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文档简介
中铁***局集团有限公司*******1号线工程*****延伸段3标盾构区间应急预案目录TOC\o"1-3"\h\u23506一.编制目的 2197二.编制依据 217689三.组织机构及职责 2298323.1应急抢救领导小组 2284613.2领导小组主要职责 3107093.3应急领导小组组成 327078四.应急救援事故的预防与预警 5192444.1事故的预防 5124124.2事故预警 6236664.3应急决策及响应 670554.4警戒、疏散及信息发布 6207824.5应急救援的资源配置 6255054.6恢复施工 7117194.7培训和演练 714469五.现场突发事件的预防措施 7214165.1盾构进出洞突发事件预防措施 7110975.2盾构掘进施工突发事件预防措施 12223775.3盾构机械设备突发事件预防措施 19282815.4隧道压浆施工突发事件预防措施 25310995.5盾构管片拼装施工突发事件预防措施 28169175.6盾构防水施工突发事件预防措施 3623774六、盾构施工重大危险源或事故特征及处理方案 37231496.1事故特征及处理方案 37135526.2盾构隧洞漏水、漏浆、透水处置方案 37135736.3抗洪现场处置方案 38108446.4隧洞中爆炸火灾处理方案 38154326.5用电事故处置方案 40308796.6大量突水、涌水等处置方案 42218776.7其它事故处置方案 434306七.应急响应 434814八.注意事项 4413200九.处理措施 4521596十.应急救援物资 45杭州地铁1号线工程下沙延伸段3标盾构区间应急预案一.编制目的贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针及相关规定、制度,针对本项目工程特点,以及盾构机进出洞、掘进过程中可能出现的涌砂涌水等危险情况,根据《施工现场安全生产保证体系》中的应急预案的编制要求,制定本专项应急预案,以确保工程顺利进展,保障施工作业人员和项目部财产安全,预防和控制潜在的事故或紧急情况的发生,最大限度降低事故造成的损失程度和不利影响。二.编制依据(1)《施工现场安全生产保证体系》——DGJ08—903—2003规范实施指南(2)《建设工程施工现场安全生产保证体系管理资料》(3)杭州市安全生产、文明施工、消防工作文件(4)文明工地考评内容和要求(5)中铁****局集团有限公司程序文件(6)建质[2009]87号文件三.组织机构及职责3.1应急抢救领导小组项目部成立后即成立以项目经理为组长的应急救援领导小组其人员组成如下:组长:副组长:成员:3.2领导小组主要职责(1)项目领导在接到事故报告后,应首先组织有经验的突击队员进行抢救。若事态情况严重,难以控制和处理,应立即在自救的同时向专业救援队伍求救,并密切配合救援队伍。同时报告给监理和建设单位、集团公司及地方政府,并视事故的严重程度报上级单位。(2)疏通事故发生现场道路,保证救援工作顺利进行;疏散人群到安全地带。(3)在急救过程中,遇到威胁人身安全情况时,应首先确保人身安全,迅速组织脱离危险区域或场所后,再采取急救措施。(4)现场组织制定并实施高处坠落事故的应急救援工作;(5)统一调配救援设备、人员、物资、器材;(6)适时批准启动救援预案和终止紧急状态;(7)负责应急救援工作的信息发布工作;(8)紧急事故处理结束后,部门负责人应填写记录,并召集相关人员研究防止事故再次发生的对策。(9)负责对高处坠落事故安全控制的应急处理工作的检查和指导。3.3应急领导小组组成内设现方案组、抢险突击队、物资保障组、安全警戒组、现场监测组、现场医疗队、综合服务组和涉外组。方案组:组成人员组长:成员:主要职责(1)负责提供应急抢险的技术方案并协助实施;(2)负责事故应急处理的综合协调工作。抢险突击队:组成人员组长:成员:主要职责(1)执行应急抢险小组制定的应急抢险方案;(2)负责转移现场贵重设备等;(3)转运到达现场的应急救援物资。物资保障组:组成人员组长:成员:主要职责(1)负责抢险物资的保管、检查、检验工作;(2)负责落实应急抢险方案中急需物资的及时到场。安全警戒组:组成人员组长:成员:主要职责(1)指挥疏散事故影响区域的人员,阻止非抢险人员进入;(2)对事故现场进行保护,维护事故发生区域治安、交通秩序。(3)迅速查明高处坠落事故的性质、类别、影响范围等基本情况。(4)排除现场存在的隐患,避免施救过程中发生安全事故。现场监测组:组成人员组长:成员:主要职责(1)负责日常监测工作,并留存监测报告。(2)负责事故现场监测工作,并及时向应急领导小组报告监测情况。(3)负责观察洞门施工情况,发现不良状况立即汇报。现场医疗队:组成人员组长:成员:主要职责(1)统一指挥施救队伍;(2)迅速组建抢险和现场救治医疗队伍;(3)组织指挥现场抢险救灾、伤员救治及转送工作;综合服务组:组成人员组长:成员:主要职责(1)统一领导后勤保障队伍;(2)负责施救人员、物资、器材的调配;(3)筹措调集应急救援所需的交通工具、器材和通信设备;涉外组:组成人员组长:成员:主要职责(1)负责阻止未经批准的现场拍摄、采访;(2)负责向应急抢险领导小组及时汇报现场信息。四.应急救援事故的预防与预警4.1事故的预防1、根据盾构始发端头地质情况,制定合理的端头加固方案,确保达到盾构机始发的技术条件。2、加工制作合适的洞门钢环,确保安装合理到位,保证盾构机始发不出现涌沙、涌水现象。3、盾构机始发托架安装要符合设计要求,避免过多沉降,造成始发轴线偏差。4、根据盾构机始发推力大小,设计制造满足要求的反力架,并进行反力架推力检算;反力架安装要确保焊接质量、基座固定牢固。5、盾构机进洞时,先对洞门加固情况进行取芯检查;洞门破处是要从下往上割除钢筋;盾构机出洞时刀盘要顶到钢筋上载进行破除洞门,避免土体坍塌。6、由于文泽路站~文海南路站区间地下水丰富,同时要下穿11号渠桥,因此在盾构施工中,防止大面积的突泥和喷涌是首当其冲的工作。制定防止喷涌方案和成立应急指挥小组必不可少,应急领导小组在一旦发生喷涌的情况下本着“一是如何堵水,二是如何排水”的思想来开展工作。7、根据设计提供的地质资料,盾构穿越地层主要为粉砂土地层,盾构施工前、施工过程中及施工过程后均可能引起地表沉降,甚至隧道塌方等事故。8、结合盾构井自身的特点,在四周设置30cm高挡水墙,备足挡水砂袋,并在挡水墙外侧设置周圈排水沟,每隔50m设置一集水池,放置水泵抽排至市政管网;由于台风多挟带暴雨,为防止雨水进入盾构井,造成不必要的损失4.2事故预警对相关人员加强业务学习和训练,增强自防自救能力;对应急场所工作人员应进行岗位教育和业务知识的培训使其清楚突发事件的报警程序。一旦有人发现紧急情况要立刻向现场值班工程师报告并拨安全总监)汇报。4.3应急决策及响应应急救援指挥中心做出启动应急救援预案的决策后,按应急救援程序确定应急救援方案,协调有关单位和部门,调动各应急救援小组、物资和设备展开应急救援工作。4.4警戒、疏散及信息发布应急救援指挥部认为事故可能危及公众生命财产安全时,指挥长授权疏散协调警戒组组长负责发出指令,动员可能受到事故危害范围内的人员,采取必要的安全防范措施或者紧急撤离危险场所。