工程股份有限公司盾构工程分公司电力电缆隧道QC小组22473.docx
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1、上海隧道股份有限公司盾构分公司电力电缆隧道QC小组世博电力电缆隧道穿越上海轨道交通4号线施工质量控制上海隧道工程股份有限公司盾构工程分公司电力电缆隧道QC小组前 言2010年上海海世博会的脚脚步愈来愈近近,世博工程程正在如火如如荼地进行当中,世世博电缆隧道道是世博会重重要配套工程程,该工程是是上海世博会会能源总动脉,建成成后它将为世世博会的电力力供应提供坚坚强支撑。而而由我公司承承建的电力电电缆隧道2标标工程为电缆缆隧道关键段,它直直接进入世博博园区,工程程任务紧、风险大、质量要求极极高,该段隧隧道的进度与与质量将直接接影响世博场场馆的电力供供应。电缆隧道2标66号井5号井区间间隧道推进过过程
2、中,在南南车站路中山山南路路口将将下穿运营中中的上海地铁铁4号线。本次次穿越处于与与4号线距离离近(2.55m) 、土土质恶劣等不不利因素之中中,且4号线隧隧道的变形要要求控制在 5mm以内内。正是这些不利因素为我我们选择课题题开展QC活活动提供了难难得的机遇。我们将“世博电缆隧道穿越地铁4号线施工质量控制”确定为我们QC小组的攻关课题,就是希望通过对该课题的攻关,将为电缆隧道在后续施工中继续穿越轨道交通6号线、8号线提供参考性极强的第一手资料,同时也为我们或兄弟单位今后开展类似施工提供有益的参考。我小组曾于088年4月参加加 “真龙杯”全国QC成成果发表赛获获得一等奖,同同年9月荣获获全国优
3、秀质质量管理小组组称号。 1 课题概况北京西路华夏夏西路电力电电缆隧道工程程是世博会配套工程,连连接市中心的的世博5000KV变电站站和中环的三三林500KKV变电站,两两站直线距离离约11.55KM。建成后将是是2010年年上海世博会会的能源总动动脉。世博500KV变电站本工程在电力电电缆隧道全线线中为2标,主主要工作量为为连接浦西66号井、5号号井、4号井井,浦东100号井、9号号井、8号井井的四条区间间隧道,隧道道内径5.55m、外径6.22m。全线走向及及井位见下图图。(蓝色框框内为电缆隧隧道2标区间间)电缆隧道2标电缆隧道2标三林500KV变电站图1 电力电电缆隧道平面面位置图管片间
4、防水分两两种:一种是是通用的,采采用两道防水水层,其中一道是三三元乙丙橡胶胶和遇水膨胀胀橡胶复合而而成的弹性橡橡胶密封垫,另另一道为遇水水膨胀止水条条。弹性橡胶胶密封垫设置置在管片的止止水槽内,遇遇水膨胀止水水条设置在弹弹性橡胶密封封垫的外侧;另一种是在在电缆隧道穿穿越地铁线路路时采用的特特殊防水构造造,即在管片片的内弧面增增加一道聚氨氨酯膨胀挡水水条。 图2 聚氨酯膨胀挡挡水条轨道交通4号线(上行线)轨道交通4号线(下行线)-2-1-1126.4m2.5m电缆隧道区间盾盾构在6号工工作井向5号工作井井推进时将下下穿运营中的的地铁4号线线,电力电缆缆隧道顶部与与4号线上行行线底部的垂垂直距离为
5、66.4m,与44号线下行线线底部的垂直直距离为2.5m。电缆隧道盾盾构在4号线线下部的曲线线为R5000的平曲线,隧隧道坡度为225。穿越段剖面面图如下图所所示:6#工作井图3 穿越越段地质剖面面图根据业主提供的的物探资料显显示:地铁44号线所处里里程为SK228+9500。地铁 44号线上行线线、下行线走走向与区间隧隧道夹角约为为123,位于238环253环上方方。地铁隧道与区区间隧道平面面位置关系详详见图1.11-04。南车站路中山南一路图4 地铁铁4号线与电电缆隧道相对对位置2.QC课题小小组介绍小组最早成立时时间:20008年05月。表1 小组组成员介绍姓名性别文化程度职务(称)组内
