盾构工程事故预防及应急措施

盾构工程事故预防及应急措施中铁四局集团第二工程有限公司盾构分公司刘阳2018年6月26日THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司《城市轨道交通2017年度统计和分析报告》显示，全年内地城市轨道交通完成投资4762亿元，在建线路长度6246公里，在建项目可研批复投资累计38756亿元，截止年末共62个城市轨交线网规划获批（含地方政府批复的18个城市），规划线路总长7321公里。城轨交通工程进入大规模建设和快速发展阶段，具有以下特点：建设规模增大、管理模式多样、施工干扰多、安全风险高（仅18年初就发生了两起较大的盾构人员伤亡事故、1.26带压进仓气压泄露、2.7盾尾漏水坍塌3人失联、8人死亡）、全国因盾尾、铰接、螺旋机漏水发生7起盾构被埋事件，由此可见盾构施工是一项具有高风险特性的工程建设活动，对施工安全风险管理提出更高要求。如何从技术角度预防？如何从安全角度应急？前言THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司而造成事故的因素不外乎人、机、料、法、环五大因素，其中一个重要的原因是近年来施工队伍迅速扩大，而管理和技术素质相对滞后，施工现场缺乏熟练、称职的施工管理和技术人员，风险管理意识不够强，应急措施不到位。造成对风险点的预估、诊断、处置不力，最终导致事故的发生。前言THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司盾构始发、接收盾构掘进盾构设备联络通道施工井接头施工目录CONCENTSTHESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司PART01盾构始发接收THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司旋喷桩3.5米搅拌桩盾构全长9米几年前区间始发、接收加固区设计长度一般较短，随着工艺和经验增加，目前一般加固区均在9米以上，并辅助设置降水井。37.5米8米如果进出洞地基加固的加固范围受地面建筑物和管线等周边环境限制时，必须采取特殊手段（如：水平冻结等工艺），千万不能简单的缩短加固范围。加固区设计、施工质量影响一、盾构始发THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司加固区设计、施工质量缺陷危害一、盾构始发THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字一、盾构始发凿除洞门时涌水、涌土一旦发生渗漏情况，及时进行封堵。砂性地层结合冻结加固并采用止水箱体增加安系数。通过压浆泵将聚氨酯压入，从而起到防水作用，再对土体压注双液浆，以起到加固土体的作用。同时在地面上根据沉降情况，进行压密注浆，确保地表的稳定，重点提醒：了解是哪些管线，组织人员配合管线单位应急配合。主要设备：压浆泵、电焊机、排污泵、空压机等。材料：水泥、水玻璃、聚氨酯、黄砂、海绵等。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字一、盾构始发始发时洞口土体大量流失预防措施：根据现场土质状况，制定合理的土体加固方案，地面布置降水井，将地下水位降至能保证安全出洞水位。制定合理的洞门凿除工艺，确保洞门凿除时安全、快速。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字一、盾构始发始发时引起塌方（1）合理设定进洞土压力。（2）加强设备保养。（3）推进过程中详细记录出土量与推进行程，确保两者统一。（4）严格控制盾构姿态，确保以良好的姿态进洞。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字一、盾构始发盾构后靠支撑位移及变形预防措施（1）后靠设计时，充分考虑盾构总推力以及推力分布情况，并预留一定的安全余量。（2）在推进过程中合理控制盾构的总推力，且尽量使千斤顶合理编组，使之均匀受力。（3）对体系的各构件必须进行强度、刚度校验，对受压构件一定要作稳定性验算。后支撑焊缝脱落失稳THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字一、盾构接收盾构基座变形预防措施（1）根据进洞前的定向测量结果，及时调整盾构姿态，力争做到“中对中”进洞。（2）盾构进洞坡度与基座安放坡度相匹配。（3）基座安放过程中严格控制其姿态。（4）基座底部垫块要密实。·1·1前端后端THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字一、盾构接收凿除洞门及进洞期间涌水、涌土THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字一、盾构接收盾构到达时刀盘被冻（1）使用蒸汽发生器进行化冻。（2）刀盘前加盐水。