盾構(gòu)法安全施工過程控制要點

盾構(gòu)法安全施工過程控制要點盾構(gòu)始發(fā)控制要點盾構(gòu)吊裝控制要點盾構(gòu)掘進渣土改良控制要點確保盾構(gòu)設(shè)備三大密封保持完好盾構(gòu)法隧道測量管控要點本章小結(jié)盾構(gòu)接收控制要點專項方案編制、評審與審批控制要點盾構(gòu)法安全施工

過程控制要點13485726

1.1專項方案編制、評審與審批控制要點根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范要求及各城市地鐵業(yè)主規(guī)定，與盾構(gòu)有關(guān)的常見施工專項方案、預(yù)案、驗收主要如下：——盾構(gòu)吊裝安全專項施工方案；——盾構(gòu)始發(fā)與接收安全專項施工方案；——始發(fā)及接收端頭加固專項方案；——盾構(gòu)穿越風(fēng)險源安全專項施工方案；——盾構(gòu)下穿水域?qū)ｍ椃桨?；——盾?gòu)開倉換刀安全方案；——應(yīng)急保障預(yù)案（應(yīng)急物資、演練）——始發(fā)條件驗收；——盾構(gòu)百環(huán)驗收；——接收條件驗收。依據(jù)《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》（建質(zhì)【2009】

87號文）

，

安全專項方案應(yīng)包括以下內(nèi)容：——工程概況：危險性較大的分部分項工程概況、施工平面布置、施工要求和技術(shù)保證條件?！幹埔罁?jù)：相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范性文件、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及圖紙（國標(biāo)圖集）、施工組織設(shè)計等?！┕び媱潱喊ㄊ┕みM度計劃、材料與設(shè)備計劃?！┕すに嚰夹g(shù)：技術(shù)參數(shù)、工藝流程、施工方法、檢查驗收等。——施工安全保證措施：組織保障、技術(shù)措施、應(yīng)急預(yù)案、監(jiān)測監(jiān)控等?！獎趧恿τ媱潱簩Ｂ毎踩a(chǎn)管理人員、特種作業(yè)人員等?！嬎銜跋嚓P(guān)圖紙：

1.1專項方案編制、評審與審批控制要點評審：超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程，要求施工單位組織專家對專項方

案進行論證。下列人員應(yīng)當(dāng)參加專家論證會：（一）專家組成員；（二）建設(shè)單位項目負(fù)責(zé)人或技術(shù)負(fù)責(zé)人；（三）監(jiān)理單位項目總監(jiān)理工程師及相關(guān)人員；（四）施工單位分管安全的負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、項目負(fù)責(zé)人、項目技術(shù)負(fù)責(zé)人、

專項方案編制人員、項目專職安全生產(chǎn)管理人員；（五）勘察、設(shè)計單位項目技術(shù)負(fù)責(zé)人及相關(guān)人員。審批：經(jīng)審核合格的，由施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字。實行施工總承包的，專項方案應(yīng)當(dāng)由總承包單位技術(shù)負(fù)責(zé)人及相關(guān)專業(yè)承包單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字。經(jīng)施工單位審核合

格后報監(jiān)理單位，由項目總監(jiān)理工程師審核簽字。

1.1專項方案編制、評審與審批控制要點l方案重在落實目前許多事故都源于對方案落實的不到位，方案與落實之間掛了空

檔，如某地鐵標(biāo)段盾構(gòu)吊裝千斤繩的直徑問題。專項方案（特別是專家評審指出的要點）必須執(zhí)行到位，落實、落

實、再落實！l落實重在過程管理如

：關(guān)鍵工序條件驗收，如始發(fā)、百環(huán)、接收，分為公司級和項目級;

