盾构施工经验交流(顾眩曜)

1、顾眩曜上海隧道股份盾构分公司工程管理部施工交流第一部分第一部分 前言前言第二部分第二部分 盾构法隧道施工最关键的三大指标盾构法隧道施工最关键的三大指标第三部分第三部分 盾构法施工风险点主要涉及盾构法施工风险点主要涉及8 8个大块个大块第四部分第四部分 举例关键风险点控制不当所产生的后果举例关键风险点控制不当所产生的后果第五部分第五部分 总结总结 随着社会经济快速发展，对城市交通建设提出了更高的要求，而地面上人文自然景观、基础设施、地下管线都占据了很大的空间，因此轨道交通建设是一种最佳的选择。同时给施工也带来了很大的风险。51 盾构法施工是盾构法施工是一种利用盾构掘一种利用盾构掘进机在地面下进进

2、机在地面下进行暗挖的一种施行暗挖的一种施工工艺，每挖一工工艺，每挖一环，拼装一环，环，拼装一环，循环工作，直至循环工作，直至完成整条隧道。完成整条隧道。始发井接收井 管片外径6米2，内径5米5，20吨。纵向16根，环向12根1、建成的隧道实际轴线与设计轴线的一致性2、隧道的综合防水能力3、隧道的地面沉降控制三大主控三大主控指标指标始发、接收地基加固始发、接收地基加固1 1、整个施工划分9个主要环节垂直、水平运输及管片制作垂直、水平运输及管片制作2 2、始发、接收基座安装始发、接收基座安装3 3、盾构机下井调试和拆除盾构机下井调试和拆除4 4、反力体系、止水装置安装反力体系、止水装置安装5 5、

3、始发、接收洞门的凿除始发、接收洞门的凿除6 6、盾构推进及拼装盾构推进及拼装7 7、井接头制作、手孔封堵井接头制作、手孔封堵8 8、联络通道的施工联络通道的施工9 9、9 9个个环节环节1 1、始发、接收地、始发、接收地基加固基加固9 9个个环节环节2 2、垂直、水平、垂直、水平运输及管片制作运输及管片制作9 9个个环节环节3 3、始发、接收基、始发、接收基座安装座安装9 9个个环节环节4 4、盾构机下井调、盾构机下井调试和拆除试和拆除9 9个个环节环节5 5、反力体系、止、反力体系、止水装置安装水装置安装9 9个个环节环节6 6、始发、接收洞、始发、接收洞门凿除门凿除7 7、盾构推进、盾构推

4、进及拼装，注浆及拼装，注浆和二次补浆和二次补浆9 9个个环节环节9 9个个环节环节8 8、井接头制作、井接头制作、手孔封堵手孔封堵9 9个个环节环节9 9、联络通道施工、联络通道施工 这这9 9个环节个环节如果控制不当，会产生严重如果控制不当，会产生严重后果。纵观后果。纵观5050年中国盾构发展史，这年中国盾构发展史，这9 9个环个环节中各类事故屡见不鲜，具有重复性和普遍节中各类事故屡见不鲜，具有重复性和普遍性，性，它不仅对周边环境、市民的生活、社会它不仅对周边环境、市民的生活、社会带来了影响，甚至对工程的耐久性和使用功带来了影响，甚至对工程的耐久性和使用功能造成无法估算的损失。能造成无法估算

5、的损失。 而造成事故的因素不外乎人、机、料、法、环五大因素，其中一个重要的原而造成事故的因素不外乎人、机、料、法、环五大因素，其中一个重要的原因是近年来施工队伍迅速扩大，而管理和技术素质相对滞后，施工现场缺乏熟练因是近年来施工队伍迅速扩大，而管理和技术素质相对滞后，施工现场缺乏熟练、称职的施工管理和技术人员，风险管理意识不够强，应急措施不到位。造成对、称职的施工管理和技术人员，风险管理意识不够强，应急措施不到位。造成对风险点的预估、诊断、处置不力，最终导致事故的发生。风险点的预估、诊断、处置不力，最终导致事故的发生。 根据各大城市施工经验和教训，列举根据各大城市施工经验和教训，列举2121个盾