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司在始发接收措施中尝试了很多方法：气囊、延伸钢环、弹簧钢板+焊接尾刷、反帘布拉紧装置，目前较为常用的钢套筒、砂土回填、泡沫土、砼接收套箱等等一、盾构接收THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司PART02盾构掘进THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字二、盾构掘进穿越江、河遇到不明气体江河施工中隧道工作面应有气体检测仪，有条件的话请专业单位事先进行排查（释放压力小于0.5MPa、流量小于1.5m3/h)。遇到不明气体时，隧道内停止施工，及时将人员进行撤离，加大隧道内的通风设施，加强气体检测频率。在盾构前方进行补勘，确认不明气体的含量及来源。报警THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字二、盾构掘进穿越江、河遇到不明气体THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字二、盾构掘进穿越穿铁路时预先与铁路部门备案沟通，了解火车通行情况，应事先进行加固措施。一旦发现沉降及时调整铁路轨道的高度和路基结构。施工参数必须严格根据自动化监测数据进行调整THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字二、盾构掘进穿越穿铁路时水平水准仪静力水准仪THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司二、盾构掘进THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司10181007二、盾构掘进盾构穿越不明地层穿越不明土层，参数异常或出土稀薄，出现轴线失控，应停止推进，从土仓、刀盘正面、壳体进行注浆或注入特殊材料等THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司二、盾构掘进在掘进中存在空洞容易发生的事故THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司二、盾构掘进在掘进中存在空洞容易发生的事故采用地质雷达进行监测掘进施工中要控制好施工参数，上方建筑物必须加强监测，一旦沉降数据异常，停止施工，进行原因分析，及时采用措施，千万不能熟若无睹，（可以利用半夜车少、人少的时间进行排摸，如地面钻孔监测，发现异常，及时回填。）THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司二、盾构掘进盾构穿越地基承载力差的房屋施工风险施工前对穿越房屋应进行结构检测和评估，对有缺陷的事先进行补加固措施，对评估为危房应事先向设计、业主反映，最好通过调整线路或拆除等措施。对一些还不能拆除的房屋，施工中应事先考虑人员撤离、安置等措施。切忌存有侥幸心理。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司二、盾构掘进盾构穿越地基承载力差的房屋施工风险1、合理布置监测点对所有沉降监测点进行审核，必要时进行调整或加密布点。2、对单次沉降量比较大的点要引起重视，采取措施。3、根据建筑物实际情况来判别沉降报警值。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字二、盾构掘进盾尾密封损坏，漏浆、漏水预防措施当盾尾发生渗漏时，应立即停机掘进，适当降低土压力，启动应急水泵抽排盾尾积水同时在盾尾空隙内塞入海绵条，加大盾尾油脂注入量，必要时进行管片背后一次注浆。很多盾尾渗漏和管片碎裂和平时不注重拼装工作面的保洁有关，造成异物卡在尾刷处，同时造成尾刷损坏。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司二、盾构掘进应急措施：根据渗漏情况采用海绵等止水填塞材料封堵，用封堵钢板进行反压。如果确认钢丝刷严重损坏且后续掘进里程长、地质情况差时需进行更换，需编制专项方案。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字二、盾构掘进突遇障碍物盾构推进前，采取物探和加密补勘相结合的措施，充分掌握该隧道沿线的工程地质条件和水文地质条件。如发现隧道段面内存在障碍物，采用措施清障。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司PART03盾构设备THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字三、设备故障刀盘、刀具磨损施工过程1）监控推进速度、刀盘扭矩等施工参数是否在正常范围内。2）监控正面注水的流量、压力显示是否正常。3）泡沫发泡率是否满足推进要求，并对泡沫的发泡率、配比及时进行调节。THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入简单文字概述这里输入简单的文字概述这里入简的文字三、设备故障刀盘、刀具磨损THESECONDCONSTRUTIONCO.,LTDOfCTCEGROUP中国中铁四局集团第二工程有限公司这里输入简单的文字概述这里输入