地铁盾构施工风险防范及控制课件.ppt

基坑施工主要风险,盾构施工风险案例,主要内容,盾构施工风险控制与管理,1,3,4,基坑施工风险控制与管理,2,基坑施工主要风险,1、基坑施工的风险,地铁线路所处地层的工程地质、水文地质条件复杂，尤其是车站与区间隧道埋置深，受地下水影响甚大。地铁工程施工如工程地质、水文地质条件未查清就盲目施工,或处理措施不当,则会酿成重大事故。明挖施工不仅对交通有一定的影响，由于地下管网密布，且邻近建筑物，工程环境条件十分复杂,施工不确定性因素较多，具有很大的风险。,1、基坑施工的风险,基坑失稳承压水突涌坑底隆起周边管线、建筑物变形过大主体结构变形,1、基坑施工的风险,某基坑采用土钉墙和桩锚联合支护受地下水渗漏影响导致坍塌,1、基坑施工的风险,北京地铁某基坑坍塌情况,1、基坑施工的风险,水利工程某基坑坍塌情况,1、基坑施工的风险,某地铁基坑渗水坍塌后造成供水管线断裂,1、基坑施工的风险,上海地铁因流砂造成坍塌,1、基坑施工的风险,某地铁基坑施工支撑体系失稳。造成6人受伤2人死亡的事故,基坑施工风险的控制与管理,2、风险的控制与管理,基坑支护桩间土护壁 钻孔灌注桩的桩间土壁，应用砂浆或混凝土封闭。如挂钢筋网时，则钢筋网应与桩体钢筋连接牢固。横撑支护 横撑应在土方挖至其设计位置后及时安装，并按设计要求对坑壁施加预应力，顶紧后固定牢固。设有腰梁的横撑，其腰梁应与桩体水平连接牢固后，方可安装横撑。,2、风险的控制与管理,基坑开挖存土点不得选在建筑物、地下管线和架空线附近，基坑两侧10m范围不得存土。在已存回填的隧道结构顶部存土时，应核算沉降量后确定堆土高度。基坑开挖及结构施工期间应经常对支护桩、地下连续墙及 支撑系统、放坡开挖基坑边坡、管线悬吊和运输便桥等进 行检查，必要时尚应进行监测。雨季施工应沿基坑做好挡水埝和排水沟，冬季施工应及时 用保温材料覆盖，基坑不得受冻。基坑回填基坑必须在隧道和地下管线结构达到设计强度后回填。基 坑回填前，应将基坑内积水、杂物清理干净，符合回填的 虚土应压实，并经检验合格后方可回填。,2、风险的控制与管理,基坑施工常见不规范问题（1）土方超挖、支撑架设滞后，无支撑暴露时间长；（2）支撑端头不带活络端头，支撑端头板与支座承压板间的空隙处置不符合要求（点接触），围懔后空虚，轴力计安装偏心；（3）钢支撑预加轴力达不到设计预加轴力值，或一次预加力后直至拆除期间不再进行调整；（4）围护桩间渗漏水，或明沟排水系统不完善而基坑积水；（5）基坑临边堆载。,2、风险的控制与管理,支撑体系架设不及时，无支撑暴露时间过长,2、风险的控制与管理,轴力计安装偏心，支撑形成偏压,支撑端头板与支座承压板间的空隙大,2、风险的控制与管理,围懔后填充不实,2、风险的控制与管理,地铁土建施工主要风险因素（1）工程所处的工程与水文地质状况；（2）工程本身特征导致的风险；深基坑风险比浅基坑要大，宽大基坑有立柱隆起问题，长基坑有纵向滑坡问题，异型基坑存在局部节点受力不平衡问题等；（3）周边环境的影响，如保护性建（构）筑物、管线、既有铁路和地铁线、主干道、河湖等；（4）施工工艺、工序及施工能力；（5）节气、气候对工程的影响。,2、风险的管理与控制,风险的控制与管理（1）基坑及周围环境描述、地表沉降、周边建（构）筑物变形、地下管线沉降、围护桩（墙）顶水平位移和垂直位移、支撑轴力、地下水位、盖挖法顶板内力、盖挖法立柱内力及沉降、竖井井壁净空收敛、围护桩（墙）变形。（2）洞内及洞外观察、地表沉降、邻近建（构）筑物、地下管线沉降、初期支护结构拱顶（部）沉降、初期支护结构净空收敛、地下水位。,盾构施工风险的控制与管理,3、盾构施工的风险,盾构法施工是在盾构机壳体的保护下进行掘进的。首先，在掘进时周围有盾壳保护，掌子面有土压（水压）平衡，施工安全性好。