组织现场勘察和治安保卫,负责现场警戒和清理疏散现场可能受影响的居民。副指挥长负责对媒体和新闻单位统一发布事故信息。4.5应急救援的资源配置应急救援资源包括应急救援队伍和应急救援器材、设备两个方面。应急救援队伍由训练有素的专业救援队伍和培训合格的人员组成。对有关部门可用的应急资源、设备建立长期联系,确保联系畅通和抢救及时。应急救援物资、设备等提前足量储备,单独储存保管,不能挪用。经常对机械设备进行维护与保养,始终处于完好无故障状态。救援指挥车辆、救援工程车辆、医疗卫生车与司机,保持良好状态。确保应急救援工作需要。主要应急物资设备储备表见附表。4.6恢复施工首先,根据事故情况,由应急指挥中心对事故可能给基础设施、环境等的危害进行预测。根据预测结果,决定应急程序的结束和制定恢复方案。当发生重大事故时,由事故调查单位和上级应急救援指挥中心组织专家组对基础设施、环境等进行技术鉴定,制定技术措施,实施恢复。4.7培训和演练(1)工程开工前,首先确定应急预案,组织进场人员进行应急预案的培训和学习,聘请有关部门的专家及技术人员进行指导,并进行演练,合格后方能开工。(2)制定详细的培训和演练计划,经常利用施工间隔及雨天组织人员进行培训和演练。对新入场的人员及时培训,使其具备完成应急反应任务所需的知识和技能。(3)应急培训主要是针对使应急人员了解和掌握如何识别危险,如何采取必要的应急措施,如何启动紧急情况报警系统,如何安全疏散人群等具体操作等。(4)应急演练应当定期进行。五.现场突发事件的预防措施5.1盾构进出洞突发事件预防措施盾构进出洞是盾构法隧道施工中的一道关键工序。在进、出洞过程中,施工环节多,工作量集中,各工种交叉施工频繁,设备、人员众多,工作零乱,因此,加强质量管理和控制尤为重要。1、盾构基座变形
1.1、现象
在盾构进出洞过程中,盾构基座发生变形,使盾构掘进轴线偏离设计轴线。
1.2、原因分析
⑴盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行,盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力;
⑵盾构基座的整体刚度、稳定性不够,或局部构件的强度不足;
⑶盾构姿态控制不好,盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角,致使盾构基座受力不均匀;
⑷对盾构基座的固定方式考虑不周,固定不牢靠。
1.3、预防措施
⑴盾构基座形成时中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向一致,当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时,可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置,切点必须取洞口内侧面处;
⑵基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段穿越加固土体所产生的推力;
⑶合理控制盾构姿态,尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致;
⑷盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实,保证接触面积满足要求。
1.4、治理方法
⑴先停止推进,对已发生变形破坏的构件分析破坏原因,进行相应的加固。对需要调换的部件,先将盾构支撑加固牢靠,再调换被破坏构件;
⑵盾构基座的变形确实严重,盾构在其上又无法修复和加固时,只能采取措施使盾构脱离基座,创造工作条件后对基座作修复加固。
2、盾构后靠支撑位移及变形
2.1、现象
在盾构出洞过程中,盾构后靠支撑体系在受盾构推进顶力的作用后发生支撑体系的局部变形或位移。
2.2、原因分析
⑴盾构推力过大,或受出洞千斤顶编组影响,造成后靠受力不均匀、不对称,产生应力集中;
⑵盾构后靠混凝土充填不密实或填充的混凝土强度不够;
⑶组成后靠体系的部分构件的强度、刚度不够,各构件间的焊接强度不够;
⑷后靠与负环管片间的结合面不平整。
2.3、预防措施
⑴在推进过程中合理控制盾构的总推力,且尽量使千斤顶合理编组,使之均匀受力;
⑵采用素混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙,除充填密实外,还必须确保填充材料强度,使推力能均匀地传递至工作井后井壁。在构件受力前还应做好填充混凝土的养护工作;
⑶对体系的各构件必须进行强度、刚度校验,对受压构件一定要作稳定性验算。各连接点应采用合理的连接方式保证连接牢靠,各构件安装要定位精确,并确保电焊质量以及螺栓连接的强度;
⑷尽快安装上部的后盾支撑构件,完善整个后盾支撑体系,以便开启盾构上部的千斤顶,使后盾支撑系统受力均匀。
2.4、治理方法
⑴对产生裂缝或强度不够的缝隙填充料凿除,重新充填,并经过养护后达到要求强度再恢复推进;
⑵对变形的构件进行修补及加固。根据推进油压及千斤顶开启数量计算出发生破坏时的实际推力,对后靠体系进行校验;
⑶对于发现裂缝的接头及时进行修补。
3、凿除钢筋混凝土封门产生涌土
3.1、现象
在拆除洞封门过程中,洞门前方土体从封门间隙内涌人工作井(接收井)内。
3.2、原因分析
⑴封门外侧土体加固方案不当或加固效果欠佳,自立性达不到封门拆除所需的施工时间;
⑵地下水丰富,土体软弱自立性极差;
⑶封门拆除工艺编制不合理或施工中发生意外,造成封门外土体暴露时间过长。
3.3、预防措施
⑴根据现场土质状况,制定合理的土体加固方案,并在拆封门前设置观察孔,检测加固效果,以确保在土体加固效果良好的情况下拆封门;
⑵布置井点降水管,将地下水位降至能保证安全出洞水位;
⑶根据封门的实际尺寸,制定合理的封门拆除工艺,施工安排周详,确保拆封门时安全、快速。
3.4、治理方法
创造条件使盾构尽快进入洞口内,对洞门圈进行注浆封堵,减少土体流失。4、盾构出洞段轴线偏离设计
4.1、现象
盾构出洞推进段的推进轴线上浮,偏离隧道设计轴线较大,待推进一段距离后盾构推进轴线才能控制在隧道轴线的偏差范围内。
4.2、原因分析
⑴洞口土体加固强度太高,使盾构推进的推力提高。而盾构刚出洞时,开始几环的后盾管片是开口环,上部后盾支撑还未安装好,千斤顶无法使用,推力集中在下部,使盾构产生一个向上的力矩,盾构姿态产生向上的趋势;
⑵盾构正面平衡压力设定过高导致引起盾构正面土体拱起变形,引起盾构轴线上浮;
⑶未及时安装上部的后盾支撑,使上半部分的千斤顶无法使用,将导致盾构沿着向上的趋势偏离轴线;
⑷盾构机械系统故障造成上部千斤顶的顶力不足。
4.3、预防措施
⑴正确设计出洞口土体加固方案,设计合理的加固方法和加固强度。施工中正确把握加固质量,保证加固土体的强度均匀,防止产生局部的硬块、障碍物等;
⑵施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压;
⑶及时安装上部后盾支撑,改变推力的分布状况,有利盾构推进轴线的控制,防止盾构上浮现象;
⑷正确操作盾构,按时保养设备,保证机械设备的完好。
4.4、治理方法
