地裂缝专项施工方案

西安市轨道交通工程施工质量验收技术资料统一用表施工质量验收资料通用表CJ2—26编号施工组织方案报审表（A2）工程名称：西安地铁二号线会展中心至韦曲南段土建施工D2TJSG-22标段编号：致：广东重工建设监理有限公司（监理单位）我方已根据施工合同的有关规定完成了会展中心-三爻区间通过地裂缝段初支专项施工方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。附：会展中心-三爻区间通过地裂缝段初支专项施工方案承包单位(章)项目经理资质证号辽121060803317日期专业监理工程师审查意见：专业监理工程师岗位证号日期总监理工程师审核意见：项目监理机构总监理工程师岗位证号日期本表一式三份，建设单位、监理单位、承包单位各一份西安市地铁二号线D2TJSG-22标段会展中心-三爻区间通过地裂缝段初支专项施工方案编制审核批准中铁十九局集团有限公司西安市地铁二号线一期土建工程D2TJSG-22标项目经理部二零一一年二月二十日中铁19局集团目录一、工程概况.............................................................1二、工程地质与水文地质...................................................12.1、工程地质............................................................12.2、水文地质............................................................2三、施工方案.............................................................23.1、概况................................................................23.2、隧道结构处理........................................................53.3施工方法.............................................................6四、监控量测.............................................................94.1监测目的.............................................................94.2监测项目............................................................10五、质量保证措施........................................................10六、安全保障措施........................................................116.1安全保证措施........................................................116.2施工突发事件的预防及处理............................................136.3施工安全技术措施....................................................141一、工程概况会展中心至三爻区间位于长安南路上，从会展中心站南端沿长安南路，穿过绕城高速跨长安南路桥向南到达三爻站。区间设计里程为：YDk20+623.000—YDK21+797.5，ZDK20+623.000—ZDK21+797.5（短链2.865m）其中右线长1174.5m，左线长1171.635m。区间断面为单线单洞马蹄型隧道，洞顶覆土7.9~21.8m，线间距13~24m，采用矿山法施工。设两处临时施工竖井，其中1#施工竖井位于环岛东路上，为二号线后备线车站预留竖井，2＃竖井及联络通道位于南绕城高速与长安南路立交的东北侧，里程为YDK21+220，在YDK20+830处设一废水泵房。二、工程地质与水文地质2.1、工程地质本标段属黄土梁与黄土塬交汇处，主要地层为全新统地层人工填土、上更新统风积黄土及中更新统饱和软黄土、古土壤。按“时代从新到老”、“第四系地层按粒径由细至粗”、“黏性土依据塑性指数、工程特性；砂类土依据密实程度及分布差异等细分为亚层”顺序统一编号，并结合本区段的工程地质断面，划分岩土层。每个岩土层分别按岩土层代号，岩土名，时代成因，岩性描述如下：①全新统地层（Q4）1-1杂填土(Q4ml)由碎石、灰渣及黏性土组成，较密实。站区地表大面积分布。一般厚1.8～2.2m，平均厚1.95m。1-2素填土(Q4ml)主要由黏性土组成，含白灰渣及少量砖瓦碎块，疏密不均。一般厚0.6-2.1m，平均厚1.32m。站区地表较少量分布。2-10黑垆土(Q4el)褐色，虫孔发育，见多量白色钙质条纹，含蜗牛壳碎片。坚硬～硬塑状态。一般厚0.9m～2.4m，平均厚1.68m。位于人工填土下，站区内基本连续分布，为中压缩性土，具湿陷性。②上更新统地层（Q3）3-1新黄土(Q3eol)褐黄色，大孔、虫孔发育，见少量白色钙质条纹及蜗牛壳碎片，坚硬～可塑状态。一般厚8.9～10.9m，平均厚9.65m。站区内连续分布。为中压缩性土，具湿陷性。3-2古土壤(Q3el)红褐色，具针状孔隙，含多量白色钙质条纹及结核，团粒结构，底部结核富集成30cm左右硬层。坚硬～硬塑状态。一般厚1.9m～4.6m，2平均厚3.75m。为中压缩性土，不具湿陷性，站区内连续分布。③中更新地层（Q2）4-1-2饱和软黄土(Q2aol)褐黄色，大孔、虫孔发育，含少量白色钙质条纹，见蜗牛壳碎片，软塑～流塑，以流塑状态为主。