6、构法施工中比较常见的，并具有代表性个盾构法施工中比较常见的，并具有代表性的风险事故案例。的风险事故案例。 始发和接收地基加固（始发和接收地基加固（1 1、2 2、3 3）12121个案例目录个案例目录 盾构掘进盾构掘进- -尤其穿越江、河、管线尤其穿越江、河、管线 房屋、桥梁、铁路、复合地层等房屋、桥梁、铁路、复合地层等2 盾构设备盾构设备（选型不合理和保养）（选型不合理和保养）3 联络通道和井接头联络通道和井接头4 施工监测施工监测5 盾构吊装盾构吊装6 应急措施应急措施 7 警戒值不重视警戒值不重视81 1、地基加固设计工法或加固范围、地基加固设计工法或加固范围存在缺陷存在缺陷2 2、地基

7、加固施工质量不符合要求、地基加固施工质量不符合要求3 3、施工中安全意识、应急材料和、施工中安全意识、应急材料和措施不到位措施不到位一、盾构始发和接收中产生的事故一、盾构始发和接收中产生的事故常见有三种常见有三种旋旋喷喷桩桩3.53.5米米搅搅拌拌桩桩盾构全长盾构全长9 9米米1 1、地基加固设、地基加固设计工法或加固计工法或加固范围存在缺陷范围存在缺陷按照每小时按照每小时200200方流速方流速，一般工作井，一般工作井2020米米 1212米，估计米，估计6 6小时淹小时淹没盾构。没盾构。1 1、盾构机及隧道沉降导致、盾构机及隧道沉降导致变形、断裂，报废。变形、断裂，报废。2 2、对周边有管

8、线或、对周边有管线或建筑物，造成损坏。建筑物，造成损坏。危害性危害性37.537.5米米8 8米米 如果进出洞地基加固的加固范围受地面建筑物和管线的限制时，必须采取特殊手段（如：水平冻结等工艺），千万不能简单的缩短加固范围。经验教训经验教训 如果对那些土层比较差、周边管线和建筑物又比较近或车流量比较大的交通要道，难度和风险就特别高的部位，为确保万无一失，回填泥土回填泥土、水或钢套筒工艺。、水或钢套筒工艺。最保险措施最保险措施南京地铁南京地铁2号线高含砂地层盾构接收井洞口喷涌号线高含砂地层盾构接收井洞口喷涌2 2、地基加固施工、地基加固施工质量不符合要求质量不符合要求地基加固单位资质、设备、原材

9、料、人员等一定要认真审核和把关，严格按照设计和规范要求进行施工，完工后要对加固质量进行取样检测和判断，一旦发现异常应进行补加固措施，千万不能麻痹大意。经验教训经验教训3 3、施工中安全意识、施工中安全意识、应急材料和措施不到位应急材料和措施不到位教训教训施工中各个部位防火器具、通风都要严格按规施工中各个部位防火器具、通风都要严格按规定执行，施工前组织防火培训和应急演练，确定执行，施工前组织防火培训和应急演练，确保人员、设备的安全。保人员、设备的安全。1 1、穿越江河时操作不当、穿越江河时操作不当2 2、江中遇地质探孔螺旋机、盾尾突发喷涌处置不当、江中遇地质探孔螺旋机、盾尾突发喷涌处置不当4 4

10、、岩层中掘进遇裂隙水、岩层中掘进遇裂隙水二、盾构掘进中常见事故二、盾构掘进中常见事故常见有八种常见有八种-尤其穿越江、河、管线、房屋、桥梁、铁尤其穿越江、河、管线、房屋、桥梁、铁路、复合地层等路、复合地层等5 5、穿越铁路时事先监测手段和预加固措施不到位、穿越铁路时事先监测手段和预加固措施不到位6 6、盾构掘进中土层突变，尤其遇暗河容易发生事故、盾构掘进中土层突变，尤其遇暗河容易发生事故7 7、盾构在掘进中复合地层容易发生的事故、盾构在掘进中复合地层容易发生的事故8 8、地基承载力差的房屋盾构穿越容易发生事故、地基承载力差的房屋盾构穿越容易发生事故3 3、江，河中遇到不明气体，尤其是沼气、江，

