 表2'xjH■间项目、\2015年1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月选择课题现状调查设定目标■1■原因分析要因确认制定对策实施对策效果检查巩固措施总结和打算■■..... 实际进度制表人：王化彬 制表时间：2015年1月5日三、选择课题未来路下穿金水路隧道，程与现状运营的地铁1号线交义，施工期间运营地铁的安全性尤为重要。以地铁运营期间的郑州市相关规范安全要求为前提。郑州市人民政府令第209号相关条款第二十七条：城市轨道交通沿线设立控制保护区和重点保护区，控制保护区和重点保护区范围内包括地下、地表和地上。第二十八条：控制保护区范围按下列规定执行。地下车站和隧道结构外边线外侧50米内。重点保护区范围，地下工程（车站、隧道等）结构外边线外侧10米内。郑州市轨道交通公司提供的数据，控制标准为：隧道变形监测水平位移和沉降控制标准为10mm,隆起控制标准为5mm,收敛控制标准为10mm。在既有地铁线路上方施工，隧道的桩基施工、土方开挖施工等会对地铁隧道内盾构管片产生变形影响。综上所述，确认小组课题为“减小既有地铁隧道隆起量”。四、现状调查1、郑州市金水路准快速化下穿隧道工程未来路下穿隧道工程地处金水路与未来路交义口，与地铁1号线交义，南北向交义范围约为30m,影响地铁范围南非向为100m°与地铁交叉情况为下表：与现状地铁交义情况表表3工程部位基坑宽度开挖最大深度与区间隧道最小净距围护结构形式地基加固形式WK0+465.2-WK0+497.228.7m约7.3m约7.5mC850SMW工法桩①850三轴搅拌桩满堂加固制表人：王化彬制表日期：2015年2月10日2、2015年2月我项言丁部组织去上海考察儿个有关地铁上方施工的项调查了地铁上方施，的技术难题，分析影响地铁变形的主要因素，主要有监测误差、支护桩的施工影响、土体加固措施、降水措施、土方开挖顺序、开挖单块面积大小、加载及卸载情况。并统计最终地铁主要隆起变形量，如下表：类似工程地铁隧道累计隆起量调查表 表4项目名称基坑深度地道地板和隧道顶板间距隧道隆起量被交隧道世纪大道杨高路暗埋段箱涵7.4m7m10.9〜13mm地铁二号线上海东方路下立交6.5m2.8m11.79〜12.25mm地铁二号线上海新金桥广场基坑6.9m6.3m10mm地铁一号线外滩路隧道延安路隧道5.4m7.22m13mm延安路隧道制表人：李东辉 制表日期：2015年2月20日根据本，程的特点，结合上海市类似工程统计数据确定既有线路地铁上方施工影响其隧道变形的主要因素为土体加固措施、土方开挖顺序、开挖单块面积大小、加载及卸载情况。五、目标设定将监测水平位移和沉降变形控制在10mm以内，隆起量控制在5mm以内。

原因分析针对地铁上方施，造成地铁隧道变形的症结，用系统图进行分析，共找出了9条末端原因，见图1:土方大面积卸载H动测量数据与人工测量:数据不一致地铁上方上体未实施加固处理地铁保护区域荷载过于集中行点部位受到外力扰动未制定合理的卸载方案未制定合理的加载方案上方开挖顺序不合理降水措施不合理单次开挖面积大开挖后未及时加载未按施工汁划执行人工测量方法有误监测数据有偏差施工速度慢土方大面积卸载H动测量数据与人工测量:数据不一致地铁上方上体未实施加固处理地铁保护区域荷载过于集中行点部位受到外力扰动未制定合理的卸载方案未制定合理的加载方案上方开挖顺序不合理降水措施不合理单次开挖面积大开挖后未及时加载未按施工汁划执行人工测量方法有误监测数据有偏差施工速度慢卸载不合理地下水位高制图人：王化彬 制图时间：2013年4月5日图1隧道变形分析系统图要因确认为了找出哪些是真正影响问题的主要原因，小组制定了要因确认计划，见表5,并按计划进行确认。降水观测统讣表 表降水观测统讣表 表6要因确认计划表 表要因确认计划表 表5序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成日期1降水措施不合理水位是否在可控范围内现场测量水位控制在原地面下8m左右张传成2015.5.62单块开挖面积大单块开挖面积现场检验单块面积不大于120m3李东辉2015.5.13土方开挖顺序不合理土方开挖顺序是否按照方案现场检验开挖顺序按照施工方案进行李东辉2015.5.54地铁上方未实施加固处理地铁上方土方是否实施加固处理现场检验地铁上方土体实施加固处理史功臣2015.5.55未制定合理的加载方案是否编制加载方案调查分析加载量每平米2.5-3.5t王化彬2015.5.106未制定合理的卸载方案是否实施加载调查分析编制合理的卸载方案王化彬2015.5.117未按施工计划执行是否按照施工计划执行现场检验按照施工计划执行史功臣2015.5.128人工测量方法有误人工测量是否有误现场检验人工测量无误张红波2015.5.129地铁保护区域荷载过于集中地铁保护区域是否堆放过大荷载现场检查地铁保护区域严禁堆放过大荷载史功臣2015.5.12制表人：王化彬 制表日期：2013年4月12日确认一：降水措施不合理2015年4月26日至5月4日，小组成员张传成对基坑周边的4口降水井（兼做回灌井）进行了水位测量，统计结果见表6。4月26日4月27日4月28日3月1日5月2日5月3H5月4日

