【行业分析】隧道盾构掘进机报告

第一篇：【行业分析】隧道盾构掘进机报告

隧道盾构掘进机免费报告-我国隧道盾构掘进机技术的发展

现状

盾构掘进机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。

我国的盾构掘进机制造和应用始于1963年，上海隧道工程公司结合上海软土地层对盾构

掘进机、预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数、隧道接缝防水进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式盾构进行浅埋和深埋隧道掘进试验，隧道掘进长度68m。

1965年，由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压型盾构掘进机，掘进了2条地铁区间隧道，掘进总长度1200m。

1966年，上海打浦路越江公路隧道工程主隧道采用由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的我国第一台直径10.2m超大型网格挤压盾构掘进机施工，辅以气压稳定开挖面，在黄浦江底顺利掘进隧道，掘进总长度1322m。70年代，采用1台直径3.6m和2台直径4.3m的网格挤压型盾构，在上海金山石化总厂建设1条污水排放隧道和2条引水隧道，掘进了3926m海底隧道，并首创了垂直顶升法建筑取排水口的新技术。

1980年，上海市进行了地铁1号线试验段施工，研制了一台直径6.41m的刀盘式盾构掘进机，后改为网格挤压型盾构掘进机，在淤泥质粘土地层中掘进隧道1230m。

1985年，上海延安东路越江隧道工程1476m圆形主隧道采用上海隧道股份设计、江南造船厂制造的直径11.3m网格型水力机械出土盾构掘进机。

1987年上海隧道股份研制成功了我国第一台φ4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机，用于市南站过江电缆隧道工程，穿越黄浦江底粉砂层，掘进长度583m，技术成果达到80年代国际先进水平，并获得1990年国家科技进步一等奖。1990年，上海地铁1号线工程全线开工，18km区间隧道采用7台由法国FCB公司、上海隧道股份、上海隧道工程设计院、沪东造船厂联合制造的φ6.34m土压平衡盾构掘进机。每台盾构月掘进200m以上，地表沉降控制达+1～-3cm。1996年，上海地铁2号线再次使用原7台土压盾构，并又从法国FMT公司引进2台土压平衡盾构，掘进24km区间隧道。上海地铁2号线的10号盾构为上海隧道公司自行设计制造。

90年代，上海隧道工程股份有限公司自行设计制造了6台φ3.8～6.34m土压平衡盾构，用于地铁隧道、取排水隧道、电缆隧道等，掘进总长度约10km。在90年代中，直径1.5～3.0m的顶管工程也采用了小刀盘和大刀盘的土压平衡顶管机，在上海地区使用了10余台，掘进管道约20km。1998年，上海黄浦江观光隧道工程购买国外二手φ7.65m铰接式土压平衡盾构，经修复后掘进机性能良好，顺利掘进隧道644m。

1996年，上海延安东路隧道南线工程1300m圆形主隧道采用从日本引进的φ11.22m泥水加压平衡盾构掘进机施工。

1998年，上海隧道股份成功研制国内第1台φ2.2m泥水加压平衡顶管机，用于上海污水治理二期过江倒虹管工程，顶进1220m。1999年5月，上海隧道股份研制成功国内第1台3.8m×3.8m矩形组合刀盘式土压平衡顶管机，在浦东陆家嘴地铁车站掘进120m，建成2条过街人行地道。

2000年2月，广州地铁2号线海珠广场至江南新村区间隧道采用上海隧道股份改制的2台φ6.14m复合型土压平衡盾构，在珠江底风化岩地层中掘进。

网格挤压式盾构掘进机的应用

1965年6月，上海地铁60工程区间隧道采用由隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台φ5.8m网格挤压型盾构施工，总推力为3.724×104kN。隧道覆土约12m，掘进长度2×600m。盾构推进穿越的建筑物和地下管线均未受影响。1967年7月，地铁试验工程完成，这是我国首次采用盾构掘进机施工地铁隧道。1967年3月，上海打浦路越江公路隧道采用φ10.2m网格挤压型盾构，掘进总长1324m。盾构总推力达7.84×104kN。盾构穿越地面以下深度为17～30m的淤泥质粘土层和粉砂层，在岸边段采用降水全出土、气压全出土和局部挤压方法施工，在江中段采用全气压局部挤压出土法施工。

1970年以来，上海又用网格挤压盾构在长江边和海边建成了6条φ3.6～4.3m的排水及引水隧道。北京、江苏、浙江、福建等省市也用盾构法建造了各种不同用途的小直径隧道。

1983年，上海建设第2条黄浦江越江公路隧道一延安东路隧道。1476m圆形主隧道采用盾构掘进施工，其中500m穿越黄浦江底，500m穿越市中心区建筑密集群。为提高掘进速度和确保隧道沿线的构筑物安全，上海隧道公司自行设计研制了φ11.3m网格型水力出土盾构，这是在网格挤压型盾构基础上发展起来的新颖掘进机。网格上布有30扇可开启和关

第二篇：盾构法隧道施工

盾构法隧道施工 Shield tunnel construction 摘要：盾构法隧道施工在地铁建设中应用最为广泛。在实施盾构法隧道施工工作应熟悉和掌握施工质量监控重点,从而保证工程质量。盾构法施工的内容包括盾构的始发和到达、盾构的掘进、衬砌、压浆和防水等。

关键字：盾构法施工 一：盾构的始发和到达 1.1始发竖井

始发竖井的任务是为盾构机出发提供场所，用于盾构机的固定、组装及设置附属设备，如反力座、引人线等；与此同时，也作为盾构机掘进中出碴、掘进物资器材供应的基地。因此，始发竖井的周围是盾构施工基地，必须要有搁置出碴设备、起重设备、管片储存、输变电设备、回填注浆设施和物资器材的场地。

1.2到达竖井

两条盾构隧道的连接方式有到达竖井连接方式和盾构机与盾构机在地下对接的方式。其中，地下对接方式是在特殊情况下采用,例如连接段在海中难以建造竖井，或者没有场地不能设置竖井等。但在正常情况下一般都以到达竖井连接。

1.3盾构机拼装

盾构在拼装前，先在拼装室底部铺设50cm厚的混凝土垫层，其表面与盾构外表面相适应，在垫层内埋设钢轨，轨顶伸出垫层约5cm，可作为盾构推进时的导向轨，并能防止盾构旋转。若拼装室将来要作他用，则垫层将凿除，费工费时。此时可改用由型钢拼装的盾构支撑平台，其上亦需要有导向和防止旋转的装置。由于起重设备和运输条件的限制，通常将盾构机拆成切口环、支承环、盾尾三节运到工地，然后用起重机将其逐一放入井下的垫层或支承平台上。切口环与支承环用螺栓连接成整体，并在螺栓连接面外圈加薄层电焊，以保持其密封性。盾尾与支承环之间则采用对接焊连接。

