地铁盾构工程建设管理要点与案例

地铁盾构工程建设管理要点与案例分析目录概述11盾构技术的基本原理12盾构工程常见问题3盾构工程典型案例与分析4加强盾构工程建设管理的措施与建议51概述明挖法：其主要工序是围护结构（桩等）施工，降水施工，土方开挖、防水及结构工程等。矿山（暗挖）法：常用方法有台阶法、CD工法、CRD、PPA工法等。盾构法：集开挖、排土、支护、测量为一体的机械化施工为主的暗挖方法，主要用于区间隧道施工（目前北京正在做盾构与暗挖联合施工地下车站的试验）。明挖法1.1地铁盾构工程应用及发展矿山法盾构法1.1地铁盾构工程应用及发展盾构工法起源于19世纪初的英国，经过近200年的发展，已被世界各地广泛采用，其发展大致可分为4个阶段。1.1地铁盾构工程应用及发展我国自1950年开始将小型盾构运用于下地下工程，经过60多年的不断发展，盾构法已成为我国地铁隧道施工中一种重要的施工工法。60年代北京地铁盾构试验上海上中路隧道工程盾构直径达14.87m上海研制的具有自主知识产权的“先行号”盾构1.1地铁盾构工程应用及发展北京地铁（在建）

6号线一期、8号线二期、9号线、10号线二期、14号线区间隧道大部分采用盾构法施工，目前共投入盾构约50余台，其中大部分为全新的盾构。线路区间总数盾构区间M62814M8（Ⅱ）2113M9136M10（Ⅱ）2419M143919合计125711.1地铁盾构工程应用及发展广州地铁地铁线路建设过程中共采用了100多台盾构进行施工（截止到2010年初）。线路土压平衡盾构泥水平衡盾构M112M26-M3132M410-M5242M6141M3延长122观光线6-广佛线121合计98101.1地铁盾构工程应用及发展盾构隧道发展趋势长距离化、大直径化、快速化。2008年北京地下直径线φ11.97m泥水平衡盾构2010年天津地下直径线φ11.97m泥水平衡盾构盾构隧道发展趋势长距离化、大直径化（北京地铁14号线）、快速化。北京地铁14号线东风北桥站~将台路站~高家园站~阜通东站的三个区间采用华遂通（IHI）制造的直径10.22米的大直径土压平衡盾构，这是北京地铁建设史上的第一次；大盾构将连续施工完成该三个盾构区间，然后扩挖形成沿线相应的地铁车站，这种方式也是目前世界上地铁施工的趋势之一；目前大盾构已经完成东风北桥站~将台路站的施工。1.1地铁盾构工程应用及发展1.1地铁盾构工程应用及发展双圆盾构三圆盾构盾构隧道发展趋势断面型式和功能多样化，机械化程度高。1.2盾构技术术的优势势对周围环环境影响响小：出土量控控制容易易，施工工过程中中对周围围地层及及建（构构）筑物物影响小小；不影响地地表交通通、不影影响商业业营业、、经济损损失小；；无需切断断、搬迁迁地下管管线等各各种地下下设置；；对周围居居民生活活、出行行影响小小；空气、噪噪声、振振动污染染较小。。下穿派出出所下穿道路路下穿桥梁梁下穿居民民楼1.2盾构技术术的优势势适用范围围广：施工不受受地形、、地貌、、江河水水域等地地表环境境条件的的限制；；施工不受受天气条条件限制制；适用地层层广，软软土、砂砂土、软软硬混合合地层、、软硬混混合岩层层均可适适用。下穿河流流下穿铁路路穿越砂卵卵石占地面积积较小，适于大大深度、、大地下下水压施施工，相相对施工工成本低低。掘进速度度快，有利于于缩短工工期，劳劳动强度度低。采用管片衬砌砌，洞壁完完整美观观，改善善洞内劳劳动条件件，减轻轻了体力力劳动量量。施工在盾盾壳的保保护下进进行，避避免了人人员伤亡亡，减少了安安全事故故的发生生率。工程建设设质量好好，控制制相对简简单且容容易检查查。1.2盾构技术术的优势势盾构分体体始发占占用场地地较小洞内劳动动条件较较好在盾壳保保护下施施工当前虽然土压平衡盾构和泥水平衡盾构技术得到了最大程度的普及和推广，但部分技术细节还有待进一步分析研究、不断完善和改进（特别是盾构适应性问题，一直没有得到很好的解决）。