其次，盾构法开挖、装渣、支护全部机械化作业，衬砌环（管片）为工厂预制，施工质量易控制和保证，防水效果比较好。因此从整体上来说，盾构法施工时的安全风险性是比较小的。但由于施工中各种不确定性因素的存在，盾构法施工仍存在工程风险和发生安全事故。,3、盾构施工的风险,盾构施工主要风险：（1）盾构进出洞阶段：工作井坍塌、进出洞时密封失效、盾构机械故障、后支撑问题等。（2）盾构掘进阶段：压力设置不当、工作面失稳、遇到障碍物、注浆参数控制不当、盾尾密封失效、管片碎裂、盾构设备故障等。,盾构基座,盾构基座安置在工作井或接收井内的底板上，用作安装及稳妥地搁置盾构，更重要的是通过设在基座上的导轨，使盾构在进出洞时有正确的导向，因此导轨要根据隧道设计轴线及施工要求定出平面、高程、纵坡来进行测量定位。盾构基座可以采用现浇或预制的钢筋砼结构或钢结构形式。导轨夹角一般为60盾构基座除承受盾构自重外，还应考虑盾构切入地层后，进行纠偏时产生的集中菏载。因此盾构基座必需保证足够的整体刚度、稳定性和各部件的强度。,双圆基座,砼基座,常见的基座形式,风险特征：在盾构进出洞中，盾构基座发生变形。存在风险：出洞时使盾构掘进轴线偏离设计轴线。有时会影响洞圈止水效果，进洞时拉坏管片，造成渗漏水、碎裂、高差等，严重的影响盾构正常进出洞。甚至不能进出洞。,单圆基座,现象,1.1、盾构基座变形,产生风险的原因,1.1、盾构基座变形,1、对盾构基座的固定方式考虑不周，固定不牢靠（如底板未垫平、垫实等）。2、盾构基座的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足。3、盾构基座多次使用，钢材发生疲劳或钢材生锈等原因。4、加工人员私自更改结构形式，焊接人员技术不够或漏焊。5、技术和质量人员未进行专项检查。,风险如何预防,1.1、盾构基座变形,1、选用盾构基座时，基座框架结构的强度和刚度应满足盾构进出洞需要，尤其是盾构出洞时过土体加固区所形成的推力；2、盾构基座的底面与井的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足基座安放的要求。3、盾构基座如需多次使用，应及时作好保养及修理工作。确保原应有的强度、刚度。,风险产生后补救措施,1、对已发生基座变形损坏的构件，及时进行相应的加固或调换；进出洞时应加强基座的观察，一旦发生基座正在变形时，应停止推进，及时采取措施进行补加固。2、盾构基座的变形严重时，应将盾构脱离基座，对基座作修复加固。,1.2、盾构后靠、支撑位移及变形过大,现象,风险特征：在盾构出洞过程中，盾构后靠支撑体系在受盾构推进顶力的作用后发生支撑体系的局部变形、断裂或位移过大。存在风险：造成管片碎裂、轴线超标、十字错缝、渗漏水、高差、千斤顶行程差较大，有时会产生帘布橡胶板外翻，造成洞口土体流失等。,1.盾构推力过大，或受出洞千斤顶编组影响，造成后靠受力不均匀、不对称，产生应力集中；2.盾构后靠、支撑受力作用面强度不够；3.盾构后靠、支撑等混凝土充填不密实或填充的混凝土强度不够或结合面不平整；4.后靠、支撑体系不合理，部分构件的强度、刚度不够，各钢构件间的焊接强度不够。,1.2、盾构后靠、支撑位移及变形过大,钢管间隙处砂浆未填实,产生风险的原因,支撑体系不合理(未支撑到位),推进过程中合理控制盾构的总推力，尽量使千斤顶编组合理，使之均匀受力；采用素混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙时，除填充密实外，还必须确保填充材料强度和养护；对系统的各构件必须进行强度、刚度校验，对受压构件一定要作稳定性验算，确保连接强度和焊接质量；尽快安装上部的后靠支撑构件，完善整个后靠支撑体系，以便开启盾构上部的千斤顶，使后靠支撑系统受力均匀。