XXXX1201地鐵質(zhì)量培訓(xùn)-車站盾構(gòu)技術(shù)管理

城市軌道交通工程現(xiàn)場(chǎng)管理人員培訓(xùn)教材中國(guó)中鐵航空港建設(shè)集團(tuán)有限公司2011年12月目錄第一部分盾構(gòu)施工技術(shù) 5第一章盾構(gòu)施工原理及風(fēng)險(xiǎn)分析 61.1盾構(gòu)機(jī)歷史變革 61.1.1盾構(gòu)機(jī)的誕生 61.1.2盾構(gòu)機(jī)在世界上的發(fā)展歷史 61.1.3中國(guó)盾構(gòu)現(xiàn)狀 71.1.4全球盾構(gòu)發(fā)展水平 71.2盾構(gòu)機(jī)分類 81.3盾構(gòu)施工原理 91.3.1盾構(gòu)施工優(yōu)缺點(diǎn) 91.3.2泥水盾構(gòu)施工原理 91.3.3土壓平衡盾構(gòu)（EPB）施工原理 91.3.4硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）盾構(gòu)施工原理 101.3.5同步注漿原理 101.3.6管片拼裝原理 101.4盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)與控制 121.4.1盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí) 121.4.2盾構(gòu)施工事故分析 121.4.3盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策 141.5盾構(gòu)施工典型事故案例 171.5.1盾構(gòu)機(jī)械事故 171.5.2盾構(gòu)掘進(jìn)引發(fā)的地面沉降和建筑物損壞事故 181.5.3盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞及橫通道施工事故 201.5.5盾構(gòu)機(jī)換刀事故 221.5.6地下障礙物處理 231.5.7其他安全事故 23第二章盾構(gòu)施工技術(shù)與質(zhì)量控制 242.1盾構(gòu)施工的發(fā)展方向 242.2盾構(gòu)施工工法簡(jiǎn)介 252.3盾構(gòu)施工工藝及驗(yàn)收規(guī)范說(shuō)明 252.3盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)與驗(yàn)收 26第二部分地鐵車站明挖、蓋挖法施工質(zhì)量與安全管理控制要點(diǎn) 340前言 351講課內(nèi)容 361.1明挖法、蓋挖法施工技術(shù)要點(diǎn) 361.2明、蓋挖法質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn) 362主要依據(jù)規(guī)范及參考書 372.1主要依據(jù)規(guī)范 372.2主要參考書 373明挖法施工 383.1明挖基坑分類 383.2基坑變形的監(jiān)控值 383.3土方開挖的順序與方法 394明挖基坑主要支護(hù)形式和支護(hù)體系 404.1無(wú)水或降水施工的支護(hù)型式： 404.2封閉止水支護(hù)型式 404.3支護(hù)體系 405土釘+網(wǎng)噴支護(hù)體系施工技術(shù)及質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn) 415.1定義 415.2適用范圍 415.3施工技術(shù)要點(diǎn) 416樁錨（或內(nèi)支撐）支護(hù)體系施工技術(shù)及質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn) 436.1定義 436.2適用范圍 436.3施工技術(shù)要點(diǎn) 436.4質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn) 457墻+內(nèi)支撐（或錨桿）支護(hù)體系施工技術(shù)與質(zhì)量及安全管理控要點(diǎn) 477.1定義 477.2適用范圍 477.3施工技術(shù)要點(diǎn)與質(zhì)量控制 477.3.1連續(xù)墻施工技術(shù) 477.3.2排樁施工技術(shù) 487.3.3水平支撐施工技術(shù) 497.3.4土方開挖、結(jié)構(gòu)與防水層施工技術(shù)控制要點(diǎn) 497.4質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn) 498施工監(jiān)測(cè) 509蓋挖法施工 519.1定義 519.2適用范圍 519.3蓋挖順作法 519.4蓋挖逆作法 539.5兩種蓋挖法的主要區(qū)別及施工控制技術(shù) 569.6施工質(zhì)量及安全控制要點(diǎn) 5610錨噴支護(hù)工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn) 5710.1檢查驗(yàn)收程序 5710.2地質(zhì)缺陷處理的施工順序 5710.3巖面整修 5810.4地質(zhì)缺陷處理 5810.5錨桿 5810.6排水孔 5910.7噴混凝土 5910.8檢查簽證（驗(yàn)收） 60第三部分地鐵事故案例分析 611北京地鐵M15號(hào)線順義站事故 622南京地鐵事故 633大連地鐵塌方事故 644杭州地鐵“11.15”事故 655深圳地鐵施工事故 686天津地鐵三號(hào)線透水事故 717廣州地鐵引發(fā)房屋倒塌 728廣州地鐵海珠廣場(chǎng)基坑塌方 749上海市地鐵4號(hào)線工程管涌坍塌事故 77第一部分盾構(gòu)施工技術(shù)第一章盾構(gòu)施工原理及風(fēng)險(xiǎn)分析1.1盾構(gòu)機(jī)歷史變革1.1.1盾構(gòu)機(jī)的誕生第一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的誕生最早進(jìn)行研究的是一個(gè)法國(guó)工程師名叫布律內(nèi)爾，他由觀察船蛆在船的木頭中鉆洞，并從體內(nèi)排出一種粘液加固洞穴的現(xiàn)象得到啟發(fā)。由此產(chǎn)生的靈感與盾構(gòu)掘進(jìn)工作原理嵌合起來(lái)，刀盤對(duì)掌子面進(jìn)行切削，由螺旋機(jī)消化后皮帶機(jī)輸送渣土外運(yùn)，同時(shí)油缸頂推前行同步預(yù)制管片襯砌進(jìn)行支護(hù)，簡(jiǎn)單的形成一個(gè)隧道循環(huán)的過(guò)程。1.1.2盾構(gòu)機(jī)在世界上的發(fā)展歷史盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展史是伴隨歐洲工業(yè)革命而起的，歐洲工業(yè)革命蓬勃發(fā)展，但應(yīng)用于地下工程的機(jī)械設(shè)備寥寥無(wú)幾，最早的隧道工程只有爆破法一種方法，鉆孔、填藥、爆破，問(wèn)題是爆破后的毒氣傷害、涌水、塌陷風(fēng)險(xiǎn)極大，人身安全無(wú)法保障。所以必須產(chǎn)生一種機(jī)械設(shè)備代替人工施工的出現(xiàn)，最早出現(xiàn)的是一名比利時(shí)工程師毛瑟發(fā)明的硬巖掘進(jìn)機(jī)，當(dāng)時(shí)叫做“片石機(jī)”，是目前公認(rèn)的第一臺(tái)TBM（TunnelBoringMachine），由于當(dāng)時(shí)能量問(wèn)題無(wú)法解決，使之成為了一臺(tái)藝術(shù)品而非工具，擱置了起來(lái)。隨后的盾構(gòu)發(fā)展被一代代的工程師進(jìn)行千錘百煉，不斷優(yōu)化改造，從英國(guó)倫敦泰晤士河下的矩形盾構(gòu)到圓形盾構(gòu)，英國(guó)人格瑞海德的第一次在粘土層和含水砂層中采用氣壓盾構(gòu)法施工，并第一次在襯砌背后壓漿來(lái)填補(bǔ)盾尾和襯砌之間的空隙，創(chuàng)造了比較完整的氣壓盾構(gòu)法施工工藝，為現(xiàn)代化盾構(gòu)法施工奠定了基礎(chǔ)，促進(jìn)了盾構(gòu)法施工的發(fā)展。隨后的二十世紀(jì)德、日、法、蘇等國(guó)把盾構(gòu)法廣泛使用于地下鐵道和各種大型地下管道的施工。最早的土壓平衡盾構(gòu)是由日本一家IHI公司發(fā)明，70年代在東京投入使用，以后的版本名稱大不相同，但原理上都可歸納為EPBS（土壓平衡系統(tǒng)），我國(guó)最早的盾構(gòu)機(jī)是在1962年上海投入使用，隨后各種泥水盾構(gòu)、混合型盾構(gòu)機(jī)都被發(fā)明應(yīng)用，但應(yīng)用較為廣泛的還是土壓平衡模式盾構(gòu)機(jī)。1.1.3中國(guó)盾構(gòu)現(xiàn)狀中國(guó)算是盾構(gòu)應(yīng)用普及比較晚的國(guó)家之一，雖然引進(jìn)盾構(gòu)技術(shù)已達(dá)40年，但盾構(gòu)廣泛應(yīng)用年限也就最近的20年間，主要從上海、廣州、北京三大城市地鐵施工中延伸開來(lái)，按照我國(guó)國(guó)情發(fā)展，省會(huì)城市基本都有在建地鐵項(xiàng)目，考慮到盾構(gòu)施工功法的安全性、適用性、效率性地鐵隧道施工都采用盾構(gòu)法施工，大型穿黃、穿江、過(guò)洋隧道也都采用各種類型的盾構(gòu)法施工，我國(guó)目前在用的盾構(gòu)數(shù)量已經(jīng)超過(guò)1000臺(tái)，中隧集團(tuán)、沈陽(yáng)重工、長(zhǎng)沙中軌、上海隧道股份公司等單位都有自己的研發(fā)機(jī)構(gòu)，國(guó)內(nèi)幾家機(jī)械制造商也都投入研發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)，盾構(gòu)使用承包商也達(dá)60多家，各種盾構(gòu)施工學(xué)術(shù)交流會(huì)也都比比皆是，部分大學(xué)院校也增開了隧道工程盾構(gòu)施工專業(yè)課程，盾構(gòu)施工水平隨著盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)不同地層、不同環(huán)境下的風(fēng)險(xiǎn)控制不斷提高，而且盾構(gòu)法施工從生產(chǎn)制造、維修保養(yǎng)、盾構(gòu)操作、施工管理、科研研發(fā)、學(xué)術(shù)交流等方面的發(fā)展，使從業(yè)人員達(dá)到百萬(wàn)人，盾構(gòu)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，需求量也極具增長(zhǎng)，部分私人從投資的理念出發(fā)，也擁有了私人的盾構(gòu)機(jī)設(shè)備，用于租賃、承攬業(yè)務(wù)。