《盾构浅覆土降低沉降值掘进qc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盾构浅覆土降低沉降值掘进qc（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、盾构浅覆土掘进降低地面沉降,1,企业名称：中国中铁隧道集团二处有限公司 小组名称：南京地铁四号线TA03标盾构尖兵QC小组 发 表 人：李琭琪 发表时间：2014年3月,中铁隧道集团有限公司 CHINA RAILWAY TUNNEL GROUP CO., LTD,2,一、工程概况 二、QC小组介绍 三、选题理由 四、现状调查 五、目标确定 六、原因分析,七、确定主要原因 八、制定对策 九、对策实施 十、效果检查 十一、巩固措施 十二、总结和下一步打算,3,一、工程概况,鼓市区间由鼓楼站出发以半径500m曲线转向东北方向，沿北京东路敷设至市政府站，区间进入市政府站前采用半径2000m及1500m
2、反向曲线与市政府站（原3号线预留车站，目前未开始施工）相接。区间右线起讫里程为右CK15+476.620右CK16+ 616.415，区间右线长度1139.795m。区间左线起讫里程为左CK15+475.504左CK16+ 616.415，左线含短链3.824m，区间左线长度1137.087m。本区间在右线CK16+076里程处设置联络通道及泵站。鼓市区间在鼓楼站28坡度的下坡，总长586米，该下坡段顶部覆土超浅埋长度约300m，最浅埋深仅为4.4米。大直径盾构超浅覆土掘进在国内尚不多见。且盾构上方道路为车流量较大的主干道北京东路。该条件下盾构掘进存在地面沉降大、盾构姿态难以确定、上部浅埋覆土
3、易扰动、管片上浮严重等问题；如何降低地面沉降、保证隧道上方北京东路车辆的正常行驶以及保证隧道上方各类管线安全，对我们来说具有很大的研究价值。,4,QC小组名称：南京地铁四号线TA03标盾构尖兵 QC小组 QC小组登记号：2013-05-01小组类型：攻关型成立日期：2013年05月01日登记日期：2013年05月01日活动时间：2013年05月1日至2013年07月31日,二、QC小组概况,5,QC小组成员介绍,6,三、选题理由,业主对本工程质量要求：争创优质工程。,盾构机在浅覆土地段中，对盾构掘进施工操作控制要求高，处理不当容易造成、地面塌陷、冒浆，如何降低在浅覆土地层中掘进引起的地面沉降的
4、盾构施工技术意义重大。,鼓市区间左右线始发段均为浅覆土掘进且长度达到300米。掌握盾构在大坡度、长距离浅覆土中掘进的施工技术，并总结经验以指导右线二次掘进浅覆土段盾构施工,提高盾构浅覆土掘进施工技术,7,小 组 活 动 记 录 表,制表人：苏杰,完成日期：2013年5月,8,四、现状调查,调查一：地质、水文调查 鼓市区间隧道浅覆土段埋深仅为4.5-5m，同时处于28下坡段，隧道主要穿越-3b1粉质粘土(硬塑)、 k2p-强风化含砾泥质砂岩地层内；为弱、不透水层，地下水为潜水。地下水可分为孔隙潜水、基岩裂隙水。结论：根据我公司以往类似施工经验，盾构机在该浅埋地段中掘进，掘进姿态难控制，容易造成地
5、面隆起或沉降，同时也可能造成地面冒浆。,9,四、现状调查,调查二：管线调查 本场地重要地下障碍物包括场内及附近的地下管线，区间沿北京东路走向地下管道繁多。地下管线主要为给排水管、电缆和通讯线路、军用光缆等。重要管线见下图。结论：盾构掘进造成土体扰动，地层中管线也随之扰动，易造成管线断裂。,10,四、现状调查,主要管线平面布置图,11,四、现状调查,主要管线断面图,12,四、现状调查,调查三：工程边界调查 鼓市区间沿北京东路敷设，交通车流量大。北京东路道路北侧为绿地和公共管理服务用地，南侧为商业金融用地、二类居住用地和教育科研设计用地，主要包括南京市邮电局（4层、34层，距离盾构井18米）、江苏
