广双区间下穿人行天桥保护施工方案

第四章人行天桥及广渠门外大街现况调查4.1天桥现状调查上部结构：主桥上部结构为4跨连续钢箱梁，跨径由北向南依次10+18.25+18.25+10.5m，分别跨越广渠路左右幅主路和辅路，桥梁高度0.9m。主桥两侧共设4个梯道和1个坡道，均为0.4米下部结构：本桥下部结构基础除梯脚处采用扩大基础外，其余均采用钻孔灌注桩基础、墩柱、盖梁，主桥桩径D=1.2m，梯道桩径D=1.0m，墩柱与盖梁均为钢结构，墩柱插入杯口承台基础。附属工程：桥面铺装采用1.5cm厚的聚氨脂塑胶桥面。桥梁支座主梁采用25×30×4.7cm普通板式橡胶支座，支座下垫环氧砂浆垫层，考虑主梁纵坡，主梁梁底设置“梯形垫块”，垫块中心高H=2.0cm。梯道设置15×20×4.2cm普通板式橡胶支座，支座下垫环氧砂浆垫层。天桥主梁与梯道相接处和梯脚处设置U型铝板伸缩缝，内灌遇水膨胀胶泥。本桥上、下部钢结构全部采用Q235钢制作。4.2天桥现状结构检测(1)桥面系及附属设施主要病害：桥面红色塑胶铺装破损2处，开裂2处，缺失1处；地袱破损1处，锈蚀10处。(2)上部结构病害：主桥7处腹板锈蚀；梯、坡道梁7处锈蚀、3处踏步锈蚀，1处踏步焊缝裂纹、锈蚀。(3)下部结构4根墩柱外包混凝土径向开裂，最大宽度0.13mm。9个支座完全脱空，3个支座缺失，1个支座开裂，1处支座偏移4cm，1个支座钢垫板错位1cm，1处支座垫石开裂，长度20cm。(4)主桥墩柱垂直度数值范围为0.00‰~13.70‰，梯/坡道墩柱垂直度数值范围为0.17‰~12.73‰。(5)本次检测焊缝探伤，共检测3条焊缝，累计检测长度9.37m，所检焊缝合格。(6)通过对自然激励响应测得数据的模态辨识，得到该天桥基频为10.12Hz。(7)广渠路口东天桥桥梁完好状态为B级，处于良好状态。4.3天桥核查结果人行天桥基础中心线位于区间隧道右K12+664.000，天桥上部结构为四跨连续钢箱梁，下部结构采用钻孔灌注桩基础。隧道与桥桩水平距离最近1.692m，垂直距离最近2.156m。桥面红色塑胶铺装破损严重，正进行重修。天桥西侧为国美电器、华联商城，东侧为国美电器商城，行人人流量较大。图4-1人行天桥现况图4-2人行天桥下部结构图4-3区间隧道与双井站西人行天桥位置关系平面图图4-4区间隧道与人行天桥位置关系断面图4.4人行天桥周围管线调查人行天桥周围管线复杂纵多，均为东西走向，调查情况如下表所示：表4-1人行天桥周围管线统计表管线类型尺寸埋深走向热力管沟5000×3000mm6.85m东西上水Φ6001.7m东西雨水Φ9002.52m东西电信74×52mm1.9m东西电信79×36mm1.4m东西污水Φ8005.93m东西上水Φ6001.33m东西电信52×36mm1.59m东西雨水Φ3001.3m东西电力120×50mm2.69m东西燃气Φ5000.88m东西上水Φ6000.74m东西电信76×54mm1.27m东西图4-5人行天桥与周围管线剖面图4.5广渠门外大街现况调查图4-6广渠门外大街现况广渠门外大街东西走向，现状广渠门外大街为双向8车道，与东三环交汇处为双向10车道，两侧各有一辅道和非机动车道，路边设人行道，道路中央设置3道绿化隔离带，道路两侧多为住宅小区、商业等。目前，该路交通繁忙，车流量较大。第五章下穿人行天桥及广渠门外大街保护措施5.1变形预测5.1.1下穿人行天桥数值模拟分析图5-1隧道下穿人行天桥的三维模型图5-2隧道与人行天桥基础的位置关系图图5-3隧道开挖引起的桥桩竖向位移图5-4隧道开挖引起的桥桩横向位移根据有限元数值模拟分析，隧道开挖引起的地表最大沉降值为11.0mm；天桥基础的最大沉降值为6.9mm，最大差异沉降为3.3mm。