⑴施工过程中在管片拼装时加贴楔子,调正管片环面与轴线的垂直度,便于盾构推进纠偏控制;
⑵在管片拼装时尽量利用盾壳与管片间隙作隧道轴线纠偏,改善推进后座条件:
⑶用注浆的办法对隧道作少量纠偏,便于盾构推进轴线的纠偏。5、盾构进洞时姿态突变
5.1、现象
盾构进洞后,最后几环管片往往与前几环管片存在明显的高差,影响了隧道的有效净尺寸。
5.2、原因分析
⑴盾构进洞时,由于接收基座中心夹角轴线与推进轴线不一致,盾构姿态产生突变,盾尾使在其内的圆环管片位置产生相应的变化;
⑵最后两环管片在脱出盾尾后,与周围土体间的空隙由于洞口处无法及时地填充,在重力的作用下产生沉降。
5.3、预防措施
⑴盾构接收基座要设计合理,使盾构下落的距离不超过盾尾与管片的建筑空隙;
⑵将进洞段的最后一段管片,在上半圈的部位用槽钢相互连结,增加隧道刚度;
⑶在最后几环管片拼装时,注意对管片的拼装螺栓及时复紧,提高抗变形的能力;
⑷进洞前调整好盾构姿态,使盾构标高略高于接收基座标高。
5.4、治理方法
在洞门密封钢板未焊接以前,用整圆装置将下落的管片向上托起,纠正误差。6、盾构进、出洞时洞口土体大量流失
6.1、现象
进出洞时,大量的土体从洞口流入井内,造成洞口外侧地面大量沉降。
6.2、原因分析
⑴洞口土体加固质量不好,强度未达到设计或施工要求而产生塌方,或者加固不均匀,隔水效果差,造成漏水、漏泥现象;
⑵在凿除洞门混凝土或拔除洞门钢板桩后,盾构未及时靠上土体,使正面土体失去支撑造成塌方;
⑶洞门密封装置安装不好,止水橡胶帘带内翻,造成水土流失:
⑷洞门密封装置强度不高,经不起较高的土压力,受挤压破坏而失效;
⑸盾构外壳上有突出的注浆管等物体,使密封受到影响;
⑹进洞时未能及时安装好洞圈钢板;
⑺进洞时土压力末及时下调,致使洞门装置被顶坏,大量井外土体塌入井内。
6.3、预防措施
⑴洞口土体加固应提高施工质量,保证加固后土体强度和均匀性;
⑵洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的准备工作;
⑶洞门密封圈安装要准确,在盾构推进的过程中要注意观察,防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈。密封圈可涂牛油增加润滑性;洞门的扇形钢板要及时调整,改善密封圈的受力状况;
⑷在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体,在相应位置设计可调节的构造,保证密封的性能;
⑸盾构进洞时要及时调整密封钢板的位置,及时地将洞口封好;
⑹盾构将进入进洞口土体加固区时,要降低正面的平衡压力。
6.4、治理措施(1)根据水流的方向,判断地层加固区的薄弱位置,尽可能快的对相应位置从地面进行补钻,并注以双液浆加固。(2)打开旋喷接头下的泄水阀排水,必要时在土仓内增加潜水泵抽水,(3)根据水的混浊程度和顔色等判断水土的流失是否引起别处的地表过度沉降。安排专人在对地面进行巡逻检查,有可疑情况及时上报。(4)向土仓内加入膨润土和返冒的泥浆,并快速空转刀盘搅拌土仓的土,同时加入适量的泡沫剂改良,提高止水效果。(5)涌水较大时,会造成地表沉降等,时刻监视地表情况,每隔一小时监测一次,发现问题及时汇报。(6)适当加大千斤顶的推力,防止因涌水造成刀盘前面土体坍塌。5.2盾构掘进施工突发事件预防措施盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序,要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合,并确保管片圆环拼装质量,使隧道不漏水,地面不产生大的变形。
1、土压平衡式盾构正面阻力过大
1.1、现象
盾构推进过程中,由于正面阻力过大造成盾构推进困难和地面隆起变形。
1.2、原因分析
⑴盾构刀盘的进土开口率偏小,进土不畅通;
⑵盾构正面地层土质发生变化;
⑶盾构正面遭遇较大块状的障碍物;
⑷推进千斤顶内泄漏,达不到其本身的最高额定油压;
⑸正面平衡压力设定过大;
⑹刀盘磨损严重。
1.3、预防措施
⑴合理设计进土孔的尺寸,保证出土畅通;
⑵隧道轴线设计前,应对盾构穿越沿线作详细的地质勘查,摸清沿线影响盾构推进的障碍物的具体位置、深度,以使轴线设计考虑到这一状况;
⑶详细了解盾构推进断面内的土质状况,以便及时优化调整土压设定值、推进速度等施工参数;
⑷经常检修刀盘和推进千斤顶,确保其运行良好;
⑸合理设定平衡压力,加强施工动态管理,及时调整控制平衡压力值。
1.4、治理方法
⑴采取辅助技术,尽量采取在工作面内进行障碍物清理,在条件许可的情况下,也可采取大开挖施工法清理正面障碍物;
⑵增添千斤顶,增加盾构总推力。
2、土压平衡盾构正面平衡压力的过量波动
2.1、现象
在盾构推进及管片拼装的过程中,开挖面的平衡土压力发生异常的波动,与理论压力值或设定压力值发生较大的偏差。
2.2、原因分析
⑴推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配;
⑵当盾构在砂土土层中施工时,螺旋机摩擦力大或形成土塞而被堵住,出土不畅,使开挖面平衡压力急剧上升;
⑶盾构后退,使开挖面平衡压力下降;
⑷土压平衡控制系统出现故障造成实际土压力与设定土压力的偏差。
2.3、预防措施
⑴正确设定盾构推进的施工参数,使推进速度与螺旋机的出土能力相匹配;
⑵当土体强度高,螺旋机排土不畅时,在螺旋机或土仓中适量地加注水或泡沫等润滑剂,提高出土的效率。当土体很软,排土很快影响正面压力的建立时,适当关小螺旋机的闸门,保证平衡土压力的建立;
⑶管片拼装作业,要正确伸、缩千斤顶,严格控制油压和伸出千斤顶的数量,确保拼装时盾构不后退;
⑷正确设定平衡土压力值以及控制系统的控制参数;
⑸加强设备维修保养,保证设备完好率,确保千斤顶没有内泄漏现象。
2.4、治理方法
⑴向切削面注入泡沫、水、膨润土等物质,改善切削进入土仓内的土体的性能,提高螺旋机的排土能力,稳定正面土压;
⑵维修好设备,减少液压系统的泄漏;
⑶对控制系统的参数重新进行设定,满足使用要求。
3、土压平衡盾构螺旋机出土不畅
3.1、现象
螺旋机螺杆形成“土棍”,螺旋机无法出土,或螺旋机内形成阻塞,负荷增大,电动机无法带动螺旋机转动,不能出土。
3.2、原因分析
⑴盾构开挖面平衡压力过低,无法在螺旋机内形成足够压力,螺旋机不能正常进土,也就不能出土;
⑵螺旋机螺杆安装与壳体不同心,运转过程中壳体磨损,使叶片和壳体间隙增大,出土效率降低;
⑶盾构在砂性土及强度较高的黏性土中推进时,土与螺旋机壳体间的摩擦力大,螺旋机的旋转阻力加大,电动机无法转动;
⑷大块的漂砾进入螺旋机,卡住螺杆;
⑸螺旋机驱动电动机因长时间高负荷工作,过热或油压过高而停止工作。
3.3、预防措施
⑴螺旋机打滑时,把盾构开挖面平衡压力的设定值提高,盾构的推进速度提高,使螺旋机正常进土;
⑵螺旋机安装时要注意精度,运转过程中加强对轴承的润滑;
⑶降低推进速度,使单位时间内螺旋机的进土量降低,螺旋机电动机的负荷降低;
⑷在螺旋机中加注水、泥浆或泡沫等润滑剂,使土与螺旋机外壳的摩擦力降低,减少电动机的负荷。
3.4、治理方法
⑴打开螺旋机的盖板,清理螺旋机的被堵塞部位;
⑵将磨损的螺旋机螺杆更换。
4、盾构掘进轴线偏差
4.1、现象
