土压平衡盾构法隧道施工风险及防控措施(汇总表)

盾构法施工安全技术与风险控制一、风险分析（1）在吊装作业前，钢丝绳死弯、吊钩连接松动以及限位器发生失灵状况且未及时检测维修，可能造成吊装作业中钢丝绳断裂、吊钩脱落等后果，从而造成起重伤害。

（2）始发或接收盾构工作井端头地层未加固且未及时察觉，可能造成盾构机械在接收过程中因地基承载力不足而压垮工作井，造成地基坍塌。

（3）施工前掘进参数选择错误、开挖面失稳、隧道塌陷以及地表下沉等状况，可能造成坍塌等事故。

（4）通过浅覆土地层时，因开挖深度过小可能使上方地层承载力过小而坍塌；通过小净距、小半径曲线、大坡度地段时，易因开挖半径和开挖量选择过大或过小或洞壁支护不当而造成通道渗水、冒顶片帮、坍塌等事故。

（5）施工过程中，盾构机械的刀具、刀盘、主轴承等重要部件失效失灵，可能因刀具、刀盘碎裂而飞出伤人，主轴承断裂而造成机械伤害。

（6）施工人员在端口带压时更换刀片，可能在拆卸刀片时，因刀片飞出而造成机械伤害。

（7）施工运输指挥不当，信号和制动失灵，货车汽车超速、超载及机械故障等，可能会导致货车侧翻、机械损伤甚至导致车祸发生，造成车辆伤害。

（8）未配备或极少配备消防器材或消防器材失效，可能导致在意外火情发生时无法及时处理，从而酿成火灾、人体被灼烫等事故。

（9）盾构施工前，未对地层、地下管线、地上地下的建筑物、构筑物以及障碍物进行详细而周密地调查，可能导致在施工过程中不慎破坏地上地下的建筑物、构筑物以及地下管线等设施而造成坍塌，以及破坏地基稳定性，使隧道出现冒顶片帮等问题。

若管道为输水管道，还会导致隧道渗水，造成透水事故。

（11）施工单位未建立健全完善的安全生产保障体系及规章制度，未对施工人员进行安全教育和培训，盾构作业人员未进行专业技术培训考核或者未合格且颁发相应操作证后就上岗的，这会使施工风险大大增加，特别是盾构工作中因操作人员的错误操作，可能会造成机械伤害。

（12）盾构施工各工序作业前未编制安全作业规程和作业指导书，关键工序未编制专项安全技术措施或编制后未经监理单位审批后实施，可能导致施工过程中安全监管不严，工作人员疏忽大意，造成机械伤害、物体打击等各种伤害。

