【文章內(nèi)容簡介】 修改操作方法程序。主要的事故案例有盾構(gòu)始發(fā)措施不當(dāng)造成始發(fā)管片拼裝偏移超限，始發(fā)架反力架設(shè)計(jì)顯得薄弱，導(dǎo)向軌安裝不到位盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞栽頭。都是因?yàn)槭及l(fā)操作措施不到位，沒有嚴(yán)格按照方案執(zhí)行導(dǎo)致。還有操作人員誤操作，由于注漿設(shè)備壓力機(jī)損壞，對管片壁后盲目加壓注漿 ，注漿壓力過大管片破碎。隧道掘進(jìn)軟土淤泥地層都會出現(xiàn)成型隧道上浮現(xiàn)象，有的地層富含承壓水但同步注漿量未跟進(jìn)也會導(dǎo)致隧道上浮，隧道變形后測量人員沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)盲目偏心自動導(dǎo)航系統(tǒng)，盾構(gòu)操作手過猛糾偏，導(dǎo)致成型隧道偏移、蛇形等現(xiàn)象。操作不當(dāng)致使盾構(gòu)機(jī)翻轉(zhuǎn)、卡盾構(gòu)事故、施工參數(shù)選擇不當(dāng)造成隧道整體旋轉(zhuǎn)、添加劑使用不當(dāng)造成噴涌和結(jié)泥餅這些事故基本都是從“人”身上有跡可循，這就關(guān)系到施工過程中管理制度執(zhí)行問題，基本上是可以杜絕的。 盾構(gòu)機(jī)換刀事故盾構(gòu)施工在掘進(jìn)時(shí)由于刀具刀盤磨損原因，需要停機(jī)開倉換刀，開倉分為常壓開倉和加壓開倉兩種方式，常壓開倉直接打開艙門做好輔助安全措施，人員進(jìn)入掌子面進(jìn)行換刀作業(yè)。加壓開倉往往是在掌子面不穩(wěn)定情況下，對開挖艙進(jìn)行加壓維護(hù)后，人員進(jìn)入作業(yè)，加壓開倉換刀承擔(dān)著掌子面不穩(wěn)塌陷和高壓作業(yè)對人員身體損害的雙重風(fēng)險(xiǎn)。但大量事實(shí)證明，由于沒有及時(shí)換刀造成切削故障，嚴(yán)重影響了盾構(gòu)最終推進(jìn)速度更加延誤工期。典型事故案例廣州地鐵五號線在花崗巖層掘進(jìn)時(shí)平均30m就更換一盤刀（39把），又如在江河湖海下面的軟土地層施工，特別是那些大、長盾構(gòu)隧道，開倉換刀絕非易事，又如在重要建筑物管線下?lián)Q刀，風(fēng)險(xiǎn)都是很大的。深圳地鐵換刀快結(jié)束后開挖面塌方2死1傷。廣州地鐵3號線開倉換刀遇到不明氣體爆炸3死。盾構(gòu)換刀作業(yè)只有在主觀認(rèn)識、客觀分析上做好充足的功夫，才能確保換刀的安全性，俗話說的“磨刀不誤砍柴工” 地下障礙物處理地下障礙物大體上分為兩類：一是天然障礙物，比如球狀風(fēng)化體、大的礫石孤石漂石等。二是人為建筑物，地下樁基礎(chǔ)、地下構(gòu)筑物、人工拋石等地下天然障礙物的危害主要體現(xiàn)在刀盤受力不均造成面板變形及面板與盾構(gòu)機(jī)軸線之間的變形。人為障礙物主要是盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)對設(shè)備的損害和對構(gòu)筑物的損害兩個(gè)方面。典型案例：深圳地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)遭遇到花崗巖球狀風(fēng)化體，導(dǎo)致刀盤變形無法推進(jìn)，對球狀風(fēng)化體的處理主要有人工破除、盾構(gòu)機(jī)破巖、地面鉆探下藥爆破和沖孔樁破巖四種方法。長沙地鐵二號線7標(biāo)五芙區(qū)間巖溶區(qū)內(nèi)就遭遇了孤石情況，掘進(jìn)參數(shù)異常、螺旋機(jī)堵塞，中鐵十二局采用了倉內(nèi)人工爆破處理的方式確保施工安全。，中鐵十二局通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，對立交橋樁基進(jìn)行了筏板加固，盾構(gòu)掘進(jìn)是采用優(yōu)化參數(shù)、加強(qiáng)二次注漿的方式順利通過，監(jiān)測顯示零沉降，很好的控制了地面沉降對立交橋的影響。 其他安全事故 隧道內(nèi)安全事故不勝枚舉，溜車事故、水泥灌倒塌事故、觸電事故、鑿洞門事故很多。