東環(huán)南路站E2幅地連墻鎖口管起拔事故報1

1、寧波市軌道交通 1 號線一期工程 TJ- 標(biāo)東環(huán)南路站E2 幅地下連續(xù)墻鎖口管引拔的處理措施及其啟示廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司寧波地鐵監(jiān)理部二 0 一 0 年九月六日目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document E2 幅地下連續(xù)墻鎖口管引拔的處理措施及其啟示 3一、導(dǎo)言 3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 二、東環(huán)南路站地下連續(xù)墻及 E2 幅鎖口管概況 4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 三、E2 幅鎖口管起拔經(jīng)過 4 HY

2、PERLINK l bookmark10 o Current Document 四、E2 鎖口管引拔失敗的原因分析 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 五、事發(fā)后應(yīng)急處理措施 7五、后續(xù)處理方法 8六、幾點(diǎn)啟示（值得總結(jié)的經(jīng)驗和教訓(xùn)） 14寧波市軌道交通 1 號線一期工程 TJ- 標(biāo)東環(huán)南路站E2 幅地下連續(xù)墻鎖口管引拔的處理措施及其啟示一、導(dǎo)言 李學(xué)遜 王扶民在地鐵明挖車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻施工過程中， 其接頭多采用鎖口管。 鎖 口管的安放與起拔是地連墻施工控制的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 由于施工中多種復(fù)雜因素 的綜合影響，使得鎖口管被埋事件時有發(fā)生

3、， 其處理方式不外乎兩種， 一個是拔， 一個是埋，其中能成功拔出的事例并不多見。東環(huán)南路站 E2 幅地連墻鎖口管起 拔時由于人為操作上的失誤，自 7 月 2 日起拔失敗之后，通過采取多種處理措 施，包括：附加千斤頂輔助起拔、打樁機(jī)錘擊、鉆孔減摩、全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)切割以及 搖管機(jī)輔助起拔等方法，歷盡艱辛，幾經(jīng)周折，終于在二個月后成功引拔，為最 后一幅地連墻施工創(chuàng)造了條件。 本文對該鎖口管的整個處理過程和方法作了詳細(xì) 回顧，相信對同類事件的處理會有一定的借鑒意義。、東環(huán)南路站地下連續(xù)墻及 E2 幅鎖口管概況寧波市軌道交通 1 號線一期工程東環(huán)南路站位于寧穿路浦港路口， 沿寧穿路 由西北向東南走向布置，基

4、坑北側(cè)改道以后的寧穿路（即 329 國道）車流量大。 該站為地下二層島式站臺，起止里程為 K20+585.500 K21+017.000 ，采用 明挖順作法施工。 基坑全長 301.3m ，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為 18.3m ，底板埋深 16.9m ，； 東端喇叭口寬 43.2m ，底版埋深約 19.8m 。主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，共 124 幅，其中東端頭井墻厚 1000mm ，墻深 45 m 左右，共 20 幅；其余墻厚45.85m ，厚 1000mm ，幅寬 6.0m ）。 E2 幅連續(xù)墻鎖口管直徑 980mm ，壁 厚 30 mm ，總長 50m 共六節(jié)（ 3m+9m 3+10m 2 ），其

5、中地下埋深 47m ， 重量約 46 噸。三、E2 幅鎖口管起拔經(jīng)過E2 幅地連墻從 2010 年 7 月 1 日晚 21：30 分開始成槽，到 7 月 2 日早上6 ：30 成槽結(jié)束。清孔刷壁后，于當(dāng)天上午 8 ：30-9 ：30 進(jìn)行鋼筋籠和鎖口管 吊裝，吊裝過程中鋼筋籠和鎖口管均順利入槽。該幅地連墻砼灌注從 15 ：15 開始，到 22：00 結(jié)束，砼理論方量為 269m3 ，實灌方量 270 m3 。引拔機(jī)（上 海產(chǎn) 600T ）（見圖 2）從 20：15 開始起拔，每次起拔高度為 5cm 至 8cm ，壓 力為 13-15MPa ，連續(xù)起拔約 10 分鐘，當(dāng)起拔高度達(dá)到 60cm 后

