地表水施工组织设计
1.施工总体布置
施工总体布置因地制宜、因时制宜和利于生产、生活方便、快捷安全、经济可靠、易于管理、保证工期、降低成本的原则指导下进行，并注意以下各点：
1.1结合该工程特点，在功能布置上采用分散集中相结合的方式，以单一点为一基地，在当地设置仓库及项目部，有利于管材、管件及附属设备、机具设备、金属结构设备的管理和设备材料的运输。
在施工时中心位置设立项目部，设办公室、实验室、预制场、材料库等集中加工构件、预制件运输到达施工现场安装。
1.2办公场地和材料库的选择要综合考虑地形、材料的安全隐患（防火防盗、临时防火设施布置等），地质条件、场内外交通布置、给水、给电、防洪排水等要求，尽量选择地势平坦宽阔、体质条件较好的场地。
1.3在满足施工要求的前提下，合理利用地形，合理使用场地、布置尽量紧凑，减少占地面积和减少工作量。
1.4最大限度的缩短场内运输距离，尽可能避免二次运输，选定的场内外运输方式尽量一致，满足运输要求，运营方便可靠，经济。
1.5尽量利用已有的设施或先行施工的成品，使临时工程投入最少。以降低临时工程费。1.6临时设施布置应利于生产、生活，减少工人往返时间。1.7有利于减少扰民、环境保护和文明生产施工。1.8充分考虑劳动保护、职业健康、安全与消防等。1.9施工总平面布置图见附表
五、临时用地计划见附表六
2.施工总体安排
我公司为确保工程的质量和工期，充分发挥我公司的实力和优势，决定成立工程项目部，按照项目法人施工，专业管理，组建一批精干、高效、团结，具有丰富施工经验的管理班子，确保工程优质高效的完成。
根据本合同段的工程规模，施工特点和工期要求，实行专业化施工，流水作业，平行作业，机械设备按照技术规程要求进行配置，实行专业集中管理，按照业主和监理工程师的部署，按施工进度均衡的组织施工，以确保施工质量和进度。
3.施工准备
我们将以顾客为关注焦点，确保顾客的需求和期望得到实现。在工程施工中坚持企业理念，坚持“质量第一，安全第一，信誉至上”的宗旨，确保优质高效完成该项工程任务，精心组织施工，实现工期、质量、竣工资料、安全生产、文明施工目标。为此我们提出如下目标：
①工期目标
根据招标文件要求，本工程计划开工日期：按合同执行。②质量目标
在施工中，严格遵循我公司《质量管理体系文件》、设计要求和相应规范标准的要求，认真对待工程中的每一个细节，严格按照施工图纸施工，做好材料购置、细心做好过程控制、精心做好成品保护，实现以下质量目标：确保达到国家质量评定等级优良标准，达到国家有关施工质量验收规范要求，争创优质工程。
③安全目标
确保无安全责任事故，达到安全文明工地标准。④文明施工及环保目标
遵守《中华人民共和国环境保护法》、《建设项目环境保护管理办法》、《文物保护法》的要求，合理安排施工生产，保证施工现场的整洁，少扰民尽量减少因施工给公众带来的不便及噪音。
⑤施工布置说明
考虑有利于生产、便于管理的的原则，主要临时设施有：设备及仓储、机械修配区、仓库、办公及生活（供水、供电、卫生）营地。
⑥临时用地情况： 布置原则如下：
a.在满足施工需要的前提下，力求平面布置紧凑合理，尽量减少施工用地。
b.合理布置施工机械、施工附属加工场地和施工道路，在确保运输方便畅通的同时，力求占地省，短运输，避免二次搬运，减少运输费用。
c.各种生产设施和生活设施要便利工人的生产和生活。
d.临时工程在满足施工要求的前提下，尽量利用现有的设施，精心计算和设计，做到少用资金。做到生产、生活、安全、消防、环保、卫生、劳动保护等，符合国家有关规章和法规。
⑦施工用电
我方协调附近村用网电，控制设备由我方自行解决。各设备用电采用XLV橡皮绝缘电力电缆。现场供电线路按三相五线制敷设，并按“一机一闸一箱一漏保”的原则设接线箱。施工中，为保证系统停电情况下施工能正常运行，现场须配备50kw柴油发电机2台、30kw柴油发电机2台作为备用电源。
⑧施工用水
生活用水可与当地供水部门联系，从附近生活供水管网接引，安装临时管线引向施工区域，满足施工及生活需要。
⑨施工照明
本工程照明分室内、室外。室内照明主要包括办公室、职工宿舍、仓库等，室外照明主要包括施工道路、生活区道路、现场施工作业区及加工场地等。地表以下工作面的局部照明和潮湿作业区照明采用36v低压照明系统。临时用电照明选用外部有金属防护网灯具，电缆采用橡皮护套软线。
⑩生产和生活设施布置
应选择在现场附近使用一块场地作为项目经理部基地。在范围内搭设整体、组装和拆卸临时用房，做为临时办公及生活、仓储、加工用地，增设临时办公及生活设施。
⑪施工通讯
与当地通讯部门联系，在项目经理部和监理工程师办公室各设电话机1部，施工现场通讯和施工现场与拌和站的通讯均采用手机、对讲机进行联系。
⑫消防设施设置
消防范围包括施工现场所有的永久和临时工程。临时工程中施工人员生活区、生产车间和办公室等建筑物的间距符合防火要求。每个生活区和加工厂内按规范要求配备干粉灭火器，型号为MFZ4型储压式干粉灭火器。发现火警时立即通过电话向119报火警，并同时向项目经理部报警。设专人对消防器材维护、保养，定期检查，确保完好率100%。
4.项目管理机构配备情况
根据本工程施工场地窄小，结构较复杂的特点，公司将调集一批业务能力强，思想素质高，施工经验丰富、技术全面的骨干力量组建工程项目部。配备专业技术好，责任心强的施工人员，针对关键施工过程及质量通病制定详细的方案精心施工。
公司组建工程项目经理部，对工程的施工质量、安全、文明施工、经济效益等全面负责。
项目部人员职责：
A．项目经理的主要职责
（1）作为公司法定代表人在施工项目上的全权代表，对外代表公司全面履行合同的各项条款，对内根据法定代表人授权的范围、时间和内容，对施工项目自开工准备至竣工验收，实施全过程、全面经营管理。（2）贯彻执行国家法律、法规、方针、政策和强制性标准，执行公司的管理制度，按公司质量要求组织工程施工和管理，维护公司的合法权益。
（3）履行“项目管理目标责任书”规定的各项任务。（4）组织编制项目管理实施规划。
（5）对进入现场的生产要素进行优化配置和动态管理。（6）建立质量管理体系和安全管理体系并组织实施。
（7）在授权范围内负责公司部室、劳务作业层、各协作单位、和监理工程师等协调，组织好关键性会议，解决项目中出现的问题。
（8）行现场文明施工管理，发现和处理突发事件。
（9）反馈工程项目、经济信息，按月做好施工作业计划和实物量统计，提供各种有关资料。
（10）及时办理工程变更签证，并建立台帐。（11）办理工程进度款的催收、划拨、入帐等事宜。（12）准备结算资料和分析总结。
（13）办理竣工移交。包括竣工后与建设单位办理验收、移交手续，竣工结算、收款。（14）参与第一次质量回访，落实工程项目返修工作，代表公司与发包人签订“工程质量保修书”。
（15）处理项目经理部的善后工作。
（16）协助公司进行项目的检查、鉴定和评奖申报。（17）项目经理应保证每月驻地时间不低于22天。B．技术负责人：
（1）认真执行国家有关技术政策、规范、规程、标准，负责项目部的技术管理及各项技术措施的落实工作，确保工程项目质量目标的实现；
（2）认真熟悉施工图纸，参加图纸会审，对施工过程的技术措施精心策划，编制特殊过程和关键过程作业指导书，并负责连续监控、督导、落实；
（3）组织工程的测量放线，复测工作，负责组织对进场材料、成品、半成品、设备试验、检测、鉴定工作；
（4）参加隐蔽工程和分部工程质量评定，负责组织相关人员做好各项原始资料填写、整理、签字工作，并对其工作进行督导检查。
（5）组织质量工作会议和不合格品的调查分析处置，同时解决施工过程中的其它技术问题。
C、施工员（技术员）：