i#井7.8m7.9m7.8m7.9m8.Om7.9m7.8m2##&0m8.Om8.Im8.Im8.2m8.Im8.Im3##7.9m7.9m7.8m7.9m7.8m7.9m7.8m4##8.Im8.Om8.Om8.Im8.Im8.2m8.Im制表人：赵海云 制表时间：2015年5月5日通过上表，水位均控制在8m左右。结论：降水措施不是要因。确认二：土方单块开挖面积大2014年11月29日，在郑州嵩山饭店由郑州市交通运输委员会组织邀请了上海、郑州5位专家，对该工程的设计、监测及施工保护方案进行了评审工作，方案通过了专家的评审。评审通过的施工方案为抽条法跳仓施工，把地铁上方区域分为4条，每条宽度为7.5m左右，长度分别为第4段30m,第5段23m,最大的分块面积为30*7.5m,即225mi,我单位在开挖4-1块后，监测数据见表7,通过分析，开挖期间隧道变形速率较大，土方开挖分块不宜过大。表7监测点号2015-05-02累计变化量mm表7监测点号2015-05-02累计变化量mmDXDY 32S05-5-0.450.50 -S06-5-0.500.51S07-5-0.460.541dS08-5-0.090.24U制表人：李东辉结论：土方开挖单块面积是要因。2015-05-09累计变化量mm2015-05-16累计变化量^^^DXDYDZDXDY■-0.320.88-0.251.39io-0.480.87-0.321.56-0.551.11-0.381.89-0.160.36-0.100.75制表时间：2015年5月10日确认三：土方开挖顺序不合理地铁上方施工土方开挖卸载导致区间隧道变形，土方开挖顺序不合理也导致隧道变形不一致，方案优化经专家评审后，土方开挖必须严格遵循“分区、分层、分块、对称、平衡”的原则。结论：土方开挖顺序是要因。确认四：地铁上方未实施加固处理在基坑开挖面以下地^控制区域范围内采用6.5m厚的三轴搅拌桩满堂土体加固，并形成隔水层，在土方开挖时，开挖面下部土体形成一体，减少土体的扰动。结论：地铁上方实施加固处理是要因。确认五：未制定合理的加载方案结合上海市等地类似工程，项口部已制定加载方案，尽量保证等量代换，讣算每平米土体质量，然后用钢筋原材或吨包或栓块进行加载，加载量每平米2.5-3.5to结论：制定加载方案是要因。确认六：未制定合理的卸载方案项口部已制定合理的卸载方案，并通过专家评审。结论：制定合理的卸载方案不是要因。确认七：未按施工计划执行QC小组组员到现场检查，地铁上方施工基本按照施，计划的时间进行，保证了地铁上方施工的时效性。结论：未按施工计划执行为非要因。确认八：人工测量方法有误地铁监测是施工的前提，QC小组成员与中隧监测人员共同观测，与测量机器人测量的结果见表So表8观测次数 S-5观测点日变化量（DZ）人工观测（mm）测量机器人观测（mm） 差值（mm）1 0.240.22 0.022 0.110.11 0.033 0.250.27 0.02制表人：王化彬制表日期：2015年5月15日结论：人工测量方法有误是非要因。确认九：地铁保护区域荷载过于集中项U部严格按照要求基坑周边严禁堆放过大荷载。结论：地铁保护区域荷载过于集中为非要因。八：制定对策小组成员针对以上4个要因，经过讨论、分析，最终制定了对策措施表（表9）。对策措施表 表91J-号要因对策目标措施地点完成时间责任人1开挖单块面积大控制开挖单块面积单块开挖面积不大于120m21、制定土方开挖方案；2、开挖时，采取分区、分块施工措施。现场2015.5.102015.7.30王化彬2上方开挖顺序不合理调整土方开挖顺序基坑开挖分区、分块、分层、对称卸载土体1、制定专项土方开挖方案，经专家组评审；2、严格按照方案开挖。