地铁施工中对既有建筑物的安全防护.doc

1、地铁施工对既有建筑物的安全防护地铁施工对既有建筑物的安全防护一、 QC小组情况（一）本QC小组成立时间、注册登记情况及成员组成部分情况见下表：组成时间注册号本课题名称课题登记日期活动时间2005.10地铁施工对既有建筑物的安全防护2005.10.12005.10.12006.7.4 QC小组成员等级表（二）活动情况：小组自组建以来，运用全面质量管理方法，围绕“地铁施工对既有建筑物的安全防护”这一课题，发扬民主，不断开展QC活动，活动出勤率100%，发言率85%以上，小组成员接受TQC教育人均48小时以上。取得了较好的成果，做到了施工对周边环境影响最低，实现了的安全和质量目标。（三）小组历次活动

2、成果：第一次活动解决中关村站一号风道深基坑开挖以及降水对海龙大厦影响的问题，为安全施工提供条件；第二次活动解决中关村黄庄区间两座过街人行天桥的影响，为隧道的顺利开挖提供条件。（四）合理化建议：1、建议施工前先调查摸清周边高大建筑物与地铁结构的相对位置关系，施工（降水）期间加强观测，以控制建筑物的沉降和倾斜。2、建议及时分析量测数据，以数据指导基坑开挖和安装钢支撑。3、隧道开挖前先与上方建筑物产权单位联系取得相关信息，做好建筑物的保护或者拆迁工作。二、 选题理由1、中关村站位于中关村大街与北四环路交叉十字路口南侧，呈南北走向，为全埋式地下车站。车站主体位于中关村大街海龙电子城东侧人行道、辅路和主

3、路上，车站为两层三跨岛式站台，全长179.9m，标准段总宽22.5m；车站共设四个出入口和两个风道。一号风道采用明挖法施工，基坑开挖深度13.5m，基坑距20层海龙大厦仅11.6m，基坑开挖及降水将对海龙大厦产生影响。2、黄庄中关村区间隧道上方两座过街人行天桥，其中白颐路8号天桥一根桩基位于区间隧道右线上方，白颐路9号天桥四根桩基位于区间隧道左线上方，隧道开挖通过两座天桥时，必然对天桥产生影响，同时影响下方隧道施工。 3、北京地铁四号线中关村站是首都重点形象建设工程，也是2008年北京奥运会建设的重点工程。黄庄中关村区间和中关村站位于北京市高科技园区中心，地铁结构位于城市主干道下方，施工周边商

4、业高度发达，保证周边环境安全为施工关注重点。4、可行性论证：领导特别重视，施工设备和专业施工人员等客观条件易解决；我部团队精诚团结，有开拓创新精神，队伍专业素质好，能吃苦，战斗力强，善于开拓新技术。三、 基本做法根据施工的实际情况以及施工步序的开展，将海龙大厦的安全防护、白颐路8号和9号天桥的加固作为本课题的攻关重点。围绕重点，从2005年10月1日至2006年8月6日共进行了二次PDCA循环（如图一所示）。经过二次PDCA循环的摸索探讨和实践，取得了良好的效果。历次PDCA循环提高图A P C D时间：2005.12.192006.03.25问题：解决过街人行天桥的加固问题效果：将两座人行天

5、桥预先加固，下 方隧道开挖顺利，确保了天桥安全。时间：2005.10.012006.08.06问题：解决海龙大厦安全防护的问题效果：实施有效的围护措施，加强监控量测及时分析数据，以数据指导施工，确保了海龙大厦的安全。 （一）第一次PDCA循环时间：2005月10月01日2006年08月06日活动重点：解决施工时对海龙大厦的安全防护P1阶段（计划阶段）现状调查：1、中关村站一号风道深基坑开挖，会对坑边20层海龙大厦房屋结构造成不均匀沉降。2、基坑开挖完成后，后续施工中基坑的稳定被破坏也将会对周边的建筑物产生影响。3、 地铁施工大范围降水作业，导致地面沉降，将会危及周边建筑物。根据以上现状得出结论

6、，并进行因果分析，作因果分析图。对周边建筑物产生影响基坑开挖过程支撑安装不及时造成围护结构变形破坏开挖时基坑边缘坍塌基坑开挖完成后降水施工降水过快导致地面沉降坑边堆放沉重物品引发基坑变形降水导致不均匀沉降人为因素吊装操作不当碰撞支撑和基壁监测数据误差造成决策失误周边渗漏水引起边坡失稳通过施工过程中的观察以及对应监测结果的分析，对上述问题进行了统计结果如下：序号原因项目影响频数频率%累计频率%备注1支撑安装不及时造成围护结构变形破坏425252吊装操作不当碰撞支撑和基壁318.7543.753坑边堆放重物品引发基坑变形212.556.254降水过快导致地面沉降212.568.755周边渗漏水引起

