矩形顶管上穿既有地铁线安全
专项方案
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目 录
1.编制依据 ............................................................................................................................................................. 3 2.工程概况 ............................................................................................................................................................. 3
2.2 设备概况 .................................................................................................................................................. 4 2.3工程地质与水文地质 ............................................................................................................................... 4 3.顶管上穿既有地铁1号线施工措施 ................................................................................................................. 6
3.1施工准备 ................................................................................................................................................... 6 3.2施工技术措施 ........................................................................................................................................... 7 4.施工进度计划 ..................................................................................................................................................... 9 5、施工监测 ......................................................................................................................................................... 10
5.1监测项目内容 ......................................................................................................................................... 10 5.2监测方法 ................................................................................................................................................. 11 5.3监测频率 ................................................................................................................................................. 11 5.4监测控制值及预警值 ............................................................................................................................. 11 5.5测点布置 ................................................................................................................................................. 11 5.6测量人员组织架构 ................................................................................................................................. 13 6.地铁2 号线自动化监测 .................................................................................................................................. 13
6.1监测项目及控制值 ................................................................................................................................. 13 6.2监测仪器设备及监测精度 ..................................................................................................................... 14 6.3监测周期及频率 ..................................................................................................................................... 14 6.4监测项目实施方案 ................................................................................................................................. 14 6.5信息化监测及成果反馈 ......................................................................................................................... 17 7、信息化施工管理 ............................................................................................................................................. 19
7.1 地面监测数据反馈 ................................................................................................................................ 19 7.2 顶管各类参数反馈 ................................................................................................................................ 19 7.3 数据分析 ................................................................................................................................................ 19 7.4施工管理措施 ......................................................................................................................................... 19 8、安全技术保障措施 ......................................................................................................................................... 20 9、抢险应急预案 ................................................................................................................................................. 22
9.1成立抢险领导小组 ................................................................................................................................. 22 9.2抢险领导小组成员职责 ......................................................................................................................... 22 9.3应急预案 ................................................................................................................................................. 22 9.4应急装备及通讯网络 ............................................................................................................................. 24 9.5应急救援队伍的任务、培训及演练 ..................................................................................................... 24 9.6事故的处置 ............................................................................................................................................. 25 9.7 社会支援 ................................................................................................................................................ 26
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1.编制依据
1、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB 50299-2003）； 2、《顶管工程施工规程》（DG/TJ08-2049-2008）；； 3、《地下防水工程质量验收规范》（GB 50208-2011）； 4、《工程测量规范》GB50026-2007，中华人民共和国国家标准； 5、《建筑变形测量规范》JGJ 8-2007；