盾构掘进过程中,盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线,影响成环管片的轴线。
4.2、原因分析
⑴盾构超挖或欠挖,造成盾构在土体内的姿态不好,导致盾构轴线产生过量的偏移;
⑵盾构测量误差,造成轴线的偏差;
⑶盾构纠偏不及时,或纠偏不到位;
⑷盾构处于不均匀土层中,即处于两种不同土层相交的地带时,两种土的压缩性、抗压强度、抗剪强度等指标不同;
⑸盾构处于非常软弱的土层中时,如推进停止的间歇太长,当正面平衡压力损失时会导致盾构下沉;
⑹拼装管片时,拱底块部位盾壳内清理不干净,有杂质夹杂在相邻两环管片的接缝内,就使管片的下部超前,轴线产生向上的趋势,影响盾构推进轴线的控制;
⑺同步注浆量不够或浆液质量不好,泌水后引起隧道沉降,而影响推进轴线的控制;
⑻浆液不固结使隧道在大的推力作用下引起变形。
4.3、预防措施
⑴正确设定平衡压力,使盾构的出土量与理论值接近,减少超挖与欠挖现象,控制好盾构的姿态;
⑵盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站;
⑶发现盾构姿态出现偏差时应及时纠偏,使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进;
⑷盾构处于不均匀土层中时,适当控制推进速度,多用刀盘切削土体,减少推进时的不均匀阻力。也可以采用向开挖面注入泡沫或膨润土的办法改善土体,使推进更加顺畅;
⑸当盾构在极其软弱的土层中施工时,应掌握推进速度与进土量的关系,控制正面土体的流失;
⑹拼装拱底块管片前应对盾壳底部的垃圾进行清理,防止杂质夹杂在管片间,影响隧道轴线;
⑺在施工中按质保量做好注浆工作,保证浆液的搅拌质量和注入的方量。
4.4、治理方法
⑴调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压及时纠正盾构轴线;
⑵对开挖面作局部超挖,使盾构沿被超挖的一侧前进;
⑶盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时,采用楔子环管片调整环面与隧道设计轴线的垂直度,改善盾构后座面。
5、盾构过量地自转
5.1、现象
盾构推进中盾构发生过量的旋转,造成盾构与车架连接不好,设备运行不稳定,增加测量、封顶块拼装等困难。
5.2、原因分析
⑴盾构内设备布置重量不平衡,盾构的重心不在竖直中心线上而产生了旋转力矩;
⑵盾构所处的土层不均匀,两侧的阻力不一致,造成推进过程中受到附加的旋转力矩;
⑶在施工过程中刀盘或旋转设备连续同一转向,导致盾构在推进运动中旋转;
⑷在纠偏时左右千斤顶推力不同及盾构安装时千斤顶轴线与盾构轴线不平行。
5.3、预防措施
⑴安装于盾构内的设备作合理布置,并对各设备的重量和位置进行验算,使盾构重心位于中线上或配置配重调整重心位置于中心线上;
⑵经常纠正盾构转角,使盾构自转在允许范围内;
⑶根据盾构的自转角,经常改变旋转设备的工作转向。
5.4、治理方法
⑴可通过改变刀盘或旋转设备的转向或改变管片拼装顺序来调节盾构的自转角度;
⑵盾构自转量较大时,可采用单侧压重的方法纠正盾构转角。
6、盾构后退
6.1、现象
盾构停止推进,尤其是拼装管片的时候,产生后退的现象,使开挖面压力下降,地面产生下沉变形。
6.2、原因分析
⑴盾构千斤顶自锁性能不好,千斤顶回缩;
⑵千斤顶大腔的安全溢流阀压力设定过低,使千斤顶无法顶住盾构正面的土压力;
⑶盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多,并且没有控制好最小应有的防后退顶力。
6.3、预防措施
⑴加强盾构千斤顶的维修保养工作,防止产生内泄漏;
⑵安全溢流阀的压力调定到规定值;
⑶拼装时不多缩千斤顶,管片拼装到位及时伸出千斤顶到规定压力。
6.4、治理方法
盾构发生后退,应及时采取预防措施防止后退的情况进一步加剧,如因盾构后退而无法拼装,可进行二次推进。
7、盾尾密封装置泄漏
7.1、现象
地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装置渗漏进入盾尾的盾壳和隧道内,严重影响工程进度和施工质量,甚至对工程安全带来灾难。
7.2、原因分析
⑴管片与盾尾不同心,使盾尾和管片间的空隙局部过大,超过密封装置的密封功能界限;
⑵密封装置受偏心的管片过度挤压后,产生塑性变形,失去弹性,密封性能下降;
⑶盾尾密封油脂压注不充分,盾尾钢刷内侵入了注浆的浆液并固结,盾尾刷的弹性丧失,密封性能下降;
⑷盾构后退,造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动,使刷毛反卷,盾尾刷变形而密封性能下降;
⑸盾尾密封油脂的质量不好,对盾尾钢丝刷起不到保护的作用,或因油脂中含有杂质堵塞泵,使油脂压注量达不到要求。
7.3、预防措施
⑴严格控制盾构推进的纠偏量,尽量使管片四周的盾尾空隙均匀一致,减少管片对盾尾密封刷的挤压程度;
⑵及时、保量、均匀地压注盾尾油脂;
⑶控制盾构姿态,避免盾构产生后退现象;
⑷采用优质的盾尾油脂,要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能。
7.4、治理方法
⑴对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂,恢复密封的性能;
⑵管片拼装时在管片背面塞人海绵,将泄漏部位堵住;
⑶有多道盾尾钢丝刷的盾构,可将最里面的一道盾尾刷更换,以保证盾尾刷的密封性;
⑷从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物。
8、盾构切口前方地层过量变形
8.1、现象
在盾构推进过程中,切口前方地面出现超量沉降或隆起。
8.2、原因分析
⑴地质状况发生突变;
⑵施工参数设定不当,如平衡土压力设定值偏低或偏高,推进速度过快或过慢;
⑶盾构切削土体时超挖或欠挖。
8.3、预防措施
⑴详细了解地质状况,及时调整施工参数;
⑵尽快摸索出施工参数的设定规律,严格控制平衡压力及推进速度设定值,避免其波动范围过大;
⑶按理论出土量和施工实际工况定出合理出土量。
8.4、治理方法
根据地面监测情况,及时调整盾构施工参数,如推进速度、平衡压力、出土量等。
9、运输过程中管片受损
9.1、现象
在管片垂直运输与水平运输过程中,将管片边角撞坏。
9.2、原因分析
⑴行车吊运管片时,管片由于晃动而碰撞行车支腿或其他物件,造成边角损坏;
⑵管片翻身时碰擦边角,引起损坏;
⑶管片堆放时垫木没有放置妥当;
⑷用钢丝绳起吊管片时钢丝绳将管片的棱边勒坏;
⑸运输管片的平板车颠簸跳动,造成管片损坏;
⑹管片叠放在隧道内时未垫枕木,造成边角损坏;
⑺在管片吊放时,放下动作过大,使管片损坏。
9.3、预防措施
⑴行车操作要平稳,防止过大的晃动;
⑵管片使用翻身架翻身,或用专用吊具翻身,保证管片翻身过程中的平稳;
⑶地面堆放管片时上下两块管片之间要垫上垫木;
⑷设计吊运管片的专用吊具,使钢丝绳在起吊管片的过程中不碰到管片的边角;
⑸采用运输管片的专用平板车,加设避振设施;叠放的管片之间垫好垫木;
⑹工作面储存管片的地方放置枕木将管片垫高,使存放的管片与隧道不产生碰撞。
