厦门市轨道交通1号线一期工程土建施工
高崎站～集美学村站区间盾构工程
孤石探测及处理施工方案
编制： 复核： 审批：
中国交通建设股份有限公司TJ03-2项目部
2015年7月
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目 录
§1 编制依据 .......................................................................................................................... - 1 - §2 工程概况 .......................................................................................................................... - 1 - §3 工程、水文地质.............................................................................................................. - 1 - §4 周边建筑物及管线分布情况 ......................................................................................... - 3 - 4.1 建筑物情况 ................................................................................................................. - 3 - 4.2 管线情况 ..................................................................................................................... - 3 - §5 地质勘探情况.................................................................................................................. - 3 - 5.1 勘察单位提供资料 ..................................................................................................... - 4 - 5.2 补勘资料 ..................................................................................................................... - 4 - §6 孤石探测成果.................................................................................................................. - 5 - 6.1 孤石探测方法 ............................................................................................................. - 6 - 6.2 孤石探测成果 ............................................................................................................. - 9 - §7 孤石处理方案................................................................................................................ - 10 - 7.1 原拟定孤石爆破处理方案 ....................................................................................... - 10 - 7.2 全套管钻地面钻取孤石处理方案 ........................................................................... - 12 - 7.3 Φ2000原水管下方孤石挖孔桩处理方案 ............................................................... - 