（1）认真落实各项技术管理规定，强化质量和责任意识，执行公司有关文件，在保证质量安全的前提下抓好生产进度，对负责范围内的工序质量和工程质量负责；（2）严格按设计图纸、施工组织设计组织施工，认真按规范、标准对施工部位向作业班组作书面技术安全交底，并督促检查；
（3）负责抓好“三检”制的落实，做好各工序间的穿插安排，对施工全过程实施有效的跟踪监督、管理；
（4）及时完整的填写施工日志及其它有关质量记录，保证其同步、完整、真实具有可追溯性；
（5）抓好安全生产和文明施工。D、质检员：
（1）认真履行有关职责和权限，对工程质量实施全过程，全方位的监督、检查，对其工作质量负责；
（2）严格执行各级质量管理文件，按工程图纸、规范标准和有关文件检验工程质量，判断产品的符合性，作出合格或不合格的结论，对错检、漏检造成的质量问题负责；
（3）及时对受检的对象作出检验结论，对不合格品按规定及时填写不合格品通知单，传递至有关人员，监督不合格品纠正措施的落实，及时复检；
（4）对公司有关部门检查的质量问题负责复验，监督执行“三检”制度，对违反操作出现不符合规定的人员，有权做出停止施工的决定，对产品质量有否决权；
（5）及时正确填写质检员日志、检验记录和其它质量记录，对填写内容的真实性和可追溯性负责。
E、放线员：
（1）认真贯彻执行公司有关测量方面的文件认真落实各项技术管理规定；
（2）参与工程测量方案的制定，严格按设计图纸施工组织设计，测量方案进行操作，确保建筑物的平面位置、轴线尺寸、高程符合设计要求，并对其准确性负责；
（3）结合工程项目内容合理安排工程测量过程，在保证质量的前提下，加快放线进度，做好配合工作，为缩短工期创造条件；
（4）负责对测量仪器的管理维护、保养，确保测量仪器在检定周期内的准确度；（5）做好初测与复测工作，并将原始记录保存、入档，纳入台帐管理；（6）做好领导交办的各项临时性工作。F、资料员：
（1）负责项目图纸、变更、会审记录、规程、规范、标准及有效技术文件和规定的借阅，登记、保存等管理工作；
（2）负责施工资料（管理资料、技术资料）竣工资料（交验、存档）收集、整理、归档工作，并保证其真实性、及时性、完整性和同步性；
（3）认真审查各种原始资料，严格把关对不符合要求的及时退回，严格按资料管理规定执行；（4）参加项目质量工作会议，提出存在问题和建议，以文字形式交主管师督办；（5）做好原始记录及台帐登记工作；（6）做好领导交办的临时性工作。G、安全员
（1）参与施工场地的规划及控制，要求做到场地情况整齐，实行文明施工。（2）编制安全施工方案。
（3）检营机械设备和设施的性能，如有问题马上通知有关人员进行解决（4）参与解决施工技术问题，确保安全。
（5）发现有安全问题，马上通知有关人员停止作业，进行解决。
5.临时工程施工方案
5.1围堰填筑与拆除
根据工程所在堤段高程，保证河道清淤土方在干地施工，河道上游及下游两端分别修筑围堰，围堰修筑前应先关闭本河道内节制闸。在河道支流处采用粘土编织袋围堰填筑。
堤防工程围堰土方主要利用堤防土料工程填筑，不足部分从料场取土，围堰填筑采用74Kw履带式拖拉机分层填筑夯实，在编织袋围堰堤段，用目夯人力强夯。工程施工完毕后围堰拆除，可采用挖掘机开挖，自卸汽车运输，将土方弃于指定地点。
5.2施工排水方法
本工程河道排水采用垄沟方式排水，垄沟设于河底中心，为梯形断面，底宽1m,沟底低于设计河底或施工开挖深度1.2m，边坡1:1，沟底纵坡0.02。每隔一定距离设一集水井，集水井深度低于排水沟1.5-2.0m，底面积不小于1×1m（方形），井底铺砂与砾石反率。每一集水井设潜水泵一台，及时将水抽排至河道外地沟渠中。
建筑物施工排水采用管井排水，在基坑四周布设管井，每井设一台潜水泵，及时将地下水抽排至附近的排水沟中。
6.土方开挖施工方法
6.1施工测量
根据设计图纸，土方开挖应达到设计的清基线。根据监理提交的平面控制点和高程控制点建立整个工程施工控制网，在开挖前依据施工控制网，按照设计施工图确定的开挖边线及坡度要求，布置开挖线加密桩及高程控制系统，河道左右两边每20m设一个临时桩点，作为开挖范围的控制依据，施工过程中测量技术员跟班放样和复测，确保开挖范围符合设计要求。
6.2施工方法
（1）场地清理
开挖前在施工区域内清理施工区域内的全部树木、树根、墙基、地坪、垃圾以及其它障碍物，修筑临时运输车道保证运输车辆能够正常通行。
（2）土方开挖施工方法
本标段土方开挖工程量较大，土方开挖和回填，采取“就近堆放、就近借土、就近回填”的原则。
土方开挖采用机械化施工，从上层至下层依次分段进行，由于河道断面较宽，施工机械以托式铲运机挖运土方，运距为200m-300m为宜，施工程序由铲土、运土、卸土、回驶四个过程。开行方式有环形和“8”字型两种，当挖填方靠近，且挖填方高差在1.5m以内时，采用环形开行，高差超过1.5m时，采用“8”字型开行。铲运机开行路线，应使铲土和卸土能在直线段进行，运土时的转弯半径不得小于铲运机的最小转弯半径，并尽量缩短运土距离，欠挖要少，修筑车道的工作量要小。上下游边坡开挖时预留保护层，用人工修整找平，保证边坡坡度符合设计要求。
土方开挖应与土方填筑工程相结合，如不能及时填筑时，应将回填土与弃土分别堆放，不得混淆，弃料堆放在监理人指定的场地，并进行适度平整。堆土区设置在基坑边线20m以外，确保现场交通和基坑边坡稳定。
6.3土方开挖注意事项
（1）土方开挖严禁自下而上或采取倒悬的开挖方法，施工中的开挖面随时做成一定的坡势，以利排水，开挖过程中应避免边坡稳定范围形成积水。
（2）土方开挖按开挖图进行。开挖必须严格按照设计断面及高程要求进行，超挖应符合规范要求，不得欠挖。
（3）建基面以上需留20cm厚的保护层，该层只能人工开挖、整平、不得使用机械挖掘。
（4）放样测量必须按监理人提供的平面控制点和高程控制点进行。定线放样必须采用符合精度要求的仪器。
（5）在开挖施工过程中，经常测量和校核施工区域的平面位置，水平标高和边坡是否符合设计要求。
（6）引河段开挖断面尺寸符合施工详图要求，边坡平整、稳定、河口线、坡脚线应整齐顺直，河底应平整，无明显起伏。
6.4土方开挖质量检查和验收
在土方开挖过程中，检查土料是否按规定堆放，并定期测量校正开挖区的平面尺寸和标高，按施工图纸的要求检查开挖边坡的坡度和平整度。
土方开挖工程完成后，会同监理工程师进行以下质量检查和验收。
①主体工程开挖基础面检查清理的验收：按图纸要求检查基础开挖面的平面尺寸、标高和场地平整度；并配合设计单位取样检测基础土的物理力学性质指标。
②永久边坡的坡度和平整度的复测检查。
③土堤填筑前基础面的质量检查和验收：对基础面进行清理，并无积水，基础面原状土末受扰动；基础面如有松软土层应按监理工程师批准的施工方法进行处理。
7.堤基清理施工方法
7.1施工方法 1.植被清理
表层杂物、杂草、树根、表层腐植土、洞穴、沟、槽等清除工作采用人工配合推土机铲推成堆；表层是耕地或松土，清除表面后，先平整，再压实。将堤基清除的弃土、杂物、废渣等用挖掘机装车运至指定的弃碴场堆放或堆至河道开挖面随后随河道开挖一并运至弃土场。部分大树根拟采用挖掘机深挖取出，所留坑塘在堤防填筑前根据碾压实验方案进行回填碾压填平处理。
2.表土清挖
表土清挖根据堤围地形情况，分阶段分层进行。在清挖过程中修筑截水沟，设置必要的排水设施。为达到压实度要求，在清除表层浮土后采用履带式拖拉机将清理痕迹碾压至平整。
高低结合处先用74kw推土机沿堤轴线推成台阶状，交接宽度不小于50cm，地表先进行压实及基础处理，测量出地面标高，断面尺寸。
原地面横坡度不陡于1:5时，清除植被；横坡度陡于1:5时，原地面挖成台阶，台阶宽度不小于1m；每级台阶高度不大于30cm。
