盾構(gòu)常見事故及防治措施

1、盾構(gòu)常見事故及防治措施內(nèi)容提要v1、常見事故v2、事故分類統(tǒng)計v3、事故對策分析 結(jié)餅、閉塞噴涌、開挖面失穩(wěn)、地表發(fā)生過大沉降、滲漏水、坍塌事故、其他事故 v4、特殊地段盾構(gòu)施工要點 淺覆土層、小半徑曲線、地下管線段、地下障礙物、穿越建（構(gòu)）筑物、小凈距隧道、穿越運營隧道、穿越江河、大坡度地段、復雜地質(zhì)條件 1.盾構(gòu)事故（19932005） 19932005年期間，北京、上海、廣東、臺灣、日本、韓國等地的盾構(gòu)隧道施工事故進行調(diào)查統(tǒng)計分析，以下是其中25個典型事故： (1)2002年，深圳地鐵一期工程四號線采用土壓平衡式盾構(gòu)掘進時，由于結(jié)餅而不得不停機開艙處理。由此引發(fā)了地面塌陷以及鄰近建筑物的

2、輕微沉降等問題，對工程產(chǎn)成了重大影響。 (2)廣州地鐵一期工程施工中，由于壓力艙的閉塞導致艙內(nèi)的壓力失控，造成地面隆起和扭矩上升，嚴重地影響了施工進度。 (3)上海黃浦江上游引水二期工程臨江過江隧道施工中遇到過螺旋排土器周圍土體成拱的現(xiàn)象，影響了施工的正常開展。 (4)南京地鐵因為噴涌問題遇到砂層掘進困難的現(xiàn)象。 (5)南京地鐵盾構(gòu)試驗段遇到流砂層發(fā)生施工控制困難。 (6) 1993年2月1日，在東京江東區(qū)越中島三段五號居民區(qū)附近地下約34m 的正在掘進中的盾構(gòu)隧道里發(fā)生瓦斯爆炸事故，5名作業(yè)人員受害。 (7) 2001年05月25日，深圳地鐵工程竹子林車輛段土石方工地發(fā)生坍塌事故，造成一死一

3、傷。 (8) 2003年3月27日，上海明珠線二期工地圍墻內(nèi)發(fā)生塌陷事故。圍墻內(nèi)出現(xiàn)一個南北走向的長溝，溝東面是有23 個籃球場面積大小、南北走向的塌陷地。塌陷最深的地方約有23m 。 (9) 2003年7月1日，正在施工中的軌道交通4號線，（浦東南路至南浦大橋）區(qū)間隧道浦西聯(lián)絡(luò)通道發(fā)現(xiàn)滲水，隨后出現(xiàn)大量流沙涌人，引起地面大幅沉降。一幢八層樓房發(fā)生傾斜，其群房部分倒塌。樓板開裂達78 cm 。 (10) 2003年10月8日，在北京地鐵五號線崇文門車站工地西北風道南側(cè)，斜撐底部地梁鋼筋意外脫落，鋼筋整體傾覆，造成兩死兩傷。 (11) 2004年1月6日，M8線地鐵施工現(xiàn)場，一名工作人員在施工過

4、程中頭被撞扁。 (12) 2004年3月17日，廣州地鐵番禺大石地鐵3號線的建設(shè)工地發(fā)生塌方事故，一人死亡。 (13) 2004年5月30日，臺灣高雄市捷運線大勇路興大路口的車站工地路面出現(xiàn)地層下陷、房屋龜裂狀況。高雄捷運盾構(gòu)機穿越連續(xù)墻欲達工作井時，發(fā)生連續(xù)墻大量涌水、涌砂現(xiàn)象，造成路面塌陷最深達約5m直徑約10m坑洞，坑洞旁數(shù)十戶建筑物遭受程度不同的陷落危害。 (14)高雄捷運（地鐵）施工處地層塌陷，導致地上4 棟民宅嚴重傾斜。隨著地層下陷工地一旁的4棟三層民房嚴重下陷，下陷深度達一層高度。塌陷面積達到500。共3起塌陷事故。 （15) 2004年8月2日，在復興東路隧道南側(cè)下層隧道施工的

