郑州市轨道交通1号线04合段
2012年4月
目 录
前 言
1 课题概况 1
2 QC课题组介绍 3
3 选题理 5
31 隧道施工质量求高 5
32 超长距离穿越电力隧道施工难度高 5
33 运营中电力隧道社会影响 5
4 P（计划）阶段 5
41 现状调查 5
42 目标确定 8
43 行性分析 8
44 寻找问题 11
45 原分析原确认 12
46 制订策 15
5 D（实施）阶段 16
实施（）缺乏电力隧道相关资料 16
实施（二）土压力设定精确 18
实施（三）步注浆量够 18
实施（四）二次注浆合理 19
实施（五）监测方法全面 20
6 C（检查）阶段 22
61 实施效果检查 22
62 总效果 23
7 A（处理）阶段 26
71 巩固措施 26
72 总结步算 27
前 言
位评委专家
郑州市轨道交通建设正火荼进行中公司承建郑州市轨道交通1号线04合段起点位紫荆山路金水路1号线施工区间隧道工程工程务紧风险质量求高该段隧道施工进度质量直接影响2013年郑州市轨道交通1号线运营
工程东明路站～民航路站区间隧道推进程中区间隧道计6次穿电力隧道盾构隧道穿越影响电力隧道总长约719m中垂直穿越段总长约304m行侧穿段总长约415m次穿越处穿越距离长质环境复杂等利素中电力隧道变形求控制较高正利素选择课题开展QC活动提供难机遇超长距离双线穿越电力隧道质量控制确定QC组攻关课题希通该课题攻关郑州轨道交通1号线续施工中继续穿越重涵等提供参考性极强第手资料时兄弟单位开展类似施工提供益参考
组2008年4月参加 真龙杯全国QC成果发表赛获等奖荣获全国优秀质量理组称号2009年7月组世博电力电缆隧道穿越海铁污水涵施工质量控制QC成果获全国工程建设优秀质量理组等奖荣获全国优秀质量理组称号
1 课题概况
郑州市轨道交通1号线设计起点位长椿街金菊街交叉口途长椿街──铁炉车站──郑路──建设西路──中原东路──郑州火车站──民路──金水路──商鼎路终点位穆庄东线路全长3484km设车站28座分新郑州学站科学道站梧桐街站化工路站铁炉车站雪松路站凯旋路站西三环站华山路站桐柏路站碧沙岗站郑州学站中原东路站郑州火车站站二七广场站体育馆站紫荆山站东明路站民航路站会展中心站通泰路站黄河东路站农业东路站七里河站新郑州站站博学路站明理路站穆庄站中凯旋路站博学路站采线型线长242km余高架线路线长1064km
工程郑州市轨道交通号线期工程土建施工04合段区间隧道工程包括紫荆山站～东明路站东明路站～民航路站两区间隧道总长5107m采盾构法施工隧道径Ф5400mm片环宽15m厚度030m
全线走车站位置见图
图11 郑州市轨道交通1号线期工程线路走示意图
根设计图纸东明路站～民航路站区间隧道穿越电力隧道列级风险源该电力隧道凤凰变省府双变回110KV电力隧道位未路玉凤路段金水路未路金水路路口北走行金水路燕凤路路口南走行金水路段隧道走基区间隧道相区间隧道计6次穿电力隧道隧道穿越影响电力隧道总长约719m中垂直穿越段总长约304m行侧穿段总长约415m电力隧道区间隧道剖面位置关系详见图2图3示
东
明
路
站
电力隧道
区间隧道
图12 电力隧道区间隧道面位置关系图
电力隧道
区间隧道
243m
图13 电力隧道区间隧道剖面位置关系图
该电力隧道矿山法暗挖隧道隧道径宽2m径高275m断面直墙拱型采浅埋暗挖法施工永久支护里外次超前导注水泥水玻璃双液浆@500750格栅钢架双层Φ20连接筋双层Φ65150X150钢筋网C25湿喷砼结构外侧布设防水层隧道底板埋深约9～11m设双变回110KV电力电缆金水路南段电力隧道设4变回110KV电力电缆路10KV电缆
2 QC课题组介绍
组早成立时间：2007年5月
表21 组成员介绍
姓名
性
文化程度
职务（称）
组分工
培训情况
王旋东
男
科
盾构分公司副总理
组 长
24课时
组成员质量理知识培训均25课时年
胡 刚
男
科
盾构分公司总支书记
副组长
24课时
国
男
科
项目理
副组长
30课时
钱晓华
男
科
项目总工程师
副组长
30课时
田瑞端
男
科
项目副总工程师
策
30课时
陈 晓
男
专
项目副理
分析实施
30课时
杨 虎
男
科
项目副理
统计实施
26课时
蔡雯俊
男
专
质量员（发布员）
调查实施
30课时
王 骞
男
专
材料员
统计
20课时
蒋祯祺
男
科
测量员
实施
20课时
张 诤
男
专
安全员
实施
18课时
韩正恭
男
中专
盾构司机
实施
18课时
表22 组活动情况表
组活动日期：
2011年 07 月 01 日～2012年 2月11日
组类型
攻关型
组注册编号
沪隧股盾－11－02
课题注册编号
活动阶段
穿越前期
穿越程
穿越期
合计
活动次数
9
5
4
18次
出勤率
98％
98％
98％
均 98％
制表：蔡雯俊 编制日期：20110703
图21 组活动现场
表23 盾构公司QC组历年获荣誉览表
序号
获奖时间
种 荣 誉
1
1999年7月
全国优秀质量理组
2
2000年7月
全国优秀质量理组
3
2002年6月
全国优秀质量理组
4
2003年7月
全国优秀质量理组
5
2004年7月
全国优秀质量理组
6
2004年7月
全国优秀质量理组
7
2006年7月
全国优秀质量理组
8
2007年6月
全国优秀质量理组
9
2007年7月
全国优秀质量理组
10
2008年7月
全国优秀质量理组
11
2009年7月
全国优秀质量理组
12
2010年7月
全国优秀质量理组
13
2011年6月
全国优秀质量理组
图22 部分荣誉奖状影印件
3 选题理
31 隧道施工质量求高
铁隧道作永久性结构施工质量求高盾构推进程中隧道轴线求控制±50mm方表沉降求控制+10mm～30mm穿越电力隧道期间业设计单位求电力隧道沉降控制+10 mm～20mm
32 超长距离穿越电力隧道施工难度高
电力隧道保护等级级推进程中区间隧道计6次穿电力隧道盾构隧道穿越影响电力隧道总长约719m中垂直穿越段总长约304m行侧穿段总长约415m区间隧道顶板顶距离电力隧道结构底板底距离约243m盾构穿越程中电力隧道影响较
33 运营中电力隧道社会影响
供电设施城市重基础设施工程郑州市轨道交通工程中首次超长距离穿越电力隧道该电力隧道凤凰变省府双变回110KV电力隧道郑州市供电廊旦发生变形引起供电障社会影响重穿越段电力隧道方金水路郑州市东西干道路道路繁忙交通拥挤旦出现事会造成交通堵塞
4 P（计划）阶段
41 现状调查
411 工程特点
盾构穿越电力隧道时隧道全断面位（7）粉土（7）1粉质粘土（8）粉土（9）粉质粘土（9）1粉土（9）2淤泥质粉质粘土（13）粉土（14）粉砂（16）粉砂土层中穿越段质剖面见图：
图41 区间隧道质剖面图
土层特征物理力学指标见表4表5表6（表中灰色区域盾构穿越土层）：
412 土层特征
表41 盾构穿越电力隧道段质情况描述
层号
岩性
层厚(m)
土层描述
（1）
杂填土
05～42
沥青水泥路面灰渣石块灰土碎石垫层组成成分杂乱结构松散局部素填土含植物根系等组成成分均结构松散
（2）
粉土
09～55
褐色黄褐色局部灰褐色稍湿稍密中密含蜗牛壳贝类等植物根系褐黄色铁染斑块层稍砂感
（3）
粉土
08～58
层呈褐色黄褐色局部灰褐色湿稍密中密含蜗牛壳贝类零星钙质褐黄色铁染斑块偶见植物腐殖质稍粘性
（4）
粉土
11～48
层呈褐黄色灰褐色湿中密层砂感含石英长石等矿物成分含蜗牛壳贝类等含少量钙质结核
（6）
粉质粘土
05～68
黄褐色灰褐色局部灰黑色软塑流塑含氧化铁铁锰质斑纹零星钙质结核含少量蜗牛壳偶见腐殖根系稍腥味局部发育薄层粉土
（6）1
粉土
约25
浅灰色灰黄色湿中密含蜗牛壳贝类等含少量钙质结核褐黄色铁染斑块
（7）
粉土
04～48
灰色灰褐色深灰色湿中密含少量钙质结核粒径5~10mm左右含少量蜗牛壳褐黄色铁染斑块
（7）1
粉质粘土
07～41
浅灰色软塑－流塑偶见钙质结核
（8）
粉土
20～65
灰色灰褐色湿中密含少量钙质结核粒径5~10mm左右含少量蜗牛壳褐黄色铁染斑块
（9）
粉质粘土
05～57
黄褐色灰褐色局部灰黑色软塑－塑含氧化铁铁锰质斑纹钙质结核含少量蜗牛壳偶见腐殖根系稍腥味稍光泽
（9）1
粉土
05～28