6、《国家一、二等水准测量规范》GB/T 12897-2006； 7、既有地铁1号线管理单位相关技术要求； 8、扬州广鑫重工矩形顶管机相关技术要求；
9、国家、部委、地方现行有关技术规范、标准、规定等。
2.工程概况
矩形通管与下方既有既有地铁1号线顶管隧道正交，与1号线右线净距离594mm，左线净距离647mm。
图2-2 顶管通道与既有地铁1号线位置关系图
既有既有地铁1号线是主要公共交通线路，列车运行频率高，人流量大，营运时间每天6：00至23：00。顶管上穿既有地铁1号线区间地处振华路，为繁华商业地段，周边建筑物密集，人流量大。顶管上穿既有地铁1号线的基本情况见表2-1。区间顶管始发端距离1号线左线中线为15.65m，距离1号线右线中线为28.85m，1号线左右线中心距离为13.2m，顶管始发端头加固长度为3.2m，顶管接收端端头加固长度为3.65m。根椐对既有地铁1号线竣工资料的调查，1号线初支结构没有侵入顶管范围内，施工过程中应加强监测，控制好
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施工参数，避免顶管施工对既有地铁1号线造成影响。
区间顶管上穿既有地铁1号线区间情况汇总表
表2-1
区间 地铁隧道上穿 建筑物基础、结构 基础埋深里程 类型及规模 （m） 地铁隧道与建筑物的 位置关系 顶管通道与既有地铁1号线既有地铁1号线区间 DK22+522.928～圆形装配式钢筋混凝土单层衬砌，厚埋深9.26m 为十字交汇，通道底距离1号线衬砌结构底分别是594mm、 647mm。地面上为振华路，见图2-2。 DK22+540.128 300mm。 2.2 设备概况
本工程选用的顶管机是广鑫重工多刀盘土压平衡顶管机。从2#地铁站始发，由北向南顶进，通道采用“跳隔”顶进的施工顺序，即按照①-③-②的顺序进行施工。顶管机顶进断面6920×4920mm，管片外径6900×4900mm，内径6000×4000mm；主要由切削搅拌系统、动力系统、纠偏及液压系统、壳体、螺旋输送机、测量显示系统、电气操作系统等组成。该顶管机全长约6.403m，总重约215吨。其各部件尺寸及重量如下：
顶管机主要部件重量及尺寸表
表2-2
顶管机部件名称 前盾 后盾 刀盘 螺旋机 外形尺寸（m） 6920×4920 6920×4920 12.507*1.06*1.06 数量 1 1 6 2 重量（吨） 132 44 3.5 9 2.3工程地质与水文地质
2.3.1 地形地貌
原始地貌为台地，其被风化剥蚀、水侵蚀而形成的古夷平面，顶部平缓，线路通过地区多处为道路，两侧多为高层商业建筑物。地形起伏不大，地面高程一般为12.75～13.08m。 2.3.2 工程地质概况
本区间范围内上覆第四系人工填土层（Q4ml）、冲洪积层（Q4al+pl）、坡积层（Q3dl）、残积层（Qel），下伏燕山期花岗岩（γ53）。顶管范围右线土质主要为中砂、粗砂和少量
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素填土，左线土质主要为砾质黏性土和少量粉质粘土。主要地层概述如下：
第四系全新统人工素填土、冲洪积粗砂，第四系上更新统坡积粉质粘土，残积砾质粘性土、全、强风化花岗岩。
图2-3 顶管区间地质纵剖面图（左线）
图2-4 顶管区间地质纵剖面图（右线）
2.2.3 水文地质
深圳市的气候属亚热带季风气候，热量丰富，日照时间长，雨量充沛。气候和降雨量随冬、夏季风的转换而变化。每年5-9月为雨季。
本场地地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水。 主要补给来源为大气降水。深圳地区主要气候要素如下：
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① 气温
a 年平均气温22.4℃，月平均气温1月为14.3℃，7月为28.3℃； b 极端最高气温38.7℃（1980年7月10日）； c 极端最低气温0.2℃。（1957年2月3日）； ② 风
a 风向与频率：常年盛行南东东风（频率17%）和北北东风（频率14%），其次为东风（频率13%）和东北风（频率11%），随季节和地形等不同，风向频率也不同。
b 风速：年平均风速2.6m/s；极端最大风速40m/s（为南或南南东向台风）； ③ 降雨量
a 年平均降雨量为1933.3 mm，雨季（5～9月）降雨量 1516.1mm； b 日最大降水量412mm（1964年10月12日）； c 年降水日数144.7天，连续最长降水日数20天； ④ 年平均气压：101.08 kPa ⑤ 相对湿度
a 平均相对湿度 79 %； b 最小相对湿度 11 %； c 最大相对湿度可达 100 %； ⑥ 年平均蒸发量 1755.4 mm
⑦ 雷暴日数：年平均雷暴日数73.9日/年(1951~1985年)。
3.顶管上穿既有地铁1号线施工措施
3.1施工准备
3.1.1 现场踏勘及资料收集
在穿越施工前约1个月，通过相关部门配合到顶管欲穿越段的地铁结构内部进行现场踏勘，了解现场的工况条件。当顶管隧道施工时，将要上穿既有运营线（1号线），因此施工前需到地铁运营管理部门联系，争取取得该线路运营期间（近期）监测的资料数据，以进一步了解该结构的变形情况。 3.1.2 建立联系网络
与既有地铁1号线运营单位建立联动机制，征得进入既有地铁1号线的权力，便于施工过程控制监测和突发事件的应急处理。同时，在施工中互通信息，保证顶管区间施工和既有地铁1号线的顺利运营。
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3.1.3 测量核准里程
在顶管穿越施工前，再次复核测量顶管机里程，确认顶管与地铁线路的相对位置，同时明确顶管穿越时各个部位的位置，以便采取相应的技术措施。测量导向一定要确保顶管施工能及时调整姿态，确保以良好的姿态穿越既有地铁1号线。 3.1.4 技术准备和设备管理
为确保顶管顺利穿越既有地铁1号线，在顶管穿越前，对所有施工人员进行技术交底。使每一个参加施工的工作人员清楚掌握顶管隧道与既有地铁1号线之间的相对位置，以及顶管穿越流程。在顶管机操作室张贴相关技术交底、顶管穿越流程及重点控制措施。此外，使施工人员了解相关的应急预案及突发事件的简单处理方法，以便争取时间。
设备管理上，穿越前仔细对设备进行一次检查和保养，特别是顶管机，认真检修存在的问题，保证在良好的工况条件下进行穿越施工。同时，仔细检查顶管机的注浆设备及管路，保证顶进减阻注浆设备的正常。对出渣车和注泥设备等进行彻底检修清理，排除故障隐患，保证穿越期间设备正常运转，避免由于设备上的原因导致施工停顿，影响整个施工质量控制。
