基于地铁隧道施工盾构进出洞风险控制

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　　摘要：盾构施工工程风险最大的阶段当属盾构进出洞，如某个方面工作不到位或出现失误，都将造成重大的工程事故，所以决不可掉以轻心，必须每道工序每个环节都要认真组织、精心安排，严格控制作业流程，充分进行盾构进出洞应急演练，发现不足项立即整改完善，确保盾构进出洞安全。根据我在工作中长期的摸索总结，体会到盾构机进出洞必须要做好如下几项重点工作。
　　关键词：地铁隧道施工盾构洞门加固风险控制
　　
　　1、基础工作要高标准、严要求
　　 盾构始发出洞，标志着区间隧道正式进入盾构掘进施工阶段，而盾构接收进洞则标志着该隧道掘进即将结束，人、机、物、料、环必须全部组织到位，任何环节出现问题均有可能给盾构进出洞带来影响。人员组织要到位，队伍素质要过硬，在遇到突发事件时能冲上去顶得住，不怕苦不怕累，服从命令听指挥。要有清晰有序的劳动力组织系统，这样的队伍才能保证完成各项工作任务。机械设备要完好，尤其在盾构进出洞和穿越重要建筑物时，机械设备的完好关系到工程风险的大小，盾构机如在洞门口发生故障，无法把盾构机整体推入土体，无法封闭洞门，则会给洞门渗漏带来极大风险。如果洞门所处地层为含水量大的砂质土中，则风险更大，很容易造成涌水涌砂的可怕局面，杭州地区大部分就是砂质土地层，对盾构进出洞更要谨慎关注，如工作失误或准备不充分就会造成重大工程事故。施工必备的物体主要是始发基座和反力系统的安装，安装基座的质量对始发工作成败或好坏起到关键的作用。始发基座不正，加固不稳不牢，都将给盾构出洞带来较大安全隐患。基座不正，造成注浆龟壳挤碰洞门钢板圈，致使洞门密封圈帘布条拉碎，产生漏水漏泥现象。加固不稳不牢，就会使基座和反力系统失稳，造成重大安全事故，损失巨大。
　　材料要到位，生产材料和应急材料都应该在始发前准备齐全，防止因材料短缺而造成盾构始发掘进停止或因应急材料不足而导致耽误抢险的最佳时机。环境的整洁安全也是十分重要的，盾构两边走道安装要到位，基座两侧人行道铺设要牢靠，防止人员在走动时或抢险时发生危险。人、机、物、料、环是一个整体系统，哪一方面都很重要，稍有疏忽都有可能引起工程风险和事故。所以高标准严要求、做好每一岗位每一环节的基础工作，对盾构安全始发及接收具有极其重要的意义。
　　
　　图1杭州2号线5标盾构接收井进行检查验收
　　2、洞门加固质量要严格控制
　　 洞门加固质量好坏关系到盾构能否顺利进出洞。洞门加固目前常用的主要有两种方法：一种是三轴搅拌桩和高压旋喷桩洞门加固法；第二种是冷冻洞门加固法。其中前者的高压旋喷桩施工质量尤为关键，在进行高压旋喷桩施工时，钻机定位要准确，桩位间距要符合设计要求，喷浆提升要均匀，要严格按审批的施工方案精心组织施工，达到每根桩都优质成桩，确保各桩之间咬合严密，没有渗漏水现象，保证洞门加固满足盾构始发和接收之安全需要。
　　
　　 杭州2号线首台盾构始发出洞
　　3、洞门探孔要尽可能密集，如有渗漏点要补充加固
　　 洞门加固的区域主要是构筑一道盾构进出洞防涌水、防涌砂的屏障。在洞门加固质量不好的情况下，要坚决克服进出洞冒险侥幸心理，必须及时有效地进行洞门的补充加固。在盾构始发或接收前，要对洞门进行打孔探测，一般地层比较好的打“十字型”5个探孔，上下各一个，左右各一个，中间一个；如地层比较差，特别在砂质土层含水量又比较多时应该打“米字型”9个探孔，为确保探孔检测洞门渗漏水的准确性，根据我在长期施工实际中的经验，特别在杭州地区含砂含水较多的地层更应该视洞门实际情况进行加密打探孔，以仔细检测洞门加固质量是否存在渗漏（涌）水现象，如一旦发现，就要不惜时间和材料代价进行双夜浆注入洞门连续墙内的补加固，只有这样才能达到盾构进出洞的安全要求。