盾构法隧道施工质量通病及防治措施盾构法隧道施工的质量控制重点是建成的隧道实际轴线与设计轴线的一致性;另外,隧道的综合防水能力,隧道施工过程对地层的扰动、对周围环境的影响等也是反映隧道施工质量的重要指标.为了保证隧道施工质量能符合相关标准,对盾构法施工的每道施工工序的质量均应严格控制,保证各关键技术参数达到能控制工程质量标准的范围.第一节盾构进、出洞盾构进出洞是盾构法隧道施工中的一道关键工序.在进、出洞过程中,施工环节多,工作量集中,各工种交叉施工频繁,设备、人员众多,工作零乱,因此,加强质量管理和控制尤为重要.1、盾构基座变形1.1、现象在盾构进出洞过程中,盾构基座发生变形,使盾构掘进轴线偏离设计轴线.1.2、原因分析⑴盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行,盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力;⑵盾构基座的整体刚度、稳定性不够,或局部构件的强度不足;⑶盾构姿态控制不好,盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角,致使盾构基座受力不均匀;⑷对盾构基座的固定方式考虑不周,固定不牢靠.1.3、预防措施⑴盾构基座形成时中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向一致,当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时,可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置,切点必须取洞口内侧面处;⑵基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段穿越加固土体所产生的推力;⑶合理控制盾构姿态,尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致;⑷盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实,保证接触面积满足要求.1.4、治理方法⑴先停止推进,对已发生变形破坏的构件分析破坏原因,进行相应的加固.对需要调换的部件,先将盾构支撑加固牢靠,再调换被破坏构件;⑵盾构基座的变形确实严重,盾构在其上又无法修复和加固时,只能采取措施使盾构脱离基座,创造工作条件后对基座作修复加固.2、盾构后靠支撑位移及变形2.1、现象在盾构出洞过程中,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或位移.2.2、原因分析⑴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;⑵盾构后靠混凝土充填不密实或填充的混凝土强度不够;⑶组成后靠体系的部分构件的强度、刚度不够,各构件间的焊接强度不够;⑷后靠与负环管片间的结合面不平整.2.3、预防措施⑴在推进过程中合理控制盾构的总推力,且尽量使千斤顶合理编组,使之均匀受力;⑵采用素混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙,除充填密实外,还必须确保填充材料强度,使推力能均匀地传递至工作井后井壁.在构件受力前还应做好填充混凝土的养护工作;⑶对体系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.各连接点应采用合理的连接方式保证连接牢靠,各构件安装要定位精确,并确保电焊质量以及螺栓连接的强度;⑷尽快安装上部的后盾支撑构件,完善整个后盾支撑体系,以便开启盾构上部的千斤顶,使后盾支撑系统受力均匀.2.4、治理方法⑴对产生裂缝或强度不够的缝隙填充料凿除,重新充填,并经过养护后达到要求强度再恢复推进;⑵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数量计算出发生破坏时的实际推力,对后靠体系进行校验;⑶对于发现裂缝的接头及时进行修补.3、凿除钢筋混凝土封门产生涌土3.1、现象在拆除洞封门过程中,洞门前方土体从封门间隙内涌人工作井(接收井)内.3.2、原因分析⑴封门外侧土体加固方案不当或加固效果欠佳,自立性达不到封门拆除所需的施工时间;⑵地下水丰富,土体软弱自立性极差;⑶封门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.3.3、预防措施⑴根据现场土质状况,制定合理的土体加固方案,并在拆封门前设置观察孔,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;⑵布置井点降水管,将地下水位降至能保证安全出洞水位;⑶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,确保拆封门时安全、快速.3.4、治理方法创造条件使盾构尽快进入洞口内,对洞门圈进行注浆封堵,减少土体流失.4、盾构出洞段轴线偏离设计4.1、现象盾构出洞推进段的推进轴线上浮,偏离隧道设计轴线较大,待推进一段距离后盾构推进轴线才能控制在隧道轴线的偏差范围内.4.2、原因分析⑴洞口土体加固强度太高,使盾构推进的推力提高.而盾构刚出洞时,开始几环的后盾管片是开口环,上部后盾支撑还未安装好,千斤顶无法使用,推力集中在下部,使盾构产生一个向上的力矩,盾构姿态产生向上的趋势;⑵盾构正面平衡压力设定过高导致引起盾构正面土体拱起变形,引起盾构轴线上浮;⑶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,将导致盾构沿着向上的趋势偏离轴线;⑷盾构机械系统故障造成上部千斤顶的顶力不足.4.3、预防措施⑴正确设计出洞口土体加固方案,设计合理的加固方法和加固强度.