第一篇:地铁施工中的风险浅议-江苏建设监理协会
地铁施工中的风险浅议
南京工程兵工程学院
□
郑必勇
江苏省建设监理协会
□
史
娟
内容摘要
地下铁道已成为解决城市交通的有效途径。目前我国已建地铁与正在扩建地铁的城市有北京、上海、南京等11个城市;正在建设、尚未运营的城市,有成都、武汉、苏州等7个城市;准备筹建的城市有乌鲁木齐、兰州、昆明等5个城市。至今我国地铁总长度将达700km,到2015年,我国地铁总长已达1700km,预计总投资约6000亿,方兴未艾。国人深感地铁发展给人们生活、工作带来的便捷,同时也带来消费市场的繁荣。很显然的一个事实,地铁到哪里,哪里的商品房销售就会兴旺。在地铁施工过程中有时会出现一些影响建筑环境的负面问题,如塌方、涌水涌砂、地下管线破坏、地面建筑裂损和变形等,常引起人们关注。本文将对此作点浅议,以求获得客观认识,并探求减少负面影响途径。其内容:地下工程施工是一个先扰动后稳定的过程;通常出现的扰动现象与一般规律;减少扰动负面影响的途径与一些方法。
关键词 地下工程
岩土工程
地铁
环境效应
据统计[1],从1995年~2008年,13年来国内轨道交通工程建设过 1 程中发生的安全质量事故共107起,平均一年就有8起,从数量上看,不少!按事故破坏形态划分,塌方事故占32.3%;涌水、涌砂事故占5.8%;地下管线破坏事故占8.2%;周边建筑物开裂变形事故占8.2%;隧道及其围护结构渗漏事故占14.9%;其它事故(如:吊车倾倒,支架倒塌,意外坠落,火情事故等)占30.6%。地下工程施工是一个复杂的系统工程,受到共性“4MIE”的影响,工程事故出现有一定的概率性,绝对一点问题不出现,是少见的。问题在于,如何设法做到少出现或者控制其影响最小化,仍是我们工作的目标。为此作些浅议,供同行参考。
1.地下工程施工是一个先扰动后稳定的过程。地铁是快速交通工程,大部分属于地下工程范畴,其施工涉及岩土工程学科。地铁施工工作是首先要破坏原始地应力场的平稳状态,然后通过各种作业程序、工艺与措施,使其处于新条件下的再平衡(即重新稳定)。
1.1地铁施工作业对地层扰动有一定必然性。
无论明挖法地铁车站,矿山法区间隧道或是盾构隧道,都是先破坏地层土体应力的原始平衡(即扰动了原始应力状态)。如图1-a所示,在地面以下,任一点未开挖前,是处于应力平衡状态,不会发生位移和变形,处于稳定状态。如果开挖了,如图1-b所示,就失去了侧向平衡应力σ3。因此侧壁土体必然向右发生位移。如果不及时补偿(即支护)失去的σ3,侧壁土体释放变形超过极限状态就可能坍塌,只有补偿了应力σ3'得到(各种支护体系),才能抑制了因开挖扰动的土体发生后继变形,从而使基坑土体处于稳定状态。同理,矿山法隧道,在掘进中,对地层也发生扰动,如图1-c所示,因开挖失去径向 应力σr,隧洞周围的地层(称围岩)就会发生收敛变形,如果不及时给予应力补偿(即支护提供的σr'),变形超过极限状态,围岩就可能坍塌。只有在一次和二次支护(喷锚支护或钢筋混凝支护等)作用后,如图1—d所示,限制围岩进一步的变形,在新的支护条件下,围岩又处于新的应力平衡,并处于稳定状态。就是土压平衡盾构也是先扰动后平衡,如图1-e所示,要达到动态平衡,即Pz+Pw=Pj,是不可能的。盾构要前进,必须Pj≥PE+Pw,这样,盾构的掘进对土体的扰动是不可避免的。另外,盾构掘进时由于土体损失,也会造成对土体扰动。只有在管片安装后,一次二次注浆完成,而且有效的条件下,盾构的管片与围岩紧密结合后,才会处于新的稳定平衡状态,如此等等。可见,地铁施工作业对地层扰动具有一定的必然性,这是我们对地铁施工出现风险的认识的客观理性基础。
图1-a
图1-b 图1-c
图1-d
图1-e
2.通常出现的扰动现象与一般规律
根据已有实例资料和理论的推导,对地铁车站深开挖引起的扰动范围、区间隧道矿山法开挖引起的扰动范围以及盾构法施工引起扰动范围归纳如下:
2.1地铁车站段深开挖引起的扰动范围
据南京城东干道深基坑开挖影响的实测分析,给出深开挖引起坑周地面变形的范围与最大沉降分析表达式可作为一种参考。[2][3]
n 影响最大范围:B=∑Hitan(45-φi/2)--------------(1)
n=1 式中,B-深开挖引起的地面变形范围(m);
φi—深开挖自上而下各土层厚度(m)及内摩擦角(φ),据此计算,深基坑开挖扰动范围,一般是开挖深度的(1~1.5)倍的距离。
影响地面的最沉降量:
Smax=[a×b+1.5×S(0.5h+0.04hz)/300]/B--------------(2)式中:Smax---------地面最大沉降量(m);
b-----------深层位移测得的最大位移值(m);
a-----------深层位移测得的变形曲线的底宽(m); S-----------深基坑开挖的宽度(m); h-----------深基坑开挖的深度(m);
B-----------深开挖引起的地面变形范围(见公式1)。坑底因开挖扰动引起隆起和回弹。据上海市基坑工程设计规程[4],在模型试验基础上,得出经验估计表达式为:
δ=-29.17-0.167rh'+12.5(D/h)-0.5+3.5rc-0.04(tanФ)-0.54----(3)式中:δ——坑底隆起量(cm);h'——换算深度h'=hq/r(m); h——开挖深度(m); q——坑外地面荷载(t/㎡)
r——坑底以上地基上的天然重度(t/m3)D——围护墙体在坑底以下的入土深度(m); C,Ф——坑底以下地基的凝聚力(kg/cm2)和内部擦角
2.2区间隧道,矿山法开挖引起的扰动范围 常利用弹性力学有孔板解来分析,即拉梅解:
σr=P0(1-R20/r2)----------(4)σθ=P0(1+R20/r2)式中:σr,σθ——洞室周围地层的径向,切向应力;
P0——洞室所受的双向等压荷载; R0——洞室半径;
r——离洞室中心至地层中任一点的距离。
扰动范围的应力变化规律如图2所示。
图2 常用Po模拟原始应力场,也就是未被扰动的应力状态,当地下洞室开挖,洞周产生应力集中,切向应力增大,σθ=2P0;径向应力减少,σr =O0出现这种现象,是由于开挖造成的洞室失去原岩的平衡力σr的结果。如果任其发展,围岩就会被压坏,其结果就会出现坍塌。计算表明,一般认为只有当r/R0=4时,σθ,σr才趋近原始的应力状态P0,所以常把2倍洞径作为扰动范围。这就是我们常说,地铁埋深应大于2倍洞径才不致于对地面发生影响的理论根据。
为了定量估计地下开挖引起扰动的范围,也有用双向等压的弹塑性解,用来确定影响半径(又称塑性半径)。在地下开挖过程中,岩 体受到扰动,在洞围岩产生松动,物理力学指标显著下降,变形量增大,乃至破坏,这个区域称塑性区,在离洞周较远区,其扰动比较小,还维持原有的弹性状态,这个区域称弹性区,判定弹塑性分界,即塑性半径,这对分析扰动产生的风险有重要意义。其表达式:
1sinφ2sinφ
RP= R0·〔(P0+C·Ctgφ)(1-sinφ)/Pi+C·Ctgφ〕
-----(4)式中:
RP——型性半径;
P0——原始地应力;
C,φ——地层的凝聚力,内摩擦角; R0——洞室的半径; Pi——洞室内的支撑力。
可以理解为塑性半径Rp即矿山法施扰动的范围,显然这个范围直接影响隧道上方岩体的稳定,如果Rp波击到地面,就可能出现“冒顶”风险。
2.3 盾构掘进引起的扰动范围
众所周知,PECK公式,和日本学者竹山乔总结弹性介质有限元分析结果,并根据实测资料加以修正,提出盾构掘进扰动,对地表沉降影响的估计公式[5]如下:
地面最大沉降量
δ=2.3×104/E2·(21-H/D)-----(6)影响范围 H =36H/D-----(7)沉降面积
S=1.62×104/Es2H/D-----(8)式中:
H——隧道覆土厚度;
D——隧道外径;
Es——等代弹性横量,Es=∑ESHi/Hc Esi——各层土的弹性模量; Hi——各层土的厚度; Hc——土层总厚度。
这些表达式,可以作扰动预估,实际上盾构掘进过程对土体扰动各个阶段并不相同,盾构到达前、盾构到达时、盾构通过后,管片脱出盾尾时等,扰动特征并不一样,一般(a)盾构到达前超前沉降,沉降量很少,主要是盾构掘削面引起的地下水位降低而发生的;(b)盾构到达时的隆沉,当推力较大时,在地面呈隆起,当推力较小时,地面呈沉隆变化;(c)盾构通过时发生沉降,主要由于盾构超挖纠偏蛇形引起的土体的扰动产生的;(d)盾尾通过后隆沉,主要因注浆不及时而产生较大沉降;(e)后续沉降,由盾构施工过程中因挤压、超挖、注浆等扰动后,土体缓慢固结而产生的沉降,其综合纵向、横向地面沉降范围,如图3-a,3-b所示。
图3-a
图3-b
图3-c
图3-c反应盾构掘进扰动影响建筑环境的范围[6], 研究表明,在Ⅰ区内,建筑物的基础,通常要求进行托换或地基加固,在Ⅱ区内,建筑物,有一定损害,但不必托换或加固,在Ⅲ区内对建筑物无影响。
地铁工程掘进扰动现象是客观的,但是扰动范围的计算表达式大多是典型条件下推导的,其结论与介质、参数、计算模型、本构关系、边界条件等都带有很大的假定性,并非能够在复杂的条件下,作出准确的评估预测。但是可以作定性分析参考,至少比“拍脑袋”好!
