XX1201地铁质量培训—车站盾构技术管理.docx

XX1201地铁质量培训一车站盾构技术管理城市轨道交通工程现场管理人员培训教材中铁航空港建设集Si有限公司2011年12月个开挖舱，刀盘切削土体后堆渣，利用堆渣高度来平衡学子面水土压力，同时土压平衡盾构 也有一套供气管路，往仓内渣土顶部加气也是一种保持水土压力平衡的辅助措施。1.3.4 硬岩掘进机（TBM）盾构施工原理TBM基本作为了盾构机的一种统称，但细化的称呼还是硬岩掘进机，要紧适用于围岩 性较好的地层，围岩自身很稳固，开挖面基本处于一种敞开式，非密闭式，这种盾构机施工 风险性最小，但对地层稳固性要求较高。是靠刀盘刀具切削掌子面，但开挖舱都是裸露的，没有封闭，通常到盘上都配置全盘滚 刀，滚到凸出刀盘面板先挤压破碎岩面.,再利用油缸推进贯入岩层，旋转到盘后开始切削， 硬岩地层受挤压力后破碎成颗粒状下落至到盘后面的渣土腔内进入漏斗，漏斗底部连接皮带 机，渣土运输出洞，完成一个循环后拼装管片衬砌。1.3.5 同步注浆原理盾构机在开挖掘进过程中，为了防止盾壳被地层卡住减少盾构有效推力，要求盾构刀盘 开挖直径务必大于盾壳外径，而管片拼装务必在尾盾盾壳内完成，因此管片外径务必小于尾 盾盾壳，整体盾构开挖直径最大、尾盾外径次之、管片外径最小，这样就会导致管片拼装成 型脱出盾尾后于原土层之间形成一个较大间隙，长沙地铁盾构机为例，盾构刀盘开挖直径为 6290mm,管片外径6000mm,这样形成一个145mm的环形间隙，原土层无承力就会下陷， 同步注浆目的就是填充这个间隙防止原体层下陷继而引起地面沉降，同步注浆浆液填充间隙 另外一个作用是防堵地下水，盾尾防堵地下水的另外一个装置是盾尾刷，盾尾刷靠近盾尾最 后的位置，由一道止浆板与两道盾尾刷形成两个柔性腔，腔内预留有油脂管路，盾构推进过 程中盾尾油脂泵输送油脂至这两个柔性腔内，防止地下水与同步浆液通过管片与盾尾间隙溢 流入盾构机内。1.3.6 管片拼装原理盾构掘进由刀盘旋转切削与油缸顶推完成，按照设计盾构掘进通常分为1.2m与1.5m - 个循环，长沙地铁使用的是1.5m 一个循环，也就是盾构油缸顶推1.5m后完成一个掘进循 环，掘进循环完成后，停止刀盘旋转与油缸顶推，操作手于操纵面板上切换掘进模式至管片 拼装模式，管片拼装手使用无线遥控器操纵拼装机拼装管片，动画中后部的管片吊机先吊运 管片至喂片机上，喂片机输送管片至拼装区域（尾盾位置），管片拼装手利用拼装机起吊管 片，起吊方式有两种，i种是真空吸盘式、一种是使用吊装头插入管片中心的吊装孔起吊， 长沙中轨生产的起吊方式为吊装头，管片起吊后操作拼装机前移至油缸区域，操作缩回伸长 油缸，旋转拼装机完成管片拼装。一环管片分为1块封顶快、2块邻接块、几块标准块三类，通常的管片根据隧道直径大 小，增减标准块的多少。地铁隧道施工用管片绝大多数为3+2+1共6块构成，3块标准块、 2块临接块与1块封顶块。拼装时先拼3块标准块与2块临接块，最后拼封顶块，拼时先径 向搭接，再利用推进油缸纵向插入。1.4盾构施工风险与操纵盾构施工风险源辨识根据施工总结与事故统计，盾构施工风险源要紧有下列三类。1、地质风险源辨识地层是盾构隧道的载体，地质的特征对盾构施工起着显而易见的重要作用，比如， 孤石、复合地层、松散砂层、空洞、溶洞等不良地质都会给施工带来困难，假如不熟悉地层, 那么，施工中就会出现意外事故。2、盾构机习惯性风险源辨识盾构机是按地质环境“量身定做”的，因此，复合地层的复杂性决定了盾构机习惯性的 局限性与设备配置的多样性。如刀盘与刀具配置不合理会造成磨损严重。3、人为风险源辨识盾构机选型与施工均由人来完成，人员的行为活动偏差会给工程带来潜在的风险。1.4.1 盾构施工事故分析1、全国地铁盾构施工安全事故统计截止2009年8月，全国地铁盾构隧道施工发生31起重大安全事故，其中地面坍陷14 起，输送机喷涌9起，管片I：浮2起，管片破除涌水、涌沙2起，盾构掘进困难2起，管片 下沉1起，气体爆炸1体，如图1所示。