盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制課件

盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制

中鐵隧道集團(tuán)有限公司潘明亮

中國(guó)-上海

2015--10

盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制

中鐵隧道集團(tuán)有限公司潘明1提綱一、盾構(gòu)隧道建設(shè)中的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知二、典型風(fēng)險(xiǎn)案例分析與處置三、風(fēng)險(xiǎn)事故管控原則四、總結(jié)與展望提綱一、盾構(gòu)隧道建設(shè)中的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知2一、盾構(gòu)隧道建設(shè)中的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知一、盾構(gòu)隧道建設(shè)中的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知3當(dāng)前國(guó)內(nèi)地鐵盾構(gòu)類型土壓平衡盾構(gòu)泥水平衡盾構(gòu)雙模式盾構(gòu)頂管機(jī)TBM當(dāng)前國(guó)內(nèi)地鐵盾構(gòu)類型土壓平衡盾構(gòu)泥水平衡盾構(gòu)雙模式盾構(gòu)4盾構(gòu)的概念

盾構(gòu)，是一種具有金屬外殼，殼內(nèi)裝有整機(jī)及輔助設(shè)備，在盾殼的掩護(hù)下進(jìn)行隧道土體開(kāi)挖、土渣排運(yùn)、整機(jī)推進(jìn)和管片安裝等作業(yè)，從而構(gòu)筑隧道的構(gòu)特種施工裝備。1.刀盤2.主軸承3.推進(jìn)油缸4.人艙5.螺旋輸送機(jī)6.管片安裝機(jī)

7.排土閘門8.管片輸送車9.管片吊機(jī)10.皮帶機(jī)泥水平衡盾構(gòu)盾構(gòu)的概念盾構(gòu)，是一種具有金屬外殼，殼內(nèi)裝有整機(jī)及5盾構(gòu)的概念盾構(gòu)是集機(jī)、電、液、氣為一體，具有掘進(jìn)、出渣、襯砌等功能的大型復(fù)雜裝備，邊推進(jìn)邊形成隧道，實(shí)現(xiàn)了隧道施工的工廠化作業(yè)。土壓平衡盾構(gòu)盾構(gòu)的概念盾構(gòu)是集機(jī)、電、液、氣為一體，具有掘進(jìn)、6盾構(gòu)的概念盾構(gòu)的工作原理就是一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)組件沿隧道軸線邊向前推進(jìn)邊對(duì)地層進(jìn)行掘進(jìn)。這個(gè)鋼結(jié)構(gòu)組件的殼體稱“盾殼”，盾殼對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧道段起著臨時(shí)支護(hù)的作用，承受周圍地層的水土壓力以及將隧道圍巖及地下水擋在盾殼外面。?“盾”——“保護(hù)”，指盾殼；?“構(gòu)”——“構(gòu)筑”，指管片拼裝或襯砌。盾構(gòu)的概念盾構(gòu)的工作原理就是一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)組件沿隧道軸7盾構(gòu)法主要施工程序1、建造盾構(gòu)工作井2、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)安裝就位4、初推段掘進(jìn)施工5、掘進(jìn)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)換6、盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)施工8、盾構(gòu)進(jìn)入接井7、接收井洞口土體加固3、出洞口土體加固盾構(gòu)法主要施工程序1、建造盾構(gòu)工作井2、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)安裝就位48隧道盾構(gòu)掘進(jìn)示意圖開(kāi)挖襯砌出土運(yùn)輸隧道盾構(gòu)掘進(jìn)示意圖開(kāi)挖襯砌出土運(yùn)輸9

盾構(gòu)法施工具有施工安全快速、對(duì)周邊環(huán)境及交通影響小等優(yōu)點(diǎn)，在城市地鐵、道路修建中得到了廣泛應(yīng)用。然而，地鐵盾構(gòu)隧道建設(shè)事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)盾構(gòu)工程施工風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知和風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)有待進(jìn)一步提高。1、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)法施工具有施工安全快速、對(duì)周邊環(huán)境及交通影響小等優(yōu)點(diǎn)102、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生機(jī)理風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)后果風(fēng)險(xiǎn)管控2、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生機(jī)理風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)后果風(fēng)險(xiǎn)管控113、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)因素

盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的原因可分為環(huán)境因素、人為因素和盾構(gòu)機(jī)因素。地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境因素人為因素施工設(shè)備3、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)因素盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的原124、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分類盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)可分為管理風(fēng)險(xiǎn)、人工風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)與材料風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)、社會(huì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)六類。