11、河中遇到不明气体，尤其是沼气1 1、穿越江河时、穿越江河时操作不当操作不当本次事故造成工期延长本次事故造成工期延长近半年，最终在江中段近半年，最终在江中段搭钢平台，冻结施工搭钢平台，冻结施工5号土6号土7号土2 2、江中遇地质探孔螺旋机、盾尾突发喷涌处、江中遇地质探孔螺旋机、盾尾突发喷涌处置不当置不当1 1、如处置不及时，、如处置不及时，很有可能隧道淹掉很有可能隧道淹掉或轴线偏离，影响或轴线偏离，影响以后地铁运营。以后地铁运营。危害性危害性经验教训经验教训根据上述2个案例，施工中必须做好以下措施：施工中必须做好以下措施：1 1、做好电器设备防水措施和应付突发停电的手段。、做好电器设备防水措施和

12、应付突发停电的手段。2 2、隧道内和工作井一定要有应付突发喷涌的措施，尤其是当心暴雨季节、隧道内和工作井一定要有应付突发喷涌的措施，尤其是当心暴雨季节的排水措施，确保工程设备和人员的安全。的排水措施，确保工程设备和人员的安全。3 3、过江河施工前对盾构设备进行一次彻底的检查，重点螺旋机出口和盾、过江河施工前对盾构设备进行一次彻底的检查，重点螺旋机出口和盾尾部分，同时事先准备好应急物资。尾部分，同时事先准备好应急物资。3 3、江，河中会遇到不、江，河中会遇到不明气体，尤其是沼气明气体，尤其是沼气陆地上勘察沼气喷射包括溶洞危害包括溶洞危害采取措施采取措施江河施工中隧道工作面应有气体检测仪，有条件的

13、话请专业单位事先进行排查。 因此江中段或岩石层中推进事先准备工作一定要充分。因此江中段或岩石层中推进事先准备工作一定要充分。1 1、江河的覆土和地质探孔要摸清。岩层段一定要事先钻孔，探明有没有溶洞和裂隙水的情况。、江河的覆土和地质探孔要摸清。岩层段一定要事先钻孔，探明有没有溶洞和裂隙水的情况。2 2、设备提前检查。、设备提前检查。3 3、应急物资准备充分和事先进行应急演练。、应急物资准备充分和事先进行应急演练。4 4、盾尾油脂质量要保证，螺旋机出口、盾尾密封和铰接部位要有防喷装置。、盾尾油脂质量要保证，螺旋机出口、盾尾密封和铰接部位要有防喷装置。5 5、对于一些凹凸不平的荒地要实地勘察，一旦下

14、雨积水后会变成水塘，形成新的风险。、对于一些凹凸不平的荒地要实地勘察，一旦下雨积水后会变成水塘，形成新的风险。经验教训经验教训区间隧道与铁路站路基加固基础关系图5 5、盾构在穿铁路时事、盾构在穿铁路时事先监测手段和预加固先监测手段和预加固措施不到位措施不到位静力水准仪人工监测水平水准仪经验教训经验教训预先与铁路部门备案沟通，了解火车通行情预先与铁路部门备案沟通，了解火车通行情况，应事先进行加固措施。一旦发现沉降及况，应事先进行加固措施。一旦发现沉降及时调整铁路轨道的高度和路基结构。施工参时调整铁路轨道的高度和路基结构。施工参数必须严格根据自动化监测数据进行调整。数必须严格根据自动化监测数据进行

15、调整。6 6、盾构掘进中土层突变，尤其遇暗河容易发生事故、盾构掘进中土层突变，尤其遇暗河容易发生事故危害性危害性7 7、在掘进中遇地表存在空洞及复杂的复合地层（、在掘进中遇地表存在空洞及复杂的复合地层（上面粘土下面砂性土、砂卵等上面粘土下面砂性土、砂卵等) )容易发生的事故容易发生的事故经验教训经验教训掘进施工中要控制好施工参数，上方建筑物掘进施工中要控制好施工参数，上方建筑物必须加强监测，一旦沉降数据异常，停止施必须加强监测，一旦沉降数据异常，停止施工，进行原因分析，及时采用措施，千万不工，进行原因分析，及时采用措施，千万不能熟若无睹，（可以利用半夜车少、人少的能熟若无睹，（可以利用半夜车少