,1.2、盾构后靠、支撑位移及变形过大,风险如何预防,1.2、盾构后靠、支撑位移及变形过大,风险产生后补救措施,1、对产生裂缝或强度不够的缝隙填充料凿除，重新填充，并经过养护后达到要求强度再恢复推进；2、对变形的构件进行修补及加固。根据推进油压及千斤顶开启只数计算出发生破坏时的实际推力，对后靠体系进行校验；3、对于发现裂缝的接头及时进行修补。,1.3、盾构基座定位不符合设计轴线要求,现象,风险特征:经测量盾构基座前端、后端的平面、高程及坡度误差偏大存在风险:1、使盾构掘进轴线偏离设计轴线。2、严重时盾构圆度变形或拉坏洞圈止水装置并影响结构，严重时导致盾构无法正常进出洞。,基座,产生风险的原因,1、盾构基座测量放样误差导致基座定位偏差。2、工作井的底板标高不符合要求，影响基座正常定位。3、基座施工作业人员不按测量要求进行定位、施工后不进行测量复核调整。,1.3、盾构基座定位不符合设计轴线要求,风险如何预防,1、施工前对进出洞的井的位置、底标高和洞圈等进行测量复核确认，制定基座放样定位参数和推进轴线参数。2、基座定位施工必须严格按测量数据进行定位，盾构就位后应再次测量复核确认。便于及时进行调整。,风险产生后补救措施,1、盾构进洞时如基座过高，应割除轨道高出部分，过低应垫高。2、盾构出洞后，盾尾脱离基座应控制千斤顶的编组、管片的楔子，及时进行纠偏。,1.4、盾构进出洞时，洞圈渗漏,现象,风险特征：样洞勘探有渗漏,盾构进出洞时，洞圈发生渗漏水、土体塌方。存在风险：进出洞段地面沉降，危及管线和建筑物的安全。,1、地基加固质量不好2、弧形板防翻强度不够。造成帘布橡胶板外翻，或帘布橡胶板损坏。,风险如何预防,1、最好结构完成后再进行加固。2、一定要加固先做的话，加固区与槽壁应留出3050cm距离，等结构做好后再补充加固。3、特殊情况下加固区做长，将盾构完全包裹。通过盾构进行注浆，隔绝渗水通道。4、必要时进行井底降水。,风险产生后补救措施,1、停止推进，及时封堵，进行注浆加固。,产生风险的原因,1.5、拆封门产生涌土,现象,在拆除封门过程中，洞门前方土体从封门间隙涌入工作井（接收井）内。,一、盾构进出洞,原因分析,1、封门外侧土体加固方案不当或加固效果欠佳，其自立性达不到封门拆除所需的施工时间；2、地下水丰富，土体软弱自立性极差；3、拆除工艺编制不合理或施工中发生意外，造成封门外土体暴露时间过长。,一、盾构进出洞,预防措施,1、水平探孔检测加固效果，以确保在土体加固效果良好的情况下拆封门；2、布置井点降水，将地下水位降至能保证安全出洞水位；3、根据封门的实际尺寸，制定合理的封门拆除工艺，施工安排周详，确保拆除封门时安全、快速。,一、盾构进出洞,创造条件能使盾构尽快进入洞口内，对洞门口进行注浆封堵，减少土体流失，如土体流失严重，则在塌方区内填塞装土草包。,治理方法,一、盾构进出洞,原因分析,1、洞口土体加固强度太高，使盾构推进的推力提高；2、盾构正面平衡压力设定过高，导致盾构正面土体拱起变形，引起盾构轴线上浮；3、未及时安装上部的后盾支撑，使上半部分的千斤顶无法使用，当推力集中在下部，使盾构产生一个向上的力矩，导致盾构沿着向上的趋势偏离轴线；4、盾构机械系统故障，造成上部千斤顶的顶力不足。,1.6、盾构出洞段轴线偏离,现象,盾构出洞段的推进轴线上浮，偏离隧道设计轴线较大。,一、盾构进出洞,预防措施,正确设计出洞口土体加固方案，采用合理的加固方法达到所需的加固强度，保证加固土体的强度均匀；施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压；及时安装上部后盾支撑，改变推力的分布状况，防止盾构上浮；正确操作盾构，按时保养设备，保证机械设备的功能完好。