重庆地铁1号线施工组织设计.doc

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本工程主要采用开挖面地质素描、TSP203、地质雷达和超前钻探四种方法进行超前地质预测预报,施工工艺详见《隧道超前地质预报工艺流程》。

隧道超前地质预报工艺流程

对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描(观察岩石的矿物成分及其含量、构造特征和特殊标志),给予准确定名,测量岩层产状和厚度。测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离,并计算其垂直层面的厚度。

将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比DB22/T 5017-2019标准下载,确定其在地表地层(岩层)层序中的位置和层位。

依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序,结合TSP探测成果,反复比较分析,最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的岩层在隧道中的位置和规模。

施工过程中,每次爆破后由地质工程师进行地质素描,并采用数码摄像机对开挖后、没有支护前的隧道侧壁、洞顶和掌子面按一定纵向间距进行摄像,通过编辑、制作成具有里程标志的连续影视资料,从而分析、计算隧道围岩地层节理、裂隙的变化情况。内容包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度(产状、间距、长度、充填物、数量)、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录,及时了解隧道施工对地表水的影响,确定施工控制措施,最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。

1.2 TSP203地质预报系统

地震(声)波由特定点上的小规模爆破产生,并由电子传感器接收。当地震波遇到岩石强度变化大(如物理特性和岩石类型的变化、断层带、破裂区的出现)的界面时,在绕射点处部分射波的能量被反射回来。反射信号的传播时间与到达边界的距离成正比,因此能作为直接的度量方法。

TSP203系统特别适用于高分辩率的隧道折射地震(微地震)勘探,以及断裂和岩石强度降低地带的监测。TSP203系统理论上可预测150~300m的距离。

量测准备包括测线布置、钻孔、接收器及传感器套管安装,准备工作与隧道施工同步进行。测线由2个接收器孔和24个炮孔组成,接收器距掌子面约55m,最后一个爆破孔距掌子面约0.5m。爆破孔布置在一侧边墙上,间距1.5m,孔深1.5m,孔径19~45mm,孔口距隧底约1.0m,向掌子面方向倾斜约10°,向下倾斜10~20°。接收器与第一个爆破孔间距20m,接收器孔深2.4m,孔径32~45mm,孔口距隧底1.0m,向井口方向倾斜约10°,采用水泥沙浆固定时向下倾斜5~10°,采用环氧树脂固定时,向上倾斜5~10°。

在接收器及传感器套管安装完成12h后,进行爆破孔装药、传感器插入及功能性测试,然后引爆爆破孔,对每次爆破进行地震信号记录。在正式爆破采集数据时,洞内一切施工停止,以尽可能减少采集到的数据受外界噪声的干扰。该过程约需45min。

通过TSP203专用软件对隧道内采集到的原始资料进行以压制干扰、提高信噪比和分辨率、提取地震参数为目的的技术处理。数据处理前,先确定描述隧道轮廓的参数、各炮孔的装药量等数据,再通过专用软件处理,给出掌子面前方结构的剖面及各种地震参数。

数据处理后,提供的直接成果是围岩性质可能发生岩性变化的位置、各反射界面围岩的物理性质。通过人工解译,得出反射界面的岩性参数、产状及其相互关系,以及各步解释后的隐含信息,以预测不良地质段的性质。

为保证预报长度、预报精度,提高预报质量,在一切可能的情况下尽量减少环境噪音。确定好采样间隔和采样数目,采用早强膨胀水泥砂浆使接收器与岩体粘贴好,以保证采集信号的质量。

1.3 地质雷达探测法

地质雷达是基于电磁波在有效介质中的传播特性工作的。发射天线发出微波频段的电磁波后,遇到不均匀介质或介电常数有差异时会发生反射,反射信号由接收天线接收记录,经微机处理形成雷达剖面图。解译人员对雷达剖面图进行解译分析,提出掌子面前方不良地质体的位置和规模。该法对30m范围内的不良地质体,尤其是含水地质体探测效果好。

