盾构施工安全控制要点

中铁十一局集团有限公司无锡市轨道交通1号线土建工程14标项目经理部二0一0年四月无锡市地铁1号线土建工程14标盾构施工安全控制要点引言本标段含一站两区间，分别为梁东路站、新光路站～梁东路站区间隧道、梁东路站～落霞路站区间隧道。梁～新区间隧道，左右线总长2612.900m；梁～落区间隧道，左右线总长2425.610m。隧道内径5500mm，隧道最小曲线半径350m，最大坡度25‰，最小线间距13m。埋深为13.82～22.97m，区间隧道采用盾构法施工。盾构法隧道施工，掘进速度快、质量优、对周围环境影响小、施工安全性相对较高，但盾构施工技术有着自身的特点，安全管理工作只有适应盾构施工的特点，才能利用盾构的优势、克服传统隧道施工的劣势，真正做好建筑施工企业的安全工作。目录•1、盾构始发与到达•2、盾构机运输、吊装和吊出•3、盾构机开仓换刀•4、盾构掘进、管片拼装与注浆•5、盾构在特殊地层掘进•针对以上五个风险点主要分析产生的后果、原因简要分析以及应对措施和监控要点一、盾构始发与到达1、端头加固风险后果：加固效果不能保证，直接导致盾构始发或到达过程中的地面（含建构筑物）塌陷、水土大量流失，盾构机无法正常出站或进站。•风险原因简要分析：•1、端头加固工法的选择不合理；•2、端头加固范围不够；•3、端头加固质量未能达到设计要求；•4、水平或垂直抽芯的方法不合理导致效果判别有误。一、盾构始发与到达•2、盾构始发风险后果：洞门破除时或者土仓内的压力未完全建立之前，掌子面失稳、地面坍塌、洞门大量漏水漏泥，导致盾构机无法出站，严重的导致机体或车站被掩埋。风险原因简要分析：1、端头加固方法和质量有问题；2、盾构始发参数控制不合理（注浆压力、推力等等）；3、洞门密封质量差，或安装方法有误，导致密封渗漏；4、洞门破除过早。一、盾构始发与到达•2、盾构到达风险后果：盾构机体进入加固体中时发生水土流失，直接导致地面坍塌、盾构机无法正常进站。严重的可以导致成型隧道、盾构机体及地铁车站的破坏。•风险原因简要分析：•1、端头加固方法和质量有问题；•2、到达最后阶段的盾构掘进参数控制不合理（注浆、推力等等）；•3、洞门密封质量差，或安装方法有误，导致密封渗漏;•4、洞门破除过早。一、盾构始发与到达应对措施和监控要点•1、优选最佳端头加固方案。加固时间根据加固方法不同而异，但一般应提前至少3个月进行，应充分考虑1个月的工期、1个月的龄期、检测后的补充加固等因素。如果是连续墙或挖孔桩、钻孔桩作业，最好和围护结构施工同时进行，采用其他工法的，最好基坑开挖前完成；•2、加固施工必须先进行试桩。应针对地层特点选择可靠的机械设备和合理的施工参数；•3、加强加固过程的质量检查和控制，尤其是工艺参数的合理性、垂直度的控制等。重点控制端头加固的薄弱环节；•4、充分重视抽芯方法的选择。竖直抽芯过程中应对孔位、深度、连续性判断、抽芯孔封堵的效果等进行认真检验。水平抽芯孔的确定，检查并及时封堵。要求采用竖直抽芯和水平探孔相结合的方式检查洞门加固效果。对于冻结法主要采用测温管判断交圈厚度；一、盾构始发与到达•5、合理选择洞门密封形式，改进密封设计（强化螺栓连接、改进环板形式、折形压板防逆转措施）。密封装置安装前应对帘布橡胶的整体性、硬度、老化程度等进行检查，对圆环板的成圆螺栓孔位等进行检查，并提前把帘布橡胶的螺栓孔加工好。盾构机进入预留洞门前在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油以免盾构机刀盘挂破帘布橡胶板影响密封效果；•6、把握好始发的注浆工艺，防止过大注浆压力对洞门密封装置的破坏；•7、盾构机刀盘在洞门范围时严禁转动刀盘，防止损坏压板；•8、认真做好盾构机的调试验收工作，做好始发注浆的管理和盾尾油脂的注入。