17文保建筑施工保护方案

欢迎各位领导和专家莅临指导工作文保建筑物保护施工方案中铁十七局青岛地铁项目部CompanyLogo目录文保建筑概况1影响建筑的原因分析2具体施工方案3应急预案4一、文保建筑物情况青岛市地铁一期工程（3号线）02标(K2+747.309～K4+597.782)全长1850.473m，共两个车站（汇泉广场站、中山公园站）、两个区间（汇中区间、中太区间），其中中山公园站、中太区间穿过八大关近代建筑群，共穿越文物保护建筑8座，具体位置见下图：荣成路2号香港西路8号宁武关1号武胜关10号武胜关12号函谷关28号函谷关30号太平角一路1号序号名称建设年代结构形式层数基础形式中心里程水平距离m垂直距离m斜距m级别1住宅（荣成路2号）1939砖混上2下0条基K3+6584.21111.7国家级2住宅（香港西路8号）1936砖混上2下1毛石带基K3+8680.523.823.8国家级3住宅（宁武关1号）1936砖混上2下0条基K3+89126.620.533.6国家级4办公楼（武胜关10号）1940砖混上2下0毛石带基K3+93827.221.234.5国家级5办公楼（武胜关12号）1941砖混上2下0毛石带基K3+981021.221.2国家级6住宅（函谷关28号）1941砖混上2下0毛石带基K4+220022.722.7国家级7住宅（函谷关30号）1936砖混上2下0毛石带基K4+240023.923.9国家级8住宅（太平角路1号）1924砖混上2下0毛石带基K4+23544.42249.5国家级文保建筑概况序号名称文保建筑物现状残损调查情况1住宅（荣成路2号）青岛汇源正本水务有限公司，线右旁穿，距地铁边线4.2米，深11米，局部窗台下有八字裂缝。外廊墙有裂缝，楼板未见裂缝，无沉降迹象。2住宅（香港西路8号）住宅楼（香港西路8号），砖混结构，房簷有抹灰脱落。外墙窗封堵墙砖向外倾斜，一层窗间墙有竖向裂缝，楼板未见裂缝，无沉降、倾斜迹象，现正在使用。3住宅（宁武关1号）住宅（宁武关1号），外墙窗上有构造缝，墙皮脱落。室内楼梯间墙角有斜裂缝，木楼梯有腐蚀现象。无明显的倾斜、沉降现象。4办公楼（武胜关10号）办公楼，外墙皮普遍脱落，一层窗台下有横裂缝。无沉降、倾斜迹象，现正在使用。5办公楼（武胜关12号）办公楼，外墙抹灰老化脱落，窗台有多处竖向裂缝，室内抹灰开裂，木地板未见明显破损，。无沉降、倾斜迹象，现正在使用。6住宅（函谷关28号）金翠悦邸，下穿隧道，埋深17.7米，室内无裂缝，无明显倾斜、沉降，现正在使用。7住宅（函谷关30号）别墅，外部结构完好，无明显倾斜、沉降，现正在使用。8住宅（太平角路1号）别墅，外部结构完好，无明显倾斜、沉降，现正在使用。文保建筑物现状调查表地层地质情况荣成路2号香港西路8号宁武关1号武胜关10号武胜关12号函谷关28号函谷关30号太平角1号①1层素填土1.01.21.21.00.80.80.82.0⑫层含砂粘性土0.52.02.63.4⑯上层强风化花岗岩2.22.42.6⑯中层强风化花岗岩6.90.42.02.02.6⑯下层强风化花岗岩2.62.51.62.44.23.13.53.2⑰层中风化花岗岩5.52.03.65.24.24.02.4⑱层微风化花岗岩14.115.714.210.68.98.15.8文保建筑地下地质一览表二、造成地表建筑破坏的因素地铁坚硬围岩爆破、软弱围岩开挖及支护施工均会对岩体造成一定的扰动，从而引起周围地表位移和变形，严重时有可能引发地表建筑的损坏。一般来说造成建筑物破坏的因素归结为以下几个方面：⑴不均匀沉降使建筑结构内部产生次生内力及不规则变形，引起建筑物的开裂甚至倒塌。⑵地表的水平位移造成建筑物基础受到水平拉应力，应力较大时易造成建筑结构的破坏。⑶沉降造成建筑地基承载力不够，从而引发建筑物的倾斜。⑷爆破振速过大造成对建筑物的破坏。建筑物破坏影响因素不均匀沉降水平位移承载力减弱爆破震速过大三、

