盾构下穿天然气管道专项施工方案

盾构下穿天然气管道专项施工方案

目录一、编制说明 11.1.编制依据 11.2.引用的设计文件及施工规范 11.3.编制范围 2二、工程概况 32.1.工程简介 32.2.工程地质 4三、盾构施工部署 63.1.设备情况 63.2.人员配备 63.3.技术准备 6四、盾构下穿中石油天然气管道施工技术方案 74.1.技术准备 74.1.1现场生产准备 74.1.2技术准备 74.1.3劳动组织准备 74.2.重、难点分布及对策 74.2.1天然气管道安全保护标准 74.2.2分析 84.2.3对策 84.2.4预防措施 84.3.施工方法 94.3.1试验段选取 94.3.2掘进模式 104.3.3同步注浆 104.3.4二次注浆 114.3.5控制措施 114.4.掘进过程中的测量与监测 124.4.1监测内容和方法 124.4.2盾构掘进测量 134.4.3监测仪器 144.4.4监测频率 144.4.5数据处理及分析 15五、应急预案 165.1.应急预案的方针与目标 165.2.应急准备及策划 165.2.1应急预案工作流程 165.2.2下穿风险源指挥部 175.2.3应急物资 185.3.突发事件风险分析及预防 195.3.1突发事件、紧急情况及风险分析 195.3.2突发事件预防措施 195.4.风险预防措施 205.4.1径向补偿注浆 205.4.2径向补偿注浆的施工工艺 215.4.3径向补偿注浆的注浆形式 225.4.4注浆过程及注意事项 235.5.突发事件应急准备 235.5.1应急组织机构 235.5.2应急组织人员职责 235.5.3应急小组下设机构及职责 245.6.信息报告程序 255.7.紧急情况发生的上报程序 265.8.应急抢险总结 275.9.应急抢险联系方式 27六、施工质量保证措施 286.1.质量控制 286.2.工程质量保证制度 286.3.试验检测措施 28七、施工安全保证措施 297.1.用电安全 297.2.施工安全 297.3.施工运输安全 297.4.设备操作安全 297.5.用火操作安全 30八、文明施工保证措施 31一、编制说明1.1.编制依据略1.2.引用的设计文件及施工规范《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《工程测量规范》（GB50026-2007）《城市测量规范》CJJ/T8-2011《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008《铁路隧道施工规范》TB10204-2002《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008及国家、行业和江苏省地区相关的设计标准、规范、规程。1.3.编制范围（1）工程概况。（2）针对盾构施工下穿中石油西气东输管道的主要施工方案及技术方法。（3）工程遵循的施工规范、规程标准、工艺工法和设计文件。二、工程概况2.1.工程简介略2.2.工程地质中石油西气东输天然气管道该段区域盾构掘进范围内土层自上而下主要为①杂填土层、②-3淤泥质粉质粘土层、②-4粉质粘土层、③-2粘土层、③-3粉质粘土层、⑤-1粉砂夹粉土层、⑤-2粉砂层（如图2-2所示）。区间隧道主要位于⑤2粉砂层，天然气管道位于②3淤泥质粉质粘土层。其中，第⑤1粉砂夹粉土层和⑤2粉砂层为第I承压含水层，区间隧道均位于承压含水层中，对工程影响很大。图2-2工程地质情况各土层描述如下：①1填土：杂色，松散～密实，表层为杂填土，其下以粘性土为主，道路区域表层为混凝土地坪。②3淤泥质粉质粘土：灰色～灰黑色，流塑～软塑，含有机质，局部区域以泥炭质土为主，局部夹粉土。无振摇反应，土面光滑无光泽，干强度中等，韧性中等。高等压缩性。液性指数平均值L=0.88。②4粉质粘土：灰色，软塑～可塑，局部夹多量粉土。无振摇反应，土面光滑无光泽，干强度中等，韧性中等。中等压缩性。液性指数平均值L=0.41③2粘土：灰黄色～褐黄色，可塑～硬塑，含少量铁锰结核和高岭土。无摇振反应，土面光滑有光泽，干强度高等，韧性高等。中等压缩性。液性指数平均值L=0.27。③3粉质粘土：灰黄色～黄色，可塑，含少量高岭土，夹薄层粉土。无摇震反应，土面光滑无光泽，干强度中等韧性中等。中等压缩性。液性指数平均值L=0.46。⑤1粉砂夹粉质粘土：灰黄色，饱和，稍密～中密，含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，局部以粉土为主。