盾构区间隧道偏差超限案例

成都地铁

1

号线南延线华广区间盾构隧道偏差超限质量事故成都地铁

1

区间右线）全长

708.667m，采用盾构法施工。该盾构机于

3

月

7

日从广都北站始发，3

月

13

日项目部测量组对

1～12

环进行管片姿态19mm；3

月

19

日项目部对1～56

1756

环（GDYK25+533.3～+593.3）均出现不同程度的超限，其中56

环垂直偏差达到+2010mm、水平偏差+52mm，但盾构机测量导向系统

56

环处显示的盾构垂直偏差为盾首29mm、盾尾25mm，水平偏差盾首+41mm、盾尾+35mm，成型隧道实测偏差与盾构机测量导向系统显示偏差严重不符。经过调查，确认是盾构机VMT

系统（盾构机上使用的一种测量照测量规定的频次（每20

环人工复测一次）进行人工复核，致使偏

273

市政基础设施工程质量一般事故。一、工程概况成都地铁

1

号线南延线土建1

标盾构区间，由科技园站～锦江站～华阳北站～华阳站～广都北站4

6039m里程

YDK24+901.7,终点里程

YDK25+617.3，短链

6.933m，全长708.667m。二、事故经过1.该盾构所用的数据文件形成的经过2013

年

10

月，项目部完成华广区间左右线设计轴线计算后，将部收到经复核后的电子文件为“华广区间右线.DT2”，该文件保存在测量组共用工作

U

盘中。三级公司复核后的书面材料于2014

年

2

月23

日返给项目部。2013

年

11月，三级公司精测队队长郑某到工地对测量人员进行了

VMT

系统的使用培训。2014

年

1

的电脑上练习

VMT

系统(SLST

版本)使用时，采用了华广区间右线的设计要素，生成了自己的练习文件“华广区间右线.DTA件在试用期后其电脑无法打开“华广区间右线.DTA”练习文件，汪某将文件拷入测量组共用工作U

盘，准备在其他电脑上打开继续练广区间右线.DT2”导入盾构机

VMT

系统，发现该文件只可用于左线盾构机，无法直接用于右线盾构机。原因在于左线隧道S537

盾构机VMT

SLSSL

S395

盾构机

VMT

系统为低版本（SLST

同，后缀为“.DTA”文件只能用于“SLST”低版本

VMT

系统，后缀为“.DT2”文件只能用于“SLSSL”高版本

VMT

系统。测量主管陈某于

2014

年

3

月

5

日到现场指导，项目部测量人员郑某在指导下，在其电脑上安装的高版本（SLSSL

版本）VMT

系统软件上将测量组共用工作U

盘中的“华广区间右线.DT2”文件通过转换.COO”数据文件（“.COOSLST”版本和“SLSSLU

盘，拟作为导入右线盾构机

VMT

3

人相“U

盘中存在

3

华“广区间右线.DTA”（后来实际导入

VMT

线.DT2”.COO”。2.数据导入及人工复测2014

年

3

月

5

日下午，项目部测量人员3

人和陈某一同来到右线盾构机上，进行始发前盾构机测量准备工作。在盾构机操作室，打

3

人在盾构机.DTA完成后郑某也参与通讯故障的排查处理。故障排除后，郑某用VMT作室。3

月

7

日，项目部未对该盾构机进行始发前VMT

系统计划线进行验收即开始盾构始发掘进，3

月

12

日掘进至

13

环，项目部测量组对

112

环的管片姿态进行了测量，测量数据显示：高程方向上最大偏差

20mm。3

月

14

日～18

日，在华广区间右线盾构正常施工过程中，项目部安排所有测量人员到华广区间左线进行移交铺轨前的贯通测量和资料整理，期间测量人员未按规定频率复测右线管片姿态。3

月

19

日盾构掘进至第

57

156

环管片姿态进行了人工复测，测量数据显示：高程方向上最大偏差为

2010mm

。三、原因分析1.直接原因华广区间右线盾构隧道严重超限，是导致此次事故的直接原因。2.管理原因⑴

了错误的数据而未能发现，是导致此次事故的主要原因。⑵

项目部未严格执行人工复测的规定。华广区间右线盾构机从始发至56环止，在3月13日对第1～12环管片进行了第1次复测后，未按每

20

环人工复测

1

次的规定在推进到第

32

环时进行人工复测，失的重要原因。⑶

项目部上级公司对盾构机自动导向系统相关知识培训不到位，导向系统管理的关键环节卡控不严密，是导致此次事故的重要原因。⑷

盾构项目部总工未对本项目盾构操作人员进行隧道线形技术原因之一。⑸

因。⑹

二级公司指挥部和二级公司本部对该项目管理制度的建立健次事故的又一管理原因。四、事故性质此次事故是一起因导入了错误的计划线数据、测量复核不到位、教育培训不到位、项目管理不到位等因素造成的责任事故。五、处理方案

1

台盾构在华广明挖区间始发，掘进剩余的盾构隧道。为消除质量事故造成的缺陷，造成了

273

万元返工损失，洞通工期延后2

个月。六、防范措施1.组织对所有盾构掘进自动导向系统录入的计划线数据进行全面核查，确保录入数据的正确可靠；对在建成型盾构隧道进行复测，对导线网、水准点、吊篮等进行全面复核测量，杜绝类似事故再次发生。2.对所有盾构施工项目开展自动导向系统相关知识的专项技能培训，确保项目相关人员能够熟练掌握相应的技能。3.进一步规范盾构机自动导向系统管理工作流程和权限，对用于数据安全可靠。4.进一步完善项目测量管理制度，明确各级测量人员的职责和分工，并确保测量管理体系的有效运行。5.深刻汲取事故教训，举一反三，组织开展测量工作专项检查，的问题，建立问题库并按照“五定”原则进行整改，确保测量管理工作可控。6.编制测量事故典型案例，开展警示教育，以让所有项目汲取教训，全面强化测量管理工作。一、工程概况长沙市轨道交通