事故案例不再重復(fù)贅述。第二章 盾構(gòu)施工技術(shù)與質(zhì)量控制 盾構(gòu)施工的發(fā)展方向㈠盾構(gòu)直徑向兩個(gè)極端發(fā)展目前，盾構(gòu)直徑不受限制，根據(jù)隧道的功能出現(xiàn)兩種極端，最小的盾構(gòu)直徑不足2米，最大直徑約16米。㈡盾構(gòu)隧道埋深向超淺埋與超深度發(fā)展根據(jù)施工規(guī)范，盾構(gòu)隧道覆土必須大于盾構(gòu)直徑，但也不易過深，目前，也有些盾構(gòu)埋深超過60米。㈢盾構(gòu)施工自動程度越來越高目前，盾構(gòu)施工逐漸智能化，如管片選型可以有盾構(gòu)機(jī)自行選擇。㈣盾構(gòu)施工適應(yīng)地層越來越廣盾構(gòu)機(jī)必須適應(yīng)地層，根據(jù)施工總結(jié)，通過盾構(gòu)機(jī)優(yōu)化和增加各種功能，盾構(gòu)機(jī)可以通過改變掘進(jìn)方式來適應(yīng)更多地層。 盾構(gòu)施工工法簡介盾構(gòu)機(jī)施工工法主要有泥水盾構(gòu)施工和土壓盾構(gòu)施工兩種，但是，隨著施工技術(shù)的發(fā)展，盾構(gòu)施工工法也不斷開發(fā)出來，這方面，日本比較成功，日本盾構(gòu)主要有12種工法。 盾構(gòu)施工工藝及驗(yàn)收規(guī)范說明盾構(gòu)機(jī)施工工藝流程①盾構(gòu)選型②盾構(gòu)制造③盾構(gòu)工作井及配套設(shè)施施工④盾構(gòu)機(jī)組裝⑤盾構(gòu)始發(fā)⑥盾構(gòu)正常段掘進(jìn)⑦盾構(gòu)接收盾構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范說明我國目前有《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》，地方盾構(gòu)施工規(guī)范主要有北京和上海，他們比國標(biāo)要嚴(yán)格，主要是由于他們有自己的特殊環(huán)境。 盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)與驗(yàn)收㈠盾構(gòu)機(jī)選型與制造盾構(gòu)機(jī)的選型盾構(gòu)機(jī)要根據(jù)施工地層進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證盾構(gòu)機(jī)能順利完成施工任務(wù)，并能用在下一工地。盾構(gòu)機(jī)制造質(zhì)量驗(yàn)收盾構(gòu)制造過程中要進(jìn)行監(jiān)造，對制造質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，確保盾構(gòu)各功能滿足設(shè)計(jì)要求。㈡盾構(gòu)配套設(shè)施修建工作井修建⑴工作井定義：盾構(gòu)組裝、拆卸、調(diào)頭、吊運(yùn)管片和出渣等使用的工作豎井，包括盾構(gòu)始發(fā)井和盾構(gòu)接收井。⑵盾構(gòu)井設(shè)計(jì)形式盾構(gòu)井大多是設(shè)計(jì)在車站兩端，有些盾構(gòu)區(qū)間長或特殊情況下，可以設(shè)計(jì)在區(qū)間中間。⑶盾構(gòu)井施工標(biāo)段根據(jù)不同標(biāo)段劃分，有些盾構(gòu)井是屬于盾構(gòu)標(biāo)段施工，如果車站是其他標(biāo)段施工，則工作井施工為車站標(biāo)，無論盾構(gòu)井是否是本標(biāo)段施工，都要在盾構(gòu)進(jìn)場前施工完成。⑷盾構(gòu)始發(fā)井施工要求由于盾構(gòu)井是要吊裝盾構(gòu)，因此，盾構(gòu)井長度應(yīng)比盾構(gòu)主機(jī)長3米，比盾構(gòu)機(jī)寬3米。要滿足盾構(gòu)始發(fā)，則車站標(biāo)準(zhǔn)段必須要完成80米。⑸盾構(gòu)接收井施工要求盾構(gòu)接收井大小與始發(fā)井一樣，唯一區(qū)別就是，接收井只要自身完成則可，對于標(biāo)準(zhǔn)段施工長度無要求。