中等压缩性。标贯实测击数平均值Nk=15.5击。⑤2粉砂：灰黄色，饱和，中密～密实，含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，局部砂土胶结呈板块状。中等压缩性。标贯实测击数平均值Nk=28.3击。区间沿线大部分区域均分布有厚层的第⑤层粉土、粉砂，该层土在动水压力条件下极易发生流砂或管涌现象，对隧道盾构施工产生较大不利影响。在该类土层中进行盾构掘进时若掘进面失稳，将会引起突发性涌水和流砂，对工程建设本身、作业人员以及周边环境造成重大的灾难。盾构区间第⑤1及第⑤2层土性不均匀，第⑤1层为呈稍密～中密状态的砂土夹粉土，第⑤2层为中密～密实状态砂土，在同一区间段中往往会涉及到密实度不同、夹粘程度不一的粉土、砂土层，对控制土压平衡较为不利。因此，盾构施工时应根据掘进范围内土质变化及时调整施工参数，适当降低掘进速度，保持开挖面稳定。此外，砂土、粉土渗透性较好，在隧道运行阶段易产生渗水、流砂现象，应加强隧道管片间的止水措施。三、盾构施工部署3.1.设备情况本标段盾构机采用29#、30#土压平衡式盾构机作为本区间的盾构设备。该盾构机刀盘结构形式为辐条式，刀盘直径6420mm，由6根辐条和外圈组成，刀盘重39T（含刀具），开口率60%，中心刀（特制）1把，长1500mm，高400mm，采用银焊焊接，刀体堆焊耐磨层3～5mm，棱边倒钝；边缘刮刀12把，刀高110mm；切刀74把，刀高110mm；先行刀29把，刀高145mm；保径刀6把，刀高90mm；超挖刀1把，超挖量70-105mm；膨润土口2个；泡沫口3个；刀盘背面有4个被动搅拌棒。较大开口率（60%开口率）的辐条式刀盘配合特制中心鱼尾刀，在国内及国外的类似地层的施工经验及使用情况表明，此类刀盘更适合粘土、粉土、砂卵石等地层的施工，大大的提高施工效率。尤其以本区间覆土厚度较大，且隧道上方土层中有承重层，此刀盘设计可以极大的提高施工效率。3.2.人员配备本标段盾构施工配备人员均配备在盾构施工中有工作经验的人。3.3.技术准备盾构下穿中石油天然气管道之前，项目经理、总工组织盾构管理人员及施工人员进行交底会，对前面试验段的施工参数及监测数据进行分析，确定下穿参数，操作人员按照技术交底严格控制施工参数。四、盾构下穿中石油天然气管道施工技术方案4.1.技术准备4.1.1现场生产准备①充分了解施工现场及周围环境提前做好沟通配合以确保各项工作的顺利进行。②在盾构开始下穿管线前，针对管线的特点及重要性，向施工队伍进行进场安全教育。=3\*GB3③根据工程进度提前准备材料计划，安排材料分批进场。材料进场时要检查出厂质量证明书，出厂证明书不齐全或没有证明书的不允许进场。材料进场后根据设计、监理及规范要求，对进场材料进行抽检与复试，对不合格材料予以清退。4.1.2技术准备①组织人员进行现场施工前的调查，主要目的是对编写施工方案时的调查进行进一步的复核和补充完善，并以此补充完善施工方案，以便有针对性地指导施工，并办理有关的手续。②对现场施工人员进行生产、技术、安全等方面的交底，组织工人进行相关的学习和培训。4.1.3劳动组织准备①组织管理机构的建立。②根据劳动力需要量计划，组织劳动力进场，组建好作业队组，并安排好工人的后勤工作，然后按作业队组编制组织上岗前培训,主要包括：规章制度、安全施工、操作技术和精神文明教育等方面。4.2.重、难点分布及对策4.2.1天然气管道安全保护标准1、管线变形一般控制在5mm内，具体控制指标由管线产权单位明确。本次报告中西气东输管线的控制标准可参考区间下穿西气东输管道中《关于请求提供西气东输管道相关材料的函》的回函要求，管道的变形控制指标如下：1）在交叉区域30m范围内，管道允许的最大沉降为5cm；2）轴向拉伸变形控制指标为0.9mm/m，最大允许压缩变形为0.62mm/m，允许纵向最小曲率（‰）/曲率半径（m）为0.9843/1016；3）此处振动速度应控制在7cm/s。4.2.2分析1、天然气运输管道为带压管道，接头处易因下部土体的失稳脱节；2、隧道上部土体较为软弱，且孔隙率较大，在盾构机扰动下易发生土体下沉；3、西气东输管线政治意义重大，一旦造成破坏，会带来很大的负面影响。4.2.3对策如何控制好掘进，减少地表沉降，保证下穿管线的安全与稳定，是掘进的主要难题。1、优选最佳盾构施工参数，保证开挖面稳定，加强同步注浆与必要的补压浆措施，来控制结构的沉降；2、随时调整盾构施工参数，减少盾构的超挖和欠挖，以改善盾构前方土体的坍落或挤密现象，降低地基土横向与竖向变形；3、盾构推进过程中，控制好盾构姿态，避免盾构上浮、叩头和后退等现象发生，盾构在曲线段掘进时，须放慢掘进速度、减少超挖，加大注浆量并加强纠偏测量工作，以减少地层损失，防止上部地层被击穿。