就安全性看來(lái)，盾構(gòu)施工產(chǎn)業(yè)將是以后隧道工程的首選，目前我國(guó)盾構(gòu)施工正在起步階段，受到經(jīng)濟(jì)制約性影響，除地鐵和重大型隧道外，盾構(gòu)施工還未完全普及，但本著以人為本，安全第一的施工理念，隧道工程將會(huì)逐漸把傳統(tǒng)的人工爆破法偏移到盾構(gòu)法上來(lái)，盾構(gòu)施工必會(huì)進(jìn)一步蓬勃發(fā)展起來(lái)。1.1.4全球盾構(gòu)發(fā)展水平世界各地的隧道工程、市政管線、通信工程已經(jīng)基本都采用盾構(gòu)施工功法，盾構(gòu)施工技術(shù)在趨于成熟的基礎(chǔ)上，依舊在進(jìn)一步完善優(yōu)化，盾構(gòu)機(jī)上各種設(shè)備的應(yīng)用也越來(lái)越具有針對(duì)性、明細(xì)性，不再是統(tǒng)一的盾構(gòu)制造使用模式，而是結(jié)合工程地質(zhì)中地質(zhì)巖性、顆粒分析、地下水壓分析、巖層破碎程度等等地質(zhì)勘查結(jié)果來(lái)進(jìn)行提前盾構(gòu)優(yōu)化選型的模式，以便在遭遇不同不良地質(zhì)時(shí)，盾構(gòu)改造設(shè)備具有相應(yīng)的施工對(duì)策，世界知名的盾構(gòu)生產(chǎn)廠家海瑞克、羅賓斯、小松、三菱等大型機(jī)械公司已經(jīng)形成一套完整的盾構(gòu)生產(chǎn)到施工的配套體系，盾構(gòu)施工不單單是機(jī)械改造和地質(zhì)分析，而是把兩者完美結(jié)合的產(chǎn)物，兩者在盾構(gòu)法施工過(guò)程中需要相輔相成、綜合考慮、缺一不可。1.2盾構(gòu)機(jī)分類就目前世界上存在的可稱為盾構(gòu)機(jī)的種類，根據(jù)功能分為六大類，這六大類又具有共性和不同性，功能分類又是根據(jù)地質(zhì)巖性不同而分，分別為：敞開式盾構(gòu)、土壓平衡盾構(gòu)、泥水盾構(gòu)、復(fù)合式泥水氣壓平衡盾構(gòu)、混合盾構(gòu)機(jī)、硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）。敞開式盾構(gòu)與硬巖掘進(jìn)機(jī)主要針對(duì)圍巖比較好的地層而設(shè)定，主要原理就是敞開式切削掌子面出渣，開挖艙并不密閉，操作簡(jiǎn)便。泥水盾構(gòu)主要針對(duì)軟巖地層、砂卵石地層，泥水盾構(gòu)具有很好的氣密性，通過(guò)向開挖艙內(nèi)注入濃泥漿進(jìn)行護(hù)壁，填塞砂卵石地層中空隙，可以較好的防止松散地層塌陷，廣深港客運(yùn)專線穿洋隧道就是采用4臺(tái)復(fù)合式泥水氣壓平衡盾構(gòu)機(jī)，開挖艙和泥水倉(cāng)內(nèi)通過(guò)氣壓和泥水壓力來(lái)平衡掌子面?；旌隙軜?gòu)機(jī)絕不僅僅指在刀盤面板上混合安裝了滾刀和刮刀的意思，而是指為了適應(yīng)復(fù)合地層掘進(jìn)的需要，具有多種功能的混合作用，既能適應(yīng)巖石地層，又能適應(yīng)軟土地層；既可以采用土壓平衡模式，又可以采用泥水或氣壓模式；既可以是敞開式，也可以是密閉式或欠土壓平衡模式等等。土壓平衡盾構(gòu)使用比較廣泛，特別是華南地區(qū)，大部分處于紅層，也就是泥質(zhì)粉沙巖層，長(zhǎng)沙地區(qū)基巖主要是以風(fēng)化泥巖層為主，局部夾雜特殊地質(zhì)的板巖和礫巖，由于地鐵設(shè)計(jì)軸線要求，有的標(biāo)段還需通過(guò)基巖上層的砂卵石層，對(duì)土壓平衡盾構(gòu)施工影響較大。土壓平衡盾構(gòu)主要通過(guò)切削下的渣土在開挖艙內(nèi)進(jìn)行堆積，與掌子面的水土壓力平衡，保障掌子面穩(wěn)定不塌方。1.3盾構(gòu)施工原理1.3.1盾構(gòu)施工優(yōu)缺點(diǎn)盾構(gòu)施工被廣泛采用，特別是城市市政、地鐵工程、重大型隧道工程，相對(duì)于礦山法主要因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：（1）地面作業(yè)少，隱蔽性好，因噪音、振動(dòng)等引起的環(huán)境影響較??；（2）機(jī)械化施工，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，施工速度快；（3）機(jī)械化封閉施工，對(duì)隧道內(nèi)施工人員保護(hù)安全性高；（4）隧道襯砌屬工廠預(yù)制，質(zhì)量容易控制；（5）對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜、含水量大、圍巖軟弱等地層施工安全性、可靠性高，特別是穿江越洋工程控制性好。同時(shí)又具有本身的局限性和缺點(diǎn)：（1）設(shè)備一次性投入大，施工設(shè)備費(fèi)用較高；（2）軟弱地段覆土較淺時(shí)，地表沉降較難控制，部分特殊地層（高膨脹性、高地應(yīng)力、球狀風(fēng)化體、巖溶地層、斷層、穿越地下建筑物）需要提前進(jìn)行預(yù)處理措施；（3）對(duì)設(shè)備依賴性大，設(shè)備完好率要求高；（4）用于施作小曲率半徑隧道時(shí)施工較為困難等。1.3.2泥水盾構(gòu)施工原理復(fù)合式泥水盾構(gòu)刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體堆積至開挖艙內(nèi)，同時(shí)油缸頂推前行。盾構(gòu)切削下來(lái)的渣土懸浮在泥漿漿液中，通過(guò)高流速泥漿漿液循環(huán)模式把渣土與泥漿混合液集中運(yùn)輸出洞，泥漿漿液管路鋪設(shè)延伸全線至地面一個(gè)泥水分離系統(tǒng)，通過(guò)分離系統(tǒng)振動(dòng)篩分離渣土后泥漿重新進(jìn)入管路重復(fù)利用。1.3.3土壓平衡盾構(gòu)（EPB）施工原理土壓平衡盾構(gòu)施工原理區(qū)別于泥水盾構(gòu)最主要的一點(diǎn)在于出渣方式，土壓平衡盾構(gòu)出渣方式采用的是圖中的螺旋輸送機(jī)，螺旋機(jī)出渣至皮帶機(jī)出渣，一般的土壓平衡盾構(gòu)只設(shè)置一個(gè)開挖艙，刀盤切削土體后堆渣，利用堆渣高度來(lái)平衡掌子面水土壓力，同時(shí)土壓平衡盾構(gòu)也有一套供氣管路，往倉(cāng)內(nèi)渣土頂部加氣也是一種保持水土壓力平衡的輔助措施。1.3.4硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）盾構(gòu)施工原理TBM基本作為了盾構(gòu)機(jī)的一種統(tǒng)稱，但細(xì)化的稱呼還是硬巖掘進(jìn)機(jī)，主要適用于圍巖性較好的地層，圍巖自身很穩(wěn)定，開挖面基本處于一種敞開式，非密閉式，這種盾構(gòu)機(jī)施工風(fēng)險(xiǎn)性最小，但對(duì)地層穩(wěn)定性要求較高。是靠刀盤刀具切削掌子面，但開挖艙都是裸露的，沒(méi)有封閉，一般到盤上都配置全盤滾刀，滾到凸出刀盤面板先擠壓破碎巖面，再利用油缸推進(jìn)貫入巖層，旋轉(zhuǎn)到盤后開始切削，硬巖地層受擠壓力后破碎成顆粒狀下落至到盤后面的渣土腔內(nèi)進(jìn)入漏斗，漏斗底部連接皮帶機(jī)，渣土運(yùn)輸出洞，完成一個(gè)循環(huán)后拼裝管片襯砌。1.3.5同步注漿原理盾構(gòu)機(jī)在開挖掘進(jìn)過(guò)程中，為了防止盾殼被地層卡住減少盾構(gòu)有效推力，要求盾構(gòu)刀盤開挖直徑必須大于盾殼外徑，而管片拼裝必須在尾盾盾殼內(nèi)完成，所以管片外徑必須小于尾盾盾殼，整體盾構(gòu)開挖直徑最大、尾盾外徑次之、管片外徑最小，這樣就會(huì)導(dǎo)致管片拼裝成型脫出盾尾后于原土層之間形成一個(gè)較大間隙，長(zhǎng)沙地鐵盾構(gòu)機(jī)為例，盾構(gòu)刀盤開挖直徑為6290mm，管片外徑6000mm，這樣形成一個(gè)145mm的環(huán)形間隙，原土層無(wú)承力就會(huì)下陷，同步注漿目的就是填充這個(gè)間隙防止原體層下陷進(jìn)而引起地面沉降，同步注漿漿液填充間隙另外一個(gè)作用是防堵地下水，盾尾防堵地下水的另外一個(gè)裝置是盾尾刷，盾尾刷靠近盾尾最后的位置，由一道止?jié){板和兩道盾尾刷形成兩個(gè)柔性腔，腔內(nèi)預(yù)留有油脂管路，盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中盾尾油脂泵輸送油脂至這兩個(gè)柔性腔內(nèi)，防止地下水和同步漿液通過(guò)管片與盾尾間隙溢流入盾構(gòu)機(jī)內(nèi)。1.3.6管片拼裝原理盾構(gòu)掘進(jìn)由刀盤旋轉(zhuǎn)切削和油缸頂推完成，按照設(shè)計(jì)盾構(gòu)掘進(jìn)一般分為1.2m和1.5m一個(gè)循環(huán)，長(zhǎng)沙地鐵采用的是1.5m一個(gè)循環(huán)，也就是盾構(gòu)油缸頂推1.5m后完成一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)，掘進(jìn)循環(huán)完成后，停止刀盤旋轉(zhuǎn)和油缸頂推，操作手于控制面板上切換掘進(jìn)模式至管片拼裝模式，管片拼裝手使用無(wú)線遙控器控制拼裝機(jī)拼裝管片，動(dòng)畫中后部的管片吊機(jī)先吊運(yùn)管片至喂片機(jī)上，喂片機(jī)輸送管片至拼裝區(qū)域（尾盾位置），管片拼裝手利用拼裝機(jī)起吊管片，起吊方式有兩種，一種是真空吸盤式、一種是采用吊裝頭插入管片中心的吊裝孔起吊，長(zhǎng)沙中軌生產(chǎn)的起吊方式為吊裝頭，管片起吊后操作拼裝機(jī)前移至油缸區(qū)域，操作縮回伸長(zhǎng)油缸，旋轉(zhuǎn)拼裝機(jī)完成管片拼裝。一環(huán)管片分為1塊封頂快、2塊鄰接塊、幾塊標(biāo)準(zhǔn)塊三類，一般的管片根據(jù)隧道直徑大小，增減標(biāo)準(zhǔn)塊的多少。地鐵隧道施工用管片絕大多數(shù)為3＋2＋1共6塊組成，3塊標(biāo)準(zhǔn)塊、2塊臨接塊和1塊封頂塊。拼裝時(shí)先拼3塊標(biāo)準(zhǔn)塊和2塊臨接塊，最后拼封頂塊，拼時(shí)先徑向搭接，再利用推進(jìn)油缸縱向插入。1.4盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)與控制1.4.1盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)根據(jù)施工總結(jié)與事故統(tǒng)計(jì)，盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)源主要有以下三類。1、地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)地層是盾構(gòu)隧道的載體，地質(zhì)的特征對(duì)盾構(gòu)施工起著顯而易見的重要作用，比如，孤石、復(fù)合地層、松散砂層、空洞、溶洞等不良地質(zhì)都會(huì)給施工帶來(lái)困難，如果不了解地層，那么，施工中就會(huì)出現(xiàn)意外事故。