TBM盾構施工技術及風險管理培訓課件(52頁).pdf
下載文檔
上傳人:十二
編號:859384
2023-12-25
52頁
1.71MB
1、主要內容1 1、TBMTBM的概述的概述2 2、TBMTBM的優缺點的優缺點3 3、TBMTBM的施工特點的施工特點4 4、盾構隧道施工簡述、盾構隧道施工簡述 5 5、盾構隧道施工風險研究的必要性、盾構隧道施工風險研究的必要性6 6、盾構隧道施工風險與規避對策、盾構隧道施工風險與規避對策 1TBM的概述定義 TBM是英文Tunncl Boring Machinc的縮寫,其意義是隧道鉆掘機器,是指利用回轉刀具開挖(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,我們也跟著這么稱謂。按破巖方式,大2、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的構造來講,由切削破碎裝置、行走推進裝置、驅動裝置、裝碴運輸裝置等組成。2TBM(盾構)的優缺點 2.1 優點優點1)開挖作業能連續進行。因此,施工速度快,工期得以縮短。特別是在穩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,后襯砌區間的阻力小;4)震動、噪音小,對周圍的居民和結3、構物的影響小;5)因機械化施工,安全,作業人員少。可在防護棚內進行刀具的更換,密閉式的操作室,高性能的集塵器的應用,使作業環境有了較大的改善;6)施工受天氣狀況和氣候條件影響小;7)地表占地面積小,施工占地和征地費用少。2.2缺點:缺點:1)機械的購置費和運輸、組裝、解體等費用高,機械的設計、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,在應用上受到一定的制約;3)地質的適應性受到一定限制,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,就是采用鑲有硬質合金的刀具也難以奏效,開挖速度大大4、降低。2TBM的優缺點 3TBM的施工特點 3.1 因為TBM施工是將隧道作業工廠化的工法,因此要求與TBM施工配套的各主、輔設備均應滿足高效率的生產要求(盾構施工也同樣)。在這時不能說誰重要、誰次要。在不斷的連續掘進中,哪怕最不起眼的輔助設備出現故障,都將導致整個隧洞施工的停止。因此通常一天24小時,起碼要有6個小時保證設備的維修、保養,這樣才能保證在另外18小時內掘進機能連續掘進(除非現場配置完備的設備狀態檢測儀和故障診斷儀等)。3.2建立一支組織嚴密、紀律嚴明、素質較高、技術精湛的員工隊伍。無論是設備保養(6h)或掘進(9hx2)內都必須有一支熟悉TBM/盾構性能,遇到故障能及時處置的隊5、伍。在每天6h的設備保養時間內,按設備作業文件要求進行維修保養,使設備的故障在保養期間排除掉,這一點絲毫不能容忍馬虎和草率的行為發生。時刻記住,因保養工作不到位,就會造成TBM/盾構的停機。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現場管理人員要具備一流疏導和指揮生產調度的能力。如根據TBM/盾構掘進的進度,提前作好如仰拱塊管片、噴漿料 注漿料的生產、軌線、風管及電纜延伸用料的準備,稍有疏忽,必將制約掘進速度。根據已施工的統計資料顯示,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。