5.2变形控制要求根据天桥评估结果，天桥变形控制标准：①人行天桥主桥和梯道上部结构连续梁相邻墩柱基础竖向（纵向）不均匀沉降控制值为8mm；②主桥、梯道均匀竖向沉降控制值15mm；③主桥中、边墩、及梯道墩柱倾斜度不大于1/1000；④桥区相关道路路面沉降控制值为15mm（1/1000坡度），并与桥梁结构沉降监测值对比，结果不应出现异常。该区域市政管线监测控制指标：1）上水、燃气管允许沉降控制值≤10mm，倾斜率控制值≤0.002，变形速率控制值≤2mm/d。2）雨、污水管允许沉降控制值≤20mm，倾斜率控制值≤0.0025，变形速率控制值≤3mm/d。3)电力、通讯管允许沉降控制值≤30mm，倾斜率控制值≤0.004，变形速率控制值≤3mm/d5.3区间隧道下穿天桥保护措施矿山法区间隧道下穿该天桥的主要保护措施为采取台阶法+临时仰拱开挖施工，并在天桥前后10m范围内采用深孔注浆超前加固地层，地面采用钢管顶托支撑防止桥身下沉。5.3.1洞外措施（1）钢管桩支顶技术措施区间暗挖下穿人行天桥前，为保证地下暗挖施工及天桥上方行人通行的绝对安全，在隧道下穿人行天桥前，需要应对人行天桥进行支顶，支顶的支撑体系采用钢管柱支顶，当天桥沉降发生沉降时，即进行顶升恢复。1）交通导改由于施工期间，需进行地基处理、搭设作业平台等，不可避免的要占用现况广渠门外大街进行施工作业，因此必须进行交通导改。交通导改严格按照交管部门的要求进行施工，设置各种警告标志。2）基础处理由于梁体自重较大，支顶系统基础下土体需进行注浆加固。注浆导管采用焊接钢管，注浆材料采用单液水泥浆，基础采用钢筋混凝土基础，基础内预埋钢管柱焊接钢板。3）支顶系统支顶系统采用钢管柱，钢管柱与预埋钢板焊接。在钢管柱顶部安装油压千斤顶，千斤顶上下均设3cm厚钢垫板。千斤顶与天桥主梁间设工字钢托梁。4）顶升施工隧道下穿天桥施工前，根据设计要求设置千斤顶压力。并在隧道下穿天桥施工中，根据设计要求频率对天桥沉降进行监测，发现异常，立即调整千斤顶参数，以保证天桥的安全。图5-5人行天桥支顶体系示意图（2）施工前对天桥脱空支座进行处理；（3）施工过程中加强桥梁的监测，及时反馈信息，根据监测结果及时调整施工参数，确保桥梁安全，天桥变形达到黄色预警后应封闭人行过街天桥，直至下穿完成且桥梁变形稳定；（4）施工中加强对桥墩沉降及墩周地面沉降进行监测，下穿期间每天监测1次，必要时加密监测频率，施工过程中，若天桥变形超过控制值，可根据需要，对天桥进行顶升处理；（5）施工完成后，配合产权单位进行必要的结构修复。5.3.2洞内措施（1）深孔注浆超前加固措施1）采用深孔注浆从洞内加固结构与桥梁基础间的土体，注浆后土体无侧限抗压强度为1.2～1.5MPa，透水系数：10-6～10-7cm/s。2）深孔注浆超前加固断面范围为拱顶外2.5m、上台阶掌子面，初支完成后径向注浆注浆范围为初支外6m、左右线隧道间土体及天桥桩基底土体加固，注浆里程为天桥前后10m范围，共约24m。注浆范围详见图5-8、图5-9。3）在隧道开挖至天桥前10m时，封闭掌子面以防止注浆过程漏浆，C20喷射混凝土厚度0.3m，喷砼封闭范围为上半断面不包括核心土部分。钻孔注浆顺序由下至上依次施做，以防浆液下窜。4）深孔注浆施工工艺深孔注浆工艺流程如图5-6所示：图5-6深孔注浆工艺流程①钻孔钻孔采用TXU-1000型钻机，注浆采用YZB-50/70型双液注浆机，采用后退式注浆工艺，浆液根据地层选用水玻璃化学浆进行止水和水玻璃水泥双液浆加固地层土体，本次注浆分两段进行，一次注浆长度为13m。