施工中正确把握加固质量,保证加固土体的强度均匀,防止产生局部的硬块、障碍物等;⑵施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压;⑶及时安装上部后盾支撑,改变推力的分布状况,有利盾构推进轴线的控制,防止盾构上浮现象;⑷正确操作盾构,按时保养设备,保证机械设备的完好.4.4、治理方法⑴施工过程中在管片拼装时加贴楔子,调正管片环面与轴线的垂直度,便于盾构推进纠偏控制;⑵在管片拼装时尽量利用盾壳与管片间隙作隧道轴线纠偏,改善推进后座条件:⑶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.5、盾构进洞时姿态突变5.1、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.5.2、原因分析⑴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, 盾尾使在其内的圆环管片位置产生相应的变化;⑵最后两环管片在脱出盾尾后,与周围土体间的空隙由于洞口处无法及时地填充,在重力的作用下产生沉降.5.3、预防措施⑴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;⑵将进洞段的最后一段管片,在上半圈的部位用槽钢相互连结,增加隧道刚度;⑶在最后几环管片拼装时,注意对管片的拼装螺栓及时复紧,提高抗变形的能力;⑷进洞前调整好盾构姿态,使盾构标高略高于接收基座标高.5.4、治理方法在洞门密封钢板未焊接以前,用整圆装置将下落的管片向上托起,纠正误差.6、盾构进、出洞时洞口土体大量流失6.1、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.6.2、原因分析⑴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;⑵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,使正面土体失去支撑造成塌方;⑶洞门密封装置安装不好,止水橡胶帘带内翻,造成水土流失:⑷洞门密封装置强度不高,经不起较高的土压力,受挤压破坏而失效;⑸盾构外壳上有突出的注浆管等物体,使密封受到影响;⑹进洞时未能及时安装好洞圈钢板;⑺进洞时土压力末及时下调,致使洞门装置被顶坏,大量井外土体塌入井内.6.3、预防措施⑴洞口土体加固应提高施工质量,保证加固后土体强度和均匀性;⑵洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的准备工作;⑶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;⑷在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体,在相应位置设计可调节的构造,保证密封的性能;⑸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;⑹盾构将进入进洞口土体加固区时,要降低正面的平衡压力.6.4、治理措施⑴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;⑵对洞口进行注浆堵漏,减少土体的流失.第二节盾构掘进盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序,要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合, 并确保管片圆环拼装质量,使隧道不漏水,地面不产生大的变形.1、土压平衡式盾构正面阻力过大1.1、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.1.2、原因分析⑴盾构刀盘的进土开口率偏小,进土不畅通;⑵盾构正面地层土质发生变化;⑶盾构正面遭遇较大块状的障碍物;⑷推进千斤顶内泄漏,达不到其本身的最高额定油压;⑸正面平衡压力设定过大;⑹刀盘磨损严重.1.3、预防措施⑴合理设计进土孔的尺寸,保证出土畅通;⑵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、深度,以使轴线设计考虑到这一状况;⑶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;⑷经常检修刀盘和推进千斤顶,确保其运行良好;⑸合理设定平衡压力,加强施工动态管理,及时调整控制平衡压力值.1.4、治理方法⑴采取辅助技术,尽量采取在工作面内进行障碍物清理,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;⑵增添千斤顶,增加盾构总推力.2、泥水加压平衡式盾构正面阻力过大2.1、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.2.2、原因分析⑴泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大;⑵盾构刀盘的进土开口率偏小,进土不畅通;⑶盾构正面地层土质发生变化;⑷盾构正面遭遇较大块状的障碍物;⑸推进千斤顶内泄漏,达不到其本身的最高额定油压.2.3、预防措施⑴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;⑵详细了解盾构推进断面内的土质状况,以便及时优化调整平衡压力设定值、推进速度等施工参数,同时配制与土质相适应的泥水;⑶在盾构穿越沿线做好详尽的地质勘查,事先清除障碍物或调整设计轴线;⑷经常检修推进千斤顶,确保其运行良好.2.4、治理方法⑴与土压平衡盾构一样;⑵增添千斤顶,增加盾构总推力.3、土压平衡盾构正面平衡压力的过量波动3.1、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