1、降低大直径盾构施工对轨道交通降低大直径盾构施工对轨道交通M8M8线线沉降影响沉降影响一、课题背景一、课题背景一、课题背景一、课题背景二、小组简介二、小组简介QC小组成立后，首先进行自我测评：小组成立后，首先进行自我测评： 在盾构机近距离下穿地铁8号线的过程中， 8号线最大沉降量必须控制在20mm之内的要求。 三、选题理由三、选题理由三、选题理由三、选题理由 西藏南路越江隧道工程是连接上海世博园区黄浦江两岸的唯一的世博专用通道，在国际上也具有知名度，同时也是上海市的一项标志性工程。 工程质量目标：杜绝一切技术质量事故，工程质量达到优良；创市优质结构奖、上海市白玉兰奖。 四、小组目标四、小组目标上
2、级下达指标小组目标四、可行性分析四、可行性分析 针对小组目标能否实现，我们分析了本工程难点，对以往同类工程针对小组目标能否实现，我们分析了本工程难点，对以往同类工程进行了比较。进行了比较。（一）本工程盾构要穿越的地铁8号线，无地基加固，穿越最近距离仅为2.682.68米米。博文路博文路中中山山路路浦浦东东南南路路西南路西南路8号线穿越部位穿越部位穿越最近距离仅为2.68米。挑 战 世 界 盾 构 施 工 罕 见 难 题挑 战 世 界 盾 构 施 工 罕 见 难 题地铁地铁M8M8线线地铁地铁M8M8线线西藏南路隧道最近距离仅最近距离仅为为2.68米米四、可行性分析四、可行性分析 世 纪 大 道
3、R = 1 5潍路山y = 5 7 5 0R = 1 0R=20R = 2 0R=40R = 1 0福R = 2 0路浦 电 路 站东 方 路 站 (二 号 线 )东 方 路 站 (明 珠 二 期 ) 下 行 线 上 行 线下 行 线 (二 号 线 )上行线下行线地铁二号线 该工程盾构机从地铁二号线隧道下方斜向该工程盾构机从地铁二号线隧道下方斜向穿越，穿越最近距离仅为穿越，穿越最近距离仅为，与地铁二与地铁二号线上行线的投影交叠长度约为号线上行线的投影交叠长度约为9696m m，与下行与下行线的投影交叠长度约为线的投影交叠长度约为6969m m，穿越距离长，影穿越距离长，影 响范围大。响范围大。
4、盾构穿越运营中二号线，二号线沉盾构穿越运营中二号线，二号线沉降累计变形最大值为降累计变形最大值为。 四、可行性分析四、可行性分析四、可行性分析四、可行性分析 。四、可行性分析四、可行性分析 （三）（三）可行性分析结论可行性分析结论 2 2、通过分析通过分析20042004年翔殷路隧道大直径盾构推进施工实例，小组认年翔殷路隧道大直径盾构推进施工实例，小组认为在大直径盾构推进中，地面沉降最大值已经控制在为在大直径盾构推进中，地面沉降最大值已经控制在-27.4mm-27.4mm，只要在，只要在本次小组活动中再解决若干影响地面沉降的关键问题，施工中将本次小组活动中再解决若干影响地面沉降的关键问题，施工
5、中将8 8号线号线沉降控制在沉降控制在20mm20mm之内，实现小组目标是完全有可能的。之内，实现小组目标是完全有可能的。 3 3、由于本次穿越是高难度高风险工程，公司、业主、监理及设计由于本次穿越是高难度高风险工程，公司、业主、监理及设计等单位都比较重视，施工全过程均会邀请相关专家协助我们进行方案等单位都比较重视，施工全过程均会邀请相关专家协助我们进行方案的决策。的决策。 1 1、通过分析通过分析20042004年明珠线年明珠线2 2期穿越地铁期穿越地铁2 2号线的施工实例，小组号线的施工实例，小组认为在小直径盾构穿越小断面隧道的情况下，技术措施等均能得到保认为在小直径盾构穿越小断面隧道的情
