十个地铁盾构隧道管片设计案例汇总

前言基础设施领域的开拓肩负着股份公司结构转型、产业调整的重任，经过近年来的大力发展，基础设施类项目越来越多，经营收入占比越来越高。

但是这类项目的安全管理风险较大，不可控因素较多，容易发生群死群伤事故。

对于中建来说，基础设施这个新兴领域，我们的管理还比较薄弱、经验不足、专职人员也比较少，发生事故的应急处置能力较弱。

为了保障基础设施领域安全运行，我们搜集整理了全国范围内近年来基础设施领域发生的典型事故案例，依此警示大家吸取事故教训，提高认识，强化管理，保障安全生产。

案例一：天津地铁2号线突泥涌水导致盾构机被埋事故2011年 5月6日凌晨7时30分许，天津地铁2号线建国道—天津站区间，左线掘进289.2m +0.2m 、右线掘进247.2m+0.6m 时，右线盾构机因螺旋机被水泥土固结块卡死无法运转，在开启观察孔进行处理时，发生螺旋机观察孔突沙涌水事件。

由于该地段的地质异常复杂，突泥及涌水较大，导致地面塌陷，且左线掘进快于右线35环，左线线路高程高于右线，致使左右线隧道均发生局部管片变形破损开裂，最终左右线隧道均封堵回填，两台盾构机埋于地下，建天区间左右线重新改线施工，构成责任事故（无人员伤亡）。

事故发生时，两台盾构机平面位置如下图所示。

左右线盾构机平面位置事件经过2011年5月5日19时至5月6日8时，右线盾构掘进施工由盾构队长兼盾构司机带领机修人员进行夜班施工。

当盾构掘进至206环五经路地道建国道站 已完成 左线隧道 已完成右线京山铁路 地下直径线京津城际 右线盾构机 左线盾构机 天津站位置时，机修人员发现盾构机的螺旋输送机运转不正常，进行了全面检查，在正反转过程中，听到螺旋输送机前下方观察孔附近有异常的磨擦声。

凌晨4时左右，螺旋输送机被彻底卡住。

现场值班人员根据查阅施工图及地质勘察报告而初步判断：刀盘已进入旋喷桩加固区域，螺旋输送机中有异物卡住了螺旋输送杆，导致渣土被堵。

初步考虑决定拆开螺旋输送机前下方观察孔（尺寸约为350mm×500mm）盖板取出异物及时恢复掘进的处理方案。

盾构法综合管廊建设案例以盾构法综合管廊建设案例为题，列举以下10个案例。

1. 上海市综合管廊工程上海市综合管廊工程是我国首个采用盾构法建设的综合管廊工程。

该工程总长约50公里，主要用于集中管线布置、地下公用设施的统一管理和维护。

盾构法的应用使得施工过程中对地表损害小，施工速度快，大大缩短了工期。

2. 北京市通州区综合管廊工程北京市通州区综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、隐蔽工程维护困难等问题而建设的。