3TBM的施工特點 3.4認真仔細的做好隧道施工的前期準備,包括地質勘探,選擇適合6、該地質條件的TBM/盾構、施工場地策劃、洞口門吊的選 型配置等等,這些都應滿足以后最快日進度的要求,因前期考慮不周,會嚴重制約今后的掘進。3TBM的施工特點 3.5由于TBM/盾構屬于超大型的施工設備,涉及的技術領域非常廣,主件、輔助件、零部件的生產廠商很多,有些還必須選用進口件(TBM,盾構國內生產的話),如主軸承、主油泵等,供應周期又較長,一旦工程中標后,留給設備生產的時間和工程施工的時間又不多了,產生了倒排工期,造成TBM/盾構在制造廠沒有組裝調試好就運往工地,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,這種現象尚未根本改變。3TBM的施工特點 4、盾構隧道施工簡述l7、 盾構隧道施工系指使用盾構機,一邊控制開挖面使圍巖不發生坍塌失穩,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。在盾構推進中可以從開挖面不斷地排出適量的土體。l 自1841年世界第一座用盾構法修建的英國泰晤士河水底隧道以來,盾構法迄今已有160余年歷史,在世界發達國家美、英、德、前蘇聯、法國、日本等得到充分發展和廣泛應用。l我國自上世紀50年代開始將小型盾構用于下水道工程,1966年開始用盾構法修建穿越黃浦江水下公路隧道工程,自此以后盾構隧道在京、津、滬、穗等城市地鐵中及過江隧道中得到迅速發展;北京地鐵自2001年開始采用土壓8、平衡盾構機修建了地鐵5號線雍和宮一北新橋站區間試驗工程,取得成功后得到推廣應用,北京地鐵新線工程5號線、10號線一期及奧運支線、4號線、機場線共114 km,其中用盾構法修建區間隧道達30 km(擁有盾構機l8臺),修建的北京地鐵9號線、8 號線、10號線二期、大興線等區間也大部分采用盾構法修建(初估需用盾構機約90臺)。4、盾構隧道施工簡述4、盾構隧道施工簡述此外,北京鐵路之北京站與北京西站之間的直徑線沿前三門大街下敷設,采用泥水盾構修建,全長9.15km,其中盾構法修建長度為5.227 km,盾構直徑12.04m,盾構隧道內徑10.5m、外徑11.6m,采用0.55m厚鋼筋混凝土管片,這在9、北京尚屬首次。5、盾構隧道施工風險研究的必要性l 隧道與地下工程與其他工程項目相比,由于具有隱蔽性、復雜性和不確定性等突出的特點,風險大,無論是設計、施工、決策都會遇到很多困難和障礙。尤其是在城市繁華地段或周圍環境復雜的地帶,隧道與地下工程的施工和運營要涉及到過多的拆遷、對周圍環境及管線的影響,如果決策考慮不周,在其規劃、設汁施工和運營中均會對社會和國家造成不必要的重大的損失和不可估量的社會負面影響。5、盾構隧道施工風險研究的必要性 例如:在上海地鐵四號線2003年7月1日發生的重大工程事故已經給我們敲響了警鐘。因此,規避盾構施工風險已經成為亟待解決的核心問題。為解決這一問題,就必然要借助風險10、評估和決策理論。風險評估可以對這些不確定因素進行系統全面地分析,將不可預見的風險因素轉化為定量的指標,并通過計算風險效益來選擇風險控制措施,降低各種工程風險以達到安全、經濟、高效的建設目標風險。5、盾構隧道施工風險研究的必要性風險評估研究的最終目的是為工程建設領導層的決策提供依據,從領導層的角度來說,其價值可以體現在領導層決策時信心的增強、對工程進展情況的掌控以及對資金流向的有效控制上。