地铁2号线17标QC成果-发布后修改.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,天津地铁二号线十七标项目,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,天津地铁二号线十七标项目,基坑开挖过程中对周边历史风貌建筑的保护,中国中铁一局天津地铁,2,号线,17,标项目,QC,小组,发表人：易敏,一、课题简介,1,、概述,地铁,2,号线建国道站位于天津市河北区建国道与名族路交口，本站为地下三层明挖法车站，总长度,134.5m,，宽度,20.7-25.9m,，深度,23-24.7m,，围护结构为,39-42.5m,深，,1m,厚地下连续墙。车站基坑周边存在爱国人士刘髯公旧居、原意大利教堂圣心堂等风貌建筑。,制图人：寇 欣,2009,年,3,月,建国道车站平面图,2,、站位调整变更,已完结构,原设计,平移后结构,原设计，建国道站围护结构正处于圣心堂下，由于该建筑无法拆迁，在建国道站围护结构已完成,39,幅地连墙的情况下，对本车站站位整体进行了调整。车站的调整形成了两个问题：,1,、端头井处位于基坑内的地连墙在开挖过程中需凿除。,2,、平移形成了,4,道无连接冷缝。,原设计地连墙,已完成地连墙,平移后地连墙,需凿除隔墙,制图人：寇 欣,2009,年,3,月,3,、风貌建筑现状,刘髯公旧居，抗战时期著名报人刘髯公的住所，距今已有九十多年历史。该建筑为,2,层砖木结构，天然地基，建筑面积,3600m2,。刘髯公距地连墙外边线最小净距约,6.5m,，并且距离地连墙冷缝仅,8.5m,。,圣心堂原属意大利教堂，距今已有,100,多年历史，,3,层砖砌结构，距车站围护结构地连墙外边线最小净距约,5.1m,。,依据专业机构鉴定，刘髯公旧居与圣心堂旧址部分指标已超过规范允许值，处于危险状态。,制图人：寇 欣,2009,年,3,月,文物局挂牌,QC,小组成员简介,二、,QC,小组概况,小组名称,中国中铁一局天津公司,17,标项目部,QC,小组,成立时间,2009.1,小组注册编号,2010-TJQC-034,课题名称,基坑开挖过程中对周边历史风貌建筑的保护,课题类型,攻关型,组长,孙明伟,活动时间,2009,年,9,月,2010,年,4,月,注册课题,基坑开挖过程中对周边风貌建筑的保护,小组成员,9,人,平均年龄,28,岁,活动频次,1,次,/,周，出勤率,100%,文化程度,本科以上,100%,TQC,教育时间,成员平均接受,TQC,教育时间,48,小时以上,小组历,届活动,小组中主要成员参加过天津地铁,9,号线,SZn,标段,QC,小组（,2009,年荣获中铁一局二等奖）、京津公路,QC,小组（,2008,年荣获陕西省二等奖）。,制表人：和澄亮,2009,年,3,月,QC,小组成员简介,二、,QC,小组概况,序号,姓名,性别,年龄,职务,学历,组内职务,组内分工,QC,教育时间,1,孙明伟,男,34,项目经理,本科,组长,组织策划,48,小时以上,2,徐 刚,男,31,项目总工,本科,副组长,活动指导,96,小时以上,3,易 敏,男,25,工程部长,本科,组员,方案制定,96,小时以上,4,严佑军,男,32,质检工程师,本科,组员,质量控制,96,小时以上,5,和澄亮,男,25,技术主管,本科,组员,资料收集,48,小时以上,6,寇 欣,男,23,技术员,本科,组员,资料整理,48,小时以上,7,李 鑫,男,25,副总工,本科,组员,现场实施,48,小时以上,8,王运钢,男,27,副总工,硕士,组员,现场实施,48,小时以上,9,王文灿,男,27,副总工,硕士,组员,现场实施,48,小时以上,本项目,QC,小组成员共,9,名，均具有本科学历，其中,2,名具有硕士研究生学历。,制表人：和澄亮,2009,年,3,月,三、选题理由,地铁,2,号线整体,创国优要求,两建筑均为天津市重,点风貌建筑，社会关注,度高，必须完好无损的保留,技术难度大，对老城市,基坑施工具有指导意义,有助于提高地铁施工在,社会上的公众印象。