地裂缝专项施工方案Word文件下载.docx
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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+—YDK21+，ZDK20+—ZDK21+（短链）其中右线长，左线长。
区间断面为单线单洞马蹄型隧道，洞顶覆土~，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
、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：
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～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-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。
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～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。
一般厚1.9m～4.6m，平均厚3.75m。
为中压缩性土，不具湿陷性，站区内连续分布。
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～8.2m，平均厚7.48m。
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～6.1m，平均厚5.3m。
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～，平均厚。
、水文地质
场地地下水属地下潜水类型，稳定水位埋深～，相应高程为～，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
、概况
区间隧道共穿越穿越f11、f12两条地裂缝。
地裂缝的成因
构造基础
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。
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。
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。
西安地裂缝的活动规律
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。
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。
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。
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。
目前f11、f12地裂缝的活动规律
f11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。
f12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。
地裂缝最大变形量及隧道设防长度的确定
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最低点。
2）设防长度的确定
根据现行的《西安地裂缝场地勘察与工程设计规程》（DBJ61-6-2006），裂缝场地建筑物最小避让距离：
一类建筑物:
上盘40m,下盘24m；
由于f11、f12地裂缝活动比较剧烈，本次设计下盘处理长度按40m考虑；
结合线路在地裂缝段调坡要求，地裂缝设防长度按下表取值。
地裂缝处纵向设防长度的确定
地裂缝
确定
依据
f11
f12
左线
右线
下盘设防里程（处理40m）
ZDK21+～ZDK21+
YDK21+～YDK21+
线路调坡要求