龙囱场国口管片上浮管片卜沉口竹片残除涌、 送机吸浦汽体中注某利推选国途图1盾构事故类型比例图2、盾构施工安全事故位置频数分析根据事故资料统计分析，盾构施工安全事故易发生位置要紧有：盾构进出洞、联络通道、地质条件复杂等处，其频数统计见图2：图2构施工安全事故位置频数分布图3、盾构施工安全事故原因分析通过对事故原因进行统计分析，盾构工程安全事故原因归纳为3个方面，BP：勘察因素、 设计因素、施工因素共占事故因素的84%,是导致盾构施工安全事故的主因，见下表1：表1盾构施工安全事故原因统计要紧原因百分比事故因素原因百分比勘 察 原 因40%土层化分不准确10%水文地质资料不完整或者不准确25%管线调查不清15%勘察工作针对性不强40%岩土参数不准确10%设 计 原 因16%荷载考虑不全11%工法不当11%加固方案不当12%水处理方案22%盾构设计参数44%施 工 原 因44%止水加固上体质量不佳22.7%掘进参数设置不当18.2%险情处理不及时36.4%注浆参数不合理13.6%盾尾密封较差9.1%4、盾构施工现场发生安全事的要紧阶段分析在地铁建设实施过程中，由于前期风险管理工作不足，导致很多安全隐患在施工阶段显 现出来。通过对过施工事故调杳结果说明，因勘察与设计（含盾构机设计）失误导致施工现 场发生安全事故概率为53%,地铁施工各阶段安全事故概率见表2。表2导致地铁安全事故概率统计表事故原因勘察设计施工信息沟通不可抗拒事故概率12%41%21%8%18%5、事故主体行为调查根据权威人士对地铁事故原因调杳，结果说明人为失误是导致安全事故发生的要紧原 因，要紧表达在设计人员由于经验不足导致设计方案失误，施工人员由于麻痹大意或者操作 不当引起灾难性后果，监测单位对地铁沿线管线及建（构）筑物排查不完全、数据评估不科 学导致安全事故的发生。从引起事故主体责任来看，设计方与施工方责任重大，事故主体行 为不当造成安全事故，调查责任如表3：表3参建各方安全事故行为责任比例责任主体勘察方设计方施工方监理方监测方业主方百分比6%35%45%2%4%3%盾构施工风险与计策1.工程地质风险与计策风险计策地质敏感度与地质调查准确度的矛盾尽可能详尽的工程地质调查盾构施工不可逆性与施工应变的矛盾科学合理的盾构机选型特殊地质条件与盾构设计的矛盾适宜的预处理措施2、盾构机习惯性选型风险与计策风险计策盾构机设计的局限性遵循盾构机选型的理论原则盾构施工及工程地质认识的局限性搜集完整准确的盾构机选型根据，井全面考量盾 构机选型的内容选型决策时的盲目性专业的决策团队3、地表建筑物的保护风险与计策4、特殊工序的作业风险与计策风险计策水文地址条件的复杂性搜集现行与历史的水文地质资料并制定预处理措施地表建筑物调查的准确性准确掌握地表建筑物的基础结构操作与管理的协调性合理的选择掘进模式与参数信息化施工的有效性合理的监控量测方案及预案5、辅助工程风险与计策风险计策装拆对人、设备的风险精心组织精心施工、教育始发土压平衡还没建立选择稳妥、可靠的加固与密封方案换刀开挖面不稳固、涌水专业化作业、针对性预案出洞土压平衡马上破坏选择稳妥、可靠的加固与密封方案6、管理风险与计策风险计策端头加固合理方案、科学施工、多重监测、多种补救加固联络通道施工地面加固、洞内超前注浆加强换刀策划根据参数及时换刀桩基托换可靠的方案、合理的掘进参数、及时跟踪注浆7、常规的施工安全风险风险计策工序不衔接总体筹划设备管理不到位状态保护、功能保持数据系统准确不可靠仪器检查、测量及时人机不匹配专业化队伍的建设与稳固信息反馈不及时信息化施工系统的建立与有效风险计策频繁的垂直、水平运输按章作业、实时监控洞内电、气、高压风防护到位、及时消除除患其他施工的伤害加强焊接与切割管理1.5盾构施工典型事故案例上面讲到的都是理论化东西，下面针对盾构施工典型事故案例对以上的一些理论进行论 证。1.5.1 盾构机械事故(1)特殊磨损造成的设备与刀盘刀具的损坏典型案例：北京五号线盾构试验段工程地质变化范围较大，穿越了粉质粘土层、砂层、砂卵石层， 盾构掘进1.5km后刀盘刀具都有严重磨损，刀盘中心最大磨损深度达10cm, 48把齿刀刀座 全部磨损，刀盘面板局部磨穿。