盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)及典型事故案例（多圖）

1、盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)及典型事故案例Page 2提 綱：1、盾構(gòu)的概念及歷史2、盾構(gòu)分類3、機(jī)械盾構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理4、盾構(gòu)施工工序一、盾構(gòu)施工概述二、盾構(gòu)施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施1、盾構(gòu)始發(fā)2、盾構(gòu)到達(dá)3、不均勻地層掘進(jìn)4、粘性土層掘進(jìn)5、軟弱地層掘進(jìn)6、全斷面硬巖掘進(jìn)7、土洞、溶洞地層掘進(jìn)8、其它特殊地層掘進(jìn)9、進(jìn)倉作業(yè)10、盾構(gòu)通過重要建筑物、構(gòu)筑物、鐵路、障礙物及江河湖海底施工11、盾構(gòu)機(jī)械故障12、測量錯(cuò)誤13、盾構(gòu)空推過礦山法14、聯(lián)絡(luò)通道施工15、水平運(yùn)輸16、垂直運(yùn)輸17、管片安裝18、火災(zāi)19、水淹20、盾構(gòu)吊裝21、高聳設(shè)備Page 3 一、盾構(gòu)施工概述Page 4盾構(gòu)施工

2、概述1、盾構(gòu)的概念及歷史 盾構(gòu)的概念 盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下開挖隧道的一種施工方法。盾構(gòu)（shield ）是一個(gè)既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒結(jié)構(gòu)。鋼筒的前端設(shè)置有支撐和開挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進(jìn)所需的千斤頂；鋼筒的尾部可以拼裝預(yù)制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)距離，就在盾尾支護(hù)下拼裝（或現(xiàn)澆）一環(huán)襯砌，并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防止隧道及地面下沉。盾構(gòu)推進(jìn)的反力由襯砌環(huán)承擔(dān)。Page 5盾構(gòu)施工概述盾構(gòu)的概念 盾構(gòu)施工前應(yīng)先修建一豎井，在豎井內(nèi)安裝盾構(gòu)，盾構(gòu)開挖出的土體由豎井通道送出地面。按盾構(gòu)斷面形狀不同可將其分為：單圓盾構(gòu)、雙園盾

3、構(gòu)，矩形盾構(gòu)等。圓形因其抵抗地層中的土壓力和水壓力較好，襯砌拼裝簡便，可采用通用構(gòu)件，易于更換，因而應(yīng)用較為廣泛。1、盾構(gòu)的概念及歷史Page 6盾構(gòu)施工概述盾構(gòu)的歷史1806年 Brunel發(fā)明盾構(gòu)原理并申報(bào)專利；1818年Brunel發(fā)明類似土壓平衡概念的螺旋盾構(gòu)；1825年Brunel 利用一臺(tái)方形盾構(gòu)開鑿英國Thames河底隧道直到1843年才完成，經(jīng)歷了5次嚴(yán)重突水事故；1828年Callodan提出過采用氣壓，未被采納；1869年Greathead 在Thames河下建了一條圓形隧道，首次采用鑄鐵管片襯砌，很順利； 1874年第一臺(tái)泥水盾構(gòu)； 1806年布魯諾爾注冊專利的盾構(gòu)第一臺(tái)

4、泥水盾構(gòu)（格瑞海德泥漿盾構(gòu)，1874年專利）1、盾構(gòu)的概念及歷史Page 7盾構(gòu)施工概述盾構(gòu)的歷史1876年第一臺(tái)機(jī)械盾構(gòu)誕生；1886年倫敦地下鐵第一次采用氣壓盾構(gòu)；1896年電動(dòng)機(jī)械盾構(gòu)；1963年第一臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)在日本出現(xiàn)，主要因?yàn)槟嗨蜌鈮憾軜?gòu)對(duì)環(huán)境和人員健康、安全有害。1876年第一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)(英國John Dickinson Brunton和George Brunton)1963年第一臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)1、盾構(gòu)的概念及歷史Page 8盾構(gòu)施工概述2、盾構(gòu)分類按開挖方式不同可將盾構(gòu)分為：手工挖掘式、半機(jī)械挖掘式和機(jī)械挖掘式3種；按盾構(gòu)前部構(gòu)造不同可將盾構(gòu)分為：敞胸式和閉胸式2種；按排除地

