1、负环拆除专项施工方案(DK1+788.5DK3+917.5)编制： 审核： 批准： 中铁十六局集团天津西站至天津站地下直径线工程项目经理部2010 年 10 月中 铁 十 六 局 集 团1目 录1、工程概况 .22、负环拆除条件 .23、负环拆除的准备工作 .44、负环拆除方法 .54.1 负 环 拆 除 主 要 思 想 .54.2 反 力 架 的 拆 除 .54.3 负 环 管 片 的 拆 除 .65、质量保证措施 .85.1 质量保证组织结构 .85.2 质量保证具体措施 .86、安全保证措施 .96.1 安全保证组织结构 .96.2 安全保证具体措施 .97、组织结构及劳动力 .108、
2、拟投入主要施工设备 .109、应急预案 .109.1 应急救援小组 .109.2 应急救援小组职责 .119.3 负环拆除应急预案 .119.4 应急保障措施 .132负环拆除专项施工方案1、工程概况天津地下直径线为单洞双线隧道，圆形隧道外轮廓为 11.6m，最小转弯半径 R=600m 曲线，隧道最大埋深达约 43m，平均约 20m。隧道内两端最大纵坡23，最小为 3。管片外径为 11600mm，管片内径为 10600mm，分块为 “8+1 模式”的方式，即分块形式为 6A (43.2)+2B(43.2)+K(14.4)，一环内纵向采用 25 个等圆心角布置。管片采用通用双面楔形环管片，楔形量
3、 62mm，宽度为 1800mm，厚度为 500mm，钢筋混凝土衬砌采用 C50 高性能混凝土，抗渗等级为 S12，在高精度钢模内制作成形。管片的拼装采用错缝拼装，管片接触面纵缝设凸凹榫，环缝不设凸凹榫，环与环之间以 50 根 M30 的纵向螺栓相连，块与块之间以 2根 M36 的环向螺栓相连（整环共 18 个 M36 的环向螺栓） 。本次拆除的负环共计 7 环。负环管片重量表：表 1 管片重量表管片编号 A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2 K重量（t） 8.92 8.92 8.9 8.9 8.9 8.9 8.9 8.9 32、负环拆除条件为了能够为后续工作提供空间，因而必须在掘进
4、一定距离后将负环拆除，拆除负环后必须保证正环管片能够提供足够的摩擦力来支持盾构机的正常掘进。因此在负环拆除前，需对其受力进行分析以判断负环拆除的适时性。目前盾构机已掘进 149m，完成管片拼装共 77 环（不包括负环管片） 。管片土压力荷载如图所示。 土 压 荷 载 示 意 图 3图 1 土压力荷载示意图覆土平均容重为 =18kN/m3。管片顶部埋深为 14m，作用在管片上的土压按全覆土计算：顶部土压： PHPww)(0顶部侧压： aK1底部侧压： awK)(02底部抗力： /0DLWgP其中：侧压系数，取 0.40；aK覆土平均容重，18kN/m 3；= -9.8=8.2（土在水中的浮容重）
5、 ，kN/m 3；管片重量，管片质量约为 75 吨，所以总重 751077=57750kN；Wg管片外径，11.6m；D管片总长度，1.877=138.6m；L管片顶部平均埋深，约 14m；H地下水位至管片顶部的高度，约 12m；w地下水位至管片底部的高度，24m；0地表荷载，取 10kN/m2。P代入上述各式，得：=18(14-12)+8.212+10= 144.4kN/m20=144.40.40=57.76kN/m21P=18(14-12)+8.224+100.40=97.12kN/m22=144.4+57750/（11.6138.6 ）=180.32kN/m 20=（ + + + ）/4
