盾构过江隧道浅覆土地区施工安全防范措施

盾构xx隧道浅覆土区域施工安全防范措施1概述xx水底隧道有五种主要的施工方法:围堤明挖法、气压沉箱法、岩钻法、盾构法和沉管法。盾构法是修建隧道的一种重要施工方法,尤其是在软土地层中。自从1843年第一条盾构法隧道在伦敦泰晤士河下建成以来,盾构法隧道的设计和施工技术得到了很大发展,出现了泥水加压式和土压平衡式盾构,衬砌由铸铁转向钢筋混凝土或钢材组成。盾构法施工的主要特点：可在盾构的掩护下安全地进行土层开挖和衬砌的支护工作；进行水底隧道施工时,不影响航道通航；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施工易于管理,施工人员也较少；施工不受风雨等气象条件影响。盾构法存在的一些问题是：当隧道曲线半径过小时,施工较为困难；在水下作业时,覆土太浅则不够安全；盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时,对劳动保护要求较高,施工条件差；在饱和含水层中,盾构法施工所用的拼装衬砌,对达到整体结构防水性的技术要求较高。2浅覆土区域盾构掘进时存在的安全问题2.1浅覆土易产生冒顶通透水流为了减少线路的坡度，一般河底段覆土极浅。在浅覆土区域，在高水头压力情况下，大刀盘前方土压平衡不容易建立。河水常从扰动土体的裂缝中经大刀盘开口及盾尾进入盾构机，造成盾构淹水。这种机损人亡事故时有发生。2.2隧道上浮水域下浅覆土中推进的盾构，上下受到的力不均衡，盾构姿态上扬，压坡困难、隧道上浮，轴线难以控制。拼装完成的隧道环脱开盾尾后，由于上部压载及自重无法抵抗地下水引起的浮力使隧道上浮。如果不采取相应加固对策，极易引起隧道局部开裂，漏水。隧道穿越饱和土层，会受到水的浮力，当浮力超过隧道上覆土重量和隧道及隧道内设备自重时，隧道将上浮。当管片脱离盾尾时，隧道被包围在壁后注浆的浆液中，受到浆液的浮力比在饱和土中受到的浮力要大得多。同时，盾构推进挖出土方导致地基卸载，拼装好的隧道会受到地基回弹的作用向上偏离中心轴线。在浮力和地基回弹共同作用下，隧道上覆土产生隆起，若最大隆起值得不到有效控制，覆土层将被顶裂，产生透水裂缝，河水沿透水裂缝涌入盾尾将严重影响隧道和隧道施工的安全。3广州地铁三号线沥～大区间盾构浅覆土区域施工难点广州地铁三号线沥滘～大石北盾构区间工程，共分为2个区间段构成：大石北始发井~厦滘站，区间隧道长1429.791m；厦滘站~沥滘站，区间隧道长1621.75m。共有2次xx。其中，隧道在YCK13+780~YCK14+098处过三枝香水道，水道河面宽度约为300m。隧道包括左、右线各一条，采用2台泥水加压平衡盾构机施工，先施工隧道右线，盾构机由三枝香水道南岸往北岸方向推进，当右线盾构推xx后，隧道左线由三枝香水道南岸往北岸方向推进施工。隧道在过三枝香水道的断面内存在着强风化岩、中风化岩和微风化等粉砂质泥岩的复合地层，拱顶以上主要为淤泥、淤泥质细砂和粘土。xx段隧道总长约为312m，存在风化夹层，强度较高，岩体较为破碎，地表水与砂层及基岩裂隙水联系较为密切，且隧道上方存在软弱地层，对盾构破岩能力及防冒浆的能力要求较高。盾构机穿越三枝香水道，隧道洞身围岩水文地质条件受其影响较大。三枝香水道的水位主要受北江洪水和潮汐的影响，而且两个相邻的高潮或低潮的潮位和潮流历时均不相等，一般历年最高潮位多出现在汛期，最低潮位则出现在枯期，涨潮历时短，落潮历时长，高潮平均水位为5.85m，低潮平均水位为4.33m。隧道过三枝香水道是在YCK13+780~YCK14+098处，河面宽约312m。隧道洞身岩层全部为岩石全~微风化带，地质均匀，地下水亦较为丰富，且xx段覆土厚度较薄，土层软弱，江中水压较高，故盾构掘进时风险较大。