浅灰色湿密实含蜗牛壳贝类等少量钙质结核褐黄色铁染斑块
（9）2
淤泥质粉质粘土
05～25
灰褐色灰黑色软~流塑局部淤泥含氧化铁铁锰质斑纹含蜗牛壳见腐殖根系偶见粒径钙质结核腥味
（13）
粉土
05～32
浅灰色湿密实含蜗牛壳贝类等含少量钙质结核褐黄色铁染斑块
（14）
粉砂
09～55
灰色灰褐色灰黄色饱中密状态矿物成分长石石英含少量云母见蜗牛碎片
（16）
粉砂
20～110
灰色灰褐色灰黄色饱密实状态矿物成分长石石英含少量云母见蜗牛碎片局部夹粉土团快含少量钙质结核
（18）
中砂
25～80
灰黄色褐黄色饱密实状态矿物成分长石石英含少量云母见蜗牛碎片含粒径砾石少量钙质结核局部见石英块状片状砂质胶结物
413 土层物理力学性质
土层物理力学指标见表：
表42 土层物理力学指标统计表
层号
土层名称
含水量W（）
重度γ（KNm3）
孔隙e0
液限
WL（）
塑性指数Ip
液性指数Il
（1）
杂填土
（2）
粉土
202
1868
0905
2543
72
043
（3）
粉土
232
1959
0794
2561
75
073
（4）
粉土
238
1965
0795
2556
75
078
（6）
粉质粘土
282
1948
0793
3176
122
07
（6）1
粉土
244
1987
0787
2603
77
079
（7）
粉土
241
1971
0763
2616
75
073
（7）1
粉质粘土
273
1954
0775
3153
121
064
（8）
粉土
251
1967
0755
2671
78
079
（9）
粉质粘土
298
191
0849
3338
122
074
（9）1
粉土
248
196
0714
2664
75
074
（9）2
淤泥质粉质粘土
496
1682
1455
4374
166
122
（13）
粉土
251
1967
0718
2686
79
076
（14）
粉砂
171
201
0563
（16）
粉砂
169
2077
0505
（18）
中砂
表43 土层物理力学指标统计表（续）
层号
土层名称
塑限
WP（）
贯入阻力Ps
(Mpa)
压缩模量E 12
(Mpa)
聚力
固结排水C(kPa)
摩擦角
固结
排水
Φ（0）
渗透系数(md)
（1）
杂填土
（2）
粉土
1818
28
88
92
182
048
（3）
粉土
18
12
93
95
155
035
（4）
粉土
1806
3
95
10
175
05
（6）
粉质粘土
1955
14
49
145
38
008
（6）1
粉土
1833
119
12
14
038
（7）
粉土
1856
29
95
85
155
04
（7）1
粉质粘土
1946
14
52
145
42
008
（8）
粉土
1889
47
97
86
185
04
（9）
粉质粘土
2117
16
47
145
45
01
（9）1
粉土
1914
59
107
125
195
05
（9）2
淤泥质粉质粘土
2718
16
33
13
34
007
（13）
粉土
1898
8
77
113
212
05
（14）
粉砂
141
4
265
1
（16）
粉砂
148
3
29
2
（18）
中砂
3
28
17
414 建设单位提出质量求
鉴工程重程度保证产品高质量提高竣工交付运行性业施工方提出求确保电力隧道安全正常运行隧道结构沉降隆起控制值20mm～+10mm
42 目标确定
通专家组讨意见建设单位提出质量求组制定目标
电力隧道沉降控制20mm～+10mm间
43 行性分析
431 土压衡盾构机适应性分析
图42 863先行号D1型铰接式土压衡盾构
120
东明路站～民航路站区间隧道施工采两台海隧道工程股份限公司行设计制造具完全知识产权863先行号D1型盾构盾构机段时间磨合已利高效优质完成紫荆山站～东明路站区间左线1707m右线1614m隧道掘进施工摸索出郑州复杂层条件施工宝贵验盾构机相关性参数功配置表7：
表44 盾构机相关性参数功配置
序号
位置
项目名称
技术参数
1
盾构机
盾尾外径
6140mm
盾尾间隙
30mm
全长
12130mm
盾尾密封
3道盾尾刷
2
推进系统
总推力
约40000KN
行程
2200mm
推进速度
6cmmin
3
铰接（动铰接）
设计曲线
150m
4
刀盘
速度
063094rmin
扭矩
6758kNm
5
螺旋输送机
速度
05～160rmin
6
拼装机
旋转速度
(0510)rmin
提升力
200kN
7
车架系统
数量
5 节
总长度
约365m
8
皮带运输机
输送力
280m3 h
9
步注浆系统
排量
12m3h
针盾构穿越电力隧道施工盾构机进行针性改制包括：
（1）刀盘驱动采中间支承形式刀盘驱动具高承载力三排滚柱轴承齿轮三排滚柱轴承制成体满足郑州区土层需
（2）刀盘开口率增保证盾构利掘进
（3）刀具进行适调整增加刀具耐磨性保证砂性土层掘进
（4）盾构铰接部位高效止水密封圈确保盾构半径曲线段掘进程中铰接开启时铰接部位防水性
结：863先行号D1型盾构功满足次穿越施工需求
432 监测方法分析
次区间隧道穿越电力隧道实施信息化指导施工盾构推进程中电力隧道采动化监测起监测数时性确保电力隧道安全监测布点采静力水准仪该仪器连通原理方法电容传感器测量测点容器液面相变化通计算求点相基点相沉陷量静力水准仪安装静力水准仪导线联接数箱通线传输网线直接联接电脑（供台电脑时查）时输出测量指令设定定时测量指令静力水准仪动测量容器水位变化情况通定公式解算水位升降量形成报表5分钟测量次数时监测信息时传输导盾构施工指挥现场根时监测数情况决定否调整施工参数确保施工引起结构变形始终满足电力隧道运营结构变形求外加强面监测电力隧道方面合理布置监测点增加监测断面适量增加监测频率
静力水准仪
静力水准仪
静力水准仪
数盒
数采集
电脑终端
电脑终端
报表生成
图43：静力水准动化监测整体结构图 图44：静力水准仪现场安装图
结：该监测方法满足次穿越施工求
433 正常工况盾构掘进施工沉降分析
解盾构土体扰动影响趋势掌握问题控制侧重点QC组根盾构掘进施工程中土体沉降变化结合区间目前施工阶段表沉降量进行分析总结出结
图45 土体沉降趋势图
表45 沉降程分析表
沉降阶段
沉降类型
原
累计沉降量mm
第阶段
初始沉降
水位土体受挤压压密
＋3～－4
第二阶段
切口前变形
隆起
盾构机推力
－4～＋5
沉降
盾构机推力出土量
4～－8
第三阶段
盾构通时沉降
施工扰动剪切破坏
－8～－10
第四阶段
脱出盾尾沉降
土体失盾构支撑片背注浆时
10～－20
第五阶段
期沉降
土体续时效变形
20～－30
结：目前仅致总结出盾构推进程中五阶段沉降原盾构掘进施工阶段土压力空隙水压力步注浆量二次注浆量应该调整调整具体带少正面负面影响需深入解
44 寻找问题
针次施工难点特点考虑盾构施工技术轴线控制表沉降控制环境保护等方面问题时分析较类施工中问题集中点发现影响施工质量总体评价问题集中方面：
（1）沉降控制精度高 （2）盾构姿态良 （3）推进速度缓慢
（4）土质情况较差 （5）（荷载分布均匀）
序
类
频数
累计
频数
发生率
（）
累计率
（）
1
沉降控制精度高
26
26
6667
6667
2
盾构姿态良
6
32
1538
8205
3
推进速度缓慢
3
35
769
8974
4
土质情况较差
2
37
513
9487
5
（荷载分布均匀）
2
39
513
10000
表46 问题发生情况统计表
制表：蔡雯俊 编制日期：2011815
表9绘制排列图
图46 排列图
绘图：蔡雯俊 绘制日期：2011905
中尤沉降控制精度高（6667）关键A类素
45 原分析原确认
根讨列出问题QC组进行认真分析找出14末端素组成员关技术员起研讨致认穿越期间问题中缺乏电力隧道相关资料需穿越前期做充分调查推进中土压力设定精确步注浆量够二次注浆合理监测方法全面等4问题需实践中摸索解决
料
双液浆质量稳定
填充效果理想
机
操作规范
盾构机障率较高
精度高
沉降控制
荷载情况复杂
环
荷载分布均匀
员配合协调
解决问题效率较低
法
注浆压力稳定
注浆孔位选择合理
步注浆理想
左线穿越电力隧道