发生较大的偏差.3.2、原因分析⑴推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配;⑵当盾构在砂土土层中施工时,螺旋机摩擦力大或形成土塞而被堵住,出土不畅,使开挖面平衡压力急剧上升;⑶盾构后退,使开挖面平衡压力下降;⑷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.3.3、预防措施⑴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;⑵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,保证平衡土压力的建立;⑶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;⑷正确设定平衡土压力值以及控制系统的控制参数;⑸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.3.4、治理方法⑴向切削面注入泡沫、水、膨润土等物质,改善切削进入土仓内的土体的性能,提高螺旋机的排土能力,稳定正面土压;⑵维修好设备,减少液压系统的泄漏;⑶对控制系统的参数重新进行设定,满足使用要求.4、泥水加压平衡盾构正面平衡压力过量波动、现象在泥水加压平衡盾构推进及拼装的过程中,开挖面的泥水压力发生异常的波动,与理论压力值或设定压力值发生较大的偏差.4.1、原因分析⑴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;⑵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;⑶泥水系统中的某些设备故障如泥水管路中接头泄露,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;⑷拼装时盾构后退,使开挖面平衡压力下降;⑸正常情况下,当盾构停止推进的时间较长,开挖面平衡压力下降时,可以通过送泥管向开挖面补充泥水而提高压力,恢复平衡.而拆接泵管时,由于接泵管的速度慢,就会使开挖面平衡压力因得不到补充而下降.4.2、预防措施⑴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;⑵正确地设定泥水系统的各项施工参数,包括泥浆的密度、粘度、压力、流量等,以确保开挖面支护的稳定性;⑶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;⑷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;⑸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, 保证泥水仓压力的稳定.4.3、治理方法⑴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2—3米in:⑵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;⑶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;⑷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位置及堵塞的原因,并及时采取措施排除故障.5、土压平衡盾构螺旋机出土不畅5.1、现象螺旋机螺杆形成“土棍”,螺旋机无法出土,或螺旋机内形成阻塞,负荷增大,电动机无法带动螺旋机转动,不能出土.5.2、原因分析⑴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;⑵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;⑶盾构在砂性土及强度较高的黏性土中推进时,土与螺旋机壳体间的摩擦力大,螺旋机的旋转阻力加大,电动机无法转动;⑷大块的漂砾进入螺旋机,卡住螺杆;⑸螺旋机驱动电动机因长时间高负荷工作,过热或油压过高而停止工作.5.3、预防措施⑴螺旋机打滑时,把盾构开挖面平衡压力的设定值提高,盾构的推进速度提高,使螺旋机正常进土;⑵螺旋机安装时要注意精度,运转过程中加强对轴承的润滑;⑶降低推进速度,使单位时间内螺旋机的进土量降低,螺旋机电动机的负荷降低;⑷在螺旋机中加注水、泥浆或泡沫等润滑剂,使土与螺旋机外壳的摩擦力降低,减少电动机的负荷.5.4、治理方法⑴打开螺旋机的盖板,清理螺旋机的被堵塞部位;⑵将磨损的螺旋机螺杆更换.6、泥水平衡盾构吸口堵塞6.1、现象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,从而破坏开挖面泥水平衡.6.2、原因分析⑴盾构土舱的土体中含有大块状障碍物;⑵盾构土舱内搅拌机搅和不匀,致使吸口处沉淀物过量积聚;⑶泥水管路输送泵故障,致使排泥流量小于送泥流量;⑷泥水指标不合要求,不能有效形成盾构开挖面的泥膜.6.3、预防措施⑴及时调整各项施工参数,在推进过程中尽量保持推进速度、开挖面泥水压力的平稳;⑵确保各搅拌机的正常运转,以达到拌和均匀;⑶对泥水输送管路及泵等设备经常保养检修,确保泥水输送的畅通;⑷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.6.4、治理方法⑴如吸口轻微遭堵,应相应降低推进速度,同时按技术要求进行逆洗;⑵如吸口遭堵严重,应采取相应技术措施,在确保安全的前提下,及时组织力量,由施工人员进入土舱清除障碍物.7、盾构掘进轴线偏差7.1、现象盾构掘进过程中,盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线,影响成环管片的轴线.7.2、原因分析⑴盾构超挖