地铁盾构工程建设管理要点与案例分析

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盾构技技术的的优势势对周围围环境境影响响小：出土量量控制制容易易，施施工过过程中中对周周围地地层及及建（（构））筑物物影响响小；；不影响响地表表交通通、不不影响响商业业营业业、经经济损损失小小；无需切切断、、搬迁迁地下下管线线等各各种地地下设设置；；对周围围居民民生活活、出出行影影响小小；空气、、噪声声、振振动污污染较较小。。下穿派派出所所下穿道道路下穿桥桥梁下穿居居民楼楼1.2盾构技技术的的优势势适用范范围广广：施工不不受地地形、、地貌貌、江江河水水域等等地表表环境境条件件的限限制；；施工不不受天天气条条件限限制；；适用地地层广广，软软土、、砂土土、软软硬混混合地地层、、软硬硬混合合岩层层均可可适用用。下穿河河流下穿铁铁路穿越砂砂卵石石占地面面积较较小，适于于大深深度、、大地地下水水压施施工，，相对对施工工成本本低。。掘进速速度快快，有利利于缩缩短工工期，，劳动动强度度低。。采用管片衬衬砌，洞壁壁完整整美观观，改改善洞洞内劳劳动条条件，，减轻轻了体体力劳劳动量量。施工在在盾壳壳的保保护下下进行行，避避免了了人员员伤亡亡，减少了了安全全事故故的发发生率率。工程建建设质质量好好，控控制相相对简简单且且容易易检查查。1.2盾构技技术的的优势势盾构分分体始始发占占用场场地较较小洞内劳劳动条条件较较好在盾壳壳保护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.覆土较浅时时，地表沉降控控制较难，，有时不得得不进行二二次地面处处理。1.3盾构技术的的不足地面沉降过过大，不得得已进行地地面二次处处理施工中的一一些质量缺缺陷问题尚尚未得到有有效解决，，如管片错台、、破损、渗水以及及隧道轴线偏偏差等。盾构始发临临时施工场场地相对较较大（一台台盾构应2500m2以上)施工用电大大，要求高高；工法的灵活活性差，对对要求严格格的地段施施工，辅助助措施相对对少！断面型状、、大小改变变困难1.3盾构技术现现存的缺点点盾构管片渗渗水管片错台管片破损我国地域广广大、地层层条件复杂杂，根据全全国地铁修修建所遇到到的地质条条件特点，，可分为三三大典型地地层：以广州地区为主的风化化岩及软硬硬复合地层层（混合地地层）；以上海地区为代表的软软土地层；；以北京地区为代表的砂砂层、砂卵卵石地层。。1.4我国三大典典型地层盾盾构施工特特点及应注注意的问题题复合地层软土地层砂卵石地层层广州地区：：广州素有““地质博物馆馆”之称，地地质条件十十分复杂。。广州地区复合地层（（或称混合合地层）最主要的特特点是：（1）水文地质质条件复杂杂；（2）断裂带影响较大；；（3）黏土成分较高；；（4）花岗岩及其球状风风化影响较较大、红层地层的影响等；；（5）岩层的成成分、结构构和构造差异性较大大；（6）基岩单轴轴抗压强度度（天然））差别较大。1.4我国三大典典型地层盾盾构施工特特点及应注注意的问题题广州地区复合地层（（混合地层层）中盾构施工工的主要特特点：（1）经常变换换盾构施工模模式；（2）盾构的配置（如刀具））需要作出出适当的调调整；（3）采用的施工工艺和施工参数也要根据地地层的变化化进行较大的的调整；（4）在围岩强强度变化极极其悬殊的的地段及石石英含量高高或高强度度硬岩地段段等地层中中掘进时，，需要较频频繁的更换刀具；（5）在某些特特殊的复合合地层可能能需要一些些辅助工法。