盾构施工应急处置措施-2012-04-06

中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing盾构施工应急处置措施中国矿业大学（北京）江玉生Tel:13601257487Email:[e-mail]中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing主要汇报内容案例一：盾构始发淹井-海河案例六：盾构到达坍塌-大兴线案例七：区间地面坍塌-丰台机务段案例八：盾构掩埋-天津建~天区间案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄案例五：盾构到达坍塌-南京元通站案例三：区间中间风井坍塌-8号线案例四：区间中间风井出水-10号线中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing工程简述：盾构始发工作井位于海河西侧，接收井位于海河东侧。隧道过海河段长113.3m。海河隧道始发井海河隧道接受井盾构掘进方向海河11米59米113米54米14米案例一：盾构始发淹井-天津海河中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing事故经过：破除洞门时突然出现涌水流砂，水和砂不断的涌入盾构始发工作井，井内水位升高并完全淹没盾构设备，造成淹井。破除洞门地下连续墙少量涌水涌砂施工单位未引起足够重视继续破除地下连续墙涌水流沙量增大淹井案例一：盾构始发淹井-天津海河中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing盾构完全淹没局部被水淹没刀盘下半部被砂土淹没洞门下部出现涌水涌砂案例一：盾构始发淹井-天津海河中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing应急救援措施：撤离重要设备和人员；停止水泵抽水，加地面灌水入工作井，使洞门内外压力平衡；封闭洞门，抽干工作井中的水，清理井底淤砂；重新对始发井端头地层进行加固，组织二次始发。清理泥沙迅速人工回填+自然涌入！案例一：盾构始发淹井-天津海河中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing事故原因分析地质与施工因素设计因素粉土、砂土层易液化地下水水位较高盾构始发端土体加固质量欠佳高压旋喷桩成桩质量和桩间咬合较难保证在粉土、砂土地层中，旋喷加固法效果一般案例一：盾构始发淹井-天津海河中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例一：盾构始发淹井-天津海河正确应对措施端头加固效果检查围护结构破除1正确选择端头加固方法：旋喷？搅拌？2合理布孔3取芯深度的确定4布孔角度的确定5检查方式的确认1合理步序的确定2过程控制中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing南水北调穿黄工程始发：“南水北调中线穿黄工程”是整个南水北调中线的标志性、控制性工程，其任务是将中线调水从黄河南岸输送到黄河北岸，之后向黄河以北地区供水。隧洞双洞平行布置，各采用1台泥水平衡盾构施工。始发端洞门采用双层压板和止水橡胶帘布。案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄后果：地面突然下沉20cm，导致第二台盾构加固区破坏，重新加固；应急措施：灌入粗粒砂卵石、防止细沙流出，注浆封堵！中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing正确应对措施端头加固端头加固过程控制1正确的端头加固：三重管旋喷、搅拌帷幕连续墙、地连墙、垂直注浆、冻结2合理加固方法？3加固方法的有效性：垂直注浆的难度！4细部结构的有效性：螺栓+翻板薄弱处5压力转换的有效方法：1.9bar到3.0bar!1合理的加固步序2有效的过程控制案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例三：区间中间风井地面坍塌-8号线左线盾构在到达中间风井过程中，地层加固差，土压控制较差，出土过多，引起地层损失，致使中间风井西侧地表塌陷。塌陷进一步发展回填后中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing应急救援措施无地面环境风险，迅速对塌陷位置进行灌浆回填；迅速将盾构推出洞门，对靠近中间风井洞门处20环（700环~719环）进行二次补浆；盾构从中间风井东侧洞门始发时一定要控制好施工参数，尤其是土压等施工参数，确保及时建立土压。合理应对措施1盾构到达过程的施工控制：土压力与出土量2合理的围护结构破除时间与控制方法案例三：区间中间风井地面坍塌-8号线中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例四：区间中间风井出沙出水-10号线分钟寺站十里河站东三环分钟寺桥中间风井双线在中间风井接收及始发过程中，地层加固差，未安装止水橡胶帘布，造成不同程度渗漏水，中间风井始发前提前破桩造成水土流失。中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing2011.9.4右线到达中间风井过程中未安装止水橡胶帘布及扇形压板洞门边缘3点钟和8点钟方向有水涌出，且水量较大;流出的粉细砂流水流砂流水流砂应急救援措施：2011.9.18开始采取注浆等措施进行堵水；2011.9.27基本无渗水现象。