该工程采用盾构法施工，总长约40公里。

通过工程建设，有效整合了城市地下各类管线，提高了市政设施的统一管理水平。

3. 广州市综合管廊工程广州市综合管廊工程是广州市政府推进城市地下空间开发的重要项目之一。

该工程采用盾构法施工，总长约60公里。

通过建设综合管廊，整合了城市地下的电力、通信、燃气、自来水等各类管线，提高了城市基础设施的安全性和可靠性。

4. 杭州市综合管廊工程杭州市综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、维护难题而建设的。

该工程采用盾构法施工，总长约30公里。

通过建设综合管高了城市基础设施的管理和维护效率。

5. 成都市综合管廊工程成都市综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、维护难题而建设的。

该工程采用盾构法施工，总长约40公里。

通过建设综合管廊，有效整合了城市地下的电力、通信、燃气、自来水等各类管线，提高了城市基础设施的安全性和可靠性。

6. 南京市综合管廊工程南京市综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、维护难题而建设的。

该工程采用盾构法施工，总长约50公里。

通过建设综合管廊，有效整合了城市地下的电力、通信、燃气、自来水等各类管线，提高了城市基础设施的管理和维护效率。

7. 武汉市综合管廊工程武汉市综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、维护难题而建设的。

该工程采用盾构法施工，总长约60公里。

通过建设综合管廊，整合了城市地下的电力、通信、燃气、自来水等各类管线，提高了城市基础设施的安全性和可靠性。

盾构隧道管片扭转原因分析及预防措施题目：盾构隧道管片扭转原因分析及预防措施提纲：一、盾构隧道管片扭转现象及原因分析1.1 盾构隧道管片扭转现象的描述1.2 盾构隧道管片扭转的原因分析二、盾构隧道管片扭转对工程的影响2.1 盾构隧道管片扭转引发的问题2.2 盾构隧道管片扭转对施工期限和费用的影响三、盾构隧道管片扭转的预防措施3.1 设计阶段的预防措施3.2 施工阶段的预防措施3.3 监督检查的预防措施四、盾构隧道管片扭转案例分析4.1 北京地铁朝阳站线路扭转4.2 宁波市轨道交通4号线扭转事故4.3 河南省洛阳市一城隧道盾构管片扭转事故4.4 上海市轨道交通13号线扭转事故4.5 深圳市地铁10号线24标段管片扭转事故五、结论与建议5.1 总结5.2 建议一、盾构隧道管片扭转现象及原因分析1.1 盾构隧道管片扭转现象的描述盾构隧道施工过程中，管片扭转是一种典型的质量问题。

简单来说，就是盾构机施工时，管片在运输、吊装等过程中出现扭曲变形，导致管片失去原本的直度与精度，错位甚至是失效。

盾构隧道管片扭转问题如果不及时发现和解决，会引发一系列工程质量和安全问题，给现场施工和后期维护带来非常大的难度。

1.2 盾构隧道管片扭转的原因分析盾构隧道管片扭转的原因常常很复杂，可能是因为管片本身的质量问题，也可能是施工过程中的操作不当所致，还有可能与大气环境、地下水位、孔洞周围岩土地质、设计过程等因素有关。

下面分别分析其中主要的原因：（1）工人操作不规范管片扭转可能是因为场地管理不到位，工人操作不规范。

在管片的装卸过程中，操作人员不小心碰撞、摩擦或者放置不平坦，皮带、吊机等工具操作不当、力度过大也会扭转造成不良影响。

（2）设计和制造质量问题管片扭转可能是在设计和制造的过程中出现问题。

管片本身的制造工艺和材质选择，以及质量检验的不足，都有可能导致其产生扭曲、变形等问题，这种扭曲现象一般比较容易在质检阶段发现，工程检测人员应该及时发现并排除。

地铁盾构隧道管片选型与拼装发表时间：2019-03-26T13:10:28.017Z 来源：《建筑细部》2018年第18期作者：杨文超[导读] 在盾构施工中因管片的选型和拼装不当而引起成型隧道管片破损及漏水现象是个普遍现象，结合西安六号线丈八六路站～丈八四路站区间右线的管片选型和拼装质量为研究对象，总结在施工过程中的经验说明了管片选型的原则，从管片不同拼装点位等方面叙述了施工中管片拼装要求。

杨文超中铁六局集团有限公司交通工程分公司北京丰台 100070摘要：在盾构施工中因管片的选型和拼装不当而引起成型隧道管片破损及漏水现象是个普遍现象，结合西安六号线丈八六路站～丈八四路站区间右线的管片选型和拼装质量为研究对象，总结在施工过程中的经验说明了管片选型的原则，从管片不同拼装点位等方面叙述了施工中管片拼装要求。

关键词：盾构机、管片、盾尾间隙、盾构机姿态、油缸行程差1工程概况西安地铁六号线一期TJSG-7标丈八六路站～丈八四路站区间采用盾构法施工，右线区间长度1138.4m，最小曲线半径R=2000m。

区间隧道底部埋深介于17.14-24.52m之间。

隧道从丈八四路站西端以线间距14.0m坡度2‰出站后，以25‰的坡度下行，继续以14‰的坡度下行至区间最低点。

然后以20‰的坡度上行，最终以2‰的坡度进入丈八六路站。

2管片设计2.1本区间隧道管片采用C50P12预制钢筋混凝土管片，管片设计具体参数见下表：3管片选型的影响因素管片作为成型隧道衬砌、是隧道永久支护的一部分，会受到来自土层、地下水压力等特殊外力，如管片选型不当，会引起管片错台、开裂、隧道渗水，所以管片的选型至关重要。