2.4扰动对点建筑环境的影响 地铁施工的扰动就是对地面建(构)筑物和地下建(构)筑物及地下管网赋存的地层扰动,这些建(构)筑物或以地层作为地基,或作为环境,地基或环境受到扰动超过允许量,必然影响地上、地下建(构)筑物及地下管网的极限承载力状态和正常使用状态,带来“安全隐患”。
隐患可以是直接扰动造成的,例如塌方,可能造成上方房屋开裂、倾斜、塌陷,甚至倒塌和地下管线破坏等,也可以是间接扰动造成的。开挖扰动,引起地下水动力作用,产生涌水、流砂,由此引起地面附加沉降,特别是不均匀沉降的出现,可使房屋倾斜或开裂等。就目前地铁施工出现事故而言,塌方事故最为显著。有在车站的塌方、有在区间隧道塌方,还有沿线路走向附近地面塌陷等,它们带来的损伤现象是多种多样。
2.4.1 地铁施工塌方引起的破坏现象
塌方是地铁掘进直接破坏土体原始平衡,使土体失去平衡力,在重力作用下发生的土体坠落现象。
常见塌方引起的破坏现象。
(1)塌方引起地面建筑破坏。某地铁施工单位采用冻结法施工,因制冷设备发生故障,产生冻融,大量流沙涌动,引起地面大幅沉降,导致沿江防洪墙倒塌,地面建筑破坏,其中一幢8层楼的裙楼部分倒塌。
(2)塌方引起地下管线破坏。某地铁车站明挖法施工,在基坑 南侧挖至8M处出现渗水现象,十几分钟后,在基坑南侧中间部位突然塌方,导致基坑南侧的通信电缆和其它电缆祼露悬空,一根Ф1600水管弯曲、一根Ф800污水管和一根Ф1600的两水管断裂、一根燃气管线外露,多根信息管线断开、一根Ф600自来水管断裂,自来水流入基坑,无法正常施工作业。某区间隧道渗水引起坍方造成路面塌陷,形成10m宽5-6m深坑,损坏地下自来水管、电缆、光缆和燃气管道,天然气爆燃、火焰冲上坑边大楼,5000多户居民停水、停电、停气,并对416户居民进行暂时安置。
(3)塌方引起道路破坏,中断交通。某地铁车站施工不当引起75M长路面坍塌,下陷1.5m,导致河水倒灌,13辆车陷入深坑,造成1人死亡,18人失踪。某地铁因为工人拆除地下换乘通道内承重墙,通道顶部土体塌方,在地面形成30㎡面积,深6m深坑,影响道路正常交通。
(4)塌方直接引起人员的伤亡。某地铁工程在车站出口处发生一起塌方事故,路面出现的坍塌口,面积20㎡,深11M,6名施工人员被埋。某地铁车站挖土作业,端头土坡超过土体休止角,开挖过程坡体下滑,掩埋两名工人。
2.4.2地铁施工扰动引起超限变形造成的破坏现象
这里的超限变形,是指地铁施工的扰动引起的土体位移超过地面和地下建(构)筑物及各种地下管线能够承受的变形值。
如前所述,施工扰动,必然带来变形,区间盾构掘进地面就会发 生起伏的变形,车站基坑开挖就会产生释放变形,降水施工就会带来附加沉降变形。问题在于如何控制这些变形不要超限。举几个超限变形的引起破坏的现象。
某地铁车站施工,地下连续墙作为围护结构,明挖顺作法施工,挖深16.679m,宽24.2m,长192.80m,基坑南侧,距离边基坑7m,有2幢5层民房,条形基础;距基坑北9m处,为一幢在建的9层商业楼,钻孔灌位桩基础,由于地质条件差,围护结构刚度不足,未能抑制超限变形,地下连续墙发生位移,地表沉降严重超过警戒值,建筑物最大沉降量96mm,这个变形远远超极限,结果房屋出现较严重的开裂现象。
某地铁车站,施工扰动,至使附近地下一根在径φ600mm的主供水管变形过大,发生爆裂,车站所在的整个广场倾刻间成为一片汪洋,地铁站售票处台阶被强大的水压冲得翘起来,长度达20m左右,离台阶4.5m处的地铁线高架桥桥面出现0.5cm宽的裂缝。
2.4.3地铁施工扰动改变地下水原有渗流路径和水力平衡条件,在砂性土地层常出现涌水,涌砂现象。
砂性土渗透系数一般比较大,因开挖造成地下水的水头差,产生动水压力,动水压力大于土体浮重度,就会发生涌土,涌砂现象。由此会造成地面的随机的附加沉降,影响建筑环境。
某地铁盾构在一赋存承压水的地层中掘进,在用刀盘割除钢筋时,承压含水层顶板被扰动了,刀盘下部突然出现漏水漏砂点,并且迅速扩大,瞬时涌水涌砂量达260m3/h。10分钟后,盾尾急剧下沉,仅 不到一小时,地表即发生沉陷。
某地铁为防止已经浇好的垫层破坏,施工单位在此处布设了几个卸压井,但是并没有得到控制,承压水反而从卸压进涌上来,发生了严重的涌水,涌砂事故,临近的房屋外侧围墙出现了裂缝。
实践表明,涌水、涌土、涌砂的现象,通常发生在砂性土,存有承压水或潜水位较高的条件发生,就地铁盾构施工作业而言,盾构进,出洞最容易发生此类现象,业内人士说:水是掘进中“最头疼”的事,很值得重视。
2.4.4扰动是风险的“源”。概括而言,“源”就是扰动,引起扰动原因不同,就出现不同风险源,值得注意的是源相互影响。扰动产生的各种现象是相互影响的;比如,地下开挖扰动引起的地面沉陷,沉陷引起地下水管的爆裂,爆裂产生大量涌水,涌水又浸泡了扰动土层,土层因此受到新的扰动,加重了地面沉降,大幅度沉降,水管又进一步破坏,如此反复相互作用,“交叉感染”,对造成的负面影响就会不断扩大。甚至由一小点的问题发展到难以收拾的地步。
值得注意的另一个问题,同一风险在不同的地质条件下,产生的风险现象并不一定相同。例如:同时采用矿山法施工的区间隧道,在相同埋深条件下(2倍洞径以下),不同的地层结构,风险现象就不同。如果地层结构均匀,掘进过程地面一般不会出现过大风险;相反,如果地层结构不均匀,是二元结构,下部是基岩,上部是软土,地下水位较高,且有承压水,掘进过程就可能产生地面的沉陷,从而造成 风险,此类实例蛮多。
同一风险源对不同地面建筑,产生风险现象也不尽然相同。例如:地铁掘进时对地面产生附加沉降,其差异变形同是4‰,对小于24m的多层和高层整板基础或桩基建筑不一定发生影响,而对砌体承重结构为条形基础就可能出现问题了!
地铁掘进不同方法对岩土环境的扰动程度不同,特点不同,影响量也不同。矿山法涉及爆破振动问题,对不同的地面,地下建(构)物,只能承一定的振动速度(cm/s),超出一定振动速度,建(构)筑物就可能引起破坏。例如:钢筋混凝土框架房屋允许振速是5cm/s,而一般古建筑与古迹,只允许0.1-0.5cm/s的振速。新奥法的本身,就是有意识的使地下洞室在开挖过程释放一些变形,才可发挥技术经济效果,如果二次支护处理不适时,也可造成坍塌。关于浅埋暗挖,值得注意的一个事实,就是地质条件的许可性。不可盲目套用。历史上称“插板法”后来把“板”改为“钢管”,就发展为“管栅法”。最近一个过街道施工坍陷,充分证明其适用条件。相比,盾构隧道掘进的扰动比较小。好像最近有一个提法,在地铁或者其它地下工程施工中,“能盾则盾”。从安全角度分析是一定道理的。
明挖区间隧道和车站开挖施工的风险及风险现象,类似于房屋建筑和市政工程中深基坑工程,已为大家熟知,不再赘述。
现象是一种感性认识,规律是一种理性认识。感觉到的东西,我们不深刻理解它,只有理解的东西,我们才能深刻的感觉到。就风险而言,如果能将风险现象提高到理性上来认识,这样既可以防止经验 主义,又可防止本本主义。
3.减少扰动负面影响的途径与措施
在地铁掘进方法已确定的条件下,地铁掘进扰动产生的风险(负面效应),可以用一个数学式表达式,y是负面影响,xi是引起负面影响的因素。
即:Y=f(x1, x2, x3, x4……xn)式中:Y如:房屋裂损、倾斜、倒塌、地下管网断裂、道路坍塌;相临地下建(构)筑物的破坏等;
x1——工程地质;水文地质条件;
x2——建筑环境的条件(地上,地下建(构)筑物;地下管网等); x3——工法(操作,工序,工艺等特殊性); x4——信息化施工的有效性;
x5——施工的管理,各有关单位的配合与支持;...xn——地铁工程特点。
显然,这是一个多元函数,是非线性函数,而且是超越函数,正体现风险出现的复杂性,多变性和随机性和因果关系的交叉性。
据此,谈几点减少地铁施工扰动负面影响的途径和措施。
3.1全面认识地铁工程的特点 众所周知,地铁规模大,其长度多以km计、投资多以亿计、施工周期多以年计,所遇地质条件随机性大、技术复杂、控制标准严、风险大。例如:波兰曾有一段地铁施工遇流砂,处理此事故用10多年左右时间。如盾构管片制作偏差在±1mm;防水要求高一般在S8-S12;是一个多专业、多环节、多接口的系统工程,稍有不慎,轻则影响正常工程进度,重则会导致重大的安全事故或重大的经济损失。另则,地铁工程的改造和土建部分维修是极其困难的。在从事这项工程只能精益求精、切不可掉以轻心、粗心大意,这是地铁工程施工必需应有的思想准备。
3.2充分了解地层条件
地质环境是地铁施工掘进的对象,掘进对地质环境扰动随地质条件而变化,决定了影响量的大小。因此对地质条件了解得越深入,越细致越有利于控制扰动的负面效应。殊如:地层结构,软弱土层的层位关系;地层的物理力学指标、渗透系数、地下水的补给、径流、排泄;地下水位,承压水头;有关地下障碍和地下孔洞的存在与否、是否有有害气体等。清楚掌握这些,才可制订具有针对性,有效的预防措施。
在这个问题上,目前存在一些值得注意的问题: ①勘测资料粗糙,甚至不真实;
②现在的规范规定勘察孔的距离太大,有些突变的地层结构反应不出来; ③水是引起负面影响的重要因素,土渗透系数是主要指标;而现有勘察资料给出渗透系数,是室内试验确定的。实践证明,现场抽水试验确定渗透系数比室内试验渗透参数资料要大十倍左右。所以应作现场抽水试验,确定渗透系统。
3.3深入掌握建筑环境
建筑环境包括地面、地下建(构)筑物及地下的管网系统(煤、水、电、通讯、热力等),这是地铁掘进扰动的对象。为预估掘进是否对其产生扰动,扰动量大小,是否会造成大的风险,是否要采取防范措施等,对其必需要深入了解。如:地面及地下建(构)筑、地下管线距地铁掘进轴线水平距离、深度。建(构)筑物:结构的类型,基础的类型;建筑的年代;抗震等级。地下管网:类型管径、走向、材质、接头方式、管节长度、使用年限、使用状态等。特别要注意不同地下工程同时施工作业的相互影响。例如:地铁上下行两盾构(有平行的、有上下层的)的作业、或者过街道顶管与正在施工地铁相互影响等。这个问题讨论的重点,重在技术管理与部门相互配合。像南京这样的城市,六朝古都,确实有些地下水管难以查清,就是民国的水管也难以搞清,但是新埋的煤气管道,总应有清楚的记录,是可以查清的,可以设法避免风险的。