4、采用同步注浆，加固盾尾通过时隧道周围可能形成的松动土体，减少周围土体的位移，减小对管线的影响；5、加强监测，采取相应措施，包括设置管线沉降预警值、对管线的变形、沉降的监测、如发生较大变形或沉降超过预警值，及时反馈以调整施工参数和实施辅助施工技术措施；6、与管线相关的产权单位积极沟通，确定管线沉降允许值；7、加强机械保养，严禁盾构机在此处停机。4.2.4预防措施(1)盾构到达前，控制掘进、加强土仓压力控制，加强监测、加强同步注浆和二次补浆；到达时，加强对管线及土体位移检测，及时调整盾构施工参数，进行信息化施工；穿越后，对管线及地面沉降进行长期检测，必要时进行二次注浆；(2)盾构下穿过程中严格控制相关盾构施工参数，避免对地层扰动过大；(3)采取合适的地层改良措施，改善土体的流塑性，保持进出土顺畅并有效控制出土量；(4)确定与开挖地层相适应的同步注浆配比、注浆量和注浆压力，并及时进行二次补浆；(5)注浆应均匀，根据推进速度的快慢适当地调整注浆速率，尽量做到与推进速率相符；(6)采取措施提高搅拌浆的质量，减小同步注浆浆液的初凝时间，保证浆液的强度。（7）盾尾油脂：盾尾油脂应采用高质量产品，用量为≥35kg/环。4.3.施工方法4.3.1试验段选取为保证区间盾构下穿中石油天然气管道等重要风险源施工质量及盾构施工对周边自然环境的造成的影响最小化，根据本标段盾构施工范围内地质情况进行试验段选取。在试验段施工时，做好施工参数总结与记录。试验段施工过程中，必要时可以利用刀盘上的加泥孔向前方土体添加泡沫剂来改良土体，增加土体的流塑性。土体流塑性增加之后有三个作用：其一：是盾构机前方土压计反映的土压数值更加准确；其二：确保螺栓输送机出土顺畅，减少盾构对前方土体的挤压；其三：及时充填刀盘旋转之后形成的空隙。4.3.2掘进模式优选最佳盾构施工参数，保证开挖面稳定，加强同步注浆与必要的补压浆措施，来控制结构的沉降；随时调整盾构施工参数，减少盾构的超挖和欠挖，以改善盾构前方土体的坍落或挤密现象，降低地基土横向与竖向变形；推进速度应控制在20～30mm/min以内，推力控制在600～1400t左右，刀盘转速控制在1.3～1.8rpm，底部土仓压力控制在0.21-0.22MPa。每环理论出土量=π/4×D2×L=3.14/4×6.422×1.2=38.82m3，盾构穿越天然气管道段推进出土量控制在38.04m3/环～42.0m掘进过程中发现盾构机偏差时应逐渐调整，严禁猛烈纠正。在实际控制时，可根据导向系统显示屏上自动测量系统测得值与DTA的差值来调整，即调整图标头部与尾部尽可能靠近坐标原点。4.3.3同步注浆同步注浆采用42.5普通硅酸盐水泥砂浆，稠度9~12cm，初凝时间3~4h，7天强度≥0.4MPa，14天强度≥1.0MPa；同时浆液配比须经试验确定。同步注浆压力：一般取0.3~0.35Mpa，注浆量取4.5-5.0m3/环，采取注浆压力和注浆量双重控制，砂层地段注浆量根据注浆压力适当加大。根据以往地铁施工经验结合本标段地质条件拟定同步注浆配比如下：同步注浆配比1m³水泥粉煤灰砂膨润土水240Kg200Kg800Kg66Kg483Kg同步注浆控制地面沉降要点1、在壁后注浆施工中，为控制注浆效果和质量，对注入压力和注入量这两个参数进行严格控制，将采取以设定注入量（不小于4.5m³/环）为主，兼顾注入压力（注浆压力3~3.5bar）的方案；2、当注入量无法满足要求时，采取保持注浆压力并延长注浆时间（15分钟左右）的方案；3、在采取保压延时的方案后注入量仍低于预定注入量时，立即汇报至联合现场值班小组；4、24小时作业结束前最后一次拌浆拌制清洗浆液，并压送至盾尾浆管。长时间停顿时，须将压浆直管及环管等所有拌浆、注浆设备用水循环清洗。4.3.4二次注浆为了防止同步注浆不能很好的填补管片背后的空隙，在双线通过后，发生较大沉降，在连接桥右侧的平台上放置一台气动注浆泵，在掘进的同时进行二次注双液浆。二次注浆也与掘进同步。双液浆的配比为：水泥浆与水玻璃体积1:1，水玻璃用水稀释1:3，水泥浆水灰比1:1；每环注浆量约为0.5～1m3，注浆压力控制在3bar以内，适量多次注入，根据注浆压力及监测调整。4.3.5控制措施1、由于区间第⑤1及第⑤2层土性不均匀，第⑤1层为呈稍密～中密状态的砂土夹粉土，第⑤2层为中密～密实状态砂土，在同一区间段中往往会涉及到密实度不同、夹粘程度不一的粉土、砂土层，对控制土压平衡较为不利。