,保,证,基,坑,开,挖,中,周,边,风,貌,建,筑,安,全,地铁公司与市质检站间函件缩影,风貌办函件,市建科委文件,由于我标段建国道站为整个地铁,2,号线节点工程，工期紧，施工难度大。保护周边建筑物为施工中一大难题。,四、现状调查,序号,项目,频数,频率,（,%,）,累计频率,（,%,）,1,水土受扰动破坏问题,45,48%,48%,2,支护体系变形破坏问题,32,34%,82%,3,房屋自身破坏问题,8,9%,90%,4,周边堆载破坏问题,5,5%,96%,5,地质灾害破坏,3,3%,99%,6,其他,1,1%,100%,合计,94,排列图,我,QC,小组召开了由权威专家、业主、监理、设计单位参加的研讨会，共收集到各类关于建筑物破坏的问题共,94,条。经过整理归纳,6,大类问题，根据统计数据做出调查表。,调查表,制表人：易 敏,2009,年,3,月,N=94,2,目前不宜采用杜绝开裂的措施,五、目标设定及依据,目标：防止风貌建筑在基坑开挖中发生,不可修复的破坏。,控制指标,1:,允许发生,均匀,沉降,控制指标,2,:,倾斜,严格控制在,2,以内。,技术管理人员素质较高,项目领导给予大力支持,公司提供专项研究资金,业主单位提供技术服务,市建委领导高度重视,我企业施工的津滨轻轨大直沽站,引起的建筑物最大倾斜为,2.13,天津市建委专家杨少元意见,建筑物目前不必采取加固措施,天津大学郑刚意见,六、原因分析,针对存在的主要问题，绘制整理了关联图。共整理出,9,项影响建筑物沉降的末端因素,制图人：易 敏,2009,年,3,月,开挖不合理,架撑不及时,地连墙变形大,支撑刚度小,支撑变形大,制度不完善,作业工人不,按要求施工,机械设备震动大,地层扰动大,自然沉降影响,需抽承压水层,地连墙未隔,断深层承压水,漏水后应急困,难，应急缓慢,注浆加固,材料不合理,地连墙接缝,冷缝漏水,疏干降水量过大,支护体系,变形破坏,水土受,扰动破坏,七、要因确认,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,调查验证,制度完善情况,是否有制度，制度是否得到贯彻,易 敏,2009.8.30,经调查，项目内部组织结构完善，分工明确，制定了相应的工作管理办法和奖惩制度，施工人员能够按照制度工作。,因此，确定为非要因。,组织结构图,管理办法,确认一：制度不完善,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,调查验证,机械设备震动,机械震动造成建筑物沉降速率不得大于,0.2mm/d,。,寇 欣,2009.9.10,通过前期，采用破碎锤破除地面时，发现建筑受影响明显。施工中采用空压机破除对建筑物影响小，约为,0.06mm/d,。,因此，确定为非要因。,确认二：机械设备震动大,以上为采用空压机后，绘制的刘髯公旧居,沉降曲线，监测点共,9,个，平均沉降速率最,大为,0.06mm/d,。,破碎锤施工,空压机施工,制图人：寇 欣,2009,年,9,月,沉降曲线,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,调查验证,注浆加固材料,凝固时间控制在,10s,以内,徐 刚,2009.9.15,地连墙提前加固、漏水后的应急注浆均需合理考虑加固材料。基坑开挖前我项目部已准备了水玻璃、纳米水泥等材料，可将凝固时间调至,6s,以内，能满足要求。,因此，确定为非要因。,确认三：注浆加固材料不合理,注浆加固材料,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,理论计算,支撑刚度是否可大幅度提升,支撑刚度可提升,2,倍以上为要因,寇 欣,2009.7.15,原设计建国道标准段采用,6,道钢支撑。钢支撑的抗压刚度为,:473.0MN/m,。而如果采用,600900,混凝土支撑其抗压刚度为：,1695.7MN/m,。可见混凝土撑的刚度为钢支撑的,3.6,倍，采用混凝土撑能有效的控制变形。