地铁盾构工程建设管理要点与案例分析

1、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

2、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（）2113M9136M10（）2419M143919合计125711.1 地铁盾构工程应用

3、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11.97m泥水平衡盾构2010年天津地下直径线11.97m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

4、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 盾构技术的优势对周围环境影响小：出土量控制容易，施工过程中对周围地层及建（构）筑物影响小；不影响地表交通、不影响商业营业、经济损失小；无需切断、搬迁地下管线等各种地下设置；对周围居民生活、出行影响小；空气、噪声、振动污染较小。 下穿派出所下穿道路下穿桥梁下穿居民楼1.2 盾构技术的优势适用范围广：施工

5、不受地形、地貌、江河水域等地表环境条件的限制；施工不受天气条件限制；适用地层广，软土、砂土、软硬混合地层、软硬混合岩层均可适用。下穿河流下穿铁路穿越砂卵石占地面积较小，适于大深度、大地下水压施工，相对施工成本低。掘进速度快，有利于缩短工期，劳动强度低。采用管片衬砌，洞壁完整美观，改善洞内劳动条件，减轻了体力劳动量。施工在盾壳的保护下进行，避免了人员伤亡，减少了安全事故的发生率。工程建设质量好，控制相对简单且容易检查。1.2 盾构技术的优势盾构分体始发占用场地较小洞内劳动条件较好在盾壳保护下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、

6、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 盾构技术现存的缺点覆土较浅时，地表沉降控制较难，有时不得不进行二次地面处理。1.3 盾构技术的不足地面沉降过大，不得已进行地面二次处理施工中的一些质量缺陷问题尚未得到有效解决，如管片错台、破损、渗水以及隧道轴线偏差等。盾构始发临时施工场地相对较大（一台盾构应2500m2以上)施工用电大，要求

7、高；工法的灵活性差，对要求严格的地段施工，辅助措施相对少！断面型状、大小改变困难1.3 盾构技术现存的缺点盾构管片渗水管片错台管片破损我国地域广大、地层条件复杂，根据全国地铁修建所遇到的地质条件特点，可分为三大典型地层：以广州地区为主的风化岩及软硬复合地层（混合地层）；以上海地区为代表的软土地层；以北京地区为代表的砂层、砂卵石地层。1.4 我国三大典型地层盾构施工特点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，地质条件十分复杂。广州地区复合地层（或称混合地层）最主要的特点是： （1）水文地质条件复杂； （2）断裂带影响较大； （3）黏土成分较高； （4）花岗岩

8、及其球状风化影响较大、红层地层的影响等； （5）岩层的成分、结构和构造差异性较大； （6）基岩单轴抗压强度（天然）差别较大。1.4 我国三大典型地层盾构施工特点及应注意的问题广州地区复合地层（混合地层）中盾构施工的主要特点： （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化进行较大的调整； （4）在围岩强度变化极其悬殊的地段及石英含量高或高强度硬岩地段等地层中掘进时，需要较频繁的更换刀具； （5）在某些特殊的复合地层可能需要一些辅助工法。1.4 我国三大典型层盾构施工特点及应注意的问题1.4 我国三大典型地层盾构施工

9、特点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构法隧道最多的城市之一；上海市政隧道大部分穿越淤泥质黏土或淤泥质亚黏土，其承载力低，含水量高，灵敏度大，渗透系数小，为典型的软土地层；地层沉降不易控制，特别是后期沉降；在修建地铁（直径6m左右的隧道）工程方面，上海的土质具有采用土压平衡盾构的天然条件。 1.4 我国三大典型层盾构施工特点及应注意的问题北京地区北京地区西部的粗大颗粒沉积物向东

10、逐渐变为细小的颗粒沉积物，且地层互层现象十分明显。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 我国三大典型地层盾构施工特点及应注意的问题1.4 我国三大典型地层盾构施工特点及应注意的问题北京地区在既有建、构筑物下穿越，地表沉降控制严格，施工精度要求高；隧道穿越砂卵石地层，刀具磨损严重，推力及扭矩大，控制开挖面土体平衡困难；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 我国三大典型地层盾构施工特点及应注意的问题北京地区：目前除地下直径线外，均采用土压平衡盾构进行施工。1粘土粉土地层：粘

11、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；切削土体不易搅拌成可塑性体；土压平衡建立困难；石英砂含量大时刀具磨损大。1.5 因地制宜选择盾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 因地制宜选择盾构工法盾构选型以工程地质、水文地质为主要依据，综合考虑施工长度、地面及地下建/构筑物等环境条件，同时考虑工期、成本等因素，并参考国内外已有盾构工程实例及相关的技术规范等，对盾构

