第一篇：地鐵盾構(gòu)法施工事故預(yù)防及處理措施

地鐵盾構(gòu)法施工事故預(yù)防及處理措施

【摘 要】為了提高地鐵盾構(gòu)法施工過程中事故預(yù)防及處理措施技術(shù)水平，結(jié)合廣州地鐵四號線盾構(gòu)法施工工程，針對盾構(gòu)法結(jié)泥餅、管片上浮控制、盾構(gòu)機滾動監(jiān)測、盾構(gòu)法施工測量偏差等各種施工事故采取相應(yīng)的預(yù)防及處理措施，從而加強了地鐵工程的施工技術(shù)措施及安全性。通過對典型操作實例的分析和總結(jié)，驗證了該方法的有效性。

【關(guān)鍵詞】地鐵盾構(gòu)法事故預(yù)防處理措施滾動監(jiān)測

1、工程概況

廣州地鐵四號線大學(xué)城專線地鐵盾構(gòu)工程主要穿越侖頭村、侖頭海河床、官洲村、官洲河河床及少量果園。侖頭村、官洲村多層居民建筑密集，地表高程一般為12.86～16.68 m。此處地層強度及硬度較高為:①右線中間段，其天然抗壓強度單值為51.5～98.1MPa，平均值為78.2 MPa;②左線ZDK16+400段，其天然抗壓強度單值為58.5～77.5 MPa，平均值為67.1MPa。巖石硬度大，對刀具的磨損大。侖頭盾構(gòu)始發(fā)井至官洲站段隧道結(jié)構(gòu)頂板在SCK17+100—SCK17+400段切穿砂層，涌水量較大。雖然其結(jié)構(gòu)頂板以上存在4～6 m厚的砂質(zhì)黏性土等相對隔水層，但隧道外水壓力較大，隔水層的滲透性將因圍巖變形而增大，那么隧道將出現(xiàn)不同程度的涌水、涌土問題?；旌蠋r殘積土、全風(fēng)化～強風(fēng)化混合巖遇水具崩解性，受水影響其強度會迅速降低，穩(wěn)定性較差，不利于圍巖的穩(wěn)定。開挖時若不及時支護或疏干地下水，則可能引起較大范圍的坍塌失穩(wěn)現(xiàn)象。本標(biāo)段工程地質(zhì)劃分為9個巖土層，每個巖土層分別按巖土層代號、巖土名、時代成因和巖性描述。滲透系數(shù)的選用以抽水試驗、室內(nèi)滲透試驗結(jié)果為主，滲透系數(shù)的具體選用見表1。

2、施工事故預(yù)防及處理措施 2.1防止盾構(gòu)法結(jié)泥餅施工技術(shù)措施

盾構(gòu)機穿越易結(jié)泥餅的〈5Z-1〉、〈5Z-2〉地層時，盾構(gòu)機掘進時會在刀盤特別是刀盤的中心部位產(chǎn)生泥餅。當(dāng)產(chǎn)生泥餅時，掘進速度急劇下降，刀盤扭矩也會上升，大大降低開挖效率，甚至無法掘進。施工中采取的主要技術(shù)措施為: 1)在到達這種地層之前把刀盤上的部分滾刀換成齒刀，增大刀盤的開口率。2)加強盾構(gòu)掘進時的出土管理，密切注意開挖面的地質(zhì)情況和刀盤的工作狀態(tài)。

3)刀盤前部中心部位布置有數(shù)個泡沫注入孔，在這種地層掘進時可以適量增加泡沫的注入量，減小渣土的黏附性，降低泥餅產(chǎn)生的幾率。

4)刀盤背面和土倉壓力隔板上設(shè)有攪拌棒，以加強攪拌強度和范圍，并通過土倉隔板上攪拌棒的泡沫孔向土倉中注射泡沫，改善渣土和易性，增大渣土流動性。

5)必要時螺旋輸送機內(nèi)也要加入泡沫，以增加渣土的流動性，利于渣土的排出。

6)一旦產(chǎn)生泥餅，可空轉(zhuǎn)刀盤，使泥餅在離心力的作用下脫落。確保開挖面穩(wěn)定后，可采用人工進倉處理的方式清除泥餅。

2.2防止盾構(gòu)機螺旋輸送器噴涌的技術(shù)措施

由于基巖裂隙水發(fā)育，且得到珠江水系的補給，進入土倉的渣土不具有一定的塑性，承壓水與無塑性渣土容易形成螺旋輸送器噴涌。針對這種情況采用下列措施: 1)隧道下坡并處于硬巖含水地層中必須切斷管片與圍巖間隙匯集的地下水與開挖面的水力聯(lián)系，管片處于硬巖含水層中長度越長，管片背后存儲的水力和壓力就越大，這就要求同步注漿效果必須達到完全封閉襯砌空隙并阻水，避免土倉與管片背后形成水力通道。

2)采取土壓平衡模式掘進，嚴格控制進尺、出土量，保證盾構(gòu)機連續(xù)均衡快速通過該區(qū)域。如圖1。

3)及時對盾尾密封刷添加足量的油脂，確保盾尾的密封性，防止因盾尾密封性不好發(fā)生涌水、涌沙現(xiàn)象。

4)如果發(fā)現(xiàn)有涌水現(xiàn)象，將螺旋輸送器前端退出土倉，并關(guān)閉土倉閘門。啟用保壓泵，將渣土直接泵送至渣土車。在關(guān)閉螺旋輸送器的情況下繼續(xù)掘進，讓切削下來的土體擠出土倉內(nèi)的水，但要預(yù)防倉內(nèi)壓力過高，造成盾構(gòu)機前方隆起、冒漿和擊穿盾尾密封等事故。5)加強地面監(jiān)測，及時進行信息反饋。2.3盾構(gòu)法掘進過程中管片上浮控制措施

盾構(gòu)機在掘進過程中，隧道管片位移多數(shù)情況下是管片上浮，主要受工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、襯背注漿質(zhì)量、盾構(gòu)機姿態(tài)控制等方面的影響。2.3.1引起管片位移的因素分析

1)襯背環(huán)形建筑空間。當(dāng)管片脫出盾尾后，由于盾構(gòu)掘進過程中的蛇形運動，超挖以及理論間隙，管片與地層間存在一環(huán)形建筑空間。在軟巖地層中，如果不及時進行同步注漿填充環(huán)形建筑空間，拱頂圍巖極有可能產(chǎn)生變形引起地表過量沉降。在硬巖地層中，管片脫出盾尾后，環(huán)形建筑空間在相對長的時間內(nèi)是穩(wěn)定的，如不及時填充此空間，脫出盾尾的管片是處于無約束的狀態(tài)，給管片的位移提供了可能的條件。2)硬巖含水地層。在透水地層中盾構(gòu)機掘進形成的環(huán)形建筑空間在充滿水或初凝時間很長的漿液的情況下，若隧道管片全部浸泡在盾構(gòu)掘進形成的“圓形坑道”之中，當(dāng)管片所受到的浮力大于管片本身的自重，隧道管片在全斷面地下水或未凝固的漿液的工況下，管片本身就有上浮的趨勢。

3)襯背注漿工藝。一是注漿量不足:在盾構(gòu)機掘進的過程中，實際注漿量應(yīng)該達到理論建筑空隙量的150%～200%。該區(qū)間盾構(gòu)開挖斷面扣除管片外徑面積每一環(huán)的理論空隙量為4.05 m3?？紤]到運輸和管道輸送、壓注過程中的損失，進入到襯背環(huán)形建筑空間的漿液量不能完全填充密實管片與圍巖間的建筑空間，尤其是隧道頂部分，這也給管片提供了上浮空間。二是注漿壓力不足:盾尾注漿孔口的注漿壓力應(yīng)大于隧道埋深處的水土壓力，考慮到現(xiàn)場對注漿壓力的管理和控制不能完全和理論值吻合，導(dǎo)致襯背漿液不能密實地充填圓形建筑空隙，造成管片上浮。2.3.2控制管片上浮的措施

1)選擇合適的漿液性能。應(yīng)該保證漿液的充填性、初凝時間與早期強度、限定范圍防止流失(漿液的稠度)的有機結(jié)合，才能使隧道管片與圍巖共同作用形成一體化的構(gòu)造物。

2)控制盾構(gòu)機姿態(tài)。盾構(gòu)機過量的蛇形運動必然造成頻繁的糾偏，糾偏就是管片環(huán)面不均的過程，要求盾構(gòu)機掘進過程中控制好盾構(gòu)機的姿態(tài)，沿隧道軸線作小量的蛇形運動。發(fā)現(xiàn)偏差時應(yīng)及時逐步糾正，不得過急過猛來糾正偏差，人為造成管片環(huán)面受力嚴重不均。3)管片上浮后的處理措施。發(fā)現(xiàn)管片上浮，立即停止盾構(gòu)機掘進，對已上浮的管片通過注漿孔二次注漿，注漿順序應(yīng)順?biāo)淼榔露确较驈乃淼拦绊斨炼?cè)最后壓注拱底。當(dāng)打開拱底注漿孔無滲水時，可以終止注漿。

2.4盾構(gòu)機滾動預(yù)防及處理措施 2.4.1盾構(gòu)機的滾動監(jiān)測方法

1)滾動角的監(jiān)測。采用電子水準(zhǔn)儀測量高程差，進行滾動圓心角計算的方法監(jiān)測?？稍谕羵}隔墻后方對稱設(shè)置兩點，使該兩點的連線為一水平線并且其長度為一定值L，測量兩點的高程差，即可算出滾動角。如圖2，A、B為測量標(biāo)志，a、b為盾構(gòu)機發(fā)生滾動后測量標(biāo)志所處的新位置，Ha、Hb為測出的兩點的高程，α為盾構(gòu)機的滾動圓心角，α=arcsin［(Hb－Ha)/L］;如果Hb－Ha>0，那么盾構(gòu)機逆時針方向滾動;如果Hb－Ha<0，那么盾構(gòu)機順時針方向滾動。

2)豎直方向角、水平方向角的監(jiān)測。采用全站儀直接測量盾構(gòu)機的豎直方向角、水平方向角的變化，可得到盾構(gòu)的方向偏差。

3)自動監(jiān)測。盾構(gòu)機帶有自動測量激光導(dǎo)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在一固定基準(zhǔn)點發(fā)出激光束的基礎(chǔ)上，計算機器的位置來工作。確定機器位置，便可計算其對設(shè)計線路的偏差，并將信息反饋在顯示器上，操作人員通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整。測量機器位置，使用目標(biāo)裝置(激光靶板)和傾角羅盤裝置。激光靶板測量激光束的射入點和射入角，內(nèi)置測斜儀測量機器在兩個方向的轉(zhuǎn)角。自動監(jiān)測與人工監(jiān)測相互輔助，可提高盾構(gòu)機姿態(tài)監(jiān)測的精度。

2.4.2盾構(gòu)機滾動調(diào)整與方向變化

1)滾動偏差。當(dāng)盾構(gòu)機滾動偏差超過0.5°時，盾構(gòu)機會報警，提示盾構(gòu)機操作手必須對刀盤進行糾偏，盾構(gòu)機滾動偏差采用刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正。