期沉降稳定
盾构穿越前
盾构穿越中
土压力设定合理
土体改良够
土体扰动
缺乏电力隧道相关资料
土压力设定精确
步注浆量够
右线穿越电力隧道
左线隧道土体产生扰动
施工理监测位
测
监测方法全面
监测数准确
二次注浆合理
图47 沉降控制精度高系统图
绘图：蔡雯俊 绘制日期：2011926
纳14影响沉降控制精度高末端素确认出五条原：
1缺乏电力隧道相关资料 2土压力设定精确
3步注浆量够 4二次注浆合理
5监测方法全面
表47 沉降控制精度高确认表
序号
末端素
确认方法
确认情况
负责
结
1
操作规范
现场调查
盾构保养措施规范障发生率偏高
王旋东
国
钱晓华
否
2
缺乏电力隧道相关资料
查阅资料
电力隧道相关资料收集够缺乏针性施工安排
钱晓华
蔡雯俊
田瑞端
3
土压力设定精确
现场调查
土体扰动较沉降控制精度高
王旋东
钱晓华
蔡雯俊
4
土压力维持合理
现场较
动手动模式建筑物沉降精度控制体现差
胡 刚
张 诤
王 骞
否
5
土体改良够
现场调查
土体改良方法较均效提高土体易性
钱晓华
杨 虎
蔡雯俊
否
6
步注浆量够
现场较
步注浆量够直接导致土层脱出盾尾时沉降量较
胡 刚
钱晓华
蔡雯俊
7
注浆压力稳定
现场调查
压力土体沉降稳定定影响
钱晓华
田瑞端
陈 晓
否
8
注浆孔位
选择合理
现场调查
步注浆孔位够
钱晓华
蔡雯俊
韩正恭
否
9
二次注浆合理
现场较
期二次注浆效控制电力隧道期沉降
王旋东
国
蔡雯俊
10
加强隧道施工理
监测
现场较
已建隧道周围土体已扰动
陈 晓
田瑞端
蒋祯祺
否
11
监测方法全面
会监测
员调研
监测数够时准确影响施工参数调整正确程度
王旋东
蒋祯祺
钱晓华
12
双液浆质量稳定
现场抽查
严格关确保双液浆质量
钱晓华
蔡雯俊
韩正恭
否
13
荷载分布均匀
现场调查
衡荷载分布已超出方解决问题力
钱晓华
田瑞端
蔡雯俊
否
14
员配合协调
现场调查
项部员已配合完成区间施工
王旋东
国
杨 虎
否
合 计
－
制表：蔡雯俊 编制日期：20111010
46 制订策
461 现场踏勘资料收集
首先穿越施工前约1月通相关部门配合调研电力隧道竣工资料根实际情况现场勘探出区间隧道电力隧道面竖方位置确保穿越施工参数选择准确性
次穿越遇问题充分估计制定针性措施周全安全应急预案落实项针性控制措施旦发生险情应急网络立通知相关部门发生事影响降低
量化优化施工参数分解施工参数指标实施时信息化施工电力隧道影响始终控制安全范围总体保头护尾分步慢速推进分段均匀步转弯分布分段转弯保持稳定土压防止盾尾漏浆适时适量注浆点少量次低压加固施工点组织施工
462 减盾构施工引起层沉降
分析结果认施工程中重点握面五素限度减少技术问题客观条件导致难题制定相应策：
表48 策表
序
号
项目
策
目 标
措 施
负责
期限
实施
点
1
缺乏电力隧道相关资料
走访调查
摸清电力隧道相关资料
1走访调查业运营单位取联系收集相关资料
2组织井现场勘查电力隧道实际情况
王旋东
蔡雯俊
钱晓华
张 诤
穿越前（110928~111020）
电力隧道
2
土压力设定精确
精确
设定
盾构切口进入电力隧道前沉降控制0mm～+10mm间
1详细计算穿越阶段土压力
2结合种监测数动态调整土压力设定值
胡 刚
钱晓华
蔡雯俊
田瑞端
穿越期间（111115~120210）
施工现场
3
步注浆量够
合理控制注浆总量
盾构电力隧道方时沉降控制10mm～+10mm
1结合步注浆试验结
2均匀施工加强步注浆浆液质量控制
3步注浆浆液质量控制
王旋东
钱晓华
杨 虎
国
穿越期间（111115~120210）
施工现场
4
二次注浆合理
提高二次注浆效果
电力隧道终沉降控制200mm～+100mm
1严格控制期补压浆量
2片增设注浆孔
3进行风险预防
王旋东
田瑞端
钱晓华
蔡雯俊
穿越期间（111115~120210）
施工现场
5
监测方法全面
参考种监测方法
电力隧道方面隧道沉降进行全面控制
1设置模拟段施工
2加强隧道轴线测量工作
3严格控制面沉降
制表：蔡雯俊 编制日期：20110210
4采动化监测系统
王旋东
蒋祯琪
国
陈 晓
穿越期间（111115~120210）
施工现场
5 D（实施）阶段
针分析出5原制定相应策盾构穿越电力隧道推进程中具体方面进行实施：
实施（）缺乏电力隧道相关资料
通走访调查线产权单位取联系积极收集电力隧道竣工资料 根实际情况现场勘探出区间隧道电力隧道面竖方位置
图51 电力隧道断面图 图52 电力隧道电缆支架布置图
图53 电力隧道现场踏勘图
表51 区间隧道电力隧道位置关系表
项目
区间隧道
里程范围
区间隧道电力隧道关系
受穿越影响
电力隧道
里程范围
受穿越影响电力隧道长度
区间
覆土
区间电
力隧道水
距离
区间电力隧道垂直距离
风险源
等级
区间隧道穿
电力隧道
左DK23+163~左DK23+167
87°夹角穿
K1+260
~K1+278
18m
144m
0m
38m
级
左DK23+344~左DK23+454
6° 夹角斜穿
K1+485 ~K1+589
104m
1585
~16m
0m~08m
44~76m
左DK23+827~左DK23+831
90°夹角穿
K1+947
~K1+961
14m
126m
0m
243m
右DK23+160~右DK23+164
87°夹角穿
K1+278
~K1+298
20m
14m
0m
377m
右DK23+164~右DK23+310
6° 夹角斜穿
K1+298
~K1+428
130m
1475
~155m
0m~07m
36~365m
右DK23+818~右DK23+823
90°夹角穿
K1+961
~K1+979
18m
126m
0m
262m
区间隧道
电力隧道行
右DK23+310~右DK23+326
电力隧道
行
K1+428
~K1+458
30m
15m
~161m
08~28m
64~65m
级
左DK23+325~左DK23+344
K1+458
~ K1+485
27m
62~65m
左DK23+454~左DK23+480
K1+589
~K1+612
23m
64~65m
右DK23+326~右DK23+355
K1+428
~K1+458
30m
15m
~161m
28~62m
64~65m
二级
左DK23+288~左DK23+325
左DK23+480~左DK23+525
K1+458
~K1+485
K1+612
~K1+655
30m
43m
63~67m
35~63m
右DK23+355~右DK23+417
K1+488
~K1+543
55m
15m
~161m
62~116m
6~63m
左DK23+222~左DK23+288
左DK23+525~左DK23+825
K1+384
~K1+428
K1+655
~K1+947
44m
323m
42~67m
35~63m
制表：蔡雯俊 编制日期：20111101
实施效果：摸清电力隧道隧道相位置关系确保穿越施工参数选择准确性
实施（二）土压力设定精确
（1）理计算
穿越前根试推进阶段推进数计算区域侧土压力系数K0然土体静压力公式PK0×γ×z结合穿越区域盾构覆盖深度电力隧道重计算土压力P根计算确定盾构切口刚进入电力隧道时土压力设定值
（2）动态调整
保持稳定正面土压力调整施工电力隧道影响标准根种监测手段反馈数综合目前盾构机施工状态时准确调整土压力次0005 MPa原进行调整片拼装时防止正面土压力减推进－拼装－推进方式更换作业模式控制土压力降低穿越期间1环拼装时间控制半时左右
图54 调整盾构推进参数
实施效果：土压力设定切口前土体微微隆起穿越期间电力隧道隆起量06mm
实施（三）步注浆量够
（1）结合步注浆试验
步注浆采惰性浆液时均匀足量原保证盾尾漏浆通注浆孔位调整注浆量调整根试验数摸索总结分析沉降步注浆关规律相似工程步注浆验确定正常掘进步注浆量应该设定理建筑空隙200％左右浆液稠度9～10根测点反馈数05 m3 次（环）单位进行增减步注浆量
（2）均匀施工
确保盾构正面变形控制良情况盾构均衡匀速施工步注浆流量推进速度相匹配确保注浆均匀足量减少周围土层扰动
（3）步注浆浆液质量控制