,因此，确定为要因。,确认四：支撑刚度小,截面刚度,其中：,-,截面刚度，,E-,材料弹性模量，,A-,截面面积，,L-,材料长度。,材料,E,(Gpa),A,(m,2,),L,（,m,）,（,MN/m,）,609,16,钢支撑,200,0.031,20.7,473.0,800,16,钢支撑,200,0.040,20.7,621.3,600*900,混凝土撑,32.5,0.54,20.7,1695.7,截面刚度计算表,制表人：寇 欣,2009,年,7,月,依据规范公式 计算：随着基坑开挖至地面下,15m,时，隔水层上覆土厚度处于突涌临界状态，需开始降低承压水位。,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,理论计算,是否需抽深层承压水,抽承压水为要因,孙明伟,2009.4.30,建国道站地下连续墙深度为,39-42.5m,，穿透了埋深在,25-28m,的第一微承压水层。但未隔断连续墙底部,2,粉土、,4,粉砂层中的第二微承压水层,(,埋深为,38-47.4m),。根据计算及专家意见，施工期间需降微承压水，深层承压水抽降必然引起建筑物沉降，且治理难度大。,因此，确定为要因。,确认五：地连墙未隔断承压水,浅层承压水,深层承压水,开挖面,支撑,地连墙,“根据以往经验初步判断会有问题”,制图人：孙明伟,2009,年,4,月,粉砂层,粉砂层,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,理论计算,超挖及支撑架设不及时,导致地面变形超,23mm,（开挖深度,/1000,）为要因,李鑫、王运钢,2009.8.15,由于建国道便桥、管线桥及平移后隔墙的存在。造成土方开挖近似于盖挖法施工，易出现支撑架设不及时的情况。经专业软件分析对比，基坑超挖时地面沉降最大值达到,43mm,，而正常开挖时最大值为,20mm,。,因此，确定为要因。,确认六：土方开挖困难，容易导致超挖,超挖情况模拟,合理开挖情况模拟,制图人：王运钢,2009,年,8,月,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,试验分析,坑内疏干降水,是否造成坑外水位下降,坑外疏干井水位下降大于,0.5m,（设计图纸）。,易敏、王文灿,2009.9.20,基坑开挖前，我项目部对降水施工展开了讨论，并进行了试验。认为地连墙及开挖面下部隔水层已将浅层水隔断，正常情况下，坑内降水不会造成地面沉降。,因此，确定为非要因,。,确认七：开挖过程中疏干坑内地下水,制图人：王文灿,2009,年,9,月,疏干井,开挖面,疏干地下水示意图,潜水观测井布置图,结论：地连墙,隔水效果较好,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,试验分析,建筑物自然沉降大小,依据规范月沉降量大于,2mm,为要因,寇 欣,2009.7.20,据调查，天津市地表每年自然沉降为,10-15mm,，沉降量小，且基本为均匀沉降，对建筑物的影响不大。,因此，确定为非要因。,确认八：建筑物自然沉降,制图人：寇 欣,2009,年,7,月,确认方法,确认内容,确认标准,确认人,确认时间,经验类比,接缝冷缝是否存在漏水风险,接缝、冷缝存在漏水风险即为要因,徐 刚,2009.9.5,依据对基坑施工导致坑外建筑物发生危险的事故进行分析，主要原因为地连墙漏水。,2009,年,9,月，天津市某地铁车站冷缝发生严重透水事故，造成周边建筑物倒塌，经济损失巨大。而我项目也存在类似冷缝，距冷缝,8.5m,处即为刘髯公旧居。另外，地连墙接缝若处理不好，与冷缝具有同样的破坏力。,因此，确定为要因。,确认九：地连墙接缝、冷缝漏水,制图人：徐 刚,2009,年,9,月,地连墙,十字钢板,地连墙,地连墙接缝漏水,正常地连墙接缝,地连墙冷缝,八、制定对策,制表人：易 敏,2010,年,4,月,序号,要因,对策,目标,措施,责任人,地点,时间,1,接缝、冷缝漏水,做好提前加固、提前预测、应急准备工作,尽量做到接缝不漏水，即使漏水后能及时处理,1,、设置观测井；,2,、开挖前探缝；,3,、采用双重管旋喷,+,注浆,+,冷冻对接缝进行加固；,4,、预埋袖阀管作为应急措施。