地质雷达主要在临近含水构造地段使用,近距离探测含水断层。

超前钻探是隧道施工期超前地质预测预报最直接、最有效的方法,也是对其它探测手段成果的验证和补充。通过钻孔钻进速度测试和对钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水、气状况等诸方面的资料。

预报分为单孔和多孔水平钻探两种,其中多孔按3孔设计,孔深一般40~60m,采用地质钻机接杆钻孔。

钻孔时作业平台要求平稳、牢固,钻机施工时不晃动。施钻过程中,由地质工程师详细记录钻速、水质、水量变化情况,并对岩芯进行统一编录、收集,综合判断预报前方水文、地质情况。

1.5 预报成果分析及处理

地质预测预报的结果由地质工程师进行汇总,原始资料上报设计单位。在综合分析的基础上,编写综合超前地质预测预报成果,对各种岩性进行描述,包括岩体应力、应变特征。

量化岩体参数、综合确定围岩级别,对不连续界面、层面的构成进行细化,着重查清地质构造、断层破碎带。同时查明地下水循环规律和水流动特征以及地下水化学成份等。

会同有关专家对提交的成果进行再次分析,对可能出现的地质问题提出必要的安全措施。以指导现场施工。

根据预报结果,及时反馈设计单位,调整设计、改变施工方案。

本标段隧道测量工作配测量工程师和测量技工,共同完成测量工作。主要测量及监测仪器配置为:全站仪、经纬仪、自动安平水准仪、防水水准仪、铟瓦水准尺、数显式收敛计、激光隧道限界检测仪。测量作业程序流程详见《测量作业程序流程》。

(1)施工前平面控制网复测

施工前根据设计院和业主技术部门现场进行的交接测量控制桩橛点及办理的相关手续,组织测量人员对交接的导线网点和水准基点进行反复复核测量,复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性,测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比,完全无误后作为施工用控制点。隧道每掘进100m或雨季前后各进行洞内外导线控制点联测一次。

(2)平面控制附合导线测设

洞内布置双导线,形成闭合导线,利用全站仪、精密水准仪等测量仪器,精确控制隧道施工。

洞口导线点位使用钢筋(钢筋顶上刻十字线)埋于洞口附近坚固稳定的地面上,并用混凝土固定桩位,点与点之间通视良好。点位布置完毕后,利用设计院交接的导线网点(已知)作基准点,以三维坐标法,使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值(并经平差),使用精密水准仪从高等级的2个BM点测定导线上各点的准确高程(并经平差)。水平角的观测正倒镜六个测回中误差≤±2.5″,每条附合导线长度必须往返观测各三次读数,在允许值内取均值,导线全长闭合差≤±1/30000。

高程控制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点,如特殊需要时进行加密,加密的水准点精度不低于高程控制点的精度,其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用S1等级水准仪对所交精密水准点进行复测,往返测量。观测精度符合偶然误差±2mm,全中误差±4mm,往返闭合差≤±8(L/2)1/2(L为往返测段路线段长,以km计)。两次观测误差超限时重测。当重测结果与原测成果比较不超过限值时,取三次成果的平均值。

根据隧道洞口的设计结构和洞口地形标高,详细计算洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。利用附合导线与以上计算坐标的相对关系,使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓线,十米桩中心坐标点位,以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩,控制洞口边仰坡的开挖。

隧道洞身施工测量根据隧道设计文件,精确计算出线路百米桩的坐标及结构的相关尺寸和标高,并按每10m编制出本标段隧道标高表。测量工程师利用洞内测量控制点,及时向开挖面传递中线和高程;由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸,进行复核,确认准确后方可进行下道工序施工,并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。

在洞内进行施工放样时随时配带气压标、温度计,随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。

每20m对已衬砌段隧道净空采用激光限界检测仪进行洞身净空检查,隧道洞身开挖贯通后,及时组织测量人员进行贯通测量。

依据有关测量规范及测量结果,调整贯通误差,并将结果及时上报监理和业主有关部门。

依据设计图纸检查完工后的结构物尺寸,如实填写检查结果,并将检查资料作为竣工资料一部分存档。

2.4 测量质量的保证措施

测量桩点的交接,必须双方参与,持交桩表逐桩核对,交接确认,遗失的坚持补桩,无桩名者视为废桩,资料与现实不符的应予以更改。

执行有关测量技术规范,按照规范技术要求进行测量作业检测,保证各项测量成果的精度和可靠性;测量放样的依据是施工图纸及相关规范,要求使用的图纸及规范必须盖“受控”章,确保其有效。