6、， 發(fā)現(xiàn)鎖口 管上部冒漿 ，停止起拔約一小時，在這段時間內(nèi)，引拔機(jī)完全停止操作，至 21:28 時再次起拔時，引拔機(jī)油缸壓力上升到 27MPa ，發(fā)現(xiàn)引拔機(jī)打滑抱不住鎖口管 （見圖 3 ），之后引拔機(jī)再也未能抱緊鎖口管，無法繼續(xù)起拔。圖 2 600T 引拔機(jī)圖 3 抱箍打滑四、E2 鎖口管引拔失敗的原因分析據(jù)現(xiàn)場查看及檢查發(fā)現(xiàn)該處導(dǎo)墻并沒有明顯變形， 引拔機(jī)也沒有故障。 通過 檢查砼澆注及引拔記錄，分析原因如下：（1）起拔時間過晚且未連續(xù)起拔。該槽段砼澆注開始時間為中午 15：15 ， 而鎖口管開始引拔的時間為 20 ：15 ，其間間隔了整整 5 個小時，明顯遲于地 下鐵道工程施工及驗收規(guī)范規(guī)

7、定的 2-3 小時的起拔要求。當(dāng)起拔高度達(dá)到 60cm 后，千斤頂油泵壓力已達(dá)到 13Mpa-15MPa （見圖 4 ），對此并未引起重 視，加之又停止起拔約一個小時。 起拔時間過晚和未連續(xù)起拔是造成本次鎖口管 引拔失敗的主要原因。（2 ）砼繞流。該幅墻砼澆注過程中，砼順著鎖口管繞流 里住鎖口管，曾發(fā)現(xiàn)鎖口管發(fā)生過冒漿現(xiàn)象， 事后的處理過程也證實， 該幅墻砼澆灌時存在砼繞流圖 4 起拔壓力達(dá)到 15MPa 圖 5 砼繞流現(xiàn)象（尤其是倒數(shù)第二節(jié)鎖口管） （見圖 5 ），從而加大了鎖口管的握裹力和摩擦 力。（3）鎖口管上部向東北側(cè)傾斜。從后續(xù)處理過程來看，當(dāng)全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)采用1.5m 套管往下切割砼至

8、 9m 位置時，發(fā)現(xiàn)鉆頭已碰到鎖口管上，說明該鎖口管 上部已嚴(yán)重傾斜（約 0.5m ），不利于回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn)和后續(xù)引拔機(jī)起拔，不得已 將該套管取出，重新定位后再次鉆進(jìn)。（4 ）砼供應(yīng)不及時。檢查砼澆注記錄發(fā)現(xiàn)，第 13 車至第 14 車以及第 22 車至第 23 車混凝土發(fā)車間隔時間分別為 1 小時左右。 砼發(fā)車間隔時間長導(dǎo)致了 引拔工對始拔時間和起拔高度的錯誤判斷。（5）鎖口管變形。通過對之前施工槽段超聲波檢測圖象的分析發(fā)現(xiàn)，一般 槽段砼面與鎖口管的接觸面均呈現(xiàn)不同程度的曲線狀， 說明鎖口管并不成一條直 線，該槽段也應(yīng)當(dāng)存在類似情況，從而加大了鎖口管的摩擦力和起拔難度。（6 ）當(dāng)日氣溫高。測得

9、當(dāng)日氣溫高達(dá) 37 攝氏度，分析認(rèn)為混凝土的初凝時間提前也是鎖口管起拔困難的原因之一五、事發(fā)后應(yīng)急處理措施當(dāng)發(fā)現(xiàn)油缸壓力上升至 27MPa 引拔機(jī)打滑無法抱住鎖口管后， 施工方立即采取以下應(yīng)急處理措施來試圖將該鎖口管拔出：a） 鋼扁擔(dān)（圓鋼）輔助法當(dāng)晚采用一根直徑 10cm 的圓鋼從扁擔(dān)孔橫穿鎖口管，再用引拔機(jī)（600T ）抱住鎖口管頂?shù)皆搱A鋼后再起拔，在 200T 吊車的配合下，引拔 機(jī)壓力達(dá)到 30Mpa 時，該圓鋼嚴(yán)重變形（見圖 6），插管口被頂裂（見圖 7），而鎖口管仍無法拔動。b）附加千斤頂輔助引拔法鑒于單靠 600T 引拔機(jī)無法拔動鎖口管， 為了增加起拔力， 當(dāng)天晚上從鄰近 工點(diǎn)急

