地铁盾构法施工事故预防及处理措施（全文5篇）

第一篇：地铁盾构法施工事故预防及处理措施

地铁盾构法施工事故预防及处理措施

【摘 要】为了提高地铁盾构法施工过程中事故预防及处理措施技术水平，结合广州地铁四号线盾构法施工工程，针对盾构法结泥饼、管片上浮控制、盾构机滚动监测、盾构法施工测量偏差等各种施工事故采取相应的预防及处理措施，从而加强了地铁工程的施工技术措施及安全性。通过对典型操作实例的分析和总结，验证了该方法的有效性。

【关键词】地铁盾构法事故预防处理措施滚动监测

1、工程概况

广州地铁四号线大学城专线地铁盾构工程主要穿越仑头村、仑头海河床、官洲村、官洲河河床及少量果园。仑头村、官洲村多层居民建筑密集，地表高程一般为12.86～16.68 m。此处地层强度及硬度较高为:①右线中间段，其天然抗压强度单值为51.5～98.1MPa，平均值为78.2 MPa;②左线ZDK16+400段，其天然抗压强度单值为58.5～77.5 MPa，平均值为67.1MPa。岩石硬度大，对刀具的磨损大。仑头盾构始发井至官洲站段隧道结构顶板在SCK17+100—SCK17+400段切穿砂层，涌水量较大。虽然其结构顶板以上存在4～6 m厚的砂质黏性土等相对隔水层，但隧道外水压力较大，隔水层的渗透性将因围岩变形而增大，那么隧道将出现不同程度的涌水、涌土问题。混合岩残积土、全风化～强风化混合岩遇水具崩解性，受水影响其强度会迅速降低，稳定性较差，不利于围岩的稳定。开挖时若不及时支护或疏干地下水，则可能引起较大范围的坍塌失稳现象。本标段工程地质划分为9个岩土层，每个岩土层分别按岩土层代号、岩土名、时代成因和岩性描述。渗透系数的选用以抽水试验、室内渗透试验结果为主，渗透系数的具体选用见表1。

2、施工事故预防及处理措施 2.1防止盾构法结泥饼施工技术措施

盾构机穿越易结泥饼的〈5Z-1〉、〈5Z-2〉地层时，盾构机掘进时会在刀盘特别是刀盘的中心部位产生泥饼。当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。施工中采取的主要技术措施为: 1)在到达这种地层之前把刀盘上的部分滚刀换成齿刀，增大刀盘的开口率。2)加强盾构掘进时的出土管理，密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。

3)刀盘前部中心部位布置有数个泡沫注入孔，在这种地层掘进时可以适量增加泡沫的注入量，减小渣土的黏附性，降低泥饼产生的几率。

4)刀盘背面和土仓压力隔板上设有搅拌棒，以加强搅拌强度和范围，并通过土仓隔板上搅拌棒的泡沫孔向土仓中注射泡沫，改善渣土和易性，增大渣土流动性。

5)必要时螺旋输送机内也要加入泡沫，以增加渣土的流动性，利于渣土的排出。

6)一旦产生泥饼，可空转刀盘，使泥饼在离心力的作用下脱落。确保开挖面稳定后，可采用人工进仓处理的方式清除泥饼。

2.2防止盾构机螺旋输送器喷涌的技术措施

由于基岩裂隙水发育，且得到珠江水系的补给，进入土仓的渣土不具有一定的塑性，承压水与无塑性渣土容易形成螺旋输送器喷涌。针对这种情况采用下列措施: 1)隧道下坡并处于硬岩含水地层中必须切断管片与围岩间隙汇集的地下水与开挖面的水力联系，管片处于硬岩含水层中长度越长，管片背后存储的水力和压力就越大，这就要求同步注浆效果必须达到完全封闭衬砌空隙并阻水，避免土仓与管片背后形成水力通道。

2)采取土压平衡模式掘进，严格控制进尺、出土量，保证盾构机连续均衡快速通过该区域。如图1。

3)及时对盾尾密封刷添加足量的油脂，确保盾尾的密封性，防止因盾尾密封性不好发生涌水、涌沙现象。

4)如果发现有涌水现象，将螺旋输送器前端退出土仓，并关闭土仓闸门。启用保压泵，将渣土直接泵送至渣土车。在关闭螺旋输送器的情况下继续掘进，让切削下来的土体挤出土仓内的水，但要预防仓内压力过高，造成盾构机前方隆起、冒浆和击穿盾尾密封等事故。5)加强地面监测，及时进行信息反馈。2.3盾构法掘进过程中管片上浮控制措施

盾构机在掘进过程中，隧道管片位移多数情况下是管片上浮，主要受工程地质、水文地质、衬背注浆质量、盾构机姿态控制等方面的影响。2.3.1引起管片位移的因素分析

1)衬背环形建筑空间。当管片脱出盾尾后，由于盾构掘进过程中的蛇形运动，超挖以及理论间隙，管片与地层间存在一环形建筑空间。在软岩地层中，如果不及时进行同步注浆填充环形建筑空间，拱顶围岩极有可能产生变形引起地表过量沉降。在硬岩地层中，管片脱出盾尾后，环形建筑空间在相对长的时间内是稳定的，如不及时填充此空间，脱出盾尾的管片是处于无约束的状态，给管片的位移提供了可能的条件。2)硬岩含水地层。在透水地层中盾构机掘进形成的环形建筑空间在充满水或初凝时间很长的浆液的情况下，若隧道管片全部浸泡在盾构掘进形成的“圆形坑道”之中，当管片所受到的浮力大于管片本身的自重，隧道管片在全断面地下水或未凝固的浆液的工况下，管片本身就有上浮的趋势。

3)衬背注浆工艺。一是注浆量不足:在盾构机掘进的过程中，实际注浆量应该达到理论建筑空隙量的150%～200%。该区间盾构开挖断面扣除管片外径面积每一环的理论空隙量为4.05 m3。考虑到运输和管道输送、压注过程中的损失，进入到衬背环形建筑空间的浆液量不能完全填充密实管片与围岩间的建筑空间，尤其是隧道顶部分，这也给管片提供了上浮空间。二是注浆压力不足:盾尾注浆孔口的注浆压力应大于隧道埋深处的水土压力，考虑到现场对注浆压力的管理和控制不能完全和理论值吻合，导致衬背浆液不能密实地充填圆形建筑空隙，造成管片上浮。2.3.2控制管片上浮的措施

1)选择合适的浆液性能。应该保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度、限定范围防止流失(浆液的稠度)的有机结合，才能使隧道管片与围岩共同作用形成一体化的构造物。

2)控制盾构机姿态。盾构机过量的蛇形运动必然造成频繁的纠偏，纠偏就是管片环面不均的过程，要求盾构机掘进过程中控制好盾构机的姿态，沿隧道轴线作小量的蛇形运动。发现偏差时应及时逐步纠正，不得过急过猛来纠正偏差，人为造成管片环面受力严重不均。3)管片上浮后的处理措施。发现管片上浮，立即停止盾构机掘进，对已上浮的管片通过注浆孔二次注浆，注浆顺序应顺隧道坡度方向从隧道拱顶至二侧最后压注拱底。当打开拱底注浆孔无渗水时，可以终止注浆。

2.4盾构机滚动预防及处理措施 2.4.1盾构机的滚动监测方法

1)滚动角的监测。采用电子水准仪测量高程差，进行滚动圆心角计算的方法监测。可在土仓隔墙后方对称设置两点，使该两点的连线为一水平线并且其长度为一定值L，测量两点的高程差，即可算出滚动角。如图2，A、B为测量标志，a、b为盾构机发生滚动后测量标志所处的新位置，Ha、Hb为测出的两点的高程，α为盾构机的滚动圆心角，α=arcsin［(Hb－Ha)/L］;如果Hb－Ha>0，那么盾构机逆时针方向滚动;如果Hb－Ha<0，那么盾构机顺时针方向滚动。