(刀盘刀具损坏方面)原因分析：地质原因，隧道断面上部为粘土层，下部为密实的砂卵石砾石层，地层本身对刀具磨 损就比较严重；盾构机习惯性分析，刀盘设计缺陷，泡沫注入系统太少，刀盘面板硬化耐磨保护处理 不足；管理方面，掘进添加剂使用与施工参数缺少分析，由于后期泡沫注入系统自动操纵失 灵，手动操纵注入量不稳固，刀盘映少润滑；未对地质进行全面分析，未进行预加固处理，在超前注浆时，水泥浆倒灌堵塞刀盘， 使得刀盘开口率封堵密实，磨损加大。综合归类盾构机设备常见磨损的就是刀盘刀具、螺旋输送机磨损，由于设备维保不到位 导致的密封磨损主:轴承损坏，除却人为管理因素影响，最大原因还是在于地层，刀盘刀具磨 损地层多在硬岩层、砂卵石砾石地层。要紧应对措施：刀盘刀具选择，硬岩掘进刀具选择原则通常以破碎为主，而砂卵石层施以切削为主。砂卵石层中根据地质勘察报告中，卵石粒径大小决定刀盘开口率，尽量使切削下来的 砾石尽快进入密封舱，由螺旋机带出，从而减少对刀盘刀具的磨损，但开口率过大乂会导致 学子面不稳，通常选用增加格栅形式的刀盘。添加剂的使用尤为重要，上压平衡盾构除了常规的泡沫剂外，聚合物应用于富水地层 也比较常规化。（2）施工操作或者材料原因造成的设备损坏或者故障盾构机上设备繁多，任何件材料处理工艺与选用不适，在往后千万次的反复使用后出 现疲劳导致机械故障，掉落、崩断、爆开等现象对施工场地影响也是极大的。典型案例（管片安装方面）广州地铁三号线沥洛站至大石站发生过管片拼装机吊装头断裂管片掉落事故。所幸只是 管片报废，对现场拼装工人人身安全未造成损害。事故原因分析是吊装头材料热处理工艺欠 妥；拼装机在设计时微调功能欠缺，管片吊装后速度过快无法操纵碰撞冲击会引起吊装头受 剪切力过大断裂；人员操作不熟练。（3）油路与电路系统是盾构机及其各个部件的动力生命线广州地铁五号线鱼珠站至大沙地站主轴承油管连接错误导致刀盘转速不稳固，扭矩值跳 动较大，刀盘频繁卡死的情况，从人员、资金、工期上造成了很大的影响，要紧原因就是盾 构组装管理不到位，人员要求太低，线路修改后恢复正常掘进。盾构机上管线、油路问题要紧是由于组装管理不到位、运行过程中保养不到位造成的, 从精细管理责任到人方面加强基本能够避免。（4）盾尾刷失效盾尾刷承担着盾尾与原土层之间封堵格挡的作用，旦失效，盾尾就会漏水漏砂进步 损坏盾尾刷，淹没盾构机。盾尾刷失效要紧有两个原因：盾尾油脂注入不及时，注入量不 足；盾尾同步注浆压力过大，击穿盾尾刷。往往盾尾刷的更换都是在盾构机出洞常态下进行更换，有些施工过程中尾刷被击穿严 重，需要在隧道内进行更换，根据地层稳固性与含水情况而定，更换风险极大。（5）在盾构掘进过程中，关键部位出现问题往往是灾难性的，为避免这些问题的发生, 受限要在盾构机组装时严格管理，特备是做好润滑系统、密封系统的安装工作，养成良好操 作习惯，防止异物进入。严格执行盾构维保制度，避免不必要的磨损。掘进过程中及时关注 掘进参数的异变，操作手要对参数异变情况及时作出推断与反应，不能盲目推进。1.5.2 盾构掘进引发的地面沉降与建筑物损坏事故盾构法施工造成地面与建筑物沉降的根源是围岩超挖与盾构机挠动；隆起原因是盾构机 前方对围岩的挤压。 围岩超挖分为两种情况：盾构法本身造成的超挖与土压不平衡造成的超挖。前面讲到的盾构 设计局限性缺陷，由于开挖直径与盾壳直径或者管片外径只差导致的地层填补，使地面沉降, 这种沉降是有限的，不至于导致地表较大塌陷与建筑物损坏。土压力不平衡因素很多，概括 起来分为下列三类：刀盘结泥饼的土压力不平衡；喷涌发生的土压力不平衡：切口压 力不稳固引起的土压不平衡。上述的土压不平衡超挖都可能导致过量沉降塌陷，沉降量的大 小取决于情况的严重程度。盾构挠动振动沉降较少见，也易被忽视，是指盾构机在复合地层掘进时，掘进速度慢， 振动大，使盾构上覆土层颗粒重新分布，孔隙率降低，地层压缩，建筑物桩间摩擦降低，因 而造成较大沉降，桩基下沉，建筑物严重损坏。挤压隆起是由于地层可塑性强与设定过高的出土压力引发的，解决这一问题只要将土压 力降低到合理参数即可。地面建筑物倾斜事故案例：广州地铁八号线延长线1标土压平衡盾构掘进受地层影响，刀具磨损严重，频繁换刀， 地面7栋民房发生不一致程度沉降，最大累计沉降达42cm,房屋倾斜度5.91%。