⑹盾構(gòu)井驗(yàn)收無論是始發(fā)還是接收井，施工完后必須滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度，只有滿足設(shè)計(jì)要求，才能進(jìn)行始發(fā)或接收施工條件驗(yàn)收。盾構(gòu)基座加工⑴定義盾構(gòu)基座：用于保持盾構(gòu)始發(fā)、接收等姿態(tài)的支撐裝置。 ⑵設(shè)計(jì)要求盾構(gòu)基座的尺寸要滿足始發(fā)與接收要求，同時(shí)要有一定的剛度和強(qiáng)度，確保始發(fā)或接收過程中不易變形，因此設(shè)計(jì)中常常采用軟件進(jìn)行受力分析。⑶驗(yàn)收加工完后，必須按設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)收，主要是尺寸在誤差范圍，焊接質(zhì)量采用滲透探傷與外觀檢查，確保使用質(zhì)量。反力架⑴定義反力架：為盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)提供反力的支撐裝置。⑵設(shè)計(jì)要求反力架設(shè)計(jì)，主要滿足盾構(gòu)始發(fā)不變形，因此，需要對始發(fā)進(jìn)行受力分析，在始發(fā)最大推力上加一個(gè)安全系數(shù)。⑶驗(yàn)收加工完后，必須按設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)收，主要是尺寸在誤差范圍，焊接質(zhì)量采用滲透探傷與外觀檢查，確保使用質(zhì)量。渣坑建設(shè)⑴修建位置確定土壓盾構(gòu)施工渣坑修建在工作井四周，主要依據(jù)龍門吊的設(shè)計(jì)來確定位置，保證龍門吊能把渣吊到在渣坑里。⑵渣坑的大小一般一個(gè)工作井有兩臺盾構(gòu)施工，因此，渣坑的大小要能容納兩臺盾構(gòu)一天施工高產(chǎn)量。⑶驗(yàn)收渣坑施工完后，還要設(shè)置挖機(jī)通道，便于渣土進(jìn)行外運(yùn)，因此，要對挖機(jī)通道進(jìn)行安全驗(yàn)收，避免影響龍門吊工作。漿液站修建⑴修建位置確定漿液站主要是為盾構(gòu)掘進(jìn)提供同步注漿漿液，因此，位置要離盾構(gòu)井越進(jìn)越好，同時(shí)要滿足制造。⑵漿液站配置漿液站的大小要滿足兩臺盾構(gòu)高產(chǎn)掘進(jìn)，一環(huán)同步注漿至少需要9方。漿液站要配置水泥罐、粉煤灰罐、砂場和外加劑庫房，另外，還要在工作井中層設(shè)一儲漿罐㈢輔助工程端頭加固在軟巖或在透水性較強(qiáng)的基巖里，無論始發(fā)還是接收，端頭必須進(jìn)行加固。⑴加固方式選擇根據(jù)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，不同的地層有不同的加固形式，但加固形式主要旋噴加固、攪拌樁加固、袖閥管注漿加固、冷凍加固，鋼插板加固等。⑵加固范圍一般情況下，加固范圍為隧道四周3米，長度為9~10米。這個(gè)設(shè)計(jì)是管片長度為1~，現(xiàn)在管片加長，盾構(gòu)機(jī)也比以前盾構(gòu)機(jī)相對要長，因此，端頭加固長度應(yīng)該為盾構(gòu)主機(jī)長度再加上3~4米。在卵石層等特殊情況下，加固高度需要加固到地面，才能滿足安全要求。⑶加固質(zhì)量檢查加固后，一般需要抽芯檢查加固強(qiáng)固。并做滲透試驗(yàn)，要求滲透系數(shù)小于106m/d。⑷補(bǔ)救措施加固后，從設(shè)計(jì)理論上能滿足規(guī)范要求，但是，由于注漿加固有其許多技術(shù)難題，如旋噴加固越深，底部不容易旋噴咬合成一體，在強(qiáng)透水卵石層選則袖閥管滲透注漿容易形成盲區(qū)，粘性地層選擇攪拌樁加固不易攪拌成樁，因此，加固后，一般都需要進(jìn)行水平滲透補(bǔ)救注漿。聯(lián)絡(luò)通道加固聯(lián)絡(luò)通道一般采用礦山法施工，因此，軟巖地段或破碎基巖地段設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道，需要進(jìn)行加固。⑴加固地點(diǎn)選擇可以選擇地面加固或洞內(nèi)加固。