北京地铁四号线二十标段风险点排查及应急措施

2020/1/171北京地铁四号线第二十标段风险点排查及应急措施时间：2004年11月15日2020/1/172一、工程概况北京地铁四号线20标段工程北京地铁四号线第包括颐和园站～北宫门站区间、北宫门站～龙背村盾构接收井区间、北宫门车站和龙背村盾构接收井的主体和附属的土建工程、降水工程。颐和园站～北宫门站起讫里程为：K25+341.7～K26+418.0，区间长度1076.3米。设两个联络通道，其中一个联络通道与泵房合建，里程为K25+550.0，另一个联络通道里程为K26+048.011。北宫门站～龙背村盾构接收井区间起讫里程为：K26+591.0～K27+085.0，区间长度494米，最小线间距为12m，最小曲线半径为350m,区间隧道平均覆土厚度10米左右。2020/1/173区间隧道为外径6m，内径5.4m，管片拼装衬砌的单洞圆形隧道，管片环宽1.2m，管片砼C50，S12。北宫门站为双层双跨岛式车站，车站起讫里程为：K26+417.3～K26+591.7,有效站台中心里程为K26+493，外包总长174.4m，外包总宽20.9m。车站围护结构采用Φ800@1400mm的钻孔灌注桩，桩顶设1200×900冠梁。桩间采用挂网喷射混凝土保持桩间土稳定。北宫门车站的地下水包含上层滞水（埋深6.40m）、潜水（埋深16.00m）。盾构接收井起讫里程为：K27+085.0～K27+099.0,长14m,宽29m。2020/1/174二、风险点、难点分级按照风险可能出现的概率、对工程可能增加的困难程度、人员财产损失及社会影响大小、对工期的影响程度，风险点和难点分级见下表。表中按影响因素由高向低排列，有一项达到者即可列为该级。2020/1/175风险点、难点分级表因素分级可能出现概率或增加的困难程度人员财产损失或社会影响延误工期AAAAA高(难)大长AAAA较高(较难)较大较长AAA中(中)中一般AA低(易)小较短A较低(较易)较小不延误2020/1/176三、抢险组织机构为保证北京地铁四号线20标段施工安全，危险点一旦出现险情，能够做到及时、迅速、有效抢险，将险情控制在最小范围，将损失减小到最低限度，特成立抢险领导小组.抢险领导小组：组长：宁锐(项目经理)副组长：李永明(副经理)、孙平利(项目总工)、杨震（副经理）抢险队：第一队：队长，石小军负责北宫门车站工区；第二队：队长，刘高峰负责盾构工区经理部及工区联系电话：车站工区：负责人—石小军、电话—13301186963盾构工区：负责人—刘高峰、电话—01062872638经理部：调度—曾刚、电话—0106286362020/1/177四、准备抢险物资，提供物资保障平时备好雨衣、手电、方木、编织袋、草袋、工字钢、钢管、钢板、引水管、防毒面具等抢险物资，发电机、水泵等设备放置在距离开挖面15米处，竖井地表准备3-5cm碎石30m3，材料应分类堆码整齐，标识清楚，专料专用。所用材料、构件和设备应符合国家和行业标准的规定，以及设计要求，应具有出厂合格证和质量证明文件。施工中发现损坏和减少应及时更换和补充。物资设备部负责日常检查抢险物资及设备的完备情况。2020/1/178五、本标段已排查出的风险点、难点1、盾构区间的风险点、难点1.1盾构机过人工湖时AAAA级通过时间2005年8月-2005年8月1.2盾构机过50m段隧道顶部为圆砾、砾砂的隧AAAA级通过时间2005年8月-2005年9月1.3盾构机过180m段隧道底部1.0-1.5m为卵石-圆砾隧道AAA级1.4盾构机过党校成教院内52m高假山时AAA级通过时间2005年8月-2005年9月1.5盾构机通过颐和园路下时，控制地面沉降AAA级通过时间2005年8月-2006年8月2020/1/1791.6盾构机通过380m砂层AAAA级通过时间2005年11月-2006年1月1.7盾构机通过110m硬岩