12、及辅助设备的配置等进行研究。1.5 因地制宜选择盾构工法盾构选型基本步骤1.5 因地制宜选择盾构工法地质条件：包括隧道穿越地层的颗粒级配及粒度分布、抗压/抗拉强度、压缩性能、渗透系数、粘聚力、内摩擦角、孔隙水压，地下水情况（水位、流速、流向、有无侵蚀性）等。1.5 因地制宜选择盾构工法土层稠指标与渗透系数及弃土体容重1.5 因地制宜选择盾构工法环境条件：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；

13、隧道施工工程筹划及工期要求；技术经济条件。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52.1 盾构的分类盾构的分类方法很多，目前较为普遍的是按盾构掘削面的挡土形式及加压稳定掘削面的形式相结合的方法对盾构进行分类。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 盾构的分类手掘式半机械式机械式挤压式土压式泥水式2.1 盾构的分类盾构封闭式敞开式 适用于粘土、粉土、砂层、砂卵石地层 施工占地小，环境污染小 设备造价较低，辅助施工措施少，工程成本较低 适用于含水砂层、砂卵石地层、砾石地层，高承压水地层 施

14、工占地规模大 设备造价较高，泥水分离系统复杂，工程成本较高 适用于自稳性好，特别是无水砂卵石稳定地层 隧道内可采取超前加固等措施，施工方法灵活 设备造价低，工程成本低 泥水平衡 土压平衡 两种应用最广泛的主流机型2.2 盾构技术的基本原理始发竖井到达竖井盾构盾构隧道2.2 盾构技术的基本原理盾构 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 盾构技术的基本原理土压平衡盾构（EPB）2.2 盾构技术的基本原理泥水平衡盾构（Slurry Shield）：气垫式泥水平衡盾构的原理2.2 盾构技术的基本原理泥水平衡盾构（Slurry Shield） 2.3 盾构主要系统构成及其

15、与TBM的区别盾构：用于土层或土岩混合地层中，即“软土盾构”（英语均为TBM）。“TBM”国际隧道协会TBM：用于岩石地层中，即“硬岩TBM”。CutterheadShield2.3 盾构主要系统构成及其与TBM的区别土压盾构主要系统 开挖系统：体现在刀盘和刀具，包括驱动（液压或变频电机）、主轴承及其密封；切削土体。 推进系统：包括液压系统、推进油缸等，克服阻力，推动盾构前进。 铰接：动力源自液压系统，分为主动和被动铰接两类，对盾构转向起关键作用。 排土系统：螺旋输送机和皮带；负责把切削下来的土体从舱内运输到土斗。 注浆系统：分为同步注浆系统和二次（多次）补浆系统，填充管片与土体间隙。 注入系

16、统：包括润滑（主轴承）、密封（主轴承和盾尾）、泡沫膨润土等系统。 盾尾密封：分隔土体、浆液材料与隧道内的重要环节。 管片安装系统：负责管片安装及安装区域的运输。 其它：控制系统（包括操作室）、电器系统（强弱电）、隧道水平运输与垂直提升系统、后配套台车等。2.3 盾构主要系统构成及其与TBM的区别土压平衡盾构2.3 盾构主要系统构成及其与TBM的区别泥水平衡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

17、系统构成及其与TBM的区别TBM：主要破除岩石，布置的刀具主要为滚刀，采用皮带运输设备运送渣土。2.4 国内常用日系盾构与德系盾构的比较大连、成都等国外购置引进配件组装国产化发展目前国内盾构主要来源日本（石川岛、小松、奥村、日立等）德国（海瑞克）法国（法马通）沈重、中铁装备等主要为国外购置2.4 国内常用日系盾构与德系盾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置的日系盾构与德系盾构的主要区别2.4 国内常用日系盾构与德系盾构的比较日系

18、盾构德系盾构2.4 国内常用日系盾构与德系盾构的比较以北京在施地铁线路为例：使用日系盾构较多。线路日系盾构德系盾构国产盾构M6750M8（）542M9430M10（）1972M14100合计361942.5 盾构工程建设管理的几个关键要素设备施工管理设备施工管理合理的盾构选型；盾构设备进场前进行适应性评估；盾构组装完毕后进行相关验收；穿越重大风险源前对盾构状态进行检查和验收。对盾构关键施工环节，如始发、到达加强过程管控；加强对盾构施工参数的过程控制；应对施工中遇到的不良地质及障碍物的合理措施。加强盾构设备及施工管理，严格执行国家规范和相关规定，避免风险事件的发生。2.5 盾构工程建设管理的几个