7、边坡失稳212.581.256监测数据误差造成决策失误16.2587.57降水导致不均匀沉降16.2593.758开挖时基坑边缘坍塌16.25100合计16100由上表作排列图： 34支撑不及 吊装操作 基坑边缘 降水过快 周边渗漏 监测失误 降水不均 开挖基坑 项目 不当 对方重物 水 匀 边缘坍塌22211125%43.75%56.25%68.75%81.25%87.5%93.75%100%频数N=16 频率%100%80%60%40%20%161412106428制定对应措施：1、基坑开挖过程中，支撑安装不及时造成围护结构变形破坏为主要原因，为关注重点。2、基坑开挖完成后，后续施工里对基

8、坑、基坑护壁、钢支撑等做好防护措施，吊装过程中安排专人指挥，杜绝影响基坑稳定性的事件发生。（重点）3、深基坑开挖过程中，及时对基坑四壁进行网喷混凝土，在薄弱部位增加土钉，以保证基坑边缘不会坍塌。4、降水施工中，合理安排降水区域和降水节奏，防止由于降水过快，引发地表沉降威胁周边建筑物的安全。5、在海龙大厦角上布置6个变形观测点，编号是CJ1、CJ2、CJ3、CJ4、CJ5、CJ6。监测前先做好监测人员的培训工作，监测中尽量避免因人为而造成的漏测、频率不够等情况，监测数据及时分析。6、施工前先做好周边有水管线调查，施工过程中做好管线渗漏监测，做好施工用水规划控制，防止地表水冲刷坑壁、浸泡基坑。D1

9、阶段（实施阶段）：按照对应措施，确定最基本、最重要原因，针对对策措施，制定合理的施工方案，在施工过程中从施工和监控两方面进行实施控制。施工中的防护措施：1、开挖时及时安装钢支撑施加预应力。2、开挖时及时对四壁进行网喷混凝土，薄弱点用土钉加固。3、开挖完成，在后续的施工中。对钢支撑做好防撞保护，防止吊装过程中撞击钢支撑，四壁网喷混凝土则每天专人进行检查，发现问题，及时修补。4、降水施工，有计划有节制降水，每天监测水位，防止地表沉降。5、做好周边有水管线渗漏监测和施工用水规划控制，防止地表水冲刷坑壁、浸泡基坑和边坡饱水失稳。监控测量：在海龙大厦角上布置CJ1-CJ6沉降监测点，具体点位如下图：C1

10、阶段（检查阶段）：通过监测阶段的数据可以看出，CJ1-CJ6六个测点，在开挖完成后1-7天内沉降速率在0.1mm/d左右波动，最大值为-0.64mm/d，在许可范围值内。开挖完成后的7-30天内，沉降速度基本保持在0.1mm/d范围内，开挖完成30天之后，沉降速率在 0-0.007mm/d之间，已基本稳定。深基坑周边位移保持在5mm，速率在0.01mm/d0.13mm/d内波动，累计位移最大值6.5mm。A1阶段（总结、处理阶段）：通过此轮循环活动，保证了基坑施工安全和周边建筑物安全，为后续施工创造了条件。实践证明，在大范围降水和深基坑开挖的同时，进行对周边大楼的监控测量是有非常必要的，不但保

11、护了周边大楼的安全，同时也为安全快速施工收集了数据，积累了经验。及时对深基坑进行钢支撑架设及时对四壁进行网喷混凝土对基坑周边进行监控测量（二）第二次PDCA循环时间：2005月12月19日2006年3月25日活动重点：解决区间两座过街人行天桥的加固问题。P2阶段（计划阶段）：现场调查：白颐路8号天桥和白颐路9号天桥与地铁隧道结构垂直相交，天桥为中关村大街过街行人使用。天桥的主桥均呈工字形，上部为三跨简直钢混梁结构，两段桥梯钢砼踏步板，桥墩下部基础为直径1m混凝土桩基，桥墩上部为钢管砼柱。白颐路8号天桥一根桩基位于区间隧道右线上方；白颐路9号天桥四根桩基位于区间隧道左线上方，除其中一根桩距隧道拱

12、顶较近外，其余距拱顶均为5.18m，对区间施工影响不大。两座天桥的桩基基底持力层均为卵圆砾石层，其厚度为4.1m左右，隧道开挖断面为粉质粘土，土质密实。桩基基底土层为贫水层，承载力较高。根据以上现状得出结论，并进行因果分析，作因果分析图。天桥自身突发事件影响天桥稳定的因素降水施工降水不均匀引起地表下沉隧道开挖拱顶土层预注浆加固不到位隧道支护措施不到位天桥过栽降水过快引起地表下沉车辆撞击桥墩附近水管渗漏引起地面下沉通过施工过程中的观察以及对应监测结果的分析，对上述问题进行了统计结果如下：序号检测项目影响频数频率%累计频率%备注1降水不均匀引起地表下沉320202隧道支护措施不到位320403拱顶

13、土层预注浆加固不到位320604天桥过栽320805降水过快引起地表下沉1.510906附近水管渗漏引起地面下沉16.6796.677车辆撞击桥墩0.53.33100合计15100由上表作排列图：降水不均 隧道支护 拱顶未及 天桥桥墩 降水过快 附近水管 车辆撞击 匀 措施不到 时注浆 未及时支 渗漏 桥墩 位 护频数N15 频率151413121110987654321010080604020项目33331.510.5204060809096.670100A PC D制定对应措施：1、密切监视降水状况，每日察看地下水水位，杜绝降水速度过快或不均匀导致天桥附近地面沉降的状况。2、隧道施工严格按