3.4精心施工可以克服扰动带来的风险
有一个例子,某地铁[7],下行线3#盾构要穿越一幢1984年建 的六层楼,底层为框架,上部为砖混结构,基础为条基下的桩基,桩断面200x200mm的方桩,桩长7m,桩间距600-1950mm,共484根。盾构掘进要穿越84根桩。其风险可想而知,轻则房屋损坏,重则房屋倒塌。由于精心施工,合理选择盾构掘进方向、对房屋基础进行预加固、盾构上加装先行刀、控制掘进速度、加强同步注浆和二次补浆、加强沉降观侧与监控等,盾构顺利通道桩群,整幢建筑平均沉降10mm(<20mm的标准)。楼上居民正常起居、底层商业房正常营业。可见精心施工是可以克服扰动带来的风险。
3.5必要的加固必需提前
加固的目的,是提高地铁施工环境的岩土的强度和改变渗透性能。使之在掘进的扰动下能有相当的自稳性,改变扰动引起的应力路径,挡水和绕流作用。具体措施很多,如:深层搅拌法,旋喷法、压密注浆和混凝土板墙等。这些作业都在地下进行的,都以水泥作为主要材料,固化期比较长,对必要加固的区段需导前,届时,才能发挥作用。在中山北路南京地铁3#线与模范马路地下通道,将发生上下立交,为确保3# 线在通道下方顺便通过,对此段通道的基底提前作了压出注浆加固,其原因就在于此。
3.6做好有效监测工作,确实起到信息化施工的目的
所谓有效监测,就是及时捕捉到正确信息,并能分析其变化原因,起到预防和控制风险的作用。南京地铁2#线,采用矿山法穿越国家 重点文物明孝陵的大门——“下马坊“ 时,采用了有效监控的工作,确保下马坊安全[2]。2#线地铁上、下行将马坊碑夹于中间,隧道埋深距下马坊基底16.0M,构地层为二元结构,上部是坡积层,为粉质粘土和粘土夹卵砾石层,下部为弱中风化泥质砂岩。隧道断面4.5m X 6.5m,采用正台阶爆破作业施工。
下马坊碑已是风烛残年,裂缝纵横、承受不了超限的振动。为此,地铁指挥部与市文物局会同有关专家多次讨论,决定在掘进面到达下身坊碑前100m前就开始监测下马坊的振速,每隔10m,爆破作业一次就监测一次,根据测得数据,通过调整炸药量、炮眼布置、起爆顺序、起爆的时差、调整进台的距离等,控制了下马坊的振速<0.4CM/S的标准。确保隧道爆破掘进安然通过下马坊碑。这是信息化施工,可以避免由于地铁施工扰动所产生的风险的一个典型例子。
3.7加强管理与协调,使掘进扰动最小化,抑制风险扩大化 地铁施工掘进扰动具有客观性,但扰动量可以受到人为因素影响。例如盾构在掘进中,由于产生土体损失,地面必然出现沉隆现象,如能在掘进中,做到“保头、护尾、姿态正”,这些沉隆就会减少。如果管理到位,在盾尾及时注浆,并做好二次压浆,盾尾的沉隆量就会减少些,地面建筑出现的风险也小了。
出现了风险要及时处理,不能等、不能拖、更不能侥幸。某地铁车站,随着气温回升,地层内冰水逐渐融化,水下渗造成地层内土体融沉,地面形成一大空洞。从上一年就已经开始处理该施工范围内的 地下空洞了,但是由于该处地面是主干道交通繁忙、车流量大,交管部门只允许周六、日对空洞进行处理,且一次只能封闭一股道,空洞处理十分缓慢。因此造成附近路面沉陷的面积扩大到41.63㎡,最大沉陷值25㎝。
3.8充分利用成熟的经验、主动接受教训,并落实到施工中各个环节
比如说,深基坑开挖过程,坡顶不要超载,违反此规定,引起基坑坍塌事故何至一例,缕缕发生。对应不同掘进方法都有相应的经验教训,如;车站基坑开挖:先撑后挖,分层分部开挖,严禁坡顶超载,迅速封底,注意“中边效应”和“时间效应”,确保支护桩和止水桩的施工质量等。又如:浅埋暗挖法:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量等。再如:盾构掘进:做好封门、控制好盾构姿态及盾尾注浆和二次压浆、特别注意控制覆盖土厚度小于盾构直径时的浅埋段掘进速度,以及进出洞防止涌水、涌砂。冻结法是地铁掘进一种有效的辅助措施,其实有关冻融事故,都有教训,然而确时有发生。类似教训有,而在具体工作中未切实接受。冷静下来回想,地铁施工中的风险,不过如此几项,并为参与者熟知,同类事故重复出现原因,值得深思。
3.9要注意到风险关联性,潜伏性和突变性的特征
有一深基坑工程,一侧居民楼的自来水上水管年久失修,产生修 漏,修漏的水浸泡车站基坑支护桩处的土体,流水慢慢淘蚀,连泥带水就从支护桩缝中渗流,一天一天,一周一周,基坑周围的监测确无显示,无任何变形,就在一天夜里,基坑侧路面突然塌陷,一台大卡车陷入。这事故发生直接原因不在施工,而是在周边建筑环境变化而引起的。这个塌陷有一个发生发展过程,地面虽然无变化,却潜蚀作用逐渐在进行,在路面下以致形成空洞,因空洞上面有一层路面结构层,有一定刚度,反应不出下面空间发展状况,只有在路面结构层承担不了行车压力时突然跨塌,有文章称其“硬桥现象”。该例可以看出风险关联、潜伏和突变特征。对此我们要有敏感性,不要只看到“太平无事”,此时,也可能就掩盖着某种风险发生。
3.10 在施工方案控制中,可以参考适当的数值模拟计算,但“工程类比”更重要。数值模拟计算可了解某种工法扰动的大概范围,一般都能够给出塑性区和弹性区,应力状态、变形等。欲用其决策尚有实际距离,因这种模拟计算带有很大的假定性,一是本构关系不确定,二是边界条件不确定,三是确定参数更为困难,有计算经验的人都知道,在一些计算上是只用调整参数,去迎合实测结果。
由于作为地铁介质(岩土环境),具有变异性,不连续性、多相性;土层结构与地下水分布规律的地域性,以及岩土工程计算指标确定中现场与实验室结果的不一致性,计算模型与实际工程差异性,目前,对就“扰动”的规律,尚无定量计算方法,即使有,也是些经典的评估公式,只能作为定性分析参考。而工程类比资料最有参考价值,特别对某些当时、当地条件的工程类比资料,更有实际意义。
实践经验证明:掘进过程就是认识风险的试验过程。掘进实践根据掘进产生的各种物理力学的现象,不断调整掘进操作方法,就是工程类比法的过程。只要在地铁施工过程中做一个“有心人”,正如刘建航院士在总结上海地铁工作经验时说;“理论导向,实测定量,经验判断、检验验证”,事故是具有可预防性的。
本文只是点滴认识,未必正确,恭请读者批评指正。
参考文献
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第二篇:绿色施工需要绿色监理-江苏建设监理协会
绿色施工需要绿色监理
南京化学工业园实华工程项目管理咨询有限公司 □ 卢昌华 姚忠厚
摘 要:绿色建筑在呼唤绿色施工,绿色施工正需要“绿色监理”,作为弘扬“社会质量观”新理念为旗帜的监理,应该紧跟时代步伐,承担起绿色监理的使命。本文就上述观点作出相应论述。
关键词:低碳 环保 绿色监理
在当代,低碳和绿色成了时尚的流行语和关键词:绿色奥运、绿色世博、绿色城市、绿色建筑、绿色施工,就连2010年的高考作文,江苏也切中时代脉搏,命题为“绿色生活”。可见,“绿色”已深入人心。作为弘扬“社会质量观”新理念为旗帜的监理,应该紧跟时代步伐,承担起绿色监理的使命。绿色施工需要绿色监理
早在2005年10月14日拟定的《绿色建筑评价标准(征求意见稿)》中已经 对绿色建筑下了定义,即:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。该标准已于2006年以GB/T50378—2006号文正式颁布。绿色建筑是未来建筑的发展方向,它不仅以质量、投资、工期为项目目标,而且要以施工安全、节能、环境、可持续发展、可循环利用作为目标,其最终目标是实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。
“绿色建筑”不仅是建筑技术问题,也是工程管理和工程施工问题。因此,原建设部于2007年9月10日以建质「2007」223号文印发了《绿色施工导则》,给出了“绿色施工”的含义。绿色施工是指工程建设中,在保证质量、安全等基本要求的前提下,通过科学管理和技术进步,最大限度地节约资源与减少对环境负面影响的施工活动,实现“四节一环保”(节能、节地、节水、节材和环境保护)。
《绿色施工导则》中的绿色施工原则、绿色施工要点和环境保护、节材和材料资源利用、节能和能源利用、节地和施工用地保护等的技术要点,都无一例外地可以纳入监理“控制、管理、协调”的范畴,归入监理的职务行为,因此,我们可以说,绿色建筑呼唤绿色施工,绿色施工需要绿色监理。绿色施工的要求是 1 对文明施工的扩容和提升,绿色施工的管理深度和技术提升对监理工作提出了更高的要求。绿色监理,监理企业及其员工首先要绿色化
前面提到监理企业应树立“社会质量观”的新理念,这个新理念是要把对国家负责、对社会负责、对历史负责的社会责任作为核心内涵,用“三个负责”统帅工程建设质量管理的大局,这和“绿色施工”中项目的经济效益、社会效益、环境效益的“三个统一”,其科学内涵和现实意义是一致的。监理要在“绿色施工”中承担应有的责任和义务并有所作为,首先应该使自身“绿色化”。
2.1 组织机构绿色化
监理企业应面向未来,根据《绿色建筑评价标准》、《绿色施工导则》和各省、市发布的《绿色施工管理规程》等法规文件,如北京市发布的《绿色施工管理规程》(DB11/513—2008)就规定了建设单位、监理单位、施工单位在绿色施工管理中的职责,重新构建或适当调整组织机构,修改补充企业的规章制度和管理条文,与时俱进地把“四节一环保”,把生态保护和循环利用的内容纳入监理的范围。在企业的营运过程中,必须明确企业的最高管理者为绿色施工监理的第一责任人,项目组织机构中,总监理工程师无疑是项目绿色施工监理的第一责任人,组织机构除了执行企业内控的章程外,至少应该对下列诸多管理进行监督和控制:作业管理(动火作业、挖掘作业、射线作业、进塔入罐作业、压力试验作业、大件设备吊装作业等等)、设备和工机具管理、施工用电用水管理、个人安全防护用品管理、职业健康管理、应急管理等等。当然,这些管理多数是承包商应该精心组织实施的管理,属于施工承包单位的直接管理,但监理要按照标准规范,按照监理的实务,监理的程序和方法,进行严格监督,保证管理过程受控。