2)竖直方向角、水平方向角的监测。采用全站仪直接测量盾构机的竖直方向角、水平方向角的变化，可得到盾构的方向偏差。

3)自动监测。盾构机带有自动测量激光导向系统，该系统是在一固定基准点发出激光束的基础上，计算机器的位置来工作。确定机器位置，便可计算其对设计线路的偏差，并将信息反馈在显示器上，操作人员通过控制系统进行调整。测量机器位置，使用目标装置(激光靶板)和倾角罗盘装置。激光靶板测量激光束的射入点和射入角，内置测斜仪测量机器在两个方向的转角。自动监测与人工监测相互辅助，可提高盾构机姿态监测的精度。

2.4.2盾构机滚动调整与方向变化

1)滚动偏差。当盾构机滚动偏差超过0.5°时，盾构机会报警，提示盾构机操作手必须对刀盘进行纠偏，盾构机滚动偏差采用刀盘反转的方法纠正。

2)方向偏差。控制盾构机方向的主要因素是控制推进千斤顶的推力，通过调整各推进油缸的推力来调整盾构机掘进机的姿态。当盾构机出现下俯时，加大下侧推进油缸的推力;当上仰时，可加大上侧推进油缸的推度来纠竖直方向的偏差。操作人员要根据自动导向系统量测的结果和在控制室监示器上显示出来的盾构机当前位置与设计位置以及相关的数据和图表，平缓地调整各分区千斤顶的推力让盾构机接近设计线路。3)方向控制所采取的措施。在盾构掘进机上安装SLS-T导向系统，并实现电脑程序化和自动化控制。同时采用人工测量复核，以确保掘进方向的准确。①人工监控。控制盾构的滚动角、水平方向角、垂直方向角，在盾构机上安设固定的测量控制点，以检测盾构的偏转。②自动监测。依靠SLS-T激光导向系统，其采用基础坐标系来精确定位和方向控制。③滚动偏差调整。开挖掌子面推进的支撑反力由管片提供，刀盘切削土体的扭矩主要是盾壳与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡。在岩层较好时，盾壳与岩层之间也有部分摩擦力提供力矩。当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时，将引起盾体滚动，滚动过大就会影响管片拼装，从而引起隧道轴线偏斜。若盾壳已发生偏转，则采用刀盘反转，慢慢调正。④纠偏注意事项。在转换刀盘转动方向时，应保留时间间隔，切换速度应缓慢均匀;根据盾构机前的掌子面地层情况及时调整掘进参数、掘进方向，避免引起更大的偏差;对于盾构机蛇形运动的修正，应以长距离慢慢修正为原则，如果修正过急，蛇形反而会更加明显。在直线推进的情况下，应选取盾构机当前所在位置点与设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条直线为新的基准点进行线形管理。在曲线推进的情况下，应使盾构机当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。2.4.3盾构机滚动处理措施

1)在掘进过程中，有针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩，消除使盾构机发生滚动的外力因素。2)及时注浆，确保注浆量，采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力控制盾构滚动。3)通过改变刀盘旋转方向来纠正盾构滚动。

4)放慢推进速度，采用刀盘正、反转的措施对盾构机滚动进行控制。2.5注浆管堵塞预防及处理措施 2.5.1堵管原因分析

1)浆液配合比。采用同步注浆工艺进行衬背注浆，对浆液的性能要求是浆液不易离析、易压送、充填性好、早强、经济性好。综合平衡选择浆液性能是确保同步注浆质量的关键。

2)浆液运输。浆液的运输包括地面拌和站经输送泵泵入储料罐，再由下料管放至井下的浆液运输车，然后运至隧道内，经砂浆泵泵入盾构机储料罐中。由于砂浆经过多次倒运，运输管路弯曲且运输环节多，浆液在运送过程中静置时间过长，极易引起浆液的离析。

3)注浆管路被污染。工序交接和班组交接时，管路未进行清理，造成管路中残留的浆液在管壁固结沉淀。

4)材料品质。中粗砂粒径不适应盾构机配置的同步注浆管路。另外砂未经过筛分，粗粒混入浆液引起管路阻塞。

5)盾构机同步注浆管路系统。由于盾构机内空间狭窄，各种管路错综复杂弯头很多，浆液长期在管路中沉积，极易形成浆垢。

6)其它。机器故障停机或人为的注浆停顿都会造成浆液在管路中凝固堵管;由于隧道周边围岩地质和水文情况的不断变化，围岩渗透和扩散浆液的能力不尽相同，注浆压力及注浆量也应随着不同地质条件作相应的调整;不相适应的浆液配比和注浆参数也是造成堵管的原因之一。2.5.2预防堵管措施

1)浆液运输管路的铺设，要避免管路弯曲造成浆液流速缓慢而沉淀。

2)紧凑安排工序，缩短浆液在隧道内的运输时间。在洞口和砂浆车位置设置电源插座，专供砂浆车搅拌电机用，保证砂浆车搅拌器正常连续工作，避免因施工停顿时间过长而引起浆液离析。3)砂浆车向盾构机储浆罐泵浆时，降低出浆管高度，同时开启搅拌机搅拌浆液。

4)在不影响其它管路及运作空间的前提下，适当改善同步注浆管路，减少弯头、增大管径，避免浆液在管路中沉积、堵塞。

5)保证盾构机及后配套设备的正常连续运行。坚决避免盾构机在推进过程中人为停机，造成同步注浆工序中断使浆液凝固堵塞。2.6盾构法施工测量偏差预防与措施 2.6.1始发前的盾构姿态控制

姿态是靠盾构体始发托架和反力架的安装精度来控制的，同时精度还影响到环片的拼装姿态。在定向联系测量后，根据底板平面及高程控制点对始发托架进行定位。在盾构体组装完成前，开始进行反力架的定位。始发托架及反力架的安装要全过程进行监控，保证其左右偏差±10 mm之内，高程偏差在±5 mm之内，反力架与隧道设计轴线法平面偏差<2‰。2.6.2正常掘进过程中的导向系统监控及维护

在掘进过程中，对VMT导向系统运行的可靠性进行定期检查，即盾构姿态的人工检测。盾构姿态人工检测工作一周一次，并每天利用环片检测对导向系统运行的可靠性进行检测。除此之外，还对TCA激光站及定向棱镜的稳定性进行检查。在始发前，导向系统的激光站及定向棱镜安装在始发井内，不要轻易进行改动。

2.6.3掘进过程中的环片检测 在掘进过程中，每天对环片姿态进行检测，及时为后续盾构掘进设置参数提供指导，同时利用环片姿态对盾构导向系统工作的可靠性进行监控，当最后拼装的环片姿态值与盾构姿态参考点偏差值较大时，检查导向系统工作的可靠性，并及时进行相关的人工检测工作。2.6.4地面监测

1)始发井周围房屋的监测。从《渔具厂车间沉降观测成果汇总表》看，累计沉降值最大点为16.5 mm，最小为1.0 mm。从整体来看沉降已基本稳定。

2)始发井搅拌站沉降监测。通过对搅拌站沉降点进行观测，累计沉降量最大点为12.8 mm，最小点为4.6 mm。

3)始发井南端的公路。始发井南端的公路即为全线监测布置的第一主断面，是横向布设在左右线中线上的，平均每间隔5 m布设了一个监测点，用0.8 m直径20 mm的螺纹钢打入土体0.75 m，并用混凝土加以保护。共11个点(点号依此是GJ-0～GJ-10)，一天监测两次。通过对断面的监测，累积沉降最大的为GJ-4，沉降9.9 mm，最小的为GJ-0，沉降2.1 mm，都小于预警值20mm。考虑到路面经常有重型车通过对其产生的影响，可以肯定在盾构掘进的前200 m，地面公路是稳定的。

4)加工厂厂房。加工厂厂房是横向分布在左右线路上的，成条状，厂房在线路方向上的长度为6 m，监测点布设在承重结构上，累积沉降最大的C8点为10 mm，最小的点4 mm，都远远小于预警值20 mm。

