盾構(gòu)施工掘進(jìn)風(fēng)險控制培訓(xùn)講話要點(diǎn)竺維彬

1、盾構(gòu)工程施工風(fēng)險及控制盾構(gòu)工程施工風(fēng)險及控制廣州市地下鐵道總公司廣州市地下鐵道總公司竺維彬竺維彬 20092009年年0303月月4、典、典 型型 案案 例例 分分 析析3、控制風(fēng)險管理（易理）、控制風(fēng)險管理（易理）2、盾構(gòu)工程常見風(fēng)險事故及風(fēng)險因素、盾構(gòu)工程常見風(fēng)險事故及風(fēng)險因素1、盾構(gòu)工程的施工風(fēng)險、盾構(gòu)工程的施工風(fēng)險提 綱v盾構(gòu)工程施工風(fēng)險像幽靈一樣游趟在天地之間、陰陽之間，總是利用或?qū)ふ摇暗刭|(zhì)復(fù)雜性”、“盾構(gòu)機(jī)的不適應(yīng)性”、“人認(rèn)知的局限性、責(zé)任性、方案和措施的不合理性”等薄弱環(huán)節(jié)或漏洞作為突破口，擴(kuò)張盾構(gòu)工程的風(fēng)險概率和級別，制造盾構(gòu)工程事故。1、盾構(gòu)工程的施工風(fēng)險v控制盾構(gòu)工程的風(fēng)

2、險和事故，我們必須堅持地質(zhì)是基礎(chǔ)，盾構(gòu)機(jī)是關(guān)鍵，人是根本的原則。 盾構(gòu)工程的施工風(fēng)險地質(zhì)風(fēng)險va.復(fù)合地層（廣州五號線省基礎(chǔ)過鐵路）（廣州、深圳、北京、南京）vb.富水?dāng)嗔褞Щ蚱扑閹В◤V州三號線禮村斷裂、五號線火西草區(qū)間、佛山雷崗公園站，南京）vc.溶洞、土洞（廣州北部、佛山、深圳北部） vd.極其耐磨的硅質(zhì)、鐵質(zhì)巖屑ve.含承壓水的粉細(xì)砂層（廣州、佛山、南京、蘇州杭州）vf.瓦斯、煤成氣（廣州北部、西部、南部、杭州、武漢）vg.球狀風(fēng)化體和網(wǎng)格狀或構(gòu)造風(fēng)化硬巖（廣州東部、深圳、南京和北京）vh.砂礫石地層（沈陽、北京、成都、南寧、南昌、西安和廣州）盾構(gòu)工程的施工風(fēng)險地質(zhì)風(fēng)險盾構(gòu)工程的施工風(fēng)險

3、盾構(gòu)機(jī)風(fēng)險：v選型功能性缺陷（成都、北京、沈陽、南京長江隧道、廣州獅子洋隧道）a)泥水還是土壓（成都泥水不適用，深圳沒有泥水）b）開口率（沙礫層中采用63開口率）c）刀具配置（復(fù)合刀具）d）刀間距設(shè)計（在硬巖中）盾構(gòu)工程的施工風(fēng)險盾構(gòu)機(jī)風(fēng)險：v大軸承或三大密封損壞（廣州一號線、五號線）v刀盤損壞（解體、開裂、磨損）v刀具磨損（正常磨損、非正常磨損+刀盤漂移磨損）v減速箱和小齒輪損壞盾構(gòu)工程的施工風(fēng)險人的風(fēng)險v認(rèn)知的局限性（沒有一個明白人不能全面系統(tǒng)地了解地質(zhì)變化、盾構(gòu)機(jī)性能）v責(zé)任性v方案和措施的合理性問題v地質(zhì)是基礎(chǔ)，盾構(gòu)是關(guān)鍵，人是根本 順向的分析法（選型） 逆向的分析法（判斷并采取針對性

4、措施） v.盾構(gòu)施工的管理原則和分析方法2、盾構(gòu)工程常見風(fēng)險事故及風(fēng)險因素、盾構(gòu)工程常見風(fēng)險事故及風(fēng)險因素提 綱2、盾構(gòu)工程常見風(fēng)險事故及風(fēng)險因素v2.1常見風(fēng)險事故（現(xiàn)象）v（1）沉降（水土流失）、隆起（土體壓縮變形）、塌陷（沉降的發(fā)展結(jié)果），尤其是端頭、聯(lián)絡(luò)通道和盾構(gòu)換刀前后v（2）盾構(gòu)機(jī)損壞：南京地鐵二號線中和村-元通區(qū)間到達(dá)端涌沙南京地鐵二號線中和村-元通區(qū)間到達(dá)端涌沙（3）工程質(zhì)量事故v軸線偏離：“力的大小和方向、作用面或點(diǎn)”、人為和客觀、水平和垂直（超過5cm的報告制度，嚴(yán)禁擅自修改隧道設(shè)計軸線）v管片設(shè)計：a）黃河水利隧道，張開角過大；b）武漢長江隧道，手孔過大v管片生產(chǎn)、制造、

