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1、XXXXXX轨道交通轨道交通XXXXXX号号线盾构线盾构区间区间穿越穿越 民居房屋群安全控制关键技术民居房屋群安全控制关键技术 20XX年XX月XX日 XXXXXX交通大学隧道中心交通大学隧道中心 盾构机是关键盾构机是关键 地质是基础地质是基础 人人( (管理管理) )是根本是根本 注浆是保证注浆是保证 N 1.绪言 1.1 工程概况 苏州市轨道交通2号线总体呈南北走向，线路起于相城区京沪高速铁 路苏州站，经平江新城、石路商业区、沧浪新城，终于吴中区迎春南路 ，线路全长约25.556km，线路敷设方案为：相城区正阳路至古元路段采 用高架线，高架线长7.058km（右线），其余为地下线及过渡段，
2、地下 线长18.708km（右线）、过渡段长0.79km（右线）。全线设22 座车站， 其中高架车站5 座，地下车站17 座。 1.1 工程概况 4. 苏州典型富水粉细砂地层，不同于北京、上 海、广州三大典型地层，可借鉴成功经验少。 1.线路多处转弯，曲线半径最小为350m，且转 弯处多有密集建筑物群。 3. 大面积连续穿越（下穿、侧穿）各类建（构） 筑物，建筑物抵抗变形能力较差。 2 2号线穿越房屋特点号线穿越房屋特点 2.隧道埋深一般为13m至14m，主要穿越富水粉 细砂层和粉质粘土，地表沉降控制困难。 1.1 工程概况 1.1 工程概况 盾构能否安全穿越这些房屋将直接关系到 广大市民的正
3、常生产和生活，也是2号线盾构 施工面临的最大挑战。 在富水软弱地层中，如此盾构大面积、长 距离穿越房屋群，在国内外是少见的或者说是 没有的！穿越房屋群与穿越单独房屋不同，需 长时间、持久的、耐心的、细心地工作。 1.2 盾构技术高度发展 自从1818年法国人布鲁诺从船上蛀虫在甲板上钻孔得到灵感从而发明隧 道盾构法施工技术，并于1825年首次使用盾构在伦敦的泰晤士河下修建了一 条河底隧道， 随后盾构技术广泛开始应用。 到目前盾构法已经经历了从手掘式、挤压式、气压式到土压平衡和泥水 加压式等的演变，施工技术与工艺日益完善和提高。 世界第一条盾构法施工的伦敦TEMS河底公路隧道 1825年 1.2
4、盾构技术高度发展 1.2 盾构技术高度发展 1.2 盾构技术高度发展 1.2 盾构技术高度发展 1.2 盾构技术高度发展 1.2 盾构技术高度发展 1.2 盾构技术高度发展 1.2 盾构技术高度发展 1.3 失败案例 尽管盾构隧道施工技术有了很大发展，但施工过程中尽管盾构隧道施工技术有了很大发展，但施工过程中 仍不可避免对隧道周围环境造成影响。主要表现在盾构推仍不可避免对隧道周围环境造成影响。主要表现在盾构推 进引起的地层变形。变形过大时，会严重影响到盾构隧道进引起的地层变形。变形过大时，会严重影响到盾构隧道 和地表建筑物的安全运营和正常使用。和地表建筑物的安全运营和正常使用。 上海轨道交 通
5、四号线靠近黄 浦江的某标段盾 构隧道在联络通 道施工时出现大 量流沙，导致隧 道上方地表价值 过亿的泵房因沉 降过大而报废， 相邻数栋建筑物 严重倾斜而无法 使用,江堤出现险情。工期展延超过两年，经济损失超过人民币6亿。 1.3 失败案例 1.3 失败案例 南京某标段在盾构到达时发生坍塌，路面最大沉降最大达4m。 1.3 失败案例 广州地铁一号广州地铁一号 线长寿路站线长寿路站- -陈家祠陈家祠 站区间三栋二层楼站区间三栋二层楼 倒塌。倒塌。 广州地铁三广州地铁三 号线珠号线珠- -客区间砂客区间砂 层地段盾构通过层地段盾构通过 前高层楼房地面前高层楼房地面 下沉造成房屋开下沉造成房屋开 裂。