通过对以上四组不同的监测对象的沉降情况来看，在始发井南端的地层都很稳定，同时考虑到隧道埋深，可以推测盾构在通过仑头村时，对地表的扰动很小，相关盾构掘进参数设置可以确保盾构施工的安全。

3、结束语

地铁工程盾构法施工事故预防及处理措施与围岩条件、盾构形式，开挖方法、刀盘刀具、工作面稳定机构、推进方式、一次衬砌、回填注浆等等有关，要完全避免施工过程中事故是比较困难的，但是依靠施工方法的选择及良好的施工技术措施，对各个施工工序进行细心分析和研究，在施工时采取与实际条件相适应的决策和谨慎的技术管理，则可减少事故隐患，并提高处理措施水平。另外，选择适当的事故预防和措施时，除应综合考虑施工的难易程度、安全性、经济性、工期、环境条件等之外，还要考虑过去的施工实例，必须根据每个现场的具体条件，选择相应的实践方法。施工过程中，应及时按布设的各种监测点等反馈资料，调整施工细节，合理安排隧道内部结构的施工顺序及时间，并对应调整隧道结构施工事故预防和处理措施设计，这对于保证盾构法施工地铁隧道预期质量要求是很有效的，以此来确保地铁建设安全顺利进行施工。参考文献

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第二篇：盾构法施工控制要点

一级建造师：盾构法施工控制要求

一、盾构法施工综述

盾构法施工主要施工步骤为：

1．在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井；

2．盾构在始发工作井内安装就位；

3．依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；

4．盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土(泥)和安装衬砌管片；

5．及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置；

6．盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。

盾构掘进由始发工作井始发|来源%考 试大%到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。

盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此，开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制“四要素”。

二、盾构掘进各阶段的控制要点

(一)盾构始发施工技术要点

盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。

1．盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。

2．安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。

3．由于临时管片(负环管片)的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道)变形。

4．拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加同，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。

5．由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环)前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环)，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力，出加固段达到预定的设定值。

采集者退散

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6．通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环)，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。

7．盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。

8．加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。

(二)初始掘进

盾构始发后进入初始掘进阶段。

1．初始掘进特点

(1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。

(2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。

(3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。

(4)由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。

2．初始掘进的主要任务

初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。

3．初始掘进长度的确定

决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。

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(三)转换(台车转换)

(四)正常掘进

转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进的阶段。

正常掘进有以下特点。

(1)后续设备设置在隧道内，仅部分管路和电缆需要延长，作业效率高。

(2)始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除，始发井下空间变得宽阔，施工材料与弃土运输容易。

(五)到达掘进(贯通掘进)施工技术要点

当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50～100m)时，盾构进入到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续，是保证盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。

(1)盾构暂停掘进，准确测量盾构机坐标位置与姿态，确认与隧道设计中心线的偏差值。

(2)根据测量结果制订到达掘进方案。

(3)继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。

(4)掘进至接收井洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固。

(5)进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压(泥水压)设定值至0MPa，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构)、停止送泥与排泥(泥水式盾构)、停止注浆，并加强工作。

井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。

(6)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。

(7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，保证盾构机顺利、安全接收。

(8)拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。

(9)盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。

地铁盾构法隧道施工重点及相应对策

（一）㈠引言

近年来，为适应城市发展需要和满足城市居民日益增长的出行需求，上海市地铁建设不断加快了建设步伐。根据上海地区软土地质的特点，地铁区间隧道建设一般都采用盾构法施工，盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构机的类型有多种，目前在上海地铁区间隧道建设中以土压平衡式盾构应用最为广泛。土压平衡盾构工艺原理是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的密封舱内，井使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降或隆起，在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出。由于地铁盾构法隧道施工技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多。因此，监理人员应熟悉和掌握盾构法隧道施工监理监控重点及相应对策，在监理工作中才能真正做到有效地对施工质量进行监控，从而为业主提供优质的监理服务。本人有幸参加了地铁二号线西延伸工程的施工监理工作，在区间隧道掘进施工监理过程中，通过不断摸索与总结，也积累了一些菲薄的工作经验，以下就以土压平衡式盾构为例，对隧道掘进施工中监理应监控的重点及采取的对策，谈几点体会，以为抛砖引玉。

㈡正文

1.盾构始发（出洞）阶段

盾构始发（出洞）阶段是控制盾构掘进施工的首要环节。在盾构始发（出洞）前、后各项准备工作中监理需监督承包单位做好充分的技术、人员、材料、设备准备，并对盾构是否具备出洞条件予以审查，确保盾构在安全可靠的前提下能顺利出洞。1盾构出洞土体加固

为了确保盾构出洞施工的安全和更好地保护附近的地下管线和建（构）筑物，盾构出洞前需对出洞区域洞口土体进行加固。土体加固的方法较多（如水泥搅拌桩加固、旋喷桩加固等），但无论采用何种加固方法，对土体加固的效果检验始终应作为监理重点控制的内容。在确保加固效果满足设计要求前提下，才能同意盾构出洞，否则应督促承包方及时采取补救措施。针对土体加固监理人员应重点关注以下三方面:

⑴加固土体与地墙间隙封闭

由于加固土体与地墙之间存在间隙，监理在审查土体加固专项方案时应审查承包方是否在方案中有相应的措施，一般可采用注浆、旋喷等方法封闭该间隙，并监督承包方予以落实。

⑵加固土体的强度

加固土体的强度是否满足设计要求是衡量加固效果的首要指标，可通过对进出洞加固范围内不同深度土体采用钻芯取样检测的方式加以验证，监理人员应对承包方钻芯取样过程进行见证，确保取样工作的真实性。

⑶加固土体的均匀性

检验加固土体的均匀性目前尚无相应的工具、手段，可通过打探孔方式进行观察。监理人员应监督承包方在洞口割除围护结构背土面钢筋及凿除砼后，合理布置探孔（选择有代表性部位、数量一般不少于5个），现场观察探孔有无渗漏或流砂等异常情况，作为判断土体加固效果的辅助手段。2盾构始发基座设置

盾构始发前需将盾构机准确的搁置在符合设计轴线的始发基座上，待所有准备工作就绪后，沿设计轴线向地层内掘进施工。因此，盾构出洞前盾构始发基座定位的准确与否，直接影响到盾构机始发姿态好坏。监理在检查盾构始发基座时，应重点复核以下内容：

⑴洞门位置及尺寸

在基座设置前，监理人员应采用测量工具对洞口实际的净尺寸、直径、洞门中心的平面位置及高程进行复核。

⑵盾构始发基座位置

盾构始发基座的设置依据不仅包括洞门中心的位置、还包括设计坡度与平面方向。在始发基座设置完毕，为确保盾构机能以最佳的姿态出洞。监理人员应复核基座顶部导向轨的位置（平面位置及高程），确保盾构搁置位置和方向满足设计轴线的要求。3盾构机及后配套设备井下验收

盾构法隧道施工主要依靠盾构掘进机及配套设备完成掘进任务，由于受工作井内空间限制，需将盾构机及后配套台车分节吊装运至井下，并在井下安装、调试和试运转。土压平衡式盾构机及后配套设备构成主要由盾构壳体（包括刀盘及切口环、支撑环、盾尾）、推进系统、拼装系统、油脂润滑系统、监控系统等组成。监理在井下验收工作中的重点是对盾构机及后配套设备主要部件和系统检查和核对，并对试运转情况进行见证，在验收合格前提下可批准盾构机及配套设备投入使用。以下为本工程日本小松φ6340土压平衡式盾构机为例，对盾构机井下调试、验收项目作一介绍。