二、盾构机运输、吊装和吊出1、盾构机运输过程•风险分析：1、端头加固工法的选择不合理；2、端头加固范围不够；3、端头加固质量未能达到设计要求；4、水平或垂直抽芯的方法不合理导致效果判别有误。•应对措施：•1、选择资质条件满足要求的专业运输单位；•2、盾构机运输时，选择0：00～6：00时的时间段进行；•3、对运输路线进行勘察，了解有无过窄的道路、道路分隔带、收费站等道路收窄处是否适宜通行，有无长车难以转弯的道路弯角，有无会形成通行障碍的架空电线，桥梁的荷载是否足够等。•4、检查设备的包装和绑扎情况，若有包装破损或设备变形情况发生，做好记录；•5、根据现场情况选择巡视、旁站等监理方式。二、盾构机运输、吊装和吊出1、盾构机吊装与吊出•风险分析：•1、地面承载力不足风险；•2、起重吊装风险；•3、高空作业风险。•应对措施：•1、核算地面承载力是否满足吊装要求；•2、核算地面外加荷载对盾构井的影响是否在允许范围内。•3、选择资质满足要求的专业施工单位，吊装指挥、司索工等工种的人员资格符合要求。并且要求承包商编制施工方案指导施工；4、检查吊机回转半径内的空间是否足够，会否和附近建（构）筑物、树木、架空电线等发生干涉；二、盾构机运输、吊装和吊出•5、大件吊装时进行旁站，防止吊装过程碰刮盾构井结构；•6、跟踪检查吊装作业过程，防止吊点设置不合理或设备本体刚度不足产生变形；•7、严格按照起重作业的相关要求进行吊装作业；•8、高空作业必须佩戴安全带；•9、注意防止工具、材料等坠落伤人。三、盾构机开仓换刀1、开仓检查点预选计划风险后果：开仓困难换刀困难•风险原因简要分析：计划不周或无计划将导致刀具更换不及时或过量磨损、或遇到上软下硬等复杂地层掘进困难但又无法开仓、无法换刀。•应对措施和监控要点：•1、根据地质情况和刀具可能磨损的程度布设开仓检查、换刀点；2、在实际掘进施工过程中按照计划实施开仓检查，特殊检查点需要超前加固或地面加固时按计划执行。三、盾构机开仓换刀2、人员准备风险后果：人员伤害•风险原因简要分析：高血压、心脏病、其它不适宜病症。•应对措施和监控要点：严格整体检查与体质识别。三、盾构机开仓换刀3、工具物资准备风险后果：人员伤害•风险原因简要分析：质量缺陷、数量不足。•应对措施和监控要点：严格控制工器具质量、满足数量要求。三、盾构机开仓换刀4、开仓确认风险后果：人伤财损•风险原因简要分析：计划不周、准备不足、临时开仓。•应对措施和监控要点：加强管理、认真计划、充分准备。三、盾构机开仓换刀5、开仓地质确认风险后果：人伤财损•风险原因简要分析：地质调查缺陷、不准。•应对措施和监控要点：加强管理、认真计划、补堪补钻、地层加固、超前钻加固。三、盾构机开仓换刀6、仓内气体检测风险后果：人伤财损•风险原因简要分析：CH4、NH3、爆炸。•应对措施和监控要点：开仓前在土仓后端管阀口进行检查、检测，通风换气。三、盾构机开仓换刀7、仓内毒气检测风险后果：人员伤害•风险原因简要分析：COCO2H2SSO2人员中毒。•应对措施和监控要点：开仓前在土仓后端管阀口进行检查、检测，通风换气。四、盾构掘进、管片拼装与注浆1、管片拼装•风险后果：1、物体打击；2、起重伤害；3、人员伤亡。•风险原因简要分析：•1、工人在管片安装机工作范围内作业；•2、管片吊装抓头脆断，管片套管拔出、抓头保险失灵导致管片掉落伤人；•3、设备停电或故障滑行。•应对措施和监控要点：•1、管片安装机安装声光警示器；•2、严格检查和检测抓头及套管质量；•3、对危险部位进行屏蔽；•4、设置管片拼装机连锁保护装置。