3.2施工技术措施
根据既有地铁1号线区间隧道结构特点、上穿隧道地质条件以及与顶管隧道的位置关系等因素，并结合顶管机性能，在不同的工况条件下采取不同的顶进措施，具体如下： 3.2.1顶管顶进时间安排
（1）时间安排措施一
为减少顶管顶进对既有地铁1号线的运营影响，确保地铁运营安全，考虑安排地铁二号线隧道上方范围的顶进施工在每日列车运营间隙进行，即安排在00:00至5:30时间段进行顶进工作。
（2）时间安排措施二
根据以往顶管穿越重要的建（构）筑物的施工经验，建议采取匀速连续的顶进方案进行施工，同时对管外和刀盘注润滑浆，以期改良土体结构并在管外形成良好的泥浆套，达到减阻保压止水的效果，减小对土体的扰动。但考虑必须保证既有地铁1号线列车运营绝对安全，必须征得深圳地铁集团相关部门同意，必要时需降低列车在此段的行车速度。 3.2.2 顶进模式及参数
土压平衡顶管是利用安装在顶管机最前面的切削刀盘，将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封舱内，并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少顶进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降，在出土时由安装在密封舱下部的螺旋出土机向排土口连
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续的将土渣排出。顶管机在顶进过程中，其土仓中始终有一个压力，我们称之谓控制土压为P。当控制土压力P小于顶管机所处土层的地下水压力Pw与主动土压力PA之和时，土就涌向顶管机土仓，结果就会造成地面沉降。其原因往往是由于推进速度过慢，螺旋输送机的实际排土量大于顶管机推进过程的中理论排土量所造成的。
反之，如果当控制土压力P大于顶机所处土层的地下水压力Pw与被动土压力PP之和时，结果就会造成地面隆起。其原因往往是由于推进速度过快，螺旋输送机的实际排土量大大小于顶管机推进过程的中理论排土量所造成的。螺旋输送机的正常排土量应该为顶管机推进过程的中理论排土量的９５％～１００％。
（1）刀盘转速的选择：砾质黏土硬度较高，刀盘扭矩较大，适当减小刀盘转速，使每个切削断面在单位时间内切削次数减少，从而减小土体的扰动，D2800刀盘的转速要控制在1.35r/min，D2600刀盘的转速应控制在1.58 r/min 。
（2）土仓压力：土压力宜控制在1.5～1.8bar左右，防止土仓压力不足造成洞顶水土流失，出现土体坍塌。
（3）油缸推力的选择：由于此地层较硬，刀盘扭矩的最大值应保持在600KN·M，顶进速度控制在10～20mm/min，推力在1500～2500t之间，根据实际情况各参数值可进行适当的调整。
（4）顶管顶进尽量减小对原始地层的扰动，防止由于地层应力释放沉降问题的发生。因此，将顶进速度控制在10～20mm/min，同时将土仓压力变动幅度控制在±0.05bar，这样使顶管无论在顶进状态还是在停机状态，均可以相对维持土仓压力与掌子面的平衡，避免土压大起大落，产生对掘削地层的扰动，从而达到控制沉降的目的。 3.2.3 严格控制出土量
原则：保持精确出渣计量，确保出土不超量。由于顶管机的特殊构造，使其无法观察掌子面的情况，我们只能通过出渣量的大小来推算掌子面的情况，出渣量过大，掌子面就有可能出现了坍塌，所以必须控制好出渣量。由于土压平衡顶管工艺出渣量与实际掘进开挖土方量相差很小，所以每顶一节管出渣量为51m³左右。现场实际计量时，出土量控制可采用顶进88mm出渣1渣斗车（3m³）控制，如出土量超标，则上层土体可能发生沉降、塌陷，进而影响到既有地铁1号线的安全运营。在上穿施工过程中，项目部将安排专人对出渣量进行统计、分析，严格进行控制。 3.2.4注浆量控制
（1）严格控制注浆量和浆液质量
为了减少土体与管道间摩阻力，在管道外壁压注触变泥浆，在管道四周形成一圈泥浆
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套以达到减摩效果，在施工期间要求泥浆不失水，不沉淀，不固结，以达到减小总顶力的效果。
压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。穿越时，特别是当顶管机推进速度较慢时，应严格控制浆液压注的均匀性，避免注浆过于集中或间断，尽量有效合理填充建筑空隙。
压浆施工指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。
（2）泥浆配比：每立方
膨润土 40KG 水 950KG 纯碱 6KG CMC 2.5KG （3）压浆孔及压浆管路布置
压浆系统分为二个独立的子系统。一路为了改良土体的流塑性，对机头内及螺旋机内的土体进行注浆，浆液配比现场试验确定。另一路则是为了形成减摩泥浆套，而对管节外进行注浆。
（4）压浆设备及压浆工艺
采用泥浆搅拌机进行制浆，按配比表配制泥浆，纯碱和CMC应预先化开（CMC可以边搅拌边添加），再加入膨润土搅拌20分钟，泥浆要充分搅拌均匀。
压浆泵采用液压注浆泵，将其固定在始发井口，拌浆机出料后先注入储浆桶，储浆桶中的浆液拌制后需经过一定时间方可泵送至井下。本工程覆土较浅，注浆压力宜控制在0.05MPa左右。
3.2.5地面沉降控制措施
在顶进过程中，应合理控制顶进速度，保证连续均衡施工，避免出现长时间搁置情况；不断根据反馈数据进行土压力设定值调整，使之达到最佳状态；严格控制出土量，防止欠挖或超挖。施工过程中严格测量监控地面沉降，一旦发生沉降，立即采取补浆、注泥等措施修正，顶进结束后进行二次补泥。
4.施工进度计划
其中，1号通道顶进施工（58天）：2015年6月1日——2015年7月28日； 1号通道转场至3号通道、设备安装（13天）：2015年7月29日——2015年8月10日；
3号通道顶进施工（45天）：2015年8月11日——2015年9月25日； 3号通道转场至2号通道（10天）：2015年9月26日——2015年10月9日；
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2号通道顶进施工（51天）：2015年10月10日——2015年11月30日； 后期处理（15天）：2015年12月1日——2015年12月15日； 具体上穿既有地铁1号线时间见表4-1
4-1顶管区间上穿既有地铁1号线施工进度计划表