技術(shù)與材料刀具更換4、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分類盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)可分13（1）地質(zhì)與盾構(gòu)選型匹配性風(fēng)險(xiǎn)（2）盾構(gòu)組裝與調(diào)試及拆吊風(fēng)險(xiǎn)（3）盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)、過(guò)站、平移作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)（4）盾構(gòu)上、下穿建(構(gòu))筑物風(fēng)險(xiǎn)（5）特殊地層段盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)（孤石、上軟下硬地層、富水砂層、高粘性土層、礦山法隧道盾構(gòu)空推段等等）（6）盾構(gòu)機(jī)下穿江河水體風(fēng)險(xiǎn)（7）盾構(gòu)掘進(jìn)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)（8）盾構(gòu)開(kāi)倉(cāng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)施工的風(fēng)險(xiǎn)主要有：（1）地質(zhì)與盾構(gòu)選型匹配性風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)施工的風(fēng)險(xiǎn)主要有：14（1）地質(zhì)與盾構(gòu)選型風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)機(jī)的選型應(yīng)依據(jù)地質(zhì)條件；地質(zhì)條件及開(kāi)挖面穩(wěn)定性能；隧道埋深、地下水位；隧道設(shè)計(jì)斷面、路線、線性、坡度；環(huán)境條件、沿線場(chǎng)地；管片襯砌類型；工期造價(jià)等。所以如果盾構(gòu)機(jī)選型失誤，對(duì)地質(zhì)條件不適應(yīng)，是盾構(gòu)施工最大的風(fēng)險(xiǎn)。（1）地質(zhì)與盾構(gòu)選型風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)機(jī)的選型應(yīng)依據(jù)地質(zhì)條件；地質(zhì)條件15盾構(gòu)機(jī)選型原則：綜合考慮工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，確保盾構(gòu)設(shè)備與地層的適應(yīng)性，同時(shí)確保盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)自身安全?？紤]隧道區(qū)間平、縱斷面設(shè)計(jì)，確保盾構(gòu)滿足設(shè)計(jì)線路要求。重點(diǎn)考慮施工環(huán)境條件和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)工程及地表變形控制標(biāo)準(zhǔn)，確保環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)工程安全。盾構(gòu)機(jī)選型原則：綜合考慮工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，確保盾構(gòu)161開(kāi)挖面2刀盤3土艙4主軸承5推進(jìn)千斤頂6螺旋輸送機(jī)7管片拼裝器8管片12345678土壓平衡盾構(gòu)機(jī)1開(kāi)挖面12345678土壓平衡盾構(gòu)機(jī)17土壓平衡盾構(gòu)機(jī)工作原理水壓+土壓=土倉(cāng)壓力土壓平衡盾構(gòu)機(jī)工作原理18泥水平衡盾構(gòu)機(jī)工作原理水壓力+土壓力=切口水壓泥水平衡盾構(gòu)機(jī)工作原理19主機(jī)1.盾構(gòu)主機(jī)由刀盤、前盾、中盾和盾尾等四部分組成，且具備足夠的強(qiáng)度和剛度。2.土艙內(nèi)土壓傳感器不少于5個(gè)，且應(yīng)該按上、中、下不同區(qū)位布置在土艙隔板內(nèi)（泥水盾構(gòu)泥水倉(cāng)壓力傳感器3個(gè)，氣墊倉(cāng)壓力傳感器2個(gè)）。3.刀盤面板和土艙內(nèi)土體改良劑注入口均不少于4個(gè)，且應(yīng)合理分散布置在刀盤面板和土艙隔板上的相應(yīng)位置（泥水盾構(gòu)無(wú)土體改良注入口，在泥水管道上有2路膨潤(rùn)土注入口）。4.主機(jī)長(zhǎng)度及其鉸接設(shè)計(jì)應(yīng)滿足隧道設(shè)計(jì)最小轉(zhuǎn)彎半徑的要求，且應(yīng)滿足線路半徑為200m曲線的要求，特殊情況下應(yīng)滿足線路半徑為150m曲線的要求（泥水盾構(gòu)無(wú)鉸接）。5.盾尾至少具備三道密封刷構(gòu)成兩道油脂密封腔且能夠承受土壓、水壓及同步注漿產(chǎn)生的壓力，不低于0.5MPa。6.每道盾尾密封艙密封油脂注入口不少于6個(gè)，且應(yīng)能監(jiān)測(cè)到每個(gè)注入口油脂注入壓力，及總油脂注入量。選型技術(shù)要求主機(jī)選型技術(shù)要求20刀盤1.刀盤開(kāi)口率應(yīng)根據(jù)開(kāi)挖地層的特點(diǎn)來(lái)確定，以保證渣土順利進(jìn)入土艙內(nèi)，適應(yīng)快速掘進(jìn)和建立土壓的要求。2.刀盤上刀具布置應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件并具有一定高差，層次感強(qiáng)，且為滿足正反方向旋轉(zhuǎn)的要求，對(duì)于磨蝕性較強(qiáng)的砂卵石地層和砂層，刀具應(yīng)增加耐磨性。3.刀盤前方土體改良劑注入口不少于4個(gè)，應(yīng)合理分散布置，且刀盤中心須至少設(shè)置一個(gè)注入口。4.配備扭矩應(yīng)根據(jù)開(kāi)挖地層的特點(diǎn)來(lái)確定，對(duì)于砂卵石地層，直徑為6280mm刀盤額定扭矩不低于5000kN?m，脫困扭矩不低于6500kN?m。5.刀盤背面應(yīng)設(shè)置攪拌棒，通過(guò)刀盤的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)攪拌棒對(duì)渣土進(jìn)行攪拌改良。6.應(yīng)充分考慮地層對(duì)刀盤的磨蝕性（尤其是砂卵石地層和砂層），刀盤正面及側(cè)面應(yīng)具有足夠的耐磨性。選型技術(shù)要求刀盤選型技術(shù)要求21帶滾刀復(fù)合式面板式刀盤帶滾刀復(fù)合式面板式刀盤22推進(jìn)系統(tǒng)1.推進(jìn)系統(tǒng)提供的最大推力應(yīng)根據(jù)地層條件和管片強(qiáng)度綜合考慮，應(yīng)能克服盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中所遇到的最大阻力。2.推進(jìn)油缸行程應(yīng)根據(jù)管片的環(huán)寬和K塊管片插入的長(zhǎng)度來(lái)綜合確定。3.推進(jìn)系統(tǒng)提供的最大推進(jìn)速度達(dá)80mm/min。4.推進(jìn)油缸撐靴在與管片接觸時(shí)能保證推力緩和均勻地作用在管片上，并保證密封止水橡膠條的完好。選型技術(shù)要求推進(jìn)系統(tǒng)選型技術(shù)要求23盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制ppt課件24（2）盾構(gòu)運(yùn)輸、組裝、調(diào)試與拆吊風(fēng)險(xiǎn)

盾構(gòu)機(jī)進(jìn)、出場(chǎng)的運(yùn)輸,盾構(gòu)吊裝調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，主要風(fēng)險(xiǎn)有超重超寬超高風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)地上地下管線及結(jié)構(gòu)物細(xì)致調(diào)查保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)，大型起重吊裝風(fēng)險(xiǎn)，超大型設(shè)備協(xié)調(diào)配合調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)等等。（2）盾構(gòu)運(yùn)輸、組裝、調(diào)試與拆吊風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)25盾構(gòu)始發(fā)(出洞)階段