定期组织测量人员与业主及监理工程师共同进行洞内外控制点联测,保证控制点的准确性。

所有现场测量原始记录,必须将观测者、记录者、复核者记录清楚且须是各岗位操作人员自己的签名。

加强仪器的维修和保养,保持其良好状态,制定仪器维修和保养制度及周检计划,按时送检。

3 施工监测与隧道围岩监控量测

隧道施工监测是新奥法的重要组成部分,是信息化设计的重要一环,包括预报、控制、检验、改进四个方面。在隧道施工中,通过对隧道围岩动态的监控量测(洞口地段还应对地表沉降进行观测),掌握围岩动态和支护结构的工作状态,利用量测结果调整设计支护参数,指导施工;通过量测预见事故和险情,以便及时采取措施防止事故发生,积累资料为以后的设计提供类比依据,确保隧道的安全达到隧道施工安全、节约工程投资的目的。

根据隧道的地质条件,围岩特点,施工时进行以下项目的量测工作:

(1)采用精密水准仪进行拱顶下沉观测。

(2)采用周边收敛仪,进行围岩周边收敛量测。

(3)采用抗拔计进行锚杆抗拔试验轴力量测。

(4)采用精密水准仪进行洞口浅埋段地表沉降观测和临近建筑物地下基坑壁水平变位及裂缝观测。

(5)由有经验的地质工程师及时进行掌子面地质观测。

(6)围岩与初期支护、初期支护与二次衬砌接触压力量测。

(7)地面建筑物爆破振动监测。

(8)小净距隧道的监控量测应对中间岩柱的稳定性、地表沉降和爆破振动对相邻洞室的影响作为重点。

(9)连拱隧道的监控量测应以拱部垂直位移、中墙以上的拱部水平位移为重点。

3.3 测点布设及测度方法

(1)布设地表监测网进行监测

地表监测网主要监测爆破振动速度、地表沉降、地面建筑物下沉及倾斜。

①爆破振动速度布点监测

质点振速根据结构要求设点,噪声根据规定的测距设置。仪器采用声波仪及测振仪等,可爆破及时进行。

对出入段线隧道和区间隧道沿隧道轴线纵向地表每隔50~100m布设一个测点(有房屋地段在空地处布设),地表测点桩顶部突出地面5mm以内。

采用精密水准仪和铟钢尺等高精度仪器进行地表沉降监测。

测试频率:区间隧道的地表沉降开挖面距量测断面前后<2B(B为隧道开挖跨度)时,1~2次/天;开挖面距量测断面前后<5B时1次/2天;开挖面距量测断面前后>5B时1次/周。可根据施工条件和沉降情况增加或减少观测次数,随时将地表观测信息反馈给施工人员。

③地表建筑物下沉及倾斜布点监测

区间隧道两侧施工影响范围内的房屋四角及其它构筑物周围基础上布设测点,二层以上楼房均布设垂度量测点。

其观测频率与地表沉降观测频率相同。采用水准仪和铟钢尺、测斜仪等进行量测。

(2)布设隧道内监测网进行监测

隧道监测网主要监测拱顶下沉、水平净空收敛位移等。隧道现场监控量测项目及量测方法见《马家岩车站出入场段线隧道监控量测图》和《区间隧道段监控量测图》。

监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验确定的。当监测数据达到管理基准值的70%时,定为警戒值,应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时,应停止施工,修正支护参数后方能继续施工。