验收项目验收内容验收要求

外观验收

1刀具数量齐全、刃口完好、安装正确

2焊缝焊缝均匀饱满，无缺陷

3外形尺寸盾构外壳长度和直径符合要求

4尾刷排列整齐有序

5电气设备内外清洁，电缆无破损和油污

调试验收

1刀盘转速正转和反转满足要求

2超挖刀数量和行程满足要求

3推进千斤顶数量、行程、油压、伸缩时间满足要求

4螺旋输送机转速、油压、闸门开关满足要求

5拼装机回转角度和速度满足要求

6注浆系统满足正常使用（用水替代）

7盾尾油脂满足正常使用

8双梁葫芦走行和起升构件正常，满足正常使用

9皮带机启动和停止正常，满足正常使用

10泡沫系统喷出正常

11电气系统仪器仪表显示、漏电开关保护、警报系统等能正常使用 4 后盾支撑系统安装

盾构前进的动力是通过千斤顶来提供，而盾构始发时千斤顶顶力是作用在后盾支撑系统之上。一般后盾支撑体系是由钢反力架、钢支撑、临时衬砌（负环管片）等组成，监理在监督过程中应重点关注后盾支撑系统是否满足其技术要求，即后盾支撑系统必须有足够的刚度和强度，确保在顶力作用下不发生变形5洞门围护结构凿除（出洞侧）

地铁盾构法隧道施工一般以车站主体结构两端端头井作为盾构始发井和接收井。盾构在始发前需对始发井出洞侧洞口围护结构进行分次凿除(一般分为两次，第一次先割除背水面钢筋及凿除围护结构砼至迎水面钢筋，第二次出洞前再清除剩余部分)，一方面清除盾构出洞前障碍，另一方面第一次凿除围护结构后通过打探孔可进一步直观的观察盾构出洞土体加固的效果。监理在洞门围护结构凿除后应对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断出洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全出洞的要求。6盾构出洞装置安装

由于隧道洞口与盾构之间存在建筑间隙，易造成泥水流失，从而引起地面沉降及周围建筑物、管线位移，因此需安装出洞装置。一般包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈等。监理应重点对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，对出洞装置安装的牢固情况进行检查，确保帘布橡胶板能紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。7盾构始发出洞

盾构出洞准备工作就续后，为减少正面土体暴露时间，盾构从始发基座导轨上应及时向前推进，使盾构切口切入土层直至盾构壳体进入洞口的过程称为“盾构始发出洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：

⑴观察割除围护结构迎水面钢筋后盾构机应迅速靠上洞口正面土体。

⑵观察盾构出洞期间洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。

⑶检查前仓土压力设置是否合适，观察土仓有无砼块，发现后督促承包单位及时清除。

⑷第一环正环拼装前检查最后一环负环管片的拼装位置。

⑸检查千斤顶使用状况，防止盾构出洞后出现姿态“上飘”现象。

地铁盾构法隧道施工重点及相应对策

（二）2.盾构试掘进和正式掘进阶段

根据盾构法施工工艺的特点，盾构安全出洞后需通过前100环试推进寻求最佳施工参数，为全线的正常推进提供符合实际土层特点的技术参数。不论在试掘进还是正式掘进阶段，监理可以通过观察盾构机控制室内仪器仪表显示的数据、审查承包单位上报的盾构掘进施工报表、通过监测数据分析隧道及地面沉降情况等手段进行动态监控，及时掌握和分析施工技术参数变化，检查盾构掘进中的姿态、管片拼装的质量、注浆作业的效果等，督促承包单位采取相应的措施确保盾构掘进施工质量和周边环境的安全。

2.1盾构机施工参数管理

由于土压平衡式盾构采用电子计算机控制系统，能自动控制刀盘转速、盾构推进速度及前进方向，并及时反映掘进中的施工参数。这些施工参数的确定是根据地质条件情况、环境监测情况，进行反复量测、调整和优化的过程，若发现异常需及时调整。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。监理在监督过程中可通过审查承包方施工报表，观察盾构机控制室内监控设备等手段，及时收集和分析有关施工参数的信息，通过信息反馈，动态掌握施工参数的变化。盾构机监控系统能反映的施工参数很多（如土压力、刀盘油压和转速、盾构掘进速度等），对于这些施工参数的管理监理在工作中应重点关注以下几项：

2.1.1土压力

土压平衡式盾构机掘进的原理是建立开挖面前后水土压力平衡。在盾构掘进不同阶段，盾构机工况是从非土压平衡通过在初始出洞阶段逐步过渡到土压平衡，再到进洞阶段由土压平衡逐步过度到非土压平衡，即土压力设定是变化的（在理论数值上它与土体容重、覆土深度、侧向土压力系数有关），施工中需要不断通过不同的土质、覆土厚度、结合环境监测的数据进行调整。因此，平衡土压值的设定是土压平衡式盾构施工关键，监理应予以重点关注，并通过计算理论土压力与实际设定土压力进行比较，判断实际设定土压力是否满足施工的需要，督促承包方合理的设定土压力。

2.1.2出土量

土压平衡式盾构是以切口环作为密闭土仓，盾构推进中切削后土体进入密闭土仓，随着进土量增加建立一定的土压力，再通过螺旋输送机完成排土，而土仓压力值是通过出土量来控制的。因此，出土量的多少、快慢与设定的土压力值密切相关，监理人员可通过计算每环理论出土量与实际每环出土量相比较，判断出土量是否正常。

2.1.3掘进速度

盾构掘进的速度主要受盾构设备进、出土速度的限制，若进出土速度不协调，极易出现正面土体失稳和地表沉降等不良现象。因此，监理应重点督促承包方均衡连续组织掘进作业，当出现异常情况时（如遇到阻碍、遇到不良地质、盾构姿态偏离较大等），应及时停止掘进，封闭正面土体，查明原因后采取相应的措施处理。

2.1.4千斤顶推力

盾构是依靠安装在支撑环周围的千斤顶推力向前推进的，推力的大小与盾构掘进所遇到的阻力有关，正确的使用千斤顶是盾构是否能沿设计轴线（标高）方向准确前进的关键。因此，在每环推进前，监理应根据前面几环承包方申报的盾构推进的现状报表，分析盾构趋势，督促承包方正确的选择千斤顶的编组，合理地进行纠偏。

2.2盾构掘进姿态控制

所谓盾构姿态具体是指盾构掘进中现状空间位置（包括高程和平面位置）。盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在与设计允许偏差范围内。盾构姿态控制的好坏，不仅关系到盾构轴线是否能在已定的空间内在设计轴线允许偏差内推进，而且还影响到后续工序管片拼装的质量（只有盾构掘进姿态控制在允许误差

质量提出了具体的要求（本工程以20环为一个检验批进行验收）。监理在进行检查中应重点检查以下内容：

⑴高程和平面偏差。

⑵纵、环向相邻管片高差和纵、环向缝隙宽度。

⑶纵、环向相邻管片螺栓连接。

2.3注浆作业监控

盾构法工艺施工隧道，由于盾构壳体与拼装管片之间存在“建筑空隙”，如不及时填充，势必产生土层扰动变形，造成地面变形（严重的危及到地面建筑和地下管线的安全使用）或隧道结构变形。注浆作业是盾构法隧道施工控制地面和隧道结构变形主要技术措施之一，通过压浆填充“建筑空隙”控制变形量。施工中的注浆工艺分为同步注浆、衬砌后补注浆，无论采用哪种工艺，监理在监督过程中应通过分析监测资料（以控制地面和隧道结构变形为原则）、审查拌制和注浆施工记录、对每作业班拌制注浆液试块制作见证送检等手段来综合分析注浆作业的效果，判断注浆作业是否达到控制变形的成效，并重点监督浆液配合比、注浆量、注浆压力等主要技术指标。

3.盾构接收（进洞）阶段

盾构接收（进洞）阶段掘进是盾构法隧道施工最后一个关键环节。盾构能否顺利进洞关系到整个隧道掘进施工的成败。在盾构进洞前后监理需监督承包单位做好充分的盾构接收的准备工作，确保盾构以良好的姿态进洞，就位在盾构接收基座上。