盾構(gòu)始發(fā)三大鋼結(jié)構(gòu)件:1.洞門鋼環(huán)2.始發(fā)接收托架3.反力架盾構(gòu)始發(fā)(出洞)階段盾構(gòu)始發(fā)三大鋼結(jié)構(gòu)件:1.洞門鋼環(huán)261、吊裝前對(duì)吊裝環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)收。吊裝場(chǎng)地地面硬化及吊裝設(shè)備承重處地面承載力情況，當(dāng)承載力不滿足要求時(shí)，應(yīng)采取鋪墊鋼板、施工承載樁等措施來(lái)解決；2、吊裝前對(duì)盾構(gòu)設(shè)備吊環(huán)進(jìn)行探傷，確保吊環(huán)滿足要求，臺(tái)車應(yīng)采取吊裝保護(hù)措施。3、吊裝前對(duì)吊裝設(shè)備吊索進(jìn)行安全檢查，對(duì)吊裝設(shè)備操作等人員的操作證書(shū)進(jìn)行核查。4、吊件起升過(guò)程中，操作必須平穩(wěn)，速度均勻，避免吊索受沖擊力。5、根據(jù)盾構(gòu)各個(gè)部件的重量、尺寸、場(chǎng)地條件和吊裝設(shè)備性能，制定完善的吊裝方案。6、吊裝過(guò)程中應(yīng)派專人看守，尤其重點(diǎn)巡視吊裝設(shè)備承重處地面情況。盾構(gòu)機(jī)吊裝應(yīng)對(duì)措施1、吊裝前對(duì)吊裝環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)收。吊裝場(chǎng)地地面硬化及吊裝設(shè)備承重27（3）盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)、過(guò)站及平移風(fēng)險(xiǎn)漿液和泡沫沿洞門密封處涌出盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)是盾構(gòu)施工中風(fēng)險(xiǎn)較大的環(huán)節(jié)之一，極易發(fā)生安全質(zhì)量事故。（3）盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)、過(guò)站及平移風(fēng)險(xiǎn)漿液和泡沫沿洞門密封處涌28（3）盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)、過(guò)站及平移風(fēng)險(xiǎn)（3）盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)、過(guò)站及平移風(fēng)險(xiǎn)29端頭加固方法及質(zhì)量存在問(wèn)題；盾構(gòu)始發(fā)/到達(dá)施工參數(shù)控制不合理（土壓、注漿壓力、推力等）；洞門密封質(zhì)量差，或安裝方法有誤，導(dǎo)致密封滲漏；洞門破除過(guò)早。始發(fā)與到達(dá)、過(guò)站及平移風(fēng)險(xiǎn)原因始發(fā)與到達(dá)、過(guò)站及平移風(fēng)險(xiǎn)原因30安全風(fēng)險(xiǎn)分析端頭加固質(zhì)量不能滿足施工需要1.端頭加固工法選擇不合理（旋噴樁、攪拌樁、袖閥管、冷凍法）2.端頭加固范圍不夠。主要體現(xiàn)在加固長(zhǎng)度、深度上。3.端頭加固質(zhì)量未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。①加固體本身強(qiáng)度不夠，難以滿足抗滑移或剪切的要求。②加固體不連續(xù)，局部出現(xiàn)滲漏。③加固節(jié)點(diǎn)處理不好，特別是圍護(hù)結(jié)構(gòu)與加固體之間的間隙處理、不同工法之間的界面處理。安全風(fēng)險(xiǎn)分析端頭加固質(zhì)量不能滿足施工需要31安全風(fēng)險(xiǎn)分析洞門密封滲漏（1）洞門密封鋼環(huán)脫落或開(kāi)裂，造成密封失效。（2）洞門簾布橡膠板開(kāi)裂或未拉緊造成密封失效。（3）盾構(gòu)機(jī)始發(fā)姿態(tài)偏差過(guò)大造成密封失效。為了防止盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)時(shí)泥土、地下水從盾殼和洞門的間隙處流失，以及盾尾通過(guò)洞門后背襯注漿漿液的流失，在盾構(gòu)始發(fā)時(shí)需安裝洞門臨時(shí)密封裝置，臨時(shí)密封裝置由簾布橡膠、壓板、墊片、螺栓和鋼絲繩等組成。鎖緊用鋼絲繩扇形壓板安全風(fēng)險(xiǎn)分析洞門密封滲漏鎖緊用鋼絲繩扇形壓板32安全風(fēng)險(xiǎn)分析反力架加固不能提供足夠的反力，造成反力架失穩(wěn)（1）反力架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠（2）反力架加固不牢固。（3）始發(fā)臺(tái)加固不牢固，未做好有效的防扭和抗浮措施。安全風(fēng)險(xiǎn)分析反力架加固不能提供足夠的反力，造成反力架失穩(wěn)33始發(fā)施工對(duì)策應(yīng)對(duì)端頭加固效果進(jìn)行檢驗(yàn)；①豎直抽芯過(guò)程：孔位、深度、連續(xù)性判斷抽芯孔封堵的效果②水平抽芯孔的確定，檢查、及時(shí)封堵采用豎直抽芯和水平探孔相結(jié)合的方式檢查洞門加固效果。在洞門處安裝止水橡膠簾布和扇形壓板；密封裝置安裝前應(yīng)對(duì)簾布橡膠的整體性、硬度、老化程度等進(jìn)行檢查，對(duì)圓環(huán)板的成圓螺栓孔位等進(jìn)行檢查。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入預(yù)留洞門前在外圍刀盤和簾布橡膠板外側(cè)涂潤(rùn)滑油以免盾構(gòu)機(jī)刀盤掛破簾布橡膠板影響密封效果。盾構(gòu)推進(jìn)中注意觀察、防止刀盤周邊損傷橡膠帶；洞圈扇形鋼板要及時(shí)調(diào)整，提高密封圈的密封性；備好注漿堵漏及承壓水井點(diǎn)的施工條件，以應(yīng)洞口涌水時(shí)急用。應(yīng)合理選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的破除時(shí)機(jī)，確保破除過(guò)程中端頭處土體的穩(wěn)定；對(duì)盾構(gòu)機(jī)始發(fā)姿態(tài)進(jìn)行人工復(fù)測(cè),確保盾構(gòu)機(jī)始發(fā)姿態(tài)滿足施工要求。盾構(gòu)始發(fā)前，從刀盤開(kāi)口向盾構(gòu)土倉(cāng)內(nèi)填塞土坯（基本充填滿土倉(cāng)），可使盾構(gòu)機(jī)在切入掌子面時(shí)就可建立一定的土壓，防止始發(fā)時(shí)掌子面發(fā)生大面積坍塌。盾構(gòu)始發(fā)（或到達(dá)）施工前始發(fā)施工對(duì)策應(yīng)對(duì)端頭加固效果進(jìn)行檢驗(yàn)；盾構(gòu)始發(fā)（或到達(dá)）施34始發(fā)施工對(duì)策洞門破除后應(yīng)立即推進(jìn)盾構(gòu)；盾構(gòu)在加固區(qū)內(nèi)的施工，土壓建立前應(yīng)嚴(yán)格控制出土量，正確使用加固土體松散系數(shù)；盾構(gòu)始發(fā)在快出加固區(qū)時(shí)應(yīng)將土壓建立到略高于正常值，以確保在盾構(gòu)出加固區(qū)后不會(huì)因土壓過(guò)低而造成地表塌陷事故；總推力和扭矩控制在反力架及始發(fā)基座所能承受的范圍內(nèi)。盾構(gòu)始發(fā)施工過(guò)程中始發(fā)施工對(duì)策盾構(gòu)始發(fā)施工過(guò)程中35到達(dá)施工對(duì)策控制好盾構(gòu)姿態(tài)，在保證出碴量正常、同步注漿回填密實(shí)的前提下，盡量快速完成盾構(gòu)的接收。盾構(gòu)到達(dá)進(jìn)入加固區(qū)后應(yīng)逐步減小土壓直至降為0，同時(shí)降低總推力,降低推進(jìn)速度，緩慢向洞門推進(jìn)，同時(shí)嚴(yán)格控制出土量；盾構(gòu)貫通時(shí)，對(duì)進(jìn)洞口段至少10~15環(huán)管片進(jìn)行縱向拉緊作業(yè)。盾構(gòu)機(jī)貫通后,應(yīng)及時(shí)拉緊簾幕橡膠板鋼絲繩,使簾幕橡膠板包緊盾構(gòu)機(jī)前體,確保洞門密封，防止洞口處涌水涌沙，同時(shí)保證同步注漿砂漿不流失。做好同步注漿，保證管片壁后注漿，控制地表沉降。盾構(gòu)到達(dá)施工過(guò)程中到達(dá)施工對(duì)策控制好盾構(gòu)姿態(tài)，在保證出碴量正常、同步注漿回填密36運(yùn)營(yíng)地鐵隧道、越江公路隧道及立交橋、高速鐵路、房屋等重要構(gòu)筑物的變形要求極其嚴(yán)格。在盾構(gòu)的穿越施工過(guò)程中稍有不慎，易對(duì)高靈敏度軟土產(chǎn)生相對(duì)較大的擾動(dòng)，從而引起較大的地層損失率，導(dǎo)致被穿越的重要建造物產(chǎn)生過(guò)大不均勻的變形，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的后果。（4）盾構(gòu)上、下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)營(yíng)地鐵隧道、越江公路隧道及立交橋、高速鐵路、房屋等重要構(gòu)筑37（4）盾構(gòu)上、下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)既有運(yùn)營(yíng)線事故（4）盾構(gòu)上、下穿建筑物風(fēng)險(xiǎn)既有運(yùn)營(yíng)線事故38出渣量過(guò)多；土倉(cāng)壓力設(shè)置偏低；同步注漿量不足；二次補(bǔ)充注漿不及時(shí)；地質(zhì)條件差；盾構(gòu)機(jī)其它掘進(jìn)參數(shù)和掘進(jìn)控制不合理。安全風(fēng)險(xiǎn)分析安全風(fēng)險(xiǎn)分析39下穿前100m，設(shè)定為試驗(yàn)段；采用超土壓掘進(jìn)模式，保證刀盤通過(guò)時(shí)地面有微隆起，并保持土壓穩(wěn)定性；掘進(jìn)參數(shù)：以“超土壓、控出渣、飽注漿、勤監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)整”的思路，制定掘進(jìn)參數(shù)，保證連續(xù)推進(jìn)。嚴(yán)格控制出渣量，防止超挖；加大同步注漿壓力及注漿量，控制既有線沉降；現(xiàn)場(chǎng)成立信息化反饋聯(lián)動(dòng)機(jī)制，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，做到信息化施工；及時(shí)進(jìn)行管片壁后二次補(bǔ)強(qiáng)注漿；盾構(gòu)機(jī)上儲(chǔ)備足量的膨潤(rùn)土，以備意外停機(jī)，向土倉(cāng)內(nèi)注入。穿越期間執(zhí)行項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)帶班制，24小時(shí)地面巡視。施工對(duì)策施工對(duì)策40（5）特殊地段盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)軟硬不均地層全斷面硬巖地層孤石段地層（球狀風(fēng)化體）富水厚砂層高黏土層砂卵石層斷裂破碎段穿越水底淺覆土層不良地質(zhì)（5）特殊地段盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)軟硬不均地層不良地質(zhì)41盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制ppt課件42（5）特殊地段盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)（5）特殊地段盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)43