基面清理平整后，报监理验收。基面验收后抓紧施工；若不能立即施工时，做好基面保护，复工前再检验，必要时须重新清理。
8.土方填筑施工方法
土方回填前应根据施工详图和相应的技术规范要求，提交一份土方填筑和碾压施工方案，报送监理工程师审批。根据批准的施工方案，实施土方填筑和碾压作业施工。填筑用土原则上从土料场运进，也可利用土方开挖的可利用土料，但要经监理和业主认可，则可减少土方外运，降低成本，实现土方调配平衡。
8.1施工方法
填筑作业应分层平行摊铺。新铺填土应平整、厚薄一致、无结块，碾压机具采用74kw履带拖拉机，行驶方向应平行堤轴线。靠岸坡或穿堤建筑物地形突变而碾压机具碾压不到的局部角落，应采用人工补夯。填筑前先用核子密实仪测定土料含水量和压实试验数据，符合规范要求后，推土机向前进占平料。平料时严格控制铺料厚度，每层松铺厚度为30cm，根据铺土厚度，计算每车土料控制面积，均匀卸料，推土机平料过程中，及时检查铺层厚度，发现超厚部位立即进行处理，土料与岸坡交界处辅以人工仔细平土，平土后，采用履带式拖拉机按与坝轴线平行的进退法碾压数遍。碾压时，含水量控制在16％～22％之间；含水量较低时，采取预先洒水润湿，含水量较高量，采取翻松凉干。
填筑一层后，采用核子密实仪进行检测,压实层不出现漏压和虚浮层、平松料、弹簧料和光面等不良现象,合格后进行下层填筑。相邻施工段的作业面均衡上升。施工段之间出现高差时，采用斜面搭接。每层各工作面之间碾压搭接宽度为1.0m。对于堤面的边缘地带，以及与岸坡、混凝土建筑物接合部位，采用人工蛙式夯土机分层夯实。土堤填筑后边坡采用人工削坡成形。
土堤与刚性建筑物相接时，施工应符合下列要求：
a.建筑物周边回填土方，应在建筑物强度达到设计强度标准值的50%～70%的情况下施工；
b.填土前，应清除建筑物表面的乳皮、粉尘及油污等；对表面的外露铁件（如模板对销螺栓等）宜割除，必要时对铁件残余露头需用水泥砂浆覆盖保护；
c.填筑时，须先将建筑物表面湿润，边涂泥浆、边铺土、边夯实，涂浆高度应与铺土厚度一致，涂层厚度应为3mm～5mm，并应与下部涂层衔接；严禁泥浆干固后再铺土、夯实；
d.建筑物两侧填土，应保持均衡上升；贴边填筑所用夯具须经过论证并经工程师同意后方可使用。
洒水要求：铺料应按最优含水量进行控制，若需加水处理，洒水量由施工碾压试验确定。
8.2土料的雨季、冬季施工
（1）雨季施工应参照执行有关停工标准要求或工程师的指示。
在下雨时，土料含水量变大，影响土料压实；在冬季，土料中的水分冻结而形成冻土块，也难以压实。在雨天，土料停止施工。为尽量减小因雨停工天数和雨水对土坝填筑质量的影响，将采取必要的防雨措施。主要在土料场开挖排水沟，保持开挖地面平整和有利于排水的坡度，在填筑区和土料场内用防雨布遮盖，加强运土道路的排水设施。雨停继续施工时，把渗入雨水的土层清除重新填筑。在冬季，主要选择含水量低的土料和避风的土料场；在使用前将表土层翻松保温。在施工时，实行快速度连续施工，在堤面上采用较小的施工分区分段。
（2）填筑面一般应略向外侧倾斜，以利排除积水。下雨前应采取覆盖、压光面等措施，以防雨水下渗；雨后应将填筑面含水量调整至合格范围才能复工，雨后复工前，坡面不允许践踏，禁止车辆通行。
8.3土方填筑应注意的事项：
（1）首先应对土料的物理力学特性，特别是比重、天然容重、天然含水量、最优含水量、最大干容重、压缩系数、渗透系数等取样试验，取得可靠参数。
（2）碾压时应对铺土方式、铺土厚度、碾压机械类型及重量、碾压遍数等取得可靠参数。
（3）土方回填的摊铺采用推土机结合人工找平，摊铺厚度控制在30cm以下，最大土料粒径小于10cm，并尽可能采用机械碾压，辅以人工夯实。
（4）碾压遍数3～4遍，具体遍数通过压实试验确定，以达到压实要求为准。不能出现虚土层、松土、弹簧土和光面等不良现象。
9泥结碎石路面施工方法
泥结碎石道路包括石灰粉和粘土回填路基及泥结碎石路面层。泥结碎石面层厚10cm。施工流程如下：
施工准备→定位放线→验收→垫层基础清理→碎石铺设→验收→竣工清理
9.1路基填筑压实作业
路基采用人工拌合，将石灰粉和粘土按3:7比例拌合均匀、夯实而形成灰土基础。路基顶宽4m，路基两侧分别向外以一定坡度倾斜至堤顶，宽度为0.25m。
9.2泥结碎石路面层施工
（1）准备工作
包括放样、布置料堆、整理路槽和拌制泥浆。泥浆按水土体积比0.8:1～1:1进行拌制，过稀或不均匀，都将直接影响到基层的强度和稳定性。
（2）摊铺碎石料
将事先准备好的石料按松铺厚度一次铺足。松铺系数为1.2～1.3左右按设计要求的宽度及厚度进行摊铺。
（3）初步碾压
初碾的目的是碎石颗粒间碾压紧，但仍包留有一定数量的空隙，以便泥浆能灌进去。因此以选用内燃压路机进行碾压为宜。碾压遍数不超过2～4遍(后轮压完路面全宽，即为1遍)，碾压至碎石无松动情况为度。
（4）灌浆
在初压稳定的碎石层上，灌浆预先调制好的泥浆。泥浆要浇得均匀，数量要足够灌满碎石间的孔隙。泥浆的表面应与碎石齐平，但碎石的棱角仍应露出泥浆之上，必要时，可用竹帚将泥浆扫匀。灌浆时务使泥浆灌到碎石层的底部，灌浆后1～2h，当泥浆下注，孔隙中空气溢出后，在未干的碎石层表面上撒嵌缝料(约1～1.5m3／m2)，以填塞碎石层表面的空隙，嵌缝料要撒的均匀。
（5）碾压
灌浆后，待表面已干而内部泥浆尚处于半湿状态时，再用内燃压路机继续碾压，并随时注意将嵌缝料反匀，直碾压到无明显轮迹及在碾轮下材料完全稳定为止。在碾压过程中，每碾压1～2遍后，即撒铺薄层石屑并扫匀，再进行碾压，以使碎石缝隙内的泥浆泛到表面与所撒石屑粘结成整体。
（6）质量要求
广珠铁路江门隧道DK111+115~210段下穿玉龙湖泄洪道, 隧道洞身浅埋。隧道洞身基岩为花岗岩, 裂隙发育, 地表水发育, 设计为Ⅵ级围岩。隧道该段所处为丘区沟谷地, 山势陡峭, 其中DK111+140~195段为山谷谷底, 在隧道线路右侧100m处有玉龙湖水库, 库容约3~5万方, 谷底作为玉龙湖泄洪通道, 泄洪道宽约20m, 常年有水流动, 且处于玉龙湖泄洪道正下方。江门隧道下穿玉龙湖泄洪道段富地表水且埋深浅, 最小埋深仅3m, 下穿泄洪道段断面较大、地质条件复杂, 地下水发育, 施工风险较高, 该段实际施工采用水平旋喷桩+管棚进行预支护, 采用分步台阶法开挖, 为了准确评估施工过程中围岩及支护结构产生的变形及受力情况, 真实掌握围岩和支护的动态信息, 现场对江门隧道下穿玉龙湖泄洪道段进行了全面的监控量测工作。
二、监测内容
主要测试内容包括:地表沉降量测、拱顶下沉量测、周边收敛量测、型钢拱架内力量测等。洞内开挖作业进行后, 第一时间到现场进行围岩及支护状态观察、布置监测测点, 洞内周边位移和拱顶沉降及地表沉降是该隧道的重点测试项目, 施工中对各个测试断面进行了详细的监测;下穿段地表没有重要建筑物, 相对地表沉降而言施工中掌子面及支护结构的稳定性更值得注意, 为全面评价隧道及围岩稳定性, 对下穿段地表也进行了详细的监测;衬砌内力是评价隧道支护稳定性的重要指标之一, 因此有必要对初衬内力进行测试, 以获得隧道初支受力情况, 评价其稳定状态。
(一) 周边收敛量测和拱顶沉降量测。
在传统的隧道监测方法中, 洞内周边位移一般采用位移计进行, 而拱顶沉降一般采用水准测量的方法, 考虑到江门隧道断面跨度大、断面较高等特点, 洞内周边位移和拱顶下沉监测采取全站仪自由设站方式进行测量, 现场监测隧道开挖发生的三维位移变化。全站仪自由设站指从任一观测站观测若干已知点的方向和距离, 通过坐标变换, 计算得到该自由测站上仪器中心的坐标, 以此计算出其余点的新坐标。现场实际观测中, 在每个测试断面后方相对稳定的衬砌结构上设置2个后视点, 建立自由设站的三维坐标系统, 通过精密测角和测距的方式来求得净空三维位移的变化值, 根据变形数据分析净空位移的变化发展规律。量测断面测点的布置及量测过程可见下图1示意。