而工程風險研究的最高境界應該是實現“工程精算”,即所有的風險子項均可由費用損失來表示。圖1為盾構隧道工程風險發生機理分析圖l因此,對領導層來說,風險評估能夠把決策變得簡單化、準確化以及專業化,進而對風險實行有效11、地化解、轉移或規避。如何對工程風險進行控制,在盡可能安全的情況下獲取最大的利益,這也需要對風險控制措施的風險效益進行評估。5、盾構隧道施工風險研究的必要性6、盾構隧道施工風險與規避對策 盾構隧道安全風險預測方法與評價,是指安全風險管理中的識別與風險評估和評價,將盾構隧道施工中存在的物理危險因素、人為危險因素、心理危險因素及危險事故判定識別出來。在盾構隧道施工中對安全的風險識別,通常是根據施工設計中提到的安全風險項目,以往隧道施工中出現的風險項目、運用先進的儀器設備超前探測出的風險項目。盾構隧道施工風險主要有下述幾個方面。6.1地質預測預報準確性風險地質預測預報準確性風險l6.1.1地質預測預報12、準確性風險地質預測預報準確性風險 由于地質勘探的局限性,盾構掘進過程中遇到未預測的不良地質和地下障礙物的風險較大。例如:在深圳地鐵一期工程2B標段盾構工程(福民站-會展中心站)右線區間盾構推進過程中就出現了因地質勘探不準而造成盾構機不能正常掘進,刀具及刀盤磨損嚴重,甚至釀成安全事故(見圖2-4)。因此施工前地質勘探力求精細,施工中應通過地質補勘以及超前地質預報等手段對隧道工作面前方地層進一步探明。6、盾構隧道施工風險與規避對策6、盾構隧道施工風險與規避對策圖2 崩齒的切刀6、盾構隧道施工風險與規避對策圖3 上部膠結致密的卵石層及撕裂刀崩齒6、盾構隧道施工風險與規避對策圖4 磨損的撕裂刀6、盾構13、隧道施工風險與規避對策l6.1.2地質預測預報準確性風險對策地質預測預報準確性風險對策1)工程施工前,通過補充地質鉆孔和回聲測探儀,進一步查清隧道的地質條件和覆土厚度,為盾構機選型、盾構掘進參數的選取及制定相應的輔助措施提供第一手準確資料。2)盾構機本身配有超前地質鉆機等探測裝置,在施工中進一步對工作面前方地層進行探明,以便早發現、早處理。6.26.2盾構機適應性和可靠性風險及對策盾構機適應性和可靠性風險及對策l6.2.16.2.1盾構機適應性和可靠性風險盾構機適應性和可靠性風險 盾構機的選擇及其施工的可靠性,包括保持開挖面的穩定、切削刀盤的種類、出土方式、主驅動的扭矩、推進能力以及最為關鍵的14、盾構機械的密封性能等方面,均應緊密結合工程地質、水文地質等條件認真研究,對選用的盾構機進行詳細的比較。盾構機選用正確與否關系到工程成敗。6、盾構隧道施工風險與規避對策l6.2.2盾構機適應性和可靠性(即盾構選型)風險對策盾構機適應性和可靠性(即盾構選型)風險對策 a.a.要認真研究工程地質和水文地質條件,根據擬建工程特點明確施工對盾構性能和功能的要求,盾構機必須有應付突發事故的設備配置。b.保證盾構機推進中不出現現場無法維修更換的機械故障,要求盾構機主要部件、原材料性能優良,無損傷。大軸承在長時間擠壓力和扭轉力矩負荷的作用下,應不變形、耐磨損。廣州地鐵施工,日本產的二手盾構機推進地鐵區間隧道時15、曾發生大軸承斷裂事故,這種事故如果發生在城市中心區交通干道或水下隧道中,則將造成不可彌補的損失。因此,要求盾構大軸承使用壽命超過15000h,液壓推進系統品質優良。(目前均為進口件)c.c.