5、人員（約211人），集體氧化鋅中毒。 (16) 2004年8月3日下午，廣州地鐵五號線施工單位在黃埔區(qū)港灣路和大沙東路交接處下鉆勘察時，不小心把煤氣管道鉆破，造成煤氣泄漏，附近數(shù)萬人被緊急疏散。 (17) 2004年9月21日，因工地一條下水道發(fā)生破裂，位于上海松江區(qū)境內(nèi)嘉松公路東側(cè)的軌道交通9號線（申松線）工地在受水浸泡后，發(fā)生面積約700的地面塌陷。正在施工的地鐵基坑里開始出現(xiàn)少量滲水，隨后出現(xiàn)大面積管涌，基坑旁的水泥地面開始下降，長約50m的路面發(fā)生大面積垮塌。 (18) 2004年9月25日，廣州地鐵二號線延長段琶洲塔至琶洲區(qū)間工地自來水管被壓斷，引起大量涌水，造成工地的基坑擋土墻急劇

6、變形，基坑北側(cè)及南側(cè)出現(xiàn)局部小范圍塌方。 (19) 2005年3月17日，辰野二期工程因施工不當以致路基形成空洞，路面下沉。前后共9起。 (20)地鐵4號線施工卡殼，北京西四新華書店沉降。 (21)廣州地鐵2號井盾構(gòu)穿越珠江的施工過程中發(fā)生噴涌，江底塌方。 (22) 1996年廣州地鐵1號線長壽路-陳家祠區(qū)間泥水盾構(gòu)掘進引起華貴路房屋坍塌事故。 (23)上海地鐵2號線進出洞口部位管片接縫處滲漏情況嚴重。 (24) 2004年2月韓國釜山地鐵3號線工程現(xiàn)場發(fā)生鋼筋混凝土板崩塌事故，1人當場死亡，12人送往醫(yī)院急救。 (25)廣州地鐵3號線施工導致沿線地面塌陷受廣州地鐵3 號線施工影響，廣州番禺區(qū)

7、大石鎮(zhèn)某村一房屋小院出現(xiàn)深達lm的大面積塌陷，塌陷最深處已涌出地下泥水。3 3、調(diào)查的、調(diào)查的2525項工程事故進行分類項工程事故進行分類3 3、事故對策分析、事故對策分析 v3.1 3.1 結(jié)餅結(jié)餅(l)掘進時注泡沫劑，改善土體的和易性，預(yù)防粘土結(jié)塊；(2)盾構(gòu)刀盤在設(shè)計上應(yīng)考慮對泥巖的切削功能，使刀盤盡少出現(xiàn)粘結(jié)堵塞，如果施工時對切削的土體進行適當處理，改善其特性，則粘結(jié)堵塞現(xiàn)象則會很少產(chǎn)生。如果土壓艙確實發(fā)生堵塞纏連則需要人工清理；(3)在刀盤背面和土艙胸板上增設(shè)空心攪動棒，增加攪拌強度和范圍，并且空心棒內(nèi)還可以預(yù)留注水孔，以便清洗刀盤和土艙；(4)空轉(zhuǎn)刀盤，使泥餅在離心力的作用下脫落。

8、v3.2 3.2 閉塞閉塞 為了消除伴隨閉塞時的掘進障礙，降低掘進速度，同時將切削扭矩和推力降低?？紤]地基土的影響，將后背壓注的設(shè)定壓力提高。使障礙物能容易排出的同時，防止開挖面坍塌。 由于密閉艙內(nèi)的障礙物是形成閉塞的原因，因此應(yīng)將障礙物一一排出。為了排出障礙物，需要完全停止掘進時，可采用以下幾種方案： (l)從人孔進人到密閉艙內(nèi)除去障礙物； (2)加固好開挖面前的地基土，將盾構(gòu)機停留在加固體范圍中，從盾構(gòu)機側(cè)面除去障礙物（存在埋設(shè)物和作業(yè)帶的制約）; (3)在開挖面前筑工作井，牽行盾構(gòu)機入內(nèi)，從地面一側(cè)除去障礙物（要增加費用和工期）。v3.3 3.3 噴涌噴涌 防止噴涌的工程對策如下所示：