10、調(diào) 2 臺附加千斤頂（各 200T ）（見圖 8 ）， 2 小時后到達(dá)現(xiàn)場來輔助引拔 機(jī)起拔。附加千斤頂加上引拔機(jī)千斤頂中間， 頂住引拔機(jī) 后再同步起拔，在 200T 吊車的配合下，引拔機(jī)油缸壓力達(dá)到 30 Mpa （極限壓力），鎖口管依舊無法起拔。至此，應(yīng)急引拔宣告失敗 （見圖 9 ）圖 8 附加千斤頂 圖 9 引拔機(jī)抱箍打滑五、后續(xù)處理方法需要指出的是， E2 幅地連墻鎖口管所處的位置十分特殊，該幅墻恰好 位于該站東端頭北側(cè)（ 見圖 10 ），離北側(cè)改道后的 329 國道僅 3.5m 左右，按 該站連續(xù)墻的施工順序，該幅墻為倒數(shù)第二幅，剩下的最后一幅墻（E1）為轉(zhuǎn)角閉口幅。 根據(jù)總體設(shè)計籌

11、劃， 東環(huán)南路站東端頭設(shè)計有四個盾構(gòu)進(jìn)出洞門， 其 中中間兩個洞門供 1 號線一期出段線和入段線的盾構(gòu)機(jī)到達(dá)，外側(cè)兩個洞門則 分別供二期左線和右線盾構(gòu)機(jī)始發(fā)或接收， E2 幅地連墻鎖口管恰好侵入該站二 期左線盾構(gòu)洞門位置 35 cm ，（見圖 11 ）如不將其拔出，將直接影響二期左線 盾構(gòu)的始發(fā)或接收。 為了減少二期盾構(gòu)破除鎖口管的風(fēng)險， 也為了保證東環(huán)南路 站地下連續(xù)墻的整體性，寧波市軌道交通指揮部明確要求必須將該鎖口管拔出， 不可填埋。有鑒于此，承包商先后采取了以下措施來拔除該鎖口管。鎖口管進(jìn)入洞門 35cm圖 10 E2 鎖口管平面位置圖 11 E2 鎖口管與二期左線洞門的關(guān)（1）打樁機(jī)

12、錘擊法借鑒以往其它工點(diǎn)被埋鎖口管的處理經(jīng)驗， 經(jīng)研究決定采用柴油打樁機(jī)將該 鎖口管往下錘擊， 以使鎖口管與周邊砼分離， 從而減少摩阻力， 爾后再用引拔機(jī) 起拔。該打樁機(jī)于 7 月 4 日晚開始進(jìn)場，型號為 DH558-110M ，錘重 8T 。錘 擊前，在鎖口管上部加蓋兩塊厚 3 cm鋼板（見圖12），側(cè)壁上焊接 4塊鋼肋板， 以防止錘擊時損壞鎖口管頂部。 （見圖 13 ）整個錘擊先后進(jìn)行過二次，其中，第 一次于7月5日下午開始，共打了 42錘，鎖口管下沉了 60cm 。然后，改用從 上海調(diào)來的一臺 600T 引拔機(jī)起拔，該引拔機(jī)兩側(cè)各帶一個 200t 輔助千斤頂， 故總引拔力可達(dá) 1000T

13、（ 600T+2*200T ），并在鎖口管側(cè)壁焊接 8 塊鋼肋板（牛 腿），以防引拔機(jī)在起拔過程中抱扣打滑。此時引拔機(jī)油缸壓力從 22 Mpa 上升 到 30 Mpa ，已達(dá)其極限，而鎖口管的起拔量仍為 60cm ，仍無法繼續(xù)起拔。圖 12 鎖口管頂部焊接鋼蓋板圖 13 打樁機(jī)錘擊鎖口管（2）鉆孔減摩 + 打樁機(jī)錘擊法由于單純的錘擊法起拔效果并不理想， 為了減少鎖口管周邊的摩擦力， 決定 在鎖口管背砼一側(cè)（北側(cè)）緊鄰該鎖口管采用鉆孔樁機(jī)鉆孔（ 見圖 14 ），鉆孔直 徑 800mm ，深 46m ，以形成一個臨空面，減小該側(cè)土體的摩阻力；此后，用 80T 履帶吊橫向（由南向北）撞擊該鎖口管，鎖

