控制盾构施工中的地表沉降.pptx

CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 1/25目 录一、工程概况一、工程概况二、小组概况二、小组概况三、选题理由三、选题理由四、活动目标四、活动目标五、原因分析五、原因分析六、制定对策六、制定对策七、对策实施七、对策实施八、实施效果八、实施效果九、成果巩固九、成果巩固十、总结和下一步计划十、总结和下一步计划 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 2/25 西气东输二线工程是我国第一条引进境外天然气的大型管道工程，是国家“十一五”重大项目。在江西省九江市与湖北省武穴市之间穿越长江，隧道水平长度为2590m，隧道建成后，铺设一条直径为1219mm，压力10MPa的天然气管道。工程主要由竖井施工、管片预制和盾构掘进三部分组成。盾构机由始发竖井出发，分别经过750m泥质砂岩、1800m砂层和40m粉质粘土层后到达接收竖井。一一 工程概况工程概况 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 3/25二二 小组概况小组概况小组名称小组名称管道四公司西气东输二线长江盾构项目部管道四公司西气东输二线长江盾构项目部QCQC小组小组成立日期成立日期20092009年年1 1月月小组类型小组类型现场型现场型注册时间注册时间20092009年年8 8月月课题名称课题名称控制盾构施工中的地表沉降控制盾构施工中的地表沉降组组 长长刘广仁刘广仁活动时间活动时间2009.02009.08 82009.2009.1111注册编号注册编号GDSGS-09-08GDSGS-09-08活动次数活动次数每周每周5 5次，共次，共8080次，出勤率次，出勤率100%100%QCQC教育时间教育时间人均人均8080小时小时序号序号姓名姓名性别性别年龄年龄文化程度文化程度职务职务/职称职称小组分工小组分工1 1刘广仁刘广仁男男3232大本大本经理经理/工程师工程师QCQC方案策划方案策划2 2常喜平常喜平男男3030大本大本技术负责人技术负责人/工程师工程师方案实施方案实施3 3陈清锁陈清锁男男4242大专大专副经理副经理/助工助工方案实施方案实施4 4张张 磊磊男男2828大本大本施工部长施工部长/助工助工方案实施方案实施5 5胡庆立胡庆立男男3131大本大本质量部长质量部长/助工助工方案实施方案实施6 6王春征王春征男男2727大专大专测量组长测量组长/助工助工方案实施方案实施7 7赵雪峰赵雪峰男男2727硕士硕士盾构操作手盾构操作手/助工助工方案方案实施实施8 8程程 慧慧女女2727硕士硕士技术员技术员/助工助工方案实施方案实施9 9沈沈 技技男男2626大本大本盾构操作手盾构操作手/助工助工方案实施方案实施1010杜杜 伟伟男男2727本科本科技术员技术员/助工助工资料整理资料整理 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 4/25三三 选题理由选题理由 根据根据地下铁路工程测量规范地下铁路工程测量规范相关规定相关规定:隧道在软弱地层隧道在软弱地层掘进时掘进时,不能使地面或构筑物产生裂缝，地表沉降必须控制在不能使地面或构筑物产生裂缝，地表沉降必须控制在10mm10mm30mm30mm以内。以内。09年8月盾构掘进至大堤前的河漫滩时，我小组对地表沉降进行观测，并将沉降值进行统计。测量地表沉降 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 5/25三三 选题理由选题理由大堤前河漫滩段地表沉降值统计表大堤前河漫滩段地表沉降值统计表掘进里程掘进里程(m)沉降值沉降值(mm)沉降平均值沉降平均值(mm)允许值允许值(mm)21002727-10+30211026-10+30212028-10+30213025-10+3021402929-10+30 由上表可以看出河漫滩的沉降平均值为+27mm，最大值为+29mm，已经接近最大允许值+30mm。因此，盾构以现有沉降水准穿越大堤是相当危险的。CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 6/251地表覆盖层薄,土质松散 长江盾构穿越工程在穿越黄广大堤和进洞段施工时，盾构机的最小覆土层厚度仅为8米，是目前国内微型盾构机穿越最薄的覆土层厚度，且该段穿越地层主要为松散的粉土、粉砂层。