1.4盾构机的始发

盾构机的始发是指利用临时拼装管片等承受反作用力的设备，将盾构机从始发口进入地层，沿所定的线路方向掘进的一系列施工作。根据临时拆除方法和防止开挖面地层坍塌方法的不同，施工方法有以下的几种。

第1种方法，使开挖面地层能够自稳,再将盾构机贯入自稳的开挖面。一般是通过化学注浆、高压喷射注浆、冻结施工法等来加固开挖面地层，或向始发竖井压气，平衡开挖面的地下水、土压力，使地层自稳。

第2种方法，利用挡土墙防止开挖面崩塌，让盾构机开始掘进。这种方法有两种，一种是将始发竖井的挡土墙做成双层，以防止内层挡土墙拆除时开挖面崩塌，盾构机向前推进，到达开挖面地层后，起吊盾构机前方的外层挡土墙，盾构机开始开挖；另一种是在始发竖井的近旁再挖一个竖井，盾构机从该竖井内向前推进，在回填后开始开挖。

1.5盾构机的达到

盾构机的到达是指在稳定地层的同时,将盾构机沿所定路线推进到竖井边,然后从预先准备好的大开口处将盾构机拉进竖井内,或推进到到达墙的指定位置后停下等待的一系列作业。

施工方法有两种，一种是盾构机到达后拆除到达竖井的挡土墙再推进，另一种是事先拆除挡土墙，再推进到指定位置。

二：盾构的掘进

盾构掘进时必须根据围岩条件，保证工作面的稳定，适当地调整千斤顶的行程和推力，沿所定路线方向准确地进行掘进。掘进时应注意以下问题：

（1）正确地使用千斤顶所需台数和重要的位置，使之产生推力按设计的线路方向行走,并能进行必要的纠偏；

（2）不应使开挖面的稳定受到损害，一般是在开挖后立即推进，或在开挖的同时进行推进。每次推进的距离可为一环衬砌的长度，也可为一环衬砌长度的几分之一,推进速度约为10～20mm/min。衬砌组装完毕后，应立即进行开挖或推进，尽量缩短开挖面的暴露时间；

（3）不应使衬砌等后方结构受到损害，推进时应根据衬砌构件的强度，尽力发挥千斤顶的推力作用。为使每台千斤顶的推力不致过大，最好用全部千斤顶

来产生所需推力。在曲线段、上下坡、修正蛇行等情况下，有时只能使用局部千斤顶，要尽量多增加千斤顶的使用台数。在当采用的推力可能损坏衬砌等后方结构物时，应对衬砌进行加固，或者采取一定的措施。

（4）为使盾构能在计划路线上正确推进、预防偏移、偏转及俯仰现象的发生，盾构隧道施工前，应在地表进行中线及纵断面测量，以便建立施工所必须的基准点。施工时必须精密地把中心线和高程引入竖井中，以便进行施工中的管理测量，使组装的衬砌和盾构在隧道的计划位置上。测量时应注意及早掌握盾构推进与设计位置之间的偏差，随时进行监视，毫不迟疑地修正盾构推进的方向。原则上一日二次左右。测量应考虑与其他工序的关系，力求简化和合理。管片与盾构的相对位置，可以从上下左右千斤顶活塞的差值确定出大致的情况，盾构本身的俯仰、偏移、偏转等可用装在盾构上的垂球、U型管、振子式倾斜仪和经纬仪等进行测量。

三：衬砌、压浆和防水 3.1一次衬砌

在推进完成后，必须迅速地按设计要求完成一次衬砌的施工。一般是在推进完了后将几块管片组成环状，使盾构处于可随时进行下一次的状态。

一次装配式衬砌的施工是依照组装管片的顺序从下部开始逐次收回千斤顶。管片的环向接头一般均错缝拼装。组装前彻底清扫，防止产生错台存有杂物，管片间应互相密贴。注意对管片的保管、运输及在盾尾内进行的安装时，管片的临时放置问题，应防止变形及开裂的出现，防止翻转时损伤防水材料及管片端部。

保持衬砌环的真圆度，对确保隧道断面尺寸，提高施工速度及防水效果，减少地表下沉等甚为重要。除了在组装时要保证真圆度外，在从离开盾尾至注浆材料凝固时止的期间内，应采用真圆度保持设备，确保衬砌环的组装精度是有效的。

紧固和再次紧固螺栓，紧固衬砌接头螺栓必须按规定执行，以不损害组装好的管片为准。由于盾构推进时的推力要传递到相当远的距离，故必须在此推力的影响消失后，进行再次紧固螺栓。

不用螺栓接头的管片有铰接接头的管片，是在环间设置榫头，管片间做成柔软的转向节结构。以错缝拼装及数环间的共同作用来保持稳定，不能用暗榫头对接结构。由于组装是从前方插入，故使推力与隧道方向平行是极为重要的。

3.2回填注浆

采用与围岩条件完全相适合的注浆材料及注浆方法，在盾构推进的同时或其后立即进行注浆，将衬砌背后的空隙全部填实，防止围岩松弛和下沉增加结构的整体性和抗震性

3.3衬砌防水

衬砌防水分为密封、嵌缝、螺栓孔防水三种。

密封是在管片接头表面进行喷涂或粘贴胶条的方法。密封材料的必要特性是：应具有弹性，在盾构千斤顶推力反复作用及衬砌变形上保持防水性能，在承受紧固螺栓的状态下具有均匀性；对衬砌的组装不会产生不良影响；密封材料和衬砌之间需密贴；具有良好的化学稳定性并可适应气候的变化；易于施工等。

螺栓孔防水是在螺栓垫圈及螺栓孔间放入环形衬垫，在紧固螺栓时，此衬垫的一部分产生变形，填满在螺栓孔壁和垫圈表面间形成的空隙中；防止从螺栓孔中漏水。衬垫的材料须具备下述特点：伸缩性良好且不透水、可承受螺栓紧固力、耐久性好等一般使用合成树脂类的环状衬垫，也有时采用尿烷类的具有遇水膨胀特性的衬垫。

嵌缝指预先在管片的内侧边缘留有嵌缝槽，以后用嵌缝材料填塞。嵌缝材料需具有以下特点：具有不透水性；化学稳定性及良好的适应气候变化的性能，在湿润状态下易于施工；良好的伸缩及复原性；硬结时不受水的影响；施工后尽早具有不粘着性，终凝时间短；收缩小等。

