過江段隧道施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防及應(yīng)急預(yù)案

過江段隧道施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防及應(yīng)急預(yù)案濱江站～富春路站區(qū)間為杭州地鐵1號(hào)線工程穿越錢塘+750和K8＋處設(shè)風(fēng)井2座，在K7＋220和K7＋810處設(shè)2座聯(lián)絡(luò)通道，其中K7+本區(qū)間隧道始于濱江站（江南大道～江陵路路口），沿江陵路向西北方向前行，過舟楓路、濱盛路、規(guī)化支路，至江南風(fēng)井進(jìn)洞，隨后盾構(gòu)機(jī)江南風(fēng)井出洞繼續(xù)向西北推進(jìn)，過聞濤路，穿越南岸江堤和錢塘江，過江后穿越北岸江堤和之江路，再推進(jìn)至江北風(fēng)井進(jìn)洞，盾構(gòu)機(jī)在江北風(fēng)井出洞后繼續(xù)向西北沿婺江路推進(jìn)至江南風(fēng)井位于江陵路～聞濤路路口，江北風(fēng)井位于之江路～婺江路路口，區(qū)間5732土2砂4礫～，c壁阻力f=平均值。全區(qū)分布頂板埋深～17.80m，頂板高程~s部缺失，頂板埋深～24.00m，頂板高程～灰色，流塑，具層理結(jié)構(gòu)，層間夾粉砂。粉土薄層布，頂板埋深～23.90m，頂板高程～-12.灰色，流塑，具層理結(jié)構(gòu)，層間夾粉砂薄層。灰綠色、灰黃色，可塑～硬塑，含鐵錳斑點(diǎn)，c～，s平均值，屬中等壓縮性土。局部缺失，頂板埋深～317.96m，層厚~36擊，屬低壓縮性土。全區(qū)分布，頂板埋深力學(xué)指標(biāo)詳見表－0203。表砂質(zhì)粉土夾粉砂粉砂夾砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土量Wo%驗(yàn)數(shù)﹣試KKN﹣e﹣~~MpaIL﹣WW%%H63297597533Wo%Wo%﹣e﹣%W%IL﹣~~Mpa數(shù)KH數(shù)N砂質(zhì)粉土夾粉砂粉砂夾砂質(zhì)粉土為進(jìn)一步真實(shí)的弄清圓礫層侵入隧道斷面的深度和侵入?yún)^(qū)域的長(zhǎng)度，我項(xiàng)目部又特委托浙江省工程勘察院對(duì)隧道沿線地質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)勘。根據(jù)新的地質(zhì)補(bǔ)勘資料從上述兩種軸線調(diào)整，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能選擇沖刷積達(dá)萬km2。其洪汛受梅汛控制，汛期時(shí)，江水面），），錢塘江屬感潮型河流，呈不規(guī)則半日潮型，水位直接受潮汐影響，變化幅度），根據(jù)地下水的含水介質(zhì)、賦存條件、水理性擬建場(chǎng)地淺層地下水屬孔隙性潛水，主要賦存于表層填土及③1~③7層粉錢塘江南岸勘探期間測(cè)得鉆孔靜止水位埋深～7.60m，下水位，勘探期間測(cè)得鉆孔靜止水位埋深～7.60m，相應(yīng)24.82m，隔水層頂板高程為～-15.12m類似鉆孔灌注樁施工經(jīng)驗(yàn)，由于承壓水流速較?、?③4③5③6③7④3⑥1⑥2⑥3⑧2⑧3砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土粉砂夾砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土含砂粉質(zhì)粘土室內(nèi)試驗(yàn)滲透系數(shù)（cm/s）現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)滲透系數(shù)（cm/s）KKV-4-4-5KH-4-4-5-3-4-8-7-7-6-6表現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)滲透現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)滲透系數(shù)（cm/s）KV-4-4-4-4-4-4-3-7-7KH-4-4-4-4-4-4-3-7-6/2/3/2砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土夾粉砂砂質(zhì)粉土粉砂夾砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土室內(nèi)試驗(yàn)滲透系數(shù)（cm/s）③⑥⑥⑧-3//③③③③③③③④⑥K48623357⑨⑨粉質(zhì)粘土⑨含砂粉質(zhì)粘土有害氣體（沼氣）分布情況-3-2-2////-7-3-7詳細(xì)勘察報(bào)告?