1、下穿燃气管线安全专项施工方案义和庄站韩园子站暗挖区间下穿高压燃气管线一级环境风险工程安全专项施工方案1.编制依据1、相关设计文件、设计说明、施工图纸； 2、北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系（试行）；3、义和庄站韩园子站区间风险工程汇总表；4、地下铁道工程施工与验收规范（GB50299-1999）、轨道交通隧道工程施工质量验收标准（QGD-007-2005）、地铁工程监控量测技术规程（DB11/490-2007）、地下工程浅埋暗挖技术通论；5、现场踏勘所收集的周边环境资料；6、我单位目前现有的施工技术水平、施工组织能力与机械配备能力。2.工程概况北京市轨道交通大兴线工程土建施工06合同
2、段主要施工任务为“一站一区间”，即韩园子站和义和庄站韩园子站区间。义和庄站韩园子站区间南北走向穿行于新源大街下方，北承义和庄站，南至韩园子站，分为矿山法暗挖段和明挖段两个部分，其中区间暗挖段双线全长4915.522m，其余为明挖段。暗挖区间在右线里程DK18+301.000、左线里程DK18+296.000位置下穿1000高压燃气管线，隧道顶距燃气管线底约4.5m，为一级环境风险工程。现状高压燃气管为北京市南六环路天燃气工程一期（罗奇营马驹桥）工程。该天燃气管位于南六环盛源桥北约30m，管线设计压力为4.0Mpa，管道材质为X70钢材，壁厚14.3mm，外径1016mm，接口采用焊接。过新源大
3、街段（也就是本风险工程所在位置）燃气管采用明开槽直埋施工，该段天燃气管埋深约6m。该工程于2007年完工，目前尚未投入使用。另外两家单位借用所开挖的基槽与天燃气管道平行同槽埋设两根管道，分别为323.9成品油管和273.1航天油管，管道材质均为石油钢套管，与高压燃气同标高，另根据管线资料，燃气管上方地层还有一根1050污水管（与燃气管垂直净距0.56m），一根600雨水管（与燃气管垂直净距2.8m）与一根600上水管（与燃气管垂直净距2.4m）。见图2-1、2-2所示。图2-1燃气管线与区间线路位置关系平面图 图2-2燃气管线与区间线路位置关系断面图3.工程地质与水文地质3.1工程地质根据岩土
4、工程勘察报告，本区间段地层为第四系全新世沉积层，依上至下分别为杂填土2层、素填土1层、粉土层、细砂2层、粉细砂2层、粉质粘土层、粉土1层、粉细砂1层。隧道主体结构穿过的地层主要为粉细砂2层，仰拱局部位于粉质粘土层或圆砾4层。见图3-1。图3-1地质剖面图3.2水文地质根据岩土工程勘察报告，本区间勘察范围内，地下水主要为上层滞水和层间潜水，上层滞水无稳定水位；层间潜水在本场地均有分布，水位标高为15.5618.69m，含水层主要为圆砾层、粉细砂1层与其以下砂、圆砾石层中，由于层间潜水受大气降水影响较大，水位有一定变化，变化幅度一般在23m。本段区间隧道在稳定地下水位以上。4.风险因素分析燃气管线
5、材质为X70钢材，外径1016mm，壁厚14.3mm，自重较大；管线采用明开槽直埋施工，管体直接与土体接触，管下方土体为管体的直接承重面；燃气管所处地层为粉细砂层，土质疏松，承重能力差；与新建隧道结构净距仅4.5m；成品油管、航天油管、污水管、上水管、雨水管等管线在风险区域内密布，以上均为区间隧洞开挖过程中的不利因素，致使上述管线存在施工风险的主要原因即为施工沉降。地层变形和沉降是施工中的最大风险，加强对新建隧洞与管线间土层的保护，确保地层变形和沉降控制在合理范围是隧道成功穿越的关键。5.施工重难点分析5.1施工重点1、现场踏勘调研：认真进行管线调查、空洞普查等现场踏勘调研，查明隧道结构周边既