,一、盾构进出洞,治理方法,施工过程中在管片拼装时加贴上部的楔子，调整管片环面与轴线的垂直度，便于盾构推进纠偏控制；在管片拼装时尽量利用盾壳与管片间隙作隧道轴线纠偏，改善推进轴线；用注浆的办法对隧道作少量纠偏，便于盾构推进轴线的纠偏。,一、盾构进出洞,1.7、盾构进洞时的姿态突变,现象,盾构进洞后，最后几环管片往往与前几环管片存在明显的高差，影响了隧道的有效净尺寸。,一、盾构进出洞,原因分析,盾构进洞时，由于接收基座中心夹角轴线与推进轴线不一致，盾构姿态产生突变，使盾尾内的环管片位置产生相应的变化；最后两环管片在脱出盾尾后，由于洞口处无法及时地填充空隙，使管片产生沉降。,一、盾构进出洞,一、盾构进出洞,预防措施,盾构接收基座要设计合理，使盾构下落的距离不超过盾尾与管片的建筑空隙；将进洞段的最后一段管片上半圈的部位用槽钢相互连结，增加隧道刚度；在最后几环管片拼装时，及时复紧管片的拼装螺栓，提高抗变形的能力；进洞前调整好盾构姿态，使盾构标高略高于接收基座标高。,治理方法,在洞门密封钢板未焊死以前，用整圆装置将下落的管片向上托起，纠正偏差；将洞口处的管片拆除，重新按正确的轴线位置立模板，浇混凝土。,一、盾构进出洞,1.8、盾构进出洞时洞口土体大量流失,现象,进出洞时，大量的土体从洞口流入井内，造成洞口外侧地面大量沉降。,一、盾构进出洞,原因分析,洞口土体加固质量不好，强度未达到设计或施工要求而产生塌方，或者加固不均匀，隔水效果差，造成漏水、漏泥现象；在凿除洞门混凝土或拔除洞门钢板桩后，盾构未及时靠上土体，使正面土体失去支护，造成塌方；洞门密封装置安装不好，止水橡胶帘带内翻，造成水土流失；洞门密封装置强度不够，经不起较高的土压力，受挤压破坏而失效；盾构外壳上有突出的注浆管等物体，使密封受到影响；进洞时未能及时安装好洞圈钢板；进洞时土压力未及时下调，致使洞门装置被顶坏，井外大量土体塌入井内。,一、盾构进出洞,预防措施,洞口土体加固应保证加固后土体强度和均匀性；洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的准备工作；洞门密封圈安装要准确，在盾构推进的过程中要注意观察，防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈，密封圈可涂牛油增加润滑性；洞门的扇形钢板要及时调整，改善密封圈的受力状况；泥水加压平衡盾构出洞，需要设计强度高、密封性好、可调节凸出预留注浆孔的洞门密封形式；盾构进洞时要及时调整密封钢板的位置，及时地将洞口封好；盾构在进洞口时，要降低正面的平衡压力。,一、盾构进出洞,治理措施,将受压变形的密封圈重新压回洞口内，恢复密封性能，及时固定弧形板，改善密封橡胶带的工作状态；对洞口进行注浆堵漏，减少土体的流失；注浆堵漏，仍无法达到出洞所需的土压时，在洞口可重新设计加工第二套密封装置，以达到洞门密封效果。,一、盾构进出洞,2.1、网格挤压式盾构正面阻力过大,盾构推进过程中，由于正面阻力过大，造成盾构推进困难和地面隆起变形。,现象,盾构正面大块状碎石,二、盾构掘进,盾构正面水力冲土不到位；网格盾构的网格尺寸偏小，进土不畅通；盾构正面地层土质发生变化；盾构正面遭遇较大块状的障碍物；推进千斤顶泄漏，达不到最高额定油压。,原因分析,预防措施,在盾构正面合理布置水枪，确保水枪能均匀冲刷盾构断面内土体，避免出现冲刷盲区；合理布置网格型式，优化其开口尺寸，保证出土畅通；详细了解盾构推进断面内的土质状况，以便及时采取辅助技术措施；设置气压密封舱，便于施工人员利用气压法施工，可进入切口环内清除正面障碍物；经常检修推进千斤顶，确保其运行良好。