选取管片主要需要考虑3方面的因素：（1）盾尾间隙；（2）推进油缸行程差；（3）铰接油缸行程差。

3.1管片选型首先要考虑盾尾间隙对管片选型的影响本工程采用小松TM614PMX-12号盾构机盾尾外径为6140mm、壁厚为40mm的圆柱形钢结构，管片的外径为6000mm。

国内TBM、盾构隧道工程事故案例分析在盾体支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工。

盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低。

但在施工过程中人机交错的特征十分明显，特别是在衬砌、运输、拼装、机械安装等环节工艺复杂，较易出现起重伤害、电瓶车伤人、机械伤害、高处坠落等多种事故，且在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险极大。

一、盾构进出洞阶段发生的安全事故盾构进出洞都存在相当大的危险性。

整个施工作业环境处于一个整体的动态之中，蕴藏着土体坍塌、起重伤害、高处坠落、物体打击等多种事故发生的可能。

南京地铁盾构进洞事故1、工程概况南京某区问隧道为单圆盾构施工，采用I 台土压平衡式盾构从区间右线始发，到站后吊出转运至始发站，从该站左线二次始发，到站后吊出、解体，完成区间盾构施工。

该区间属长江低漫滩地貌，地势较为平坦，场地地层呈二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土为主，下部以粉土和粉细砂为主，赋存于粘性土中的地下水类型为空隙潜水，赋存于砂性土中的地下水具一定的承压性，深部承压含水层中的地下水与长江及外秦淮河有一定的水力联系。

到达端盾构穿越地层主要为中密、局部稍密粉土，上部局部为流塑状淤泥质粉质粘土，端头井6m采用高压旋喷桩配合三轴搅拌桩加固土体。

2、事故经过在盾构进洞即将到站时，盾构刀盘顶上地连墙外侧，人工开始破除钢筋，操作人员转动刀盘，方便割除钢筋，下部保护层破碎，刀盘下部突然出现较大的漏水漏砂点，并且迅速发展、扩大，瞬时涌水涌砂量约为260m3/h，十分钟后盾尾急剧沉降，隧道内同部管片角部及螺栓部位产生裂缝，洞内作业人员迅速调集方木及木楔，对车架与管片紧邻部位进行加固，控制管片进一步变形。

仅不到一小时，到达段地表产生陷坑，随之继续沉陷。

所幸无人员伤亡，抢险小组决定采取封堵洞门方案。

论地铁盾构管片选型世界经济的迅猛发展加速了城市化建设，城市人口和建筑密度的不断增加，加快了城市水电管网及轨道交通的建设。

在城市隧道施工中，由于地面及周边环境复杂，基本上都采用现在已经比较成熟的盾构法施工。

由于城市（重要）建构筑物、桥梁等较多，为节省投资资金，避免风险，保护建构筑物等，盾构隧道的曲线越来越多，半径越来越小，多管片的拼装质量要求越来越高，对管片选型技术要求也越高。

本文结合几个案例分析探讨盾构管片选型技术。

一、管片的结构与拼装形式过去，广州市盾构每环管片由六块管片组成（L1、L2、L3、B、C、K），分为标准环、左转弯、右转弯环，拼装时主要靠调节K块的位置来确定管片的转向，重而与设定的轴线进行耦合。

首先，介绍管片的点位的由来。

考虑管片的受力情况，一般采用错缝拼装的形式进行，由于管片的横向螺栓有十套，因此，管片通常的点位就按10个点位来区分。

如下图所示：图一图二管片的具体形式决定每块管片的角度，任意相邻两点所对应的夹角为36°（图一所示）。

但是，1点和11点中间夹着12点，那么，1点和12点的夹角就是18°，11点和12点的夹角也是18°，同理可证5点和7点的角度是18°。

其次，偏移量的计算公式。

从图二中可得转弯环的管片最大楔形量为38（mm），管片的外径是6000（mm）。

根据Tanа=38/6000=0°21′46.33″ ∵а=в可得到：∴偏移量=Tanв×1500=9.5（mm）通过计算结果得出转弯环的最大偏移量是9.5（mm）。

再次回到正面点位图，可以看出只有12点、3点、6点、9点的时候是最大偏移量的位置，而管片的点位中没有12点和6点，即得3点和9点位置是管片偏移量最大的位置（9.5mm）。