2)方向偏差?？刂贫軜?gòu)機方向的主要因素是控制推進千斤頂?shù)耐屏?，通過調(diào)整各推進油缸的推力來調(diào)整盾構(gòu)機掘進機的姿態(tài)。當(dāng)盾構(gòu)機出現(xiàn)下俯時，加大下側(cè)推進油缸的推力;當(dāng)上仰時，可加大上側(cè)推進油缸的推度來糾豎直方向的偏差。操作人員要根據(jù)自動導(dǎo)向系統(tǒng)量測的結(jié)果和在控制室監(jiān)示器上顯示出來的盾構(gòu)機當(dāng)前位置與設(shè)計位置以及相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖表，平緩地調(diào)整各分區(qū)千斤頂?shù)耐屏ψ尪軜?gòu)機接近設(shè)計線路。3)方向控制所采取的措施。在盾構(gòu)掘進機上安裝SLS-T導(dǎo)向系統(tǒng)，并實現(xiàn)電腦程序化和自動化控制。同時采用人工測量復(fù)核，以確保掘進方向的準(zhǔn)確。①人工監(jiān)控?？刂贫軜?gòu)的滾動角、水平方向角、垂直方向角，在盾構(gòu)機上安設(shè)固定的測量控制點，以檢測盾構(gòu)的偏轉(zhuǎn)。②自動監(jiān)測。依靠SLS-T激光導(dǎo)向系統(tǒng)，其采用基礎(chǔ)坐標(biāo)系來精確定位和方向控制。③滾動偏差調(diào)整。開挖掌子面推進的支撐反力由管片提供，刀盤切削土體的扭矩主要是盾殼與洞壁之間形成的摩擦力矩來平衡。在巖層較好時，盾殼與巖層之間也有部分摩擦力提供力矩。當(dāng)摩擦力矩?zé)o法平衡刀盤切削土體產(chǎn)生的扭矩時，將引起盾體滾動，滾動過大就會影響管片拼裝，從而引起隧道軸線偏斜。若盾殼已發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則采用刀盤反轉(zhuǎn)，慢慢調(diào)正。④糾偏注意事項。在轉(zhuǎn)換刀盤轉(zhuǎn)動方向時，應(yīng)保留時間間隔，切換速度應(yīng)緩慢均勻;根據(jù)盾構(gòu)機前的掌子面地層情況及時調(diào)整掘進參數(shù)、掘進方向，避免引起更大的偏差;對于盾構(gòu)機蛇形運動的修正，應(yīng)以長距離慢慢修正為原則，如果修正過急，蛇形反而會更加明顯。在直線推進的情況下，應(yīng)選取盾構(gòu)機當(dāng)前所在位置點與設(shè)計線上遠方的一點作一直線，然后再以這條直線為新的基準(zhǔn)點進行線形管理。在曲線推進的情況下，應(yīng)使盾構(gòu)機當(dāng)前所在位置點與遠方點的連線同設(shè)計曲線相切。2.4.3盾構(gòu)機滾動處理措施

1)在掘進過程中，有針對性地加注泡沫減小刀盤扭矩，消除使盾構(gòu)機發(fā)生滾動的外力因素。2)及時注漿，確保注漿量，采用活性漿液等措施增大盾構(gòu)周邊摩擦力控制盾構(gòu)滾動。3)通過改變刀盤旋轉(zhuǎn)方向來糾正盾構(gòu)滾動。

4)放慢推進速度，采用刀盤正、反轉(zhuǎn)的措施對盾構(gòu)機滾動進行控制。2.5注漿管堵塞預(yù)防及處理措施 2.5.1堵管原因分析

1)漿液配合比。采用同步注漿工藝進行襯背注漿，對漿液的性能要求是漿液不易離析、易壓送、充填性好、早強、經(jīng)濟性好。綜合平衡選擇漿液性能是確保同步注漿質(zhì)量的關(guān)鍵。

2)漿液運輸。漿液的運輸包括地面拌和站經(jīng)輸送泵泵入儲料罐，再由下料管放至井下的漿液運輸車，然后運至隧道內(nèi)，經(jīng)砂漿泵泵入盾構(gòu)機儲料罐中。由于砂漿經(jīng)過多次倒運，運輸管路彎曲且運輸環(huán)節(jié)多，漿液在運送過程中靜置時間過長，極易引起漿液的離析。

3)注漿管路被污染。工序交接和班組交接時，管路未進行清理，造成管路中殘留的漿液在管壁固結(jié)沉淀。

4)材料品質(zhì)。中粗砂粒徑不適應(yīng)盾構(gòu)機配置的同步注漿管路。另外砂未經(jīng)過篩分，粗?；烊霛{液引起管路阻塞。

5)盾構(gòu)機同步注漿管路系統(tǒng)。由于盾構(gòu)機內(nèi)空間狹窄，各種管路錯綜復(fù)雜彎頭很多，漿液長期在管路中沉積，極易形成漿垢。

6)其它。機器故障停機或人為的注漿停頓都會造成漿液在管路中凝固堵管;由于隧道周邊圍巖地質(zhì)和水文情況的不斷變化，圍巖滲透和擴散漿液的能力不盡相同，注漿壓力及注漿量也應(yīng)隨著不同地質(zhì)條件作相應(yīng)的調(diào)整;不相適應(yīng)的漿液配比和注漿參數(shù)也是造成堵管的原因之一。2.5.2預(yù)防堵管措施

1)漿液運輸管路的鋪設(shè)，要避免管路彎曲造成漿液流速緩慢而沉淀。

2)緊湊安排工序，縮短漿液在隧道內(nèi)的運輸時間。在洞口和砂漿車位置設(shè)置電源插座，專供砂漿車攪拌電機用，保證砂漿車攪拌器正常連續(xù)工作，避免因施工停頓時間過長而引起漿液離析。3)砂漿車向盾構(gòu)機儲漿罐泵漿時，降低出漿管高度，同時開啟攪拌機攪拌漿液。

4)在不影響其它管路及運作空間的前提下，適當(dāng)改善同步注漿管路，減少彎頭、增大管徑，避免漿液在管路中沉積、堵塞。

5)保證盾構(gòu)機及后配套設(shè)備的正常連續(xù)運行。堅決避免盾構(gòu)機在推進過程中人為停機，造成同步注漿工序中斷使?jié){液凝固堵塞。2.6盾構(gòu)法施工測量偏差預(yù)防與措施 2.6.1始發(fā)前的盾構(gòu)姿態(tài)控制

姿態(tài)是靠盾構(gòu)體始發(fā)托架和反力架的安裝精度來控制的，同時精度還影響到環(huán)片的拼裝姿態(tài)。在定向聯(lián)系測量后，根據(jù)底板平面及高程控制點對始發(fā)托架進行定位。在盾構(gòu)體組裝完成前，開始進行反力架的定位。始發(fā)托架及反力架的安裝要全過程進行監(jiān)控，保證其左右偏差±10 mm之內(nèi)，高程偏差在±5 mm之內(nèi)，反力架與隧道設(shè)計軸線法平面偏差<2‰。2.6.2正常掘進過程中的導(dǎo)向系統(tǒng)監(jiān)控及維護

在掘進過程中，對VMT導(dǎo)向系統(tǒng)運行的可靠性進行定期檢查，即盾構(gòu)姿態(tài)的人工檢測。盾構(gòu)姿態(tài)人工檢測工作一周一次，并每天利用環(huán)片檢測對導(dǎo)向系統(tǒng)運行的可靠性進行檢測。除此之外，還對TCA激光站及定向棱鏡的穩(wěn)定性進行檢查。在始發(fā)前，導(dǎo)向系統(tǒng)的激光站及定向棱鏡安裝在始發(fā)井內(nèi)，不要輕易進行改動。

2.6.3掘進過程中的環(huán)片檢測 在掘進過程中，每天對環(huán)片姿態(tài)進行檢測，及時為后續(xù)盾構(gòu)掘進設(shè)置參數(shù)提供指導(dǎo)，同時利用環(huán)片姿態(tài)對盾構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng)工作的可靠性進行監(jiān)控，當(dāng)最后拼裝的環(huán)片姿態(tài)值與盾構(gòu)姿態(tài)參考點偏差值較大時，檢查導(dǎo)向系統(tǒng)工作的可靠性，并及時進行相關(guān)的人工檢測工作。2.6.4地面監(jiān)測

1)始發(fā)井周圍房屋的監(jiān)測。從《漁具廠車間沉降觀測成果匯總表》看，累計沉降值最大點為16.5 mm，最小為1.0 mm。從整體來看沉降已基本穩(wěn)定。

2)始發(fā)井?dāng)嚢枵境两当O(jiān)測。通過對攪拌站沉降點進行觀測，累計沉降量最大點為12.8 mm，最小點為4.6 mm。

3)始發(fā)井南端的公路。始發(fā)井南端的公路即為全線監(jiān)測布置的第一主斷面，是橫向布設(shè)在左右線中線上的，平均每間隔5 m布設(shè)了一個監(jiān)測點，用0.8 m直徑20 mm的螺紋鋼打入土體0.75 m，并用混凝土加以保護。共11個點(點號依此是GJ-0～GJ-10)，一天監(jiān)測兩次。通過對斷面的監(jiān)測，累積沉降最大的為GJ-4，沉降9.9 mm，最小的為GJ-0，沉降2.1 mm，都小于預(yù)警值20mm?？紤]到路面經(jīng)常有重型車通過對其產(chǎn)生的影響，可以肯定在盾構(gòu)掘進的前200 m，地面公路是穩(wěn)定的。

4)加工廠廠房。加工廠廠房是橫向分布在左右線路上的，成條狀，廠房在線路方向上的長度為6 m，監(jiān)測點布設(shè)在承重結(jié)構(gòu)上，累積沉降最大的C8點為10 mm，最小的點4 mm，都遠遠小于預(yù)警值20 mm。

通過對以上四組不同的監(jiān)測對象的沉降情況來看，在始發(fā)井南端的地層都很穩(wěn)定，同時考慮到隧道埋深，可以推測盾構(gòu)在通過侖頭村時，對地表的擾動很小，相關(guān)盾構(gòu)掘進參數(shù)設(shè)置可以確保盾構(gòu)施工的安全。

3、結(jié)束語

地鐵工程盾構(gòu)法施工事故預(yù)防及處理措施與圍巖條件、盾構(gòu)形式，開挖方法、刀盤刀具、工作面穩(wěn)定機構(gòu)、推進方式、一次襯砌、回填注漿等等有關(guān)，要完全避免施工過程中事故是比較困難的，但是依靠施工方法的選擇及良好的施工技術(shù)措施，對各個施工工序進行細心分析和研究，在施工時采取與實際條件相適應(yīng)的決策和謹慎的技術(shù)管理，則可減少事故隱患，并提高處理措施水平。另外，選擇適當(dāng)?shù)氖鹿暑A(yù)防和措施時，除應(yīng)綜合考慮施工的難易程度、安全性、經(jīng)濟性、工期、環(huán)境條件等之外，還要考慮過去的施工實例，必須根據(jù)每個現(xiàn)場的具體條件，選擇相應(yīng)的實踐方法。施工過程中，應(yīng)及時按布設(shè)的各種監(jiān)測點等反饋資料，調(diào)整施工細節(jié)，合理安排隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工順序及時間，并對應(yīng)調(diào)整隧道結(jié)構(gòu)施工事故預(yù)防和處理措施設(shè)計，這對于保證盾構(gòu)法施工地鐵隧道預(yù)期質(zhì)量要求是很有效的，以此來確保地鐵建設(shè)安全順利進行施工。參考文獻