2、盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)盾構(gòu)機(jī)是按地質(zhì)環(huán)境“量身定做”的，因此，復(fù)合地層的復(fù)雜性決定了盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性的局限性和設(shè)備配置的多樣性。如刀盤與刀具配置不合理會(huì)造成磨損嚴(yán)重。3、人為風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)盾構(gòu)機(jī)選型與施工均由人來(lái)完成，人員的行為活動(dòng)偏差會(huì)給工程帶來(lái)潛在的風(fēng)險(xiǎn)。1.4.2盾構(gòu)施工事故分析1、全國(guó)地鐵盾構(gòu)施工安全事故統(tǒng)計(jì)截止2009年8月，全國(guó)地鐵盾構(gòu)隧道施工發(fā)生31起重大安全事故，其中地面坍陷14起，輸送機(jī)噴涌9起，管片上浮2起，管片破除涌水、涌沙2起，盾構(gòu)掘進(jìn)困難2起，管片下沉1起，氣體爆炸1體，如圖1所示。圖1盾構(gòu)事故類型比例圖2、盾構(gòu)施工安全事故位置頻數(shù)分析根據(jù)事故資料統(tǒng)計(jì)分析，盾構(gòu)施工安全事故易發(fā)生位置主要有：盾構(gòu)進(jìn)出洞、聯(lián)絡(luò)通道、地質(zhì)條件復(fù)雜等處，其頻數(shù)統(tǒng)計(jì)見圖2：圖2構(gòu)施工安全事故位置頻數(shù)分布圖3、盾構(gòu)施工安全事故原因分析通過(guò)對(duì)事故原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，盾構(gòu)工程安全事故原因歸納為3個(gè)方面，即：勘察因素、設(shè)計(jì)因素、施工因素共占事故因素的84%，是導(dǎo)致盾構(gòu)施工安全事故的主因，見下表1：表1盾構(gòu)施工安全事故原因統(tǒng)計(jì)主要原因百分比事故因素原因百分比勘察原因40%土層化分不準(zhǔn)確10%水文地質(zhì)資料不完整或不準(zhǔn)確25%管線調(diào)查不清15%勘察工作針對(duì)性不強(qiáng)40%巖土參數(shù)不準(zhǔn)確10%設(shè)計(jì)原因16%荷載考慮不全11%工法不當(dāng)11%加固方案不當(dāng)12%水處理方案22%盾構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)44%施工原因44%止水加固土體質(zhì)量不佳22.7%掘進(jìn)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)18.2%險(xiǎn)情處理不及時(shí)36.4%注漿參數(shù)不合理13.6%盾尾密封較差9.1%4、盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生安全事的主要階段分析在地鐵建設(shè)實(shí)施過(guò)程中，由于前期風(fēng)險(xiǎn)管理工作不足，導(dǎo)致很多安全隱患在施工階段顯現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)對(duì)過(guò)施工事故調(diào)查結(jié)果表明，因勘察和設(shè)計(jì)（含盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)）失誤導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生安全事故概率為53%，地鐵施工各階段安全事故概率見表2。表2導(dǎo)致地鐵安全事故概率統(tǒng)計(jì)表事故原因勘察設(shè)計(jì)施工信息溝通不可抗拒事故概率12%41%21%8%18%5、事故主體行為調(diào)查根據(jù)權(quán)威人士對(duì)地鐵事故原因調(diào)查，結(jié)果表明人為失誤是導(dǎo)致安全事故發(fā)生的主要原因，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員由于經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案失誤，施工人員由于麻痹大意或操作不當(dāng)引起災(zāi)難性后果，監(jiān)測(cè)單位對(duì)地鐵沿線管線及建（構(gòu)）筑物排查不徹底、數(shù)據(jù)評(píng)估不科學(xué)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。從引起事故主體責(zé)任來(lái)看，設(shè)計(jì)方和施工方責(zé)任重大，事故主體行為不當(dāng)造成安全事故，調(diào)查責(zé)任如表3：表3參建各方安全事故行為責(zé)任比例責(zé)任主體勘察方設(shè)計(jì)方施工方監(jiān)理方監(jiān)測(cè)方業(yè)主方百分比6%35%45%2%4%3%1.4.3盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策1.工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策地質(zhì)敏感度與地質(zhì)調(diào)查準(zhǔn)確度的矛盾盡可能詳盡的工程地質(zhì)調(diào)查盾構(gòu)施工不可逆性與施工應(yīng)變的矛盾科學(xué)合理的盾構(gòu)機(jī)選型特殊地質(zhì)條件與盾構(gòu)設(shè)計(jì)的矛盾適宜的預(yù)處理措施2、盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性選型風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)的局限性遵循盾構(gòu)機(jī)選型的理論原則盾構(gòu)施工及工程地質(zhì)認(rèn)識(shí)的局限性搜集完整準(zhǔn)確的盾構(gòu)機(jī)選型依據(jù)，并全面考量盾構(gòu)機(jī)選型的內(nèi)容選型決策時(shí)的盲目性專業(yè)的決策團(tuán)隊(duì)3、地表建筑物的保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策水文地址條件的復(fù)雜性搜集現(xiàn)行與歷史的水文地質(zhì)資料并制定預(yù)處理措施地表建筑物調(diào)查的準(zhǔn)確性準(zhǔn)確掌握地表建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)操作與管理的協(xié)調(diào)性合理的選擇掘進(jìn)模式與參數(shù)信息化施工的有效性合理的監(jiān)控量測(cè)方案及預(yù)案4、特殊工序的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策裝拆對(duì)人、設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)精心組織精心施工、教育始發(fā)土壓平衡還沒(méi)建立選擇穩(wěn)妥、可靠的加固與密封方案換刀開挖面不穩(wěn)定、涌水專業(yè)化作業(yè)、針對(duì)性預(yù)案出洞土壓平衡即將破壞選擇穩(wěn)妥、可靠的加固與密封方案5、輔助工程風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策端頭加固合理方案、科學(xué)施工、多重監(jiān)測(cè)、多種補(bǔ)救加固聯(lián)絡(luò)通道施工地面加固、洞內(nèi)超前注漿加強(qiáng)換刀策劃根據(jù)參數(shù)及時(shí)換刀樁基托換可靠的方案、合理的掘進(jìn)參數(shù)、及時(shí)跟蹤注漿6、管理風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策工序不銜接總體籌劃設(shè)備管理不到位狀態(tài)維護(hù)、功能保持?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng)準(zhǔn)確不可靠?jī)x器檢查、測(cè)量及時(shí)人機(jī)不匹配專業(yè)化隊(duì)伍的建設(shè)與穩(wěn)定信息反饋不及時(shí)信息化施工系統(tǒng)的建立與有效7、常規(guī)的施工安全風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策頻繁的垂直、水平運(yùn)輸按章作業(yè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控洞內(nèi)電、氣、高壓風(fēng)防護(hù)到位、及時(shí)消除隱患其他施工的傷害加強(qiáng)焊接與切割管理1.5盾構(gòu)施工典型事故案例上面講到的都是理論化東西，下面針對(duì)盾構(gòu)施工典型事故案例對(duì)以上的一些理論進(jìn)行論證。1.5.1盾構(gòu)機(jī)械事故（1）異常磨損造成的設(shè)備和刀盤刀具的損壞典型案例：北京五號(hào)線盾構(gòu)試驗(yàn)段工程地質(zhì)變化范圍較大，穿越了粉質(zhì)粘土層、砂層、砂卵石層，盾構(gòu)掘進(jìn)1.5km后刀盤刀具都有嚴(yán)重磨損，刀盤中心最大磨損深度達(dá)10cm，48把齒刀刀座全部磨損，刀盤面板局部磨穿。（刀盤刀具損壞方面）原因分析：①地質(zhì)原因，隧道斷面上部為粘土層，下部為密實(shí)的砂卵石礫石層，地層本身對(duì)刀具磨損就比較嚴(yán)重；②盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性分析，刀盤設(shè)計(jì)缺陷，泡沫注入系統(tǒng)太少，刀盤面板硬化耐磨保護(hù)處理不足；③管理方面，掘進(jìn)添加劑使用和施工參數(shù)缺少分析，由于后期泡沫注入系統(tǒng)自動(dòng)控制失靈，手動(dòng)控制注入量不穩(wěn)定，刀盤缺少潤(rùn)滑；④未對(duì)地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)分析，未進(jìn)行預(yù)加固處理，在超前注漿時(shí)，水泥漿倒灌堵塞刀盤，使得刀盤開口率封堵密實(shí)，磨損加大。綜合歸類盾構(gòu)機(jī)設(shè)備常見磨損的就是刀盤刀具、螺旋輸送機(jī)磨損，由于設(shè)備維保不到位導(dǎo)致的密封磨損主軸承損壞，除卻人為管理因素影響，最大原因還是在于地層，刀盤刀具磨損地層多在硬巖層、砂卵石礫石地層。