,李鑫,王运钢,施工现场,2010.3,2,支撑刚度小,增加支撑的刚度,将地连墙变形控制在,20mm,以内,将钢支撑变更为混凝土撑,易敏,徐刚,会议室，施工现场,2010.3,3,开挖方案不合理,不断优化适合于本车站基坑开挖的方案,做到既保证挖土，又能及时架撑,1,、采用抽槽开挖的方法挖土；,2,、基坑开挖过程中及时调整方案，保证支撑架设及时。,徐刚,王运钢,和澄亮,会议室，施工现场,2010.3,4,未隔断深层承压水,隔断深层承压水,不抽深层承压水,1,、采用三重管双高压旋喷桩加深止水帷幕；,2,、仅在坑内设置减压井，并且仅在应急情况下启用。,徐刚,寇欣,王文灿,会议室，施工现场,2009.9,我们用,5W1H,方法，针对要因制订了对策和措施，并落实了责任人和完成时间,九、对策实施,实施一,做好提前、预测及应急准备,旋喷,+,注浆示意图,预埋袖阀管,开挖前探挖,冷冻法加固,袖阀管,冷冻塔,措施,3,：开挖前，对每个地连墙接缝均进行了旋喷加固，同时进行了双液注浆。由于刘髯公距冷缝近，为了保证冷缝安全，对冷缝位置进行了冷冻法冻结加固。,措施,2,：每步土方开挖前，均采用洛阳铲进行探挖，确认接缝无风险再开挖。,措施,4,：在每个地连墙接缝处均预埋袖阀管作为应急措施,.,措施,1,：按照设计图纸，在坑外设置水位观测井，每日进行观测。,制图人：易 敏,2010,年,3,月,实施一效果,1,冷缝渗水对刘髯公沉降影响,2009,年,11,月,15,日，刘髯公旧居所处冷缝由于无连接，开挖后受力导致接缝错动发生漏水。项目部立即启动应急程序，并立即自预埋的袖阀管处注入水泥,-,水玻璃双液浆，在,30min,内迅速将险情控制，由于处理及时，刘髯公旧居当日最大沉降仅,2mm,，后续累计沉降约,5mm,。,冷缝,刘髯公侧冷缝漏水,制图人：寇 欣,2009,年,11,月,日期,11,月,9,日,11,月,11,日,11,月,13,日,11,月,15,日,11,月,17,日,11,月,19,日,11,月,21,日,11,月,23,日,B1,-10.5,-10.4,-10.8,-11.2,-11.4,-10.8,-11.5,-11.2,B2,-9.6,-9.8,-9.1,-9.3,-9,-9.6,-9.2,-9.2,B3,-13.5,-13.5,-13.9,-15.8,-15.2,-15.3,-15.5,-15.8,B4,-14.9,-15.3,-15.9,-17.2,-19.6,-20.8,-20.8,-20.9,B5,-14.6,-14.9,-16.3,-16.3,-19.1,-20.8,-20.7,-23,B6,-14.8,-15.5,-16.6,-16.7,-17.7,-18.1,-19.3,-17.9,B7,-15.3,-14.7,-15.7,-15.3,-16.1,-18.8,-19.4,-18,B8,-15.1,-14.9,-15.5,-15.6,-17.2,-19.2,-19.6,-20.6,第三方监测数据,通过在接缝外侧采用旋喷及预注浆加固后，建国道站基坑开挖过程中未发生一起普通接缝漏水、涌砂事故。,冷缝,开挖至基底照片,实施一效果,2,冷缝处自,2010,年,1,月,25,日开始积极冻结，自,2010,年,2,月,25,日达到开挖条件并开挖，在开挖过程中未发现再次漏水。这些措施有效地保证了刘髯公旧居的安全。,接缝,数量,检查,点数,漏水,点数,有水,渍点数,合格,点数,62,775,0,16,759,施工中对每个接缝都进行开挖前超前探测，探测每,2m,进行一次，探测由监理单位见证执行，并签认专项管理表格。,实施二,增加支撑的刚度,由于建国道站周边建筑物较为重要，为了减小支撑体系变形，保护建筑物。经积极与业主、设计及有关专家共同研究协商，将第一道及第四、五道部分钢支撑调整为截面为,600mm,X900,mm,的,混凝土支撑，增大了支撑体系刚度，防止了围护结构变形过大。