14、照设计施做初期支护，同时做好洞内和地表监控量测。3、隧道施工过天桥时，对拱顶部分土体采用预注浆加固措施。4、天桥桥墩周围搭设临时钢管支架加固，同时桥墩两端迎车方向设置防护警示标志，防止车辆桩基桥墩。5、监测天桥附近地下管线，施工时密切关注天桥附近有水管的渗漏状况。两座天桥与地铁隧道结构关系详见附图。白颐路8号天桥与地铁结关系图D2阶段（实施阶段）：施工中的防护措施：提前做好施工计划通过时间，与天桥产权单位沟通联系。安装设计要求对天桥及时采取临时加固措施和防撞防护措施。监控量测： 施工前先在天桥上做好沉降观测点，及时收集原始数据，同时对天桥桥体结构进行拍照录像，为下一步对比留取原始资料。施工时观

15、测天桥附近地面沉降、洞内隧道收敛情况。隧道施工实施措施：1、在开挖时，对桩基前后10m范围内隧道拱部180范围的土体进行超前注浆加固支护，隧道初支结构设格栅拱架支护，拱脚处加设I20工字钢临时仰拱，及时封闭隧道，控制土体沉降。在隧道开挖每经过一个桥基，待初支砼凝固后达到一定强度后,立即对已完成初支的隧道进行充填注浆，使初支喷射砼与土体间充填密实，有效控制地表和桥基沉降。过街天桥桩基注浆加固图2、加强对地表及拱顶边墙的监控量测，如有异常情况或沉降频率不正常，立即采取相应的加固措施，必要时调整支护参数。3、开挖至到天桥基础时，严格控制开挖步距，随时掌握和分析监控量测数据。若天桥桩基沉降大于15mm

16、，或沉降速率大于0.5mm/天或天桥出现裂缝时，应立即封闭人行天桥，洞内停止施工，启动相应应急预案。分析原因，调整支护参数，对天桥及天桥基础再次进行增强加固，待天桥基础沉降稳定后再恢复施工和天桥通行。C2阶段（检查阶段）：1、监测目标使变形在允许范围之内，保证环境目标安全（天桥沉降预警值为10mm，极限值15mm）。2、监视地层、支护结构、天桥墩柱及其地面变形情况，验证支护及加固系统的稳定性和有效性。3、通过对测量数据的分析和处理，掌握隧道和围岩稳定性的变化规律，实测天桥沉降值在0.72.1mm之间，最大沉降值2.1mm。证明地层和支护系统、天桥墩柱及其地面最终稳定的信息，为确认天桥加固体系的

17、有效性和安全稳定性提供依据。4、同期天桥下隧道拱顶沉降最大值2.1mm，在天桥桥墩进行加固以及隧道拱部土体进行超前支护，开挖完全通过该段隧道之后，拱顶沉降基本保持稳定，A2阶段（总结、处理阶段）：隧道开挖通过两座天桥地段时，采取了对桩基前后10m范围内隧道拱部180范围的土体进行超前支护，另外对天桥墩柱周围搭设临时钢管支架加固等有效可行措施，通过对现场的观察监视，确认天桥是安全稳定的。隧道拱部180范围的土体进行超前支护四、 主要成果1、周边建筑物安全得到保证：通过对一号风道深基坑周边大楼海龙大厦的监控量测，及时调整施工措施，保证了海龙大厦的安全。黄庄中关村区间隧道上方的两座天桥则采取了加固的

18、方法，从天桥本身以及隧道顶部进行双向加固，保证了天桥的稳定。2、从施工情况来看，通过上述的安全措施之后，施工现场周边的建筑物得到了很好的保证，并且保证了施工安全顺利的进行。3、为公司下一步施工类似工程积累了宝贵经验。五、 体会通过中关村地铁工程施工实践，我们掌握摸索除了一套工程施工对既有建筑物保护的方法，这些方法措施既保证了周边的建筑物，同时也为工程安全顺利的进行创造了条件，可以说是一个双赢的举措。同时我们也学习到了在今后的工程中怎么样对类似工程实施保护，例如有的建筑物只需要监测，有的则需要加固，当情况严重的时候，有必要申请对周边建筑拆迁。六、 巩固措施1、加强TQC基础知识和技术培训，提高全体职工的施工技术水平。2、在今后的施工中继续推行现有的制度和已拟定的有关对策，并不断总结和创新。3、组织技术干部和施工管理人员学习交流、总结经验，提高业务能力和管理水平，创造更好的经济效益和社会效益。七、 今后打算施工中对既有建筑物的保护，是一个必须面对的问题。在今后的工作中，我们将继续探索新技术、新工艺、新方法，并以这些为主题进行探讨，以确保在今后的工作中取得更大的成功。