地層上軟下硬，軟硬不均現(xiàn)象明顯，在這類地層中掘進(jìn)效率低，刀具磨損嚴(yán)重、刀座變形、更換困難;刀盤磨耗導(dǎo)致刀盤強(qiáng)度和剛度降低，刀盤變形；刀盤受力不均勻?qū)е轮鬏S承受損或主軸承密封被破壞、刀盤堵塞、盾構(gòu)負(fù)載加大、易產(chǎn)生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨、線路偏移等，處理起來(lái)速度比較慢，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，有時(shí)甚至因施工無(wú)法進(jìn)展而不得不變更設(shè)計(jì)，花費(fèi)成本較高，經(jīng)濟(jì)效益差。軟硬不均、硬巖段地層風(fēng)險(xiǎn)中心刀磨損破壞嚴(yán)重地層上軟下硬，軟硬不均現(xiàn)象明顯，在這類地層中掘進(jìn)效44盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的制定主要是從刀具保護(hù)角度來(lái)選擇，掘進(jìn)參數(shù)以“低速度、低轉(zhuǎn)速、控扭矩、適推力、勤檢查、控出渣”的思路進(jìn)行制定，控制巖石對(duì)刀具的損壞，使地表沉降可控。（慢推而穩(wěn)控）通過(guò)時(shí)，對(duì)刀具磨損量的評(píng)估非常重要，應(yīng)勤檢查刀具，可通過(guò)兩方面進(jìn)行判斷：1、根據(jù)類似巖石對(duì)刀具的磨損量，和刀具檢查情況，做好已經(jīng)通過(guò)的掘進(jìn)刀具磨損量的統(tǒng)計(jì)，量化總結(jié)，提前預(yù)判，根據(jù)掘進(jìn)巖石的長(zhǎng)度和刀具磨損量來(lái)制定開(kāi)倉(cāng)檢查刀具的頻率；2、通過(guò)對(duì)掘進(jìn)參數(shù)的異常變化來(lái)判斷刀具的受損情況，選擇開(kāi)倉(cāng)進(jìn)行刀具的檢查。該檢查更換刀具時(shí)必須停止掘進(jìn)及時(shí)更換，切忌存在僥幸心里，若造成刀盤受損，則后果不堪設(shè)想。（勤查勿莽撞）施工對(duì)策盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的制定主要是從刀具保護(hù)角度來(lái)選擇，掘進(jìn)參數(shù)以“低45因掘進(jìn)速度慢，嚴(yán)格控制出渣量，掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)出渣量進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，合理控制每個(gè)掘進(jìn)段落的出渣量，避免碴土的多出為重中之重。必要時(shí)可向土倉(cāng)內(nèi)注入膨潤(rùn)土，膨潤(rùn)土與土倉(cāng)內(nèi)的巖石混合，使巖石處于一種懸浮狀態(tài)，有利于巖塊出渣，防止或減輕螺旋輸送機(jī)排土?xí)r的噴涌現(xiàn)象。地面具備條件時(shí)，可采用深孔爆破對(duì)硬巖段進(jìn)行預(yù)處理。施工對(duì)策硬巖深孔爆破施工刀具更換因掘進(jìn)速度慢，嚴(yán)格控制出渣量，掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)出渣量進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制46

由于孤石的分布及大小是隨機(jī)的，很難通過(guò)地質(zhì)鉆孔完全探明其分布情況，故給盾構(gòu)施工造成了較大困難。孤石對(duì)盾構(gòu)施工的影響主要表現(xiàn)在刀具磨損嚴(yán)重、刀座變形、刀具更換困難；刀具磨耗導(dǎo)致刀盤強(qiáng)度和剛度降低，引起刀盤受損和變形；刀盤受力不均勻?qū)е轮鬏S承受損或主軸承密封被破壞，刀盤堵塞，盾構(gòu)機(jī)負(fù)荷加大；孤石無(wú)法破碎，致使盾構(gòu)掘進(jìn)受阻或偏離軸線；掘進(jìn)速度慢，對(duì)地層擾動(dòng)大，出渣量不宜控制，對(duì)地面沉降影響較大。孤石段地層風(fēng)險(xiǎn)土倉(cāng)內(nèi)的孤石螺機(jī)斷裂攪拌棒壓彎由于孤石的分布及大小是隨機(jī)的，很難通過(guò)地質(zhì)鉆孔完全探47盾構(gòu)遇到未探明孤石時(shí)，首先要從盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)上去判斷是否遇到孤石，一般情況下，遇到孤石是盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)總推力增大、扭矩波動(dòng)大，速度減慢，刀盤前面有異常響聲，渣溫升高，然后可以去查看渣樣，看是否存在微風(fēng)化花崗巖，可根據(jù)巖石性狀、所占比例、刀盤響聲位置、扭矩變化規(guī)律來(lái)判斷孤石大小，來(lái)調(diào)整盾構(gòu)施工掘進(jìn)參數(shù)。遇到孤石后，盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的制定主要是從刀具保護(hù)角度來(lái)選擇，掘進(jìn)參數(shù)以“低速度、低轉(zhuǎn)速、控扭矩、適推力、勤檢查、控出渣”的思路進(jìn)行制定，控制孤石對(duì)刀具的損壞，使地面沉降可控，安全通過(guò)孤石群。通過(guò)孤石時(shí)，對(duì)刀具磨損量的評(píng)估非常重要，做好已經(jīng)通過(guò)的孤石群掘進(jìn)刀具磨損量的統(tǒng)計(jì)，量化總結(jié)，提前預(yù)判，及時(shí)更換刀具，切忌存在僥幸心里，該檢查更換刀具時(shí)必須進(jìn)行更換，若造成刀盤受損，則后果不堪設(shè)想。施工對(duì)策盾構(gòu)遇到未探明孤石時(shí)，首先要從盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)上去判斷是否遇到孤48孤石掘進(jìn)時(shí)，因掘進(jìn)速度慢，應(yīng)做好對(duì)出渣量的統(tǒng)計(jì)，嚴(yán)格控制出渣量。盾構(gòu)穿越孤石地層技術(shù)難度及施工風(fēng)險(xiǎn)極大，當(dāng)遇到大型孤石群或大塊孤石時(shí)，純粹依靠盾構(gòu)機(jī)本身無(wú)法達(dá)到處理的目的，應(yīng)采用洞內(nèi)開(kāi)倉(cāng)對(duì)孤石進(jìn)行人工破除。盾構(gòu)遇孤石出現(xiàn)掘進(jìn)參數(shù)異常時(shí)，遵循“主動(dòng)查看，積極處理，禁止盲推、強(qiáng)推”的原則。遇到掘進(jìn)參數(shù)異常積極主動(dòng)進(jìn)行孤石的處理，堅(jiān)決杜絕盲推、強(qiáng)推。施工過(guò)程中應(yīng)做好監(jiān)控量測(cè)和信息反饋，做好地面巡查工作，并做好應(yīng)急措施。施工對(duì)策刀具更換孤石掘進(jìn)時(shí)，因掘進(jìn)速度慢，應(yīng)做好對(duì)出渣量的統(tǒng)計(jì)，嚴(yán)格控制出渣49易形成噴涌，導(dǎo)致地面塌方、建（構(gòu)）筑物開(kāi)裂損壞

由于富水砂層含水量豐富，滲透性好，且受擾動(dòng)后易液化，因此土壓平衡盾構(gòu)在富水砂層中掘進(jìn)很容易出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象，一方面，需用大量時(shí)間進(jìn)行盾尾清理，嚴(yán)重影響盾構(gòu)施工進(jìn)度，另外，大量泥砂噴出或砂遇水液化，均易引起地層沉降，從而最終導(dǎo)致地面建（構(gòu)）筑物沉降變形，甚至損壞。地面沉降難以控制，易造成地面塌方、建（構(gòu)）筑物開(kāi)裂損壞