异型盾构问世时间较短，工程实际应用较少，适应性受到一定限制，很多技术细节有待优化。随着经济社会的发展，迫切需要建造大直径盾构隧道来满足交通、水利、共同沟等工程需求，所以大直径、长距离、盾构快速施工措施、施工设备的研发和成功应用非常迫切。1.3盾构技术术现存的的缺点覆土较浅浅时，地表沉降降控制较较难，有有时不得得不进行行二次地地面处理理。1.3盾构技术术的不足足地面沉降降过大，，不得已已进行地地面二次次处理施工中的的一些质质量缺陷陷问题尚尚未得到到有效解解决，如如管片错台台、破损损、渗水以以及隧道轴线线偏差等。盾构始发发临时施施工场地地相对较较大（一一台盾构构应2500m2以上)施工用电电大，要要求高；；工法的灵灵活性差差，对要要求严格格的地段段施工，，辅助措措施相对对少！断面型状、大小改改变困难1.3盾构技术现存的缺缺点盾构管片渗水管片错台管片破损我国地域广大、地地层条件复杂，根根据全国地铁修建建所遇到的地质条条件特点，可分为为三大典型地层：：以广州地区为主的风化岩及软软硬复合地层（混混合地层）；以上海地区为代表的软土地层层；以北京地区为代表的砂层、砂砂卵石地层。1.4我国三大典型地层层盾构施工特点及及应注意的问题复合地层软土地层砂卵石地层广州地区：广州素有“地质博物馆”之称，地质条件件十分复杂。广州地区复合地层（或称混混合地层）最主要的特点是：：（1）水文地质条件复复杂；（2）断裂带影响较大；（3）黏土成分较高；（4）花岗岩及其球状风化影响响较大、红层地层的影响等；（5）岩层的成分、结结构和构造差异性较大；（6）基岩单轴抗压强强度（天然）差别较大。1.4我国三大典型地层层盾构施工特点及及应注意的问题广州地区复合地层（混合地地层）中盾构施工的主要要特点：（1）经常变换盾构施工模式；（2）盾构的配置（如刀具）需要作作出适当的调整；；（3）采用的施工工艺和施工参数也要根据地层的变变化进行较大的调整；；（4）在围岩强度变化化极其悬殊的地段段及石英含量高或或高强度硬岩地段段等地层中掘进时时，需要较频繁的的更换刀具；（5）在某些特殊的复复合地层可能需要要一些辅助工法。1.4我国三大典型层盾盾构施工特点及应应注意的问题1.4我国三大典型地层层盾构施工特点及及应注意的问题广州地区全风化岩层和强风化岩层组合刀具严重偏磨花岗岩中的球状风化问题第四系淤泥层或易液化的粉细砂层与其他地层组合淤泥质土层失水重新固结建构筑物沉降泥饼问题第四系残积层为主与其他地层组合刀具严重磨损复合地层应注意的问题上海地区上海是我国拥有盾盾构法隧道最多的的城市之一；上海市政隧道大部部分穿越淤泥质黏土或淤泥质亚黏土，其承载力低，含含水量高，灵敏度度大，渗透系数小小，为典型的软土土地层；地层沉降不易控制制，特别是后期沉沉降；在修建地铁（直径径6m左右的隧道）工程程方面，上海的土土质具有采用土压平衡衡盾构的天然条件件。1.4我国三大典型层盾盾构施工特点及应应注意的问题北京地区北京地区西部的粗粗大颗粒沉积物向向东逐渐变为细小小的颗粒沉积物，，且地层互层现象象十分明显。北京地区浅层（20米以上）存在着3种典型地层：（1）砂砾石/砂卵石地层；（2）粉砂/细砂/中~粗砂地层；（3）粉土~粘土地层。1.4我国三大典型地层层盾构施工特点及及应注意的问题1.4我国三大典型地层层盾构施工特点及及应注意的问题北京地区在既有建、构筑物物下穿越，地表沉降控制严格格，施工精度要求高高；隧道穿越砂卵石地地层，刀具磨损严重，推力及扭矩大，控制开挖面土体体平衡困难；城市残余水的影响较大;地下空洞众多;工程接口协调要求高。1.4我国三大典型地层层盾构施工特点及及应注意的问题北京地区：目前除地下直径线线外，均采用土压压平衡盾构进行施施工。1粘土~粉土地层：粘性土的存在影响舱内土体的流塑性，应采取必要的土体改良措施。2有水砂砾石地层：刀具磨损会较严重，应加强土体改良。3无水砂卵石地层：推进阻力大；切削土体不易搅拌拌成可塑性体；土压平衡建立困难难；石英砂含量大时刀刀具磨损大。