(二) 地表沉降观测。
江门隧道富地表水浅埋段地表与玉龙湖泄洪道相交, 地表水丰富, 地表情况复杂, 现场地表沉降观测条件十分恶劣, 根据现场实际情况, 沿隧道轴线方向布设量测断面, 测点布置在隧道轴线及其两侧。并视情况在泄洪道岸边垂直隧道直线布置两个监测断面进行监控量测。地表测点布置如图2所示。
(三) 初支钢拱架支撑内力量测。
为了准确获取隧道施工中洞内支护内力情况, 评价支护稳定性, 对隧道初支钢拱架进行支撑内力测试, 这里选取DK111+150下穿玉龙湖泄洪道断面进行重点观测, 并及时对监测数据进行分析。钢支撑内力采用JMZX-212型智能弦式应变计进行量测, 在隧道开挖并支立拱架后, 在钢支撑拱顶、拱腰、拱脚和边墙部位共10个位置焊接应变计, 每个部位对称布置2个应变计, 分别焊接在工字钢上下翼缘内侧, 应变计布置位置如图3, 该断面隧道按照分步台阶法开挖。在上台阶拱顶、拱腰分别布置测点A0、A1和A2;在中台阶布置测点B1和B2, 相应下台阶布置测点C1和C2;仰拱垫层的中部和两侧布置测点D0、D1和D2。所布应变计编号标于图4中。
三、监测结果及分析
(一) 周边收敛量测数据分析。
施工中上台阶和中台阶错开一定距离, 不同地段错开距离有所不同, 一般错开4~6m, 从各断面周边收敛时态曲线图中可以反应出。从图5及表1中可以看出, 各断面的上下台阶收敛的总体趋势为, 开挖面初期洞内初支变形急剧发展, 变形速率及累计变形值均较大, 最大变形可达-11.4mm/d, DK111+150断面收敛变形最大, 累计值达-103mm, 随着掌子面的推进, 测点收敛值逐渐趋于稳定。受上软下硬地层条件的影响, 各断面表现出上台阶的收敛值大于下台阶, 其中DK111+145和DK111+150两个断面上下台阶收敛相差分别为35mm、42mm。全断面硬岩里程DK111+180上下台阶收敛基本相同, 收敛值较其余断面小。比较各断面收敛累计值可知, 位于泄洪道正中间的断面DK111+150) 收敛值大于其余断面, 因为该断面埋深最浅, 地表水丰富, 且施工揭露隧道上台阶及中台阶上部均为软岩, 软岩范围比其它断面大。
(二) 拱顶下沉量测数据分析。
相对于周边收敛, 拱顶沉降值较周边收敛值略大, 但总体变形规律大致相同, 变形受各步开挖影响, 先后经历了“急剧变化—缓慢变化—基本稳定”的过程, 从各断面测试数据来看, 各断面拱顶沉降值有较大差异, 总体变化趋势为:随埋深变浅, 洞内拱顶沉降变形有增大趋势, 其中DK111+150断面变形值最大, 拱顶沉降累计值达-130.4mm。从各测点监测数据看, 洞内变形最终逐渐趋于稳定。根据拱顶沉降及周边收敛随隧道里程的变化情况, 能直观地反应出隧道变形随地层条件变化而不同。从图6可直观看出, 拱顶沉降和周边收敛随里程变化趋势基本一致, 泄洪道变拱顶沉降和周边收敛随里程变化趋势基本一致, 泄洪道变形较其余里程的变化大, 尽管下穿泄洪道段在开挖前采用了水平旋喷桩进行了预加固。隧道变形较大, 说明富地表水超浅埋暗挖隧道施工风险很大, 必须采取合理预加固及开挖方法才能保证施工安全。
(三) 地表沉降量测数据分析。
地表沉降的监测工作开始时间较早, 从地表沉降监测数据可以看出, 受地表明水影响, 一些地表监测测点在监测里程开挖之前就已产生沉降, 但沉降值相对较小, 现场实测过程中对监测数据及时整理, 绘制沉降时态曲线, 数据整理时对明显不合理的监测数据进行了修正。从图中可以看出, 由于地表埋深较浅, 各监测测点受开挖扰动及地表渗水影响, 开挖过程中个别点地表沉降速率较大, 最大沉降速率可达-4mm/d, 开挖一段时间后, 沉降值逐渐趋于稳定。各里程累计沉降均较大, 其中DK111+150断面最大沉降值达-166mm, 监测过程中地表有开裂现象。
类似于图7所示, 拱顶正上方地表沉降随里程变化趋势和洞内变形基本一拱顶正上方地表沉降随里程变化趋势和洞内变形基本一致, 泄洪道段变形较其余里程的变形大, 尽管下穿泄洪道段在开挖前采用了水平旋喷桩进行了预加固。但由于泄洪道段隧道埋深很小, 地表沉降基本和洞内变形相同, 因此隧道正上方地表沉降和对应里程的拱顶沉降在量值上相当, 规律上类似。地表变形较大, 同样可以说明富地表水超浅埋暗挖隧道施工风险很大, 必须采取合理预加固及开挖方法才能保证施工安全, 如果地表存在相对重要的建 (构) 筑物, 则需采取更加有效的止水方案和开挖方法, 以控制围岩变形。
(四) 洞内初支钢拱架支撑内力测试数据分析。
1.数据分析原理。
隧道初期支护中的工字钢钢架在隧道开挖之后主要承受支护后方的围岩压力作用, 由于洞内工序的变化, 钢架截面上的应力分布必然很复杂。对于某一个特定工字钢的横截面而言, 现场观测中无法沿该横截面全断面布置仪器, 因此现场观测选择在工字钢量测翼缘布置应变计。
如图8所示, 通过现场跟踪量测, 可得到工字钢靠近围岩里外两侧翼缘的应变εm、εout, 由下式可分别确定里外两侧翼缘的应力σm、σout。
σ=Egε (3-1)
式中, Eg为型钢的弹模量, 按210GPa取值。
确定里外两侧翼缘的应力σm、σout之后, 可认为工字钢横截面上应力分布在σm、σout之间按线性分布, 由此得到工字钢横截面上的应力分布。由中性轴定义, 即横截面与应力平面的交线上各点的正应力值均为零, 由此可确定横截面上中性轴的位置, 取中性轴位置为横截面上的计算轴, 则有
换算出钢拱架与喷射混凝土的轴力和弯矩后, 就必须进行其强度校核, 对喷射混凝土及钢拱架强度校核按如下方法分别进行:轴力由钢拱架与喷射混凝土共同承担, 而弯矩则仅有钢拱架承担, 分别计算出各自的内力后再进行强度校核。这里假定已知进行强度验算断面的轴力和弯矩分别为N、M, 则有:
(1) 喷射混凝土承担的轴力Nh
undefined (3-4)
(2) 喷射混凝土承担的弯矩Mh
Mh=0 (3-5)
2.钢支撑内力测试数据分析。
钢支撑内力监测时间主要集中在2010年12月至2011年2月之间, 持续共三个月的时间, 且监测后期各测点应变变化基本趋于稳定, 钢支撑内力监测过程中各监测测点监测数据基本正常。DK111+150断面于2010年12月2日开挖上台阶, 12月11日右侧中台阶上部开挖, 12月20日左侧中台阶上部开挖, 2011年1月9日右侧中台阶下部开挖, 1月14日右侧下台阶开挖, 1月18日左侧中台阶下部开挖, 1月19日左侧下台阶开挖, 1月28日施作仰拱, 根据现场地质条件, 中台阶施工分为左右侧部分上下部开挖。测点埋设和测试随开挖依次进行, 测试过程中各元件基本处于正常状态, 测试数据变化正常。根据计算所得的钢支撑各测点的轴力和弯矩值, 结合隧道现场实际开挖情况, 按照上台阶开挖、右中上开挖、左中上开挖、右中下开挖、右下导开挖、左下导开挖、仰拱施作及最终稳定五个时间划分, 列出了各开挖过程测点截面轴力值和弯矩值表。从以上所得的表2断面轴力及表3弯矩表可以看出, 分步开挖过程会引起隧道初支结构受力情况发生变化, 总体上看, 隧道左侧的轴力较右侧小, 弯矩值较右侧大, 分析这主要是由于左侧开挖相对滞后, 开挖后距离初支封闭时间较短造成。从左右侧下导开挖引起洞内轴力变化可以得出, 右侧下导开挖引起拱肩A2) 及中台阶B2) 初支内力变化较大。根据现场开挖实际情况, 右侧中台阶下部处于围岩软硬不均交接位置, 围岩应力变化较大, 可能是造成初支变化的主要原因, 但整体上看, 隧道初支结构受力正常。
