30上海隧道工程股份有限公司盾构工程分公司电力电缆隧道QC小组.doc

世博电力电缆隧道穿越上海轨道交通4号线施工质量控制上海隧道工程股份有限公司盾构工程分公司电力电缆隧道QC小组前 言2010年上海世博会的脚步愈来愈近，世博工程正在如火如荼地进行当中，世博电缆隧道是世博会重要配套工程，该工程是上海世博会能源总动脉，建成后它将为世博会的电力供应提供坚强支撑而由我公司承建的电力电缆隧道2标工程为电缆隧道关键段，它直接进入世博园区，工程任务紧、风险大、质量要求极高，该段隧道的进度与质量将直接影响世博场馆的电力供应电缆隧道2标6号井～5号井区间隧道推进过程中，在南车站路中山南路路口将下穿运营中的上海地铁4号线本次穿越处于与4号线距离近（） 、土质恶劣等不利因素之中,且4号线隧道的变形要求控制在 ±5mm以内正是这些不利因素为我们选择课题开展QC活动提供了难得的机遇我们将“世博电缆隧道穿越地铁4号线施工质量控制”确定为我们QC小组的攻关课题，就是希望通过对该课题的攻关，将为电缆隧道在后续施工中继续穿越轨道交通6号线、8号线提供参考性极强的第一手资料，同时也为我们或兄弟单位今后开展类似施工提供有益的参考我小组曾于08年4月参加 “真龙杯”全国QC成果发表赛获得一等奖，同年9月荣获全国优秀质量管理小组称号。

1 课题概况北京西路～华夏西路电力电缆隧道工程是世博会配套工程，连接市中心的世博500KV变电站和中环的三林500KV变电站，两站直线距离约11.5KM建成后将是2010年上海世博会的能源总动脉世博500KV变电站本工程在电力电缆隧道全线中为2标，主要工作量为连接浦西6号井、5号井、4号井，浦东10号井、9号井、8号井的四条区间隧道，隧道内径5.5m、外径6.2m全线走向及井位见下图蓝色框内为电缆隧道2标区间）电缆隧道2标电缆隧道2标三林500KV变电站图1 电力电缆隧道平面位置图管片间防水分两种：一种是通用的，采用两道防水层，其中一道是三元乙丙橡胶和遇水膨胀橡胶复合而成的弹性橡胶密封垫，另一道为遇水膨胀止水条弹性橡胶密封垫设置在管片的止水槽内，遇水膨胀止水条设置在弹性橡胶密封垫的外侧；另一种是在电缆隧道穿越地铁线路时采用的特殊防水构造，即在管片的内弧面增加一道聚氨酯膨胀挡水条 图2 聚氨酯膨胀挡水条轨道交通4号线(上行线)轨道交通4号线(下行线)⑦-2⑦-1⑦-1⑥⑤－12①④③②6.4m2.5m电缆隧道区间盾构在6号工作井向5号工作井推进时将下穿运营中的地铁4号线，电力电缆隧道顶部与4号线上行线底部的垂直距离为6.4m，与4号线下行线底部的垂直距离为2.5m。

电缆隧道盾构在4号线下部的曲线为R500的平曲线，隧道坡度为25‰穿越段剖面图如下图所示：6#工作井图3 穿越段地质剖面图根据业主提供的物探资料显示：地铁4号线所处里程为SK28+950地铁 4号线上行线、下行线走向与区间隧道夹角约为123°，位于238环～253环上方地铁隧道与区间隧道平面位置关系详见图南车站路中山南一路图4 地铁4号线与电缆隧道相对位置课题小组介绍小组最早成立时间：2008年05月表1 小组成员介绍姓名性别文化程度职务（称）组内分工培训情况顾春华男本科盾构分公司总经理组 长小组成员经过质量TQC知识培训，人均24课时/年王旋东男本科项目经理副组长崔晋征男本科党支部书记副组长钱晓华男大专项目总工程师对策陈 晓男中专项目经理助理调查实施陈振鹏男本科项目经理助理分析实施田瑞端男本科质量员（发布员）调查实施王 骞男大专材料员统计实施张继润男本科统计员统计宫玮清男本科测量员实施张 诤男大专安全员实施表2 小组活动情况表小组活动日期：2008年 07 月 15 日～2009年 1月25日小组类型攻关型小组注册编号沪隧股盾－08－05课题注册编号活动阶段穿越前期穿越过程穿越后期合计活动次数8 4 5共17次出勤率 97％ 98％ 99％平均 98％制表人：田瑞端 编制日期： 图5 小组活动现场表3 盾构公司QC小组历年来获得的荣誉一览表序号获奖时间何 种 荣 誉11994年6月全国工程建设优秀质量管理小组21994年6月全国优秀质量管理小组31999年6月上海市建设系统QC成果一等奖41999年7月全国优秀质量管理小组52000年7月全国优秀质量管理小组62002年6月全国优秀质量管理小组72003年7月全国优秀质量管理小组82004年7月全国优秀质量管理小组92004年7月全国工程建设优秀质量管理小组102006年7月全国优秀质量管理小组112007年6月全国优秀质量管理小组122007年7月全国优秀质量管理小组132008年7月全国优秀质量管理小组图6 部分荣誉奖状影印件3. 选题理由 适应市场发展的需要技术是工程质量的前提保证，工程质量则是企业的生命。