------浙江華東建設(shè)工程有限公司（）的地質(zhì)勘探資料。本工程區(qū)根據(jù)上述資料，濱江站～江南風(fēng)井～錢塘江南岸區(qū)域可能存在沼氣。但江中1）濱江站～富春路站區(qū)間江南風(fēng)井段地下氣體主要成份為甲2）從濱盛路至錢塘江邊的K6+500～K6+900里程范圍內(nèi)分2）過江隧道地鐵盾構(gòu)線自江南岸至主航道均存在有害氣體，主航道至江北岸3）過江隧道地下氣體以囊狀形式存在，主要賦存于細(xì)砂及圓礫層上部，含氣，（（5）錢塘江靠近南岸位置處氣體壓力較大，最大氣壓約～，并沿結(jié)構(gòu)線向北關(guān)于沼氣情況的描述，前后兩次地質(zhì)勘探資料在沼氣分布范圍、氣流量等方下圖為新勘探過程中沼氣段沼氣釋放時(shí)的照片。盾構(gòu)穿越段富含沼氣根據(jù)新的有毒有害氣體勘察報(bào)告，過江段靠江南岸一側(cè)富含沼氣，長(zhǎng)度約540m，沼氣壓力最大達(dá)，流量達(dá)48.85m3/h采取措施，確保施工安全。沼氣段施工具體詳見沼氣段施工防治專項(xiàng)施根據(jù)調(diào)整沖刷線下隧道最小覆土3.5m情況，過江段盾構(gòu)進(jìn)入錢塘江將穿越在施工中需采取措施，予以確保隧道軸線及施工安全。同時(shí)，圓礫層及砂性土層有可能對(duì)盾構(gòu)刀具產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，需進(jìn)行江中換刀。氣壓換刀詳見氣壓換刀專項(xiàng)特別是過江段地質(zhì)狀況，綜合兩次盾構(gòu)機(jī)專刀盤和刀具除了要適應(yīng)本工程的砂性地層外，最主要是要滿足過江段圓礫層盾構(gòu)施工理論上有“護(hù)頭護(hù)尾”之說。而護(hù)尾就是指盾尾的防滲防漏。特別是在長(zhǎng)距離江河底下及含承壓水的砂性土層段施工時(shí)，盾尾密封的好壞尤關(guān)重本工程盾構(gòu)機(jī)盾尾密封設(shè)計(jì)為三道盾尾密封，呈鈍角形。采用焊接式鋼絲密封刷二道和鋼板刷一道，鋼板刷的設(shè)置是提高剛性，使密封刷不易折斷，更好的的前提下，其盾尾密封結(jié)構(gòu)能抵抗6Kg以上的水壓。過江段區(qū)間螺旋機(jī)作為渣土的主要出口，也是承壓水和沼氣噴涌這兩風(fēng)險(xiǎn)控制的關(guān)鍵所根據(jù)工程勘探資料和有毒有害氣體勘察報(bào)告，本工程螺旋機(jī)設(shè)計(jì)如下：（1）針對(duì)過江段圓礫層可能存在直徑較大的卵石，故本工程采用是直徑達(dá)∮機(jī)，使其快速起到土塞效應(yīng)，防止和控制水氣土結(jié)合，從螺旋機(jī)處發(fā)生噴涌現(xiàn)個(gè)加泥加水口，以改良刀盤正面渣土和土倉(cāng)內(nèi)的渣土。刀盤正面加納基膨潤(rùn)土考慮到本工程穿越錢塘江段，盾構(gòu)穿越斷面存在有毒有害氣體。故盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)就在螺旋機(jī)出口、盾尾上部、及第一節(jié)車架前端設(shè)置有毒有害氣體自動(dòng)監(jiān)測(cè)根據(jù)第二次有害氣體的勘察，本區(qū)間段沼氣分布較第一次地質(zhì)詳勘所示圍要廣，且顯示的流量和壓力均很大。最大壓力，最大48.85m3/措施，由于沼氣壓力和流量均較大，盾構(gòu)穿越過程中極易產(chǎn)生瞬間噴涌和沼氣含量劇增等狀況，施工風(fēng)險(xiǎn)將極大。為此，需采取下列措施來確保盾構(gòu)穿越沼氣段在盾構(gòu)在沼氣段的安全施工，在施工前必須預(yù)先對(duì)盾構(gòu)穿越區(qū)域內(nèi)的沼氣進(jìn)行泄小。