盾构隧道建设风险分析与控制.ppt

当前国内地铁盾构类型 盾构的概念 盾构的概念 盾构的概念 盾构钢套筒接收（始发）及水下到达 （二）案例2 该地铁盾构隧道为过长江区间隧道右线全长3003.39m，左线全长2993.859m，隧道最小转弯半径500m，最大坡度28‰。 江北车站 江北风井 江南风井 江南车站 1、到达端头的工程地质概况 到达端头隧道顶部埋深17.1m。上部为杂填土、粉质粘土，隧道穿越地层为3-5粉质粘土、粉土、粉砂互层以及4-2粉细砂层。 北侧医院放射中心、精神病院，南侧8层居民楼、7层电信大楼。 2、周边建筑物 左线 右线 2层 8层 7层 层4 洞门凿除完成推进盾构刀盘推1991环至洞门口，洞门右下角位置出现小的涌水，在掘进过程中因接收姿态较差洞门帘幕橡胶拉断，涌水涌砂时经在盾尾5环管片范围内大量压注了聚氨酯顺利完成盾构接收； 在盾构机吊出后，底部渗漏水，在用堵漏王对底部渗水处进行封堵及压注聚氨酯、水泥、沙袋压填，上部采用混凝土回填后涌水止住，涌砂量较前次加大。 后移盾构后配套拖车过程中，左线隧道内进行管片“环框+内支撑”安装时，1986-1988环突发管片错台，并带有管片破损声音，同时有渗水。2分钟后渗水停止。随后进行抢险，对1986~1988环进行木支撑加固，险情得以控制。 3、左线多次险情过程 险情发生后，及时启动了应急抢险措施，并对部分管片进行了补强处理。 堵漏处理 环纵缝、手孔处理 裂缝、错台及破损处理 安装钢圈 环氧树脂充填 管片壁后补充注浆 过矿山法空推段施工风险 主要为矿山法施工断面侵限，未及时断面测量，导致盾构通过时卡盾，在空推段容易造成盾构抬头、推力突然增大、姿态突变、管片错台、上浮及渗漏等 1 易产生冒顶通透水流 覆土浅、水头压力高，土压平衡不易建立，河水常从扰动土体裂缝中经刀盘开口及盾尾进入盾构机，造成盾构淹水； 2 流砂、管涌 在砂土、砂质粉土等易液化的土层中掘进，刀盘切削挤压扰动，加上过高的水头压力液化砂土随地下水沿盾尾和隧道接缝渗漏进入隧道内，可能出现局部地基掏空，隧道下沉、螺栓断裂、隧道破坏。 3 隧道上浮 水域下浅覆土中推进的盾构，上下受力不均衡，盾构姿态上扬，压坡困难，隧道上浮，轴线难以控制； 穿越江河施工风险 （6）盾构开仓施工下穿江河是水体风险 做好理论渣土量与实际渣土量的记录,保证出渣量与掘进速度一致,避免/冒顶突发事故的发生; 施工时通过合理组织施工,尽量能连续、快速地通过河流; 加强盾构姿态的测量和地面的监控测量,及时反馈信息以指导掘进施工; 严格控制盾构操作,调整好盾构推进油缸的压力差及各组推进油缸的行程,避免盾构机上浮; 施工时在土仓和刀盘前注入泡沫,改善渣土性能,防止涌沙、突水现象发生; 在盾构掘进过程中增大地对盾尾密封注入油脂,防止地层泥水和注浆液进入盾体内。 施工对策 提前做详细的地质补勘，对发现的障碍物提前进行处理。 对开挖面前方20m实行超声波障碍物探测，及时查出大石块、废桩等；附设从密封舱隔板中向工作面延伸的钻机，对障碍物破除。 对于设气压进出闸门，局部气压下进入密封舱排障，对刀盘维修。 对于泥水盾构设置石块破碎机，将块石破碎到粒径10 mm以下，以便泥浆泵排出。 施工对策 （7）盾构遇障碍物施工风险 遇障碍物施工风险 由于地下工程地质条件的复杂性以及地质勘探的局限性，隧道穿越的地层不可能一一查明，盾构推进工作面前方可能会出现各类障碍物，如废弃钢筋混凝土桩、旧桥台、人防工事、降水井等，造成盾构机较大破损甚至无法正常推进。 （7）盾构遇障碍物施工风险 遇障碍物施工风险 （8）盾构开仓施工风险 盾构机在施工过程进行开仓换刀是必要的工作。根据地质的情况，可采用带压换也和不带压换刀两种换刀方式。 在不带压的情况下进行开仓换刀，只能在地层比较稳定、无大量地下水涌出、无有毒气体存在的情况下才能进行，否则容易发生人员中毒、爆炸身亡及掌子面坍塌、地面坍塌安全事故。若盾构在硬岩或自稳能力较强的地段掘进时，因地层本身有自稳能力，不需要在土舱蓄压以提供额外支撑压力，这种情况下可在无压下直接进入刀盘作业。 常压开仓施工风险 2008年4月15日广州地铁六号线开仓作业过程气体爆燃事故及气体监测。 深圳地铁开仓作业过程中仓内掌子面坍塌。 2015年6月26日?，深圳地铁开仓作业过程中导致地面坍塌。 当盾构在软岩、富水地段掘进时，由于地层自稳能力差，从地面加固成本高、时间长或根本无施工条件，就有必要利用盾构自身及配套设备来提供使地层稳定的支撑压力，这种情况下需采用带压进舱模式。 压气作业操作难度较大，如果处理不好，不仅会造成开挖面失稳坍塌，而且会危及舱内作业人员的生命安全。盾构施工中采用带压进仓作业发生过坍塌事故，因带压作业操作不当而