盾构进出洞冻结施工方案

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盾构进出洞冻结施工方案

(2)电气安全用具与装置

安全用具必须根据相应电压等级,工作条件适当选用,使用完毕妥善保管。现场电工对照有关材料标准定期检查和实验。电气安全装置实现一机一闸、一箱一漏,均三级配电二级漏电保护装置。

(3)用电设备安全措施

保护电器型号、规格的选择按设备运行要求;各类开关的型号、规格选择按其所控制的负荷种类和负荷电流;各种启动电器按相应电机的规格和运行要求选用,由专职电工把关,执行验收制度。

(4)严格执行国家城市建设环境保护部(施工现场临时用点安全技术规范)标准,当地市供电局(压用户电器装置规程)DL/T 672-2017标准下载,市政管理部门及总公司、分公司制定的各项安全标准和安全规定。

灭火器半年由分公司治安保卫员检查一次;把灭火器知识作为工地安全教育内容之一。

5.1 冻结施工对地下管线的影响分析

在盾构进出洞冻结加固施工过程中,可能引起地层沉降和影响地下管线安全的施工作业主要有以下几个方面。

(1)垂直冻结孔施工:钻孔位置碰到地下管线,可能损坏管线。或钻孔泥浆进入雨水管等沟槽,将其堵塞。

(2)水平冻结孔施工:钻孔过程中造成水土流失,从而引起地层沉降和上访管线变形损坏。

(3)地层冻结:当管线在冻结区内时,可使管线冷缩变形,但一般不会损坏,但当水管内的水不流动时,可使管内水冻结,引起堵管和管子冻裂。

(4)冻胀融沉:由于土层冻胀可引起地下管线变形,但根据工程实践,地层冻胀隆起一般不会很大而损害地下管线。地层融沉引起的地层沉降一般也不会超过30mm,但当与其它因素共同作用后,或管线的变形能力较差时,也会引起地下管线损坏。

(5)初期地层沉降:在工作井施工过程中,一般都会引起周围地层沉降,从而使地下管线处于受力状态。

(6)盾构进出洞:在盾构进出洞过程中,由于盾构机头正面土压力往往要远小于原始土压力,从而引起水土损失和地层沉降,这是引起盾构进出盾构进出洞口附近地层严重沉降的主要原因。此外,如地层为砂性透水地层,盾构进出洞口往往存在不同程度的漏水漏砂情况,这也引起地层的严重沉降的重要原因。

5.2 冻结施工技术措施

根据本工程特点,在冻结施工方案制定中主要采取以下地下管线保护技术措施。

(1)垂直冻结孔施工时要避开管线位置。必要时移动冻结孔开孔位置,用斜孔钻进的方法使钻孔距离管线不小于0.5m。

(2)当钻孔不能避开地下管下时,或不能确定地下管线是否碰到钻孔时,要挖出地下管线并对其进行必要的防护,确保钻孔施工不会损坏管线。

(3)随时检查地下管线沟槽是否进泥浆,如泥浆进入了管线沟槽,应及时排除清洗。

(4)水平冻结孔采用二次开孔工艺开孔,并采用夯管法安装冻结管,确保冻结孔施工过程中不发生水土流失。

(5)安装好水平冻结管后,冻结管与孔口管之间用机械式止水装置止水。

(6)一旦在水平冻结孔施工过程发生了水土流失,立即在地层浅部孔进行注浆补偿。注浆量为土体流失量的1~1.2倍。注浆方法与技术参数见跟踪注浆。

(7)对冻结区内的水管,要挖出并进行保温,防止水管冻坏。

(8)在进洞口水平冻结施工中,加大外圈孔冻结深度,待盾构机头进入冻结圆筒后再凿除地连墙和拔除洞口内的冻结管。

(9)要确保洞圈止水装置可靠有效。并应尽量不减小或增大盾构正面土压力。

(10)盾构进出洞后要及时对管片后进行充填注浆。

(11)跟踪注浆:根据实测地层沉降情况进行跟踪注浆。

1)注浆方法:利用在内衬墙上的预埋注浆孔注浆和利用隧道管片的增设注浆孔注浆。

2)注浆范围:冻结施工影响区。

3)注浆深度:为地面或管线以下3m至洞口之上2m。

4)注浆孔布置:按孔间距1.0~2.0m布置,根据地层沉降情况采取跳孔注浆。

5)浆液材料:水泥-水玻璃双液浆。配比为:水泥和水玻璃的溶液体积比为:1:1,其中水泥浆水灰比为:1:1。水玻璃溶液采用B35~B40水玻璃加1~2倍体积的水稀释。水泥采用PO.32.5普通硅酸盐水泥。浆液凝胶时间为45~180s。

