天津博物馆保护技术

单位：中铁十六局集团第二工程有限公司发布时间：二零一一年十一月工程名称：天津市文化中心交通枢纽工程发布人：马洪杰为适应天津经济社会的快速发展，体现城市发展定位，完善城市文化服务功能，全面提升天津城市形象，满足人民群众日益增长的文化需要，天津市委、市政府决定建设以“文化、人本、生态”为主题的天津市文化中心。一、项目简介1.工程背景地下商业上空乐园地下商业5.3万平方米地下自行车库0.3万平方米地下自行车库0.3万平方米地下车库0.9万平方米地下仓库0.8万平方米地下自行车库0.9万平方米地下自行车库0.5万平方米地下车库2.0万平方米大剧院地下空间1.65万平方米博物馆地下空间1.89万平方米美术馆地下空间0.73万平方米图书馆地下空间1.17万平方米地下车库2.0万平方米地下自行车库0.3万平方米地下自行车库0.2万平方米地下自行车库0.4万平方米地铁上空越秀路上空-3-6-8-4-4-6能源中心0.15万平方米地下商业上空乐园地下商业5.3万平方米地下自行车库0.3万平方米地下自行车库0.3万平方米地下车库0.9万平方米地下仓库0.8万平方米地下自行车库0.9万平方米地下自行车库0.5万平方米地下车库2.0万平方米大剧院地下空间1.65万平方米博物馆地下空间1.89万平方米美术馆地下空间0.73万平方米图书馆地下空间1.17万平方米地下车库2.0万平方米地下自行车库0.3万平方米地下自行车库0.2万平方米地下自行车库0.4万平方米地铁上空越秀路上空-3-6-8-4-4-6能源中心0.15万平方米2.工程概况地铁Z1线地铁10号线天津市文化中心交通枢纽工程土建第四标段，位于枢纽工程的西南部，总建筑面积约30000平米。包括地铁10号线和地铁Z1线文化中心站。该工程合同开工日期为2009年9月30日至2011年9月30日。车站主体为地下三层钢筋混凝土框架结构，采用盖挖逆作法施工。天津市文化中心交通枢纽工程土建四标段确保天津博物馆的安全是施工当中的重中之重地铁车站基坑紧邻天津博物馆，基坑南侧最近处离博物馆边缘仅4米成员姓名性别文化程度职务组内职务组内分工1胡昌玉男本科项目经理组长组织协调2王英茹女本科项目总工副组长组织策划3汤粉林男本科副经理副组长组织策划4马洪杰男专科施技部部长组员组织实施5闫震男本科技术员组员组织实施6魏忠男本科技术员组员组织实施7李艳光男本科技术员组员质量检查8袁黎明男本科技术员组员质量检查9闫莉男专科资料员组员资料收集10朱雷男专科测量班长组员测试测量现场型小组类型每月2次活动频数人均80小时QC教育10人小组人数2009.11—2011.9活动时间2009年11月成立时间天津地铁项目QC小组小组名称二、小组概况三、选题理由理由二：天津博物馆为国家级重点建筑，珍藏着无数国宝级文物。地铁车站施工难免在一定程度上会影响到正常开放的博物馆。确保博物馆安全是施工当中的重点。理由一：天津文化中心交通枢纽工程位于天津市中心地带，紧邻市政府新建的办公大楼，为展示天津现代化和国际都市文化形象而建设，是天津市头号重点工程，安全问题作为头等大事来抓。理由四：施工期间出现问题势必造成重大的政治影响，对企业形象和公司信誉造成严重的损失。基于以上理由，我们确定了“确保天津博物馆在地铁深基坑施工中的安全”的实施课题，将工程的安全确定为主控方向理由三：地铁车站基坑施工影响范围内地质条件复杂。地下水位高，且含水层呈层状分布，在垂直水平方向具有明显差异，开挖易产生渗漏水等风险，影响博物馆沉降变形。四、现状调查天津文化中心交通枢纽工程位于天津市中心城区，包括地铁10号线和Z1线车站，紧邻天津博物馆。地铁车站为地下三层钢筋混凝土框架结构，最大开挖深度达到28米，基坑开挖势必会对博物馆造成一定程度的影响。天津博物馆为国家级重点建筑，珍藏着无数国宝级文物，并且地铁施工期间正常开放。因此，保护博物馆的安全是施工当中的重中之重。天津博物馆为框架抗震墙结构，体形为半圆形，下部采用钢筋混凝土结构，在钢筋混凝土结构上部采用钢管混凝土柱支撑网架根据业主和上级领导要求，务必保证天津博物馆的安全问题，沉降值不超过安全报警值。