6、=120kN/m2P120P4所以作用在管片的力 = 11.63.14159261.8=7871.57kN/环FP因此管片的摩擦力 f= 77，根据盾构经验及土层结构，摩擦系数 取0.3，所以 f=0.37871.5777=181833.27KN，而目前为止盾构机的最大推力未超过 60000KN，并且计算所用数值均采用保守数值；另外，目前盾构机所处地段为下坡地段，对增加管片摩擦具有一定的作用。综上，管片拆除的条件已具备，可以进行负环管片拆除施工。3、负环拆除的准备工作负环拆除是一项极具风险的施工作业，在进行负环拆除前必须做好相应的准备工作，为负环拆除作业有条不紊地进行创造必要的条件。其要点如下
7、：（1）拆除负环管片前，应将始发井口处范围内的运输轨道、水管、高压电缆拆除，确保作业场地可控。（2）准备好 100t 龙门吊、气割设备、电焊设备、空压机、葫芦及千斤顶等拆除所用设备，并进行必要的检查与调试，确保设备工作正常，做到设备可控。（3）准备好钢丝绳、H 型钢、卸扣等材料，确保其强度、拉力等满足拆除作业安全进行，并取得厂家的合格保证，做到材料可控。（4）将负环管片预埋件敲出，并利用 H 型钢板将负环管片连接起来（包括环与环相连，同环间块与块相连） ，为防止负环在外力架拆除后，失去支持力而发生移动，同时将每环的注浆孔打穿，确保管片可控。每块管片预埋件如图所示。图 3 管片预埋件示意图5预埋
8、件置于每个环向螺栓上侧或每组纵向螺栓上侧管片外弧面，钢板一边应与端模或侧模对齐，表面与外弧面相平，如上图。20mm 厚钢板，大小为200mm200mm，16 螺纹钢，长度为 440mm，如右图。允许误差10mm。须保证该预埋板在脱模时对真空吸盘不会造成影响。 （注意 B、K块斜边）（5）准备拥有完成负环拆除作业的组织与劳动力资源，该人力资源应具有负环拆除的相关经验，良好的安全意识及集体观念，确保人员可控。（6）盾构机停机。4、负环拆除方法4.1 负 环 拆 除 主 要 思 想首先拆除反力架，边割除连接部分边拆除，而后进行管片的拆除。本工程的管片拼装采用的是错缝拼装，每环相同位置的管片编号不尽相
9、同，其拆除负环的主要思想是从上至下，以隧道中心线为轴对称拆除；同时，出于安全的考虑，采用“阶梯式拆除”方式，即先拆除-8 环的上半部 5 块管片，再拆除-7 环管片上半部分 4 块管片，然后是-6 环上半部分 2 块管片；回过头再拆除-8 环下部管片对称的 2 块管片，以此类推进行拆除。相比其它小型盾构来说，此次使用的管片重量较重（标准块每块约有 10t） ，出于谨慎安全的考虑，采用每次只吊起一块管片的拆除方式。4.2 反 力 架 的 拆 除（ 1） 首 先 拆 除 反 力 架 支 撑 ， 即 背 后 钢 支 撑 与 横 向 支 撑 。（ 2） 反 力 架 螺 栓 型 号 为 M24 和 M2
10、7， 其 拆 除 顺 序 如 图 所 示 ：6图 4 反 力 架 拆 除 顺 序4.3 负 环 管 片 的 拆 除4.3.1 顶 部 管 片 的 拆 除首 先 需 将 专 用 吊 具 穿 过 已 打 穿 的 管 片 注 浆 孔 ， 按 图 1 方 式 进 行 安 装 ， 紧固 螺 帽 ； 而 后 通 过 安 装 有 卸 扣 的 钢 丝 绳 与 龙 门 吊 相 连 ， 同 时 在 水 平 方 向 上 利用 钢 丝 与 安 装 在 中 板 第 一 层 的 葫 芦 相 连 。 具 体 情 况 分 种 ：（ 1） K 块 位 于 环 的 顶 部 ， 吊 装 图 如 图 5 所 示 ：图 5 K 块 位