6、有管线、空洞或水囊的位置、走向、埋深等，针对性的确定改移、加固或其他处理方案，避免盲目施工造成严重后果，是施工中的重点。2、地层变形与沉降控制：如第四节所述，燃气等管线自重较大，又在稳定性极差的粉细砂地层内直埋施工，与隧洞距离仅为4.5m，对地层变形与沉降控制要求较高。土体开挖过程中造成的扰动对上部土层影响较大，沉降、变形控制十分困难，加强地层变形与沉降控制是施工中的重点。3、监控量测：为避免隧洞开挖过程中地层变形或管线变形超限，必须对管线变形沉降、地表沉降、拱顶沉降、洞室收敛等进行监控，随时获得其变形数据，以便对施工工艺、作业参数进行动态调整，将沉降、变形控制在最小范围之内。搞好监控量测是施
7、工中的重点。4、应急储备：地下工程施工不确定因素较多，穿越风险工程施工更为复杂，一旦出现险情，完善、科学的应急措施与应急储备能够将损失和影响降低到最小。预先制定科学、完善、可行的应急措施，搞好应急储备是施工的重点。5.2施工难点与对策1、地层变形与沉降控制：矿山法施工工艺较为复杂，工序较多，人为因素干扰较大，沉降控制，特别是穿越风险工程施工沉降控制尤为重要，难度更高，既是施工中的重点，也是施工中的难点。隧洞穿越燃气管线沉降控制标准要求高：地表累计沉降控制标准15mm，差异沉降控制标准3mm/m，平均速率1mm/d，最大速率2mm/d，为施工增加了难度。地层的变形与沉降控制是施工中的难点。对策：
8、认真学习相关规范、熟悉图纸，领会设计意图与工艺标准，严控隧洞开挖各工序作业质量，工规范作业，严格依据施工要领与设计要求进行操作，同时，依靠科学的监控量测对施工情况进行全面掌控，超前预判，动态调整，努力将沉降降低到最小。2、监控量测测点埋设：燃气管线、输油管道、上水管线均为承压管线，设计要求采用抱箍式测点，需将测点直接布设在管体上。测点埋设过程须进行管线平纵面精确定位、地面钻孔等工作，为避免测点埋设对各管线造成破坏，此项工作要求精度极高，监测仪器与设备的埋设较为困难，相对于污水管、雨水管等采用模拟式测点进行监测的管线，实施难度较大，是施工的难点。对策：在施工前，采用地质雷达、超声波、远红外线等先
9、进仪器、设备对管线的位置、走向、埋深等进行精确定位，绘制各管线的平纵面图，结合监控量测布设点位，标明各点位处管线的位置参数，为钻孔、测点埋设提供指导和依据；管线测点埋设尽量采用人工挖孔进行，钻机作业时，专人指挥，规范操作，以避免机械作业破坏管体。6.施工方案和主要施工工艺6.1施工准备调查评估：施工前对燃气管线与周边的既有建筑、地下管线、地下空洞等进行调查核对，确定拆改或保护加强方案；测量放线：依据设计与现场调查资料显示的位置和尺寸进行测量放样，同时进一步核查燃气管线、其他管线、新建隧道结构与三者之间的相对关系，为施工提供指导和依据； 注浆试验：依据各种注浆地层的土质情况进行同条件注浆试验，确
10、定注浆浆液类型、配比、注浆压力、注浆量、凝结时间、上升强度等工艺参数，选择最优参数，同时确定几套备选工艺与参数，以备应急；布设监测断面与监控量测点，测定初始值；做好应急储备，针对过燃气管线施工采购专用应急物质并进场到位，成立应急组织结构，确定风险工程施工专项管理与作业人员，并进行必要的演练和培训；相关施工技术方案、安全专项施工方案的论证与申报，并在相关单位审批、备案；主要材料、机械设备通过验收并进场到位，施工队伍和人员已进行技术和安全交底并通过岗前培训。6.2施工安排区间隧洞下穿高压燃气管线风险工程加强施工段范围为区间左线里程DK18+290DK18+305，右线里程DK18+295DK18+