6、况下，技术措施等均能得到保证，可以将已建隧道的沉降值控制在证，可以将已建隧道的沉降值控制在-2.6mm-2.6mm范围内。范围内。 五、要因分析五、要因分析 小组成员根据以往的经验，结合本工程环境、设备等具体情况，认小组成员根据以往的经验，结合本工程环境、设备等具体情况，认为为“影响影响8号线沉降变形过大号线沉降变形过大”这个问题是一个系统问题这个问题是一个系统问题，经过分析，经过分析，小组在小组在8月月20日开会讨论，并绘制了日开会讨论，并绘制了系统图系统图。浆液配比不能满足要求浆液配比不能满足要求注浆量不足注浆量不足盾构机自身故障盾构机自身故障掘进参数不完善掘进参数不完善管片尺寸误差管片尺
7、寸误差监测设备及频率不合理监测设备及频率不合理监测点布置不合理监测点布置不合理测量数据不准确测量数据不准确中控室操作员失误中控室操作员失误机操工操作失误机操工操作失误管片拼装人员质量意识薄弱管片拼装人员质量意识薄弱同步注浆不到位同步注浆不到位盾构设备故障盾构设备故障掘进参数控制不力掘进参数控制不力管片拼装质量差管片拼装质量差测量系统不完善测量系统不完善影响影响8 8号线沉降变形号线沉降变形系统图系统图影影响响8 8号号线线沉沉降降变变形形要因验证一要因验证一 末端因素一：浆液配比不能满足要求末端因素一：浆液配比不能满足要求 1、验证内容：浆液配比适合本工程土质情况2、验证时间：2007年9月1
8、日-9月15日3、验证负责人：陈勇4、验证方法：试验5、验证依据：坍落度、比重、粘度指标满足 理论要求（具体试验数据为企业技术秘密）6、验证结果：本工程浆液配比经过不断的试 验及改进，能够满足控制地面沉降的要求。结论：此末端因素为结论：此末端因素为非要因非要因要因验证二要因验证二末端因素二：注浆量不足末端因素二：注浆量不足 1、验证内容：（1）计算隧道外周建筑空隙量得出理论注浆量。 （2）确定每环所需的注浆量。（3）在试验推进中予以验证。2、验证时间：2007年10月8日-10月24日3、验证负责人：陈勇4、验证方法：查看前阶段沉降记录5、验证依据：地面沉降值小于20mm6、验证结果：隧道浆液
9、配比及使用后发现地层损失量较大，未能满足地面沉 降值小于20mm控制要求，仍需继续改进和完善。结论：此末端因素结论：此末端因素是要因是要因要因验证三要因验证三 末端因素三：盾构机自身故障末端因素三：盾构机自身故障 1、验证内容：检查试推进过程中盾构机状态。2、验证时间：3、验证负责人：徐冬洪4、验证方法：现场测试5、验证依据：设备运行符合设计要求。6、验证结果：小组成员陪同日本专家和机修厂 技术专家对盾构机进行全面检查。盾构 机设备完好，运行正常。结论：此末端因素为结论：此末端因素为非要因非要因要因验证四要因验证四 末端因素四：机操工操作失误末端因素四：机操工操作失误 1、验证内容：（1）操作
10、工人熟练程度。（2）操作工人对各类盾构施工规范、标准掌握程度。2、验证时间：3、验证负责人：田晶4、验证方法：实际观察、考核5、验证依据：专业操作人员100%持有上岗证，操作符合操作规程要求。6、验证结果：专业操作人员全部持有上岗证，各操作班组对各类盾构 施工规范、标准熟练掌握，操作符合操作规程要求。结论：此末端因素为结论：此末端因素为非要因非要因要因验证五要因验证五 末端因素五：中控室操作员失误末端因素五：中控室操作员失误 1、验证内容： 中控室操作人员对盾构推进中相关 技术参数熟悉程度和熟练操作程度。2、验证时间：3、验证负责人：田晶4、验证方法：实际观察、考核5、验证依据：100%操作人
11、员熟悉盾构施工规范中的技术参数、操作规程，实 际操作时间达到100小时。6、验证结果：查中控室12个操作人员对各类盾构施工规范、标准掌握程度和 模拟操作时间，有5人不符合要求。结论：此末端因素结论：此末端因素是要因是要因要因验证六要因验证六末端因素六：盾构掘进参数不完善末端因素六：盾构掘进参数不完善 1、验证内容：（1）掘进参数是否满足穿越部位的土质。（2）在正式穿越前相类似地层进行试推进。2、验证时间：3、验证负责人：王肖云4、验证方法：试推进5、验证依据：试推进掘进参数能有效减少地层损失量。6、验证结果：经过试验段推进，不断调整和完善了掘进参数，盾构机姿 态达到最佳状况，并且在切口水压能够