⑵加固時(shí)機(jī)選擇地面加固，需要在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)前實(shí)施，如果采用洞內(nèi)加固，需要在盾構(gòu)通過后進(jìn)行施工，如果選擇冷凍，無論是在地面還是在洞內(nèi)，只能在聯(lián)絡(luò)通道施工前1個(gè)月進(jìn)行。⑶加固范圍如果采用地面加固，需要加固到整個(gè)隧道斷面內(nèi)，如果在洞內(nèi)加固，要根據(jù)地層而定，一般是開挖面外3米也要加固。⑷加固質(zhì)量要求聯(lián)絡(luò)通道加固要滿足加固體有一定強(qiáng)度，確保開挖面有一定自穩(wěn)性，還要有止水效果，確保開挖面不滲水。建筑物加固盾構(gòu)隧道難免會旁穿或下穿建筑物，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)形式與隧道相對關(guān)系，需要對建筑物進(jìn)行加固保護(hù)。⑴加固方式的選擇如果旁穿建筑物，可以選擇隔離樁加固，如果下穿建筑物，可以選擇斜向注漿加固。也可以選擇在隧道內(nèi)徑向注漿加固。⑵加固時(shí)機(jī)隔離樁與斜向注漿加固必須在盾構(gòu)掘進(jìn)前實(shí)施。隧道內(nèi)徑向注漿加固必須當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)后及時(shí)實(shí)施。⑶加固要求這種加固主要保證建筑物安全，其加固要求是使掘進(jìn)后沉降控制在允許范圍內(nèi)，這個(gè)允許值與建筑物基礎(chǔ)、高度和自身質(zhì)量有關(guān)。樁基托換盾構(gòu)施工常常需要截除樁基礎(chǔ)，但在截除前，需要進(jìn)行樁基托換。⑴樁基托換方法最常見樁基托換方法為樹根樁，現(xiàn)在也出現(xiàn)閥板與注漿聯(lián)合托換。⑵樁基托換方法的選擇樁基托換方法主要與樁的類型與受力情況來確定的，如果，盾構(gòu)需要截除的是多根鋼筋混凝土樁，那么，需要采用鉆孔樁對原來的樁進(jìn)行托換，然后人工破除原樁。如果盾構(gòu)可以直接截除樁基礎(chǔ)，可以選擇閥板與注漿聯(lián)合托換。⑶托換要求無論采用何種托換，其要求都是確保盾構(gòu)通過后，樁基礎(chǔ)不下沉、不破壞。特殊地層加固盾構(gòu)施工常常遇到淤泥層、溶洞、破碎帶等特殊地層，這種地層需要進(jìn)行預(yù)加固。⑴加固方式選擇淤泥層可以采用攪拌或粉噴加固，溶洞可以采用填充加固，破碎帶可以采用滲透注漿加固。⑵加固目的淤泥層加固，是為了盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制和成型隧道不變形，溶洞加固主要是防止盾構(gòu)磕頭或掉入溶洞，同時(shí)也是為了運(yùn)營安全，破碎加固主要是確保盾構(gòu)順利通過。⑶加固范圍淤泥層加固范圍是隧道下半部到隧道底以下3米；溶洞加固范圍是隧道四周5米，破碎加固范圍是隧道全斷面及隧道外3米。⑷加固要求淤泥層加固要求提高基底承載力；溶洞加固要求填充滿溶洞，并要求減少溶洞涌水通道，破碎加固要求是確保開挖面穩(wěn)定。㈣盾構(gòu)組裝盾構(gòu)組裝㈤盾構(gòu)始發(fā)定義盾構(gòu)始發(fā)：盾構(gòu)開始掘進(jìn)的施工過程。盾構(gòu)始發(fā)形式盾構(gòu)始發(fā)通常有直線始發(fā)和曲線始發(fā)。負(fù)環(huán)形式根據(jù)負(fù)環(huán)拼裝情況，可以分為滿環(huán)始發(fā)和半換始發(fā)。其負(fù)環(huán)管片是為盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)傳遞推力的臨時(shí)管片。止水簾布安設(shè)盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)敞開向土壓平衡過渡，因此，需要安設(shè)止水簾布，根據(jù)地層加固情況和盾構(gòu)大小，止水簾布有單層和雙層。簾布外為折頁翻版。始發(fā)前洞門破除⑴洞門破除原由由于始發(fā)洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)配有鋼筋，因此，始發(fā)前需要對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行破除，便于盾構(gòu)機(jī)刀盤安全。