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第二篇：盾構(gòu)法施工控制要點

一級建造師：盾構(gòu)法施工控制要求

一、盾構(gòu)法施工綜述

盾構(gòu)法施工主要施工步驟為：

1．在盾構(gòu)法隧道的起始端和終結(jié)端各建一個工作井，城市地鐵一般利用車站的端頭作為始發(fā)或到達的工作井；

2．盾構(gòu)在始發(fā)工作井內(nèi)安裝就位；

3．依靠盾構(gòu)千斤頂推力(作用在工作井后壁或新拼裝好的襯砌上)將盾構(gòu)從始發(fā)工作井的墻壁開孔處推出；

4．盾構(gòu)在地層中沿著設(shè)計軸線推進，在推進的同時不斷出土(泥)和安裝襯砌管片；

5．及時向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動和固定襯砌環(huán)位置；

6．盾構(gòu)進入到達工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推進。

盾構(gòu)掘進由始發(fā)工作井始發(fā)|來源%考 試大%到隧道貫通、盾構(gòu)機進入到達工作井，一般經(jīng)過始發(fā)、初始掘進、轉(zhuǎn)換、正常掘進、到達掘進五個階段。

盾構(gòu)掘進控制的目的是確保開挖面穩(wěn)定的同時，構(gòu)筑隧道結(jié)構(gòu)、維持隧道線形、及早填充盾尾空隙。因此，開挖控制、一次襯砌、線形控制和注漿構(gòu)成了盾構(gòu)掘進控制“四要素”。

二、盾構(gòu)掘進各階段的控制要點

(一)盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)要點

盾構(gòu)自基座上開始推進到盾構(gòu)掘進通過洞口土體加固段止，可作為始發(fā)施工，其技術(shù)要點如下。

1．盾構(gòu)基座、反力架與管片上部軸向支撐的制作與安裝要具備足夠的剛度，保證負載后變形量滿足盾構(gòu)掘進方向要求。

2．安裝盾構(gòu)基座和反力架時，要確保盾構(gòu)掘進方向符合隧道設(shè)計軸線。

3．由于臨時管片(負環(huán)管片)的真圓度直接影響盾構(gòu)掘進時管片拼裝精度，因此安裝臨時管片時，必須保證其真圓度，并采取措施防止其受力后旋轉(zhuǎn)、徑向位移與開口部位(臨時管片安裝時通常不形成封閉環(huán)，在其上部預(yù)留運輸通道)變形。

4．拆除洞口圍護結(jié)構(gòu)前要確認洞口土體加固效果，必要時進行補注漿加同，以確保拆除洞口圍護結(jié)構(gòu)時不發(fā)生土體坍塌、地層變形過大、且盾構(gòu)始發(fā)過程中開挖面穩(wěn)定。

5．由于拼裝最后一環(huán)臨時管片(負一環(huán)，封閉環(huán))前，盾構(gòu)上部千斤頂一般不能使用(最后一環(huán)臨時管片拼裝前安裝的臨時管片通常為開口環(huán))，因此從盾構(gòu)進入土層到通過土體加固段前，要慢速掘進，以便減小千斤頂推力，使盾構(gòu)方向容易控制，盾構(gòu)到達洞口土體加固區(qū)間的中間部位時，逐漸提高土壓倉(泥水倉)設(shè)定壓力，出加固段達到預(yù)定的設(shè)定值。

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6．通常盾構(gòu)機盾尾進入洞口后，拼裝整環(huán)臨時管片(負一環(huán))，并在開口部安裝上部軸向支撐，使隨后盾構(gòu)掘進時全部盾構(gòu)千斤頂都可使用。

7．盾構(gòu)機盾尾進入洞口后，將洞口密封與封閉環(huán)管片貼緊，以防止泥水與注漿漿液從洞門泄漏。

8．加強觀測工作井周圍地層變形、盾構(gòu)基座、反力架、臨時管片和管片上部軸向支撐的變形與位移，超過預(yù)定值時，必須采取有效措施后，才可繼續(xù)掘進。

(二)初始掘進

盾構(gòu)始發(fā)后進入初始掘進階段。

1．初始掘進特點

(1)一般后續(xù)設(shè)備臨時設(shè)置于地面。在地鐵工程中，多利用車站作為始發(fā)工作井，后續(xù)設(shè)備可在車站內(nèi)設(shè)置。

(2)大部分來自后續(xù)設(shè)備的油管、電纜、配管等，隨著盾構(gòu)掘進延伸，部分管線必須接長。

(3)由于通常在始發(fā)工作井內(nèi)拼裝臨時管片，故向隧道內(nèi)運送施工材料的通道狹窄。

(4)由于初始掘進處于試掘進狀態(tài)，且施工運輸組織與正常掘進不同，因此施工速度受到制約。

2．初始掘進的主要任務(wù)

初始掘進的主要任務(wù)：收集盾構(gòu)掘進數(shù)據(jù)(推力、刀盤扭矩等)及地層變形量測量數(shù)據(jù)，判斷土壓(泥水壓)、注漿量、注漿壓力等設(shè)定值是否適當(dāng)，并通過測量盾構(gòu)與襯砌的位置，及早把握盾構(gòu)掘進方向控制特性，為正常掘進控制提供依據(jù)。因此，初始掘進階段是盾構(gòu)法隧道施工的重要階段。

3．初始掘進長度的確定

決定初始掘進長度有二個因素：一是襯砌與周圍地層的摩擦阻力，二是后續(xù)臺車長度。

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(三)轉(zhuǎn)換(臺車轉(zhuǎn)換)

(四)正常掘進

轉(zhuǎn)換后進入正常掘進階段。正常掘進是基于初始掘進得到的數(shù)據(jù)，采取適合的掘進控制技術(shù)，高效掘進的階段。

正常掘進有以下特點。

(1)后續(xù)設(shè)備設(shè)置在隧道內(nèi)，僅部分管路和電纜需要延長，作業(yè)效率高。

(2)始發(fā)井內(nèi)的臨時管片、臨時支撐、后背支撐等被拆除，始發(fā)井下空間變得寬闊，施工材料與棄土運輸容易。

(五)到達掘進(貫通掘進)施工技術(shù)要點

當(dāng)盾構(gòu)正常掘進至離接收工作井一定距離(通常50～100m)時，盾構(gòu)進入到達掘進階段。到達掘進是正常掘進的延續(xù)，是保證盾構(gòu)準(zhǔn)確貫通、安全到達的必要階段。其施工技術(shù)要點如下。

(1)盾構(gòu)暫停掘進，準(zhǔn)確測量盾構(gòu)機坐標(biāo)位置與姿態(tài)，確認與隧道設(shè)計中心線的偏差值。

(2)根據(jù)測量結(jié)果制訂到達掘進方案。

(3)繼續(xù)掘進時，及時測量盾構(gòu)機坐標(biāo)位置與姿態(tài)，并依據(jù)到達掘進方案進行及時進行方向修正。

(4)掘進至接收井洞口加固段時，確認洞口土體加固效果，必要時進行補注漿加固。

(5)進入接收井洞口加固段后，逐漸降低土壓(泥水壓)設(shè)定值至0MPa，降低掘進速度，適時停止加泥、加泡沫(土壓式盾構(gòu))、停止送泥與排泥(泥水式盾構(gòu))、停止注漿，并加強工作。

井周圍地層變形觀測，超過預(yù)定值時，必須采取有效措施后，才可繼續(xù)掘進。

(6)拆除洞口圍護結(jié)構(gòu)前要確認洞口土體加固效果，必要時進行注漿加固，以確保拆除洞口圍護結(jié)構(gòu)時不發(fā)生土體坍塌、地層變形過大。

(7)盾構(gòu)接收基座的制作與安裝要具備足夠的剛度，且安裝時要對其軸線和高程進行校核，保證盾構(gòu)機順利、安全接收。

(8)拼裝完最后一環(huán)管片，千斤頂不要立即回收，及時將洞口段數(shù)環(huán)管片縱向臨時拉緊成整體，擰緊所有管片連接螺栓，防止盾構(gòu)機與襯砌管片脫離時襯砌縱向應(yīng)力釋放。

(9)盾構(gòu)機落到接收基座上后，及時封堵洞口處管片外周與盾構(gòu)開挖洞體之間空隙，同時進行填充注漿，控制洞口周圍土體沉降。

地鐵盾構(gòu)法隧道施工重點及相應(yīng)對策

（一）㈠引言

近年來，為適應(yīng)城市發(fā)展需要和滿足城市居民日益增長的出行需求，上海市地鐵建設(shè)不斷加快了建設(shè)步伐。根據(jù)上海地區(qū)軟土地質(zhì)的特點，地鐵區(qū)間隧道建設(shè)一般都采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)機為隧道掘進設(shè)備，以盾構(gòu)機的盾殼作支護，用前端刀盤切削土體，由千斤頂頂推盾構(gòu)機前進，以開挖面上拼裝預(yù)制好的管片作襯砌，從而形成隧道的施工方法。盾構(gòu)機的類型有多種，目前在上海地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中以土壓平衡式盾構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。土壓平衡盾構(gòu)工藝原理是利用安裝在盾構(gòu)最前面的全斷面切削刀盤，將正面土體切削下來的土進入刀盤后面的密封艙內(nèi)，井使艙內(nèi)具有適當(dāng)壓力與開挖面水土壓力平衡，以減少盾構(gòu)推進對地層土體的擾動，從而控制地表沉降或隆起，在出土?xí)r由安裝在密封艙下部的螺旋運輸機向排土口連續(xù)的將土渣排出。由于地鐵盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)難度大、施工風(fēng)險高、質(zhì)量要求高、不可預(yù)測因素多。因此，監(jiān)理人員應(yīng)熟悉和掌握盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)理監(jiān)控重點及相應(yīng)對策，在監(jiān)理工作中才能真正做到有效地對施工質(zhì)量進行監(jiān)控，從而為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的監(jiān)理服務(wù)。本人有幸參加了地鐵二號線西延伸工程的施工監(jiān)理工作，在區(qū)間隧道掘進施工監(jiān)理過程中，通過不斷摸索與總結(jié)，也積累了一些菲薄的工作經(jīng)驗，以下就以土壓平衡式盾構(gòu)為例，對隧道掘進施工中監(jiān)理應(yīng)監(jiān)控的重點及采取的對策，談幾點體會，以為拋磚引玉。

㈡正文

1.盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段

盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段是控制盾構(gòu)掘進施工的首要環(huán)節(jié)。在盾構(gòu)始發(fā)（出洞）前、后各項準(zhǔn)備工作中監(jiān)理需監(jiān)督承包單位做好充分的技術(shù)、人員、材料、設(shè)備準(zhǔn)備，并對盾構(gòu)是否具備出洞條件予以審查，確保盾構(gòu)在安全可靠的前提下能順利出洞。1盾構(gòu)出洞土體加固

為了確保盾構(gòu)出洞施工的安全和更好地保護附近的地下管線和建（構(gòu)）筑物，盾構(gòu)出洞前需對出洞區(qū)域洞口土體進行加固。土體加固的方法較多（如水泥攪拌樁加固、旋噴樁加固等），但無論采用何種加固方法，對土體加固的效果檢驗始終應(yīng)作為監(jiān)理重點控制的內(nèi)容。在確保加固效果滿足設(shè)計要求前提下，才能同意盾構(gòu)出洞，否則應(yīng)督促承包方及時采取補救措施。針對土體加固監(jiān)理人員應(yīng)重點關(guān)注以下三方面:

⑴加固土體與地墻間隙封閉

由于加固土體與地墻之間存在間隙，監(jiān)理在審查土體加固專項方案時應(yīng)審查承包方是否在方案中有相應(yīng)的措施，一般可采用注漿、旋噴等方法封閉該間隙，并監(jiān)督承包方予以落實。

⑵加固土體的強度

加固土體的強度是否滿足設(shè)計要求是衡量加固效果的首要指標(biāo)，可通過對進出洞加固范圍內(nèi)不同深度土體采用鉆芯取樣檢測的方式加以驗證，監(jiān)理人員應(yīng)對承包方鉆芯取樣過程進行見證，確保取樣工作的真實性。

⑶加固土體的均勻性

檢驗加固土體的均勻性目前尚無相應(yīng)的工具、手段，可通過打探孔方式進行觀察。監(jiān)理人員應(yīng)監(jiān)督承包方在洞口割除圍護結(jié)構(gòu)背土面鋼筋及鑿除砼后，合理布置探孔（選擇有代表性部位、數(shù)量一般不少于5個），現(xiàn)場觀察探孔有無滲漏或流砂等異常情況，作為判斷土體加固效果的輔助手段。2盾構(gòu)始發(fā)基座設(shè)置

盾構(gòu)始發(fā)前需將盾構(gòu)機準(zhǔn)確的擱置在符合設(shè)計軸線的始發(fā)基座上，待所有準(zhǔn)備工作就緒后，沿設(shè)計軸線向地層內(nèi)掘進施工。因此，盾構(gòu)出洞前盾構(gòu)始發(fā)基座定位的準(zhǔn)確與否，直接影響到盾構(gòu)機始發(fā)姿態(tài)好壞。監(jiān)理在檢查盾構(gòu)始發(fā)基座時，應(yīng)重點復(fù)核以下內(nèi)容：

⑴洞門位置及尺寸

在基座設(shè)置前，監(jiān)理人員應(yīng)采用測量工具對洞口實際的凈尺寸、直徑、洞門中心的平面位置及高程進行復(fù)核。

⑵盾構(gòu)始發(fā)基座位置

盾構(gòu)始發(fā)基座的設(shè)置依據(jù)不僅包括洞門中心的位置、還包括設(shè)計坡度與平面方向。在始發(fā)基座設(shè)置完畢，為確保盾構(gòu)機能以最佳的姿態(tài)出洞。監(jiān)理人員應(yīng)復(fù)核基座頂部導(dǎo)向軌的位置（平面位置及高程），確保盾構(gòu)擱置位置和方向滿足設(shè)計軸線的要求。3盾構(gòu)機及后配套設(shè)備井下驗收

盾構(gòu)法隧道施工主要依靠盾構(gòu)掘進機及配套設(shè)備完成掘進任務(wù)，由于受工作井內(nèi)空間限制，需將盾構(gòu)機及后配套臺車分節(jié)吊裝運至井下，并在井下安裝、調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。土壓平衡式盾構(gòu)機及后配套設(shè)備構(gòu)成主要由盾構(gòu)殼體（包括刀盤及切口環(huán)、支撐環(huán)、盾尾）、推進系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、油脂潤滑系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。監(jiān)理在井下驗收工作中的重點是對盾構(gòu)機及后配套設(shè)備主要部件和系統(tǒng)檢查和核對，并對試運轉(zhuǎn)情況進行見證，在驗收合格前提下可批準(zhǔn)盾構(gòu)機及配套設(shè)備投入使用。以下為本工程日本小松φ6340土壓平衡式盾構(gòu)機為例，對盾構(gòu)機井下調(diào)試、驗收項目作一介紹。

驗收項目驗收內(nèi)容驗收要求

外觀驗收

1刀具數(shù)量齊全、刃口完好、安裝正確

2焊縫焊縫均勻飽滿，無缺陷

3外形尺寸盾構(gòu)外殼長度和直徑符合要求

4尾刷排列整齊有序

5電氣設(shè)備內(nèi)外清潔，電纜無破損和油污

調(diào)試驗收

1刀盤轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)滿足要求

2超挖刀數(shù)量和行程滿足要求

3推進千斤頂數(shù)量、行程、油壓、伸縮時間滿足要求

4螺旋輸送機轉(zhuǎn)速、油壓、閘門開關(guān)滿足要求

5拼裝機回轉(zhuǎn)角度和速度滿足要求

6注漿系統(tǒng)滿足正常使用（用水替代）

7盾尾油脂滿足正常使用

8雙梁葫蘆走行和起升構(gòu)件正常，滿足正常使用

9皮帶機啟動和停止正常，滿足正常使用

10泡沫系統(tǒng)噴出正常

11電氣系統(tǒng)儀器儀表顯示、漏電開關(guān)保護、警報系統(tǒng)等能正常使用 4 后盾支撐系統(tǒng)安裝

盾構(gòu)前進的動力是通過千斤頂來提供，而盾構(gòu)始發(fā)時千斤頂頂力是作用在后盾支撐系統(tǒng)之上。一般后盾支撐體系是由鋼反力架、鋼支撐、臨時襯砌（負環(huán)管片）等組成，監(jiān)理在監(jiān)督過程中應(yīng)重點關(guān)注后盾支撐系統(tǒng)是否滿足其技術(shù)要求，即后盾支撐系統(tǒng)必須有足夠的剛度和強度，確保在頂力作用下不發(fā)生變形5洞門圍護結(jié)構(gòu)鑿除（出洞側(cè)）

地鐵盾構(gòu)法隧道施工一般以車站主體結(jié)構(gòu)兩端端頭井作為盾構(gòu)始發(fā)井和接收井。盾構(gòu)在始發(fā)前需對始發(fā)井出洞側(cè)洞口圍護結(jié)構(gòu)進行分次鑿除(一般分為兩次，第一次先割除背水面鋼筋及鑿除圍護結(jié)構(gòu)砼至迎水面鋼筋，第二次出洞前再清除剩余部分)，一方面清除盾構(gòu)出洞前障礙，另一方面第一次鑿除圍護結(jié)構(gòu)后通過打探孔可進一步直觀的觀察盾構(gòu)出洞土體加固的效果。監(jiān)理在洞門圍護結(jié)構(gòu)鑿除后應(yīng)對其后土體自立性、滲漏等情況進行觀察，判斷出洞區(qū)域土體的實際加固效果是否滿足盾構(gòu)安全出洞的要求。6盾構(gòu)出洞裝置安裝

由于隧道洞口與盾構(gòu)之間存在建筑間隙，易造成泥水流失，從而引起地面沉降及周圍建筑物、管線位移，因此需安裝出洞裝置。一般包括簾布橡膠板、圓環(huán)板、扇形板及相應(yīng)的連接螺栓和墊圈等。監(jiān)理應(yīng)重點對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進行復(fù)核，對出洞裝置安裝的牢固情況進行檢查，確保簾布橡膠板能緊貼洞門，防止盾構(gòu)出洞后同步注漿漿液泄漏。7盾構(gòu)始發(fā)出洞

盾構(gòu)出洞準(zhǔn)備工作就續(xù)后，為減少正面土體暴露時間，盾構(gòu)從始發(fā)基座導(dǎo)軌上應(yīng)及時向前推進，使盾構(gòu)切口切入土層直至盾構(gòu)殼體進入洞口的過程稱為“盾構(gòu)始發(fā)出洞”。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進行旁站監(jiān)督，并重點做好以下工作：

⑴觀察割除圍護結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋后盾構(gòu)機應(yīng)迅速靠上洞口正面土體。

⑵觀察盾構(gòu)出洞期間洞口有無滲漏的狀況，發(fā)現(xiàn)洞口滲漏督促承包單位及時封堵。

⑶檢查前倉土壓力設(shè)置是否合適，觀察土倉有無砼塊，發(fā)現(xiàn)后督促承包單位及時清除。

⑷第一環(huán)正環(huán)拼裝前檢查最后一環(huán)負環(huán)管片的拼裝位置。

⑸檢查千斤頂使用狀況，防止盾構(gòu)出洞后出現(xiàn)姿態(tài)“上飄”現(xiàn)象。

地鐵盾構(gòu)法隧道施工重點及相應(yīng)對策

（二）2.盾構(gòu)試掘進和正式掘進階段

根據(jù)盾構(gòu)法施工工藝的特點，盾構(gòu)安全出洞后需通過前100環(huán)試推進尋求最佳施工參數(shù)，為全線的正常推進提供符合實際土層特點的技術(shù)參數(shù)。不論在試掘進還是正式掘進階段，監(jiān)理可以通過觀察盾構(gòu)機控制室內(nèi)儀器儀表顯示的數(shù)據(jù)、審查承包單位上報的盾構(gòu)掘進施工報表、通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析隧道及地面沉降情況等手段進行動態(tài)監(jiān)控，及時掌握和分析施工技術(shù)參數(shù)變化，檢查盾構(gòu)掘進中的姿態(tài)、管片拼裝的質(zhì)量、注漿作業(yè)的效果等，督促承包單位采取相應(yīng)的措施確保盾構(gòu)掘進施工質(zhì)量和周邊環(huán)境的安全。

2.1盾構(gòu)機施工參數(shù)管理

由于土壓平衡式盾構(gòu)采用電子計算機控制系統(tǒng)，能自動控制刀盤轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)推進速度及前進方向，并及時反映掘進中的施工參數(shù)。這些施工參數(shù)的確定是根據(jù)地質(zhì)條件情況、環(huán)境監(jiān)測情況，進行反復(fù)量測、調(diào)整和優(yōu)化的過程，若發(fā)現(xiàn)異常需及時調(diào)整。因此，對盾構(gòu)施工參數(shù)的管理應(yīng)貫穿于盾構(gòu)掘進過程的始終。監(jiān)理在監(jiān)督過程中可通過審查承包方施工報表，觀察盾構(gòu)機控制室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備等手段，及時收集和分析有關(guān)施工參數(shù)的信息，通過信息反饋，動態(tài)掌握施工參數(shù)的變化。盾構(gòu)機監(jiān)控系統(tǒng)能反映的施工參數(shù)很多（如土壓力、刀盤油壓和轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)掘進速度等），對于這些施工參數(shù)的管理監(jiān)理在工作中應(yīng)重點關(guān)注以下幾項：

2.1.1土壓力

土壓平衡式盾構(gòu)機掘進的原理是建立開挖面前后水土壓力平衡。在盾構(gòu)掘進不同階段，盾構(gòu)機工況是從非土壓平衡通過在初始出洞階段逐步過渡到土壓平衡，再到進洞階段由土壓平衡逐步過度到非土壓平衡，即土壓力設(shè)定是變化的（在理論數(shù)值上它與土體容重、覆土深度、側(cè)向土壓力系數(shù)有關(guān)），施工中需要不斷通過不同的土質(zhì)、覆土厚度、結(jié)合環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行調(diào)整。因此，平衡土壓值的設(shè)定是土壓平衡式盾構(gòu)施工關(guān)鍵，監(jiān)理應(yīng)予以重點關(guān)注，并通過計算理論土壓力與實際設(shè)定土壓力進行比較，判斷實際設(shè)定土壓力是否滿足施工的需要，督促承包方合理的設(shè)定土壓力。

2.1.2出土量

土壓平衡式盾構(gòu)是以切口環(huán)作為密閉土倉，盾構(gòu)推進中切削后土體進入密閉土倉，隨著進土量增加建立一定的土壓力，再通過螺旋輸送機完成排土，而土倉壓力值是通過出土量來控制的。因此，出土量的多少、快慢與設(shè)定的土壓力值密切相關(guān)，監(jiān)理人員可通過計算每環(huán)理論出土量與實際每環(huán)出土量相比較，判斷出土量是否正常。