19、关键要素土压 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 盾构工程建设管理的几个关键要素土压盾构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 盾构工程建设管理的几个关

20、键要素到达：盾构按照预定线路掘进至接收位置，破除洞门，从隧道内驶出的过程。始发：盾构设备经组装、调试，相关配套机械安设完毕，盾构开始负环拼装，进行隧道掘进的过程。按始发位置：竖井始发、车站始发按始发方式：整机始发、分体始发共性问题：跟正常段的区别？端头加固？盾构参数渐变转换？盾构施工过程中关键环节2.5 盾构工程建设管理的几个关键要素 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安全风险管理咨询机构全面开展安全风险管理工作。监控分中心依托第三方监测单位开展具体线路的安全风险管理工作。工点控制中心由施工单位、监理单位、第三方监测单位

21、按照风险管理体系要求完成监控信息采集处理工作。目前北京地区为加强技术风险管理，建立了从公司层、项目管理层到现场实施层的三级安全风险监控机构：2.5 盾构工程建设管理的几个关键要素对地铁建设工程安全风险以预防为主，加强各阶段的安全风险的预控与管控，并贯穿工程建设的全过程。规范、完善建设单位、各相关参建单位在安全风险技术管理方面的工作责任及工作内容。提出了“施工单位全面监测 + 第三方监测单位重点监测，施工、监理、第三方监测单位现场巡视，风险预警以第三方监测单位为主”的预警管理模式。北京地区安全风险管控核心思想目 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

22、程建设管理的措施与建议53.1 盾构设备常见问题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。叶片中部断面凹凸不平螺旋输送机轴焊接处3.1 盾构设备常见问题螺旋输送机3.1 盾构设备常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。螺旋输送机扭矩极具增大3.1 盾构设备常见问题螺旋输送机断裂后的带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 盾构设备常见问题主驱动大齿圈北京地铁某盾构因主轴承密封损坏，土舱只能

23、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 盾构设备常见问题刀盘磨损异常3.1 盾构设备常见问题推进系统故障：液压推进系统漏油、推进压力低、推进油缸不同心等导致推进系统无法正常操作。3.1 盾构设备常见问题管片安装部位机械式真空吸盘式3.2 施工常见问题不良地质障碍物土体改良盾构推进过程中，随工程地质条件变化，需要调整施工参数。当遇到不良地质或障碍物时，往往带来安全风险或隐患。3.2 施工常见问题不良地质“北京地下直径线”盾构推进过程中，曾遭遇地层中的钙质胶结物，盾构推进出现困难，导致盾构施

24、工剧烈震动，刀具严重磨损，刀盘局部破坏。3.2 施工常见问题障碍物“北京地下直径线”在穿越既有线宣武门车站过程中，遇到地下障碍物，刀盘进行直接切削，刀盘及刀具磨损严重，致使盾构长时间停机进行修复。3.2 施工常见问题土体改良北京地铁某标段区间左线盾构穿越砂卵石地层，因土体改良困难、效果差，导致土舱内土体被挤压密实，无法建立连续的土压平衡，盾构掘进困难。前期后期3.2 施工常见问题土体改良北京地铁某标段区间土体体改良情况改良前后的对比情况3.3 管理常见问题 执行国家规范？相关规定？M1M2M4M3施工质量盾构设备关键工序重大风险工程3.3 管理常见问题施工质量管片拼装质量管片破损管片错台管片渗

25、漏水管片掉块管片裂缝盾构掘进方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、渗漏水往往相伴产生。应采取管理措施： 管片进场严格控制质量； 掘进过程对盾构姿态必须缓慢纠偏； 管片的吊装和安装应严格执行相关管理规定； 必须制定有效措施控制隧道管片上浮。破 损错 台渗漏水隧道内一般采用自动测量系统，即实时检测盾构位置（三维坐标）和姿态（倾斜、横斜、高差）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

26、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1172m286m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500m25.78cm-5.78cm300m25.81cm-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：盾构设备进场前进行适应性评估；盾构组装完毕后进行相关验收；穿越重大风险源前对盾构状态进行检查。关键工序：盾构始发、到达条件验收（包括穿越中间风井等）；复杂条件下的开舱换刀。重大风险工程：专项施工方案验收；施工参数控制等。目 录概述1

27、1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 盾构工程典型案例与分析盾构始发，是指在盾构始发工作竖井内利用反力架和临时组装的负环管片等设备或设施，将处于始发基座上的盾构推入端头加固土体，然后进入地层原状土区段，并沿着设计线路掘进的一系列作业过程。盾构始发是盾构施工中风险较大的环节之一，极易发生安全与质量事故。渗水浆液和泡沫沿洞门密封处涌出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

