TBM/盾構(gòu)施工技術(shù)

風(fēng)險管理主要內(nèi)容1、TBM的概述2、TBM的優(yōu)缺點3、TBM的施工特點4、盾構(gòu)隧道施工簡述

5、盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險研究的必要性6、盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險與規(guī)避對策/1．TBM的概述定義TBM是英文TunnclBoringMachinc的縮寫，其意義是隧道鉆掘機器，是指利用回轉(zhuǎn)刀具開挖（同時破碎及掘進）隧道的整個斷面的機械總稱，通常稱為巖石隧道掘進機或隧道掘進機，歐美等國統(tǒng)稱為TBM。而在日本把用于軟土地層施工的隧道鉆掘機械稱為盾構(gòu)，我們也跟著這么稱謂。按破巖方式，大致分為擠壓破碎與切削破碎式。前者是將大的推力給予刀具，通過刀具的楔子作用進行巖石的擠壓破碎；后者利用旋轉(zhuǎn)扭矩在刀盤上通過刀具的切線方向及垂直方向上進行切削的方式。從TBM的構(gòu)造來講，由切削破碎裝置、行走推進裝置、驅(qū)動裝置、裝碴運輸裝置等組成。/2．TBM（盾構(gòu)）的優(yōu)缺點

2.1優(yōu)點1)開挖作業(yè)能連續(xù)進行。因此，施工速度快，工期得以縮短。特別是在穩(wěn)定的圍巖中長距離施工時，其特征尤為明顯；2)沒有鉆爆法那樣對圍巖造成大的沖擊，對圍巖的擾動小，幾乎不產(chǎn)生松馳、崩塌的危險，可以減少支護工作量。此外，超挖小，襯砌也省；

3)開挖表面光滑，在水工隧洞，后襯砌區(qū)間的阻力??；4)震動、噪音小，對周圍的居民和結(jié)構(gòu)物的影響小；5)因機械化施工，安全，作業(yè)人員少?？稍诜雷o棚內(nèi)進行刀具的更換，密閉式的操作室，高性能的集塵器的應(yīng)用，使作業(yè)環(huán)境有了較大的改善；6)施工受天氣狀況和氣候條件影響?。?)地表占地面積小，施工占地和征地費用少。

/2.2缺點：1）機械的購置費和運輸、組裝、解體等費用高，機械的設(shè)計、制造時間長、初期投資大。因此，很難用于短隧道。（適用于7km以上的隧道）；2）施工途中不能改變開挖直徑，形狀變更難，在應(yīng)用上受到一定的制約；3）地質(zhì)的適應(yīng)性受到一定限制，例如遇到溶洞或巖石抗壓強度超過250Mpa且又完整性好的地層，刀具的使用成本急劇增大，就是采用鑲有硬質(zhì)合金的刀具也難以奏效，開挖速度大大降低。2．TBM的優(yōu)缺點/

3．TBM的施工特點

3.1因為TBM施工是將隧道作業(yè)工廠化的工法，因此要求與TBM施工配套的各主、輔設(shè)備均應(yīng)滿足高效率的生產(chǎn)要求（盾構(gòu)施工也同樣）。在這時不能說誰重要、誰次要。在不斷的連續(xù)掘進中，哪怕最不起眼的輔助設(shè)備出現(xiàn)故障，都將導(dǎo)致整個隧洞施工的停止。因此通常一天24小時，起碼要有6個小時保證設(shè)備的維修、保養(yǎng)，這樣才能保證在另外18小時內(nèi)掘進機能連續(xù)掘進（除非現(xiàn)場配置完備的設(shè)備狀態(tài)檢測儀和故障診斷儀等）。/3.2建立一支組織嚴(yán)密、紀(jì)律嚴(yán)明、素質(zhì)較高、技術(shù)精湛的員工隊伍。無論是設(shè)備保養(yǎng)(6h)或掘進(9hx2)內(nèi)都必須有一支熟悉TBM/盾構(gòu)性能，遇到故障能及時處置的隊伍。在每天6h的設(shè)備保養(yǎng)時間內(nèi)，按設(shè)備作業(yè)文件要求進行維修保養(yǎng)，使設(shè)備的故障在保養(yǎng)期間排除掉，這一點絲毫不能容忍馬虎和草率的行為發(fā)生。時刻記住，因保養(yǎng)工作不到位，就會造成TBM/盾構(gòu)的停機。掘進中遇到故障要求主司機及時正確判斷，以增加掘進時間。3.3現(xiàn)場管理人員要具備一流疏導(dǎo)和指揮生產(chǎn)調(diào)度的能力。如根據(jù)TBM/盾構(gòu)掘進的進度，提前作好如仰拱塊／管片、噴漿料／

注漿料的生產(chǎn)、軌線、風(fēng)管及電纜延伸用料的準(zhǔn)備，稍有疏忽，必將制約掘進速度。根據(jù)已施工的統(tǒng)計資料顯示，所謂的工序停機大多是等砂漿、等管片、等電瓶車、等鋼軌等事由。

3．TBM的施工特點/3.4認(rèn)真仔細的做好隧道施工的前期準(zhǔn)備，包括地質(zhì)勘探，選擇適合該地質(zhì)條件的TBM/盾構(gòu)、施工場地策劃、洞口門吊的選

型配置等等，這些都應(yīng)滿足以后最快日進度的要求，因前期考慮不周，會嚴(yán)重制約今后的掘進。