主要原因是：1）砂層自身自穩(wěn)性差，而刀盤開(kāi)挖直徑比管片外徑一般至少大200mm，從刀盤開(kāi)挖到注漿填充這需要一段較長(zhǎng)時(shí)間，這期間不可避免產(chǎn)生砂層沉降；2）掘進(jìn)過(guò)程中，不可避免要造成砂層失水，且一定會(huì)對(duì)砂層產(chǎn)生擾動(dòng)，這都會(huì)導(dǎo)致砂層產(chǎn)生沉降。若沉降控制不好，極易造成地面塌方、建（構(gòu)）筑物損壞。砂層風(fēng)險(xiǎn)易形成噴涌，導(dǎo)致地面塌方、建（構(gòu)）筑物開(kāi)裂損壞砂層風(fēng)險(xiǎn)50盾構(gòu)通過(guò)砂層地段的關(guān)鍵是防止因噴涌、失水、擾動(dòng)等原因造成的沉降。進(jìn)行土體改良。主要是采用聚合物添加劑、膨潤(rùn)土等來(lái)改良渣土，以改善渣土的和易性，增加止水效果，避免噴涌的發(fā)生。做好同步注漿和二次注漿工作。一方面，防止隧道后方的水流入土倉(cāng)；另一方面，及時(shí)填充管片背后空隙，防止沉降進(jìn)一步擴(kuò)大。根據(jù)地下水位、地層條件、隧道埋深等合理選擇土倉(cāng)壓力。合理選擇掘進(jìn)參數(shù)。增加盾尾油脂使用量，保護(hù)好盾尾密封，防止泥水、砂漿從盾尾密封冒出。合理確定渣土的松散系數(shù)，嚴(yán)格控制出土量。要做到既不能多出，也不能少出。盡量做到快速通過(guò)，避免刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)地層擾動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。做好監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)信息。施工對(duì)策盾構(gòu)通過(guò)砂層地段的關(guān)鍵是防止因噴涌、失水、擾動(dòng)等原因造成的沉51

粘性土層過(guò)多的細(xì)顆粒含量使其具有較強(qiáng)的粘附作用被粘附在刀盤和土倉(cāng)內(nèi)壁，很容易黏附在刀盤內(nèi)形成泥餅，堵塞進(jìn)渣孔和刀孔，刀具不能自轉(zhuǎn)，導(dǎo)致刀具的偏磨，進(jìn)而損壞刀體，造成刀盤扭矩增大，總推力增大，掘進(jìn)速度緩慢；另外由于粘土中含砂量高，刀孔堵塞后，刀具在自轉(zhuǎn)過(guò)程中被包裹在刀圈周圍的泥砂磨損，而且磨損速度快，特別是刀圈的兩側(cè)，越磨越薄，最終導(dǎo)致刀具完全磨損。高黏土風(fēng)險(xiǎn)粘性土層過(guò)多的細(xì)顆粒含量使其具有較強(qiáng)的粘附作用被粘附在52盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中增加向土倉(cāng)內(nèi)及刀盤面注入泡沫量，在泡沫中加入分散劑或泥漿等添加材料改善碴土性能，提高碴土的流動(dòng)性和止水性，防止涌水流砂和發(fā)生噴涌現(xiàn)象，并利于螺旋輸送機(jī)排土。合理確定渣土的松散系數(shù)，嚴(yán)格控制出土量。要做到既不能多出，更不能少出。渣土可以適當(dāng)偏稀，避免渣土偏干，造成糊刀盤。渣土溫度是刀盤結(jié)泥餅的重要體現(xiàn)，勤測(cè)量渣土溫度，當(dāng)渣土溫度一環(huán)內(nèi)升高3度時(shí)，應(yīng)立即警戒，增加泡沫使用量，做好渣土改良，適當(dāng)增加加水量，防止糊刀?？稍谥行牡陡浇暗侗P面板設(shè)置沖洗裝置，經(jīng)常性的對(duì)刀孔進(jìn)行沖洗，可防止刀盤結(jié)泥餅。可適當(dāng)增大盾構(gòu)機(jī)開(kāi)口率，有利于渣土進(jìn)入刀盤，可防止刀盤結(jié)泥餅。施工對(duì)策盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中增加向土倉(cāng)內(nèi)及刀盤面注入泡沫量，在泡沫中加入分53（1）在掘進(jìn)過(guò)程中砂卵石地層對(duì)刀盤、刀具、渣土輸送系統(tǒng)等部位磨損嚴(yán)重，造成換刀頻率較高約150米需換刀一次，渣土輸送系統(tǒng)需得到及時(shí)的修復(fù)；（2）如果地下水位高、掌子面不穩(wěn)定，清倉(cāng)比較困難，換刀時(shí)停機(jī)處易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象；（3）因地層局部為砂卵石土夾砂透鏡體，土壓平衡盾構(gòu)在通過(guò)時(shí)刀盤前極易出現(xiàn)固結(jié)泥餅現(xiàn)象，開(kāi)倉(cāng)處理時(shí)易引起地面安全風(fēng)險(xiǎn)；（4）地面沉降沉降量和沉降速率難以控制。卵石層施工風(fēng)險(xiǎn)（1）在掘進(jìn)過(guò)程中砂卵石地層對(duì)刀盤、刀具、渣土輸送系統(tǒng)等部位54卵石層施工風(fēng)險(xiǎn)極端情況：長(zhǎng)沙地鐵二號(hào)線淺埋過(guò)砂卵石地層，地面為400米密集棚戶區(qū)坍塌。卵石層施工風(fēng)險(xiǎn)極端情況：長(zhǎng)沙地鐵二號(hào)線淺埋過(guò)砂卵石地層，地面55砂卵石地層施工防止螺旋輸送機(jī)卡死和固結(jié)泥餅的措施：為能夠破碎卵石刀盤需要配備滾刀以滿足破碎卵石的功能，使大卵石的破碎成為可能，在砂卵石地層中硬巖滾刀的刃軌跡間距宜參照螺旋輸送機(jī)能通過(guò)的最大粒徑設(shè)定。施工對(duì)策盾構(gòu)刀盤面板和刀具布置圖未使用的螺旋輸送機(jī)耐磨塊情況砂卵石地層施工防止螺旋輸送機(jī)卡死和固結(jié)泥餅的措施：施工對(duì)策盾56針對(duì)卵石地層水壓高和水量大的特點(diǎn)，為防止噴涌和水壓擊穿盾尾密封的應(yīng)對(duì)措施：

⑴提高盾構(gòu)機(jī)防水密封性：a、盾尾密封選用三排鋼絲止水密封刷，其間充注密封脂；b、鉸接密封采用唇形橡膠密封；c、主軸承外密封采用三重唇形橡膠密封，其間充注常消耗式潤(rùn)滑脂，為提高可靠性同時(shí)采用HBW密封脂。⑵采用具有防噴涌功能的可控兩級(jí)螺旋輸送機(jī)出渣系統(tǒng)，并結(jié)合適當(dāng)?shù)脑粮牧?。施工?duì)策