14、口管頂部向北側(cè)位移約 20 cm ； 再用打樁機(jī)對該鎖口管進(jìn)行第二次錘擊，此次共打了 26 錘，鎖口管下沉量仍為 60cm 。然后，再用前述引拔機(jī)起拔。為增加引拔機(jī)的握裹力，防止抱扣在起拔 過程中打滑，在鎖口管側(cè)壁上 焊接 4 塊 20mm 厚的鋼肋板 ，并在兩側(cè)各加一個 200t 千斤頂頂住引拔機(jī)后再起拔。 引拔過程中，發(fā)現(xiàn)引拔機(jī)油缸壓力從 28Mpa 瞬間變?yōu)?0 ，鎖口管上升量仍為 60 cm 。經(jīng)過分析，判斷是鎖口管的第一節(jié)與 第二節(jié)接頭處的插銷端部被剪斷 （見圖 15 ），故只能將第一節(jié)鎖口管取出， 未能 繼續(xù)起拔。此法未能獲得成功。10圖 14 鉆孔減少摩擦力 圖 15 鎖口管插銷

15、被剪斷（3 ） 全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)切割法上述措施失效之后，經(jīng)各方研究，決定引進(jìn)上海海騰地下工程有限公司日產(chǎn) ME-150 型全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)來起拔該鎖口管 （見圖 16 ）。此法起拔鎖口管的基本 思路是：首先，用 1.5m 鋼套管套住鎖口管，然后利用全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)驅(qū)動鋼套管 作 360 度旋轉(zhuǎn)，利用鋼套筒底端鑲嵌的鋸齒狀鈦合金刀頭切割墻體砼，鉆進(jìn)深 度初步定為 12m ；然后，改用 1.3 m 鋼套管 （見圖 17 ）（其摩阻力要小于 1.5 m 的鋼套管，有利于提高鉆進(jìn)速度和深度）套住鎖口管，繼續(xù)往下鉆進(jìn)，其 鉆進(jìn)深度以鎖口管能夠起拔為標(biāo)準(zhǔn)；最后，使用吊機(jī)配合搖管機(jī)引拔該鎖口管。 其處理過程如下：（1）7 月

16、24 日 ME-150 型全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)場， 7 月 26 日開始鉆進(jìn)，（ 2）第一次采用 1.5m 鋼套管（每節(jié) 9 米），定位后往下鉆進(jìn)約 9m ，用 時 8 天。由于定位不準(zhǔn)，鋼套管未能準(zhǔn)確套住第二節(jié)鎖口管（與鎖口管上部 傾斜亦有關(guān)系），致使鉆頭在 9m 處觸碰到第二節(jié)鎖口管頂部，故停止鉆進(jìn)。11圖 16 全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn) 圖 17 1.3m 鉆頭（3 ）第二次先將 9 m 鉆筒取出，仍采用 1.5m 套管并更換鉆頭，經(jīng)重新 定位后往下鉆進(jìn)，累計鉆進(jìn)至 13m 后停鉆，用時 3 天，將上部第一節(jié)長 9m 的 鎖口管放入，與第二節(jié)鎖口管對位并人工初步對接。（4）第三次將 1.5m 鋼套管換成

17、1.3m 套管（每節(jié) 4 米或 6 米），繼續(xù) 往下鉆進(jìn)，鉆進(jìn)至地下 28m 時，由于全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)發(fā)動機(jī)故障，加之鉆頭磨損嚴(yán) 重，鉆進(jìn)速度過慢（一天只有 10 cm 左右），故停止鉆進(jìn)，準(zhǔn)備試拔。若鎖口管 能夠拔動，則大功告成； 若拔不動， 則更換鉆頭， 繼續(xù)鉆進(jìn)。此次共享時 13 天， 其間更換過二次刀頭（共 19 把），還更換過一次帶刀頭的套管（長 2.5 m ）。（5 ）焊工從鎖口管內(nèi)部下到地下 9m 處，對第一節(jié)與第二節(jié)鎖口管接頭部 位再次實施焊接， 本次采用八塊 3 cm 厚鋼板（12*24 ）立面焊接，共進(jìn)行三次， 其中第一、 第二次采用手工弧焊， 考慮到手工焊質(zhì)量不一定能滿足鎖口管