举个例子，左转弯环的管片拼在1点位时，管片的偏移量是如何计算的。

其实1点位的时候，正好是偏离12点位18°，假如左转弯是拼装在12点，根据左手定则（食指和拇指撑开呈90°）可知，食指做指向的方向是代表点位，拇指的方向是最大楔形量的位置（右转弯则用右手定则）。

三、地铁盾构隧道钢筋混凝土管片生产使用情况
1、广州地铁一号线全线隧道采用盾构法施工，由日本青木（都筑）株式会社施工，管片全部采用钢筋混凝土管片，规格为Φ6000×5400×300×1200mm，由广州市市政水泥制品厂制作。

模具采用日本生产的Φ6000×5400×300×1200mm钢模，人工振捣成型，混凝土采用C40、P8的商品混凝土，实际使用混凝土强度达到55MPa。

转弯环楔形量为30mm。

共生产7500环。

(广州地铁一号线运营情况来看,最小曲线半径为300m,有些地段磨耗较严重;二号线最小曲线半径350m,磨耗情况尚可)
2、广州地铁二号线隧道盾构管片分Φ6000×5400×300×1200mm和Φ6000×5400×300×1500mm两种规格，其
中江～海区间为1200mm的管片，其它区间全部采用Φ6000×5400×300×1500mm规格的管片。

1500mm规格管片的模具采用德国海瑞克进口的钢模，采用高频附着式空气振动器成型，混凝土采用C50、P12的高强商品混凝土。

转弯环楔形量50mm，我公司生产越～三和江～海两个盾构区间管片，共5500环。

3、广州地铁三号线隧道盾构管片规格为Φ6000×5400×300×1500mm，模具采用德国进口和上海隧道生产的钢模，管片成型方式分整体气振成型和人工振捣成型两种，混凝土全部采用C50、P12的高强商品混凝土。

转弯楔形量分38mm和50mm两种。

我公司生产大～汉区间和客～大区间管片共6387环。

三连体泥水盾构施工实例三连体泥水加压式盾构是泥水加压平衡盾构的新发展，当今已有把泥水加压平衡理论运用于三圆盾构来施工埋深较大地铁车站的施工实例，见照片36、照片37。

本章主要叙述三连体泥水加压式盾构首次在地铁车站中施工的有关技术。

照片36 三圆盾构掘进机建设地铁车站示意照片37 三圆盾构车站建成后运营模式第一节三连体盾构及其管片1、日本大阪商街公园地铁车站工程概况日本大阪商街公园地铁车站(Osaka Business Park)是大阪市地铁7号线工程中施工难度最大的一个车站，处在地下32m左右，因此也是大阪市地铁中最深的一个车站。

这座车站总长155m，位于IMP摩天大楼及盾构法施工的大断面下水道隧道(弁天下水道干线)的正下方，处在深度大、水压高的易塌方地层中，见图255。

该车站采用了世界上首次在实际工程中应用的三连体泥水加压式MF盾构施工法。

车站的结构形式分为两大部分，即工作井及隧道部分。

该工区的地质条件为冲积层和洪积层(粘土与砂土的大阪层互层)，隧道覆土27m，水头压力0.15MPa，盾构拱顶部为洪积砂土(均匀系数3~5左右)，下半部分为粘土层。

图255 商务停车场车站平面图和断面图2、三连体泥水加压盾构掘进机盾构由三个圆形横向搭接叠合而成，正好构成横向三连圆断面的结构体，见照片38、照片39、图256。

该盾构为泥水加压式体系，每个圆形体的大刀盘为独立体系的转动机构。

中心圆大刀盘比两侧刀盘圆体超前1.4m，三个大刀盘的支承方式均为中心轴支承方式，三个泥水室及三个举重臂也是三个独立体。

因此被称为“3刀、3室、3臂、3孔盾构”。

盾构的送排泥水处理系统见图257。

照片38商街公园地铁车站使用的三圆盾构掘进机照片39 三圆盾构掘进机结构示意图(模型)图256 三连体泥水加压平衡盾构基本构造图图257盾构送排泥水处理系统3、三连体泥水加压盾构管片形式及拼装顺序图258三连体盾构管片拼装顺序车站范围内的盾构法施工长度107m，DC管片共计105环(105m)，一次衬砌均采用球墨铸铁管片。