2.2 思想观念绿色化
目前,监理的工作实践仍然局限在工程项目施工阶段的监理,停留在“三个控制、两个管理、一协调”和安全管理的实务,监理应通过创建学习型企业,在思想观念上来一个飞跃,从最高管理者到每一个执业监理工程师,使思想观念绿色化,具体表现为“三个转变”:
把单一的项目经济效益转变为经济效益、社会效益、环境效益并列; 把单纯的“以工程为核心”转变为“以工程为核心”和“以人为核心”并重;
把传统的“三控两管一协调”转变为“三控两管一协调”和“四节一环保”并轨。
正当全世界范围内油价居高不下,全球变暖持续高温,全球人口激增,物种严重灭绝,再加上海啸、地震、洪涝、干旱等自然灾害频发,人类面临严重考验的时候,托马斯·弗里德曼在他的专著《世界又热又平又挤》一书中,呼吁大力开发、使用清洁能源,如太阳能、风能、潮汐等,认为掀起新的“绿色能源革命”,才是正确的可持续发展的道路。这就是新的理念,它将引领新的能源革命,其前景是无限美好的。同样的道理,监理事业实现思想观念绿色化,绿色监理的道路就会越走越宽广,必将确立并巩固监理在“绿色建筑”建设中的地位和作用,必将对绿色施工、循环利用、可持续发展做出积极贡献。
2.3 编制包括绿色施工监理内容的项目监理规划
监理规划是指导监理组织机构及其专业配套、持证上岗、专业敬业的监理工 程师实施监理职务行为的纲领性文件、监理规划除了按照《建设工程监理规范》(GB50319—2000)4.1.3条的要求进行编写外,应该把“四节一环保”的内容和上述思想观念的“三个转变”贯穿其中,从施工单位的组织管理、规划管理、实施管理、评价管理和人员安全与健康管理五个方面开展绿色施工监理工作,要改善原有的监理工作方法、保证措施、工作流程和控制要点。绿色施工《监理规划》其内容应有针对性,应当基本上做到控制目标明确,控制方法及措施具体而有效,工作程序合理,工作制度健全,职责分工清楚,对监理实施工作有指导作用,操作性强。
2.4 保证“三标一体化”管理体系正常运转
当前,许多监理企业通过了GB/19001-2008《质量管理体系□要求》、GB/T28001—2001《职业健康安全管理体系□规范》和GB/T24001—2004《环境管理体系要求及使用指南》的认证,并根据三个标准的条款整合,建立一个“三标一体化”的管理体系。这无疑给正在开启的绿色监理事业注入了生机。问题的关键是,一方面要把绿色施工“四节一环保”的有关内容分解到管理体系的目标中去,使绿色施工监理规范化、标准化;另一方面要按照“PDCA循环”的系统的管理方法,保证“三标一体化”管理体系正常运转,持续改进,不断提高绿色施工监理的水平。
3 努力实施绿色施工监理的职务行为
在大量消耗资源、影响环境的建筑业开展绿色施工,实施绿色监理,主体还 是承包商,监理应依法实施绿色施工监理的职务行为,如:
3.1 开工报审审批
监理接受承包商的开工报审,关于开工日期的确定。目前有三种情况:一是施工合同约定的日期;二是建设单位指令的日期;三是总监理工程师依照监理规范,对开工条件进行审核后确定的日期。第一种情况依据是“监理用表”的说明,第二种查无凭证,第三种依据是《建设工程监理规范》,规范的5.2.8条规定:专业监理工程师应审查承包单位报送的工程开工报审表及相关资料,具备开工条件时,由总监签发,并报建设单位。总监理工程师在依据《建筑法》和《建设工程质量管理条例》的规定进行审核的同时,应结合“四节一环保”的要求,对施工用电方案,施工用水方案和施工平面布置进行审查,在认真审核开工条件后签署意见,并写明:同意几月几日正式开工。
3.2 材料报验审核
绿色建筑对工程使用的材料和构配件有新的特殊要求,如节能型、环保型材料报验,无论是甲供还是乙供,都要认真对待。材料报验要经过“两步一跟踪”,第一步要确定是否同意进场,第二步确定是否同意使用,然后,施工过程要跟踪材料使用。
(1)同意进场
监理人员在了解设计要求、相关标准后首先对施工单位申报的各种建筑材料的相关质保资料进行检查。检查内容包括建筑材料的生产厂家的资质、经营许可、出厂合格证、出厂质量检验证明、进口报关证明及是否属于国家淘汰或禁止使用的产品、是否具有相关规定要求提供的书面证明资料等。对质保资料发现涂改、模糊不清等情况,要求施工单位重新提供并调查建筑材料的源头,必要时可以主动电话联系生产厂家予以确认。对进场的建筑材料进行外观平行检验,并及时检验结果。对进场建筑材料相关质保资料,外观检验合格后,及时签署材料报验单的审核意见—“质保材料齐全、有效,同意进场”。
(2)同意使用
建筑材料经持有上岗证的见证员按照相关规定,对需要进行复试的建筑材料 4 的现场取样、送检等过程全程监督。最大限度地保证建筑材料复试结果的真实性、代表性。在建筑材料的复试报告提交监理部后,监理人员须认真审查复试报告。着重检查报告的见证标识、使用部位、时间逻辑、复试结果等。对符合要求的,应及时签署材料报验单最终的审核意见—“复试合格,同意使用”,以便该建筑材料能够及时使用,不影响施工单位后续实体施工的组织安排。
(3)跟踪检查建筑材料的使用
由于少数施工单位或施工单位个别人员职业道德不高,为了一味追求利润的最大化,而出现现场实际使用的建筑材料与申报的建筑材料不符,或因材料紧缺临时更换而未经报验便投入使用等情况。监理人员必须对进场的建筑材料进行跟踪检查,防止未经报验或不合格的材料在施工过程中的使用,造成质量隐患。
(4)注意时间逻辑
在材料报验中,有的监理人员一拿到报验单,也不看质检证明资料,不看所盖销售部门的印章是红章还是复印章,不问进场的不锈钢管道和管件是否做了光谱检验,不问材料是否按规定送检,结果如何,只管签字放行。这不仅在时间逻辑上不对,在“不让不合格的材料用于工程”的把关程序上不合格,还可能给工程质量留下隐患,对自身的“自我保护”也是不负责任的。反之,如果材料已具备“同意使用”的条件,应及时签字放行。以免影响后续施工的计划实施。施工组织设计审核
《绿色施工导则》明确规定:编制绿色施工方案。该方案应在施工组织设计 中独立成章,并按有关规定进行审批。
施工组织设计,《建筑法》和《建设工程质量管理条例》都有明确规定,监理对施工组织设计进行程序性和实质性审核,也很清楚,并积累了许多宝贵经验。这里不需要加以叙述。现在,施工组织设计中要强制性地独立增加一章,就是绿色施工方案。这是我们应该关注的。绿色施工方案,除了施工方案的常规要求外,《导则》要求应包括以下内容,即:环境保护措施、节材措施、节水措施、节能措施、节地措施。除此,编制时应考虑人员安全与健康施工措施,做到以人为本。
施工组织设计的审核,首先是内审程序。施工单位技术部门组织本单位施工技术、安全、质量、环保等部门的专业技术人员进行审核,经审核合格签字。再由单位技术负责人签字后,向监理机构报审。监理机构审核后,如同意,应在同 5 意的同时,总监写几句评语以便留下审核的痕迹。如不同意,总监应写出不同意的理由,退回施工单位整改后限期重新报审。
安全事故应急预案可以在施工组织设计中独立成章,按《条例》和省、市规定,安全事故应急救援预案由总承包单位负责编写,分包单位只编制与工程有关的应急措施。加强环境保护的动态管理
监理的控制和管理,重在过程。过程控制以工序质量为中心。
工序报验要坚持:(1)要以施工单位自检合格,并有质检员签字为前提;(2)涉及需要实测实量的,可进行平行检验;(3)涉及土建、安装交接的工序(如设备基础的验收),工序交接双方都要留据并进入交工资料;(4)未经报验合格而擅自进入下道工序(尤其是隐蔽工程的验收),监理应发《监理工程师通知》责令整改。对隐蔽工程,如有规定需要质量监督工程师确认后才能覆盖或允许进入下道工序(如基础钢筋的绑扎,接地电阻值测试等),应预先通知质监站,接受监督检查。
施工过程中的环境保护是绿色施工监理的主要内容,上述的工序报验主要是针对工程实体而言。在施工过程中,监理要控制噪音,对噪音源进行管理,如使用低噪音的机具或安装消音器;要控制建筑扬尘,及时清理和不在工地焚烧建筑垃圾,生产装置进入设备安装时,地面要实现“无土化”施工;要定期分析生活用水的水质,控制污水排放,储罐的盛水实验和大口径管道的水压试验,尽可能考虑水资源的综合利用和循环使用;要严禁有毒有害的建筑材料,尤其是装饰材料用于工程……所有这些都要通过日常巡检和定期联检,进行动态管理。积极参与绿色建筑施工评估
《绿色施工导则》要求对绿色施工方案、实施过程至项目竣工,进行综合评估。
住房和城乡建设部建筑节能与科技司早已组织编制了《绿色建筑评价标准》、《绿色建筑评价技术细则》、《绿色建筑评价标识管理办法(试行)》等一系列文件,这为开展绿色施工的综合评估提供了法律依据和技术支撑。施工中的“四节一环保”,尤其是环境保护,虽然有建筑主管部门、环保部门和城管部门的执法监督,但监理在施工现场实施的是全方位和全过程的监督管理,实施的是及时到 6 位而且是动态的管理,监理的绿色化,自然应该积极参与绿色施工评估。
绿色施工评估由专家组组织实施。监理的“工程质量评估报告”应该有“绿色施工评估”的内容,其评估结论应该有“绿色施工评估”浓重的一笔。严格按标准组织工程预验收
工程在正式组织竣工验收前,监理应按标准组织工程预验收。首先要督促施工单位组织对工程进行自查自检,对绿色施工进行自评估,合格后向监理报验;其次要及时组织包括绿色施工内容在内的工程预验收,对预验收中存在的问题,督促施工单位限期进行整改。验收中要在强化之前各分部工程验收的基础上,确保使用功能、结构安全和环境达标,观感质量除建筑物本身的艺术美外,要追求整套生产装置或整个工程项目的综合美和与毗邻建筑、周边环境的和谐美;第三要认真审核施工单位报送的含绿色施工内容的竣工资料,要核查各类证明文件是否合法有效,核查各类检(试)验报告是否符合规范和环保的要求,核查各类记录文件是否真实可靠。总之,交工技术文件既是竣工验收必备的软件资料,也是绿色施工评估的依据之一,务求做到时效性、真实性、有效性和符合性。结语
