盾構(gòu)施工應(yīng)急處置措施課件

1、盾構(gòu)施工應(yīng)急處置措施 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）江玉生Tel:Email:yusheng.主要匯報內(nèi)容案例一：盾構(gòu)始發(fā)淹井-海河案例六：盾構(gòu)到達(dá)坍塌-大興線案例七：區(qū)間地面坍塌-豐臺機(jī)務(wù)段案例八：盾構(gòu)掩埋-天津建天區(qū)間案例二：盾構(gòu)始發(fā)局部突水-中線穿黃案例五：盾構(gòu)到達(dá)坍塌-南京元通站案例三：區(qū)間中間風(fēng)井坍塌-8號線案例四：區(qū)間中間風(fēng)井出水-10號線工程簡述：盾構(gòu)始發(fā)工作井位于海河西側(cè)，接收井位于海河?xùn)|側(cè)。隧道過海河段長113.3m。案例一：盾構(gòu)始發(fā)淹井-天津海河事故經(jīng)過：破除洞門時突然出現(xiàn)涌水流砂，水和砂不斷的涌入盾構(gòu)始發(fā)工作井，井內(nèi)水位升高并完全淹沒盾構(gòu)設(shè)備，造成淹井。破除洞門地下連續(xù)墻少量涌水涌

2、砂施工單位未引起足夠重視繼續(xù)破除地下連續(xù)墻涌水流沙量增大淹井案例一：盾構(gòu)始發(fā)淹井-天津海河盾構(gòu)完全淹沒局部被水淹沒刀盤下半部被砂土淹沒洞門下部出現(xiàn)涌水涌砂案例一：盾構(gòu)始發(fā)淹井-天津海河應(yīng)急救援措施：撤離重要設(shè)備和人員；停止水泵抽水，加地面灌水入工作井，使洞門內(nèi)外壓力平衡；封閉洞門，抽干工作井中的水，清理井底淤砂；重新對始發(fā)井端頭地層進(jìn)行加固，組織二次始發(fā)。清理泥沙迅速人工回填+自然涌入！案例一：盾構(gòu)始發(fā)淹井-天津海河事故原因分析 地質(zhì)與施工因素設(shè)計因素粉土、砂土層易液化地下水水位較高盾構(gòu)始發(fā)端土體加固質(zhì)量欠佳高壓旋噴樁成樁質(zhì)量和樁間咬合較難保證在粉土、砂土地層中，旋噴加固法效果一般案例一：盾構(gòu)

3、始發(fā)淹井-天津海河案例一：盾構(gòu)始發(fā)淹井-天津海河正確應(yīng)對措施端頭加固效果檢查圍護(hù)結(jié)構(gòu)破除1 正確選擇端頭加固方法：旋噴？攪拌？2 合理布孔3 取芯深度的確定4 布孔角度的確定5 檢查方式的確認(rèn)1 合理步序的確定2 過程控制南水北調(diào)穿黃工程始發(fā)：“南水北調(diào)中線穿黃工程”是整個南水北調(diào)中線的標(biāo)志性、控制性工程，其任務(wù)是將中線調(diào)水從黃河南岸輸送到黃河北岸，之后向黃河以北地區(qū)供水。隧洞雙洞平行布置，各采用1臺泥水平衡盾構(gòu)施工。始發(fā)端洞門采用雙層壓板和止水橡膠簾布。案例二：盾構(gòu)始發(fā)局部突水-中線穿黃案例二：盾構(gòu)始發(fā)局部突水-中線穿黃案例二：盾構(gòu)始發(fā)局部突水-中線穿黃案例二：盾構(gòu)始發(fā)局部突水-中線穿黃案例