9.4、治理措施
已碰撞损坏的管片及时进行修补,损坏较重的管片运回地面进行整修,更换新的管片。5.3盾构机械设备突发事件预防措施盾构刀盘轴承失效
1.1、现象
盾构刀盘轴承失效,刀盘无法转动,盾构失去切削功能无法推进。
1.2、原因分析
⑴盾构刀盘轴承密封失效,砂土等杂质进入轴承内,使轴承卡死。滚柱无法在滚道内滚动,轴承损坏;
⑵封腔的润滑油脂压力小于开挖面平衡压力,易引起盾构正面的泥土或地下水夹着杂质进入轴承,使轴承磨损,间隙增大,从而导致保持架受外力破坏而使滚柱散乱,轴承无法转动而损坏;
⑶轴承的润滑状态不好,使轴承磨损严重,进而损坏。
1.3、预防措施
⑴设计密封性能好、强度高的土砂密封,保护轴承不受外界杂质的侵害;
⑵密封腔内的润滑油脂压力设定要略高于开挖面平衡压力,并经常检查油脂压力;
⑶经常检查轴承的润滑情况,对轴承的润滑油定期取样检查。
1.4、治理方法
修复轴承。主轴承及其密封的检查内容要求检查项目测试手段测试工况评判标准检查部位检查周期润滑状况观察在线PLC状况故障提示故障显示器每班润滑油位目测停机规定位置透明油管每保养班润滑油油色目测停机透明视窗每日润滑油温度仪表连续掘进<65℃仪表盘每天定时润滑油压力仪表连续掘进0.3~0.4MPa仪表盘每周润滑油滤清器目测随时堵塞、杂物打开盖每季度、需要润滑油水冷系统拆检停机水锈、堵塞水冷却器每季度润滑油含水分试剂热机取样<0.5~1%润滑油每月或需要运动粘度粘度计热机取样±10%或>310cSt润滑油每月或需要污染指数仪器热机取样趋势分析润滑油每月或需要光谱送检热机取样趋势分析润滑油每月或需要直读铁谱送检热机取样趋势分析<20000g/g润滑油每月或需要分析式铁谱送检热机取样判读润滑油每月或需要污染度仪器热机取样ISO440621/18润滑油每月或需要唇型密封油位目测停机规定位置油位视窗每保养班内迷宫脂挤出情况目测停机明显有脂刀盘内每周外迷宫脂挤出情况目测停机明显有脂刀盘内每周脂泵压力观察连续掘进<16MPa压力表掘进工班脂泵脉冲次数观察连续掘进9次/min脂泵每班镜检内窥镜停机观察趋势监视孔每季
2、盾构推进压力低
2.1、现象
盾构推进压力无法达到推进所需的压力值。
2.2、原因分析
⑴推进主溢流阀损坏,压力无法调到需要的压力值;
⑵推进油泵损坏,无法输出需要的压力;
⑶阀板或阀件有内泄漏,无法建立起需要的压力;
⑷密封圈老化或断裂,造成泄漏,无法建立起需要的压力;
⑸千斤顶内泄漏,无法建立需要的压力;
⑹推进、拼装压力转换开关失灵,无法建立推进所需的高压。
2.3、预防措施
⑴不使系统长期工作在较高压力工况下;
⑵保证液压系统的清洁;
⑶保证油温不致过高,冷却系统要常开;
⑷经常检查液压系统,及时发现问题,进行修复。
2.4、治理方法
⑴修复或更换主溢流阀;
⑵修复或更换油泵;
⑶找出泄漏部件,予以更换修复;
⑷更换老化或损坏的密封圈;
⑸更换千斤顶的密封装置,保证千斤顶的性能;
⑹修复或更换推进、拼装压力转换开关或电磁阀。
3、盾构推进系统无法动作
3.1、现象
盾构推进系统可以建立压力但千斤顶不动作。
3.2、原因分析
⑴换向阀不动作,使千斤顶无法伸缩;
⑵油温过高,连锁保护开关起作用而使千斤顶不能动作;
⑶刀盘未转动、螺旋机未转动等连锁保护开关起作用而使千斤顶不能动作;
⑷先导泵损坏,无法建立控制油压,无法对液压系统进行控制;
⑸管路内混入异物,堵塞油路,使液压油无法到达;
⑹滤油器堵塞。
3.3、预防措施
⑴保持液压油的清洁,避免杂物混入油箱内,拆装液压元件时保持系统的清洁;
⑵按操作方法正确使用;
⑶发现故障及时修理,不随便将盾构的连锁开关短接,不强行启动盾构设备;
⑷按要求正确设定、调定好系统的压力。
3.4、治理方法
⑴检查控制电路是否故障,换向电信号是否传到电磁阀,修复电路。如换向阀卡住,则更换换向阀;
⑵先排除别的故障,再检查推进系统的故障;
⑶修复或更换先导泵;
⑷判断杂物在管路内的位置并设法取出;
⑸更换滤油器。
4、液压系统漏油
4.1、现象
液压系统的管路、管接头漏油,影响液压系统的正常运行。
4.2、原因分析
⑴油接头因液压管路震动而松动,产生漏油;
⑵“O”型圈密封失效,使油接头漏油;
⑶油接头安装位置困难,造成安装质量差,产生漏油;
⑷油温高,液压油的粘度下降,造成漏油;
⑸系统压力持续较高,使密封圈失效;
⑹系统的回油背压高,使不受压力的回油管路产生泄漏;
⑺密封圈的质量差,过早老化,使密封失效。
4.3、预防措施
⑴经常检查液压系统的漏油情况,发现漏点及时消除;
⑵结构设计、安装尺寸要合理;
⑶使用冷却系统,使油温保持在合适的工作温度内;
⑷注意控制系统压力,不要长时间在高压下工作;
⑸增大回油管路的管径,减少回油管路的弯头数量,使回油畅通;
⑹阀板、密封油箱油接头等结构的设计要合理。
4.4、治理方法
⑴将松动的油接头进行复紧;
⑵将漏油的油接头“0”型圈进行更换;
⑶采用特殊的扳手对位置狭小的油接头进行复紧。
5、皮带运输机打滑
5.1、现象
皮带运输机打滑,驱动辊旋转而皮带不转,螺旋输送机排出的土堆积在皮带运输机的进料口,甚至堆积在隧道内,影响盾构推进。
5.2、原因分析
⑴皮带的张紧程度不够;
⑵皮带运输机的刮板刮土不干净,粘附在皮带上的土被带到驱动辊上,使皮带打滑;
⑶在螺旋机中加水过多,或排出的土太湿,水或湿土流到皮带反面,引起皮带打滑;
⑷推进结束时来将皮带机上的土排干净就停机,下一次皮带运输机重载启动,使皮带打滑。
5.3、预防措施
⑴在皮带安装并运行了一段时间后,皮带会变松,应将皮带张紧装置重新调节到适当的位置;
⑵经常调整刮板的位置,使刮板与皮带间的空隙保持在1—1.5mm之间;
⑶注意观察螺旋机内排出的土的干湿程度,调整加水流量;
⑷每次推进完毕,应将皮带运输机上的土全部排人土箱,皮带运输机启动时应是空载启动。
5.4、治理方法
清理驱动辊上粘附的粘土,清理皮带上粘附的粘土,进一步张紧皮带,如张紧装置已调节到极限位置,应将皮带割短后重新接好再进行张紧。
6、千斤顶行程、速度无显示
6.1、现象
千斤顶行程、速度无显示,盾构推进控制困难。
6.2、原因分析
⑴冲水清理时有水溅到千斤顶行程传感器,使传感器损坏,无法检测数据;
⑵拼装工踩踏在千斤顶活塞杆,损坏了传感器的传感部件,使传感器无法检测数据;
⑶传感器的信号线断路,使信号无法传送到显示器。
6.3、预防措施
⑴进行清理时避免用水冲洗,以免电气设备漏电、短路等情况的发生;
⑵设计作业平台,使拼装工不站立到千斤顶活塞杆上作业;
⑶传感器的信号线布置部位要适当,施工人员注意不要踩踏到电线。
6.4、治理方法
⑴损坏的传感器进行更换;
⑵检查线路的断点,重新接线,恢复系统。
7、盾构内气动元件不动作
7.1、现象
盾尾油脂泵、气动球阀等气动元件不动作,使盾构无法正常推进。
7.2、原因分析
⑴系统存在严重漏气点,压缩空气压力达不到规定的压力值;
⑵受水汽等影响,使气动控制阀的阀杆锈蚀卡住;
⑶气压太高,使气动元件的回位弹簧过载而疲劳断裂,气动元件失灵。
7.3、预防措施
⑴安装系统时连接好各管路接头,防止泄漏。使用过程中经常检查,发现漏点及时处理;
⑵经常将气包下的放水阀打开放水,减少压缩空气中的含水量,防止气动元件产生锈蚀;
⑶根据设计要求正确设定系统压力,保证各气动元件处于正常的工作状态。