因此，盾构在未到达下穿管线区域前提前做技术准备，对每日的掘进参数（包括注浆量、注浆压力、推进速度及推力等）及监控量测数据进行统计、认真分析，根据分析结果总结出最优参数，为盾构下穿管线施工做好充分准备。2、盾构在下穿管线区域之前严格做好安全技术交底工作，严格按照试验段优化的参数操作，将沉降降低到最小值。在邻近管线影响范围内掘进时，应根据盾构姿态适当使用仿形刀和千斤顶编组推进，纠偏速度不宜过快，尽量保持盾构机体平稳掘进，防止盾构机体对周围土体扰动以及超挖造成地层损失，对地表沉降控制产生不利影响。3、做好盾构机的维修保养工作，避免在穿越管线范围内停机检修或更换刀具。4、在盾构掘进时，严格控制盾构机掘进参数和出土量，实现连续匀速掘进，以减少对土层的扰动，加强盾构机及后配套设施的管理、维护，避免因盾构机的停留而造成施工中断。5、施工中注意对盾构机姿态进行控制，确保盾构按照设计线路推进，减少盾构的超挖和欠挖，以改善盾构前方土体的坍落和挤密现象。6、采取合适的地层改良措施，改善土体的流塑性、保持进出土顺畅并有效控制出土量。7、因盾构掘进施工沉降发生在盾尾通过及浆液收缩阶段故在盾构下穿完燃气管线48~72小时内，须对下穿区域内进行径向注浆，注浆范围为隧道外3m，中止后续沉降。8、盾构在下穿管线施工期间确保最优的盾构参数，以“快速（施工时间）、匀速（推进速度）”为措施，对周围环境扰动最小为目标，顺利安全完成盾构机下穿施工。9、成型隧道渗漏对地层沉降影响比较大，故施工中要确保管片的拼装质量。利用盾尾间隙监测系统，掌握管片在盾构机内的准确位置，根据盾构姿态调整拼装管片点位，保证管片拼装质量。10、盾构施工期间对影响范围内的地表沉降观测点及管线沉降观测点进行监测，并根据监测结果及时反馈给项目部管理人员，根据实际情况对掘进参数和注浆参数做相应的调整，必要时及时进行二次注浆，达到控制地表沉降，保证输油输气管线的安全。4.4.掘进过程中的测量与监测4.4.1监测内容和方法由于天然气管线和石油管线位于通江路正下方，无法对管线直接进行位移监测，因此在盾构施工时，主要通过监测管线上方地表变形，分析管线的变形。盾构穿越前10天应完成实测点布置工作，沿管道长度方向在管顶每2m布置一排测点，测点深度2-3米，在管线北侧布置深埋点，距离管线中线2米，间距2米，深度同管线埋深。下穿管道前三天通知输油管道运营单位。建立专业监测小组，以项目总工程师为直接领导，由具备有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。负责监测方案的制定、监测点的埋设和监测仪器的调试、监测数据的收集、整理和分析，并采用先进可靠的计算软件，快速、及时准确的反馈信息，指导施工。在盾构机穿越管线时，根据地下反映情况随时监测，并及时反馈给掘进指挥人员。在无指示时，两小时监测一次。测点布置及监测项目要求见下表：表4-1测点布置及监测项目要求监测项目测点布置预警值报警值允许值地表沉降沿管道长度方向2米/个±6mm±10mm±15mm4.4.2盾构掘进测量盾构掘进测量主要指盾构姿态测量，包括平面偏离测量和高程偏离测量。为了更加精确地控制掘进状态，本工程对测量内容、测量仪器及测量频率做出了如下要求:盾构姿态测量应满足下列要求：①盾构姿态测量主要内容包括横向偏差、竖向偏差、俯仰角、方位角、滚动角和切口里程；②盾构姿态计算数据精度应符合下表规定：表4-2数据计算精度要求名称单位精度要求横向偏差mm1竖向偏差mm1俯仰角’1方位角’1滚动角’1切口里程m0.01③盾构下井就位后利用人工测量方法准确测定盾构的初始姿态，盾构自身导向系统测量结果应与人工测量结果一致。测量结果应提交给监理工程师和业主项目主管工程师。④应在完成管片拼装后进行盾尾间隙测量；在完成壁后注浆时进行衬砌环中心坐标、底部工程、水平直径、垂直直径和前端里程的测量，测量误差为±3mm。⑤盾构施工过程中应经常进行盾构姿态和管片位置的人工复核测量，同时加强轴线测量的复核。盾构管片姿态实测实量要求。盾构隧道内每推进10环至少进行一次管片姿态测量复核，且每次必须测至盾尾内最后一环；每次管片姿态测量与上次测量重复管片的数量不得少于20环。根据测量结果进行管片位置与位移分析，进行信息反馈，进行掘进参数（盾构姿态、注浆参数、浆液胶凝时间等）的调整。⑥测量数据应及时提交给监理工程师和业主项目主管工程师，监理工程师对每班的测量数据进行至少一次的校复核。4.4.3监测仪器水准仪采用天宝电子水准仪（型号：）DINI03和配套的两把条码尺（型号：）DL12。