3.1盾构进洞土体加固

盾构进洞区域土体加固一般与出洞区域土体加固是同时进行，对盾构进洞土体加固效果的检验可参照对盾构出洞土体加固。

3.2盾构接收基座设置

盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机，由于盾构进洞姿态是未知的。在盾构接收（进洞）前监理仍需复核接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面为原则），确保盾构机进洞后能平稳、安全推上基座。

3.3进洞前盾构姿态监控

在盾构进洞前100环监理对已贯通隧道内布置的平面导线控制点及高程水准基点做贯通前复核测量，是准确评估盾构进洞前的姿态和拟定进洞段掘进轴线的重要依据。监理复核数据应通过与承包方复核数据的比较，分析误差是否在允许偏差之内，从而正确的指导进洞段盾构推进的方向。

3.4洞门围护结构凿除（进洞侧）

盾构进洞前需对接收井内围护结构背水面钢筋进行割除及砼凿除，通过打探孔实际验证盾构进洞区域土体加固的效果。监理在洞门围护结构凿除后同样需对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断进洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全进洞的要求，否则应督促承包方采取补救措施。

3.5盾构接收进洞

盾构接收（进洞）准备工作就续后，盾构机向前推进，在前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座的过程称为“盾构接收进洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：

⑴观察进洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。

⑵督促承包方及时安装洞口拉紧装置，并检查其牢固性。

㈢结束语

盾构法隧道工程是一项综合性施工技术（如包括盾构机械技术、隧道测量技术、地下防水技术、盾构施工安全技术等），通过多年来前人的不断摸索和实践已经形成了一套比较成

熟的施工技术，尤其是近年来在上海地铁建设中得到了广泛的应用，盾构法施工技术也在原有的基础上不断的发展（单元、小直径逐步向多元、大直径），而且国产盾构的制造及施工技术也取得了可喜的成绩。这些都对监理人员的素质提出了更高的要求，更需监理人员通过不断学习和实践，熟悉这些相关的施工技术，掌握盾构法隧道施工质量监控重点及相应的对策，才能为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的监督管理。

第三篇：盾构法施工地铁隧道的防水堵漏技术

盾构法施工地铁隧道的防水堵漏技术

铁工

1401班 第2组

组长：常博

组员: 赵 昶 郭相凯 王同祥

刘 鹏 袁自程

目 录

一、国内外隧道建设及防水情况……………………………………2

二、盾构法隧道的防水设计…………………………………………2

1、管片结构的自防水…………………………………………………3

2、管片外防水涂层……………………………………………………3

3、管片接缝防水………………………………………………………4

4、注浆防水……………………………………………………………7

5、盾尾防水密封………………………………………………………7

三、盾构法隧道的堵漏………………………………………………7

1、盾构法隧道渗漏水的原因…………………………………………8

2、盾构法隧道渗漏水的措施…………………………………………8

四、总结………………………………………………………………9

共 9页 第 1 页摘 要 介绍国内外盾构法隧道防水堵漏的技术方法，分析隧道渗漏水的机理，总结盾构法隧道防水堵漏技术措施，以及一些常见问题及其应对措施。

关键词 城市地铁 防水技术 隧道防水 隧道堵漏

一、国内外隧道建设及防水情况

国内外已建成大量地铁、隧道，逐步形成了较成熟的结构设计计算理论与工程实践体系，但是在隧道及地下工程的防水方面认识则相对落后。地铁不可避免地要经过含水量较高的地层(如上海地铁所处地层大多为饱和含水软粘土层)，所以必将受到地下水的有害作用。如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入隧道，影响其内部结构与附属管线，乃至危害到地铁的运营安全和降低隧道使用寿命。

盾构隧道渗漏水的位置是管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和手孔等。其中以管片接缝处为防水重点。通常接缝防水的对策是使用密封材料，以西德为代表的欧洲方面，采用非膨胀合成橡胶，靠弹性压密，以接触面压应力来止水，以耐久性与止水性见长。以日本为代表的方面，则采用水膨胀橡胶，靠其遇水膨胀后的膨胀压止水。它的特点是可使密封材料变薄、施工方便，但耐久性尚待验证。国内主要采用水膨胀橡胶，并已开始研究开发水膨胀类材料与密封垫两者的复合型。

二、盾构法隧道的防水设计

一般而言，盾构法隧道防水的原则是“以防为主、多道防线、综合治理”。盾构法隧道防水主要要求是在一定的水压作用下，除了管片必须具有防水抗渗能力外，更应满足管片环纵缝在预定张开量下的

共 9页 第 2 页防水能力。其防水施工的内容主要包括：管片自防水、管片外防水涂层、管片接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水、螺栓孔防水、二次衬砌防水）、注浆防水、渗漏处理(盾尾充填注浆等)。

1、管片结构的自防水

管片结构自防水是防水的根本，只有衬砌管片混凝土满足自防水的要求，隧道的防水才有了基本保证。

因此，管片结构的自防水是盾构法隧道防水的首要措施，在设计和施工中，主要通过满足管片混凝土的抗渗要求和管片预制精度要求来实现。盾构法隧道衬砌管片多用外加剂防水混凝土，抗渗可达 S12以上，渗透系数 K<（10～11）cm/s。管片的自防水应在管片制作中解决，其主要要求与措施应是：

(1)保证强度；

(2)生产时不允许产生裂缝；

(3)限制水泥用量，控制水灰比、坍落度，控制砂石含泥量，添加高效减水剂和活性填桃磨细粉煤灰、高炉矿碴粉或硅粉)等外掺剂；

(4)管片采用蒸气养护或浸水养护等；

2、管片外防水涂层

管片外防水涂层需根据管片材质而定，凡有较深裂纹的管片一般都要增加外防水涂层。对钢筋混凝土管片而言，一般要求：

①涂层应能在盾尾密封钢丝刷与钢板的挤压磨损条件下保持完好，不损伤、抗渗水；

②当管片弧面的裂缝宽度达0.3mm 时，仍能抗0.8MPa 的水压，共 9页 第 3 页长期不渗漏；

③涂层应具有防迷流的功能，其体积电阻率、表面电阻率要高：

④涂层应具有良好的抗化学腐蚀、抗微生物侵蚀能力和足够的耐久性，且无毒或低毒；

⑤涂层要有良好的施工季节适应性，施工简便，成本低廉。

管片外防水涂层，除应涂抹于管片背面外，还应涂抹在环、纵面橡胶密封条外侧的混凝土上。但应指出，若管片制作质量高，采用抗侵蚀水泥，不做外防水层也是可以的。

3、管片接缝防水

管片接缝防水是盾构法隧道防水的核心，而管片接缝防水的关键是接缝面防水密封材料的采用及其设置。管片接缝防水措施主要包括：密封垫防水、嵌缝防水、螺栓孔防水、二次衬砌防水等。(1)弹性密封垫防水

在使用高精度管片的基础上，采用弹性密封原理、线性密封方式、密封材料预制成型施工法，制成具有特殊断面形式的弹性密封垫。它通常加工成框形、环形，套裹在环片预留的凹槽内，形成线防水。弹性密封垫防水的各种要求： ① 功能要求

短期防水要求密封材料因压缩产生的接触面应力大于设计水压力；长期防水要求接触面应力不小于设计水压力；密封垫在设计水压力下允许张开值应满足下式：

≤BD/(ρmin-0.5D)十0 十S------（1—1）

共 9页 第 4 页式中： δ--环缝中弹性防水密封垫在设计水压力下允许的缝张开值(mm)；

ρmin--隧道纵向挠曲的最小曲率半径(mm)； D--衬砌外径(mm)； B--管片宽度(mm)；

0--生产、施工中可能产生的环缝间隙(mm)；

S--邻近建筑物引起的接缝张开值(mm)。

② 耐久性要求

包括防水功能耐久性、耐水性、耐动力疲劳性、耐干湿疲劳性、耐化学腐蚀性等。③ 密封材料种类

可分为单一材料的、合成材料的及水膨胀的。现多采用水膨胀橡胶。它大大改善了盾构法隧道的防水性，是今后的发展方向。在设计时必须根据实际情况确定合适的膨胀倍率、膨胀时间及环境可能造成的影响。(2)嵌缝防水

