盾构施工应急处置措施.ppt

盾构施工应急处置措施,中国矿业大学（北京）江玉生,主要汇报内容,工程简述：盾构始发工作井位于海河西侧，接收井位于海河东侧。隧道过海河段长113.3m。,案例一：盾构始发淹井-天津海河,事故经过：破除洞门时突然出现涌水流砂，水和砂不断的涌入盾构始发工作井，井内水位升高并完全淹没盾构设备，造成淹井。,案例一：盾构始发淹井-天津海河,盾构完全淹没,局部被水淹没,刀盘下半部被砂土淹没,洞门下部出现涌水涌砂,案例一：盾构始发淹井-天津海河,应急救援措施：撤离重要设备和人员；停止水泵抽水，加地面灌水入工作井，使洞门内外压力平衡；封闭洞门，抽干工作井中的水，清理井底淤砂；重新对始发井端头地层进行加固，组织二次始发。,清理泥沙,迅速人工回填+自然涌入！,案例一：盾构始发淹井-天津海河,粉土、砂土层易液化地下水水位较高盾构始发端土体加固质量欠佳,高压旋喷桩成桩质量和桩间咬合较难保证在粉土、砂土地层中，旋喷加固法效果一般,案例一：盾构始发淹井-天津海河,案例一：盾构始发淹井-天津海河,1 正确选择端头加固方法：旋喷？搅拌？2 合理布孔3 取芯深度的确定4 布孔角度的确定5 检查方式的确认,1 合理步序的确定2 过程控制,南水北调穿黄工程始发：,“南水北调中线穿黄工程”是整个南水北调中线的标志性、控制性工程，其任务是将中线调水从黄河南岸输送到黄河北岸，之后向黄河以北地区供水。隧洞双洞平行布置，各采用1台泥水平衡盾构施工。始发端洞门采用双层压板和止水橡胶帘布。,案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄,案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄,案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄,案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄,案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄,后果：地面突然下沉20cm，导致第二台盾构加固区破坏，重新加固；应急措施：灌入粗粒砂卵石、防止细沙流出，注浆封堵！,1 正确的端头加固：三重管旋喷、搅拌帷幕连续墙、地连墙、垂直注浆、冻结2 合理加固方法？3 加固方法的有效性：垂直注浆的难度！4 细部结构的有效性：螺栓+翻板薄弱处5 压力转换的有效方法：1.9bar 到 3.0bar!,1 合理的加固步序2 有效的过程控制,案例二：盾构始发局部突水-中线穿黄,案例三：区间中间风井地面坍塌-8号线,左线盾构在到达中间风井过程中，地层加固差，土压控制较差，出土过多，引起地层损失，致使中间风井西侧地表塌陷。,应急救援措施无地面环境风险，迅速对塌陷位置进行灌浆回填；迅速将盾构推出洞门，对靠近中间风井洞门处20环（700环719环）进行二次补浆；盾构从中间风井东侧洞门始发时一定要控制好施工参数，尤其是土压等施工参数，确保及时建立土压。合理应对措施1 盾构到达过程的施工控制：土压力与出土量2 合理的围护结构破除时间与控制方法,案例三：区间中间风井地面坍塌-8号线,案例四：区间中间风井出沙出水-10号线,双线在中间风井接收及始发过程中，地层加固差，未安装止水橡胶帘布，造成不同程度渗漏水，中间风井始发前提前破桩造成水土流失。,右线到达中间风井过程中未安装止水橡胶帘布及扇形压板洞门边缘3点钟和8点钟方向有水涌出，且水量较大;,应急救援措施：开始采取注浆等措施进行堵水；基本无渗水现象。应急时间太长！,案例四：区间中间风井出沙出水-10号线,左线盾构中间风井接收端头，加固太差，渗水较为严重，未安装橡胶帘布和扇形压板，盾构到达过程中大量土体被推出。幸运地层稳定性好，没有波及到地面！,案例四：区间中间风井出沙出水-10号线,合理应对措施：1 盾构到达过程应遵循的基本原则：2 合理的围护结构破除时间与控制方法,案例四：区间中间风井出沙出水-10号线,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,事发地点：南京地铁中和村站元通站区间，事故发生在右线盾构隧道到达端头元通站，掘进至1184环，到地下连续墙外侧；,盾构穿越富水砂层,事故经过：刀盘顶到地下连续墙外侧时，突然出现漏水漏砂点并迅速扩大，从盾构下部涌入车站接收端，进而迅速涌入盾构隧道内；紧急处置：人员撤离，灌入豆砾石封堵出沙点，封堵洞门。,泥水涌入端头井,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,地表出现严重变形,11月20日10点50分左右，人员撤退，封堵洞门；11月20日下午五点，地面形成长约45m、宽30m、深度3m左右的沉陷槽，出现多道裂缝；,地表出现塌陷,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,11月25日，路面塌陷长度达到约150-160m，21日至25日四天时间里地表发生了约80m的塌陷。,11月21日，地表塌陷长度大约有80m；,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,地表路面继续塌陷，盾构到达端头井涌砂涌水未彻底遏制；11月25上午，仍然有水和砂子从洞门底部漏出。