3.3 监测数据分析与预测

监测工作应分阶段、分工序对量测结果进行总结和分析。

(1)数据处理:将原始数据通过一定方法,用频率分布的形式把数据分布情况显示出来,进行数据的数值特征值计算,舍掉离群数据。

(2)曲线拟合。寻找一种能较好反映数据变化规律和趋势的函数表达式,进行曲线拟合,可对下一阶段的监测数据进行预测。

3.4 监测质量保证措施

(1)测点布置力求合理,应能反映出施工过程中结构的实际变形、应力情况及对周围建筑物的影响程度。

《马家岩车站出入场段线隧道监控量测图》

《区间隧道段监控量测图》

(2)监测仪器及测试元件必须是正规厂家的合格产品,测试元件要有合格证,监测仪器要定期校核、标定。

(3)测点埋设要求位置准确,安全稳固,且有醒目的保护标志。

4.1 信息管理系统

4.2 项目信息管理实施措施

我单位将在业主的统一规划下建设项目信息管理系统,采用与业主相同的信息平台、硬件系统、软件系统、以及其他必须的外部设备,确保与业主信息数据全面兼容。

加入业主的通信保障体系,在业主与综合通信服务商签订的技术服务协议框架内,与业主确定的综合通讯服务商签订服务协议。

以项目部为主体建立数据中心后,围绕隧道施工管理的各个方面,建立支持数据中心的子系统。如现场监测子系统、进度控制子系统、物资供应子系统、专家辅助决策子系统以及专业的数据处理系统(如围岩应力应变分析),详见《现场监测系统结构》。

项目部将按照招标文件要求配置相关设备,为项目部各部门主要管理人员每人配备一台计算机,并根据指定的专用软件对员工统一培训,使项目部的管理信息化。

制定详细的信息工作流程,将业主信息及时传送给项目部,同时按照业主要求,在施工过程中,记录下所有必要的数据,包括原材料、施工记录、各种照片和录像等,这些数据以电子文档形式通过互联网或其它介质准确、及时地提供给业主。对隧道施工信息采集介绍如下:

现代岩土工程勘察采取了地球物理勘探和遥感等先进技术手段。

地震CT方法可以勘测出岩体的完整性、断裂节理构造、力学参数的变化、饱水带的位置等情况。

电磁脉冲雷达(地质雷达)探测,可以探明岩层的结构(包括地质断裂构造)以及地层中的含水层。

新兴的SWS瞬态多道面波技术可以查明斜坡内的滑动带以及易滑地层,可以查明地层内的软弱结构面、地下空洞、地质分层、堤坝隐患、路基隐患、岩性界面、地基强夯效果以及进行地下管道调查和岩土施工超前探测。

遥感技术也是一门新兴的综合性探测技术,可以揭示所测区域的工程地质和水文地质状况。

②围岩信息、支护及衬砌信息的采集

目前,围岩变形量测的主要方法是采用周边收敛仪。而利用断面仪来进行围岩量测已取得一定的成果,使用断面仪作围岩变形量测,具有信息采集快速,可以用计算机迅速处理成果。

对于结构扁平、受力复杂的大跨隧道,仅对围岩变形量测还不能保证安全,必须进行初期支护内力量测,采用电阻应变片监测支护钢架的应力。

对于衬砌的受力监测,多采用埋设压力盒等方法。

对隧道穿越区域的水环境进行监测,监测内容主要是地表水系水位和地下水水位,以此来判定隧道施工涌水和地表水系的影响。

对地表沉降、施工爆破振动、施工环境噪声等进行观测。

(4)信息化管理相关设备及软件

项目部的所有信息设备按业主要求统一规划购置,提供足够数量和质量的电子数据处理设备,以确保设备之间的兼容性。配齐信息管理系统中心的系统管理员,承担在合同实施期间内系统的安装、维修和保养。

4.3 保密及安全管理措施

现场质量检查、质量验收资料按划分的分项、分部和单位工程归纳档案室收藏,设专人管理,不得追记,不得复印,非相关人员不得翻阅。

做好施工现场保密管理,未经业主批准同意,周围居民和闲杂人员不得进入施工区域内,外部任何单位和个人不得进入工地。

所采用设备以及所有施工技术,包括新工艺、新方法不得对外泄露。

当本工程完工并圆满通过合同规定的所有交工检验后,我单位保证在缺陷责任期内以最快的速度及时完成任何未完成的工作,检查并提交业主要求的交工检验资料,按分部工程——单位工程的顺序向业主及监理工程师提出书面验收请求,同时报送有关交工检验资料。

