超大直径盾构水中进洞风险分析
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一、不良地质中盾构施工风险1、盾构处在承压水砂层中,由于正面压力设定不够高,缺少必要的砂土改良措施以及盾尾密封失效,而引起正面及盾尾涌砂涌水导致盾构突沉、隧道损坏;2、在盾构上部为硬粘土、下部为承压水砂层时,由于硬粘土过硬很难顶进,而承压水砂层则因受压不足不能疏干而发生液化流失导致盾构突沉;另因过硬粘土卡住密封舱搅拌棒使粘土与砂土不能拌合排出,致使盾构下部砂土液化由螺旋器流出,导致盾构底部脱空下沉;3、超越沼气层或其他原因形成的含气层时(如气压法施工的隧道或工作井附近),如未探明其范围和压力、未事先进行必要的释放、未采取防备毒气和燃爆的措施,开挖面喷出的气体及其携带的泥沙可能引起盾构姿态突变、隧道突沉以及毒气燃爆的灾害;4、对沿线穿越地层中的透镜体、洞穴或桩基、废旧构筑物等障碍物。
未事先查明并做预处理或备有应急措施,可能引起盾构推进突沉偏移,盾尾注浆流失,致使地面沉陷过大,盾构无法推进。
二、盾构进出洞风险盾构在工作井出洞或进洞时,需要凿除预留洞口处钢筋混凝土挡土墙,而后由盾构刀盘切削洞口加固土体进入洞圈密封装置,此过程中洞口土体及加固土体暴露时间较长,且受前期工作井施工方法及其施工扰动影响,容易因加固土体或洞圈密封装置的缺陷而发生洞口水土流失或坍方。
如遇饱和含水砂性土层或沼气以及其他原因形成的含气层(如气压法施工的隧道或工作井附近),更易发生向井内的大量涌沙涌水而导致盾构出洞磕头或盾构进洞突沉,甚至在盾构进洞突沉中拖带盾尾后一段隧道严重变形或坍垮,造成极严重的工程事故,并严重破坏周边环境。
由于盾构进出洞事故概率较高,其后果可能极为严重,因此对关系到盾构进出洞风险的每个细节必须严格仔细的采取可靠的风险控制措施。
三、盾构穿越江河水底的风险当盾构推进挤压导致前方土体隆起过多,或盾构处于饱和含水砂层中发生涌水突沉引起上方江底沉陷,产生涌水裂隙,致使大量河水由盾尾或开挖的缺陷处涌入而淹没隧道。
四、旁通道施工风险1、旁通道冻结施工中,隧道钻冻结孔防喷措施不当引发泥水喷涌;2、旁通道冻结壁由于冻结管断裂、渗漏而未能使冷冻圈全部交圈导致透水失稳;3、临时支护强度、刚度不够或拆模过早,引起旁通道及连接隧道严重变形或坍塌;4、旁通道冻结体冻胀融沉引起隧道变形过大而危害隧道安全。
施工现场用电危险源辩识及控制对策:主要生产区域:施工现场责任人:项目部安全员及电气负责人管理目标:将本工程工伤死亡、重大事故控制未零的目标落实和将一般工伤频率控制在1.8%以下。
1.危险源辩识:主要是触电伤害。
2.不安全条件:(1)各种缆线有破损处未及时发现处理。
(2)未按规定使用合格的标准电压箱。
(3)漏电保护器失灵,未及时更换。
3.不安全行为:(1)无证操作。
(2)施工人员私拉乱接电源。
4.控制对策:(1)根据《建设部JGJ—88施工现场临时用电标准》和建设部JGJ59—99《施工现场安全检查标准》,现场应有用电施工方案及用电平面图。
(2)配电合理,做到“三相五线制”不超负荷运行。
闸箱采用标准规范闸箱,并实施落实到位。
安全距离合理,明确标识,符合:三级配电,两极保护‘要求。
漏电保护器应灵敏有效,经常检测。