总之,绿色施工需要绿色监理。绿色施工监理的关键是先进的绿色施工理念、合理的绿色施工投入、明确的绿色施工职责、严格的绿色施工执行,有了这缺一不可的四大关键因素,我们就一定能承担起可持续发展的社会责任。
第三篇:地铁盾构建设十大主要施工风险
上海地铁建设所面临的十大主要风险
一、不良地质中盾构施工风险
1、盾构处在承压水砂层中,由于正面压力设定不够高,缺少必要的砂土改良措施以及盾尾密封失效,而引起正面及盾尾涌砂涌水导致盾构突沉、隧道损坏;
2、在盾构上部为硬粘土、下部为承压水砂层时,由于硬粘土过硬很难顶进,而承压水砂层则因受压不足不能疏干而发生液化流失导致盾构突沉;另因过硬粘土卡住密封舱搅拌棒使粘土与砂土不能拌合排出,致使盾构下部砂土液化由螺旋器流出,导致盾构底部脱空下沉;
3、超越沼气层或其他原因形成的含气层时(如气压法施工的隧道或工作井附近),如未探明其范围和压力、未事先进行必要的释放、未采取防备毒气和燃爆的措施,开挖面喷出的气体及其携带的泥沙可能引起盾构姿态突变、隧道突沉以及毒气燃爆的灾害;
4、对沿线穿越地层中的透镜体、洞穴或桩基、废旧构筑物等障碍物。未事先查明并做预处理或备有应急措施,可能引起盾构推进突沉偏移,盾尾注浆流失,致使地面沉陷过大,盾构无法推进。
二、盾构进出洞风险
1、盾构在工作井出洞或进洞时,需要凿除预留洞口处钢筋混凝土挡土墙,而后由盾构刀盘切削洞口加固土体进入洞圈密封装置,此过程中洞口土体及加固土体暴露时间较长,且受前期工作井施工方法及其施工扰动影响,容易因加固土体或洞圈密封装置的缺陷而发生洞口水土流失或坍方。如遇饱和含水砂性土层或沼气以及其他原因形成的含气层(如气压法施工的隧道或工作井附近),更易发生向井内的大量涌沙涌水而导致盾构出洞磕头或盾构进洞突沉,甚至在盾构进洞突沉中拖带盾尾后一段隧道严重变形或坍垮,造成极严重的工程事故,并严重破坏周边环境。由于盾构进出洞事故概率较高,其后果可能极为严重,因此对关系到盾构进出洞风险的每个细节必须严格仔细的采取可靠的风险控制措施。
三、盾构穿越江河水底的风险
当盾构推进挤压导致前方土体隆起过多,或盾构处于饱和含水砂层中发生涌水突沉引起上方江底沉陷,产生涌水裂隙,致使大量河水由盾尾或开挖的缺陷处 涌入而淹没隧道。
四、旁通道施工风险
1、旁通道冻结施工中,隧道钻冻结孔防喷措施不当引发泥水喷涌;
2、旁通道冻结壁由于冻结管断裂、渗漏而未能使冷冻圈全部交圈导致透水失稳;
3、临时支护强度、刚度不够或拆模过早,引起旁通道及连接隧道严重变形或坍塌;
4、旁通道冻结体冻胀融沉引起隧道变形过大而危害隧道安全。
五、盾构穿越重要构筑物的风险
运营地铁隧道、越江公路隧道及立交桥、高速铁路等重要构筑物的变形要求极其严格。在盾构的穿越施工过程中稍有不慎,易对高灵敏度软土产生相对较大的扰动,从而引起较大的地层损失率,导致被穿越的重要交通设施产生过大不均匀的变形,严重威胁城市交通命脉的运营安全,对社会产生较严重的后果。
六、盾构穿越对沉降敏感的居民建筑物的风险
一般居民建筑物为短桩或浅基础,对沉降极为敏感,且事关人民生活及生命财产安全。盾构在其邻近或下方穿越时,盾构上方荷载变化较大且不均匀,且盾构正面压力及推进姿态难以掌控,此时既要避免正面压力及同步注浆压力不足引起沉陷,又要防止正面压力及注浆压力过高导致地层扰动过大或地面冒浆。同时还应注意到盾构隧道渗漏及自身长期沉降可能导致的地面沉降加剧的影响。
七、盾构穿越重要管道的风险
上水、煤气、原水箱涵等管道为城市重要生命线,数量众多,且其走向、埋深、年代、管材、接头形成等变化较多,其允许变形较小且具有较大不确定性,盾构穿越这些重要地下管道可能引起其沉降弯曲而泄漏或燃爆,影响管道的安全使用。
八、盾构穿越邻近桩基的风险
盾构穿越邻近桩基,引起桩身水平或垂直位移超过一定限度而影响桩基承载安全,引起上方建筑物沉降、开裂甚至失稳。
九、盾构穿越地下障碍物的风险
由于预处理措施不当或盾构切削刀具事先配备不足,在盾构穿越地下障碍物 2 时,推进受阻、姿态频动而致前方土体反复、过大扰动导致地层坍陷;刀盘前方清障时引起开挖面失稳和坍塌;推力猛增或刀盘转速较快而致刀盘刀具卡死、损坏甚至盾构机瘫痪而无法正常推进。
十、恶劣气候条件的风险
台风、强暴雨等恶劣天气导致的雷击、邻近河水暴涨、井口灌水、材料运输及供电中断等,风险。
一般风险控制要求
1)施工前仔细调研工程地质和水文地质条件,明确不良地质区段里程,进行风险分析和评估,针对性地制定和实施风险控制措施;
2)对于承压水等特殊环境条件下的盾构进出洞、旁通道施工、复杂环境地质条件下盾构穿越江河及盾构穿越重要建筑设施等高风险工程项目,应针对工程风险编制专项施工组织设计并落实监控措施,且须经专家评审;
3)必须安装隧道原唱监控系统,明确该施工项目监控等级要求及监控指标。切实执行监测反馈、信息化施工,做好盾构同步注浆、正面压力、盾构姿态等盾构施工参数的优化控制,将盾构施工引起的地层损失率及相关的地层沉降值控制在允许范围;
4)将盾构设备故障视为灾害性事故的主要风险源之一,特别注意对盾构设备故障风险的控制。严格按《地铁隧道工程盾构施工技术规程》(STB/DQ-010001-2007)的规定,在出洞前对盾构设备进行全面检验,在推进施工中每日进行检查保养。检验中应该注意:
(1)检验盾尾密封系统(包括刚板刷、钢丝刷、盾尾油脂泵、油脂压注管路及油脂)抵抗盾构最大水土压力和注浆压力的密封性能,对盾尾密封刷质量、盾尾油脂填充效果、随盾构推进的盾尾油脂压注以及衬砌环外周盾尾间隙的控制等关系到盾构施工安危的细节,应做出具体规定和严密检查。当盾构穿越承压水砂层时应做专门的盾尾密封检查;
(2)检验盾构注浆系统中的注浆泵、管路、阀件及清洗管路等,确保其性能 稳定,并备有准确的流量计、压力计;
(3)检验盾构顶进系统中的千斤顶和液压件,防止压力泄漏。5)盾构注浆控制
(1)
盾构注浆应作为保证工程和环境安全最重要的控制措施之一。同步注浆的流量、压力、注浆点位等注浆施工参数,应按,《地铁隧道工程盾构施工技术规程》(STB/DQ-010001-2007)中规定的标准和测定要求而定,不同地层和埋深条件下各区段的每环管片注浆量和注浆压力,均应做明确规定,并如实记录;在任何条件下每环盾尾注浆填充率不得少于140%(双圆盾构不得少于180%);并应通过每日检测盾尾前方隧道轴线上方的地面沉降数据,随时检查注浆和注浆效果;
(2)
一般应按《地铁隧道工程盾构施工技术规程》(STB/DQ-010001-2007)中同步注浆采用可硬性浆液的有关规定。在特殊情况下,为达到特级和一级的监控要求,经报批,同步注浆亦可采用配比合格的惰性浆液(稠度为9-10)及工艺,但在管片环脱出盾尾5-10环后,需及时以0.6水灰比的水泥浆进行每环不少于0.5m3的壁后补浆。盾构推进300m后,及时对注浆施工质量进行抽检,在隧道拱底范围没10环取一压浆孔,拧开后探查壁后注浆是否结硬;
(3)
为控制建筑物和地铁隧道沉降而对隧道周侧土地进行加固注浆时,须在计划预留的注浆孔中进行多点、少量、多次、均匀的分层双液注浆,加固范围及强度指标按设计要求确定。凡此类注浆应由专业队伍实施,并严密制订和实施合理的注浆工艺和注浆施工参数;
(4)
在掘进施工中,要确保注浆系统和压住盾尾油脂系统的正常运转和准确计量,严防注浆管堵塞及盾尾漏浆,在复杂地质环境条件下施工时尤应加倍注意。6)盾构正面压力的控制
盾构正面压力及其固有波动大小是维持正面稳定及盾构机对前方土体扰动控制的关键参数,对施工期及施工后变形影响较大,对保证达到监控要求至关重要。应注意以下几点:
4(1)穿越前对对管理土压进行正确估计,并必须通过模拟推进试验的方法最终确定正面土压及其在穿越工程中的调整方案,将管理土压维持在实际静止土压力附近。
(2)确认盾构设备能力达到的压力波动范围及其影响,分析判断是否满足控制要求。
(3)在一级以上监控中应详细分析被保护对象荷载及其刚度可能对盾构正面土压力的影响。
7)盾构姿态的控制
盾构姿态控制应做到勤纠患纠,保持轴线平差、高差在最小范围,以减少地层损失及对地层的扰动。在一级监控条件下,应尽快预先调整好盾构姿态,以直线平推姿态进入监控保护区,并始终维持稳定,尽量做好无纠偏动作。即使纠偏也应在多环内分小步均匀进行,在水平和垂直方向的单次纠偏量宜小于2'0"。
8)施工、监测队伍资质控制
施工队伍必须具备与监控等级条件相适应的施工资质,监测队伍必须具备与监控要求相适应的测量等级资质及监控设备条件。现场须配备足够的人力与设备,确保监控数据的准确与及时送达。
9)应急预案制订与准备
总承包单位应统一协调,与设计、盾构、注浆、监测等施工单位和材料供应商共同制定具有针对性的应急预案。在工程施工的全过程中,现场应按预定计划备有应急所需的抢险设备和物质,并在方便、快速取用的部位放置。其中高质量盾尾油脂、聚氨酯、水玻璃堵漏用水泥等为盾构施工必备应急物质。要特别注意台风、强暴雨天气下的雨水、河水倒灌及运输中断等风险,及时收集局部天气预报信息,提前备足防洪排涝设备和物质。
高风险项目的控制要求
一、盾构进出洞风险控制
盾构进出洞应视为高风险工序,对其中各个环节应严格把关,做好洞口地基加固风险控制、洞口土体流失风险控制、盾构基座变形风险控制、盾构后靠变形风险控制、盾构轴线偏离及盾构姿态突变风险控制等五大风险点控制。
1、洞口地基加固风险
根据地质和环境特点,合理选择盾构进出洞地基加固方法,并在工作井结构完成后,严格按相应的规范要求进行地基地基加固。洞口地基加固要求采用合理的顺序及施工参数,严防加固的挤压效应损坏工作井结构及临近建筑。
原则上要求盾构进出洞口的止水加固体部分应在工作井完成后、盾构进出洞前进行施工。若受条件限制而需在工作井基坑开挖前进行洞口地基加固的,则加固体与工作井井壁间的50cm间隙须在井内结构完成后进行高压旋喷密实填充,并确保龄期。