1.4我国三大典典型层盾构构施工特点点及应注意意的问题1.4我国三大典典型地层盾盾构施工特特点及应注注意的问题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国拥有盾构构法隧道最最多的城市市之一；上海市政隧隧道大部分分穿越淤泥质黏土土或淤泥质亚黏黏土，其承载力力低，含水水量高，灵灵敏度大，，渗透系数数小，为典典型的软土土地层；地层沉降不不易控制，，特别是后后期沉降；；在修建地铁铁（直径6m左右的隧道道）工程方方面，上海海的土质具有采用土土压平衡盾盾构的天然然条件。1.4我国三大典典型层盾构构施工特点点及应注意意的问题北京地区北京地区西西部的粗大大颗粒沉积积物向东逐逐渐变为细细小的颗粒粒沉积物，，且地层互互层现象十十分明显。。北京地区浅浅层（20米以上）存存在着3种典型地层层：（1）砂砾石/砂卵石地层层；（2）粉砂/细砂/中~粗砂地层；（3）粉土~粘土地层。1.4我国三大典典型地层盾盾构施工特特点及应注注意的问题题1.4我国三大典典型地层盾盾构施工特特点及应注注意的问题题北京地区在既有建、、构筑物下下穿越，地表沉降控控制严格，施工精度度要求高；；隧道穿越砂砂卵石地层层，刀具磨损严严重，推力及扭矩矩大，控制开挖挖面土体平平衡困难；；城市残余水的影响较大大;地下空洞众多;工程接口协调要求高。1.4我国三大典典型地层盾盾构施工特特点及应注注意的问题题北京地区：：目前除地下下直径线外外，均采用用土压平衡衡盾构进行行施工。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无水砂卵石石地层：推进阻力大大；切削土体不不易搅拌成成可塑性体体；土压平衡建建立困难；；石英砂含量量大时刀具具磨损大。。1.5因地制宜选选择盾构工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因地制宜选选择盾构工工法盾构选型以以工程地质、水文地质为主要依据据，综合考考虑施工长长度、地面面及地下建建/构筑物等环境条件，同时考虑虑工期、成本等因素，并并参考国内内外已有盾盾构工程实实例及相关关的技术规规范等，对对盾构及辅辅助设备的的配置等进进行研究。。1.5因地制宜选选择盾构工工法盾构选型基基本步骤1.5因地制宜选选择盾构工工法地质条件：包括隧道道穿越地层层的颗粒级配及及粒度分布布、抗压/抗拉强度、、压缩性能能、渗透系数、粘聚力、、内摩擦角角、孔隙水水压，地下水情况况（水位、流流速、流向向、有无侵侵蚀性）等等。1.5因地制宜选选择盾构工工法土层稠指标标与渗透系系数及弃土土体容重1.5因地制宜选选择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盾构的分类类盾构的分类类方法很多多，目前较较为普遍的的是按盾构构掘削面的挡挡土形式及加压稳定掘削面面的形式相结合的方方法对盾构构进行分类类。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盾构的分类类手掘式半机械式机械式挤压式土压式泥水式2.1盾构的分类类盾构封闭式敞开式适用于粘土土、粉土、、砂层、砂砂卵石地层层施工占地小小，环境污污染小设备造价较较低，辅助助施工措施施少，工程程成本较低低适用于含水水砂层、砂砂卵石地层层、砾石地地层，高承承压水地层层施工占地规规模大设备造价较较高，泥水水分离系统统复杂，工工程成本较较高适用于自稳稳性好，特特别是无水水砂卵石稳稳定地层隧道内可采采取超前加加固等措施施，施工方方法灵活设备造价低低，工程成成本低泥水平衡土压平衡两种应用最最广泛的主主流机型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盾构构主主要要系系统统构构成成及及其其与与TBM的区区别别土压压平平衡衡盾盾构构2.3盾构构主主要要系系统统构构成成及及其其与与TBM的区区别别泥水水平平衡衡盾盾构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盾构构主主要要系系统统构构成成及及其其与与TBM的区区别别TBM：主主要要破破除除岩岩石石，，布布置置的的刀刀具具主主要要为为滚刀刀，采采用用皮带带运运输输设设备备运送送渣渣土土。。