1.5因地制宜选择盾构构工法合理的盾构选型是保证盾构法安全施工的必要条件。盾构选型的基本原则为：开挖面稳定；地层的适应性；地下水压力因素考量；沉降；施工适宜性；安全性；辅助工法；环境及公害。1.5因地制宜选择盾构构工法盾构选选型以以工程地地质、水文地地质为主要要依据据，综综合考考虑施施工长长度、、地面面及地地下建建/构筑物物等环境条条件，同时时考虑虑工期、成本等因素素，并并参考考国内内外已已有盾盾构工工程实实例及及相关关的技技术规规范等等，对对盾构构及辅辅助设设备的的配置置等进进行研研究。。1.5因地制制宜选选择盾盾构工工法盾构选选型基基本步步骤1.5因地制制宜选选择盾盾构工工法地质条条件：包括括隧道道穿越越地层层的颗粒级级配及及粒度度分布布、抗压压/抗拉强强度、、压缩缩性能能、渗透系系数、粘聚聚力、、内摩摩擦角角、孔孔隙水水压，，地下水水情况况（水位位、流流速、、流向向、有有无侵侵蚀性性）等等。1.5因地制制宜选选择盾盾构工工法土层稠稠指标标与渗渗透系系数及及弃土土体容容重1.5因地制制宜选选择盾盾构工工法环境条件：隧道埋深及上覆土层情况；地上及地下建/构筑物、地下管线分布情况及其结构特性，沿线河流、湖泊、海洋分布情况，沿线交通情况、施工场地条件，气候条件，水电供应情况等。设计参数：包括隧道长度、线形、坡度、隧道平纵断面及横断面形状及尺寸等参数。辅助工法；隧道施工工程筹划及工期要求；技术经济条件。目录录概述11盾构技术的基本原理12盾构工程常见问题3盾构工程典型案例与分析4加强盾构工程建设管理的措施与建议52.1盾构的的分类类盾构的的分类类方法法很多多，目目前较较为普普遍的的是按按盾构构掘削面面的挡挡土形形式及加压压稳定掘掘削面面的形形式相结合合的方方法对对盾构构进行行分类类。盾构全敞开式封闭式半敞开式土压式压气式挤压式机械式半机械式手掘式泥水式2.1盾构的的分类类手掘式式半机械械式机械式式挤压式式土压式式泥水式式2.1盾构的的分类类盾构封闭式式敞开式式适用于于粘土土、粉粉土、、砂层层、砂砂卵石石地层层施工占占地小小，环环境污污染小小设备造造价较较低，，辅助助施工工措施施少，，工程程成本本较低低适用于于含水水砂层层、砂砂卵石石地层层、砾砾石地地层，，高承承压水水地层层施工占占地规规模大大设备造造价较较高，，泥水水分离离系统统复杂杂，工工程成成本较较高适用于于自稳稳性好好，特特别是是无水水砂卵卵石稳稳定地地层隧道内内可采采取超超前加加固等等措施施，施施工方方法灵灵活设备造造价低低，工工程成成本低低泥水平平衡土压平平衡两种应应用最最广泛泛的主主流机机型2.2盾构技术的的基本原理理始发竖井到达竖井盾构盾构隧道2.2盾构技术的的基本原理理盾构到达盾构掘进组装调试整体筹划盾构解体吊出盾构始发2.2盾构技术的的基本原理理土压平衡盾盾构（EPB）2.2盾构技术的的基本原理理泥水平衡盾盾构（SlurryShield）：气垫式泥水水平衡盾构构的原理2.2盾构技术的的基本原理理泥水平衡盾盾构（SlurryShield）2.3盾构主要系系统构成及及其与TBM的区别盾构：用于土层层或土岩混混合地层中中，即“软软土盾构””（英语均为为TBM）。“TBM”国际隧道协协会TBM：用于岩石地层中，即“硬岩TBM”。CutterheadShield2.3盾构主要系系统构成及及其与TBM的区别土压盾构主主要系统开挖系统：：体现在刀刀盘和刀具具，包括驱驱动（液压压或变频电电机）、主主轴承及其其密封；切切削土体。。推进系统：：包括液压压系统、推推进油缸等等，克服阻阻力，推动动盾构前进进。铰接：动力力源自液压压系统，分分为主动和和被动铰接接两类，对对盾构转向向起关键作作用。排土系统：：螺旋输送送机和皮带带；负责把把切削下来来的土体从从舱内运输输到土斗。。注浆系统：：分为同步步注浆系统统和二次（（多次）补补浆系统，，填充管片片与土体间间隙。注入系统：：包括润滑滑（主轴承承）、密封封（主轴承承和盾尾））、泡沫膨膨润土等系系统。