5、拼裝（蒸養(yǎng)、噴淋養(yǎng)護(hù)）（3）管片工程質(zhì)量事故黃河水利隧道，封頂塊張開角過大，封頂塊下墜嚴(yán)重錯臺，近30mm（3）管片工程質(zhì)量事故外弧面破損（3）管片工程質(zhì)量事故 注漿失誤導(dǎo)致隧道破損和滲漏（廣州三號線大塘-瀝滘區(qū)間）（3）管片工程質(zhì)量事故2.2高概率的風(fēng)險因素（定數(shù)）平衡與“拉風(fēng)箱”泥餅噴涌（水）卡殼（常見在塌陷、噴涌和巖石節(jié)理裂隙發(fā)育地段）和卡刀盤（南京長江隧道和廣州三號線市番區(qū)間隧道）掘進(jìn)困難和有效推力滯排效應(yīng)和鐵板沙問題3、控制風(fēng)險管理（易理）、控制風(fēng)險管理（易理）提 綱3、控制風(fēng)險管理（易理）v1)“懂”：認(rèn)知到位，象數(shù)易理，超前預(yù)控v2) “準(zhǔn)”：立足實(shí)據(jù)，全面調(diào)查、準(zhǔn)確判斷（成因）

6、、判斷決策方案（時空）v3)“狠”：制度齊全、責(zé)任清晰、獎罰分明、嚴(yán)肅執(zhí)行v4)“細(xì)”：全員、全方位、全過程（溫家寶）精細(xì)管理風(fēng)險因素目標(biāo)是：目標(biāo)是：v認(rèn)真研究（評估）認(rèn)真研究（評估） v超前預(yù)控超前預(yù)控 v降低風(fēng)險（概率和級別）降低風(fēng)險（概率和級別）v精細(xì)管理精細(xì)管理 v果斷決策果斷決策 v控制事故控制事故4、典、典 型型 案案 例例 分分 析析提 綱 獅子洋隧道位于廣深港客運(yùn)專線東涌站至虎門站之間，穿越珠江獅子洋隧道位于廣深港客運(yùn)專線東涌站至虎門站之間，穿越珠江入?？诘莫{子洋，河面寬度入?？诘莫{子洋，河面寬度6100m6100m。隧道建筑全長。隧道建筑全長10.8km10.8km，其中盾構(gòu)

7、段，其中盾構(gòu)段長長9340m9340m。盾構(gòu)段隧道外徑盾構(gòu)段隧道外徑10.8m，內(nèi)徑，內(nèi)徑9.8m。v4.1、超大直徑混合盾構(gòu)的“刀盤飄移”問題 盾構(gòu)始發(fā)的下坡段處于富水砂層；盾構(gòu)始發(fā)的下坡段處于富水砂層； 隨著深度增加逐漸進(jìn)入巖層，存在上軟下硬的過渡段；隨著深度增加逐漸進(jìn)入巖層，存在上軟下硬的過渡段； 隧道的中間段處于巖層內(nèi)隧道的中間段處于巖層內(nèi)獅子洋隧道處于典型的復(fù)合地層：獅子洋隧道處于典型的復(fù)合地層：v地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)復(fù)雜刀具W型磨損v4.2、砂卵地層盾構(gòu)掘進(jìn)的“滯排”問題磨損的邊緣鏟刀某某9米直徑盾構(gòu)鏟刀的磨損情況米直徑盾構(gòu)鏟刀的磨損情況完好邊緣鏟刀v邊緣刀具的磨損邊緣刀具的磨損刀盤磨損區(qū)

8、域示意圖南京過江隧道石塊巖樣刀具磨損刀具磨損面板和刀具都發(fā)生磨損v4.3、盾構(gòu)刀具損壞的“骨排效應(yīng)”邊緣滾刀的磨損v4.4、盾構(gòu)機(jī)被卡的分類、原因及處理方法v v1）分類 盾體（盾建 三、四號線） 刀盤+盾體（六局 深圳） 刀盤（十四局 水泥漿）v2）原因（巖暴、膨脹巖、破碎巖石、礫石、砂層等）v3）處理方法：松動法/清除法.土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)土壓平衡式盾構(gòu)機(jī) 挖掘巖盤的挖掘巖盤的TBM TBM 本體形狀本體形狀 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 尾部空隙少，不容易產(chǎn)生地尾部空隙少，不容易產(chǎn)生地盤下沉。盤下沉。 在挖掘巖盤時，尾部在挖掘巖盤時，尾部空隙間空隙間不容不容易被夾粉塵以及細(xì)小巖塊等易被夾粉塵以及細(xì)小巖塊等物