渣土情況

破碎的大粒徑卵石針對(duì)卵石地層水壓高和水量大的特點(diǎn)，為防止噴涌和水壓擊穿盾尾密57降低砂卵石對(duì)設(shè)備的磨損的措施：⑴為適應(yīng)砂卵石磨琢性大的特性使刀盤具有較高的耐磨性，焊有Hards400耐磨鋼板；⑵為破碎硬的卵石、破壞卵石膠結(jié)和保護(hù)軟土刀具配置滾刀；⑶為增加刀具的剛性和耐磨性，防止硬的卵石破壞刀具同時(shí)提高刀具的耐磨性選配大鏟刀及刮刀；⑷刀盤的型式及開(kāi)口率是防止掌子面坍塌的需要。施工對(duì)策降低砂卵石對(duì)設(shè)備的磨損的措施：施工對(duì)策58砂卵石層開(kāi)倉(cāng)換刀安全技術(shù)措施：砂卵石地層具有穩(wěn)定性差、透氣性大、地下水豐富、水位高、水壓大等特點(diǎn)。砂卵石地層中可選擇地面加固的措施效果不明顯或難以實(shí)施，在換刀時(shí)如采取帶壓換刀、地面注漿加固地層將增加換刀的安全風(fēng)險(xiǎn)。如需在帶壓條件下開(kāi)倉(cāng)，加氣前為防止砂卵石地層透氣性大，難以保壓可以在清倉(cāng)之前向土倉(cāng)中注入澎潤(rùn)土、黃泥、泡沬濟(jì)或聚合物同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤先行對(duì)渣土進(jìn)行改良，然后再向土倉(cāng)中加氣以實(shí)現(xiàn)在掌子面上形成滲透性泥膜來(lái)保住壓力的目標(biāo)。減少換刀頻率，增加刀具耐久性可以從三個(gè)方面采取應(yīng)對(duì)措施：⑴盾構(gòu)機(jī)渣土改良功能的選擇；⑵增強(qiáng)相關(guān)部件和配件的耐磨性；⑶掘進(jìn)參數(shù)的調(diào)整；⑷調(diào)整刀具的配置。施工對(duì)策砂卵石層開(kāi)倉(cāng)換刀安全技術(shù)措施：施工對(duì)策59

斷裂帶埋巖體破碎、斷裂破碎帶兩邊泥巖性差異大，而且強(qiáng)度不均勻，穩(wěn)定性差，形成了地下儲(chǔ)水構(gòu)造，地下水比較豐富。這類地段易發(fā)生以下風(fēng)險(xiǎn)：（1)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中易出現(xiàn)較大噴涌，地表沉降不易控制，甚至發(fā)生地面坍塌風(fēng)險(xiǎn)。（2）斷裂帶兩側(cè)的巖層起伏變化很大，容易造成刀具刀圈的崩裂，同時(shí)在掘進(jìn)時(shí)振動(dòng)較大，易造成滾刀緊固螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，從而使?jié)L刀不能正常的轉(zhuǎn)動(dòng)而偏磨。（3）土倉(cāng)壓力波動(dòng)大，土壓平衡掘進(jìn)模式控制難度大。（4)刀盤易結(jié)泥餅，導(dǎo)致盾構(gòu)無(wú)法正常掘進(jìn)。（5）破碎地段的較大巖塊易堵塞螺旋輸送機(jī)。斷裂破碎段施工風(fēng)險(xiǎn)斷裂帶埋巖體破碎、斷裂破碎帶兩邊泥巖性差異大，而且60斷裂破碎段施工風(fēng)險(xiǎn)圖8-2硅化角礫巖巖塊斷裂破碎段施工風(fēng)險(xiǎn)圖8-2硅化角礫巖巖塊61防噴涌措施：①適當(dāng)提高土倉(cāng)壓力以平衡外部水壓，并加大泡沫用量，保持土倉(cāng)壓力的穩(wěn)定，以阻止地下水的侵入。②在盾構(gòu)機(jī)通過(guò)后，向離盾尾5環(huán)后進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿，截?cái)嗪竺嫠魍ǖ?。③土體改良加入膨潤(rùn)土進(jìn)行改良，可避免氣壓貫穿斷裂帶，又可提高渣土自身的密水性，達(dá)到防止噴涌的目的。刀具損壞處理措施：①根據(jù)掘進(jìn)情況實(shí)時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，減小刀具切入量以控制刀盤扭矩的起伏變化，減小刀具出現(xiàn)崩缺、偏磨等狀況。②增加刀具的檢查頻率，并對(duì)沒(méi)有更換的刀具螺栓緊固情況進(jìn)行檢查；根據(jù)地質(zhì)情況可采用帶壓、常壓方式進(jìn)行進(jìn)倉(cāng)更換。加大地面監(jiān)測(cè)頻率，及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)信息，根據(jù)監(jiān)測(cè)信息及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)。加強(qiáng)同步注漿管理，根據(jù)監(jiān)測(cè)信息增大同步注漿量。正確選用土體改良的添加劑，改善渣土的流塑性。

施工對(duì)策防噴涌措施：①適當(dāng)提高土倉(cāng)壓力以平衡外部水壓，并加大泡沫用量62過(guò)礦山法空推段施工風(fēng)險(xiǎn)主要為礦山法施工斷面侵限，未及時(shí)斷面測(cè)量，導(dǎo)致盾構(gòu)通過(guò)時(shí)卡盾，在空推段容易造成盾構(gòu)抬頭、推力突然增大、姿態(tài)突變、管片錯(cuò)臺(tái)、上浮及滲漏等過(guò)礦山法空推段施工風(fēng)險(xiǎn)主要為礦山法施工斷面侵限，未及時(shí)斷面測(cè)631易產(chǎn)生冒頂通透水流覆土淺、水頭壓力高，土壓平衡不易建立，河水常從擾動(dòng)土體裂縫中經(jīng)刀盤開(kāi)口及盾尾進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)，造成盾構(gòu)淹水；2

流砂、管涌在砂土、砂質(zhì)粉土等易液化的土層中掘進(jìn)，刀盤切削擠壓擾動(dòng)，加上過(guò)高的水頭壓力液化砂土隨地下水沿盾尾和隧道接縫滲漏進(jìn)入隧道內(nèi)，可能出現(xiàn)局部地基掏空，隧道下沉、螺栓斷裂、隧道破壞。3

隧道上浮水域下淺覆土中推進(jìn)的盾構(gòu)，上下受力不均衡，盾構(gòu)姿態(tài)上揚(yáng)，壓坡困難，隧道上浮，軸線難以控制；穿越江河施工風(fēng)險(xiǎn)（6）盾構(gòu)開(kāi)倉(cāng)施工下穿江河是水體風(fēng)險(xiǎn)1易產(chǎn)生冒頂通透水流穿越江河施工風(fēng)險(xiǎn)（6）盾構(gòu)開(kāi)倉(cāng)施工下穿64做好理論渣土量與實(shí)際渣土量的記錄,保證出渣量與掘進(jìn)速度一致,避免/冒頂突發(fā)事故的發(fā)生;施工時(shí)通過(guò)合理組織施工,盡量能連續(xù)、快速地通過(guò)河流;加強(qiáng)盾構(gòu)姿態(tài)的測(cè)量和地面的監(jiān)控測(cè)量,及時(shí)反饋信息以指導(dǎo)掘進(jìn)施工;嚴(yán)格控制盾構(gòu)操作,調(diào)整好盾構(gòu)推進(jìn)油缸的壓力差及各組推進(jìn)油缸的行程,避免盾構(gòu)機(jī)上浮;施工時(shí)在土倉(cāng)和刀盤前注入泡沫,改善渣土性能,防止涌沙、突水現(xiàn)象發(fā)生;在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中增大地對(duì)盾尾密封注入油脂,防止地層泥水和注漿液進(jìn)入盾體內(nèi)。施工對(duì)策施工對(duì)策65提前做詳細(xì)的地質(zhì)補(bǔ)勘，對(duì)發(fā)現(xiàn)的障礙物提前進(jìn)行處理。對(duì)開(kāi)挖面前方20m實(shí)行超聲波障礙物探測(cè)，及時(shí)查出大石塊、廢樁等；附設(shè)從密封艙隔板中向工作面延伸的鉆機(jī)，對(duì)障礙物破除。對(duì)于設(shè)氣壓進(jìn)出閘門，局部氣壓下進(jìn)入密封艙排障，對(duì)刀盤維修。對(duì)于泥水盾構(gòu)設(shè)置石塊破碎機(jī)，將塊石破碎到粒徑10mm以下，以便泥漿泵排出。施工對(duì)策提前做詳細(xì)的地質(zhì)補(bǔ)勘，對(duì)發(fā)現(xiàn)的障礙物提前進(jìn)行處理。施工對(duì)策66（7）盾構(gòu)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)