主要應(yīng)對(duì)措施：①刀盤刀具選擇，硬巖掘進(jìn)刀具選擇原則一般以破碎為主，而砂卵石層施以切削為主。②砂卵石層中根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告中，卵石粒徑大小決定刀盤開口率，盡量使切削下來(lái)的礫石盡快進(jìn)入密封艙，由螺旋機(jī)帶出，從而減少對(duì)刀盤刀具的磨損，但開口率過(guò)大又會(huì)導(dǎo)致掌子面不穩(wěn)，一般選用增加格柵形式的刀盤。③添加劑的使用尤為重要，土壓平衡盾構(gòu)除了常規(guī)的泡沫劑外，聚合物應(yīng)用于富水地層也比較常規(guī)化。（2）施工操作或材料原因造成的設(shè)備損壞或故障盾構(gòu)機(jī)上設(shè)備繁多，任何一件材料處理工藝和選用不適，在往后千萬(wàn)次的反復(fù)使用后出現(xiàn)疲勞導(dǎo)致機(jī)械故障，掉落、崩斷、爆開等現(xiàn)象對(duì)施工場(chǎng)地影響也是極大的。典型案例（管片安裝方面）廣州地鐵三號(hào)線瀝滘站至大石站發(fā)生過(guò)管片拼裝機(jī)吊裝頭斷裂管片掉落事故。所幸只是管片報(bào)廢，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拼裝工人人身安全未造成損害。事故原因分析是吊裝頭材料熱處理工藝欠妥；拼裝機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)微調(diào)功能欠缺，管片吊裝后速度過(guò)快無(wú)法控制碰撞沖擊會(huì)引起吊裝頭受剪切力過(guò)大斷裂；人員操作不熟練。（3）油路和電路系統(tǒng)是盾構(gòu)機(jī)及其各個(gè)部件的動(dòng)力生命線廣州地鐵五號(hào)線魚珠站至大沙地站主軸承油管連接錯(cuò)誤導(dǎo)致刀盤轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，扭矩值跳動(dòng)較大，刀盤頻繁卡死的情況，從人員、資金、工期上造成了很大的影響，主要原因就是盾構(gòu)組裝管理不到位，人員要求太低，線路修改后恢復(fù)正常掘進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)上管線、油路問(wèn)題主要是由于組裝管理不到位、運(yùn)行過(guò)程中保養(yǎng)不到位造成的，從精細(xì)管理責(zé)任到人方面加強(qiáng)基本可以避免。（4）盾尾刷失效盾尾刷承擔(dān)著盾尾與原土層之間封堵格擋的作用，一旦失效，盾尾就會(huì)漏水漏砂進(jìn)一步損壞盾尾刷，淹沒(méi)盾構(gòu)機(jī)。盾尾刷失效主要有兩個(gè)原因：①盾尾油脂注入不及時(shí)，注入量不足；②盾尾同步注漿壓力過(guò)大，擊穿盾尾刷。往往盾尾刷的更換都是在盾構(gòu)機(jī)出洞常態(tài)下進(jìn)行更換，有些施工過(guò)程中尾刷被擊穿嚴(yán)重，需要在隧道內(nèi)進(jìn)行更換，根據(jù)地層穩(wěn)定性和含水情況而定，更換風(fēng)險(xiǎn)極大。（5）在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，關(guān)鍵部位出現(xiàn)問(wèn)題往往是災(zāi)難性的，為避免這些問(wèn)題的發(fā)生，受限要在盾構(gòu)機(jī)組裝時(shí)嚴(yán)格管理，特備是做好潤(rùn)滑系統(tǒng)、密封系統(tǒng)的安裝工作，養(yǎng)成良好操作習(xí)慣，防止異物進(jìn)入。嚴(yán)格執(zhí)行盾構(gòu)維保制度，避免不必要的磨損。掘進(jìn)過(guò)程中及時(shí)關(guān)注掘進(jìn)參數(shù)的異變，操作手要對(duì)參數(shù)異變情況及時(shí)作出判斷和反應(yīng)，不能盲目推進(jìn)。1.5.2盾構(gòu)掘進(jìn)引發(fā)的地面沉降和建筑物損壞事故盾構(gòu)法施工造成地面和建筑物沉降的根源是圍巖超挖和盾構(gòu)機(jī)撓動(dòng)；隆起原因是盾構(gòu)機(jī)前方對(duì)圍巖的擠壓。圍巖超挖分為兩種情況：盾構(gòu)法本身造成的超挖和土壓不平衡造成的超挖。前面講到的盾構(gòu)設(shè)計(jì)局限性缺陷，由于開挖直徑和盾殼直徑或管片外徑只差導(dǎo)致的地層填補(bǔ)，使地面沉降，這種沉降是有限的，不至于導(dǎo)致地表較大塌陷和建筑物損壞。土壓力不平衡因素很多，概括起來(lái)分為以下三類：①刀盤結(jié)泥餅的土壓力不平衡；②噴涌發(fā)生的土壓力不平衡；③切口壓力不穩(wěn)定引起的土壓不平衡。上述的土壓不平衡超挖都可能導(dǎo)致過(guò)量沉降塌陷，沉降量的大小取決于情況的嚴(yán)重程度。盾構(gòu)撓動(dòng)振動(dòng)沉降較少見，也易被忽視，是指盾構(gòu)機(jī)在復(fù)合地層掘進(jìn)時(shí)，掘進(jìn)速度慢，振動(dòng)大，使盾構(gòu)上覆土層顆粒重新分布，孔隙率降低，地層壓縮，建筑物樁間摩擦降低，因而造成較大沉降，樁基下沉，建筑物嚴(yán)重?fù)p壞。擠壓隆起是由于地層可塑性強(qiáng)和設(shè)定過(guò)高的出土壓力引發(fā)的，解決這一問(wèn)題只要將土壓力降低到合理參數(shù)即可。地面建筑物傾斜事故案例：廣州地鐵八號(hào)線延長(zhǎng)線1標(biāo)土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)受地層影響，刀具磨損嚴(yán)重，頻繁換刀，地面7棟民房發(fā)生不同程度沉降，最大累計(jì)沉降達(dá)42cm，房屋傾斜度5.91%。原因分析①盾構(gòu)掘進(jìn)地層為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，隧道頂部局部強(qiáng)風(fēng)化，注漿壓力、掘進(jìn)參數(shù)在事故前都是正常，沉降量控制也正常；②地下水在泥巖中含量大流失的可能性不大；③傾斜房屋為松木樁基礎(chǔ)，原設(shè)計(jì)為三層，后增至六層，是違章建筑且地基不牢固，盾構(gòu)掘進(jìn)振動(dòng)誘發(fā)了松木基礎(chǔ)的沉降，導(dǎo)致房屋傾斜。泥水盾構(gòu)過(guò)砂層塌房事故案例：廣州地鐵一號(hào)線西段采用兩臺(tái)泥水盾構(gòu)，隧道斷面地層主要為粗、礫砂、殘積土、強(qiáng)風(fēng)化帶，上覆地質(zhì)松散，基巖半巖半土或碎塊狀，巖體風(fēng)化程度不一，易碎。掘進(jìn)發(fā)現(xiàn)地面房屋有沉降后，停止掘進(jìn)，對(duì)地面房屋進(jìn)行注漿加固和支頂，重新恢復(fù)掘進(jìn)后沉降穩(wěn)步增加，累計(jì)沉降達(dá)到194mm后房屋轟然倒塌。原因分析：客觀上講主要是因?yàn)榈刭|(zhì)特殊性導(dǎo)致，盾構(gòu)掘進(jìn)斷面砂、粘土、強(qiáng)風(fēng)化都有，粉質(zhì)粘土形成泥餅堵塞刀盤開口、排泥管出口導(dǎo)致以下問(wèn)題：①掘進(jìn)速度降低；②土艙切口壓力波動(dòng)不穩(wěn)；③清洗刀盤注入高壓清水導(dǎo)致泥漿質(zhì)量降低；④開挖艙壓力傳感器不靈。最終導(dǎo)致泥沙量估計(jì)不準(zhǔn)，大量進(jìn)入開挖艙，超挖產(chǎn)生沉降。螺旋機(jī)噴涌造成地面沉降事故案例:廣州地鐵三號(hào)線天河至華師站左線隧道掘進(jìn)過(guò)程中，由于隧道斷面是花崗巖硬巖，刀具磨損嚴(yán)重，掘進(jìn)速度不快，需停機(jī)更換刀具，在隧道頂部巖土交界面在地下水作用下已經(jīng)有裂隙和坍塌?；謴?fù)掘進(jìn)后，盾構(gòu)機(jī)推力、扭矩明顯增大，螺旋輸送機(jī)土閘門壓力增大，打開螺旋輸送機(jī)土閘門時(shí)，出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象，關(guān)閉土閘門土艙壓力又迅速上升，噴涌導(dǎo)致地面塌方，塌方面積25平方，深度2.5m。原因分析：盾構(gòu)機(jī)頂部處于砂質(zhì)粘土層，地下水豐富，地層透水性強(qiáng)，每掘進(jìn)一環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)上部地層撓動(dòng)較大，致使上部地層塌方。處理措施：向塌方區(qū)回填C15混凝土，險(xiǎn)情控制后沿原鉆孔樁后輪廓線施作800@600旋噴樁，對(duì)刀盤前方裂隙孔洞注漿填充，然后開倉(cāng)換刀繼續(xù)掘進(jìn)。1.5.3盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞及橫通道施工事故在相同工況條件下，盾構(gòu)工法對(duì)地面沉降控制明顯優(yōu)于其他工法，因此，盾構(gòu)造成的地面塌陷、房屋倒塌事故的概率還是比較低得，影響也是比較有限的。而盾構(gòu)工程的輔助工程，進(jìn)出洞的端頭加固和橫通道地層加固質(zhì)量造成的事故概率高，后果更嚴(yán)重。盾構(gòu)始發(fā)典型事故案例：南京地鐵某施工場(chǎng)地在軟土區(qū)始發(fā)，盾構(gòu)掘進(jìn)始發(fā)已經(jīng)18環(huán)突然在洞門右下角出現(xiàn)大量涌水涌砂，緊接著隧道始發(fā)端頭加固區(qū)外側(cè)地面塌陷，塌陷位置還有進(jìn)一步擴(kuò)散趨勢(shì)，涌水涌沙量由開始的120m3/h增加到200m3/h左右，整個(gè)盾構(gòu)井內(nèi)水位上升0.7m后趨于穩(wěn)定，涌水涌沙量穩(wěn)定到50m3/h。6天后才完全封堵，涌水量達(dá)萬(wàn)方，涌砂量達(dá)千方以上，洞內(nèi)18環(huán)管片出現(xiàn)不同程度的錯(cuò)臺(tái)及破損。原因分析：①區(qū)間隧道端頭為流塑性泥質(zhì)粉砂粘土和粉細(xì)砂層，地下水位埋深0.6m~2.3m，砂層中地下水具有一定的承壓性。②車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)SMW樁采用的H型鋼插入到承壓水層，盾構(gòu)推進(jìn)18環(huán)后，過(guò)早拔出H型鋼，導(dǎo)致承壓水沿著拔出型鋼的孔洞涌出，高水壓力是隧道右下角洞門密封鋼板被拉脫，承壓水擊穿止水簾布，隧道底部細(xì)沙隨水涌出洞門。③洞門密封螺栓未緊固好。搶險(xiǎn)措施：滲漏發(fā)生后，分端頭井內(nèi)排水和涌水涌沙處堵漏兩部分進(jìn)行搶險(xiǎn)，并確定了井內(nèi)聚氨酯封堵、地面注漿填充、隧道加強(qiáng)保護(hù)的搶險(xiǎn)原則。①對(duì)漏水點(diǎn)周邊封堵，減小滲流通道，并通過(guò)降水井減壓后，注入聚氨酯封堵滲流通道。