2.1.3掘進速度

盾構(gòu)掘進的速度主要受盾構(gòu)設(shè)備進、出土速度的限制，若進出土速度不協(xié)調(diào)，極易出現(xiàn)正面土體失穩(wěn)和地表沉降等不良現(xiàn)象。因此，監(jiān)理應(yīng)重點督促承包方均衡連續(xù)組織掘進作業(yè)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時（如遇到阻礙、遇到不良地質(zhì)、盾構(gòu)姿態(tài)偏離較大等），應(yīng)及時停止掘進，封閉正面土體，查明原因后采取相應(yīng)的措施處理。

2.1.4千斤頂推力

盾構(gòu)是依靠安裝在支撐環(huán)周圍的千斤頂推力向前推進的，推力的大小與盾構(gòu)掘進所遇到的阻力有關(guān)，正確的使用千斤頂是盾構(gòu)是否能沿設(shè)計軸線（標(biāo)高）方向準(zhǔn)確前進的關(guān)鍵。因此，在每環(huán)推進前，監(jiān)理應(yīng)根據(jù)前面幾環(huán)承包方申報的盾構(gòu)推進的現(xiàn)狀報表，分析盾構(gòu)趨勢，督促承包方正確的選擇千斤頂?shù)木幗M，合理地進行糾偏。

2.2盾構(gòu)掘進姿態(tài)控制

所謂盾構(gòu)姿態(tài)具體是指盾構(gòu)掘進中現(xiàn)狀空間位置（包括高程和平面位置）。盾構(gòu)姿態(tài)控制就是將盾構(gòu)軸線控制在與設(shè)計允許偏差范圍內(nèi)。盾構(gòu)姿態(tài)控制的好壞，不僅關(guān)系到盾構(gòu)軸線是否能在已定的空間內(nèi)在設(shè)計軸線允許偏差內(nèi)推進，而且還影響到后續(xù)工序管片拼裝的質(zhì)量（只有盾構(gòu)掘進姿態(tài)控制在允許誤差

質(zhì)量提出了具體的要求（本工程以20環(huán)為一個檢驗批進行驗收）。監(jiān)理在進行檢查中應(yīng)重點檢查以下內(nèi)容：

⑴高程和平面偏差。

⑵縱、環(huán)向相鄰管片高差和縱、環(huán)向縫隙寬度。

⑶縱、環(huán)向相鄰管片螺栓連接。

2.3注漿作業(yè)監(jiān)控

盾構(gòu)法工藝施工隧道，由于盾構(gòu)殼體與拼裝管片之間存在“建筑空隙”，如不及時填充，勢必產(chǎn)生土層擾動變形，造成地面變形（嚴重的危及到地面建筑和地下管線的安全使用）或隧道結(jié)構(gòu)變形。注漿作業(yè)是盾構(gòu)法隧道施工控制地面和隧道結(jié)構(gòu)變形主要技術(shù)措施之一，通過壓漿填充“建筑空隙”控制變形量。施工中的注漿工藝分為同步注漿、襯砌后補注漿，無論采用哪種工藝，監(jiān)理在監(jiān)督過程中應(yīng)通過分析監(jiān)測資料（以控制地面和隧道結(jié)構(gòu)變形為原則）、審查拌制和注漿施工記錄、對每作業(yè)班拌制注漿液試塊制作見證送檢等手段來綜合分析注漿作業(yè)的效果，判斷注漿作業(yè)是否達到控制變形的成效，并重點監(jiān)督漿液配合比、注漿量、注漿壓力等主要技術(shù)指標(biāo)。

3.盾構(gòu)接收（進洞）階段

盾構(gòu)接收（進洞）階段掘進是盾構(gòu)法隧道施工最后一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盾構(gòu)能否順利進洞關(guān)系到整個隧道掘進施工的成敗。在盾構(gòu)進洞前后監(jiān)理需監(jiān)督承包單位做好充分的盾構(gòu)接收的準(zhǔn)備工作，確保盾構(gòu)以良好的姿態(tài)進洞，就位在盾構(gòu)接收基座上。

3.1盾構(gòu)進洞土體加固

盾構(gòu)進洞區(qū)域土體加固一般與出洞區(qū)域土體加固是同時進行，對盾構(gòu)進洞土體加固效果的檢驗可參照對盾構(gòu)出洞土體加固。

3.2盾構(gòu)接收基座設(shè)置

盾構(gòu)接收基座用于接收進洞后的盾構(gòu)機，由于盾構(gòu)進洞姿態(tài)是未知的。在盾構(gòu)接收（進洞）前監(jiān)理仍需復(fù)核接收井洞門中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面為原則），確保盾構(gòu)機進洞后能平穩(wěn)、安全推上基座。

3.3進洞前盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控

在盾構(gòu)進洞前100環(huán)監(jiān)理對已貫通隧道內(nèi)布置的平面導(dǎo)線控制點及高程水準(zhǔn)基點做貫通前復(fù)核測量，是準(zhǔn)確評估盾構(gòu)進洞前的姿態(tài)和擬定進洞段掘進軸線的重要依據(jù)。監(jiān)理復(fù)核數(shù)據(jù)應(yīng)通過與承包方復(fù)核數(shù)據(jù)的比較，分析誤差是否在允許偏差之內(nèi)，從而正確的指導(dǎo)進洞段盾構(gòu)推進的方向。

3.4洞門圍護結(jié)構(gòu)鑿除（進洞側(cè)）

盾構(gòu)進洞前需對接收井內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)背水面鋼筋進行割除及砼鑿除，通過打探孔實際驗證盾構(gòu)進洞區(qū)域土體加固的效果。監(jiān)理在洞門圍護結(jié)構(gòu)鑿除后同樣需對其后土體自立性、滲漏等情況進行觀察，判斷進洞區(qū)域土體的實際加固效果是否滿足盾構(gòu)安全進洞的要求，否則應(yīng)督促承包方采取補救措施。

3.5盾構(gòu)接收進洞

盾構(gòu)接收（進洞）準(zhǔn)備工作就續(xù)后，盾構(gòu)機向前推進，在前端刀盤露出土體直至盾構(gòu)殼體順利推上接收基座的過程稱為“盾構(gòu)接收進洞”。該關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)理應(yīng)進行旁站監(jiān)督，并重點做好以下工作：

⑴觀察進洞洞口有無滲漏的狀況，發(fā)現(xiàn)洞口滲漏督促承包單位及時封堵。

⑵督促承包方及時安裝洞口拉緊裝置，并檢查其牢固性。

㈢結(jié)束語

盾構(gòu)法隧道工程是一項綜合性施工技術(shù)（如包括盾構(gòu)機械技術(shù)、隧道測量技術(shù)、地下防水技術(shù)、盾構(gòu)施工安全技術(shù)等），通過多年來前人的不斷摸索和實踐已經(jīng)形成了一套比較成

熟的施工技術(shù)，尤其是近年來在上海地鐵建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，盾構(gòu)法施工技術(shù)也在原有的基礎(chǔ)上不斷的發(fā)展（單元、小直徑逐步向多元、大直徑），而且國產(chǎn)盾構(gòu)的制造及施工技術(shù)也取得了可喜的成績。這些都對監(jiān)理人員的素質(zhì)提出了更高的要求，更需監(jiān)理人員通過不斷學(xué)習(xí)和實踐，熟悉這些相關(guān)的施工技術(shù)，掌握盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量監(jiān)控重點及相應(yīng)的對策，才能為今后盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量、施工安全提供有力的監(jiān)督管理。

第三篇：盾構(gòu)法施工地鐵隧道的防水堵漏技術(shù)

盾構(gòu)法施工地鐵隧道的防水堵漏技術(shù)

鐵工

1401班 第2組

組長：常博

組員: 趙 昶 郭相凱 王同祥

劉 鵬 袁自程

目 錄

一、國內(nèi)外隧道建設(shè)及防水情況……………………………………2

二、盾構(gòu)法隧道的防水設(shè)計…………………………………………2

1、管片結(jié)構(gòu)的自防水…………………………………………………3

2、管片外防水涂層……………………………………………………3

3、管片接縫防水………………………………………………………4

4、注漿防水……………………………………………………………7

5、盾尾防水密封………………………………………………………7

三、盾構(gòu)法隧道的堵漏………………………………………………7

1、盾構(gòu)法隧道滲漏水的原因…………………………………………8

2、盾構(gòu)法隧道滲漏水的措施…………………………………………8

四、總結(jié)………………………………………………………………9

共 9頁 第 1 頁摘 要 介紹國內(nèi)外盾構(gòu)法隧道防水堵漏的技術(shù)方法，分析隧道滲漏水的機理，總結(jié)盾構(gòu)法隧道防水堵漏技術(shù)措施，以及一些常見問題及其應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞 城市地鐵 防水技術(shù) 隧道防水 隧道堵漏

一、國內(nèi)外隧道建設(shè)及防水情況

國內(nèi)外已建成大量地鐵、隧道，逐步形成了較成熟的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算理論與工程實踐體系，但是在隧道及地下工程的防水方面認識則相對落后。地鐵不可避免地要經(jīng)過含水量較高的地層(如上海地鐵所處地層大多為飽和含水軟粘土層)，所以必將受到地下水的有害作用。如果沒有可靠的防水、堵漏措施，地下水就會侵入隧道，影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與附屬管線，乃至危害到地鐵的運營安全和降低隧道使用壽命。

盾構(gòu)隧道滲漏水的位置是管片的接縫、管片自身小裂縫、注漿孔和手孔等。其中以管片接縫處為防水重點。通常接縫防水的對策是使用密封材料，以西德為代表的歐洲方面，采用非膨脹合成橡膠，靠彈性壓密，以接觸面壓應(yīng)力來止水，以耐久性與止水性見長。以日本為代表的方面，則采用水膨脹橡膠，靠其遇水膨脹后的膨脹壓止水。它的特點是可使密封材料變薄、施工方便，但耐久性尚待驗證。國內(nèi)主要采用水膨脹橡膠，并已開始研究開發(fā)水膨脹類材料與密封墊兩者的復(fù)合型。

二、盾構(gòu)法隧道的防水設(shè)計

一般而言，盾構(gòu)法隧道防水的原則是“以防為主、多道防線、綜合治理”。盾構(gòu)法隧道防水主要要求是在一定的水壓作用下，除了管片必須具有防水抗?jié)B能力外，更應(yīng)滿足管片環(huán)縱縫在預(yù)定張開量下的

共 9頁 第 2 頁防水能力。其防水施工的內(nèi)容主要包括：管片自防水、管片外防水涂層、管片接縫防水(彈性密封墊防水、嵌縫防水、螺栓孔防水、二次襯砌防水）、注漿防水、滲漏處理(盾尾充填注漿等)。

1、管片結(jié)構(gòu)的自防水

管片結(jié)構(gòu)自防水是防水的根本，只有襯砌管片混凝土滿足自防水的要求，隧道的防水才有了基本保證。

因此，管片結(jié)構(gòu)的自防水是盾構(gòu)法隧道防水的首要措施，在設(shè)計和施工中，主要通過滿足管片混凝土的抗?jié)B要求和管片預(yù)制精度要求來實現(xiàn)。盾構(gòu)法隧道襯砌管片多用外加劑防水混凝土，抗?jié)B可達 S12以上，滲透系數(shù) K<（10～11）cm/s。管片的自防水應(yīng)在管片制作中解決，其主要要求與措施應(yīng)是：