項目部內(nèi)控管理程序，如早交班例會、經(jīng)理辦公會、方案評審會、首件工程部署及總結(jié)會;重要事項請示匯報制度。

l

某項目早交班會議要點舉例一、會議主持：生產(chǎn)副經(jīng)理；參會人員：項目經(jīng)理、總工、土建工程師、

試驗室主任、測量主管、盾構(gòu)隊隊長。二、會議程序：1、土建工程師通報盾構(gòu)機姿態(tài)、盾尾間隙、各類油脂消耗情況、盾構(gòu)掘進

參數(shù)（扭矩、轉(zhuǎn)速、掘進速度，刀盤溫度，盾尾注漿壓力）、注漿量、出

土數(shù)量、

其他異常情況；2、試驗室主任通報：每天四次的膨潤土膨化后比重、渣土的塌落度、管片

的驗收情況；3、測量工程師通報：脫出盾尾（每十環(huán)）管片軸線誤差（自我控制小于

5cm

）；4、盾構(gòu)隊長通報每環(huán)的循環(huán)時間（有異常說原因）、生產(chǎn)組織情況；5、項目領(lǐng)導(dǎo)提要求做總結(jié)。

l

某項目早交班會議要點舉例三、每次會議將管控參數(shù)與所設(shè)定的黃紅線對比：

該項目所堅持的黃、紅線卡控標(biāo)準(zhǔn)：1、扭矩：

黃線小于2500kn.m，紅線3000kn.m；2、盾尾間隙：

黃線60mm，紅線75mm；3、盾構(gòu)掘進姿態(tài)：黃線30mm，紅線50mm；4、刀盤溫度：

黃線45攝氏度，

紅線50攝氏度；5、鵬潤土密度不能小于1.15；6、地面沉降值紅黃（略，執(zhí)行業(yè)主標(biāo)準(zhǔn)）。

4.2盾構(gòu)吊裝控制要點(1)安全風(fēng)險分析盾構(gòu)吊裝現(xiàn)場作業(yè)，主要風(fēng)險為超大超重吊裝。由于盾構(gòu)吊裝的特殊性，施工作業(yè)一般臨近深基坑。吊裝過程中對既有結(jié)構(gòu)有可能產(chǎn)生一定的影響。盾構(gòu)吊裝區(qū)域內(nèi)地基承載力要求高，在吊裝作業(yè)過程中有可能發(fā)生吊裝設(shè)備傾覆的嚴(yán)重后果。超大超重吊裝作業(yè)，吊裝設(shè)備、吊具、連接件等發(fā)生安全事故的概率大大增加。l

盾構(gòu)吊裝管控要點：吊裝設(shè)備選用、吊裝場地地基承載力、吊裝井限界、吊裝作業(yè)環(huán)

境等。l

盾構(gòu)吊裝前需編制專項施工方案，主要內(nèi)容包括吊裝流程、設(shè)備選用、吊裝地基承載

力、施工組織管理等。l

起重設(shè)備進場后需按照專項方案要求核對設(shè)備型號、備案證書、操作人員證書等資料確保起重設(shè)備滿足盾構(gòu)吊裝要求。l

對吊裝過程使用的鋼絲繩、卡具、吊耳等進行檢測。特別是盾構(gòu)機主機吊耳，需進行

探傷檢測。l

安排專業(yè)司索人員（持證上崗）進行指揮，嚴(yán)禁多人指揮、違規(guī)操作行為。l

盾構(gòu)吊裝下井過程中，需對結(jié)構(gòu)進行變形監(jiān)測。

（2）安全管控要點盾構(gòu)吊裝需要編制專項方案，并經(jīng)專家論證后嚴(yán)格實施，依據(jù)是：《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》（建質(zhì)【2009】

87號文）規(guī)定超過一

定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程范圍：（一）采用非常規(guī)起重設(shè)備、方法，且單件起吊重量在100kN及以上的起重吊裝工程。