嵌缝防水是以接缝弹性密封垫防水作为主要防水措施的补充措施。即在管片环缝、纵缝的内侧设置嵌缝槽，用止水材料在槽内嵌填密实来达到防水目的。

嵌缝填料要求具有良好的不透水性、粘结性、耐久性、延伸性、抗老化性，特别要能与潮湿的混凝土良好结合，并具有不流坠的抗下垂性，以便在潮湿环境下进行施工。目前多采用环氧树脂、聚硫橡胶、共 9页 第 5 页聚氨脂、环氧焦油等作为嵌缝材料。

嵌缝作业在环片拼装完成后过一段时间才能进行，亦即在盾构推进力对它无影响，衬砌变形相对稳定时进行。(3)螺栓孔防水

螺栓孔防水也是管片接缝防水的一种补充方式。管片拼装完成后，若管片接缝外侧的防水弹性密封垫止水效果好，一般不会从接缝内侧的螺栓孔发生渗漏。但在密封垫失效和环片拼装精度差的部位，螺栓孔处会发生渗漏，因此，必须对螺栓孔进行专门的防水处理。

目前，我国普遍采用橡胶、聚乙稀及合成树脂等做成环形密封垫圈，靠拧紧螺栓时的挤压作用充填到螺栓孔间，以达到止水的目的。在日本，采用塑料螺栓孔套管进行防水，（4）二次衬砌防水

在管片的上述接缝防水措施不能完全满足止水要求时，可在其内侧再浇筑一层素混凝土或钢筋混凝土二次衬砌，构成双层衬砌。

二次衬砌做法各异，主要有直接在管片内侧浇筑混凝土内衬砌；在管片内表面先喷一层15～20mm厚的找平层后，粘贴油毡或合成橡胶类防水卷材，再在防水卷材内侧浇筑混凝土内衬。混凝土内衬的厚度根据防水及施工的需要确定，一般为150～300mm。

目前，大多数国家都致力于研究解决单层衬砌防水技术，逐步以单层衬砌防水取代二次衬砌防水，从而提高盾构法隧道建造的经济效益。

4、注浆防水

共 9页 第 6 页当管片脱 离盾尾后, 在土体与管片之间会形成一道宽度为115mm~ 14 0mm左右的环形空隙。

同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层, 防止地 面变形过大, 同时也对后期运营时的渗漏水有很大的作用。在盾构法隧道施工中注浆是一道基本程序, 对注浆 的控制主要表现 在对注浆量、注浆压力和注浆材料的控制。对注浆工艺也在进行不断的改革和创新。

5、盾尾防水密封

盾构推进中, 拼装管片是在盾壳的保护下进行的。为此,在盾尾和管片外壁之间间隙中装有阻挡泥沙密封的盾尾密封装置。盾尾密封装置一般为刷式密封,通常设置2或3道密封.密封腔之间应该填满润滑油脂等。提高密封的耐磨性。盾尾密封油脂有密封、防蚀和减少钢丝刷(严格说是钢丝刷与小弹簧钢片 的组合)磨损的效果, 并共同阻挡土层泥砂与盾尾注浆材料 回流。

盾尾封油脂应具有耐水压性、耐水冲性、可泵性、与金属附着力和保油性等。此外, 油脂应不侵蚀橡胶密封垫,不易附着在管片混凝 土表面, 以及设有难燃型的品种.此外还必须要求盾尾密封油脂的生物降解性,以减少对环境的污染。

三、盾构法隧道的堵漏

渗漏水调查是堵漏过程中的首要环节。调查的内容一般侧重于漏水或漏泥的位置和型式、混凝土管片的损坏情况等。主要是查清渗漏水的原因和水的渗入途径，并由此制定渗漏水治理方案。

共 9页 第 7 页盾构法圆环隧道的渗漏水治理效果很大程度上取决于堵漏作业人员的经验。而缺少严格、正确的渗漏水调查也是堵漏失败的一大原因，这一点必须得到足够的重视。

1、盾构法隧道渗漏水的原因

(1)管片壁后注浆的质量差、充填不密实，不能使围岩和衬砌整体协调受力，造成受力不均，局部变形过大，首道防水层失去作用而引起渗漏水。

(2)管片在制作时养护不合理、水灰比过大，出现气孔和微裂纹。

(3)管片在运输、拼装中受挤压、碰撞、缺边掉角。

(4)遇水膨胀橡胶密封垫粘贴不牢，或过早浸水使膨胀止水效果降低。

(5)管片拼装质量差、螺栓未拧紧，造成接缝张开过大，手孔、注浆孔等薄弱部位封孔质量差，螺栓孔未加防水密封垫圈等。

2、盾构法隧道渗漏水的措施

(1)对于集中成片渗漏区，宜利用环片注浆孔注浆壁后回填。即钻穿注浆孔，再注入超细早强水泥浆、有溶性聚氨酯浆液等堵漏。

(2)对于管片环缝、纵缝的局部线漏、滴漏，宜采用钻新孔环片壁后注浆堵漏。具体方法是：在渗漏严重处先打一小孔，直径一般为2-3cm，插入塑料细管引排渗漏水，同时插入注浆管，向管片壁后压注水玻璃水泥浆、聚氨酯浆等材料封堵渗漏水通道。当确认不渗漏水时剪断注浆管，最后用快凝水泥封闭孔及周边缝。

(3)对于管片裂缝引起的渗漏水，可根据裂缝宽度，按如下两种

共 9页 第 8 页情况处理：

① 宽度大于0.2mm 的裂缝应先注浆堵漏，再用氯丁胶乳、丙烯酸乳液等进行表面涂抹封闭裂缝，这些材料具有很大的弹性、粘结性和自身强度，能适应裂缝以后的发展变形。

② 宽度小于等于0.2mm 的微裂缝，据实践调查表明，在具有一定厚度(300mm 以上)和承受的水压不大时，不会出现影响隧道使用的明显渗漏；当水压不太大时，会出现潮湿裂缝或轻微渗漏水，这时混凝土的裂缝具有自愈能力，同时渗漏水对钢筋锈蚀影响也不明显。

因此，处于地下水中的混凝土裂缝的允许宽度，其上限一般定为0.2mm。对于这类型裂缝，只需采用 AS 混凝土墙面涂料、SWF 水泥密封材料等作表面涂刷封闭处理，即能达到堵漏的要求。

四、总结

盾构法施工隧道的防水，必须采取“以防为主，多道防线，综合治理，标本兼治”的原则。不但要从防水设计、施工着手，还要从衬砌结构设计、管片拼装质量、控制隧道的后期不均匀沉降等方面进行综合处理。经过合理正确的设计，精心科学的施工，可靠的质量保证体系，相信可以取得预计的效果。

共 9页 第 9 页

第四篇：地铁联络通道冻结法施工技术

联络通道冻结法施工技术

摘要:结合上海地区地铁所处地层的特点,对联络通道的冻结施工作了详细的分析。对水平冻结工艺、冻结施工、冻土开挖、冻胀融沉等几方面提出了有参考价值的施工参数及控制措施。最后对施工的一些安全问题提出建议。关键词:轨道交通;联络通道;冻结法;施工

上海市地铁区间隧道所处地层常常遇到松软含水地层,稳定性差,因此,在联络通道土体开挖前,必须对周围土体进行加固。用冻结法加固土体具有强度高、封水性好、安全可靠等优点,特别适用此类工程。由于传统的垂直钻进冻结孔在城市中施工缺乏打钻空间,故以采用水平冻结[1,2]为宜。