沼氣釋放分兩個(gè)階段：一個(gè)是試驗(yàn)階段；一個(gè)是正式實(shí)施階段。此工作都在沼氣釋放后對(duì)土體側(cè)向抗力不均勻程度等不是很了解?？紤]到江中具體實(shí)施時(shí)再江南風(fēng)井段放氣孔平面布置圖道斷面的前端區(qū)域；二為該區(qū)域相對(duì)比較空曠，個(gè)放氣孔。其中部分孔采取不等間距進(jìn)行布最合理經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，試驗(yàn)工程中，根據(jù)孔位力值的可降范圍，釋放速度對(duì)周邊環(huán)境的影環(huán)境的影響，及釋放后沼氣的匯攏情況。通渣土改良是土壓平衡盾構(gòu)在砂性土和圓礫層施工中常用的一種有效方法。采取何種材料來進(jìn)行改良將是渣土改良的關(guān)鍵。本工程渣土改良主要考慮采用納基膨潤(rùn)土，在試驗(yàn)段將對(duì)膨潤(rùn)土使用情況進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)。以確定膨潤(rùn)土改良渣土的效果。直徑通風(fēng)機(jī)布置示意圖通風(fēng)機(jī)布置示意圖江南風(fēng)井抽出式風(fēng)機(jī)盾構(gòu)機(jī)盾構(gòu)機(jī)車架盾構(gòu)機(jī)主機(jī)江南風(fēng)井～江北風(fēng)井段通風(fēng)機(jī)按照此類型布置，如隧道內(nèi)自然回風(fēng)速度不能滿足有害氣體排風(fēng)要求，在隧道上部布置接力排風(fēng)風(fēng)機(jī)。壓入式風(fēng)機(jī)速等指標(biāo)做響應(yīng)的測(cè)試，以優(yōu)化、確定江南風(fēng)井～％；～％禁止人員入內(nèi)，隧道內(nèi)配置應(yīng)急燈，并開啟。對(duì)于盾構(gòu)長(zhǎng)距離穿越錢塘江，隧道斷面含圓礫層、粉砂層等對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)不利的地層。為預(yù)防該地層對(duì)盾構(gòu)刀具產(chǎn)生較大磨損，需在江中進(jìn)行氣壓換刀。故在管片生產(chǎn)上預(yù)先考慮氣壓法換刀施工的閘墻預(yù)留裝置。根據(jù)情況，將預(yù)先生產(chǎn)2環(huán)帶有預(yù)留裝置的管片。陸地試驗(yàn)段沼氣釋放試驗(yàn)孔在試驗(yàn)后繼續(xù)保持，待盾構(gòu)穿越后在回填；江中段沼氣釋放孔原則上按沼氣試驗(yàn)段結(jié)果進(jìn)行布孔釋放。江中沼氣釋放孔按有毒有害氣體勘探報(bào)告探明的沼氣含氣范圍向北適當(dāng)進(jìn)行延伸50～100m，預(yù)防后部沼氣江中段靠江南岸側(cè)，鉆探船只無法進(jìn)入?yún)^(qū)域釋放孔采取架排架進(jìn)行鉆探釋放；江中段其他釋放孔采取鉆探船江中定位沼氣釋放實(shí)驗(yàn)段試驗(yàn)應(yīng)在穿越前5個(gè)月左右完成；江中段沼氣釋放工作原則并在穿越前1個(gè)月進(jìn)行探孔復(fù)查，如發(fā)現(xiàn)沼氣量積聚，沼氣壓力回升，需繼續(xù)持孔根據(jù)航道水務(wù)實(shí)際情況，若能保留的則保留至盾構(gòu)穿越后回填；若不能保留則禁止人員入內(nèi)，隧道內(nèi)開啟防爆應(yīng)急燈。若施工人員重新進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，必須經(jīng)置固定式自動(dòng)報(bào)警有毒有害其他監(jiān)測(cè)裝置。另外，（1）在沼氣含量小于等于％時(shí)，按正常通風(fēng)采用壓入式向隧道內(nèi)輸送新鮮空（2）沼氣含量大于％時(shí)，開始考慮加強(qiáng)通風(fēng)，啟動(dòng)混合式式通風(fēng)系統(tǒng)。即同時(shí)開啟抽出式風(fēng)機(jī)；盡量將隧道內(nèi)沼氣含量控制在％以下，保障隧道掘進(jìn)施工的全技術(shù)交底，強(qiáng)化安全生產(chǎn)意識(shí)。