研究这一课题，不仅为以后的工程施工积累宝贵的经验，更好地体现盾构公司“科学管理，创一流品牌；科技领先，争国际市场”的企业服务方针，更能使本公司在国内外获得良好的声誉，从而进一步适应市场发展的需要 穿越运营中线路施工难度高1．4号线地铁线路保护等级为一级线路安全正常运营及隧道结构保护要求隧道结构纵向沉降与隆起控制值为±5mm，报警值为±3mm，土层损失率小于1‰，隧道变形须不影响安全正常使用2．电缆隧道在穿越地铁4号线时，埋藏深度大，且下部存在承压水盾构穿越土质较差，为⑥暗绿～草黄色粉质粘土和⑦-1草黄～灰色砂质粉土⑥土层为上海地区主要承压水层的隔水层，属于硬层⑦-1土层属上海地区承压水层，水头约为20m，渗透系数为×10-4cm/s隧道推进时承压水将有可能穿透盾尾刷的保护进入隧道，也可能从螺旋机中喷射进入隧道内部，给施工造成极大困难盾构在上硬下软地层中推进时，由于软弱土层可能排土过多，形成层间空隙，引起地层位移或者沉降变形，并可能造成盾构施工方向上的偏离，且成型后的隧道稳定性不够3．当盾构切口进入地铁4号线下方时正面土压力难以准确控制由于地铁4号线盾构法的施工，周围的土体经历了扰动～固结～密实的过程，且4号线隧道周围由盾构推进时的同步注浆材料填充。

盾构的正面土压力难以计算,在穿越期间地铁4号线正在处于运营状态，且运行规律难以摸清，因此盾构前方的正面土压力时常出现突变，使盾构穿越地铁4号线过程中的土压力很难控制 地铁4号线社会影响大地铁4号线是上海市轨道交通的主要线路，对上海市的公共交通运输网起着至关重要的作用上海地铁四号线规划为连接上海市11条轨道交通的换乘线，高峰期间每天约有50万客流地铁4号线截面面积为×2，按工程进度计划盾构在穿越地铁4号线时间约为8月中旬～9月上旬如果在施工期间4号线出现漏水或断裂现象，将对居民出行造成严重的影响穿越段地铁4号线上方是南车站路中山南路交叉口,再上方是内环线高架，道路繁忙车辆拥挤4. P（计划）阶段 现状调查4.1.1 工程特点隧道轴线距离地铁4号线净距离较小，又正是在地铁运营期间穿越，地铁4号线运营量较大针对这些技术难点我们在盾构穿越施工前必须做好基础资料的调查，并制定相应的专项穿越方案和详尽的应急预案来确保盾构能成功穿越地铁4号线根据业主提供的地质资料，本区间盾构施工穿越的土层为：④灰色淤泥质粘土、⑤-12灰色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粉质粘土、⑦-1草黄～灰色砂质粉土6号井→5号井段隧道下穿地铁4号线处，电力隧道处在⑥暗绿～草黄色粉质粘土和⑦-1草黄～灰色砂质粉土中，地铁4号线处在④灰色淤泥质粘土和⑤-12灰色粉质粘土层。

6号井→5号井段隧道下穿地铁4号线，穿越位置处在中山南路和南车站路交叉口，交通繁忙电力隧道处在南车站路下，两侧均为建筑物，地铁4号线处在中山南路下，上方为内环线高架穿越处路口详情见下图: 内环线高架图7 穿越4号线处俯瞰图、平面图各土层特征和主要物理力学指标见表1、表2（表中蓝色区域为盾构穿越土层）：表4 土层特征层号岩性层厚(m)土层描述①1杂填土～5该层含较多砖块、碎石等建筑垃圾，局部含灰黑色有机质等杂物②灰色砂质粉土～该层分布较稳定，但土质欠均匀，局部夹粘性土较多呈粉质粘土状③淤泥质粉质粘土夹粉砂～土质不均匀,夹薄层粉土,局部较多,饱和,切面稍粗糙,干强度中等④淤泥质粘土1～11该层为高灵敏性、高压缩性软弱土，土质极差⑤12灰色粘土2～分布稳定软塑，尚均匀，含云母、有机质，夹泥钙质结核、腐植质和少量粉性土，局部为粉质粘土，高压缩性⑥暗绿～草黄色粉质粘土～该层土质较硬，干强度高，韧性较高⑦1草黄～灰色砂质粉土～该层夹较多薄层粘性土易产生流砂、管涌等不良地质现象⑦2灰色粉细砂31～33局部为粉土，含云母晶片，土质较均匀密实表5 物理力学性质 层号土层名称含水量W（%）重度γ（KN/m3）比重c孔隙比e0液限WL（%）塑限WP（%）塑性指数IP①1杂填土②灰色砂质粉土---③淤泥质粉质粘土夹粉砂④淤泥质粘土⑤12灰色粘土⑥暗绿～草黄色粉质粘土⑦1草黄～灰色砂质粉土---⑦2灰色粉细砂---4.1.2 业主提出的质量要求鉴于工程的重要程度，保证产品的高质量，提高竣工交付后运行的可靠性，业主对我施工方提出在争创优质结构工程的基础上，确保4号线线路安全正常运行，隧道结构纵向沉降与隆起控制值在±5mm以内。

目标确定通过专家小组的讨论意见以及业主提出的质量要求，我们制定了明确的目标具体做到以下几点:（1）盾构穿越地铁4号线阶段工程质量优良率达到95％以上；（2）地铁4号线隧道沉降控制在-2mm～+2mm以内,确保地铁正常运营； 可行性分析4.3.1 土压平衡盾构机适应性分析图8 863 D型盾构.工程采用加泥式土压平衡盾构进行区间隧道的掘进在穿越推进前对盾构所有的重要的系统、部件进行维护检修保养，尤其在盾构本体、液压系统、同步注浆设备和计量设备、盾尾密封性等方面，确保100％的设备完好率根据本工程的具体特点，盾构机在穿越地铁4号线时的土层为⑥暗绿～草黄色粉质粘土和⑦-1草黄～灰色。