5、下水與穩(wěn)定開挖面的方式不同可將盾構(gòu)分為：人工井點(diǎn)降水、泥水加壓、土壓平衡式，局部氣壓盾構(gòu)，全氣壓盾構(gòu)等。Page 9盾構(gòu)施工概述3、機(jī)械盾構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理刀盤殼體主軸承刀盤：用來切削巖土，裝有各類刀具；殼體：包括前體、中體和后體；前倉壁及主軸承：前者為隔斷水土的密封板，后者為刀盤和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之間連接軸承；Page 10盾構(gòu)施工概述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)：驅(qū)動(dòng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力；推進(jìn)千斤頂和鉸接千斤頂：盾構(gòu)前進(jìn)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；驅(qū)動(dòng)馬達(dá)推進(jìn)千斤頂3、機(jī)械盾構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理Page 11盾構(gòu)施工概述排渣系統(tǒng)：泥水管道或螺旋機(jī)、皮帶機(jī)； 泥水管道排渣系統(tǒng)螺旋機(jī)、皮帶機(jī)排渣系統(tǒng)3、機(jī)械盾構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理Page 12盾構(gòu)施工概

6、述注漿系統(tǒng)：管片背后充填注漿；3、機(jī)械盾構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理Page 13盾構(gòu)施工概述前倉注入系統(tǒng)：改善土體；盾構(gòu)機(jī)油脂注入系統(tǒng)：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)必須，防水必須；管片輸送和安裝系統(tǒng)：隧道結(jié)構(gòu)形成；壓氣系統(tǒng)，及氣壓倉：各種注入泵都需要壓氣，不穩(wěn)定地層需要?dú)鈮簜}；氣壓倉管片安裝器3、機(jī)械盾構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理Page 14盾構(gòu)施工概述電氣系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)；通風(fēng)系統(tǒng)；測量導(dǎo)向系統(tǒng)；后續(xù)臺(tái)車 。后續(xù)臺(tái)車測量導(dǎo)向系統(tǒng)3、機(jī)械盾構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理Page 15盾構(gòu)施工概述盾構(gòu)工作原理（EPB SHIELD）Page 16盾構(gòu)施工概述盾構(gòu)工作原理（MIX SHIELD）Page 17盾構(gòu)施工概述4、盾構(gòu)施工工序盾構(gòu)機(jī)

7、下井盾構(gòu)機(jī)就位調(diào)試初始掘進(jìn)正常掘進(jìn)到達(dá)車站過 站再次始發(fā)到達(dá)終點(diǎn)站盾構(gòu)機(jī)解體外運(yùn)設(shè)備調(diào)整始發(fā)端頭加固反力架安裝洞門密封圈安裝洞門圍護(hù)墻鑿除到達(dá)端頭加固洞門密封圈安裝盾構(gòu)機(jī)托架再次就位調(diào)試盾構(gòu)始發(fā)井車站施工盾構(gòu)吊出井端頭加固Page 18 二、盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施Page 19盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施1、盾構(gòu)始發(fā) （1）端頭加固 加固質(zhì)量不好導(dǎo)致無法破洞門，端頭坍塌，洞門漏水漏砂，密封環(huán)板撕開，人員傷亡等；端頭加固設(shè)計(jì)采用正確的加固方法和施工質(zhì)量的確?？梢员苊馐鹿拾l(fā)生。 始發(fā)端頭洞門漏水案例：廣州市軌道交通三號(hào)線 、北延線；珠江新城APM線 。人員傷完端頭加固原理

8、示意圖Page 20盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施2、盾構(gòu)到達(dá) （1）端頭加固 砂層中尤其是粉細(xì)砂加固質(zhì)量問題會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性后果。 洞門出現(xiàn)漏水、漏砂案例：南京地鐵某項(xiàng)目 ；西氣東輸武漢過江隧道。Page 21盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施Page 22盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施Page 23盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （2）洞門障礙物 可能導(dǎo)致刀盤變形。 刀盤外圈變形區(qū)域刀盤外圈拉裂情況2輻條筋板與內(nèi)環(huán)形板的焊縫拉裂情況 案例：廣州市軌道交通四號(hào)線某工地。2、盾構(gòu)到達(dá)Page 24盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （3）盾構(gòu)栽頭 管片接縫拉開，管片