一定要保证天津博物馆正常开放并且安全无事故，QC小组把总体活动目标定为：活动目标五、设定目标博物馆沉降值控制在24mm之内博物馆变形值控制在24mm之内博物馆变形超过报警值博物馆沉降超过报警值地连墙接缝夹泥旋喷桩存在缺陷地连墙变形博物馆基础变形地下水过度下降接缝旋喷桩质量不合格施工车辆冲击造成影响基坑漏水过度降水造成基坑外土体变形六、原因分析基坑外土体位移地连墙接缝刷壁次数不足超深地连墙刷壁不合格接缝高压旋喷桩在砂层内难以成桩降水井布置不合理土方开挖速度过快基坑暴露时间过长盖挖逆作施工工期较长监测数据发生错误监测仪器精确度不足施工材料存在质量问题接缝漏水外界环境影响数据确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查地连墙接缝刷壁次数不足影响超过30%为要因胡昌玉王英茹2009年11月现场检验情况：根据现场调查跟踪记录施工的连接幅和闭合幅地连墙共计20幅，发现白天施工的地连墙成槽后，都能满足刷壁次数8次以上，但是晚上成槽的地连墙其中有3幅不满足刷壁次数，但经过超声波检测后基本合格。3/2530%，确认为非要因结论地连墙接缝刷壁次数不足是非要因确认一：地连墙接缝刷壁次数不足针对分析过程中出现的9条末端因素，采用现场调查、分析研究、比选验证的方法逐条进行要因确认七、确定要因经过超声波检测大部分合格确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场检验监测仪器精确度不足影响超过30%为要因汤粉林朱雷2009年11月现场检验情况：结论监测仪器精确度不足是非要因通过现场检验，发现因为监测仪器精确度不足造成监测数据出现问题的情况极为少数，不足3%，确定是非要因。确认二：监测仪器精确度不足确认三：地连墙接缝高压旋喷桩砂层不成桩确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查现场检验地连墙接缝高压旋喷桩在砂层地层内不成桩影响超过30%为要因王英茹马洪杰2010年5月现场检验情况：地连墙接缝根据设计图纸要求每个接缝施工3根互相咬合的高压旋喷桩，作为止水帷幕，以保证地连墙接缝一旦出现缺陷，进行封堵，防止基坑渗漏水。但是根据现场桩体取芯验证，发现在砂层地层范围的旋喷桩40%不成桩，确认是要因。结论地连墙接缝高压旋喷桩在砂层地层内不成桩是要因确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场检验部分施工材料存在质量问题影响超过30%为要因王英茹马洪杰2010年5月现场检验情况：结论旋喷桩施工的部分施工材料存在质量问题是非要因质检员和材料员严格检查进场的水泥等物资，调查发现进场水泥基本都能满足合格要求，但是由于现场存储不当，没有专用的仓库存放，以至于造成部分水泥造成潮湿变质。通过检查处理了部分变质的水泥，占总量的3%左右，确定是非要因。确认四：旋喷桩施工的部分施工材料存在质量问题确认五：行驶车辆冲击影响监测数值确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场检验行驶车辆冲击影响监测数值影响超过30%为要因马洪杰闫震2009年12月现场检验情况：博物馆附近为天津市主干道路友谊路交通繁忙，因此监测数值的收集肯定会有一定程度的影响，为此我们采用自动化监测系统24小时不间断监测博物馆的沉降值，最大程度的保证了监测数据的准确性，由此可以确认是非要因。结论施工车辆冲击影响监测数值是非要因确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场检验土方开挖速度过快影响超过30%为要因汤粉林袁黎明2010年1月现场检验情况：组织现场工班班长，每天召开现场会，对土方开挖过程中出现的问题及时进行协调，每天安排人员24小时值班，对出现的问题随时处理，防止变形过大。验证发现对基坑安全影响不大，确认是非要因。