11、310，单线长15m。依据目前施工情况，计划由北侧开始进入风险段施工：区间左线先进入风险段施工，进入风险段前，有必要时应停止开挖面进行初支背后回填注浆，必须确保初支背后回填注浆已经跟进至设计里程，并已上升至要求强度后，方可进入风险段开挖。右线进入风险段前，需确保与左线错开至少3倍洞径并已完成初支背后回填注浆工作。依据目前施工进度情况，区间下穿燃气管线加强段计划施工时间为2009年3月10日2009年4月11日，共计33天。6.3施工工艺6.3.1施工方法下穿燃气管线风险工程段区间隧洞采用台阶法开挖，为有效控制施工沉降与结构变形，设置临时仰拱。区间隧洞断面见图6-1所示。图6-1区间隧洞断面图采
12、取主要技术措施如下：（1）格栅钢架500mm，每榀设置工16临时仰拱，仰拱设单层连接筋、单层钢筋网并喷射混凝土。（2）纵向连接筋，环向间距1m，内外侧布置。（3）6.5,150x150钢筋网外侧单层，拱墙布设。（4）超前支护采用L=3m42双排超前小导管，每两榀格栅钢架插管一环，环距0.3m，外侧布设范围180，内侧全断面，外插角1030，注改性水玻璃浆，注浆压力0.30.5MPa。（5）L=3m42锁脚锚管一侧两根，注改性水玻璃浆。（6）C20喷射混凝土。（7）L=800mm42初支背后注浆管每个断面7根，纵向间距3m。注水泥浆。（8）对隧洞上方顺行的1050污水管提前采取导流或抽排水措施。
13、（9）加密监测断面与监测点，提高监测频率，必要时实行24小时不间断时时监测，随时获得监测数据，与时反馈，与时修正施工参数。 （10）隧道施工完成后，燃气管线通气前，进行打压试验，根据试验结果，确定是否需对管线进行修复处理。为进一步保证施工安全，确保过风险工程施工万无一失，拟采取如下加强措施：1、超前注浆由每两榀打管注浆一次变为每榀打管注浆一次，管长由3m减小为2m，打管角度、布设范围、布设间距、打设根数不变，注浆浆液由改性水玻璃变为HSC超细水泥，遇水时，浆液为HSC+XPM浆液；2、弧形工16a钢临时仰拱变为工20a钢直仰拱，架设单层连接筋、钢筋网，喷射混凝土；3、锁脚锚管增加为一侧四根，长
14、度不变，注HSC超细水泥浆，遇水地段注HSC+XPM浆液；4、风险段拱部开挖初支后打设3根垂直初支面补偿注浆管，注浆管为42钢焊管，长度为5m，纵向间距2m，注浆浆液为HSC超细水泥浆，作为应急储备，见图6-2；图6-2补偿注浆示意图5、下穿高压燃气管线风险段布设抱箍式监测点时，同法在管线周边挖孔打管注浆，挖孔深度控制在管线底面附近，注水泥浆，加固管体下方土层。6.3.2施工工艺隧洞下穿燃气管线段开挖初支施工工艺与流程见图6-3、6-4、6-5所示。图6-3台阶法开挖工序横断面图图6-4台阶法开挖工序纵断面图图6-5台阶法开挖工序流程图6.3.3技术措施与控制要点（1）单线隧洞临近风险段时，必
15、要时停止掌子面开挖，进行背后回填注浆，沉降稳定后，方可进入风险段施工。另一条隧洞进入风险段前，必须保证滞后前一条隧洞至少3倍洞径，且已完成初支背后回填注浆；（2）严格遵照浅埋暗挖“十八字”方针落实施工工艺，做好工序衔接与质量控制；（3）选用合理的浆液配比，提前进行注浆试验，保证注浆加固效果；（4）把好超前注浆支护质量关，严控超前注浆管排设数量、间距、角度、长度、范围与频率，以注浆量与注浆压力双控指标进行注浆质量控制，超前支护不到位不得开挖；（5）控制超挖，严禁欠挖，避免出现大的塌方或侵占混凝土厚度，影响钢筋混凝土支护强度；（6）依据规范与交底要求留置台阶与核心土，控制台阶长度、核心土范围，台阶