注:表中负值代表截面轴力为压力, 正值为拉力。
注:表中负值代表截面弯矩为内侧受拉, 正值为外侧受拉。
四、结语
本文结合江门隧道富地表水浅埋段典型断面围岩周边水平收敛、拱顶沉降和初期支护内力实测数据进行分析汇总, 通过对江门隧道现场数据整理, 分析隧道开挖过程中引起的洞内外变形, 对隧道开挖过程及开挖完成后洞内支护结构的稳定情况进行评价, 并分析围岩变形与破坏特征, 进而提出洞内变形的控制方法。得出的主要结论如下:
第一, 周边水平收敛和拱顶沉降均为开挖初期变化速率较快, 开挖一段时间后变形趋于稳定。本开挖段隧道开挖周边收敛值和拱顶沉降值均相对较大, 上下台阶布置的收敛测点位移变形均相对较大, 现场施工机械化程度不足, 分步开挖对围岩的扰动较大。
第二, 初期支护内力监测数据显示初期支护效果较好, 支护钢支撑变形相对较小, 各测点安全系数基本满足要求, 可认为初期支护是安全的。说明施工过程中采取的围岩加固措施是有效的, 围岩及支护变形得到有效控制。
第三, 本研究段隧道围岩变化较大, 洞内渗水较大, 围岩软硬不均, 主要表现在围岩上软下硬, 且左侧较右侧围岩质软, 开挖过程易发生坍塌变形, 施工现场控制较为困难。
第四, 对照施工过程对隧道初支结构的影响, 可以看出, 隧道围岩软硬不均处开挖时受力情况易产生较大变化, 说明开挖对隧道结构变形影响较大, 在施工过程中, 对围岩变化段的开挖支护应做重点处理。
摘要：以长春地铁大量施工监测数据为基础，运用Peck理论公式，在公式中添加了地表最大沉降修正系数n和沉降槽宽度修正系数口，确定了适用于长春地区的修正系数取值范围，并利用修正后的Peck公式对横向地表沉降进行预测。对比实测数据分析表明：当α取0.6～0.9、β取0.5～0.9时，Peck预测修正曲线和实测数据误差较小，适用于长春地铁工程实践，能较好地预防地铁施工事故的发生。
关键词：长春地铁；Peck公式；修正系数；地表沉降
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）01-0010-05
0 引言
地铁隧道盾构开挖引起土体应力的重新分布，产生地表沉降，对周围建（构）筑物、地下管线等势必造成一定的损害，严重时会出现坍塌、变形等现象。因此，在地铁隧道施工前期，对地表变形进行准确的预测很有必要。Peck在对大量实测数据进行分析和研究的基础上，于1969年提出了估算开挖隧道地表沉降的预测公式，即Peck公式（潘海泽等，2010），该公式已成为目前应用最为广泛的方法。但是，由于地域差异性引起的地质条件的差别会对预测值的准确性产生较大的影响，Peck公式只是基于某一地区的研究，因此，误差不可避免。本文基于长春地铁的实测数据和地质情况，以Peck公式为基础，进行回归分析，得到回归拟合后的沉降曲线，并对Peck公式进行修正，研究其在长春地区的适用性，并指导工程实践，预防地铁施工事故的发生。
1 工程概况
长春地铁二号线文化广场一解放大路区间（简称WJ）工程，起讫里程为K20+730.976～K21+862.843，区间全长1385.443m。本文选取测点AWDBY-WJ-940所处区段，埋深12.6m，线间距13m，采用单洞单线盾构施工。监测点布置情况如图1所示。
2 Peck理论公式
1969年，Peck在搜集大量地表沉降观测数据的基础上，对这些数据进行了详尽的分析，从而提出地表沉降槽近似符合正态分布曲线的理论学说（陈军等，2005）：地面沉降槽的体积等于隧道施工中地层损失的体积，而且假设施工横断面上地面沉降曲线（图2）的形状和正态分布曲线的形状是一样的（宋克志等，2004）。根据这个理论，Peck提出了地表沉降的预测公式：式中，Sx是距离隧道中心线横向距离x处的地表沉降值（单位：mm）；x是距离隧道中心线的水平横向距离（单位：m）；Smax是地表的最大沉降值（单位：mm）；V1是盾构隧道单位长度的地层损失量（单位：m3/m）；i是沉降槽的宽度。依据Reil-ly和New（1982）在英国伦敦地区的工程经验，沉降槽的宽度i和隧道的深度h之间存在以下线性关系（韩煊，李宁，2007）：
i=Kh （3）式中，K是沉降槽的宽度系数，主要取决于土体自身的物理性质。根据英国伦敦地区的工程实践经验（韩煊等，2007）：对于无粘性土，K取0.2～0.3；对于硬粘土，K取0.4～0.5；对于软的粉质粘土，K取0.7。
图2中，φ为土体的内摩擦角（单位：（°））；h为覆盖土层的厚度（单位：m）；r为盾构半径（单位：m）。
本文不考虑水的影响，故地层损失与最大位移之间的关系可通过对式（1）积分得到：通过上述公式计算得到距隧道中心线横向距离x处的地表沉降值，并绘制出Peck预测曲线和实测数据曲线（图3）。
由图3可以看出，Peck预测曲线和实测数据曲线之间存在较大的误差，故需对Pcek公式进行回归拟合。
3 Peck理论公式回归分析
首先对原始Peck公式即式（1）进行对数运算，得到如下公式（严健等，2015）：将InS（x）和-x2/2作为线性回归的变量，将lnSmax作为线性回归的常数项，将1/i2作为线性回归的线性系数。整个回归过程如下（胡斌等，2012）：线性回归处理以后，得到如下的理论公式：式中，xi为所选择的样本中第i个样本点与隧道轴线距离的代数值；n为所选择的样本点的个数；a为线性回归处理以后的常数项；b为线性回归处理以后的线性系数。
对上述公式进行计算，可以得到线性回归后Smax和i的理论计算公式：
线性相关系数R是用来检验回归分析处理后得到的Peck理论计算公式的线性相关关系程度。线性相关系数R的计算公式如下（姚爱军等，2010）：
若依据上式运算得到R>F0（n-2），则得出线性回归后Peck公式的线性相关关系高度显著；
若依据上式运算得到F0.01（n-2）>R>F0.05（n-2），则得出线性回归后Peck公式的线性相关关系显著。
按上述步骤计算WJ区间AWDBY-WJ-940测点的地表沉降数据，回归分析处理以后的结果如表1所示。
根据表1中的数据，并结合上述回归分析公式，可计算得出：Sxx=3945.38，Sxy=45.43，Syy=0.53；再由式（9）、（10）计算得出：a=3.05，b=0.0115；从而得到回归后的线性函数：（13）计算得出：Smax=21.22，i=9.32，进而可以绘制拟合后的Peck曲线，并将其与地表沉降实测数据和Peck预测曲线对比（图4）。
线性相关系数由式（14）计算得到：R=0.990>r0.01（4）=0.917，由此判断回归函数线性相关关系高度显著。
由图4可以看出，拟合后的曲线与实测数据基本吻合，能够较好地反映地表沉降的实际概况，可以用于地表沉降预测。但Peck公式预测曲线与实测数据、拟合曲线存在比较大的数值偏差，有必要对Peck理论公式进行修正。
4 Peek理论公式修正
依据上述的理论分析，运用Peck理论公式，在公式中添加两个修正系数α和β，得到如下的修正公式（段绍伟等，2015）：式中，α为地表最大沉降修正系数；β为沉降槽宽度系数修正系数；S'max为Peck理论公式原始预测的地表沉降最大值（单位：mm）；i'为Peck理论公式原始预测的沉降槽宽度系数（单位：m）。
转换为线性函数：
由表2可以看出，当地表最大沉降修正系数α位于0.6～0.9之间时，占80%；当沉降槽宽度系数JB位于0.5～0.9之间时，占82%。结合图4的分析结果，不难得出，修正后选取的α、β值能够更加准确地进行Peck理论公式的地标沉降预测。
将α、β的下限值和上限值分别作为修正系数运用于两个典型的区间工程（WJ区间和自由大路-南湖大路区间（简称ZN），同时，将得到的Peck公式预测曲线（简称上限曲线和下限曲线）与实测数据进行对比。