3．TBM的施工特點/3.5由于TBM/盾構(gòu)屬于超大型的施工設(shè)備，涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常廣，主件、輔助件、零部件的生產(chǎn)廠商很多，有些還必須選用進口件（TBM，盾構(gòu)國內(nèi)生產(chǎn)的話），如主軸承、主油泵等，供應(yīng)周期又較長，一旦工程中標(biāo)后，留給設(shè)備生產(chǎn)的時間和工程施工的時間又不多了，產(chǎn)生了倒排工期，造成TBM/盾構(gòu)在制造廠沒有組裝調(diào)試好就運往工地，急急忙忙帶著“問題”進洞施工，造成的后果是可想而知。到目前為止，這種現(xiàn)象尚未根本改變。

3．TBM的施工特點/4、盾構(gòu)隧道施工簡述

盾構(gòu)隧道施工系指使用盾構(gòu)機，一邊控制開挖面使圍巖不發(fā)生坍塌失穩(wěn)，一邊進行隧道襯砌，并及時向盾尾后面的開挖隧道周邊與襯砌環(huán)外圍之間的空隙中壓注足夠的漿液，以防止圍巖松馳和地面下沉。在盾構(gòu)推進中可以從開挖面不斷地排出適量的土體。自1841年世界第一座用盾構(gòu)法修建的英國泰晤士河水底隧道以來，盾構(gòu)法迄今已有160余年歷史，在世界發(fā)達國家美、英、德、前蘇聯(lián)、法國、日本等得到充分發(fā)展和廣泛應(yīng)用。/我國自上世世紀(jì)50年代開始將將小型盾構(gòu)構(gòu)用于下水水道工程，，1966年開始用盾盾構(gòu)法修建建穿越黃浦浦江水下公公路隧道工工程，自此此以后盾構(gòu)構(gòu)隧道在京京、津、滬滬、穗等城城市地鐵中中及過江隧隧道中得到到迅速發(fā)展展；北京地地鐵自2001年開始采用用土壓平衡衡盾構(gòu)機修修建了地鐵鐵5號線雍和宮宮一北新橋橋站區(qū)間試試驗工程，，取得成功功后得到推推廣應(yīng)用，，北京地鐵鐵新線工程程5號線、10號線一期及及奧運支線線、4號線、機場場線共114km，其中用盾盾構(gòu)法修建建區(qū)間隧道道達30km(擁有盾構(gòu)機機l8臺)，修建的北北京地鐵9號線、8號線、10號線二期、、大興線等等區(qū)間也大大部分采用用盾構(gòu)法修修建（初估估需用盾構(gòu)構(gòu)機約90臺）。4、盾構(gòu)隧隧道施工簡簡述/4、盾構(gòu)隧隧道施工簡簡述此外，北京京鐵路之北北京站與北北京西站之之間的直徑徑線沿前三三門大街下下敷設(shè)，采采用泥水盾盾構(gòu)修建，，全長9.15km，其中盾構(gòu)構(gòu)法修建長長度為5.227km，盾構(gòu)直徑徑12.04m，盾構(gòu)隧道道內(nèi)徑10.5m、外徑11.6m，采用0.55m厚鋼筋混凝凝土管片，，這在北京京尚屬首次次。/5、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險研究的必必要性隧道與地下下工程與其其他工程項項目相比，，由于具有有隱蔽性、、復(fù)雜性和和不確定性性等突出的的特點，風(fēng)風(fēng)險大，無無論是設(shè)計計、施工、、決策都會會遇到很多多困難和障障礙。尤其其是在城市市繁華地段段或周圍環(huán)環(huán)境復(fù)雜的的地帶，隧隧道與地下下工程的施施工和運營營要涉及到到過多的拆拆遷、對周周圍環(huán)境及及管線的影影響，如果果決策考慮慮不周，在在其規(guī)劃、、設(shè)汁施工工和運營中中均會對社社會和國家家造成不必必要的重大大的損失和和不可估量量的社會負(fù)負(fù)面影響。。/5、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險研究的必必要性例如：在上上海地鐵四四號線2003年7月1日發(fā)生的重重大工程事事故已經(jīng)給給我們敲響響了警鐘。。因此，規(guī)規(guī)避盾構(gòu)施施工風(fēng)險已已經(jīng)成為亟亟待解決的的核心問題題。為解決決這一問題題，就必然然要借助風(fēng)風(fēng)險評估和和決策理論論。風(fēng)險評評估可以對對這些不確確定因素進進行系統(tǒng)全全面地分析析，將不可可預(yù)見的風(fēng)風(fēng)險因素轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為定量量的指標(biāo)，，并通過計計算風(fēng)險效效益來選擇擇風(fēng)險控制制措施，降降低各種工工程風(fēng)險．．以達到安安全、經(jīng)濟濟、高效的的建設(shè)目標(biāo)標(biāo)風(fēng)險。/5、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險研究的必必要性風(fēng)險評估研研究的最終終目的是為為工程建設(shè)設(shè)領(lǐng)導(dǎo)層的的決策提供供依據(jù)，從從領(lǐng)導(dǎo)層的的角度來說說，其價值值可以體現(xiàn)現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)層層決策時信信心的增強強、對工程程進展情況況的掌控以以及對資金金流向的有有效控制上上。