钻进成孔：按注浆长度及注浆范围要求，要严格掌握钻杆深度，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数，密切观察溢水出水情况，若出现大量溢水时必须立即停钻，分析清楚实际原因后方可继续施工。退出钻杆：严格控制退出速度，每次退出不大于200mm，匀速后退．边退出边注浆，退出后的钻杆应及时清洗干净，以备后用。②注浆注浆管采用后退式注浆施工，分节钻孔，每节长度为2.0m，两节之间采用双孔专用接头和专用钻头钻孔，钻孔角度为9°～16°不等，注浆工艺流程如图5-7所示：图5-7注浆工艺流程③技术参数钻机参数：型号TXU-1500，立轴直径Φ44mm，钻孔深度150m注浆长度：每段12～14m；每次开挖长度：10～12m；（保证加固体长搭接不少于2m）；注浆浆液扩散半径：0.7m；注浆管环向间距：0.8m注浆终压：深孔注浆段注浆压力≤2MPa；凝固时间：1～2分钟，为速凝注浆；钻杆回抽幅度：约15～20cm；注浆速度：与地层孔隙及连通情况、地层密实度有关，因此注浆速度暂定为每分钟不大于10～20L；注浆结束标准：注浆量与注浆压力双控注浆，每根导管注入规定浆液，压力达到注浆终压，即可结束注浆。如压力长时间不上升，流量不减少，可能为跑浆现象，采用间歇注浆。5）浆液配比根据地层情况选择浆液，以水泥水玻璃双液浆为主，水特别大时，用水玻璃化学浆液辅助施工，水泥水玻璃双液浆能够有效的加固地层，控制拱顶沉降，水玻璃化学浆液能够起到很大的注浆止水效果，故在含水量较大地层选用，进行注浆止水。①水玻璃化学浆液：为A液和B液的混合物，A液为稀释后的水玻璃，Ｂ液由固化剂、外加剂和水组成。外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，因此在施工现场中，外加剂的添加应根据现场的实际情况进行适当的调整。两种浆液在注入之前必须搅拌均匀A液B液硅酸钠：411kg固化剂(磷酸)：64.5kg水：567.7kg乙二醇：32.3kg水：548.6kg②水泥－水玻璃双液浆：液为稀为A液和C液的混合物，A释后的水玻璃，C液由水泥、外加剂和水组成。外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，因此在施工现场中，外加剂的添加可根据现场的实际情况进行适当的调整。C液各成分放入搅拌机的顺序依次为：水、外加剂、水泥，两种浆液在注入之前必须搅拌均匀，并经常检查混合后的浆液凝固时间是否适应现场施工环境。一般施工时配比如下，混合后浆液PH值7—7.5：A液C液硅酸钠：411kg水泥：198kg水：567.7kg外加剂：157kg水：282.9kg图5-8区间隧道下穿双井西人行天桥深孔注浆范围图5-9区间隧道下穿双井西人行天桥深孔注浆断面图图5-10深孔注浆示意图（2）开挖支护施工保护措施1）先施工左线隧道，后施工右线隧道，前后拉开30m；2）对人行天桥前后10m范围里程K12+652~K12+676段隧道靠近桩体一侧打设径向导管；L=3m，环向间距0.5m*0.5m；3）对人行天桥前后10m范围增加临时仰拱，侧墙及拱脚钢架连接点处设置锁脚锚管；4）施工时对上台阶采用环形开挖留核心土法开挖，施工中严格控制开挖进尺为0.5m，严格控制超挖；5）施工时，对天桥前后10米范围内应加强超前探测，各个小导洞掌子面探测不少于3个孔，探孔采用高压风枪吹孔，探测始终超前5米。施工时，如发现有空洞，水囊等，需立即停止施工，做好施工记录资料，并留好影像资料，及时上报相关单位，组织各方召开空洞或者水囊处理措施地会议，处理后方可继续施工。