案例一成都地铁1号线南延线华广区间盾构隧道偏差超限质量事故成都地铁1号线南延线华阳站～广都北站右线（以下简称：华广区间右线）全长708.667m，采用盾构法施工。

该盾构机于3月7日从广都北站始发，3月13日项目部测量组对1～12环进行管片姿态测量，测量成果显示隧道高程最大偏差为19mm；3月19日项目部对1～56环管片姿态进行复测，发现17-56环（GDYK25+533.3～+593.3）均出现不同程度的超限，其中56环垂直偏差达到+2010mm、水平偏差+52mm，但盾构机测量导向系统56环处显示的盾构垂直偏差为盾首-29mm、盾尾-25mm，水平偏差盾首+41mm、盾尾+35mm，成型隧道实测偏差与盾构机测量导向系统显示偏差严重不符。

经过调查，确认是盾构机VMT系统（盾构机上使用的一种测量自动导向系统）中输入了错误的盾构推进计划线数据文件，致使盾构机按照错误的计划线推进，导致盾构隧道轴线偏差。

加之项目部未按照测量规定的频次（每20环人工复测一次）进行人工复核，致使偏差不断扩大而未能及时被发现。

造成直接经济损失273万余元，构成市政基础设施工程质量一般事故。

一、工程概况成都地铁1号线南延线土建1标盾构区间，由科技园站～锦江站～华阳北站～华阳站～广都北站4个区间组成，线路沿天府大道西侧辅道敷设，设计总长6039m。

华阳站～广都北站盾构区间右线起点里程YDK24+901.7,终点里程YDK25+617.3，短链6.933m，全长708.667m。

二、事故经过1.该盾构所用的数据文件形成的经过2013年10月，项目部完成华广区间左右线设计轴线计算后，将计算结果报三级公司精测队进行复核，设计轴线计算结果正确，项目部收到经复核后的电子文件为“华广区间右线.DT2”，该文件保存在测量组共用工作U盘中。

三级公司复核后的书面材料于2014年2月23日返给项目部。

2013年11月，三级公司精测队队长郑某到工地对测量人员进行了VMT系统的使用培训。

盾构隧道硬岩段施工管片上浮超标案例分析及解决方案2.广东建科建设咨询有限公司广东广州 510000引言城市地铁隧道的掘进大量采用盾构法进行施工，盾构工法相较明挖及矿山法作业有明显的优势，如盾构工法征地拆迁少、对复杂地质适应性强、施工速度快、安全性高、技术成熟等。

但盾构施工也存在一些施工难点及质量通病，如在施工过程中不加以重视及控制往往会对隧道区间的验收及运营造成不利影响。

在盾构法施工中盾构管片上浮的控制是盾构法施工控制中的重中之重，一但盾构管片上浮超标，将严重影响隧道区间的施工质量，甚至造成隧道局部区间限速。

1盾构管片上浮的应对措施盾构法施工质量控制的核心就是盾构管片轴线的误差控制，即把盾构管片的实际施工轴线与设计轴线的误差控制在合理范围，根据GB50299-2018《地下铁道工程施工验收规范》规定：管片拼装后，隧道轴线的高程和水平位移不得超过±50mm，成型隧道验收要求的隧道轴线的高程和水平位移不得超过±100mm。

在盾构管片安装直至盾构管片趋于稳定的过程中，盾构管片存在一定的高程及水平方向的位移，这些位移要通过一定的措施加以控制，否则盾构管片的施工轴线很容易偏位超标，盾构管片轴线偏位超标最常见的情况即是管片上浮。

管片上浮的因素很多，一般受隧道区间地质情况、地下水情况、管片同步注浆浆液情况、管片二次补浆情况及盾构掘进参数等多种因素综合影响。

管片上浮量主要发生在盾构管片脱出盾尾后24h～36h范围，之后的管片上浮量一般趋于稳定。

根据管片上浮的因素及权重制定控制管片上浮的措施，施工中常采用的措施有管片拼装时施工控制轴线下压、拼装管片采用垫片、施作止水环、采用半堕性同步浆液、合理控制盾构掘进参数、脱盾尾管片加重物压载等多种方式。

在实际工程案例中往往会选取以上多种控制方式的组合以达到预期控制效果。

2工程实例基本情况广州市轨道交通七号线二期大沙东站~姬堂站区间，区间隧道埋深10.21～29.06m，区间左线长2695.41m，右线长2693.50m。