配置耐磨性的刀盤和滾刀,防止砂礫復雜地質條件下刀具快速磨損,刀具易于在常壓或局部氣壓下更換。盾構機必須具有滿足人員帶壓進倉的保壓裝置(即人倉設施)。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.3 盾構進出洞施工風險及對策盾構進出洞施工風險及對策l6.3.1盾構進出洞施工風險盾構進出洞施工風險 國內盾構施工經驗表明:盾構進出洞安全是盾構法隧道施工的一個重要環節。目前國內盾構法隧道多起事故均發生在盾構進出洞上,主要包括:16、盾構進出洞端頭地層的加固方案、加固范圍等,盾構進出洞姿態的控制、良好的土壓或泥水平衡盡快建立等。選擇合理可靠的端頭地層加固方案、良好可靠的密封止水裝置對盾構安全進出洞至關重要。6、盾構隧道施工風險與規避對策l6.3.26.3.2盾構進出洞施工對策盾構進出洞施工對策 1)認真研究盾構進出洞端頭地層條件,借鑒類似工程盾構端頭地層加固經驗,制定出安全可靠的地層加固方案。根據有關工程經驗,盾構進出出端頭地層加固長度宜不小于盾構機的長度。2)洞口打開前,必須對地層的加固效果進行檢驗,只有符合規定后才能打開。3)在進行始發臺、反力架和首環負環管片的定位時,要嚴格控制始發臺、反力架和負環的安裝精度,確保盾構17、始發姿態與設計線路基本重合。4)第一環負環管片定位時,管片的后端面應與線路中線垂直,負環管片軸線與線路的中線重合。待管片定位后,將管片與反力架之間的空隙填實。6、盾構隧道施工風險與規避對策5)出洞前應在基座軌道上涂抹油脂,減少盾構推進阻力;在刀頭和簾布橡膠板上涂抹油脂,避免推進時刀頭損壞洞門簾布橡膠板。6)在始發階段,由于盾構機推力較小、地層較軟,而盾構始發基座相對不會沉降變形,要特別注意防止盾構機低頭。由于盾構與地層間無摩擦力,盾構易旋轉,宜加強盾構姿態測量,如發現盾構有較大轉角,可以采用刀盤正反轉的措施進行調整。始發掘進速度宜緩慢,盡量減少對土體的擾動。7)在始發階段由于設備處于磨合階段,18、要注意推力、扭矩的控制,同時也要注意各部位油脂的有效使用。掘進總推力應控制在反力架承受能力以下,同時確保在此推力下刀具切入地層所產生的扭矩小于始發臺提供的反扭矩。8)盾構整機進入隧道后,就要考慮管片背后注漿的問題,注漿壓力根據隧道埋深及地層透水性,通常略高于盾構掘進時的土壓力0.02mpa,注漿量由于是始發階段,因地層滲透不同而異,但必須要充填密實。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.4開挖面失穩及對策開挖面失穩及對策6.4.1開挖面失穩開挖面失穩 可能造成開挖面失穩的風險因素是開挖中前方遭遇流沙或發生管涌,盾構機將發生磕頭或突沉;開挖中前方地層出現空洞,導致盾構機軸線偏移、沉陷以及隧道塌方冒頂19、;盾構機推進過程中,出現超淺覆土,則導致冒頂;盾構推進中突然遇到涌水,導致盾構機正面發生大面積塌方;由于泥漿性能較差,泥水盾構不能保證開挖面土體穩定,致使地表產生過大變形。6.4.2開挖面失穩對策開挖面失穩對策l1)控制推進速度和泥渣排土量及土壓平衡盾構控制 旋輸送機出土量、泥水盾構控制進出碴流量及新鮮泥漿補給質量。l2)超淺覆土段,一旦出現冒頂、冒漿隨時開啟氣壓平衡系統(EPB)或有條件的給予先進性注漿加固。l3)地表沉降與信息反饋。地表沉降是反映盾構正面穩定的一個方面,跟蹤測量因盾構掘進而引起的地表沉降情況。一般每天需對盾構前1020m,盾構后3050m軸線區域內的各沉降點進行監測。