12、保持正面土体稳定的前提下 （0.3MPa），调整切口水压对M8线沉降并不敏感，能够有效减少地层损 失量，满足要求。结论：此末端因素为结论：此末端因素为非要因非要因要因验证七要因验证七末端因素七：管片拼装人员质量意识薄弱末端因素七：管片拼装人员质量意识薄弱 1、验证内容：（1）调查操作工人对因管片拼装质量问题 所导致隧道渗漏对穿越8号线造成的 危害性的了解。（2）检查拼装的管片成环质量2、验证时间：3、验证负责人：张信发4、验证方法：询问、检查5、验证依据：认知程度达到100%，已完成的管片成环质量优良率达到95%。6、验证结果：（1）通过询问51名操作人员对管片渗漏危害性的认知度，并对已拼 装
13、的管片成环质量进行检查，发现16名操作人员对因管片拼装质量 问题所导致隧道渗漏对穿越8号线造成的危害性不十分了解。 （2）管片成环拼装质量优良率达到99%。 结论：此末端因素结论：此末端因素是要因是要因要因验证八要因验证八 末端因素八：管片尺寸误差末端因素八：管片尺寸误差 1、验证内容： 抽查现场20%管片，检查其外观尺寸是 否满足施工要求。2、验证时间：3、验证负责人：徐冬洪4、验证方法：现场测量5、验证依据：设计图纸允许误差、规范允 许误差。6、验证结果：管片全部合格，满足施工要 求。结论：此末端因素为结论：此末端因素为非要因非要因要因验证九要因验证九末端因素九：监测设备及频率不合理末端因
14、素九：监测设备及频率不合理 1、验证内容： 调查现有监测频率和监测设备。2、验证时间：3、验证负责人：王肖云4、验证方法：调查、测试5、验证依据：监测规范、监测方案。6、验证结果：经调查，现有监测频率 与盾构施工同步，能满足施工要求。结论：此末端因素为结论：此末端因素为非要因非要因要因验证十要因验证十末端因素十：监测点布置不合理末端因素十：监测点布置不合理 1、验证内容： 调查现有监测点，是否能正确反映8号 线实际沉降情况。2、验证时间：3、验证负责人：蒋洪进4、验证方法：实地察看5、验证依据：监测方案6、验证结果：绘制沉降曲线图，与实际 情况吻合，能正确反映8号线实际沉降 情况。结论：此末端
15、因素为结论：此末端因素为非要因非要因XC17XC16XC15XC14XC13XC12XC11XC10XC9XC8XC7XC6XC58号 线 下 行 线8号 线 上 行 线SU6SU7SU8SU9SU10SU11SU12SU13SU14 SU15 SU16SU17 SU18SU19SU20 SU21 SU22 SU23 SU24SU25 SU26SU27SU28 SU29SU30XU6XU7XU8XU9XU10XU11XU12 XU13XU14 XU15XU16XU17 XU18XU19XU20XU21 XU22 XU23XU24XU25 XU26XU27 XU28XU29XU30盾构推进方向S
16、C9SC8SC7SC6SC5SC10SC11SC12SC13SC14SC15SC16SC17264273274263262261260259258257256255265266267268269270271272275276277278279280281282283284285286254SU1XU1XL1XL2XL3XL4XL5367354358XL6SL1SL2SL3SL4SL5SL6SC3SC4SC5SC6SC7SC8SC9SC10SC11SC12SC13SC14SC15SC16SC17SC18XC18XC17XC16XC14XC15XC13XC12XC11XC10XC9XC8XC7XC