②地面塌陷部位采用土方和混凝土回填，對(duì)于沉陷較大的部位采取地面跟蹤注漿和洞內(nèi)二次注漿填充方式③隧道內(nèi)管片加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)增加雙液漿封堵，靠近洞口的管片用型鋼支撐縱向連接，管片內(nèi)部用方木進(jìn)行“米”字形支撐，環(huán)間方木用扒釘連接牢固形成整體。盾構(gòu)進(jìn)站典型事故案例：某區(qū)間盾構(gòu)進(jìn)站塌方事故，采用的是海瑞克土壓平衡盾構(gòu)，盾構(gòu)機(jī)到達(dá)掘進(jìn)至連續(xù)墻外側(cè)，將土艙上部排空，出土15m3，操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤切割連續(xù)墻鋼筋，刀盤下部出現(xiàn)漏砂點(diǎn)，，并迅速擴(kuò)大，涌水量達(dá)到260m3/h，半小時(shí)后盾構(gòu)機(jī)上剛脫出盾尾10環(huán)左右的管片下沉錯(cuò)臺(tái)15cm，周邊混凝土開裂，PLC顯示盾尾在5分鐘內(nèi)下降了將近6cm，在一個(gè)多小時(shí)內(nèi)隧道內(nèi)管片破裂嚴(yán)重，砸落照明燈，控制室被砸倒，人員撤退，決定采取完全封堵洞門的方案。原因分析：①隧洞主要穿越流塑狀粉質(zhì)粘土和粉細(xì)砂層，端頭加固采用850@600攪拌樁結(jié)合旋噴加固，加固長(zhǎng)度6m。加固完成后抽芯檢測(cè)加固強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，具有良好的連續(xù)性。出洞前進(jìn)行水平探孔檢查，下部和中部有少量滲水伴隨砂。②盾構(gòu)掘進(jìn)到達(dá)端時(shí)出現(xiàn)管涌現(xiàn)象，但未引起重視。③端頭加固設(shè)計(jì)長(zhǎng)度偏短，只有6m，加固體不能將盾構(gòu)機(jī)包裹導(dǎo)致破除洞門時(shí)粉細(xì)砂層沿開挖間隙涌入。④對(duì)盾構(gòu)到達(dá)砂層風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)不足，探孔水平檢測(cè)孔數(shù)太少，洞門出現(xiàn)少量涌水涌沙時(shí)處理方式不當(dāng)，出現(xiàn)險(xiǎn)情后內(nèi)外溝通不暢。搶險(xiǎn)措施：①在到達(dá)車站洞門安裝鋼筋網(wǎng)和模板，縱向設(shè)置鋼支撐，用混凝土分層澆筑，封堵洞門。②始發(fā)車站洞內(nèi)6環(huán)位置用袋裝水泥砌筑圍墻封堵。③調(diào)集注漿設(shè)備進(jìn)場(chǎng)地面注漿，抑制塌陷進(jìn)一步擴(kuò)展。④隧道內(nèi)注入聚氨酯封堵滲流間隙。⑤隧道內(nèi)注水回填維持隧道穩(wěn)定。聯(lián)絡(luò)通道施工，正常暗挖法施工，施工過(guò)程支護(hù)不及時(shí)、開挖地層地面加固不到位都會(huì)導(dǎo)致地面塌陷，時(shí)間關(guān)系，這里不做贅述。1.5.4盾構(gòu)操作不當(dāng)引起的事故排除狹義的自然原因（地震等），幾乎沒(méi)有什么事故不與人有關(guān)，從操作層次來(lái)看，盾構(gòu)事故主要原因有：沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)不足；存在僥幸心理，“人為可能不會(huì)出問(wèn)題”；野蠻操作，明知會(huì)有問(wèn)題仍不修改操作方法程序。主要的事故案例有盾構(gòu)始發(fā)措施不當(dāng)造成始發(fā)管片拼裝偏移超限，始發(fā)架反力架設(shè)計(jì)顯得薄弱，導(dǎo)向軌安裝不到位盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞栽頭。都是因?yàn)槭及l(fā)操作措施不到位，沒(méi)有嚴(yán)格按照方案執(zhí)行導(dǎo)致。還有操作人員誤操作，由于注漿設(shè)備壓力機(jī)損壞，對(duì)管片壁后盲目加壓注漿，注漿壓力過(guò)大管片破碎。隧道掘進(jìn)軟土淤泥地層都會(huì)出現(xiàn)成型隧道上浮現(xiàn)象，有的地層富含承壓水但同步注漿量未跟進(jìn)也會(huì)導(dǎo)致隧道上浮，隧道變形后測(cè)量人員沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)盲目偏心自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，盾構(gòu)操作手過(guò)猛糾偏，導(dǎo)致成型隧道偏移、蛇形等現(xiàn)象。操作不當(dāng)致使盾構(gòu)機(jī)翻轉(zhuǎn)、卡盾構(gòu)事故、施工參數(shù)選擇不當(dāng)造成隧道整體旋轉(zhuǎn)、添加劑使用不當(dāng)造成噴涌和結(jié)泥餅這些事故基本都是從“人”身上有跡可循，這就關(guān)系到施工過(guò)程中管理制度執(zhí)行問(wèn)題，基本上是可以杜絕的。1.5.5盾構(gòu)機(jī)換刀事故盾構(gòu)施工在掘進(jìn)時(shí)由于刀具刀盤磨損原因，需要停機(jī)開倉(cāng)換刀，開倉(cāng)分為常壓開倉(cāng)和加壓開倉(cāng)兩種方式，常壓開倉(cāng)直接打開艙門做好輔助安全措施，人員進(jìn)入掌子面進(jìn)行換刀作業(yè)。加壓開倉(cāng)往往是在掌子面不穩(wěn)定情況下，對(duì)開挖艙進(jìn)行加壓維護(hù)后，人員進(jìn)入作業(yè)，加壓開倉(cāng)換刀承擔(dān)著掌子面不穩(wěn)塌陷和高壓作業(yè)對(duì)人員身體損害的雙重風(fēng)險(xiǎn)。但大量事實(shí)證明，由于沒(méi)有及時(shí)換刀造成切削故障，嚴(yán)重影響了盾構(gòu)最終推進(jìn)速度更加延誤工期。典型事故案例廣州地鐵五號(hào)線在花崗巖層掘進(jìn)時(shí)平均30m就更換一盤刀（39把），又如在江河湖海下面的軟土地層施工，特別是那些大、長(zhǎng)盾構(gòu)隧道，開倉(cāng)換刀絕非易事，又如在重要建筑物管線下?lián)Q刀，風(fēng)險(xiǎn)都是很大的。深圳地鐵換刀快結(jié)束后開挖面塌方2死1傷。廣州地鐵3號(hào)線開倉(cāng)換刀遇到不明氣體爆炸3死。盾構(gòu)換刀作業(yè)只有在主觀認(rèn)識(shí)、客觀分析上做好充足的功夫，才能確保換刀的安全性，俗話說(shuō)的“磨刀不誤砍柴工”1.5.6地下障礙物處理地下障礙物大體上分為兩類：一是天然障礙物，比如球狀風(fēng)化體、大的礫石孤石漂石等。二是人為建筑物，地下樁基礎(chǔ)、地下構(gòu)筑物、人工拋石等地下天然障礙物的危害主要體現(xiàn)在刀盤受力不均造成面板變形及面板與盾構(gòu)機(jī)軸線之間的變形。人為障礙物主要是盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)對(duì)設(shè)備的損害和對(duì)構(gòu)筑物的損害兩個(gè)方面。典型案例：深圳地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)遭遇到花崗巖球狀風(fēng)化體，導(dǎo)致刀盤變形無(wú)法推進(jìn)，對(duì)球狀風(fēng)化體的處理主要有人工破除、盾構(gòu)機(jī)破巖、地面鉆探下藥爆破和沖孔樁破巖四種方法。長(zhǎng)沙地鐵二號(hào)線7標(biāo)五芙區(qū)間巖溶區(qū)內(nèi)就遭遇了孤石情況，掘進(jìn)參數(shù)異常、螺旋機(jī)堵塞，中鐵十二局采用了倉(cāng)內(nèi)人工爆破處理的方式確保施工安全。長(zhǎng)沙地鐵二號(hào)線7標(biāo)迎芙區(qū)間芙蓉立交橋36根樁基礎(chǔ)侵入隧道斷面1.5m，中鐵十二局通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)立交橋樁基進(jìn)行了筏板加固，盾構(gòu)掘進(jìn)是采用優(yōu)化參數(shù)、加強(qiáng)二次注漿的方式順利通過(guò)，監(jiān)測(cè)顯示零沉降，很好的控制了地面沉降對(duì)立交橋的影響。1.5.7其他安全事故隧道內(nèi)安全事故不勝枚舉，溜車事故、水泥灌倒塌事故、觸電事故、鑿洞門事故很多。事故案例不再重復(fù)贅述。第二章盾構(gòu)施工技術(shù)與質(zhì)量控制2.1盾構(gòu)施工的發(fā)展方向㈠盾構(gòu)直徑向兩個(gè)極端發(fā)展目前，盾構(gòu)直徑不受限制，根據(jù)隧道的功能出現(xiàn)兩種極端，最小的盾構(gòu)直徑不足2米，最大直徑約16米。㈡盾構(gòu)隧道埋深向超淺埋與超深度發(fā)展根據(jù)施工規(guī)范，盾構(gòu)隧道覆土必須大于盾構(gòu)直徑，但也不易過(guò)深，目前，有些盾構(gòu)始發(fā)段覆土只有0.4D，也有些盾構(gòu)埋深超過(guò)60米。㈢盾構(gòu)施工自動(dòng)程度越來(lái)越高目前，盾構(gòu)施工逐漸智能化，如管片選型可以有盾構(gòu)機(jī)自行選擇。㈣盾構(gòu)施工適應(yīng)地層越來(lái)越廣盾構(gòu)機(jī)必須適應(yīng)地層，根據(jù)施工總結(jié)，通過(guò)盾構(gòu)機(jī)優(yōu)化和增加各種功能，盾構(gòu)機(jī)可以通過(guò)改變掘進(jìn)方式來(lái)適應(yīng)更多地層。2.2盾構(gòu)施工工法簡(jiǎn)介盾構(gòu)機(jī)施工工法主要有泥水盾構(gòu)施工和土壓盾構(gòu)施工兩種，但是，隨著施工技術(shù)的發(fā)展，盾構(gòu)施工工法也不斷開發(fā)出來(lái)，這方面，日本比較成功，日本盾構(gòu)主要有12種工法。2.3盾構(gòu)施工工藝及驗(yàn)收規(guī)范說(shuō)明1、盾構(gòu)機(jī)施工工藝流程①盾構(gòu)選型②盾構(gòu)制造③盾構(gòu)工作井及配套設(shè)施施工④盾構(gòu)機(jī)組裝⑤盾構(gòu)始發(fā)⑥盾構(gòu)正常段掘進(jìn)⑦盾構(gòu)接收2、盾構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范說(shuō)明我國(guó)目前有《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》，地方盾構(gòu)施工規(guī)范主要有北京和上海，他們比國(guó)標(biāo)要嚴(yán)格，主要是由于他們有自己的特殊環(huán)境。2.3盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)與驗(yàn)收㈠盾構(gòu)機(jī)選型與制造1、盾構(gòu)機(jī)的選型盾構(gòu)機(jī)要根據(jù)施工地層進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證盾構(gòu)機(jī)能順利完成施工任務(wù)，并能用在下一工地。