9、錯(cuò)胎，斷裂 。 案例：廣州市軌道交通五號(hào)線某工地。 （4）測量錯(cuò)誤 無法從預(yù)留洞門出來，隧道廢除重建。 案例：天津地鐵某項(xiàng)目。2、盾構(gòu)到達(dá)Page 25盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施3、不均勻地層掘進(jìn)（包括上軟下硬、孤石地層） （1）刀盤變形或損壞 刀盤磨損前后對(duì)比案例：廣州市軌道交通四號(hào)線某工地。Page 26盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施刀盤損壞維修后出洞時(shí)的刀盤Page 27盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （2）刀具更換刀具單邊磨損3、不均勻地層掘進(jìn)（包括上軟下硬、孤石地層）刀圈斷裂軸承損壞刀圈塑性變形Page 28盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （3）地

10、面及建筑物沉降 沉降引起的房屋傾斜3、不均勻地層掘進(jìn)（包括上軟下硬、孤石地層）Page 29盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （4）地下水導(dǎo)致噴涌 （5）盾構(gòu)上飄 噴涌帶來隧道內(nèi)大量泥漿 （6）盾構(gòu)下栽 案例：廣州市軌道交通三號(hào)線北延線；廣佛線。案例：廣佛線。 （7）盾構(gòu)水平偏移 案例：廣州市軌道交通三號(hào)線北延長線。3、不均勻地層掘進(jìn)（包括上軟下硬、孤石地層）Page 30盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施4、粘性土層掘進(jìn) （1）結(jié)泥餅 Page 31盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施5、軟弱地層掘進(jìn) （1）飽和砂層中掘進(jìn)噴涌 案例：廣州市軌道交通三號(hào)線；廣佛線。噴涌帶來隧道內(nèi)大

11、量泥砂 （2）砂層中掘進(jìn)鉸接密封漏砂 案例：天津地鐵某項(xiàng)目。Page 32盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （3）盾尾密封漏砂、漏漿 盾尾漏漿 （4）螺旋機(jī)漏砂 案例：天津地鐵某項(xiàng)目。盾尾漏水5、軟弱地層掘進(jìn)HK_S442_english_short_720pHK_S442_english_short_720pPage 33Page 34盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （5）軟弱地層沉降和隆起 路面沉降5、軟弱地層掘進(jìn)Page 35盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （6）機(jī)頭下栽 上海地鐵四號(hào)線事故案例：杭州地鐵某項(xiàng)目。 （7）隧道結(jié)構(gòu)下沉、偏移 案例：上海地鐵總體下沉；杭

12、州地鐵某項(xiàng)目。5、軟弱地層掘進(jìn)Page 36盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 Both east and west bulkhead were built by using freezing method as cutoff wall, after the debris in the tunnel were removed, R.C. bulkhead was built to protect the unaffected tunnels from the cut and cover recovery works.東部未受損: 1000m西部未受損700m東封堵墻修復(fù)段:274m黃浦江西

13、封堵墻STATIONSTATIONPage 37盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施6、全斷面硬巖掘進(jìn) （1）盾構(gòu)機(jī)滾動(dòng) 案例：廣州市軌道交通四號(hào)線；廣佛線。 （2）盾構(gòu)機(jī)卡殼 案例：廣州市軌道交通三號(hào)線；廣州市軌道交通三號(hào)線北延線；廣州市軌道交通二、八號(hào)線延長線。Page 38盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （3）管片錯(cuò)臺(tái) （4）管片開裂 （5）隧道上浮 管片錯(cuò)臺(tái)管片開裂造成的滲漏6、全斷面硬巖掘進(jìn)盾構(gòu)在全斷面硬巖中掘進(jìn)Page 39盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施7、土洞、溶洞地層掘進(jìn) （1）盾構(gòu)機(jī)栽頭 （2）噴涌 土洞、溶洞地面預(yù)處理溶洞Page 40盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、

14、典型案例及應(yīng)對(duì)措施8、其他特殊地層：沼氣及可燃?xì)怏w地層，鐵板砂地層，卵石地層 （1）沼氣地層打孔放氣，加強(qiáng)通風(fēng)，防止火災(zāi)，設(shè)備采用防爆設(shè)計(jì)。案例：武漢某隧道；西氣東輸線錢塘江過江隧道。含可燃有毒氣體的土層可燃?xì)怏wPage 41盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 2008年4月15日6時(shí)15分廣州地鐵六號(hào)線某在建地鐵隧道地下23米爆炸2死5傷。8、其他特殊地層：沼氣及可燃?xì)怏w地層，鐵板砂地層，卵石地層Page 42盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （2）鐵板砂和卵石地層對(duì)刀盤磨損較大，盾構(gòu)選型尤其是刀盤設(shè)計(jì)和耐磨措施重要。 案例：北京地鐵某項(xiàng)目；成都地鐵。8、其他特殊地層：沼氣及可燃?xì)?/p>