3.4二次衬砌

二次衬砌须在一次衬砌、防水、清扫等作业完全结束后进行。依据设计条件的不同，二次衬砌可用无筋或有筋混凝土浇注，有时也用砂浆、喷射混凝土。浇注二次衬砌时，特别是在拱顶附近填充混凝土极为困难，对此必须注意。必要时应预先备有砂浆管、出气管等，用注入的砂浆等将空隙填实。

二次衬砌施工前,必须紧固管片螺栓,清扫衬砌并对漏水采取止水措施。脱模应在所浇注的混凝土强度达到设计要求时进行。以防过早脱模导致混凝土裂纹等有害影响的发生。达到所需强度的时间，应根据在与现场同一条件下养生的混凝土试件抗压实验确定。脱模后，应进行充分养护。

参考文献张凤祥，朱文华.盾构隧道[M].北京：人民交通出版社，2004

第三篇：上海地铁盾构隧道纵向变形分析

上海地铁盾构隧道纵向变形分析

【摘 要】隧道若发生纵向变形将严重影响到隧道结构的安全。分析探讨了纵向变形的发生、变化情况以及隧道结构和防水体系所允许的纵向变形控制值。结合工程实践,对隧道发生的典型沉降曲线规律进行了深入的分析,其结论对有效控制隧道纵向变形具有指导意义。【关键词】隧道;通缝拼装;纵向变形;环缝;错台;防水;失效

至2020年,上海将建成轨道交通运营线路达到20条、线路长度超过870 km以及540余座车站的网络规模。这其中,以盾构隧道结构为主的地下线路几乎占到一半。控制隧道纵向变形是确保隧道结构安全的重要因素之一。在研究隧道纵向变形时,我们首先要关注这种变形是以何种方式发生、又是如何发展变化以及隧道变形控制值是多少等问题,本文对这些问题进行了分析探讨。

1、盾构隧道结构和构造设计

盾构法隧道是由预制管片通过压紧装配连接而成的。与采用其它施工方法建成的隧道相比,盾构隧道明显的特点就是存在大量的接缝。1 km长的单圆地铁盾构隧道需要五~六千块管片拼装而成,接缝总长度约是隧道长度的20余倍。因此,盾构隧道的多缝特点已成为隧道发生渗漏水最直接或潜在的因素之一(见图1)。在盾构拼装结构中,接缝有通缝和错缝之分,现以单圆通缝盾构隧道为例进行隧道纵向变形分析。1.1 盾构隧道结构与构造设计 1.1.1 管片厚度、分块及宽度

单圆通缝隧道管片厚度350mm,管片为C55高强混凝土,抗渗等级为1 MPa。一环隧道由6块管片拼装而成(一块封顶块F、两块邻接块L、两块标准块B和一块拱底块D),圆心角分别对应16°、4×65°和84°(见图2a)。封顶块拼装方便,在拱底块上布置了两条对称的三角形纵肋。整个道床位于拱底块内,底部没有纵缝,对底部环缝渗漏水有一定程度的抑制作用,可大大降低处理底部渗漏水的难度。

1.1.2 纵缝和环缝构造

在管片环面中部设有较大的凸榫以承受施工过程中千斤顶的顶力,可有效防止环面压损,既利于装配施工,又易于整个环面凹凸榫槽的平整密贴,提高管片外周平整度;并可提高环间的抗剪能力,控制环与环之间的剪动,同时也可减少对盾尾密封装置的磨损。靠近外弧面处设弹性密封垫槽,内弧面处设嵌缝槽。环与环之间以17根M30的纵向螺栓相连,在管片端肋纵缝内设较小的凹凸榫槽,环向管片块与块之间以2根M30的环向螺栓压密相连,能有效减少纵缝张开及结构变形,环、纵向螺栓均采用热浸锌或其它防腐蚀处理。

这种构造设计使得隧道在拼装完成后形成具有一定刚度的柔性结构,环向面之间以及纵向面之间可以达到平整密贴装配,既能适应一定的纵向变形能力,又能将隧道纵向变形控制在满足列车运行及防水要求的范围内;同时,满足结构受力、防水及耐久性要求。

错缝拼装与通缝拼装略有不同,其拼装方式是隔环相同,拱底块不设三角肋,在道床底部有一条纵缝, 6块管片所对应圆心角分别为20°、2×68.75°、3×67.5°(见图2b)。不论是通缝还是错缝拼装,隧道总体上呈“环刚纵柔”的特点。

1.2 装配隧道对纵向变形的适应性分析

错台是指两环隧道之间发生的径向相对位移,隧道纵向变形的适应性是指在保障隧道结构安全前提下各组成构件所允许的最大环间错台量。从以下几方面分析各自对环间错台量的适应情况。1.2.1 环面构造对错台量的适应性

如图3a示,在管片环面中部设了较大的凹凸榫槽。因环面装配部位的凹槽比凸榫稍大,存在约8mm的极限装配余量,可允许凸榫在凹槽内沿着径向作微量移动或滑动。这种环面间的相对移动表现在隧道壁上就是错台现象(见图3)。无论环面凹凸榫槽的初始装配关系如何,当环间错台达到4~8mm时,凸榫的顶部边缘将与凹槽的底部边缘相接触,若继续发生错台,凹凸榫槽将发生剪切。应当说环面上设置的凹凸榫槽对提高环间的抗剪切能力是有益的。从环面构造可知,当环间错台量超过4~8mm时,环面缝隙将按线性张开。所以, 4~8 mm错台量应是环面装配和错台的控制值。1.2.2 密封垫对错台量的适应性

在环面上靠近外壁约30 mm处设有密封垫(现多为三元乙丙橡胶材料),按照设计构想,理想装配条件下密封垫径向宽度的重叠达23 mm,并可抵御环面间张开4~6 mm而不会发生渗漏水。通过对密封垫试验和数值计算分析发现,当环面之间发生错台时,密封垫表现出复杂的形状,不同部位呈拉压剪等十分复杂的受力状态。从理论上讲,当环间错台量为4~8 mm(甚至更大一些)时两块压紧状态的密封垫是不会产生渗漏水的。由于环面上的密封垫不是完整的(分别粘贴在12块不同管片上),装配后单侧整环密封垫长达19.415 m,且存在许多棱角组合,加之防水材料质量及施工技术条件等制约因素,多数渗漏水发生在错台量<8 mm(甚至更小)的情况下(见图4)。

1.2.3 螺栓孔和螺栓对错台量的适应性

为便于管片拼装紧固,一般螺栓孔设计的要比螺栓稍大,螺栓孔径为35mm,螺栓直径为30 mm,在管片拼装或产生错台时可允许螺栓适当调整。当环间错台量较小时,螺栓会随管片发生移动,螺栓拉伸量相当有限。不论螺栓与螺栓孔的初始装配关系如何,在错台量达到6~12 mm后,螺栓孔与螺栓的对应位置关系都趋于极限,螺栓将发生拉弯,同时对手孔部位的混凝土产生压剪作用。因手孔部位增强了配筋,螺栓会在手孔部位的混凝土压坏之前先于拉坏。