開挖面20、不穩定而產生的地表沉降往往發生在盾構切口前方,這時應檢查泥水質量(泥水盾構EPB)及切口水壓。l4)開挖面土壓信號檢查。在檢查開挖面水壓時,應注意檢查開挖面水壓信號傳感器,有時會因管路堵塞而影響正常的數據采集。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.56.5盾尾密封失效及對策盾尾密封失效及對策6.5.16.5.1盾尾密封失效盾尾密封失效 盾尾密封主要是防止地下水、泥水和壁后注漿液滲入盾殼后部,確保開挖面的穩定和盾構的正常掘進。由于盾尾密封裝置隨盾構機移動而向前滑動,當其配置不合理或受力后被磨損和撕拉損壞時,就會使密封失效,隧道涌水涌泥,從而造成開挖面失穩引起嚴重后果,因此,盾尾密封裝置的耐久性、密封21、性能以及能安全方便地更換是盾構施工中一個特殊而重要的問題。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.5.2 盾尾密封失效對策盾尾密封失效對策1)通過自動注脂系統對尾刷注夠油脂;初始時必須加夠足量油脂,經驗數據是10kg/m(長度)。2)避免同步注漿漿液對鋼絲刷的損害。3)具備氣壓保護下更換維修盾尾密封系統。(設備采購階段要具有在洞內修復第一環尾刷的功能。)4)管片應居中拼裝,以防盾構與管片之間建筑空隙一邊過分增大,一遍過分減少,從而可能降低盾尾密封效果。5)針對漏水、滲水、漏泥漿部位集中壓注盾尾油脂。6)配置初凝時間較短的雙液漿壓降盾尾后510環。7)對發生漏水、漏泥漿部位進行注漿堵漏,達到允許標準,22、防止由此引起不均勻沉降。6.6 軟硬不均且差異性較大地層施工及對策軟硬不均且差異性較大地層施工及對策6.6.1軟硬不均且差異性較大地層施工及對策軟硬不均且差異性較大地層施工及對策l 開挖斷面地層均一性差,對盾構掘進方向的控制、掘進速度及盾構刀具的合理配置有一定的難度,從而使盾構在該地層掘進產生一定的風險。l 掘進中地層的多變性嚴重的影響機器的掘進速度和刀具的壽命。推力沿每環的變化,可以看到由土層到風化巖層變化時,推力在瞬間發生巨大變化。6.6.2軟硬不均且差異性較大地層施工對策軟硬不均且差異性較大地層施工對策1)對工作面前方地層情況進行探測,提前鉆孔勘測,及時了解前方巖層分布情況,從而設置合理23、的盾構推進方案。2)通過對盾構機滾刀、齒刀互換組合不同的刀具配置形式,以滿足該地層的掘進要求。3)根據地質勘察資料及所收集的掘進參數,選擇合理的掘進參數進行施工。4)對應于圍巖軟硬部位控制盾構機各組油缸推力,采用硬巖區油缸推力大于軟巖區油缸推力進行試推,同時測量相應的偏轉量,以調整推進油缸的行程,直到效果最佳。5)加強人工測量,檢核激光自動導向系統,盾構機姿態控制及隧道線型控制;使盾構機軸線、管片成型軸線偏差控制在隧道設計軸線允許偏差范圍內。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.7較大的地層損失及不均勻沉降及對策較大的地層損失及不均勻沉降及對策6.7.1較大的地層損失及不均勻沉降較大的地層損失及不24、均勻沉降l盾構在粉質黏土和粉細砂層等軟弱地層中掘進,由于對同步注漿壓力等參數控制不好或盾尾密封處理不當就有可能產生較大的地層損失以及不均勻沉降。