(1)保證強度；

(2)生產(chǎn)時不允許產(chǎn)生裂縫；

(3)限制水泥用量，控制水灰比、坍落度，控制砂石含泥量，添加高效減水劑和活性填桃磨細粉煤灰、高爐礦碴粉或硅粉)等外摻劑；

(4)管片采用蒸氣養(yǎng)護或浸水養(yǎng)護等；

2、管片外防水涂層

管片外防水涂層需根據(jù)管片材質(zhì)而定，凡有較深裂紋的管片一般都要增加外防水涂層。對鋼筋混凝土管片而言，一般要求：

①涂層應(yīng)能在盾尾密封鋼絲刷與鋼板的擠壓磨損條件下保持完好，不損傷、抗?jié)B水；

②當(dāng)管片弧面的裂縫寬度達0.3mm 時，仍能抗0.8MPa 的水壓，共 9頁 第 3 頁長期不滲漏；

③涂層應(yīng)具有防迷流的功能，其體積電阻率、表面電阻率要高：

④涂層應(yīng)具有良好的抗化學(xué)腐蝕、抗微生物侵蝕能力和足夠的耐久性，且無毒或低毒；

⑤涂層要有良好的施工季節(jié)適應(yīng)性，施工簡便，成本低廉。

管片外防水涂層，除應(yīng)涂抹于管片背面外，還應(yīng)涂抹在環(huán)、縱面橡膠密封條外側(cè)的混凝土上。但應(yīng)指出，若管片制作質(zhì)量高，采用抗侵蝕水泥，不做外防水層也是可以的。

3、管片接縫防水

管片接縫防水是盾構(gòu)法隧道防水的核心，而管片接縫防水的關(guān)鍵是接縫面防水密封材料的采用及其設(shè)置。管片接縫防水措施主要包括：密封墊防水、嵌縫防水、螺栓孔防水、二次襯砌防水等。(1)彈性密封墊防水

在使用高精度管片的基礎(chǔ)上，采用彈性密封原理、線性密封方式、密封材料預(yù)制成型施工法，制成具有特殊斷面形式的彈性密封墊。它通常加工成框形、環(huán)形，套裹在環(huán)片預(yù)留的凹槽內(nèi)，形成線防水。彈性密封墊防水的各種要求： ① 功能要求

短期防水要求密封材料因壓縮產(chǎn)生的接觸面應(yīng)力大于設(shè)計水壓力；長期防水要求接觸面應(yīng)力不小于設(shè)計水壓力；密封墊在設(shè)計水壓力下允許張開值應(yīng)滿足下式：

?≤BD/(ρmin-0.5D)十?0 十?S------（1—1）

共 9頁 第 4 頁式中： δ--環(huán)縫中彈性防水密封墊在設(shè)計水壓力下允許的縫張開值(mm)；

ρmin--隧道縱向撓曲的最小曲率半徑(mm)； D--襯砌外徑(mm)； B--管片寬度(mm)；

??0--生產(chǎn)、施工中可能產(chǎn)生的環(huán)縫間隙(mm)；

S--鄰近建筑物引起的接縫張開值(mm)。

② 耐久性要求

包括防水功能耐久性、耐水性、耐動力疲勞性、耐干濕疲勞性、耐化學(xué)腐蝕性等。③ 密封材料種類

可分為單一材料的、合成材料的及水膨脹的?，F(xiàn)多采用水膨脹橡膠。它大大改善了盾構(gòu)法隧道的防水性，是今后的發(fā)展方向。在設(shè)計時必須根據(jù)實際情況確定合適的膨脹倍率、膨脹時間及環(huán)境可能造成的影響。(2)嵌縫防水

嵌縫防水是以接縫彈性密封墊防水作為主要防水措施的補充措施。即在管片環(huán)縫、縱縫的內(nèi)側(cè)設(shè)置嵌縫槽，用止水材料在槽內(nèi)嵌填密實來達到防水目的。

嵌縫填料要求具有良好的不透水性、粘結(jié)性、耐久性、延伸性、抗老化性，特別要能與潮濕的混凝土良好結(jié)合，并具有不流墜的抗下垂性，以便在潮濕環(huán)境下進行施工。目前多采用環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠、共 9頁 第 5 頁聚氨脂、環(huán)氧焦油等作為嵌縫材料。

嵌縫作業(yè)在環(huán)片拼裝完成后過一段時間才能進行，亦即在盾構(gòu)推進力對它無影響，襯砌變形相對穩(wěn)定時進行。(3)螺栓孔防水

螺栓孔防水也是管片接縫防水的一種補充方式。管片拼裝完成后，若管片接縫外側(cè)的防水彈性密封墊止水效果好，一般不會從接縫內(nèi)側(cè)的螺栓孔發(fā)生滲漏。但在密封墊失效和環(huán)片拼裝精度差的部位，螺栓孔處會發(fā)生滲漏，因此，必須對螺栓孔進行專門的防水處理。

目前，我國普遍采用橡膠、聚乙稀及合成樹脂等做成環(huán)形密封墊圈，靠擰緊螺栓時的擠壓作用充填到螺栓孔間，以達到止水的目的。在日本，采用塑料螺栓孔套管進行防水，（4）二次襯砌防水

在管片的上述接縫防水措施不能完全滿足止水要求時，可在其內(nèi)側(cè)再澆筑一層素混凝土或鋼筋混凝土二次襯砌，構(gòu)成雙層襯砌。

二次襯砌做法各異，主要有直接在管片內(nèi)側(cè)澆筑混凝土內(nèi)襯砌；在管片內(nèi)表面先噴一層15～20mm厚的找平層后，粘貼油氈或合成橡膠類防水卷材，再在防水卷材內(nèi)側(cè)澆筑混凝土內(nèi)襯?；炷羶?nèi)襯的厚度根據(jù)防水及施工的需要確定，一般為150～300mm。

目前，大多數(shù)國家都致力于研究解決單層襯砌防水技術(shù)，逐步以單層襯砌防水取代二次襯砌防水，從而提高盾構(gòu)法隧道建造的經(jīng)濟效益。

4、注漿防水

共 9頁 第 6 頁當(dāng)管片脫 離盾尾后, 在土體與管片之間會形成一道寬度為115mm~ 14 0mm左右的環(huán)形空隙。

同步注漿的目的是為了盡快填充環(huán)形間隙使管片盡早支撐地層, 防止地 面變形過大, 同時也對后期運營時的滲漏水有很大的作用。在盾構(gòu)法隧道施工中注漿是一道基本程序, 對注漿 的控制主要表現(xiàn) 在對注漿量、注漿壓力和注漿材料的控制。對注漿工藝也在進行不斷的改革和創(chuàng)新。

5、盾尾防水密封

盾構(gòu)推進中, 拼裝管片是在盾殼的保護下進行的。為此,在盾尾和管片外壁之間間隙中裝有阻擋泥沙密封的盾尾密封裝置。盾尾密封裝置一般為刷式密封,通常設(shè)置2或3道密封.密封腔之間應(yīng)該填滿潤滑油脂等。提高密封的耐磨性。盾尾密封油脂有密封、防蝕和減少鋼絲刷(嚴格說是鋼絲刷與小彈簧鋼片 的組合)磨損的效果, 并共同阻擋土層泥砂與盾尾注漿材料 回流。

盾尾封油脂應(yīng)具有耐水壓性、耐水沖性、可泵性、與金屬附著力和保油性等。此外, 油脂應(yīng)不侵蝕橡膠密封墊,不易附著在管片混凝 土表面, 以及設(shè)有難燃型的品種.此外還必須要求盾尾密封油脂的生物降解性,以減少對環(huán)境的污染。

三、盾構(gòu)法隧道的堵漏

滲漏水調(diào)查是堵漏過程中的首要環(huán)節(jié)。調(diào)查的內(nèi)容一般側(cè)重于漏水或漏泥的位置和型式、混凝土管片的損壞情況等。主要是查清滲漏水的原因和水的滲入途徑，并由此制定滲漏水治理方案。

共 9頁 第 7 頁盾構(gòu)法圓環(huán)隧道的滲漏水治理效果很大程度上取決于堵漏作業(yè)人員的經(jīng)驗。而缺少嚴格、正確的滲漏水調(diào)查也是堵漏失敗的一大原因，這一點必須得到足夠的重視。

1、盾構(gòu)法隧道滲漏水的原因

(1)管片壁后注漿的質(zhì)量差、充填不密實，不能使圍巖和襯砌整體協(xié)調(diào)受力，造成受力不均，局部變形過大，首道防水層失去作用而引起滲漏水。

(2)管片在制作時養(yǎng)護不合理、水灰比過大，出現(xiàn)氣孔和微裂紋。

(3)管片在運輸、拼裝中受擠壓、碰撞、缺邊掉角。

(4)遇水膨脹橡膠密封墊粘貼不牢，或過早浸水使膨脹止水效果降低。

(5)管片拼裝質(zhì)量差、螺栓未擰緊，造成接縫張開過大，手孔、注漿孔等薄弱部位封孔質(zhì)量差，螺栓孔未加防水密封墊圈等。

2、盾構(gòu)法隧道滲漏水的措施

(1)對于集中成片滲漏區(qū)，宜利用環(huán)片注漿孔注漿壁后回填。即鉆穿注漿孔，再注入超細早強水泥漿、有溶性聚氨酯漿液等堵漏。

(2)對于管片環(huán)縫、縱縫的局部線漏、滴漏，宜采用鉆新孔環(huán)片壁后注漿堵漏。具體方法是：在滲漏嚴重處先打一小孔，直徑一般為2-3cm，插入塑料細管引排滲漏水，同時插入注漿管，向管片壁后壓注水玻璃水泥漿、聚氨酯漿等材料封堵滲漏水通道。當(dāng)確認不滲漏水時剪斷注漿管，最后用快凝水泥封閉孔及周邊縫。

(3)對于管片裂縫引起的滲漏水，可根據(jù)裂縫寬度，按如下兩種

共 9頁 第 8 頁情況處理：

① 寬度大于0.2mm 的裂縫應(yīng)先注漿堵漏，再用氯丁膠乳、丙烯酸乳液等進行表面涂抹封閉裂縫，這些材料具有很大的彈性、粘結(jié)性和自身強度，能適應(yīng)裂縫以后的發(fā)展變形。

② 寬度小于等于0.2mm 的微裂縫，據(jù)實踐調(diào)查表明，在具有一定厚度(300mm 以上)和承受的水壓不大時，不會出現(xiàn)影響隧道使用的明顯滲漏；當(dāng)水壓不太大時，會出現(xiàn)潮濕裂縫或輕微滲漏水，這時混凝土的裂縫具有自愈能力，同時滲漏水對鋼筋銹蝕影響也不明顯。

因此，處于地下水中的混凝土裂縫的允許寬度，其上限一般定為0.2mm。對于這類型裂縫，只需采用 AS 混凝土墻面涂料、SWF 水泥密封材料等作表面涂刷封閉處理，即能達到堵漏的要求。

四、總結(jié)

盾構(gòu)法施工隧道的防水，必須采取“以防為主，多道防線，綜合治理，標(biāo)本兼治”的原則。不但要從防水設(shè)計、施工著手，還要從襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計、管片拼裝質(zhì)量、控制隧道的后期不均勻沉降等方面進行綜合處理。經(jīng)過合理正確的設(shè)計，精心科學(xué)的施工，可靠的質(zhì)量保證體系，相信可以取得預(yù)計的效果。