6、省广播电视信息网络股份有限公司（在建）。,13,四、现状调查,结论：1、盾构掘进造成土体扰动，造成地面沉降或裂缝，危及路面行车安全。2、地层扰动后，周边建筑物的地基基础也随之扰动，危及建筑物安全。,沿线建筑物及地下构筑物调查表,14,四、现状调查,调查四：沉降监测调查 地表监测点布置纵向剖面监测点和横向剖面监测点。盾构始发前10环埋设较浅，平均埋设为4.5m左右，监测点延轴线方向监测点间距为1.2m，横向监测点间距为2.0m。11环至100环监测点延轴线方向监测点间距为6m，横向监测点间距为2.0m。左线隧道前100环共设置28个断面84个监测点。对鼓市区间前100环监测数据进行汇总并分别绘制
7、“监测点沉降量曲线图” 。,15,四、现状调查,隧道前100环出现了部分段落下沉、部分段落隆起的现象，且下沉段落的长度较隆起段落长，部分点位沉降量已达到31.2mm。结论：盾构参数不合理，造成地面沉降较大，继而引起地面裂缝，见下图,16,五、目标确定,（1）QC小组目标 优化盾构在浅覆土掘进施工技术参数。进一步研究与掌握盾构在浅覆土地层中的施工技术参数，降低对土体的扰动，把地面沉降值从31.2mm降低至10mm之内，确保路面行车、管线和周边建筑物安全。 通过小组活动，熟悉掌握盾构浅覆土掘进施工工艺并解决现场施工过程中的技术难题完善管理确保盾构顺利通过浅覆土段，最后实现科学地设定盾构在浅覆土段的
8、掘进参数达到“优质、安全、快速”地完成合同工程施工。 （2）目标设定依据 因为本小组成员来自各个不同的技术层面，都有着较高的技术水平和盾构施工经验；QC小组成员的QC知识都比较全面，加上队伍比较年轻化，所以上面的目标是可以实现的。,17,18,六、原因分析,原因在 哪呢？,制图人：李琭琪 日期：2013年6月14日,针对以上问题，小组成员进行了认真的讨论和分析，运用头脑风暴法从人员、设备、管理、设施、环境五个方面找出了造成地面沉降较大的末梢因素，整理出了如下原因分析图：,19,七、要因确定,制表人：苏杰 日期：2013年6月15日,20,七、要因确定,确认一：责任心不强个别工人在施工过程中，尤
9、其在浆液拌制过程中，不严格执行技术交底，出现缺斤少两的情况，导致同步注浆量不饱满。 结论：要因 确认二：缺乏相关知识技术人员和工人并不全是经验丰富，存在残次不齐的情况，但具有丰富经验的技术人员和工人占绝大多数，可以起到传帮带的作用。 结论：非要因 确认三：缺乏施工经验 我单位主要以地下工程为主业，尤其是盾构施工技术在国内处领先地位，技术人员来自各个不同的技术层面，都有着较高的技术水平和施工经验。 结论：非要因。,21,七、要因确定,确认四：维保不到位维保人员充足，除正常例行保养外，盾构机机况良好。 结论：非要因 确认五：配件供应不及时盾构机配件充足，一些易损件损坏后，第一时间能够得到更换。 结
10、论：非要因 确认六：注浆量不饱满由于每环掘进速度过快，以及注浆系统注浆速度的限制，导致掘进完成但浆液未注完，造成注浆量不饱满。另外，地质的改变造成浆液的填充、扩散系数也跟其改变，如同步注浆量不改变就会造成注浆量过大或过小。 结论：要因,22,七、要因确定,确认七：同步注浆不及时 经过现场查验，盾构掘进时都能做到及时注浆。 结论：非要因 确认八：隧道埋深浅 隧道埋深浅，盾构掘进更容易造成土体扰动，进而引起地面的沉降。 结论：要因 确认九：工程地质差 隧道主要穿越鼓市区间隧道浅覆土段埋深仅为4.5-5m，同时处于28下坡段，隧道主要穿越-3b1粉质粘土(硬塑)、 k2p-强风化含砾泥质砂岩地层内，
11、根据以往施工经验，该地层适于盾构掘进。 结论：非要因,23,七、要因确定,确认十：浆液配比不满足要求根据现场验证，浆液为惰性浆液，浆液初凝、终凝时间长，管片长时间处于悬浮状态。地层扰动后，浆液如果凝结时间长，不能够及时对扰动的地层进行稳固，造成盾尾周围土体失去原始三维平衡状态，引起地层损失，地面沉降产生突变，导致地面沉降过大。 结论：要因 确认十一：掘进参数不合理根据现场调查，由于浅覆土和大坡度下坡，盾构底部油缸推力大，管片承受较大的竖向力，且盾构姿态难以控制，出现偏差后对盾构姿态频繁的纠偏导致对周围地层的扰动加大，引起地层损失。 结论：要因 综上所述，确定要因五点人员责任心不强、注浆不饱满、