由于地下工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性以及地質(zhì)勘探的局限性，隧道穿越的地層不可能一一查明，盾構(gòu)推進(jìn)工作面前方可能會(huì)出現(xiàn)各類障礙物，如廢棄鋼筋混凝土樁、舊橋臺(tái)、人防工事、降水井等，造成盾構(gòu)機(jī)較大破損甚至無(wú)法正常推進(jìn)。（7）盾構(gòu)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)由于地下工67（7）盾構(gòu)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)（7）盾構(gòu)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)遇障礙物施工風(fēng)險(xiǎn)68（8）盾構(gòu)開(kāi)倉(cāng)施工風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)機(jī)在施工過(guò)程進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)換刀是必要的工作。根據(jù)地質(zhì)的情況，可采用帶壓換也和不帶壓換刀兩種換刀方式。在不帶壓的情況下進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)換刀，只能在地層比較穩(wěn)定、無(wú)大量地下水涌出、無(wú)有毒氣體存在的情況下才能進(jìn)行，否則容易發(fā)生人員中毒、爆炸身亡及掌子面坍塌、地面坍塌安全事故。若盾構(gòu)在硬巖或自穩(wěn)能力較強(qiáng)的地段掘進(jìn)時(shí)，因地層本身有自穩(wěn)能力，不需要在土艙蓄壓以提供額外支撐壓力，這種情況下可在無(wú)壓下直接進(jìn)入刀盤作業(yè)。常壓開(kāi)倉(cāng)施工風(fēng)險(xiǎn)（8）盾構(gòu)開(kāi)倉(cāng)施工風(fēng)險(xiǎn)盾構(gòu)機(jī)在施工過(guò)程進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)換刀是必要的工692008年4月15日廣州地鐵六號(hào)線開(kāi)倉(cāng)作業(yè)過(guò)程氣體爆燃事故及氣體監(jiān)測(cè)。2008年4月15日廣州地鐵六號(hào)線開(kāi)倉(cāng)作業(yè)過(guò)程氣體爆燃事故及70深圳地鐵開(kāi)倉(cāng)作業(yè)過(guò)程中倉(cāng)內(nèi)掌子面坍塌。深圳地鐵開(kāi)倉(cāng)作業(yè)過(guò)程中倉(cāng)內(nèi)掌子面坍塌。712015年6月26日

，深圳地鐵開(kāi)倉(cāng)作業(yè)過(guò)程中導(dǎo)致地面坍塌。2015年6月26日

，深圳地鐵開(kāi)倉(cāng)作業(yè)過(guò)程中導(dǎo)致地面坍塌。72當(dāng)盾構(gòu)在軟巖、富水地段掘進(jìn)時(shí)，由于地層自穩(wěn)能力差，從地面加固成本高、時(shí)間長(zhǎng)或根本無(wú)施工條件，就有必要利用盾構(gòu)自身及配套設(shè)備來(lái)提供使地層穩(wěn)定的支撐壓力，這種情況下需采用帶壓進(jìn)艙模式。壓氣作業(yè)操作難度較大，如果處理不好，不僅會(huì)造成開(kāi)挖面失穩(wěn)坍塌，而且會(huì)危及艙內(nèi)作業(yè)人員的生命安全。盾構(gòu)施工中采用帶壓進(jìn)倉(cāng)作業(yè)發(fā)生過(guò)坍塌事故，因帶壓作業(yè)操作不當(dāng)而造成隧道內(nèi)的工人產(chǎn)生減壓病癥狀如骨壞死、耳膜破裂、聽(tīng)力障礙等現(xiàn)象也經(jīng)常發(fā)生。帶壓開(kāi)倉(cāng)施工風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)盾構(gòu)在軟巖、富水地段掘進(jìn)時(shí)，由于地層自穩(wěn)能力差，從地面加固73開(kāi)倉(cāng)地質(zhì)段的選擇。常壓開(kāi)倉(cāng)地段應(yīng)選擇在地層自穩(wěn)性強(qiáng)，天然含水量小或已改良加固。設(shè)備與材料的準(zhǔn)備，是實(shí)現(xiàn)快速換刀的基本保證，從而保證土體開(kāi)挖面在外暴露的時(shí)間。同時(shí)對(duì)可能在使用過(guò)程中損壞的設(shè)備要有有備用的。保證盾構(gòu)機(jī)各項(xiàng)性能完好，從而保證換刀工作的順利進(jìn)行。成立換刀工作小組、應(yīng)急救援小組、地表監(jiān)測(cè)小組及后勤保障小組。組織換刀工作小組的成員進(jìn)行相應(yīng)的崗前培訓(xùn)，對(duì)正常換刀過(guò)程中各自的工作內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的交待。各部門負(fù)責(zé)人現(xiàn)在值班，按開(kāi)倉(cāng)流程程序進(jìn)行簽認(rèn)，確保開(kāi)倉(cāng)上一道工序完成簽認(rèn)后方能進(jìn)行下一道工序。做好開(kāi)倉(cāng)過(guò)程的通風(fēng)換風(fēng)工作，測(cè)定倉(cāng)內(nèi)空氣檢測(cè)，并做好記錄。常壓開(kāi)倉(cāng)施工風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策開(kāi)倉(cāng)地質(zhì)段的選擇。常壓開(kāi)倉(cāng)地段應(yīng)選擇在地層自穩(wěn)性強(qiáng)，天然含水74通過(guò)氣壓抵抗地下水土壓力，阻止水向土艙內(nèi)流動(dòng)，確保掌子面地層的穩(wěn)定；通過(guò)泥膜滲透來(lái)提高不良地層的氣密性，防止開(kāi)挖面坍塌和確保開(kāi)挖面地層的氣密性。加氣壓作業(yè)的關(guān)鍵在于保持土艙內(nèi)的氣壓穩(wěn)定，如果氣壓驟然變化，不僅會(huì)造成開(kāi)挖面土體失穩(wěn)坍塌，而且會(huì)導(dǎo)致艙內(nèi)工作人員生命安全或產(chǎn)生減壓病，準(zhǔn)備一套柴油式空壓機(jī)及發(fā)電機(jī)應(yīng)急備用。進(jìn)艙人員必須進(jìn)行體檢和培訓(xùn)，要求進(jìn)艙人員具備能適應(yīng)高氣壓環(huán)境的體格條件。做好開(kāi)倉(cāng)過(guò)程的通風(fēng)換風(fēng)工作，定時(shí)測(cè)定倉(cāng)內(nèi)空氣檢測(cè)，并做好記錄。做好醫(yī)療保障和應(yīng)急措施。救護(hù)人員備好急救藥品、救護(hù)車，準(zhǔn)備醫(yī)療艙。各部門負(fù)責(zé)人現(xiàn)在值班，按開(kāi)倉(cāng)流程程序進(jìn)行簽認(rèn)，確保開(kāi)倉(cāng)上一道工序完成簽認(rèn)后方能進(jìn)行下一道工序。帶壓開(kāi)倉(cāng)施工風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策通過(guò)氣壓抵抗地下水土壓力，阻止水向土艙內(nèi)流動(dòng)，確保掌子面地層75應(yīng)急柴油空壓機(jī)和氧氣倉(cāng)掌子面地質(zhì)情況勘察倉(cāng)內(nèi)氣體檢測(cè)掌子面制作的泥膜應(yīng)急柴油空壓機(jī)和氧氣倉(cāng)掌子面地質(zhì)情況勘察倉(cāng)內(nèi)氣體檢測(cè)掌子面制76盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制ppt課件77風(fēng)險(xiǎn)事故情況