四、盾构掘进、管片拼装与注浆2、注浆•风险后果：1、物体打击；2、高空坠落；3、坍塌、建筑物、构筑物损坏。•风险原因简要分析：1、注浆口或管接口漏压伤人；2、注浆工作平台不稳、没系安全带，发生人员坠落；3、隧道注浆不饱满、地表沉降过大，引起建筑物、构造物变形开裂；4、注浆压力过大，引起隧道变形、开裂。•应对措施和监控要点：1、加强防护，防止注浆压力伤人；•2、注浆工作平台可靠，高空作业系安全带；3、提高注浆质量管理，减少地表沉降；4、提前对不良地层进行加固；5、严格控制注浆压力；6、二次补充双液注浆及化学注浆。四、盾构掘进、管片拼装与注浆3、盾尾和铰接渗漏•风险后果：1、隧道变形；2、坍塌、建筑物、构筑物损坏。•风险原因简要分析：1、盾尾及铰接失效，直接造成隧道注浆不饱满，引起建筑物、构造物变形开裂；2、隧道位置移变形。•应对措施和监控要点：1、过程加强保养维修，按规程操作；2、预防盾尾和铰接失效，如加强密封油脂注入；3、盾尾和铰接失效后及时采取应急措施和修理措施；4、二次补充双液注浆及化学注浆。五、盾构在特殊地层掘进1、地面建、构筑物变形•风险后果：建、构筑物倾斜、开裂等变形会影响使用功能，严重的变形会造成建、构筑物坍塌等破坏，使人员受伤害、财产损失。•风险原因简要分析：建、构筑物调查工作没做好，设计没要求对建、构筑物作有效保护，施工方案不可行或没严格按经批准的方案施工。•应对措施和监控要点：1、预先对地铁沿线影响范围内的建、构筑物作详细调查；2、设计根据调查情况及地质条件作出保护设计方案；3、施工单位认真编制有针对性的技术可行的详细施工方案并严格按方案实施；4、选择适宜的掘进模式、掘进参数、注浆参数，加强施工过程控制管理；5、加强监测，及时反馈监测信息以指导施工；6、监理部对以上各方面做认真的审查、监督、检查。五、盾构在特殊地层掘进2、地面建、构筑物变形•风险后果：地表凹陷出现在人员行走或车辆行驶地段会造成人员伤害和车辆损坏。•风险原因简要分析：盾构掘进施工会对地层产生扰动，掘进的推力、出碴、注浆充填、扰动后地层重新固结和地层失水固结等会造成地层的损失或增加，从而使地表发生沉降、隆起和塌陷。•应对措施和监控要点：做好盾构机选型和刀盘刀具配置；根据具体的地段和地质条件，选择适宜的掘进模式、掘进参数、注浆参数，及时、足量注浆，保证注浆的质量；加强监测，及时反馈监测信息以指导施工，加强施工过程控制管理；对隧道内的渗漏水及时进行封堵。五、盾构在特殊地层掘进3、过江、过河•风险后果：喷涌使掘进困难；密封失效漏水；•风险原因简要分析：1、河底隧道埋深较大，水压较大且与河水有水力联系产生喷涌；2、成型隧道顶部往往会形成汇水通道，流进土仓产生喷涌；•应对措施和监控要点：1、过江、过河前对盾构机进行全面的检修，恢复其设计功能，尤其是要确保盾构三大密封性能完好，刀具配置适应地层并且刀具完好；2、严密组织施工，加强施工过程的控制管理，做好盾构机及其有关配套设备的维护保养，做到连续掘进，及时、足量注浆，快速完成江中段施工；3、加强施工过程的监测、观测；4、有完善的应急预案并及时做好各项应急准备五、盾构在特殊地层掘进4、地下障碍物•风险后果：盾构掘进碰到建（构）筑物桩基础、地下管线时会对其破坏，造成人员伤害和财产损失。•风险原因简要分析：由于没预先对建（构）筑物桩基础、地下管线调查清楚，施工过程中突然碰到这些障碍物。•应对措施和监控要点：•1、预先对建（构）筑物桩基、地下管线等障碍物做深入、细致调查，摸清其分布情况；•2、对地下障碍物作预处理，对地下管线进行迁改，对桩基进行破除清理。