16、不可过长，也不可过短，最大限度减小土体扰动程度并控制结构沉降，同时须确保上、下台阶快速封闭成环；（7）采用空心砖垫实拱脚，不得悬空或存在虚碴，规范施作锁脚锚杆并注浆，控制施工沉降；（8）回填注浆与时跟进，保持与下台阶同步，同时控制回填注浆质量，必要时循环进行，有效填充混凝土与土体的间隙；（9）争取最佳时机施工，快速通过风险段；（10）洞内、地表设专人加强巡视，同时做好应急储备，一旦出现险情，立即封闭掌子面；（11）施工安排上尽量避开雨天施工，有水施工时，与时改变施工工艺；（12）格栅节点在用螺栓就位后，主筋按设计要求帮焊等直径钢筋；（13）加强监控量测，与时反馈，与时修正施工参数。6.3.4主
17、要质量控制标准（1）隧洞开挖表6-1开挖允许偏差表序号项 目允许偏差检查频率检验方法合格标准范围点数1标高30mm每10米5水准仪测量42中线30mm2经纬仪测量23进尺间距+5cm5用钢尺4个4净空+5cm-010用钢尺9个（2）喷射混凝土所用材料的品种和质量必须符合设计要求和施工规范的规定，其中水泥需先进行复试符合有关规定后方可使用。喷射砼原材料配合比、计量、搅拌、喷射必须符合施工规范规定。喷射砼强度必须符合设计要求对喷射砼的结构，不得出现脱落和露筋现象。喷射砼结构不得夹泥夹碴，严禁出现夹层。钢格栅间喷射砼厚度应满足设计要求，无大的起伏凹凸，表面应平整圆顺，作到内实外光。表6-2初期支护喷
18、砼允许偏差表序号项目允 许 偏 差检验方法1喷射砼厚度30钻孔、尺量2喷射面平整度=302m靠尺量3墙面垂直度H/100吊线、尺量4中线位移=20经纬仪测量5净空限界符合设计经纬仪测量、计算、尽量拉线6保护层20mm观察、尺量（3）格栅钢架工程加工的钢格栅应分批进行验收，合格后方可用于施工。钢格栅用于施工前应进行试拼，架立应符合设计要求，连接螺栓必须拧紧，数量符合设计，节点板密贴对正，钢格栅连接应圆顺。所有焊缝必须是双面搭接电弧焊，焊缝高度布小于8mm。表6-3钢格栅试拼装允许偏差表序 号项 目允许偏差（mm）检验方法1周边允许偏差20尺量2扭曲度20尺量表6-4钢格栅架设允许偏差序号项 目允
19、许偏差（mm）检查频率检验方法中线20每10米检查钢尺2标高0钢尺3同步20水准仪4纵向间距50尺量5垂直度0.5%垂球吊线6拱脚底板标高20水准仪（4）注浆地质不良地段采用开挖前小导管注浆超前支护预加固地层。为了保证注浆质量，对超前注浆进行定时抽查。表6-8注浆允许偏差序号项 目允许偏差检查频率检验方法范围点数1管 长+5cm每20米5用钢尺2排管间距+5cm，-05用钢尺3注浆量50ml5用试验容器（5）连结筋、钢筋网联结筋焊接长度10d，满焊，保证焊接质量，无漏焊、焊伤现象。联结筋纵向成一直线，环向间距误差控制在3cm之内，与钢支撑主筋焊实。钢筋网满铺，搭接12个网格，与钢格栅主筋点焊。
20、6.4安全保证措施与施工注意事项基本要求：严格施工技术交底、施工方案施工要求，服从现场值班人员与相关领导部门的指挥、交底、通知与各种形势的要求。遵守国家与北京市法律法规和项目部的相关管理办法、制度与要求。保证人员安全、工程安全、机械安全、社会安全。与时作好各项安全防护、个人防护、机械防护、施工场地防护，了解掌握各项应急措施。6.4.1开挖与喷锚作业1、隧道开挖作业采用过程严格按照设计要求与工法要求进行施工，应严格作到“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针，以确保施工安全；2、每天进行洞内量测和地表沉降观测，根据监测数据与时调整支护参数，防止地表沉降以与隧道净空变形；3、认
