盾构施工应急处置措施2ppt课件

1、中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing 中国矿业大学北京）中国矿业大学北京）江玉生江玉生Telyusheng.jiang263中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例一：盾构始发淹井案例一：盾构始发淹井- -海河海河案例六：盾构到达坍塌案例六：盾构到达坍塌- -大兴线大兴线案例七：区间地面坍塌案例七：区间地面坍塌- -丰台机务段丰台机务段案例八：盾构掩埋案例八：盾构掩埋- -天津建天津建 天区间天区间

2、案例二：盾构始发局部突水案例二：盾构始发局部突水- -中线穿黄中线穿黄案例五：盾构到达坍塌案例五：盾构到达坍塌- -南京元通站南京元通站案例三：区间中间风井坍塌案例三：区间中间风井坍塌-8-8号线号线案例四：区间中间风井出水案例四：区间中间风井出水-10-10号线号线中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing工程简述：盾构始发工作井位于海河西侧，接收井位于海河工程简述：盾构始发工作井位于海河西侧，接收井位于海河东侧。隧道过海河段长东侧。隧道过海河段长113.3m113.3m。海 河 隧 道 始 发 井海 河 隧 道

3、 接 受 井盾 构 掘 进 方 向海 河11米59米113米54米14米案例一：盾构始发淹井案例一：盾构始发淹井- -天津海河天津海河中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing事故经过：破除洞门时突然出现涌水流砂，水和砂不断的涌事故经过：破除洞门时突然出现涌水流砂，水和砂不断的涌入盾构始发工作井，井内水位升高并完全淹没盾构设备，造成入盾构始发工作井，井内水位升高并完全淹没盾构设备，造成淹井。淹井。破除洞门地下破除洞门地下连续墙连续墙少量涌水涌砂少量涌水涌砂施工单位未引施工单位未引起足够重视起足够重视继续破除地下继续

4、破除地下连续墙连续墙涌水流沙量涌水流沙量增大增大淹井淹井案例一：盾构始发淹井案例一：盾构始发淹井- -天津海河天津海河中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing盾构完盾构完全淹没全淹没局部被局部被水淹没水淹没刀盘下半刀盘下半部被砂土部被砂土淹没淹没洞门下洞门下部出现部出现涌水涌涌水涌砂砂案例一：盾构始发淹井案例一：盾构始发淹井- -天津海河天津海河中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing应急救援措施：应急救援措施：撤离重要设备和人员；

5、撤离重要设备和人员；停止水泵抽水，加地面灌水入工作井，使洞门内外停止水泵抽水，加地面灌水入工作井，使洞门内外压力平衡；封闭洞门，抽干工作井中的水，清理压力平衡；封闭洞门，抽干工作井中的水，清理井底淤砂；井底淤砂；重新对始发井端头地层进行加固，组织二次始发。重新对始发井端头地层进行加固，组织二次始发。清理泥沙清理泥沙迅速人工回填+自然涌入！案例一：盾构始发淹井案例一：盾构始发淹井- -天津海河天津海河中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing事故事故原因分原因分析析 地质地质与施与施工因工因素素设计设计因素因素 粉土

6、、砂土层易液化粉土、砂土层易液化 地下水水位较高地下水水位较高 盾构始发端土体加固盾构始发端土体加固质量欠佳质量欠佳 高压旋喷桩成桩质量和桩间咬合较难保证高压旋喷桩成桩质量和桩间咬合较难保证 在粉土、砂土地层中，旋喷加固法效果一在粉土、砂土地层中，旋喷加固法效果一般般案例一：盾构始发淹井案例一：盾构始发淹井- -天津海河天津海河中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例一：盾构始发淹井案例一：盾构始发淹井- -天津海河天津海河正确应对正确应对措施措施端头加端头加固效果固效果检查检查围护结构围护结构破除破除1 1

7、 正确选择端头加固方法：旋喷？搅拌？正确选择端头加固方法：旋喷？搅拌？2 2 合理布孔合理布孔3 3 取芯深度的确定取芯深度的确定4 4 布孔角度的确定布孔角度的确定5 5 检查方式的确认检查方式的确认1 1 合理步序的确定合理步序的确定2 2 过程控制过程控制中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijingl南水北调穿黄工程始发：南水北调穿黄工程始发：“南水北调中线穿黄工程是整个南水北调中线的标志南水北调中线穿黄工程是整个南水北调中线的标志性、控制性工程，其任务是将中线调水从黄河南岸输送性、控制性工程，其任务是将中线调