16、、人少的时间进行排摸，如地面钻孔监测，发现异常时间进行排摸，如地面钻孔监测，发现异常，及时回填，及时回填。）。）采用地质雷达进行监测发泡剂串到地面上铰接渗漏影响反之盾尾渗漏也一样改装拼装机割除管片20092009年年6 6月盾构下穿程桥二村月盾构下穿程桥二村6-86-8号居民楼，施工中号居民楼，施工中严格控制施工参数，最终结果造成，墙体开裂、倾严格控制施工参数，最终结果造成，墙体开裂、倾斜等，居民反映强烈，社会影响很大。斜等，居民反映强烈，社会影响很大。8 8、地基承载力差的房屋盾构穿越容易发生事故、地基承载力差的房屋盾构穿越容易发生事故将三幢房屋的居民将三幢房屋的居民搬迁安置，房屋拆搬迁安置

17、，房屋拆除，旧地重建除，旧地重建。危害性危害性原因分析原因分析地基承载力差的房屋一旦盾构穿越扰动土体，必将对上方建筑物造成损坏。楼号楼号最大倾斜率最大倾斜率倾斜方向倾斜方向6 68 8号号居民楼居民楼16.5516.55向北向北6.556.55向西向西11111212号号居民楼居民楼17.9717.97向北向北4.054.05向西向西52525353号号居民楼居民楼1.51.5向南向南1.951.95向东向东施工前对穿越房屋应进行结构检测和评估施工前对穿越房屋应进行结构检测和评估，对有缺陷的事先进行补加固措施，对评，对有缺陷的事先进行补加固措施，对评估为危房应事先向设计、业主反映，最好估为危房

18、应事先向设计、业主反映，最好通过调整线路或拆除等措施。对一些还不通过调整线路或拆除等措施。对一些还不能拆除的房屋，施工中应事先考虑人员撤能拆除的房屋，施工中应事先考虑人员撤离、安置等措施。切忌存有侥幸态度。离、安置等措施。切忌存有侥幸态度。经验教训经验教训1 1、盾构机刀具不合理切削障碍物易发生事故、盾构机刀具不合理切削障碍物易发生事故2 2、盾构机切削不明障碍物容易发生事故、盾构机切削不明障碍物容易发生事故3 3、深覆土施工中轴线纠偏时，总推力不足影响纠偏、深覆土施工中轴线纠偏时，总推力不足影响纠偏效果发生事故效果发生事故三、盾构设备（选型和保养不合理易发生事故）三、盾构设备（选型和保养不合

19、理易发生事故）常见有四种常见有四种4 4、盾构机在深覆土施工发生盾尾变形事故、盾构机在深覆土施工发生盾尾变形事故5 5、盾构机三大密封忽视保养发生事故、盾构机三大密封忽视保养发生事故1 1、盾构机刀具不合理切削障碍物易发生事故、盾构机刀具不合理切削障碍物易发生事故 盾构盾构穿越穿越4 4号线号线8080公分厚公分厚的玻璃纤的玻璃纤维地下连维地下连续墙，前续墙，前后共用了后共用了整整整整5 5个月个月，平均每，平均每天推进天推进5 5毫毫米。米。推进方向推进方向盾构穿越地下连续墙刀盘磨损严重盾构穿越地下连续墙刀盘磨损严重2 2、盾构机切削不明、盾构机切削不明障碍物容易发生事故障碍物容易发生事故3