21、真作好掌子面地质观测记录，采用超前探管进行前方地质探测，根据地质变化以与水文变化情况进行超前地质预报，与时调整支护参数；4、进行排管作业时严格按设计与技术交底进行对排管的数量，角度布设，吹管时吹口不能对着有人与材料较轻的物体，以免高压风与被吹起的物体伤人；布设排管时应根据地质情况控制风量或采用风镐打入，避免布设排管时造成土体坍塌；为保证注浆效果，控制注浆作业中土体坍塌，注浆前应封闭注浆面。5、注浆前严格对硫酸的管理（进行严格封闭管理），在对浆液进行配比时，要轻拿轻放硫酸，浆液配合比严格按试验人员交底配制，并戴必备的劳保用品（注浆手套等）。6、上断面开挖时保留核心土，禁止开挖悬空土，自然土开挖应
22、按规范要求进行放坡，备好坍塌抢险的材料（砂袋、加气砖等），抢险物资应运至距掌子面30m范围内，作好防坍的准备，不得挪作他用；7、分部施工时严格控制上下台阶长度，防止因台阶过短造成土方坍塌、滑坡等事故；若土体较松散易滑动时，除按要求防坡外，应采用喷射砼将坡面封闭，发现土体不稳、有坍。塌征兆时（如土体颗粒加快滑落、渗水携带泥沙增大等），立即进行封闭，情况严重时立即安排人员撤离。8、开挖人员在开挖作业时，应熟悉作业内容（包括在同一环境平行作业内容）、作业环境，对使用工具、车、台架进行仔细检查，不牢固不得使用。9、开挖作业时，施工人员应服从现场指挥，严格按安全技术交底要求操作，碴土倒运、材料堆放与倒运
23、作业应有专人指挥，防止同时作业出现碰撞伤人事故。10、开挖作业按相关规范要求保持与机械、电线等安全距离，洞内装卸时注意安全操作范围。11、工作人员加强个人防护，喷射手应佩带防护面罩，防水披肩、防护眼镜、防尘口罩、乳胶手套；其他工作人员也应佩带防尘口罩等防护用品；12、对所需喷射机械必须实行定机、定人、定岗位的“三定”制度，认真执行安全操作、保养和交接班制度；13、喷射机械设备应布置在安全地带；14、锚喷作业前必须检查管道、现场环境、接头、压力表与安全阀，确认安全后方可进行操作；15、喷射作业场地要做到机械布置得当，运输道路畅通，风、水、电位置合理，线路顺直互不干扰，管线路应不漏风，不漏水，不漏
24、电场地整洁无积水；16、喷射作业时应随时检查开挖面情况，防止出现掉块、坍塌现象，地质稳定性较差时可采用先初喷一层封闭，然后再喷射至设计厚度；17、手持喷射器作业时，喷口使用、放置严禁对着人，输料管理顺，严禁碾压、踩踏管路；非操作手不得动用喷射头；18、喷射机开始时应先给风在开机后送料，结束时待料喷完，先停机后关风，工作中应经常检查输料管出料弯管有无磨薄击穿与连接不牢的现象，发现问题与时处理。当喷咀不出料时，检查输料管是否堵塞，但一定要避开有人的地方，严防高压水、高压风与其它喷射物突然喷出伤人；19、喷射作业需要辅助支架时，确保支架放置牢固，满足作业空间要求，保证喷射作业安全；20、喷射完毕后与
25、时清理废料，严禁使用回弹料和废料。6.4.2施工现场1、严格各项施工材料的堆放，堆放高度与范围符合材料存储规定，保证施工现场的安全与施工通道的畅通。2、交通道路必须保持通畅，不得有其它物品堵塞道路。3、所有施工人员不得醉酒进入施工场地、酒后4小时不得进行施工作业。4、所有施工人员均有义务进行制止意外危险的发生，有义务进行相关有效的抢险、抢救。和从相关领导和部门的正确指挥。5、在对有管线附近施工时，首先了解掌握管线的情况，并切实按照管线保护的施工要求进行施工，严禁用强大工具进行施工，如用风镐、重锤等进行作业，在进行排管作业时，严格基排管的长度，角度，确保其管线安全，对需要加固的地段严格按照其要求