(3)施工现场严禁使用塑料电线,应用胶套软电线,临时电源线必须架空使用完毕后及时拆除清理,电源线严禁拖地泡水。
(4)过路电缆必须加钢套埋入地下,并满足国家标准(-0.5m)。
(5)手持式电动工具和移动式电器设备必须经绝缘检验合格后方可使用,并有专人管理、维护。
(6)电器设备的金属外壳必须有接地或接零。
同一供电往内的电器设备不允许接地、接零不统一。
(7)电工执证上岗,并穿戴有效防护劳保用品,并按操作规程施工。
(8)对施工人员进行用电安全培训教育。
行车安装危险源辩识几控制对策:主要生产区域:施工现场、端头井中责任人:项目部安全员及行车安装人员管理目标:将本工程工伤死亡、重大伤亡事故控制为零的目标落实和将一般工伤频率控制在1.8%以下。
1.危险源辩识:行车安装是一项施工周期短,作业风险高的部分工程项目。
在施工过程中由于管理力不及违章作业,往往会发生人员从高空坠落、行车坍塌伤人及起重伤害的事故。
因此,对行车安装的安全管理具有一定的高度。
2.不安全条件:(1)进厂安装行车的大型起重机械为经过验收合格,操作人员和其他人员也无证作业(电工、电焊工、起重挂钩指挥工)。
盾构内进水风险事件应急预案1.1 风险特点(1)盾构内进水事故主要有三种:盾构姿态不好或者铰接密封本身存在缺陷引起的盾构铰接处漏水、漏砂或涌水、涌砂;盾尾密封刷损坏引起的盾尾漏水、漏砂和涌水、涌砂;管片错台和破裂引起盾构隧道内进水事故;(2)盾构内进水事故一般与盾构设备损坏和操作不当有关,盾构施工过程中必须严格监控盾构操作、盾构姿态和设备工作状态;(3)盾构内进水造成的严重后果有管片下沉、管片间开裂、盾构下沉、地表下沉、建筑物倾斜和重要管线破裂等。
1.2 预防措施(1)加强对区间盾构隧道周边工程地质资料、水文资料和环境资料的掌握;(2)盾构施工过程中经常对盾尾铰接和密封情况进行检查,及时修补损坏的交接密封、盾构密封和更换损坏的盾尾密封刷;(3)盾构施工过程中调整好盾构姿态,防止盾构铰接处漏水、漏砂,一旦出现盾构铰接处漏水,漏砂现象,及时启动盾尾铰接紧急密封并进行相关处理;(4)严格控制盾构总推力,防止推力过大,顶裂管片引起进水事故;(5)严格控制盾构推进速度,确保推进速度和同步注浆速度相适应,在水、砂、压力共存的地层推进时,防止管片错台过大导致止水橡胶条密封失效,引起管片间漏水漏砂。
1.3 应急措施(1)组织技术人员和相关专家迅速查明现场的实际情况(如洞门漏水/漏砂发生的时间,地点、部位、原因、过程、已采取的措施以及可能发展趋势导致的后果等),在确保安全的前提下运用拍照,录像等手段取得资料,为现场事故事故分析提供相关资料;(2)根据现场事故情况,在分析工程地质资料,水文资料和相关设计,施工和地面环境资料的基础上,由技术负责人召开简短的技术会议确定采取的应急措施(如临时排水、注水、封堵、注浆等);(3)项目管理人员、技术人员和施工人员根据应急措施对事故进行救援,并在施工的过程中严密关注事故的发展趋势和出现的新情况,及时沟通并根据现场情况对应急措施进行优化和调整;(4)救援施工应密切注意周围环境的变化,采取相关的应急措施,防止事态的进一步的发展和避免次生灾害的发生;(5)加强对周边环境的监控,尤其是重要管线和重要地面建筑物,弄清相关产权单位的联系方式,当险情发生时立即与相关产权单位联系;(6)救援过程中要及时与紧急救援物资单位联络,保证物资供应渠道畅通。