8、水从黄河南岸输送到黄河北岸，之后向黄河以北地区供水。到黄河北岸，之后向黄河以北地区供水。隧洞双洞平行布置，各采用隧洞双洞平行布置，各采用1台泥水平衡盾构施工。台泥水平衡盾构施工。始发端洞门采用双层压板和止水橡胶帘布。始发端洞门采用双层压板和止水橡胶帘布。案例二：盾构始发局部突水案例二：盾构始发局部突水- -中线穿黄中线穿黄中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例二：盾构始发局部突水案例二：盾构始发局部突水- -中线穿黄中线穿黄中国矿业大学（北京）China University of Mining &

9、 Technology Beijing案例二：盾构始发局部突水案例二：盾构始发局部突水- -中线穿黄中线穿黄中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例二：盾构始发局部突水案例二：盾构始发局部突水- -中线穿黄中线穿黄中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例二：盾构始发局部突水案例二：盾构始发局部突水- -中线穿黄中线穿黄后果：地面突然下沉20cm，导致第二台盾构加固区破坏，重新加固；应急措施：灌入粗粒砂卵石、防止细沙流出，注浆

10、封堵！中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing正确应对正确应对措施措施端头端头加固加固端头加固端头加固过程控制过程控制1 1 正确的端头加固：三重管旋喷、搅拌帷幕连续墙、正确的端头加固：三重管旋喷、搅拌帷幕连续墙、地连墙、垂直注浆、冻结地连墙、垂直注浆、冻结2 2 合理加固方法？合理加固方法？3 3 加固方法的有效性：垂直注浆的难度！加固方法的有效性：垂直注浆的难度！4 4 细部结构的有效性：螺栓细部结构的有效性：螺栓+ +翻板薄弱处翻板薄弱处5 5 压力转换的有效方法：压力转换的有效方法：1.9bar 1.9b

11、ar 到到 3.0bar! 3.0bar!1 1 合理的加固步序合理的加固步序2 2 有效的过程控制有效的过程控制案例二：盾构始发局部突水案例二：盾构始发局部突水- -中线穿黄中线穿黄中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例三：区间中间风井地面坍塌案例三：区间中间风井地面坍塌-8-8号线号线 左线盾构在到达中间风井过程中，地层加固差，土压左线盾构在到达中间风井过程中，地层加固差，土压控制较差，出土过多，引起地层损失，致使中间风井西侧控制较差，出土过多，引起地层损失，致使中间风井西侧地表塌陷。地表塌陷。塌陷进一

12、塌陷进一步发展步发展回填回填后后中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing应急救援措施应急救援措施无地面环境风险，迅速对塌陷位置进行无地面环境风险，迅速对塌陷位置进行灌浆回填；灌浆回填；迅速将盾构推出洞门，对靠近中间风井迅速将盾构推出洞门，对靠近中间风井洞门处洞门处2020环环700700环环719719环进行二次补环进行二次补浆；浆；盾构从中间风井东侧洞门始发时一定要盾构从中间风井东侧洞门始发时一定要控制好施工参数，尤其是土压等施工参控制好施工参数，尤其是土压等施工参数，确保及时建立土压。数，确保及时建立土压。合

13、理应对措施合理应对措施1 1 盾构到达过程的施工控制：土压力与盾构到达过程的施工控制：土压力与出土量出土量2 2 合理的围护结构破除时间与控制方法合理的围护结构破除时间与控制方法案例三：区间中间风井地面坍塌案例三：区间中间风井地面坍塌-8-8号线号线中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例四：区间中间风井出沙出水案例四：区间中间风井出沙出水-10-10号线号线分钟寺站分钟寺站十里河站十里河站东三环东三环分钟寺桥分钟寺桥中间风井中间风井 双线在中间风井接收及始发过程中，地层加固差，双线在中间风井接收及始发过程中

14、，地层加固差，未安装止水橡胶帘布，造成不同程度渗漏水，中间风未安装止水橡胶帘布，造成不同程度渗漏水，中间风井始发前提前破桩造成水土流失。井始发前提前破桩造成水土流失。中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing 2019.9.42019.9.4右线到达中间风右线到达中间风井过程中未安装止水橡胶井过程中未安装止水橡胶帘布及扇形压板帘布及扇形压板 洞门边缘洞门边缘3 3点钟和点钟和8 8点钟方点钟方向有水涌出，且水量较大向有水涌出，且水量较大; ;流出的粉流出的粉细砂细砂流水流砂流水流砂流水流砂流水流砂 应急救援措施：应