7.4、治理方法
⑴找出气路中的漏气点,进行堵漏,恢复系统压力;
⑵修复或更换损坏的元件。5.4隧道压浆施工突发事件预防措施1、浆液质量不符合质量标准
1.1、现象
在盾构推进过程中,由于注浆浆液质量不好,使注浆效果不佳,引起地面和隧道的沉降。
1.2、原因分析
⑴注浆浆液配合比不当,与注浆工艺、盾构形式、周围土质不相适应;
⑵拌浆计量不准,导致配合比误差,使浆液质量不符合要求;
⑶原材料质量不合格;
⑷运输设备的性能不符合要求,使浆液在运输过程中产生离析、沉淀。
1.3、预防措施
⑴根据盾构的形式、压浆工艺、土质情况、环境保护的控制要求及经济效益正确设计浆液配比,并通过试验,使其符合施工要求;
⑵应在满足合理的精度前提下,考虑使用简单可靠的计量器具。同时应保养好计量器具,定时作检定。发现计量器具精度误差超标,应及时校正或换新;
⑶对拌浆材料的质量进行有效的管理。保证各种材料采购的渠道,并附有相应的质量保证单。应按规定对材料进行质量抽检;
⑷拌浆设备的工作环境差,使用中要注意定期维修保养,经常清洗拌浆机。如在使用中机械发生故障应及时修复,不能让设备带病作业;
⑸浆液的输送应视浆液的性能而定,选择合理的输送方法。用管路输送时,管子的直径要适当;用拌浆车输送时,拌浆车上的拌浆机应有充分的搅拌能力;
⑹加强对拌制后浆液的检测,要确保浆液的质量符合施工所需。
1.4、治理方法
⑴不符合要求的浆液重新进行拌浆;
⑵不符合质量要求的原材料不得使用;
⑶如浆液经使用确认配比设计不合理,应及时作配合比的设计和试验,最后决定出实际应使用的配合比;
⑷更换浆液运输设备,以适应浆液性能及压浆工艺。
2、沿隧道轴线地层变形量过大
2.1、现象
沿隧道轴线地层变形过量,引起地面建筑物及地下管线损坏。
2.2、原因分析
⑴盾构开始掘进后,如不能同步地进行注浆或注浆效果差,则会产生地面沉降;
⑵盾尾密封效果不好,注浆压力又偏高,浆液从盾尾渗入隧道,造成有效注浆量不足;
⑶浆液质量不好,强度达不到要求,不能起到支护作用,造成地层变形量过大;
⑷注浆过程不均匀,推进过程中有时注浆压力大,注浆量足,有时注浆量少,甚至不注浆,造成对土体结构的扰动和破坏,使地层变形量过大。
2.3、预防措施
⑴正确确定注浆量和注浆压力,及时、同步地进行注浆;
⑵注浆应均匀,根据推进速度适当地调整注浆的速率,尽量做到与推进速率相符;
⑶根据本节“一、浆液质量不符合质量标准”所述的措施,提高拌浆的质量,保证压注的浆液的强度;
⑷推进时同时、均匀、经常地压注盾尾密封油脂,保证盾尾钢丝刷的使用功能。
2.4、治理方法
⑴根据地面变形情况及时调整注浆量、注浆部位,对于沉降大的部位可采用补压浆的
措施;
⑵损坏的盾尾进行更换,或采用在盾尾内垫海绵的方法对盾尾进行堵漏;
⑶注浆口离盾尾太近引起盾尾漏浆,可采用从管片上进行壁后注浆的方法,减少浆液的渗漏。
3、单液注浆浆管堵塞
3.1、现象
采用单液浆注浆时浆管堵塞,无法注浆,甚至发生浆管爆裂的情况,严重影响施工质量和进度。
3.2、原因分析
⑴停止注浆的时间太长,留在浆管中的浆液结硬,引起堵塞;
⑵浆液中的砂含量太高,沉淀在浆管中,使浆管通径逐渐减小,引起堵塞;
⑶浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存,时间长了就沉淀凝固。
3.3、预防措施
⑴停止推进时定时用浆液打循环回路,使管路中的浆液不产生沉淀。长期停止推进,应将管路清洗干净;
⑵拌浆时注意配比准确,搅拌充分;
⑶定期清理浆管,清理后的第一个循环用膨润土泥浆压注,使注浆管路的管壁润滑良好;
⑷经常维修注浆系统的阀门,使它们启闭灵活。
3.4、治理方法
将堵塞的管子拆下,将堵塞物清理干净后重新接好管路。
4、双液注浆浆管堵塞
4.1、现象
双液注浆时浆管堵塞,无法注浆,甚至发生浆管爆裂的情况,严重影响施工质量和进度。
4.2、原因分析
⑴长时间未注浆,浆管没有清洗,浆液在管路中结硬而堵塞管子;
⑵两种浆液的注浆泵压力不匹配,B液浆的压力太高而进入A液的管路中,引起A液
管内浆液结硬,堵塞管子;
⑶管路中有支管时,清洗球无法清洗到该部位,使浆液沉淀而结硬。
4.3、预防措施
⑴每次注浆结束都应清洗浆管,清洗浆管时要将橡胶清洗球取出,不能将清洗球遗漏在管路内引起更厉害的堵塞;
⑵注意调整注浆泵的压力,对于已发生泄漏、压力不足的泵及时更换,保证两种浆液压力和流量的平衡;
⑶对于管路中存在分叉的部分,清洗球清洗不到,应经常性用人工对此部位进行清洗。
4.4、治理方法
将堵塞部位的注浆管路拆卸下来进行清洗,然后重新安装恢复压浆。5.5盾构管片拼装施工突发事件预防措施1、圆环管片环面不平整
1.1、现象
同一环管片在拼装完成后迎千斤顶一侧环面不在同一平面上,不同块之间有凹凸现象存在,给下一环的拼装带来影响。导致环向螺栓穿进困难,并造成管片碎裂等问题。
1.2、原因分析
⑴管片制作误差尺寸累积;
⑵拼装时前后两环管片间夹有杂物;
⑶千斤顶的顶力不均匀,使环缝间的止水条压缩量不相同;
⑷纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求;
⑸止水条粘贴不牢,拼装时翻到槽外,与前一环的环面不密贴,引起该块管片凸出;
⑹成环管片的环、纵向螺栓没有及时拧紧及复紧。
1.3、预防措施
⑴拼装前检测前一环管片的环面情况,决定本环拼装时纠偏量及纠偏措施;
⑵清除环面和盾尾内的各种杂物;
⑶控制千斤顶顶力均匀;
⑷提高纠偏楔子的粘贴质量;
⑸检查止水条的粘贴情况,保证止水条粘贴可靠;
⑹盾构推进时骑缝千斤顶应开启,保证环面平整。
1.4、治理方法
对于已形成环面不平的管片,在下一环及时加贴楔子纠正环面,使环面平整。
2、管片环面与隧道设计轴线不垂直
2.1、现象
拼装完成后的管片迎千斤顶的一侧整环环面与盾构推进轴线垂直度偏差超出允许范围,造成下一环管片拼装困难,并影响到盾构推进轴线的控制。
2.2、原因分析
⑴拼装时前后两环管片间夹有杂物,使相邻块管片间的环缝张开量不均匀;
⑵千斤顶的顶力不均匀,使止水条压缩量不相同,累计后使环面与轴线不垂直;
⑶纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求;
⑷前一环环面与设计轴线不垂直,没有及时地用楔子环纠正;
⑸盾构推进单向纠偏过多,使管片环缝压密量不均匀而使环面竖直度差。
2.3、预防措施
⑴拼装时做好清理工作,防止杂物夹杂在管片环缝间;
⑵尽量多开启千斤顶,使盾构纠偏的力变化均匀;
⑶在施工中经常测量管片环面的垂直度,并与轴线相比较,发现误差,及早安排制作楔子纠环面。
⑷后两点参见本节“1、圆环管片环面不平整”预防措施⑷、⑸。
2.4、治理方法
⑴合理地修改管片的排列/顺序,利用增减楔子环(曲线管片)来进行纠偏;
⑵根据需要纠偏的量,在管片上适当的部位加贴厚度渐变的传力衬垫,形成楔子环,对环面进行纠正。一般一次加贴衬垫的厚度最厚不超过6mm。偏差大可进行连续多环的纠偏达到目的;
⑶当垂直度偏差较大,造成管片拼装极困难,盾壳卡管片严重时,可采用纠偏量较大的刚性楔子。
3、纵缝质量不符合要求
3.1、现象
纵缝质量差表现在同环相邻的管片相互位置发生变动,致使纵缝出现了前后喇叭、内外张角、内弧面产生踏步、纵缝过宽、两块管片相对旋转等质量问题。对隧道的防水、管片的受力都造成严重的危害。