三枝香xx段地质条件复杂多变、风险极大，xx段覆土厚度较薄（仅为7.4m），江底780环到840环覆土厚度一般都在6～7米的范围内，即使是最厚处也仅有8.6米，略大于1倍盾构直径，地质条件极差，上部为透水性差的砂质土；840环附近风险最大，隧道顶部全部为稳定性极差的淤泥层，容易塌方，盾构机容易抬头，稍有不慎，将导致喷涌、江底塌方、江水灌入隧道等重大安全事故，后果不堪设想。而且受潮汐等影响，隧道稳定难度大。xx段是关键地段，直接影响到盾构施工的成败，为了保证盾构机顺利穿越难度极大的三枝香水道，在整个施工过程中必须运用信息化施工、控制隧道变形，并对盾构掘进中的各类施工参数进行动态管理。为确保xx成功，避免重大事故的发生，地铁总公司多次组织国内外著名地铁盾构施工方面的专家对《盾构xx专项方案》的安全性进行审查、论证、分析和研究。经过与会专家科学、严肃、认真地论证，提出了“护头保尾”、“xx监测”、“作业预案”、“管片上浮监测”等有针对性的意见。拆施爆工单位效在期x梯x初前对盾燕构机进唐行了检帽修保养摔并更换建了刀具躺，避免彻了江底馆换刀的爆风险。清在施工猾过程中耳，采用锁感应器于法和声塞纳法的欢监测技宝术，保看护了河急道的安啦全。此植外，还挤结合实纪际制定矿了欠x摊x谜应急预拌案，确窜保万无刚一失。级蔬4姓轨江底浅锤覆土区稼域盾构这掘进安等全防范纠措施赶颠肠4.1欺漠丙防止盾纺尾漏浆动（防漏乖）措施夺春（悲1以）提高讯同步注迁浆质量拥与管理出每许环推进触前，对邻同步注胶浆的浆那液进行厚小样试醉验，严捐格控制枣初凝时然间，初属凝时间井为认1批3富～规1约5盒秒。在艺同步注迅浆过程剪中，合馅理掌握晕注浆压改力，注轿浆出口予压力＝葵切口水盏压啊+6熊0自～叛100汤KP厨a罩，使注诞浆量、骗注浆流旋量和推勺进速度钞等施工昨参数形泰成最佳举匹配。速偿（爹2锋）加强混盾尾舱逗的管理娱在访推进过岔程中，猴因设备闪故障和村操作失在误往往勺引起切餐口水压掘的波木动，在临每次调示高切口录水压后舍，必须美进行试奉推进，鹿并安排犯专人观缠察盾尾士漏浆情屑况，确惧定无漏浊浆后再宋正式调崖高切口鲁水压，尺进行正简常掘进别。同时监还应注挨意盾构模机本身冷要增加贿盾尾刷胳保护及恼其严格蛇控制盾互尾油脂僻的压注碑；在使拔用时对称盾尾舱巨进行定晕期检查述，平均描每行30猛被环全面恭检查一洗次；并洞且在管汪片拼装歪前必须序把盾壳腊内的杂智物清理派干净，而以防对阵盾尾刷霸造成损披坏。葵招（旗3暴）盾尾秆漏浆对妄策便发船现盾尾衫漏浆情段况比较缩严重时斜，则配链制初凝恶时间较呢短的双惧液渗（福A月、五B单蜡液）进膛行衬砌看（管片缩）壁后告注浆，艰压浆部链位为钓后多5~营8比环，并油适当调踏低切口隶水压，丛但调整叶量不大距于淹0.5霞Kg蛛/cm尖2恰。若此惩时漏浆嚷情况仍贺得不到位有效控牵制，则铅在破后锹6~跨8况环处用碧聚氨酯除进行压挤注予以贡封堵。关为了防员止在隧尸道内的店漏浆和识漏水、碑积水情踪况的发现生，在谱隧道内这加大型甘抽水水乏泵，以慰备必要枣时使用陵。吨鬼毙4.2云考头防止江室底地层龟沉降措沿施盆秤乞（贝1帽）控制报切口水悼压稳定妄性装在步推进过部程中，妇按设计杏值设定坝切口水孕压，更特重要的雷是还要算根据推林进时潮谊位的不恶断变化维情况对尼其进行楚相应的瞎调整。佩因此，适在盾构冠机推进埋过程中亏，要严架格控制胖好切口肥水压的映波动范厘围，一嫌般控制蜻在设定升值限的胞±围5仪％以内躲，以保址证切削潮面稳定倍。特别拢是在盾枝构机穿是越覆土勿厚度仅叫为胶7.4现8滨m援的江中浇段时，示应采用嫩手动控与制切口着水压，旁并设定野切口水呢压值笨为南120秤KP循a昼。必要费时采用根人工调害整施工霉参数，盈对开递闭埋V尚E评阀、转名旁路状铺态时的黎切口水孕压上、夺下限控吩制参数瘦进行设第定，并凡做好记扣录。每违天推进艺施工前义，先检秋查框V翻E避阀开、优闭情况焦和指PL羊C胁系统工搅作状态真。在确终定系统省对切口得水压上壁、下控喉制的工凉作情况玻良好的出前提下喊，再进祖行正常柔掘进。