14 - 7.4 盾构机通过“孤石”处理方案 ............................................................................... - 15 - 7.5 孤石处理费用预估 ................................................................................................... - 16 - §8 交通组织 ........................................................................................................................ - 16 - §9 安全保障措施................................................................................................................ - 16 - 9.1 机械操作安全技术措施 ........................................................................................... - 16 - 9.2 安全用电技术措施 ................................................................................................... - 16 - §10 文明施工措施.............................................................................................................. - 17 - §11 附件 .............................................................................................................................. - 17 -
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§1 编制依据
（1） 厦门地铁一号线一期工程TJ03-2标合同、投标文件。 （2） 厦门地铁工程建设管理办法汇编。
（3） 厦门地铁一号线一期工程TJ03-2标【高崎站～集美学村站】盾构区间设计图纸。 （4） 厦门地铁一号线一期工程TJ03-2标【高崎站～集美学村站】区间详堪、补堪报告。
（5） 中华人民共和国《爆破安全规程》（GB 6722-2003）； （6） 《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）； （7） 《民用爆炸物品安全管理条例》；
（8） 其他国家现行技术规范、标准及厦门市现行相关规范、标准及文件。
§2 工程概况
区间盾构段起讫里程为YHK14+067.122～YDK14+628.776，右线长度为561.654m，左线长度为560.156m。区间盾构隧道段范围内现状地面标高9m~12m，区间纵断面出高崎站后先以2.00‰的下坡进入去区间最低点，然后以4‰和28‰的坡度上坡，直至盾构工作井，区间隧道覆土厚度5.4m~9.6m。
区间盾构隧道采用钢筋砼管片衬砌，管片宽度为1.2m，管片外径6.2m，厚度为0.35m；
§3 工程、水文地质
3.1.1 工程地质
本区间地形较平坦，属海岛和填海地貌，地面高程4～13m。
隧道地表自上而下依次为：<1-1>杂填土、<1-2-1>黏土质素填土、<1-2-3>砂质素填土、<1-2-4>碎石素填土、<4-2>淤泥质土、<8-1-2>黏土、<8-1-3>黏土、<11-1-2>残积砂质黏性土、<11-1-3>残积砂质黏性土、<17-1>全风化花岗岩、<17-2>散体状强风化花岗岩、<17-3>碎裂状强风化花岗岩、<17-4-1>中等风化花岗岩。
盾构隧道穿越地层组成及特征描述见表1，地层物理力学性质指标见表2。
表1 地层组成与特征描述一览表
时代 成因 土层 层号 1-1 Qs 地层 名称 杂填土 颜色 状态 特征描述 主要由淤泥混碎石、砖块、砼块等建筑垃圾组成，成分不均。 主要有黏土和砂质黏性土组成，成分均匀，无杂质，场地范围内呈零星分布 灰黑色 松散、湿 褐黄稍湿 1-2-1 黏土质素填土 色、浅松散、红色