原因分析盾构掘进地层为中风化泥质粉砂岩，隧道顶部局部强风化，注浆压力、掘进参数在事 故前都是正常，沉降量操纵也正常；地下水在泥岩中含量大流失的可能性不大；倾斜房屋为松木桩基础，原设计为三层，后增至六层，是违章建筑且地基不牢固，盾 构掘进振动诱发了松木基础的沉降，导致房屋倾斜。泥水盾构过砂层塌房事故案例：广州地铁一号线西段使用两台泥水盾构，隧道断面地层要紧为粗、砾砂、残积土、强风 化带，上覆地质松散，基岩半岩半土或者碎块状，岩体风化程度不一，易碎。掘进发现地面 房屋有沉降后，停止掘进，对地面房屋进行注浆加固与支顶，重新恢更掘进后沉降稳步增加, 累计沉降达到194mm后房屋轰然倒塌。原因分析：客观上讲要紧是由于地质特殊性导致， 盾构掘进断面砂、粘土、强风化都有，粉质粘土形成泥饼堵塞刀盘开口、排泥管出口导致下 列问题：掘进速度降低；土舱切口压力波动不稳；清洗刀盘注入高压清水导致泥浆质 量降低；开挖舱压力传感器不灵。最终导致泥沙量估计不准，大量进入开挖舱，超挖产生 沉降。螺旋机喷涌造成地面沉降事故案例:第一部分盾构施工技术5第一章盾构施工原理及风险分析61.1 盾构机历史变革61. 1盾构机的诞生61.1.1 盾构机在世界上的进展历史6中国盾构现状71. 1.4全球盾构进展水平71.2 盾构机分类81.3 盾构施工原理91盾构施工优缺点91.3.1 泥水盾构施工原理9土压平衡盾构（EPB）施工原理91.3.2 硬岩掘进机（TBM）盾构施工原理10同步注浆原理K）1.3.3 管片拼装原理101.4 盾构施工风险与操纵121盾构施工风险源辨识121.4.1 盾构施工事故分析 12盾构施工风险与计策141.5 盾构施工典型事故案例171盾构机械事故171.5.1 盾构掘进引发的地面沉降与建筑物损坏事故 18盾构机进出洞及横通道施工事故201.5.5 盾构机换刀事故22地下障碍物处理231.5.6 其他安全事故23第二章盾构施工技术与质量操纵242. 1盾构施工的进展方向242.5 盾构施工工法简介252.6 盾构施工工艺及验收规范说明252.7 盾构施工关键技术与验收26第二部分地铁车站明挖、盖挖法施工质量与安全管理操纵要点340前言351讲课内容361.1 明挖法、盖挖法施工技术要点361.2 明、盖挖法质量及安全管理操纵要点 362要紧根据规范及参考书371.1.1 根据规范37广州地铁三号线天河至华师站左线隧道掘进过程中，由于隧道断面是花岗岩硬岩，刀具 磨损严重，掘进速度不快，需停机更换刀具，在隧道顶部岩土交界面在地下水作用下已经有 裂隙与坍塌。恢复掘进后，盾构机推力、扭矩明显增大，螺旋输送机土闸门压力增大，打开 螺旋输送机土闸门时，出现喷涌现象，关闭土闸门土舱压力又迅速上升，喷涌导致地面塌方, 塌方面积25平方，深度2.5m.原因分析：盾构机顶部处于砂质粘土层，地下水丰富，地层 透水性强，每掘进一环时间长，对上部地层挠动较大，致使上部地层塌方。处理措施：向塌 方区回填C15混凝土，险情操纵后沿原钻孔桩后轮廓线施作800600旋喷桩，对刀盘前方 裂隙孔洞注浆填充，然后开仓换刀继续掘进。1.5.3 盾构机进出洞及横通道施工事故在相同工况条件下，盾构工法对地面沉降操纵明显优于其他工法，因此，盾构造成的地 面塌陷、房屋倒塌事故的概率还是比较低得，影响也是比较有限的。而盾构工程的辅助工程, 进出洞的端头加固与横通道地层加固质量造成的事故概率高，后果更严重。盾构始发典型事故案例：南京地铁某施工场地在软土区始发，盾构掘进始发已经18环突然在洞门右下角出现大 量涌水涌砂，紧接着隧道始发端头加固区外侧地面塌陷，塌陷位置还有进一步扩散趋势，涌 水涌沙量由开始的120m3/h增加到200m3/h左右，整个盾构井内水位上升0.7m后趋于稳固， 涌水涌沙量稳固到50m3/ho 6天后才完全封堵，涌水量达万方，涌砂量达千方以上，洞内 18环管片出现不一致程度的错台及破旧。原因分析：区间隧道端头为流塑性泥质粉砂粘土与粉细砂层，地下水位埋深0.6m2.3m,砂层中 地下水具有一定的承压性。