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1、盾构始发风险控制及应急预案 盾构隧道施工 1 编制目的32 工程概况32.1工程地理位置32.2工程范围及主要工程量32.3盾构隧道工程周边环境42.4施工用水、用电42.5盾构隧道工程地质情况52.5.1工程地质52.5.2盾构始发段岩土参数61.5.3水文地质71.6工程设计71.6.1主体结构设计71.6.2盾构始发相关设计参数73 始发流程84 盾构始发施工风险情况分析94.1盾构进洞洞门钢环密封失效风险情况分析94.2盾构进洞端头处理不当风险情况分析94.3开挖面失稳风险情况分析94.4盾尾密封失效风险情况分析94.5盾构掘进轴线偏差风险情况分析104.6更换刀具风险情况分析104.
2、7其它风险105 风险评估105.1对工程的风险损失评分105.2对工程的风险概率评分115.3灾害风险评估矩阵115.4施工期潜在风险综合评估115.5风险转移126 盾构始发风险对策126.1 洞门钢环密封失效风险126.2 进洞端头地层处理不当风险对策136.3开挖面失稳对策146.4盾尾密封失效对策156.5盾构掘进轴线偏差风险对策156.6更换刀具风险的对策156.7其它风险及相应对策167 现场突发事件应急措施及应急预案167.1突发事件紧急救援组织机构与管理职责167.2应急救援预案197.3救援措施221 编制目的 通过分析盾构始发可能存在的风险及突发事故，编制出相应的应对措施
3、，最大限度的规避风险，减少可能产生的事故损失，确保盾构始发的顺利进行。2 工程概况2.1工程地理位置此处省略若干字2.2工程范围及主要工程量此处省略若干字详见图2.1 表2.1图2.1 #隧道工况示意图表2.1#隧道建设规模项 目起 点终 点长度(m)进口明洞DK104+730DK104+81080矿山法隧道DK104+810DK107+89230821#工作井DK107+892DK107+91523盾构法隧道1DK108+915DK109+39014752#工作井DK109+390DK109+40010矿山法开挖盾构拼装DK109+400DK109+832432盾构法隧道2DK109+832
4、DK110+96611342.3盾构隧道工程周边环境此处省略若干字2 盾构始发场地及其他相对位置关系图2.4施工用水、用电施工用水从市政供水管路接驳150mm水管引流至施工现场供生产生活用水。施工用电采用10kv架空线从深圳市福田区变电站接入现场授电点，通过箱变分配到盾构机、泥水处理系统、360T龙门吊、砂浆搅拌站。图2.3盾构始发场地平面布置图2.5盾构隧道工程地质情况2.5.1工程地质据地质钻孔揭露，#隧道1号竖井盾构始发地层为（8）1-3弱风化花岗岩，隧道上覆盖层厚度约为26.9m，其上依次为粉质粘土和填土。详见下图2.4盾构始发段地质柱状图。主要地层岩性描述如下： 人工填土层（Qml）
5、(1-2)素填土：褐红色、棕黄、灰黄、灰褐，多呈稍密状，稍湿，由扰动的砾(砂)质粘性土及少量碎石、砾砂组成。表层为混凝土路面及砂垫层。该层仅局部分布，分布层厚0.607.80m。标贯试验11次，击数为818击，平均9.0 击。 第四系冲洪积层(Qal+pl) (2-1)粉质粘土 褐黄色、灰白色，可硬塑，含少量砂质，粘性较强。在区间内成透镜状分布，一般厚约0.707.40m，顶板标高为5.1630.14m。标贯试验35次，击数为715击，平均10.5击。弱风化花岗岩：层序号为（8）1-3，肉红色，粗粒斑状结构，块状构造，岩质坚硬，节理裂隙发育，岩体呈块状及巨块状。为级次坚石。在#隧道盾构始发段D
6、K107+910、DK107+920处补勘2处，钻芯取样试验单轴抗压强度分别为150.36 Mpa、129.4Mpa。图2.4 盾构始发段地质柱状图2.5.2盾构始发段岩土参数#隧道盾构始发段的岩土参数，见表2.2#隧道盾构始发段岩土参数表表2.2 #隧道盾构始发段岩土参数表时代成因岩土名称地层编号天然重度粘聚力内摩擦角静止土压力系数地基系数（MP/m）渗透系数岩分级(KN/m)(kP)（度）竖向水平（m/d）Q4ml素填土(1)21810100.583.21.7Q4al+pl粉质粘土(2)1-21925150.53420.0095花岗岩(8)1-11930230.35850.055花岗岩(8
7、)1-22535260.18201425花岗岩(8)1-325800裂隙不发育段：0.5裂隙发育段：30.01.5.3水文地质 盾构始发段地层基岩岩性以弱风化花岗岩为主，节理裂隙较发育，岩体呈块状，岩体较完整，渗透系数K=0.080.55m/d，为弱透水地层。1.6工程设计1.6.1主体结构设计隧道使用年限：100年。主体结构安全等级：一级。按100年基准期超越概率10的地震参数进行抗震设计，按100年基准期超越概率2的地震动参数设防，并满足国防对铁路的要求。主体结构耐火极限不低于3小时。运营期隧道抗浮稳定安全系数：不考虑摩阻力时1.1，考虑摩阻力时1.2。结构允许裂缝开展宽度0.2mm，不允