2.4国内内常常用用日日系系盾盾构构与与德德系系盾盾构构的的比比较较大连连、、成成都都等等国外外购购置置引进进配配件件组组装装国产产化化发发展展目前前国国内内盾盾构构主主要要来来源源日本本（（石石川川岛岛、、小小松松、、奥奥村村、、日日立立等等））德国国（（海海瑞瑞克克））法国国（（法法马马通通））沈重重、、中中铁铁装装备备等等主要要为为国国外外购购置置2.4国内内常常用用日日系系盾盾构构与与德德系系盾盾构构的的比比较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前国国内内购购置置的的日日系系盾盾构构与与德德系系盾盾构构的的主主要要区区别别2.4国内内常常用用日日系系盾盾构构与与德德系系盾盾构构的的比比较较日系系盾盾构构德系系盾盾构构2.4国内内常常用用日日系系盾盾构构与与德德系系盾盾构构的的比比较较以北北京京在在施施地地铁铁线线路路为为例例：：使用用日日系系盾盾构构较较多多。。线路日系盾构德系盾构国产盾构M6750M8（Ⅱ）542M9430M10（Ⅱ）1972M14100合计361942.5盾构构工工程程建建设设管管理理的的几几个个关关键键要要素素设备备施工工管理理设备备施工工管理理合理理的的盾构构选选型型；盾构构设设备备进进场场前前进进行行适应应性性评评估估；盾构组装完毕毕后进行相关关验收；穿越重大风险险源前对盾构构状态进行检检查和验收。。对盾构关键施工环节节，如始发、到到达加强过程程管控；加强对盾构施工参数的过程控制；；应对施工中遇遇到的不良地质及障碍物的合理理措施。加强盾构设备备及施工管理理，严格执行行国家规范和相相关规定，避免风险事事件的发生。。2.5盾构工程建设设管理的几个个关键要素土压管理

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盾构工程建设设管理的几个个关键要素土压盾构设备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盾构工程建设设管理的几个个关键要素到达：盾构按照预预定线路掘进进至接收位置置，破除洞门门，从隧道内内驶出的过程程。始发：盾构设备经经组装、调试试，相关配套套机械安设完完毕，盾构开开始负环拼装装，进行隧道道掘进的过程程。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：跟正常段的的区别？端头加固？盾构参数渐变变转换？盾构施工过程程中关键环节节2.5盾构工程建设设管理的几个个关键要素

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安全风险管理理咨询机构全全面开展安全全风险管理工工作。监控分中心依托第三方监监测单位开展展具体线路的的安全风险管管理工作。工点控制中心心由施工单位、、监理单位、、第三方监测测单位按照风险管理体系系要求完成监控控信息采集处处理工作。目前北京地区区为加强技术术风险管理，，建立了从公司司层、项目管管理层到现场场实施层的三级安全风险险监控机构：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，导致盾盾构施施工剧剧烈震震动，，刀具具严重重磨损损，刀刀盘局局部破破坏。。3.2施工常常见问问题障碍物物“北京京地下下直径径线””在穿穿越既既有线线宣武武门车车站过过程中中，遇遇到地地下障障碍物物，刀刀盘进进行直直接切切削，，刀盘及及刀具具磨损损严重重，致使使盾构构长时时间停停机进进行修修复。。