1、联络通道施工

联络通道及泵站常设在地铁区间隧道的最低点。其由与上、下行线正交的水平通道和通道中部的集水井组成。通道为直墙圆弧拱结构,集水井为矩形结构。

在冻结法施工过程中[3],通常用“隧道内钻孔,冻结临时加固土体,矿山法暗挖构筑”的施工方案,即:在隧道内利用水平孔和倾斜孔冻结加固地层,使联络通道及泵站外围土体冻结,形成强度高、封闭性好的冻土帷幕,然后根据“新奥法”的基本原理,在冻土中采用矿山法进行联络通道及泵站的开挖构筑施工。地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。

2、水平冻结工艺 2.1冻结帷幕设计

冻土帷幕厚度设计,通常根据类似工程施工经验和设计试算,然后采用有限元对冻土帷幕受力与变形进行验算,直到满足要求。2.2冻结孔的设置

根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔按上仰、近水平、下俯3种角度布置在联络通道和泵站的四周,在通道下部布置2排冻结孔,加强通道冻结效果,把泵站和通道分为2个独立的冻结区域。通常冻结孔的布置根据管片配筋情况和钢管片加强筋位置,在避开主筋的前提下可适当调整。2.3制冷设计 1)确定冻结参数。

(1)设计盐水温度为-25～-30℃。

(2)冻结孔单组流量≥3 m3/h。

(3)冻结孔应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板,开孔位置误差≤100 mm。

(4)通常设置4个对穿孔,用于冷冻排管和冻结孔供冷。

(5)冻结孔有效深度(管片表面以下冻结管循环盐水段长度)不小于冻结孔设计深度,冻结管管头碰到冻结站对侧隧道管片的冻结孔,不能循环盐水的管头长度≤150 mm。

(6)冻结孔最大允许偏差150 mm,冻结帷幕交圈时间为18~22 d,达到设计厚度时间为40 d。

(7)积极冻结达到开挖时间一般取为40 d,维护冻结时间为30 d。

(8)分别在通道内外和两侧隧道内布置18个测温孔(深2～6 m),其中对侧隧道布置8个;在冻结帷幕中间布置4个泄压孔(上、下行线各2个,利用管片上预留注浆孔)。

2)用式⑴计算出的冻结需冷量为14 878 kJ/h。

Q=1.2·π·d·H·K(1)式中:d为冻结管直径,0.089 m;H为冻结总长度;K为冻结管散热系数,71.7 kJ/(h·m2)。

3)选用JYSLGF300Ⅱ型螺杆机组2台套(1台备用),设计单台机组工况制冷量为21 000 kJ/h,电动机功率为110 kW。

3、冻结施工 3.1 冻结孔施工

1)为了保证联络通道及泵站开挖时的安全,通常采用在2条隧道分别钻孔的方案。冻土帷幕拱顶布置3排冻结孔(喇叭口上方有2排冻结孔),集水井底部用“V”字形布孔方式,即在另一条隧道底部打2排孔,将联络通道和泵站封闭。

2)布置冻结孔位的管片在开孔前,监理需对每个孔位进行确认(混凝土管片内外层主筋不会被打断,确保管片结构的安全)。3)冻结孔施工工序为:定位开孔→孔口管及孔口装置安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试验。

4)采用经纬仪和水准仪监测开孔前和钻孔时的上下仰俯角及方位角,钻孔的偏斜应控制在0.8%以内,在确保冻土帷幕厚度的情况下,终孔偏斜≤150 mm。采用每钻进3 m后测量1次偏斜(如偏斜大,应进行纠偏;如偏斜超过设计要求,应根据地层情况及时拔除冻结孔,重新钻孔,直到满足设计要求;考虑地压大、摩擦力大等因素,若冻结孔无法拔出时,应在超设计孔的偏斜间距间补打1个孔,以保证终孔间距不大于设计要求)。3.2 冷冻站安装

1)占地面积约80 m2的冻结站设置在隧道内,站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及配电控制柜等。

2)管路用法兰连接。隧道内的盐水管用管架敷设在隧道管片斜坡上,以免影响隧道通行。盐水管路经试漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保温,保温层厚度为50 mm,保温层的外面用塑料薄膜包扎。

3)在盐水管路和冷却水循环管路上要设置伸缩接头、阀门和测温仪、压力表、流量计等测试组件。

4)集配液圈与冻结管的连接用高压胶管,每根冻结管的进出口各装1个阀门,以便控制流量。联络通道四周主冻结孔为2个串联在一起,其他冻结孔为3个串联在一起。

5)冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮保温,盐水箱和盐水干管用50 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板保温。考虑两侧喇叭口冻结的效果以及管片的散热,对上下行线隧道管片内侧安装冷冻板,来加强冻结。

6)设备安装按使用说明书的要求进行,考虑冷冻机运转的连续性,不能停机检修,在运转前应联系厂家来人检修冷冻机,以保证冷冻机可靠、连续运转。3.3 冻结系统试运转

设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时,要随时调节压力、温度等各状态参数,使机组在有关工艺规程和设备要求的技术参数条件下运行。在冻结过程中,定时检测盐水温度、盐水流量和冻土帷幕扩展情况,必要时调整冻结系统运行参数。冻结系统运转正常后进入积极冻结。3.4 冻结效果的监测

1)在积极冻结过程中,要根据实测温度数据判断冻土帷幕是否交圈和达到设计厚度。

2)积极冻结期间内,盐水去路温度应稳定地保持在-25～-30℃以下;运转时间应保证超过30 d。

3)各冻结孔组的回路温差≤1.2 K,盐水循环系统去回路温差≤2 K;盐水系统循环总流量达到设计值;联络通道冻土有效厚度>1.6 m,通道冻结壁有效冻土平均温度要达到-10℃及以下。3.5 试挖与维持冻结

1)测温判断冻土帷幕交圈并达到设计厚度后再进行探孔试挖;开挖前先在钢管片上开一探测观察口,判定水和泥从有到无,确认冻土帷幕内土层无流动水后(饱和水除外)再进行正式开挖。

2)泄压孔达到升压条件,进行放压观测试验。

3)正式开挖后,根据冻土帷幕的稳定性,以及保证联络通道的开挖安全,不提高盐水温度,进入维持的积极冻结,盐水温度仍保证在-25～-30℃。

4、冻土开挖及构筑施工

开挖施工之前,需在隧道的联络通道开口处搭设工作平台,利用隧道作为排渣及材料运输通道。4.1简易预应力隧道支架安装

1)积极冻结期间,需在联络通道开口处两侧隧道中设置简易预应力隧道支架,以减轻联络通道开挖构筑施工对隧道产生的不利影响。简易预应力隧道支架为矩形支架形式,上下行线联络通道开口两侧各架2榀钢支架(组合结构),间距为2.4 m。

2)2榀钢支架在联络通道两侧沿隧道方向对称布置,安装在联络通道预留洞两侧的第一条管片环缝处,偏离管片环缝截面的距离≤20 mm。架设时要有专人负责指挥,拼装时螺栓必须拧紧。

3)每榀支架有8个支点,由6个50 t螺旋式千斤顶提供预应力。高处千斤顶应系在主架上,防止脱落。施加预应力时,每个千斤顶要同时慢慢地平稳加压,每个千斤顶以压实支撑点为宜。4)安装好预应力支架后,顶实千斤顶,但每个千斤顶的顶力≤100 kN,且各个千斤顶的顶力要基本均匀。根据实测隧道收敛变形调整各个千斤顶的顶力,收敛大的部位要求千斤顶力大,不收敛的部位千斤顶不加力,隧道收敛达到报警值10 mm时,千斤顶顶力达到设计最大值500 kN。如千斤顶顶力达到设计最大值后隧道仍继续收敛,则应采取其他措施加强隧道支撑。4.2 防险门设计与安装