管片监测采用徕卡全站仪TCR1201。4.4.4监测频率在施工前，布设深层监测点，点位深度和管线深度相适应，点位布置为每个横断面11个监测点，间距2m，共布置两个断面，两个断面均在管线北侧，距离管线2m。通过对深层监测点观测，预判下穿管线段监测点位沉降情况。在施工前同时布设两排管线点位于管线中线上，深度2-3m，间距2米。布设示意图见下图。当盾构刀盘距离输油输气管道小于30m时，监测频率1次/2h；当盾构刀盘距离输油输气管道大于30m小于50m时，监测频率1次/d；当盾构刀盘距离输油输气管道大于50m时，监测频率1次/周；盾构通过管道1月后，监测频率减小为1次/月，连续监测不小于6个月。图4-1输油、输气管道沉降观测点示意图表4-3输油、输气管道沉降观测点监测频率表序号监控项目名称布点原则及布点数量监测频率1天然气管道沉降沿管线2米布设一沉降观测点，采用直接点或间接点法埋设，共计布设22个测点一般情况:行进至影响区域内：4h/d预警情况:行进至影响区域内：2h/d2地表沉降加密布设两个地表监测横断面，共计布设22个测点一般情况:行进至影响区域内：4h/d预警情况:行进至影响区域内：2h/d4.4.5数据处理及分析每次监测后，通过测量出来的监测点的高程值计算高程的变化。然后绘出测点的累计沉降――时间图和每次沉降――时间图。

五、应急预案5.1.应急预案的方针与目标贯彻"安全施工，人文施工，科技施工，绿色施工"的建设理念，坚持"安全第一，预防为主"的方针，贯彻"常备不懈，统一指挥，高效协调，持续改进"的原则，针对本标段施工特点，慎重安排施工方案，加强施工安全控制，确保交通安全，施工安全及人身安全，特制定地铁施工应急预案。该应急预案综合考虑施工作业面的施工条件及工程的施工特点，合理安排工期，充分考虑本地气候给施工带来的不利影响，确保生产安全顺利进行；适应法律和经济活动的要求;给企业员工的工作和施工场区周围居民提供更好更安全的环境;保证各种应急资源处于良好的备战状态;指导应急行动按计划有序地进行;防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援;有效地避免或降低人员伤亡和财产损失;帮助实现应急行动的快速，有序，高效;充分体现应急救援的"应急精神"。5.2.应急准备及策划5.2.1应急预案工作流程根据本工程的施工特点及施工环境等情况，认真地对危险源和环境因素进行了识别和评价，制定了本项目发生紧急情况或事故的应急措施，开展应急知识教育和应急演练，提高现场操作人员应急能力，减少突发事件造成的损害和不良环境影响。其应急准备和响应工作程序见下图应急预案工作流程图所示:图5-1应急预案工作流程图5.2.2下穿风险源指挥部为保证盾构下穿天然气管线时的施工安全，一旦危险点出现险情，能够做到及时、迅速、有效抢险。将险情控制在最小范围，将损失减小到最低限度，特成立下穿风险源指挥部。以项目经理为组长，以总工、生产副经理为副组长，各部门部长及工长为组员的指挥部。小组成员施工期间24小时开机，接到警报后半小时内到达现场，按照应急措施处理。并按照应急相应程序及时汇报。组织机构图如图所示：5.2.3应急物资施工中考虑到因施工而引起地表及管线的沉降，必须预先备足机械设备及应急物料以备不时之需。应急物资的准备是应急救援工作的重要保障，项目部根据潜在事故性质和后果分析，配备应急救援所需要的救援机械和设备、交通工具、医疗设备和药品、生活保障物资等。表5-1必备抢险设备、物资清单序号类别设备或物资名称规格型号单位数量1引孔注浆组件引孔设备不小于11kw台套12注浆设备双液浆台套13普通水泥（P42.5或P32.5）T34双快水泥T15水玻璃kg5006油溶性或水溶性聚氨酯kg5007电源发电机120kw以上台套18排水设备污水泵组件流量100m3以上，扬程25m以上台套29物资器材4mm钢板m2101020mm钢板m21011DG50钢管m10012钢管扣件直角、转角、对接个各5013编织袋只20014麻袋只20015防水尼龙布m250016棉纱、木楔等若干17棉胎床1018圆木梢径不小于15cm，长5.5m根2019木板厚5cm，宽30cm,长3m以上块2020其他工具千斤顶50T以上只321手拉葫芦5T只322手推车部523常用工具套装套124铁钎把1025铁锹把1026管子钳把227手持照明充电式台1028多用途灭火器个629辅助设施急救药箱只130担架副231个人防护（雨衣、鞋、防护口罩等）套2032电子警示标识个433锥形警示桶个2534警戒带m20035导向标志牌个436电喇叭只15.3.