而工程程風(fēng)險研究究的最高境境界應(yīng)該是是實現(xiàn)“工工程精算””，即所有有的風(fēng)險子子項均可由由費用損失失來表示。。圖1為盾構(gòu)隧道道工程風(fēng)險險發(fā)生機理理分析圖/因此，對領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)層來說說，風(fēng)險評評估能夠把把決策變得得簡單化、、準(zhǔn)確化以以及專業(yè)化化，進而對對風(fēng)險實行行有效地化化解、轉(zhuǎn)移移或規(guī)避。。如何對工工程風(fēng)險進進行控制，，在盡可能能安全的情情況下獲取取最大的利利益，這也也需要對風(fēng)風(fēng)險控制措措施的風(fēng)險險效益進行行評估。5、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險研究究的必要性/6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策盾構(gòu)隧道安全全風(fēng)險預(yù)測方方法與評價，，是指安全風(fēng)風(fēng)險管理中的的識別與風(fēng)險險評估和評價價，將盾構(gòu)隧隧道施工中存存在的物理危危險因素、人人為危險因素素、心理危險險因素及危險險事故判定識識別出來。在在盾構(gòu)隧道施施工中對安全全的風(fēng)險識別別，通常是根根據(jù)施工設(shè)計計中提到的安安全風(fēng)險項目目，以往隧道道施工中出現(xiàn)現(xiàn)的風(fēng)險項目目、運用先進進的儀器設(shè)備備超前探測出出的風(fēng)險項目目。盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險主主要有下述幾幾個方面。/6.1地質(zhì)預(yù)測預(yù)報報準(zhǔn)確性風(fēng)險險6.1.1地質(zhì)預(yù)測預(yù)報報準(zhǔn)確性風(fēng)險險由于地質(zhì)勘探探的局限性，，盾構(gòu)掘進過過程中遇到未未預(yù)測的不良良地質(zhì)和地下下障礙物的風(fēng)風(fēng)險較大。例如：在深圳圳地鐵一期工工程2B標(biāo)段盾構(gòu)工程程（福民站-會展中心站））右線區(qū)間盾盾構(gòu)推進過程程中就出現(xiàn)了了因地質(zhì)勘探探不準(zhǔn)而造成成盾構(gòu)機不能能正常掘進，，刀具及刀盤盤磨損嚴(yán)重，，甚至釀成安安全事故（見見圖2-4）。因此施工工前地質(zhì)勘探探力求精細，，施工中應(yīng)通通過地質(zhì)補勘勘以及超前地地質(zhì)預(yù)報等手手段對隧道工工作面前方地地層進一步探探明。6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策/6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策圖2崩齒的切刀/6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策圖3上部膠結(jié)致密密的卵石層及及撕裂刀崩齒齒/6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策圖4磨損的撕裂刀刀/6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策6.1.2地質(zhì)預(yù)測預(yù)報報準(zhǔn)確性風(fēng)險險對策1）工程施工前前，通過補充充地質(zhì)鉆孔和和回聲測探儀儀，進一步查查清隧道的地地質(zhì)條件和覆覆土厚度，為為盾構(gòu)機選型型、盾構(gòu)掘進進參數(shù)的選取取及制定相應(yīng)應(yīng)的輔助措施施提供第一手手準(zhǔn)確資料。。2）盾構(gòu)機本身身配有超前地地質(zhì)鉆機等探探測裝置，在在施工中進一一步對工作面面前方地層進進行探明，以以便早發(fā)現(xiàn)、、早處理。6.2盾構(gòu)機適應(yīng)性性和可靠性風(fēng)風(fēng)險及對策6.2.1盾構(gòu)機適適應(yīng)性和和可靠性性風(fēng)險盾構(gòu)機的的選擇及及其施工工的可靠靠性，包包括保持持開挖面面的穩(wěn)定定、切削削刀盤的的種類、、出土方方式、主主驅(qū)動的的扭矩、、推進能能力以及及最為關(guān)關(guān)鍵的盾盾構(gòu)機械械的密封封性能等等方面，，均應(yīng)緊緊密結(jié)合合工程地地質(zhì)、水水文地質(zhì)質(zhì)等條件件認(rèn)真研研究，對對選用的的盾構(gòu)機機進行詳詳細的比比較。盾盾構(gòu)機選選用正確確與否關(guān)關(guān)系到工工程成敗敗。/6、盾構(gòu)隧隧道施工工風(fēng)險與與規(guī)避對對策6.2.2盾構(gòu)機適適應(yīng)性和和可靠性性（即盾盾構(gòu)選型型）風(fēng)險險對策a.