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1-2-4 Q4al-pl 3-1-3 碎石素填土 粉质黏土 灰黑色 松散、湿 灰黄色 黄褐色夹灰色 黄褐色夹灰色 硬塑 主要由黏性土、碎石角砾组成，也有部分块石和残积黏性土，成分不均，场地范围内呈零星分布 以黏性土为主，含少量砂质，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，黏性较好。 以黏性土为主，韧性中等，干强度中等，无摇振反应，切面较粗，成分较均匀，含少量砂粒，手捻具砂感场地范围内呈零星分布。 成分以黏性土为主，韧性中等，干强度中等，无8-1-2 Q3al-pl粉质黏土 可塑 8-1-3 粉质黏土 硬塑 摇振反应，切面较粗，成分较均匀，含少量砂粒，手捻具砂感，场地范围内呈零星状分布。 主要以长石等矿物风化后的黏性土为主，含石英颗粒在15~20%左右，可见少量黑云母碎片，黏性较差，韧性较低，无摇震反应，切面粗糙。系花岗岩风化残积物，具残余结构强度。 主要以长石等矿物风化后的黏性土为主，含石英11-1-2 Qel 残积砂质黏性土 褐黄色 可塑 11-1-3 残积砂质粘性土 灰黄色 硬塑 颗粒在15~20%左右，可见少量黑云母碎片，黏性较差，韧性较低，无摇震反应，切面粗糙。系花岗岩风化残积物，具残余结构强度。 原岩结构可辨，但岩石矿物组织结构已破坏，裂ηr53（1）b 17-1 全风化花岗岩 黄、浅灰白色 隙极发育，绝大部分长石等易风化矿物已风化成次生黏土矿物。岩芯呈土状，手捏易碎，浸水可捏成团，偶夹有强风化岩块。 表2 地层物理力学性质指标
重力密岩土名称 度 kN/m3 1-1 1-2-1 1-2-4 8-1-2 8-1-3 11-1-2 11-1-3 17-1 杂填土 粘土质素填土 碎石素填土 粉质黏土 粉质黏土 残积砂质粘性土 残积砂质粘性土 全风化花岗岩 18.40 19.83 17.60 18.35 17.32 18.39 天然含水量 w (%) 27.5 23.23 36.15 25.72 27.35 29.01 孔隙比 e 0.91 0.69 1.11 0.92 0.92 0.92 抗剪强度（直接剪切） 泊松凝聚力 C kPa 20 31 25 28 33 内摩擦角 φ ° 13 16 13 17 18 比 υ 0.44 0.32 0.28 0.32 0.28 0.26 渗透 承载力系数 特征值 K m/d 0.002 0.002 0.002 0.5 0.5 0.5 fak kPa 100 120 150 200 160 220 250 地层 代号 3.1.2 水文地质
地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。
第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层中。以孔隙潜水为主，人工填土层中存在上层滞水，地下水位埋深0～1.5m。
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基岩裂隙水主要赋存于基岩强、中等风化带中。基岩的含水性、透水性受岩体的结构、构造、裂隙发育程度等的控制，由于岩体的各向异性，加之局部岩体破碎、节理裂隙发育，导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。岩体的节理、裂隙发育地带，地下水相对富集，透水性也相对较好，反之不然。总体上，基岩裂隙水发育具非均一性。
区间范围内冲洪积砂层分布规律性差，主要呈透镜状分布，局部层状分布，级配较好，分选较差，砂层总厚度大体在0.9～1.8m，埋深6.4～7.4m，粘粒含量较大，富水性及透水性一般，含水量一般；黏土、残积土及全化层富水性及透水性较差，含水量较小，为相对隔水层。局部地段含水层与相对隔水层交错分布。
地下水主要受大气降水补给，其次受地表水补给，径流途径较好，局部较差。地下水的渗流方向由相对较高水头处向相对较低水头处渗流，流速低，流量小。从地下水位反映的形态看，地势高则地下水水位高，反之则地下水位低。
场地范围内地下水动态变化较大，年变幅一般2～4m。
§4 周边建筑物及管线分布情况
高崎站～集美学村站区间盾构段线路主要位于高崎站北端绿化带、海堤路下方及铁路货场仓库前；海堤路现状宽度约10～12米，双向四车道，路面交通流量一般，路侧停放货车等较多；铁路货场范围内主要为仓库前停放货车。
4.1 建筑物情况
盾构施工影响的建筑主要为侧穿。其中西侧近距离邻近联运大楼（砼5、距左线隧道水平距离19.7m）、铁路北站货场（单层砖混房屋结构、水平距离6.3m），东侧为高崎饭店（砼4，水平距离7.8m）、上亿塑料制品有限公司（砼4～5，水平距离9.5m）、鑫晶耀玻璃磨边厂（砼5，水平距离14m）以及其他等3～5层沿街砖混结构。
厦门市环岛路隧道（双洞、矿山法）在区间里程YDK14+574～YDK14+628段下穿盾构隧道，距隧道底板仅2100mm；盾构隧道施工前该矿山法隧道需施工完成。
4.2 管线情况