设防里程
ZDK21+～ZDK21+788
YDK21+～YDK21+788
处理总长度（m）
165
、隧道结构处理
隧道结构处理原则
1）无论采取何种结构都不能仅采取通过加强结构刚度的措施来抵抗地裂缝活动导致的结构错位，而是需要结构能够一定程度适应地裂缝的活动导致的变形；
2）当地裂缝活动导致结构变形时，防水不至于破坏或者破坏后能够采取措施予以补救；
3）当地裂缝活动导致结构发生错位后仍能保证地铁正常运营所需要的限界要求；
4）道床设置需要能够灵活的适应地裂缝活动导致的结构偶然或长期累积的错位，而不至于影响列车正常运营；
5）必须采取切实有效的监控量测措施，以根据监测情况及时采取针对性措施防治可能出现的地裂缝活动导致的不良地质灾害。
隧道结构处理措施
本区间共有两处地裂缝，采用浅埋暗挖法处理。
通过地裂缝地段的隧道高度根据地铁建筑限界和预计地裂缝错百年预计错动量500mm确定主变形区结构空间。
在施工完初期支护结构之后，必须施作内衬，内衬采用钢筋混凝土结构，对于结构两端地基承载力明显不足的情况，应通过地基处理来加强。
同时须在隧道底板上预留注浆孔，当隧道底部出现漏空范围达到一定的界限值时，通过注浆孔向底部注浆，达到充填加固地基的目的。
由于区间过地裂缝受力复杂，为提高二衬混凝土的强度，增强混凝土的自防能力，在地裂缝处理段中的上盘40m、下盘25m共65m范围的混凝土中添加聚丙烯纤维。
在地裂缝段结构为了适应变形,每10～15米需设置变形缝或柔性结构以减小结构内力，主动适应变形。
过地裂缝段矿山法需要设置变形缝，初支变形缝位置与二衬保持一致，采用初衬格栅的纵向连接筋断开处理，使之协调变形，并且每道变形缝接口处局部二衬厚度需要加大以适应地裂缝较大变形，二衬变形缝采用特殊防水措施。
施工方法
在地裂缝断面处采用B断面，台阶法（加临时仰拱）施工。
A’断面尺寸为7800×
8480mm，拱顶120度范围内设置双排¢
注浆小导管，L=，环向间距，纵向间距，边墙设置双排¢
注浆小导管，L=3m，环向间距，纵向间距，同时边墙设置¢
25砂浆锚杆，L=3m，间距×
（环×
纵）。
格栅间距，钢筋网采用¢
，间距150×
150mm，全段面双层布置，具体见图
B断面采用台阶法（加临时仰拱）施工。
先沿隧道拱部打设小导管，并注浆加固地层，人工配风动机具开挖方法，先开挖上台阶，严格按设计进尺开挖，及时初喷，架设钢格栅，挂网喷混凝土；
下台阶紧跟，上下台阶长度控制在3～5m，下台阶开挖及时初喷，随即架设格栅挂网喷锚，完成初期支护封闭，台阶法施工示意如图所示。
台阶法施工工序纵断面图见图。
图断面B
图台阶法施工示意图
图台阶法施工工序纵断面图
技术措施
施工前在隧道两侧地面设置降水井对隧道开挖进行超前降水，保证隧道无水作业。
开挖前采用小导管注浆超前支护措施。
对于局部松软地段开挖时，采用保留环状核心土或采用C25喷射混凝土封闭掌子面，必要时采取临时仰拱支撑及掌子面注浆的措施，保持开挖面的稳定。
设置锁脚锚管，控制隧道拱顶下沉。
台阶法施工流程及程序说明详见表。
具体的施工工艺同初支施工方案。
表台阶法施工流程表
序号
图示
说明
Ⅰ
一、超前支护
1.对隧道降水后，沿隧道拱顶打设超前小导管；
2.预注浆对土体进行加固。
Ⅱ
二、上台阶开挖支护
1.开挖隧道上半断面，留核心土；
2.初喷，架设钢格栅、连接筋施工、锁脚锚管施工；
3.喷射C25早强混凝土（加设临时仰拱）。
Ⅲ
三、下台阶开挖支护
1.开挖隧道下半断面；
2.初喷；
3.设钢格栅、连接筋施工，喷射C25早强混凝土（B、C断面边墙需打设注浆小导管）
4.及时对初支背后注浆。
Ⅴ
四、施工二衬底板
1.对底部初期支护进行清理、凿平；
2.施工底部防水层；
3.施工防水保护层；
4.绑扎底板钢筋；
5.浇筑底板混凝土。
五、施工拱墙二衬
1.对拱墙部位初期支护进行清理、凿平；
2.施工拱墙防水层；
3.绑扎拱墙钢筋；
4.衬砌台车就位；
5.浇筑拱墙混凝土；
6.二衬背后注浆。
四、监控量测
监测目的
将现场测量的数据、信息及时反馈，以修改和完善设计，使设计达到优质安全、经济合理。
保证绕城高速桥的正常使用，为合理确定保护措施提供依据。