严格控制步注浆量浆液质量尤注意浆液稠度配合程控制通步注浆时充填建筑空隙减少施工程中土体变形步压注浆液质量决定期土体扰动期稳定穿越电力隧道前期浆液进行次样配通较分析确定适合盾构穿越电力隧道时浆液立性抗压性确保盾构利穿越电力隧道
（4）防止盾尾漏浆
红色代表步注浆浆液
红色代表步注浆浆液
穿越前检验盾尾密封装置高质量盾尾油脂环少60Kg严防盾尾漏浆发现盾尾漏浆须时加海绵板牢固粘贴片万已情况采绝缘脂密封盾尾
图55 步注浆示意图
实施效果：步注浆量控制效控制电力隧道盾构背部盾尾阶段沉降该阶段电力隧道沉降09mm
实施（四）二次注浆合理
（1）期补压浆控制
二次压浆采双液注浆浆液通片注浆孔注入层适时适量补压浆注意控制注浆压力注浆未达求盾构暂停推进防止土体继续变形根施工中变形监测情况时调整注浆量注浆参数必时根实际情况隧道进行壁踪注浆
图56 二次注浆示意图
图57 二次注浆设备现场片
（2）片注浆孔增设
隧道部位进行针性壁注浆铁隧道片进行修改穿越段片进行改进 A1A2A3B1B2增设2注浆孔注浆孔位置见图19 片改进图图中黑色原注浆孔红色新增设注浆孔
增设注浆孔
增设注浆孔
图58 片改进图
（3）风险预防
确定二次注浆环号孔位注浆量通知专业队伍进行补压浆做压浆记录进行二次注浆时注浆队伍安排员盾构操作室二次注浆结构变形带良影响时够时接收指令停止注浆
期沉降效果二次注浆程中注浆点注浆量二次注浆时机选取数正确电力隧道期沉降控制效果较理想
实施效果：部分区域沉降量调节起决定性作电力隧道终沉降791mm
实施（五）监测方法全面
（1）常规监测
详细掌握穿越施工电力隧道影响情况穿越前20m左右设置模拟段模拟穿越施工优化掌握量化施工参数尤做面沉降隧道沉降等情况分析确保穿越时电力隧道扰动
（2）隧道轴线测量
盾构穿越电力隧道时隧道轴线控制然质量控制重点隧道轴线测量必须加严格控制
①隧道轴线测量
盾构穿越电力隧道涵时必须严格执行环测量施工步骤时根实际情况盾构姿态测量频率进行提高
图59 轴线测量示意图片
②隧道沉降监测
隧道推进试验段开始加强隧道沉降变形监测取隧道片低点隧道沉降观测点穿越电力隧道涵程中5环点监测范围穿越前20环监测频率拼装工作面5环开始1天监测次直隧道稳定改般隧道沉降监测
（3）面变形监测
区间隧道穿越电缆隧道方位金水路交通繁忙面变形控制求较高必须合理布置面变形监测点制定监测频率隧道轴线监测点间距5环点推进试验段穿越段布置4横沉降监测断面穿越段监测断面布置穿越隧道中心线处横沉降监测断面隧道中心轴线距离轴线1m3m5m9m设置点计9点（包括隧道轴线1点）测点条件情况均设置深层监测点少断面少2深层测点
施工时注意加强测点保护根施工实际情况适增加监测断面必时进行踪测量
图510 隧道方道路建筑物示意图
图511 面监测点布置图
（4）电力隧道体监测
电力隧道沉降监测数直接反应盾构穿越施工阶段电力隧道影响程度通电缆隧道部布设静力水准仪程度发挥监测灵敏度
实施效果：通合理布置测点适时调整监测频率时全面掌握施工时沉降变化
6 C（检查）阶段
61 实施效果检查
2011年11月中旬2012年02月中旬郑州轨道交通1号线双线隧道利穿越电力隧道效控制层沉降完成目标
QC组活动期间重点盾构穿越电力隧道时提高沉降控制精度5素制定措施目标措施进行效果检验
表61 效果检查表
序号
项 目
目 标
效果检查
1
缺乏电力隧道相关资料
摸清电力隧道相关资料
摸清隧道电力隧道相位置关系
2
土压力设定
精确
盾构切口进电力隧道前沉降控制0mm～+10mm间
土压力设定切口前土体微微隆起电力隧道隆起量06mm
3
步注浆量
够
盾构电力隧道方时沉降控制10mm～+10mm
步注浆量控制效控制电力隧道盾构背部盾尾阶段沉降该阶段电力隧道沉降09mm
4
二次注浆
合理
电力隧道终沉降控制200mm～+100mm
部分区域沉降量调节起决定性作电力隧道终沉降791mm
5
监测方法
全面
电力隧道方面电力隧道沉降进行全面控制
通合理布置测点适时调整监测频率时全面掌握施工时沉降变化
制表：蔡雯俊 编制日期：20120210
62 总效果
（1）目标完成情况
穿越电力隧道施工程中盾构轴线控制情况良控制±50mm隧道方面沉降控制+10mm～30mm均满足设计求
图61 左线隧道轴线变化曲线图
图62 右线隧道轴线变化曲线图
沉降量89mm
图63 穿越方面沉降变化曲线
目标实现
穿越电力隧道施工程中电力隧道沉降控制情况良工程质量业监理认电力隧道终累计变化量791mm～+112mm间
沉降量791mm
制表：蔡雯俊 编制日期：20120210
图64 电缆隧道终沉降变化曲线图
工程质量合格率达100％顾客满意率100％
工程质量评定表 七方签证 顾客满意度调查表
（2）社会效益
国采盾构法进行隧道施工已四十年历史然郑州轨道交通1号线超长距离穿越电力隧道工况数次超长距离穿越电力隧道QC组全程监控积极行方案指导实施成功实现组定目标避免诸辅助措施修补工作实施阻止电力隧道超量沉降引起恶性事件发生维护广市民切身利益整活动监理业充分肯定施工期间级领导次工参观穿越期间获五劳动奖状等荣誉隧道股份限公司盾构工程分公司争光添彩
图65 郑州市市委书记吴天君慰问工
图65 住建部质量安全司副司长曲琦检查工
图66 住建部工程质量安全监司副司长曲琦视察工
图67 施工期间获类荣誉
活动程中仅加强团队合作精神充分显示组成员活跃思维力气蓬勃团队应该具备时工程质量项指标均业监理致评取良社会效益
该QC成果荣获隧道股份2012年度
QC成果发布会等奖
海隧道工程股份限公司QC成果认证书
7 A（处理）阶段
71 巩固措施
通超长距离穿越电力隧道整施工程进行分析研究总结更深入解环境素土压衡盾构掘进施工影响次利穿越仅宝贵工程验时制定盾构超长距离穿越电力隧道质量理操作规范盾构超长距离穿越电力隧道施工工艺阶段快速推进奠定良基础施工理体系盾构法施工工艺进步完善
盾构超长距离穿越电力隧道施工工艺简介
前期科研实验
1建立模型进行三维非线性限元预测
2深层土压力位移场监测
3步注浆二次注浆实验解浆液土层结合性分析总结沉降控制关键素针措施
二前期准备
1土体加固：寻找薄弱区域进行加固
2电力隧道保护：防止层沉降导致挤压破碎保护电力隧道方路面车辆安全民财产安全
3施工监测：施工监测方案制定监测方法需够时真实反映施工程中状况便施工技术员时解施工现状相应区域变形情况时调整施工参数三盾构掘进阶段技术措施
1土压力设定：穿越施工前电力隧道重进行估算然根计算结果推算土压力根计算值确定盾构刚进入电力隧道方时土压力设定值实际施工程中根面电力隧道监测情况设定值进行适调整
2掘进速度：设备低流量步注浆总量推算低掘进速度施工程中量保持掘进速度稳定确保盾构均衡匀速穿越电力隧道减少盾构掘进周边土体扰动免电力隧道产生利影响
3盾构姿态控制：穿越程中保证盾构匀速通盾构轴线控制方面做勤纠少纠减少盾构纠偏土体带扰动
4盾构背部注浆：减少盾构背土带利影响盾构穿越电力隧道程中视实际情况利盾构机背部注浆孔压注触变泥浆降低背部土体盾构机间粘着力减少背土现象产生
5步注浆：步注浆量设定应保证浆液迅速填充建筑空隙减少电力隧道盾构背部脱出盾尾阶段沉降防止步注浆量设定引起浆液前窜引起背部隆起
四期沉降控制
二次注浆：二次注浆够效控制铁隧道期沉降趋势期沉降量进行调节二次注浆作业进行充分准备熟悉浆液性选取注浆孔位严格控制单孔单次注入量注浆压力达预计效果
72 总结步算
次QC活动期组成员公司信念理技巧创新力团队精神互相沟通解决问题技巧等方面进行全面评估次活动组方面进步提高组变更加团结信进取
表71 活动前形效益表
类
活动前
活动
公司信念
4
5
理技巧
3
5
创新力
3
4
解决问题
3
5
互相沟通
4
5
团队精神
3
4
图71 活动前形效益图
时次QC活动利开展郑州轨道交通1号线利推进提供坚强保障通次穿越积累类似工程施工验次活动成功兄弟单位穿越重线提供宝贵验参考时清晰认识问题进步解决浆液质量控制等盾构施工浆液质量控制组次活动课题
2012年郑州铁正火荼建设中QC组接厉继续针工程重点难点开展活动积极郑州铁利展开贡献力量郑州民奉献精品工程做出应贡献
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郑州市轨道交通1号线04合段