线路 上穿里程 DK22+522.778～DK22+541.778 DK22+522.778～DK22+541.778 上穿起止时间 ① ③ ② 平均日顶进速度 1节/2天 左线 6.18-6.23 8.25-8.31 10.26-11.01 右线 7.08-7.16 9.12-9.18 11.12-11.20 1节/2天 5、施工监测
5.1监测项目内容
根据对沉降监测的具体要求，结合本工程的具体情况，依据国家《工程测量规范》GB50026-2007，《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-1999，《建设变形测量规程》JGJ8-2007的规定，顶管施工时拟对以下方面进行监测：（1）相邻顶管通道的位移，地下管线的沉降和水平位移。（2）1号线盾构管片的沉降、水平位移。（3）地面沉降和隆起。（4）断面收敛。（5）洞顶位移。（6）土压力监测。
表5-1施工检测项目一览表
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5.2监测方法
（1）地面沉降及隆起采用水准仪监测
（2）建筑物沉降及倾斜采用水准仪、经纬仪和游标卡尺监测。 （3）结构沉降及上浮采用水准仪监测 （4）周边收敛采用收敛仪监测 （5）管片侧向土压力采用土压力计监测
（6）既有地铁1号线的沉降和位移采用水准仪和经纬仪监测 （7）地下管线沉降和位移采用水准仪和经纬仪监测
5.3监测频率
根据现场施工情况结合图纸要求，对常规监测频率进行动态调整，监测工作必须随施工需要实行跟踪服务，为确保施工安全，监测点的布设立足于随时可获得全面信息，监测频率必须根据施工需要实行跟踪服务，每次测量要注意轻重缓急，在顶管过管线密集区时要加密监测频率直至跟踪监测。
常规监测频率：掘进面距测量断面前后小于20m时，1~2次/天；掘进面距测量断面前后大于等于20m且小于等于50m时，1次/2天；掘进面距测量断面前后大于50m时，1次/4天。
5.4监测控制值及预警值
（1）地面沉降及隆起控制值为(+10mm,-30mm)，预警值为（+8mm,-24mm）。
（2）框架结构的沉降差控制值为0.002L（L为两测点的间距），预警值为0.0015L。 （3）建筑物裂缝控制值为2mm，预警值为1.6mm。 （4）结构沉降及上浮控制值为20mm，预警值为10mm。 （5）周边收敛控制值为30mm，预警值为15mm。
（6）管片侧向土压力控制值为89KN/m，预警值为71KN/m。
（7）地下管线沉降及水平位移控制值为刚性压力管30mm，其余40mm，预警值为刚性压力管24mm，其余32mm。
5.5测点布置
地表沉降测点：原则上每隔30m设1个主监测断面，地表隆陷测点沿隧道中线纵向每5~10m布设1个测点。各项监测项目及主监测横断面布点时，根据现场实际情况进行适当调整，确保点位布置合理、有效。地面沉降监测点布置如下，布置两个主测断面，相距25m,沿三条隧道轴线布置3条轴向测点，每条轴线8个测点，测点间距5m。
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地下管线监测点：施工前与各种管线单位联系，摸清地下管线的准确位置，并将管线落到具体的布点图上，按管线单位要求进行监测点的埋设，并做好监测点的保护工作。同时加强沿线巡视，发现问题及时解决。对重要管线要根据需要跟踪监测，并把监测信息及时反馈给各管线单位。根据本区段地下综合管线图资料来看，沿线电力线、电讯线、上水、雨水、污水、煤气及工业管道六类管道分布齐全，与顶管呈斜交、正交状，对施工监测提出了很高要求。管线监测点的设置时，尽量布设管线直接测点，以便真实、直接反映管线变化情况。
图5-1监控断面图
图5-2监控平面图
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5.6测量人员组织架构
在顶管上穿既有地铁1号线期间，对地面和1号线洞内进行实时值班监测，发现异常情况立即汇报，以尽早采取措施，每天的监测频率不小于4次，且每次测量结果均应报给项目总工和项目生产副经理。
表5—2测量人员配置表 姓名 程道威 张友民 吴 磊 王 凯 陈宇华
学历 本科 本科 本科 本科 本科 专业 工程测量 工程测量 工程测量 工程测量 工程测量 职务 测量工程师 测量工程师 助理工程师 测量技术员 测量技术员 工作年限 6 30 3 2 2 备注 技术主管 测量队长 现场测量负责人 现场测量 现场测量 表5—3测量仪器配置表 仪器名称 型号 精度 全站仪 拓普康GTS-332N 2”(2mm±2ppm) 精密水准仪 苏州一光DSZ2 1mm/km 光学经纬仪 J2 2’’ 普通水准仪 科力达KL 50 手持测距仪 HL–D60 600m±1.5mm 铟钢尺 2m 塔 尺 5m 50m钢尺 对讲机 电 脑 计算器 FA-82MS-1 备 注 所有计量设备均鉴定合格 本工程将严格执行国家质量标准，并达到相应工程要求。 数量 1台 1台 1台 1台 1台 1副 2副 2把 2对 1台 1台 6.地铁2 号线自动化监测
6.1监测项目及控制值
表6-1监控量测控制标准表
安全判别值 Ⅲ 1
序号 监测项目及控制值 隧道沉降控制绝对值 3mm以内 13
Ⅱ 4～5mm Ⅰ 5mm以上 ≤10mm 2 3 左右轨不均匀沉降 ≤4mmm 隧道隆起值 ≤10mm 3mm以内 3mm以内 3～4mm 3～5mm 4mm以上 5mm以上 以上控制值标准来源于设计施工图。
Ⅲ级管理——按施工组织正常作业，按正常频率进行施工监测，作周报表。 Ⅱ级管理——加密施工监测频率，作日报表，并适当调整施工步序，采取施工紧急措施。
Ⅰ级管理——停止施工作业，加强施工监测，作时报表，同时调整施工监测布点，采取施工应急预案。
6.2监测仪器设备及监测精度
以徕卡全站仪TCA2003（精度：0.5”,1mm+1ppm）为采集设备，配合相应的通讯及后处理软件，以实现自动化监测。
6.3监测周期及频率
对地铁运营线路的自动化监测一般情况下1次/20分钟，当施工影响较大或出现变形征兆时进行连续监测。顶管上穿1号线隧道时现场值班，随时进行监测。
6.4监测项目实施方案
（1）自动监测系统的基本组成（单线）如图6-1所示。 基准点 2组×2个点 徕卡自动 全站仪 变形监测点 5个断面×5个点 供电与通讯CDMA系统 计算机远程 监控 图6-1 自动监测系统的基本组成图
为实现本项目监测的自动化，工作基点站应设在隧道侧壁，同时设置四个校核点以校核工作基点。安装于基点站的TCA 2003全站仪与监测系统机房建立通讯联系，由机房控制