6)注浆量:加固体积的15%~20%,每米注浆孔注入浆液为150~200l。盾构出洞冻结区注浆量为左线228.2m3,右线206.7m3,单个盾构进洞冻结区注浆量为39.1 m3。

(1)委托专业单位按照有关测量规范编制监测方案,对施工影响范围内的管线进行沉降监测。

(2)弄清地层及管线的初始沉降量,按有关测量规范确定本次地层及管线沉降的报警值。

(3)对地面、深沉地层和重要管线沉降进行定期监测,一般情况下为每天一次。在以下情况下应加大测量频度:在盾构进出洞过程中;当地层及管线沉降有明线加速沉降趋势或接近警戒值;钻孔及其它原因引起了明显的水土流失。

(4)及时将监测结果报送总包方、项目监理及其他现场施工管理部门。

5.4 其它管线保护措施

(1)实行公用管线保护责任制,项目经理为本工程公用管线保护的责任人。

(2)在开工前,认真阅读甲方提供的地下管线资料,弄清可能影响施工或受施工影响的地下管线的种类、规格、位置、走向、埋深、完好程度与施工情况,填写公用管线施工配合业务联系单。

(3)在施工平面图上表明影响施工或受施工影响的地下管线,分析各管线可能影响施工或受施工影响的程度,并据此制定相应的保护措施。

(4)工程实施前,向有关管线单位提出监护的书面申请,办妥地下管线监护交底。

(5)在开工前,由项目经理组织,把施工现场地下管线的详细情况和制定的管线保护措施向项目技术负责人、工地主管、班组长直至每一位施工作业人员作安全技术交底,填写管线交底卡。

(7)在施工现场设置必要的管线安全标志牌。

(8)工程实施前,对参与本工程施工的全体职工进行“保护公用管线重要性及损害公用管线危害性”的宣传教育,学习有上级行政管理单位颁发的管线保护规定,要求所有职工严格遵守。

(9)在施工过程中发现管线现状与交底内容不符或直接危及管线安全等异常情况时,应暂停影响管线安全的施工作业,并立即通知建设单位和有关管线单位,商议研究处理措施。不得擅自处理。

(10)一旦发生管线损坏事故,在24小时内报项目监理、建设单位和上级管理部门,特殊管线立即上报并通知有关管线单位要求抢修。项目部要积极组织力量配合抢修。

(11)对认为原因造成地下管线损坏的事故,要按“三不放过”的原则进行处理,认真吸取教训。

6 施工进度及资源配套计划

施工准备4天,每个进、出洞口冻结孔施工工期均为15天,集配液圈安装工期均为5天,积极冻结工期均为35天,拔管工期均为1天。在施工冻结孔时进行冻结站安装,安装工期为12天。从施工准备到盾构进、出洞拔管结束总工期为60天。

6.2 水、电供应计划

水电用量见表6.2。冻结钻孔施工和冻结站安装期间用电约为76.5kw,用水约1m3/h。冷冻站开始调试和转入制冷运转后,用电量最大约为盾构出洞312kw、盾构进洞187kw。冻结制冷期间新鲜冷却水补给量约为10m3/h。

盾构出洞冻结施工劳动力配备计划见6.3。打钻和安装工序平行作业,每个冻结站期间进驻施工现场施工人员最多约41人,其中施工管理人员7人,打钻20人,冻结安装与运转7人,焊工4人,电工1人,勤杂2人。

项目经理部组织见附图。

6.4 设备材料供应计划

打钻和冻结施工设备分别按各自计划工期提前到达现场。通用材料和设备易损配件准备齐全,施工专用材料提前2天准备到位。需要特殊加工的专用设备器件按照设计要求提前加工以满足施工工期和质量的要求。一个端头井进出洞冻结施工的设备及材料消耗表6.4和表6.5。