大直径泥水盾构施工风险浅析摘要:随着我国城市基础建设的快速发展,采用盾构法建设隧道面临直径更大、埋深更深、距离更长以及地质条件更加复杂的情况,我国已经应用不同的超大直径泥水盾构完成了多个工程。
在盾构施工中,盾构法隧道始出口是施工的重点和难点,需要控制的风险点比较多,做好风险管理是施工的重点。
本文提出了施工中几种风险的解决对策,对超大直径泥水盾的施工具有重要参考价值和指导意义。
关键词:超大直径;泥水盾;盾构施工;风险;对策地下工程建设投资大、施工工艺复杂、施工周期长、周边环境复杂、建筑材料和施工设备繁多,涉及专业工种与人员众多,具体表现为工程建设的工程地质与水文地质等自然条件的复杂性;工程建设中机械设备、技术人员和技术方案的复杂性;工程建设的决策、管理和组织方案的复杂性;工程建设周边环境的复杂性。
大直径泥水盾构施工在地下工程建设中应用越来越多,而随之发生的事故也在不断增加,因此加强对大直径泥水盾构施工中的风险研究控制具有重要意义。
一、泥水盾构施工对土层沉降风险控制1、泥水盾构掘进所引起的土体扰动大致可分为4个阶段:1)切口到达前。
泥水盾构向前掘进时,开挖面前方的土体会受到一定的预扰动。
2)盾构通过期间。
当盾构切口到达时,开挖面的平衡状态彻底被破坏,需要泥水压力来平衡,泥水压力的波动将会引起开挖面的应力释放并对土体产生挤压作用,同时还会有泥浆渗入土体。
此期间盾构对土体的扰动程度最大。
3)盾尾注浆期间。
由于盾构掘进机的外径大于管片外径,盾尾通过后,在地层中遗留下来的建筑空隙需同步注浆充填。
注浆量、注浆压力、注浆部位、浆液配比和材料是对土层沉降具有影响的重要因素。
4)盾尾远离期间。
盾尾脱出一段时间后,地层沉降的原因主要有土层的固结沉降、地基土的徐变及管片的变形等。
2、土层沉降采取的控制措施,当软土地层受到盾构施工影响较大,地表及建筑物沉降量超过报警值时,应及时采取控制措施,避免工程事故发生。
泥水盾构施工常用的控制沉降措施主要有切口压力、注浆压力控制、调整推进速度和控制泥水体系等。
盾构施工所面临的几大主要风险一、不良地质中盾构施工风险1、盾构处在承压水砂层中,由于正面压力设定不够高,缺少必要的砂土改良措施以及盾尾密封失效,而引起正面及盾尾涌砂涌水导致盾构突沉、隧道损坏;2、在盾构上部为硬粘土、下部为承压水砂层时,由于硬粘土过硬很难顶进,而承压水砂层则因受压不足不能疏干而发生液化流失导致盾构突沉;另因过硬粘土卡住密封舱搅拌棒使粘土与砂土不能拌合排出,致使盾构下部砂土液化由螺旋器流出,导致盾构底部脱空下沉;3、超越沼气层或其他原因形成的含气层时(如气压法施工的隧道或工作井附近),如未探明其范围和压力、未事先进行必要的释放、未采取防备毒气和燃爆的措施,开挖面喷出的气体及其携带的泥沙可能引起盾构姿态突变、隧道突沉以及毒气燃爆的灾害;4、对沿线穿越地层中的透镜体、洞穴或桩基、废旧构筑物等障碍物。
未事先查明并做预处理或备有应急措施,可能引起盾构推进突沉偏移,盾尾注浆流失,致使地面沉陷过大,盾构无法推进。
二、盾构进出洞风险盾构在工作井出洞或进洞时,需要凿除预留洞口处钢筋混凝土挡土墙,而后由盾构刀盘切削洞口加固土体进入洞圈密封装置,此过程中洞口土体及加固土体暴露时间较长,且受前期工作井施工方法及其施工扰动影响,容易因加固土体或洞圈密封装置的缺陷而发生洞口水土流失或坍方。