3.2施工常常见问问题土体改改良北京地地铁某某标段段区间间左线线盾构构穿越越砂卵卵石地地层，，因土体改改良困困难、、效果果差，导致致土舱舱内土土体被被挤压压密实实，无无法建建立连连续的的土压压平衡衡，盾盾构掘掘进困困难。。前期后期3.2施工常常见问问题土体改改良北京地地铁某某标段段区间间土体体体改改良情情况改良前前后的的对比比情况况3.3管理常常见问问题执行国国家规规范？相关规规定？M1M2M4M3施工质质量盾构设设备关键工工序重大风风险工工程3.3管理常常见问问题施工质质量管片拼拼装质质量管片破破损管片错错台管片渗渗漏水水管片掉掉块管片裂裂缝盾构掘掘进方方向控控制施工质质量管管理3.3管理常常见问问题施工质质量管片破损、、错台台、渗渗漏水水往往相相伴产产生。。应采采取管管理措措施：：管片进进场严严格控控制质质量；；掘进过过程对对盾构构姿态态必须须缓慢慢纠偏偏；管片的的吊装装和安安装应应严格格执行行相关关管理理规定定；必须制制定有有效措措施控控制隧隧道管管片上上浮。。破损损错台台渗漏水水隧道内内一般般采用用自动动测量量系统统，即即实时时检测测盾构构位置置（三三维坐坐标））和姿姿态（（倾斜斜、横横斜、、高差差）的的设备备。水准点点导入入竖井井自动测测量设设备3.3管理常常见问问题施工质质量测量倒站，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管理常常见问问题施工质质量3.3管理常常见问问题偏差角度水平偏差5cm盾构推进长度1’172m2’86m直线段段水平平偏差差水平偏差5cm盾构推进长度偏差角3.3管理常常见问问题曲线段段水平平偏差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偏差角角水平偏偏差偏差角角水平偏偏差3.3管理常常见问问题盾构设设备：：盾构设设备进进场前前进行行适应应性评评估；；盾构组组装完完毕后后进行行相关关验收收；穿越重重大风风险源源前对对盾构构状态态进行行检查查。关键工工序：：盾构始始发、、到达达条件件验收收（包包括穿穿越中中间风风井等等）；；复杂条条件下下的开开舱换换刀。。重大风风险工工程：专项施施工方方案验验收；；施工参参数控控制等等。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盾构工工程典典型案案例与与分析析盾构始始发，是指指在盾盾构始始发工工作竖竖井内内利用用反力力架和和临时时组装装的负负环管管片等等设备备或设设施，，将处处于始始发基基座上上的盾盾构推推入端端头加加固土土体，，然后后进入入地层层原状状土区区段，，并沿沿着设设计线线路掘掘进的的一系系列作作业过过程。。盾构始始发是是盾构构施工工中风险较较大的环节节之一一，极极易发发生安安全与与质量量事故故。渗水浆液和和泡沫沫沿洞洞门密密封处处涌出出4.1盾构始始发4.1盾构始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盾构始始发天津海海河共共同沟沟隧道道始发发4.1盾构始始发天津海海河共共同沟沟隧道道始发发采用旋旋喷桩桩加固固，加加固深深度约约28m：纵向向加加固固长长度度10m，加加固固宽宽度度14.2m，加加固固深深度度30.25m；在第第1次加加固固区区与与地地下下连连续续墙墙之之间间施施作作三三排排高高压压旋旋喷喷桩桩；；在加加固固区区周周边边施施作作两两排排高高压压旋旋喷喷桩桩，，旋旋喷喷桩桩成成U型布布置置，，和和前前2次施施工工的的旋旋喷喷桩桩联联合合将将竖竖井井始始发发端端头头土土体体封封闭闭。。