盾构施工风险控制和安全管理.ppt

采用始发钢套筒技术 下盖 上盖 与预埋钢板过渡环（洞门处密封） 下盖 上盖 加强环梁 （三)盾构掘进 施工特点： 　　隧道盾构法施工是一项风险性较大的施工方法，建设部将隧道施工评估为高风险的行业，盾构施工人机交错的特征十分明显，起重伤害、电机车伤人、机械伤害、高处坠落等多种事故发生的可能始终贯穿着施工的全过程。机械设备高频率运转等客观因素注定了安全管理监控具有较高的难度。盾构施工工序流程达到十几个，覆盖面相当广，其中有多个部位被列为安全重点部位。垂直运输、水平运输、管片拼装都是人机交错、危险性很高的工序,且属于长时间的连续作业，一旦轻视、疏忽就会发生重大安全事故。 施工主要风险： 隧道盾构施工重要风险部位流程 管片堆场 垂直运输 水平运输 车架段交叉作业 管片拼装 盾构施工工序复杂，安全问题突出，在管理部位施工过程中，必须由安全终端责任人和专职安全员进行旁站、监控。 杭州地铁盾构到达安全事故 杭州地铁盾构到达安全事故 杭州地铁盾构到达安全事故 杭州地铁盾构到达安全事故 杭州地铁盾构到达安全事故 照片3 钢套筒后端盖图片 后端盖 谢谢大家 * * * * * * 8888 * 8888 * * * * * * * * * * * * * 盾构选型风险 软土地层盾构机与复合地层盾构机 复合地层盾构机特点 （5）主轴承寿命一般要求较高 （6）对于土压平衡盾构，一般需配置渣土改良系统 （7）对于泥水加压平衡盾构，一般需配置破碎机 （8）刀盘、盾壳要选用较好的钢材制造（如Q345） * 盾构选型风险 土压平衡与泥水加压式盾构机 （1）在富水破碎复合地层或水下隧道通常选用泥水加压式盾构或气垫式泥水盾构，在复合地层掘进气垫式泥水加压盾构一般在气压舱安置破碎机，目前破碎机存在工效低（5次/min）、可靠性差的缺陷。某水下工程采用气垫式泥水加压盾构施工，在穿越岸上一港口时因破碎机失效，堵管、泥浆循环不畅，造成地面塌陷。 图5 破碎机在气垫式泥水盾构机中的配置示意图 * 盾构选型风险 土压平衡与泥水加压式盾构机 （2）地下水渗透系数低的复合地层一般选用土压平衡盾构，对于抗压强度较高的岩层，目前选型存在两种不同观点，一种观点是应选用土压平衡盾构，方便更换刀具；另一种观点是考虑到泥浆对刀具的刀刃起到润滑作用，减少刀具磨损，应优先选用泥水加压是盾构。有待于工程实践作进一步论证。 （3）为了更好控制掌子面和地面稳定应选用气垫式泥水盾构，但目前在国内还未真正了解其作用机理，所以未能更好发挥其控制沉降作用。 * 主轴承和刀盘驱动系统风险 主轴承风险 （1）当主轴承出现不可处理的破损，对于硬岩全断面联合掘进机，可在自稳围岩中扩洞更换，而在软土和复合地层中盾构难以遇到自稳围岩，加固土体扩洞代价甚大，难以更换主轴承。 （2） 对于盾构主轴承可否参照硬岩TBM（全断面联合掘进机）按半荷载设计原则进行选型，尽量选用高寿命轴承和高扭矩和耐冲击的传动系统，从而降低主轴承风险。 * 主轴承和刀盘驱动系统风险 刀盘驱动系统风险 （1）刀盘驱动系统破坏在施工过程时有发生，某工程发生八台驱动装置行星齿轮减速器太阳齿轮同时破坏，停工年多等待更换。 （2） 对复合地层盾构刀盘驱动系统末级传动副，行星齿轮减速器的输出端小齿轮如能采用简支结构，可减少悬臂结构带来风险。 图6 行星齿轮减速器输出端简支结构的小齿轮 * 三大密封风险 主轴承密 ? 主轴承密封失效，主轴承就会先损坏 ? 合适的多道耐磨密封形式、功能完善可靠的润滑和冷却系统是降低主轴承密封风险的重要因素。主轴承密封寿命要高于主轴承寿命 图7 主轴承密封示意图 * 三大密封风险 中折密封 ? 在设置中折装置的盾构中，中折密封是否可靠，关系到砂水是否涌进盾构机内，在高水压软弱地层显得特别重要 ? 中折装置及其密封设计必须适应盾构机在曲线隧道掘进要求 ? 进一步解决充气临时密封止水带可靠工作问题 图8 中折密封示意图 * 三大密封风险 盾尾密封 ? 盾尾密封是否可靠，亦关系到砂水是否涌进盾构机内，同时亦确保盾尾同步注浆及管片环二次注浆质量及浆液是否涌入盾构机内 ? 多道密封形式设计应合理，密封刷应耐磨工作可靠，进一步解决充气临时密封止水带可靠工作问题，使其有助于更换密封刷 图9 盾尾密封示意图 选型不当实例 某刀盘刚度不足，中心部位凹陷 － 结构、功能、刀具、开口率等。 某刀盘强度不足，局部碎裂 盾构机选型和配置风险 人、机、地质等风险叠加 泥饼； 喷涌； 姿态失控－明挖法修复盾构隧道； 压力平衡失控（高土压、欠土压、“拉风箱式”）； 叠加风险 刀盘面板结泥饼 明挖法修复超限盾构隧道 喷涌 人、机、地质等风险叠加 滞排； 铁板沙； 叠加风险 * 南京长江隧道，采用饱和气压作业法