盾构施工影响的管线主要在海堤路下方，盾构隧道右侧，有：DN50通信套管（埋深0.4m）、D300雨水管（埋深3.5m）、DN2000原水管（埋深3.5m）、DN1000给水管。但对隧道施工影响较大的是沿海堤路走向的DN2000原水管、DN1000给水管，该管线为厦门市主供水管道，施工时在海堤路段需下穿；同时在高崎站北端出加固区下穿钢筋砼引水渠（3000×4000mm）及其6000×8000mm阶梯式跌水井，渠底距隧道顶部仅2.18m。
§5 地质勘探情况
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5.1 勘察单位提供资料
本工程详勘单位中铁二院工程集团有限公司于2012年10月1日～11月5日采用地质测绘、钻探、物探、原位测试、水文地质试验、室内试验、综合地质分析等相结合的综合勘察方法，并充分收集、利用既有地质资料,对高崎站～集美学村站区间进行了详勘。共钻孔24个，总进尺755m。
（1）测线布置原则
勘探点在隧道结构外侧（3～5m）位置交叉布置，区间隧道洞口以及联络通道、渡线、施工竖井等用勘探点控制，并形成剖面。区间隧道属于中等复杂场地，勘探点间距30～50m。
（2）钻孔深度要求 见表3。
表3 区间详勘地质钻孔深度控制原则
工程类型 工程条件 松散地层、全及强风化层 中等或微风化岩石 一般孔 钻至结构底板以下不小于2倍隧道直径（钻至结构底板以下15m） 钻至结构底板以下中等或微风化带内3m 控制孔 钻至结构底板以下不小于3倍隧道直径（钻至结构底板以下20m） 钻至结构底板以下中等或微风化带内5m 区间地下 （3）孤石分布情况
根据详勘报告，该区间盾构区段沿线在地质勘察过程中揭示到有球状风化体，见表4。
表4 盾构区间详勘地质探孔揭示孤石情况
钻孔编号 M1Z3-TGJ-03 M1Z2-TGJ-01 揭示标高(m) -10.98～-10.17 -8.37～-7.47 -18.29～-16.49 风化球 中等风化 微风化 揭示地层 <17-4-1> <17-5-1> 对工程影响 无影响 区间范围内根据钻孔揭示，在<17-2>散体状强风化花岗岩、<17-3>碎裂状强风化花岗岩内分布有微风化球状风化体，该球状风化体岩质坚硬，岩石节理裂隙较不发育，岩体较完整。饱和极限抗压强度一般为fr=44.4～64.9MPa，极大值为72.6MPa。
5.2 补勘资料
我单位进场后，根据前期调查情况及详勘资料得知，高崎站～集美学村站区间洞盾构段沿线地层中存在大量的孤石的风险较大。
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为了进一步探明盾构区间隧道地层地质情况，为盾构掘进提供指导依据，我部于2014年2～3月份采取钻孔取芯法对盾构段进行了补勘。共投入3台XY-1型钻机。
补堪原则：在距详勘钻孔5-15m处，沿隧道中线布置钻孔，钻至隧道底板下1m。中线孔间距25米，若发现有孤石分布，则该区段加密探孔间距至5m，若仍发现孤石则加密探孔至间距2.5m。
探明孤石情况：受道路通行、管线及周边地形影响，本次补堪共探查24孔（其中左线6孔，右线18孔），平均孔深18.8m。探查发现在本次补充勘察范围内局部存在差异风化现象，表现为花岗岩残积砂质粘性土③层中分布有花岗岩中风化球（孤石），统计见表5。
表5 盾构区间补勘地质探孔揭示孤石情况
孔号 Y14+445 Y14+450 孤石所在的岩土层 残积砂质粘性土 残积砂质粘性土 分布深度（m） 9.5～10.0 10.4～12.0 10.3～10.7 孤石岩性 中风化花岗岩 中风化花岗岩 备注 隧道内 隧道内 本次补充勘察于2孔中共发现有中风化花岗岩孤石共计3个，发现孤石的孔数占所有补勘孔数的9.1%，发现孤石的层位都位于残积砂质粘性土③层，孤石全部表现为中风化状。从孤石埋置深度与地铁隧道施工区间深度关系可以看出，孤石所处深度位于地铁隧道施工区间内。
§6 孤石探测成果
对于孤石和基岩的提前处理方法，地面处理常用的见表6。
表6 孤石常用处理方法一览表
处理方法 冲孔处理 套管钻取石 适用范围 效果 处理效率较低，处理效果较好，处理后的残余岩体或孤石对盾构施工基本无影响 处理彻底，但效率太低。 处理速度快，处理后残余石块较多，对盾构施工仍然有一定的影响 费用 费用较高 适合孤石处理和基岩处理，且地面具备施工条件，岩石界面不超过隧洞一半 适合孤石和小范围基岩处理，对人工挖孔处理 地面环境条件要求较小。竖井穿砂层的位置小心使用。 周边无重要建筑物，并与居民区地表深孔爆破距离较远。适合大范围基岩的处处理 理 费用很高 单位长度处理费用较低。 为保证盾构工期及盾构机安全通过“孤石”段，需对盾构区间“孤石”段进行预处理，我单位根据勘测资料及现场情况，拟采用两个步骤对孤石进行处理：一是采用钻孔探测的方法探测出孤石的位置、深度、大小、密集度等并做好相关记录。二是对已探明的孤石，具备地面处理条件的采用全套管钻机、深孔控制预裂爆破处理的方法处理孤石；三对于不具备地面处理条件的采用盾构洞内处理通过。