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全站仪对校核点和变形点按一定的顺序进行逐点扫描、记录、计算及自校，并将测量结果发送至机房入库存储或并进行整编分析。
对影响区间的位移量可以以影响区域以外的隧道本身为基准，监测数据只反映影响区域相对基准点的位移量，根据误差传播理论的计算在100米以内使用1”，1mm+1ppm的全站仪，观测精度可以保证在1mm 以内，当测站和观测点固定（或强制对中）时，可以较高精度地反映监测点的变形。该种方法可以同时测量水平及高程变化，即测量各点三维坐标的变化量。
（2）使用仪器
本方案拟采用徕卡TCA2003全站仪和配套的硬软件实现对地铁隧道变形的自动监测。
徕卡TCA系列自动化全站仪，又称“测量机器人”，该仪器精度高、性能稳定，其内置自动目标识别系统，可以自动搜索目标、精确照准目标、跟踪目标、自动测量、自动记录数据，在几秒内完成一目标点的观测，像机器人一样对多个目标作持
续和重复观测，并具有计算机远程控制等优异的性能。采用 徕卡Geomos软件系统进行变形监测，可以实现无人值守及自动进行监测预报，即实现变形监测全自动化。它不仅便捷、准确，而且可以减少传统意义上形变观测中的人为观测误差及资料整编分析中的可能造成的数据差错。
（3）工作基站及校核点设置
为使各点误差均匀并使全站仪容易自动寻找目标，工作基站布设于监测点中部，校核点布设在远离变形区以外，最外观测断面以外40米左右的隧道中，先制作全站仪托架，托架安装在隧道侧壁，离道床距离1.2米左右，以便全站仪容易自动寻找目标。
（4）监测使用的平面、高程基准点
监测基准点使用位于华强北站站台内的平面、高程控制点。 （5）隧道监测断面布置及监测断面内监测点布置
每个断面变形监测在通道底板中心附近布设一个沉降监测点一个位移观测点，中腰位置左右各布设一个水平位移监测点，一个收敛测点，隧道顶板布设一个沉降监测点一个收敛监测点，即每个监测断面布设六个监测点。各观测点用连接件配小规格反射棱镜，用膨胀螺丝及云石胶锚固于监测位置的侧壁及道床的混凝土中，棱镜反射面指向工作基点，各观测点位的布设见点位布设图。布设监测点应严格注意避免设备侵入限界，可以将监测点布设在图中位置。监测断面布置及监测断面内监测点布置详见下页相应布置图6-2、图6-3。
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图6-2 既有地铁1号线区间隧道监测平面布置图
图6-3 既有地铁1号线区间隧道监测图
监测方法：
本次监测拟采用徕卡Geomos软件进行自动变形监测，该系统由瑞士Leica公司开发用
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于自动型TCA系列的全站仪的自动监测，具有自动控制及变形数据分析功能，是目前该方面最先进的系统。该系统将自动完成测量周期、实时评价测量成果、实时显示变形趋势等智能化的功能合为一体，是进行自动变形监测的理想系统。
该系统具有以下特点与优点：
（1）在无人值守的情况下，可以实现全天24小时自动监测。列车运行时，系统也可以自动进行监测,克服了传统测量方法的不足 ,节约了大量的人力 , 为地铁提供了实时的安全运营保障。
（2）建立高精度的基准点，采用实时差分式测量方案，可以最大限度地消除或减弱多种误差因素，从而大幅度地提高测量结果的精度。变形监测点位三维精度优于1 毫米。
（3）简化了气象等附加设备，为系统在计算机控制下实现全自动、高可靠的变形监测，创造了有利条件。
（4）实时进行数据处理、数据分析、报表输出及提供图形等。 （5）远程监控，自动报警。
（6）在短时间内同时求得被测点位的三维坐标, 可根据设计方案的要求作全方位的预报。
将TCA自动化全站仪安置在隧道侧壁的强制对中托盘架上，现场通过变压稳压设备对其进行不间断供电，保证对其本身的长效供电电池充电，全站仪数据通过CDMA模块传输到数据中心（办公室），同时将监测指令传输到采集设备（全站仪）。实现远程自动的变形监测。
6.5信息化监测及成果反馈
（1）监测信息化
实现监测过程的信息化，建立顺畅、快捷的信息反馈渠道，及时、准确地测定各监测项目的变化量及变化速率，及时反馈获取的与施工过程有关的监测信息，供设计、施工及有关工程技术人员决策使用，才能最终实现信息化施工。为实现顺畅、快捷地反馈监测信息的目的，监测信息反馈流程如图6-4所示。
（2）监测成果反馈
每天以电子邮件方式向运营总部、业主、监理、设计等部门发送监测结果，包括监测成果说明及变形——时间曲线图。正常情况下，每周提交一次书面报告。数据异常时，立即电话上报相关各方，并于24小时内提交书面报告。
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项目部制定的经审核的监测方案 现场数据采集 监测数据整理分析 数据正常 监测48小时内提交成果报告 监测成果内部审核 信息数据超预警值 入库 立即上同时上报安全监执行超报业主、督机构、质量监预警值设计、监督机构。 方案，加理等单 密监测位 频率 执行调整后 监测方案 24小时内提交书面报告 协助分析变形原因 根据工程情况 业主、专家组判定工程是否安全 调整监测方案 安全 不安全 执行超停止施预警值工，启动方案，加抢险预密监测案 频率
图6-4 监测信息反馈流程图
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7、信息化施工管理
本工程施工强化信息管理，建立完善的信息反馈网络和现场指挥中心，应用“远程监控系统”，将施工面和监测点的即时情况及时反馈指挥中心，指导施工。
7.1 地面监测数据反馈
将地面变形监测数据、地下管线监测数据、建筑（构）物监测数据和地铁监测数据汇总后，传送到顶管工作面，指导顶管司机正确推进。
7.2 顶管各类参数反馈
将顶管姿态报表和顶管设备各类运行参数汇总后，传送到地面监控室进行数据分析。
7.3 数据分析
将隧道内数据通过回归分析，指导顶管推进。
7.4施工管理措施
（1）工作人员安排
顶管机在进入推进试验段后，进行24小时不间断连续施工，作业班组实行两班倒制——每班工作时间为12小时。班组人员实行井下交接班制度，相关人员各自移交工作。
同时项经部管理人员加强值班，每2人为1组，工作时间为当天8点到次日早晨8点，然后休息1天。两人分别驻守在顶管操作面和现场办公室，负责两处的总体联络工作。
顶管机进入推进试验段后，每天上午召开工程碰头会，对施工情况进行分析，商定具体施工措施，并布置当天施工任务。