由图5可以看出，绝大多数实测数据位于上限曲线和下限曲线之间，极个别实测数据位于下限曲线之下，少量实测数据位于上限曲线之上。因此，可以将修正后的Peck公式用来预测地表沉降，其预测效果明显优于原预测曲线。
5 结论
本文以长春地铁的施工监测数据为基础，利用修正的Peck公式对地表沉降进行预测，得出以下结论：
（1）运用Peck理论公式，结合长春地铁的工程地质和水文地质概况，计算得出了地铁盾构开挖地表沉降的最大理论值，并且，工程实测的数据显示其地表沉降的横向分布近似为一条正态分布曲线。
（2）当地表的最大沉降修正系数α位于0.6～0.9之间，沉降槽的宽度系数β位于0.5～0.9之间时，计算得到的Peck理论公式修正曲线与工程实测数据曲线相对吻合，其预测的效果明显比原始Peck理论公式预测曲线的准确程度高，更能反映地表沉降的变化趋势。
一、教学目标（含学科德育目标）
1、能通过实验认识岩石的风化作用。
2、学会用对比实验的方法，认识河流的搬运作用。
3、能对实验现象，经过简单的思维加工，作出自己的解释或结论。
4、知道地球的外部力量对地表形态改变的作用。
5、对独特的地貌景观具有好奇心和求知欲。
6、认识到地表形态是不断变化的，树立科学的自然观。
二、教学重难点
能通过实验认识岩石的风化作用。认识到地表形态是不断变化的。
三、教学时数 课时
四、教学过程（含学科德育过程）第一课时
一、创设情景，提出问题。
认识奇特的地表形态
1、出示展板
这是你们在课后收集的独特的地貌景观，让我们来共同欣赏，你能说出一些关于它们的小知识吗？
2、你能够靠自己的力量也造出与图中一样的地貌景观吗？那么这些奇特的景观是怎样形成的呢？是谁的杰作？说说你的看法。
二、自主学习，小组探究。认识温度对岩石的影响
1、出示图：
大岩石图
卵石、沙子和泥土图
2、①岩石是坚硬无比的，为什么一些巨大的岩石最后会变成细小的沙子和泥土呢？
②学生提出假设与猜想。
③通过实验验证你的猜想。让我们用身边的石头来做做实验，验证你们的猜想。
学生分组实验：
1、用镊子夹住一小块石头，放在酒精灯火焰上加热一段时间。
2、将小石头投入到冷水中。
3、重复上述步骤多次，观察石头发生了什么变化
三、汇报交流，评价质疑 实验汇报（实验现象描述）
岩石也有热胀冷缩的作用。白天、夜晚温差的变化，夏季、冬季温差的变化，都会引起岩石体积的膨胀和收缩。天长日久，岩石结构就会受到破坏，产生裂隙。
讨论交流：还有哪些力量会使岩石破碎呢？
结合P36教学图指导学生认识了解水结冰与融化、植物生长等也会对岩石破碎产生巨大的影响。
四、抽象概括，总结提升。
小结：风化作用——无论怎样坚硬的岩石，一旦出露或接近地表，直接与水（圈）、大气（圈）、生物（圈）接触，在地表的物体和化学环境作用下，都会逐渐发生疏松、崩解和化学成分的改变，变成大小不等的岩石和土层。
五、巩固应用，拓展提高。研究煤的形成过程。
第二课时
一、创设情景，提出问题。
认识流水的搬运作用
1、让我们再往下看这幅图：投影P36图，图下出示：
巨大的岩石逐渐变小甚至变成沙子和泥土后，是否会永远安静地停留在原地呢？
2、学生提出假设。
二、自主学习，小组探究。
做实验来验证一下你的猜想。（学生设计实验验证）
实验步骤：①用木条将沙子和泥土的混合物推至沙盘一侧。
②把混合物扶平，保证混合物各处的厚度相同。
③将木尺横放在沙盘上，用胶带固定住，并使底部带有小孔的塑料杯能放置在沙盘和木尺之间。
④把沙盘带小孔的一侧伸出桌外，在地上放一个小水盆接水。
⑤往塑料杯中加1升水。讨论交流：（逐条出示）
（1）过一段时间后，沙盘里的沙子和泥土会有什么变化？实验结果说明了什么？
（2）在实验过程中，你是否还发现了其他现象？它说明了什么？（3）沙盘的坡度会对实验结果产生什么影响？再设计一个不同坡度的实验来验证你的猜想。想一想，和第一个实验相比，哪些条件应该保持不变？
三、汇报交流，评价质疑。
流水是有力量的。当江河水由山地流到平原、湖泊、海洋时，河水越多，流速越快，搬运力量越大。大的、重的石块，被搬运的距离较小；小的、轻的石头可以被搬运到很远的地方，形成了不同的地表面貌。
（投影图片）
四、抽象概括，总结提升。通过今天的学习，你了解了什么？ 小组小结
五、巩固应用，拓展提高。
大自然中除了流水以外，还有哪些力量也能对地表产生影响
五、教后反思
近些年来,我国水环境问题日益凸显,借助水质模型对水污染问题进行研究,并为相关管理和规划提供技术支持已经成为水环境研究的.热点.本文阐述了地表水水质模型的概念、发展以及分类,介绍了几种当前比较成熟的地表水水质模型,并对地表水水质模型的未来发展做了展望.
作 者：冯启申 朱琰 李彦伟 FENG Qi-shen ZHU Yan LI Yan-wei 作者单位：河海大学水文水资源学院,南京,210098 刊 名：安全与环境工程 英文刊名：SAFETY AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年，卷(期)： 17(2) 分类号：X143 P333 关键词：地表水 水质模型 S-P模型
湛江市人民政府文件
湛府〔2001〕86号
颁布《湛江市饮用水地表水水源污染防治管理暂行规定》的通知
各县(市、区)人民政府，湛江经济技术开发区、东海岛经济开发试验区管委会，市府直属各单位：
现将《湛江市饮用水地表水水源污染防治管理暂行规定》发给你们，请认真贯彻执行。
二○○一年十一月八日
湛江市饮用水地表水水源污染防治管理暂行规定
第一条为防治饮用水水源污染，保障人民身体健康，促进我市经济的发展，根据《中华人民共和国水污染防治法》和有关规定，制定本规定。
第二条本规定适用于本市行政区域内镇级以上（含镇级）所有集中式供水的饮用水地表水水源（以下简称水源）的污染防治管理。
第三条各级人民政府应当将水环境保护纳入工作计划，依法组织制定行政区域的水污染防治计划，采取有效对策和措施治理原有的水源污染，防止新的水源污染。
第四条各级人民政府环境保护行政主管部门（以下简称环保部门）是对本行政区域内水源污染防治实施统一监督管理的主管机关，负责组织协调本行政区域各部门、单位的水源污染防治管理工作，监测水源水质及污染源，监督检查水源污染防治法律、法规和其他有关规定的贯彻实施。
计划部门负责把城镇污水综合处理、重大水污染源的治理和水源基地建设等对水环境保护有重大作用的项目纳入国民经济计划。
建设和规划部门应把合理开发利用水资源，保护和改善水环境纳入规划。
水利主管部门应当合理开发利用水资源，加强江河、水库、运河等水源的管理及保护工作，及时制止或处理污染水源的行为，防止水源污染及水资源被破坏。
卫生行政主管部门负责水源水质监测，做好水源水质的卫生监督管理工作。
农业和林业主管部门应加强农药、化肥的使用管理和水源相关植被的保护管理工作，防止农药、化肥的污染和水土流失。
公安机关应加强剧毒药品和放射性物质的管理工作，防止其在运输、贮存和使用时污染水源。
排污单位的主管部门必须监督其所属排污单位严格执行水源污染防治的有关法律、法规，制定水污染防治计划，并组织实施。
第五条各饮用水水源保护区范围，按《湛江市生活饮用水地表水水源保护区划分方案》执行。
各饮用水水源保护区范围的具体界线，由环保部门会同有关部门共同划定，报经市人民政府批准后实施。
第六条水源准保护区必须遵守下列规定：
（一）直接或间接向水体排放废水，必须符合国家和省规定的污染物排放标准，当排放总量不能保证保护区内水质满足规定的标准时，必须削减排放量。