（二）起重量300kN及以上的起重設(shè)備安裝工程；高度200m及以上內(nèi)爬起重設(shè)備的

拆除工程。

1.2盾構(gòu)吊裝控制要點

1.2盾構(gòu)吊裝控制要點

1.2盾構(gòu)吊裝控制要點列出安全系數(shù)匯總表，更有利于針對性監(jiān)測主要驗算項目安全系數(shù)匯總表1.2盾構(gòu)吊裝控制要點履帶起重機安全檢查記錄表

1.2

盾構(gòu)吊裝控制要點

吊耳焊縫無損檢測報告所用卸扣材質(zhì)證明書及

1.2

盾構(gòu)吊裝控制要點

所用鋼絲繩材質(zhì)證明書

1.2

盾構(gòu)吊裝控制要點

特種作業(yè)人員操作證書盾構(gòu)吊裝屬于起重吊裝作業(yè)，除了需要遵循起重作業(yè)的規(guī)章制度、卡控紅線外，結(jié)合盾構(gòu)吊裝的特殊性，重點關(guān)注以下幾個重要環(huán)節(jié)：①起重機之下地基的承載力和均勻性；②臨時焊接在盾體上的吊耳，其外形尺寸、材質(zhì)以及焊縫的質(zhì)量必須采用可靠的方式驗證其質(zhì)量。③吊裝企業(yè)、吊裝人員除了具備法定的資質(zhì)外，還應(yīng)具有令人滿意的經(jīng)驗，因為盾構(gòu)吊裝還包括了部分設(shè)備安裝的配合工作，沒有一定的經(jīng)驗難以滿足現(xiàn)場的需要。

1.2盾構(gòu)吊裝控制要點1.3盾構(gòu)始發(fā)管控要點盾構(gòu)機始發(fā)和接收的本質(zhì)是，

在分步建立起來的“密封”的保護下，盾構(gòu)機從原有的平衡狀態(tài)下進入新的平衡狀態(tài)。（

1）安全風(fēng)險分析盾構(gòu)始發(fā)時需拆除鋼筋砼圍護結(jié)構(gòu)，要求裸露的土體應(yīng)穩(wěn)定、無漏水；盾構(gòu)始發(fā)期間逐漸建壓不能達(dá)到理想的土壓平衡狀態(tài)，難以支撐端頭區(qū)域的水土壓力，要求距洞門一定距離、一定范圍的土體保持穩(wěn)定及無漏水的狀態(tài)。盾構(gòu)始發(fā)過程中開挖面平衡與無漏水狀態(tài)無法保證時，就會發(fā)生涌水涌泥，造成地層損失，導(dǎo)致隧道線路位移或地面沉降過大、建（構(gòu)）筑物與管線不同程度破壞等。l盾構(gòu)始發(fā)基座應(yīng)能承受盾構(gòu)機的荷載，規(guī)定正確的始發(fā)方向，穩(wěn)固并有防盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)措施，對始發(fā)時的偏壓保持有充分的強度。始發(fā)基座臺面高度偏差不大于±30mm，前端左右高程偏差不大于±20mm，始發(fā)基座與隧道軸線偏差不大于

±5‰

；l洞門密封裝置的內(nèi)徑略大于盾構(gòu)外徑，密封圈必須考慮盾構(gòu)始發(fā)洞口的凈空和其材質(zhì)、形狀和尺寸，必須牢固地固定在盾構(gòu)始發(fā)洞口上。在洞門密封壓板上設(shè)置防

反轉(zhuǎn)裝置。

1.3盾構(gòu)始發(fā)管控要點

（2）安全管理注意事項l

始發(fā)反力架應(yīng)滿足承受盾構(gòu)推力的足夠強度

和剛度（六個自由度全部可靠約束）

；由正式管片起始位置確定負(fù)環(huán)管片和反力架位置；反力架

基面要有足夠的平整度。l

負(fù)環(huán)管片定位時，管片橫斷面應(yīng)與隧道軸線

垂直。l

始發(fā)前盾構(gòu)端頭加固效果滿足要求。l

鑿除洞門范圍鋼筋混凝土，應(yīng)檢查始發(fā)洞口凈空尺寸，確保沒有鋼筋、混凝土侵入設(shè)計輪廓范圍之內(nèi)。l

采用設(shè)置導(dǎo)臺等措施防止盾構(gòu)機機頭下降。

(盾構(gòu)機前1/3部分占總重的2/3)l

始發(fā)前應(yīng)對盾構(gòu)姿態(tài)作復(fù)核、檢查，盾構(gòu)位置應(yīng)準(zhǔn)確，盾構(gòu)軸線應(yīng)與隧道軸線重合。