,二、盾构掘进,治理方法,采取井点降水，气压法施工等措施，在确保盾构正面土体稳定的情况下，由施工人员进入隔舱清理正面障碍物；修改网格孔口尺寸，减少网格阻力，使正面土体能较顺利地挤压入切口内。,二、盾构掘进,合理设计进土孔的尺寸，保证出土畅通；隧道轴线设计前，应对盾构穿越沿线作详细的地质勘查，摸清沿线影响盾构推进的障碍物的具体位置；详细了解盾构推进断面内的土质状况，以便及时优化，调整土压设定值、推进速度等施工参数；经常维修推进千斤顶，确保其运行良好；合理设定平衡压力，加强施工动态管理。,预防措施,盾构推进过程中，由于正面阻力过大造成盾构推进困难和地面隆起变形。,2.2、土压平衡式盾构正面阻力过大,现象,原因分析,盾构刀盘的进土开口率偏小，进土不畅通；盾构正面地层土质发生变化；盾构正面遭遇较大块状的障碍物；推进千斤顶内泄漏，达不到最高额定油压；正面平衡压力设定过大。,2.2、土压平衡式盾构正面阻力过大,治理方法,采取辅助技术，在工作面内清理障碍物，在条件许可的情况下，也可采取大开挖施工法清理正面障碍物；增添千斤顶，增力盾构总推力。,2.2、土压平衡式盾构正面阻力过大,2.3、泥水加压平衡式盾构正面阻力过大,现象,盾构推进过程中，由于正面阻力过大造成盾构推进困难和地面隆起变形。,二、盾构掘进,泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大；盾构刀盘的进土开口率偏小，进土不畅通；盾构正面地层土质发生变化；盾构正面遭遇较大块状的障碍物；推进千斤顶内泄漏，达不到最高额定油压；,原因分析,二、盾构掘进,预防措施,严格控制泥水质量，准确设定泥水平衡压力、推进速度等施工参数，同时确保泥水输送系统的正常运行；详细了解盾构推进断面内的土质状况，以便及时优化，调整土压设定值、推进速度等施工参数，同时配制与土质相适应的泥水；做好盾构穿越沿线的地质勘察，事先清除障碍物或调整设计轴线；经常维修推进千斤顶，确保其运行良好；,二、盾构掘进,2.4、土压平衡盾构正面平衡压力的过量波动,现象,在盾构推进及管片拼装的过程中，开挖面的平衡土压力发生异常的波动，与理论压力值或设定压力值的偏差较大。,推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配；当盾构在砂土层中施工时，螺旋机摩擦力大或形成土塞，出土不畅，使开挖面平衡压力急剧上升；盾构后退，使开挖面平衡压力下降；土压平衡控制系统出现故障，造成实际土压力与设定土压力的偏差。,原因分析,二、盾构掘进,预防措施,正确设定盾构推进的施工参数，使推进速度与螺旋机的出土能力相匹配；当土体强度高，螺旋机排土不畅时，在螺旋机或土仓中适量地加注水或泡沫等润滑剂，提高出土的效率。当土体很软，排土很快影响正面压力的建立时，适当关小螺旋机的闸门，保延平衡土压力的建立；管片拼装作业，要正确伸、缩千斤顶，严格控制油压和伸出千斤顶的数量，确保拼装时盾构不后退；正确设定平衡土压力值以及控制系统的参数；加强设备维修保养，保证设备完好率，确保千斤顶没有内泄漏现象。,治理方法,向切削面注入泡沫、水或膨润土泥浆，改善切削土体的塑流性能，提高螺旋机的排土能力，稳定正面土压；维修好设备，减少液压系统的泄漏；对控制系统的参数重新进行设定，满足使用要求。,二、盾构掘进,在盾构推进及管片拼装的过程中，开挖面的平衡土压力发生异常的波动，与理论压力值或设定压力值的偏差较大。,2.5、泥水加压平衡盾构正面平衡压力的过量波动,现象,二、盾构掘进,泥水加压平衡盾构的排泥口堵塞，排泥不畅，而此时送泥管却仍在送泥水，导致开挖面的泥水压力瞬间上升，超出设定压力；泥水系统的各施工参数设定不合理，泥水循环不能维持动态平衡；泥水系统中的某些设备故障(如泥水管路中接头泄漏，排泥泵的叶轮磨损、控制阀的开关不灵活等)，使泥水输送不正常，正面平衡压力过量波动；拼装时盾构后退，使开挖面平衡压力下降；拆接泵管时，由于接泵管的速度慢，使开挖面平衡压力因得不到补充而下降。