具体的保护措施保护文物建筑首先从施工监控量测入手，合理布点，依据监测数据分析沉降、爆破震动对建筑物的影响，及时调整施工工序及支护参数，实现动态化施工管理。主要采取如下措施：1、做好施工监测及数据的分析。2、调整开挖工序，加强初期支护。3、调整爆破参数，控制爆破振速。1、施工监测措施隧道在掘进过程中，引起地面运动，其纵向沉降曲线如下图所示：掌子面隧道开挖前开挖后后续沉降控制指标3cm隧道开挖引起的地表横向变形曲线如下：在施工过程中，通过及时监测来获取地面建筑物的变形值、变形速率和变形累计值，做到监测数据及时、准确、动态反馈，以利于采取有效的措施进行控制。根据监测情况，必要时对周边建筑物地基进行适当加固，或采用跟踪注浆措施，同时结合动态反馈信息，确保建筑物的安全由于是地表的不均匀沉降和相对位移使建筑物产生结构次生内力造成建筑物结构的破坏，因此在施工过程中，在文保建筑距离线路的最近点和最远点，建筑物的四角布设沉降和位移观测点。在隧道开挖到文保建筑前，提前进行观测分析。施工中除对观测点的沉降、位移、振速正常分析外，还对观测点相对沉降和相对位移进行分析，同时分析对建筑物可能造成的倾斜，以采取必要的防护措施。地面沉降一般控制在“0～3cm”,沉降差控制在“0～2mm”。文保建筑附近施工监测主要项目包括：拱顶沉降、围岩收敛、地表沉降、建筑物沉降和爆破振速。2、调整开挖工序，加强初期支护的控制隧道施工不可避免地会对地层原始状态造成影响，地下水的流失、土体的固结及土体蠕变效应等都会造成地表的沉降。我标段8座文保建筑物一座在中山公园站，其余七座在中山公园站～太平角公园站区间。具体的地质情况及开挖支护情况见下表：地层地质情况荣成路2号香港西路8号宁武关1号武胜关10号武胜关12号函谷关28号函谷关30号太平角1号①1层素填土1.01.21.21.00.80.80.82.0⑫层含砂粘性土0.52.02.63.4⑯上层强风化花岗岩2.22.42.6⑯中层强风化花岗岩6.90.42.02.02.6⑯下层强风化花岗岩2.62.51.62.44.23.13.53.2⑰层中风化花岗岩5.52.03.65.24.24.02.4⑱层微风化花岗岩14.115.714.210.68.98.15.8文保建筑地下地质一览表序号文保建筑名称所在里程围岩级别洞身所处地层开挖方法1住宅（荣成路2号）K3+658V⑯下层强风化花岗岩机械开挖及局部爆破2住宅（香港西路8号）K3+868Ⅱ⑱钻爆法3住宅（宁武关1号）K3+891Ⅱ⑱钻爆法4办公楼（武胜关10号）K3+938Ⅱ⑱钻爆法5办公楼（武胜关12号）K3+981Ⅱ⑱钻爆法6住宅（函谷关28号）K4+220Ⅱ⑱钻爆法7住宅（函谷关30号）K4+240Ⅱ⑱钻爆法8住宅（太平角路1号）K4+235Ⅱ⑱钻爆法文保建筑所处隧道开挖支护参数一览表⑴超前地质预报超前地质预报长短结合，主要采取地质雷达及TSP，根据预报情况，如有需要采取超前探孔。地质雷达预报长度一般20～30米，TSP预报长度120米。开挖完成后，对掌子面进行地质素描，根据岩性、节理发育情况及地下水情况，分析前方围岩情况。⑵采取合理的开挖方法，控制单循环开挖进尺。在Ⅱ级围岩处设计采用全断面法，为控制爆破振速，现采用上下台阶法开挖，进尺控制在1米以内，并根据测量数据进行参数调整。在Ⅴ级围岩地段，采用双侧壁导坑法机械开挖，局部进行松动爆破，单循环进尺为0.75米。实际开挖中根据量测数据，及时进行调整，必要时在Ⅱ级围岩采取三台阶法开挖。针对中山公园站荣成路2号文保建筑采取超前管棚控制沉降，同时采取径向注浆措施。