盾尾密封：：分隔土体体、浆液材材料与隧道道内的重要要环节。管片安装系系统：负责责管片安装装及安装区区域的运输输。其它：控制制系统（包包括操作室室）、电器器系统（强强弱电）、、隧道水平平运输与垂垂直提升系系统、后配配套台车等等。2.3盾构主要系系统构成及及其与TBM的区别土压平衡盾盾构2.3盾构主要系系统构成及及其与TBM的区别泥水平衡盾盾构除土压平衡盾构系统中的排土系统、隧道水平渣土运输系统没有外，其它相同。度哟哟特色如下：泥水循环系统：负责掌子面的平衡和渣土外运。控制系统:更加复杂。泥水分离系统：地面负责泥水分离并提供泥浆给泥水循环系统铰接系统视情况确定！2.3盾构主要系系统构成及及其与TBM的区别TBM：主要破除除岩石，布布置的刀具具主要为滚刀，采用皮带运输设设备运送渣土。。2.4国内常用日日系盾构与与德系盾构构的比较大连、成都都等国外购置引进配件组组装国产化发展展目前国内盾盾构主要来来源日本（石川川岛、小松松、奥村、、日立等））德国（海瑞瑞克）法国（法马马通）沈重、中铁铁装备等主要为国外外购置2.4国内常用日日系盾构与与德系盾构构的比较项目日系盾构德系盾构刀盘驱动方式电机驱动液压驱动（主要）刀盘形式面板、辐条式主要为面板式刀盘开口率相对较大相对较小铰接形式主动铰接被动铰接同步注浆单液或双液浆单液浆造价相对较低相对较高目前国内购购置的日系系盾构与德德系盾构的的主要区别别2.4国内常用日日系盾构与与德系盾构构的比较日系盾构德系盾构2.4国内常用日日系盾构与与德系盾构构的比较以北京在施施地铁线路路为例：使用日系盾盾构较多。。线路日系盾构德系盾构国产盾构M6750M8（Ⅱ）542M9430M10（Ⅱ）1972M14100合计361942.5盾构工程建建设管理的的几个关键键要素设备施工管理设备施工管理合理的盾构选型；盾构设备进进场前进行行适应性评估估；盾构组装完完毕后进行行相关验收；穿越重大风风险源前对对盾构状态态进行检查查和验收。。对盾构关键施工环环节，如始发、、到达加强强过程管控控；加强对盾构构施工参数的过程控制制；应对施工中中遇到的不良地质及障碍物的合合理措施。加强盾构设设备及施工工管理，严严格执行国家规范和和相关规定定，避免风险险事件的发发生。2.5盾构工程建建设管理的的几个关键键要素土压管理

盾构关键施工参数及辅助施工参数盾构施工关键环节

盾构施工三个关键要素：1.保持开挖面的稳定2.沿设计线路的精确掘进和排土3.壁后注浆盾构始发

盾构到达

现场巡视

风险管理必须的技术手段及保证措施

监控量测

壁后注浆

第三方或咨询系统2.5盾构工程建建设管理的的几个关键键要素土压盾构设设备刀盘型式和刀具布置同步注浆及二次补浆设备与盾构主体设备泡沫、膨润土等土体改良设备的性能、能力螺旋输送机皮带输送机润滑及密封系统推力和刀盘扭矩盾构主体设备使用年限超过8年或已累计施工隧道长度超过10公里（含）的盾构，需明确盾构主轴承及其密封的残余寿命。2.5盾构工程建建设管理的的几个关键键要素到达：盾构按照照预定线路路掘进至接接收位置，，破除洞门门，从隧道道内驶出的的过程。始发：盾构设备备经组装、、调试，相相关配套机机械安设完完毕，盾构构开始负环环拼装，进进行隧道掘掘进的过程程。按始发位置置：竖井始始发、车站站始发按始发方式式：整机始始发、分体体始发共性问题：跟正常段段的区别？端头加固？盾构参数渐渐变转换？盾构施工过过程中关键键环节2.5盾构工程建建设管理的的几个关键键要素

安全风险技术管理