4.1盾构构始始发发天津津海海河河共共同同沟沟隧隧道道始始发发破除除洞洞门门地地下下连连续续墙墙少量量涌涌水水涌涌砂砂施工工单单位位未未引引起起足足够够重重视视继续续破破除除地地下下连连续续墙墙涌水水流流沙沙量量增大大淹井井4.1盾构构始始发发天津津海海河河共共同同沟沟隧隧道道始始发发：：事故故处处置置措措施施立即即将将所所有有工工作作人人员员和和重重要要机机械械设设备备尽尽可可能能撤撤离离盾盾构构始始发发井井。。停止止用用水水泵泵抽抽取取始始发发井井中中的的泥泥水水，，让让地地下下水水土土自自然然涌涌入入工工作作井井，，待待工工作作井井水水位位达达到到一一定定高高度度，，地地层层中中的的水水压压力力与与工工作作井井中中的的水水压压力力达达到到平平衡衡，，然然后后采采取取措措施施密密封封洞洞门门，，抽抽干干工工作作井井中中的的水水。。4.1盾构始发发天津海河河共同沟沟隧道始始发原因分析析粉土、砂砂土层易易液化地下水水水位较高高盾构始发发端土体体加固质质量欠佳佳地质因素素设计因素素高压旋喷喷桩成桩桩质量和和桩间咬咬合较难难保证特别在粉粉土、砂砂土地层层中，旋旋喷加固固法效果果一般4.1盾构始发发南水北调调穿黄工工程盾构构始发“南水北北调中线线穿黄工工程”是是整个南南水北调调中线的的标志性性、控制制性工程程，其任任务是将将中线调调水从黄黄河南岸岸输送到到黄河北北岸，之之后向黄黄河以北北地区供供水。隧洞双洞洞平行布布置，各各采用1台泥水平平衡盾构构施工。。始发端洞洞门采用用双层压板板和止水水橡胶帘帘布。4.1盾构始发发南水北调调穿黄工工程盾构构始发4.1盾构始发发南水北调调穿黄工工程盾构构始发4.1盾构始发发南水北调调穿黄工工程始发发4.2盾构到达达渗水带出大量量细砂地表塌陷陷盾构到达达，是指盾盾构在掘掘进过程程中由原原状土进进入到达达竖井端端头加固固土体区区域，然然后将盾盾构推进进至到达达竖井的的围护结结构处后后，从竖竖井外侧侧破除井井壁进入入竖井内内接收台台架上的的一系列列作业过过程。盾构到达达相较始始发而言言，具有有更大的危危险性。实际施施工中应应引起高高度重视视，其成成功与否否直接关关系着工工程的成成败。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盾构到达达4.2盾构到达达南京地铁铁某站盾盾构到达达4.2盾构到达达南京地铁铁某站盾盾构到达达2007.11.20上午9点30分：管片突然然下沉，，错台约约15cm，周边混混凝土开开裂，环环缝出现现长约1.5m、宽5cm的张开裂裂缝，大大量水土土从接缝缝向元通通站涌入入。4.2盾构到达达南京地铁铁某站盾盾构到达达2007.11.20上午10点50分地表路面面出现严严重变形形2007.11.20下午5点地表出现现塌陷4.2盾构到达达南京地铁铁某站盾盾构到达达2007.11.21地表塌陷陷进一步步发展2007.11.25路面塌陷陷长度已已达150~160m塌方位置置距离盾盾构井约约80m塌方又延延伸了将将近80m，塌方距距离大约约有150~160多米南京地铁铁某站盾盾构到达达2007.11.25上午仍有水和和砂子从从洞门底底部漏出出4.2盾构到达达南京地铁铁某站盾盾构到达达抢险过程程及措施施安装钢筋筋网片和和模板，，纵向设设置钢支支撑，使使用混凝凝土分层层浇注；；在隧道内内堆放水水泥袋封封堵洞口口，并设设置开启启的进入入口；迅速调集集注浆设设备进场场，地面面填充注注浆；通过聚氨氨酯注入入，填充充混凝土土浇注后后形成的的渗流间间隙；隧道内注注水回填填，以维维持隧道道稳定。。4.2盾构到达达南京地铁铁某站盾盾构到达达原因分析析地质因素素：由长江江水携带带的泥沙沙淤积而而成，为为松软的的河漫滩滩，地质质条件十十分复杂杂。设计因素素：端头土土体纵向向加固长长度不足足，且端端头加固固方法的的选择存存在问题题。