,基坑支撑体系,制图人：李 鑫,2010,年,4,月,混凝土撑,混凝土撑,混凝土撑,钢支撑,钢支撑,钢支撑,实施三,不断优化适合于本车站基坑开挖的方案,措施,1,：基坑开挖中，对钢支撑架设难度较大的部位采用抽槽开挖方法，利用挖掘机从基坑中部挖槽，保留两侧反压土。待抽槽完毕，开始进行反压土的挖除，并随着反压土挖除，及时架设钢支撑。,措施,2,：,2010,年,2,月,13,日，刘髯公沉降速率较大，达到,1mm/d,。我部立即进行了分析，确定变化原因为支撑架设不及时。为此迅速安排了人员进行钢支撑的架设，稳定了建筑物沉降。,制图人：易 敏,2010,年,3,月,抽槽开挖,基坑开挖,刘髯公沉降曲线,基坑施工中采用混凝土撑增加了支撑刚度，对地连墙的变形起到了很好的约束作用；抽槽开挖和及时架撑有效的减少了地连墙悬空暴露时间，充分利用了基坑开挖的时空效应；由于在整个基坑开挖过程中采取了这一套措施，地连墙的最大变形量仅,20mm,。,地连墙变形理论计算,地连墙变形现场实测值,制图人：王文灿,2010,年,3,月,实施二、三效果,实施四,隔断深层承压水,措施,1,：在整个基坑内侧采取旋喷桩止水：帷幕隔断第二层微承压水，三重旋喷桩旋喷桩桩径,0.8m,，桩距,0.5m,。桩深约为地面下,34.9m-57m,，共,22.1m,长；地连墙接缝处旋喷加深至基底设计开挖面。,止水帷幕示意图,浅层承压水,深层承压水,开挖面,设计旋喷桩顶,地连墙,制图人：易 敏,2010,年,1,月,粉砂层,粉砂层,实施四,隔断深层承压水,止水帷幕示意图,浅层承压水,深层承压水,开挖面,设计旋喷桩顶,减压井,地连墙,制图人：易 敏,2010,年,1,月,措施,2,：在基坑内侧设置,5,口深层减压井，作为应急措施。,粉砂层,粉砂层,旋喷桩施工完成后，由专业的试验检测单位对旋喷桩施工质量进行了抽芯试验。共计抽样点为,32,处，试验结果为桩体渗透系数为：小于,1,10,-8,cm/s,，抗压强度大于,1MPa,：,基底旋喷桩头,旋喷桩抗渗试验报告,实施四效果,1,旋喷桩抗压试验报告,开挖前施工的旋喷桩深入了,2,粉土、,4,粉砂，有效地隔断了深层承压水。虽然在基坑内设置了,5,口减压井，但整个基坑开挖过程中并未启动，基底也未出现突涌现象。,设计旋喷桩顶,浅层承压水,深层承压水,开挖面,减压井,旋喷桩止水帷幕示意图,制图人：易 敏,2010,年,4,月,实施四效果,2,十、效果检查,1,、目标实现情况,目前，建国道站基坑已整体完成。刘髯公旧居累计最大沉降为,57.2mm,，最大倾斜量,1.97,；圣心堂旧址最大沉降为,18.7mm,，最大倾斜量,0.66,，两建筑物均处于安全受控状态。,建委专家杨少元：“发生灾害性变化已不存在”。,制图人：易 敏,2010,年,4,月,专家评估意见,目标实现情况,2,、社会效益,3,、无形效果,通过本次,QC,活动，使小组成员掌握了各种理论工具，丰富了实践经验，提高了凝聚力。为日后处理同类情况留下了宝贵的实践经验。,评价内容,团队精神,质量意识,进取精神,QC,工具运用技巧,理论工具运用,改进意识,活动前,85,75,90,65,65,70,后动后,95,90,95,85,85,95,制图人：易 敏,2010,年,4,月,刘髯公旧居、圣心堂旧址为历史风貌建筑，具有较高的历史意义，保护成功为天津市留下了宝贵的历史遗产。天津电视台对我项目施工做了专项报道,天津电视台视频截图,十一、巩固措施,为了保证本小组成果能对后续工程具有指导意义，我小组编制了,深基坑施工中对周边风貌建筑物保护,的作业指导书，并经公司技术管理部门审批通过，已成为我企业的作业指导书。,通过本次,QC,小组各成员的齐心协力，顺利的达到了既定的目标。基坑开挖过程中，刘髯公旧居与圣心堂均未发生不可修复的损坏。,下一步，我标段的重点施工项目将为盾构隧道施工，届时将成立,“,盾构下穿意式风情区风貌建筑群的控制,”,QC,小组。,十二、下步打算,成果发布完毕，谢谢各位领导，评委！,