3.2、原因分析
⑴拼装时管片没有放正,盾壳内有杂物,使拱底块管片放不到位或产生上翘、下翻,环面有杂物夹入环缝,也会使纵缝产生前后喇叭;
⑵拼装时管片未能形成正圆,造成内外张角;
⑶前一环管片的基准不准,造成新拼装的管片位置也不准;
⑷隧道轴线与盾构的实际中心线不一致,使管片与盾壳相碰,无法拼成正圆,只能拼成椭圆,纵缝质量也就无法保证。
3.3、预防措施
⑴拼装前做好盾壳与管片各面的清理工作,防止杂物夹入管片之间;
⑵推进时勤纠偏,使盾构的轴线与设计轴线的偏差尽量减少,保证管片能够居中拼装,管片周围有足够的建筑空隙使管片能拼装成正圆;
⑶环面的偏差及时进行纠正,使拼装完成的管片中心线与设计轴线误差减少,管片始终能够在盾尾内居中拼装;
⑷管片正确就位,千斤顶靠拢时要加力均匀,除封顶块外每块管片至少要有两只千斤顶顶住;
⑸盾构推进时骑缝的千斤顶应开启,保证环面平整。
3.4、治理方法
⑴用整圆器进行整圆,通过整圆来改善纵缝的偏差;
⑵管片出盾尾,环向螺栓再进行一次复紧,可改善纵缝的变形。管片被周围土体包裹住以后,椭圆度会相应地减小,纵缝压密程度提高,此时将螺栓进行复紧可取得较好的效果;
⑶采用局部加贴楔子的办法,作纵缝质量的纠正。
4、圆环整环旋转
4.1、现象
拼装成环的管片与设计要求的拼装位置相比较,旋转了一定的角度,使盾构的后续车架及电机车轨道的铺设不平整,影响设备的运行,也增加了封顶成环的拼装难度。
4.2、原因分析
⑴千斤顶编组不合理,使管片受力不均匀,管片产生相对转动;
⑵管片环面不正,千斤顶的顶力方向与环面不垂直,盾构推进时就会产生使管片转动的力矩,导致管片旋转;
⑶拼装时管片的位置安放不准确,导致拼装时形成旋转;
⑷管片上的螺栓孔和螺栓之间由于拼装需要,一般留有5~8mm的间隙,这样就给两环管片之间相互错动留有了条件,如果在管片就位时随意操作,就会引起旋转偏差;
⑸后拼装的管片与已就位的管片发生碰撞,使已拼装的管片发生移位,如果长时间采用相同的顺序拼装管片,管片向同一方向发生旋转偏差,累积的偏差量就较大。
4.3、预防措施
⑴控制好盾构推进的姿态,千斤顶编组情况要使推力的变化均匀,调整好管片环面的角度,减少推进过程中产生的转动力矩;
⑵拼装管片时管片要放置正确,千斤顶靠拢时要有足够的顶力使管片不发生相对滑动;
⑶拼装机操作时要动作平缓,旋转缓慢,这样有利于拼装的准确性;
⑷对已成环的管片的旋转情况要经常进行测量,并及时纠正;
⑸经常变换管片拼装的顺序。
4.4、治理方法
利用管片之间可相互错动的余地,在拱底块管片拼装时,管片纵向螺栓穿进后,利用拼装机钳着管片向需要纠正的方向旋转一个角度,然后靠拢千斤顶,并拧紧纵向螺栓。以拱底块管片为基准,正确拼装其余管片,就可使整环管片向相反的方向旋转一个角度。连续数环管片拼装时采用这种方法,可使旋转误差得到纠正。
5、连接螺栓拧紧程度没达到标准要求
5.1、现象
螺栓的拧紧力矩未达到要求,有些螺母用手就能拧动。双头螺柱一头超出螺母另一头
缩入螺母,使螺纹的有效连接长度不能保证,严重时个别的螺栓没有穿进。
5.2、原因分析
⑴拼装质量不好,导致相邻管片之间错位严重,有的螺栓无法穿进;
⑵螺栓加工质量不好,螺纹的尺寸超差,造成螺母松动或无法拧紧;
⑶施工过程中只注意进度,忽视了拧紧螺栓的工作。有时甚至出现螺栓上未套螺母的情况;
⑷未及时进行复紧,尤其是底部、两肩部位的螺栓,复紧难度大,往往漏拧。
5.3、预防措施
⑴提高管片拼装质量,及时纠正环面不平或环面与隧道轴线不垂直度等,使每个螺栓都能正确地穿过螺孔;
⑵严格控制螺栓的加工质量,定期抽查,发现问题及时更换。不符合质量要求的螺栓应退换;
⑶加强施工管理,做好自检、互检、抽检工作,确保螺栓穿进及拧紧的质量。
5.4、治理方法
⑴未穿入螺栓的管片,可采用特殊工具对螺栓孔进行扩孔,使螺栓可以穿过;
⑵对不能穿过的孔换用小直径、等强度的螺栓;
⑶加工专用平台,对隧道的所有连接螺栓进行检查和复紧。
6、管片碎裂
6.1、现象
拼装完成的管片有缺角掉边和裂缝,使结构强度受到影响,且产生渗漏。
6.2、原因分析
⑴管片在脱模、储存、运输过程中发生碰撞,致使管片的边角缺损;
⑵拼装时管片在盾尾中的偏心量太大,管片与盾尾发生磕碰现象,以及盾构推进时盾壳卡坏管片;
⑶定位凹凸榫的管片,在拼装时位置不准,凹凸榫没有对齐,在千斤顶靠拢时会由于凸榫对凹榫的径向分力而顶坏管片;
⑷管片拼装时相互位置错动,管片与管片间没有形成面接触,盾构推时在接触点处产生应力集中而使管片的角碎裂;
⑸前一环管片的环面不平,使后一环管片单边接触,在千斤顶的作用下形同跷跷板,管片受到额外的弯矩而断裂。在封顶块与邻接块的接缝处的环面不平,也是导致邻接块两角容易碎裂的原因;
⑹拼装好的邻接块开口量不够,在插入封顶块时间隙偏小,如强行插入,则导致封顶块管片或邻接块管片的角崩落;
⑺拼装机在操作时转速过大,拼装时管片发生碰撞,边角崩落。
6.3、预防措施
⑴管片运输过程中,使用弹性的保护衬垫将管片与管片之间隔离开,以免发生碰撞而损坏管片。在起吊过程中要小心轻放,防止磕坏管片的边角;
⑵管片拼装时要小心谨慎,动作平稳,减少管片的撞击;
⑶提高管片拼装的质量,及时纠正环面不平整度、环面与隧道设计轴线不垂直度、纵缝偏差等质量问题;
⑷拼装时将封顶块管片的开口部位留得稍大一些,使封顶块能顺利地插入;
⑸发生管片与盾壳相碰,应在下一环盾构推进时立即进行纠偏。
6.4、治理方法
⑴因运输碰损的管片进行修补后方能使用,修补须采用与原管片强度相应的材料进行修补;
⑵在井下吊运过程中损坏的管片,如损坏范围大,影响止水条的部位的,应予以更换。如损坏范围小,可在井下修补后使用;
⑶推进过程中被盾壳拉坏的管片,应立即进行修补,以保证止水效果;
⑷内弧面有缺损的管片进行修补时,所用的材料应与原管片强度等级相同,以保证强度和减少色差。
7、错缝拼装管片碎裂
7.1、现象
错缝拼装的管片在拼装和盾构推进过程中产生裂缝,甚至断裂的情况。
7.2、原因分析
⑴管片环面不平整,相邻管片迎千斤顶面有交错现象,使后拼上的管片受力不均匀,管片的表面会出现裂缝,盾构的推力较大时,会顶断管片;
⑵拼装时前后两环管片问夹有杂物,使相邻块管片环面不平整,后拼装的管片在推进的时候就可能被顶断;
⑶管片有上翘或下翻,使管片局部受力,造成破碎;
⑷封顶块管片插入时,由于管片开口不够而使管片受挤压产生碎裂。
7.3、预防措施
⑴每环管片拼装时都对环面平整情况进行检查,发现环面不平,及时地加贴衬垫予以纠正,使后拼上的管片受力均匀;
⑵及时调整管片环面与轴线的垂直度,使管片在盾尾内能居中拼装;
⑶拼装前做好清理工作;
⑷对于管片存在上翘或下翻的情况,在局部加贴楔子进行纠正;
⑸封顶块拼装前,调整好开口尺寸,使封顶块管片顺利插入到位。
7.4、治理方法
⑴拼装完成即发现环面严重不平的管片,应立即拆下,重新制作楔子后再拼装,提高环面平整度;
⑵对产生裂缝的管片进行修补,将损伤的混凝土凿除,再用修补管片的混凝土进行管片修补;
⑶已经断裂的管片,须根据情况,采取特殊措施或将断裂的管片换掉。
8、管片环高差过大
8.1、现象
拼装完成的两环管片间内弧面不平,环高差过大。
8.2、原因分析
⑴管片拼装的中心与盾尾中心不同心,管片与盾尾相碰,为了将管片拼装在盾尾内,将管片径向内移,造成过大的环高差;