施工因素素：端头加加固效果果检验时时，水平平探孔实实施偏少少，当水水平探孔孔出现少少量流水水和涌砂砂时并没没有引起起足够的的重视，，且未安安装洞门门密封橡橡胶和压压板。旋喷桩下下部搭接接不良旋喷桩整整体搭接接不良4.2盾构到达达北京地铁铁某站右右线盾构构到达盾构到达达端头除除了在洞洞门处做做了φ800的围护桩桩外，未未在纵向向和横向向范围对对端头土土体进行行加固处处理。4.2盾构到达达北京地铁铁某站右右线盾构构到达2009.10.9下午破除洞门门，等待待盾构到到达工作作井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间风风井接收及始始发过程中均均未安装止水橡橡胶帘布，造成不同程程度渗漏水，中间风井始始发前提前破桩造成水土流失失。2011.9.4右线到达中间间风井过程中中未安装止水橡橡胶帘布及扇扇形压板，洞门边缘3点钟和8点钟方向有水水涌出，且水量较大;2011.9.18开始采取注浆浆等措施进行行堵水；2011.9.27基本无渗水现现象。流出的粉细砂流水流砂流水流砂4.3盾构通过中间间风井或联络络通道北京地铁某区区间风井接收端大量土土体被推出端头处流水带带出大量细砂砂2011.10.21左线盾构中间间风井接收端端头渗水较为严重，未安装橡胶帘帘布和扇形压压板，盾构到达过过程中大量土体被推推出。4.3盾构通过中间间风井或联络络通道北京地铁某区区间风井4.4盾构施工过程程北京地铁某区区间北京西站机务段铁路始发井接收井双线先后下穿穿北京铁路：：左线先行，施施工参数控制制基本合理，，安全通过；；右线盾构在通通过过程中，，土压控制偏低低，导致出土量量偏大，引起起地层损失，，2011.8.27隧道上方北京京西机务段铁铁路区域发生生塌陷。4.4盾构施工过程程北京地铁某盾盾构区间北京西机务段段铁路始发井右线塌陷位置置45~50环土压01情况50~58环土压01情况况0.6bar0.2bar0.6bar0.2bar4.4盾构构施施工工过过程程北京京地地铁铁某某盾盾构构区区间间4.4盾构构施施工工过过程程天津津地地铁铁某某区区间间右右线线事故故发发生生位位置置4.4盾构构施施工工过过程程天津津地地铁铁某某区区间间右右线线2011.5.6上午午右右线线螺旋旋输输送送机机突突被被异异物物卡卡住住，清清理理水水泥泥碎碎快快过过程程中中出出现现涌水水涌涌砂砂，经经在在洞洞内内采采取取多多种种措措施施封封堵堵后后无无效效，，决决定定采采用用地地面面注注浆浆及及封封堵堵隧隧道道注注水水；；左、、右右线线分分别别在在2011.5.8晚9点、、2011.5.6晚11点封封堵堵，，人人员员全全部部撤撤离离。。4.4盾构构施施工工过过程程天津津地地铁铁某某区区间间右右线线·撤离离前前泥泥砂砂覆覆盖盖机人人仓仓一一半半多多右侧侧裂裂缝缝最最大大处处左侧侧裂裂缝缝最最大大处处右线线：撤离离前前泥泥砂砂覆覆盖盖人人仓仓的的一一半半多多，，泥泥砂砂覆覆盖盖深深度度大大约约2.8m，水水流流往往后后流流，，泥泥砂砂往往后后呈呈斜斜坡坡状状向向后后延延伸伸。。管片片从从192~205环均均产产生生不不等等缝缝隙隙。。左线线：1#~5#台车车两两侧侧及及顶顶部部发发生生管管片片错错台台、、破破损损、、张张开开等等，，200~220环漏漏水水较较严严重重。。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合同同要要求求人员员要要求求设备备要要求求合理理划划分分标标段段合同同要要求求重重点点5.1合同同要要求求人员员要要求求：：项目目经经理理须具具有有盾盾构构施施工工经经历历，，或或经经过过相相关关盾盾构构技技术术培培训训。。项目目总总工工须具具有有盾盾构构施施工工经经历历，，或或经经过过相相关关盾盾构构技技术术培培训训。。