共 9頁 第 9 頁

第四篇：地鐵聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工技術(shù)

聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工技術(shù)

摘要:結(jié)合上海地區(qū)地鐵所處地層的特點,對聯(lián)絡(luò)通道的凍結(jié)施工作了詳細的分析。對水平凍結(jié)工藝、凍結(jié)施工、凍土開挖、凍脹融沉等幾方面提出了有參考價值的施工參數(shù)及控制措施。最后對施工的一些安全問題提出建議。關(guān)鍵詞:軌道交通;聯(lián)絡(luò)通道;凍結(jié)法;施工

上海市地鐵區(qū)間隧道所處地層常常遇到松軟含水地層,穩(wěn)定性差,因此,在聯(lián)絡(luò)通道土體開挖前,必須對周圍土體進行加固。用凍結(jié)法加固土體具有強度高、封水性好、安全可靠等優(yōu)點,特別適用此類工程。由于傳統(tǒng)的垂直鉆進凍結(jié)孔在城市中施工缺乏打鉆空間,故以采用水平凍結(jié)[1,2]為宜。

1、聯(lián)絡(luò)通道施工

聯(lián)絡(luò)通道及泵站常設(shè)在地鐵區(qū)間隧道的最低點。其由與上、下行線正交的水平通道和通道中部的集水井組成。通道為直墻圓弧拱結(jié)構(gòu),集水井為矩形結(jié)構(gòu)。

在凍結(jié)法施工過程中[3],通常用“隧道內(nèi)鉆孔,凍結(jié)臨時加固土體,礦山法暗挖構(gòu)筑”的施工方案,即:在隧道內(nèi)利用水平孔和傾斜孔凍結(jié)加固地層,使聯(lián)絡(luò)通道及泵站外圍土體凍結(jié),形成強度高、封閉性好的凍土帷幕,然后根據(jù)“新奧法”的基本原理,在凍土中采用礦山法進行聯(lián)絡(luò)通道及泵站的開挖構(gòu)筑施工。地層凍結(jié)和開挖構(gòu)筑施工均在區(qū)間隧道內(nèi)進行。

2、水平凍結(jié)工藝 2.1凍結(jié)帷幕設(shè)計

凍土帷幕厚度設(shè)計,通常根據(jù)類似工程施工經(jīng)驗和設(shè)計試算,然后采用有限元對凍土帷幕受力與變形進行驗算,直到滿足要求。2.2凍結(jié)孔的設(shè)置

根據(jù)凍結(jié)帷幕設(shè)計及聯(lián)絡(luò)通道的結(jié)構(gòu),凍結(jié)孔按上仰、近水平、下俯3種角度布置在聯(lián)絡(luò)通道和泵站的四周,在通道下部布置2排凍結(jié)孔,加強通道凍結(jié)效果,把泵站和通道分為2個獨立的凍結(jié)區(qū)域。通常凍結(jié)孔的布置根據(jù)管片配筋情況和鋼管片加強筋位置,在避開主筋的前提下可適當(dāng)調(diào)整。2.3制冷設(shè)計 1)確定凍結(jié)參數(shù)。

(1)設(shè)計鹽水溫度為-25～-30℃。

(2)凍結(jié)孔單組流量≥3 m3/h。

(3)凍結(jié)孔應(yīng)避開管片接縫、螺栓、主筋和鋼管片肋板,開孔位置誤差≤100 mm。

(4)通常設(shè)置4個對穿孔,用于冷凍排管和凍結(jié)孔供冷。

(5)凍結(jié)孔有效深度(管片表面以下凍結(jié)管循環(huán)鹽水段長度)不小于凍結(jié)孔設(shè)計深度,凍結(jié)管管頭碰到凍結(jié)站對側(cè)隧道管片的凍結(jié)孔,不能循環(huán)鹽水的管頭長度≤150 mm。

(6)凍結(jié)孔最大允許偏差150 mm,凍結(jié)帷幕交圈時間為18~22 d,達到設(shè)計厚度時間為40 d。

(7)積極凍結(jié)達到開挖時間一般取為40 d,維護凍結(jié)時間為30 d。

(8)分別在通道內(nèi)外和兩側(cè)隧道內(nèi)布置18個測溫孔(深2～6 m),其中對側(cè)隧道布置8個;在凍結(jié)帷幕中間布置4個泄壓孔(上、下行線各2個,利用管片上預(yù)留注漿孔)。

2)用式⑴計算出的凍結(jié)需冷量為14 878 kJ/h。

Q=1.2·π·d·H·K(1)式中:d為凍結(jié)管直徑,0.089 m;H為凍結(jié)總長度;K為凍結(jié)管散熱系數(shù),71.7 kJ/(h·m2)。

3)選用JYSLGF300Ⅱ型螺桿機組2臺套(1臺備用),設(shè)計單臺機組工況制冷量為21 000 kJ/h,電動機功率為110 kW。

3、凍結(jié)施工 3.1 凍結(jié)孔施工

1)為了保證聯(lián)絡(luò)通道及泵站開挖時的安全,通常采用在2條隧道分別鉆孔的方案。凍土帷幕拱頂布置3排凍結(jié)孔(喇叭口上方有2排凍結(jié)孔),集水井底部用“V”字形布孔方式,即在另一條隧道底部打2排孔,將聯(lián)絡(luò)通道和泵站封閉。

2)布置凍結(jié)孔位的管片在開孔前,監(jiān)理需對每個孔位進行確認(混凝土管片內(nèi)外層主筋不會被打斷,確保管片結(jié)構(gòu)的安全)。3)凍結(jié)孔施工工序為:定位開孔→孔口管及孔口裝置安裝→鉆孔→測量→封閉孔底部→打壓試驗。

4)采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀監(jiān)測開孔前和鉆孔時的上下仰俯角及方位角,鉆孔的偏斜應(yīng)控制在0.8%以內(nèi),在確保凍土帷幕厚度的情況下,終孔偏斜≤150 mm。采用每鉆進3 m后測量1次偏斜(如偏斜大,應(yīng)進行糾偏;如偏斜超過設(shè)計要求,應(yīng)根據(jù)地層情況及時拔除凍結(jié)孔,重新鉆孔,直到滿足設(shè)計要求;考慮地壓大、摩擦力大等因素,若凍結(jié)孔無法拔出時,應(yīng)在超設(shè)計孔的偏斜間距間補打1個孔,以保證終孔間距不大于設(shè)計要求)。3.2 冷凍站安裝

1)占地面積約80 m2的凍結(jié)站設(shè)置在隧道內(nèi),站內(nèi)設(shè)備主要包括冷凍機、鹽水箱、鹽水泵、清水泵、冷卻塔及配電控制柜等。

2)管路用法蘭連接。隧道內(nèi)的鹽水管用管架敷設(shè)在隧道管片斜坡上,以免影響隧道通行。鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保溫,保溫層厚度為50 mm,保溫層的外面用塑料薄膜包扎。

3)在鹽水管路和冷卻水循環(huán)管路上要設(shè)置伸縮接頭、閥門和測溫儀、壓力表、流量計等測試組件。

4)集配液圈與凍結(jié)管的連接用高壓膠管,每根凍結(jié)管的進出口各裝1個閥門,以便控制流量。聯(lián)絡(luò)通道四周主凍結(jié)孔為2個串聯(lián)在一起,其他凍結(jié)孔為3個串聯(lián)在一起。

5)冷凍機組的蒸發(fā)器及低溫管路用棉絮保溫,鹽水箱和鹽水干管用50 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板保溫?？紤]兩側(cè)喇叭口凍結(jié)的效果以及管片的散熱,對上下行線隧道管片內(nèi)側(cè)安裝冷凍板,來加強凍結(jié)。

6)設(shè)備安裝按使用說明書的要求進行,考慮冷凍機運轉(zhuǎn)的連續(xù)性,不能停機檢修,在運轉(zhuǎn)前應(yīng)聯(lián)系廠家來人檢修冷凍機,以保證冷凍機可靠、連續(xù)運轉(zhuǎn)。3.3 凍結(jié)系統(tǒng)試運轉(zhuǎn)

設(shè)備安裝完畢后進行調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。在試運轉(zhuǎn)時,要隨時調(diào)節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數(shù),使機組在有關(guān)工藝規(guī)程和設(shè)備要求的技術(shù)參數(shù)條件下運行。在凍結(jié)過程中,定時檢測鹽水溫度、鹽水流量和凍土帷幕擴展情況,必要時調(diào)整凍結(jié)系統(tǒng)運行參數(shù)。凍結(jié)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常后進入積極凍結(jié)。3.4 凍結(jié)效果的監(jiān)測

1)在積極凍結(jié)過程中,要根據(jù)實測溫度數(shù)據(jù)判斷凍土帷幕是否交圈和達到設(shè)計厚度。

2)積極凍結(jié)期間內(nèi),鹽水去路溫度應(yīng)穩(wěn)定地保持在-25～-30℃以下;運轉(zhuǎn)時間應(yīng)保證超過30 d。

3)各凍結(jié)孔組的回路溫差≤1.2 K,鹽水循環(huán)系統(tǒng)去回路溫差≤2 K;鹽水系統(tǒng)循環(huán)總流量達到設(shè)計值;聯(lián)絡(luò)通道凍土有效厚度>1.6 m,通道凍結(jié)壁有效凍土平均溫度要達到-10℃及以下。3.5 試挖與維持凍結(jié)

1)測溫判斷凍土帷幕交圈并達到設(shè)計厚度后再進行探孔試挖;開挖前先在鋼管片上開一探測觀察口,判定水和泥從有到無,確認凍土帷幕內(nèi)土層無流動水后(飽和水除外)再進行正式開挖。

2)泄壓孔達到升壓條件,進行放壓觀測試驗。

3)正式開挖后,根據(jù)凍土帷幕的穩(wěn)定性,以及保證聯(lián)絡(luò)通道的開挖安全,不提高鹽水溫度,進入維持的積極凍結(jié),鹽水溫度仍保證在-25～-30℃。

4、凍土開挖及構(gòu)筑施工

開挖施工之前,需在隧道的聯(lián)絡(luò)通道開口處搭設(shè)工作平臺,利用隧道作為排渣及材料運輸通道。4.1簡易預(yù)應(yīng)力隧道支架安裝

1)積極凍結(jié)期間,需在聯(lián)絡(luò)通道開口處兩側(cè)隧道中設(shè)置簡易預(yù)應(yīng)力隧道支架,以減輕聯(lián)絡(luò)通道開挖構(gòu)筑施工對隧道產(chǎn)生的不利影響。簡易預(yù)應(yīng)力隧道支架為矩形支架形式,上下行線聯(lián)絡(luò)通道開口兩側(cè)各架2榀鋼支架(組合結(jié)構(gòu)),間距為2.4 m。

2)2榀鋼支架在聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)沿隧道方向?qū)ΨQ布置,安裝在聯(lián)絡(luò)通道預(yù)留洞兩側(cè)的第一條管片環(huán)縫處,偏離管片環(huán)縫截面的距離≤20 mm。架設(shè)時要有專人負責(zé)指揮,拼裝時螺栓必須擰緊。