通过以上分析可知,隧道环面构造、防水体系及螺栓等在隧道发生变形过程中所起的作用不尽相同,对错台量的适应性也并不完全一样。但将它们装配成一条完整的隧道后就必须要求管片间的变形要协调,即只有当错台量同时满足结构抗剪、螺栓受拉及防水有效等要求时,隧道安全才有保障。受管片制作、拼装施工、密封垫质量等因素的影响,通常在隧道投入运营之初,环缝、十字缝或管片接缝处就已发生了渗漏水,隧道在施工过程中已经用掉了大部分结构变形和防水预留量,而留给运营期间允许发生的变形余量非常少。因此,综合多方面因素,将环面间的错台量控制在4~8mm即可保障隧道的安全。

2、隧道纵向变形分析

在隧道防水设计中,一般取纵缝和环缝张开量来确定密封垫的性能,弹性密封垫在隧道张开量达到4~6 mm时还具有防水能力。但隧道纵向变形究竟是以隧道顶底部刚性张开方式还是以环面错台方式进行的?或是两者兼之?下面分别对两种情形进行讨论分析。

2.1 假定隧道纵向变形是以刚体转动的方式进行的

将单环隧道假定为一个理想的刚体,允许环与环之间发生小角度θ的刚体转动,隧道顶(底)部张开量Δ,形成隧道纵向沉降变形(见图5)。当隧道发生沉降时,隧道顶部压紧,底部张开(或闭合)量Δ;反之,隧道顶部张开Δ,底部压紧。根据刚体转动几何条件,隧道环宽w、直径D、环间张开(或闭合)量Δ及隧道纵向沉降曲线半径R之间有如下几何关系:

当取环宽为1.0 m、隧道外径为6.2 m,隧道纵向沉降(或隆起)与环缝张开关系见表1。若依此计算,当环缝张开量为6 mm时,隧道防水已经失效。但在隧道实际变形中,如此小沉降半径(甚至更小)是存在的,但防水体系并没有发生失效现象。这说明将隧道纵向变形视作整环隧道刚体转动的假定与隧道实际发生的纵向变形有着较大出入。在已建隧道中,隧道长度与直径之比L/D>150,隧道纵向端点与车站锚固联结,车站刚度较大,而且隧道与周围土层之间存在一定的抗剪力,对隧道沿纵向移动有较大约束,加之管片之间螺栓紧固作用等,对隧道整环发生刚体转动或沿纵向产生较大的水平位移(缝隙)起到极大约束作用。一般情况下,沿隧道纵向难以产生较大的环间缝隙或刚体转动。

2.2 假定隧道纵向变形是以环间错台方式进行的

从上述分析得知,隧道环与环之间可以发生小量级的错台而不破坏隧道的安全性,假定隧道纵向变形曲线视作是由环与环之间发生不同错台而形成的,现分析沉降曲线为等圆的错台情况。将最下部的一环定为第1环,称之为基准点,第1环隧道底部与沉降曲线最低点之间沉降差定义为初始错台变形δ1,第2环与第1环之间的错台变形量δ2,第i环隧道与i-1环之间的错台变形量δi。根据图6a示,第一环的初始错台量为δ1,则有:

根据表2和图6分析可知:①沉降曲线半径越大,沉降影响范围越大,环间错台发展速度越缓慢;反之,沉降曲线半径越小,沉降影响范围越小,环间错台发展就越快(即错台很快就超出安全控制值)。②沉降曲线半径越大,沉降范围内的累积沉降量越大。由式(3)可以看出,即使环间的错台量是一个较小的数据,但在一个较大范围的隧道累计变形量来说仍然很可观。③即使在等半径沉降曲线上,不同距离的环间错台量是不同的。由式(2)可知,距离基准点越远,环与环之间的错台变形量就越大。

隧道安全取决于隧道结构和防水体系的安全,通过对隧道的长期现场监护监测发现,隧道结构沉降变形和防水之间又是相互影响和相互促进的,隧道渗漏水会引起隧道变形加大,隧道变形加大又会加剧隧道渗漏水,形成恶性循环。

在隧道发生渗漏水的许多部位,沉降曲线半径超过15 000m,满足隧道纵缝张开的设计要求;在发生较大沉降变形区段,沉降曲线半径远小于15 000m,隧道没有发生渗漏水,也未发现隧道顶底部的转动张开;在几处发生过险情的隧道区间,隧道沉降半径远小于500 m,发生漏水的整环隧道多位于沉降曲线的直线段,个别环间错台量达数厘米,在隧道内壁上表现为明显错台形式。理论分析和隧道发生渗漏水的实际情况都证明了隧道纵向变形方式是以环间错台方式进行的,将隧道纵向沉降曲线视作是由一系列环间错台构成的这一假定是合理的。

2.3 隧道纵向变形过程分析 在隧道发生沉降(隆起)后,隧道总长度增加,沉降变化越多,变化量越大,隧道总长度增加量就越大。当错台量较小时,隧道纵向增加量较小,可用下式来表达:

当错台量超过4~8 mm时,隧道纵向长度计算还应考虑纵向环面缝隙的增加量w0。下面根据不同程度的错台量对隧道结构安全和防水影响进行分析:(1)当环间错台量为1~4 mm时,这个量级的错台可以通过隧道环面构造设计本身加以调整,但会对密封垫产生一定的拉压作用。从几何意义上讲,变形前密封垫径向重叠厚度至少可达约23 mm,发生错台后密封垫仍可保持约19 mm的重叠厚度。根据式(4)计算,若错台为1 mm,单环隧道增加长度0.005 mm;若环间错台4 mm,单环隧道增加长度0.008 mm。这个量级的小错台量引起隧道纵向长度的增加非常小,环间缝隙宽度不增加。

随着环间错台量的增大,密封垫不同部位表现为十分复杂的拉压剪等受力状态,密封垫一般不会发生渗漏水现象,但环面间的防水能力在一定程度上被大大削弱,隧道发生渗漏水的概率大为增加。纵向连接螺栓或将进一步发挥抗拉作用,对手孔部位的混凝土施加低水平的压剪作用。