15、急救援措施：2019.9.182019.9.18开始采取注浆开始采取注浆等措施进行堵水；等措施进行堵水；2019.9.272019.9.27基本无渗水现基本无渗水现象。象。应急时间太长！应急时间太长！案例四：区间中间风井出沙出水案例四：区间中间风井出沙出水-10-10号线号线中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing接收端大量接收端大量土体被推出土体被推出端头处流水带端头处流水带出大量细砂出大量细砂 2019.10.21 2019.10.21左线盾构中间风井接收端头，加固太差，渗左线盾构中间风井接收端头，加固太差，

16、渗水较为严重，未安装橡胶帘布和扇形压板，盾构到达过程中大水较为严重，未安装橡胶帘布和扇形压板，盾构到达过程中大量土体被推出。幸运地层稳定性好，没有波及到地面！量土体被推出。幸运地层稳定性好，没有波及到地面！案例四：区间中间风井出沙出水案例四：区间中间风井出沙出水-10-10号线号线中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing合理应对措施：合理应对措施：1 盾构到达过程应遵循的基本原则：盾构到达过程应遵循的基本原则：2 合理的围护结构破除时间与控制方法合理的围护结构破除时间与控制方法案例四：区间中间风井出沙出水案例四：

17、区间中间风井出沙出水-10-10号线号线中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站事发地点：南京地铁中和村站元通站区间，事故发生在右线盾事发地点：南京地铁中和村站元通站区间，事故发生在右线盾构隧道到达端头构隧道到达端头元通站，掘进至元通站，掘进至11841184环，到地下连续墙外侧；环，到地下连续墙外侧；盾构穿越盾构穿越富水砂层富水砂层中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technol

18、ogy Beijing事故经过：事故经过： 刀盘顶到地下连续墙外侧时，突然出现漏水漏砂点并刀盘顶到地下连续墙外侧时，突然出现漏水漏砂点并迅速扩大，从盾构下部涌入车站接收端，进而迅速涌入盾构隧道内；迅速扩大，从盾构下部涌入车站接收端，进而迅速涌入盾构隧道内；紧急处置：人员撤离，灌入豆砾石封堵出沙点，封堵洞门。紧急处置：人员撤离，灌入豆砾石封堵出沙点，封堵洞门。泥水涌入泥水涌入端头井端头井案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing地表出现

19、严重变形地表出现严重变形1111月月2020日日1010点点5050分左右，人员撤退，封堵洞门；分左右，人员撤退，封堵洞门；1111月月2020日下午五点，地面形成长约日下午五点，地面形成长约45m45m、宽、宽30m30m、深度、深度3m3m左右的沉左右的沉陷槽，出现多道裂缝；陷槽，出现多道裂缝；地表出现塌陷地表出现塌陷案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing1111月月2525日，路面塌陷日，路面塌陷长度达到约长度达到约150-

20、160m150-160m，2121日至日至2525日四天时间日四天时间里地表发生了约里地表发生了约80m80m的的塌陷。塌陷。1111月月2121日，地日，地表塌陷长度大表塌陷长度大约有约有80m80m；案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing地表路面继续塌陷，盾构到达端头井涌砂涌水未彻底遏制；地表路面继续塌陷，盾构到达端头井涌砂涌水未彻底遏制；1111月月2525上午，仍然有水和砂子从洞门底部漏出。上午，仍然有水和砂子从洞门底部漏

21、出。到达车站端头底部到达车站端头底部涌砂涌水涌砂涌水支模后洞门底部支模后洞门底部涌砂涌水涌砂涌水案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing到达洞门处安装钢筋网片和模板，浇注混凝土封堵洞门；到达洞门处安装钢筋网片和模板，浇注混凝土封堵洞门；始发端头处堆放水泥袋封堵洞门；始发端头处堆放水泥袋封堵洞门；地面填充注浆；地面填充注浆；注入聚氨酯，填充混凝土浇注后形成的渗流间隙；注入聚氨酯，填充混凝土浇注后形成的渗流间隙；隧道内注水回填。隧道内注