28、道始发4.1 盾构始发天津海河共同沟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次加固区与地下连续墙之间施作三排高压旋喷桩；在加固区周边施作两排高压旋喷桩，旋喷桩成U型布置，和前2次施工的旋喷桩联合将竖井始发端头土体封闭。4.1 盾构始发天津海河共同沟隧道始发破除洞门地下连续墙少量涌水涌砂施工单位未引起足够重视继续破除地下连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道始发：事故处置措施 立即将所有工作人员和重要机械设备尽可能撤离盾构始发井。 停止用水泵抽取始发井中的泥水，让地下水土自然涌入工作井，待工作井水位达到一定

29、高度，地层中的水压力与工作井中的水压力达到平衡，然后采取措施密封洞门，抽干工作井中的水。4.1 盾构始发天津海河共同沟隧道始发 原因分析粉土、砂土层易液化地下水水位较高盾构始发端土体加固质量欠佳地质因素设计因素高压旋喷桩成桩质量和桩间咬合较难保证特别在粉土、砂土地层中，旋喷加固法效果一般4.1 盾构始发南水北调穿黄工程盾构始发“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1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。4.1 盾构始发南水北调穿黄工程盾构始发4.1 盾构始发

30、南水北调穿黄工程盾构始发4.1 盾构始发南水北调穿黄工程始发4.2 盾构到达渗水带出大量细砂地表塌陷盾构到达，是指盾构在掘进过程中由原状土进入到达竖井端头加固土体区域，然后将盾构推进至到达竖井的围护结构处后，从竖井外侧破除井壁进入竖井内接收台架上的一系列作业过程。盾构到达相较始发而言，具有更大的危险性。实际施工中应引起高度重视，其成功与否直接关系着工程的成败。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到达4.2 盾构到达南京地铁某站盾构到达2007.11.20上午9点30分：管片突然下沉，错台约15cm，周边混

31、凝土开裂，环缝出现长约1.5m、宽5cm的张开裂缝，大量水土从接缝向元通站涌入。4.2 盾构到达南京地铁某站盾构到达2007.11.20上午10点50分地表路面出现严重变形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到达2007.11.21地表塌陷进一步发展2007.11.25路面塌陷长度已达150160m塌方位置距离盾构井约80m塌方又延伸了将近80m，塌方距离大约有150160多米4.2 盾构到达南京地铁某站盾构到达2007.11.25上午仍有水和砂子从洞门底部漏出4.2 盾构到达南京地铁某站盾构到达 抢险过程及措施安装钢筋网片和模板，纵向设置钢支撑，使用混凝土

32、分层浇注；在隧道内堆放水泥袋封堵洞口，并设置开启的进入口；迅速调集注浆设备进场，地面填充注浆；通过聚氨酯注入，填充混凝土浇注后形成的渗流间隙；隧道内注水回填，以维持隧道稳定。4.2 盾构到达南京地铁某站盾构到达 原因分析地质因素：由长江水携带的泥沙淤积而成，为松软的河漫滩，地质条件十分复杂。设计因素：端头土体纵向加固长度不足，且端头加固方法的选择存在问题。施工因素：端头加固效果检验时，水平探孔实施偏少，当水平探孔出现少量流水和涌砂时并没有引起足够的重视，且未安装洞门密封橡胶和压板。旋喷桩下部搭接不良旋喷桩整体搭接不良4.2 盾构到达北京地铁某站右线盾构到达 盾构到达端头除了在洞门处做了800的

33、围护桩外，未在纵向和横向范围对端头土体进行加固处理。4.2 盾构到达北京地铁某站右线盾构到达2009.10.9下午破除洞门，等待盾构到达工作井2009.10.9晚上刀盘即将顶上围护桩4.2 盾构到达北京地铁某站右线盾构到达2009.10.10日凌晨盾构端头区域地表混凝土地面开始出现裂缝，裂缝逐渐开始扩展，随后地表出现塌方，形成一个长约3m、宽2.5m、深2m的大坑4.3 盾构通过中间风井或联络通道北京地铁某区间风井 左线盾构在到达中间风井过程中，土压控制较差，出土过多，引起地层损失，致使中间风井西侧地表塌陷。塌陷进一步发展回填后4.3 盾构通过中间风井或联络通道北京地铁某区间风井分钟寺站十里河