三三 选题理由选题理由覆土厚度仅8m CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 7/25三三 选题理由选题理由2沉降关乎大堤、隧道安危 大堤一旦发生大量沉降，不但会造成巨大的经济损失，而且将直接影响境外气源对国内的输送，甚至会威胁到武穴市人民的安全。盾构施工时必须控制住大堤和进洞段的沉降，确保盾构顺利安全贯通。因此，我QC小组将“控制盾构施工中的地表沉降”作为活动的课题。黄广长江大堤黄广长江大堤 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 8/25四四 活动目标活动目标 隧道在大堤和进洞段掘进时,为使大堤与地层结构稳定,将地表沉降控制在5mm5mm5mm5mm25mm25mm25mm25mm以内。观测桩号观测桩号沉降量沉降量(mm)+30-5+25+20+10沉降允许范围沉降允许范围150100150200250300 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 9/25地地表表沉沉降降量量过过大大鱼刺图法法泥水压力变化大泥水压力变化大蛇形掘进蛇形掘进料料XX管片变形管片变形泥浆性能差泥浆性能差制图人：常喜平 赵雪峰 制图时间：2009年8月15日五五 原因分析原因分析机机盾构机振动大盾构机振动大连通阀不灵活连通阀不灵活人人注浆压力控制差注浆压力控制差注浆不均匀注浆不均匀环环地层障碍物地层障碍物地层突变地层突变 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 10/25五五 原因分析原因分析序号项 目要 因 确 认确认方法负责人要因 判断1注浆效果较差注浆不及时、压浆量不足及注浆压力不适当造成土体原状失衡。调 查分 析王春征是2盾构掘进振动掘进振动在卵石层和岩石层比较严重，但在砂层掘进振动对地层扰动很小。调 查分 析张 磊否3泥水压力变化大泥浆压力控制较差，无法有效地起到支撑地层的作用，造成刀盘前的土体失稳沉降。调 查分 析张 磊是4管片变形地层压力过大及导向油缸反作用力都会造成管片变形，增大地层空隙。现 场验 证赵雪峰刘新宽是5泥浆性能差在松散的地层中掘进，泥浆的性能差，流失严重，无法形成有效的泥膜，造成刀盘前土体失稳沉降。现 场验 证胡庆立是6盾构机后退盾构机因地层压力过大或操作原因后退，会造成开挖面土体坍塌，但可以通过调整油缸压力解决。现 场验 证沈 技否7地层中障碍物在掘进中发现有障碍物时会及时派人进行清除，不属于主要原因。现 场验 证沈 技张树凯否8蛇形掘进盾构机不能按照轴线掘进，上下起伏较大，产生超挖现象。调 查分 析胡庆立否 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 11/25通过原因分析，我们确定出如下四条要因:五五 原因分析原因分析泥浆性能差泥浆性能差 管片变形管片变形泥水压力变化大泥水压力变化大注浆效果差注浆效果差要要因因确确认认 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 12/25六六 制定对策制定对策序号序号要要 因因对对 策策目目 标标措措 施施负责人负责人1 1泥水压力泥水压力变化大变化大采用气压采用气压掘进模式掘进模式使泥水舱压力和使泥水舱压力和地层水土压力始地层水土压力始终保持平衡状态。终保持平衡状态。指指导导盾盾构构司司机机学学习习，使使其其掌掌握握在在砂砂层层和和粉粉质质粘粘土土层层中中应应用用泥泥水加压平衡模式掘进。水加压平衡模式掘进。张张 磊磊2 2注浆控制注浆控制较较 差差严格控制注严格控制注浆量与注浆浆量与注浆速速 度度使使浆浆液液能能够够及及时时均均匀匀的的填填充充盾盾尾尾空空隙隙、减减少少对对地地层的扰动。层的扰动。按照相关技术要求控制注浆压按照相关技术要求控制注浆压力、注浆量保证注浆的及时性。力、注浆量保证注浆的及时性。王春征王春征3 3管片变形管片变形提高成型隧提高成型隧道的稳定性道的稳定性控控制制管管片片变变形形在在一一定定范范围围内内,不不对对土体产生影响。土体产生影响。提提高高管管片片拼拼装装质质量量,将将管管片片连连成整体成整体,减小推进油缸压力。减小推进油缸压力。张张 磊磊刘新宽刘新宽4 4泥浆性能泥浆性能较较 差差调配高性能调配高性能 泥泥 浆浆使使泥泥浆浆较较好好地地起起到护壁作用。到护壁作用。实实验验调调配配不不同同泥泥浆浆样样本本,并并做做好好记记录录，并并加加强强对对泥泥浆浆工工的的技技能培训。能培训。