⑶加强初期支护施工。中太区间主要为Ⅱ、Ⅲ级围岩，开挖完成后，及时施工锚杆，进行喷射混凝土的施工。中山公园站Ⅴ级围岩段，上断面采用双侧壁导坑法。导洞开挖完成后，首先对围岩进行封闭，喷射4cm厚C25混凝土。格栅钢架架立在坚硬的基岩面上，如现场难以达到时，拱架底部用喷射混凝土充填密实。格栅钢架安装时重点关注左右导洞的格栅钢架拱脚的位置是否在同一里程、同一高度。每循环格栅钢架安装前，现场技术人员根据测量人员的放样结果，准确标示出格栅钢架拱脚、拱顶、拱腰靠内侧位置，现场技术员加强安装过程的跟踪检查。保证格栅钢架接头处可以准确对接。中导洞格栅钢架安装前，提前检查现有的格栅钢架是否可以与左右导洞的格栅钢架实现对接，如遇无法正常对接，及时对格栅钢架进行修改，并在接头处用角钢进行补强处理。初期支护严格控制施工过程中结构无支撑暴露时间，及时封闭。同时加强监控，随时掌握各工点工程的变形大小，调整施工措施，在初支背后可能存在的空隙及围岩破碎地段及时注浆加固，控制、减少变形速率。做到随挖随撑，及时进行砼施工和背后注浆回填，严格控制位移，确保地面建筑的安全。⑷地下渗水处理施工。施工中尽量对地下渗水采用堵漏处理，防止因渗漏水过大造成地表沉降。对地下水的控制主要采取的措施为：超前注浆、喷射混凝土背后注浆。超前注浆在施工中一方面可以固结开挖面前方岩体同时也可以很好地起到防水作用。喷射混凝土可以对局部渗漏水进行封堵。初期支护完成后可对渗水处进行注浆处理，也可以起到良好的堵水作用。初期支护及二衬和注浆及时组织施工，以充填初期支护和二衬背后的空隙，减少地表沉降量。其中有钢架的初期支护埋设Φ32注浆管，3米一个断面，一个断面埋设5个，分别布置在拱顶、腰部和拱脚处，浆液为水泥浆，注浆压力为0.3～0.5MPa。初期支护注浆在初期支护完成后及时进行。二衬埋设Φ32注浆管，3米一个断面，每个断面埋设3个，分别布置在拱顶和拱腰处，浆液为高强无收缩水泥浆，注浆压力为0.2～0.3MPa，在衬砌混凝土强度达到100%后进行。⑸中山公园站（荣成路2#）加强措施中山公园站在K3+658附近旁穿文物建筑（荣成路2号），该文物建筑埋深11米，距车站开挖边线4.2米。中山公园站采用大拱脚拱盖法施工，上断面采用双侧壁导坑法。目前中山公园站正施工上断面左、右导洞，中导洞刚开始掘进。目前已施工段的地表沉降最大为42mm。为准确掌握穿越建筑物时的地标沉降情况，模拟穿越文保建筑的情况，提前在模拟的文保建筑处布点，目前沉降值7.6mm，且该处中导洞尚未施工，考虑到中导洞及下断面开挖会造成地表的进一步沉降，需要对该文保建筑采取加强保护措施。荣成路2号文保建筑与车站位置图为控制该处地表沉降，保证施工过程中的建筑物安全，建议该段（K3+670～K3+640）30m范围采取如下措施：拱架由设计75cm间距格栅钢架调整为50cmI22工字钢。采用超前管棚加固岩层，同时采取径向注浆措施。超前管棚采用Φ89钢花管，长8米，环向间距100cm，奇数号钢花管外插角30，偶数号钢花管外插角450。每循环5米，搭接3米。见下图：超前管棚钢花管间隔施工，首先施工奇数钢花管，先拱脚后拱顶，依次顶入钢花管，并进行注浆，注浆压力控制在1.0～1.5MPa。奇数号钢花管施工完成后，开始施工偶数号钢花管。车站开挖完成后，采取径向注浆，采用Φ42，长3.5m的热轧无缝钢管，环向间距40cm，纵向间距1.0m。3、调整爆破参数、控制爆破振速我标段线路上方文保建筑多，隧道开挖采用微震爆破。考虑到文保建筑结构特性，爆破振速按设计要求控制在10mm/s以内。对此区间隧道开挖分上、下两台阶进行。进行爆破作业时，采用微量、多孔、多次、多段爆破法。减少每次齐发爆破药量，减轻爆破对围岩的扰动及对支护结构的不利影响，同时也减轻对地面建筑物的震动破坏。