2012年4月
目 录
前 言
1 课题概况 1
2 QC课题组介绍 3
3 选题理 5
31 隧道施工质量求高 5
32 超长距离穿越电力隧道施工难度高 5
33 运营中电力隧道社会影响 5
4 P（计划）阶段 5
41 现状调查 5
42 目标确定 8
43 行性分析 8
44 寻找问题 11
45 原分析原确认 12
46 制订策 15
5 D（实施）阶段 16
实施（）缺乏电力隧道相关资料 16
实施（二）土压力设定精确 18
实施（三）步注浆量够 18
实施（四）二次注浆合理 19
实施（五）监测方法全面 20
6 C（检查）阶段 22
61 实施效果检查 22
62 总效果 23
7 A（处理）阶段 26
71 巩固措施 26
72 总结步算 27
前 言
位评委专家
郑州市轨道交通建设正火荼进行中公司承建郑州市轨道交通1号线04合段起点位紫荆山路金水路1号线施工区间隧道工程工程务紧风险质量求高该段隧道施工进度质量直接影响2013年郑州市轨道交通1号线运营
工程东明路站～民航路站区间隧道推进程中区间隧道计6次穿电力隧道盾构隧道穿越影响电力隧道总长约719m中垂直穿越段总长约304m行侧穿段总长约415m次穿越处穿越距离长质环境复杂等利素中电力隧道变形求控制较高正利素选择课题开展QC活动提供难机遇超长距离双线穿越电力隧道质量控制确定QC组攻关课题希通该课题攻关郑州轨道交通1号线续施工中继续穿越重涵等提供参考性极强第手资料时兄弟单位开展类似施工提供益参考
组2008年4月参加 真龙杯全国QC成果发表赛获等奖荣获全国优秀质量理组称号2009年7月组世博电力电缆隧道穿越海铁污水涵施工质量控制QC成果获全国工程建设优秀质量理组等奖荣获全国优秀质量理组称号
1 课题概况
郑州市轨道交通1号线设计起点位长椿街金菊街交叉口途长椿街──铁炉车站──郑路──建设西路──中原东路──郑州火车站──民路──金水路──商鼎路终点位穆庄东线路全长3484km设车站28座分新郑州学站科学道站梧桐街站化工路站铁炉车站雪松路站凯旋路站西三环站华山路站桐柏路站碧沙岗站郑州学站中原东路站郑州火车站站二七广场站体育馆站紫荆山站东明路站民航路站会展中心站通泰路站黄河东路站农业东路站七里河站新郑州站站博学路站明理路站穆庄站中凯旋路站博学路站采线型线长242km余高架线路线长1064km
工程郑州市轨道交通号线期工程土建施工04合段区间隧道工程包括紫荆山站～东明路站东明路站～民航路站两区间隧道总长5107m采盾构法施工隧道径Ф5400mm片环宽15m厚度030m
全线走车站位置见图
图11 郑州市轨道交通1号线期工程线路走示意图
根设计图纸东明路站～民航路站区间隧道穿越电力隧道列级风险源该电力隧道凤凰变省府双变回110KV电力隧道位未路玉凤路段金水路未路金水路路口北走行金水路燕凤路路口南走行金水路段隧道走基区间隧道相区间隧道计6次穿电力隧道隧道穿越影响电力隧道总长约719m中垂直穿越段总长约304m行侧穿段总长约415m电力隧道区间隧道剖面位置关系详见图2图3示
东
明
路
站
电力隧道
区间隧道
图12 电力隧道区间隧道面位置关系图
电力隧道
区间隧道
243m
图13 电力隧道区间隧道剖面位置关系图
该电力隧道矿山法暗挖隧道隧道径宽2m径高275m断面直墙拱型采浅埋暗挖法施工永久支护里外次超前导注水泥水玻璃双液浆@500750格栅钢架双层Φ20连接筋双层Φ65150X150钢筋网C25湿喷砼结构外侧布设防水层隧道底板埋深约9～11m设双变回110KV电力电缆金水路南段电力隧道设4变回110KV电力电缆路10KV电缆
2 QC课题组介绍
组早成立时间：2007年5月
表21 组成员介绍
姓名
性
文化程度
职务（称）
组分工
培训情况
王旋东
男
科
盾构分公司副总理
组 长
24课时
组成员质量理知识培训均25课时年
胡 刚
男
科
盾构分公司总支书记
副组长
24课时
国
男
科
项目理
副组长
30课时
钱晓华
男
科
项目总工程师
副组长
30课时
田瑞端
男
科
项目副总工程师
策
30课时
陈 晓
男
专
项目副理
分析实施
30课时
杨 虎
男
科
项目副理
统计实施
26课时
蔡雯俊
男
专
质量员（发布员）
调查实施
30课时
王 骞
男
专
材料员
统计
20课时
蒋祯祺
男
科
测量员
实施
20课时
张 诤
男
专
安全员
实施
18课时
韩正恭
男
中专
盾构司机
实施
18课时
表22 组活动情况表
组活动日期：
2011年 07 月 01 日～2012年 2月11日
组类型
攻关型
组注册编号
沪隧股盾－11－02
课题注册编号
活动阶段
穿越前期
穿越程
穿越期
合计
活动次数
9
5
4
18次
出勤率
98％
98％
98％
均 98％
制表：蔡雯俊 编制日期：20110703
图21 组活动现场
表23 盾构公司QC组历年获荣誉览表
序号
获奖时间
种 荣 誉
1
1999年7月
全国优秀质量理组
2
2000年7月
全国优秀质量理组
3
2002年6月
全国优秀质量理组
4
2003年7月
全国优秀质量理组
5
2004年7月
全国优秀质量理组
6
2004年7月
全国优秀质量理组
7
2006年7月
全国优秀质量理组
8
2007年6月
全国优秀质量理组
9
2007年7月
全国优秀质量理组
10
2008年7月
全国优秀质量理组
11
2009年7月
全国优秀质量理组
12
2010年7月
全国优秀质量理组
13
2011年6月
全国优秀质量理组
图22 部分荣誉奖状影印件
3 选题理
31 隧道施工质量求高
铁隧道作永久性结构施工质量求高盾构推进程中隧道轴线求控制±50mm方表沉降求控制+10mm～30mm穿越电力隧道期间业设计单位求电力隧道沉降控制+10 mm～20mm
32 超长距离穿越电力隧道施工难度高
电力隧道保护等级级推进程中区间隧道计6次穿电力隧道盾构隧道穿越影响电力隧道总长约719m中垂直穿越段总长约304m行侧穿段总长约415m区间隧道顶板顶距离电力隧道结构底板底距离约243m盾构穿越程中电力隧道影响较
33 运营中电力隧道社会影响
供电设施城市重基础设施工程郑州市轨道交通工程中首次超长距离穿越电力隧道该电力隧道凤凰变省府双变回110KV电力隧道郑州市供电廊旦发生变形引起供电障社会影响重穿越段电力隧道方金水路郑州市东西干道路道路繁忙交通拥挤旦出现事会造成交通堵塞
4 P（计划）阶段
41 现状调查
411 工程特点
盾构穿越电力隧道时隧道全断面位（7）粉土（7）1粉质粘土（8）粉土（9）粉质粘土（9）1粉土（9）2淤泥质粉质粘土（13）粉土（14）粉砂（16）粉砂土层中穿越段质剖面见图：
图41 区间隧道质剖面图
土层特征物理力学指标见表4表5表6（表中灰色区域盾构穿越土层）：
412 土层特征
表41 盾构穿越电力隧道段质情况描述
层号
岩性
层厚(m)
土层描述
（1）
杂填土
05～42
沥青水泥路面灰渣石块灰土碎石垫层组成成分杂乱结构松散局部素填土含植物根系等组成成分均结构松散
（2）
粉土
09～55
褐色黄褐色局部灰褐色稍湿稍密中密含蜗牛壳贝类等植物根系褐黄色铁染斑块层稍砂感
（3）
粉土
08～58
层呈褐色黄褐色局部灰褐色湿稍密中密含蜗牛壳贝类零星钙质褐黄色铁染斑块偶见植物腐殖质稍粘性
（4）
粉土
11～48
层呈褐黄色灰褐色湿中密层砂感含石英长石等矿物成分含蜗牛壳贝类等含少量钙质结核
（6）
粉质粘土
05～68
黄褐色灰褐色局部灰黑色软塑流塑含氧化铁铁锰质斑纹零星钙质结核含少量蜗牛壳偶见腐殖根系稍腥味局部发育薄层粉土
（6）1
粉土
约25
浅灰色灰黄色湿中密含蜗牛壳贝类等含少量钙质结核褐黄色铁染斑块
（7）
粉土
04～48
灰色灰褐色深灰色湿中密含少量钙质结核粒径5~10mm左右含少量蜗牛壳褐黄色铁染斑块
（7）1
粉质粘土
07～41
浅灰色软塑－流塑偶见钙质结核
（8）
粉土
20～65
灰色灰褐色湿中密含少量钙质结核粒径5~10mm左右含少量蜗牛壳褐黄色铁染斑块
（9）
粉质粘土
05～57
黄褐色灰褐色局部灰黑色软塑－塑含氧化铁铁锰质斑纹钙质结核含少量蜗牛壳偶见腐殖根系稍腥味稍光泽
（9）1
粉土
05～28