22、水回填。l应急救援措施：应急救援措施：案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing到达端头封堵洞门到达端头封堵洞门始发端头封堵洞门始发端头封堵洞门案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing地质因素地质因素设计因素设计因素施工因素施工因素松软的河漫滩，地质条件复杂，易发生松软的河

23、漫滩，地质条件复杂，易发生管涌、渗水；管涌、渗水；地下水位较高，降水井实施困难；地下水位较高，降水井实施困难；端头纵向加固长度不足，仅有端头纵向加固长度不足，仅有6m6m；设计采用旋喷加固效果不良，加固方法设计采用旋喷加固效果不良，加固方法的选择存在问题；的选择存在问题；未制定合理的盾构到达施工方案；未制定合理的盾构到达施工方案；水平探孔实施偏少，长度太短；水平探孔实施偏少，长度太短；掘进中出现出土偏少及冒气时，未采取掘进中出现出土偏少及冒气时，未采取相应的措施；相应的措施；洞门密封橡胶和压板未安装，洞门出现洞门密封橡胶和压板未安装，洞门出现少量涌水涌砂时，处理方式不当。少量涌水涌砂时，处理方

24、式不当。旋喷桩下部搭接不良旋喷桩下部搭接不良旋喷桩整体搭接不良旋喷桩整体搭接不良l事故原因分析：事故原因分析：案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing经验教训：经验教训：1 1流沙的认识有压）；流沙的认识有压）；2 2设计端头加固尺寸；设计端头加固尺寸；3 3加固方法的合理选择；加固方法的合理选择；4 4封堵流沙的有效方法；封堵流沙的有效方法；5 5保护管片隧道的有效措施，防止次生灾害的发生保护管片隧道的有效措施，防止次生灾害的发生

25、！案例五：盾构到达地面严重坍塌案例五：盾构到达地面严重坍塌- -南京元通站南京元通站中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷- -大兴线大兴线 工程简述：右线盾构首先从义和庄站始发，左线随后平行施工程简述：右线盾构首先从义和庄站始发，左线随后平行施工，左右两线均从黄村火车站站接收盾构。工，左右两线均从黄村火车站站接收盾构。黄村火车站前黄村火车站前100m地质剖面图地质剖面图 盾构到达端头除盾构到达端头除了在洞门处做了了在洞门处做了800的围护桩外

26、，的围护桩外，没有在纵向和横向没有在纵向和横向范围对端头土体进范围对端头土体进行完整必要的加固行完整必要的加固处理。处理。中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing20092009年年1010月月9 9日下午，破除洞门；日下午，破除洞门；20092009年年1010月月9 9日晚上，刀盘即将顶上围护桩；日晚上，刀盘即将顶上围护桩；20092009年年1010月月1010日凌晨，端头区域地表出现塌方，形成一个长约日凌晨，端头区域地表出现塌方，形成一个长约3m3m、宽、宽2.5m2.5m、深、深2m2m的大坑，大量的水

27、和砂涌入盾构接收井内。的大坑，大量的水和砂涌入盾构接收井内。破除洞门等待盾构到达破除洞门等待盾构到达盾构即将到达洞门情况盾构即将到达洞门情况案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷- -大兴线大兴线 中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing地表混凝土地面出现裂缝，地表混凝土地面出现裂缝，地表出现塌方，形成长约地表出现塌方，形成长约3m3m、宽、宽2.5m2.5m、深、深2m2m的大坑的大坑案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷- -大兴线大兴线 中国矿业大

28、学（北京）China University of Mining & Technology Beijing应急救援措施应急救援措施堵水，截断污水管，抽走污水，防止流入地层，造堵水，截断污水管，抽走污水，防止流入地层，造成水土成水土 流失，防止再次出现塌方；流失，防止再次出现塌方；监测地表变形情况，及时采取相应的补救措施；监测地表变形情况，及时采取相应的补救措施；已经发生的塌方，用混凝土进行回填，弥补地层损已经发生的塌方，用混凝土进行回填，弥补地层损失；失；截断接收井加固区内的污水和雨水管线，上游的污截断接收井加固区内的污水和雨水管线，上游的污水和雨水直接从上游管井导流到下游管井。水和雨水