l

盾尾完全進入始發(fā)井后以后調(diào)整洞門密封，采用同步注漿及二次注漿將管片與洞門

可靠封閉。

（2）安全管理注意事項↓

盾構(gòu)始發(fā)步驟始發(fā)掘進，盾尾通過洞門壓板

加固，壁后注漿加固效果檢驗安裝始發(fā)基座盾構(gòu)組裝調(diào)試安裝洞門密封端頭土體加固拼裝負(fù)環(huán)管片安裝反力架鑿除洞門

1.3盾構(gòu)始發(fā)控制要點端頭加固的主要工法1.3盾構(gòu)始發(fā)控制要點對注漿類端頭加固土體驗收檢驗通過后方可鑿除洞門，用風(fēng)鉆鉆9個“米”字型觀

測孔，孔徑100mm，鉆孔深度3m，取芯檢驗盾構(gòu)出洞正前方土體加固情況（設(shè)計

圖紙給定參數(shù)）。——加固后的土體具有良好的均勻性和自立穩(wěn)定性；——加固土體無側(cè)限抗壓強度達(dá)到0.8Mpa以上；——滲透系數(shù)≤1.0×

10-7cm/sce(選

自某設(shè)計文件)。

滲水●盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)施工中風(fēng)險較大的環(huán)節(jié)之一，極易發(fā)生安全事故。漿液和泡沫沿

洞門密封處涌出1.4盾構(gòu)掘進階段渣土改良控制要點對于土壓平衡盾構(gòu)，渣土改良工作非常重要，它關(guān)乎到前方的土體是否能夠保持穩(wěn)定進而影響地面沉降控制，渣土改良還關(guān)乎螺旋出土的順利與否，渣土改

良還和刀盤結(jié)泥餅有直接影響。盾構(gòu)施工規(guī)范《盾構(gòu)法隧道施工與驗收規(guī)范》GB50446的：7.3.1條規(guī)定了盾構(gòu)機需要配置渣土改良系統(tǒng)，并在盾構(gòu)現(xiàn)場驗收階段要納入驗收。7.5.2條掘進中應(yīng)監(jiān)測和記錄盾構(gòu)運轉(zhuǎn)情況，排出渣土情況并及時分析反饋，調(diào)整掘進參數(shù)。盾構(gòu)刀盤結(jié)泥餅

1.4盾構(gòu)掘進階段渣土改良控制要點7.5.5條要求根據(jù)盾構(gòu)穿過的地層條件，可有選擇地向土倉內(nèi)適當(dāng)注入泥漿或水、泡沫劑、聚合物等，以改良倉內(nèi)土質(zhì)，使其保持一定程度的塑性流動狀態(tài)。建立土倉

內(nèi)平衡土壓力，保持開挖面的穩(wěn)定，同時易于排土。8.2.8條規(guī)定采用土壓平衡盾構(gòu)通過砂卵石地段時，應(yīng)進行渣土改良。以上四條規(guī)范，均從不同的側(cè)面，強調(diào)了渣土改良重要性，以及對碴土改良的定性要求，而對具體的渣土改良指標(biāo)與方法沒有提及，對于現(xiàn)場的具體操作要求，各個單位情況各不相同，下面介紹一個管理比較規(guī)范的項目的一些做法。