要認(rèn)真研研究工程程地質(zhì)和和水文地地質(zhì)條件件，根據(jù)據(jù)擬建工工程特點點明確施施工對盾盾構(gòu)性能能和功能能的要求求，盾構(gòu)構(gòu)機必須須有應(yīng)付付突發(fā)事事故的設(shè)設(shè)備配置置。b.保證盾構(gòu)構(gòu)機推進進中不出出現(xiàn)現(xiàn)場場無法維維修更換換的機械械故障，，要求盾盾構(gòu)機主主要部件件、原材材料性能能優(yōu)良，，無損傷傷。大軸軸承在長長時間擠擠壓力和和扭轉(zhuǎn)力力矩負(fù)荷荷的作用用下，應(yīng)應(yīng)不變形形、耐磨磨損。廣廣州地鐵鐵施工，，日本產(chǎn)產(chǎn)的二手手盾構(gòu)機機推進地地鐵區(qū)間間隧道時時曾發(fā)生生大軸承承斷裂事事故，這這種事故故如果發(fā)發(fā)生在城城市中心心區(qū)交通通干道或或水下隧隧道中，，則將造造成不可可彌補的的損失。。因此，，要求盾盾構(gòu)大軸軸承使用用壽命超超過15000h，液壓推進系系統(tǒng)品質(zhì)優(yōu)良良。（目前均均為進口件））c.配置耐磨性的的刀盤和滾刀刀，防止砂礫礫復(fù)雜地質(zhì)條條件下刀具快快速磨損，刀刀具易于在常常壓或局部氣氣壓下更換。。盾構(gòu)機必須須具有滿足人人員帶壓進倉倉的保壓裝置置（即人倉設(shè)設(shè)施）。/6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策6.3盾構(gòu)進出洞施施工風(fēng)險及對對策6.3.1盾構(gòu)進出洞施施工風(fēng)險國內(nèi)盾構(gòu)施工工經(jīng)驗表明：：盾構(gòu)進出洞洞安全是盾構(gòu)構(gòu)法隧道施工工的一個重要要環(huán)節(jié)。目前前國內(nèi)盾構(gòu)法法隧道多起事事故均發(fā)生在在盾構(gòu)進出洞洞上，主要包包括：盾構(gòu)進進出洞端頭地地層的加固方方案、加固范范圍等，盾構(gòu)構(gòu)進出洞姿態(tài)態(tài)的控制、良良好的土壓或或泥水平衡盡盡快建立等。。選擇合理可可靠的端頭地地層加固方案案、良好可靠靠的密封止水水裝置對盾構(gòu)構(gòu)安全進出洞洞至關(guān)重要。。/6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策6.3.2盾構(gòu)進出洞施施工對策1)認(rèn)真研究盾構(gòu)構(gòu)進出洞端頭頭地層條件，，借鑒類似工工程盾構(gòu)端頭頭地層加固經(jīng)經(jīng)驗，制定出出安全可靠的的地層加固方方案。根據(jù)有有關(guān)工程經(jīng)驗驗，盾構(gòu)進出出出端頭地層層加固長度宜宜不小于盾構(gòu)構(gòu)機的長度。。2)洞口打開前，，必須對地層層的加固效果果進行檢驗，，只有符合規(guī)規(guī)定后才能打打開。3)在進行始發(fā)臺臺、反力架和和首環(huán)負(fù)環(huán)管管片的定位時時，要嚴(yán)格控控制始發(fā)臺、、反力架和負(fù)負(fù)環(huán)的安裝精精度，確保盾盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)態(tài)與設(shè)計線路路基本重合。。4)第一環(huán)負(fù)環(huán)管管片定位時，，管片的后端端面應(yīng)與線路路中線垂直，，負(fù)環(huán)管片軸軸線與線路的的中線重合。。待管片定位位后，將管片片與反力架之之間的空隙填填實。/6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策5)出洞前應(yīng)在在基座軌道道上涂抹油油脂，減少少盾構(gòu)推進進阻力；在在刀頭和簾簾布橡膠板板上涂抹油油脂，避免免推進時刀刀頭損壞洞洞門簾布橡橡膠板。6)在始發(fā)階段段，由于盾盾構(gòu)機推力力較小、地地層較軟，，而盾構(gòu)始始發(fā)基座相相對不會沉沉降變形，，要特別注注意防止盾盾構(gòu)機低頭頭。由于盾盾構(gòu)與地層層間無摩擦擦力，盾構(gòu)構(gòu)易旋轉(zhuǎn)，，宜加強盾盾構(gòu)姿態(tài)測測量，如發(fā)發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)有有較大轉(zhuǎn)角角，可以采采用刀盤正正反轉(zhuǎn)的措措施進行調(diào)調(diào)整。始發(fā)發(fā)掘進速度度宜緩慢，，盡量減少少對土體的的擾動。7)在始發(fā)階段段由于設(shè)備備處于磨合合階段，要要注意推力力、扭矩的的控制，同同時也要注注意各部位位油脂的有有效使用。。掘進總推推力應(yīng)控制制在反力架架承受能力力以下，同同時確保在在此推力下下刀具切入入地層所產(chǎn)產(chǎn)生的扭矩矩小于始發(fā)發(fā)臺提供的的反扭矩。。