(2)当环间错台量达4~8 mm时,即在前一阶段变形基础上继续发生错台4 mm(见图3b)。不论环面凹凸榫槽最初装配位置如何,此刻凹凸榫槽处在极端配合状态,凸榫顶边缘与凹槽底边缘相接触,凹凸榫槽直接发生剪切,螺栓也处在进一步拉紧状态,密封垫的变形和受力状态也随错台量的加大而加剧,但密封垫径向重叠厚度仍可达15 mm。根据式(4)计算,若错台达到4~8 mm,单环隧道长度增加将达0.032 mm。这个级别的错台引起隧道总长度的增加量依然很小,环间缝隙宽度不增加,但密封垫之间、密封垫与管片之间都可能会直接发生渗漏水现象,环间防水能力被极大削弱,隧道发生渗漏水的几率成倍增加,必须引起警惕,采取措施控制错台的进一步发展。

(3)当环间错台量达8~13 mm时(见图3c),环面凹凸榫槽已发生直接剪切,凹凸榫槽局部会出现裂缝,而导致防水失效,这个错台量会引起环面凹凸榫槽出现“艰难爬坡”现象,环间缝隙呈线性扩大,螺栓被拉流。尽管密封垫径向重叠厚度仍有10~15 mm,但因管片局部发生破坏、环面间缝隙超过防水标准而失去防水作用。根据式(4)计算,若环间错台量达到13mm,隧道长度增加迅速,单环隧道增加量也达13.083mm,环缝张开量将迅速增加超过6 mm,环间防水体系基本失效,将会有大量水土流入隧道,环缝漏水严重。图7是整环隧道发生竖向错台示意图,当环间发生竖向错台时,依附于管片上的密封垫将随同管片一起发生错台。在隧道顶底部位错台最为显著,其它部位并不明显,但此时环面上凹凸榫槽还处在咬合状态,错台将呈直线方式发展。隧道处于此种状态十分危险,若变形继续发展,后果不堪设想。

(4)当环间错台量为13~23 mm时(见图3d),环面间持续剪切导致凹凸榫槽结构进一步破坏,防水体系完全失效,凹凸榫槽还处在咬合状态,错台将呈线性发展直至结构失稳,尤其当隧道下卧土层是砂性土层的状况时风险性更大。

分析表明:①若错台量在几毫米以内,隧道总长度增加量很少,环间缝隙宽度并不增加,隧道结构安全尚处在可控状态,但会大大削弱密封垫的防水效果;②若错台量超过环面凹凸榫槽配合极限之后,环间缝隙按线性发展,管片会发生破损、防水失效等现象,给隧道安全带来灾难性威胁。因此,径向错台的增加不仅会引起隧道环面发生剪切,还将导致隧道纵向水平位移(环面缝隙)的增加。

以上仅是对隧道竖向发生径向错台进行分析,实际上隧道发生纵向变形远比此复杂。隧道在装配完成受力后其环面并不是一个真圆,环面凹凸榫槽的装配关系随之发生变化,这些变形会沿着隧道纵向进行传递,隧道纵向和横向变形在一定范围内相互影响。

3、隧道纵向变形典型曲线及工程实例 3.1 隧道纵向沉降典型曲线

图8是典型纵向沉降曲线,沉降曲线呈对称漏斗型。一半曲线是一条反S沉降曲线,曲线的上部向下弯曲,下部向上弯曲,中间呈直线段变化。可将曲线划分成三段,现逐一分析如下: 第一段为向下弯曲段(沉降加速段)。该段隧道受扰动影响较小,环间错台较小,纵向变形量小,环与环之间的错台迅速变大,环间缝隙基本上没有张开,也不发生渗漏水,此阶段的纵向变形累计量较小。

第二段为直线变形段(沉降均速段)。该阶段隧道受扰动影响较大,该段环与环之间的错台量较大,凹凸榫槽相扣处在剪切状态,错台基本上呈直线型发展,没有明显弯曲,纵向沉降累积量迅速变大,环间缝隙防水失效,有大量水土涌入隧道。

第三段为向上弯曲段(沉降减速段),也是最后一个阶段。该段环与环之间的错台变形由大变小,曲线呈向上弯曲状,此阶段的纵向累计沉降量达到最大。

近年来发生的几起隧道险情大沉降与上述隧道纵向变形曲线非常吻合。3.2 工程实例

(1)图9是上海轨道交通2号线某停车场出入库线下行线隧道泵站发生事故后形成的沉降曲线。因泵站施工引起隧道大量漏水漏砂,隧道发生了较大错台变形,个别环间错台量达到数厘米,最大累计沉降量达26 cm,后经及时抢险才得以控制隧道危情。

(2)4号线大连路区间隧道因结构存在固有缺陷导致隧道漏水漏砂,环间发生了较大错台沉降,纵向累计和差异沉降变形都很大,环间发生错台量达到3~5 mm,累计沉降达9 cm,影响范围超过100m,后经及时发现抢险并最终得到根治。环间过大的错台变形势必会引起隧道结构开裂,导致隧道受损或破坏,防水体系失效,给隧道结构安全带来直接威胁,多处隧道发生的纵向大变形验证了这一变形过程。

4、结语

本文通过对地铁盾构隧道纵向变形进行分析,得到如下结论:(1)地铁盾构隧道纵向变形基本上是以径向错台方式进行的。

(2)径向错台的增加不仅会引起隧道环面发生剪切,同时会引起环缝间隙按线性发展,导致隧道结构损坏、防水失效。必须严格控制各类因素引起的环间错台量。

(3)研究了不同沉降曲线半径的环间错台变化规律,等半径沉降曲线上不同位置的错台量是不同的。结合工程险情研究了典型的隧道沉降曲线。

(4)隧道安全与隧道结构变形和防水密切相关,防水的成败关系到其长久安全,“见水就堵”是十分重要的。这些分析结论进一步加深了对隧道发生沉降方式和变形控制值的认识,对指导地铁盾构隧道安全监控具有重要的意义。

第四篇：隧道盾构引起邻近建筑物及桩基变形分析

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摘 要:以天津地铁 2 号线隧道盾构施工为背景，取沿盾构轴线右侧一 6 层框架居民楼为研究对象，基于 ABAQUS 软件，建立了隧道和邻近建筑物及其桩基的计算模型，分析盾构施工对邻近建筑物及其桩基础变形的影响。结果表明，隧道盾构施工导致地表沉降，引起框架结构及其桩基变形，框架整体向隧道盾构一侧倾斜。其中框架梁靠近中柱一端沉降较大，而框架中柱及其桩基也较两侧边柱及其桩基的沉降大。同时表明，盾构施工对邻近建筑物及地下桩基变形产生的影响是整体相关的，在隧道盾构施工时应引起相关设计与施工部门的注意。

关键词：隧道盾构；邻近建筑物；桩基础；数值分析；变形

隧道盾构施工已成为城市修建地铁的必要手段，然而，在有限的城市空间中，隧道往往不可避免地会与已有的建筑物相邻近，它们之间有着复杂的相互作用关系。盾构施工不可避免地会对周围地层产生扰动，使周围孔隙水压变化、地层原始应力重新分布、原有的土体平衡状态遭到破坏，这导致地表发生沉降变形，引起地上或地下邻近建筑物、构筑物的开裂、甚至破坏等问题[1]。