现场2015.5-102015.7.30李东辉3地铁上方未实施加固处理地铁上方实施土体加固处理土体加固面积890m2,力口固高度5.3m〜a7n三轴搅拌桩土体加固现场2015.5.102015.6.10王化彬4未制定合理的加载方案制定合理的加载方案6.7m每平米加载2.5-3t1、 制定加载方案，经专家评审；2、按照加载方案实施等量、均匀加技现场2015.5-202015.7.30张传成制表人：王化彬’ 制表时间：2015年6月10日九：对策实施实施一：控制单块开挖面积首先制定土方开挖方案，地铁上方施工方案（包括地铁上方土方开挖方案）经两次专家评审，最终确定地铁上方施工分区、分块进行，见图2。地铁上方区域下穿隧道第4段分为10块（4-1-1、4-1-2、4-1-3、4-1-4、4-1-5、4-2-1>4-2-2、4-2-3、4-2-4、2-5），每块开挖面积为100.5m2,下穿隧道第5段分为10块（5-1-1、5-1-2>5-1-3、1-4、5T-5、5-2~1>5-2-2、5-2-3、5-2-4、5-2-5）,每块开挖面积为65.55m2o

4-1-54T4-1-54T地铁右线制图人：王化彬 制图时间：2015年6月15日图2地铁上方土方开挖分区分块平面图经专家评审通过的开挖方案，分区分块每块面积均小于120m2。实施二：调整土方开挖顺序制定地铁上方施工方案，并通过一-次专家评审，基坑开挖必须严格按照“分区、分层、分块、对称、平衡、限时”的原则进行施工，并采用“先远后近”的基坑开挖方式,先开挖对地铁隧道变形影响较小的土体，再逐步向地铁正上方开挖施工。图2中，地铁上方区域施工共分为4-1、4-2、5-1.5-2四大块，每块乂分为5小块。开挖顺序如下：1、开挖第4段、笫5段第一层土方1.5m,架设钢支撑；2、开挖4-1-1和4-1-5块第二层土方2m,并在4-1-2和4-1-4修筑2m宽二级平台；3、开挖4-1-1和4-1-5块笫三层土方约3n），施工下穿隧道主体结构；

4、开挖4-1-3块第二层土方，并在4-1-2和4-1-4修筑加宽二级平台；3、开挖4-1-3块笫三层土方，施工下穿隧道主体结构；6、开挖4-1-2和4-1-4块土方，施工主体结构。其余4-2、5-1、5-2区域均按照4-1区域开挖顺序进行开挖。效果检查：按上方案4-2-5块土方开挖图34-2-54-2-5块土方开挖图34-2-5块土方开挖分块、分层、对称开挖的原则，达到预期的目标。实施三：地铁上方实施土体加固处理为减小土方开挖引起的土体扰动，在地铁上方区域基坑以下约6.5m范圉内实施三轴搅拌桩满堂土体加固，并形成隔水层，减小了地下水的浮力，对控制地铁上浮起到辅助作用。土体满堂加固面积850m2,加固高度约5-3m〜6-7moQC小组成员史功臣专门负责三轴搅拌桩土体满堂加固施工现场，并按汁划完成了施，任务，达到预期LI标。图4地铁上方三轴土体满堂加固图5图5加载施工实施四：制定合理的加载方案QC小组成员根据专家评审过的地铁上方施工方案制定加载方案，并经过小组讨论制定出合理的加载方案。实施先加载、后开挖、监测指导的原则，针对地铁加固区施工,将加固区附近能施匚的主体结构施工完成后，及时在其上用吨包或钢筋栓块进行加载，尽量保证等量代换，最后进行下步开挖。根据每块土方开挖面积，计算土体卸载量，并进行等量加载，每平米加载约2.5t~3t。根据小组成员现场跟踪指导，按计划实施了加载，并通过监测数据分析加载对地铁上浮起到一定作用。十、检查效果1、地铁隧道变形量控制L」标经过QC小组的不懈努力，通过有效的，有针对性的实施措施后，对地铁隧道实施监测，最终数据统计及分析，地铁隧道累计变化最大值见表10、表11。DY水平位移总累计•变化最大值统计表 表10监测区间监测点号里程总累计最大值上行线（左线）S16-3DK23+2362.06mm下行线（右线）X03-1DK23+1253.11mm制表人：王化彬 制表时间：2015年10月23DZ竖向位移总累计•变化最大值统计•表 表11监测区间监测点号里程总累计最大值上行线（左线）S05-5DK23+1473.91mm下行线（右线）X07-5DK23+1454.68mm制表人：王化彬 制表时间：2015年10月25地铁隧道竖向变形量累计最大值现状调查类似工程均在10mm〜13mm,活动后，经地铁监测分析，竖向位移累计•最大值为4.68mm,小于活动前制定的LI标值5mm,活动询后与U标对比柱状图见图6。图6活动前后竖向累讣变形量对比柱状图山此可看出，地铁隧道竖向变形量累汁最大值4.68mm,小于活动口标值5mm,达到了活动的预期目标。2、社会效益下穿隧道施工与现状运营地铁交义，在地铁上方施工在郑州市是为数不多的工程，通过QC小组活动，加强技术措施、严格把关、提高施工质量，受到建设、监理单位和主管部门的认可，同时对现状地铁的安全运营起到了良好的保