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6.1 孤石探测方法
6.1.1 物理探测
物理勘查采用地质雷达、地震波CT、电磁波CT等综合方法技术，为盾构施工有校提出了不利地段，为盾构施工法可能遇到的风险和处置方案提供地质依据。
结合钻孔成果，总结盾构施工左右线区间段地层结构、基岩埋深、断裂位置等，分别对隧洞施工可能遇到的地质问题进行评价，指出盾构施工的地质病害区域。
（1）地质雷达技术（GPR）
地质雷达技术利用主频为106Hz~109Hz波段的电磁波，以宽频带短脉冲的形式，由地面通过发射天线发射器发送至地下目的体或地层的界面反射后返回地面，被雷达天线接收器所接受，通过对所接收的雷达波形、强度、双程时间等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态，从而达到探测地下目标体的目的。工作原理见图1。
图1 地质雷达工作原理示意图
地质雷达特点：
1) 探地雷达剖面分辨率高，其分辨率是目前所有地球物理探测手段中最高的，能清晰直观地显示被探测介质体的内部结构特征；在回填等松软层上，探查深度可达20m，在致密或基岩上探查深度可达30m以上。
2）探地雷达探测效率高，对被探测目标无破坏性，其天线可以贴近或离开目标介质表明面进行探测，探测效果受现场条件影响小，适应性强；
3）抗干扰能力强，探地雷达探测不受机械振动干扰的影响，也不受天线中心频段以外的电磁信号的干扰影响。
本工程采用PulseEKKO PRO 专业型探地雷达对区间沿线进行扫描，该系统天线分别为12.5MHz、25 MHz、50 MHz、100 MHz、200 MHz、 250 MHz、500 MHz、1000 MHz。
本工程在高崎站北端围挡范围内活动房下方无法钻孔探测区域进行了地质雷达探测试验，但受嘉禾路繁忙车流影响，效果较差。
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（2）电磁波层析成像技术（电磁波CT）
电磁波CT法是利用无线电波（工作频率0.5~32MHz）在两个钻孔中分别发射和接收（图2），根据不同位置上接收的场强的大小，来确定地下不同介质分布的一种地下地球物理测试方法，也称井中无线电波透视法。
图2 电磁波CT技术原理示意图
使用中国地质大学（武汉）研制的TC-RIM-19型地下电磁波仪系统对区间两端受地面条件制约无法采用地质钻探区域进行CT扫描。
本工程计划在高崎站北端围挡范围内活动房下方（36m长）、嘉禾路下方（20米长）、环岛路隧道工地活动房下方（80m长）进行了电磁波CT法扫描，共布设钻孔51个（沿隧道两侧共3排，间距8m，孔径110mm下Φ89mmPVC管，管周细沙填充密实），进行成像扫描。
（3）弹性波层析成像技术（地震波CT）
地震波CT技术，即地震层析成像技术，利用地下介质的各向异性，主要是利用地震波在不同介质中传播速度的差异，通过在孔-孔，孔-巷，孔-地面间的探测区域内构成切面，根据地震波信号初至时间数据的变化，通过处理重建介质速度的二维图像。通过这种重建测试区域地震波速度场的分布特征，来推断剖面介质的精细构造及地质异常的位置、形态和分布状况。原理见图3。
图3 地震波CT观测示意图
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地震波CT特点：
1、地震波CT方法成果清晰直观，比常规波速测试分辨率更高； 2、探测方法简单，探测费用和地面钻探成孔探测相比，费用低；
3、可对岩体稳定性进行更全面更细节的评价，可准确确定地质异常的空间位置。 6.1.2 钻孔探测 （1）孤石查找
在详勘和补堪的基础上，根据厦门的轨道交通一号线目前孤石处理遇到的情况，将探孔加密至2.5m/孔进行探测。即沿隧道中心线间距2.5m布设钻探孔进行孤石查找，补孔深度同补堪孔。
（2）孤石边界确定
若钻孔遇孤石，则以该钻孔为中心，0.5m间距为半径再布设4个孔；若仍未探测出孤石边界，则在外圈0.5m处再布设一圈4个探孔；依次类推直到确定孤石边界。见图4。
孤石钻孔预留爆破处理PVC管。
序3序4序2序1序4序3序4序3序2序2序2R2R3R1序4序3孤石边界探孔示意图(探孔施工顺序：序1→序2→序3→序4)
图4 孤石边界探测钻孔布置图
（3）孤石探测管线安全保证措施
高集区间盾构段在进行地质孤石探测的过程中，为避免在探测过程中对管路造成破坏，将采用地质雷达探测仪等相关设备及人员对现场管线进行探测；对于管线位置不详的位置，将进行人工挖槽确定管线位置。根据现场对管线探测掌握的具体情况，主动联系管
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线的产权单位，邀请各相关单位一起到现场对管线的走向、埋深、管径、管材等确切信息到钻探孔位现场进行确定。
6.2 孤石探测成果