6、分工培训情况顾春华男本科盾构分公司总经经理组 长小组成员经过质质量TQC知知识培训,人人均24课时时/年王旋东男本科项目经理副组长崔晋征男本科党支部书记副组长钱晓华男大专项目总工程师对策陈 晓男中专项目经理助理调查实施陈振鹏男本科项目经理助理分析实施田瑞端男本科质量员(发布员员)调查实施王 骞男大专材料员统计实施张继润男本科统计员统计宫玮清男本科测量员实施张 诤男大专安全员实施表2 小组组活动情况表表小组活动日期:2008年 007 月 15 日20009年 1月25日小组类型攻关型小组注册编号沪隧股盾08805课题注册编号活动阶段穿越前期穿越过程穿越后期合计活动次数8 4 5共17次出勤率
7、97 98 99平均 98制表人:田瑞端 编制日期:2009.1.26 图5 小小组活动现场场表3 盾构构公司QC小小组历年来获获得的荣誉一一览表序号获奖时间何 种 荣荣 誉11994年6月月全国工程建设优优秀质量管理理小组21994年6月月全国优秀质量管管理小组31999年6月月上海市建设系统统QC成果一一等奖41999年7月月全国优秀质量管管理小组52000年7月月全国优秀质量管管理小组62002年6月月全国优秀质量管管理小组72003年7月月全国优秀质量管管理小组82004年7月月全国优秀质量管管理小组92004年7月月全国工程建设优优秀质量管理理小组102006年7月月全国优秀质量管管
8、理小组112007年6月月全国优秀质量管管理小组122007年7月月全国优秀质量管管理小组132008年7月月全国优秀质量管管理小组图6 部分分荣誉奖状影影印件3. 选题理由由3.1 适应应市场发展的的需要技术是工程质量量的前提保证证,工程质量量则是企业的的生命。研究究这一课题,不不仅为以后的的工程施工积积累宝贵的经经验,更好地地体现盾构公公司“科学管理,创创一流品牌;科技领先,争争国际市场”的企业服务务方针,更能能使本公司在在国内外获得得良好的声誉誉,从而进一一步适应市场场发展的需要要。3.2 穿越越运营中线路路施工难度高高14号线地铁铁线路保护等等级为一级。线线路安全正常常运营及隧道道结构
9、保护要要求隧道结构构纵向沉降与与隆起控制值值为5mm,报警值为3mm,土层层损失率小于于1,隧道变形形须不影响安安全正常使用用。2电缆隧道在在穿越地铁44号线时,埋埋藏深度大,且且下部存在承承压水。盾构构穿越土质较较差,为暗绿草黄黄色粉质粘土土和-1草黄灰灰色砂质粉土土。土层为上海地区主要要承压水层的的隔水层,属属于硬层。-1土层属上上海地区承压压水层,水头头约为20mm,渗透系数数为4.510-4cm/s。隧隧道推进时承承压水将有可可能穿透盾尾尾刷的保护进进入隧道,也也可能从螺旋机中喷喷射进入隧道道内部,给施施工造成极大大困难。盾构构在上硬下软软地层中推进进时,由于软软弱土层可能能排土过多,
10、形形成层间空隙隙,引起地层层位移或者沉沉降变形,并并可能造成盾盾构施工方向向上的偏离,且成型后的隧道稳定性不够。3当盾构切口口进入地铁44号线下方时时正面土压力力难以准确控控制。由于地地铁4号线盾盾构法的施工工,周围的土土体经历了扰扰动固结密实的过程程,且4号线线隧道周围由由盾构推进时时的同步注浆浆材料填充。盾盾构的正面土土压力难以计计算,在穿越越期间地铁44号线正在处处于运营状态态,且运行规规律难以摸清清,因此盾构构前方的正面面土压力时常常出现突变,使使盾构穿越地地铁4号线过过程中的土压压力很难控制制。3.3 地铁铁4号线社会会影响大地铁4号线是上上海市轨道交交通的主要线线路,对上海海市的公