车站围护结构SMW桩使用的H型钢插入到承压水层，盾构推进18环后，过早拔出 H型钢，导致承压水沿着拔出型钢的孔洞涌出，高水压力是隧道右下角洞门密封钢板被拉脱, 承压水击穿止水帘布，隧道底部细沙随水涌出洞门。洞门密封螺栓未紧固好。抢险措施：渗漏发生后，分端头井内排水与涌水涌沙处堵漏两部分进行抢险，并确定了井内聚氨酯 封堵、地面注浆填充、隧道加强保护的抢险原则。对漏水点周边封堵，减小渗流通道，并 通过降水井减压后，注入聚氨酯封堵渗流通道。地面塌陷部位使用土方与混凝土回填，关 于沉陷较大的部位采取地面跟踪注浆与洞内二次注浆填充方式隧道内管片加强监测，同时 增加双液浆封堵，靠近洞口的管片用型钢支撑纵向连接，管片内部用方木进行“米”字形支 撑，环间方木用扒钉连接牢固形成整体。盾构进站典型事故案例：某区间盾构进站塌方事故，使用的是海瑞克土压平衡盾构，盾构机到达掘进至连续墙外 侧，将土舱上部排空，出土 15m3,操作人员转动刀盘切割连续墙钢筋，刀盘下部出现漏砂 点，并迅速扩大，涌水量达到260m3/h,半小时后盾构机上刚脱出盾尾10环左右的管片下 沉错台15cm,周边混凝土开裂，PLC显示盾尾在5分钟内下降了将近6cm,在一个多小时 内隧道内管片破裂严重，砸落照明灯，操纵室被砸倒，人员撤退，决定采取完全封堵洞门的 方案。原因分析：隧洞要紧穿越流塑状粉质粘土与粉细砂层，端头加固使用850600搅拌桩结合旋喷 加固，加固长度6m。加固完成后抽芯检测加固强度达到设计要求，具有良好的连续性。出 洞前进行水平探孔检查，下部与中部有少量渗水伴随砂。盾构掘进到达端时出现管涌现象，但未引起重视。端头加固设计长度偏短，只有6m,加固体不能将盾构机包裹导致破除洞门时粉细砂 层沿开挖间隙涌入。对盾构到达砂层风险意识不足，探孔水平检测孔数太少，洞门出现少量涌水涌沙时处 理方式不当，出现险情后内外沟通不畅。抢险措施：在到达车站洞门安装钢筋网与模板，纵向设置钢支撑，用混凝土分层浇筑，封堵洞门。始发车站洞内6环位置用袋装水泥砌筑围墙封堵。调集注浆设备进场地面注浆，抑制塌陷进步扩展。隧道内注入聚氨酯封堵渗流间隙。隧道内注水回填维持隧道稳固。联络通道施工，正常暗挖法施工，施工过程支护不及时、开挖地层地面加固不到位都会 导致地面塌陷，时间关系，这里不做赘述。1.5.4 盾构操作不当引起的事故排除狭义的自然原因（地震等），几乎没有什么事故不与人有关，从操作层次来看，盾 构事故要紧原因有：没有经验或者经验不足；存在侥幸心理，“人为可能不可能出问题”；野 蛮操作，明知会有问题仍不修改操作方法程序。要紧的事故案例有盾构始发措施不当造成始发管片拼装偏移超限，始发架反力架设计显 得薄弱，导向轨安装不到位盾构机进洞栽头。都是由于始发操作措施不到位，没有严格按照 方案执行导致。还有操作人员误操作，由于注浆设备压力机损坏，对管片壁后盲目加压注浆，注浆压 力过大管片破碎。隧道掘进软土淤泥地层都会出现成型隧道上浮现象，有的地层富含承压水但同步注浆量 未跟进也会导致隧道上浮，隧道变形后测量人员没有实践经验盲目偏心自动导航系统，盾构 操作手过猛纠偏，导致成型隧道偏移、蛇形等现象。操作不当致使盾构机翻转、卡盾构事故、施工参数选择不当造成隧道整体旋转、添加剂 使用不当造成喷涌与结泥饼这些事故基本都是从“人”身上有迹可循，这就关系到施工过程 中管理制度执行问题，基本上是能够杜绝的。1.5.5 盾构机换刀事故盾构施工在掘进时由于刀具刀盘磨损原因，需要停机开仓换刀，开仓分为常压开仓与加 压开仓两种方式,常压开仓直接打开舱门做好辅助安全措施，人员进入学子面进行换刀作业。 加压开仓往往是在掌子面不稳固情况下，对开挖舱进行加压保护后，人员进入作业，加压开 仓换刀承担着掌子面不稳塌陷与高压作业对人员身体损害的双重风险。但大量事实证明，由 没有及时换刀造成切削故障，严重影响了盾构最终推进速度更加延误工期。典型事故案例广州地铁五号线在花岗岩层掘进时平均30m就更换一盘刀（39把），又如在江河湖海下 面的软土地层施工，特别是那些大、长盾构隧道，开仓换刀绝非易事，又如在重要建筑物管 线下换刀，风险都是很大的。深圳地铁换刀快结束后开挖面塌方2死1伤。