（二）禁止向水体排放油类、酸液、碱液和含汞、镉、砷、铬、铅、氰化物、黄磷等可溶性极毒废渣以及含高、中放射性物质的废水。禁止在水体清洗装贮过上述物质的容器和车辆。
（三）禁止毁林开荒、破坏植被、非更新性砍伐林木和使用毒品、炸药捕杀鱼类等破坏水环境生态平衡的行为。
第七条水源二级保护区内，除遵守第六条规定外，还必须遵守下列规定：
（一）不准新建、扩建向水体排放污染物的建设项目。改建项目必须削减污染物的排放量，保证保护区内水质满足规定的水质标准。已有项目向水体排放污染物未达到标准的，应当限期治理；污染严重或不具备治理条件的，必须搬迁。
（二）医院、厕所、饮食店和5000人以上的居民区，必须有污水处理设施，未经净化达标的污水不得直接排入水域。
（三）禁止设置工业废渣、煤渣、垃圾、生活废品堆场和处理场，已有的必须限期清理或搬迁。
（四）水域和岸边不准放养禽畜，原有的禽畜饲养场要拆除。
（五）禁止设置装卸垃圾、粪便、油类和有毒物的码头。
（六）不准往水域及岸边抛弃或倾倒死禽畜、垃圾、污物、污液等废弃物。
第八条水源一级保护区内，除遵守第六条、第七条规定外，还须遵守下列规定：
（一）禁止建设与供水设施和保护水源无关的建设项目。
（二）禁止向水域排放污水，原有的排污口必须限期拆除或治理。
（三）非用于水源保护、监测、监视工作使用的机动船只，未经县级以上人民政府环保部门批准，不准在水域停靠。
（四）禁止旅游、游泳、洗澡、洗刷衣物和其他可能污染水体的活动。
（五）不得从事水产养殖、放养禽畜和其他农业种植活动。
第九条饮用水水源一级保护区水质执行国家地表水环境质量标准（GHZB11999）Ⅱ类标准，二级保护区水质执行Ⅱ至Ⅲ类标准，准保护区水质执行Ⅲ类标准。
第十条新建、扩建、改建直接或间接向水体排放污染物的建设项目，必须执行环境影响评估制度和防治污染及其他保护环境的设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用制度。
第十一条对直接、间接向水域排放污染物的单位，实行排污申报登记和排污许可证制度，当排放污染物总量不能保证保护区内水质满足规定的标准时，可由县级以上环保部门根据实际情况，报经同级人民政府批准，削减其排污量。
第十二条排污单位必须加强防治水污染设施的管理，确保设施的正常运行和处理效果。未经所在地县级以上人民政府环保部门批准，不得拆除或闲置防治水污染设施。
第十三条排污单位发生事故或其他突发性事件，排放污染物超过正常排放量，造成或者可能造成饮用水源污染时，必须立即采取有效措施，防止污染加重和扩大，通报可能受到水污染危害和损害的单位和个人，并向当地环保部门报告，接受调查处理。
第十四条对遵守本规定，防治水源污染以及保护水质有显著成绩的单位或个人，给予表彰和奖励；对违反本规定的单位或个人，根据《中华人民共和国水污染防治法》及其实施细则的有关规定进行处罚。
第十五条罚款由当地环保部门决定，罚款超过1万元的报市环保部门批准，超过5万元的报省环保部门批准。限期治理决定由各级人民政府按规定的权限作出。
第十六条当事人对行政处罚决定不服的，可以在接到处罚通知之日起60天内，向作出处罚决定的机关的上一级机关申请复议；对复议决定不服的，可以在接到复议决定之日起15天内，向人民法院起诉。当事人也可以在接到处罚通知之日起15天内，向人民法院起诉。当事人逾期不申请复议也不向人民法院起诉，又不履行处罚决定的，由作出处罚决定的机关申请人民法院强制执行。
第十七条罚款缴入当地财政专户，按规定用于防治本地区的水源污染、购置环境监测仪器、补助监督管理费用，奖励防治水源污染有功的单位或个人。
第十八条有关职能部门监督管理人员滥用职权、玩忽职守、徇私舞弊的，由所在单位或上级行政主管部门给予行政处分；构成犯罪的，由司法机关依法追究刑事责任。
第十九条本规定由市环保部门负责解释。
盾构法施工技术已经历100多年,虽然其技术随着盾构机等性能的改进有了很大的发展,但都不可避免地引起对地层的扰动,从而引起地层变形及地面沉降,特别是在修建软土城市盾构隧道中尤为明显。即使采用当前先进的盾构施工技术,也难以完全防止地表沉降以及地层水平位移的发生。地面沉降,是指由于施工引起隧道周围土体的松动和沉陷,它直观表现为地表。
2 地表沉降机理和特点
2.1 沉降机理
盾构施工中引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结,是地面沉降的基本原因[1]。
由于盾构推进过程中的挤压,超挖和盾构尾部的压浆作用,对地层产生扰动,使隧道周围地层产生正、负超孔隙水压力,从而引起地层沉降称为固结沉降。固结沉降可分为主固结沉降和次固结沉降。主固结沉降为超空隙水压力消散引起的土层压密;次固结沉降是由于土层骨架蠕动引起的剪切变形沉降。
地面沉降的主要原因有以下几点:
(1)开挖面前方土体崩塌或盾构机推力过大引起开挖面土压力失衡;
(2)作用于盾构机的外力(千斤顶载荷)变化;
(3)盾构机一土体间摩擦引起的土体挤压剪切效应;
(4)盾尾间隙以及在盾构隧道管片衬砌背后的注浆所引起沉降;
(5)因盾构机操作引起的过量取土;
(6)因地下水位变化引起孔隙水压力变化而导致的长期固结沉降。
2.2 沉降特点
盾构推进施工引起的地表和土体沉降位移的历时变化一般分为盾构到达前、盾构到达、盾构通过时、盾构通过、后续沉降5阶段。
(1)盾构到达前的超前沉降:测点离盾构切口3～20m范围内所发生的隆、沉变化。一般发生沉降,但沉降量很小,主要是盾构掘削面引起的地下水位降低而发生的。
(2)盾构到达时的隆沉:测点离盾构切口0～3m范围内所发生的隆沉变化。当盾构设定土压值较大,推力较大,出土量小于100%时,地表呈隆起;当设定土压值较小,推力较小,出土量大于100%时,地表开始发生沉降。
(3)盾构通过时的沉降:在盾构切口至盾尾范围内,一般发生沉降,主要由盾构超挖、纠偏引起。
(4)盾尾通过后的隆沉:盾尾离开测点0～5m范围内,因注浆的不及时而发生较大沉降;若采用同步注浆,并及时充足地注浆,则不易发生沉降,若过量注浆,则产生隆起。
(5)后续沉降:由于盾构施工过程中因挤压、超挖、蛇形、注浆等扰动土体后,土体缓慢固结产生的沉降。其特点是沉降时间很长,但沉降速率逐渐减小。
从随道横剖看,单线隧道沉降槽曲线似正态分布曲线,双线隧道的沉降曲线类似单线隧道沉降槽曲线的叠加,且在大多数情况下第一条隧道引起的地而沉降较第一条隧道为大。
从隧道纵剖看,地面沉降主要特点:一是在盾构掘进面的前方可能产生地表隆起;二是施工时,除土体损失引起的沉降外,还存在盾尾空隙导致的沉降。
施工实践表明:盾构施工引起的地表沉降5个阶段的累积沉降量一般可控制在30～50mm;横向地表沉降的影响在隧道轴线两侧6m范围以内。
3 地面沉降影响因素
盾构法施工引起地表沉降的因素相当复杂,除与地层条件密切相关外,还与盾构掘进时的掘进速度、推进压力、出土速度、注浆时间、压力、注浆量等有关根据工程经验,一般认为地表沉降主要有以下儿个影响因素。
3.1 注浆
在盾构推进中地层沉降控制效果受到注浆的影响。注浆包括注浆压力、注浆量、有效注浆范围、加固体的强度提高程度、后挖隧道对其产生的扰动等诸多因素的综合制约,注浆对改良地层性状、有效降低地面沉降可起到积极的控制作用。
3.2 盾尾建筑空隙
当盾构刚开始顶进土体,管片尚未脱出盾尾时,周边土体紧贴盾壳外周表面,盾尾建筑空隙可以认为为零。当盾构继续向前推进,盾尾环状钢壳随着盾构千斤顶顶出而前移,致使第一环管片脱出的瞬时,在周边土体和管片外侧之间形成空隙。在没有及时注浆的情况下周边土体势必因失去受力平衡而产生位移、塌落,直至填满所有空隙并达到新的应力平衡状态。
3.3 地表硬壳的影响