现场办公室作为穿越施工的实时控制中心，各种信息、数据均在此收集、汇总。中央控制室内内备有顶管姿态测量报表、顶管推进和地铁监测报表、顶管推进施工参数表、顶管穿越地铁的位置关系图、地质剖面图等技术资料。技术负责人是中央控制室的主要工作人员，通过对推进的实时情况进行监控，对各种信息进行分析，及时调整施工参数，将指令传达给施工班组，指导顶管推进施工。若出现异常情况，技术负责人及时向上级技术部门汇报，取得指示后执行。在现场办公室专配有1台电脑，供技术人员数据分析、图表绘制等，还可用于向公司等部门进行信息通报。
在施工现场张贴各管理部门、设备维修单位、材料供应商、施工管理人员以及其它相关人员的联系方式。
所有管理人员通讯工具24小时开机，以便及时联络。 （2）材料安排
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在施工现场准备充足的材料，例如工程用料（管片、止水带、螺栓等）、注浆材料（水泥、膨润土、聚丙烯酰胺、纯碱、CMC等）、堵漏材料（海绵）以及顶管设备使用材料（液压油、润滑油脂等）。在其它物质供应上，将由项目部物资供应部门通力合作，确保施工物质材料的及时供应。另外顶管设备的配件供应仓库24小时值班，保证常用零配件及时供应。
8、安全技术保障措施
（1）施工人员进场后，必须进行入场三级安全教育。 （2）特种作业人员应持证上岗，严禁机械设备带病作业。
（4）加强现场洞内外用电管理、照明、高压电力线路的架设顺直、标准，保证绝缘良好。各种施工机械和电气设备均设置漏电保护器，确保用电安全；
（4）各种吊运机具设备正式使用前必须组织试吊、试运行。吊装作业中严禁超载。起重作业人员要严格执行《起重作业安全操作规程》，确保施工作业人员的安全；
（5）管片安装进行时，非操作人员不得进入管片安装区域，管片安装人员也不得站立在管片安装机上，管片安装机操作司机在操作过程中随时关注管片安装区域内人员情况；
（6）在进行紧固螺栓时，不得移动管片安装机，避免人员摔跌受伤；
（7）管片安装施工人员应观察并使管片安装机移动范围内的管线放到合适的位置，避免造成管线损坏；
（8）施工过程中不得用管片安装机进行非管片安装的拉、推、顶操作，避免损坏设备； （9）管片安装过程中操作人员使用的工具在使用完后立即放到稳妥的位置，避免工具从高处摔下损坏推进油缸等设备。
（10）吊机作业时要有专人负责指挥，上下要配有对讲机，严格按规范操作； （11）加强施工监控量测，特别是对隧道施工影响范围内的地表建筑物、地中埋设管线等涉及居民生活和安全的构筑物，制订专门的监控量测方案，实行专人负责，及时反馈监测信息，调整施工方法，确保地表构筑物的安全。
（12）施工材料及管片的吊运：落实吊运的设备、确定吊运吨位的匹配，对吊运的索具进行配置。制订相应的分项安全技术措施和操作规程，在吊运过程中进行监控。对起重设备的操作人员和指挥人员进行交底。
（13）渣土车司机必须经过培训，做到定人、定岗、定责，并严格执行设备安全操作规程；不准擅自离开岗位，离开岗位时卷扬机必须排档为零，切断电源；交接班时应仔细检查机车状态，确认完好。
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（14）在施工过程中对工期作合理安排，在思想上对可能出现的各种不良地质情况有所准备，在技术上对可能遭遇的塌方有详细的技术应对措施，当出现断层或其它不良地质现象时，一定要对地质情况作出详细的分析，充分了解围岩及其稳定性，按照就低不就高的原则加强支护，并且对围岩的变形加强观测和分析，对超过允许范围内的较严重变形洞段应及时采取相应的强支护措施，抑制围岩的进一步变形，能很好预防塌方的发生。
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9、抢险应急预案
9.1成立抢险领导小组
项目部成立以项目经理为组长的应急反应领导小组，项目安全总监、项目总工程师、副经理为副组长、各部门主管及全体职工个人分别对应预案的响应负责的应急组织机构。
组 长： 副组长：
在险情发生时由组长组织实施抢险，组员全力组织各抢险分队人员按要求实施抢险措施。
组长不在时根据顺序顶岗，在抢险需要长时间进行时，按顺序进行轮流值班。 全体职工在发现险情后按抢险预案上报程序立即上报，同时在现场的管理者按照制定的预案立即组织抢险。
9.2抢险领导小组成员职责
（1）组长职责：发生安全事故时，发布和解除应急救援指令；组织指挥应急队伍实施救援行动；向上级汇报和公司通报事故情况，必要时向有关单位发出救援要求；组织事故调查，总结应急救援经验教育等。
（2）副组长职责：协助组长负责应急救援的具体指挥工作。
（3）组员职责：协助组长和副组长做好事故报警、情况通报及事故处置工作；负责、警戒、治安保卫、疏散、道路管制工作；负责事故现场通讯联系和对外联系；负责协助抢险机械设备的调转；负责现场医疗救护指挥、受伤人员分类抢救和护送转院工作，负责抢险救援物质的供应和运输工作。负责事故现场的通讯联系和对外联系；负责与有关单位人员的紧急联络，在最短时间内，传达领导小组的抢险指令，做好与“110”“120”等单位的联系。
9.3应急预案
为确保既有地铁1号线运营绝对安全，除洞内顶进沉降有效控制措施外，地面措施也是必不可少的，预防在万一发生较大沉降时，采取应急措施进行处理。在施工监测的过程中，既有地铁1号线及周边地表沉降一旦接近预警值，立即会同业主、监理、设计及隧道管理单位根据监测情况制定有效措施，保证既有地铁1号线的安全运营。主要采取以下应急措施：
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9.3.1施工组织管理
（1）针对发生的具体问题，对施工人员进行交底，做到精心施工，同时加强值班管理及相应的监测。
（2）组织专门人员进行24小时现场监控。 9.3.2顶管顶进管理
（1）当发生顶管螺旋机出土不畅等情况时，采用交替正反旋转螺旋机进行处理，必要时可压注膨润土。
（2）顶管恢复推进前，对螺旋机闸门进行检查保养，确保必要时及时关闭。 （3）顶管穿越地铁过程中，如顶管机前部地铁隧道发生沉降可利用顶管机上的预留注浆孔从顶管机内压注双液浆。 9.3.3活节防渗漏措施
（1） 定期、定量、均匀地压注盾尾油脂；
（2） 控制壁后注浆的压力，以免浆液进入活节，造成密封装置被击穿，引起土体中的水跟着漏入隧道，活节密封性能降低；
（3） 管片居中拼装，以防顶管与管片之间的建筑空隙过分增大、降低活节密封效果，引发漏泥、漏水；