一般厚6.7～8.2m，平均厚7.48m。站区内连续分布。为中压缩性土。4-2-1古土壤（Q2el）红褐色，具针状孔隙，含多量白色钙质条纹及结核，团粒结构，中间夹薄层黄土，常称“红二条”。可塑状态。一般厚4.4～6.1m，平均厚5.3m。站区内连续分布。为中压缩性土。4-1-4～4-2-9古土壤（Q2el）红褐色，见针状孔隙，含多量白色钙质条纹及结核，团粒结构。硬塑～可塑状态。一般厚1.1～3.7m，平均厚2.38m。2.2、水文地质场地地下水属地下潜水类型，稳定水位埋深15.20～22.20m，相应高程为414.57～421.08m，整体北低南高。勘察期属近低水位期，据西安市多年水位观测资料，拟建场地低水位期为7～9月，高水位期为12月至翌年3月，水位年变幅2m左右。该区间场地潜水赋存于上更新统残积古土壤、中更新世风积黄土及古土壤等粉质粘土中。根据地勘资料描述，该区间隔水层与含水层界限不明显，含水层厚度约20～80米，渗透性整体属中偏弱，且由上自下变弱。潜水补给主要有大气降水等地表水渗入补给。潜水主要流向为NW。潜水排泄方式为迳流、人工开采及蒸发消耗等。按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）划分，环境类型为III类。据地下水水质分析结果，判定该地下水及土体对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。三、施工方案3.1、概况区间隧道共穿越穿越f11、f12两条地裂缝。3.1.1地裂缝的成因①构造基础3西安断陷受应力场控制，应力－应变分析表明，在NE-SW向挤压应力与上地幔隆升作用下，产生形变。作用的结果在NW-SE向出现伸展应变。这种伸展应变是材料的泊松效应，也是渭河盆地区域主应力的成因。长安一临潼断裂是渭河盆地中最活跃的一条铲式断裂，西安低序次的正断层组就发育在它的上盘。西安断块的掀斜是伸展作用和重力作用的结果，NW向的伸展应变是掀斜的基础，重力是掀斜的条件，重力作用对非直立张性断裂的作用能使断块发生有规律的掀斜。陡倾角的正断层无论是在无围压或低围压的地表或在有一定围压的地壳中上部，沿其滑动都较容易；而对于缓倾断层，尤其在围压增加的情况下，沿原有的软弱面滑动所需的应力较陡倾的新裂面大，故易在围岩中产生新的破裂断层，这就是长安——临潼断裂上盘发育一系列陡倾正断层，即西安地裂缝产生的原因。②过量抽取深层承压水在过量抽汲地下水的情况下，含水砂层的水位降低，砂层与粘性土层原有的水力平衡状态被破坏。在新的水力梯度作用下，粘性土层中的孔隙水压力逐渐降低，一部分原来由孔隙水承担的上覆荷重转移到粘土颗粒组成的骨架上，有效应力增加，造成土层压密。这种形式的变形大部分是不可逆的，属于塑性变形，是产生永久性地面沉降的主要原因。地面沉降对地裂缝的影响作用是通过地裂缝(包括下伏断层)两侧黄土梁与洼地之间由于地层结构差异而引起的差异释水压密固结，使得断层上下两盘的垂直下沉变形不同步，两盘产生相对位移，从而引起地裂缝超常活动。③其它影响因素地裂缝活动的影响因素是极其复杂的，除了上述两个重要因素外，其它诸如地层条件、降雨及地表水入渗、建筑荷载及动荷载等也有一定的影响作用。3.1.2西安地裂缝的活动规律①据监测资料，西安地裂缝有垂向位移、水平拉张和水平扭动共3个方向的活动。其中以垂向位移最为强烈，活动速率5～30mm／a，最大为56mm／a；水平拉张居中，为2～10mm／a；水平扭动最小，为1～2mm／a。②活动速率存在不均匀性。活动速率在时空上分布不均，西安市东南郊一带活动速率高，一般在5～30mm／a，西北郊相对较弱在1～10mm／a之间。同一4条地裂缝不同地段活动强度也有差异，总体规律是东强西弱，南强北弱。③地裂缝活动存在周期性。大周期与地震活动有较好的对应关系，完整的大周期为400～780a，中周期为20～24a，短周期与承压水位动态基本一致，约3～4个月。④地裂缝目前的活动强度明显受人类活动因素影响，如西安电子城地区自上世纪80年代末，随着各类企业的大规模迁入，地裂缝活动迅速增强，成为当时地裂缝活动最为剧烈的地区。3.1.3目前f11、f12地裂缝的活动规律①f11地裂缝现阶段年平均活动速率16.4mm/a，最大29.55mm/a，且活动性有增强的趋势。f11地裂缝发育于南窑头黄土梁南侧，西起南寨子，向东经市第七医院至南窑村西。上世纪90年代末期至今，活动状况有加剧迹象。在地铁二号线附近，于绕城高速长安收费站入口处经长安南路，一直进入到陕西省交警总队院内。出露地点从西向东主要有绕城高速入口处上坡段路面、长安南路路面、交警总队院墙及院内道路、球场、停车场等处。以上各处地裂缝发育明显，路面呈台阶状，北高南低。裂缝走向NE70°，地面出露较平直，裂缝宽3～6cm。2006年4月至2006年12月，该段地裂缝活动明显加剧，绕城高速立交东北侧人行道上，地裂缝陡坎高度由3cm增至7cm。②f12地裂缝在1990-1993年平均活动速率1.29mm/a，现阶段活动性有增强的趋势，东三爻村中民房已出现破裂。f12地裂缝发育于东三爻村黄土梁南侧，西起三森国际家居城，向东经长安南路、东三爻村、穿过绕城高速至曲江管委会办公区，出露长度约2km。在鑫古月租赁公司(三爻钢模板租赁站)院内，可见水泥地面及房屋立墙开裂，地铁二号线位置在租赁站门口附近。东三爻村居民多家房屋墙体开裂，路缘错断，错断位移3～5cm，一般南侧相对下降，表明该地裂缝近几年处于活动状态。裂缝走向约NE50°，倾向SE，倾角80°。东三爻村居民总数约2万余人，生活、生产用水全部来源于开采深层承压水，近年来随着生产发展，生活水平提高，用水量急剧增加，导致深层承压水开采量增加，是该段地裂缝活动性加剧的原因。3.1.4地裂缝最大变形量及隧道设防长度的确定①地裂缝最大变形量根据相关研究报告预测地裂缝百年沉降量，将各条地裂缝最大垂直位移量统5一取为500mm。地裂缝处单面坡通过，且不应使变形后地裂缝处成为该区间