17、6XC5XC4XC3西 线 盾 构N287288要因验证十一要因验证十一 末端因素十一：测量数据不准确末端因素十一：测量数据不准确 1、验证内容：（1）查现有的所有监测设备资料。（2）询问测量人员实际使用情况。2、验证时间：3、验证负责人：陈勇4、验证方法：查验5、验证依据：国家计量规范、测量规范。6、验证结果：通过查验现有的监测设备 均经过鉴定，鉴定证书未过期。结论：此末端因素为结论：此末端因素为非要因非要因序号末端因素 验证方法 验证依据验证结果验证负责人 要因确认 1浆液配比不能满足要求试验坍落度、比重、粘度指标满足理论要求满足要求陈勇次要原因2 2注浆量不足注浆量不足查看查看地面沉降值
18、小于地面沉降值小于20mm20mm不符合要求不符合要求陈勇陈勇主要原因主要原因3盾构机自身故障现场测试设备运行符合要求满足要求徐冬洪次要原因4机操工操作失误实际观察考核专业操作人员必须有上岗证，操作符合操作规程要求符合要求田晶次要原因5 5中控室操作员失误中控室操作员失误实际观察实际观察考核考核盾构施工规范中的技术参数、盾构施工规范中的技术参数、操作规程和实际操作时间操作规程和实际操作时间不符合要求不符合要求田晶田晶主要原因主要原因6盾构掘进参数不完善试推进试推进掘进参数能有效减少地层损失量符合要求王肖云次要原因7 7管片拼装人员质量意识管片拼装人员质量意识薄弱薄弱询问询问检查检查认知程度达到
19、认知程度达到100%100%，已完成的，已完成的管片成环质量优良率达到管片成环质量优良率达到95%95%不符合要求不符合要求张信张信发发主要原因主要原因8管片尺寸误差现场测量设计图纸要求误差、规范要求误差符合要求徐冬洪次要原因9监测设备及频率不合理调查测试监测规范、监测方案符合要求王肖云次要原因10监测点布置不合理实地察看监测方案符合要求蒋洪进次要原因11测量数据不准确查验国家计量规范、测量规范符合要求陈勇次要原因要因验证表要因验证表1有效性预计有效会有一定效果把握不大，试一下2可实施性由本小组自行实施需要其它部门协助需要外单位参与合作3经济性费用相对较低需要一定费用，但尚能承担，领导能批准费
20、用很高，很难承担4复杂性仅涉及1个系统涉及2个系统涉及3个以上系统5时间性估计需要2周时间需要0.51个月时间需要13个月时间要要 因因对对 策策评评 价价综合综合得分得分选定选定方案方案有效性有效性可实可实施性施性经济性经济性复杂性复杂性时间性时间性注浆量不足满足每环最佳注浆量5553523推进时减少土体损失511119六、制定对策六、制定对策 六、制定对策六、制定对策 针对找出的3个要因，个要因，及对策评价选择表，我们制定了以下对策措施表。 对对 策策 表表 序号要因对 策目 标措 施地点负责人完成日期七、对策实施七、对策实施 实施一：满足每环最佳注浆量实施一：满足每环最佳注浆量 1、小组
21、成员计算出理论注浆量。 通过计算，小组成员计算出每环所需的注浆量为5.9m。经10月份与地铁公司、专家碰头会的结果，将注浆量调整到每环8.8m，约为理论值的150%。理论注浆量（盾构机与管片间隙）理论注浆量（盾构机与管片间隙）V=（R2-r2）L =3.14（11.58/2）2-（11.36/2）21.5 =5.9m 实施人：陈勇、田晶 模拟推进从10月10日开始，至10月22日推进结束。其后为模拟补充注浆。总共推进环数为40环，长度60m。模拟阶段推进速度为30mm/min。 2、模拟推进过程中做好记录对理论值进行修正。 实施一：满足每环最佳注浆量实施一：满足每环最佳注浆量 3、专家确认，确