8）盾構(gòu)整機機進入隧道道后，就要要考慮管片片背后注漿漿的問題，，注漿壓力力根據(jù)隧道道埋深及地地層透水性性，通常略略高于盾構(gòu)構(gòu)掘進時的的土壓力0.02mpa，注漿量由由于是始發(fā)發(fā)階段，因因地層滲透透不同而異異，但必須須要充填密密實。/6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策6.4開挖面失穩(wěn)穩(wěn)及對策6.4.1開挖面失穩(wěn)穩(wěn)可能造成開開挖面失穩(wěn)穩(wěn)的風(fēng)險因因素是開挖挖中前方遭遭遇流沙或或發(fā)生管涌涌，盾構(gòu)機機將發(fā)生磕磕頭或突沉沉；開挖中中前方地層層出現(xiàn)空洞洞，導(dǎo)致盾盾構(gòu)機軸線線偏移、沉沉陷以及隧隧道塌方冒冒頂；盾構(gòu)構(gòu)機推進過過程中，出出現(xiàn)超淺覆覆土，則導(dǎo)導(dǎo)致冒頂；；盾構(gòu)推進進中突然遇遇到涌水，，導(dǎo)致盾構(gòu)構(gòu)機正面發(fā)發(fā)生大面積積塌方；由由于泥漿性性能較差，，泥水盾構(gòu)構(gòu)不能保證證開挖面土土體穩(wěn)定，，致使地表表產(chǎn)生過大大變形。/6.4.2開挖面失穩(wěn)穩(wěn)對策1)控制推進速速度和泥渣渣排土量及及土壓平衡衡盾構(gòu)控制旋輸輸送機出土量量、泥水盾盾構(gòu)控制進進出碴流量量及新鮮泥泥漿補給質(zhì)質(zhì)量。2)超淺覆土段段，一旦出出現(xiàn)冒頂、、冒漿隨時時開啟氣壓壓平衡系統(tǒng)統(tǒng)（EPB）或有條件的給給予先進性性注漿加固固。3)地表沉降與與信息反饋饋。地表沉沉降是反映映盾構(gòu)正面面穩(wěn)定的一一個方面，，跟蹤測量量因盾構(gòu)掘掘進而引起起的地表沉沉降情況。。一般每天天需對盾構(gòu)構(gòu)前10~20m，盾構(gòu)后30~50m軸線區(qū)域內(nèi)內(nèi)的各沉降降點進行監(jiān)監(jiān)測。開挖挖面不穩(wěn)定定而產(chǎn)生的的地表沉降降往往發(fā)生生在盾構(gòu)切切口前方，，這時應(yīng)檢檢查泥水質(zhì)質(zhì)量（泥水水盾構(gòu)EPB）及切口水水壓。4）開挖面土土壓信號檢檢查。在檢檢查開挖面面水壓時，，應(yīng)注意檢檢查開挖面面水壓信號號傳感器，，有時會因因管路堵塞塞而影響正正常的數(shù)據(jù)據(jù)采集。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/6.5盾尾密封失失效及對策策6.5.1盾尾密封失失效盾尾密封主主要是防止止地下水、、泥水和壁壁后注漿液液滲入盾殼殼后部，確確保開挖面面的穩(wěn)定和和盾構(gòu)的正正常掘進。。由于盾尾尾密封裝置置隨盾構(gòu)機機移動而向向前滑動，，當(dāng)其配置置不合理或或受力后被被磨損和撕撕拉損壞時時，就會使使密封失效效，隧道涌涌水涌泥，，從而造成成開挖面失失穩(wěn)引起嚴(yán)嚴(yán)重后果，，因此，盾盾尾密封裝裝置的耐久久性、密封封性能以及及能安全方方便地更換換是盾構(gòu)施施工中一個個特殊而重重要的問題題。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/6.5.2盾尾密封封失效對對策1）通過自動動注脂系系統(tǒng)對尾尾刷注夠夠油脂；；初始時時必須加加夠足量量油脂，，經(jīng)驗數(shù)數(shù)據(jù)是10kg/m（長度））。2）避免免同步步注漿漿漿液液對鋼鋼絲刷刷的損損害。。3）具備備氣壓壓保護護下更更換維維修盾盾尾密密封系系統(tǒng)。。（設(shè)設(shè)備采采購階階段要要具有有在洞洞內(nèi)修修復(fù)第第一環(huán)環(huán)尾刷刷的功功能。。）4）管片片應(yīng)居居中拼拼裝，，以防防盾構(gòu)構(gòu)與管管片之之間建建筑空空隙一一邊過過分增增大，，一遍遍過分分減少少，從從而可可能降降低盾盾尾密密封效效果。。5）針對對漏水水、滲滲水、、漏泥泥漿部部位集集中壓壓注盾盾尾油油脂。。6）配置置初凝凝時間間較短短的雙雙液漿漿壓降降盾尾尾后5~10環(huán)。7）對發(fā)發(fā)生漏漏水、、漏泥泥漿部部位進進行注注漿堵堵漏，，達到到允許許標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，防防止由由此引引起不不均勻勻沉降降。/6.6軟硬不均且且差異性較較大地層施施工及對策策6.6.1軟硬不均且且差異性較較大地層施施工及對策策開挖斷面地地層均一性性差，對盾盾構(gòu)掘進方方向的控制制、掘進速速度及盾構(gòu)構(gòu)刀具的合合理配置有有一定的難難度，從而而使盾構(gòu)在在該地層掘掘進產(chǎn)生一一定的風(fēng)險險。掘進中地層層的多變性性嚴(yán)重的影影響機器的的掘進速度度和刀具的的壽命。