根据实际施工中振速、药量、孔距和段别不断调整爆破参数，尽量降低振速。我标段目前已穿越函谷关28号、函谷关30号及太平角一路1号三座文保建筑。每次穿越建筑前，我标段提前在线路正上方布点，监测每次爆破正上方地面的振速，根据反馈的振速情况，调整爆破参数。同时结合汇中区间下穿地下停车场时的经验，当时停车场埋深为14米，区间围岩级别为Ⅲ级。为降低爆破振速，采取分次爆破，先掏槽爆破、在进行辅助眼及周边眼的爆破，必要时采取分三次爆破。有效的降低了爆破振速，振速控制在0.5cm/s。现场爆破效果1、爆破参数①炸药和雷管的选择本工程施工中选用防水效果好的乳化炸药，每卷重量300g，雷管采用非电毫秒雷管。②炸药单耗根据修正的普氏公式：炸药单耗q=1.3Ke（f/s）1/2，f——岩石坚固系数，取f=8S——隧道断面积，S=14m2Ke——考虑炸药威力P（ml）的校正系数，Ke=525/P由以上公式得到q=1.23kg/m3③掏槽形式：选用楔形掏槽④最大段装药量：由萨道夫斯基公式分析，单段最大炸药用量为：Q=（R*(V/K)1/a）3V：地震波波速，1.0cm/sk=200；施工中根据岩层情况，一般在150~220之间调整。a=1.8；施工中根据岩层情况，一般在1.5~2.0之间调整。Q：单段最大装药量，单位kg；

R：爆源至被保护构筑物之间的距离计算得出的单段最大装药量见下表：序号文保建筑名称所在里程水平距离（m）垂直距离（m）距离（m）单段最大药量（kg）1住宅（香港西路8号）K3+8680.523.823.82.02住宅（宁武关1号）K3+89126.620.533.65.63办公楼（武胜关10号）K3+93827.221.234.56.04办公楼（武胜关12号）K3+981021.221.21.45住宅（函谷关28号）K4+220022.722.71.76住宅（函谷关30号）K4+240023.923.92.07住宅（太平角路1号）K3+23544.42249.517.7文保建筑处单段最大用药量依据依据单段最大用药量的不同，穿越文保建筑物时需调整开挖进尺及爆破参数，具体措施如下：A.宁武关1号、武胜关10号和太平角路1号（K3+891～K3+938）,距离开挖面均大于30米，单段计算最大装药量分别为5.6kg，6.0kg和17.7Kg。施工中单段最大药量控制在5.4kg。开挖进尺控制在1.2米，上台阶高3米。爆破参数表计钻爆图如下：段位炮眼名称眼数（个）眼深（m）角度（°）单孔装药（Kg）段装药量（Kg）1掏槽眼61.4600.95.43掏槽眼41.4800.62.45辅助眼61.300.63.67辅助眼61.200.63.69a辅助眼31.200.61.811a辅助眼41.200.62.411周边眼81.200.32.413a周边眼131.200.33.913b周边眼21.200.61.215周边眼51.200.63.0总计29.7表3.3.3-3上台阶爆破参数表图3.3.3-1上台阶钻爆图B.武胜关12号（K3+981），函谷关28号（K3+22）,单段最大装药量计算分别为1.4kg、1.7kg。考虑到单段用药量过少，采取分次爆破方式，先进行中间开槽爆破，然后进行两次爆破，然后在进行周边眼的爆破。将单循环进尺调整为0.5米，上台阶开挖开挖高3米。周边眼间距调整为35cm，辅助眼55cm，掏槽眼70cm。具体爆破参数见表3.3.3-4，爆破作业图见图3.3.3-2、图3.3.3-2。