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.7.26.7.2較大的地層損失及不均勻沉降施工對策較大的地層損失及不均勻沉降施工對策1)在盾構機試掘進段,通過信息化施工積累盾構機掘進參數,使盾構機正常掘進參數達到最優化,并通過信息反饋對盾構泥水倉壓力進行調整。2)加強盾構設備的保養與維修,避免盾構發生故障。3)嚴格盾構糾偏量等姿態控制,使盾構均衡勻速施工,減少泥水壓力波動對地層的影響。4)通過同步注漿及時充填盾尾建筑空隙,嚴格同步注漿量,注漿壓力和注漿質量的控制,減25、少施工過程土體變形。6、盾構隧道施工風險與規避對策5)根據地表的變形情況和監測結果及時通過管片預留注漿孔進行二次注漿。6)若地面沉降過大,二次注漿改為雙液漿。7)做好盾尾油脂的壓注,確保盾尾密封效果。8)制定監控量測方案,施工中加強對周圍道路、管線和臨近建筑物的監測,并及時反饋信息,據此調整和優化施工技術參數,做到信息化施工。9)在需要保護的關鍵建筑物四周布置跟蹤注漿監測孔,盾構穿越時根據監控量測結果,必要時通過跟蹤注漿孔進行跟蹤注漿。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.8開挖面有障礙物及對策開挖面有障礙物及對策6.8.1開挖面有障礙物開挖面有障礙物由于地下工程地質條件的復雜性以及地質勘探的局限26、性,隧道穿越的地層不可能一一查明,盾構推進工作面前方可能會出現各類障礙物,如廢棄鋼筋混凝土樁,舊橋臺、人防工事等,造成盾構機較大破損甚至無法正常推進。例如:南京地鐵一期工程TA15標盾構許府巷玄武門區間在推進過程中,發現了未經探明的廢棄的房屋基礎樁,對盾構機刀具造成了一定的損害。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.8.26.8.2開挖面有障礙物的施工對策開挖面有障礙物的施工對策1)對開挖面前方20m實行超聲波障礙物探測,及時查出大石頭、廢樁等;設置從密封艙隔板中向工作面延伸的鉆機,對障礙物破除。2)設氣壓進出閘門,局部氣壓下進入密封艙排障,對刀具更換、刀盤維修。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.27、9隧道上浮及對策隧道上浮及對策6.9.1隧道上浮隧道上浮泥水盾構在建立泥水壓力開始正常掘進時,具有一定壓力的泥水會從開挖面沿著盾殼竄至盾尾,甚至竄到已建成的隧道襯砌外。實際施工發現,泥水會從開挖面沿著盾殼竄至盾尾后約30m處,已建成的隧道就會處于泥水的包裹中而產生上浮的風險,同時,漿液參數及配比的適應與否,也會是盾構隧道產生上浮的風險。土壓平衡盾構施工中也存在隧道上浮。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.9.2防止隧道上浮對策1)施工期間嚴格控制隧道軸線,使盾構盡量沿著設計軸線推進,每環均勻糾偏,減少對土體的擾動。2)同步注漿采用水硬性漿,注入量一般為盾構開挖尺寸和管片外徑之間建筑空隙的150228、00%,實際注入量要根據施工過程中地表沉降觀測的監測資料進行調整,同步注漿的注入速度必須與盾構的實際掘進速度相匹配,避免注入過多導致漿液前竄或地面隆起,或注入量過少或注漿壓力過低導致泥水后竄,造成隧道上浮甚至地面產生沉降。3)為防止正面泥水后竄至盾尾,造成成環隧道上浮,應每隔10m在隧道外周利用雙漿液打環箍,必要時采用聚氨酯漿液。6、盾構隧道施工風險與規避對策4)當發現隧道上浮量較大,且波及范圍較遠時應立即采取對已建成隧道進行補壓漿措施,割斷泥水繼續流失的途徑。