11、共交交通运输网起起着至关重要要的作用。上上海地铁四号号线规划为连连接上海市11条条轨道交通的的换乘线,高峰期间每天天约有50万客流。地铁4号线线截面面积为为30.19m22,按工程进进度计划盾构构在穿越地铁铁4号线时间间约为8月中中旬9月上上旬。如果在在施工期间44号线出现漏漏水或断裂现现象,将对居居民出行造成严重重的影响。穿穿越段地铁44号线上方是是南车站路中中山南路交叉叉口,再上方方是内环线高高架,道路繁繁忙车辆拥挤挤。4. P(计划划)阶段4.1 现现状调查4.1.1 工程特点隧道轴线距离地地铁4号线净净距离较小,又正是在地铁运营期间穿越,地铁4号线运营量较大。针对这些技术难点我们在盾构
12、穿越施工前必须做好基础资料的调查,并制定相应的专项穿越方案和详尽的应急预案来确保盾构能成功穿越地铁4号线。根据业主提供的的地质资料,本本区间盾构施施工穿越的土土层为:灰色淤泥质质粘土、-12灰色粉粉质粘土、暗绿草黄黄色粉质粘土土、-1草黄灰灰色砂质粉土土。6号井5号井段隧道下穿地铁铁4号线处,电电力隧道处在在暗绿草黄黄色粉质粘土土和-1草黄灰灰色砂质粉土土中,地铁44号线处在灰色淤泥质粘粘土和-12灰色粉粉质粘土层。6号井5号井井段隧道下穿地铁铁4号线,穿穿越位置处在在中山南路和和南车站路交交叉口,交通通繁忙。电力力隧道处在南南车站路下,两两侧均为建筑筑物,地铁44号线处在中中山南路下,上方为
13、内环线高架。穿越处路口详情见下图: 内环线高架图7 穿越越4号线处俯瞰图、平面图图各土层特征和主主要物理力学学指标见表11、表2(表表中蓝色区域域为盾构穿越越土层):表4 土层层特征层号岩性层厚(m)土层描述1杂填土0.55该层含较多砖块块、碎石等建筑垃圾,局局部含灰黑色色有机质等杂杂物。灰色砂质粉土0.31.88该层分布较稳定定,但土质欠欠均匀,局部部夹粘性土较较多呈粉质粘粘土状。淤泥质粉质粘土土夹粉砂1.17.99土质不均匀,夹夹薄层粉土,局部较多,饱和,切面面稍粗糙,干干强度中等。淤泥质粘土111该层为高灵敏性性、高压缩性性软弱土,土土质极差。12灰色粘土212.3分布稳定。软塑塑,尚均
14、匀,含含云母、有机机质,夹泥钙钙质结核、腐腐植质和少量量粉性土,局局部为粉质粘粘土,高压缩缩性。暗绿草黄色粉粉质粘土1.17.55该层土质较硬,干干强度高,韧韧性较高。1草黄灰色砂质质粉土1.814.7该层夹较多薄层层粘性土。易易产生流砂、管管涌等不良地地质现象。2灰色粉细砂3133局部为粉土,含含云母晶片,土土质较均匀密密实。表5 物理理力学性质 层号土层名称含水量W(%)重度(KN/m3)比重c孔隙比e0液限WL(%)塑限WP(%)塑性指数IP1杂填土30.618.52.720.8832.520.012.5灰色砂质粉土36.717.92.71.009-淤泥质粉质粘土土夹粉砂39.517.6
15、2.721.14236.321.514.8淤泥质粘土49.316.82.751.39443.723.620.112灰色粘土33.318.22.730.96335.921.114.8暗绿草黄色粉粉质粘土23.219.72.730.67134.319.414.91草黄灰色砂质质粉土29.418.72.70.829-2灰色粉细砂27.618.92.690.777-4.1.2 业主提出的的质量要求鉴于工程的重要要程度,保证证产品的高质质量,提高竣竣工交付后运运行的可靠性性,业主对我我施工方提出出在争创优质质结构工程的的基础上,确确保4号线线路安安全正常运行行,隧道结构构纵向沉降与与隆起控制值值在5mm