现已探明区间隧道在左线里程DK14+432～DK14+452，右线DK14+417～DK14+465段孤石群分布，共分布孤石43个，其中左线16个（其中5个在隧道轮廓外），右线28个（其中3个在隧道轮廓外）。孤石埋深5.7～16.8m，最大尺寸为8.10m(长)×5.6m(宽) ×2.4m(高)，最小尺寸0.57m(长)×0.55m(宽) ×0.0.3m(高)。孤石尺寸见表7。
详细分布见附件1～3。
表7 高集区间孤石分布统计表
部位 孤石编号 GS1 GS2 GS3 GS4 GS5 GS6 GS7 左线隧道 GS8 GS9 GS10 GS11 GS12 GS13 GS14 GS15 GS16 GS1 右线隧道 GS2 GS3 GS4 孤石尺寸 长（m） 宽（m） 高（m) 与隧道位平面积（m2） 平均高(m) 体积（m3) 置关系 0.44 20.62 1.23 1.05 1.92 6.09 11.86 29.50 2.50 0.29 7.28 41.27 5.50 1.90 7.18 0.36 0.52 0.30 14.88 3.72 - 9 -
孤石体积 0.55 0.90 0.62 4.63 5.78 2.20 1.08 1.66 0.40 0.97 1.50 0.40 2.00 1.50 0.70 4.00 2.00 1.70 4.50 4.00 1.30 8.10 5.60 2.40 3.05 0.97 1.90 0.50 0.55 0.70 3.85 2.40 1.30 8.00 5.78 3.00 4.15 2.20 2.00 2.50 0.92 0.50 4.18 2.50 0.90 0.71 0.72 0.40 0.95 0.65 0.50 0.57 0.55 0.30 4.54 3.58 2.00 2.35 1.95 1.40 0.30 1.35 0.34 0.28 0.41 1.52 0.85 1.81 1.58 0.70 0.93 2.18 0.96 0.40 0.73 0.40 0.40 0.26 1.49 1.00 0.13 27.85 0.42 0.30 0.79 9.26 10.08 53.40 3.95 0.20 6.77 89.97 5.28 0.76 5.24 0.14 0.21 0.08 22.17 3.72 隧道外 隧道外 隧道外 隧道外 隧道外
部位 孤石编号 GS5 GS6 GS7 GS8 GS9 GS10 GS11 GS12 GS13 GS14 GS15 GS16 GS17 GS18 GS19 GS20 GS21 GS22 GS23 GS24 GS25 GS26 GS27 GS28 孤石尺寸 长（m） 宽（m） 高（m) 与隧道位平面积（m2） 平均高(m) 体积（m3) 置关系 0.93 0.28 0.28 0.79 3.01 0.33 0.45 1.98 10.71 0.33 6.38 1.12 0.19 19.80 1.14 5.96 4.03 10.70 1.96 0.56 0.48 1.45 4.08 2.01 0.70 0.60 0.80 0.63 0.68 0.90 0.65 0.65 0.63 0.45 1.20 0.95 0.40 1.81 0.60 1.94 1.86 2.43 1.76 0.80 1.70 2.23 1.56 0.70 0.65 0.17 0.22 0.50 2.05 0.30 0.29 1.29 6.75 0.15 7.66 1.06 0.08 35.84 0.68 11.56 7.50 26.00 3.45 0.45 0.82 3.23 6.36 1.41 359.17 隧道外 隧道外 隧道外 孤石体积 1.55 0.78 0.80 0.80 0.42 0.60 0.80 0.43 1.00 1.89 0.45 0.70 2.20 2.10 1.00 0.67 0.62 0.90 0.94 0.52 0.70 1.73 1.38 0.90 4.60 3.07 1.30 0.90 0.45 0.60 3.28 3.30 1.30 1.53 0.95 1.20 0.48 0.47 0.40 6.32 3.85 2.80 1.36 1.03 0.70 3.14 2.53 2.90 3.20 1.50 3.20 4.20 2.90 3.40 2.09 1.16 2.30 0.96 0.74 1.20 1.00 0.54 2.00 1.64 1.15 2.80 3.87 1.44 2.80 2.18 1.22 1.20 总量 §7 孤石处理方案
7.1 原拟定孤石爆破处理方案
在基本确定孤石数量后，拟定采取孤石爆破方案，由专业爆破单位编制了孤石爆破处理方案，同时由专业爆破单位进行了评估并出具了评估报告，孤石爆破方案及评估报告详
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见附件4。