⑵玻璃纖維筋成功應(yīng)用在成都地層多為卵石地層，洞門破除風(fēng)險(xiǎn)大，通過引進(jìn)玻璃纖維筋，減少洞門破除，確保盾構(gòu)刀盤直接破除洞門。⑶長沙地鐵2號線玻璃纖維筋引用長沙地鐵2號線盾構(gòu)始發(fā)與接收洞門均采用玻璃纖維筋，但由于大多車站施工與盾構(gòu)施工不是同一單位，在玻璃纖維筋籠加工中，增加了鋼筋焊接來固定，這就給始發(fā)帶來隱患，因此，始發(fā)前需要鑿除鋼筋，其次是長沙地層相對較好，多數(shù)車站主體結(jié)構(gòu)為800~900mm厚，而且采用單層止水簾布，這就不能滿足盾構(gòu)始發(fā)，如果不破除一部分，刀盤就會把止水簾布切割壞，因此，2號線盾構(gòu)始發(fā)基本上都破除圍護(hù)結(jié)構(gòu)20cm。⑷長沙地鐵1號線洞門設(shè)計(jì)1號線洞門取消玻璃纖維筋，改為鋼筋，這是由于施工和設(shè)計(jì)原因造成2號線采用玻璃纖維筋也要破除一層圍護(hù)結(jié)構(gòu)，但是，這種只破除一層，對施工還是比較安全的，而且避免了第一層玻璃纖維筋堵塞螺旋輸送機(jī)的隱患。但是，1號線盾構(gòu)始發(fā)必須全部破除圍護(hù)結(jié)構(gòu)，特別是洞門位于砂卵石地層，風(fēng)險(xiǎn)較大。 始發(fā)注意事項(xiàng)盾構(gòu)始發(fā)主要施工風(fēng)險(xiǎn)，防止洞門密封失效，另外還要控制盾構(gòu)姿態(tài)，防止盾構(gòu)磕頭或隧道抬頭。㈥盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制⑴姿態(tài)定義通常指盾構(gòu)空間狀態(tài)，通常采用橫向偏差、豎向偏差、俯仰角、方位角、滾轉(zhuǎn)角和切口里程等數(shù)據(jù)描述。⑵盾構(gòu)姿態(tài)允許偏差盾構(gòu)本體滾動角要小于3176。；盾構(gòu)軸線偏離不能大于隧道設(shè)計(jì)軸線50mm.⑶姿態(tài)調(diào)整原則盾構(gòu)姿態(tài)要滿足隧道設(shè)計(jì)軸線，管片姿態(tài)要適應(yīng)盾構(gòu)姿態(tài)。⑷糾偏原則當(dāng)盾構(gòu)姿態(tài)出現(xiàn)偏差時(shí)，要采取“勤糾偏、少糾偏、慢慢糾”的原則。壁后注漿⑴定義壁后注漿：用漿液填充隧道襯砌環(huán)與地層之間空隙的施工工藝。⑵漿液選擇漿液有單一漿和雙液漿，一般日本盾構(gòu)采用雙液漿進(jìn)行同步注漿，國內(nèi)一般采用水泥砂漿進(jìn)行同步注漿。管片拼裝⑴定義管片：隧道預(yù)制襯砌環(huán)的基本單元，管片的類型有鋼筋混凝土管片、纖維混凝土管片、鋼管片、鑄鐵管片、復(fù)合管片等。防水密封條：用于管片接縫處的防水材料。⑵管片類型盾構(gòu)管片分通用性管片和特殊管片，所謂特殊管片就轉(zhuǎn)彎管片。長沙地鐵是采用楔形量為45mm的通用管片。⑶管片分塊一般盾構(gòu)管片分為3塊標(biāo)準(zhǔn)塊，2塊相鄰塊和1塊封頂塊。⑷拼裝形式管片拼裝分為通縫拼裝和錯縫拼裝，國內(nèi)除上海采用通縫拼裝外，其他采用錯縫拼裝。㈦盾構(gòu)接收定義盾構(gòu)接收：盾構(gòu)到達(dá)接收位置的施工過程。盾構(gòu)接收前準(zhǔn)備盾構(gòu)接收前需要檢查端頭加固效果，安設(shè)接收基座和止水簾布。接收測量盾構(gòu)掘進(jìn)還剩100m是進(jìn)行接收測量，對接收洞門進(jìn)行定位，同時(shí)對盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行測量，使盾構(gòu)順利按實(shí)際洞門方向進(jìn)洞。盾構(gòu)接收盾構(gòu)到達(dá)接收井10內(nèi)開始減速，主機(jī)進(jìn)入接收工作井后，快速密封管片環(huán)與洞門之間的間隙。㈧盾構(gòu)調(diào)頭和過站定義⑴吊頭：盾構(gòu)施工完成一段隧道后調(diào)轉(zhuǎn)方向的過程。⑵過站：利用專用設(shè)備把盾構(gòu)拖拉或頂推通過車站的過程。