9、(l)關(guān)閉螺旋輸送器情況下繼續(xù)掘進，讓切削下的土體擠出土艙內(nèi)的水。采取這種措施時，要預(yù)防艙內(nèi)壓力過高，造成盾構(gòu)前方隆起、冒漿以及盾尾被擊穿等。 (2)提前采用氣壓平衡模式掘進，但要預(yù)防漏氣事件的發(fā)生。 (3)加入高濃度泥漿或泡沫，改善土體的和易性，使土體中的顆粒和泥漿成為一整體。 (4)盾構(gòu)選型方面，螺旋輸送器選擇具有土塞效應(yīng)的中軸式螺桿和簡短式螺桿。v3.4 3.4 開挖面失穩(wěn)開挖面失穩(wěn) 造成開挖面失穩(wěn)的工程對策有以下幾點： (1)施工單位控制好壓力艙的應(yīng)有壓力，防止開挖面失穩(wěn)； (2)使開挖下來的土砂具有塑性流動性，并使土砂確實充滿壓力艙內(nèi)，同時還應(yīng)使開挖下來的土砂具有止水性。 (3)維持

10、排土量和開挖量的平衡。3.5 3.5 地表發(fā)生過大沉降地表發(fā)生過大沉降 (l)在發(fā)生沉降的地點，在沉陷范圍派專人值班，負責人員、交通、建筑物的安全； (2)盾構(gòu)關(guān)閉進土閥門，建立土壓，所設(shè)的土壓比所處 位置的水土壓力高0.2kg/c，盾構(gòu)停止掘進，用盾構(gòu)上的超前注漿設(shè)備和注漿孔向地層注漿加固。不停地向管片背后注漿，并調(diào)整漿液配合比，使其具有足夠的強度和快速凝結(jié)； (3)在沉陷范圍內(nèi)采用鉆機進行地表注漿加固方法，增加地基的強度； (4)增加沉降觀測，及時反饋信息。3.6 3.6 滲漏水滲漏水 (l)在治理過程中，堅持表里兼治、引堵結(jié)合。在地下結(jié)構(gòu)逐步趨于穩(wěn)定的過程中，加強觀測，積累經(jīng)驗，摸索規(guī)律

11、，作出系統(tǒng)的治本措施。 (2)對于集中滲漏區(qū)段，可利用回填注漿孔鉆穿管片注入超細早強水泥和水溶性聚氨醋漿液。 (3)區(qū)間混凝土管片存在的邊、角缺損部位，可采用高強、快凝、粘結(jié)良好的修補材料，如NC聚合物快速修補劑。 3.7 3.7 坍塌事故坍塌事故 對類似的塌方事故，在初步分析問題的原因后，應(yīng)該果斷采取以下措施，以制止地表沉降擴大化，確保盾構(gòu)機安全通過沉陷區(qū)域。 (l)攔截塌陷四周的地表水，防止地下水進一步滲人隧道 內(nèi)，降低隧道內(nèi)的涌水量。及時對塌孔進行回填，尤其是漏水口處，回填密實，形成相對隔水層。 (2)控制好推進速度和出土速度，維持開挖面土壓平衡，減少地表沉降量。 (3)加大注漿量，確保