但由于孤石区邻近厦门高祈彩印有限公司高精印刷机【高祈彩印厂位于海堤路东侧临街厂房1楼，现有海德堡CD-102五色胶印机2台，计划新装1台，基础为钢筋混凝土板式基础；设备离孤石距离为17.5～46m，（其中离左线孤石最近32m，离右线孤石最近17.5m）。厂方声称该设备“精密度高，造价昂贵，价值三千万元，是公司的关键设备”。】，厂方无法提供设备抗震指标，也无法确认爆破施工单位提供的爆破参数指标是否可行，且专业机构厦门印刷协会、海德堡深圳售后服务点均无法提供或评估该设备抗震指标；该彩印厂同时要求若进行爆破，则我方应保障设备安全并需承担其期间设备停机损失（约2000元/次）。导致爆破方案无法实施。往来函件详见附件5。
铁路仓库K14+432K14+408K14+417铁路仓库K14+452K14+465海堤路32m17.5m砼5高崎46m饭店Φ2000原水管Φ1000给水管上亿塑料
福斯德工贸图5 厦门高祈彩印有限责任公司印刷机与孤石区位置平面示意图
图6 厦门高祈彩印有限责任公司印刷机照片
鉴于上述情况，彩印厂不能提供精密设备抗震指标，孤石爆破施工可能会造成印刷设备的损坏，存在较大的风险，我方计划该区段孤石采取非爆破处理方案。
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砼6吉瑞普电子印刷机
7.2 全套管钻地面钻取孤石处理方案
由于采用高祈彩印有限责任公司高精设备影响，爆破方案无法实施，计划对发现的左线孤石、右线Φ2000原水管正下方范围以外的孤石采用全套管钻机取出孤石方案。
综合施工效率和施工成本，计划采用直径1.5米套管进行孤石清除。 7.2.1 成孔工艺
成孔主要采用360度全旋转型全套管液压钻机施工，在全液压、全套管保护下进行钻孔和取石作业，安全可靠。该机采用上下导向工作平台自动找平，通过作业人员900的线锤监视，确保垂直度在3‰内。在钢套管保护下，靠抓斗冲击力抓土、取石，钢套管随抓孔深度下压。采取辅助措施可确保套管穿过风化岩层。
图7 全套管钻机示意图
7.2.2 遇孤石的施工方法
（1）孤石方案一：若进入孤石可用360度桩机抱着套管360度旋转，利用套管刃口的合金钻头将孤石切割断，再采用冲击锤将其冲碎后，后用抓斗取出（该方法在10~60Mpa以内使用）。
（2）孤石方案二：采用履带吊车吊着岩气锤钻机在套管内入岩施工，该钻机可施工到200Mpa以上的地层，且施工速度较快（钻进速度每小时约2~3m）。
7.2.3 施工工艺 （1）场地平整
清除施工范围内的电线、电缆、地下管线等障碍物，以便安全快速施工。 （2）钻机精确就位
根据设计好的孔位，计算出孔位中心坐标，采用全站仪现场放线后，进行钻机精确定位。钻机定位装置能保证中心偏差小于1cm,其中要保持第一、二节套管的垂直度，它是保证质量的关键。
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（2）钻机钻进及土体取出
就位完成后，开始向下钻进，钻进过程中确保钻机的垂直度不大于1/300。边摆动套管边用冲抓斗冲取爪土，并将套管垂直压入土中，依次连接其他套管，套管内的渣土，采用130t履带吊（带自由落钩功能）配合冲抓斗抓出。
施工过程中须保证钻机钻头比抓土面深3米以上，避免地下水大量涌入套管内，造成地面沉降。
（3）孤石清除
钻机钻进过程中，采用130t履带吊（带自由落钩功能）配合十字冲锤，将地下障碍物砸碎，采用冲抓斗将障碍物抓出，直至全部清除。
7.2.4 取石方法
（1）对于以探明孤石边界小于钻机套管直径的，测量定位套管直接取出孤石；钻孔直径1.5m，钻孔深度15m。
（2）对于孤石直径超过钻机套管直径的，采取套嵌搭接工艺取石，钻孔直径1.5m，钻孔深度15m，满堂布孔，孔位搭接0.3m，施工时采用隔桩跳打方式，通过回旋钻、抓斗将削切分解的岩石带至孔外。以左线GS2布孔进行示意见图8。
GS2孤石轮廓
图8 左线GS2孤石处理全套管钻布孔示意图
7.2.5 封孔措施
每处孤石处理完成后，孔内灌注M5水泥砂浆回填。 7.2.6 施工工期
根据全套管钻在集园区间抛石层成桩施工情况，左线工期约20～25天，右线约25～30天。
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7.2.7 预估工程量
（1）套管钻钻孔：2600m，其中左线1200m，右线1400m； （2）土石方：约4600m3； （3）M5砂浆：4600m3。
7.3 Φ2000原水管下方孤石挖孔桩处理方案
7.3.1 与孤石位置关系
盾构区间右线沿海堤路段（里程K14+417～465）孤石群分布，但Φ2000原水管（钢管，埋深2.4m）正处于右线隧道右上方，离隧道顶部约2.8m。见图9、10。
该段自上而下主要地层为<1-2-1>黏土质素填土、、<8-1-3>黏土、<8-1-3>黏土、<11-1-2>残积砂质黏性土、<11-1-3>残积砂质黏性土、<17-1>全风化花岗岩。
铁路仓库海堤路高崎饭店Φ2000原水管Φ1000给水管2.4m盾构隧道 图10 Φ2000原水管与孤石位置剖面示意图