8、许出现贯穿裂缝。防水等级：一级。1.6.2盾构始发相关设计参数盾构始发井：结构尺寸23m18m,最小结构净空21.6m16.6m，井深52.039m；始发段的长度150m，纵坡2.5%；盾构机后配套行走轨道中心间距7.3m，轨面距盾构隧道中心3.91m,加深段后配套行走基座高1.625m；管片（含负环）采用C50钢筋砼管片单层衬砌，每环管片沿环向分为9块，采用6+2+1形式，管片设计采用通用楔形管片，楔形量26mm。3 始发流程盾构始发流程见图3.1盾构始发流程图。安装反力架及支撑系统安装负环管片凿出洞门喷射混凝土封闭层安装洞门钢环、浇筑洞门环梁混凝土安装洞门密封完善洞门密封装置建立泥浆压力盾
9、构机负载调试 盾构机通过洞门密封后同步注浆盾构正常掘进 后配套推进加深断面组装定位、安装、制作始发台盾构机下井、组装盾构机空载调试轨道铺设竖井内预埋件的安装后配套行走基座混凝土浇筑竖井始发托架安装 图3.1 盾构始发流程图4 盾构始发施工风险情况分析盾构进洞的安全是盾构法隧道施工一个非常重要的环节，目前，国内盾构法隧道多起事故均发生在盾构进洞上，主要表现在盾构进洞端头地层的加固（加固方案、加固范围等）、盾构进洞盾构姿态的控制、良好的泥水平衡的尽快建立、洞口密封等方面。本工程盾构进洞端头地层主要为粉质黏土层和砂层，地质条件比较差，且覆盖层较薄，同时环境保护要求非常高。选择合理可靠的端头地层加固方
10、案、良好可靠的密封止水装置对盾构安全进洞至关重要。盾构进洞时的主要风险为：盾构进洞端头地层处理不当，盾构在进洞时工作面可能产生突然涌水、涌砂，大幅度地面沉陷，隧道上方的建筑物（管线）损坏。始发基座定位不够准确、反力架刚度不够，可能使盾构一进洞就偏离设计轴线。4.1盾构进洞洞门钢环密封失效风险情况分析 盾构机进洞始发时可能产生洞门密封失效，隧道端头产生泥浆泄露现象。4.2盾构进洞端头处理不当风险情况分析盾构机进洞始发端头的加固不稳定，导致盾构机受力不均，盾构姿态发生变化，产生掘进轴线变化，更有可能破坏掘进刀盘。4.3开挖面失稳风险情况分析泥水加压式盾构在掘进过程中，泥水不断循环，开挖面的泥膜因受
11、刀盘的切削而处于形成破坏形成的过程中。由于地层的变化等因素，开挖面的平衡是相对的。在泥水盾构施工中，合理进行泥水管理、切口水压管理和同步注浆管理，控制每循环掘削量是开挖面稳定的必要保证，泥浆特性必须适应地层的变化而及时调整，合适的泥水质量和泥水压力对于开挖面稳定是至关重要的，而对于盾构掘进前方一些不确定的地质因素，显然存在一定的风险。其产生的后果主要为：(1)致使前方地表产生较大隆起或沉陷。(2)工作面前方遭遇流砂、涌砂或发生管涌，盾构将发生磕头或突沉。(3)推进过程中出现超浅覆土将导致冒顶，泥水冒溢等事故。(4)承压水引起突然涌水回灌，盾构正面塌陷。(5)地表产生较大变形，危及地表的安全。4
12、.4盾尾密封失效风险情况分析盾尾密封主要是防止地下水、泥水和壁后注浆浆液渗入盾壳后部，确保开挖面的稳定和盾构的正常掘进。由于盾尾密封装置随盾构移动而向前滑动，当其配置不合理或受力后被磨损和撕拉损坏时，就会使密封失效，隧道涌水涌泥，从而造成开挖面失稳，因此盾尾密封装置的耐久性、密封性能以及能安全方便的更换是盾构施工中一个特殊而重要的问题。盾尾密封失效的后果：注浆浆液、地层中水、砂流入隧道，造成地表过大沉陷，从而危及地表安全。4.5盾构掘进轴线偏差风险情况分析始发基座定位不够准确、反力架刚度不够可能导致盾构掘进轴线偏差致使盾构机超挖或欠挖。盾构出泥量控制不准确会导致掘进轴线偏差。4.6更换刀具风险
13、情况分析原有的泥水平衡被打破,掌子面土体容易坍塌,导致作业人员伤害,引起地面坍陷。4.7其它风险4.7.1工作井和盾构隧道受暴雨威胁情况分析#隧道盾构始发场地，地处深圳市福田区上梅林，深圳市公安局第二看守所、在建的深圳市公安局第四看守所与梅林山脚的三角形平地上。按照盾构井所处的地理位置，盾构始发井东高西低，雨水会顺着地势走向涌入盾构始发井内，如果井口防护不到位，竖井内水泵抽排能力不足，地表水就会从井口灌入。轻则会影响到施工，造成施工生产停止；重则会淹没整个隧道和盾构机，造成无法估量的经济损失。4.7.2火灾风险情况分析主要风险是：一旦发生火灾，火势一时不能扑灭、人员不能安全疏散、盾构机设备损坏。5 风险评估5.1对工程的风险损失评分表5.1 风险严重度（风险后果）分类表描述语分类定义采取相应措施后果可忽略的更少地引起次要结构、次要系统或环境的破坏，更少伤人、更少职业病害可不采取控制措施后果较轻的次要结构、次要系统或环境的破坏，轻度伤人、轻度职业病害可适当采取措施后果严重的主要结构、主要系统或环境破坏，重度伤人、重度职业病制定有针对性的措施，并经过评估灾难性后果结构破坏、系统失效或严重的环境破坏，人员死