⑵管片拼装的椭圆度较大,造成环高差过大;
⑶管片的环面与隧道轴线不垂直,如继续上一环的方向拼装将会与盾尾相碰,将管片向相反方向位移,造成过大的环高差;
⑷管片在脱出盾尾后建筑空隙没有及时填充,管片在自重的作用下落低,造成环高差过大。
8.3、预防措施
⑴将管片在盾构内居中拼装,使管片不与盾构相碰;
⑵保证管片拼装的整圆度;
⑶纠正管片环面与隧道轴线的不垂直度;
⑷及时、充足地进行同步注浆,用同步注浆的浆液将管片托住,减少环高差;
⑸严格控制盾构推进轴线和盾构姿态,确保管片能拼于理想的位置上。
8.4、治理方法
拼装过程中发现新拼装的管片与前一环管片的环高差过大,可拧松连接螺栓,逐块调整管片的位置。
9、管片椭圆度过大
9.1、现象
拼装完成的管片的水平直径和垂直直径相差过大,导致椭圆度超过标准。
9.2、原因分析
⑴管片的拼装位置中心与盾尾的中心不同心,管片无法在盾尾内拼装成正圆,只能拼装成椭圆形;
⑵管片的环面与盾构轴线不垂直,使管片与盾构的中心不同心;
⑶单边注浆使管片受力不均匀。
9.3、预防措施
⑴经常纠正盾构的轴线,使盾构沿着设计轴线前进,管片能居中拼装;
⑵经常纠正管片的环面,使环面与盾构轴线垂直,管片始终跟随着盾构的轴线,使管片与盾尾的建筑空隙保持均匀;
⑶注浆时注意注浆管的布置位置,使管片均匀受力。
9.4、治理方法
⑴采用楔子环管片纠正隧道的轴线,使管片的拼装位置处在盾尾的中心;
⑵控制盾构纠偏,使管片能在盾尾内居中拼装;
⑶待管片脱出盾尾后,由于四周泥土的挤压力近似相等,使椭圆形管片逐渐恢复圆形,此时对管片的环向螺栓进行复紧,使各块管片的连接可靠。5.6盾构防水施工突发事件预防措施管片压浆孔渗漏
1.1、现象
管片压浆孔处渗漏,压浆孔周围有水渍,压浆孔周围混凝土有钙化斑点。
1.2、原因分析
⑴压浆孔的闷头未拧紧;
⑵压浆孔的闷头螺纹与预埋螺母的间隙大。
1.3、预防措施
⑴要用扳手拧紧压浆孔的闷头;
⑵在闷头的丝口上缠生料带,以起到止水的作用。
1.4、治理方法
⑴将闷头拧出,重新按要求拧紧;
⑵在压浆孔内注少量水泥浆堵漏,然后再用闷头闷住。
2、管片接缝渗漏
2.1、现象
地下水从已拼装完成管片的接缝中渗漏进入隧道。
2.2、原因分析
⑴管片拼装的质量不好,接缝中有杂物,管片纵缝有内外张角、前后喇叭等,管片之间的缝隙不均匀,局部缝隙太大,使止水条无法满足密封的要求,周围的地下水就会渗漏进隧道。
⑵管片碎裂,破损范围达到粘贴止水条的止水槽时,止水条与管片间不能密贴,水就从破损处渗漏进隧道;
⑶纠偏量太大,所贴的楔子垫块厚度超过止水条的有效作用范围;
⑷止水条粘贴质量不好,粘贴不牢固,使止水条在拼装时松脱或变形,无法起到止水作用;
⑸止水条质量不符合质量标准,强度、硬度、遇水膨胀倍率等参数不符合要求,而使止水能力下降;
⑹对已贴好止水条的管片保护不好,使止水条在拼装前已遇水膨胀,管片拼装困难且止水能力下降。
2.3、预防措施
⑴提高管片的拼装质量,及时纠环面,拼装时保证管片的整圆度和止水条的正常工况,提高纵缝的拼装质量;
⑵对破损的管片及时进行修补,运输过程中造成的损坏应在贴止水条以前修补好。对于因为管片与盾壳相碰而在推进或拼装过程中被挤坏的管片,也应原地进行修补,以对止水条起保护作用;
⑶控制衬垫的厚度,在贴过较厚衬垫处的止水条上应按规定加贴一层遇水膨胀橡胶条;
⑷应严格按照粘贴止水条的规程进行操作,清理止水槽,胶水不流淌以后才能粘贴止水条;
⑸采购质量好的止水条产品,在施工过程中定期抽检止水条的质量,产品须检验合格方能使用;
⑹在施工现场加防雨棚等防护设施,加强对管片的保护。根据情况也可对膨胀性止水条涂缓膨胀剂,确保施工的质量。
2.4、治理方法
⑴对渗漏部分的管片接缝进行注浆;
⑵利用水硬性材料在渗漏点附近进行壁后注浆;
⑶对管片的纵缝和环缝进行嵌缝,嵌缝一般采用遇水膨胀材料嵌入管片内侧预留的槽中,外面封以水泥砂浆以达到堵漏的目的。六、盾构施工重大危险源或事故特征及处理方案6.1事故特征及处理方案盾构隧洞施工是一项庞大、复杂的工程,工程涉及的不可预因素比较多,施工难度大、风险比较高。在施工过程中可能出现的事故有:盾构漏水漏浆、透水。水灾火灾,电击,大量涌水突水,泥浆管爆裂伤人,物资运输车辆撞人等,下面分项叙述各个事故特征及事故发生后处理方案。6.2盾构隧洞漏水、漏浆、透水处置方案可能导致盾构隧洞施工中发生漏水、漏浆、甚至透水事故的主要原因有;盾构机盾尾密封失效、隧洞不均匀上浮变形及后续盾构掘进引起前已施工隧洞管片位移等。以上事故严重时将导致盾构机设备被淹,甚至引发隧洞被淹事故。施工中必须采用严密、周到、可靠的预防措施,万一出现漏水、漏浆或透水将采取以下紧急措施;1、盾尾漏浆针对泄漏部位进行集中压注盾尾油脂,填堵盾尾密封可能出现的泄漏位置。配置初凝时间较短的双液浆进行臂后注浆,压浆在盾尾后3-6环进行。在管片外侧垫放止水海绵填堵管片和盾构机之间的间隙,并在管片和盾尾外壳之间填赛钢丝球以加强盾尾刚刷的止水效果。在实际情况允许的条件下适当降低切口环的水压,待渗漏得到治理后再恢复正常。2、万一出现工作面透水事故,采取以下措施;1)提高注入泥水仓室的泥水比重和粘度,稳定开挖面。2)由于水位过高导致刀盘前部水土压力升高而导致透水时,首先停止掘进施工加大盾尾密封脂供给量,防止盾尾密封处出现泥水的泄漏。3)严重透水时,盾构机停止掘进,对工作面及周围施作固结灌浆,注浆长度和固结范围,需要根据工作面及其周围得地质条件确定,并要等待固结灌浆达到一定强度后,再考虑恢复工作面泥水压力,谨慎推进。6.3抗洪现场处置方案灾害发生后,要全面部署,全力以赴开展救灾工作,进行全方位的抢救救援和应急处理。要及时上报灾情和抗灾救灾情况,我项目部及时调查灾情,并向上级领导汇报情况;根据灾情,组织救灾队伍,赶赴现场开展救灾工作,抓紧修复损坏的城镇道路设施,防洪,排水设施,做好各项工作,把洪水灾害带来的损失减少最低程度,保障员工正常的工作和生活在出现排洪沟可能出现不能完全满足要求的情况,使流水下溢对施工造成威胁,考虑到在流水过快时,会冲垮排洪沟,储备一定的麻袋作为临时堵漏的材料是必不可少的。用抽水机排水时,为避免出现水管爆裂的情况,应准备一些不同型号的水管及相应的配件作为应急物资。竖井洞口为了防止洪水进入洞内,在必要时对下料口和楼梯口用麻袋进行封堵。此外,为了防止降水对洞内工程造成影响,应对场地内,即洞顶的积水洼地开沟疏导引流,对隧洞进行防渗处理,对地址勘测留下的钻孔、坑道及洞穴、漏斗等,如有较大的径流进入,宜作截水沟或回填。6.4隧洞中爆炸火灾处理方案根据本工程的实际情况,一般而言,灾情发生时,洞内作业人员在确保人身安全得前提下,要立即使用灭火器材力图扑灭或者控制火势,同时通过各种途径报告火情,一旦火情扩大、失控,首先由救灾蔬散引导洞内人员通道逃生,再有行动组配合消防队采用灭火器材和高压水灭火。在救灾预案中还要落实以下措施;1、设置隧洞施工防火监控系统。在盾构机上设置温度和气体传感器,进行火情和通风得监测,通过防火监控系统迅速确定火灾发生的位置。2、在盾构机主机和后配套台车及隧洞内一定位置配备足量的灭火器材,定期对灭火器材的性能进行检查,确保应急使用。3、在隧道沿线的供水管路上
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