12、地面沉降范圍不再向前擴展。增加輔助添加劑量，改善土渣的和易性。 (4)加強監(jiān)控測量，特別是出土量和土倉壓力，注漿量等參數(shù)，并及時根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)調(diào)整掘進參數(shù)。 (5)在掘進速度極其緩慢，刀盤推力、扭矩持續(xù)增加的情況下，可以考慮進行換刀。至于開挖面地下水和上覆土層的處理，可以從地面上采取攪拌樁（水泥-水玻璃雙液漿）進行加固，割斷砂層及水力聯(lián)系。 3.8 3.8 其他事故其他事故 (l)(l)盾構(gòu)隧道瓦斯爆炸事故盾構(gòu)隧道瓦斯爆炸事故防止對策： 在具有瓦斯的地層中選擇盾構(gòu)通過的位置時，應(yīng)盡量選擇變化小較穩(wěn)定的地層。特別在通過上層部分是透水性弱的粘性土，下面是砂層、砂礫層的地方時，因在砂層、砂礫層上部往往

13、有游離瓦斯存在，需加強管理并慎重進行施工。 施工前進行周邊工程實例調(diào)查，獲取過去的瓦斯資料，同時收集周邊既有地層調(diào)查資料，做出承壓游離瓦斯積存地層的等高線圖。鉆探調(diào)查，對于確認滯水砂層、砂礫層圓弧形向上處和傾斜層頂部易于積存承壓游離瓦斯，要引起注意。 結(jié)合盾構(gòu)的掘進情況，加強風管吹出口（壓入口）的管理，設(shè)備應(yīng)具備充分的余力，要防止氣體滯留就要注意加強局部通風和增加洞內(nèi)風速，要保證風管在長距離時的通風量。在萬一遇到承壓游離瓦斯層時，不僅要考慮隧道的密封性，而且還要考慮瓦斯涌出時洞內(nèi)的通風量。 (2)隧道內(nèi)中毒事故隧道內(nèi)中毒事故防止對策： 在隧道防腐處理，特別是在噴鋅作業(yè)后，要采取有效的措施消除施

14、工區(qū)域氧化鋅濃度。確保隧道內(nèi)通排風措施到位。4.4.特殊地段及復雜地質(zhì)條件施工特殊地段及復雜地質(zhì)條件施工 v4.14.1淺覆土層施工淺覆土層施工 盾構(gòu)隧道覆土小于1倍盾構(gòu)直徑為淺覆土施工，應(yīng)控制盾構(gòu)開挖面土壓、掘進速度等參數(shù)，減少施工對環(huán)境的影響。 應(yīng)控制盾構(gòu)姿態(tài)，防止發(fā)生抬頭和上浮。 當盾構(gòu)開挖面上部為硬粘土下部為承壓水砂性土時，應(yīng)向粘土層壓注泥漿使之軟化并加大盾構(gòu)下部千斤頂頂力，增大對砂性土壓力以嚴防砂性土液化流失而引起盾構(gòu)磕頭隧道下沉。 4.2 4.2 小半徑曲線施工小半徑曲線施工 應(yīng)防止由于盾構(gòu)推進反力不均引起的管片環(huán)變形、移動、管片錯臺、管片嚴重開裂、滲水等。 使用超挖裝置時，應(yīng)控制

15、超挖量。 壁后注漿應(yīng)選擇體積變化小、早期強度高、速凝型的注漿材料。 應(yīng)增加施工測量頻率。 應(yīng)采取措施防止后配套車架脫軌或傾覆。 4.3 4.3 地下管線段施工地下管線段施工 應(yīng)詳細查明地下管線類型、位置、允許變形值等，制定專項施工方案。 對受施工影響可能產(chǎn)生較大變形的管線，應(yīng)根據(jù)具體情況進行加固或改移。 應(yīng)根據(jù)管線隆沉監(jiān)測反饋及時調(diào)整盾構(gòu)開挖面土壓、掘進速度、出碴量等施工參數(shù)，減少地層土體的隆沉和變形，確保管線安全。 4.4 4.4 地下障礙物處理地下障礙物處理 施工前應(yīng)查明障礙物，并制定處理方案。 從地面處理地下障礙物時，應(yīng)選擇合理的處理方法，處理后應(yīng)進行回填，確保盾構(gòu)安全通過。 在開挖面拆