应急时间太长！！！案例四：区间中间风井出沙出水-10号线中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing接收端大量土体被推出端头处流水带出大量细砂2011.10.21左线盾构中间风井接收端头，加固太差，渗水较为严重，未安装橡胶帘布和扇形压板，盾构到达过程中大量土体被推出。幸运地层稳定性好，没有波及到地面！！案例四：区间中间风井出沙出水-10号线中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing合理应对措施：•1盾构到达过程应遵循的基本原则：•2合理的围护结构破除时间与控制方法案例四：区间中间风井出沙出水-10号线中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站事发地点：南京地铁中和村站～元通站区间，事故发生在右线盾构隧道到达端头—元通站，掘进至1184环，到地下连续墙外侧；盾构穿越富水砂层中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing事故经过：刀盘顶到地下连续墙外侧时，突然出现漏水漏砂点并迅速扩大，从盾构下部涌入车站接收端，进而迅速涌入盾构隧道内；紧急处置：人员撤离，灌入豆砾石封堵出沙点，封堵洞门。泥水涌入端头井案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing地表出现严重变形11月20日10点50分左右，人员撤退，封堵洞门；11月20日下午五点，地面形成长约45m、宽30m、深度3m左右的沉陷槽，出现多道裂缝；地表出现塌陷案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing11月25日，路面塌陷长度达到约150-160m，21日至25日四天时间里地表发生了约80m的塌陷。11月21日，地表塌陷长度大约有80m；案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing地表路面继续塌陷，盾构到达端头井涌砂涌水未彻底遏制；11月25上午，仍然有水和砂子从洞门底部漏出。到达车站端头底部涌砂涌水支模后洞门底部涌砂涌水案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing①到达洞门处安装钢筋网片和模板，浇注混凝土封堵洞门；②始发端头处堆放水泥袋封堵洞门；③地面填充注浆；④注入聚氨酯，填充混凝土浇注后形成的渗流间隙；⑤隧道内注水回填。应急救援措施：案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing到达端头封堵洞门始发端头封堵洞门案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing地质因素设计因素施工因素松软的河漫滩，地质条件复杂，易发生管涌、渗水；地下水位较高，降水井实施困难；端头纵向加固长度不足，仅有6m；设计采用旋喷加固效果不良，加固方法的选择存在问题；未制定合理的盾构到达施工方案；水平探孔实施偏少，长度太短；掘进中出现出土偏少及冒气时，未采取相应的措施；洞门密封橡胶和压板未安装，洞门出现少量涌水涌砂时，处理方式不当。旋喷桩下部搭接不良旋喷桩整体搭接不良事故原因分析：案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing经验教训：1）流沙的认识（有压）；2）设计端头加固尺寸；3）加固方法的合理选择；4）封堵流沙的有效方法；5）保护管片隧道的有效措施，防止次生灾害的发生！案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷-大兴线工程简述：右线盾构首先从义和庄站始发，左线随后平行施工，左右两线均从黄村火车站站接收盾构。黄村火车站前100m地质剖面图盾构到达端头除了在洞门处做了φ800的围护桩外，没有在纵向和横向范围对端头土体进行完整必要的加固处理。中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing2009年10月9日下午，破除洞门；2009年10月9日晚上，刀盘即将顶上围护桩；2009年10月10日凌晨，端头区域地表出现塌方，形成一个长约3m、宽2.5m、深2m的大坑，大量的水和砂涌入盾构接收井内。破除洞门等待盾构到达盾构即将到达洞门情况案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷-大兴线中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing地表混凝土地面出现裂缝，地表出现塌方，形成长约3m、宽2.5m、深2m的大坑案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷-大兴线中国矿业大学（北京）ChinaUniversityofMining&TechnologyBeijing应急救援措施堵水，截断污水管，抽走污水，防止流入地层，造成水土流失，防止再次出现塌方；监测地表变形情况，及时采取相应的补救措施；已经发生的塌方，用混凝土进行回填，弥补地层损失；截断接收井加固区内的污水和雨水管线，上游的污水和雨水直接从上游管井导流到