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1、5.1.1突水涌泥风险5111概述突水涌泥不仅在施工中会危及隧道施工的安全，影响进度，一旦采取的措施 不当，还会造成在运营阶段出现一系列的问题，给人们的生活造成极大的损失， 具体表现在：1）掩埋隧道，毁坏机具，造成施工中断以及人员伤亡；2）引起 地面沉降或塌陷；3）造成水资源枯竭，水质变差，周围水体受污染；4）运营 后隧道维修频繁，干扰正常交通。5112水底隧道施工突水形式不同的划分标准，水底隧道突水形式分为不同的种类。（1）构造揭露型突水水底隧道的不良地质体构造主要是指断层及地层结构界面，尤其是不良地质 体两侧的界面，是水底隧道施工中最为薄弱的环节之一，通常易于通水，而且对 施工的影响较大。
2、该类界面所造成的突水通常有3种表现形式：1）在没有确切探明的情况下隧道开挖面已接近含水界面，这样势必造成渗 水，严重时出现突涌水；2）由于隧道开挖的影响使原不透水的界面出现错动或局部错动，引起透水；3）虽对结构界面进行注浆加固等处理措施，但由于效果不可靠或加固范围 不足以抵抗水压力，也会造成透水。（2）地层过度变形突水隧道上覆地层变形对隧道透水的影响主要表现在2个方面：一是由于地层 的过度变形造成破坏后使其失去隔水功能，从而诱发透水；二是由于地层沉降的 不协调造成松动和地层膨胀，渗透系数成量级增大，进而透水。（3）地层坍塌突水地层坍塌是不良地质段隧道施工中一种常见现象，坍塌规模存在较大差别，
3、因而对隧道施工的影响也不同，且小范围的坍塌不作及时处理则可诱发大范围的 冒顶。在水底隧道施工时地层坍塌还可造成河（海）水的涌入而诱发事故，坍塌 范围较大时还可能直接与海水沟通。5113突水涌泥控制对策突水安全风险贯穿于水底隧道建设全过程，而各阶段的风险对随后阶段具有 单向的累积影响效应，因而，对水底隧道的突水风险控制也不应局限于某个阶段， 而应从整个建设过程宏观地进行控制。针对水底隧道建设期全过程各阶段的安全 风险因素特点，制定相应的突水安全风险控制措施。1）规划阶段的核心安全风险来自于地质勘察的局限性和误差以及由此引起 的水底隧道选线不合理，而基于风险系数的平、纵断面选取是规避这一风险的有
4、效途径。2）设计阶段是在规划阶段的基础上力争对项目各个方面进行优化和完善的 阶段，其核心安全风险因素包括隧道断面形状选择、开挖方法及衬砌参数的选取。3）施工阶段是水底隧道的具体建设过程，该阶段的安全风险来自于规划和 设计阶段的风险累积，而长短结合、综合探测、钻探为主”的勘测思想不仅是对 前两阶段勘察的补充，同时也是减小由地质条件不确定性引起的累积风险发生概 率的有效途径。在此基础上，严格的施工质量控制、建立安全可靠的监测系统及 相应的应急预案是该阶段安全风险控制的主要措施。具体实施措施有以下几点：1）超前地质预报由于水底隧道工程地质条件具有多变性和不可确定性，水底隧道施工是一项 具有高风险的工
5、程。为此，要做好工程地质、水文勘察与超前预报，提高遇险应 变能力，做出与工程实际相结合的、合理可行的技术措施和应急预案，解决好工 程探水、治水和防塌三大技术难点。2）超前预注浆加固预注浆法加固地层的基本原理是利用软弱、松散地层的可渗透性，用人工的 方法将胶结材料注入地层，使其扩散胶凝或固化，以达到对软弱围岩、断层破碎 带、含水构造体加固地层目的的辅助施工方法。3）冻结法地层冻结法是采用人工制冷固结不稳定松散砂土地层或软岩地层，并隔断地 下水的施工方法。采用盐水或液氮及冷冻技术在地层内形成临时冻土带，使其成 为施工作业区的围护结构和防渗墙，以便工程能安全顺利施工，这类辅助施工方 法称为冻结法。该