6、裂。 1.3 失败案例 深圳地铁三号线某标段施工过程中出现地表坍塌，形成一直径深圳地铁三号线某标段施工过程中出现地表坍塌，形成一直径5 5米、米、 深深3 3米的塌陷坑。米的塌陷坑。 1.3 失败案例 广州地铁二、八号线东晓南路一座广州地铁二、八号线东晓南路一座6 6层房屋发生倾斜。层房屋发生倾斜。 事故发生时 间，一共在 倾斜楼房及 与之相邻的 5幢楼里， 疏散了43名 群众。这些 群众都安置 到了附近的 宾馆入住。 发生倾斜的 楼房位于地 铁二、八号 线(即二号 线、八号线 的并行路段) 东晓南隧道 上方。房屋 发生倾斜后 采取地面注 浆，24小时 制止了房屋 倾斜。 由于该处隧道埋深浅，
7、约9米左右，地层复杂，上部砂层厚度大，底部 为岩石，盾构施工困难，不易控制土仓压力，造成路面局部沉降。 1.4 如何保障盾构穿越房屋的安全 由于苏州市轨道交通2 号线穿越典型富水软弱土层，地层条件 的特殊性和复杂性更增加了施工安全控制的难度，应用现有的国家 及地方规范和标准难以保证房屋安全。 为了保障盾构穿越房屋段的安全，轨道交通2号线盾构穿越房 屋课题组通过开展国内外调研、现场试验和分析等大量工作，在 总结国内外经验和研究成果的基础上，制定了苏州轨道交通2号 线盾构区间穿越建筑物安全控制关键技术纲要。 1.4 如何保障盾构穿越房屋的安全 盾构机是关键盾构机是关键 地质是基础地质是基础 人人(
8、 (管理管理) )是根本是根本 注浆是保证注浆是保证 全过程全过程 管理管理 在招标文件中基本的技术在招标文件中基本的技术 要求、措施以及相应的费要求、措施以及相应的费 用计入。关键技术指标经用计入。关键技术指标经 中标单位承诺。中标单位承诺。 施工过程中按技术要求施工过程中按技术要求 严格控制、严格管理。严格控制、严格管理。 示范段、讨论会、讲座让示范段、讨论会、讲座让 全体参建人员深入理解相全体参建人员深入理解相 相应的技术标准。相应的技术标准。 确保房屋安全 1.4 如何保障盾构穿越房屋的安全 关键技术 盾构穿越房屋段沉降控制 区域的划分 地表、建（构）筑物变形 控制标准与安全警示制度
9、盾构设备要求 盾构掘进施工 同步注浆及二次补浆 盾构施工量测 突发事故应急预案与紧急 疏散 理论分析 在董朝文副总经理领导和 主持下，轨道公司、北京 交大、铁四院和相关施工 单位等多位专业技术人员 ，多次开会讨论、论证。 在1号线进行多个现 场试验和监测，对同 步注浆和二次注浆、 掘进参数与地表、建 筑物沉降的关系进行 了研究。 调研国内外研究现状, 并先后赴杭州、广州 和上海等城市进行考 察，充分借鉴兄弟城 市成功经验。 现场试验研究 国内外调研 1.5关键技术纲要研究编写过程 研究过程 现场试验研究 在一号线2标对典 型富水粉细砂地层 区段进行了现场监 测和分析，监测内 容包括地表沉降、
10、土体分层沉降、土 体水平位移、孔压 和土压等。 第一阶段试验 在一号线的四个标 段（1标，2标，5 标和11标）开展了 盾构掘进注浆现场 试验；研究了盾构 掘进、同步注浆、 二次补浆对地表隆 起和沉降的影响规 律。 第二阶段试验 在一号线5标开展 了盾构穿越房屋 现场试验；研究了 盾构掘进、同步注 浆、二次补浆对房 屋隆起和沉降的影 响规律。 第三阶段试验 1.5关键技术纲要研究编写过程 第三阶段试验试验现场第三阶段试验试验现场 实验中学食堂海威船用设备公司门卫房寒舍饭店寒舍饭店 p一号线I-TS-05标塔园路站苏州乐园站区间， 沿线主要穿越实验 中学食堂、寒舍饭店、海威船用设备公司门卫房等建
11、筑物。 p使用型号为TM634PSX的小松隧道掘进机，其额定推力为3773tf，额定 扭矩为5151KN-m，刀盘开口率40%。 p盾构机穿越的土层主要为1粉土、2粉砂、粉质粘土。 1.5关键技术纲要研究编写过程 通过上述的工作，根据大量的第一 手资料，并在广泛征求各方面意见的 基础上，最终形成了苏州轨道交通2 号线盾构区间穿越建筑物安全控制关 键技术纲要 1.5关键技术纲要研究编写过程 1.6 配套措施 o 为了切实管理和指导盾构穿越建筑物施工，把专项 技术要求落实到实处，保证房屋及居民的安全，成 立了“苏州市轨道交通2号线盾构穿越房屋安全管理 中心”。 o 中心主任：董朝文、袁大军 o 轨