浅灰色湿密实含蜗牛壳贝类等少量钙质结核褐黄色铁染斑块
（9）2
淤泥质粉质粘土
05～25
灰褐色灰黑色软~流塑局部淤泥含氧化铁铁锰质斑纹含蜗牛壳见腐殖根系偶见粒径钙质结核腥味
（13）
粉土
05～32
浅灰色湿密实含蜗牛壳贝类等含少量钙质结核褐黄色铁染斑块
（14）
粉砂
09～55
灰色灰褐色灰黄色饱中密状态矿物成分长石石英含少量云母见蜗牛碎片
（16）
粉砂
20～110
灰色灰褐色灰黄色饱密实状态矿物成分长石石英含少量云母见蜗牛碎片局部夹粉土团快含少量钙质结核
（18）
中砂
25～80
灰黄色褐黄色饱密实状态矿物成分长石石英含少量云母见蜗牛碎片含粒径砾石少量钙质结核局部见石英块状片状砂质胶结物
413 土层物理力学性质
土层物理力学指标见表：
表42 土层物理力学指标统计表
层号
土层名称
含水量W（）
重度γ（KNm3）
孔隙e0
液限
WL（）
塑性指数Ip
液性指数Il
（1）
杂填土
（2）
粉土
202
1868
0905
2543
72
043
（3）
粉土
232
1959
0794
2561
75
073
（4）
粉土
238
1965
0795
2556
75
078
（6）
粉质粘土
282
1948
0793
3176
122
07
（6）1
粉土
244
1987
0787
2603
77
079
（7）
粉土
241
1971
0763
2616
75
073
（7）1
粉质粘土
273
1954
0775
3153
121
064
（8）
粉土
251
1967
0755
2671
78
079
（9）
粉质粘土
298
191
0849
3338
122
074
（9）1
粉土
248
196
0714
2664
75
074
（9）2
淤泥质粉质粘土
496
1682
1455
4374
166
122
（13）
粉土
251
1967
0718
2686
79
076
（14）
粉砂
171
201
0563
（16）
粉砂
169
2077
0505
（18）
中砂
表43 土层物理力学指标统计表（续）
层号
土层名称
塑限
WP（）
贯入阻力Ps
(Mpa)
压缩模量E 12
(Mpa)
聚力
固结排水C(kPa)
摩擦角
固结
排水
Φ（0）
渗透系数(md)
（1）
杂填土
（2）
粉土
1818
28
88
92
182
048
（3）
粉土
18
12
93
95
155
035
（4）
粉土
1806
3
95
10
175
05
（6）
粉质粘土
1955
14
49
145
38
008
（6）1
粉土
1833
119
12
14
038
（7）
粉土
1856
29
95
85
155
04
（7）1
粉质粘土
1946
14
52
145
42
008
（8）
粉土
1889
47
97
86
185
04
（9）
粉质粘土
2117
16
47
145
45
01
（9）1
粉土
1914
59
107
125
195
05
（9）2
淤泥质粉质粘土
2718
16
33
13
34
007
（13）
粉土
1898
8
77
113
212
05
（14）
粉砂
141
4
265
1
（16）
粉砂
148
3
29
2
（18）
中砂
3
28
17
414 建设单位提出质量求
鉴工程重程度保证产品高质量提高竣工交付运行性业施工方提出求确保电力隧道安全正常运行隧道结构沉降隆起控制值20mm～+10mm
42 目标确定
通专家组讨意见建设单位提出质量求组制定目标
电力隧道沉降控制20mm～+10mm间
43 行性分析
431 土压衡盾构机适应性分析
图42 863先行号D1型铰接式土压衡盾构
120
东明路站～民航路站区间隧道施工采两台海隧道工程股份限公司行设计制造具完全知识产权863先行号D1型盾构盾构机段时间磨合已利高效优质完成紫荆山站～东明路站区间左线1707m右线1614m隧道掘进施工摸索出郑州复杂层条件施工宝贵验盾构机相关性参数功配置表7：
表44 盾构机相关性参数功配置
序号
位置
项目名称
技术参数
1
盾构机
盾尾外径
6140mm
盾尾间隙
30mm
全长
12130mm
盾尾密封
3道盾尾刷
2
推进系统
总推力
约40000KN
行程
2200mm
推进速度
6cmmin
3
铰接（动铰接）
设计曲线
150m
4
刀盘
速度
063094rmin
扭矩
6758kNm
5
螺旋输送机
速度
05～160rmin
6
拼装机
旋转速度
(0510)rmin
提升力
200kN
7
车架系统
数量
5 节
总长度
约365m
8
皮带运输机
输送力
280m3 h
9
步注浆系统
排量
12m3h
针盾构穿越电力隧道施工盾构机进行针性改制包括：
（1）刀盘驱动采中间支承形式刀盘驱动具高承载力三排滚柱轴承齿轮三排滚柱轴承制成体满足郑州区土层需
（2）刀盘开口率增保证盾构利掘进
（3）刀具进行适调整增加刀具耐磨性保证砂性土层掘进
（4）盾构铰接部位高效止水密封圈确保盾构半径曲线段掘进程中铰接开启时铰接部位防水性
结：863先行号D1型盾构功满足次穿越施工需求
432 监测方法分析
次区间隧道穿越电力隧道实施信息化指导施工盾构推进程中电力隧道采动化监测起监测数时性确保电力隧道安全监测布点采静力水准仪该仪器连通原理方法电容传感器测量测点容器液面相变化通计算求点相基点相沉陷量静力水准仪安装静力水准仪导线联接数箱通线传输网线直接联接电脑（供台电脑时查）时输出测量指令设定定时测量指令静力水准仪动测量容器水位变化情况通定公式解算水位升降量形成报表5分钟测量次数时监测信息时传输导盾构施工指挥现场根时监测数情况决定否调整施工参数确保施工引起结构变形始终满足电力隧道运营结构变形求外加强面监测电力隧道方面合理布置监测点增加监测断面适量增加监测频率
静力水准仪
静力水准仪
静力水准仪
数盒
数采集
电脑终端
电脑终端
报表生成
图43：静力水准动化监测整体结构图 图44：静力水准仪现场安装图
结：该监测方法满足次穿越施工求
433 正常工况盾构掘进施工沉降分析
解盾构土体扰动影响趋势掌握问题控制侧重点QC组根盾构掘进施工程中土体沉降变化结合区间目前施工阶段表沉降量进行分析总结出结
图45 土体沉降趋势图
表45 沉降程分析表
沉降阶段
沉降类型
原
累计沉降量mm
第阶段
初始沉降
水位土体受挤压压密
＋3～－4
第二阶段
切口前变形
隆起
盾构机推力
－4～＋5
沉降
盾构机推力出土量
4～－8
第三阶段
盾构通时沉降
施工扰动剪切破坏
－8～－10
第四阶段
脱出盾尾沉降
土体失盾构支撑片背注浆时
10～－20
第五阶段
期沉降
土体续时效变形
20～－30
结：目前仅致总结出盾构推进程中五阶段沉降原盾构掘进施工阶段土压力空隙水压力步注浆量二次注浆量应该调整调整具体带少正面负面影响需深入解
44 寻找问题
针次施工难点特点考虑盾构施工技术轴线控制表沉降控制环境保护等方面问题时分析较类施工中问题集中点发现影响施工质量总体评价问题集中方面：
（1）沉降控制精度高 （2）盾构姿态良 （3）推进速度缓慢
（4）土质情况较差 （5）（荷载分布均匀）
序
类
频数
累计
频数
发生率
（）
累计率
（）
1
沉降控制精度高
26
26
6667
6667
2
盾构姿态良
6
32
1538
8205
3
推进速度缓慢
3
35
769
8974
4
土质情况较差
2
37
513
9487
5
（荷载分布均匀）
2
39
513
10000
表46 问题发生情况统计表
制表：蔡雯俊 编制日期：2011815
表9绘制排列图
图46 排列图
绘图：蔡雯俊 绘制日期：2011905
中尤沉降控制精度高（6667）关键A类素
45 原分析原确认
根讨列出问题QC组进行认真分析找出14末端素组成员关技术员起研讨致认穿越期间问题中缺乏电力隧道相关资料需穿越前期做充分调查推进中土压力设定精确步注浆量够二次注浆合理监测方法全面等4问题需实践中摸索解决
料
双液浆质量稳定
填充效果理想
机
操作规范
盾构机障率较高
精度高
沉降控制
荷载情况复杂
环
荷载分布均匀
员配合协调
解决问题效率较低
法
注浆压力稳定
注浆孔位选择合理
步注浆理想
左线穿越电力隧道