结论土方开挖速度过快是非要因确认六：土方开挖速度过快确认七：盖挖逆作施工周期长确认方法确认内容确认标准确认人确认时间讨论分析盖挖逆作施工周期长影响超过30%为要因马洪杰闫震2009年11月现场检验情况：为保证博物馆的正常开放，文化中心地铁采用盖挖逆作法施工。盖挖逆作施工工艺具有对周围环境影响小的优点，但是整体工期较慢，与明挖车站相比，土方开挖、主体结构钢筋、混凝土等工序施工都会受到影响，整体工期延长了30%，确认是要因。结论盖挖逆作施工周期长是要因确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场检验降水井布置不合理影响超过30%为要因魏忠李艳光2009年12月现场检验情况：现场的降水井布置直接和以后的基坑降水息息相关，提前制定了专门的降水方案，同时经过了专家论证。经过现场验证基坑降水井的降水量基本满足施工要求。除设计变更部分未能考虑到盾构下沉段的深度变化，造成盾构下沉段土体含水量过大，占总体基坑面积的2%。降水井布置不合理是非要因结论降水井布置不合理是非要因确认八：降水井布置不合理确认九：过度降水造成基坑外土体变形确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场检验过度降水造成基坑外土体变形影响超过30%为要因魏忠李艳光2010年1月现场检验情况：提前制定专项的降水方案，按需降水，分层降水，但经常会出现地下水位变化较大的情况，经过调查发现是由于过度抽取地下第二层承压水，造成承压水水位变化，使基坑外土体变形过大。确认是要因。结论过度降水造成基坑外土体变形是要因①1杂填土⑥4粉质粘土⑦粉质粘土⑧1粉质粘土⑧22粉砂⑨1粉质粘土⑾1粉质粘土⑾4粉砂⑾44粉细砂⑿1粘性土⑿2粉砂⑧22粉砂④1粘性土QC小组制定对策表，针对要因制订了对策和措施，并落实责任人和完成时间序号要因对策目标措施地点负责人完成时间1地连墙接缝高压旋喷桩在砂层地层内难以成桩围护结构外侧增加止水帷幕基坑不漏水1.在博物馆和地连墙之间施工一道三轴搅拌桩作为止水帷幕，防止水土流失，造成博物馆沉降；施工现场胡昌玉王英茹汤粉林2009.11~2010.12盖挖逆作施工周期长博物馆基础增加防护措施博物馆基础变形可控1.在博物馆拱角基础和基坑之间施工两排钻孔灌注桩，对其进行隔离保护；胡昌玉王英茹马洪杰2009.11~2010.23过度降水造成基坑外土体变形严格按照降水方案执行基坑降水地下水位可控制1、经过专家研究，合理布置降水井；2、按需降水，保证水位位于安全埋深以下即可；3、根据监测数据随时调整抽水量，防止过度抽取承压水；王英茹马洪杰闫震2009.11~2010.2八、制定对策234312657891011121314151617181920212223242526272829303132333435363837394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798991001011021031041051061071081091101111121131141151161171181191201211221291281301311321331341351361371381391401411421431441451461471481491501511521531541551561571581591601611621631641651661671681691701711721731741751761771781791801811821831841851861871881891901911921931941951961971981992002012022032042052062072082092102112122132142152162172182192202212222232242252262272282292302312322332342352362372382392402412432442452462472482492422502512522532542552562572582592602612622632642652662672682692702712722732742752762772