26、进行相应加固，对发现新的管线和异常情况应先作好其现场人保护工作，并向相关领导和部门进行汇报。不得私自进行处理。7.工程环境保护措施7.1防水排水1、在施工期间始终保持工地的良好的排水状态，修建必要的临时排水渠道，并与永久性排水设施相连，且不得引起淤积和冲刷；2、雨季施工时，要随挖、随运，确保弃土场地不积水，并与时做好临时泄水槽。7.2冲刷与淤积1、施工现场所占用的土地或临时使用的土地不得受到冲刷；2、从本工程施工中开挖的土石材料，不得对河流、水道、灌溉或排水系统产生淤积或堵塞；3、施工中临时排水系统，能最大限度地减少水土流失与对水文状态的改变；4、开挖或填筑的土质结构与时采取防护措施，防止雨季
27、到来时水流对土体的冲刷而影响排水系统的功能，减少对附近水域的污染；5、未经监理工程师的事先书面同意，不得干扰河道、水道、现有灌溉或排水系统的自然流动，以免导致冲刷与淤积的发生。7.3废料、废方的处理1、清理场地的废料和土方工程的废方处理，不得影响排灌系统和农田水利设施，不得向江河、湖泊、水库和专门堆放地以外的地方倾倒。按图规定或监理工程师的指定在适当地点设置弃土场，有条件时，力求少占土地，并对弃土进行整治利用，尽可能对弃土方进行整平用做耕地；2、当设置弃土堆时，应按照规范执行；3、施工过程中的泥浆与废弃物等，在工程完工时与时清除干净，以免堵塞河道和妨碍交通。7.4防止和减轻水、大气受污染1、保
28、护水质（1）施工废水、生活污水不得排入农田、耕地、灌溉渠和水库，经过过滤、沉淀后，经检测符合国家排放标准后，方可排放，处理后的水也不得排入饮用水源；（2）工程施工区域、砂石料场，在施工期间和完工以后，妥善处理，以减少对河道、溪流的腐蚀，防止沉碴进入河道或溪流；（3）冲洗集料或含有残留物、沉淀物的操作用水，采取过滤、沉淀池处理或其它措施，做到达标后排放；（4）施工期间，施工物料，如：水泥、油料、化学品等堆放，采取必要的保护措施，防止在雨季或暴雨将物料随雨水径流排入地表或附近水域造成污染；（5）施工机械防止严重漏油，机械在转动中产生的油污水和维修施工机械时油污水，尽可能收集，集中处理。2、控制扬尘
29、（1）为了减少施工作业产生的灰尘，在施工区域内随时进行洒水或其他抑尘措施，使不出现明显的降尘；（2）易于引起粉尘的细料或松散料予遮盖或适当洒水湿润，运输时用帆布或类似遮盖物覆盖；（3）运转时有粉尘发生的施工场地，如水泥混凝土拌合站等投料器均有防尘设备，在这些场所作业的工作人员，配备必要的劳保防护用品。3、保护绿色植被（1）尽量保护施工用地范围内的现有绿色植被，若因修建临时工程破坏了现有绿色植被，负责在拆除临时工程时予以恢复；（2）施工期间工程破坏植被的面积严格控制，除了不可避免的工程占地、砍伐以外，不再发生其他形式的人为破坏。7.5现有公用设施的保护1、对于受施工影响的一切设施或结构物，在本工
30、程施工期间采取一切措施加以保护；2、靠近公用设施的作业，通知有关部门，并邀请有关部门代表在施工时到场；3、不得因工程的建设影响当地或周边居民的出行、交通，尽量保持原来的通行能力，并在两侧适当位置设置明显的安全警示牌和照明设施，如需封闭交通时，和当地交通部门联系，并做好绕行的标牌指示工作。8.监测实施方案8.1监测目的与意义（1）掌握支护结构、地面结构、地下管线等沉降、变形情况，与时反馈信息，与时对沉降、变形进行预判，调整修正施工工艺和参数，保证过风险工程段施工安全；（2）立足信息化施工，建立以监控量测为先导的科学管理体系，确定科研课题，进行科技攻关，收集资料，积累先进的施工经验，为今后的同类工程提供施工和指导依据。8.1监测项目与实施方法8.2.1监测项目与频率主要监控量测项目包括：洞内与洞外观察；拱顶沉降；地表沉降；洞室收敛；地下管线变形等。依据地铁工程监控量测技术规程按下表的频率进行监测。表8-1主要监测项目与监测频率表序号监测项目监测方法与仪表测点布置监测频率1洞内与洞外观察地质预探、描述，拱架支护状态、建（构）筑物等观察和记录每一开挖循环一