2

号线一期工程土建施工9

标盾构隧道总长3864m，包括迎宾路站～袁家岭站区间、袁家岭站～长沙火车站站区间、长沙火车站站～锦泰广场站区间，共三个盾构隧道施工区间。根据地质资料显示，区间原始地貌单元属浏阳河二级侵蚀～堆积阶地，结构。根据勘察各钻孔中潜水位初见水位埋深0.90～6.80m，潜水稳定水位埋深

1.28～6.10m。二、盾构施工中发现的质量问题简述及分析归纳成轴线超限问题、渗漏问题、管片错台问题、管片破损问题、裂其后果影响的严重程度阐述如下：（一）盾构隧道轴线超限问题盾构隧道施工过程中尤其是在穿越长沙火车站既有铁路线路时，由于特殊且复杂的地质条件和测量误差等原因导致隧道轴线出现了求盾构隧道施工过程中高程和平面偏离中心线允许范围为±50mm；地铁建成后中线允许偏差为±100mm，过±100mm

将侵入建筑限界（简称轴线侵限）

一般通过调线调坡来，分使用功能，该质量问题一般被判定为严重质量缺陷。三、盾构隧道轴线超限的原因、处理的对策和预防措施1.主要有以下几种原因：（1）工程施工测量误差引起盾构姿态超出轴线控制范围内，如问题都会引起隧道轴线超限。（2）盾构自动测量系统没有定期检定或自身故障原因导致未能（3控制中最难掌握的因素。（4）地质条件复杂，软硬不均、含水量丰富、水位高水压大，构掘进缓慢，并导致盾构滑向软地层方向，这种情况纠偏非常困难，盾构姿态越来越差，最终超出设计轴线的允许范围。2.针对以上四种原因，通常施工中从以下几方面采取预防措施控制：（1）在测量方面要加强管理，通过组织专业测量队、勤测量、多级测量校核来确保隧道控制轴线测量成果的正确。（2）在盾构掘进施工中，除了依靠盾构自动测量系统指导施工外，还要加强人工测量来校核自动测量系统的误差

，降低施工环境等外界因素引起的测量误差。（3）首先要加强盾构施工的注浆管理，保证注浆程序和质量符合要求，提高管片与围岩的填充质量，减少变形。同时加强对隧道变形的监测，及时正确发现隧道变形的情况，采取有效的措施。当隧道浆的效果，能减少隧道变形。（4）在盾构掘进中，根据隧道变形监测的情况，通过调节盾尾仍在受控制范围内。深圳地铁

9

线深圳湾公园站～下沙站区间左线长2927m，右线长

3131m

2

台新购的直径

6250mm中铁装备盾构机从下~

400m）矿山法路段后，继续向东掘进到达深圳湾公园站接收。本区间盾构机从下沙站始发掘进到达风井，空推到达竖井后开始进行后续的掘进施工

，此时通过盾构段隧道设计平曲线半径R=990m，线路纵坡沿盾构推进方向（风井至深圳湾公园站方向）为3.33‰的上坡，竖曲线半径R=5000m。再采

1362~1378

环管片底标高低于设计轴线标高91mm~1013mm，最大偏离轴线达

1m

以上。2

轴线偏离原因及后果分析2.1

轴线偏离原因(1)纠偏措施，而继续沿偏差路径推进，直至人工复测发现轴线偏差。(2)技术人员经验不足。盾构机导向系统自动化程度较高，属精1013mm

轴线发生较大偏差。(3)47mm／m的下行趋势，是人为因素，是主观原因形成的。2.2

轴线偏离后果限值。2.3

线路初步调整后的情况经充分利用接触网支架高度及整体道床厚度最大可调余量对原设计线路纵坡进行初步调整，YDK4+316．5～+345．3

段隧道管片结构仍超出限界要求，长度约28．8m，共分为3

处,需进行特殊处理以满足后续施工要求。事故情况：2014

年

12

月，华北某城市地铁XX

区间盾构机接收时发现掘进轴线与设计轴线存在偏差159mm，造成盾构机姿态与洞门下缘相抵触，割除局部洞门钢环后，勉强接收，但造成洞口加固区出现小面积坍塌。及时检核发现，在精度超限的控制导线的指引下，盾构机掘进，导致接收段落成型隧道超限，并造成接收困难。事故处理：通过调线调坡后，满足使用功能。相关案例：2003

年

11月华南某城市地铁沥大区间隧道轴线超限事故情况：2008

年

12

月，华南某城市XX

区间左线在掘进完成后，贯通测量时发现，约119m成型隧道偏离轴线，最大偏移量1793mm。主要原因分析：在盾构机接收前150m

范围内，

VMT

系统出现异常，数据丢失，测量人员重新输入计划线数据时，出现错误，曲线要素少输入“”号，导致曲线转为反向。掘进过程中，相关人员已觉察异常，但未引起重视。随后，测量人员自己发现了问题的所在，出于畏惧心理，没敢向上汇报实情，而是错上加错，私自设置了迂回曲线进行盾构机接收。事故处理：对成型隧道调坡处理后，仍有70m

隧道拆除重建。相关案例：2014

年西南某城市地铁也出现过类似事故事故情况：2014

年

7

月，中原某城市地铁XX

区间盾构始发刚掘进

16.5m

垂直姿态偏差达

184mm。弱，所以厂商和施工单位均没能及时发现盾构机倾斜仪装反的错误，导致将下坡向指为上坡