2、盾構(gòu)機(jī)制造質(zhì)量驗(yàn)收盾構(gòu)制造過(guò)程中要進(jìn)行監(jiān)造，對(duì)制造質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，確保盾構(gòu)各功能滿足設(shè)計(jì)要求。㈡盾構(gòu)配套設(shè)施修建1、工作井修建⑴工作井定義：盾構(gòu)組裝、拆卸、調(diào)頭、吊運(yùn)管片和出渣等使用的工作豎井，包括盾構(gòu)始發(fā)井和盾構(gòu)接收井。⑵盾構(gòu)井設(shè)計(jì)形式盾構(gòu)井大多是設(shè)計(jì)在車站兩端，有些盾構(gòu)區(qū)間長(zhǎng)或特殊情況下，可以設(shè)計(jì)在區(qū)間中間。⑶盾構(gòu)井施工標(biāo)段根據(jù)不同標(biāo)段劃分，有些盾構(gòu)井是屬于盾構(gòu)標(biāo)段施工，如果車站是其他標(biāo)段施工，則工作井施工為車站標(biāo)，無(wú)論盾構(gòu)井是否是本標(biāo)段施工，都要在盾構(gòu)進(jìn)場(chǎng)前施工完成。⑷盾構(gòu)始發(fā)井施工要求由于盾構(gòu)井是要吊裝盾構(gòu)，因此，盾構(gòu)井長(zhǎng)度應(yīng)比盾構(gòu)主機(jī)長(zhǎng)3米，比盾構(gòu)機(jī)寬3米。要滿足盾構(gòu)始發(fā)，則車站標(biāo)準(zhǔn)段必須要完成80米。⑸盾構(gòu)接收井施工要求盾構(gòu)接收井大小與始發(fā)井一樣，唯一區(qū)別就是，接收井只要自身完成則可，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)段施工長(zhǎng)度無(wú)要求。⑹盾構(gòu)井驗(yàn)收無(wú)論是始發(fā)還是接收井，施工完后必須滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度，只有滿足設(shè)計(jì)要求，才能進(jìn)行始發(fā)或接收施工條件驗(yàn)收。2、盾構(gòu)基座加工⑴定義盾構(gòu)基座：用于保持盾構(gòu)始發(fā)、接收等姿態(tài)的支撐裝置。⑵設(shè)計(jì)要求盾構(gòu)基座的尺寸要滿足始發(fā)與接收要求，同時(shí)要有一定的剛度和強(qiáng)度，確保始發(fā)或接收過(guò)程中不易變形，因此設(shè)計(jì)中常常采用軟件進(jìn)行受力分析。⑶驗(yàn)收加工完后，必須按設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)收，主要是尺寸在誤差范圍，焊接質(zhì)量采用滲透探傷與外觀檢查，確保使用質(zhì)量。3、反力架⑴定義反力架：為盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)提供反力的支撐裝置。⑵設(shè)計(jì)要求反力架設(shè)計(jì)，主要滿足盾構(gòu)始發(fā)不變形，因此，需要對(duì)始發(fā)進(jìn)行受力分析，在始發(fā)最大推力上加一個(gè)安全系數(shù)。⑶驗(yàn)收加工完后，必須按設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)收，主要是尺寸在誤差范圍，焊接質(zhì)量采用滲透探傷與外觀檢查，確保使用質(zhì)量。4、渣坑建設(shè)⑴修建位置確定土壓盾構(gòu)施工渣坑修建在工作井四周，主要依據(jù)龍門吊的設(shè)計(jì)來(lái)確定位置，保證龍門吊能把渣吊到在渣坑里。⑵渣坑的大小一般一個(gè)工作井有兩臺(tái)盾構(gòu)施工，因此，渣坑的大小要能容納兩臺(tái)盾構(gòu)一天施工高產(chǎn)量。⑶驗(yàn)收渣坑施工完后，還要設(shè)置挖機(jī)通道，便于渣土進(jìn)行外運(yùn)，因此，要對(duì)挖機(jī)通道進(jìn)行安全驗(yàn)收，避免影響龍門吊工作。5、漿液站修建⑴修建位置確定漿液站主要是為盾構(gòu)掘進(jìn)提供同步注漿漿液，因此，位置要離盾構(gòu)井越進(jìn)越好，同時(shí)要滿足制造。⑵漿液站配置漿液站的大小要滿足兩臺(tái)盾構(gòu)高產(chǎn)掘進(jìn)，按照1.5米一環(huán)管片，一環(huán)同步注漿至少需要9方。漿液站要配置水泥罐、粉煤灰罐、砂場(chǎng)和外加劑庫(kù)房，另外，還要在工作井中層設(shè)一儲(chǔ)漿罐㈢輔助工程1、端頭加固在軟巖或在透水性較強(qiáng)的基巖里，無(wú)論始發(fā)還是接收，端頭必須進(jìn)行加固。⑴加固方式選擇根據(jù)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，不同的地層有不同的加固形式，但加固形式主要旋噴加固、攪拌樁加固、袖閥管注漿加固、冷凍加固，鋼插板加固等。⑵加固范圍一般情況下，加固范圍為隧道四周3米，長(zhǎng)度為9~10米。這個(gè)設(shè)計(jì)是管片長(zhǎng)度為1~1.2米時(shí)的盾構(gòu)，現(xiàn)在管片加長(zhǎng)，盾構(gòu)機(jī)也比以前盾構(gòu)機(jī)相對(duì)要長(zhǎng)，因此，端頭加固長(zhǎng)度應(yīng)該為盾構(gòu)主機(jī)長(zhǎng)度再加上3~4米。在卵石層等特殊情況下，加固高度需要加固到地面，才能滿足安全要求。⑶加固質(zhì)量檢查加固后，一般需要抽芯檢查加固強(qiáng)固，一般加固強(qiáng)度要達(dá)到0.8MPa。并做滲透試驗(yàn)，要求滲透系數(shù)小于10-6m/d。⑷補(bǔ)救措施加固后，從設(shè)計(jì)理論上能滿足規(guī)范要求，但是，由于注漿加固有其許多技術(shù)難題，如旋噴加固越深，底部不容易旋噴咬合成一體，在強(qiáng)透水卵石層選則袖閥管滲透注漿容易形成盲區(qū)，粘性地層選擇攪拌樁加固不易攪拌成樁，因此，加固后，一般都需要進(jìn)行水平滲透補(bǔ)救注漿。2、聯(lián)絡(luò)通道加固聯(lián)絡(luò)通道一般采用礦山法施工，因此，軟巖地段或破碎基巖地段設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道，需要進(jìn)行加固。⑴加固地點(diǎn)選擇可以選擇地面加固或洞內(nèi)加固。⑵加固時(shí)機(jī)選擇地面加固，需要在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)前實(shí)施，如果采用洞內(nèi)加固，需要在盾構(gòu)通過(guò)后進(jìn)行施工，如果選擇冷凍，無(wú)論是在地面還是在洞內(nèi)，只能在聯(lián)絡(luò)通道施工前1個(gè)月進(jìn)行。⑶加固范圍如果采用地面加固，需要加固到整個(gè)隧道斷面內(nèi)，如果在洞內(nèi)加固，要根據(jù)地層而定，一般是開挖面外3米也要加固。⑷加固質(zhì)量要求聯(lián)絡(luò)通道加固要滿足加固體有一定強(qiáng)度，確保開挖面有一定自穩(wěn)性，還要有止水效果，確保開挖面不滲水。3、建筑物加固盾構(gòu)隧道難免會(huì)旁穿或下穿建筑物，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)形式與隧道相對(duì)關(guān)系，需要對(duì)建筑物進(jìn)行加固保護(hù)。⑴加固方式的選擇如果旁穿建筑物，可以選擇隔離樁加固，如果下穿建筑物，可以選擇斜向注漿加固。也可以選擇在隧道內(nèi)徑向注漿加固。⑵加固時(shí)機(jī)隔離樁與斜向注漿加固必須在盾構(gòu)掘進(jìn)前實(shí)施。隧道內(nèi)徑向注漿加固必須當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)后及時(shí)實(shí)施。⑶加固要求這種加固主要保證建筑物安全，其加固要求是使掘進(jìn)后沉降控制在允許范圍內(nèi)，這個(gè)允許值與建筑物基礎(chǔ)、高度和自身質(zhì)量有關(guān)。4、樁基托換盾構(gòu)施工常常需要截除樁基礎(chǔ)，但在截除前，需要進(jìn)行樁基托換。⑴樁基托換方法最常見樁基托換方法為樹根樁，現(xiàn)在也出現(xiàn)閥板與注漿聯(lián)合托換。⑵樁基托換方法的選擇樁基托換方法主要與樁的類型與受力情況來(lái)確定的，如果，盾構(gòu)需要截除的是多根鋼筋混凝土樁，那么，需要采用鉆孔樁對(duì)原來(lái)的樁進(jìn)行托換，然后人工破除原樁。如果盾構(gòu)可以直接截除樁基礎(chǔ)，可以選擇閥板與注漿聯(lián)合托換。⑶托換要求無(wú)論采用何種托換，其要求都是確保盾構(gòu)通過(guò)后，樁基礎(chǔ)不下沉、不破壞。5、特殊地層加固盾構(gòu)施工常常遇到淤泥層、溶洞、破碎帶等特殊地層，這種地層需要進(jìn)行預(yù)加固。⑴加固方式選擇淤泥層可以采用攪拌或粉噴加固，溶洞可以采用填充加固，破碎帶可以采用滲透注漿加固。⑵加固目的淤泥層加固，是為了盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制和成型隧道不變形，溶洞加固主要是防止盾構(gòu)磕頭或掉入溶洞，同時(shí)也是為了運(yùn)營(yíng)安全，破碎加固主要是確保盾構(gòu)順利通過(guò)。⑶加固范圍淤泥層加固范圍是隧道下半部到隧道底以下3米；溶洞加固范圍是隧道四周5米，破碎加固范圍是隧道全斷面及隧道外3米。⑷加固要求淤泥層加固要求提高基底承載力；溶洞加固要求填充滿溶洞，并要求減少溶洞涌水通道，破碎加固要求是確保開挖面穩(wěn)定。㈣盾構(gòu)組裝盾構(gòu)組裝㈤盾構(gòu)始發(fā)1、定義盾構(gòu)始發(fā)：盾構(gòu)開始掘進(jìn)的施工過(guò)程。2、盾構(gòu)始發(fā)形式盾構(gòu)始發(fā)通常有直線始發(fā)和曲線始發(fā)。3、負(fù)環(huán)形式根據(jù)負(fù)環(huán)拼裝情況，可以分為滿環(huán)始發(fā)和半換始發(fā)。其負(fù)環(huán)管片是為盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)傳遞推力的臨時(shí)管片。4、止水簾布安設(shè)盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)敞開向土壓平衡過(guò)渡，因此，需要安設(shè)止水簾布，根據(jù)地層加固情況和盾構(gòu)大小，止水簾布有單層和雙層。簾布外為折頁(yè)翻版。