20、 3、深覆土施工中轴、深覆土施工中轴线纠偏时，总推力线纠偏时，总推力不足影响纠偏效果不足影响纠偏效果发生事故发生事故采取措施采取措施增加千斤顶，至少影响半个增加千斤顶，至少影响半个月工期月工期。4 4、盾构机在深覆土施工发生盾尾变形事故、盾构机在深覆土施工发生盾尾变形事故磁悬浮隧道盾尾变形，管片无法拼装，目前这个磁悬浮隧道盾尾变形，管片无法拼装，目前这个工程已停了工程已停了4 4年多。年多。第2唇口密封第3唇口密封第1唇口密封盖板盖板齿轮油压注部位HBW密封油脂压注齿轮油压注密封原理EP2油脂压注泵5 5、盾构机三大密封（刀盘驱、盾构机三大密封（刀盘驱动密封、中心回转密封、铰接动密封、中心回转

21、密封、铰接密封）忽视保养发生事故密封）忽视保养发生事故教训教训根据上述5个案例，盾构机选型和改制非常重要，不仅要满足已知的工况条件，更要有应付不可预见的工况条件的能力，尤其突发遇见回填的或以前遗留物如大块铁器、木桩、混凝土桩、锚索等。因此盾构机选型尤其在刀具上、推力上可以用一句通俗语“杀鸡用牛刀”。尤其是一些旧盾构，施工单位往往为了考虑成本，改制不到位，造成以后工期、沉降的影响。1 1、联络通道施工中容易发生的事故（一）、联络通道施工中容易发生的事故（一）2 2、联络通道施工中容易发生的事故（二）、联络通道施工中容易发生的事故（二）3 3、井接头施工中容易发生的事故、井接头施工中容易发生的事故

22、四、联络通道和井接头易发生的事故四、联络通道和井接头易发生的事故1 1、联络通道施工不当容易发生的、联络通道施工不当容易发生的事故事故2 2、联络通道制冷设备不符合要求、联络通道制冷设备不符合要求发生事故发生事故3 3、井接头施工措施不到位，施工、井接头施工措施不到位，施工不及时，导致洞口密封失效发生不及时，导致洞口密封失效发生事故事故四、联络通道和井接头易发生的事故四、联络通道和井接头易发生的事故常见有三种常见有三种2003年6月24日，开始旁通道开挖施工。7月1日凌晨约4时。1 1、联络通道施、联络通道施工不当容易发工不当容易发生的事故生的事故2 2、联络通道制冷设备不、联络通道制冷设备不

23、符合要求发生事故符合要求发生事故教训教训根据上述案例，联络通道是一个高风险的项目，目前普遍采用冻结法进行施工，由于每座城市土层不一样，对冻结法的设计强度要求和制冷设备的选型要增加保险系数。另外旁通道位置的设计最好避开构建筑物。3 3、井接头施工措施不到、井接头施工措施不到位，施工不及时，导致洞位，施工不及时，导致洞口密封失效发生事故口密封失效发生事故1 1、小口径的管道或地下障碍物未、小口径的管道或地下障碍物未及时摸清及时摸清五、施工监测手段不合理五、施工监测手段不合理常见有二种常见有二种2 2、大口径管道或地下障碍物未及、大口径管道或地下障碍物未及时摸清时摸清篮球场位置，地面出现了下沉较严重

24、，原因地下有空洞。1 1、施工监测中小口径的管道或地下、施工监测中小口径的管道或地下障碍物未及时摸清发生事故障碍物未及时摸清发生事故2 2、施工监测中大口径管道或地下障、施工监测中大口径管道或地下障碍物未及时摸清发生事故碍物未及时摸清发生事故75盾构在地耐力差的地方进行吊装容盾构在地耐力差的地方进行吊装容易发生事易发生事六、盾构吊装时易发生的事故六、盾构吊装时易发生的事故常见有一种常见有一种盾构在地耐力差的地方盾构在地耐力差的地方进行吊装容易发生事故进行吊装容易发生事故七、应急措施不到位七、应急措施不到位-形同虚设，材料失效形同虚设，材料失效应急措施不到位应急措施不到位-形同虚设，材料失效形同虚设，材料失效 对地面沉降、轴线等施工中应进行分段监控，设定不同对地面沉降、轴线等施工中应进行分段监控，设定不同界限的报警值，一旦接近报警值，必须根据不同的处置权限界限的报警值，一旦接近报警值，必