12、道公司常务副总经理董朝文负责中心的组织与管 理工作，北京交通大学袁大军教授负责技术指导。 纲要配套措施一：成立盾构穿越房屋安全管理中心 组织机构图分核心组、中心组和成员组。组织机构图分核心组、中心组和成员组。 由建设单位、科研单位、施工单位和监理单位等共同组成。由建设单位、科研单位、施工单位和监理单位等共同组成。 已经初 步形成 管理中 心的人 员组织 机构图 下设六个工作组，分别是技术指导组、技术培训组、盾构技术下设六个工作组，分别是技术指导组、技术培训组、盾构技术 组、材料试验组、地表测量组和房屋监测组。组、材料试验组、地表测量组和房屋监测组。 1.6 配套措施 安全管理中心工作内容安全管
13、理中心工作内容 盾构机验收：盾构机验收：对盾构机进入苏州对盾构机进入苏州2 2号线工地前进行检查验收；号线工地前进行检查验收； 对对2 2号线穿越房屋的盾构机在始发前进行检查、验收。号线穿越房屋的盾构机在始发前进行检查、验收。 2. 培训：对建设、施工、监理单位进行技术培训。培训：对建设、施工、监理单位进行技术培训。 1. 方案审查：代表业主审查施工单位编制的方案审查：代表业主审查施工单位编制的“ “盾构穿越房屋段专项盾构穿越房屋段专项 施工方案施工方案” ”和和“ “应急救援方案应急救援方案” ”。 3. 指导试验段施工：对各标段的指导试验段施工：对各标段的100100环试验段施工进行跟踪指
14、导。环试验段施工进行跟踪指导。 4. 指导指导检查检查盾构过房屋段施工：对过房屋及盾构过房屋段施工：对过房屋及其其前前3030环和后环和后1010环范环范 围内盾构施工进行全程指导围内盾构施工进行全程指导检查。检查。5. 1.6 配套措施 安全管理中心工作内容安全管理中心工作内容 对注浆材料进行计量及物理力学试验：对壁后注浆材料、二次补对注浆材料进行计量及物理力学试验：对壁后注浆材料、二次补 浆材料进行随机抽样检查，并进行物理力学性能实验；对注浆量浆材料进行随机抽样检查，并进行物理力学性能实验；对注浆量 以及添加材料的检查实行旁站计量检查。以及添加材料的检查实行旁站计量检查。 6. 组建室内实
15、验室组建室内实验室 1.6 配套措施 安全管理中心工作内容安全管理中心工作内容 对注浆材料进行计量及物理力学试验：对壁后注浆材料、二次补对注浆材料进行计量及物理力学试验：对壁后注浆材料、二次补 浆材料进行随机抽样检查，并进行物理力学性能实验；对注浆量浆材料进行随机抽样检查，并进行物理力学性能实验；对注浆量 以及添加材料的检查实行旁站计量检查。以及添加材料的检查实行旁站计量检查。 6. 砂浆凝结时间测定仪砂浆凝结时间测定仪砂浆稠度仪和坍落度测定仪砂浆稠度仪和坍落度测定仪 数显混凝土压力机数显混凝土压力机 1.6 配套措施 安全管理中心工作制度安全管理中心工作制度 （1 1）盾构机穿越房屋时停机）
16、盾构机穿越房屋时停机 （2 2）单点沉降值超过变形控制标准）单点沉降值超过变形控制标准 （3 3）注浆材料、注浆量、注浆质量不满足要求）注浆材料、注浆量、注浆质量不满足要求 （4 4）泡沫、泥浆不满足要求）泡沫、泥浆不满足要求 （5 5）盾尾油脂不满足要求）盾尾油脂不满足要求 1 1、汇报制度、汇报制度 2 2、会议制度、会议制度 4 4、监察制度、监察制度 5 5、警示制度、警示制度 6 6、减少计量制度、减少计量制度 例如对以下情例如对以下情 况减少计量况减少计量 3 3、资料管理制度、资料管理制度 1.6 配套措施 控制标准配套措施二：研发“盾构穿越房屋信息管理系统” 研发“轨道2号线 盾构区间 隧道穿越房屋 信息管理系统” 主要包括三大 功能:房屋基 本信息查询、 房屋分类和精 确检索、盾构 实时操控报 警。 能图文并茂、 形象生动地 多方面多角 度展示房屋 被隧道穿越 情况。 1.6 配套措施 信息管理系统主界面信息管理系统主界面 1.6 配套措施 房房 屋屋 与与 隧隧 道道 基基 本本 信信 息息