16、除障礙物時，可選擇帶壓作業(yè)或加固地層的施工方法，并配備所需的設(shè)備及設(shè)施，應(yīng)防止地層漏氣漏水，控制地層的開挖量，確保開挖面支撐穩(wěn)定。4.5 4.5 穿越建（構(gòu)）筑物施工穿越建（構(gòu)）筑物施工 盾構(gòu)施工前，應(yīng)對穿越建（構(gòu)）筑物地段進行詳細調(diào)查，評估施工對建（構(gòu)）筑物的影響，并有針對性地采取保護措施，控制地層變形。 宜根據(jù)建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)的類型、現(xiàn)狀，采取地基加固或樁基托換措施。 必須加強地表和建（構(gòu)）筑物變形監(jiān)測，并及時反饋，優(yōu)化調(diào)整盾構(gòu)掘進參數(shù)和同步注漿參數(shù)。 應(yīng)根據(jù)建（構(gòu)）筑物沉降速率進行多次壁后注漿，宜選擇體積變化小、早期強度高、速凝型的注漿材料。4.6 4.6 小凈距隧道施工小凈距隧道

17、施工 施工前，應(yīng)分析施工對已建隧道的影響或平行隧道掘進時的互相影響，并采取相應(yīng)的施工措施。 施工時，應(yīng)控制掘進速度、土倉壓力、出土量、注漿壓力等，減少對鄰近隧道的影響。 應(yīng)對先行和既有隧道加強監(jiān)測。 宜采取加固隧道間的土體、先行隧道內(nèi)支設(shè)鋼支撐等輔助措施控制地層和隧道變形。 4.7 4.7 穿越江河的盾構(gòu)隧道施工穿越江河的盾構(gòu)隧道施工 應(yīng)詳細查明盾構(gòu)穿越江河地段的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、河床狀況、岸邊建（構(gòu)）筑物情況及保護要求，制定專項盾構(gòu)施工技術(shù)和監(jiān)測方案。 穿過江河前，應(yīng)對盾構(gòu)密封系統(tǒng)做全面檢查和處理；必須配備足夠的排水設(shè)備與設(shè)施。 盾構(gòu)開挖面土壓應(yīng)經(jīng)計算和經(jīng)驗設(shè)定，并在施工中調(diào)整優(yōu)化，加

18、強盾構(gòu)掘進參數(shù)控制管理，防止地層坍塌。 應(yīng)對河床隆沉進行監(jiān)測，宜采用測量船作業(yè)。 4.8 4.8 穿越運營隧道施工穿越運營隧道施工 盾構(gòu)穿越運營隧道施工前，應(yīng)對運營隧道結(jié)構(gòu)、位置、水文地質(zhì)、環(huán)境進行詳細調(diào)查，預(yù)估施工對其影響，編制并實施控制運營隧道變形的專項技術(shù)方案。 盾構(gòu)穿越施工引起的地鐵隧道變形應(yīng)小于5mm。 距運營地鐵隧道邊緣前后各6環(huán)為盾構(gòu)穿越段，在盾構(gòu)推進至穿越段前1040 環(huán)范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)盾構(gòu)穿越前的試驗段，長度宜2030環(huán)；試驗段上沿盾構(gòu)推進軸線上每隔5 環(huán)布置深層沉降監(jiān)測點，埋深與地鐵隧道底點相等，每3環(huán)布置地表沉降監(jiān)測點，測點埋設(shè)在原狀土內(nèi)。 在運營隧道內(nèi)必須進行沉降實時連續(xù)監(jiān)測，及時分析反饋，調(diào)整盾構(gòu)土倉壓力，微調(diào)掘進速度、出土量、注漿量、注漿壓力等參數(shù)。 盾構(gòu)穿越后，應(yīng)及時進行襯砌環(huán)的壁后補強注漿，在穿越段隧道襯砌預(yù)留的注漿孔中進行多點、少量、多次、均勻的分層雙液注漿，加固范圍及強度指標按設(shè)計和專項技術(shù)方案要求確定。 4.9 4.9 復雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)隧道施工復雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)隧道施工 穿過復雜地層、地段（軟硬不均互層），應(yīng)優(yōu)先選