18、起拔的 強(qiáng)度要求且焊接速度過慢， 第三次采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 （高強(qiáng)度焊條且能自 動均勻焊接），且將鎖口管接頭部位全部滿焊，共耗時 7 天。由于時值盛夏，氣 溫高達(dá) 38 度，加之作業(yè)空間狹小，只能容納一人作業(yè)，勞動強(qiáng)度非常大，采用 空壓機(jī)通風(fēng)， 小面包車送空調(diào)冷氣， 三名電焊工輪流作業(yè)， 每人作業(yè)時間不超過 40 分鐘。全部焊接完成之后，采用日本三菱貝洛特鉆機(jī)（俗稱搖管機(jī)）正反來12回旋轉(zhuǎn) 1.3m 的套管，使該套管周邊渣土松動，并將第一節(jié)長 6 米的1.3m 的套管取出，以更大程度地減小摩擦阻力。（6 ）焊接完畢后，從 8 月 23 日晚開始試拔，此次采用日本神鋼 800T 引 拔機(jī)，其

19、抱扣直徑可達(dá) 2 米，最大起拔高度 40 公分，最高油壓 25 Mpa ；另加 2臺200T油壓千斤頂輔助起拔，其油缸壓力達(dá)到 75Mpa （極限壓力），鎖口管 起拔高度達(dá)到 18cm 后，因底部導(dǎo)墻支撐力不夠及地面下沉，故停止起拔，進(jìn) 行導(dǎo)墻及地面鋼筋砼加固（平均厚 70cm ）。（7）9 月 1 日晚開始再次試拔， 由于日本神鋼引拔機(jī)抱扣損壞 （見圖 18 ）， 無法繼續(xù)起拔，故另外采用上海長宇 600T 引拔機(jī)，其抱扣直徑最大為 1.2 米， 最大引拔高度 80 公分，最高油壓 28Mpa ，另加 2 臺 200T 附加千斤頂（ 見圖 19 ），附加千斤頂油壓達(dá)到 62 Mpa ，每次起

20、拔高度 20cm ，共進(jìn)行三次，鎖口管累計起拔高度達(dá)到 60cm圖 18 引拔機(jī)抱扣損壞圖 19附加千斤頂8 ）9 月 2 日中午，引拔正常進(jìn)行，此時去掉輔助油缸，每次引拔高度仍為 20cm 。直到 9 月 2 日晚，每次起拔高度增加到 80cm ，引拔力下降至 500T ， 對應(yīng)的油缸壓力為 18 20MPa 。第一、第二節(jié)鎖口管一次拔出，其它各節(jié)是拆 除連接銷后逐節(jié)拔出。 （見圖 20）139）到9 月 3 日，引拔力進(jìn)一步減小至 200 250T ，對應(yīng)的油壓減至 1113MPa ，直至下午 4：50 ，將最后一節(jié)鎖口管全部拔出（ 見圖 21）圖 20 連續(xù)拔除后的鎖口管 圖 21 最后一節(jié)鎖口管六、幾點(diǎn)啟示（值得總結(jié)的經(jīng)驗和教訓(xùn)）盡管此次東環(huán)南路站 E2 幅鎖口管最終被成功起拔，但畢竟屬于 一起不大不 小的工程事故 ，其處理過程過于漫長，時間上拖得太久，歷時整整二個月；經(jīng)濟(jì) 上耗資太大，花費(fèi)了 近百萬元 ，動用了多種型號的引拔機(jī)、打樁機(jī)、鉆孔樁機(jī)、 全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)（ 見圖 22 ）、搖管機(jī)（ 見圖 23 ）等大型設(shè)備，既影響了地下連續(xù)墻 的施工進(jìn)度，又耗費(fèi)了大量的時間、財力和精力，個中的教訓(xùn)值得總結(jié)和記取。其教訓(xùn)和啟示至少有以下幾點(diǎn)：圖 22 ME-150 型全回轉(zhuǎn)鉆機(jī) 圖 23 貝洛特?fù)u管機(jī)14) 鎖口管初次起拔及連續(xù)