29、直接从上游管井导流到下游管井。有水流管线的地方，切记及早确认上下游阀门位有水流管线的地方，切记及早确认上下游阀门位置！置！案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷- -大兴线大兴线 中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing事故事故原因分原因分析析 地质地质因素因素施工施工因素因素土体为疏松的粉细砂层，自稳性极差，受土体为疏松的粉细砂层，自稳性极差，受外力影响极易塌落。外力影响极易塌落。盾构到达之前对地层估计不足，没有采取盾构到达之前对地层估计不足，没有采取相应的辅助措施。相应的辅助措施

30、。端头地层中存在有压力管线，有补水来源，端头地层中存在有压力管线，有补水来源，该地层应该视为该地层应该视为“盾构有水到达的情况；盾构有水到达的情况；有压管线的砂土地层没有采取相关的措施有压管线的砂土地层没有采取相关的措施对管线进行保护。对管线进行保护。案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷- -大兴线大兴线 中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing案例七：区间下穿铁路地面坍塌案例七：区间下穿铁路地面坍塌- -京西机务段京西机务段 双线先后下穿北京西机务段铁路：双线先后下穿北京西机务段

31、铁路：左线先行，施工参数控制基本合理，左线先行，施工参数控制基本合理，安全通过；安全通过；右线盾构在通过过程中，土压控制偏右线盾构在通过过程中，土压控制偏低，导致出土量偏大，引起地层低，导致出土量偏大，引起地层损失，损失，2019.8.27隧道上方北京西隧道上方北京西机务段铁路区域发生塌陷。机务段铁路区域发生塌陷。中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing卵石下穿国铁约630m埋深1517m杂填土57m）盾构位置圆砾填土06m）案例七：区间下穿铁路地面坍塌案例七：区间下穿铁路地面坍塌- -京西机务段京西机务段中国矿

32、业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing 右线隧道：右线隧道：8 8月月2828日右线日右线56565858环隧道中心线地面发生塌陷，环隧道中心线地面发生塌陷，长约长约3.5m3.5m，深约，深约5m5m。北京西机北京西机务段铁路务段铁路右线塌陷位右线塌陷位置置右线盾构位置右线盾构位置始发井始发井案例七：区间下穿铁路地面坍塌案例七：区间下穿铁路地面坍塌- -京西机务段京西机务段中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing区域地质条件复杂，表层

33、有厚区域地质条件复杂，表层有厚度约度约57m57m杂填土及圆砾填土，杂填土及圆砾填土，较为松散较为松散; ;地层中存在空洞，盾构推进时地层中存在空洞，盾构推进时对其产生扰动，诱发其失稳。对其产生扰动，诱发其失稳。卵石卵石杂填土杂填土57m）盾构位置盾构位置圆砾填土圆砾填土06m）右线地面塌陷处右线地面塌陷处原因分析：原因分析： 应急救援：事发后当天，相应急救援：事发后当天，相关方立即组织专家会议分析事关方立即组织专家会议分析事故原因，提出建议措施，施工故原因，提出建议措施，施工方已对塌陷处进行回填。（盾方已对塌陷处进行回填。（盾构后方）构后方）案例七：区间下穿铁路地面坍塌案例七：区间下穿铁路地

34、面坍塌- -京西机务段京西机务段中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing4550环土压环土压01情况情况5058环土压环土压01情况情况0.6bar0.2bar0.6bar0.2bar盾构掘进过程中土压控制偏低，导致出土量偏大，引起地层损失；盾构掘进过程中土压控制偏低，导致出土量偏大，引起地层损失；案例七：区间下穿铁路地面坍塌案例七：区间下穿铁路地面坍塌- -京西机务段京西机务段中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology Beijing天津地铁天津地

35、铁2 2号线建国道站天津站站盾构区间，盾构从建国道站始发号线建国道站天津站站盾构区间，盾构从建国道站始发向天津站方向掘进；向天津站方向掘进；案例八：区间盾构掩埋案例八：区间盾构掩埋-天津建天区间天津建天区间中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology,Beijing五经路地下通道与地下直径线成小角度相交，两者与盾构左五经路地下通道与地下直径线成小角度相交，两者与盾构左右线的关系相似右线的关系相似五经路地道顶板五经路地道顶板五经路地道底板五经路地道底板8001200隔离桩隔离桩右线隧道右线隧道左线隧道左线隧道案例八：区间盾构掩埋案例八：区间盾构掩埋-天津建天区间天津建天区间中国矿业大学（北京）China University of Mining & Technology,Beijing五经路地道五经路地道地下直地下直径线径线案例八：区间盾构掩埋案例八：区间盾构掩埋-天