2）確保所有監(jiān)測(cè)設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)狀態(tài)，監(jiān)測(cè)人員必須作好監(jiān)測(cè)工作4）一旦隧道內(nèi)沼氣含量達(dá)到中止施工警戒值時(shí)，必須停止施工，待通風(fēng)稀5）施工過程中加強(qiáng)對(duì)明火使用的管理，進(jìn)入隧道嚴(yán)禁帶明火（包括打火機(jī)7）隧道內(nèi)工作面、車架等區(qū)域配備滅火機(jī)外，隧道工作面區(qū)域還應(yīng)配備水滅消防管路。且必須確保水滅管路時(shí)刻暢通和有效。%工區(qū)域?yàn)槌袎核驼託飧淮鎱^(qū)域，在施工中需采取措施，予以確保隧道軸線及施K7K7+K7K7+），），渣土改良就是通過盾構(gòu)機(jī)配置的專用裝置向刀盤面、土倉(cāng)或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入膨潤(rùn)土或泡沫，利用刀盤的旋轉(zhuǎn)攪拌、土倉(cāng)攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)攪拌使添加劑與土渣混合的方法。在卵石層中施工，通過渣土改良，可以更好地建立正面平衡壓力，降低透水性，另外盾構(gòu)切削下來的渣土也具有更好的流塑性和土量改良一般采用膨潤(rùn)土或泡沫等，考慮到粉砂層和圓礫層的特殊情況，本實(shí)，加大對(duì)刀盤和刀具的磨損；同時(shí)，盾構(gòu)斷面內(nèi)上下土層軟硬不均，快速掘進(jìn)易使軸線偏離設(shè)計(jì)軸線。故該段掘進(jìn)中推進(jìn)速度不宜過快。但考慮到礫石的自立性又不好，故既要保持土壓平衡，又要控制推進(jìn)速度。推進(jìn)速度一般可設(shè)在1~考慮到正面土層的自立性相對(duì)較差，且富含沼氣，故推進(jìn)平衡壓力不宜偏高。具體根據(jù)實(shí)際施工和監(jiān)測(cè)情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在盾構(gòu)進(jìn)入江南風(fēng)井后，根據(jù)前段施工對(duì)刀在掘進(jìn)過程中，根據(jù)穿越土層的不同，盡量好，出現(xiàn)較大的超挖現(xiàn)象，就可能出現(xiàn)正面在進(jìn)入本段施工前，對(duì)前階段盾構(gòu)施工的同在本區(qū)段施工時(shí)，根據(jù)上述優(yōu)化的同步注漿及時(shí)填充建筑空隙，既不能因過少而造成江底大盾構(gòu)螺旋機(jī)內(nèi)設(shè)置二道反向閘門,另外在螺③管片做到居中拼裝，以防盾構(gòu)與管片之間的④為在江中段推進(jìn)過程中，在必要時(shí)可在盾④如上述措施效果不佳時(shí)，可采用聚氨脂在盾在江中段，土中含水量較高，土的滲透系數(shù)調(diào)整注漿漿液、注漿部位及注漿量，配制快凝及（2）對(duì)盾尾滲漏嚴(yán)重處采用堵漏材料進(jìn)行應(yīng)急止水；（3）采取盾構(gòu)機(jī)上增設(shè)的注漿孔和盾尾后3環(huán)管片注漿孔進(jìn)行注漿，減緩盾（4）如上述措施效果還不佳時(shí)，可采用聚氨脂在盾尾后一定距離處壓注，進(jìn)過江段施工距離較長(zhǎng)，從江南風(fēng)井～江北風(fēng)井全長(zhǎng)約1600多米，其中1300地層對(duì)盾構(gòu)刀具非常不利，極有可能產(chǎn)生刀具磨損過度，影響盾構(gòu)掘進(jìn)。等，可直接開倉(cāng)進(jìn)行換刀2）若正面巖體自立性差，或正面有承壓水或裂隙水等，可采取在盾構(gòu)機(jī)前端進(jìn)行地面注漿加固后，開倉(cāng)進(jìn)行換刀3）若無法進(jìn)行地面加固的，則采取局部氣壓法進(jìn)行換刀。采取氣壓法輔助換刀施工措施，就是用氣壓來穩(wěn)定開挖面的土體，防止水、土涌入隧道內(nèi)；當(dāng)開挖面趨于穩(wěn)定后，進(jìn)入盾構(gòu)倉(cāng)內(nèi)的換刀工作。8.4.2氣壓法供氣方式及施工設(shè)備、材料供氣方式有地面供氣和隧道內(nèi)供氣兩種方式。