推推力沿每環(huán)環(huán)的變化，，可以看到到由土層到到風(fēng)化巖層層變化時，，推力在瞬瞬間發(fā)生巨巨大變化。。/6.6.2軟硬不均且且差異性較較大地層施施工對策1）對工作面面前方地層層情況進行行探測，提提前鉆孔勘勘測，及時時了解前方方巖層分布布情況，從從而設(shè)置合合理的盾構(gòu)構(gòu)推進方案案。2）通過對盾盾構(gòu)機滾刀刀、齒刀互互換組合不不同的刀具具配置形式式，以滿足足該地層的的掘進要求求。3）根據(jù)地質(zhì)質(zhì)勘察資料料及所收集集的掘進參參數(shù)，選擇擇合理的掘掘進參數(shù)進進行施工。。4）對應(yīng)于圍圍巖軟硬部部位控制盾盾構(gòu)機各組組油缸推力力，采用硬硬巖區(qū)油缸缸推力大于于軟巖區(qū)油油缸推力進進行試推，，同時測量量相應(yīng)的偏偏轉(zhuǎn)量，以以調(diào)整推進進油缸的行行程，直到到效果最佳佳。5）加強人工工測量，檢檢核激光自自動導(dǎo)向系系統(tǒng)，盾構(gòu)構(gòu)機姿態(tài)控控制及隧道道線型控制制；使盾構(gòu)構(gòu)機軸線、、管片成型型軸線偏差差控制在隧隧道設(shè)計軸軸線允許偏偏差范圍內(nèi)內(nèi)。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/6.7較大的地層層損失及不不均勻沉降降及對策6.7.1較大的地層層損失及不不均勻沉降降盾構(gòu)在粉質(zhì)質(zhì)黏土和粉粉細砂層等等軟弱地層層中掘進，，由于對同同步注漿壓壓力等參數(shù)數(shù)控制不好好或盾尾密密封處理不不當(dāng)就有可可能產(chǎn)生較較大的地層層損失以及及不均勻沉沉降。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/6.7.2較大的地層層損失及不不均勻沉降降施工對策策1）在盾構(gòu)機機試掘進段段，通過信信息化施工工積累盾構(gòu)構(gòu)機掘進參參數(shù)，使盾盾構(gòu)機正常常掘進參數(shù)數(shù)達到最優(yōu)優(yōu)化，并通通過信息反反饋對盾構(gòu)構(gòu)泥水倉壓壓力進行調(diào)調(diào)整。2）加強盾構(gòu)構(gòu)設(shè)備的保保養(yǎng)與維修修，避免盾盾構(gòu)發(fā)生故故障。3）嚴(yán)格盾構(gòu)構(gòu)糾偏量等等姿態(tài)控制制，使盾構(gòu)構(gòu)均衡勻速速施工，減減少泥水壓壓力波動對對地層的影影響。4）通過同步步注漿及時時充填盾尾尾建筑空隙隙，嚴(yán)格同同步注漿量量，注漿壓壓力和注漿漿質(zhì)量的控控制，減少少施工過程程土體變形形。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/5）根據(jù)地表表的變形情情況和監(jiān)測測結(jié)果及時時通過管片片預(yù)留注漿漿孔進行二二次注漿。。6）若地面沉沉降過大，，二次注漿漿改為雙液液漿。7）做好盾尾尾油脂的壓壓注，確保保盾尾密封封效果。8）制定監(jiān)控控量測方案案，施工中中加強對周周圍道路、、管線和臨臨近建筑物物的監(jiān)測，，并及時反反饋信息，，據(jù)此調(diào)整整和優(yōu)化施施工技術(shù)參參數(shù)，做到到信息化施施工。9）在需要保保護的關(guān)鍵鍵建筑物四四周布置跟跟蹤注漿監(jiān)監(jiān)測孔，盾盾構(gòu)穿越時時根據(jù)監(jiān)控控量測結(jié)果果，必要時時通過跟蹤蹤注漿孔進進行跟蹤注注漿。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/6.8開挖面有障障礙物及對對策6.8.1開挖面有障障礙物由于地下工工程地質(zhì)條條件的復(fù)雜雜性以及地地質(zhì)勘探的的局限性，，隧道穿越越的地層不不可能一一一查明，盾盾構(gòu)推進工工作面前方方可能會出出現(xiàn)各類障障礙物，如如廢棄鋼筋筋混凝土樁樁，舊橋臺臺、人防工工事等，造造成盾構(gòu)機機較大破損損甚至無法法正常推進進。例如：南京京地鐵一期期工程TA15標(biāo)盾構(gòu)許府府巷——玄武門區(qū)間間在推進過過程中，發(fā)發(fā)現(xiàn)了未經(jīng)經(jīng)探明的廢廢棄的房屋屋基礎(chǔ)樁，，對盾構(gòu)機機刀具造成成了一定的的損害。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/6.8.2開挖面有障障礙物的施施工對策1）對開挖面面前方20m實行超聲波波障礙物探探測，及時時查出大石石頭、廢樁樁等；設(shè)置置從密封艙艙隔板中向向工作面延延伸的鉆機機，對障礙礙物破除。。2）設(shè)氣壓進進出閘門，，局部氣壓壓下進入密密封艙排障障，對刀具具更換、刀刀盤維修。。