1.4盾構(gòu)掘進階段渣土改良控制要點渣土改良指標(biāo)的提出——渣土流動性：渣土坍落度在90~120mm時，消耗的需要的扭矩較小?！帘Ｋ裕涸帘Ｋ试?5~80%時，渣土靜置3h后，流動性影響較小，

坍落度損失約10~15mm?！琳尘坌裕和翂浩胶舛軜?gòu)機當(dāng)遇上渣土粘聚性較大時，一旦刀盤溫度稍高就容易從刀盤中心開始，形成強度很高的泥餅，這將嚴(yán)重影響掘進效率，甚至?xí)p傷

設(shè)備?！翝B透性：滲透系數(shù)太大，則在富水地層掘進時，容易導(dǎo)致螺旋噴涌，而引

發(fā)事故。

1.4盾構(gòu)掘進階段渣土改良控制要點渣土改良篩分試驗

1.4盾構(gòu)掘進階段渣土改良控制要點盾構(gòu)施工渣土改良坍落度試驗渣土保水性試驗圖片，確保碴土改良后保水性好，有利于降低盾構(gòu)突水沉降風(fēng)險

1.4盾構(gòu)掘進階段渣土改良控制要點小型立式勻速攪拌機試拌

測渣土性能與扭矩的關(guān)系

1.4盾構(gòu)掘進階段渣土改良控制要點盾構(gòu)施工渣土留樣，可以更好的研究地質(zhì)，來控制沉降。——渣土改良在土壓平衡盾構(gòu)施工中，對于安全進度成本，

關(guān)系非常密切，必須高度重視；——“水多了加面，面多了加水”是典型的粗放式管理；——渣土改良實施及效果評價，需要有中醫(yī)式的“望聞問

切”，更要有西醫(yī)式的數(shù)字報告；——渣土改良屬于巖土工程范疇，既需要普遍的理論（土力

學(xué)、材料試驗）指導(dǎo)，又有鮮明的區(qū)域特點；——經(jīng)驗之果只有結(jié)在理論之樹上才有是生命力。

1.4盾構(gòu)掘進階段渣土改良控制要點

1.5確保盾構(gòu)設(shè)備的三大密封保持完好主軸承密封失效，主軸承就會先損壞。合理的多道耐磨密封，功能完善可靠的潤滑和冷卻系統(tǒng)是降低主軸承密封風(fēng)險的保障。在設(shè)置鉸接裝置的盾構(gòu)中，鉸接密封是否可靠，關(guān)系到盾構(gòu)機的安全，在富水軟弱地層顯得特別重要。盾構(gòu)機脫困時一定要高度關(guān)注鉸接油缸的能力，必要時采取措施。

1.5確保盾構(gòu)設(shè)備的三大密封保持完好1.5確保盾構(gòu)設(shè)備的三大密封保持完好盾尾密封是否可靠，亦關(guān)系到盾構(gòu)機的安全。多道密封形式設(shè)計必須合理，密封刷耐磨性能可靠。1.6盾構(gòu)接收施工（

1）安全風(fēng)險分析盾構(gòu)接收與盾構(gòu)始發(fā)有許多相似之處，接收是逐步“卸壓”的過程，其風(fēng)險程度本身要比接收更高，加上線形控制可能存在偏差，幾種因素疊加后，可謂“險

象環(huán)生”。（天津地鐵、南京地鐵）l在距離接收井100m對盾構(gòu)位置進行準(zhǔn)確測量，同時應(yīng)對接收洞門位置進行復(fù)核測量，確定盾構(gòu)姿態(tài)及糾偏計劃。l糾偏應(yīng)逐步完成，每一環(huán)糾偏量不能過大。l在距離接收井50m時應(yīng)調(diào)整掘進參數(shù)，逐漸放慢掘進速度，推力逐漸降低，緩慢均

勻地切削土體，距離小于10m時，進一步控制盾構(gòu)掘進速度和掘進參數(shù)。l臨近接收井的20環(huán)管片應(yīng)做好螺栓緊固、拉緊使之連成整體，防止管片松弛而影響