段位炮眼名称眼数（个）眼深（m）角度（°）单孔装药（Kg）段装药量（Kg）开槽1掏槽眼30.700.30.93掏槽眼40.7600.31.25辅助眼40.5600.31.2周边3辅助眼40.500.31.25辅助眼40.500.31.27辅助眼60.500.21.29a辅助眼30.500.451.0511a辅助眼40.500.31.211周边眼80.500.151.213a周边眼70.500.151.0513周边眼20.500.30.615a周边眼80.500.151.215周边眼41.200.31.2总计14.5表3.3.3-4上台阶爆破参数表图3.3.3-3上台阶钻爆图C.香港西路8号（K3+868）、函谷关30号(K4+240），两处单段最大装药量为2.0kg、2.0kg。根据施工情况，将单循环进尺调整为0.5米，上台阶降低为2.5米。同时增加一部分空眼，增加临空面。具体钻爆参数及炮眼布置见表3.3.3-5和图3.3.3-4。段位炮眼名称眼数（个）眼深（m）角度（°）单孔装药（Kg）段装药量（Kg）1掏槽眼40.7600.52.03掏槽眼40.7800.52.05辅助眼60.500.31.87辅助眼70.500.3、0.22.09a辅助眼60.500.31.3511周边眼20.500.61.811a周边眼50.500.31.513周边眼20.500.450.913a周边眼100.500.21.515周边眼30.500.451.3515a周边眼120.500.151.8总计18表3.3.3-5上台阶爆破参数表图3.3.3-4下台阶钻爆图D.区间下断面，考虑到有临空面，且采取分次爆破措施，先进行中槽爆破，然后在爆破两边墙，单循环进尺1米，具体钻爆参数及炮眼布置见表3.3.3-6和图3.3.3-5。段位炮眼名称眼数（个）眼深（m）角度（°）单孔装药（Kg）段装药量（Kg）中槽1掏槽眼30.700.451.353掏槽眼30.7600.451.355掏槽眼30.5600.451.35周边1辅助眼40.500.31.23辅助眼40.500.31.25辅助眼40.500.31.27辅助眼40.500.31.29辅助眼40.500.31.29a周边眼40.500.31.211周边眼30.500.30.911a周边眼30.500.30.913a周边眼30.500.451.35总计14.5表3.3.3-6下台阶爆破参数表微震爆破注意事项①由于爆破振速和围岩的本身情况密切相关，钻爆设计的取值是不断变化的。在施工过程中，对振动速度全程监测，每次爆破以后，分析实测爆破振速和计算振速,特别是在围岩变化处，根据实际振速调整K和a的取值，重新计算最大装药量，调整钻爆参数。②重视炮眼的布置、数目、深度和角度，掏槽眼采用楔形掏槽，辅助眼在掏槽眼和周边眼之间梅花型均匀布置，周边眼以开挖轮廓布置，顺帮打眼，外插10～30角，以保证开挖面符合要求。③在靠近文保建筑和管线时根据当前的振速适当做出调整。④提高钻眼精度，控制药量，提高作业人员技术水平。⑤如果发现振速接近1.0cm/s，可采取在周边眼中间打空炮眼，以增加临空面。个别段采用预裂爆破。3.3.4建立文保建筑物档案每个文保建筑建立调查档案，记录调查时间、发现的问题等。档案有详细的调查记录，做好影像资料的留存，对必要的部位做详细的记录，特别是原有的裂缝的宽度、长度、深度等有详细的描述，以便观测其变化情况。实际调查和监控测量相结合，可以为保护文保建筑提供必要的信息，以指导施工。第四章文物建筑保护应急预案1.总则1.1编制目的：制定文物保护应急预案，是为了一旦我标段内发生因施工造成的文物建筑损坏情况，能够及时有效地整合人力、物力、信息等资源，迅速展开有组织的控制和救援，最大限度的减少对建筑物的损坏。1.2编制依据：依据设计地勘文件、《青岛市一期工程可行性研究报告》（文物保护专篇），《青岛市地铁一期工程02标段地上建筑物、构筑物现状评估报告》，结合项目部实际制定本预案。1.3适用范围：本预案适用于中铁十七局集团青岛地铁一期工程（3号线）土建02标段内突发的文物保护建筑及一般建筑的损坏事件。