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/6.9隧道上浮及及對策6.9.1隧道上浮泥水盾構(gòu)在在建立泥水水壓力開始始正常掘進進時，具有有一定壓力力的泥水會會從開挖面面沿著盾殼殼竄至盾尾尾，甚至竄竄到已建成成的隧道襯襯砌外。實實際施工發(fā)發(fā)現(xiàn)，泥水水會從開挖挖面沿著盾盾殼竄至盾盾尾后約30m處，已建成成的隧道就就會處于泥泥水的包裹裹中而產(chǎn)生生上浮的風(fēng)風(fēng)險，同時時，漿液參參數(shù)及配比比的適應(yīng)與與否，也會會是盾構(gòu)隧隧道產(chǎn)生上上浮的風(fēng)險險。土壓平平衡盾構(gòu)施施工中也存存在隧道上上浮。6、盾構(gòu)隧道道施工風(fēng)險險與規(guī)避對對策/6.9.2防止隧道道上浮對對策1）施工期期間嚴(yán)格格控制隧隧道軸線線，使盾盾構(gòu)盡量量沿著設(shè)設(shè)計軸線線推進，，每環(huán)均均勻糾偏偏，減少少對土體體的擾動動。2）同步注注漿采用用水硬性性漿，注注入量一一般為盾盾構(gòu)開挖挖尺寸和和管片外外徑之間間建筑空空隙的150~200%，實際注注入量要要根據(jù)施施工過程程中地表表沉降觀觀測的監(jiān)監(jiān)測資料料進行調(diào)調(diào)整，同同步注漿漿的注入入速度必必須與盾盾構(gòu)的實實際掘進進速度相相匹配，，避免注注入過多多導(dǎo)致漿漿液前竄竄或地面面隆起，，或注入入量過少少或注漿漿壓力過過低導(dǎo)致致泥水后后竄，造造成隧道道上浮甚甚至地面面產(chǎn)生沉沉降。3）為防止止正面泥泥水后竄竄至盾尾尾，造成成成環(huán)隧隧道上浮浮，應(yīng)每每隔10m在隧道外外周利用用雙漿液液打環(huán)箍箍，必要要時采用用聚氨酯酯漿液。。6、盾構(gòu)隧隧道施工工風(fēng)險與與規(guī)避對對策/4）當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)隧道上上浮量較較大，且且波及范范圍較遠遠時應(yīng)立立即采取取對已建建成隧道道進行補補壓漿措措施，割割斷泥水水繼續(xù)流流失的途途徑。補補壓漿要要均勻，，壓漿后后漿液成成環(huán)狀，，補壓漿漿采用雙雙漿液與與聚氨酯酯漿液相相結(jié)合的的注漿方方法，注注漿范圍圍為5~10環(huán)。5）加強隧隧道縱向向變形的的監(jiān)測，，并根據(jù)據(jù)監(jiān)測的的結(jié)果進進行針對對性的注注漿糾正正，如調(diào)調(diào)整注漿漿部位及及注漿量量，配置置快凝及及提高早早期強度度的漿液液。6、盾構(gòu)隧隧道施工工風(fēng)險與與規(guī)避對對策/6.10聯(lián)絡(luò)通道道施工及及對策6.10.1聯(lián)絡(luò)通道道施工隧道聯(lián)絡(luò)絡(luò)通道施施工，選選擇合理理的地層層加固方方案和施施工方案案，意義義重大，，稍有不不慎，就就有可能能釀成嚴(yán)嚴(yán)重后果果。上海海軌道交交通四號號線聯(lián)絡(luò)絡(luò)通道事事故有著著深刻的的教訓(xùn)。。如2003年7月1日軌道交交通4號線（浦浦東南路路至南浦浦大橋））區(qū)間隧隧道浦西西聯(lián)絡(luò)通通道發(fā)現(xiàn)現(xiàn)滲水，，隨后出出現(xiàn)大量量流沙涌涌入，致致使地面面發(fā)生沉沉降，引引起隧道道部分結(jié)結(jié)構(gòu)損壞壞及周邊邊地區(qū)地地面沉降降，造成成3幢樓房嚴(yán)嚴(yán)重傾斜斜、下沉沉，直接接經(jīng)濟損損失約為為1.5億元。由由于報警警及時，，所有人人員都已已經(jīng)提前前撤出，，因而無無人員傷傷亡（見見下圖））。6、盾構(gòu)隧隧道施工工風(fēng)險與與規(guī)避對對策/圖5事故發(fā)生生時的地地面情況況。/6.10.2聯(lián)絡(luò)通道道施工風(fēng)風(fēng)險對策策1）根據(jù)聯(lián)聯(lián)絡(luò)通道道處地層層的特性性及水文文地質(zhì)條條件，宜宜采用凍凍結(jié)法或或注漿法法加固地地層，在在確保加加固效果果良好的的前提下下，打開開管片進進行聯(lián)絡(luò)絡(luò)通道施施工。2）加強施施工管理理，嚴(yán)格格按照凍凍結(jié)法或或注漿加加固地層層的程序序進行施施工，在在保證強強度的情情況下才才能進行行開挖。。3)在旁通道道兩側(cè)設(shè)設(shè)置防護護門，一一旦出現(xiàn)現(xiàn)管涌，，及時用用砂袋等等進行封封堵，如如封堵無無效，封封閉防護護門，并并對內(nèi)注注水或注注漿充填填，避免免更大事事故的發(fā)發(fā)生。4)為減小凍脹對對隧道及地層層的影響，在在對側(cè)隧道管管片內(nèi)側(cè)敷設(shè)設(shè)冷凍管和保保溫層，減小小凍結(jié)孔與對對側(cè)隧道管片片的距離；并并采用小開孔孔距、較低鹽鹽水溫度、較較大鹽水流量量等措施，以以加快凍結(jié)速速度，并在適適當(dāng)部位布設(shè)設(shè)卸壓孔，以以減小土層凍凍脹對隧道的的影響，5)通過測溫孔和和泄壓孔，監(jiān)監(jiān)測凍土帷幕幕的形成過程程和形成狀況況，特別監(jiān)測測凍土帷幕與與對面隧道管管片的膠結(jié)情情況。