,原因分析,预防措施,在盾构的排泥吸口处安装搅拌机或粉碎机，保证吸口的畅通，排泥泵前的过滤器要经常进行清理，保证不被堵塞；正确地设定泥水系统的各项施工参数，(包括泥浆的相对密度、粘度、压力、流量等)，以确保开挖面支护的稳定性；对泥水系统的各运转部件定期进行检修保养，保证各设备的正常运转。在泥水系统的操作过程中要做到顺序正确，避免误操作引起压力波动；盾构后退，使开挖面平衡压力下降；在泥水系统中设计一个单独的补液系统，以在送泥管被拆开时对泥水仓进行加压，保证泥水仓压力稳定。,二、盾构掘进,遇到盾构正面吸泥口堵塞，应立即进行逆洗处理，每次逆洗的时间控制在23min；如多次逆洗达不到清除堵塞的目的，可采用压缩空气置换平衡仓内泥水，在确保安全前提下由气压工进入泥水仓清除堵塞物；对损坏的设备要及时进行修复或更新，对泥水平衡控制系统的参数设定进行优化做到动态管理；当发现泥水流动不畅时，可及时地转换为旁路状态，通过各个设备的运转情况和相应的泥水压力及流量判断管路堵塞的原因，并及时采取措施排除故障。,治理方法,二、盾构掘进,螺旋机螺杆形成“土棍”，螺旋机无法出土，或螺旋机内形成阻塞，负荷增大，电机无法带动螺旋机转动，不能出土。,2.6、土压平衡盾构螺旋机出土不畅,现象,二、盾构掘进,原因分析,盾构开挖面平衡压力过低，无法在螺旋机内形成足够压力，螺旋机不能正常进土，也就不能出土；螺旋机螺杆安装与壳体不同心，运转过程中壳体磨损，使叶片和壳体间隙增大，出土效率降低；盾构在砂性土及强度较高的粘性土中推进时，土与螺旋机壳体间的摩擦力增大，螺旋机的旋转阻力加大，电机无法转动；大块的漂砾进入螺旋机，卡住螺杆；螺旋机驱动电机因长时间高负荷工作，过热或油压过高而停止工作。,螺旋机打滑时，提高盾构开挖面平衡压力的设定值，提高盾构的推进速度，使螺旋机正常进土；螺旋机安装时要确保精度，运转过程中加强对轴承的润滑；降低推进速度，使单位时间内螺旋机的进土量降低，降低螺旋机电机的负荷；在螺旋机中加注水、泥浆或泡沫等润滑剂，降低土与螺旋机外壳的摩擦力，减少电机的负荷。,预防措施,打开螺旋机的盖板，清理堵塞部位；更换磨损的螺杆。,治理方法,二、盾构掘进,在泥水平衡盾构施工过程中，排泥不畅，造成送、排泥流量严重失调，从而破坏开挖面的泥水平衡。,2.7、泥水平衡盾构吸口堵塞,现象,盾构土仓的土体中含有大的块状障碍物；盾构土仓内搅拌机搅拌不匀，致使吸口处沉淀物过量积聚；泥水管路输送泵故障，致使排泥流量小于送泥流量；泥水指标不合要求，不能有效形成盾构开挖面泥膜。,原因分析,二、盾构掘进,在推进过程中及时调整各项施工参数，尽量保持推进速度、开挖面泥水压力及泥水指标的平稳；确保各搅拌机的正常运转，以达到拌和均匀；对泥水输送管路及泵等设备经常保养检修，确保泥水输送畅通；根据施工工况条件，及时调整泥水指标，确保泥膜的良好形成，以使盾构切削土体始终处于良性循环状态下。,预防措施,如吸口遭堵轻微，应相应降低推进速度，同时按技术要求进行逆洗；如吸口遭堵严重，应采取相应技术措施确保安全，及时组织力量，由施工人员进入土仓清除障碍物。,治理方法,二、盾构掘进,盾构掘进过程中，盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线，影响管片成环的轴线。