　　
　　4、盾构进出洞推进参数选定要科学合理
　　 盾构出洞段掘进参数在本区间是没有参照性的，只有根据理论和以前在工作中积累的经验进行设定。如盾构出洞段掘进参数设置错误或偏差较大，在搅拌桩加固质量不好的情况下，或欠挖而使地表隆起和超挖而使地表沉降，还有附近地面有建、构筑物，就会造成建、构筑物开裂或倒坍等现象。在盾构穿出洞门加固区或盾构接收进入加固区时都要根据地面监测数据，及时调整各种掘进参数，以确保盾构掘进中地面土体保持稳定，使地面沉降量最小。在杭州九堡至九堡东站区间隧道施工中，我们穿越了四栋条形浅基础四层民宅楼时，地面及建筑物沉降控制在-4mm以内，是目前杭州地区控制沉降技术比较好的，曾受到杭州地铁集团丁成刚董事长和上海隧道股份盾构公司顾春华总经理及同行专家的好评。
　　
　　5、洞门封闭要及时、牢固
　　 盾构完成进出洞后，对洞门进行及时、牢固地封闭是确保洞门长期安全的重要一环。在盾构出洞盾尾进入洞门圈铰链板帘布条后，要对洞门进行及时封堵，封堵质量要坚实牢固，即使洞门当时没有渗漏水现象，也要把它作为重大风险源，给予认真地封堵。在盾构进洞盾尾拖出土体离开洞门钢板圈上的铰链板帘布条后，无论洞门渗漏水大小，都要及时对洞门及时封堵，盾构进洞比出洞风险更大，在盾构刀盘快至洞门圈时，没有正面的物体可阻挡其内部泥水涌出，所以必须要更加注重风险的防范，保证盾构顺利进洞。
　　盾构进出洞是每条隧道在施工中两个风险最大的环节，必须事先要有充分详细的技术方案和应急抢险措施，充足的应急抢险物资，以备出现风险事件时，能及时消除风险，确保盾构进出洞处于安全可控状态中。
　　在实践中，许多发生盾构进出洞事故的，大部分是对盾构进出洞风险的危险性没有足够的认识，麻痹大意，抱着侥幸冒险心理造成的。
　　
　　6、应急方案要全面，应急演练要系统
　　 应急方案的编制要全面并且要有针对性，必须包含这些子系统：完善的应急组织管理指挥系统；强有力的应急工程救援保障体系；综合协调、应对自如的相互支持系统；充分备灾的保障供应体系；体现综合救援的应急队伍等。应急方案编制好后，要进行全面演练，演练的目的主要是找出各个环节存在的问题，加强协同作战抗灾能力。在应急抢险中，小小的一个失误或考虑不周，都将会引发重大的安全事故。如聚氨脂泵是否正常运转及各方面性能是否完好，电源及备用电源是否到位，注浆头是否充足，接口是否合适，注浆管路是否通畅，操作人员操作是否熟练等等，都将关系到应急抢险的效率、效果和成败。应急演练要做到在现场盾构进出洞端头井内实地演练，没有事要当做有事的来演练，假戏要尽可能真做。只有演练充分，才能保证发生应急抢险事件时，达到高效安全的目的；才能发现问题，及时改进完善方案，以确保应急方案的实用性，避免在抢险过程中出错而引发不必要的麻烦和损失。总之，盾构进出洞是盾构施工中风险最大的环节之一，每个工作岗位每道工序必须认真严谨，才能做到避免风险，确保盾构进出洞安全顺利。
　　
　　 图3 事故应急演练双液注浆堵漏
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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