6、类辅助施工方法的缺点是造价较高，一般仅在施工难度较大的 局部地段采用。4）防水的应急措施在可能出现突水的不良地段开挖之前，在地质条件较好的地段设置防水闸 门。一旦施工前方发生不可控制突水，施工人员应迅速撤离到安全地段，迅速关 闭防水闸门，把发生突水地段与后方隧道隔开;在隧道施工中建立突水监测系统， 实时监测由于开挖影响而使隧道上覆岩层的应力、应变以及裂隙水压发生变化。 通过计算和综合分析监测数据，可提前预测可能发生隧道突水的危险地质地段。5.1.2隧道工期风险5121工期风险的分类及后果工期风险分工期提前风险和工期延误风险，无论是工期提前风险还是工期延 误风险，对于整个工程来说后果都是相当严重
7、的。只有提前找到这些风险并加以 控制或转移，才能保证的顺利完工。工期延误的后果：1、工期延误会导致人力、物力的增加，也就会使直接费 用增加；2、工期延误会造成很大的社会影响；3、某一环节的工期延误，会导 致整个系统工程的使用延迟；4、对整个隧道结构的耐久性产生影响实际工程中，往往由于各种因素使工期提前，而由于工程提前造成的直接工 程事故和潜在事故不胜枚举。工期提前的后果：1、工程质量不合格；2、资金投入超额；3、工程事故增 加，造成环境影响增大。5122工期风险源种类影响隧道工期的因素很多，且关系复杂。由于人们的认识不足，无法确认事 件的预期结果及其发生的概率，导致了风险因素的存在。具体到影响
8、工期的风险 因素，有如下几点：1、气候风险源；2、施工环境风险源；3、材料风险源；4、 资金风险源；5、质量安全事故风险源；6、机械故障风险源。另外，还有设计风险源、规划风险源、动拆迁风险源和各种客观因素都会造 成工期的延误。规划设计风险主要包括路线规划不当和结构设计不当风险。动拆 迁风险主要是指在进行建筑物拆除过程中遇到阻碍，致使工期延误。除此之外， 施工单位自身管理水平对工期风险也有很大的影响。经分析，刀盘、刀头磨损，地基处理不当，管片就位不准，液压推进系统漏 油，注浆压力控制不当和管片质量不合格等风险因素是关键风险因素，在风险管 理过程中，要针对这些因素提出合理的控制措施，有效的控制这些
9、因素，工期延 误的风险就会大大降低。5.1.3洞口附近风险5131概述国内外盾构施工经验表明：盾构法隧道多起事故均发生在盾构进出洞上，主 要表现在盾构进出洞端头地层的加固（加固方案、加固范围等）、盾构姿态的控 制、良好的泥水平衡的尽快建立、洞口密封等方面。盾构机进出洞时的主要风险 为：盾构进出洞端头地层处理不当，盾构在进出洞时工作面可能产生突然涌水、 涌砂，不能及时形成压力平衡，大幅度地面沉陷，盾构机被掩埋，工作井周边构 筑物损坏，始发基座定位不够准确，反力架刚度不够，可能使盾构机一出洞就偏 离设计轴线。5132洞口附近风险控制对策1）、盾构进洞的准备工作：a. 安装洞口密封装置；b.铺设盾构
10、机移动托架的轨道；c.部分凿除洞口 处的临时墙；d.在接受井内准备砂袋、水泵、水管、方木、风镐等应急材料或 工具；e.准备洞内与接受井内的通讯联络工具；f.准备好接受井内的照明设备。 完成以上准备工作后，盾构机方可进行最后的进洞阶段掘进。2）盾构出洞的准备工作：a. 地面准备工作1、建立井上井下测量控制网；2、根据出洞场地的条件及相关设计要求， 确定反力架，负环管片及盾构基座的尺寸并进行生产；3、对全体施工人员进行 岗位培训；4、备齐盾构出洞及前期掘进所需的材料，设备及机具。b. 井下准备工作1、地层加固，为保证地层加固的效果，地层加固应在盾构开始掘进前完成， 并确保地层加固段具有一定的强度，
11、保证出洞施工的安全。2、对洞口中心进行复核，在盾构机进行组装前必须对洞口中心位置进行复 核，以保证盾构始发方向正确。3、盾构基座的安装，盾构组装前，按设计将盾构基座安装好，盾构基座的 安装应注意出洞段隧道所处的线路平、纵面曲线条件，确保盾构中心轴线的坡度 与隧道设计轴线坡度相适应，考虑到隧道后期沉降因素，洞口处盾构中心轴线坡 度可比设计轴线略高。4、反力架、负环管片的安装：在盾构机组装完成后，按设计要求对盾构机 精确测量定位后拼装反力架和负环管片为盾构推进提供反力。负环管片根据实际 情况，随盾构的推进逐环拼装盾构反力架，负环管片的整体倾斜度应与盾构基座 的安装坡度一致以保证盾构机出洞姿态的准确