盾构进出洞之前,应对洞口加固体进行斜孔钻芯取样检测,进一步确认洞口加固体范围、强度、水密性与均匀性达到要求。
2、洞口土体流失风险控制
1)洞圈密封橡胶带须安装准确牢固;
2)盾构推进中注意观察、防止刀盘周边损伤橡胶带; 3)洞圈扇形钢板要及时调整,提高密封圈的密封性; 4)盾构进洞时及时调整密封钢板位置,并及时将洞口封好;
5)盾构进洞时正面压力及时下调,防止顶坏洞口装置以致土体坍入井内; 6)洞圈止水达到要求:在承压水或透水砂性地层中,洞圈止水装置应设2道以上,且安装牢固并足以抵抗地层最高水压和注浆压力;双圆盾构隧道还应加强对海鸥块凹槽部位洞圈的防水措施;洞圈中应预留注浆管;
7)在盾尾脱离加固区以及切口进入洞圈前应采用高质量油脂及时填满盾尾钢丝刷直至少量挤出为止,一般高质量油脂注入量不得少于20-30kg/环; 8)在承压水或饱和含水砂性地层中,洞圈止水装置在盾构进出洞后原则上不应拆除,而应采用外包钢筋混凝土结构措施予以永久保留; 9)备好注浆堵漏及承压水井点的施工条件,以应洞口涌水时急用。
3、盾构基座变形风险控制
1)检验盾构基座框架结构的强度和刚度,防止基座变形而导致在盾构出洞时盾构姿态偏斜而影响洞圈止水效果,在盾构进洞时拉坏管片而发生漏水; 2)盾构基座要足以抵抗盾构出洞时过加固区的反向推力;
3)盾构基座的地面与井底面之间垫平垫实,确保接触面积满足基座安放稳定的 6 要求;
4)对多次使用的盾构基座及时保养维修,确保其应有的强度和刚度。
4、盾构后靠变形风险控制
1)效验盾构后靠支撑体系中的各个构件和节点的强度和刚度,尤应注意检验受压构件的稳定性,防止后靠支撑体系失稳而引起盾构推进偏斜,损坏管片及洞圈密封装置
2)尽快安放上部的后靠支撑构件,完善整个后靠支撑体系,以便开启盾构上部千斤顶,实行千斤顶合理编组,使后靠支撑受力均匀;
3)用混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处缝隙时,要填充密实,并养护至足够强度;
4)第一环负环应确保基面平整正圆。负环管片必须采用经验收合格的管片,确保负环拼装的高质量。
5、盾构轴线偏离及盾构姿态突变风险控制
1)盾构出洞前检查后靠支撑体系,确保其牢固;出洞时正确选用千斤顶编组,防止盾构上浮;
2)盾构出洞时,井内范围的管片拼装应尽量利用盾壳与管片间隙作隧道轴线纠偏,改善隧道轴线;
3)盾构进洞前一段管片环上半圈用槽钢相互连接,增加隧道刚度,及时复紧管片拼装螺栓,提高抗变形能力;
4)盾构进洞前调整整个盾构姿态,使盾构底标高略高于基座标高,但盾构下落到基座的距离不超过盾尾与管片的建筑间隙。
二、盾构穿越硬粘土与承压水砂性土交接地层的风险控制
1、按4.4.1要求对盾尾密封进行专项检查,必须确保其密封性能指标达到抵抗盾构底部最最高水土压力及注浆压力的要求;
2、盾构机应具备加泥浆/泡沫功能,螺旋出土器应设有防喷装置。膨润土泥浆或泡沫剂、聚氨酯、海绵板、双快水泥等物质及设备应预备充足,并必须能够在规定时限内达到抢险位置;
3、加大盾构断面内砂性土对应部位千斤顶压力,以平衡承压水压力,并往泥舱中注入润滑泥浆(膨润土、碱水、泥浆等),采用搅拌棒使粘土块与砂土混合,防止流沙。必要是适当伸出仿形刀超挖硬粘土部分并相应减少出土量以减少土体损失,避免盾构刀盘及顶进系统超负荷运转和姿态失控,而导致盾构偏转、刀盘卡死及盾构突沉等风险;
4、按4.5要求确保同步注浆施工质量,砂性地层中盾尾空隙最小填充率为180%;
5、为预防盾构及后方隧道突沉,应分别对盾构姿态及盾构后方15环管片隧道变形进行密切观察和跟踪检测,及时反馈调整盾构姿态、推进速度以及进行必要的补充注浆;
6、一旦发现盾尾有泥沙漏涌迹象,应立即停止推进并进行封堵。一般可采用在管片外弧面敷设满足硬度要求的海绵板进行封堵,必要时可进行壁后补浆,万分紧急时采用聚氨酯进行封堵。
三、盾构近距离穿越运营地铁隧道的风险控制
1、盾构上方或下方穿越运营的地铁隧道,要绝对保证地铁的正常安全运行和地铁隧道结构防水构造的安全。按特级监控等级确定盾构穿越施工引起的地铁隧道变形≤5mm;
2、地铁隧道边缘前后各6环为穿越段,在盾构推进至穿越段10-40环处设盾构穿越前的试验段,试验段一般20-30环;
3、试验段上沿盾构推进轴线上每隔5环布置深层沉降监测点,每3环布置地表沉降监测点,要准确推算出监测点里程及其距地铁隧道的距离;深层沉降点埋深同地铁隧道底点的埋深,地表沉降点要设置在原状土上;
4、试验段上深层隆沉量δd 的控制值为5mm,地表沉降量的控制值【δg】则按盾构中心埋深及盾构施工地层损失率为1‰推算设定。根据地层沉降监测数据,按盾构通过,盾构前方地面隆起δg<1/3【δg】,盾尾后地表沉降δg<【δg】调整优化盾构推进速度、螺旋机转速、注浆量、注浆压力等参数以作为盾构穿越阶段的施工参数之基础依据;
5、盾构穿越段推进时再按地铁隧道中电子水平尺所反映的隧道纵向变形曲线,调整正面压力,微调注浆量、注浆压力、推进速度、螺旋出土量等参数,使最大隧道变形不超过警戒值(3mm);
6、穿越后应根据4.5之规定进行补浆和双液注浆加固,确保沉降稳定;
7、盾构上方穿越地铁隧道时,除按上述要求做好穿越前试验段及穿越施工的严 密监控之外,还应根据计算确定穿越段隧道的压重大小与范围,以抑制隧道的回单变形。
四、盾构穿越沉降敏感类地面建筑的风险控制
1、对沉降敏感的重要建筑,应在其安全性评估的基础上按一级以上监控等级(含一级)对房屋进行监控,穿越前必须设置试验段,优化盾构施工参数;
2、当盾构与房屋基础之间为流塑、高灵敏度地层时,盾构正面压力应控制在使自然地面微量隆起且不超过2mm的程度,同步注浆压力应维持在垂直覆土压力附近。既要防止注浆压力不足引起沉陷,又要防止注浆压力过大导致地面冒浆;
3、为弥补盾构同步注浆不足及长期沉降对房屋安全的影响,应按4.5的要求对盾构穿越房屋基础过程中及通过后3个月内分别进行壁后跟踪补浆和双液分层注浆加固。其中,双液分层注浆加固应根据盾构与房屋的相对位置关系及地层分布特点谨慎选择注浆孔点位、打管长度、拔管速度、注浆流量等关键施工参数,由有经验的专业单位实施。
第四篇:地铁施工监理之我见(转载)
地铁施工监理之我见
樊启洪
深圳市东部建设监理有限责任公司
摘要:与房屋建筑、市政道路工程施工相比,地铁工程因其独特的确作业环境,导致其施工风险大,控制难度大,在监理过程、只要监理人员遵循事前控制注重实效,事中控制抓住重点,事后控制不走过场的处事方法和办事原则,就一定能做好监理工作。
关键词:地铁施工监理;事前控制;事中控制;事后控制 深圳地铁×号线××一站一区间,由大开挖施工的地下两层车站和矿山暗挖法施工的百布区间隧道组成,布心车站全长243.5米,地下建筑面积10458平方米;百布区间隧道左右线均长1600米。本项目2008年2月开工,2011年5完工,历时3年零3个月。××一站一区间工程地处深圳罗湖老城区,拟建东站两边多为高边坡坡地,周边高层住宅、商铺林立;人流、车流量大;车站主体围护结构邻侧边建筑物距离不到2米。百布区间隧道下穿建筑多,洞线下穿建筑48栋,侧穿建筑物53栋;隧道拱顶离地表浅,平均深度7~9米;隧道围岩为饱和粉质粘土。施工表现为前期管线迁改无条件(管线迁改大多要进小区、工厂),施工无场地(无材料堆放场地,无机械进出空间),地质复杂,干扰施工的因素多(地上建筑物、不明地下管线,施工噪音等),维稳压力大。面对存在的问题和困难,项目监理部始终坚持以:“事前控制注重实效,事中控制抓住重点,事后控制不走过场”的处事方式和办事原则来开展监理工作。想施工单位之所想,急施工单位之所急。通过不懈努力,我们保证了工期,确保了质量(评为深圳市优质结构工程),创造了整个过程无事故的好成绩。
一、事前控制注重实效 在监理过程中,我部始终以为主体施工单位提供施工条件为重点,以预测风险、规避风险、减少风险为红线贯穿整个过程。监理工作争取了主动,受到了好评。
1、兵马未到,粮草先行。为解决施工无场的问题,我部把推动管线迁改、道路疏解作为监理工作的头等大事来抓。日夜深入小区、工厂作仔细的解释工作;为不影响小区居民、工厂职工的正常生活、工作,我们晚上当白天,雨天当晴天,见缝插针地安排管线单位进场作业;为早日疏通道路,项目监理部还利用市相关领导来工地视察的机会请求给予支持。通过各方不懈的努力,我们三个月过错成了全部的管线迁改、道路疏解工作,为2009年5月25日围护结构开工,2010年2月28日车站主体完工、区间洞通
赢得了时间,创造了条件。
2、运筹帷幄,决胜千里。高边坡开挖、地下暗挖都是高风险的工作,只有主动规避风险,才能减少事故发生。布心站原4号出入口规划在太白居高边坡上,出入口平行12层高的太白居10号楼布置,设计开挖深度为15米,开挖线距建筑物外边只有1.8米。在2008年5月的前期迁改中,项目监理部
发现太白居整个片区大多数建筑物都存在下沉开裂现象,太白居10号楼外墙自然裂缝宽度已达到40mm。如按原设计施工势必会加速建筑物沉降,引起建筑物开裂,造成恐慌和事故。发现这一情况后,我部曾多次上报深圳地铁集团,建议慎重,规划后将出入口整体外移。经过长达二年的分析、讨论,最终建设方采纳了我方建议。
二、事中控制抓住重点 减少伤亡事故的发生、保证施工重量符合规范要求,就应该以人为本,以防患重大结构隐患为突破口开展监理工作。提纲挈
领,抓住重点。火车跑得快,全靠车头带。人的因素是生产力中最活跃的因素,工程的确管理应以人的管理为突破口。施工过程曾反复出现过混凝土振捣不密实;防水卷材铺贴基层面不平、接口不严;钢筋下料、绑扎
不准确,多次出现将跨度18米的悬空支撑结构梁端钢筋不伸入围护结构内,楼梯梁主筋不伸入混凝土侧墙的情况,甚至还犯过将侧墙伸入顶板内175根承受负弯矩的主筋全部切割掉的低级错误。事件表明是项目班子领导出了问题,是旗班组的作业能力出了问题。为控制事态,监理曾建议更换过项目总工、项目经理3人次,更换施工班组两次。保证了工程安全,保障了施工质量。
洞察秋毫,化险为夷。现场监理要有敏锐的洞察力,久远的前瞻性,要能准确预测风险,化解风险,一味被动式的监理只能被社会所抛弃。