6）加强初支背后注浆，注浆分两次进行，第一次距开挖面3m，为低压注浆，浆液从掌子面冒出时即结束，第二次距开挖面8m，为饱压注浆，注浆压力0.5MPa，必要时进行再次补浆，并加强初衬、二衬之间回填注浆，严格控制注浆压力、注浆量。5.3区间隧道下穿广渠门外大街保护措施根据设计及道路评估结果，变形控制标准如下：1）广渠路及广渠门外大街地面沉降控制值不大于30mm；2）下穿范围内无压管线沉降控制值不大于20mm，有压管线沉降控制值不大于10mm；施工拟采取以下保护措施：（1）施工前对广渠门外大街的现状进行调查：现状广渠门外大街为双向八车道（十字路口处为双向十车道），东西走向两侧各有一非机动车道，路边设人行道，道路设置三道绿化隔离带。广渠门外大街规划道路红线宽70m，现状道路已基本实现规划。目前，该路交通繁忙，车流量较大。（2）初支施工开挖时应加强超前探测，各个小导洞掌子面探测不少于1个孔，探测始终超前3米。施工时，如发现有空洞，水囊等，需立即停止施工，做好施工记录资料，并留好影像资料，及时上报相关单位，组织各方召开空洞或者水囊处理措施地会议，处理后方可继续施工。（3）小导洞施工时：严格遵循“暗挖十八字方针”。开挖前沿拱部1800内采用DN25×3.25长2m、间距300mm的小导管注浆加固地层，注浆压力控制在0.3～0.5Mpa，确保注浆效果；开挖时，采用台阶法开挖并预留好核心土；格栅钢架间距0.5m，每循环开挖进尺0.5m，施工时，严格控制格栅的步距；格栅架立后，及时在拱脚处打设锁脚锚管，锁脚锚管为Φ32，长度为3m，两侧拱脚各打设2根。格栅钢架架立后，应及时喷射混凝土。（4）加强初支背后注浆，距离开挖面5～8m时即开始背后回填注浆，注浆压力0.3～0.5MPa，注浆浆液为单液水泥浆，同时根据监测情况，一旦出现预警应进行再次补浆。（6）加强监测，及时反馈信息，出现大量预警点时，应立即停止施工，及时组织各方召开会议，分析预警出现的原因及处理措施，加固后方可继续施工。第六章监控量测6.1监测点布置沿天桥周围共布置地表监测点，对地表沉降进行严密的监测，同时对天桥的基础，天桥的桥面布置倾斜监测点，监测点布置平面示意图见图6-1。监测点布置剖面示意图见图6-2。图6-1监测点布置平面示意图图6-2监测点布置剖面示意图6.2监测内容（1）常规检测内容1）洞内及洞外观察：隧道开挖后观察地层及其稳定情况，观察已施工地段支护结构的情况，观察已施工地段地表和建（构）筑物状况；2）地表沉降监测：隧道上部地面布设水准观测点，定期量测地表变化情况；3）初支拱顶沉降监测；4）初支侧墙净空收敛监测。（2）天桥专项检测项目针对本风险工程，需要专门对过街天桥进行专门监测，监测桥墩沉降、倾斜及差异沉降，施工中加强对天桥开裂、支座脱空等进行现场巡视。监控量测项目如表6-1所示：表6-1监控量测项目表量测项目监测仪器及元件量测精度控制标准监测频率天桥沉降水准仪0.3mm人行天桥主桥和梯道上部结构连续梁墩柱基础竖向（纵向）不均匀沉降控制值为8mm；主桥、梯道均匀竖向沉降控制值为15mm；主桥中、边墩、及梯道墩柱倾斜度不大于1/1000；桥区相关道路路面沉降控制值为15mm（1/1000坡度）s>2mm/天或L≤B1～2次/天;0.5<s≤2mm/天或B<L≤2B，1次/天;0.1≤s≤0.5mm/天或2B<L≤5B，1次/2天;s<0.1mm/天或L>5B，1次/7天;基本稳定后,1次/月天桥倾斜全站仪或经纬仪±2”,±(2’mm+2ppmm)差异沉降水准仪0.3mm6.3三级预警管理在区间结构施工期间，应对天桥变形设预警值，作为施工安全判别标准，其指导性安全判别标准如下：（1）三级预警参考表预警级别预警状态描述黄色预警0.7≤F＜0.85：黄色预警；（F=实测值/控制值）橙色预警0.85≤F＜1：橙色预警；（F=实测值/控制值）红色预警F≥1：红色预警。