隧道內(nèi)供氣好處在于整個(gè)氣體管路路徑比較短，氣體壓力管理比較集中，反應(yīng)及時(shí)，但是這種方式涉及到設(shè)備擺放、用電配合等工作，故不準(zhǔn)備采用。卻器、止逆閥、各類閥門、壓力儀表等配套設(shè)施，來供應(yīng)氣壓換刀所需壓縮空耗氣量計(jì)算：在氣壓法施工中，壓縮空氣消耗量主要包括開挖面的漏氣量、隧道襯砌與盾尾間的漏氣量、襯砌接縫漏氣量，以及人員和材料進(jìn)出氣閘時(shí)的消根據(jù)設(shè)計(jì)軸線資料，江中段隧道最深，結(jié)合水土合算，隧道最大埋深處（隧道底部）中心水壓力約。本次氣壓施工需要把隧道分隔成3個(gè)氣壓段，即氣壓段（工作面）、變壓段（氣閘室）、常壓段。設(shè)置1道氣閘墻來完成隔離。氣閘室設(shè)置在氣壓墻后。氣氣閘墻的制造與安裝由加工密封構(gòu)件經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)加工專業(yè)企業(yè)進(jìn)行，加工過程中，著重提出了如下要求：1)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行加工制造。2)嚴(yán)格保證各部件及氣閘墻整體的平整度。3)嚴(yán)格確保所有螺栓螺孔的精確度和配合度。4)所有密封件，如：橡膠板，密封墊圈等的材料在符合設(shè)計(jì)要求的前提下都5)必須保證在規(guī)定的節(jié)點(diǎn)之前完成加工制造任務(wù)。6)氣閘墻安裝的先后順序?yàn)椋鹤筮吜骸髠?cè)板→右側(cè)板→右邊梁→右邊板→框梁→密封門。對(duì)水平運(yùn)輸系統(tǒng)的檢查保養(yǎng)，對(duì)軌枕、軌道、電機(jī)車平板作重點(diǎn)檢查，對(duì)變形的軌枕、軌道及車輪受損嚴(yán)重的平板車進(jìn)行更換，電機(jī)車進(jìn)行一次二級(jí)例保，檢查所有監(jiān)控設(shè)施是否完好。2)垂直運(yùn)輸系統(tǒng)保養(yǎng)垂直運(yùn)輸系統(tǒng)的檢修保養(yǎng)，主要針對(duì)32t、5t行車進(jìn)行一次全面保養(yǎng)。3)供電系統(tǒng)對(duì)供電系統(tǒng)高低壓配電間，進(jìn)行一次檢查，如發(fā)生外部停電，應(yīng)確保盡快恢對(duì)所有施工人員進(jìn)行詳細(xì)到位的技術(shù)交底，務(wù)求使每一位參加施工的人員清楚了解氣壓換刀的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)以及在氣壓換刀過程中應(yīng)當(dāng)采取的重要施工技術(shù)措在實(shí)行帶壓作業(yè)前，進(jìn)艙作業(yè)人員必須進(jìn)行專業(yè)的高壓作業(yè)培訓(xùn)。帶壓作業(yè)的人員培訓(xùn)分為三個(gè)部分：理論知識(shí)培訓(xùn)；操作技能培訓(xùn)；心理培①理論知識(shí)培訓(xùn)：學(xué)習(xí)基本的醫(yī)學(xué)常識(shí)和急救方法。其培訓(xùn)的效果要達(dá)到：培訓(xùn)人員通過培訓(xùn)要知道整個(gè)加壓和降壓對(duì)身體的影響，以及整個(gè)過程中各自應(yīng)該遵循的規(guī)定和平衡外部氣壓和人體空腔內(nèi)氣壓所要做出的鼓氣動(dòng)作。熟悉在加減壓過程中，什么情況屬于正常什么情況屬于異常。并能在出現(xiàn)異常情況下做出正確的第一反應(yīng)：知道基本的減壓病的發(fā)病癥狀，并能根據(jù)自身情況做出判斷。②操作技能培訓(xùn)：對(duì)從事帶壓換刀人員進(jìn)行詳細(xì)的帶壓環(huán)境下的技能培訓(xùn)。帶壓環(huán)境下的技能培訓(xùn)顧名思義就是要在真正的帶壓環(huán)境下進(jìn)行培訓(xùn)其相關(guān)技能。要求：在培訓(xùn)過程中被培訓(xùn)人員要熟練掌握各種氣閥的使用方法以及理解各種儀表顯示的內(nèi)容代表什么情況，并可根據(jù)儀表的顯示對(duì)各種氣閥進(jìn)行正確操作，在艙內(nèi)人員還要清楚加熱系統(tǒng)的操作方法。另外還要清楚緊急逃生系統(tǒng)的各種功能和逃生步驟。③心理培訓(xùn)：高壓培訓(xùn)成功與否都是以成功的檢，只有體檢合格者才能進(jìn)入