胡庆立胡庆立 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 13/25七七 对策实施对策实施实施一实施一:采用气压掘进模式采用气压掘进模式 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 14/25 本工程采用单液浆进行同步注浆，管片单环理论注浆量为1.8m3/环，而实际注浆量控制在理论值的130%-180%，本工程注浆量为3m3/环。实施二实施二:适当增加背填注浆量适当增加背填注浆量盾壳管 片地层七七 对策实施对策实施砂浆填充中 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 15/25 根据长江盾构工程的地质条件，调制一种适于掘进的泥浆，使泥浆的比重、粘度、滤失性、润滑性等指标符合现场施工要求。实施三实施三:调配高性能泥浆调配高性能泥浆七七 对策实施对策实施实验调配泥浆 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 16/25 同时，现场安排质检人员时刻检测泥浆的性能，并根据现场实际需要调整泥浆参数来保证开挖面稳定，防止土体坍塌。实施三实施三:调配高性能泥浆调配高性能泥浆七七 对策实施对策实施检测泥浆粘度 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 17/25实施四实施四:提高成型隧道的稳定性提高成型隧道的稳定性 为了增加隧道的整体稳定性，在大堤及进洞段拼装带有预埋钢板的管片，钢板宽130mm，厚度为10mm。七七 对策实施对策实施预埋钢板的管片 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 18/25拼装后的管片示意图七七 对策实施对策实施 当拼装好一环管片后，每两片之间用10mm厚的钢板焊接连接，每两环之间用12槽钢均匀焊接连接5处。实施四实施四:提高成型隧道的稳定性提高成型隧道的稳定性 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 19/25八八 实施效果实施效果 9-11月QC小组对300个沉降观测桩进行观测，沉降观测桩的沉降观测数据统计如表所示：序号序号沉降量（沉降量（mm）观测桩数量观测桩数量占百分比占百分比1+25002+25+205418%3+20+1018963%4+1004515%50-5124%6-500统计人：胡庆立 时间：2009年11月30日 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 20/25八八 实施效果实施效果活动前活动目标活动后活动前活动目标活动后29mm 25mm23mm圆圆满满完完成成活活动动目目标标 经统计，截至到11月底，隧道轴线上观测桩的最大沉降量未超过盾构施工规范要求（-10mm至+30mm），300个桩位的沉降量都在-5mm+25mm以内。CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 21/25九九 成果巩固成果巩固 1根据本次活动取得的成果，重新修订了盾构施工地表沉降观测方案，并将其进一步运用到工程施工中。2为了保证此次活动的成果得到有效应用，配置好各方面资源，使其能够达到预期的目标，项目部制定了严格的管理制度，并将此列入修订的施工技术方案中加以推广，避免本次QC活动攻关的问题日后再次影响施工。CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 22/25九九 成果巩固成果巩固 CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 23/25十十 总结和下一步计划总结和下一步计划 通过这次活动，我们运用QC的理论和方法，解决了盾构机在软弱地层中的地表沉降过大的问题，达到了预定的目标。我们将对此次活动进行分析总结，进一步研究探索覆盖层更薄的沉降参数控制，填补微型盾构施工领域的空白。CHINA PETROLEUM PIPELINE NO.4.CONSTRUCTION CO.中国石油天然气管道局第四工程分公司中国石油天然气管道局第四工程分公司 24/25管道四公司西二线长江盾构项目部管道四公司西二线长江盾构项目部QCQC活动小组活动小组2010年3月谢谢大家！谢谢大家！发布完毕，请批评指正！发布完毕，请批评指正！