（F=实测值/控制值）（2）预警管理措施监测项目按黄色、橙色、红色三级预警进行反馈和控制，当实测数据出现任何一种预警状态时，监测组应立即向施工主管、监理、建设和其它相关单位报告，获得确认后立即提交预警报告。①发出黄色预警时，监测人员和施工单位应加密监测频率（由项目部主管领导、监理开会进行安全评估确定监测频率，并形成会议纪要形式，项目部正式下发书面委托单，明确观测项目、频率、数量及观测时间），加强对地面和建筑物沉降动态的观察，尤其应加强对预警点附近的雨污水管和有压管线的检查和处理；②发出橙色预警时，除应继续加强上述监测、观察、检查和处理外，应加强施工措施，并召开设计、施工及监测单位进行会诊，对可能出现的各种情况作出判断和决策，启动备用方案；③发出红色预警时，应立即停止施工，并启动应急预案。④施工监测及巡视预警,施工监测根据各监测项目指标,按变形量及变形速率双控指标进行监测预警判断,按巡视预警参考表进行巡视预警判断,根据二者进行综合预警判断。⑤发生安全事故时，要积极抢救伤员，并保护现场。遇紧急情况，能处理的应及时处理，并应及时向上级管理部门汇报，并做好记录。第7章应急预案广双工区全体施工人员应急抢险组王新强报警警戒组广双工区全体施工人员应急抢险组王新强报警警戒组赵连平通讯联络组李冰疏散引导组杨春雨医疗救护组张桂霞物资设备组蔡子峰事故调查组李玉斌副指挥齐占国副指挥姜占发副指挥方敏副指挥曲建生总指挥侯刚副指挥蒙秀林图7-1应急救援组织机构图1、组长职责：组长是应急救援领导小组的第一负责人，负责紧急情况处理的指挥工作，并主持事故善后处理工作。2、副组长职责：副组长成员分别由总工程师、项目书记、安全经理、生产经理组成，在组长的领导下直接领导和指挥下属相应小组。3、技术保障组：由技术部长负责，技术员、专业工程师组成，在项目总工的领导下制定预防事故的技术措施，制定事故处理技术措施，并监督落实情况。4、物资保障组：由材料部长负责，材料员参加，负责储备、调集抢险器材、设备；5、对外联系组：由办公室主任负责，办公室人员组成，负责事故报警和上报，及现场救援联络、后勤供应，和外部专业救援单位施救。指挥、清点、联络各类人员。6、抢险组：组织实施抢险行动方案，疏散，排除险情及排除救援障碍。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。7、医疗救护组：负责现场伤员的救护、配合相关医疗救护机构进行人员工作。所有人员应进行基本的救护培训，掌握基本救护技能。8、安全警戒组：主要职责是负责事故现场的警戒，阻止非抢险救援人员进入现场，负责现场车辆疏通，维持治安秩序，负责保护抢险人员的人身安全。9、事故调查组：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，向上级提出对事故责任人的处理意见。7.2应急报告程序1、施工现场实行24小时管理人员值班，值班室明示应急处理小组通讯联系电话。2、施工生产安全事故报告程序：安全事故现场第一发现人员→现场值班室→现场应急小组→公司生产安全事故应急救援组织。3、对外报告程序：安全事故现场第一发现人员→现场值班室→现场应急小组组长→业主及相关部门、单位。应急情况处置流程见图7-2。相关部门及人员联系电话间表7-1。4、一旦地面监测值达到报警值、天桥监测控制值出现红色预警值时：(1)立即按照上报程序向上级部门及相关单位报告，并组织抢险人员赶赴事发现场，做好交通疏解、保护群众及现场抢险的工作。(2)加强监控量测工作；导洞内停止掘进，加强导洞内工作面的支护，做好撤离施工人员的准备。(3)