当每个分项、分部单位工程施工完毕后,将申请资料报给监理工程师,待监理工程师同意后,进行验收工作。

本工程验收按业主规定的验收程序进行。

工程基本完工时,按业主及监理工程师要求上报交工检验资料,经监理工程师检查确认,如果监理工程师认为检验不完整,需按监理工程师的批示执行剩余的检验项目;如果监理工程师对检验结果不满意,我们将按监理工程师要求填写“不合格表”并尽快进行修补。

接到监理工程师发出的最终检验通知后,我们将在通知日期之前提前提供由监理工程师和我单位授权代表签署的修补记录表和有关照片交验收小组,积极配合验收小组进行最终检验。

第十章 地面建筑物、地下管线的保护

1 地面建筑物保护处理方案及技术措施

(1)调查的范围与重点

对在施工影响范围内的所有地面建筑物进行调查,调查的重点是四层以上(含四层)的建筑物,尤其是对位于隧道上方距左右线隧道断面15m范围内的建筑物要详细调查清楚,对业主未提供详细资料的建筑物要进行仔细调查,同时对业主提供的建筑物资料进行认真核对。

主要调查建筑物的名称、位置、所属业主、建造时间、用途、结构类型、层数和高度、基础类型及其深度、尺寸以及与施工区域的相对位置,另外还要调查建筑物的损伤情况,以便根据具体情况采取相应措施。调查的重点是建筑物基础。

在调查前制订详细的调查计划,配备好各类调查人员,包括结构工程师、岩土工程师、摄影师、测量员等,并配备摄像机、照相机、全站仪、光学裂缝测量仪器等工、器具。主要通过走访建筑物业主及相关单位,了解建筑物的使用状况等特征,收集建筑物的有关设计、施工和竣工资料,将其与实地观测、测绘的资料结合起来进行分析整理,列出图表,然后提交工程师。

1.2 建筑物的保护方案与措施

本标段隧道出碴运输对马家岩建材市场有影响;线路行经地段地质条件和环境条件较复杂,地面建筑较多为老旧楼房,在洞顶埋深较小地段,对施工要求高,采取以下方案及措施以确保洞顶楼房结构安全:

(1)对天然浅基础建筑物02 消防泵机械应急启泵装置探讨_徐建兵,加强建筑物变形监测分析,加强地表沉降监测反馈指导施工;严格控制药量,减少地层损失,控制地表沉降。

(2)对深桩基础的高大建筑物,隧道通过时采用分部法进行开挖,严格控制每循环最大装药量,实行减震降噪控制爆破技术,同时加强爆破振动速度的监控,确保该段爆破振动速度<2cm/s。尤其注意控制隧道爆破对在建项目马家岩建材市场二期工程C、D栋和光能建材市场办公楼的影响;严格实施动态管理。

(3)隧道开挖后,对产生沉降的浅基础采用跟踪注浆加固,即从地表钻孔,对基础承力层注浆处理。

除上述保护方案外,尚需采取如下措施:

①以建筑物调查结果和量测结果为基础,对施工前和施工初期施工引起的地层沉降及其对建筑物的影响进行精确预测。

②在施工期间严格控制爆破参数,以减少地层损失,并及时施作初期支护和二次衬砌,以控制围岩松弛和塑性区的扩大,减少地层变形。

③对地表沉降和建筑物变形进行严密监测,对所有受影响的建筑物进行布点监测,对楼房还要增加倾斜监测,并及时分析反馈。同时利用实测数据进一步修正完善地表沉降和建筑物变形的预测结果DB11/T 1707-2019标准下载,对可能引起有害变形的建筑物作出早期预警并制订应急措施。

隧道出口处对管线的影响已纳入重庆市设计院“重庆马家岩建材市场二期C栋与D栋架空平台设计更改”中,区间隧道开挖对地下管线地下管线无直接影响,所以未制定详细的地下管线保护措施。

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