突发事件风险分析及预防为了保证隧道的正常施工，预防突发事件以及某些预想不到的、不可抗拒等事件的发生，事前应具备有充足的技术措施准备和抢险物资的储备，最大限度的减少人员伤亡、国家财产和经济损失，必须进行风险分析和预防。5.3.1突发事件、紧急情况及风险分析根据本工程的施工重点及不稳定地层情况，充分考虑到施工技术难度和困难、不利条件等，经多方分析和讨论，确定本工程的突发事件、存在的风险和紧急情况如下：（1）地层出现局部坍塌本段盾构隧道顶部以上为粉砂层及粉质粘土层，如盾构操作不当是存在地层局部坍塌的可能性的，施工掘进时应充分认识到这一风险因素，对盾构掘进出土量进行严格控制，出土量应控制在理论出土量的98%左右，如出现出土量超标的情况应立即关闭出土口，查明原因排除风险，必要情况下根据出土情况注浆回灌地层，严禁出现管道下基础突然塌陷的情况。（2）地层沉降过大当盾构参数控制不当，地层扰动过大，管道基础地层沉降过大的施工风险是有可能出现。盾构在掘进通过管道前应做好应急准备，应急人员及应急材料均应到位，如地层沉降超过监测报警值时，应立即打设径向注浆管，在隧道内进行径向补偿注浆。注浆管打设施工，应注意对注浆压力的控制，严禁盲目施工。5.3.2突发事件预防措施掘进施工过程中，出现路面塌陷，采取以下应急保护措施：（1）立即停止掘进，并保持好土仓压力，立即通知相关部门，以取得业主方的专业配合（如车辆减速、绕道等）；（2）对危险段进行填砂补充地层损失，防止地面沉陷，必要时地面注浆加固。（3）成立专门的应急救援小组，做到24h待命救援，随时备好专用救援物资和设备，一旦出现险情，即能迅速展开救援。（4）立即使用抢险物资对塌方处进行封闭回填和加固处理，同时把有关信息上报相关各个单位和部门，各单位联合采取必要的抢险措施，加强对既有线结构的检查和量测工作，因为公路车流量大，必要时进行交通导改。（5）加大盾尾注浆压力及注浆量，并在沉降区内管片背后进行补充注浆，同时加密地面监测的频率，及时反馈数据，以调整注浆参数；（6）待地表沉降稳定并已处理完成后，盾构机方可继续掘进。掘进施工过程中盾构掌子面出现坍塌，应立即采取以下应急保护措施：（1）立即使用抢险物资对塌方处进行封闭回填和加固处理，同时把有关信息上报相关各个单位和部门，各单位联合采取必要的抢险措施，加强对既有线结构的检查和量测工作；（2）组织邀请专家讨论分析造成掌子面突发性塌方的原因和相应的控制措施；（3）根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织，严格落实各项措施，恢复施工。5.4.风险预防措施盾构到达前，若试验段监测情况出现预警，控制掘进、加强土仓压力控制，加强监测、加强同步注浆和二次补浆；到达时，加强管线及土体位移检测，及时调整盾构施工参数，进行信息化施工；穿越后，对管线及地面沉降进行长期监测，必要时进行径向注浆。如果在下穿管线过程中，监测数据分析异常，及时与产权单位联系，制定相应的应急措施，加强同步注浆，径向补浆等措施。5.4.1径向补偿注浆盾构到达后，根据检测结果及时对管片进行径向注浆，径向补偿注浆的注浆量受粉细砂地层的渗透率、泄漏损失、浆液的种类和注浆压力等多种因素的影响，为保证逐渐效果、控制地层沉降，浆液为双液浆，其水泥浆水灰比=1:1，水泥浆和水玻璃体积比1:1，注浆最终压力为0.5～1MPa,注浆扩散半径按0.5m计。径向注浆施工流程图如图5-3所示：钻机就位固定钻机就位固定确定钻孔方向并钻孔开孔、安装钢管配制浆液全孔一次性注浆施工工艺检查注浆效果注浆结束，检查密封注浆图5-3径向注浆施工流程图5.4.2径向补偿注浆的施工工艺1、先将带螺纹长50cm的钢管安装在吊装孔中，螺纹与吊装孔螺纹配套，钢管安装时螺纹处用生料带缠绕，钢管外露10cm并接上单向阀。2、采用YT28气腿式凿岩机进行钻孔，钻杆顶进时，注意管口不受损、变形、以便与注浆管路连接。钻杆上1m，前3节留有注浆孔，最后一节为普通钢管，末端留螺纹，接三通。4、钻进3.5m成孔后，径向回缩20cm以便注浆加固，因为采取双液浆，故能保证封孔效果。5、注浆导管采用Φ32mm，长1m,壁厚为3.5mm，每根注浆导管间螺纹丝扣连接。径向补偿注浆的注浆量受粉细砂地层的渗透率、泄漏损失、浆液的种类和注浆压力等多种因素的影响，为保证逐渐效果、控制地层沉降，浆液为双液浆，其水泥浆水灰比=1:1，水泥浆和水玻璃体积比1:1，注浆最终压力为0.5～1MPa,注浆扩散半径按0.5m计。6、待浆液初凝后，将单向阀和钢管末尾一节拧出，使用水泥砂浆封堵注浆孔，抹平后用管片吊装孔螺帽封口。