如遇饱和含水砂性土层或沼气以及其他原因形成的含气层(如气压法施工的隧道或工作井附近),更易发生向井内的大量涌沙涌水而导致盾构出洞磕头或盾构进洞突沉,甚至在盾构进洞突沉中拖带盾尾后一段隧道严重变形或坍垮,造成极严重的工程事故,并严重破坏周边环境。
由于盾构进出洞事故概率较高,其后果可能极为严重,因此对关系到盾构进出洞风险的每个细节必须严格仔细的采取可靠的风险控制措施。
三、盾构穿越江河水底的风险当盾构推进挤压导致前方土体隆起过多,或盾构处于饱和含水砂层中发生涌水突沉引起上方江底沉陷,产生涌水裂隙,致使大量河水由盾尾或开挖的缺陷处涌入而淹没隧道。
盾构隧道进出洞施工风险、对策、教训和方法(共同学习之一)编写人:章履远一、盾构隧道掘进施工中处于正常掘进状态时,往往工作顺利,不会产生多大的问题。
而在进出洞施工时,由于施工环节多,复杂而且要求高,包括洞口地基加固、洞圈密封装置、盾构基座、后盾支撑等,只要某一环节控制不当,带来的危害无法估量。
从而形成盾构隧道掘进施工中的一道关键工序。
现求有关盾构施工中出现的进出洞事故是如何发生的、造成后果、处理措施,应有怎样的教训,以及盾构进出洞施工各工序应注意的事项逐一列下,供各位施工人员作为工作参考。
以求达到共同探讨,共同提高的目的。
二、进出洞事故举例:1、某一工程,在区间隧道中间设立一风井,风井地下部分为24.2m×15.6m矩形基坑,深约31.7m。
风井围护为厚1.2m、深49.7m地下连续墙。
隧道外径6.2m、内径5.5m,管片厚0.35m、宽1.2m。
风井盾构进出洞地基处理采用高压旋喷桩≥0.5Mpa~0.8Mpa。
加强范围地面下一加强,要求加强后土体无侧限抗压强度Qu值达到1.0Mpa以上,满足设计要求。
直到坑底下3.0m。
实际施工检验Qu2006年5月某日,在盾构安全进出风井一个月后,拆除上行线洞口防水装置时出现了进洞处的下方局部渗水。
施工人员当即进行抢险作业,进行堵漏、注双液浆、注聚氨酯等。
并在隧道内加支撑、压砂袋,并加强隧道和地面沉降观察。
抢险后总算险情得到控制,也未对周围环境、交通造成影响,也无人员伤亡。
为消除事故隐患,事后立即采取地面注浆,补打降水井等措施。
几天后,风井上行线出洞口又发生漏水、涌砂现象,出现第二次险情。
抢险人再次抢险,用水泥封堵出洞口漏水点,并在隧道内进行聚氨酯注浆,再次堵漏成功。
事后,继续对地面下注浆,以填充流失的土体,并同时降水。
三天后下午,进洞口附近再次发生漏水涌砂。
抢险人员又在隧道内注聚氨酯,直到晚上堵漏成功。
分析原因认为,加固体与基坑围护体之间,加固体与隧道管片之间存在渗水通道。
盾构进出洞风险控制盾构进出洞安全是盾构法隧道施工的一个重要环节,目前国内盾构法隧道多起事故均发生在盾构进出洞上,盾构进出洞风险主要有:漏水漏砂、地面塌陷、周边建构筑物变形等安全风险,在加强加固施工管理的同时,还必须对可能的突发情况进行准备。
盾构进出洞时常会产生漏水漏砂、地面塌陷、周边建构筑物变形现象,尤其是盾构进洞,特别容易产生漏水问题。
而地面塌陷、周边建构筑物变形是漏水漏砂、出土超量、降水引起的问题。
我标段迎尹盾构区间左线盾构进洞时出现了漏水漏砂、地面塌陷现象,经过项目的精心处理,漏水漏砂、地面塌陷均得到控制,盾构安全进洞。