12、，在对反力架固定前应按设计对其 进行精确的定位，反力架通过预埋件与竖井结构连接起来，负环管片紧靠在反力 架上以保证受力均匀。为保证管片点位的准确，拼装第一环负环管片时一定要精 确控制好拱底块的位置，反力架和负环管片在盾构后座顶力作用下应满足强度和 刚度的要求，特别要防止反力架和负环管片出现过大的位移；盾构基座导轨必须 顺直，严格控制标高、间距及中心轴线，负环管片四周施作临时支撑连接在井壁 结构上，确保负环管片受压时的线形和稳定。5、洞口止水装置的安装：竖井施工时在洞圈预埋环状钢板，盾构始发前在 洞圈安装帘布橡胶板，压板（防止帘布橡胶板翻转）等组成的密封装置，作为施 工阶段临时的防泥水措施，同时
13、为了防止盾构始发掘进时土体或水从间隙处流 失，盾尾进入土层后，调整压板进行壁后填充，注浆。3）进出洞段加固技术盾构进出洞段地基加固是指封门临时墙外一定范围内土体的加固处理，不论 是松散的砂土，还是饱和含水软粘土，自身缺少自稳性和防水性，一旦有临空面 时，土体可能产生大量的坍塌、涌水，使施工无法进行，所以在施工前必须进行 预处理。以保证地层的稳定，防止地下水流入。目前，国内外盾构进出洞段加固采用的方法主要有高压喷射注浆、深层搅拌 桩、化学注浆、井点降水、冷冻法等。经比较分析，本工程推荐采用高压喷射注浆和化学注浆法。冷冻法加固也有 较多的小规模工程实例，但冷冻法有地下水流速不宜超过12 m/h的限
14、制， 还要进行冻胀防护，费用较贵。高压喷射注浆法通过小口径喷嘴喷出具有强大破坏力的高压射流，在极短的 时间内对地基进行切削，然后使切削部分的泥沙和注浆材料混合形成硬化物。注 浆材料一般为水泥系列。施工深度可达到40 m以上。化学注浆法是将具有凝固性质的化学材料通过注浆管灌注到地层中的指定 部位，以提高地层的止水性能和强度。该方法由于作业性好，且可以只对指定范 围进行改良，故应用广泛，主要使用水玻璃类材料。通过化学注浆加固增大了地 基的粘聚力，按粘性土的特性和注浆参数，粘聚力的增加一般不超过104Pa。 化学注浆施工深度可达50 m以上。两种施工方法均可用于粘土及砂层，加固效果可靠。一般情况下高
15、压喷射注 浆更适合于加固砂性土地基，达到的多项指标满足要求，费用比化学注浆低。化 学注浆相对适合于加固粘性土地基。这两种方法是目前盾构进出洞段加固采用较 多的两种工法。4）洞门混凝土凿除洞门混凝土凿除是盾构施工期间重大风险点之一。洞门混凝土凿除前一个 月，在洞门内打观测孔观察洞门外部正面土体的加固效果。观测孔要能穿透内衬 结构和地下连续墙并能切实反映地基加固状况，如果发现漏水浑浊且有砂带出， 则需要重新进行补充加固，直至确保加固体达到要求。盾构机调试完成后，全部 盾构施工小组成员即进入整机待发状态，同时洞门混凝土凿除施工组开始进行洞 门混凝土凿除。a、注意事项：1、通过打探孔，确认旋喷桩加固达
16、到设计强度，并与围护结构完全胶结后 方可进行完全破壁；2、在整个作业过程中，有专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患， 确保人身安全；3、对洞门的密封止水装置采取必要的保护措施。4、在洞门混凝土凿除过程中，若发现有渗水点，要及时进行封堵，以防水 土流失，影响前方土体稳定；5、洞门混凝土完全凿除后，盾构机应立即前靠，时间不宜过长。b、预防措施：盾构机出洞范围内地基加固比较硬，正面土体不容易塌方，因此主要的风险 因素是加固土体与地下连续墙的外侧表面结合不好及加固桩之间的密实度未达 到施工要求等。如果出现上述不良因素，则很容易造成凿除洞门混凝土是产生涌 水、涌沙现象，所以要做好如下预防措施：1、