（4） 必要时，可每隔一定的距离压注一圈聚氨酯，作为止水保护圈。 9.3.4隧道变形对策
（1）地铁隧道隆起对策
如果地铁隆起超标（单节顶进后隆起3mm或累计值超过＋5mm时），检查操作过程，无异常时，优先考虑稳定土压力，调低推进速度，顶进10cm，根据地铁隧道监测单位提供的监测数据调整推进速度；其次再考虑稳定推进速度，调低土压力，顶进10cm，再根据地铁隧道监测数据调整土压力。
（2）地铁隧道沉降对策
如果地铁隧道沉降5mm之内，则在隧道内通过新增注浆孔，进行壁后双液注浆，注浆范围以地铁隧道中心为对称轴的前后5节内，每节管注浆量控制在0.2 m³～0.5 m³内。
（3）地铁隧道开裂渗水对策
若地铁隧道变形较大，并产生开裂、漏水时，待地铁停止运行后，在地铁隧道内通过注浆孔插入注浆管，压注双液浆。
（4）1号线、顶管隧道均有沉降对策
当出现这种情况时，顶管施工隧道沉降范围内以及与地铁重叠部位，采取连续多环壁
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后注浆或注泥，并根据土层情况，采用壁后注浆（注泥）或分层注浆，每节压注10个孔，每环注浆量控制在1～2 m³。在注浆过程中必须注意上下两条隧道的变形，注浆点的选择必须根据实际情况做到均衡、对称。
9.4应急装备及通讯网络
9.4.1 应急装备
根据工程可能出现的险情，主要配备如下应急物资： （1）救生器材：担架二副、急救箱一只；
（2）灭火器材：干粉灭火器若干只，放置在可能发生火灾的位置，经常检查，定期更换，以保证灭火器材符合消防要求；
（3）防汛器材：防汛器材见下表所示；
（4）地面保护材料：排水泵，注浆材料及设备，蛇皮袋、水泥、黄沙等。
表9-3防汛器材表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 器材名称 潜水泵 低吸泵 蛇皮袋 浸塑管 白棕绳 配电箱 大方锹 铁 柄 铅 丝 防水电筒 规格型号 40mm/380V / 50mm 12″ 数量 1台 1台 100只 100米 50米 1只 10根 10根 5公斤 10只 备注 9.4.2 通讯网络
项目经理部装备内线电话若干部和电话交换机以及外线电话。 内部通讯网络：现场配备有内线联系电话和对讲机。
外部通讯网络：外线有项目经理部值班室电话及项目经理部主要管理人员联系方式。
9.5应急救援队伍的任务、培训及演练
9.5.1 救援队伍组成及任务
事故应急救援队伍主要有三个梯队。
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事故发现者立即向项目经理部值班室汇报事故情况，同时由现场施工人员组成抢险队伍，在保证人员安全的情况下进行事故处理，等待救援队伍到来。
第一救援队伍由项目经理部现场管理人员及施工人员组成。由项目经理全权负责调度指挥。如果项目经理不在，可由项目经理部生产副经理全权负责调度指挥。
第二救援队伍由7305标指挥部指挥长及管理人员组成。由7305标指挥长直接担任或者委任公司副经理担任总指挥。
第三救援队伍由管理人员组成，必要时由公司向兄弟单位请求援助。由隧道股份总经理直接担任或者委任副总经理担任总指挥。 9.5.2 日常培训和演练
根据工程风险处理有关精神，结合本工程实际情况，制定 “安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”的风险控制方针。项目经理部建立值班和巡视制度，组织相关施工人员组成工程风险控制小组，定期巡视重点部位。工程值班人员将当天工程施工情况记录在施工日记上。项目经理部对施工中重点部位进行全程监控和定期检查；对可能发生事故隐患的其它部位和个人行为加强检查，落实整改措施；对事故隐患做到“三定”措施，及时消除隐患。
在日常施工作业中，结合施工特点，开展义务消防活动和各类预演，提高施工人员和管理人员的应变能力和对各项救助工作的操作能力。
9.6事故的处置
9.6.1 处置方案
针对事故中可能出现的紧急情况，项目经理部将分别制定有相应的应急预案，包括：防汛防台预案、防火灾处置预案、紧急逃生预案、管线保护方案等。事故发生后根据相应的事故处理方案进行处理。 9.6.2 处理程序
（1）首先在保证人员安全的情况下抢救伤员及国家财产，防止事故进一步扩大，保护好现场，等待救援队伍到来，直到险情得到控制。
（2）根据国家、地方、行业与上级规定确定事故分类及相应的报告程序，按照程序迅速、及时、准确地向上级有关部门报告，经有关人员来现场验证，发出指令后才可清理现场，恢复施工。
（3）根据国家、地方、行业和上级规定确定事故处理程序，组织专人调查事故产生的原因，记录调查结果，经过分析找出主要原因，提出针对性的防止同类事故再发生的纠
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正措施。
（4）组织实施纠正措施并监督验证其有效性。 事故上报程序：
发生工程事故及时上报顶管公司安全部门以及公司主管人员。 发生火警事故及综治事件上报顶管公司综治部门。 9.6.3 紧急安全疏散
当事故发生后，事故情形可能对周边建筑物、社会行人、施工人员以及施工区域建筑物有直接伤害时，及时组织行人进行疏散，对施工区域内非事故处理人员同时进行疏散，并在事故区域外设置警戒线，并派相关人员帮助警戒和维持现场秩序，必要时请求上级部门批准启动紧急预案，同时报警，实施社会人员疏散。 9.6.4 工程抢险抢修
工程抢险抢修在确保社会人员和施工人员人身安全的前提下，对出现的工程险情实施抢险抢修，必要时报上级部门，请求支援。 9.6.5 现场医疗救护
当事故现场出现伤员需救护时，首先用预备的担架将伤者抬离危险区域，查清受伤情况，并拨打120救护。同时对受伤者采取行之有效的临时救治。尤其对触电者的救护，需对伤员进行人工呼吸和心脏挤压法实施救治。实施者为现场经过培训的安全员，以确保紧急救治效果，直至救护人员到场连续救治。施工现场配备担架二副、急救箱一只。
9.7 社会支援
9.7.1 人员
在本公司救援队伍不能满足抢险要求时，由公司指挥长或被委派人向兄弟单位请求人力支援。如果需要社会专业机构支援的，由总指挥向相关单位请求支援。 9.7.2 抢险设备和物资
在现场备用抢险设备、物资不能满足抢险要求时，用抢险总指挥委派专人负责向社会调集抢险设备、物资。 9.7.3 医疗、救护
当事故发生后，可能危及到施工人员生命和社会人员的生命时，可立即采用危急时社会救助。拨打援助电话：
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