咨询单位建设单位设计单位监理单位施工单位第三方监测监控中心依托专业化化安全风险险管理咨询询机构全面面开展安全全风险管理理工作。监控分中心心依托第三方方监测单位位开展具体体线路的安安全风险管管理工作。。工点控制中中心由施工单位位、监理单单位、第三三方监测单单位按照风险管理体体系要求完成监监控信息采采集处理工工作。目前北京地地区为加强强技术风险险管理，建立了从公公司层、项项目管理层层到现场实实施层的三级安全风风险监控机机构：2.5盾构工程建设设管理的几个个关键要素对地铁建设工工程安全风险险以预防为主主，加强各阶阶段的安全风风险的预控与与管控，并贯穿工程建设设的全过程。。规范、完善建建设单位、各各相关参建单单位在安全风风险技术管理理方面的工作作责任及工作作内容。提出了“施工单位全面面监测+第三方监测单单位重点监测测，施工、监监理、第三方方监测单位现现场巡视，风风险预警以第第三方监测单单位为主”的预警管理模模式。北京地区安全全风险管控核核心思想目录概述11盾构技术的基本原理12盾构工程常见问题3盾构工程典型案例与分析4加强盾构工程建设管理的措施与建议53.1盾构设备常见见问题PLC控制螺旋输送机主驱动主轴承推进系统管片拼装盾构设备故障常见位置压力注入系统盾构系统应全全面服务某标段线盾构在推进至144环时，螺旋输送机叶片连接轴损坏。叶片中部断面面凹凸不平螺旋输送机轴轴焊接处3.1盾构设备常见见问题螺旋输送机3.1盾构设备常见见问题螺旋输送机某标段区间右线盾构因螺旋输送机轴断裂，盾构突然停机进行检修。螺旋输送机扭扭矩极具增大大3.1盾构设备常见见问题螺旋输送机断裂后的带式式螺旋北京地铁某盾构主驱动大齿圈约有一半齿轮根部出现裂纹。裂纹深度2cm,长度5cm。3.1盾构设备常见见问题主驱动大齿圈圈北京地铁某盾构因主轴承密封损坏，土舱只能建立较低土压力，致使地表沉降控制失效。0.6bar主轴承密封3.1盾构设备常见见问题北京地铁某盾构在推进至检修井时，发现刀盘、刀具磨损严重。3.1盾构设备常见见问题刀盘磨损异常常3.1盾构设备常见见问题推进系统故障：液压推进系系统漏油、推推进压力低、、推进油缸不不同心等导致致推进系统无无法正常操作作。3.1盾构设备常见见问题管片安装部位位机械式真空吸盘式3.2施工常见问题题不良地质障碍物土体改良盾构推进过程程中，随工程程地质条件变变化，需要调调整施工参数数。当遇到不不良地质或障障碍物时，往往往带来安全全风险或隐患患。3.2施工常见问题题不良地质“北京地下直直径线”盾构构推进过程中中，曾遭遇地地层中的钙质质胶结物，盾盾构推进出现现困难，导致盾构施工工剧烈震动，，刀具严重磨磨损，刀盘局局部破坏。3.2施工常见问题题障碍物“北京地下直直径线”在穿穿越既有线宣宣武门车站过过程中，遇到到地下障碍物物，刀盘进行行直接切削，，刀盘及刀具磨磨损严重，致使盾构长长时间停机进进行修复。3.2施工常见问题题土体改良北京地铁某标标段区间左线线盾构穿越砂砂卵石地层，，因土体改良困难难、效果差，导致土舱内内土体被挤压压密实，无法法建立连续的的土压平衡，，盾构掘进困困难。前期后期3.2施工常见问题题土体改良北京地铁某标标段区间土体体体改良情况况改良前后的对对比情况3.3管理常见问题题执行国家规范范？相关规定？M1M2M4M3施工质量盾构设备关键工序重大风险工程程3.3管理常见问题题施工质量管片拼装质量量管片破损管片错台管片渗漏水管片掉块管片裂缝盾构掘进方向向控制施工质量管理3.3管理常见问题施工质量管片破损、错台、渗漏漏水往往相伴产生。应应采取管理措施：：管片进场严格控制制质量；掘进过程对盾构姿姿态必须缓慢纠偏偏；管片的吊装和安装装应严格执行相关关管理规定；必须制定有效措施施控制隧道管片上上浮。破损错台渗漏水隧道内一般采用自自动测量系统，即即实时检测盾构位位置（三维坐标））和姿态（倾斜、、横斜、高差）的的设备。水准点导入竖井自动测量设备3.3管理常见问题施工质量测量倒站，即随着盾构推进，在盾构洞内依次设置基准点和临时水准点。由于管片承受盾构推力发生变形和位移，所以盾构洞内设置的基准点也存在微小位移，故必须定期检核；尤其在曲线段及到达应进行检测。3.3管理常见问题施工质量3.3管理常见问题偏差角度水平偏差5cm盾构推进长度1’172m2’86m直线段水平偏差水平偏差5cm盾构推进长度偏差角3.3管理常见问题曲线段水平偏差转弯半径偏差角度盾构推进100m水平偏差500m2’5.78cm-5.78cm300m2’5.81cm-5.81cm偏差角水平偏差偏差角水平偏差3.3管理常见问题盾构设备：盾构设备进场前进进行适应性评估；；盾构组装完毕后进进行相关验收；穿越重大风险源前前对盾构状态进行行检查。