9、物。 缺缺 點(diǎn)點(diǎn) 在挖掘巖盤時，容易被夾粉在挖掘巖盤時，容易被夾粉塵以及細(xì)小巖塊塵以及細(xì)小巖塊物物，由此，由此與本體產(chǎn)生較大的摩擦力。與本體產(chǎn)生較大的摩擦力。 由于尾部空隙大，容易產(chǎn)生地盤由于尾部空隙大，容易產(chǎn)生地盤下沉下沉。 壁后材料容易轉(zhuǎn)到前壁后材料容易轉(zhuǎn)到前面面，由此使，由此使本體容易被夾住。本體容易被夾住。 對對 策策 安裝注入管于本體外周側(cè)，安裝注入管于本體外周側(cè)，注入膨潤土等。注入膨潤土等。 安裝逆流防止板于尾部安裝逆流防止板于尾部。 盾盾 殼殼 構(gòu)構(gòu) 造造廣州“市番”區(qū)間刀盤卡死廣州“市番”區(qū)間刀盤卡死廣州“市番”區(qū)間鑿除巖石市番區(qū)間鑿除巖石化學(xué)漿注漿封堵管片外開挖間歇土倉內(nèi)被注

10、漿材料塞死刀盤被注漿材料塞死水土壓力水土壓力v4.5、高土壓、欠土壓、“拉風(fēng)箱式”掘進(jìn)的負(fù)作用問題塌塌 崩崩土壓傳感器土倉土壓空空 隙隙 房屋塌方 (buildings collapse)v4.6、氣壓法換刀的拓寬應(yīng)用問題v1、泥水/土壓盾構(gòu)v2、泥膜v3、加氣量全程保養(yǎng)維修：高壓下人工介入工作面技術(shù)Hyperbaric Helmet氧氣頭盔氧氣頭盔Transport shuttle潛水員傳送艙潛水員傳送艙Living chamber潛水員生活艙潛水員生活艙全程保養(yǎng)維修：高壓下人工介入工作面技術(shù)焊接焊接維修維修維護(hù)保養(yǎng)壓力艙維護(hù)保養(yǎng)壓力艙盾構(gòu)機(jī)滾動的恢復(fù)v4.7、盾構(gòu)機(jī)整體旋轉(zhuǎn)復(fù)位問題 盾構(gòu)機(jī)

11、整體旋轉(zhuǎn)的復(fù)位盾構(gòu)機(jī)整體旋轉(zhuǎn)的復(fù)位v4.8、盾構(gòu)端頭加固的方法創(chuàng)新理念 1）膠結(jié)物代替水，置換水加固（旋噴，水平注漿） 2） 降水，排水加固 3）凍結(jié)加固，水冰轉(zhuǎn)化固結(jié) 4）土體置換加固，素混凝土玻璃纖維或合成樹脂、 或竹子 5）止水帷幕，截水加固（深圳） 玻璃纖維筋洞門10000與鋼筋搭接區(qū)域水平筋 G22 175mm (V) c/c垂直鋼筋束 G32 150mm (H) c/cP3P4P5盾搆前進(jìn)路徑竹筋籠砼樁竹筋籠砼樁 1200mm1200mm鉆孔灌注樁，實(shí)現(xiàn)擋土的目的，樁體混鉆孔灌注樁，實(shí)現(xiàn)擋土的目的，樁體混凝土標(biāo)號凝土標(biāo)號C30，鉆孔灌注樁分，鉆孔灌注樁分A、B兩種類型，兩種類型，A型樁為全素混型樁為全素混凝土樁，凝土樁，B型樁內(nèi)插型樁內(nèi)插100mm毛竹筋籠毛竹筋籠，AABBBBBBBBB竹筋籠砼樁竹筋籠砼樁 v4.9、網(wǎng)狀風(fēng)化硬巖掘進(jìn)的盾構(gòu)刀盤損壞問題v4.10、花崗巖球狀風(fēng)化體處理人工挖空樁破除 補(bǔ) 勘 55# 正在實(shí)施的廣州地鐵盾構(gòu)隧道、深圳地鐵盾構(gòu)隧道、南京過江公路正在實(shí)施的廣州地鐵盾構(gòu)隧道、深圳地鐵盾構(gòu)隧道、南京過江公路盾構(gòu)