3)每榀支架有8個支點,由6個50 t螺旋式千斤頂提供預(yù)應(yīng)力。高處千斤頂應(yīng)系在主架上,防止脫落。施加預(yù)應(yīng)力時,每個千斤頂要同時慢慢地平穩(wěn)加壓,每個千斤頂以壓實支撐點為宜。4)安裝好預(yù)應(yīng)力支架后,頂實千斤頂,但每個千斤頂?shù)捻斄Α?00 kN,且各個千斤頂?shù)捻斄σ揪鶆?。根?jù)實測隧道收斂變形調(diào)整各個千斤頂?shù)捻斄?收斂大的部位要求千斤頂力大,不收斂的部位千斤頂不加力,隧道收斂達到報警值10 mm時,千斤頂頂力達到設(shè)計最大值500 kN。如千斤頂頂力達到設(shè)計最大值后隧道仍繼續(xù)收斂,則應(yīng)采取其他措施加強隧道支撐。4.2 防險門設(shè)計與安裝

為保證聯(lián)絡(luò)通道施工安全,預(yù)防突發(fā)事件的發(fā)生,在積極凍結(jié)期間,在聯(lián)絡(luò)通道口加設(shè)安全防險門。

1)防險門為普通碳素鋼結(jié)構(gòu),安裝在開挖側(cè)隧道預(yù)留洞口上;配備風(fēng)量≥6 m3/min的空壓機給防險門供氣。防險門安裝完畢,應(yīng)開關(guān)靈活可靠,并便于人工操作,且不影響施工。

2)安裝好防險門后進行氣密性試驗,要求在不?？諌簷C時,試驗氣壓能保持在設(shè)計值;開管片前應(yīng)作一、二次演習(xí),保證防險門的安全正常使用。

3)在集水井開挖前,在通道底板加預(yù)留(埋)件,對集水井另加工安裝1套防險門。4.3 開挖

1)經(jīng)探孔試挖確認可以進行正式開挖后,打開鋼管片,然后根據(jù)“新奧法”的基本原理,進行暗挖法施工。由于凍土強度較高,凍結(jié)壁承載能力大,因而開挖時(除喇叭口側(cè)墻和拱頂外)可以采用全斷面一次開挖。

2)開挖掘進采取分區(qū)分層方式進行[4]。其施工順序:先開挖通道,再開挖喇叭口,最后開挖集水井。

3)人工開挖的工具根據(jù)土體強度,可用風(fēng)鎬或手鎬。開挖步距視土體加固情況而定,一般控制在0.5 m左右,特殊情況下最大不超過0.8 m。

4)開挖時,集水井外圍凍結(jié)孔不割除,內(nèi)部只需割除4根凍結(jié)管(位于中部),以確保凍土的強度及安全。

5)由于通道中凍土溫度較低,風(fēng)鎬內(nèi)空氣中的水會凝結(jié)成冰屑,積集在管子的接頭或進風(fēng)口處,堵塞管路,故需將風(fēng)管懸吊起來,每隔1～2 h向風(fēng)管內(nèi)注入酒精,防止冰屑的出現(xiàn),以保證施工順利進行。6)開挖斷面嚴格按照施工圖進行,盡量避免超挖(控制在30 mm以內(nèi));開挖中心線偏差≤20 mm。喇叭口處考慮到斷面較大,而且一端凍結(jié)管分布較為密集,另一端凍土強度相對較弱,故該處采取分斷面開挖,縮短支護時間。4.4 支護

1)聯(lián)絡(luò)通道和泵站開挖后,地層中原有的應(yīng)力平衡受到破壞,引起通道周圍地層中的應(yīng)力重新分布。這種重新分布的應(yīng)力不僅使上部地層產(chǎn)生位移,而且會形成新的附加荷載作用在已加固好的凍土帷幕上。當(dāng)凍土帷幕墻所承受的壓力超過凍土強度時,凍土帷幕及凍結(jié)管會產(chǎn)生蠕變。為控制這種變形的發(fā)展,凍土開挖后要對凍結(jié)壁進行及時的支護,確保施工安全。

2)聯(lián)絡(luò)通道開挖及支護完成后,為減少混凝土施工接縫,通道混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)一次性連續(xù)澆筑,而通道頂板內(nèi)的混凝土因澆筑困難,可分段澆筑,必要時可采用噴漿機對澆筑空隙進行充填。

3)上部結(jié)構(gòu)施工完成以后,混凝土強度達到設(shè)計值的60%以上,才可開挖集水井。泵站開挖到設(shè)計深度,首先對泵站底板進行封底澆筑,然后一次性完成泵站的鋼筋混凝土澆筑施工。根據(jù)設(shè)計要求采用商品混凝土,考慮到混凝土處于低濕環(huán)境中,必要時加入防凍劑等,以縮短混凝土凝固時間。

5、地層跟蹤注漿

1)聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)完成后,凍土在融化的過程中,會引起土體下沉。為控制融沉,必須對地層跟蹤壓密注漿,加固土體,減小對隧道的不利影響。

2)根據(jù)監(jiān)測反饋的信息,利用管片壓漿孔對隧道管片底部、喇叭口部位進行補壓漿;通過聯(lián)絡(luò)通道襯砌中的預(yù)埋注漿管進行跟蹤注漿,以補償融沉。結(jié)構(gòu)層施工結(jié)束、強度達到80%時,用J-200金剛石鉆機在結(jié)構(gòu)層中和隧道管片鉆孔至凍結(jié)帷幕外圍,埋設(shè)注漿管,從凍結(jié)帷幕外圍進行跟蹤注漿,控制融沉。

3)注漿順序:管片底部→喇叭口處→通道及集水井。每一注漿段中應(yīng)遵循先下部、后上部的原則,使加固的漿液逐漸向上擴展,避免死角。

4)為了增強壓漿的可注性,開始時可注黏土—水泥漿;二次補漿選用水泥—水玻璃漿液。

5)為了防止隧道管片及聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)受到影響,擬選用小壓力、多注次的方式;注漿壓力一般控制在0.2～0.5 MPa。6)根據(jù)經(jīng)驗,融沉注漿量一般控制在凍土體積的15%左右。

6、結(jié)語

凍結(jié)法施工工藝在我國城市地鐵工程聯(lián)絡(luò)通道建設(shè)上應(yīng)用不少。由于聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和凍結(jié)法施工技術(shù)的特殊性,在施工中常常會遇到一些意外險情,因此必須對凍結(jié)理論等作進一步深入、系統(tǒng)的研究。為此,在工程施工中要做好各個施工環(huán)節(jié),同時還應(yīng)制訂一套完善的應(yīng)急預(yù)案,以將施工險情消滅于萌芽狀態(tài)。

第五篇：壓力容器事故預(yù)防、應(yīng)急措施及處理方案

國投煤炭鄭州能源開發(fā)有限公司

壓力容器事故預(yù)防、應(yīng)急措施及

處理方案

機電運輸部

二零一三年元月

壓力容器事故預(yù)防、應(yīng)急措施及處理方案

一、目的

建立科學(xué)有效的事故預(yù)防和應(yīng)急處理機制，以預(yù)防為主，發(fā)生事故時，可以快速對應(yīng)，將損失降低到最低。

二、范圍

本方案適用于公司現(xiàn)有的壓力容器（地面壓風(fēng)機、鍋爐）

三、預(yù)防措施

1、特種設(shè)備操作人員必須持證上崗，并參與制訂有關(guān)安全生產(chǎn)方面的規(guī)章制度；機電運輸部、安全通風(fēng)部負責(zé)督促檢查，不得指使或同意特種設(shè)備操作人員違章操作，并有權(quán)對違章行為進行制止；確保壓力容器安全經(jīng)濟運行。

2、貫徹落實政府主管部門對壓力容器的安全檢查以及下達的有關(guān)壓力容器方面的安全監(jiān)察指令。

3、制定和實施壓力容器定期檢查、檢修及購置各種備件計劃。

4、定期組織特種設(shè)備操作人員進行技術(shù)培訓(xùn)和安全教育。

5、定期收集、整理壓力容器有關(guān)記錄并組織相關(guān)人員總結(jié)前段時間壓力容器運行中的經(jīng)驗教訓(xùn)并制定改進措施。

6、每月對壓力容器使用情況進行一次現(xiàn)場檢查，并做好記錄，及時報告壓力容器的使用情況及需要解決的問題。

7、制定和實施壓力容器及附屬設(shè)備的維修保養(yǎng)計劃，配合有關(guān)部門進行壓力容器檢修后的驗收工作。

8、發(fā)生事故要及時組織調(diào)查處理并寫出事故報告書。

9、積極改善壓力容器工作區(qū)域的勞動條件，關(guān)心特種設(shè)備操作人員的思想工作、生活與技術(shù)培訓(xùn)，做到安全文明生產(chǎn)。

10、安全領(lǐng)導(dǎo)小組每年底應(yīng)對全公司安全工作進行總結(jié)，并提出下一年的工作計劃，工作總結(jié)報告呈報經(jīng)理和上級主管部門。

四、應(yīng)急措施

壓力容器事故發(fā)生后事故處理分為三個部分進行對應(yīng)：消防、疏散、救援。

1、消防（救護隊）：礦井救護隊必須在第一時間趕到事故現(xiàn)場，使用消防水槍或其它滅火器材撲滅可能撲滅的火險，如火勢蔓延則立刻報警。

2、疏散（機電運輸部、安全通風(fēng)部）：負責(zé)所有消防通道的暢通，并切斷電源，關(guān)閉所有機器設(shè)備，指揮員工安全有序地撤離。

3、救援（調(diào)度室、辦公室）：負責(zé)對受傷人員的應(yīng)急處理；負責(zé)對消防、醫(yī)療急救中心的聯(lián)絡(luò)工作，做好消防、急救車輛的引導(dǎo)工作。

五、事故的分析和處理

1、發(fā)生事故時，操作人員應(yīng)立即采取緊急措施防止事態(tài)的擴大，并立即報告當(dāng)班班長，班長應(yīng)按事故類別和性質(zhì)的嚴重程度及時通知調(diào)度室、機電運輸部、分管領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，并做好詳細記錄，同時應(yīng)積極組織設(shè)備搶修和妥善處理因設(shè)備事故而造成的其它問題，為盡快恢復(fù)生產(chǎn)創(chuàng)造條件，重大以上設(shè)備事故操作人員直接向分管領(lǐng)導(dǎo)報告。

2、事故發(fā)生后，盡可能保護好現(xiàn)場，以便進行事故原因分析，同時應(yīng)按設(shè)備事故管理權(quán)限和有關(guān)規(guī)定，認真填寫設(shè)備事故報告單。

3、一般設(shè)備事故由公司機電運輸部組織分析，提出預(yù)防設(shè)施并做出處理，決定報公司主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)執(zhí)行。重大、特大設(shè)備事故由公司機電運輸部和有關(guān)部門、專家共同分析事故原因并提出處理意見和預(yù)防措施，由公司經(jīng)理會或董事會討論處理。

4、無論哪一類設(shè)備事故，均應(yīng)組織相關(guān)人員召開設(shè)備事故分析會，落實責(zé)任遵照“四不放過”的原則（事故原因不清楚不放過，事故責(zé)任者未經(jīng)處理不放過，群眾沒有受到教育不放過，沒有防范措施不放過），應(yīng)該把設(shè)備事故的技術(shù)分析放在首位，認真分析，嚴肅處理。

5、機電運輸部應(yīng)建立設(shè)備事故檔案，以便統(tǒng)計分析，從中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，對經(jīng)常發(fā)生事故的設(shè)備或部件應(yīng)及時分析研究事故發(fā)生的原因和規(guī)律，制定預(yù)防、處理、改進的預(yù)防措施。

機電運輸部

2013年元月5日