5、始發(fā)前洞門破除⑴洞門破除原由由于始發(fā)洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)配有鋼筋，因此，始發(fā)前需要對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行破除，便于盾構(gòu)機(jī)刀盤安全。⑵玻璃纖維筋成功應(yīng)用在成都地層多為卵石地層，洞門破除風(fēng)險(xiǎn)大，通過(guò)引進(jìn)玻璃纖維筋，減少洞門破除，確保盾構(gòu)刀盤直接破除洞門。⑶長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線玻璃纖維筋引用長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線盾構(gòu)始發(fā)與接收洞門均采用玻璃纖維筋，但由于大多車站施工與盾構(gòu)施工不是同一單位，在玻璃纖維筋籠加工中，增加了鋼筋焊接來(lái)固定，這就給始發(fā)帶來(lái)隱患，因此，始發(fā)前需要鑿除鋼筋，其次是長(zhǎng)沙地層相對(duì)較好，多數(shù)車站主體結(jié)構(gòu)為800~900mm厚，而且采用單層止水簾布，這就不能滿足盾構(gòu)始發(fā)，如果不破除一部分，刀盤就會(huì)把止水簾布切割壞，因此，2號(hào)線盾構(gòu)始發(fā)基本上都破除圍護(hù)結(jié)構(gòu)20cm。⑷長(zhǎng)沙地鐵1號(hào)線洞門設(shè)計(jì)1號(hào)線洞門取消玻璃纖維筋，改為鋼筋，這是由于施工和設(shè)計(jì)原因造成2號(hào)線采用玻璃纖維筋也要破除一層圍護(hù)結(jié)構(gòu)，但是，這種只破除一層，對(duì)施工還是比較安全的，而且避免了第一層玻璃纖維筋堵塞螺旋輸送機(jī)的隱患。但是，1號(hào)線盾構(gòu)始發(fā)必須全部破除圍護(hù)結(jié)構(gòu)，特別是洞門位于砂卵石地層，風(fēng)險(xiǎn)較大。6、始發(fā)注意事項(xiàng)盾構(gòu)始發(fā)主要施工風(fēng)險(xiǎn)，防止洞門密封失效，另外還要控制盾構(gòu)姿態(tài)，防止盾構(gòu)磕頭或隧道抬頭。㈥盾構(gòu)掘進(jìn)1、盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制⑴姿態(tài)定義通常指盾構(gòu)空間狀態(tài)，通常采用橫向偏差、豎向偏差、俯仰角、方位角、滾轉(zhuǎn)角和切口里程等數(shù)據(jù)描述。⑵盾構(gòu)姿態(tài)允許偏差盾構(gòu)本體滾動(dòng)角要小于3°；盾構(gòu)軸線偏離不能大于隧道設(shè)計(jì)軸線50mm.⑶姿態(tài)調(diào)整原則盾構(gòu)姿態(tài)要滿足隧道設(shè)計(jì)軸線，管片姿態(tài)要適應(yīng)盾構(gòu)姿態(tài)。⑷糾偏原則當(dāng)盾構(gòu)姿態(tài)出現(xiàn)偏差時(shí)，要采取“勤糾偏、少糾偏、慢慢糾”的原則。2、壁后注漿⑴定義壁后注漿：用漿液填充隧道襯砌環(huán)與地層之間空隙的施工工藝。⑵漿液選擇漿液有單一漿和雙液漿，一般日本盾構(gòu)采用雙液漿進(jìn)行同步注漿，國(guó)內(nèi)一般采用水泥砂漿進(jìn)行同步注漿。3、管片拼裝⑴定義管片：隧道預(yù)制襯砌環(huán)的基本單元，管片的類型有鋼筋混凝土管片、纖維混凝土管片、鋼管片、鑄鐵管片、復(fù)合管片等。防水密封條：用于管片接縫處的防水材料。⑵管片類型盾構(gòu)管片分通用性管片和特殊管片，所謂特殊管片就轉(zhuǎn)彎管片。長(zhǎng)沙地鐵是采用楔形量為45mm的通用管片。⑶管片分塊一般盾構(gòu)管片分為3塊標(biāo)準(zhǔn)塊，2塊相鄰塊和1塊封頂塊。⑷拼裝形式管片拼裝分為通縫拼裝和錯(cuò)縫拼裝，國(guó)內(nèi)除上海采用通縫拼裝外，其他采用錯(cuò)縫拼裝。㈦盾構(gòu)接收1、定義盾構(gòu)接收：盾構(gòu)到達(dá)接收位置的施工過(guò)程。2、盾構(gòu)接收前準(zhǔn)備盾構(gòu)接收前需要檢查端頭加固效果，安設(shè)接收基座和止水簾布。3、接收測(cè)量盾構(gòu)掘進(jìn)還剩100m是進(jìn)行接收測(cè)量，對(duì)接收洞門進(jìn)行定位，同時(shí)對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行測(cè)量，使盾構(gòu)順利按實(shí)際洞門方向進(jìn)洞。4、盾構(gòu)接收盾構(gòu)到達(dá)接收井10內(nèi)開始減速，主機(jī)進(jìn)入接收工作井后，快速密封管片環(huán)與洞門之間的間隙。㈧盾構(gòu)調(diào)頭和過(guò)站1、定義⑴吊頭：盾構(gòu)施工完成一段隧道后調(diào)轉(zhuǎn)方向的過(guò)程。⑵過(guò)站：利用專用設(shè)備把盾構(gòu)拖拉或頂推通過(guò)車站的過(guò)程。2、調(diào)頭與過(guò)站施工安排有些業(yè)主對(duì)盾構(gòu)施工標(biāo)段劃分較為合理，一個(gè)標(biāo)要連續(xù)施工幾個(gè)區(qū)間，因此，盾構(gòu)施工完成一個(gè)區(qū)間后，就需要盾構(gòu)過(guò)站接續(xù)施工。也有標(biāo)段只有一個(gè)盾構(gòu)區(qū)間，沒(méi)必要采取兩臺(tái)盾構(gòu)同時(shí)施工，因此，采用一臺(tái)盾構(gòu)完成一條線后，在車站調(diào)頭后接續(xù)施工。3、施工的邊界條件⑴盾構(gòu)調(diào)頭一般在接收井內(nèi)進(jìn)行，因此接收井長(zhǎng)度要滿足盾構(gòu)主機(jī)旋轉(zhuǎn)。⑵盾構(gòu)過(guò)站主要是空間要滿足盾構(gòu)前移。㈨盾構(gòu)解體1、定義盾構(gòu)解體與盾構(gòu)組裝相反，是盾構(gòu)施工完成任務(wù)后，在接收井里進(jìn)行拆除。2、解體前準(zhǔn)備工作解體前需要做好方案，選擇好吊具，并對(duì)解體運(yùn)輸路線進(jìn)行勘察，確保運(yùn)輸?shù)缆窡o(wú)障礙。3、盾構(gòu)解體思路盾構(gòu)解體是先把盾構(gòu)主機(jī)焊接吊耳，然后進(jìn)行分節(jié)，依次吊出刀盤、前盾、中盾和盾尾，最后吊出拖車。第二部分地鐵車站明挖、蓋挖法施工質(zhì)量與安全管理控制要點(diǎn)前言地鐵地下車站建設(shè)基本有三種方法：明挖、蓋挖和暗挖。只有在過(guò)重要道路或重要建筑物下，無(wú)法進(jìn)行明挖、蓋挖時(shí)，才用暗挖。地鐵地下車站建設(shè)應(yīng)該是以明挖、蓋挖為主的。明、蓋挖站施工相對(duì)較容易些，施工較快，也較經(jīng)濟(jì)和安全?，F(xiàn)在在這幾條線還有個(gè)趨勢(shì)，就是能明則改明，哪怕部分改明，為施工創(chuàng)造一個(gè)比較安全的條件。在城區(qū)修建地下地鐵車站，一是多在交通道路下且處于交通路口，二是鄰近房屋，三是有各種地下管線，這些都給施工帶來(lái)困難。明挖或蓋挖修建地下地鐵車站，基坑深度都在１7米左右，且覆土達(dá)3米，均屬一級(jí)基坑，都要進(jìn)行基坑支護(hù)，因此支護(hù)設(shè)計(jì)和施工是保證工程正常進(jìn)行的關(guān)鍵?；右坏┌l(fā)生問(wèn)題，影響很大，尤其我們地鐵都在交通干線和重要建筑物旁通過(guò)，更應(yīng)引起高度重視。這一講主要以明、蓋挖施工方法為主，重點(diǎn)結(jié)合地鐵基坑支護(hù)形式及關(guān)鍵技術(shù)，并著重提出在質(zhì)量及安全管理方面應(yīng)控制的要點(diǎn)。1講課內(nèi)容1.1明挖法、蓋挖法施工技術(shù)要點(diǎn)1.2明、蓋挖法質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn)2主要依據(jù)規(guī)范及參考書2.1主要依據(jù)規(guī)范地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范GB50157－2003地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50299－1999建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50202－2003建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330－2002建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JG120－99錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)程GB50086-20012.2主要參考書地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（王樹理主編清華大學(xué)出版社2009年）軌道交通防水工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司中國(guó)建筑工業(yè)出版社2011年）城市快速軌道交通工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)（背景城建集團(tuán)中國(guó)計(jì)劃出版社2004年）城市軌道交通工程施工風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)（上海市建設(shè)工程安全質(zhì)量監(jiān)督總站中國(guó)建筑工業(yè)出版社2011年）3明挖法施工1、定義：從地面直接開挖的基坑,根據(jù)場(chǎng)地情況可以放坡或做支護(hù)開挖。2、適用范圍：場(chǎng)地?zé)o建筑物或地下構(gòu)筑物拆改后可直接開挖的基坑。3、明挖基坑一般規(guī)定3.1明挖基坑分類一級(jí)基坑：①重要工程或支護(hù)結(jié)構(gòu)做為主體結(jié)構(gòu)的一部分；②開挖深度大于10m；③與臨近建筑物、重要設(shè)施的距離在開挖深度以內(nèi)的基坑；④基坑范圍內(nèi)有歷史文物、近代優(yōu)秀建筑，重要管線等需嚴(yán)加保護(hù)的基坑。地鐵明挖車站屬一級(jí)基坑一級(jí)基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)安全等級(jí)破壞后果γ0一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.10二級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1.00三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.90注：有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定3.2基坑變形的監(jiān)控值設(shè)計(jì)無(wú)明確規(guī)定時(shí)，一級(jí)基坑墻頂水平位移不大于3cm，墻體最大位移不大于5cm，地面最大沉陷不大于3cm。