16、以内。4.2 目标标确定通过专家小组的的讨论意见以以及业主提出出的质量要求求,我们制定了明确的的目标。具体体做到以下几几点:(1)盾构穿越越地铁4号线阶阶段工程质量量优良率达到到95以上上;(2)地铁4号号线隧道沉降降控制在-2mm+2mm以内,确确保地铁正常常运营;4.3 可行行性分析4.3.1 土压平衡盾盾构机适应性分析析图8 863 D型盾构.1.20工程采用加泥式式土压平衡盾构构进行区间隧隧道的掘进。在穿越推进前对盾构所有的重要的系统、部件进行维护检修保养,尤其在盾构本体、液压系统、同步注浆设备和计量设备、盾尾密封性等方面,确保100的设备完好率。根据本工程的具体特点,盾构机在穿越地铁
17、4号线时的土层为暗绿草黄色粉质粘土和-1草黄灰色砂质粉土,该土层具有流砂性质,地层变形扰动较大,因此在施工中根据加泥式土压平衡盾构机的特点,辅以正面加泥来改善正面土体的粘粒含量来稳定盾构前方土体达到控制沉降的目的。结论:加泥式土土压平衡盾构构在功能上满满足了本次施施工的需求。4.3.2监测测方法分析本次电缆隧道穿穿越地铁4号号线实施信息息化指导施工工。在盾构推推进过程中,采采用自动化程程度较高的精精密设备对44号线隧道结结构的沉降和和倾斜进行即即时监测和传传输,每5分分钟测量一次次数据,将即即时的监测信信息及时传输输导盾构施工工指挥现场。根根据即时监测测数据情况决决定是否调整整施工参数,确确保
18、施工引起起的地铁结构构变形始终满满足地铁运营营和结构变形形要求。除此此之外加强地面监测测,即在4号线线上方地面合合理布置监测测点,增加监监测断面及适适量增加监测测频率。结论:该监测方方法满足本次次施工的要求求4.3.3 正正常工况下盾盾构掘进施工工沉降分析为了解盾构对土土体扰动的影影响趋势,掌掌握问题控制制的侧重点。我我们QC小组根根据以往盾构构掘进施工过过程中土体沉沉降的变化,并并结合本区间间目前施工阶阶段地表沉降降量进行分析析、总结,得得出以下结论论。图9 土土体沉降趋势势图表6 沉降过过程分析表沉降阶段沉降类型主要原因累计沉降量mmm第一阶段初始沉降地下水位,土体体受挤压而压压密34第二
19、阶段切口前变形隆起盾构机推力过大大45沉降盾构机推力过小小,出土过量量-48第三阶段盾构通过时的沉沉降施工扰动,剪切切破坏810第四阶段脱出盾尾沉降土体失去盾构支支撑,管片背背后注浆不及及时-10200第五阶段后期沉降土体后续时效变变形-20300结论:目前我们们只大致总结结出盾构推进进过程中五个个阶段的沉降降主要原因,但但盾构掘进施施工各阶段对对土压力、空空隙水压力、同步注浆量、二次注浆量应该如何调整以及调整后具体带来多少正面和负面的影响,我们还需深入了解。4.4 寻找主主要问题针对本次施工难难点和特点,考考虑盾构施工工技术、轴线线控制、地表表沉降控制及及环境保护等等方面的问题题,同时分析、
20、比较以往同类类施工中问题题集中点,发现影响施工工质量总体评评价的问题主主要集中在以以下几方面:(1)沉降控制制精度不高 (2)盾盾构姿态不良良 (3)推推进速度缓慢慢(4)土质情况况较差 (5)其其他(荷载分布不不均匀)顺序类 别频数累计频数发生率(%)累计率(%)1沉降控制精度不不高262666.6766.672盾构姿态不良63215.3882.053推进速度慢3357.6989.744土质情况较差2375.1394.875其他(荷载分布布不均匀)2395.13100.00表7 问题发发生情况调查查表制表人:田瑞端 编制日期:2008.7.25依据表7我们绘绘制了排列图图。其他(荷载分布不均
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