,到达车站端头底部涌砂涌水,支模后洞门底部涌砂涌水,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,到达洞门处安装钢筋网片和模板，浇注混凝土封堵洞门；始发端头处堆放水泥袋封堵洞门；地面填充注浆；注入聚氨酯，填充混凝土浇注后形成的渗流间隙；隧道内注水回填。,应急救援措施：,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,到达端头封堵洞门,始发端头封堵洞门,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,事故原因分析：,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,经验教训：1）流沙的认识（有压）；2）设计端头加固尺寸；3）加固方法的合理选择；4）封堵流沙的有效方法；5）保护管片隧道的有效措施，防止次生灾害的发生！,案例五：盾构到达地面严重坍塌-南京元通站,案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷-大兴线,工程简述：右线盾构首先从义和庄站始发，左线随后平行施工，左右两线均从黄村火车站站接收盾构。,黄村火车站前100m地质剖面图,盾构到达端头除了在洞门处做了800的围护桩外，没有在纵向和横向范围对端头土体进行完整必要的加固处理。,2009年10月9日下午，破除洞门；2009年10月9日晚上，刀盘即将顶上围护桩；2009年10月10日凌晨，端头区域地表出现塌方，形成一个长约3m、宽2.5m、深2m的大坑，大量的水和砂涌入盾构接收井内。,破除洞门等待盾构到达,盾构即将到达洞门情况,案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷-大兴线,地表混凝土地面出现裂缝，地表出现塌方，形成长约3m、宽2.5m、深2m的大坑,案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷-大兴线,应急救援措施堵水，截断污水管，抽走污水，防止流入地层，造成水土 流失，防止再次出现塌方；监测地表变形情况，及时采取相应的补救措施；已经发生的塌方，用混凝土进行回填，弥补地层损失；截断接收井加固区内的污水和雨水管线，上游的污水和雨水直接从上游管井导流到下游管井。有水流管线的地方，切记及早确认上下游阀门位置！,案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷-大兴线,土体为疏松的粉细砂层，自稳性极差，受外力影响极易塌落。盾构到达之前对地层估计不足，没有采取相应的辅助措施。,端头地层中存在有压力管线，有补水来源，该地层应该视为“盾构有水到达”的情况；有压管线的砂土地层没有采取相关的措施对管线进行保护。,案例六：盾构到达土体涌入与地面塌陷-大兴线,案例七：区间下穿铁路地面坍塌-京西机务段,双线先后下穿北京西机务段铁路：左线先行，施工参数控制基本合理，安全通过；右线盾构在通过过程中，土压控制偏低，导致出土量偏大，引起地层损失，隧道上方北京西机务段铁路区域发生塌陷。,案例七：区间下穿铁路地面坍塌-京西机务段,右线隧道：8月28日右线5658环隧道中心线地面发生塌陷，长约3.5m，深约5m。,案例七：区间下穿铁路地面坍塌-京西机务段,区域地质条件复杂，表层有厚度约57m杂填土及圆砾填土，较为松散;地层中存在空洞，盾构推进时对其产生扰动，诱发其失稳。,原因分析：,应急救援：事发后当天，相关方立即组织专家会议分析事故原因，提出建议措施，施工方已对塌陷处进行回填。（盾构后方）,案例七：区间下穿铁路地面坍塌-京西机务段,盾构掘进过程中土压控制偏低，导致出土量偏大，引起地层损失；,案例七：区间下穿铁路地面坍塌-京西机务段,天津地铁2号线建国道站天津站站盾构区间，盾构从建国道站始发向天津站方向掘进；,案例八：区间盾构掩埋-天津建天区间,五经路地下通道与地下直径线成小角度相交，两者与盾构左右线的关系相似,案例八：区间盾构掩埋-天津建天区间,五经路地道,地下直径线,案例八：区间盾构掩埋-天津建天区间,上午右线螺旋输送机突被异物卡住，清理水泥碎快过程中出现涌水涌砂，经在洞内采取多种措施封堵后无效，决定采用地面注浆及封堵隧道注水；左、右线分别在晚9点、晚11点封堵，人员全部撤离。,案例八：区间盾构掩埋-天津建天区间,右线：撤离前泥砂覆盖人仓的一半多，泥砂覆盖深度大约2.8m，水流往后流，泥砂往后呈斜坡状向后延伸。管片从192205环均产生不等缝隙。左线：1#5#台车两侧及顶部发生管片错台、破损、张开等，200220环漏水较严重。,案例八：区间盾构掩埋-天津建天区间,应急救援措施筑坝：右线在1519环设置6m长砼挡水坝；左线在110113环、185187环各设置4.8m、3.6m长砼挡水坝；注水：右线：向坝内注水761m3。左线：向坝内注水300m3；注浆：注浆孔布置在盾构右侧正上方的空地和五经路地道底板处，在两条隧道的两侧及右线盾构刀盘前注浆，总注浆量2550m3。,案例八：区间盾构掩埋-天津建天区间,盾构区间出现事故处理的基本原则,分析环境风险与盾构隧道本身的保护 同等重要！水、沙、压力并存时，也是盾构隧道抢险最危险的时间！,汇报完毕谢谢！,