经过了迎尹盾构区间的事件,项目部对盾构进出洞的安全风险引起了足够的重视,并针对类似的安全风险制定了预防控制处理措施。
一、盾构施工前(1)分析地层、地质情况,如遇实际地质状况与设计图纸不相符时,及时与设计院沟通,根据实际地层改变端头加固、止水帷幕的插入深度,必要时变更加固范围,更好的达到加固目的;加强盾构进出洞的端头地层加固施工质量控制,严格按照图纸施工,严禁偷工减料。
(2)对于降水不到位的问题,从地质情况、降水井施工质量、降水的连续性等方面进行分析,找到解决办法。
二、盾构进出洞前(1)项目成立盾构进出站领导小组,健全值班管理制度,保证盾构进出站时24小时值班,协调各方力量,发现险情,及时解决。
(2)现场配备了足够多的应急物资、设备(注浆机、备用发电机等)、人员,一旦遇到风险,立即投入应急抢险,以免风险扩大化。
(3)加强持续不断地降水,必要时补充降水井数量,扩大降水范围,加深降水井深度,以达到降水目的。
(4)洞口打开前,必须对地层的加固效果进行检验,采取水平取芯的方法,探测地层加固及降水效果,只有符合规定后才能进行东门破除。
(5)洞门凿除过程中,如果发现掌子面有渗水时要先对渗水进行探明分析,确定是否需要喷射混凝土封堵,再进行注水泥-水玻璃双液浆堵水。
三、盾构进出洞过程中(1)对于盾构始发、到达突发险情采取“及时堵漏,紧跟加固,迅速进洞,灵活组织”的原则。
盾构安全风险分析报告盾构是一种专门用于地下隧道建设的机械设备,它的造价昂贵且难以恢复,所以盾构施工的安全风险分析对于工程建设的顺利进行至关重要。
首先,盾构施工过程中可能会出现的安全风险是坍塌事故。
由于盾构机械在地下钻进时需要持续向前推进,而地下的土层和岩石的稳定性往往难以预测,如果遇到不稳定的土层或者岩层,就有可能导致地层坍塌,影响盾构机械的正常运行,甚至造成人员伤亡和设备损坏。
其次,盾构施工可能会遭遇地下水的涌入,导致隧道内部被淹。
在盾构开挖过程中,地下水位的高低以及水质的情况都很难预测,如果地下水位过高或者地下水的流速过大,就可能会对盾构机械和施工人员的安全构成威胁,甚至导致机械损坏和事故发生。
此外,盾构施工还可能遇到地下洞穴或者地下管道的存在,如果无法准确地掌握地下隧道的位置和范围,就有可能在施工过程中意外破坏现有隧道或者管道,造成财产损失和人员伤亡。
针对这些安全风险,我们可以采取以下措施来降低风险。
首先,施工前应进行充分的地质勘探,了解地下地质条件和土层的稳定性,可以采用先进的地质勘探技术,如地下探测雷达和地下水位监测仪等,尽量减少不稳定地层的影响。
其次,应加强对盾构机械的监测和维护,定期检查机械的状态和工作效果,确保设备的正常运行。
另外,应配备专业的维修人员和紧急救援队伍,及时处理设备故障和应对紧急情况。
此外,可以采用隔水墙和密闭掌子面等防水措施,以减少地下水涌入的影响。
同时,可以利用水泥浆和注浆技术进行地层固化,提高地下土层的稳定性。
最后,必须对施工现场进行严格的管理,确保工作人员遵守安全操作规程,配备足够的安全装备,加强安全教育和培训,提高员工的安全意识和应急反应能力。
综上所述,盾构施工存在一定的安全风险,但只要采取科学合理的预防措施和管理措施,可以有效降低风险,并确保施工过程的安全顺利进行。