（最高强度达76m）AAAA级通过时间2005年12月-2006年1月2006年2月-2006年3月1.8盾构机通过党校成教院研究生宿舍楼AAA级通过时间2005年8月-2005年9月2006年7月-2006年8月1.9龙背村老加油站下调头井施工AAAAA级通过时间2005年5月-2006年10月2020/1/17102、北宫门车站的风险点、难点2.1横跨主体结构36孔电信管线的保护AAAAA级通过时间2004年12月-2005年1月2.2一号风道处，43m电信管线的保护AAAAA级通过时间2006年2月-2006年3月2.3北宫门车站开挖土体切除大有基坑锚索AAAAA级通过时间2005年2月-2005年3月2.4车站南侧靠颐和园路的围护结构失稳AAAAA级通过时间2006年4月-2006年10月2.5北宫门车站基坑开挖出现涌水处理AAAA级通过时间2005年2月-2005年5月2.6如果出现暴雨北宫门车站雨、污水管倒水AAA级通过时间2006年2月-2006年3月2020/1/1711六、各风险点的风险分析、预防措施及应急预案（1）盾构区间风险点的风险分析、预防措施及应急预案1.1盾构机过人工湖时，如何确保隧道、盾构机及人工湖的安全；颐和园人工湖最大深度2.7m，最小深度1.6m，湖底到隧道顶部的浮土厚度8m，从上到下0.5m~1.4m的粉土填土、5m厚的圆砾-砾砂、2.6m厚的粉质粘土。盾构机通过人工湖的长度190m。盾构机过人工湖时，决定采取不排水施工。风险分析：当盾构掘进土压未控制好，湖底沉降、隆起超限时，会导致人工湖水力与掘进掌子面连通。预防措施：通过计算和以前的施工经验相结合，确定合适的土压，快速通过人工湖，人工湖的沉降控制在-20~+10mm之间。2020/1/1712应急预案：当人工湖水力与掘进掌子面连通时，先冷静观察土仓里水压变化情况，若水压力变化较慢，不要停机，加快盾构机掘进速度，直接通过人工湖，盾构掘进中采用双液注浆；若盾构机里水压力急剧增加，而且形成喷涌时，快速关闭盾构机螺旋输送器，停止掘进，注满盾尾油脂，撤离隧道里所有人员。组织人力及时向人工湖底回填粉质粘土、膨润土和泥袋子，回填厚度0.5m。回填结束后，盾构机司机启动刀盘，刀盘空转2分钟后，开始出土，同时观察土压传感器和螺旋输送器出土情况，若传感器压力稳定，出土正常，就继续掘进，不正常时，再向人工湖里抛泥袋子。等盾构机通过人工湖后，再组织人力清理和修补人工湖。2020/1/17131.2盾构机过50m段隧道顶部为②5圆砾、砾砂的隧道，如何建立盾构机土压，确保掘进安全；此段隧道地面上有一栋新修建的带地下室的2层公寓，隧道上方的地层分别为渣填土、粉细砂、②5圆砾-砾砂。风险分析：当土仓欠压，扰动上面卵石层时，易引起土体塌方，导致地面沉降，引起公寓不均匀沉降和开裂，亦可能引起盾构机土仓与党校人工湖水力连通，使盾构机出现喷涌，掘进受阻，从而引起地面大面积沉陷，造成安全事故。预防措施：通过计算和以前的施工经验相结合，确定合适的土压；在进入此段地层之前检修好盾构机，准备快速通过不利地层，在掘进中加大泡沫使用量和注浆量，必要时采用双液浆。把地面和房屋沉降控制在-20mm~+10mm。紧急预案：出现险情后，紧急疏散住户，并上报相关领导，及时在隧道里面进行二次注浆，加强地面和房屋监测，并注意房屋有无新裂纹出现。如果地面继续沉降，房屋出现裂纹，对房屋实施保护措施，隧道里继续二次注双液浆，地面上用备用的工字钢，原木斜撑房屋，并在房屋沉降大的一角进行二次压注双液浆。盾构机继续掘进。2020/1/17141.3盾构机过180m段隧道底部1.0~1.5m为卵石-圆砾的隧道，如何建立盾构机土压，确保刀盘和刀具安全。此段隧道上方地质从上到下依次分别为渣填土、粉质粘土、粉细砂、粉质粘土；隧道掌子面上部为粉质粘土，下部为卵石-圆砾，地面上有9栋单层的民房。