期沉降稳定
盾构穿越前
盾构穿越中
土压力设定合理
土体改良够
土体扰动
缺乏电力隧道相关资料
土压力设定精确
步注浆量够
右线穿越电力隧道
左线隧道土体产生扰动
施工理监测位
测
监测方法全面
监测数准确
二次注浆合理
图47 沉降控制精度高系统图
绘图：蔡雯俊 绘制日期：2011926
纳14影响沉降控制精度高末端素确认出五条原：
1缺乏电力隧道相关资料 2土压力设定精确
3步注浆量够 4二次注浆合理
5监测方法全面
表47 沉降控制精度高确认表
序号
末端素
确认方法
确认情况
负责
结
1
操作规范
现场调查
盾构保养措施规范障发生率偏高
王旋东
国
钱晓华
否
2
缺乏电力隧道相关资料
查阅资料
电力隧道相关资料收集够缺乏针性施工安排
钱晓华
蔡雯俊
田瑞端
3
土压力设定精确
现场调查
土体扰动较沉降控制精度高
王旋东
钱晓华
蔡雯俊
4
土压力维持合理
现场较
动手动模式建筑物沉降精度控制体现差
胡 刚
张 诤
王 骞
否
5
土体改良够
现场调查
土体改良方法较均效提高土体易性
钱晓华
杨 虎
蔡雯俊
否
6
步注浆量够
现场较
步注浆量够直接导致土层脱出盾尾时沉降量较
胡 刚
钱晓华
蔡雯俊
7
注浆压力稳定
现场调查
压力土体沉降稳定定影响
钱晓华
田瑞端
陈 晓
否
8
注浆孔位
选择合理
现场调查
步注浆孔位够
钱晓华
蔡雯俊
韩正恭
否
9
二次注浆合理
现场较
期二次注浆效控制电力隧道期沉降
王旋东
国
蔡雯俊
10
加强隧道施工理
监测
现场较
已建隧道周围土体已扰动
陈 晓
田瑞端
蒋祯祺
否
11
监测方法全面
会监测
员调研
监测数够时准确影响施工参数调整正确程度
王旋东
蒋祯祺
钱晓华
12
双液浆质量稳定
现场抽查
严格关确保双液浆质量
钱晓华
蔡雯俊
韩正恭
否
13
荷载分布均匀
现场调查
衡荷载分布已超出方解决问题力
钱晓华
田瑞端
蔡雯俊
否
14
员配合协调
现场调查
项部员已配合完成区间施工
王旋东
国
杨 虎
否
合 计
－
制表：蔡雯俊 编制日期：20111010
46 制订策
461 现场踏勘资料收集
首先穿越施工前约1月通相关部门配合调研电力隧道竣工资料根实际情况现场勘探出区间隧道电力隧道面竖方位置确保穿越施工参数选择准确性
次穿越遇问题充分估计制定针性措施周全安全应急预案落实项针性控制措施旦发生险情应急网络立通知相关部门发生事影响降低
量化优化施工参数分解施工参数指标实施时信息化施工电力隧道影响始终控制安全范围总体保头护尾分步慢速推进分段均匀步转弯分布分段转弯保持稳定土压防止盾尾漏浆适时适量注浆点少量次低压加固施工点组织施工
462 减盾构施工引起层沉降
分析结果认施工程中重点握面五素限度减少技术问题客观条件导致难题制定相应策：
表48 策表
序
号
项目
策
目 标
措 施
负责
期限
实施
点
1
缺乏电力隧道相关资料
走访调查
摸清电力隧道相关资料
1走访调查业运营单位取联系收集相关资料
2组织井现场勘查电力隧道实际情况
王旋东
蔡雯俊
钱晓华
张 诤
穿越前（110928~111020）
电力隧道
2
土压力设定精确
精确
设定
盾构切口进入电力隧道前沉降控制0mm～+10mm间
1详细计算穿越阶段土压力
2结合种监测数动态调整土压力设定值
胡 刚
钱晓华
蔡雯俊
田瑞端
穿越期间（111115~120210）
施工现场
3
步注浆量够
合理控制注浆总量
盾构电力隧道方时沉降控制10mm～+10mm
1结合步注浆试验结
2均匀施工加强步注浆浆液质量控制
3步注浆浆液质量控制
王旋东
钱晓华
杨 虎
国
穿越期间（111115~120210）
施工现场
4
二次注浆合理
提高二次注浆效果
电力隧道终沉降控制200mm～+100mm
1严格控制期补压浆量
2片增设注浆孔
3进行风险预防
王旋东
田瑞端
钱晓华
蔡雯俊
穿越期间（111115~120210）
施工现场
5
监测方法全面
参考种监测方法
电力隧道方面隧道沉降进行全面控制
1设置模拟段施工
2加强隧道轴线测量工作
3严格控制面沉降
制表：蔡雯俊 编制日期：20110210
4采动化监测系统
王旋东
蒋祯琪
国
陈 晓
穿越期间（111115~120210）
施工现场
5 D（实施）阶段
针分析出5原制定相应策盾构穿越电力隧道推进程中具体方面进行实施：
实施（）缺乏电力隧道相关资料
通走访调查线产权单位取联系积极收集电力隧道竣工资料 根实际情况现场勘探出区间隧道电力隧道面竖方位置
图51 电力隧道断面图 图52 电力隧道电缆支架布置图
图53 电力隧道现场踏勘图
表51 区间隧道电力隧道位置关系表
项目
区间隧道
里程范围
区间隧道电力隧道关系
受穿越影响
电力隧道
里程范围
受穿越影响电力隧道长度
区间
覆土
区间电
力隧道水
距离
区间电力隧道垂直距离
风险源
等级
区间隧道穿
电力隧道
左DK23+163~左DK23+167
87°夹角穿
K1+260
~K1+278
18m
144m
0m
38m
级
左DK23+344~左DK23+454
6° 夹角斜穿
K1+485 ~K1+589
104m
1585
~16m
0m~08m
44~76m
左DK23+827~左DK23+831
90°夹角穿
K1+947
~K1+961
14m
126m
0m
243m
右DK23+160~右DK23+164
87°夹角穿
K1+278
~K1+298
20m
14m
0m
377m
右DK23+164~右DK23+310
6° 夹角斜穿
K1+298
~K1+428
130m
1475
~155m
0m~07m
36~365m
右DK23+818~右DK23+823
90°夹角穿
K1+961
~K1+979
18m
126m
0m
262m
区间隧道
电力隧道行
右DK23+310~右DK23+326
电力隧道
行
K1+428
~K1+458
30m
15m
~161m
08~28m
64~65m
级
左DK23+325~左DK23+344
K1+458
~ K1+485
27m
62~65m
左DK23+454~左DK23+480
K1+589
~K1+612
23m
64~65m
右DK23+326~右DK23+355
K1+428
~K1+458
30m
15m
~161m
28~62m
64~65m
二级
左DK23+288~左DK23+325
左DK23+480~左DK23+525
K1+458
~K1+485
K1+612
~K1+655
30m
43m
63~67m
35~63m
右DK23+355~右DK23+417
K1+488
~K1+543
55m
15m
~161m
62~116m
6~63m
左DK23+222~左DK23+288
左DK23+525~左DK23+825
K1+384
~K1+428
K1+655
~K1+947
44m
323m
42~67m
35~63m
制表：蔡雯俊 编制日期：20111101
实施效果：摸清电力隧道隧道相位置关系确保穿越施工参数选择准确性
实施（二）土压力设定精确
（1）理计算
穿越前根试推进阶段推进数计算区域侧土压力系数K0然土体静压力公式PK0×γ×z结合穿越区域盾构覆盖深度电力隧道重计算土压力P根计算确定盾构切口刚进入电力隧道时土压力设定值
（2）动态调整
保持稳定正面土压力调整施工电力隧道影响标准根种监测手段反馈数综合目前盾构机施工状态时准确调整土压力次0005 MPa原进行调整片拼装时防止正面土压力减推进－拼装－推进方式更换作业模式控制土压力降低穿越期间1环拼装时间控制半时左右
图54 调整盾构推进参数
实施效果：土压力设定切口前土体微微隆起穿越期间电力隧道隆起量06mm
实施（三）步注浆量够
（1）结合步注浆试验
步注浆采惰性浆液时均匀足量原保证盾尾漏浆通注浆孔位调整注浆量调整根试验数摸索总结分析沉降步注浆关规律相似工程步注浆验确定正常掘进步注浆量应该设定理建筑空隙200％左右浆液稠度9～10根测点反馈数05 m3 次（环）单位进行增减步注浆量
（2）均匀施工
确保盾构正面变形控制良情况盾构均衡匀速施工步注浆流量推进速度相匹配确保注浆均匀足量减少周围土层扰动
（3）步注浆浆液质量控制