美同时拟魔定在设盘计隧道喉轴线就差近进行锁潮位测漠量，平谢时每肢隔炒20m壁i井n纱记录一部次潮位敢，在潮阶位变化生较快的掀涨急、岂落急时窜段加密毫至苦10m镇i愧n漂，以保握证潮位粘资料的笋准确性鼓。熟驴（匠2树）提高肚注浆量感若兴发现江盯底沉降邮量较大紫（纺>5c伞m俘）时，负则适当捡的增加勉同步注共浆量，汇必要时讨更要进扇行衬砌蜜（管片裕）壁后鼻补注浆贵。注浆只量争取平达到理锄论建筑饶空隙词的甘130乒%马以上。裤糟玉4.3明只张防止隧多道上浮责措施有棉（魂1首）严格伟控制盾判构机和菠管片姿震态婚在赛盾构掘拦进过程计中，加舒强隧道贩监测是啄防止隧量道上浮筐的积极稿措施，愁对盾构绩机和管盛片进行达姿态控浑制，能派够有效宏的控制版隧道上汤浮：唉交肺a烦粉对盾构话机的掘却进方向终进行自岁转测量伴，自转能角度控蛾制峡在谢0.争3缠度；蝶跨他b根粪利用千苍斤顶行睛程仪对逗千斤顶夸进行测寻量，并呜对测量府数据作奸演算处室理、方冒向修正齐值的解抬析和对涂千斤顶蕉的选择盟；爽抱政c狠器测量垂伏直、平托面位置赚，为了痛能准确钻测量盾棵构机的四位置，叮在每推痒进口2麦环进行讽一次检订查和修量正，不浑断的将霞现行的伶位置设坑置在勉新贺孔坐标的逗已知点嚷上。盾给构机的络垂直、芝平面偏哗差控制爱在丘±50阅m饿m经以内，莫盾构姿秤态变化剧不可过它大、过播频，推绩进时不逆急纠、泻不猛纠伙，多注武意观察耍管片与洽盾壳的希间隙，霞以减少条盾构施鹊工对盾怖尾密封傻效果的码影响；扔爪央d艰照管片姿座态须严痕格控制疤，高程副和平面举偏差控巾制撇在拿±50花m朋m贺以内，跪每环相捕邻管片黎平整度俭控制努在滥4m钱m乱以内，路纵向相浓邻管片野平整度弦控制虫在的5m棕m跑以内。超碧（视2惨）管片池选型具络体责任塑化泻利锋用盾构织机的导旧向系统判以及人盖工测量剑的方法店，精确搂的测量奸出盾尾塌和最后酿一环管袖片之间因的间隙拆值，该陶盾尾间法隙值分均别从上策、下、办左、右充四个方为向测出乒，在盾欲构倘x料x柏时，严集格控制搅每一个漆值均要泻控制在焰＜绞40m肌m拼，宾然后把甘测得的萌数据结舱合导向继系统的旷隧道线紫路数据硬，从而救选择下址一环的地管片类衫型，确冶保管片险姿态跟僵随盾构择机的姿迟态，并辞与盾构品机尽可然能的在塘同一条临轴线上泉。宅兔（腹3勾）提高榨同步注浮浆质量德提高注泡浆与盾穴构推进刷的同步稍性，使劫浆液能域及时充布填建筑条空隙，岁同步注尼浆的位背置在第午四环管辉片蛾的盟1拍1棍点长和悔5败点性、新1势点根和哪7弓点的位拨置，具骑体注浆尖的顺序类可根据阅对管片软测量的灾结果来室确定，岩当注浆悠充填量纸＜征110自%扶时膨,旅采用二很次补压灵双液注丧浆的措店施，补灿压浆要泄求均匀酬，压浆灯后浆液造成环状痕，注浆举范卸围叙5搜～脾8庸环。旧汇币4.4央付军防止形异成泥饼陡秧（苏1特）中央器控制室寇人员强嘉化责任肝制佣通驻过现有赤的地质市资料，过详细预要先分析仍泥饼形恨成的可夺能地段笛，并在耳盾构掘闻进至该蜓地段时插，要求床中央控袭制室人蔬员严格皆监测盾兆构机的某各种参罚数，若抢发现有伙异常情陵况（排雁泥比重益增大、据流量减零少，送依泥压力洗增加和错推力、利扭矩的情变化情咳况），谣及时判燥断有无顾形成泥扫饼。跃娇（驳2慢）严格坝控制操舞作规范柄严探禁单纯亭为了进花度，实馋行野蛮滋操作，废严格按血操作规权范科学却合理地堆进行中布央操控崇，在掘廉进时，各特别是由在泥饼拾形成的棒可能地扫段，需敢控制好栗泥浆的否比重，咽以防止练降低泥定饼的形旨成。芳杏（绕3踩）技术猎措施汤如发现偏有异常拆苗头，管应及时分降低泥已浆比重伶并利用学高压水爬进行冲亚击，及傻时降低化泥饼形和成的机旺会，并穴化解已覆初步形店成的泥休饼。乓吓稍5糠呈结束语贿浅违覆土区工域施工沾是盾罢构屋x衬x柏隧道工走程成败么的关键江，制定默严密的恳施工方冬案，加谨强施工登过程的毒信息化周管理，局并重点酱控制防银漏、防秤沉、防转浮和防沸磕等