从目前相关资料来看，盾构施工研究多侧重于对地面沉降量及影响范围的预测[2-4]，或盾构对地下构筑物或管线的影响[5-10]，而盾构对沿线上部建筑及其下部结构整体影响研究及盾构对建筑物整体(包括土、基础和地上结构)引起的结构变形规律研究较少。

本文以天津地铁 2 号线某区间段隧道盾构施工为背景，利用 ABAQUS 软件建模，进行数值计算，分析隧道盾构施工引起的邻近建筑物及地下桩基的变形规律，为研究盾构施工引起邻近建筑物及地下桩基整体变形提供了参考。

1工程概况

所采用隧道盾构区间段沿盾构轴线一侧下穿市区 6~8 层建筑物，结构形式以框架结构为主。

该区段隧道盾构中心距地表 16 m，盾构直径为6.2 m，盾构管片设计采用净空Φ5 500 mm，管片厚度 350 mm，环宽 1.2 m。

建筑物位于隧道右侧，为 6 层框架结构居民楼，层高为 3.3 m，开间宽 6 m，梁截面尺寸为 600 mm×300 mm，柱截面尺寸为 500 mm×500 mm，地下为桩基础，桩径为 500 mm，桩长 13 m。桩基离隧道右边缘最近距离为 4 m，最远距离为 20 m(图 1，轴线从左至右为 A—D 轴)。

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2隧道盾构引起地表沉降 2.1地表沉降现场监测点布置

由于隧道盾构区间较长，取盾构轴线上三个盾构横截面(R210、R211、R212)的地表沉降监测值作统计分析。R212 断面涉及建筑物，其余纵向监测每隔两环布置一点。横向断面监测以轴线为中心，左右对称布置，每隔 10 m 布置一点，每侧布置 3 个测点，具体隧道监测点布置见图 2。

2.2实测结果分析

关于隧道盾构开挖引起的地表沉降，一般常用Peck 公式[11]经验法估算。该法主要是 使命：加速中国职业化进程

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根据隧道盾构开挖后地表沉降槽的形状用一定的曲线表示。图 3为实测各断面的地表沉降曲线，可以看出隧道盾构施工产生的地表沉降横向分布呈近似正态分布曲线，隧道轴线部位沉降最大，建筑物也在沉降影响较大范围内，这与经验法结果一致。ABAQUS有限元数值模拟 3.1模型建立

隧道沿纵向可以看作无限长，分析时作平面应变问题处理，模型简化为二维模型。其中土体、衬砌、桩基础采用平面壳单元模拟，框架采用梁单元模拟。隧道的衬砌、地表建筑和桩基础都是钢筋混凝土材料。其中隧道衬砌及桩基础与周围土体均设有摩擦接触。本文建模时采用在衬砌施工前，将开挖区单元的模量降低，依次来模拟应力释放效应。计算区域各层土体及混凝土的参数见表

1、表 2。

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3.2盾构开挖模拟

采用 ABAQUS 中单元生死操作模拟盾构土体开挖，利用模量衰减方法来模拟应力的部分释放现象。在平衡地应力后，加入以下几个分析步：reduce分析步，在此步中开挖区模量衰减 40%；add 分析步，此步中激活衬砌单元；remove 分析步，此步中移除隧道开挖单元。此外，还需定义场变量 FieldVariable 相关的弹性模量参数。模型网格划分采用手动划分方式，划分结果见图

4、图 5。

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4计算结果分析 4.1地表沉降

由图 6 所示地表沉降计算曲线可见，地表在建筑物中柱附近产生了最大沉降，最大沉降值为 20 mm。这说明建筑物的存在对地表沉降有一定影响。隧道盾构引起的地表沉降趋势仍然符合 Peck 公式所计算结果，曲线在地表横向分布呈近似正态分布曲线，以建筑物中线为轴对称分布。远离盾构开挖，地表沉降值越小，且与前述实测 R212 横断面的地表沉降值一致。这一结果表明，根据本文所取的模型及参数的数值模拟结果与实测数据及经验公式计算值有很好的一致性。

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4.2建筑物变形

图

7、图 8 分别为左、右侧各层梁的竖直位移曲线。可见，左侧梁的竖直位移从左至右逐渐增加，而右侧梁的竖直位移从左至右逐渐减少。两侧梁的竖直沉降曲线近似对称于框架中线，这与隧道盾构引起的地表沉降曲线基本一致。可见框架中柱的沉降大于两侧边柱的沉降，框架的沉降趋势与地表的沉降趋势也基本一致。框架梁的沉降值由下至上逐渐递增，最大沉降值达 22 mm。

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图 9—图 11 分别为 A—D 轴各层柱的水平位移曲线，结合图 1 可得知，从 A 柱到 D 柱越来越远离隧道中心。

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a.A 轴柱的水平位移最大为 19.23 mm，B 轴柱为 18.05 mm，D 轴柱为 17.60 mm，可见框架柱的水平位移与距盾构距离相关，距离盾构开挖中心轴线越远，水平位移越小。

b.首层 A 柱的水平位移从下至上递减，而首层D 柱的水平位移从下至上递增，其余柱的水平位移沿柱身从下至上均呈递增趋势，且位移均朝向盾构一侧，框架整体向盾构开挖一侧倾斜。分析认为这是由于盾构施工使隧道周边的地层压力(即地表建筑左侧)损失，从而引起地表建筑左侧的压力减小，使其产生逆时针方向的倾斜。

c.各轴柱的水平位移由下至上递增，可见盾构开挖时，框架顶层的变形增大明显，因而在盾构施工时，对建筑顶层需进行严格的监控。4.3地下桩基础变形

图 12 为地下桩基的水平位移曲线，图 13 为桩基础变形云图。分析可见，地下桩基的水平位移与框架柱类似，远离盾构开挖中心线的桩基水平位移越小，且桩基的水平位移沿埋深呈递增趋势，但 A轴桩与 C 轴桩在埋深 10 m 后水平位移下降。从桩基变形云图可看出地层损失使得邻近桩基中靠近隧道的一端压力减小，从而产生向左的水平位移。经计算A 桩的最大竖直位移为 18.79 mm，B 桩为 21.17 mm，C 桩为 21.31 mm，D 桩为 19.63 mm，可见中部桩基的沉降大于两边的桩基，这与盾构开挖引起的地层沉降变形一致。因此，在隧道盾构施工过程中需对建筑物中柱及中部桩基进行严格的监测，以避免建筑物及其桩基发生过度沉降。

