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第二篇 盾构下穿次高压燃气管线保护方案
第一章 燃气管线概况
燃气管位于北环大道南侧人行道，出场线于CDK1+605下穿燃气管，燃气管埋深1.5m，距隧道顶部最小距离为21.5m。燃气管材质为塑胶管DN400。从燃气管到隧道地层依次为<1-1>素填土、<3-2>粉土层、<6-1>可塑状残积砂质粘性土、<6-2>硬塑状残积砂质粘性土。
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第二章 盾构穿越管线施工风险分析
由于盾构掘进造成的土体沉降可能造成管线下沉，大部分管线下沉都是因为管线下土层支撑力不足，甚至出现空洞，管线自重及管线上土层的重量使管线下沉。管线沉降严重可能造成管道破裂。
出场线穿越的管线埋深为地面下1m~3m，大多数埋深较浅，管线下的土层基本为<1-1>素填土，素填土层主要由粘性土、砂土及碎石、建筑垃圾组成，主要来源为道路施工及周围建设回填，均匀性差，堆填年限大于10年，强度低，压缩性中等，物理力学性质差。故盾构机下穿管线时若对土层扰动过大，造成地面沉降超标从而影响管线。
针对燃气管，地表沉降过大造成的燃气泄漏可能导致人员窒息，中毒等，此外燃气泄露还有可能造成二次事故（天然气遇明火而引起火灾事故，甚至爆炸事故）。
第三章 盾构穿越管线施工措施
1、监测措施
针对燃气管的监测，采取直接布设监测点在燃气管线上的方式，测点布置时要考虑地下管线与基坑的相对位置关系并沿管线走向布点，点间距10m左右。直接开挖以暴露管线，将观测点直接布到管线上，采用抱箍式或套筒式安装。
管线沉降测点设置图（抱箍式）
在跨越出场线上方的燃气管的布设设2个抱箍式监测点。
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燃气管沉降测点布置图（抱箍式）
施工前对沿线管线进行评估，加大监测频率，及时反馈沉降信息，盾构机在距燃气管前后＞50m 时监测频率1次/周；在距建筑物前后＜50m监测频率1次/1d，距建筑物前后＜20m时监测频率1次/2h。
监测控制值及报警值如下表所示 监测对象 燃气管道管线位移 管道 项 目 压力型刚性最大极限值 30mm 报警值 20mm 通过监测数据及时了解管线的沉降变化情况，对盾构施工进行实时监控，一旦出现较大变化可以及时反馈信息；以中央控制室为中心，通过对讲机、内线电话等工具联系监测与盾构推进操作面，可以及时有效的了解施工参数与管线沉降数据的变化，接收监测数据并迅速进行分析，调整施工参数。
2、下穿次高压燃气管施工参数设定 （1）土压力、推力、扭矩设定
合理设定土压力平衡值。目前利用公式P=Koγh推算穿越建筑物时的设定土压力初值理论值，下穿次高压燃气管的土压力设定值为1.5～2.0bar，每推进10cm出土4方。
根据沿线地层及施工经验对推力、扭矩进行设定，下穿次高压燃气管的设定刀盘转速0.5～1r/min，设定推力≤8000KN，扭矩≤1500KN·m。
实际施工设定值需根据盾构埋深、所在位置的土层状况、前段隧道施工情况以及监测数据进行合理的调整。严格控制出土量，防止超挖和欠挖，根据地面及隧道内监测结果合理调整出土量，并根据数据进行不断的调整。
（2）推进速度
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从理论上来讲，盾构机的推进速度越慢对周边土体产生的扰动越小，有利于土体沉降的控制，推进速度的设定主要根据试验段推进速度经验值来控制，在下穿次高压燃气管应以低速匀速推进为宜。
严格控制和调整推进速度。在推进至距次高压燃气管20m左右时放慢推进速度，推进速度控制在2cm/min 左右；盾构机在接近次高压燃气管时，再次放慢推进速度，控制在1.5cm/min左右。
（3）盾构姿态控制
在穿越次高压燃气管时，隧道平面方向为直线，竖曲线方向为32‰的坡度。所以在穿越污水泵房、污水处理池及新阁小区期间，对盾构轴线控制的难度比较大。因此要控制盾构姿态，减少纠偏量，以减少对周围土体的扰动而引起的沉降。
（4）管片拼装
严格控制管片拼装质量。管片拼装时尽量用足千斤顶，决不允许可用千斤顶闲置。在盾构推进结束后回缩的千斤顶应尽可能的少，以满足管片拼装即可，以减少千斤顶回缩造成盾构机的后退，而造成地面及管线的沉降。拼装后及时调整千斤顶的顶力，防止盾构姿态发生突变。
（5）同步注浆
严格控制同步注浆，确保浆液填充盾尾管片与土体间的建筑空隙，注浆压力和注浆量的控制应推进时的监测数据动态控制。本次穿越施工时，注浆应根据监测数据实际情况即时调整，注浆压力初步考虑控制在0.3Mpa左右注浆量初步考虑在4.0 m3。
（6）二次注浆
穿越后的二次注浆：二次补浆以少量多次为原则，在测点刚脱出盾尾时，测点沉降速度较快，此时补浆频率每天施工1～2次，每次注浆量300～500L/孔。经过补浆后，测点沉降速度变缓，注浆补浆改为2～3d施工一次，每次注入量为300～500L/孔。当测点稳定后，补浆施工不再进行。
注浆的浆液要有一定的粘度，凝固要快，收缩要小，对土体的加固作用明显；双液浆采取的配合比为：水灰比1.3~1，浆液和水玻璃体积比为1:1。水玻璃原液与水的比例1:4。
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第四章 盾构穿越管线应急措施
1、地下管线埋深约1.5m左右，管线沉降一般因地层沉降产生，最有效办法是挖出管线上部土体（卸重），恢复管线现状，对管线基底进行加固，再分层回填压实。
管线卸重基地加固图
2、对由于水土流失严重造成管线底部出现空洞的情况，采取从地面打孔注水泥浆或水泥砂浆进行回填加固。
3、针对燃气管线泄露采取以下措施：
（1）如发生管道出现泄漏事故，现场施工人员第一时间要项目应急指挥部报告。项目部应急指挥部接到报警后，应立即将动力设备停止，疏散人群。
（2）项目部应急指挥部接到报警后，同时与应急救援队伍、公安、消防、医院、燃气集团公司等相关部门取得联系，请求支援。
（3）燃气集团抢险人员赶赴事故现场后，对事故现场进行可燃气体浓度检测，在未检测前，禁止任何队伍及人员进入事故现场。
（4）根据现场情况，由燃气集团人员关闭事故发生点上下游阀门操作，停止或隔离障设备，以降低损失，防止事故进一步扩大。
（5）当在可燃气体浓度在20%以下时，才能使用挖掘机进行土石方开挖。
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