3.3土方開挖的順序與方法必須與設(shè)計(jì)工況相一致，并應(yīng)遵守開挖與支護(hù)同步進(jìn)行，嚴(yán)禁超挖；基坑邊堆土、料不應(yīng)超過(guò)20KPa/延米；基坑落底后應(yīng)驗(yàn)槽，做接地極后回填土必須符合設(shè)計(jì)要求。土方開挖應(yīng)該遵循的原則：“先支撐后開完、先中間后兩邊、”。由于時(shí)間關(guān)系，不過(guò)多講解。4明挖基坑主要支護(hù)形式和支護(hù)體系4.1無(wú)水或降水施工的支護(hù)型式：土釘支護(hù)；樁支護(hù)；連續(xù)墻支護(hù)；攪拌樁支護(hù)SMW樁支護(hù)等。4.2封閉止水支護(hù)型式排樁支護(hù)（咬合樁、旋切樁、攪拌樁或SMW樁支護(hù)）；樁+旋噴樁支護(hù)；旋噴樁與定噴墻支護(hù)；連續(xù)墻支護(hù)等；4.3支護(hù)體系樁+錨桿支護(hù)體系（樁錨支護(hù)體系）；樁+內(nèi)支撐支護(hù)體系；土釘+樁復(fù)合支護(hù)體系；連續(xù)墻+內(nèi)支撐支護(hù)體系等。根據(jù)地鐵工程基坑周邊環(huán)境，可以分別采用上述兩種或多種支護(hù)形式，共同組成基坑支護(hù)體系。5土釘+網(wǎng)噴支護(hù)體系施工技術(shù)及質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn)5.1定義采用鋼筋為釘、錨入土中與網(wǎng)噴砼共同加固基坑側(cè)壁土體與護(hù)面的支護(hù)結(jié)構(gòu)。5.2適用范圍地鐵車站基坑周邊較寬敞、且無(wú)重要建筑物或非重要機(jī)動(dòng)車干道，較淺基坑。土釘墻一般只做為臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。5.3施工技術(shù)要點(diǎn)（1）土釘墻設(shè)計(jì)及構(gòu)造規(guī)定土釘墻面坡度不宜大于1:0.1；土釘與網(wǎng)噴砼面層必須有效連接，應(yīng)設(shè)置承壓板或加強(qiáng)鋼筋等構(gòu)造措施，并與土釘桿體連接。（螺栓連接或焊接）土釘?shù)拈L(zhǎng)度宜為開挖深度的0.5～1.2倍，間距宜為1～2m，與水平夾角5°～20°；土釘可采用Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼筋，鋼筋直徑宜為φ16～32mm，釘孔鉆孔直徑宜為70~120mm。注漿材料宜選用水泥砂漿，其強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M10。噴射砼面層需配置鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑6～10mm；鋼筋間距（上、下、左、右）宜為100～200㎜；砼強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20，厚度不小于80㎜。坡面鋼筋網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于300㎜?；虞^深（超過(guò)8m）或土層穩(wěn)定性較差，或周邊有建筑物，坑壁變形控制較嚴(yán)時(shí)，可考慮預(yù)應(yīng)力土釘或預(yù)應(yīng)力土釘+微型樁。預(yù)應(yīng)力土釘可用鋼絞線；在用預(yù)應(yīng)力土釘時(shí)，應(yīng)加連續(xù)腰梁。（2）土釘墻施工①施工機(jī)具：錨桿鉆機(jī)或洛陽(yáng)鏟；鋼筋加工機(jī)具，砼攪拌及噴射砼機(jī)械，壓漿機(jī)械等。②工藝流程分層開挖土方分層開挖土方噴射砼下土釘及壓漿管壓漿掛網(wǎng)坡面修整鉆孔（層高按土釘間距）（坡面及坡度檢查）（鉆機(jī)或洛陽(yáng)鏟）（土釘加工）（養(yǎng)護(hù)）（與土釘連接）③關(guān)鍵技術(shù)材料檢驗(yàn)合格土釘長(zhǎng)度及鉆孔深度必須滿足設(shè)計(jì)要求；土釘與網(wǎng)片,網(wǎng)片搭接滿足設(shè)計(jì)要求；網(wǎng)片保護(hù)層及噴射砼厚度必須滿足設(shè)計(jì)要求；隨挖土隨清坡面,隨做土釘，挖土高度不宜超過(guò)一人操作高度;；在有水地層施工土釘必須先降水,未疏干滯水、殘留水不允許在土釘背后存在，當(dāng)土釘墻背后有水滲出，應(yīng)采取引排措施；基坑周邊嚴(yán)禁超堆荷載；冬雨季施工時(shí),清除的坡面不宜晾的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),防雨水沖刷和土層受凍。6樁錨（或內(nèi)支撐）支護(hù)體系施工技術(shù)及質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn)6.1定義樁與錨桿或內(nèi)支撐共同組成的基坑支護(hù)體系。6.2適用范圍一般土層的較深（10m以上）無(wú)水或降水處理后的基坑支護(hù)。它是當(dāng)前長(zhǎng)沙地區(qū)主要支護(hù)體系。地鐵車站基坑一般在20m左右。以內(nèi)支撐（砼柱、鋼管或組合型鋼）為主，較寬的車站或風(fēng)道與車站聯(lián)結(jié)角地方，且支撐有困難時(shí)一般用錨桿（廣州地鐵基本上不采納錨桿支護(hù)體系）。6.3施工技術(shù)要點(diǎn)（1）鉆孔灌注樁施工技術(shù)①主要機(jī)械:一般用旋挖鉆,控制垂直度及沉渣量較好亦可用反循環(huán)鉆機(jī)，長(zhǎng)、短螺旋鉆機(jī)等。②工藝流程定位定位泥漿灌砼鋼筋加工鉆孔埋護(hù)筒下鋼筋籠③施工技術(shù)要點(diǎn)控制：定位要準(zhǔn)確；垂直度及鉆孔深度要滿足設(shè)計(jì)；鋼筋質(zhì)量、直徑、數(shù)量、綁扎要求要滿足設(shè)計(jì)。特別注意不均勻配筋時(shí)，鋼筋籠方向要控制準(zhǔn)確；泥漿按試驗(yàn)配制，隨鉆孔隨補(bǔ)漿防止塌孔，水下灌注砼應(yīng)滿足水下灌注砼要求，砼強(qiáng)度要保證、灌灰要連續(xù)，灰管提升要按要求做，防止斷樁和灰管拔不出來(lái)。樁的檢測(cè)：規(guī)范規(guī)定，用低應(yīng)變進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量不少于10％，且不少于5根。如有缺陷，影響樁水平承載力時(shí)，還要取芯，取芯數(shù)不少于2％，且不少于3根。在這點(diǎn)上，我個(gè)人看法，①可以不進(jìn)行樁完整性檢測(cè)；②隨開挖發(fā)現(xiàn)樁有缺陷，及時(shí)補(bǔ)灌樁身砼，這點(diǎn)不同于一般承重樁基。樁施工完后要在樁頂做冠梁，使樁能共同受力。部分地區(qū)一般為減少樁長(zhǎng)，可以在地面進(jìn)行摘帽2～4m土層，用磚砌擋墻擋土，擋墻設(shè)鋼筋砼構(gòu)造柱，柱鋼筋可以用樁頂筋延伸上來(lái)。鉆孔應(yīng)跳鉆，以防相鄰孔塌孔，在考慮降水施工時(shí)，應(yīng)先做灌注樁后做降水井，以防樁的砼漿液堵降水井。（2）錨桿（索）施工技術(shù)用鋼筋作錨固抗拉體為錨桿，用鋼絞線作抗拉體為錨索。主要機(jī)具錨桿機(jī)械或洛陽(yáng)鏟，砂漿攪拌機(jī)及壓泵漿等。工藝流程定位定位張拉做腰梁和支架鎖定下錨桿鉆孔灌漿③施工技術(shù)要點(diǎn)a.定位和鉆孔角度要準(zhǔn)確，鉆孔深度要保證，桿（索）體材料及灌注漿液要滿足設(shè)計(jì)要求。b.腰梁要連續(xù)，支架要與樁體鋼筋焊牢。c.預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)在漿體強(qiáng)度達(dá)到75％設(shè)計(jì)強(qiáng)度且不少于10Mpa時(shí)進(jìn)行。張拉應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)錨桿體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.75倍，張拉先拉到設(shè)計(jì)荷載的0.9～1.0倍后，再按設(shè)計(jì)要求鎖定；張拉力要滿足設(shè)計(jì)要求。鎖頭質(zhì)量要保證要求，并鎖定牢固；錨桿張拉要考慮相互影響。d.成束鋼筋或鋼絞線要設(shè)支架，支架要按規(guī)定設(shè)置，一般2m設(shè)一個(gè)。f.灌漿管隨桿體綁扎在一起，且距孔底不大于200㎜。采用二次壓漿時(shí)，注漿管要考慮封口措施。e.錨桿在正式施工前，應(yīng)在原基坑內(nèi)做試驗(yàn)，試驗(yàn)不應(yīng)少于3根。根據(jù)試驗(yàn)來(lái)確定或調(diào)整錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)。（3）內(nèi)支撐內(nèi)支撐的端頭與冠梁或腰梁的支撐面應(yīng)焊不小于10㎜厚的端頭鋼板，端板應(yīng)與支撐桿件滿焊，端板尺寸及焊縫應(yīng)滿足受力和穩(wěn)定要求。支撐桿件與支撐軸線不垂直時(shí)（如角部斜撐）可在冠梁和腰梁上設(shè)置預(yù)埋件，以承受水平剪力。內(nèi)支撐應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)應(yīng)兩側(cè)同步進(jìn)行，地鐵跨度不大，支撐施加預(yù)應(yīng)力可在桿件一端進(jìn)行。跨度較大（超過(guò)25m）應(yīng)考慮加中間支撐，結(jié)構(gòu)施工時(shí)立柱處防水要加強(qiáng)。（4）土方開挖土方應(yīng)分層開挖。每層開挖高度要滿足錨桿或內(nèi)支撐作業(yè)要求。采用錨桿支護(hù)必須是錨桿經(jīng)張拉鎖定后才能開挖下層，內(nèi)支撐必須做好后施加預(yù)應(yīng)力才能開挖下層。為提高施工速度和使用大型挖運(yùn)土設(shè)備，可在較寬基坑采用中間挖槽，留邊坡土（邊坡土上口不小于2m）方法施工。機(jī)械挖土在接近基底時(shí)應(yīng)留30cm厚土層，人工檢底，避免超挖。6.4質(zhì)量及安全管理控制要點(diǎn)所用材料必須符合設(shè)計(jì)，砼強(qiáng)度必須達(dá)到要求，錨桿張拉時(shí)漿體強(qiáng)度要達(dá)到要求。樁鉆孔施工時(shí)應(yīng)跳打，并且完成一孔及時(shí)灌注砼；鉆孔時(shí)泥漿必須跟鉆孔同步，泥漿至少高出地下水面1m。未及時(shí)灌注砼的空孔，或砼面以上留有空孔應(yīng)在孔口放上鋼筋網(wǎng)篦子，以防人、物掉入孔內(nèi)。樁按受力不均勻配筋時(shí)，注意鋼筋籠方向。最好是均勻配筋。錨