補壓漿要均勻,壓漿后漿液成環狀,補壓漿采用雙漿液與聚氨酯漿液相結合的注漿方法,注漿范圍為510環。5)加強隧道縱向變形的監測,并根據監29、測的結果進行針對性的注漿糾正,如調整注漿部位及注漿量,配置快凝及提高早期強度的漿液。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.10聯絡通道施工及對策聯絡通道施工及對策6.10.1聯絡通道施工聯絡通道施工 隧道聯絡通道施工,選擇合理的地層加固方案和施工方案,意義重大,稍有不慎,就有可能釀成嚴重后果。上海軌道交通四號線聯絡通道事故有著深刻的教訓。如2003年7月1日軌道交通4號線(浦東南路至南浦大橋)區間隧道浦西聯絡通道發現滲水,隨后出現大量流沙涌入,致使地面發生沉降,引起隧道部分結構損壞及周邊地區地面沉降,造成3幢樓房嚴重傾斜、下沉,直接經濟損失約為1.5億元。由于報警及時,所有人員都已經提前撤出,因而30、無人員傷亡(見下圖)。6、盾構隧道施工風險與規避對策圖5 事故發生時的地面情況。6.10.2 聯絡通道施工風險對策聯絡通道施工風險對策1)根據聯絡通道處地層的特性及水文地質條件,宜采用凍結法或注漿法加固地層,在確保加固效果良好的前提下,打開管片進行聯絡通道施工。2)加強施工管理,嚴格按照凍結法或注漿加固地層的程序進行施工,在保證強度的情況下才能進行開挖。3)在旁通道兩側設置防護門,一旦出現管涌,及時用砂袋等進行封堵,如封堵無效,封閉防護門,并對內注水或注漿充填,避免更大事故的發生。4)為減小凍脹對隧道及地層的影響,在對側隧道管片內側敷設冷凍管和保溫層,減小凍結孔與對側隧道管片的距離;并采用小開31、孔距、較低鹽水溫度、較大鹽水流量等措施,以加快凍結速度,并在適當部位布設卸壓孔,以減小土層凍脹對隧道的影響,5)通過測溫孔和泄壓孔,監測凍土帷幕的形成過程和形成狀況,特別監測凍土帷幕與對面隧道管片的膠結情況。6、盾構隧道施工風險與規避對策 6)根據聯絡通道凍結孔施工的成功經驗,用金剛石取芯鉆開孔,跟管鉆進法下凍結管。凍結孔開孔前,在布孔范圍內打若干小孔徑鉆孔,探測地層穩定情況;如發現有嚴重漏水冒砂現象,先進行水泥-水玻璃雙液壁后注漿或采用化學漿液,以提高孔口附近地層穩定性,然后再鉆進凍結孔。7)加強凍結過程檢測。在凍土帷幕內布置測溫孔和壓力釋放的觀測孔,以便正確判斷凍土帷幕是否交圈和測定凍土帷32、幕厚度。對側隧道管片附近土層的凍結情況將成為控制整個凍上帷幕安全的關鍵,為此、在對側隧道管片上沿凍土帷幕四周安裝測溫孔,以全面監測凍土帷幕的形成過程。6、盾構隧道施工風險與規避對策8)由于聯絡通道的開挖和支護施工時間很短,比凍土帷幕的化凍時間要短得多,根據礦山井筒凍結工程實踐,偶然停凍對開挖安全不會產生大的影響:但是,為了進一步提高施工安全性,還將采取以下措施:選用可靠的凍結施工機械;安裝足夠的備用設備;加強停凍時的凍土帷幕監測;盡快施工襯砌,必要時用堆土法密閉開挖工作面。9)在整個施工過程中,嚴密監測隧道變形,確保隧道安全。在凍土帷幕關鍵部位,多布置測溫孔,監測凍土帷幕的形成過程和形成狀況。33、10)為盡快消除融沉對橫通道結構影響,可利用凍結孔對稱間隔人工解凍,有序分批進行,在解凍區進行注漿。解凍和注漿過程中,不間斷檢測通道及地表變形情況。