严格控制步注浆量浆液质量尤注意浆液稠度配合程控制通步注浆时充填建筑空隙减少施工程中土体变形步压注浆液质量决定期土体扰动期稳定穿越电力隧道前期浆液进行次样配通较分析确定适合盾构穿越电力隧道时浆液立性抗压性确保盾构利穿越电力隧道
（4）防止盾尾漏浆
红色代表步注浆浆液
红色代表步注浆浆液
穿越前检验盾尾密封装置高质量盾尾油脂环少60Kg严防盾尾漏浆发现盾尾漏浆须时加海绵板牢固粘贴片万已情况采绝缘脂密封盾尾
图55 步注浆示意图
实施效果：步注浆量控制效控制电力隧道盾构背部盾尾阶段沉降该阶段电力隧道沉降09mm
实施（四）二次注浆合理
（1）期补压浆控制
二次压浆采双液注浆浆液通片注浆孔注入层适时适量补压浆注意控制注浆压力注浆未达求盾构暂停推进防止土体继续变形根施工中变形监测情况时调整注浆量注浆参数必时根实际情况隧道进行壁踪注浆
图56 二次注浆示意图
图57 二次注浆设备现场片
（2）片注浆孔增设
隧道部位进行针性壁注浆铁隧道片进行修改穿越段片进行改进 A1A2A3B1B2增设2注浆孔注浆孔位置见图19 片改进图图中黑色原注浆孔红色新增设注浆孔
增设注浆孔
增设注浆孔
图58 片改进图
（3）风险预防
确定二次注浆环号孔位注浆量通知专业队伍进行补压浆做压浆记录进行二次注浆时注浆队伍安排员盾构操作室二次注浆结构变形带良影响时够时接收指令停止注浆
期沉降效果二次注浆程中注浆点注浆量二次注浆时机选取数正确电力隧道期沉降控制效果较理想
实施效果：部分区域沉降量调节起决定性作电力隧道终沉降791mm
实施（五）监测方法全面
（1）常规监测
详细掌握穿越施工电力隧道影响情况穿越前20m左右设置模拟段模拟穿越施工优化掌握量化施工参数尤做面沉降隧道沉降等情况分析确保穿越时电力隧道扰动
（2）隧道轴线测量
盾构穿越电力隧道时隧道轴线控制然质量控制重点隧道轴线测量必须加严格控制
①隧道轴线测量
盾构穿越电力隧道涵时必须严格执行环测量施工步骤时根实际情况盾构姿态测量频率进行提高
图59 轴线测量示意图片
②隧道沉降监测
隧道推进试验段开始加强隧道沉降变形监测取隧道片低点隧道沉降观测点穿越电力隧道涵程中5环点监测范围穿越前20环监测频率拼装工作面5环开始1天监测次直隧道稳定改般隧道沉降监测
（3）面变形监测
区间隧道穿越电缆隧道方位金水路交通繁忙面变形控制求较高必须合理布置面变形监测点制定监测频率隧道轴线监测点间距5环点推进试验段穿越段布置4横沉降监测断面穿越段监测断面布置穿越隧道中心线处横沉降监测断面隧道中心轴线距离轴线1m3m5m9m设置点计9点（包括隧道轴线1点）测点条件情况均设置深层监测点少断面少2深层测点
施工时注意加强测点保护根施工实际情况适增加监测断面必时进行踪测量
图510 隧道方道路建筑物示意图
图511 面监测点布置图
（4）电力隧道体监测
电力隧道沉降监测数直接反应盾构穿越施工阶段电力隧道影响程度通电缆隧道部布设静力水准仪程度发挥监测灵敏度
实施效果：通合理布置测点适时调整监测频率时全面掌握施工时沉降变化
6 C（检查）阶段
61 实施效果检查
2011年11月中旬2012年02月中旬郑州轨道交通1号线双线隧道利穿越电力隧道效控制层沉降完成目标
QC组活动期间重点盾构穿越电力隧道时提高沉降控制精度5素制定措施目标措施进行效果检验
表61 效果检查表
序号
项 目
目 标
效果检查
1
缺乏电力隧道相关资料
摸清电力隧道相关资料
摸清隧道电力隧道相位置关系
2
土压力设定
精确
盾构切口进电力隧道前沉降控制0mm～+10mm间
土压力设定切口前土体微微隆起电力隧道隆起量06mm
3
步注浆量
够
盾构电力隧道方时沉降控制10mm～+10mm
步注浆量控制效控制电力隧道盾构背部盾尾阶段沉降该阶段电力隧道沉降09mm
4
二次注浆
合理
电力隧道终沉降控制200mm～+100mm
部分区域沉降量调节起决定性作电力隧道终沉降791mm
5
监测方法
全面
电力隧道方面电力隧道沉降进行全面控制
通合理布置测点适时调整监测频率时全面掌握施工时沉降变化
制表：蔡雯俊 编制日期：20120210
62 总效果
（1）目标完成情况
穿越电力隧道施工程中盾构轴线控制情况良控制±50mm隧道方面沉降控制+10mm～30mm均满足设计求
图61 左线隧道轴线变化曲线图
图62 右线隧道轴线变化曲线图
沉降量89mm
图63 穿越方面沉降变化曲线
目标实现
穿越电力隧道施工程中电力隧道沉降控制情况良工程质量业监理认电力隧道终累计变化量791mm～+112mm间
沉降量791mm
制表：蔡雯俊 编制日期：20120210
图64 电缆隧道终沉降变化曲线图
工程质量合格率达100％顾客满意率100％
工程质量评定表 七方签证 顾客满意度调查表
（2）社会效益
国采盾构法进行隧道施工已四十年历史然郑州轨道交通1号线超长距离穿越电力隧道工况数次超长距离穿越电力隧道QC组全程监控积极行方案指导实施成功实现组定目标避免诸辅助措施修补工作实施阻止电力隧道超量沉降引起恶性事件发生维护广市民切身利益整活动监理业充分肯定施工期间级领导次工参观穿越期间获五劳动奖状等荣誉隧道股份限公司盾构工程分公司争光添彩
图65 郑州市市委书记吴天君慰问工
图65 住建部质量安全司副司长曲琦检查工
图66 住建部工程质量安全监司副司长曲琦视察工
图67 施工期间获类荣誉
活动程中仅加强团队合作精神充分显示组成员活跃思维力气蓬勃团队应该具备时工程质量项指标均业监理致评取良社会效益
该QC成果荣获隧道股份2012年度
QC成果发布会等奖
海隧道工程股份限公司QC成果认证书
7 A（处理）阶段
71 巩固措施
通超长距离穿越电力隧道整施工程进行分析研究总结更深入解环境素土压衡盾构掘进施工影响次利穿越仅宝贵工程验时制定盾构超长距离穿越电力隧道质量理操作规范盾构超长距离穿越电力隧道施工工艺阶段快速推进奠定良基础施工理体系盾构法施工工艺进步完善
盾构超长距离穿越电力隧道施工工艺简介
前期科研实验
1建立模型进行三维非线性限元预测
2深层土压力位移场监测
3步注浆二次注浆实验解浆液土层结合性分析总结沉降控制关键素针措施
二前期准备
1土体加固：寻找薄弱区域进行加固
2电力隧道保护：防止层沉降导致挤压破碎保护电力隧道方路面车辆安全民财产安全
3施工监测：施工监测方案制定监测方法需够时真实反映施工程中状况便施工技术员时解施工现状相应区域变形情况时调整施工参数三盾构掘进阶段技术措施
1土压力设定：穿越施工前电力隧道重进行估算然根计算结果推算土压力根计算值确定盾构刚进入电力隧道方时土压力设定值实际施工程中根面电力隧道监测情况设定值进行适调整
2掘进速度：设备低流量步注浆总量推算低掘进速度施工程中量保持掘进速度稳定确保盾构均衡匀速穿越电力隧道减少盾构掘进周边土体扰动免电力隧道产生利影响
3盾构姿态控制：穿越程中保证盾构匀速通盾构轴线控制方面做勤纠少纠减少盾构纠偏土体带扰动
4盾构背部注浆：减少盾构背土带利影响盾构穿越电力隧道程中视实际情况利盾构机背部注浆孔压注触变泥浆降低背部土体盾构机间粘着力减少背土现象产生
5步注浆：步注浆量设定应保证浆液迅速填充建筑空隙减少电力隧道盾构背部脱出盾尾阶段沉降防止步注浆量设定引起浆液前窜引起背部隆起
四期沉降控制
二次注浆：二次注浆够效控制铁隧道期沉降趋势期沉降量进行调节二次注浆作业进行充分准备熟悉浆液性选取注浆孔位严格控制单孔单次注入量注浆压力达预计效果
72 总结步算
次QC活动期组成员公司信念理技巧创新力团队精神互相沟通解决问题技巧等方面进行全面评估次活动组方面进步提高组变更加团结信进取
表71 活动前形效益表
类
活动前
活动
公司信念
4
5
理技巧
3
5
创新力
3
4
解决问题
3
5
互相沟通
4
5
团队精神
3
4
图71 活动前形效益图
时次QC活动利开展郑州轨道交通1号线利推进提供坚强保障通次穿越积累类似工程施工验次活动成功兄弟单位穿越重线提供宝贵验参考时清晰认识问题进步解决浆液质量控制等盾构施工浆液质量控制组次活动课题
2012年郑州铁正火荼建设中QC组接厉继续针工程重点难点开展活动积极郑州铁利展开贡献力量郑州民奉献精品工程做出应贡献
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