34、站东三环分钟寺桥中间风井 双线在中间风井接收及始发过程中均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。2011.9.4右线到达中间风井过程中未安装止水橡胶帘布及扇形压板，洞门边缘3点钟和8点钟方向有水涌出，且水量较大;2011.9.18开始采取注浆等措施进行堵水；2011.9.27基本无渗水现象。流出的粉细砂流水流砂流水流砂4.3 盾构通过中间风井或联络通道北京地铁某区间风井接收端大量土体被推出端头处流水带出大量细砂 2011.10.21左线盾构中间风井接收端头渗水较为严重，未安装橡胶帘布和扇形压板，盾构到达过程中大量土体被推出。4.3 盾构通过中间风井或联络通

35、道北京地铁某区间风井4.4 盾构施工过程北京地铁某区间北京西站机务段铁路始发井接收井 双线先后下穿北京铁路：左线先行，施工参数控制基本合理，安全通过；右线盾构在通过过程中，土压控制偏低，导致出土量偏大，引起地层损失，2011.8.27隧道上方北京西机务段铁路区域发生塌陷。4.4 盾构施工过程北京地铁某盾构区间北京西机务段铁路始发井右线塌陷位置4550环土压01情况5058环土压01情况0.6bar0.2bar0.6bar0.2bar4.4 盾构施工过程北京地铁某盾构区间4.4 盾构施工过程天津地铁某区间右线事故发生位置4.4 盾构施工过程天津地铁某区间右线 2011.5.6上午右线螺旋输送机突

36、被异物卡住，清理水泥碎快过程中出现涌水涌砂，经在洞内采取多种措施封堵后无效，决定采用地面注浆及封堵隧道注水； 左、右线分别在2011.5.8晚9点、2011.5.6晚11点封堵，人员全部撤离。4.4 盾构施工过程天津地铁某区间右线撤离前泥砂覆盖机人仓一半多右侧裂缝最大处左侧裂缝最大处右线： 撤离前泥砂覆盖人仓的一半多，泥砂覆盖深度大约2.8m，水流往后流，泥砂往后呈斜坡状向后延伸。 管片从192205环均产生不等缝隙。左线： 1#5#台车两侧及顶部发生管片错台、破损、张开等，200220环漏水较严重。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盾构工程典型恶性事故案例与分析4加强

37、盾构工程建设管理的措施与建议55.1 合同要求人员要求设备要求合理划分标段合同要求重点5.1 合同要求人员要求：项目经理须具有盾构施工经历，或经过相关盾构技术培训。项目总工须具有盾构施工经历，或经过相关盾构技术培训。盾构副经理须具有盾构施工经历，且在含有盾构区间的标段中担任过盾构施工主要管理人员。盾构操作手须是本单位员工，且具有相关培训经历和类似地层操作经历。盾构标段驻地监理工程师须具有盾构区间施工技术、管理经历。含有盾构区间标段的项目经理、项目总工、盾构副经理、盾构操作手和驻地监理工程师须经培训合格后方可上岗。5.2 技术要求落实相关规范、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

38、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，AF共六级。考虑因素盾构施工环境条件的组合影响因素：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（K

39、Nm）：过载？脱困？盾构总推力（KN）：全部推进阻力之和推进速度（mm / min）贯入度（mm / rpm）：取决于刀具高度和高差刀盘转速（rpm）注浆压力（ bar / KPa）及注浆量（m3）盾构施工前合理设定施工参数，同时施工过程中严格控制盾构施工参数，是确保盾构安全施工的必要条件。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，得到主要参数控制范围参考表5.2 技术要求主要辅助施工参数：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：浆液质量控制指标项目判别标准浆液初凝时间单液浆 6小时 双液浆 90%5.3 辅助保障措施盾

40、构推进过程中，对盾构施工参数进行实时监控，尤其是穿越重大风险源过程中，有利于盾构施工安全风险管控。由中国矿业大学（北京）研发的“盾构施工实时管理系统”以简洁的界面与灵活的操作，已广泛应用于北京地铁安全风险管控。实时形象地显示工程进度和风险工程明确管控重点显示盾构生产过程中的各项参数，对盾构施工远程实时监控 盾构施工全部数据进行各种条件下的查找、统计和分析盾构施工过程中材料消耗、功效等参数进行统计和查询 主要盾构施工参数实时预警，给出主要施工参数的控制范围5.3 辅助保障措施5.3 辅助保障措施施工数据传输过程采用光纤作为传输介质，这种传输方式在国内外是首创 盾构施工数据稳定、实时传输至地面监控系统 5.3 辅助保障措施隧道内外数据传输系统盾构施工数据稳定、实时传输至监控中心盾构施工数据发送盾构施工数据接收5.3 辅助保障措施盾构至服务器数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构区间概况（工程地质、重要风险工程）实时显示各个盾构区间工程进度，重要风险工程5.3 辅助保障措施系统界面实时显示盾构施工进度和盾构设备参数远程实