为保证联络通道施工安全,预防突发事件的发生,在积极冻结期间,在联络通道口加设安全防险门。

1)防险门为普通碳素钢结构,安装在开挖侧隧道预留洞口上;配备风量≥6 m3/min的空压机给防险门供气。防险门安装完毕,应开关灵活可靠,并便于人工操作,且不影响施工。

2)安装好防险门后进行气密性试验,要求在不停空压机时,试验气压能保持在设计值;开管片前应作一、二次演习,保证防险门的安全正常使用。

3)在集水井开挖前,在通道底板加预留(埋)件,对集水井另加工安装1套防险门。4.3 开挖

1)经探孔试挖确认可以进行正式开挖后,打开钢管片,然后根据“新奥法”的基本原理,进行暗挖法施工。由于冻土强度较高,冻结壁承载能力大,因而开挖时(除喇叭口侧墙和拱顶外)可以采用全断面一次开挖。

2)开挖掘进采取分区分层方式进行[4]。其施工顺序:先开挖通道,再开挖喇叭口,最后开挖集水井。

3)人工开挖的工具根据土体强度,可用风镐或手镐。开挖步距视土体加固情况而定,一般控制在0.5 m左右,特殊情况下最大不超过0.8 m。

4)开挖时,集水井外围冻结孔不割除,内部只需割除4根冻结管(位于中部),以确保冻土的强度及安全。

5)由于通道中冻土温度较低,风镐内空气中的水会凝结成冰屑,积集在管子的接头或进风口处,堵塞管路,故需将风管悬吊起来,每隔1～2 h向风管内注入酒精,防止冰屑的出现,以保证施工顺利进行。6)开挖断面严格按照施工图进行,尽量避免超挖(控制在30 mm以内);开挖中心线偏差≤20 mm。喇叭口处考虑到断面较大,而且一端冻结管分布较为密集,另一端冻土强度相对较弱,故该处采取分断面开挖,缩短支护时间。4.4 支护

1)联络通道和泵站开挖后,地层中原有的应力平衡受到破坏,引起通道周围地层中的应力重新分布。这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移,而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上。当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时,冻土帷幕及冻结管会产生蠕变。为控制这种变形的发展,冻土开挖后要对冻结壁进行及时的支护,确保施工安全。

2)联络通道开挖及支护完成后,为减少混凝土施工接缝,通道混凝土结构应一次性连续浇筑,而通道顶板内的混凝土因浇筑困难,可分段浇筑,必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。

3)上部结构施工完成以后,混凝土强度达到设计值的60%以上,才可开挖集水井。泵站开挖到设计深度,首先对泵站底板进行封底浇筑,然后一次性完成泵站的钢筋混凝土浇筑施工。根据设计要求采用商品混凝土,考虑到混凝土处于低湿环境中,必要时加入防冻剂等,以缩短混凝土凝固时间。

5、地层跟踪注浆

1)联络通道结构完成后,冻土在融化的过程中,会引起土体下沉。为控制融沉,必须对地层跟踪压密注浆,加固土体,减小对隧道的不利影响。

2)根据监测反馈的信息,利用管片压浆孔对隧道管片底部、喇叭口部位进行补压浆;通过联络通道衬砌中的预埋注浆管进行跟踪注浆,以补偿融沉。结构层施工结束、强度达到80%时,用J-200金刚石钻机在结构层中和隧道管片钻孔至冻结帷幕外围,埋设注浆管,从冻结帷幕外围进行跟踪注浆,控制融沉。

3)注浆顺序:管片底部→喇叭口处→通道及集水井。每一注浆段中应遵循先下部、后上部的原则,使加固的浆液逐渐向上扩展,避免死角。

4)为了增强压浆的可注性,开始时可注黏土—水泥浆;二次补浆选用水泥—水玻璃浆液。

5)为了防止隧道管片及联络通道结构受到影响,拟选用小压力、多注次的方式;注浆压力一般控制在0.2～0.5 MPa。6)根据经验,融沉注浆量一般控制在冻土体积的15%左右。

6、结语

冻结法施工工艺在我国城市地铁工程联络通道建设上应用不少。由于联络通道结构的复杂性和冻结法施工技术的特殊性,在施工中常常会遇到一些意外险情,因此必须对冻结理论等作进一步深入、系统的研究。为此,在工程施工中要做好各个施工环节,同时还应制订一套完善的应急预案,以将施工险情消灭于萌芽状态。

第五篇：压力容器事故预防、应急措施及处理方案

国投煤炭郑州能源开发有限公司

压力容器事故预防、应急措施及

处理方案

机电运输部

二零一三年元月

压力容器事故预防、应急措施及处理方案

一、目的

建立科学有效的事故预防和应急处理机制，以预防为主，发生事故时，可以快速对应，将损失降低到最低。

二、范围

本方案适用于公司现有的压力容器（地面压风机、锅炉）

三、预防措施

1、特种设备操作人员必须持证上岗，并参与制订有关安全生产方面的规章制度；机电运输部、安全通风部负责督促检查，不得指使或同意特种设备操作人员违章操作，并有权对违章行为进行制止；确保压力容器安全经济运行。

2、贯彻落实政府主管部门对压力容器的安全检查以及下达的有关压力容器方面的安全监察指令。

3、制定和实施压力容器定期检查、检修及购置各种备件计划。

4、定期组织特种设备操作人员进行技术培训和安全教育。

5、定期收集、整理压力容器有关记录并组织相关人员总结前段时间压力容器运行中的经验教训并制定改进措施。

6、每月对压力容器使用情况进行一次现场检查，并做好记录，及时报告压力容器的使用情况及需要解决的问题。

7、制定和实施压力容器及附属设备的维修保养计划，配合有关部门进行压力容器检修后的验收工作。

8、发生事故要及时组织调查处理并写出事故报告书。

9、积极改善压力容器工作区域的劳动条件，关心特种设备操作人员的思想工作、生活与技术培训，做到安全文明生产。

10、安全领导小组每年底应对全公司安全工作进行总结，并提出下一年的工作计划，工作总结报告呈报经理和上级主管部门。

四、应急措施

压力容器事故发生后事故处理分为三个部分进行对应：消防、疏散、救援。

1、消防（救护队）：矿井救护队必须在第一时间赶到事故现场，使用消防水枪或其它灭火器材扑灭可能扑灭的火险，如火势蔓延则立刻报警。

2、疏散（机电运输部、安全通风部）：负责所有消防通道的畅通，并切断电源，关闭所有机器设备，指挥员工安全有序地撤离。

3、救援（调度室、办公室）：负责对受伤人员的应急处理；负责对消防、医疗急救中心的联络工作，做好消防、急救车辆的引导工作。

五、事故的分析和处理

1、发生事故时，操作人员应立即采取紧急措施防止事态的扩大，并立即报告当班班长，班长应按事故类别和性质的严重程度及时通知调度室、机电运输部、分管领导及相关领导，并做好详细记录，同时应积极组织设备抢修和妥善处理因设备事故而造成的其它问题，为尽快恢复生产创造条件，重大以上设备事故操作人员直接向分管领导报告。

2、事故发生后，尽可能保护好现场，以便进行事故原因分析，同时应按设备事故管理权限和有关规定，认真填写设备事故报告单。

3、一般设备事故由公司机电运输部组织分析，提出预防设施并做出处理，决定报公司主管领导批准执行。重大、特大设备事故由公司机电运输部和有关部门、专家共同分析事故原因并提出处理意见和预防措施，由公司经理会或董事会讨论处理。

4、无论哪一类设备事故，均应组织相关人员召开设备事故分析会，落实责任遵照“四不放过”的原则（事故原因不清楚不放过，事故责任者未经处理不放过，群众没有受到教育不放过，没有防范措施不放过），应该把设备事故的技术分析放在首位，认真分析，严肃处理。

5、机电运输部应建立设备事故档案，以便统计分析，从中吸取经验教训，对经常发生事故的设备或部件应及时分析研究事故发生的原因和规律，制定预防、处理、改进的预防措施。

机电运输部

2013年元月5日