布心1#风亭邻5米高边坡上的心怡花园怡雅阁只有3.8米,怡雅阁为九层建筑,基础为埋深3米的独立混凝土承台。1#我亭垂直开挖深度为18米,设计围护结构为150根钻孔桩,高边围护桩设计了三道锚索支护。计划要求2010年7月开工,该部工程拖到了2010年12月25日才开工。为在剩余的3个多月时间里完成全部的围护和主体结构,围护结构施工采取了人工挖孔桩、机械冲钻、机械旋挖等多种方式突击施工,一个月就完成了全部围护桩。春节短短七天,土方就开挖到了高边坡下七米。
由于心怡花园怡雅与基坑围护结构之间的地面有在第一次迁改中布置的电信、电力、燃气管道,地下有一个化粪池,有三个5米多深的污水井,还有一根雨水管道。第一道锚索因不有操作空间而没有施工作业,施工单位将第二道锚索施工到了离高边坡4米的地方,且锚索腰梁是用两根槽钢组合拼接而成的,腰梁截面小,钢度小,自身稳定性差。
正月初七(2011年2月6日)上班的第一天,监理在发现问题的第一时间就下达了停止开挖指令,建议立即在第一道锚索的部位加设一道直径为600mm,壁厚为12mm的钢管支撑。在施工单位拒不执行的情况下,项目监理部立即电告中铁南方公司总体院,请求进行复核、处理。在设计院的高度重视和催促下,施工单位赶在2月10日前完成这道钢管支撑。后来在基坑挖到基底的2月23日,因高边坡上污水管渗水引起了桩间土掉块,加之存在个别的吊脚桩引起了桩体下部位移。险情出现后,施工单位及时施工了第二道钢支撑。如果没有第一道钢管支撑作保护,想在有限的时间内完成下部钢支撑是不可能的。
三、事后控制不走过场
严格验收检查,及时总结,切忌虎头蛇尾,是引导事业走向成功的阶梯。
现时说话明事理,及时总结早提高。针对施工单位项目管理中出现的“特种作业证件不全,靠边假证解决;现场施工不用管,靠返工解决;施工资料平常不整,靠突击解决;监理通知基本不回复,靠时间解决”有情况,及施工管理中出现的“高边坡不设栏杆,靠边钢筋代替解决;挖基坑不用清淤泥,靠垫层解决;立梁柱钢筋不用插筋,靠植筋解决;浇筑混凝土不用密实,靠注浆解决。”的现象,我部多次采取谈心,如开安全质量专题会议,请求建设单位通报等方式进行了督促解决。俗话说“猴子不上树,多打三遍锣”,只要有耐心,就一定会达到应有的效果。
三年来,项目监理部共发出监理通知239份,发出安全隐患整改通知单180份。参加高边坡、暗挖、高支模专家评审会10次。主持召开监理例会186次,七方变更会议17次,房屋安全评估会议6次,安全质量专题会议15次。建议并得以实施的规避风险3次,发现并有效化解结构险情3人次,更换施工班组两次。很好地维护了监理形象,圆满地完成了监理任务。
四、建议和展望
BT概算清单不能太大,特别是施工措施一项,一个过建筑物保护费就包络万象,不利于监理管理。应将过建筑物保护的各种措施,如旋喷注浆、袖阀管注浆、支护加固等费用单列,哪里做了,哪里没做,一目了然。
监理部组建模式。无论监理独立体或监理联合体,项目监理部应以不超过二站二区间的规模进行组建,或者采取与施工指挥部相匹配的方式组建,应各设总监,确保各机构办事独立。大包大揽,权力过于集中,易形成一言堂的格局。该传达的东西传达不下来,该汇报的东西汇报不出去,又不利于各分部门的管理。
诸如高速公路、地下铁路的建设,投资动辄上十亿,上百亿,建设工期事先应合理规划,通盘考虑。少搞突击工程,面子工程,献礼工程。十月怀胎本来就是很正常的事,早产儿难免会出现这样和那样的缺陷。
第五篇:地铁基坑施工监理要点概要
3.2.2.2重难点之1:围护结构施工控制
从招标文件资料可知,本标段车站基坑开挖范围均较大,而且基坑围护结构范围内多为淤泥层、砂层、残积土层,做好围护结构施工控制,关系到周边环境及建(构筑物的安全,关系到围护结构自身施工、基坑开挖、主体结构施工的安全,对主体结构乃至整条线路的正常施工进度和质量均有着重大影响。对围护结构施工控制,我们主要从重点控制围护结构的施工质量、安全、及支撑体系入手,拟采取的监理措施包括:
1、围护结构施工质量控制
本标段竖井、车站大多采用地下连续墙作为基坑支护结构,它的施工质量将直接影响基坑支护结构的稳定,基坑止水效果和主体结构施工安全。为此,采取如下监控措施:(1组织监理人员审查围护结构施工图纸,结合现场情况明确施工控制重点与难点,协助完善设计,制定监控方案;(2根据施工承包合同审查承包商现场项目管理机构的质量管理体系、技术管理体系和质量保证体系,督促承包商人员、设施、制度、措施落实到位。
(3审查承包商编制的围护结构施工方案,施工方案中保证质量、安全、进度满足相关要求的措施应切实可行。
(4重点检查监控现场施工工艺质量,包括地下连续墙导墙、地下连续墙施工全过程,并按规定做好记录。如导墙轴线、标高、钢筋绑扎、混凝土浇筑,地下连续墙成槽过程及成槽后的泥浆浓度、接头处理、岩性鉴定、成槽及嵌岩深度、槽段垂直度、槽底沉碴厚度、钢筋笼的尺寸及焊接绑扎质量等,当这些检验均合格后,才准予浇注水下混凝土。在浇注混凝土时,监理人员须进行施工全过程旁站跟踪,检查商品混凝土的配合比试验单、坍落度、监控浇筑工艺(特别是接头段,并见证取样。
(5由于残积土中往往会有孤石,在冲孔中如遇上孤石,容易导致垂直度失控制和塌槽问题,对连续墙施工造成较大影响。如有必要,施工前可督促承包商进行孤石摸查;如施工过程中碰到孤石,冲孔时可降低冲程,提高泥浆比重,加强垂直度控制,一旦超偏差允许值,需采取措施如回填片石处理后重新冲孔。
2、围护结构施工安全控制
围护结构施工期间,由于受场地、工艺、施工投入等影响,存在较多的安全隐患,拟采取的安全监理监控点主要有:(1审查承包商的围护结构施工安全方案及应急预案,督促按方案及预案的策划落实围护结构施工安全防护措施。
(2审查承包商结合工地实际编制符合要求的临时施工用电方案,督促承包商按方案布置现场的临时施工用电,并组织验收,符合要求后同意使用。
(3审查围护结构施工专业队伍分包资格,包括营业执照、资质经历等,审查分包协议的主要管理人员、特种人员及机械设备是否满足工程要求。
(4按规定审查承包商的进场机械设备、人员的相关资质或质量保证等资料,做好人证相符、机证相符并合格。
(5日常巡查、定期不定期检查施工过程人的安全行为、物/机的安全状态,包括文明施工、余泥渣土外运、坑槽边安全防护等,督促及时整改存在的安全隐患。
(6重点关注钢筋笼(如图
54、机械设备的挪移、就位等的吊装准备及 作业过程,除检查是否按方案吊运确保 吊物安全外,还要督促承包商管理人员 注意吊运环境的安全,如在跨越官湖站 及象颈岭站供电架空线路下方吊装时的 安全防护。
3、钢支撑安装施工监控
钢支撑施工对于控制基坑位移和基 坑外部地面沉降影响重大,同时也影响
基坑内外人员和建筑的安全。施工过程中,我们将采取如下质量保证措施:
(1在施工安装前,对于钢支撑及其
附属构件的钢材物理化学性能和强度 检验报告进行检查,要满足设计和规范 要求,同时督促承包商在现场储备足够 的钢支撑。图 54 钢筋笼吊装 图 55 钢支撑安装
(2重点检查钢支撑、钢腰梁或预埋铁件等主要受力构件的焊接质量。严禁在超负荷状态下进行焊接施工。
(3支撑安装前,应在墙面标出支撑点的位置,要求墙面平整,钢支撑平面受力点的结合面、钢支撑与墙面间的细部做法满足设计要求,受力均匀。
(4施工过程要按照“分段开挖、随挖随撑”的原则进行施工,避免支撑安装滞后较多而导致的基坑围护结构变形。
(5钢支撑的拆除必须满足设计要求,并严格按相应的施工方案进行。3.2.2.3重难点之2:基坑周边的沉降控制,建(构筑物和重要管线保护
受地质条件等影响,车站、竖井基坑开挖时容易引起周边地面沉降甚至蹋陷。从现场踏勘及收集到资料显示,在本标段三个车站周边虽然管线较简单,但是均有市政设施或道路通过,尤其是官湖站旁有高压电塔。象颈岭站有交通繁忙的新沙大道、高压电塔、较大面积的河涌、湖塘等,如果基坑开挖引起周边地面严重沉降、塌陷,将带来恶劣的社会影响,危及周边建(构筑物安全。
要控制基坑周边沉降确保建筑物的安全,信息化监测施工手续尤为重要。施工中应通过加强基坑支护,加强施工监测、对基坑变形进行严格控制,以确保周围管线、建筑物的安全。我司对基坑沉降控制、保护建筑的监控对策和建议如下:
1、在工程施工前期组织施工单位对基坑周边建(构筑物及地下管线进行详细调查,以便我们做出有针对性的保护方案和措施。
2、审查承包商编制的车站基坑支护方案、开挖方案、监测方案等,并上报地铁公司相关部门审查备案,从源头上最大限度的减少甚至杜绝一切风险源的存在。
3、督促承包商按规定组织专家审查论证高压电塔及重要管线保护、交通疏解方案等,并督促承包商按方案落实保护、疏解措施。
4、在做好围护结构施工质量监控的同时,检查承包商的辅助止水工艺施工,督促承包商落实围护结构辅助止水措施。
5、严格按开挖方案监督基坑开挖施工,“分段开挖,随挖随撑”。协同承包商人员做好围护结构、周边地面、水位、土体等变形进行观察、有效监测,及时分析观察成果及监测数据,反馈指导施工。
6、做好施工期间的应急预案及演练,从人员、物质、设备上保证,一旦发 生较为严重的情况,可以在最短的时间内进行处理和恢复,以保证施工正常开展。
7、针对出现的不利情况,及时会同有关单位制订相应的抢险措施。出现周边及开挖面塌方、滑坡及破裂,或量测数据有不断增大的趋势,或支护结构变形过大,或出现明显的受力裂缝且不断发展,或时态曲线长时间没有变缓的趋势等现象时,须要求立即停工,并采取相应措施处理。
3.2.2.4重难点之3:基坑开挖施工安全管理
本标段车站基坑开挖长度较长,开挖范围地层多为淤泥层、砂层、残积土层,基底大多座落在砂层、残积土层,开挖过程围护结构自身安全、土石方开挖安全等均存在较大隐患,易发生基坑涌水涌砂、坍塌,土方滑坡、坍塌等,造成重大影响和损失。因此,基坑开挖安全管理是施工监控重难点之一,我司将采取的措施如下:
1、做好开挖前的准备工作监理,包
括认真研究工程区域的工程地质和水 文地质、气象资料,辨识并细化基坑开 挖的控制点及监理措施。