22、定最终用量 在模拟推进过程中，盾构前方深层点累计沉降最大值约为18.4mm。所有深层沉降点在脱出盾尾后都出现少量沉降。注浆后的最大隆起值为5mm。该沉降值距小组要求目标还有差距，经与项管部技术专家开会研究，将最终注浆量调整至9m每环。实施一：满足每环最佳注浆量实施一：满足每环最佳注浆量对实施一验证：对实施一验证： 在盾构模拟推进期间，小组成员最终由此总结出一套合理实用的掘进参数和注浆参数，根据这些宝贵的参数，成功地指导了盾构施工，实施效果良好。 实施二：实施二：避免中控室操作人员操作失误避免中控室操作人员操作失误对实施二验证对实施二验证 实施人：李丙堂、徐冬洪实施三：强化操作人员和班组的质量意
23、识实施三：强化操作人员和班组的质量意识 实施人：蒋洪进、王肖云68%100%八、效果检查八、效果检查 我们QC小组通过认真实施对策表内容，达到了大直径盾构施工对轨道交通8号线沉降控制的预期目标。 实施效果检查表实施效果检查表设定目标的完成情况设定目标的完成情况 西藏南路西线盾构自11月4日16:10推进248环开始影响M8下行线，至11月11日离开M8线上行线的影响范围，历时8天已顺利穿越M8线。期间在11月10日拼装289环过程中，下行线最大沉降达到历史最大值-14.52 mm，上行线最大沉降达到历史最大值 -16.84mm-16.84mm。通过后续在西藏南路隧道内二次补浆，M8线最大变形已
24、稳定在 5.0mm 5.0mm 以内。 设定目标的完成情况设定目标的完成情况 下达指标实际情况20mm16.84mm8 8号线沉降控制图（下行线、上行线）号线沉降控制图（下行线、上行线） 六、取得效益六、取得效益( (一一) ) 经济效益经济效益 西线盾构成功穿越轨道交通8号线，节省了应急预案中各类抢险费用共计约60万元（材料费36万+机械费18万+人工费6万=60万）。其中本小组在人工费方面有极小的投入，在此忽略不计。(二二) 社会效益社会效益 1、通过科技攻关，施工中采取的各项技术措施在工程中获得圆满成功，为同类工程的施工积累了宝贵经验，具有很好的指导意义。小组通过理论与实践的紧密结合，总
25、结了大直径盾构穿越已建小断面隧道一整套的实用参数及工艺方法，具有很大的实用性和推广价值。 2、盾构机成功穿越地铁8号线，创造了上海大断面越江隧道近距离穿越小断面已建轨道交通的第一。避免了有可能产生的社会负面影响，其社会意义是巨大的。(二二) 社会效益社会效益(二二) 社会效益社会效益3、小组成员在活动过程中，不仅提高了攻关能力，还加强了我们的质量意识和工作责任心，增加了团队的凝聚力。(二二) 社会效益社会效益 七、巩固措施七、巩固措施 我们对施工工艺、盾构掘进机各类技术参数、施工中存在的技术难题进行了一系列研究，得到了一套可用于指导盾构机穿越已建隧道的施工经验。将小组活动成功的经验申请补充编写
26、进公司有关文件：隧道施工作业指导书（编号:SZ2:ZZ-05）（一）确定每环最佳注浆量1、通过计算确定每环注浆量2、试验、试推进3、专家确认，确定最终用量（二）避免人为操作失误1、各类操作人员在施工前必须熟悉各种紧急情况下的操作流程2、进行模拟操作训练（三）提高质量意识1、施工前进行质量教育2、每班操作时均由带班人员现场监控七、巩固措施七、巩固措施 通过本次活动，不仅取得了经济效益，同时也提高了通过本次活动，不仅取得了经济效益，同时也提高了小组成员的素质。小组成员的素质。 在盾构施工对轨道交通8号线的沉降控制课题攻关活动中，小组取得了预期的成功。达到了预期要求，并保证了8号线的安全，圆满达到上级要求的工期及质量目标。由于该工程的成功，为今后大断面隧道穿越已建小断面地铁隧道施工提供了一套完整的范例，经济和社会效益非常明显。小组成员在这次活动中也提高了质量意识、参与意识和攻关能力。八、总结八、总结 七、下一步打算七、下一步打算研究大直径隧道管片拼装技术研究大直径隧道管片拼装技术