盾构构副副经经理理须具具有有盾盾构构施施工工经经历历，，且且在在含含有有盾盾构构区区间间的的标标段段中中担担任任过过盾盾构构施施工工主主要要管管理理人人员员。。盾构构操操作作手手须是是本本单单位位员员工工，，且且具具有有相相关关培培训训经经历历和和类类似似地地层层操操作作经经历历。。盾构构标标段段驻驻地地监监理理工工程程师师须具具有有盾盾构构区区间间施施工工技技术术、、管管理理经经历历。。含有有盾盾构构区区间间标标段段的的项项目目经经理理、、项项目目总总工工、、盾盾构构副副经经理理、、盾盾构构操操作作手手和和驻驻地地监监理理工工程程师师须须经经培训合格格后方可可上岗。5.2技术要求求落实相关关规范、、规定的的具体要要求：组段划分分参数选择择主要辅助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技术要求求组段划分分：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技术要求求组段划分分：5.2技术要求求参数选择择：土压力（（bar/KPa）及出土土量（m3）刀盘扭矩矩（KN·m）：过载载？脱困困？盾构总推推力（KN）：全部部推进阻阻力之和和推进速度度（mm/min）贯入度（（mm/rpm）：取决决于刀具具高度和和高差刀盘转速速（rpm）注浆压力力（bar/KPa）及注浆浆量（m3）盾构施工工前合理理设定施施工参数数，同时时施工过过程中严严格控制制盾构施施工参数数，是确确保盾构安全全施工的的必要条条件。土压刀盘扭矩矩总推力推进速度度5.2技术要求求参数选择择：根据不同同组段特特点，得得到主要要参数控控制范围围参考表表5.2技术要求求主要辅助助施工参参数：同步注浆浆二次补浆浆浆液量浆液质量量注浆压力力初凝时间间结实率5.2技术要求求主要辅助助施工参参数：浆液质量量控制指指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辅助保障障措施盾构推进进过程中中，对盾盾构施工工参数进进行实时时监控，，尤其是是穿越重重大风险险源过程程中，有有利于盾盾构施工工安全风风险管控控。由中国矿矿业大学学（北京京）研发发的“盾构施工工实时管管理系统统”以简洁洁的界面面与灵活活的操作作，已广广泛应用用于北京京地铁安安全风险险管控。。实时形象象地显示示工程进进度和风风险工程程明确管管控重点点显示盾构构生产过过程中的的各项参参数，对对盾构施施工远程程实时监监控盾构施工工全部数数据进行行各种条条件下的的查找、、统计和和分析盾构施工工过程中中材料消消耗、功功效等参参数进行行统计和和查询主要盾构构施工参参数实时时预警，，给出主主要施工工参数的的控制范范围5.3辅助保障障措施5.3辅助保障障措施施工数据据传输过过程采用光纤纤作为传传输介质质，这种种传输方方式在国国内外是是首创盾构施工工数据稳稳定、实实时传输输至地面面监控系系统5.3辅助保障障措施隧道内外外数据传传输系统统盾构施工工数据稳稳定、实实时传输输至监控控中心盾构施工工数据发发送盾构施工工数据接接收5.3辅助保障障措施盾构至服服务器数数据传输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辅助保保障措措施系统基基本结结构全线概概况及及各个个盾构构区间间概况况（工工程地地质、、重要要风险险工程程）实时显显示各各个盾盾构区区间工工程进进度，，重要要风险险工程程5.3辅助保保障措措施系统界界面实时显显示盾盾构施施工进进度和和盾构构设备备参数数远程实实时显显示盾盾构施施工参参数，，并自自动预预警5.3辅助保保障措措施系统界界面盾构施施工功功效统统计盾构施施工功功效、、推进进速度度、材材料消消耗统统计和和输出出5.3辅助保保障措措施系统界界面盾构施施工材材料消消耗统统计，，国内内外盾盾构