关键工序：盾构始发、到达条条件验收（包括穿穿越中间风井等））；复杂条件下的开舱舱换刀。重大风险工程：专项施工方案验收收；施工参数控制等。。目录概述11盾构技术的基本原理12盾构工程常见问题分析3盾构工程典型案例与分析4加强盾构工程建设管理的主要措施与建议54盾构工程典型案例例与分析盾构始发，是指在盾构始发发工作竖井内利用用反力架和临时组组装的负环管片等等设备或设施，将将处于始发基座上上的盾构推入端头头加固土体，然后后进入地层原状土土区段，并沿着设设计线路掘进的一一系列作业过程。。盾构始发是盾构施施工中风险较大的环节之一，极易易发生安全与质量量事故。渗水浆液和泡沫沿洞门门密封处涌出4.1盾构始发4.1盾构始发安装始发基座端头土体加固盾构组装调试加固效果检验安装反力架凿除洞门安装洞门密封拼装负环管片始发掘进，盾尾通过洞门压板加固，壁后注浆4.1盾构始发天津海河共同沟隧隧道始发4.1盾构始发天津海河共同沟隧隧道始发采用旋喷桩加固，，加固深度约28m：纵向加固长度10m，加固宽度14.2m，加固深度30.25m；在第1次加固区与地下连连续墙之间施作三三排高压旋喷桩；；在加固区周边施作作两排高压旋喷桩桩，旋喷桩成U型布置，和前2次施工的旋喷桩联联合将竖井始发端端头土体封闭。4.1盾构始发天津海河共同沟隧隧道始发破除洞门地下连续续墙少量涌水涌砂施工单位未引起足足够重视继续破除地下连续续墙涌水流沙量增大淹井4.1盾构始发天津海河共同沟隧隧道始发：事故处置措施立即将所有工作人人员和重要机械设设备尽可能撤离盾盾构始发井。停止用水泵抽取始始发井中的泥水，，让地下水土自然然涌入工作井，待待工作井水位达到到一定高度，地层层中的水压力与工工作井中的水压力力达到平衡，然后后采取措施密封洞洞门，抽干工作井井中的水。4.1盾构始发天津海河共同沟隧隧道始发原因分析粉土、砂土层易液液化地下水水位较高盾构始发端土体加加固质量欠佳地质因素设计因素高压旋喷桩成桩质质量和桩间咬合较较难保证特别在粉土、砂土土地层中，旋喷加加固法效果一般4.1盾构始发南水北调穿黄工程程盾构始发“南水北调中线穿穿黄工程”是整个个南水北调中线的的标志性、控制性性工程，其任务是是将中线调水从黄黄河南岸输送到黄黄河北岸，之后向向黄河以北地区供供水。隧洞双洞平行布置置，各采用1台泥水平衡盾构施施工。始发端洞门采用双层压板和止水橡橡胶帘布。4.1盾构始发南水北调穿黄工程程盾构始发4.1盾构始发南水北调穿黄工程程盾构始发4.1盾构始发南水北调穿黄工程程始发4.2盾构到达渗水带出大量细砂地表塌陷盾构到达，是指盾构在掘进进过程中由原状土土进入到达竖井端端头加固土体区域域，然后将盾构推推进至到达竖井的的围护结构处后，，从竖井外侧破除除井壁进入竖井内内接收台架上的一一系列作业过程。。盾构到达相较始发发而言，具有更大的危险性。实际施工中应引引起高度重视，其其成功与否直接关关系着工程的成败败。调整掘进参数到达端头加固接收基座安装控制掘进方向安装洞门密封到达段掘进接收盾构4.2盾构到达4.2盾构到达南京地铁某站盾构构到达4.2盾构到达南京地铁某站盾构构到达2007.11.20上午9点30分：管片突然下沉，错错台约15cm，周边混凝土开裂裂，环缝出现长约约1.5m、宽5cm的张开裂缝，大量量水土从接缝向元元通站涌入。