钢花管形式：在隧洞管片注浆孔内打入4根1m长的Φ32钢花管，其中3m在管片外侧，1m在管片内侧。进行注浆加固注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。小导管细部图见下图5-4小导管细部图所示，其隧洞内注浆加固见图5-5隧洞径向注浆示意图所示。图5-4小导管细部图5.4.3径向补偿注浆的注浆形式1）注浆孔位置：每环管片的吊装孔位置。2）注浆压力不大于0.4Mpa，注浆量3.5m3，可根据现场注浆情况适当调整。3)加固浆液采用水泥+水玻璃双液浆，双液浆按水泥浆液：水玻璃溶液=1:1注入，水玻璃波美度35，双液浆凝结时间0.5min～2min。4)采用ZBY-80/70液压注浆泵进行注浆。5）隧洞加固双浆液的水泥浆配比如表5-2水泥浆液配比所示：图5-4隧洞径向注浆示意图表5-2水泥浆液配比材料水泥水1m³数量735kg735kg5.4.4注浆过程及注意事项1）检查注浆孔的密封，以防渗水。2）在盾尾脱离管片20环后，实施径向补偿注浆措施。3）注浆头处设1个三通，接头分别与注浆口、水泥浆液管、水玻璃液管相接。注水泥浆时，关闭水玻璃接头处的球阀，注浆完成时，打开水玻璃处的球阀开始注双液浆，用来封堵注浆口。4）为了避免因卸除球阀而造成浆液外漏的现象发生，在进行注浆的过程中，使用一次性球阀。5）注浆完毕后，用泵送剂对注浆管进行清洗，避免堵管现象发生，影响下次使用。6）注浆时，为了避免因一侧注浆压力过大致使管片变形、滑动情况的产生，注浆时，严格按照同时对称注浆的原则进行注浆。7）盾构隧道内部径向注浆时为防止注浆孔喷涌，盾构下穿石油、天然气管道范围前后各15环之间每隔5环在管片外注入聚氨酯，每5环形成一个止水环，有效防止管片内径向注浆时可能产生的喷涌现象。5.5.突发事件应急准备在下穿过程中，施工单位与管道产权单位、天然气应急抢险单位保持联系，做好组织协调，人员调配，在发生一般性险情时，项目可及时进行处置；当发生石油或燃气泄漏时及时通知产权单位，紧急关停，做好应急抢修工作，将损失降至最低。5.5.1应急组织机构成立抢险领导小组，明确责任分工。为保证盾构下穿时施工安全，危险点一旦出现险情，能够做到及时、迅速、有效抢险，将险情控制在最小范围，将损失降低到最小程度，成立事故应急处理小组。5.5.2应急组织人员职责第一负责人：项目经理是应急事件处理小组的第一负责人，担任总指挥，负责紧急情况处理的指挥工作。总工程师为副指挥，负责紧急情况处理的具体实施和组织工作。第二负责人：党委书记为指挥机构副指挥，是应急事件处理小组的第二负责人，当总指挥不在场时由党委书记行使总指挥职责，负责紧急情况处理的指挥工作，负责相应事故救援组织和事故调查的配合工作。5.5.3应急小组下设机构及职责5.5.3.1现场抢险救灾组现场抢险救灾组由抢险总指挥及副总指挥领导，成员由工程部部长、安质部部长、设备部部长、物资部部长、车站工区负责人、盾构工区负责人和第一、第二抢险组人员组成。主要职责是：组织实施抢险行动方案，协调有关部门的抢险行动；及时向指挥部报告抢险进展情况并对事故现场进行警戒，阻止非抢险救援人员进入现场，疏导现场车辆，维持治安秩序，保护抢险人员的人身安全。5.5.3.2后勤保障组后勤保障组由项目物资部、综合办公室成员组成。主要职责是：负责调集抢险器材、设备；负责解决全体参加抢险救援工作人员的食宿问题。5.5.3.3医疗救护组医疗救护组由安保部、综合办公室成员组成。主要职责是：负责现场伤员的救护及对外联系医院等工作。5.5.3.4善后处理组组长由项目经理担任，成员由项目领导班子组成。主要职责是：负责做好对遇难者家属的安抚工作，协调落实遇难者家属抚恤金和受伤人员住院费问题；做好其他善后事宜。5.5.3.5事故调查组组长由项目经理、公司责任部门领导担任，成员有项目安保部长，公司相关部门，公司有关技术专家组成。主要职责是：负责对事故现场的保护和图纸的测绘，查明事故原因，确定事件的性质，提出应对措施，如确定为事故，提出对事故责任人的处理意见。5.6.信息报告程序（1）事故发现人员应立即确定事故的类型和大小，并立即向总指挥（副指挥）报告。根据现场情况拨打急救电话120、999。信息报告程序见图。图5-5事故信息报告程序图（2）总指挥接到报警后，通知副指挥、组员，根据事故大小启动应急救援系统，切断事故现场电源、保护事故现场、设置警戒标志、疏散现场人员并组织抢救伤员、隔离其他危险源，尽量减少事故造成的损失，并且向监理、甲方代表、等相关责人上报。（3）根据事故发生所在地向消防、公安、管线产权、抢修等相关部门、单位报告。