12、隧道埋深浅、浆液配比不满足要求、掘进参数不合理,24,八、制定对策,25,（1）加强技术交底、严格落实交接班制度 对盾构操作层的工人进行再教育和技术交底，强化盾构工班的交 接班制度，从思想上对盾构的施工质量有一个新的认识，树立质量第 一的思想观念。 （2）制定严格工作流程，完善健全规章制度。首先要对工作流程和管理流程等所有工作流程进行合理设计、 制定，从流程上确保工作质量。只有把流程严格的规定出来，明确了 各个工作岗位职责，规定必须完成的任务，工人的工作有章可循， 照此流程去做。 （3）制定奖惩激励措施，强化责任约束。 对工作责任心强、尽职尽责的工人，要予以表彰奖励；对责任心不强 、不按工作流
13、程办事、工作失职的员工要视其情节轻重予以处分。通 过实行奖罚分明，强化责任约束，来保证各个岗位职责落实到位。,加强对管理人员、 施工人员的培训 与技术交底,九、对策实施,26,实施二：注浆量不饱满 随着盾构推进，在盾壳外径与管片外径之间会产生建筑空隙。建筑空隙的充分充填和及时充填是减少地表沉降的关键环节。 同步注浆量根据盾构施工背衬注浆注浆量经验计算公式： QV 其中：注浆率(一般取150%250%)；对估算注浆量极为重要，主要与注浆压力、土质、施工损耗、超挖等因素有关。 V盾构施工引起的空隙(m3)V=(D2-d2)L/4=2.13m3； L每环管片长度(1.2m)。 每环理论注浆量为3.2
14、05.32m3/环，盾构掘进过程中，应根据地质条件、地表沉降等及时调整、确定与推进速度相匹配的注浆速度，确保充填效果，以达到控制沉降的目的。,27,（1）保证注浆量 首先，计算出每一环的理论注浆量，然后在查验地质断面图，根据不同的地质选择不同的浆液扩散系数，在每环理论注浆量的基础上在乘以扩散系数继而得出实际的注浆量。保证每一环掘进完成后，盾尾脱出管片的空隙都能得到足够的填充。 （2）降低掘进速度 要保证注浆量，必须将掘进速度和注浆速度相匹配，根据注浆速度来调整掘进速度，要求每一环掘进完成的同时，浆液也同时注入完成,28,隧道埋深浅,由于本工程受周边环境的限制，隧道设计埋深非常浅，且坡度较大。盾
15、构掘进会对地层造成较大扰动，继而引起地面沉降。必须降低盾构掘进的推力，同时平衡所有油缸的压力，让盾构机在该地段中尽可能平顺的进行前进，最大限度的降低对地层的扰动。,29,浆液配比不满足要求,由于盾尾脱出管片后，在管片背后会有一定的间隙，需要通过同步注浆来进行填补。根据以往施工经验，同步注浆浆液为惰性浆液，凝结时间较长，但根据本工程的实际情况，对注浆砂浆的配合比进行调整，增大浆液的稠度和降低初终凝结时间。,30,掘进参数不合理,（1）重新修正盾构掘进参数，利用油缸的压力差值来调整盾构机的姿态，最大限度的降低对已成环管片的影响。同时根据公式计算出土仓压力的数值，并结合以往施工经验选择合理的土仓压力
16、值。（2）拟在该地段加强地面监测，即“刀盘转、监测动”的方式，根据监测的反馈，及时调整刀盘土仓压力等掘进参数，降低周围土体的扰动在可控范围以内。,31,十、效果检查,检查一：四项措施实施后，小组成员到隧道经过的路面进行查看，路面没 有新增裂缝。 检查二：监测数据的检查,同步注浆参数控制较好，盾尾空隙引起的沉降较小一般地段同步注浆量基本都在3.3m/环以上，浆液注入率在150%以上，较好地控制了盾尾间隙沉降，盾尾间隙沉降一般在24mm间，由盾尾空隙充填不满和不及时引起的地层损失小。,32,十、效果检查,检查三：活动前后与目标值对比盾构机主机于2013年7月21日通过全部 300m浅覆土地段。通过控制地表沉降对策的实施，后续区间隧道盾构 掘进期间地表沉降日变量均未超过3mm，隧道上方北京东路车辆的已安全通行。把沉降值降低至10mm以内的目标达到。检查四：社会效益分析（1）提出了盾构浅覆土掘进可能引发的后果，总结了实际施工中的宝贵经验。（2）盾构施工受到业主好评，进一步提高了我公司在国内盾构领域的知名度。,