广州地铁3号线 开仓换刀遇到不明气体爆炸3死。盾构换刀作业只有在主观认识、客观分析上做好充足的功夫，才能确保换刀的安全性， 俗话说的“磨刀不误砍柴工”地下障碍物处理地下障碍物大体上分为两类：一是天然障碍物，比如球状风化体、大的砾石孤石漂石等。 二是人为建筑物，地下桩基础、地下构筑物、人工抛石等地下天然障碍物的危害要紧表达在刀盘受力不均造成面板变形及面板与盾构机轴线之 间的变形。人为障碍物要紧是盾构掘进时对设备的损害与对构筑物的损害两个方面。典型案例：深圳地铁盾构掘进遭遇到花岗岩球状风化体，导致刀盘变形无法推进，对球状风化体的 处理要紧有人工破除、盾构机破岩、地面钻探下药爆破与冲孔桩破岩四种方法。长沙地铁二号线7标五芙区间岩溶区内就遭遇了孤石情况，掘进参数特殊、螺旋机堵塞, 中铁十二局使用了仓内人工爆破处理的方式确保施工安全。长沙地铁二号线7标迎芙区间芙蓉立交桥36根桩基础侵入隧道断面1.5m,中铁十二局 通过优化设计，对立交桥桩基进行了筏板加固，盾构掘进是使用优化参数、加强二次注浆的 方式顺利通过，监测显示零沉降，很好的操纵了地面沉降对立交桥的影响。1.5.6 其他安全事故隧道内安全事故不胜枚举，溜车事故、水泥灌倒塌事故、触电事故、凿洞门事故很多。事故案例不再重复赘述。第二章盾构施工技术与质量操纵2.1盾构施工的进展方向盾构直径向两个极端进展目前，盾构直径不受限制，根据隧道的功能出现两种极端，最小的盾构直径不足2米， 最大直径约16米。盾构隧道埋深向超浅埋与超深度进展根据施工规范，盾构隧道覆土务必大于盾构直径，但也不易过深，目前，有些盾构始发 段覆土只有0.4D,也有些盾构埋深超过60米。盾构施工自动程度越来越高目前，盾构施工逐步智能化，如管片选型能够有盾构机自行选择。盾构施工习惯地层越来越广盾构机务必习惯地层，根据施工总结，通过盾构机优化与增加各类功能，盾构机能够通 过改变掘进方式来习惯更多地层。2.2 盾构施工工法简介盾构机施工工法要紧有泥水盾构施工与土压盾构施工两种，但是，随着施工技术的进 展，盾构施工工法也不断开发出来，这方面，日本比较成功，日本盾构要紧有12种工法。2.3 盾构施工工艺及验收规范说明1、盾构机施工工艺流程盾构选型盾构制造盾构工作井及配套设施施工盾构机组装盾构始发盾构 正常段掘进盾构接收2、盾构施工验收规范说明我国目前有盾构法隧道施工与验收规范，地方盾构施工规范要紧有北京与上海，他 们比国标要严格，要紧是由于他们有自己的特殊环境。2.3盾构施工关键技术与验收（）盾构机选型与制造1、盾构机的选型盾构机要根据施工地层进行优化设计，保证盾构机能顺利完成施工任务，并能用在下一 工地。2、盾构机制造质量验收盾构制造过程中要进行监造，对制造质量进行监控，确保盾构各功能满足设计要求。盾构配套设施修建1、工作井修建工作井定义：盾构组装、拆卸、调头、吊运管片与出渣等使用的工作竖井，包含盾构 始发井与盾构接收井。盾构井设计形式盾构并大多是设计在车站两端，有些盾构区间长或者特殊情况下，能够设计在区间中间。盾构井施工标段根据不一致标段划分，有些盾构并是属于盾构标段施工，假如车站是其他标段施工，则 工作井施工为车站标，不管盾构井是否是本标段施工，都要在盾构进场前施工完成。盾构始发井施工要求由于盾构井是要吊装盾构，因此，盾构井长度应比盾构主机长3米，比盾构机宽3米。要满足盾构始发，则车站标准段务必要完成80米。盾构接收井施工要求盾构接收井大小与始发井一样，唯一区别就是，接收井只要自身完成则可，关于标准段 施工长度无要求。盾构井验收不管是始发还是接收井，施工完后务必满足设计强度，只有满足设计要求，才能进行始 发或者接收施工条件验收。2、盾构基座加工定义盾构基座：用于保持盾构始发、接收等姿态的支撑装置。设计要求盾构基座的尺寸要满足始发与接收要求，同时要有一定的刚度与强度，确保始发或者接 收过程中不易变形，因此设计中常常使用软件进行受力分析 工验收加工完后，务必按设计进行验收，要紧是尺寸在误差范围，焊接质最使用渗透探伤与外 观检查，确保使用质量。3、反力架定义反力架：为盾构始发掘进提供反力的支撑装置。