2、审查承包商编制针对性和基坑 开挖方案,确认方案按规定经过专家论 证,注意方案中对邻近建(构筑物、管线的保护、防护措施应切实可行。
3、督促承包商按方案落实保护、防护措施,落实专业的监控量测人员,布设有效的符合设计要求的监测点并取得初始值。
4、督促承包商按经审批的方案进行基坑 开挖,开挖中应遵循“时空效应”、纵向“分
层分段”、横向“盆式”等程序,逐层、分 段开挖,及时支撑。
5、基坑开挖过程,要监控好支撑施工
质量,确保现场备有足量的支撑,协调好挖图 56 基坑开挖 图 57 基坑抽排降水
与支撑架设的关系,以保证基坑安全。基坑支撑施工质量主要应从钢支撑及其附属构件的钢材物理化学性能和强度检验、钢支撑及腰梁或预埋铁件等主要受力构件的焊接质量、支撑点的位置、钢支撑与墙面连接细部处理、支撑架设的“分段开
挖、随挖随撑”的原则实施、支撑预应力施加、支撑轴力监测、支撑拆除条件等方面进行监控。
6、基抗开挖过程中,必须督促承包商按方案进行纵向临时放坡,做好坡面的保护、修坡工作,必要时采取加固措施。挖出的土方应及时清运,减少坑边的地面堆载。
7、督促承包商做好开挖过程中的降水、排水措施,避免砂层开挖可能出现管涌(流砂,必要时或设计有规定时,应采用管井井点降水方法降低地下水位(如图56所示。
8、机械施工开挖近基底时,应注意防止超挖和扰动基底土层,保留200mm 以上土层由人工开挖。同时,应督促承包
商避免基底岩、土层遇水崩解带来的施工 风险。
9、基坑开挖验收后,应立即进行垫
层和基础施工,防止太阳暴晒和雨水浸刷 破坏基底土层原状结构。
10、基坑开挖前、开挖过程中应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平
标高、边坡坡度要进行复测检查。
11、注重信息化施工监理,督促承包商按设计要求的种类、数量、位置布置监测点,监督检查监测仪器有效性、点位有效性和数据真实性,监测频率、获取数据时间和监测数据及时性(如图58所示。及时分析监测数据并对按时间先后产生的各份数据报告进行对比,对不同类别的点位数据进行分析,找出数据之间的关联性,反馈指导施工及控制变形。对异常数据要认真分析,弄清原因,督促相关部门果断采取控制措施。
12、按相关规定要求督促、检查承包商建立健全工程安全管理制度、安全生产方案及预案,落实安全教育、交底及安全管理工作。
同时将安全巡查作为日常图 58 基坑监测
广州地铁 为你提速 监理工作内容,定期和不定期组织安全检查工作,及时发现问题,督促承包商整 改。
13、基坑开挖如需进行井点降水,我司将从井点降水方案审核、井点降水方 案审核、井管制作安装、井点降水检查等方面进行监控。井点降水方案审核应注意审核点包括:(1)渗透系数应根据降水场地的工程地质和水文地质资料确定,必要时还 应作现场抽水试验确认。(2)选用的井点类型,井点管长度、直径、数量,抽吸设备类型、套数,井点降水系统的平面布置、机房布置,各套抽吸设备的工作范围,基坑的横剖面(或纵剖面,设计的降水曲线、对附近场地的影响范围。(3)井点管的沉设方法,排水沟的设置,防止地面水流入基坑的措施,排 水地点的选择,井点管的位置及安装图。井管滤头是否设在透水性较好的土层中。(4)根据基坑底面以下土层渗透系数较大,附近建筑物、管线在降水影响 范围以外,水位降到基坑底面以下 0.5m 等条件确定井点降水深度。井管制作安装应注意监控的要点包括:(1)检查井管长度、直径、壁厚、滤管孔
径及长度、滤管滤网包裹情况,滤管位置、井管接头连接质量、井管安装居中情况。(2)井点系统安装完毕后,必须试抽试灌,检查系统质量,发现“死井” 和漏气、漏水现象应补救处理,确保正常运转使用。井点降水检查监控要点包括:(1)施工前应对井管、抽吸设备进行保养、检修和试运转,各种抽吸设备 的真空度应满足要求。井点降水运行后,抽吸设备应连续工作,井点出水应先大 后水,先混后清。同时,督促承包商做好井点降水情况测试、运行记录。(2)从出水情况、工作真空度、值班、井点成活率、出水排放、管道漏气、电源、观测井、开挖后降水效果等方面,定期组织井点降水质量评定。(3)基础完成或部分完成后,需停止抽吸地下水,拔除井管,必须对该部 分基础进行抗浮稳定验算。(4)根据本标段实际情况,在基坑周边、建(构)筑物周围可设置回灌井,对车站施工期间引起的地下水位下降及时进行回补,确保地面沉降在可控范围
广州地铁 为你提速 内。3.2.2.5 重难点之 4:结构防水与混凝土施工质量控制 据以往经验,在车站防水设计中,车站、出入口通道和机电设备集中地段结 构防水等级一般为一级,不允许渗水,结构表面无湿渍;风道、风井结构防水等 级为二级,顶部不允许滴漏,其它部位不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,总 湿渍面积不大于总防水面积的 6/1000,任意 100m2 防水面积上的湿渍不超过 4 处,单个湿渍的最大面积不大于 0.2m2。防水质量控制是地下车站施工的共同难点。一般车站防水的设计,结构主体自防水是结构防水的关键,外防水作为附加 防水为结构外部的辅助防线。对于防水工程监理质量控制,我们拟从以下几方面 入手:
1、结构自防水质量控制 结构自防水的质量主要取决于结构裂缝的控制、混凝土的密实度和施工缝、变形缝等薄弱位置的防水措施。而要保证结构主体自防水的效果,就是要通过降 低水化热,减小混凝土的收缩应力,避免产生裂缝,提高混凝土密实度和加强薄 弱部位的防水处理来实现。因此质量监理工作的重点将贯穿于从结构混凝土配合 比到施工工艺质量控制的全过程。根据本工程的特点,我们将采取以下监理措施:(1)防水混凝土施工前,对承包商申报的防水混凝土施工方案、混凝土试 配报告进行审查,确认符合要求后督促承包商按方案展开施工。(2)督促承包商严格选材。为提高混凝土的防水性能,尽量采用低水化热 的水泥,级配良好的砂、石骨料以及较小的水灰比。在满足泵送混凝土和易性要 求的
前提下,严格控制水泥用量或掺入适当比例的粉煤灰,以防混凝土开裂,提 高混凝土的密实性。建议选用高等级的抗渗商品混凝土。(3)钢筋和模板制安期间,加强巡视、检查。在验收钢筋、模板时,对穿 墙管道、预埋件、固定模板的穿墙对拉螺栓止水措施等进行验收。对施工缝搭接 面凿毛及清理、钢筋和止水钢板调直及清理进行验收,确认符合要求后才能进行 隐蔽。(4)全过程旁站混凝土浇筑,注意监督承包商的现场混凝土振捣质量,特 别是穿墙管、预埋件、施工缝、钢筋密集处、施工缝、新旧混凝土接茬处。按规 定检查混凝土坍落度并留置混凝土试块,督促商品混凝土供应商与承包商紧密协
广州地铁 为你提速 调配合以尽量缩短同一施工段内的混凝土灌筑时间,在高温条件下浇筑时督促承 包商控制混凝土入模温度(广州夏天气温偏高,要采取加冰等措施控制混凝土温 度不大于 30℃)。(5)混凝土浇筑完成后,检查混凝土表面压浆、收光情况,并加强巡视,督促承包商及时做好养护、防晒工作,养护时间须达到设计要求。(6)建议在设计和施工中采用“放” “抗”结合的方法,防止结构贯穿裂 缝。“放”即是将结构主体划分成多个施工段,缩短环向施工缝间距,以减少相 邻施工段的约束应力。每段长度控制在 15m-25m,施工缝应设在受力较小或结 构断面变化处。“抗”即是通过改善结构配筋,沿结构表面合理增配构造钢筋,提高结构抗裂性。(7)切实做好施工缝和变形缝的施工质量控制 在车站主体与风道、出入口通道连接处、与盾构施工段的接口洞门,以及 主体结构中等部部位,一般设置有变形缝,多采用中埋式橡胶止水带嵌缝止水。施工时要督促承包商严格按规定施做,将止水带理顺铺平,要求连结牢固,以防 浇捣混凝土时跑位。结构施工中留置的施工缝较多,多采用中埋式钢板止水带防 水,是主体结构防水的薄弱环节。监理过程中注意检查止水带施工质量,止水带 位置须正确,钢板接头须满焊,在灌筑新混凝土前应将原混凝土表面凿毛洗净并 清除积水,摊铺一薄层水泥砂浆,以增强新旧混凝土的连结,提高防水效果。
2、附加防水层质量控制 附加防水层质量能否达到预期目 的,主要取决于防水材料的质量和施工 质量,在施工监理过程中主要应从防水 材料选择、把关和施工工艺质量控制两 方面进行监控:(1)防水施工前,审查承包商申报 的防水施工方案、防水施工队伍的专业 资质,检查防水材料的物理化学性能鉴 定,经审批合格后方能投入施工。
(2)在基底垫层上施工外防水的,须重点验收地下水位降低措施和基坑排 水效果,保持防水层基面平整、干燥。图 59 附加防水层施工
广州地铁 为你提速(3)直接在围护结构上施工附加防水的,须对围护结构找平层的平整度、清洁度、干燥状态进行验收。围护结构如有渗漏水的,须先行引水再注浆封堵处 理。(4)在结构主体表面施工外防水的,须对结构基面进行验收。重点验收基 面平整度、顺直度、干燥程度符合设计要求。(5)巡视检查防水层施工全过程,旁站防水层细部处理施工,重点督促承 包商严格按工艺标准、设计图及施工方案施工,并按规定进行试验,做好监理记 录。(6)防水层施工完成后,督促并检查承包商加强对附加防水层成膜或成品 的保护,防止防水层受损。
3、结构板、墙裂缝预防专项措施 结构板、墙开裂、渗漏现象在地下车站结构中比较多见,原因是多方面的,在施工监理过程中主要应从以下几方面来预防:(1)控制混凝土配合比,督促承包商从最佳配比选择、外加剂添加、砂石 级配及比例选择、水灰比确定、水泥品种选择等方面入手,选择最佳的混凝土施 工配比。(2)督促承包商按设计图做好钢筋工程施工,足量、正确设置结构中的各 种构造配筋,并在浇筑混凝土前进行二次确认。(3)协调现场合理设置施工分段长度和施工顺序,采用跳仓浇注等工艺方 法以防止混凝土收缩、温差裂缝产生。(4)按设计图纸及施工规范要求合理预留施工后浇带,并督促承包商按规 范、设计要求认真进行后浇带处理,做好后浇带混凝土施工。(5)重视混凝土养护的监督,尤其是督促承包商及时进行混凝土养护,防 止早期裂缝出现。必要时,建议采用喷淋等措施进行足够时间的养护。