4.2盾构到达南京地铁某站盾构构到达2007.11.20上午10点50分地表路面出现严重重变形2007.11.20下午5点地表出现塌陷4.2盾构到达南京地铁某站盾构构到达2007.11.21地表塌陷进一步发发展2007.11.25路面塌陷长度已达达150~160m塌方位置距离盾构构井约80m塌方又延伸了将近近80m，塌方距离大约有有150~160多米4.2盾构到达南京地铁某站盾构构到达2007.11.25上午仍有水和砂子从洞洞门底部漏出4.2盾构到达南京地铁某站盾构构到达抢险过程及措施安装钢筋网片和模模板，纵向设置钢钢支撑，使用混凝凝土分层浇注；在隧道内堆放水泥泥袋封堵洞口，并并设置开启的进入入口；迅速调集注浆设备备进场，地面填充充注浆；通过聚氨酯注入，，填充混凝土浇注注后形成的渗流间间隙；隧道内注水回填，，以维持隧道稳定定。4.2盾构到达南京地铁某站盾构构到达原因分析地质因素：由长江水携带的的泥沙淤积而成，，为松软的河漫滩滩，地质条件十分分复杂。设计因素：端头土体纵向加加固长度不足，且且端头加固方法的的选择存在问题。。施工因素：端头加固效果检检验时，水平探孔孔实施偏少，当水水平探孔出现少量量流水和涌砂时并并没有引起足够的的重视，且未安装装洞门密封橡胶和和压板。旋喷桩下部搭接不不良旋喷桩整体搭接不不良4.2盾构到达北京地铁某站右线线盾构到达盾构到达端头除了了在洞门处做了φ800的围护桩外，未在在纵向和横向范围围对端头土体进行行加固处理。4.2盾构到达北京地铁某站右线线盾构到达2009.10.9下午破除洞门，等待盾盾构到达工作井2009.10.9晚上刀盘即将将顶上围围护桩4.2盾构到达达北京地铁铁某站右右线盾构构到达2009.10.10日凌晨盾构端头头区域地地表混凝凝土地面面开始出出现裂缝缝，裂缝缝逐渐开开始扩展展，随后后地表出出现塌方方，形成成一个长长约3m、宽2.5m、深2m的大坑4.3盾构通过过中间风风井或联联络通道道北京地铁铁某区间间风井左线盾构构在到达达中间风风井过程程中，土压控制制较差，出土过过多，引引起地层层损失，，致使中中间风井井西侧地地表塌陷。塌陷进一一步发展展回填后4.3盾构通过过中间风风井或联联络通道道北京地铁铁某区间间风井分钟寺站十里河站东三环分钟寺桥中间风井双线在中中间风井井接收及及始发过过程中均均未安装止止水橡胶胶帘布，造成不不同程度度渗漏水，中间风风井始发发前提前破桩桩造成水土土流失。。2011.9.4右线到达达中间风风井过程程中未安装止止水橡胶胶帘布及及扇形压压板，洞门边边缘3点钟和8点钟方向向有水涌涌出，且且水量较大大;2011.9.18开始采取取注浆等等措施进进行堵水水；2011.9.27基本无渗渗水现象象。流出的粉细砂流水流砂流水流砂4.3盾构通过过中间风风井或联联络通道道北京地铁铁某区间间风井接收端大大量土体体被推出出端头处流流水带出出大量细细砂2011.10.21左线盾构构中间风风井接收收端头渗水较为严重重，未安装橡橡胶帘布布和扇形形压板，盾构到到达过程程中大量土体体被推出出。4.3盾构通过过中间风风井或联联络通道道北京地铁铁某区间间风井4.4盾构施工工过程北京地铁铁某区间间北京西站机务段铁路始发井接收井双线先后后下穿北北京铁路路：左线先行行，施工工参数控控制基本本合理，，安全通通过；右线盾构构在通过过过程中中，土压控制制偏低，导致出出土量偏偏大，引引起地层层损失，，2011.8.27隧道上方方北京西西机务段段铁路区区域发生生塌陷。4.4盾构施工工过程北京地铁铁某盾构构区间北京西机机务段铁铁路始发井右线塌陷陷位置45~50环土压01情况50~58环土压01情况0.6bar0.2bar0.6bar0.2bar4.4盾构施工工过程北京地铁铁某盾构构区间4.4盾构施工工过程天津地铁铁某区间间右线事故发生生位置4.4盾构施工工过程天津地铁铁某区间间右线2011.5.6上午右线线螺旋输送送机突被被异物卡卡住，清理水水泥碎快快过程中中出现涌水涌砂砂，经在洞洞内采取取多种措措施封堵堵后无效效，决定定采用地地面注浆浆及封堵堵隧道注注水；左、右线线分别在在2011.5.8晚9点、2011.5.6晚11点封堵，，人员全全部撤离离。4.4盾构施工工过程天津地铁铁某区间间右线·撤离前泥泥砂覆盖盖机人仓一一半多右侧裂缝缝最大处处左侧裂缝缝最大处处右线：撤离前泥泥砂覆盖盖人仓的的一半多多，泥砂砂覆盖深深度大约约2.8m，水流流往后后流，，泥砂砂往后后呈斜斜坡状状向后后延伸伸。