密封防水效果。盾構(gòu)中盾進入加固區(qū)后，利用其徑向注漿孔封堵加固區(qū)的漏水通道。l在拼裝的管片進入加固范圍后，應(yīng)采用快硬性漿液封堵。

（2）安全管控要點

（2）安全管控要點l

最后一環(huán)管片拼裝完成后，通過二次注漿孔

注入雙液漿進行封堵。l

注漿過程中應(yīng)密切觀察洞門情況，發(fā)現(xiàn)有漏

漿現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿并進行處理。l

盾構(gòu)前體盾殼被推出洞門時應(yīng)束緊壓板卡環(huán)上的鋼絲繩，使壓板壓緊簾布橡膠板，防止洞

門泥土及漿液漏出。l

盾構(gòu)接收到基座上后，應(yīng)及時做好管片與洞

門密封圈間的密封。l

到達(dá)施工中應(yīng)逐漸降低土（泥水）倉壓力，當(dāng)有承壓水砂性土層加固效果不理想或盾構(gòu)推力擠壓與施工擾動破壞加固土體時，地下水壓力作用下，水砂從刀盤前方和盾體與圍巖、洞門的間隙涌出，發(fā)生地層沉降過大以及坍塌等危險情況，也會因此而危

及地面建（構(gòu)）物和地下管線等的安全。為了規(guī)避此類風(fēng)險，根據(jù)地質(zhì)、環(huán)境條件，

宜選擇盾構(gòu)土中接收或鋼套筒接收或箱體接收等方法，模擬盾構(gòu)在原狀土中的掘進工

況，保持土（泥水）倉內(nèi)壓力平衡，以控制地層沉降，防止出現(xiàn)險情。l

鋼筋混凝土擋墻、箱體與鋼套筒等設(shè)施的結(jié)構(gòu)物應(yīng)經(jīng)專門設(shè)計計算，滿足盾構(gòu)自重

盾構(gòu)掘進時的推力、扭矩、土（泥水）倉壓力等受力要求。

（2）特殊接收工法

（2）特殊接收工法l

為確保洞門擋土結(jié)構(gòu)破除安全，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)牡貙蛹庸檀胧

破除洞門擋土結(jié)構(gòu)前，應(yīng)施做或安裝好接收設(shè)施；箱體與鋼套筒設(shè)施還應(yīng)預(yù)留施

工孔洞。l

盾構(gòu)到達(dá)前，應(yīng)破除洞門擋土結(jié)構(gòu)，清除盾構(gòu)通過范圍內(nèi)的障礙物。l

立即進行填充：采用土中接收方法時，可對擋墻與洞門之間填充土砂和水，填充高度應(yīng)能平衡土（泥水）倉壓力。l

采用鋼套筒或箱體接收方法時，可采用低標(biāo)號砂漿對鋼套筒或箱體進行填充，并

封閉預(yù)留的施工孔洞。l

盾構(gòu)到達(dá)接收井后，應(yīng)對洞門進行注漿封堵。l

應(yīng)在確認(rèn)洞門密封可靠后方可進行填充物的清理和接收設(shè)施的拆除。

某項目采用鋼套筒接收事故案例：四組螺栓瞬間拉斷，鋼端蓋異常崩開，說明鋼套筒中蘊含很大的壓力，事故快報中稱，作業(yè)前已經(jīng)過了泄壓，故推測：一是，泄壓不充分，筒內(nèi)留有余壓（氣壓）；二是，盾構(gòu)機的推進油缸一直在持荷，通過刀盤、倉前土體對端蓋施壓，使端蓋及套筒蘊含著極大的彈性應(yīng)變勢能，端蓋掙脫四組螺栓的束縛，沖出兩米多，就是彈性應(yīng)變勢能瞬間

釋放的表現(xiàn)；三是，通過現(xiàn)場照片得知，事故后筒內(nèi)殘