将现场测量的数据与理论预测值比较，用反分析法进行分析计算，使设计更符合实际，以便指导今后的工程建设。
监测项目
绕城高速桥主要监测项目见表
表会展中心～三爻站区间监控量测管理基准值
允许变形值
1
过房屋、管线等重要地段地表下沉
15mm
2
拱顶下沉
30mm
3
管线允许沉降
10～30mm
4
建筑物允许倾斜率
5
洞内水平收敛
6
地面隆起沉降量
+10mm～-30mm
具体的监测方法同总的初支施工方案。
五、质量保证措施
1．加强施工技术管理，严格执行以总工程师为首的技术责任制，使施工管理标准化、规范化、程序化。
认真熟悉施工图纸，深入领会设计意图，严格按照设计文件和图纸施工，吃透设计文件和施工规范、验标。
施工人员严格掌握施工标准、质量检查及验收标准和工艺要求并及时进行技术交底，在施工期间技术人员跟班作业，发现问题及时解决。
2．严格执行工程监理制度，施工队自检、经理部复检合格后及时通知监理工程师检查签认，隐蔽工程的质量验收必须经监理工程师签认后方能隐蔽。
3．项目经理部设专职质检工程师、工程队设兼职质检员，保证施工作业始终在质检人员的严格监督下进行。
质检工程师拥有质量否决权，发现违背施工程序，不按设计图、规则、规范及技术交底施工，或使用材料半成品及设备不符合质量要求者，有权制止，必要时下停工令，限期整改并有权进行处罚，杜绝半成品或成品不合格。
4．建立质量奖罚制度，明确奖罚标准，做到奖罚分明，杜绝质量事故发生。
5．严格施工纪律，把好工序质量关，上道工序不合格不能进行下道工序的施工，否则质量问题由下道工序的班组负责。
对工艺流程的每一步工作内容要认真进行检查，使施工规范化、合理化。
6．坚持三级测量复核制，各测量桩点要认真保护，施工中可能损毁的重要桩点要设置保护桩，施工测量放线要反复校核。
认真进行交接班，确保中线、标高及结构物尺寸位置正确。
7．施工所用的各种计量仪器设备按照有关规范规定进行定期检查和标定，确保计量检测仪器设备的精度和准确度，严格计量施工。
8．所有工程材料应事先进行检查，严格把好原材料进场关，不合格材料不准验收，保证使用的材料全部符合工程质量的要求。
每项材料到工地应有出厂检验单，同时在现场进行抽查。
做到来历不明的材料不用，过期变质的材料不用，不符合工程质量要求的材料不用，消除外来因素对工程质量的影响。
9．做好质量记录:
质量记录与质量活动同步进行,内容要客观、具体、完整、真实、有效，条理清楚，字迹清晰，各方签字齐全，具有可追溯性。
由施工技术员、质检员、测试人员或施工负责人按时收集记录并保存，确保本工程全过程记录齐全。
10．建立并实施质量保证记录系统，对记录的编写、收集、分发、标识、归档、贮存、保管和处理等作出明确的规定。
每月一次向业主提交质量趋势分析报告。
11．建立不合格产品质量控制程序，及时将不合格项报告及建议处置方案和有关技术处理方案报业主及其代表审查认可，并接受业主及监理对纠正行动的验证。
对严重有损于质量和重复发生的不合格项以及质量下降趋势的状况，必须认真分析、鉴定并查明起因，采取纠正措施，防止重复出现。
12．对构成工程主体的材料、半成品供货商进行资格评价并将评价报告报业主审查认可，必要时业主可参加资格评价工作或委派监理公司参加资格评价工作。
六、安全保障措施
安全保证措施
1、树立“安全第一”的思想，抓生产必须抓安全，以安全促生产。
项目部成立以项目经理为首的安全领导小组，配备专职安全工程师，负责全面的安全管理工作；
队建立健全安全领导小组，配备专职安全员，负责各项安全工作的落实。
做到有计划、有组织地进行预测、预防事故的发生。
2、建立健全安全生产责任制，从项目经理到生产工人，明确各自的岗位责任，各专职机构和业务部门要在各自的业务范围内对安全生产负责。
3、加强全员的安全教育，使广大职工牢固树立“安全第一，预防为主”的意识，克服麻痹思想，组织职工有针对性的学习有关安全方面的规章制度和安全生产知识，做到思想上重视，生产上严格执行操作规程。
各类机械设备的操作工、电工等工种，必须经专门安全操作技术训练，考试合格后方可持证上岗。
严禁酒后操作。
4、坚持经常和定期安全检查，及时发现事故隐患，堵塞事故漏洞，奖罚当场兑现；
坚持以自查为主，互查为辅，边查边改的原则；