设计要求反力架设计，要紧满足盾构始发不变形，因此，需要对始发进行受力分析，在始发最大 推力上加一个安全系数。验收加工完后，务必按设计进行验收，要紧是尺寸在误差范围，焊接质量使用渗透探伤与外 观检查，确保使用质量。4、渣坑建设修建位置确定土压盾构施工渣坑修建在工作井四周，要紧根据龙门吊的设计来确定位置，保证龙门吊 能把渣吊到在渣坑里。渣坑的大小通常一个工作并有两台盾构施工，因此,渣坑的大小要能容纳两台盾构一天施工高产量。验收渣坑施工完后，还要设置挖机通道，便于渣土进行外运，因此，要对挖机通道进行安全 验收，避免影响龙门吊工作。5、浆液站修建修建位置确定浆液站要紧是为盾构掘进提供同步注浆浆液，因此，位置要离盾构井越进越好，同时要 满足制造。浆液站配置浆液站的大小要满足两台盾构高产掘进，按照1.5米一环管片，一环同步注浆至少需要9方。浆液站要配置水泥罐、粉煤灰罐、砂场与外加剂库房，另外，还要在工作井中层设一储 浆罐辅助工程1、端头加固在软岩或者在透水性较强的基岩里，不管始发还是接收，端头务必进行加固。加固方式选择根据设计人员的经验，不一致的地层有不一致的加固形式，但加固形式要紧旋喷加固、 搅拌桩加固、袖阀管注浆加固、冷冻加固，钢插板加固等。加固范围通常情况下，加固范围为隧道四周3米，长度为910米。这个设计是管片长度为11.2 米时的盾构，现在管片加长，盾构机也比往常盾构机相对要长，因此，端头加固长度应该为 盾构主机长度再加上34米。在卵石层等特殊情况下，加固高度需要加固到地面，才能满足 安全要求。加固质量检杳加固后，通常需要抽芯检查加固强固，通常加固强度要达到0.8MPa。并做渗透试验， 要求渗透系数小于10-6m/do补救措施加固后，从设计理论上能满足规范要求，但是，由于注浆加固有其许多技术难题，如旋 喷加固越深，底部不容易旋喷咬合成一体，在强透水卵石层选则袖阀管渗透注浆容易形成盲 区，粘性地层选择搅拌桩加固不易搅拌成桩，因此，加固后，通常都需要进行水平渗透补救 注浆。2、联络通道加固联络通道通常使用矿山法施工，因此，软岩地段或者破碎基岩地段设计联络通道，需要 进行加固。加固地点选择能够选择地面加固或者洞内加固。(2)加固时机选择地面加固，需要在盾构机掘进前实施，假如使用洞内加固，需要在盾构通过后进行 施工，假如选择冷冻，不管是在地面还是在洞内，只能在联络通道施工前1个月进行。(3)加固范围假如使用地面加固，需要加固到整个隧道断面内，假如在洞内加固，要根据地层而定， 通常是开挖面外3米也要加固。加固质量要求联络通道加固要满足加固体有一定强度，确保开挖面有一定自稳性，还要有止水效果， 确保开挖面不渗水。3、建筑物加固盾构隧道难免会旁穿或者下穿建筑物，根据建筑物结构形式与隧道相对关系，需要对建 筑物进行加固保护。加固方式的选择假如旁穿建筑物，能够选择隔离桩加固，假如下穿建筑物，能够选择斜向注浆加固。也 能够选择在隧道内径向注浆加固。加固时机隔离桩与斜向注浆加固务必在盾构掘进前实施。隧道内径向注浆加固务必当盾构掘进后 及时实施。加固要求这种加固要紧保证建筑物安全，其加固要求是使掘进后沉降操纵在同意范围内，这个同 意值与建筑物基础、高度与自身质量有关。4、桩基托换盾构施工常常需要截除桩基础，但在截除前，需要进行桩基托换。桩基托换方法最常见桩基托换方法为树根桩，现在也出现阀板与注浆联合托换。桩基托换方法的选择桩基托换方法要紧与桩的类型与受力情况来确定的，假如，盾构需要截除的是多根钢筋 混凝土桩，那么，需要使用钻孔桩对原先的桩进行托换，然后人工破除原桩。假如盾构能够直接截除桩基础，能够选择阀板与注浆联合托换。托换要求不管使用何种托换，其要求都是确保盾构通过后，桩基础不下沉、不破坏。5、特殊地层加固盾构施工常常遇到淤泥层、溶洞、破碎带等特殊地层，这种地层需要进行预加固。2.2要紧参考书373明挖法施工383.1明挖基坑分类383. 2基坑变形的监控值 383. 3 土方开挖的顺序与方法394明挖基坑要紧支护形式与支护体系404.1 无水或者降水施工的支护型式： 404.2 封闭止水支护型式404.3 支护体系405 土钉+网喷支护体系施工技术及质量及安全管理操纵要点411.1 1定义411.2 适用范围411.3 施工技术要点416桩锚（或者内支撑）支护体系施工技术及质量及安全管理操纵要点436. 