6、盾構隧道施工風險與規避對策6.11盾構始發和接收井明挖基坑失穩的風險及對盾構始發和接收井明挖基坑失穩的風險及對策策6.11.1明挖基坑失穩的風險明挖基坑失穩的風險基坑穩定性破壞往往具有突發性、災難性的特點,且難以補救。基坑失穩的主要形式有:整體失穩破壞、承載力不足導致的破壞、基底滑動破壞、基底潛蝕與管涌、滲流、支擋結構破壞、被動土壓區被動土壓力喪失等。在施工過程中發生事故的主要原因有:一是施工方法不當,二是施工質量欠佳,三是對施工風險認識不足。34、6、盾構隧道施工風險與規避對策 6.11.2 明挖基坑失穩的風險對策明挖基坑失穩的風險對策a .做好基坑降水做好基坑降水 降水施工應遵循:圍護結構施工先行完成后再降水,降水隨開挖區域安排分區進行,降深隨開挖深度分段到位。加強降水管理。井點的抽水工作安排專門班組負責,晝夜值班,確保降水工作的持續進行。b.土方開挖與支護措施土方開挖與支護措施 當基坑開挖前的準備工作已經就緒,地下連續墻混凝土已經達到要求強度,基坑土體加固,降水已經達到預期效果,基坑才可正式按照施工設計開挖。6、盾構隧道施工風險與規避對策 b.土方開挖與支護措施土方開挖與支護措施l 在開挖過程中嚴格按照“時空效應”理論,掌握好“分層35、分步、對稱、平衡、限時”5個要點,遵循“豎向分層、縱向分區分段、先支后挖”的施工原則。鋼管橫撐的設置時間必須嚴格按設計工況條件掌握,土方開挖時應分段分層,嚴格控制安裝橫撐所需的基坑開挖深度。所有支撐連接處,均應墊緊貼密,防止鋼管支撐偏心受壓。端頭斜撐處鋼圍囹及斜撐支座,必須嚴格按設計尺寸和角度加工焊接、安裝,保證支撐為軸心受力。內支撐體系的拆除:拆除時應避免瞬間預加應力釋放過大而導致結構局部變形、開裂;利用主體結構換撐時,主體結構的樓板或底板混凝土強度應達到設計強度。6、盾構隧道施工風險與規避對策b.土方開挖與支護措施土方開挖與支護措施基坑開挖過程中要防止挖土機械碰撞支撐體系,特別是豎向支撐36、,以防支撐失穩,造成事故。施工時加強監測,對基坑回彈導致豎向支撐位移而產生的橫向支撐豎向撓曲變形在接近允許值時,必須及時松弛橫梁,釋放橫向支撐的豎向應力,保證鋼支撐受力穩定,確保基坑安全。圈梁施工時預埋鐵環,第一道支撐架設完成后用鋼絲繩將其端部與預埋鐵環連接,防止第一道鋼支撐移動脫落。6、盾構隧道施工風險與規避對策c.基坑開挖過程中地連墻或鉆孔灌注樁圍護結構滲漏處理措基坑開挖過程中地連墻或鉆孔灌注樁圍護結構滲漏處理措施施在基坑開挖過程中,若發現地連墻、鉆孔灌注樁圍護結構以及其接縫處有滲漏水現象,要及時進行封堵,具體方法可根據滲漏情況采用不同方法進行處理。對滲漏較為嚴重,出現線流甚至夾砂等現象的37、,可以在地連墻或鉆孔灌注樁圍護結構滲水處的基坑外側即迎土面采用壓密注漿(雙液注漿)進行堵漏,在地墻外側形成一道止水帷幕;同時基坑內側對滲漏處可采用引流措施,并涂刷聚合物或水泥基滲透結晶防水涂料。對于輕微滲漏水的,則可采取直接在基坑內滲漏處進行引流、壓注化學漿液如聚氨脂等進行防滲堵漏。6、盾構隧道施工風險與規避對策d.加強監控量測,實現信息化施工施工過程中應建立嚴格的監測網,對施工全過程進行監測監控,以達到確保安全、指導施工、積累資料、改進設計的目的。施工監測項目包括:圍護結構水平位移、頂部沉降、坑周地表沉降、地下水位、鋼支撐軸力、立柱隆沉、周圍建筑物沉降和傾斜、周圍地下管線位移、地下墻內力、坑外土壓力等。發現情況異常,及時報警,據此采取相應施工措施如復加軸力、跟蹤注漿等,施工過程實現信息化施工管理,確保基坑的穩定與安全。6、盾構隧道施工風險與規避對策