管片从从192~205环均产产生不不等缝缝隙。。左线：1#~5#台车两两侧及及顶部部发生生管片片错台台、破破损、、张开开等，，200~220环漏水水较严严重。。目录录概述11盾构技术的基本原理12盾构工程常见问题分析3盾构工程典型恶性事故案例与分析4加强盾构工程建设管理的措施与建议55.1合同要要求人员要要求设备要要求合理划划分标标段合同要要求重重点5.1合同要要求人员要要求：：项目经经理须具有有盾构构施工工经历历，或或经过过相关关盾构构技术术培训训。项目总工须具有盾构施工经经历，或经过相关关盾构技术培训。。盾构副经理须具有盾构施工经经历，且在含有盾盾构区间的标段中中担任过盾构施工工主要管理人员。。盾构操作手须是本单位员工，，且具有相关培训训经历和类似地层层操作经历。盾构标段驻地监理理工程师须具有盾构区间施施工技术、管理经经历。含有盾构区间标段段的项目经理、项项目总工、盾构副副经理、盾构操作作手和驻地监理工工程师须经培训合格后方可上上岗。5.2技术要求落实相关规范、规规定的具体要求：：组段划分参数选择主要辅助参数组段划分的概念？依据盾构穿越的地层条件，结合隧道沿线的地面/地下环境风险状况，综合分析地层、环境风险与盾构施工的相互影响，按照影响程度、危险系数的不同将区间隧道划分为若干个安全风险等级不同的组段，进而合理确定各组段的盾构施工参数控制范围，以有针对性的进行监控管理，实现盾构施工的规范化和施工管理的标准化。5.2技术要求组段划分：隧道穿越的土层性质：盾构施工参数确定的基本原则，A~F共六级。考虑因素盾构施工环境条件的组合影响因素：Ⅰ~Ⅲ三级。隧道的埋深；地面和地下环境条件；特殊地质情况；上覆土层性质。5.2技术要求组段划分：5.2技术要求参数选择：土压力（bar/KPa）及出土量（m3）刀盘扭矩（KN·m）：过载？脱困？？盾构总推力（KN）：全部推进阻力力之和推进速度（mm/min）贯入度（mm/rpm）：取决于刀具高高度和高差刀盘转速（rpm）注浆压力（bar/KPa）及注浆量（m3）盾构施工前合理设设定施工参数，同同时施工过程中严严格控制盾构施工工参数，是确保盾构安全施工的必必要条件。土压刀盘扭矩总推力推进速度5.2技术要求参数选择：根据不同组段特点点，得到主要参数数控制范围参考表表5.2技术要求主要辅助施工参数数：同步注浆二次补浆浆液量浆液质量注浆压力初凝时间结实率5.2技术要求主要辅助施工参数数：浆液质量控制指标标项目判别标准浆液初凝时间单液浆<6小时双液浆<15s结石率>90%5.3辅助保障措施盾构推进过程中，，对盾构施工参数数进行实时监控，，尤其是穿越重大大风险源过程中，，有利于盾构施工工安全风险管控。。由中国矿业大学（（北京）研发的““盾构施工实时管理理系统”以简洁的界面与与灵活的操作，已已广泛应用于北京京地铁安全风险管管控。实时形象地显示工工程进度和风险工工程明确管控重点点显示盾构生产过程程中的各项参数，，对盾构施工远程程实时监控盾构施工全部数据据进行各种条件下下的查找、统计和和分析盾构施工过程中材材料消耗、功效等等参数进行统计和和查询主要盾构施工参数数实时预警，给出出主要施工参数的的控制范围5.3辅助保障措施5.3辅助保障措施施工数据传输过程程采用光纤作为传输输介质，这种传输输方式在国内外是是首创盾构施工数据稳定定、实时传输至地地面监控系统5.3辅助保障措施隧道内外数据传输输系统盾构施工数据稳定定、实时传输至监监控中心盾构施工数据发送送盾构施工数据接收收5.3辅助保障措施盾构至服务器数据据传输系统显示界面工程进度刀盘参数时间统计螺旋机参数材料消耗单环分析多环分析总时间统计详细时间统计完整值掘进值平均值最大值最小值初始值结束值注浆量泡沫量盾尾油脂报表输出盾构区间风险管理界面5.3辅助保障措施系统基本结构全线概况及各个盾盾构区间概况（工工程地质、重要风风险