1定义436.2 适用范围436.3 施工技术要点436.4 质量及安全管理操纵要点457墙+内支撑（或者锚杆）支护体系施工技术与质量及安全管理控要点477. 1定义477.2 适用范围477.3 施工技术要点与质量操纵477. 3. 1连续墙施工技术47排桩施工技术487. 3.3水平支撑施工技术497. 3.4 土方开挖、结构与防水层施工技术操纵要点497.4质量及安全管理操纵要点498施工监测509盖挖法施工519. 1定义5110. 适用范围5111. 3盖挖顺作法5212. 4盖挖逆作法539.5两种盖挖法的要紧区别及施工操纵技术569.6施工质量及安全操纵要点5610锚喷支护工程施工质量操纵要点5710. 1检查验收程序5710. 2地质缺陷处理的施工顺序5713. 3岩面整修5810.4地质缺陷处理58加固方式选择淤泥层能够使用搅拌或者粉喷加固，溶洞能够使用填充加固，破碎带能够使用渗透注浆 加固。加固目的淤泥层加固，是为了盾构掘进姿态操纵与成型隧道不变形，溶洞加固要紧是防止盾构磕 头或者掉入溶洞，同时也是为了运营安全，破碎加固要紧是确保盾构顺利通过。加固范围淤泥层加固范围是隧道下半部到隧道底下列3米；溶洞加固范围是隧道四周5米，破碎 加固范围是隧道全断面及隧道外3米。加固要求淤泥层加固要求提高基底承载力：溶洞加固要求填充满溶洞，并要求减少溶洞涌水通道， 破碎加固要求是确保开挖面稳固。盾构组装盾构组装盾构始发1、定义盾构始发：盾构开始掘进的施工过程。2、盾构始发形式盾构始发通常有直线始发与曲线始发。3、负环形式根据负环拼装情况，能够分为满环始发与半换始发。其负环管片是为盾构始发掘进传递 推力的临时管片。4、止水帘布安设盾构始发是盾构敞开向土压平衡过渡，因此，需要安设止水帘布，根据地层加固情况与 盾构大小，止水帘布有单层与双层。帘布外为折页翻版。5、始发前洞门破除洞门破除原由由于始发洞门围护结构配有钢筋，因此，始发前需要对围护结构进行破除，便于盾构机 刀盘安全。玻璃纤维筋成功应用在成都地层多为卵石地层，洞门破除风险大，通过引进玻璃纤维筋，减少洞门破除，确 保盾构刀盘直接破除洞门。长沙地铁2号线玻璃纤维筋引用长沙地铁2号线盾构始发与接收洞门均使用玻璃纤维筋，但由于大多车站施工与盾构施 工不是同一单位，在玻璃纤维筋笼加工中，增加了钢筋焊接来固定，这就给始发带来隐患， 因此，始发前需要凿除钢筋，其次是长沙地层相对较好，多数车站主体结构为800900mm 厚，而且使用单层止水帘布，这就不能满足盾构始发，假如不破除一部分，刀盘就会把止水 帘布切割坏，因此，2号线盾构始发基本上都破除围护结构20cm。长沙地铁1号线洞门设计1号线洞门取消玻璃纤维筋，改为钢筋，这是由于施工与设计原因造成2号线使用玻璃 纤维筋也要破除一层围护结构，但是，这种只破除一层，对施工还是比较安全的，而且避免 了第一层玻璃纤维筋堵塞螺旋输送机的隐患。但是，I号线盾构始发务必全部破除围护结构, 特别是洞门位于砂卵石地层，风险较大。 6、始发注意事项盾构始发要紧施工风险，防止洞门密封失效，另外还要操纵盾构姿态，防止盾构磕头或 者隧道抬头。因盾构掘进1、盾构掘进姿态操纵姿态定义通常指盾构空间状态，通常使用横向偏差、竖向偏差、俯仰角、方位角、滚转角与切口 里程等数据描述。盾构姿态同意偏差盾构本体滚动角要小于3° ；盾构轴线偏离不能大于隧道设计轴线50mm.姿态调整原则盾构姿态要满足隧道设计轴线，管片姿态要习惯盾构姿态。纠偏原则当盾构姿态出现偏差时，要采取“勤纠偏、少纠偏、慢慢纠”的原则。2、壁后注浆定义壁后注浆：用浆液填充隧道衬砌环与地层之间空隙的施工工艺。浆液选择浆液有单一浆与双液浆，通常日本盾构使用双液浆进行同步注浆，国内通常使用水泥砂 浆进行同步注浆。3、管片拼装定义管片：隧道预制衬砌环的基本单元，管片的类型有钢筋混凝土管片、纤维混凝土管片、 钢管片、铸铁管片、复合管片等。防水密封条：用于管片接缝处的防水材料。管片类型盾构管片分通用