主要查思想、查制度、查领导、查隐患，结合季节特点，重点查防触电、防高空坠落、防机械车辆事故、防汛、防火等措施的落实。
5、技术部门要严格按照安全生产的要求编制安全技术措施；
对采用的新技术、新材料、新结构、新工艺、新设备，要认真编制安全技术操作规程。
6、通过改进施工方法、施工工艺，采用先进设备等措施，不断改善劳动条件，搞好劳动保护，定期对职工进行体检，预防疾病的发生。
7、生产、生活设施的现场布置要适合当地气候，并在汛期到来前做好各项防范措施。
8、施工现场设临时围墙和门卫，做好防盗、防火、防破坏工作；
施工现场入口及危险作业部位设安全生产标志、宣传画、标语，随时提醒职工注意安全生产；
场内各种安全设备、设施、标志等，任何人不准擅自拆动。
9、施工用电必须符合用电安全规程。
施工现场内电线与其所经过的建筑物或工作地点保持安全距离，同时加大电线的安全系数。
各种电动机械设备，必须有可靠有效的安全接地和防雷装置，严禁非专业人员操作机电设备。
10、加强对设备的检查、保养、维修，保证安全装置完备、灵敏、可靠，确保设备的正常安全运转。
11、文明施工，对施工便道的定期维护，尤其是雨季加强养护整修，杜绝交通事故。
12、对进场人员进行经常性的法律、法规教育，防止施工扰民及治安、刑事案件发生。
13、加强施工过程中掌子面超前探测工作，及时掌握现场地质及水文情况，用于指导施工。
施工突发事件的预防及处理
1）局部坍方只是部分开挖面土层剥落，施工时及时处理不会造成太大影响。
一般是停止开挖，迅速向坍方面挂钢筋网片，及时喷射混凝土，也可用木板、草袋等封住掌子面，用方木支撑，然后再进行处理。
处理前一般封闭掌子面，注浆加固土层，再重新开挖。
2）掌子面失稳
掌子面失稳一般引起的坍方后果都较为严重，施工中必须避免。
如施工中发现掌子面失稳引起坍方，按应急方案处理，立即用草袋、木板、方木等支撑掌子面，同时立即向掌子面喷射混凝土并预埋注浆管。
掌子面失稳应立即处理，避免坍方扩大。
如掌子面失稳坍方引起地面沉陷，立即联系商品砼拌合站紧急调用早强速凝商品砼灌注在坍陷部位，同时在坍陷部位设置交通导向标志，夜间设置指示灯，并由派出所人员维持交通秩序。
3）初期支护变形
初期支护变形过大引起结构失稳，施工中通过采取预防措施是可以避免的。
初期变形过大引起坍方主要原因是施工过程中偷工减料，以及初期支护背后存在较大空隙等。
①施工中严格按设计和技术部门要求进行初期支护。
②固定混凝土喷射手，确保喷射砼质量。
③开挖3～4m后及时进行初期背后回填注浆。
4）地下管线破坏处理
（1）由于施工引起管线变形、破坏，应及时修复，对于电力、电信热力管沟变形裂缝，联系产权单位用修缝胶修补。
水管路请市政有关部门修复。
（2）对于有水管路的破坏，施工中严格预防，已探明对施工中有影响的采取改移或导流措施。
无法改移的进行预支护，预支护主要采用管棚和注浆固结方法。
施工至管线部位时，加密格栅间距通过。
（3）施工中出现不明有水管线的破坏渗漏，立即用草袋封堵，同时封闭掌子面，查明管线的准确位置，根据具体位置分别采取引排、截流等处理措施，保证不出现渗漏水。
如在拱部采用注浆堵水，形成止水帷幕，保证开挖面形成无水作业条件。
施工安全技术措施
1.人员安全
1）施工过程中，作业人员要随时注意土壁变化的情况，如发现有裂纹或部分塌落现象，要立即停止作业，撤到安全的地方，并报告施工人员待经过处理稳妥之后，方可继续进行开挖。
2）各特殊作业工种应严格按照特种作业安全操作技术规程进行施工。
3）施工现场必须佩戴安全帽，不得将安全帽当作坐垫使用。
4）严禁酒后作业。
严禁违章作业、违章指挥。
5）抢险物资必须随掌子面跟进，随开挖，随向前移动，保证抢险物资距掌子面不大于10m。
6）建立人员下洞登记制度，在竖井口设置登记架，所有人员进入隧道前必须将个人信息牌放入登记架内方能进入隧道。
2.机械设备安全
1）施工过程中，各种机械设备应专人负责管理，定期进行维修。
2）机械设备操作员必须持证上岗，工作时，思想必须集中，不等将机械设备转交给无相应操作证件的人员使用。
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