4、二：盾構(gòu)始發(fā)局部突水-中線穿黃后果：地面突然下沉20cm，導(dǎo)致第二臺盾構(gòu)加固區(qū)破壞，重新加固；應(yīng)急措施：灌入粗粒砂卵石、防止細(xì)沙流出，注漿封堵！正確應(yīng)對措施端頭加固端頭加固過程控制1 正確的端頭加固：三重管旋噴、攪拌帷幕連續(xù)墻、地連墻、垂直注漿、凍結(jié)2 合理加固方法？3 加固方法的有效性：垂直注漿的難度！4 細(xì)部結(jié)構(gòu)的有效性：螺栓+翻板薄弱處5 壓力轉(zhuǎn)換的有效方法：1.9bar 到 3.0bar!1 合理的加固步序2 有效的過程控制案例二：盾構(gòu)始發(fā)局部突水-中線穿黃案例三：區(qū)間中間風(fēng)井地面坍塌-8號線 左線盾構(gòu)在到達(dá)中間風(fēng)井過程中，地層加固差，土壓控制較差，出土過多，引起地層損失，致使中間風(fēng)井

5、西側(cè)地表塌陷。塌陷進(jìn)一步發(fā)展回填后應(yīng)急救援措施無地面環(huán)境風(fēng)險，迅速對塌陷位置進(jìn)行灌漿回填；迅速將盾構(gòu)推出洞門，對靠近中間風(fēng)井洞門處20環(huán)（700環(huán)719環(huán)）進(jìn)行二次補漿；盾構(gòu)從中間風(fēng)井東側(cè)洞門始發(fā)時一定要控制好施工參數(shù)，尤其是土壓等施工參數(shù)，確保及時建立土壓。合理應(yīng)對措施1 盾構(gòu)到達(dá)過程的施工控制：土壓力與出土量2 合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)破除時間與控制方法案例三：區(qū)間中間風(fēng)井地面坍塌-8號線案例四：區(qū)間中間風(fēng)井出沙出水-10號線分鐘寺站十里河站東三環(huán)分鐘寺橋中間風(fēng)井 雙線在中間風(fēng)井接收及始發(fā)過程中，地層加固差，未安裝止水橡膠簾布，造成不同程度滲漏水，中間風(fēng)井始發(fā)前提前破樁造成水土流失。2011.9.4

6、右線到達(dá)中間風(fēng)井過程中未安裝止水橡膠簾布及扇形壓板洞門邊緣3點鐘和8點鐘方向有水涌出，且水量較大;流出的粉細(xì)砂流水流砂流水流砂 應(yīng)急救援措施：2011.9.18開始采取注漿等措施進(jìn)行堵水；2011.9.27基本無滲水現(xiàn)象。應(yīng)急時間太長！案例四：區(qū)間中間風(fēng)井出沙出水-10號線接收端大量土體被推出端頭處流水帶出大量細(xì)砂 2011.10.21左線盾構(gòu)中間風(fēng)井接收端頭，加固太差，滲水較為嚴(yán)重，未安裝橡膠簾布和扇形壓板，盾構(gòu)到達(dá)過程中大量土體被推出。幸運地層穩(wěn)定性好，沒有波及到地面！案例四：區(qū)間中間風(fēng)井出沙出水-10號線合理應(yīng)對措施：1 盾構(gòu)到達(dá)過程應(yīng)遵循的基本原則：2 合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)破除時間與控制方法

7、案例四：區(qū)間中間風(fēng)井出沙出水-10號線案例五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南京元通站事發(fā)地點：南京地鐵中和村站元通站區(qū)間，事故發(fā)生在右線盾構(gòu)隧道到達(dá)端頭元通站，掘進(jìn)至1184環(huán)，到地下連續(xù)墻外側(cè)；盾構(gòu)穿越富水砂層事故經(jīng)過： 刀盤頂?shù)降叵逻B續(xù)墻外側(cè)時，突然出現(xiàn)漏水漏砂點并迅速擴(kuò)大，從盾構(gòu)下部涌入車站接收端，進(jìn)而迅速涌入盾構(gòu)隧道內(nèi)；緊急處置：人員撤離，灌入豆礫石封堵出沙點，封堵洞門。泥水涌入端頭井案例五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南京元通站地表出現(xiàn)嚴(yán)重變形11月20日10點50分左右，人員撤退，封堵洞門；11月20日下午五點，地面形成長約45m、寬30m、深度3m左右的沉陷槽，出現(xiàn)多道裂縫；地表出現(xiàn)塌陷案例