11、 于 顶 部 的 管 片 拆 除 示 意 图采 用 公 称 直 径 为 36mm、 一 端 带 有 绳 扣 的 钢 丝 绳 作 为 吊 具 ， 具 体 方 法 是 ：首 先 将 钢 丝 绳 没 有 绳 扣 的 一 端 ， 从 其 中 一 块 管 片 的 外 部 伸 入 注 浆 口 ， 再 从 另 一管 片 的 注 浆 孔 由 内 向 外 穿 出 并 安 装 钢 丝 绳 卡 头 ， 其 安 装 示 意 图 如 下 图 所 示 ：图 6 钢 丝 绳 卡 关 安 装 图准 备 起 吊 时 ， 应 使 与 葫 芦 相 连 的 钢 丝 绳 及 与 龙 门 吊 的 钢 丝 绳 收 紧 ， 再 将管 片 螺
12、 栓 拆 下 。（ 2） K 块 不 位 于 环 的 顶 部 ， 其 吊 装 如 图 6 所 示7图 7 K 块 不 位 于 顶 部 吊 装 示 意 图4.3.2 侧 部 管 片 的 拆 除上 部 侧 边 管 片 如 图 8 所 示图 8 上 部 侧 边 管 片 吊 装 示 意 图将钢丝绳不带绳扣的一端穿过注浆孔，通过管片内侧包住管片，同时安装钢丝绳卡头。将钢丝绳的两端挂在一个龙门吊吊钩上。下 部 侧 部 管 片 如 图 9 所 示 ：钢 丝 绳（ 36m)注 浆 孔管 片 X2钢 丝 绳管 片注 浆 孔管 片钢 丝 绳8图 9 下 部 侧 向 管 片 吊 装 示 意 图首先将钢丝绳没有绳扣的
13、一端穿过注浆孔，包住管片后，利用钢丝绳卡头与带有绳扣的一端相联。钢丝绳相连如图所示：图 10 钢 丝 绳 安 装 示 意 图5、质量保证措施5.1 质量保证组织结构组 长：李振武副组长：祁文睿 全雪勇成 员：张玉宝 周明祥 唐恩超 易 多 寇 宏 穆仕清 舒家彬材设部电话：022-24462715对于施工过程中的质量控制要做到责任到人，现场安排质检工程师主要负责施工过程中的对质量的控制。5.2 质量保证具体措施（1）拆除负环时盾构机应停机，同时其所处位置地层稳定；随时对盾构机姿态进行监测，确保盾构机停机时姿态稳定；全程进行旁站监控，注意吊装作9业安全；必须对零环进行监控。（2）施工前组织有关人
14、员熟悉方案经及进行技术交底。（3）在吊装过程中，吊点应按规定设置不得随意改动。（4）在吊装过程中，应把构件扶稳后，吊机才能旋转和移动。（5）机械设备、机具使用前应重新检查其机械性能，确保符合使用要求。（6）选用钢丝绳长度必须一致，严禁有长短不一，以免起吊后造成构件变形。（7）各构件起吊后呈水平状态。（8）起重机起吊后，吊臂需转动，构件距离地面 800mm 左右，不得起吊太高进行旋转。（9）各构件应小心移动，速度应缓慢。（10）各环管片环与环之间加强连接，每环管片的两边外侧采用 10T 的葫芦向两侧固定。6、安全保证措施6.1 安全保证组织结构组 长：李振武副组长：祁文睿 全雪勇成 员：张玉宝 周明祥 唐恩超 寇 宏 易 多 穆仕清 舒家彬安质部电话：022-24456373项目部建立横向到边、纵向到底的安全生产保证体系，确保安全生产体系覆盖施工现场的每一个角落，确实做到“安全生产，人人有责，综合治理” ，以保障施工生产活动顺利进行。对于施工过程中的安全管理要做到责任到人，现场安排专职安全工程师主要负责施工过程中的对安全的管理。6.2 安全保证具体措施（1）进行施工现场的作业人员必须戴安全帽，高空作业人员应佩带安全带。（2）拆除作业前应组织有关人员进行安全交底。（3）特殊工种作业人员必须持证上岗。