（4）报告应包括以下内容：——事故发生时间、地点和相关设施。——联系人姓名和电话等。应急处理小组24小时通讯畅通,在需要的时候能快速到达指定岗位.认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，对项目部的突发事件的预防，处置负全面责任。对项目部施工人员进行培训，强调操作规程的重要性。一旦发生施工生产安全事故，立即启动应急预案，积极组织抢救，采取措施，减少损失，确保人员安全。5.7.紧急情况发生的上报程序施工过程中施工现场发生无法预料的需要紧急抢救处理的危险时，应迅速逐级上报，上报次序为：现场、办公室、抢险领导小组、上级主管部门。由抢险队收集、记录、整理紧急情况信息，并向小组及时传递，由小组组长或副组长主持紧急抢救和向上级汇报。应急事故处理流程见下图紧急事故发生紧急事故发生上报项目部抢险方案确定物资、设备到位现场处理，送医院抢救人员伤亡抢险领导小组进行抢险进行抢险抢险结束，进行总结上报监理、业主、设计院图5-6应急事故处理流程图（1）实行昼夜值班制，明确项目部值班时间和人员；（2）紧急情况发生后，现场做好警戒和疏散工作，保护现场，及时抢救伤员和财产，并由现场的项目部最高级别负责人指挥，在3分钟内电话通报到值班室，主要说明紧急情况性质、地点、发生时间、有无伤亡、是否需要派救护车、消防车或警力支援到现场实施抢救，如需并直接拨打120、119、110等求救电话；（3）值班人员在接到紧急情况报告后，必须在2分钟内将情况报告到紧急情况领导小组组长和副组长处，小组组长组织讨论后在最短时间内发出如何进行现场处置的指令，分派人员车辆到现场进行抢救、警戒、疏散和保护现场等，由综合部在30分钟内以小组名义打电话向上一级有关部门报告；（4）遇到紧急情况，全体员工应特事特办、急事急办，主动积极的投身到紧急情况的处理中去，各种设备、车辆、器材、物资等应统一调遣，各种人员必须坚决无条件服从组长或副组长的命令和安排，不得拖延、推诿、阻碍紧急情况的处理工作。5.8.应急抢险总结抢险结束后，对应急预案的整个过程进行评审，分析和总结，找出预案中存在的不足，进行评审及修订，使以后的应急预案更加成熟，遇到紧急情况等能处理及时，将安全、财产损失降低到小。5.9.应急抢险联系方式序号姓名职务或单位电话1项目经理2常务副经理3项目总工4安质部部长5物设部部长6工程部部长7综合办公室主任8财务部部长9总监理工程师10驻地监理工程师11区间设计人12甲方代表13中石油14医院15消防机关11916公安机关／交警部门110六、施工质量保证措施在本工程施工中，应以严格组织管理体系和科学严谨的质量体系来保证工程质量。6.1.质量控制(1)工程质量严格按照本工程制定，并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行，严格按国家有关技术规范、规程、标准控制施工。(2)根据施工程序，严把钻孔深度、配料注浆压力、注浆量关，每一道工序均安排专人负责，并记录好每一道工序的原始数据。6.2.工程质量保证制度(1)成立工程项目经理为责任的质量管理小组，完善质量保证体系，严格按照质量体系中规定的责权要求运行。(2)定期召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行“三检”制度，加强技术交底工作，强化工序控制，由责任心强经验丰富的工程师担任质量控制人员，实行监督检查，保证工程质量。(3)加强现场施工材料管理，严格执行进料检验制度，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。(4)配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、作为评价工程质量的重要依据。(5)加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。6.3.试验检测措施(1)所有进场材料必须具有出厂合格证和相关材质证明；进场后及时做复试、见证试验，合格后方可使用；(2)施工时使用具有经验丰富的管理人员和熟练的操作工人,保证工程的施工质量；(3)施工中经常测试浆液比重（浓度）作好记录，测定比重和三天强度，根据测试结果和具体地质条件及时调整、合理优化施工参数。(4)为保证加固地层强度，根据试验数据调整水泥浆配比。七、施工安全保证措施7.1.用电安全(1)一切有关电器设备的工作，必须由持证在职的电工跟班操作。(2)电工操作应按操作规程施