现场测试和理论计算均表明盾构推进的正常情况下浅表层与深层土体沉降是一致的,但深层土体沉降量大,对施工较为敏感。城市地表表层往往存在坚硬的混凝土地坪、柏油路面层等,具有比下覆土层大得多的变形模量、抗弯刚度及抗变形能力,因而导致地面沉降量远远小于深层扰动土体的沉陷量,易造成地层沉降小的假象,同时因硬壳层和下伏地层的脱开、孔隙扩大而带来潜伏的隐患。例如,在上海市地铁隧道施工中,四川南路加油站深层土沉陷达20cm,但是地面沉降量却小于5cm。另一方面,在下部隧道先行推进的情况下再推进上部隧道会导致地层最大沉降量增长3倍左右的特点。
3.4 其它因素对地面沉降的影响
盾构施工中的一些技术问题,如盾构纠偏、盾构临时停顿或后退及推进速度、出土量的变化等,都对地表沉降有影响。但这些因素较复杂,有的影响是局部的。
4 施工沉降控制技术
施工中会造成地层的地层损失、原始应力状态变化、土体固结、土体的蠕变,还可能发生支护结构的变形等情况,所以,进行地层沉降控制,其出发点是保持或者加强原有地层的稳定性维持其稳定的应力平衡状态。
4.1 施工监测反馈
盾构施工监测的项目有地表沉降、土体沉降、土体变形、土压力、孔隙水压力、建筑物沉降、裂缝、隧道衬砌土压力、应力、变形、盾构开挖面土压、推力、出土量、注浆量、盾构姿态等,盾构施工监测项目以及方法见下表。
4.2 提高注浆技术
因为注浆材料本身的体积收缩,使填充孔隙的材料在一段时间后会出现萎缩。因此,注意注浆时候的每一道工序,可以有效减少注浆引起的地面沉降。
4.2.1 选浆
选用的浆液应具备以下特性:
(1)有略低于周围土体的容重,具有一定的抗剪强度和压缩系数,浆液稳定后其C、值高于周围土体的相应指标。
(2)静态下有一定自立性和强度,经扰动后有一定的流动性,可泵送性好,能均匀地充满各种间隙。
(3)体积收缩率小,压缩系数、压缩指数小,浆液不易析水,在振动荷载作用下不发生振动液化。
4.2.2 注浆速度
注浆速度确定的原则是使浆液充填速度与盾构掘进速度一致,如注浆过快易造成盾尾漏浆,如注浆过慢则注浆充填效果不易达到。实际施工中注浆速度根据掘进速度调整。
4.2.3 注浆时间
盾尾注浆的压注时间对于注浆施工效果的影响明显,若注浆不及时,尤其是在地层变形发生之后再进行注浆,则达不到预期的注浆效果。因此,浆液的压注时间应以管片脱开盾尾时为最佳,注入浆液的时间应与管片推进一环的时间相同。
4.2.4 注浆部位的分配
有目的地选择等角度分布于盾尾外壳的注浆管进行注浆,根据不同的地质条件及控制标准,确定各个注浆管的注浆压力与注浆量,能使“漂浮”于浆液中的隧道尾端产生可控位移,既可改善隧道轴线原有的偏差,又可有效改善管片与盾尾的挤卡状况。
4.2.5 加强跟踪注浆,减小后期沉降
盾构施工后期沉降(盾尾后3D范围外)虽然沉降发展速度较慢,但其累计值还是相当可观的,其累计值占到总沉降量的50%左右。修建盾构隧道所引起的地表沉降量更多地产生于施工后期,即长期固结期,而受施工阶段盾尾孔隙、壁后注浆和施工围岩扰动等影响相对较小。后期沉降主要是由土体的固结沉降造成。对于地面有较重要的建筑物来说,除在盾构推进过程中精心施工外,利用跟踪压注固结浆液的方法控制后期沉降是一种效果良好且必需的手段。
4.3 基础托换
地铁盾构施工地面沉降问题主要是影响周围建筑物,因此,为了控制地面沉降,采取基础托换的方式,对基础进行加固,控制地面沉降,也不失为好方法
4.3.1 障碍物调查
对隧道沿线的障碍物进行调查,调查地下构筑物、埋设物、水井以及已建地下工程的记录,掌握障碍物的概况,不仅调查障碍物的位置、形状,还需调查原有构筑物的重要性、用途、工作状况以及周围环境。
4.3.2 确定解决办法
在障碍物的确认基础上,在拆除障碍物的可能性和用基础托换两者比较,确定是否使用托换。
4.3.3 基础托换施工方法
由于构筑物形式和重力的不同,采用不同施工方法
(1)承压板方式
常用的托换方式,即在原有构筑物的基础下面浇筑整体钢筋混凝土承压板。在承压板和基础之间用液压千斤顶进行临时支承。
(2)新设桩基础方式
在盾构隧道的规划设计线路上遇到桩基时,采用这种方法。在旧桩承载力向新桩转移过程中,可采用液压千斤顶实施预加荷载,并对原构筑物荷载、位移情况进行监测。完成新桩预加荷载之后,在构筑物和承台之间的空隙浇筑混凝土予以充填固结。
(3)新设桩基和承载板并用方式
该方式与新设桩基类同,但将新桩及其承台当作承压板,在承台和构筑物基础之间设置液压千斤顶和支承千斤顶,在临时支承状态下让盾构机通过。使用液压千斤顶调整盾构通过时,因地基松动引起变形位移。在地基稳定后,再实施主体托换。
结语
根据要求,城市地铁施工地表沉降量必须控制在1 0～30mm。尽管城市地铁施工对地面沉降的控制要求十分严格,但由于工程施工环境的复杂性,施工中沉降还是不可避免地会发生。因此,即便是最先进的盾构施工技术,合适的地层沉降控制措施也是十分必要的。盾构施工是比较容易进行信息化管理的隧道工程,将盾构机施工参数、设备工作参数与地层、地面监测参数实行同步管理,通过预测、监测对施工设备参数及时调整,还有大量的研究、开发、发展和应用工作需要在将来的盾构施工实践中预以加强和提高。
参考文献
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“营造地表形态的力量”是人教版普通高中地理课程标准实验教科书(必修一)第四章第一节的内容。通过前三章内容的学习,学生已经掌握了地球运动的基本原理及规律和地球的圈层结构,并详细学习了地球上的大气和水。第四章则是在前面几章内容的基础上进一步讲述大气和水是营造地表形态的两大主要外力。当然,营造地表形态的力量不仅有外力作用,内力作用才是最根本的。本章主要通过案例来说明内力作用和外力作用对地表形态营造所起作用的差异以及对地表形态营造的结果。在教学时,主要选择学生比较熟悉的图片、案例、视频材料来演示,以此增强学生的感性认识,更好地理解比较抽象的地理原理。
二、教学目标
知识与技能:了解内力作用的能量来源和表现形式,理解内力作用对地表形态的影响;了解外力作用的能量来源和表现形式,理解外力作用对地表形态的影响以及内、外力作用的相互关系,理解风化作用、侵蚀作用、搬运作用和沉积作用的概念和种类以及它们所形成的各种地形;理解它们是如何推动地表形态的演化;运用示意图说明地壳内部物质循环过程。
过程与方法:阅读各种地貌示意图,判断地貌类型并分析其成因;利用多幅景观图和示意图来比较说明不同陆地环境的地域差异及形成原因;利用景观图分析地貌。
情感、态度与价值观:通过分析各种地貌的成因,激发探究地理问题的兴趣和动机,养成求真务实的科学态度;树立事物之间是普遍联系的辩证唯物主义观点。
三、教学重难点
重点:内力作用的能量来源和表现形式,内力作用对地表形态的影响;外力作用的能量来源和表现形式,外力作用对地表形态的影响;三类岩石的相互转化及地壳物质循环。
难点:地表形态的变化及成因分析;内外力作用的关系;地壳内部物质循环,以物质循环运动的观点看待岩石的形成和演化。
四、课时安排
1课时。
五、教学过程(见表1)
专家点评:本节课的教学设计注重新理念,在把握新课标的基础上,根据学生的发展需求和他们的实际接受水平来设计整个教学活动,目的明确、重点突出;教学方式多样化;能体现以学生为主体,积极引导学生参与教学活动;能借助视频的虚拟实境、图片等可视材料,帮学生突破时空阻碍;多媒体的有机结合、综合运用,可以提高课堂效率;案例分析,学生通过思考、讨论、分析整理信息、探究地理规律并指导实践,有利于激发他们的学习兴趣,加深对知识的理解。
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