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5结语

a.隧道盾构开挖引起的地表沉降经数值模拟计算，其计算结果与实测值及 Peck 经验公式计算预测的地表沉降曲线趋势一致，均为正态分布曲线，且在建筑物的中部地表沉降值最大。

b.地表建筑物的框架梁的变形趋势与地表沉降一致，左右侧梁靠近中柱一端的竖直位移最大，距隧道中心线越远，梁的竖直位移越小，且上层梁比下层梁竖直位移大。

c.整体来看地表框架柱的变形，中柱的沉降大于边柱，柱水平位移距隧道中心线越近，变形越大，且水平位移均朝向盾构一侧，使建筑产生向隧道一侧的倾斜；上层框架柱的水平位移大于下层，框架建筑物上层变形较大。

d.远离隧道盾构中心线的建筑桩基水平位移越小，且水平位移沿埋深呈递增趋势。桩基产生向隧道一侧的水平位移。中部桩基的沉降大于两边的桩基，与盾构开挖引起的地表 使命：加速中国职业化进程

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及框架柱沉降变形基本一致。

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第五篇：国内盾构隧道工程事故案例分析概要

国内TBM、盾构隧道工程事故案例分析

在盾体支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工。盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低。但在施工过程中人机交错的特征十分明显，特别是在衬砌、运输、拼装、机械安装等环节工艺复杂，较易出现起重伤害、电瓶车伤人、机械伤害、高处坠落等多种事故，且在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险极大。

一、盾构进出洞阶段发生的安全事故

盾构进出洞都存在相当大的危险性。整个施工作业环境处于一个整体的动态之中，蕴藏着土体坍塌、起重伤害、高处坠落、物体打击等多种事故发生的可能。

南京地铁盾构进洞事故

1、工程概况

南京某区问隧道为单圆盾构施工，采用I 台土压平衡式盾构从区间右线始发，到站后吊出转运至始发站，从该站左线二次始发，到站后吊出、解体，完成区间盾构施工。该区间属长江低漫滩地貌，地势较为平坦，场地地层呈二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土为主，下部以粉土和粉细砂为主，赋存于粘性土中的地下水类型为空隙潜水，赋存于砂性土中的地下水具一定的承

压性，深部承压含水层中的地下水与长江及外秦淮河有一定的水力联系。到达端盾构穿越地层主要为中密、局部稍密粉土，上部局部为流塑状淤泥质粉质粘土，端头井6m采用高压旋喷桩配合三轴搅拌桩加固土体。

2、事故经过

在盾构进洞即将到站时，盾构刀盘顶上地连墙外侧，人工开始破除钢筋，操作人员转动刀盘，方便割除钢筋，下部保护层破碎，刀盘下部突然出现较大的漏水漏砂点，并且迅速发展、扩大，瞬时涌水涌砂量约为260m3/h，十分钟后盾尾急剧沉降，隧道内同部管片角部及螺栓部位产生裂缝，洞内作业人员迅速调集方木及木楔，对车架与管片紧邻部位进行加固，控制管片进一步变形。仅不到一小时，到达段地表产生陷坑，随之继续沉陷。所幸无人员伤亡，抢险小组决定采取封堵洞门方案。

二、盾构作业阶段发生的安全事故

盾构作业阶段人机交错的特征十分明显，起重伤害、电瓶车伤人、机械伤害、高处坠落等多种事故发生的可能，始终贯穿着施工的全过程。

1、管片堆场事故

事故经过：涂料工朱××在管片堆场两管片堆放点的缝隙中，进行施工作业，龙门吊吊运司机在没有起重挂钩工指挥的情况下，吊运管片。在吊运过程中，未发现朱××在管片的侧方，由于管片是斜向起吊，在起吊中管片晃动，使朱××头部和另一块挤压，脑部严重受伤，送医院抢救无效，死亡。

事故原因：

1、管片堆放未按规定的距离留出开档，间隙距离不够，堆放太高，使龙门吊司机看不见缝隙中的施工人员。

2、吊运时无起重指挥工，吊运时钢丝绳斜吊。

3、涂料工朱××自我保护意识差，未能选择正确站位。

2、垂直运输事故

事故经过：上海地铁二号线静安寺工地1997年10月25日晚21时许，施工单位所属盾构推进四队，第三小队正值夜班。

夜班共11名人员在小队长倪汉熹的带领下，9名人员（电瓶车司机、盾构司机、拼装工、测量工、挂钩工）在井下进行盾构推进施工，2名人员（龙门吊司机吴立名、挂钩工王德民）在地面作业。在吊运4块砼管片作业后，龙门吊司机吴立名发现吊运龙门吊5吨副钩有一侧倾斜现象，此时井下正要推进出土，于是停用副钩。改用15吨主钩吊运4箱积土，直至23时50分许，吊运428环推进出碴斗，在吊运到第6箱时，15吨主钩穿插吊运管片一块，以保证第428环的成环拼装作业。

到26日凌晨1时左右仍用龙门吊15吨主钩吊运2块管片，到2时左右，第429环2箱出碴斗运至井底下，龙门吊作业人员随即用15吨主钩吊运碴斗。2时55分时，15吨主钩准备吊运第6箱出碴斗，当主钩下放至距井底4米时，龙门吊司机吴立名突然发现悬在空中的龙门吊5吨副钩向下坠落（坠落高度约17米），当即他向下大叫，但为时已晚，5吨副钩已坠落击中井下电瓶车司机沈艺兼挂钩工沈艺头部及身体，当即死亡。

事故原因：

直接原因：起重设备有缺陷

1、龙门吊副钩无防钢丝绳跳槽及跳槽后的机械保险保护装置

2、龙门吊副钩动滑轮，轮缘破损后堆焊高度不够

3、龙门吊平衡轮锈蚀卡阻不起作用

以上三条是造成龙门吊副钩动滑轮钢丝绳跳槽，下坠的直接原因。

间接原因：

1、龙门吊在验收检测过程中，尚未检验出动滑轮缺损的焊补和间隙过等设备上的缺陷。

2、龙门吊使用时，对5吨副钩倾斜的设备缺陷，未及时认

真采取有效的整改措施。

3、水平运输事故 事故经过：

上海地铁二号线陆家嘴--东昌路区间隧道1998年3月19日晚，宝建405市政工程队，对东昌路车辆段进行正常的清理施工。至21时许，由于要清理车辆段轨道下的污泥，电瓶车司机（带班人）蔡建华把电瓶车前的拌浆车和电瓶车车后的二节平板车连接后，拖拉出车辆段。在启动电瓶车时，未打铃警示，车辆慢行至4米时，突然听见人员叫喊，电瓶车司机蔡建华立即刹车，下车后，发现在电瓶车左侧的民工方正飞已倒在轨道与砼结构墙夹墙的地上。事故发生后，事故单位立即将伤员送往医院救护

