盾构施工风险控制 .pdf

盾构施工风险控制 近年来，国内地铁区间隧道大量采用盾构法施工，盾构技术有了长足进步，但盾构施 工事故还是时有发生。在盾构施工中地质是基础，设备是关键，人是根本。避免事故的核 心是对风险进行辨识，采取有效措施，阻止或降低风险的发生。 一、盾构进出洞风险控制 盾构在工作井内始发掘进必须凿出预留洞口的钢筋混凝土后，才能将盾构推入洞口， 盾构刀盘转动切削洞口外土体。由于凿出预留洞口的钢筋混凝土需要较长时间，洞口土体 暴漏时间过长会引起土体坍塌进入工作井，影响盾构始发；如遇含水饱和的砂性土，极易 引起大量水涌入工作机，造成严重的工程事故，延误工期和造成巨大的经济损失。尤其是 大直径盾构由于埋设大和洞口面积大，盾构始发的风险更大。需采取以下措施 ： ①从设计上加强端头加固措施，如在端头洞门增加排素混凝土桩 ，端头加固选用效果 较好如三轴搅拌桩的施工方案。 ②对于富水地层 ，必须采用降水措施。 ③对端头加固加固效果进行检测 ，确保端头加固的整体性和抗渗性满足设计要求。加 固体与井壁密封性不能出现缺陷点。 二、 小曲线半径地段盾构施工风险控制 小半径曲线上推进时，土体对盾构和区间的约束力差 ，盾构轴线较难控制。同时由于 曲线半径过小，使得掘进时盾构机向曲线外侧的偏移量增大，对管片拼装造成一定影响。 施工中严格控制油缸的分区推力，适时调整盾构姿态，严格控制盾尾间隙。小半径曲线盾 构掘进时，要采取以下措施： ①盾构测量 盾构在小半径曲线段推进时，增加隧道测量的频率，确保盾构测量数据的准确性。通 过测量数据来反馈盾构机的推进和纠偏。在施工时实施跟踪测量，确保盾构机良好的姿态。 由于隧道转弯曲率半径小，隧道内的通视条件相对较差，需多次设置新的测量点和后 视点。在设置新的测量点后，严格加以复测，确保测量点的准确性，防止造成误测。同时， 由于盾构机转弯的侧向分力较大，易造成已成环隧道的水平位移，所以必须定期复测后视 点，保证成型隧道位置的准确性。 ②盾尾间隙控制 小曲率半径段内的管片拼装至关重要，合理的盾尾间隙有利于管片拼装和盾构进行纠 偏。 施工中，及时测量盾尾与管片间的间隙，一旦发现单边间隙偏小时，及时通过对盾构 推进方向的调整，使得盾尾间隙基本相同。 在管片拼装时，根据盾尾与管片间的间隙进行合理调整，确保管片与盾尾间隙的合理 ， 便于下环管片的拼装，也便于在下环管片推进过程中盾构能够有足够的间隙进行纠偏。 根据盾尾与管片间的间隙，合理选择楔型管片。小曲率半径段掘进时，当无法通过盾 构推进和管片拼装来调整盾尾间隙时，可考虑采用楔形管片和直线形管片互换的方式来调 整盾尾间隙。 ③盾构纠偏量 盾构机应具有铰接功能和超挖 (仿形)刀。管片的楔型量满足小曲线半径的拟合。在较 硬的地层中必需启动超挖 (仿形)刀，以适当扩大开挖断面，便于盾构机转弯。 盾构在小曲线上始发，应采用割线始发方式，做好割线起止点及长度设计。推进时不 急于接近曲线，一般应在盾构机全部进入土体后再实施曲线掘进。要勤测勤纠，而每次的 纠偏量尽量小，确保楔形块的环面始终处于曲率半径的径向竖直面内。除了采用楔型管片， 为控制管片的位移量，管片纠偏在适当时候可采用软木楔子 ，从而达到有效地控制轴线和 地层变形的 目的。 针对每环的纠偏量，通过计算得出盾构机左右千斤顶的行程差 ，通过利用盾构机千斤 顶的行程差来控制其纠偏量。推进油缸油压的调整不宜过快 ，否则可能造成管片局部破损 甚至开裂。 ④盾构同步注浆 由于在曲线段推进时地层损失量增加及纠偏次数的增加 ，导致了对土体的扰动的增加 ， 因此在曲线段推进时严格控制浆液的质量及注浆量和注浆压力。在施工过程中采用推进和 注浆同步的方式，注浆未达到要求时盾构暂停推进，以防止土体变形。根据施工中的变形 监测情况 ，随时调整注浆参数 ，从而有效地控制轴线。 ⑤土体损失及辅助措施 由于设计轴线为小于半径 350m 的圆滑曲线，而盾构是一条直线，实际掘进轴线为一 段段折线，且曲线外侧出土量大。这样必然造成曲线外侧土体的损失，并存在施工空隙。 因此在曲线段推进时提高曲线段外侧的压浆量，以填补施工空隙。必要时，采取二次注浆 的措施，以加固隧道外侧土体，实现盾构沿设计轴线顺利推进。 ⑥管片拼装 认真做好管片选型及排版，应细化到拼装点位，使盾尾间隙较均匀，防止破坏盾尾密 封。为控制盾构推进轴线，管片拼装