15、體地層，鐵板砂地層，卵石地層R515mmR1615mm最大磨損深度為100mm刀盤磨損前后對(duì)比Page 43盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施9、進(jìn)倉作業(yè)（刀具更換、修復(fù)刀盤、處理障礙物） （1）坍塌及泥砂突涌案例：深圳地鐵某項(xiàng)目 （2）高空墜落 （3）溺水 （4）觸電 （5）有毒有害氣體，窒息案例：廣州軌道交通六號(hào)線和三號(hào)線北延線掘進(jìn)產(chǎn)生可燃?xì)怏wPage 44盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （6）壓氣作業(yè)：工作面坍塌、有毒氣體、突然失壓、減壓病 （7）機(jī)械系統(tǒng)（刀具更換、刀盤，泥水系統(tǒng)）誤操作案例：廣深港客運(yùn)專線南京某過江隧道Hyperbaric Helmet氧氣頭盔Transp

16、ort shuttle潛水員傳送艙Living chamber潛水員生活艙9、進(jìn)倉作業(yè)（刀具更換、修復(fù)刀盤、處理障礙物）Page 45盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施10、盾構(gòu)通過重要建筑物、構(gòu)筑物、鐵路及障礙物及江河、湖泊、海底施工 針對(duì)具體問題和地質(zhì)條件編制專項(xiàng)方案主要風(fēng)險(xiǎn)還是沉降，水下隧道施工容易擊穿江底案例：廣州軌道交通四號(hào)線某盾構(gòu)區(qū)間 盾構(gòu)通過水閘前預(yù)埋注漿管：盾構(gòu)通過寬約600米的珠江Page 46盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施11、盾構(gòu)機(jī)械故障 （1）主軸承齒輪斷裂案例：廣州軌道交通一號(hào)線、五號(hào)線裂紋Page 47盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （2）減速箱

17、損壞案例：廣州軌道交通一號(hào)線、五號(hào)線11、盾構(gòu)機(jī)械故障Page 48盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施 （3）液壓馬達(dá)接反11、盾構(gòu)機(jī)械故障Page 49盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施12、測量錯(cuò)誤案例：廣州軌道交通二八號(hào)線某項(xiàng)目成都地鐵某項(xiàng)目天津地鐵某項(xiàng)目挖除已施工的盾構(gòu)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)監(jiān)控Page 50盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施13、盾構(gòu)空推過礦山法隧道盾構(gòu)空推過礦山法隧道 （1）盾構(gòu)上抬 （2）管片止水條無法壓緊 （3）管片背后充填不密實(shí) （4）盾構(gòu)機(jī)翻轉(zhuǎn) （5）隧道上浮Page 51盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施14、聯(lián)絡(luò)通道施工 （1）砂層中施工 （2

18、）花崗巖殘積層施工砂層中聯(lián)絡(luò)通道設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道二襯施工Page 52盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施上海地鐵四號(hào)線：風(fēng)道和旁通道采用凍結(jié)法施工旁通道風(fēng)道風(fēng)井底板Page 53盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施上海地鐵四號(hào)線事故Page 54盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施15、水平運(yùn)輸 （1）大坡度溜車 （2）井口溜車 （3）制動(dòng)失靈 （4）連接件斷裂 （5）脫軌 （6）特殊的線型設(shè)計(jì)案例：廣州軌道交通六號(hào)線海北區(qū)間單向坡土斗側(cè)翻電瓶車運(yùn)輸?shù)牟牧瞎蔚狗浪┕ぜ躊age 55盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施16、垂直運(yùn)輸 （1）防過卷裝置失效 （2）傳動(dòng)軸斷裂案例：廣州軌道交通二、八號(hào)線 （3）鋼絲繩斷裂鋼絲繩斷裂Page 56盾構(gòu)施工各工序風(fēng)險(xiǎn)、典型案例及應(yīng)對(duì)措施龍門吊側(cè)翻龍門吊卷揚(yáng)機(jī)剎車失靈 （4）制動(dòng)系統(tǒng)失效 （5）龍門吊側(cè)翻16、垂直運(yùn)輸Pag