6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策/6)根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)孔施工工的成功經(jīng)驗驗，用金剛石石取芯鉆開孔孔，跟管鉆進進法下凍結(jié)管管。凍結(jié)孔開開孔前，在布布孔范圍內(nèi)打打若干小孔徑徑鉆孔，探測測地層穩(wěn)定情情況；如發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有嚴(yán)重漏水水冒砂現(xiàn)象，，先進行水泥泥-水玻璃雙液壁壁后注漿或采采用化學(xué)漿液液，以提高孔孔口附近地層層穩(wěn)定性，然然后再鉆進凍凍結(jié)孔。7)加強凍結(jié)過程程檢測。在凍凍土帷幕內(nèi)布布置測溫孔和和壓力釋放的的觀測孔，以以便正確判斷斷凍土帷幕是是否交圈和測測定凍土帷幕幕厚度。對側(cè)側(cè)隧道管片附附近土層的凍凍結(jié)情況將成成為控制整個個凍上帷幕安安全的關(guān)鍵，，為此、在對對側(cè)隧道管片片上沿凍土帷帷幕四周安裝裝測溫孔，以以全面監(jiān)測凍凍土帷幕的形形成過程。6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策/8)由于聯(lián)絡(luò)通道道的開挖和支支護施工時間間很短，比凍凍土帷幕的化化凍時間要短短得多，根據(jù)據(jù)礦山井筒凍凍結(jié)工程實踐踐，偶然停凍凍對開挖安全全不會產(chǎn)生大大的影響：但但是，為了進進一步提高施施工安全性，，還將采取以以下措施：①①選用可靠的的凍結(jié)施工機機械；②安裝裝足夠的備用用設(shè)備；③加加強停凍時的的凍土帷幕監(jiān)監(jiān)測；④盡快快施工襯砌，，必要時用堆堆土法密閉開開挖工作面。。9)在整個施工過過程中，嚴(yán)密密監(jiān)測隧道變變形，確保隧隧道安全。在在凍土帷幕關(guān)關(guān)鍵部位，多多布置測溫孔孔，監(jiān)測凍土土帷幕的形成成過程和形成成狀況。10)為盡快消除融融沉對橫通道道結(jié)構(gòu)影響，，可利用凍結(jié)結(jié)孔對稱間隔隔人工解凍，，有序分批進進行，在解凍凍區(qū)進行注漿漿。解凍和注注漿過程中，，不間斷檢測測通道及地表表變形情況。。6、盾構(gòu)隧道施施工風(fēng)險與規(guī)規(guī)避對策/6.11盾構(gòu)始始發(fā)和和接收收井明明挖基基坑失失穩(wěn)的的風(fēng)險險及對對策6.11.1明挖基基坑失失穩(wěn)的的風(fēng)險險基坑穩(wěn)穩(wěn)定性性破壞壞往往往具有有突發(fā)發(fā)性、、災(zāi)難難性的的特點點，且且難以以補救救。基基坑失失穩(wěn)的的主要要形式式有：：整體體失穩(wěn)穩(wěn)破壞壞、承承載力力不足足導(dǎo)致致的破破壞、、基底底滑動動破壞壞、基基底潛潛蝕與與管涌涌、滲滲流、、支擋擋結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞壞、被被動土土壓區(qū)區(qū)被動動土壓壓力喪喪失等等。在在施工工過程程中發(fā)發(fā)生事事故的的主要要原因因有：：一是是施工工方法法不當(dāng)當(dāng)，二二是施施工質(zhì)質(zhì)量欠欠佳，，三是是對施施工風(fēng)風(fēng)險認(rèn)認(rèn)識不不足。。6、盾構(gòu)構(gòu)隧道道施工工風(fēng)險險與規(guī)規(guī)避對對策/6.11.2明挖基基坑失失穩(wěn)的的風(fēng)險險對策策a.做好基基坑降降水降水施施工應(yīng)應(yīng)遵循循：圍圍護結(jié)結(jié)構(gòu)施施工先先行完完成后后再降降水，，降水水隨開開挖區(qū)區(qū)域安安排分分區(qū)進進行，，降深深隨開開挖深深度分分段到到位。。加強降降水管管理。。井點點的抽抽水工工作安安排專專門班班組負(fù)負(fù)責(zé)，，晝夜夜值班班，確確保降降水工工作的的持續(xù)續(xù)進行行。b.土方開開挖與與支護護措施施當(dāng)基坑坑開挖挖前的的準(zhǔn)備備工作作已經(jīng)經(jīng)就緒緒，地地下連連續(xù)墻墻混凝凝土已已經(jīng)達達到要要求強強度，，基坑坑土體體加固固，降降水已已經(jīng)達達到預(yù)預(yù)期效效果，，基坑坑才可可正式式按照照施工工設(shè)計計開挖挖。6、盾構(gòu)構(gòu)隧道道施工工風(fēng)險險與規(guī)規(guī)避對對策/b.土方開開挖與與支護護措施施在開挖挖過程程中嚴(yán)嚴(yán)格按按照““時空空效應(yīng)應(yīng)”理