8、五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南京元通站11月25日，路面塌陷長度達(dá)到約150-160m，21日至25日四天時間里地表發(fā)生了約80m的塌陷。11月21日，地表塌陷長度大約有80m；案例五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南京元通站地表路面繼續(xù)塌陷，盾構(gòu)到達(dá)端頭井涌砂涌水未徹底遏制；11月25上午，仍然有水和砂子從洞門底部漏出。到達(dá)車站端頭底部涌砂涌水支模后洞門底部涌砂涌水案例五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南京元通站到達(dá)洞門處安裝鋼筋網(wǎng)片和模板，澆注混凝土封堵洞門；始發(fā)端頭處堆放水泥袋封堵洞門；地面填充注漿；注入聚氨酯，填充混凝土澆注后形成的滲流間隙；隧道內(nèi)注水回填。應(yīng)急救援措施：案例五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南

9、京元通站到達(dá)端頭封堵洞門始發(fā)端頭封堵洞門案例五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南京元通站地質(zhì)因素設(shè)計因素施工因素松軟的河漫灘，地質(zhì)條件復(fù)雜，易發(fā)生管涌、滲水；地下水位較高，降水井實施困難；端頭縱向加固長度不足，僅有6m；設(shè)計采用旋噴加固效果不良，加固方法的選擇存在問題；未制定合理的盾構(gòu)到達(dá)施工方案；水平探孔實施偏少，長度太短；掘進(jìn)中出現(xiàn)出土偏少及冒氣時，未采取相應(yīng)的措施；洞門密封橡膠和壓板未安裝，洞門出現(xiàn)少量涌水涌砂時，處理方式不當(dāng)。旋噴樁下部搭接不良旋噴樁整體搭接不良事故原因分析：案例五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南京元通站經(jīng)驗教訓(xùn)：1）流沙的認(rèn)識（有壓）；2）設(shè)計端頭加固尺寸；3）加固方法的合理選擇；

10、4）封堵流沙的有效方法；5）保護(hù)管片隧道的有效措施，防止次生災(zāi)害的發(fā)生！案例五：盾構(gòu)到達(dá)地面嚴(yán)重坍塌-南京元通站案例六：盾構(gòu)到達(dá)土體涌入與地面塌陷-大興線 工程簡述：右線盾構(gòu)首先從義和莊站始發(fā)，左線隨后平行施工，左右兩線均從黃村火車站站接收盾構(gòu)。黃村火車站前100m地質(zhì)剖面圖 盾構(gòu)到達(dá)端頭除了在洞門處做了800的圍護(hù)樁外，沒有在縱向和橫向范圍對端頭土體進(jìn)行完整必要的加固處理。2009年10月9日下午，破除洞門；2009年10月9日晚上，刀盤即將頂上圍護(hù)樁；2009年10月10日凌晨，端頭區(qū)域地表出現(xiàn)塌方，形成一個長約3m、寬2.5m、深2m的大坑，大量的水和砂涌入盾構(gòu)接收井內(nèi)。破除洞門等待盾構(gòu)

11、到達(dá)盾構(gòu)即將到達(dá)洞門情況案例六：盾構(gòu)到達(dá)土體涌入與地面塌陷-大興線 地表混凝土地面出現(xiàn)裂縫，地表出現(xiàn)塌方，形成長約3m、寬2.5m、深2m的大坑案例六：盾構(gòu)到達(dá)土體涌入與地面塌陷-大興線 應(yīng)急救援措施堵水，截斷污水管，抽走污水，防止流入地層，造成水土 流失，防止再次出現(xiàn)塌方；監(jiān)測地表變形情況，及時采取相應(yīng)的補救措施；已經(jīng)發(fā)生的塌方，用混凝土進(jìn)行回填，彌補地層損失；截斷接收井加固區(qū)內(nèi)的污水和雨水管線，上游的污水和雨水直接從上游管井導(dǎo)流到下游管井。有水流管線的地方，切記及早確認(rèn)上下游閥門位置！案例六：盾構(gòu)到達(dá)土體涌入與地面塌陷-大興線 事故原因分析 地質(zhì)因素施工因素土體為疏松的粉細(xì)砂層，自穩(wěn)性極差