,2.8、盾构掘进轴线偏差,现象,隧道注浆部位,792环800环平面最大值-147,873环879环平面最大值132,二、盾构掘进,盾构超挖或欠挖，造成盾构的姿态不好，导致盾构轴线产生过量的偏移；测量误差，造成轴线的偏差；纠偏不及时，或纠偏不到位；盾构处于不均匀土层中，即处于两种不同土层相交的地带时，两种土的压缩性、抗压强度、抗剪强度等指标不同；盾构处于非常软弱的土层中时，若推进停止的间歇太长，则正面平衡压力损失，导致盾构下沉；拼装管片时落底块部位(盾壳内)清理不干净，相邻两环管片的夹缝内有杂质，使管片的下部超前，轴线产生向上的趋势，影响盾构推进轴线的控制；同步注浆量不够或浆液质量不好，泌水后引起隧道沉降，影响推进轴线的控制；浆液不固结，在大的推力作用下隧道引起变形。,原因分析,二、盾构掘进,正确设定平衡压力，使盾构的出土量与理论值接近，减少超挖与欠挖现象，控制好盾构的姿态；盾构施工进程中经常校正、复测及复核测量基站；发现盾构姿态出现偏差时应及时纠偏，使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进；盾构处于不均匀土层中时，适当控制推进速度，多用刀盘切削土体，减少推进时的不均匀阻力，也可以采用向开挖面注入泡沫或膨润土的办法改善土体，使推进顺利；当盾构在极其软弱的土层中施工时，应掌握推进速度与进土量的关系，控制正面土体的流失；拼装落底块管片前应对盾壳底部的垃圾进行清理，防止杂质夹杂在管片间；保证浆液的搅拌质量和注入量。,预防措施,二、盾构掘进,调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压，及时纠正盾构轴线；对开挖面作局部超挖，使盾构沿被超挖的一侧前进；盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时，采用楔子环管片调整环面与隧道轴线的垂直度，改善盾构后座面。,治理方法,二、盾构掘进,泥水加压平衡盾构施工过程中，随着盾构的不断向前推进，成环隧道呈上浮现象。,2.9、泥水加压平衡盾构施工过程中隧道上浮,现象,二、盾构掘进,盾构切口前方泥水后窜至盾尾后，使管片处于悬浮状态；同步注浆效果欠佳，未能有效地隔绝正面泥水，后窜至盾尾后；管片连接件未及时拧紧；盾构推进一次纠偏量过大，对地层产生了过大扰动，使土体与盾壳间产生空隙，形成泥水后窜通路。,原因分析,提高同步注浆质量，缩短浆液初凝时间，使其遇泥水后不产生劣化；提高注浆与盾构推进的同步性，使浆液能及时充填建筑空隙，建立盾尾处的浆液压；加强隧道沉降监测，当发现隧道上浮较大时，立即采取对已成环隧道进行补压浆措施；及时复紧已成环隧道的连接件。,预防措施,二、盾构掘进,在盾尾后隧道外周压注双液浆形成环箍(必要时采用聚氨酯注浆)，以隔断泥水流失路径。,治理方法,二、盾构掘进,推进中盾构发生过量的旋转，造成盾构与车架连接不好，设备运行不稳定，增加测量、封顶块拼装的困难。,2.10、盾构过量自转,现象,二、盾构掘进,盾构内设备布置重量不平衡，盾构的重心不在中心线上，产生了旋转力矩；盾构所处的土层不均匀，两侧的阻力不一致，推进过程中受到附加的旋转力矩；在施工过程中刀盘或旋转设备连续采用同一转向，导致盾构在推进运动中旋转；盾构安装时千斤顶轴线与盾构轴线不平行，在纠偏时左右千斤顶推力不同；管片拼装顺序连续不变。,原因分析,安装于盾构内的设备作合理布置，并对各设备的重量和位置进行验算，使盾构重心位于中心线上或配置配重调整重心位置于中心线上；经常纠正盾构转角，使盾构自转在允许范围内；根据盾构的自转角，经常改变旋转设备的转向及变换管片的拼装顺序。,预防措施,二、盾构掘进,可通过改变刀盘或旋转设备的转向或改变管片拼装顺序来调节盾构的自转角度；网格盾构、挤压盾构可调节胸板的开口位置和大小、调整千斤顶的编组等来调整盾构的旋转角度；盾构自转量较大时，可采用加压重的方法纠正盾构转角。,治理方法,盾构停止推进(尤其是拼装管片)的时候，产生后退现象，使开挖面压力下降，地面产生下沉变形。