事故原因：

1、电瓶车司机（带班人）蔡建华，在启动车辆前，未打铃，叫喊、警示，未注意周围人员变动，站位情况是，是发生这起事

故的主要原因。

2、结构框梁上堆放电瓶箱，导致机车轨道和框梁之间的距离减小，也是发生事故的主要原因之一。

3、方正飞是新进单位的民工，虽然经过安全教育，不熟悉隧道环境，自我保护意识差。不能正确站位，站立在夹缝死角未能避让，是事故发生的主要原因。

4、台车段交叉施工事故

事故经过：

上海地铁延伸段延长路～广中路区间隧道台车段2002年3月15日中午11时许。在隧道内台车段，中煤公司机修工钱抑山工作完毕后，在盾构操纵室门口饮水。此时，8T电瓶车运输两块管片行驶至车架内，用双轨梁吊运装卸一块管片后，退出双轨梁的下方，钱抑山以为电瓶车已经驶出台车段，故伸头向车架中

间张望，谁知道电瓶车又返回原处，在此过程中，电瓶车上的探头架子，擦碰到了头部，造成钱的耳朵受到伤害，送医院进行救治。

事故原因：

1、原来电瓶车探头的架子未能及时拆除，电瓶车在车架中间距离两边不足5cm，是事故发生的主要原因

2、机修工钱抑山在未能知晓电瓶车动态的情况下，向车架中间张望是事故发生的主要原因

3、电瓶车在退出车架，再次驶入车架的过程中，未能启动警示铃是事故发生的又一重要原因。

5、盾构换刀引起的爆炸事故 事故经过

2008年04月15日傍晚6时15分，广州地铁六号线东湖站至黄花岗站施工现场发生事故，造成2死5伤。前日傍晚6时10分，中铁隧道集团有限公司广州市轨道交通六号线东黄盾构区间，在盾构机开仓作业时，遇不明气体导致伤亡事故，现场作业工人18人已全部撤离至地面。现场距地面约23米深，作业面进尺2 千米。现证实有2人已死亡.5 人受伤。事故等级定为较大事故。

事故原因

事故发生时，因盾构机掘进速度下降，工人判断是刀盘室内的刀片磨钝了，决定打开刀盘室的仓门检查一下。盾构机因此停

了了下来，两名工程师和两名工人走上前。一般的操作程序是，工人上前打开仓门，并用水管朝刀片上喷水，这样可以将刀片上的泥浆冲干净，也顺便给在掘进过程中发热的刀片降温。接下来，作为技术人员的工程师就要手捋照明灯查看并统计刀片的磨损程度。仓门打开了，一工人拿起水管朝刀片上冲水，另一工人举着灯，把手伸进刀盘室内。按照规定，应该举着防爆灯查看刀片，这种低电压的灯即使坏了也只是灭掠，而不会冒出火花。但工地就只剩下了最后一个防爆灯，而且要碰一碰才能亮。用了几个月后，这个灯也坏了。于是举着一根日光灯的灯管伸进了刀盘室。爆炸几乎就在此时发生了。当时有18人在作业。一声爆炸后，眼前一片尘土。

类似的事故此前也发生过，但未酿成这么严重的后果。据工人介绍，两个多月前，刀盘空被打开换刀片，前天置换了空气没换完，第二天再次将刀盘室内的空气置换出来，但抽风设备只停了中午顿饭的工夫，一名工人下去换刀片时点了根烟，里面的瓦斯就燃烧起来，冲出的火焰将该工人的眉毛都烧焦了。

调查结果

16日，事故调查组委托广州穗监质量安全检测中心对事故现场的余气成分及浓度进行检测。经过从16日中午至17日凌晨间的4次检测，结果显示，盾构机土仓内甲烷、一氧化碳等有害气体严重超标。据此专家初步判断，由于盾构机土仓内聚集了大量甲烷等有害气体，在开仓过程中发生爆燃。

6、地铁隧道施工火灾 事故经过

2009年l月8日11点15 分左右，上海曹杨路地铁II 号线的在建工地发生火灾，现场浓烟滚滚。消防部门出动数十辆消防车赶到现场。事故造成周边部分交通路段拥格。事故现场附近的地铁3 号线并没有受到火灾影响，仍照常运营。当天下午l时左右，现场火势完全得到控制。该事故己造成l人死亡.6 人受伤。

事故原因

事故发生时，现场正在进行盾构进洞注浆施工后的清理工作，起火原因可能是电器设备线路发生短路引发的。事故发生前几天，施工隧道内曾发生漏水，火灾原因可能是由施工隧道内注浆材料聚氨酶引起的。

7、盾构开仓换刀坍塌事故 事故经过

2014年10月7日，由广东华隧建设股份有限公司承建的南宁地铁1号线7标，在鲁班路站至动物园站区间左线隧道二号联络通道加固区，工人进入盾构端部的土压舱进行换刀作业。21时57分，盾构土压舱发生土体坍塌事故，事故造成1 人死亡、2人失踪。

事故发生地点位于地下20米处，通往人员被困的土舱只有一个通道，目前有一道闸门关闭着，如果贸然打开闸门，泥水势必会冲进隧道，危及抢险救援人员的生命安全，而且还会形成大量的地下泥水流失，极易诱发再次的坍塌，导致路面塌陷及周边的房屋受损等次生灾害。

南宁地铁11日9时35分接到事故情况报告，即赶赴现场组织 抢险救援。公安部门11日下午对现场人员询问调查，事故造成1人死亡、2人失踪。己对相关责任人进行控制。同时，迅速组织武警水电一总队11日16时30分左右采用生命探测，判断塌方体内已无生命迹象。

事故原因

盾构加固区不密实，未能有效止水，导致开仓后高水压引起泥砂冲人土仓，把作业工人埋葬。

三、盾构施工对周边环境的影响

广州地铁盾构施工引起地面沉陷事故 工程概况: 2006年1月某日上午，广州市地铁线某区间盾构施工路面发生沉陷，沉陷区域直径约6米，深度为60厘米，地面是该线地铁单位的一个项目经理部。

事故经过: 发生下陷的路而位于该项目部西侧围墙根下，水泥路面从四周朝路心凹陷，中心处下沉半米多深，路面的围堵受牵引后，墙壁出现大量裂痕。

事故因地下水流失引起。警方封锁了周边道路，为减少对交通的影响，施工单位在现场启动应急预案。

事故原因: 据专家分析，该地段为地质条件极复杂的断裂带，且上部为回填沙土层，沉陷处地下水丰富。因施工中机器扰动了地层，地下水流失而引起路而局部沉陷。