风险分析：此段卵石层较长，掘进中保护刀具安全，确保顺利通过是关键，尽量避免在此段换刀；次段地层底下水丰富，影响土仓压力的建立，土仓压力欠压时间过常会引起地面沉降。预防措施：盾构机进入此段地层之前，认真检修盾构机，确保在此段掘进正常。加大泡末的使用量，推进压力要合理，停机时间不能太长，而且停机前要建好土仓压力。应急预案：出现险情后，紧急疏散住户，并上报相关领导，及时在隧道里面进行二次注浆，加强地面和房屋监测，并注意房屋有无新裂纹出现。如果地面继续沉降，房屋出现裂纹，对房屋实施保护措施，隧道里继续二次注双液浆，地面上用备用的工字钢、原木斜撑房屋，并在房屋沉降大的一角进行二次压注双液浆。刀具磨损严重，无法掘进时，启用带压换刀预案。2020/1/17151.4盾构机过党校成教院内52m高假山时，突然受到地面集中荷载，如何建立好盾构机土压，确保盾构机安全；此处隧道上方的地层分别为粉土、粉细砂、粉质粘土，还有部分中~微风化砂岩。风险分析：在此段正好是粉质粘土和中~微风化砂岩的分界面，盾构机的掘进模式应在此改变，如果土仓压力建立不好，或土压平衡转换半敞开模式过早，会引起地面沉降。预防措施：在此段盾构机掘进时，建立土仓压力要考虑到地面假山的附加荷载；在不影响掘进的情况下，土压要尽量偏大；在地层变化面处，等盾构机刀盘全部进入中~风化岩层后，再开仓换刀，把齿刀换成滚刀。应急预案：当假山出现沉降超限，或假山周围的砌石出现裂纹时；加大测量频率，提高盾构机土仓压力和注浆压力，并在隧道内二次补浆，保护盾构机和假山的安全。2020/1/17161.5盾构机通过颐和园路下时，如何控制地面沉降，确保地面行人和车辆安全；颐和园~北宫门区间隧道上方地质分别为渣填土、粉质粘土、粉细砂、粉质粘土；北宫门~龙背村调头井区间隧道上方地质分别为渣填土、粉土、粉质粘土、粉细砂。风险分析：盾构机掘进如果碰到地下流砂，水囊等，土仓压力变化无规律，螺旋输送器出现喷涌，如果盲目掘进会引起塌方，会引起地面坍方，威胁到交通安全。预防措施：根据地面的监测数据，及时准确调整土压，严格控制盾构机出土量不得大于理论出土量，如果地面水丰富，掘进要加大泡沫使用量，提高渣土的不透水性，确保掌子面的稳定。在盾构机运行正常的情况下，快速通过公路地段。2020/1/1717紧急预案：如果遇到水囊或其它不利因素影响，预测到可能会引起大面积沉降时，建立好土压，注满盾尾油脂，停止盾构机掘进，上报监理，组织技术人员进行原因分析和处理方案讨论，分析土仓水多以及土仓压力变化快的原因，如果是地层本身含水丰富，就加大泡沫使用量，直接掘进；如果是因为临近的地下水管破裂，先治理水管，在掘进。必要时请专家到现场分析指导。地面沉降速率快，即将威胁到地面行车安全时，迅速派紧急疏散指挥员到现场值勤，及时通知项目部领导，监理、业主及交管部门。组织专车把预备的钢板运到现场，在沉降大的地方铺设钢板，同时加强地面监测，如果沉降继续发展，快速立好交通导改标志，并上报交管部门,破开路面，进行注浆，在隧道内采取二次注浆。2020/1/17181.6盾构机通过380m砂层时，在此地层中换刀较危险，如何降低刀具磨损速度，确保盾构机一次通过砂层；此段位于颐和园路下，地质从上到下依次为渣填土、粉土、粉质粘土、粉细砂，隧道掌子面地层均为粉细砂。风险分析：在含水丰富的粉细砂中掘进，如何建立好土压，控制好盾构掘进速度，避免粉细砂发生液化是盾构机掘进的控制重点。若土压建立不好，盾构机操作不当，掘进缓慢，对周围地层震动较大，就容易引起地面沉陷。粉细砂层自稳较差，尽量不在此段换刀。预防措施：粉细砂中磨刀较严重，通过加大泡沫使用量，减慢刀盘转速，来控制刀具的磨损速度，尽量使盾构机一次通过粉细砂层。掘进要快速，建压要合理，使盾构机平稳通过粉细砂层。应急预案：如果刀具磨损严重，无法继续掘进时，采用带压换刀，换刀期间加强地面监测。如果操作不当，引起地面沉降，及时通知项目部领导、监理、业主及交管部门，封锁路面，采用注浆，排除