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2.8m砼4福斯砼6德工贸吉瑞普电砼5子上亿图9 Φ2000原水管与孤石位置平面示意图
43-43横断面砼6塑料 Φ1000给水管Φ2000原水管孤石轮廓
7.3.2 挖孔桩参数及工艺
由于管线遮挡，右线孤石考管线侧边界无法探明且无法采用机械钻孔地面取石处理措施。计划采取人工挖孔桩处理管线底部孤石。
挖孔桩直径1200mm，桩长15m，沿管线位置平行布孔，每节长度不超过1m，施工时采用隔桩跳打方式，管线下方孤石通过横洞预裂凿除，横洞最大长度1.5m，局部孤石重叠处，先开挖下部横洞，回填后再开挖上部横洞。每孔孤石处理完成后，采用M5砂浆回填。
管线下方孤石处理完成后，其余部分采用套管钻施工。
挖孔桩2.4m盾构隧道
图11 Φ2000原水管下方孤石处理示意图
7.3.3 预估工程量 （1）挖孔进尺：1000m； （2）土石方：1800m3； （3）M5砂浆：1800m3。
7.4 盾构机通过“孤石”处理方案
针对未能探明的孤石，以及地面厂房、建筑物遮挡不具备提前处理条件的地段，考虑对可能存在的孤石在洞内处理。
7.4.1 孤石的判断
（1） 在盾构掘进的过程中，通过观察盾构机掘进的异常情况及掘进参数的异常变化（掘进振动大，推力、扭矩突然增大，盾构机有异响等）来判断；
（2） 在掘进的过程中，加强渣样分析，从螺旋输送机出来的渣土取样，提前发现前方的孤石。
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2.8mΦ1000给水管Φ2000原水管孤石轮廓
7.4.2 洞内孤石处理方案
针对盾构施工过程中发现的孤石，根据情况和地质条件，拟主要采取以下几种方案： （1） 地层较稳定时，采取加压开舱人工机械破岩、岩石预裂的方法。
（2） 工作面稳定性极差的情况下，采取在盾壳顶部或土仓隔板上预留注浆孔，对掌子面加固后，再进行开仓处理。
（3） 合理选择盾构机，加强掘进参数控制，增加开仓检查的频率，及时更换刀具等措施。
7.5 孤石处理费用预估
详见附件6。
§8 交通组织
既有海堤路为双向两车道，道路宽度约13m，现有车流量较小；处理海堤路下方孤石时，计划设置临时施工围挡（长度20m，宽度6m），占用半边车道；实际实施前，上报交警审批。
§9 安全保障措施
9.1 机械操作安全技术措施
（1） 机械操作人员经过岗位培训，持证上岗挂牌负责，定机定人；吊装作业设立专人指挥；现场工作人员配备特种劳动用品，并按规定穿戴。
（2） 持机械设备整齐完好，绳索无锈浊，磨损控制在标准范围内。
（3） 机械转动工作范围内要有安全防护装置，施工作业时要看清作业现场周围环境。
（4） 禁止不戴安全帽、穿拖鞋、赤膊进入施工现场。 （5） 施工现场的沟、坑等处必须有防护装置或明显标志。
（6） 施工前充分了解地质情况及有关地下构筑物及地下电源、水、煤气管道的情况，制定切实可行的施工方案和安全技术措施。
（7） 在架空输电线附近施工，必须严格按安全操作规程的有关规定进行施工，高压线的正下方不得停放吊车等设备。
9.2 安全用电技术措施
（1） 施工现场不得架设裸导线，严禁乱接，不准直接绑扎在金属支架上。 （2） 所有电气设备的金属外壳必须有良好的接地或接零保护。 （3） 所有的临时和移动电器必须设置有效的漏电保护开关。
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（4） 电力线路和设备的选型必须按国家标准限定安全载流量。
（5） 在十分潮湿的场所或金属构架等导电性能良好的作业场所，宜使用安全电压。 （6） 现场应有醒目的电气安全标志，无有效安全技术措施的电气设备不得使用。 （7） 配电箱内开关、熔断器、插座等设备齐全完好，配线及设备排列整齐，压接牢固，操作面无带电体外露，配电箱外壳设接地保护，每个回路设漏电开关，动力和照明分开控制，并单独设置单相三眼不等距安全插座，上设漏电开关。
（8） 施工现场的分电箱必须架空设置，其底部距地高度不少于0.5m。
（9） 电焊机的外壳应完好，其一、二次侧的接线柱应有防护罩保护，其一次侧电源应有橡套电缆线，长度不得超过5M。
（10） 现场照明一律采用软质橡皮护套线并有漏电开关保护，移动式碘钨灯的金属支架应有可靠的接地（接零）和漏电开关保护，灯具距地不低于2.5m。
§10 文明施工措施
（1） 施工场地进出车辆安排专人冲洗，严禁出场车辆带泥浆及污染物上市政道路； （2） 努力降低施工噪声对周边环境的影响。
§11 附件
（1） 附件1～3 孤石分布平纵断面图
（2） 附件4 原拟定孤石爆破处理方案及评估报告 （3） 附件5 与厦门高祈彩印有限责任公司往来函件 （4） 附件6 孤石处理预估费用
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