12、，受外力影響極易塌落。盾構(gòu)到達(dá)之前對地層估計不足，沒有采取相應(yīng)的輔助措施。端頭地層中存在有壓力管線，有補水來源，該地層應(yīng)該視為“盾構(gòu)有水到達(dá)”的情況；有壓管線的砂土地層沒有采取相關(guān)的措施對管線進(jìn)行保護(hù)。案例六：盾構(gòu)到達(dá)土體涌入與地面塌陷-大興線 案例七：區(qū)間下穿鐵路地面坍塌-京西機(jī)務(wù)段 雙線先后下穿北京西機(jī)務(wù)段鐵路：左線先行，施工參數(shù)控制基本合理，安全通過；右線盾構(gòu)在通過過程中，土壓控制偏低，導(dǎo)致出土量偏大，引起地層損失，2011.8.27隧道上方北京西機(jī)務(wù)段鐵路區(qū)域發(fā)生塌陷。卵石下穿國鐵約630m埋深1517m雜填土（57m）盾構(gòu)位置圓礫填土（06m）案例七：區(qū)間下穿鐵路地面坍塌-京西機(jī)務(wù)段

13、 右線隧道：8月28日右線5658環(huán)隧道中心線地面發(fā)生塌陷，長約3.5m，深約5m。北京西機(jī)務(wù)段鐵路右線塌陷位置右線盾構(gòu)位置始發(fā)井案例七：區(qū)間下穿鐵路地面坍塌-京西機(jī)務(wù)段區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，表層有厚度約57m雜填土及圓礫填土，較為松散;地層中存在空洞，盾構(gòu)推進(jìn)時對其產(chǎn)生擾動，誘發(fā)其失穩(wěn)。卵石雜填土（57m）盾構(gòu)位置圓礫填土（06m）右線地面塌陷處原因分析： 應(yīng)急救援：事發(fā)后當(dāng)天，相關(guān)方立即組織專家會議分析事故原因，提出建議措施，施工方已對塌陷處進(jìn)行回填。（盾構(gòu)后方）案例七：區(qū)間下穿鐵路地面坍塌-京西機(jī)務(wù)段4550環(huán)土壓01情況5058環(huán)土壓01情況0.6bar0.2bar0.6bar0.2bar

14、盾構(gòu)掘進(jìn)過程中土壓控制偏低，導(dǎo)致出土量偏大，引起地層損失；案例七：區(qū)間下穿鐵路地面坍塌-京西機(jī)務(wù)段天津地鐵2號線建國道站天津站站盾構(gòu)區(qū)間，盾構(gòu)從建國道站始發(fā)向天津站方向掘進(jìn)；案例八：區(qū)間盾構(gòu)掩埋-天津建天區(qū)間五經(jīng)路地下通道與地下直徑線成小角度相交，兩者與盾構(gòu)左右線的關(guān)系相似五經(jīng)路地道頂板五經(jīng)路地道底板8001200隔離樁右線隧道左線隧道案例八：區(qū)間盾構(gòu)掩埋-天津建天區(qū)間五經(jīng)路地道地下直徑線案例八：區(qū)間盾構(gòu)掩埋-天津建天區(qū)間 2011.5.6上午右線螺旋輸送機(jī)突被異物卡住，清理水泥碎快過程中出現(xiàn)涌水涌砂，經(jīng)在洞內(nèi)采取多種措施封堵后無效，決定采用地面注漿及封堵隧道注水； 左、右線分別在2011.5.8晚9點、2011.5.6晚11點封堵，人員全部撤離。案例八：區(qū)間盾構(gòu)掩埋-天津建天區(qū)間撤離前泥砂覆蓋機(jī)人倉一半多右側(cè)裂縫最大處左側(cè)裂縫最大處右線：撤離前泥砂覆蓋人倉的一半多，泥砂覆蓋深度大約2.8m，水流往后流，泥砂往后呈斜坡狀向后延伸。 管片從192205環(huán)均產(chǎn)生不等縫隙。左線： 1#5#臺車兩側(cè)及頂部發(fā)生管片錯臺、破損、張開等，200220環(huán)漏水較嚴(yán)重。案例八：區(qū)間盾構(gòu)掩埋-天津建天區(qū)間應(yīng)急救援措施筑壩