2.危害建筑物的因素分析我标段文保建筑集中在中太区间和中山公园站，对地表建筑影响因素主要为爆破振动和地表沉降。施工中主要通过控制爆破振速和地表沉降减少对地表建筑的影响。3.文保建筑应急小组责任及组织机构图3.1项目经理是文保建筑应急小组第一负责人，负责事故的救援指挥工作。3.2项目总工是文保建筑应急小组第一执行人，具体负责事故救援组织工作和事故调查工作。3.3工区经理是文保建筑应急小组现场负责人，负责事故救援组织工作的具体事务和事故调查的配合工作。通讯组组长张学成后勤供给组组长张利媛事故抢救组组长李震国抢险物资供应组组长李江事故现场总指挥：秦志斌事故现场副总指挥：李震国应急办公室主任：陈学龙事故调查组组长陈学龙应急组织机构框图4.信息报告程序4.1对于非施工现场，各部室均由信息部采用电话联系的方式直接通知；4.2对于现场施工作业的班组，采用报警铃与无线电话相结合的方式，确保在最短的时间达到通知的目的；4.3一旦应急工作展开，必须保证信息24小时畅通，各相关部门主要负责人要保证手机24小时开机；4.4报警内容包括：报警地点、预案级别。5．应急响应、处置一旦文物保护建筑出现损坏，参加救援人员为预案组全体，同时向监理、业主及文保建筑相关部门进行汇报。5.1应急救援指导方针应急救援时，坚持“保护人员安全优先”的方针，如房屋内有人居住，则第一时间进行撤离。贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。各抢救小组成员要明确各自的职责，增加相互之间的沟通。5.2应急救援程序5.2.1启动预案一旦文物建筑出现损害，各工区以最快的速度报告应急救援领导小组，立即启动应急救援预案。必要时，寻求交通管制、抢险救灾等社会救援部门的帮助。5.2.2采取措施当发生文保建筑出现明显裂纹、不均匀沉降等损害时，立即采取如下措施。如房屋内有人员居住，立即安排进行撤离，并由后勤供给组进行妥善安置。立即停止地下隧道的开挖爆破施工，并立即进行支护，如遇沉降量较大，则采取加密格栅钢架、背后注浆等措施。一旦出现沉降值超标、相对沉降过大或建筑物出现新增裂纹等异常情况，如需对文保建筑附近地表加强保护，可以根据具体情况在文保建筑靠近隧道侧增加旋喷桩进行防护。对房屋出现明显裂缝、破损的建筑上报上级文物部门，并积极配合进行相关的善后工作。6.应急结束救援结束后，现场救援领导小组宣布响应终止。之后事故调查组开展事故调查取证；善后工作组开展善后处理工作。应急救援领导小组负责根据应急救援实施过程对应急预案进行补充改进，并按规定向上级上报详细的事故报告。7.应急保障项目部需派专人负责应急救援物资装备保障到位，确保应急物资、装备质量合格，数量充足。装备的配备以简单适用为原则，保证现场急救的基本需要，并可根据不同情况予以增减，定期检查补充，确保各种应急资源处于良好的备战状态。第五章目前存在的疑问①爆破施工，在药量、段别、炮眼等参数不变的情况下，经常出现振速陡增。②荣成路2号文保建筑在车站下导开挖以及出入口施工时，是否需要采取必要加强措施。③中太区间围岩裂隙水较发育，有一定压力，常规注浆堵水效果不明显。

拖梁设计情况：里程点号沉降值观测时间K3+771.078GC01-05沉降最大值（mm）-22.652011.3.22-2011.10.10K3+761.078GC01-08沉降最大值（mm）-39.172011.3.22-2011.10.10K3+751.078GC01-09沉降最大值（mm）-7.262011.8.12-2011.10.10K3+741.078GC01-10沉降最大值（mm）-6.592011.8.12-2011.10.10K3+731.078