某地鐵盾構(gòu)隧道建設(shè)過(guò)程中發(fā)生了兩起險(xiǎn)情。兩事故均是在高水壓粉土粉砂地質(zhì)條件下，一起是盾構(gòu)接收到達(dá)時(shí)水土進(jìn)入工作井內(nèi)，另一起是在盾構(gòu)接收后洞門密封失效，管片外側(cè)水土進(jìn)入工作井內(nèi)，好在都沒(méi)有造成人員傷亡。屬于盾構(gòu)建設(shè)過(guò)程中高風(fēng)險(xiǎn)的盾構(gòu)接收階段風(fēng)險(xiǎn)，具有一定的典型性。風(fēng)險(xiǎn)事故情況某地鐵盾構(gòu)隧道建設(shè)過(guò)程中發(fā)生了兩起險(xiǎn)情。兩事故78（一）案例1該區(qū)間長(zhǎng)度只有約380m，最小平曲線半徑800m，埋深11~14m,但右線隧道位于河床底部。概況（一）案例1該區(qū)間長(zhǎng)度只有約380m，最小平曲線半徑800m791、概況1、概況80地鐵右線隧道位于河床下，距離河床約8m1、概況地鐵右線隧道位于河床下，距離河床約8m1、概況81透水時(shí)盾構(gòu)位置，距離連續(xù)墻約1.2m，離成功只一步之遙。1、概況透水時(shí)盾構(gòu)位置，距離連續(xù)墻約1.2m，離成功只一步之遙。1、822、事故發(fā)生前采取的措施盾構(gòu)進(jìn)洞采取的安全措施1、端頭井與標(biāo)準(zhǔn)段間設(shè)置混凝土隔墻4、接收段新塘河設(shè)置圍堰2、洞門鋼環(huán)與盾構(gòu)體間設(shè)置安全氣囊3、外圈冷凍管長(zhǎng)度加長(zhǎng)1m，延長(zhǎng)冷凍時(shí)間5、水平注漿（凍結(jié)體上部）2、事故發(fā)生前采取的措施盾構(gòu)進(jìn)洞采取的安全措施1、端頭井與標(biāo)83在端頭井設(shè)置1道500mm厚砼隔墻隔墻使盾構(gòu)接收井都變成密閉空間2、事故發(fā)生前采取的措施在端頭井設(shè)置1道500mm厚砼隔墻隔墻使盾構(gòu)接收井都變成密閉84安全氣囊通過(guò)充氣方法使其膨脹，使氣囊填滿整個(gè)盾體與鋼環(huán)間的斷面，堵住漏水，從而達(dá)到無(wú)滲水的目的。2、事故發(fā)生前采取的措施安全氣囊通過(guò)充氣方法使其膨脹，使氣囊填滿整個(gè)盾體與鋼環(huán)間85外圈冷凍加固長(zhǎng)度11.4m（土體長(zhǎng)度），外圈帷幕厚度1.6m，內(nèi)圈冷凍加固長(zhǎng)度2.5m（土體長(zhǎng)度）。11.4m2.5m1.6m2、事故發(fā)生前采取的措施外圈冷凍加固長(zhǎng)度11.4m（土體長(zhǎng)度），外圈帷幕厚度1.6m86洞門圈外凍結(jié)孔增長(zhǎng)1m，確保303環(huán)、304環(huán)注漿孔在盾尾與冷凍加固之間，保證冷凍“杯口”處環(huán)箍質(zhì)量，阻斷涌水涌砂通道。2、事故發(fā)生前采取的措施洞門圈外凍結(jié)孔增長(zhǎng)1m，確保303環(huán)、304環(huán)注漿孔在盾尾87圍堰平面圖2、事故發(fā)生前采取的措施圍堰平面圖2、事故發(fā)生前采取的措施88水平注漿加強(qiáng)止水水平注漿孔2、事故發(fā)生前采取的措施水平注漿加強(qiáng)止水水平注漿孔2、事故發(fā)生前采取的措施893、事故經(jīng)過(guò)序號(hào)時(shí)間出現(xiàn)狀況土壓推力扭矩推進(jìn)速度1拔管后恢復(fù)推進(jìn)無(wú)上部0.4bar1750t1300NM13mm/min2304環(huán)推進(jìn)181mm螺旋機(jī)噴涌上部0.4bar降為0bar下部1.2bar降為0.5bar///3噴涌后立即關(guān)閉螺旋機(jī)馬達(dá)和閘門土壓上升上部0bar升為1.7bar下部0.5bar升為2.0bar///

拔除內(nèi)圈凍結(jié)管后，盾構(gòu)開(kāi)始恢復(fù)掘進(jìn)。304環(huán)掘進(jìn)約18cm時(shí)螺旋機(jī)出現(xiàn)噴涌，土壓力升高。隨即采取防噴涌措施，同時(shí)在盾尾300～303環(huán)繼續(xù)進(jìn)行雙液漿環(huán)箍，并利用尾盾和前盾的12個(gè)徑向注漿孔注聚氨酯環(huán)箍（約80方雙液漿和1.2T聚氨酯）。3、事故經(jīng)過(guò)序號(hào)時(shí)間出現(xiàn)狀況土壓推力扭矩推進(jìn)速度1拔管后恢復(fù)90雙液漿和聚氨酯環(huán)箍施工3、事故經(jīng)過(guò)雙液漿和聚氨酯環(huán)箍施工3、事故經(jīng)過(guò)91上述險(xiǎn)情處置后經(jīng)對(duì)凍結(jié)體分析評(píng)估，盾構(gòu)進(jìn)洞及維護(hù)凍結(jié)期間，通過(guò)對(duì)凍結(jié)體測(cè)溫孔、去回鹽水溫度數(shù)據(jù)分析，土體溫度處于穩(wěn)定下降的態(tài)勢(shì)，凍結(jié)壁應(yīng)是完好的，對(duì)雙液漿和聚氨酯環(huán)箍進(jìn)行全面排查，未發(fā)現(xiàn)有滲流水沙現(xiàn)象。但還是按專家意見(jiàn)組織了對(duì)洞門進(jìn)行混凝土回筑，混凝土澆筑約2m時(shí)，洞門出現(xiàn)漏水，此后約4小時(shí)后發(fā)生河水倒灌險(xiǎn)情。

3、事故經(jīng)過(guò)上述險(xiǎn)情處置后經(jīng)對(duì)凍結(jié)體分析評(píng)估，盾構(gòu)進(jìn)洞及維護(hù)凍結(jié)92分析表明：該盾構(gòu)接收措施是完備合適的，該處經(jīng)過(guò)多次反復(fù)施工，存在大量拋石、建筑垃圾，地質(zhì)情況極其復(fù)雜，對(duì)冷凍及注漿效果存在不利影響，盾構(gòu)上部可能存在地下不明滲漏水通道。

同時(shí)回筑混凝土慢了點(diǎn)，且未見(jiàn)及時(shí)啟動(dòng)降水措施。4、事故原因分析分析表明：該盾構(gòu)接收措施是完備合適的，該處經(jīng)過(guò)多次反935、事故處置

險(xiǎn)情發(fā)生后，及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急搶險(xiǎn)措施，在泥水中盾構(gòu)恢復(fù)推進(jìn)，及時(shí)進(jìn)入接收井，避免了盾構(gòu)機(jī)下沉、成形隧道大幅變形破壞的風(fēng)險(xiǎn)。地面采取的主要措施：1、對(duì)盾構(gòu)機(jī)前方地質(zhì)進(jìn)行了鉆探取樣和雷達(dá)物理探測(cè)；2、在地面塌陷部位進(jìn)行土方回填；3、對(duì)地面河床下注漿加固；4、對(duì)盾構(gòu)端頭井隔墻進(jìn)行加固；5、對(duì)新塘河導(dǎo)流管施工。

隧道內(nèi)采取的主要措施：1、盾尾后部30環(huán)管