表6.1 施工进度计划(单个进、出洞)

表6.2 水电用量计划(一个冻结站)

表6.3 劳动力配备计划表

表6.4 设备供应明细表(一个冻结站)

表6.5 材料用量供应计划表

临时工程详见表7.1,冻结施工场地约202 m2,布置在盾构工作井附近。冻结站布置见图7.1。

表7.1 措施工程一览表(一个冻结站)

图7.1 冻结站布置与冻结系统示意图

8 主要工期、安全质量技术措施与保证体系

(1)优化施工组织设计,严格执行ISO9002标准,对整个项目统筹管理。以高素质的施工人员和优良设备为基础,以先进的技术手段为保障,以质量进度为目标的激励机制,确保工程进度达到计划控制目标。

(2)选用足够数量的大功率钻机施工冻结孔,缩短冻结孔施工工期。

(3)合理布置冻结孔位,实现最佳冻结效果,加快冻结速度。

(4)冻结工程中的临建施工、钻孔以及冷冻站的安装平行作业,缩短施工工期。

(5)盐水冻结采用先进高效冷冻机组,既便于安装又加快制冷降温速度。

(6)实现信息化施工,通过实时监测盐水温度、盐水流量、液氮排气温度和测温孔温度,及时调整冻结运转参数和分析冻土形成状况,为确定盾构出洞时间提供科学依据。

8.2 安全质量技术保证措施

(1)在打第一个冻结孔时,分析主要地层钻进过程的参数变化情况,检查地质、水文情况,如有异常,及时采取针对性措施。

(2)制订严格的冻结施工质量标准。控制冻结孔间距。如个别超标,应整体分析交圈情况,决定是否采用补孔措施。

(3)为了保证冻结工程质量,使用国内最先进氟里昂螺杆盐水制冷机组和冻结工程监测系统。

(4)开孔前对照设计图纸复查孔位,钻机基础要牢固,钻机机身安平正。在钻进的过程中要随时检查钻机的平正情况。

(5)不同的地质条件使用采用不同的钻进参数,严格控制钻进压力。

(6)钻进过程中严格监测孔斜,施工头几个孔时要增加测斜次数。测斜后要及时绘制钻孔偏斜透视图,发现超偏及时纠正。

(7)严格执行冻结管的焊接操作规程,不但要确保焊缝不漏,而且要保证接缝强度。冻结管安装后及时进行测压试漏,并复测孔深,绘制冻结壁形成预计图。

(8)每个冻结器都要安装控制阀门,及时调整各个冻结器的流量。通过流量和温度测定,随时掌握冻结器的运行情况。

(9)安装盐水干管时要确保设计坡度,以免管内聚积空气影响盐水的流动。盐水系统应设置放空阀。

(10)监测地层的温度变化,及时预计冻结壁的发展状况。

(11)在打开洞口前,要打探孔验证地连墙附近土层的冻结状况。打开洞口后,要对暴露冻结壁表面进行保温,并严密监测其壁面的温度变化和变形情况。

(12)监测地表变形,如发现隧道推进过程中发生明显地层沉降问题,立即采取注浆加固。

(13)密切注意隧道盾构进出洞口冻结施工的相互干扰。

(14)及时向业主、监理单位通报冻结施工情况,认真快速处理业主、总包方、监理单位对冻结施工提出的建议和要求。

(15)遵守各项规章制度,冻结施工中的各种设备严格按照操作规程进行操作。

8.3 冬、雨季施工技术措施

(1)凡参加冬、雨季施工的人员都必须进行冬、雨季施工的安全教育,并进行安全交底。

(2)冬季施工冻结孔时,需要对泥浆系统采取防冻措施,钻塔要有塔衣并配取暖设施。

(3)室外冬季施工的工人要戴好保暖与防冻用品,在上冻路面上作业要小心防滑。

(4)对处于0℃以下环境温度的水管与盛水容器要采取保温措施,停止使用时要放净管内或容器内的积水。

(5)冷冻站与井口要设排水沟,对低洼的施工场地,周围要设挡水围堰。

(7)雨后进行冻结站设备安装时,应注意防滑。现场吊装的临时道路,应每天派专人检查、维修,特别是雨后要观察是否有沉陷,以防重车陷入软土或倾斜翻车。

(8)机电设备在雨季到来前,必须做好设备防潮,防霉、防锈等工作,并做到:

1)设备进场后应用专门的防护措施,一定要防雨、受潮,对其机械部分要经常加油并进行转动防止锈死,所有机电设备均要安装漏电保护。

2)变压器、避雷器的接地电阻必须测一次,如大于标准值,必须及时处理,对于避雷器要做一次预防性实验。

3)各种机械的电器开关要有防雨、防潮设施,使用电动工具应采用双保险措施。对电焊机焊把线、电缆线等应定期检查是否老化、破损,不合格的应调换和修理,防止漏电事故。

(9)雨季应对职工住房、临时办公用房、库房等进行检查和修理,严防因下雨导致漏电事故。

(10)凡参加雨季施工的人员都必须进行雨季施工的安全教育,并进行安全交底。

(11)开工前了解当地的历史气候情况,根据当地的历史气象资料,结合具体的开工日期,考虑天气特点合理的安排工期,避开不利的施工天气,科学地进行施工。争取科学、合理的缩短施工工期,同时给业主交出一个优质工程。

8.4 安全与质量保证体系

严格按照ISO9002质量体系要求进行项目的施工和管理。根据国家、行业、地区安全现行法规制定适合本项目的安全管理制度,按照制度对项目安全施工进行经常性、制度化、规范化的管理。项目部建立施工安全组织系统和相应的责任系统,对员工进行安全教育,提高安全意识,确保安全施工。在对项目施工安全、质量全面控制的同时,建立完整、可靠的安全与质量保证体系。

项目部建立工程项目质量保证体系,对工程质量进行严格管理,对关键工序的施工制定严格的控制程序。

质量与安全管理网络见图8.1和图8.2。

(1)公司全体员工严格遵守当地有关工程文明施工标准及管理规定,提高文明施工水平,创建文明工地。

(2)为了创造良好的施工环境,必须对施工现场进行文明施工管理,围蔽工地。临设布置应方便生产和生活,临时房屋布置要符合防火安全和工地卫生的规定。

(3)现场施工人员一律要佩戴工作胸卡和安全帽,必须穿着本公司统一的制服。遵守现场的各项规章制度。

(4)坚决执行开工报告制度,开工前提交开工报告,经监理部和承包方批准后执行。

(5)认真按政府主管部门和监理部的有关技术法规和规章制度组织施工,杜绝一切违章指挥和违章操作的现象,确保工程质量。

图8.1 项目部管理网络图

图8.2 项目部安全管理网络图

(7)为了减少和避免对周围的干扰,采取有效措施,在冻结站周围进行隔音处理,使冻结站冷冻机的噪声控制在国家《施工场界噪声限值》的标准内。

(8)项目经理部对自检和监理单位组织的检查中查出文明施工存在的问题,不但要立即纠正,而且要针对文明施工的薄弱环节,抓改进和完善,使文明施工不断优化和提高。

(9)项目部值班人员按时交接班,认真作好施工记录,不得与闲散人员交谈、玩耍。

(10)值班人员遇到业主、承包方、监理检查工作时,应主动介绍情况。

(11)重要作业地点与施工场地应设有操作规程、值班制度和安全标志。

(12)物料堆放整齐,并有名称、用途、存放日期等标记。

9.1 危险源及应急处理措施

9.1.1 进出洞口冻结管被凿漏

(1)在出洞口地连墙上打探孔测温,查明紧贴地连墙的冻结管位置。凿洞门时应避开冻结管。

(2)一旦冻结管被凿漏,立即关闭漏盐水的冻结管,或关闭漏氮气的液氮供液阀门。

(3)待冻结管内盐水放净后补焊冻结管的漏洞。焊好漏洞后即恢复冻结。

(4)在盾构进出洞前,必须补好所有漏盐水的冻结管。

9.1.2 拔断冻结管

停冻后拔除出洞口前方的冻结管,严格按照拔冻结管方法和步骤执行,拔管过程应当注意以下几点:

(1)拔管前进行化冻试验,合理确定化冻时间和起拔力。

(2)按设计要求控制最大起拔力,防止发生断管。

(3)起拔松动冻结管后再拆除热水循环管路。

(4)尽量在较短时间内完成拔管。

如发现冻结管被拔断,立即采取以下方法进行处理:

(1)立即停止拔管,待拔完其它冻结管再处理被拔断的冻结管。

(2)继续进行热水循环。

(3)拔出供液管,在冻结管内下拔管器拔管进行拔管。拔管器应下到孔底。

9.1.3 盾构进出洞后地层沉降、塌陷

(1)监测出洞口上方的地层沉降和地连墙位移。根据经验,地表融沉的水平影响距离约15m。并定期巡查地面和构筑物是否有变形、开裂情况发生。

(3)如发现地面严重塌陷,立即撤离附近设备和人员,并用砂土充填塌陷区。

9.1.4 盾构机头被冻结

(1)在盾构通过冻结壁时避免推进停顿和刀盘停转。

(2)盾构推进通过冻结壁时,如因土体冻结造成排土困难,可在盾构机土仓内灌入比重1.24~1.26的盐水。

(3)一旦盾构机头被冻结,可在机头内用锅炉加热化冻。

9.1.5 积极冻结期间冻结管盐水漏失

(1)一旦发生冻结管盐水漏失,立即查明漏盐水的冻结管并关闭该冻结管盐水供应。

(2)在出洞口打探孔取样化验土的含盐量及冻结强度,证明冻结壁强度达到设计要求后再盾构出洞。

9.2 组织机构与响应机制

9.2.1 组织机构与职责

组 长:叶铭银 负责现场应急准备与响应全面工作。

副组长:叶 青 负责现场应急救援的组织实施。

组 员:武文军 负责冻结作业面现场抢险工作。

孔军伟 负责钻孔施工的应急救援工作。

王学军 负责注浆施工的应急救援工作。

胡少华 负责现场现场保护(警戒)与疏导。

游旭辉 负责交通、资料与联络工作。

谢 军 负责安全用电工作。

王圣武 负责现场应急物资管理。

孔军伟 负责钻孔施工的应急救援工作。

9.2.2 应急设备与材料准备

急救工具用具:担架、笼箱、医药箱、救护用车(外叫)。

应急材料:水玻璃3t,水泥10t。

9.2.3 应急救援培训与演练

项目部对应急人员进行应急准备相关培训;

对应急现场人员进行岗位教育和消防知识的教育:对扑救火灾、救护人员的知识能力教育;对抢救摔伤人员的知识能力教育;对紧急切断电源、抢救触电人员知识能力教育;对控制机械事故损坏或伤害,防止机械事故继续扩大教育;

组织一支义务消防队,并每年组织一次义务消防演习,检验应急准备工作的充分性;

制定切实可行的安全施工方案及安全技术交底,并对周围环境进行监护,备足备好应急工具和应急用品,做好预防准备。

9.2.4 一般事故的应急响应

当事故或紧急情况发生后,当事人向项目部负责人报告,并采取应急措施,防止事态扩大;

现场项目经理组织应急成员对事故进行处理,并在24小时内向公司安全保卫部报告。

9.2.5 重大事故的应急响应

重大施工安全事故发生后,当事人或发现人,立即向项目部负责人报告,同时采取应急措施,防止事态扩大;

项目部负责人应立即向总公司和总包单位汇报,并在2小时内提交书面报告。

紧急事故发生时,发现人应立即报警;

向内部报警,简述:出事地点、事态状况、报警人姓名;

紧急事故处理后,项目的负责人应在24小时内填写《应急准备和响应报告书》,一式两份,自留一份,消防保卫事故、安全事故报安保科(部)。

附图1 ……站南端头井出洞门位置图

SL551-2012标准下载附图2 ……站北端头井进洞门位置图

附表1 冻结孔施工记录表

孔号: 机号: 2008年 月 日

设计长度(M): 设计保温长度(M): 设计倾角(第1排孔):

施工孔深(M): 下管长度(M): 保温长度(M):

记录: 班长: 电焊工:

DB37/T 4270-2020 安全生产举报投诉处置规范.pdf附表2 冻结管试压验收记录表

附表3 冻结站运转记录

2008年 月 日

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