,2.11、盾构后退,现象,二、盾构掘进,盾构千斤顶自锁性能不好，千斤顶回缩；千斤顶大腔的安全溢流阀压力设定过低，使千斤顶推力无法抵抗盾构正面的土压力；盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多，并没打控制应有的最小防后退顶力。,原因分析,二、盾构掘进,因盾构后退而无法拼装时，可进行两次推进。,治理方法,加强盾构千斤顶的维修保养工作，防止产生内泄漏；安全溢流阀的压力调定到规定值；拼装时不多缩千斤顶，管片拼装到位及时伸出千斤顶到规定压力。,预防措施,二、盾构掘进,地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装置渗漏进入盾尾的盾壳和隧道内，严重影响工程进度和施工质量，甚至对工程安全带来影响。,2.12、盾构密封装置泄漏,现象,二、盾构掘进,衬砌环与盾尾环不同心，使盾尾和管片间的空隙局部过大，超过密封装置的密封功能界限；密封装置受偏心的衬砌环过度挤压后，产生塑性变形，失去弹性，密封性能下降；盾尾密封油脂压注不充分，盾尾钢刷内侵入的浆液并结硬，盾尾刷的弹性丧失，密封性能下降；盾构后退，盾尾刷与管片间引起刷毛方向相反的运动，使刷毛反卷，盾尾刷变形而密封性能下降；盾尾密封油脂的质量不好，对盾尾钢丝刷起不到保护的作用，或因油脂中含有杂质堵塞压注泵，使油脂压注量达不到要求。,原因分析,二、盾构掘进,严格控制盾构推进的纠偏量，尽量使管片四周的建筑空隙均匀一致，减小管片对盾尾密封刷的挤压；及时、保量、均匀地压注盾尾油脂；控制盾构姿态，避免盾构产生后退现象；采用有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能优质的盾尾油脂。,预防措施,二、盾构掘进,对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂，恢复密封性能；管片拼装时在管片背面塞人海绵，将泄漏部位堵住；有多道盾尾钢丝刷的盾构，可将最里面的一道盾尾刷更换，以保证盾尾刷的密封性；从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物。,治理方法,二、盾构掘进,在泥水平衡盾构施工过程中，盾构切口前方地表出现冒浆。,2.13、泥水加压平衡盾构施工过程中地面冒浆,现象,盾构穿越土体发生突变(处于两层土断层中)，或盾构覆土厚度过浅；开挖面泥水压力设定值过高；同步注浆压力过高；泥水指标不符合规定的指标。,原因分析,二、盾构掘进,盾构施工风险案例,某综合管廊隧道处于含水砂层中采用盾构法修建，内径5.5m、外径6.1m，复土层厚约14m。始发井端部土层采用旋喷桩注浆加固，由于加固不当，盾构没有始发，即被淹没在竖井中。,水沙淹没到盾构刀盘中心,盾构施工风险案例,某综合管廊隧道处于含水砂层中采用盾构法修建，始发井端部土层采用旋喷桩注浆加固，由于加固不当，盾构没有始发，即被淹没在竖井中。,水沙淹没到盾构刀盘中心,盾构施工风险案例,某水工隧道处于深竖井富水砂层中采用盾构法修建，始发井端部土层采用旋喷桩注浆加固，由于加固不当，且洞门密封失效，盾构始发时造成外水从密封箱体处喷出，造成地面塌陷。,盾构施工风险案例,盾构机到达接收井外土体为含水砂层，因加固长度不足及加固质量差，引起的地面塌陷。,盾构施工风险案例,盾构到达无法正常进行，导致接收环境充满水沙进行盾构接收,盾构施工风险案例,上海地铁某联络通道塌方引起地面沉降和建筑物倾斜,盾构施工风险案例,管片拼装错台,拆除后的管片,盾构施工风险案例,河滩地层的孤石,地层中的树干,盾构施工风险案例,带压进舱换刀,常压修复刀盘,谢谢,