或欠挖,造成盾构在土体内的姿态不好,导致盾构轴线产生过量的偏移;⑵盾构测量误差,造成轴线的偏差;⑶盾构纠偏不及时,或纠偏不到位;⑷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;⑸盾构处于非常软弱的土层中时,如推进停止的间歇太长,当正面平衡压力损失时会导致盾构下沉;⑹拼装管片时,拱底块部位盾壳内清理不干净,有杂质夹杂在相邻两环管片的接缝内,就使管片的下部超前,轴线产生向上的趋势,影响盾构推进轴线的控制;⑺同步注浆量不够或浆液质量不好,泌水后引起隧道沉降,而影响推进轴线的控制;⑻浆液不固结使隧道在大的推力作用下引起变形.7.3、预防措施⑴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;⑵盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站;⑶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;⑷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,使推进更加顺畅;⑸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;⑹拼装拱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,影响隧道轴线;⑺在施工中按质保量做好注浆工作,保证浆液的搅拌质量和注入的方量.7.4、治理方法⑴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;⑵对开挖面作局部超挖,使盾构沿被超挖的一侧前进;⑶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设计轴线的垂直度,改善盾构后座面.8、泥水加压平衡盾构施工过程中隧道上浮8.1、现象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.8.2、原因分析⑴盾构切口前方泥水后窜至盾尾后,使管片处于悬浮状态;⑵同步注浆效果欠佳,未能有效地隔绝正面泥水;⑶管片连接件未及时拧紧;⑷盾构推进一次纠偏量过大,对地层产生了过大扰动.8.3、预防措施⑴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;⑵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力.同时加强隧道沉降监测,当发现隧道上浮呈较大趋势时,立即采取对已成环隧道进行补压浆措施;⑶及时复紧已成环隧道的连接件.8.4、治理方法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),以隔断泥水流失路径. 9、盾构过量地自转9.1、现象盾构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、封顶块拼装等困难.9.2、原因分析⑴盾构内设备布置重量不平衡,盾构的重心不在竖直中心线上而产生了旋转力矩;⑵盾构所处的土层不均匀,两侧的阻力不一致,造成推进过程中受到附加的旋转力矩;⑶在施工过程中刀盘或旋转设备连续同一转向,导致盾构在推进运动中旋转;⑷在纠偏时左右千斤顶推力不同及盾构安装时千斤顶轴线与盾构轴线不平行.9.3、预防措施⑴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,使盾构重心位于中线上或配置配重调整重心位置于中心线上;⑵经常纠正盾构转角,使盾构自转在允许范围内;⑶根据盾构的自转角,经常改变旋转设备的工作转向.9.4、治理方法⑴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;⑵盾构自转量较大时,可采用单侧压重的方法纠正盾构转角.10、盾构后退10.1、现象盾构停止推进,尤其是拼装管片的时候,产生后退的现象,使开挖面压力下降,地面产生下沉变形.10.2、原因分析⑴盾构千斤顶自锁性能不好,千斤顶回缩;⑵千斤顶大腔的安全溢流阀压力设定过低,使千斤顶无法顶住盾构正面的土压力;⑶盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多,并且没有控制好最小应有的防后退顶力.10.3、预防措施⑴加强盾构千斤顶的维修保养工作,防止产生内泄漏;⑵安全溢流阀的压力调定到规定值;⑶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.10.4、治理方法盾构发生后退,应及时采取预防措施防止后退的情况进一步加剧,如因盾构后退而无法拼装,可进行二次推进.11、盾尾密封装置泄漏11.1、现象地下水、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灾难.11.2、原因分析⑴管片与盾尾不同心,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;⑵密封装置受偏心的管片过度挤压后,产生塑性变形,失去弹性,密封性能下降;⑶盾尾密封油脂压注不充分,盾尾钢刷内侵入了注浆的浆液并固结,盾尾刷的弹性丧失,密封性能下降;⑷盾构后退,造成盾尾刷与管片间发生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;⑸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泵,使油脂压注量达不到要求.11.3、预防措施⑴严格控制盾构推进的纠偏量,尽量使管片四周的盾尾空隙均匀一致,减少管片对盾尾密封刷的挤压程度;⑵及时、保量、均匀地压注盾尾油脂;⑶控制盾构姿态,避免盾构产生后退现象;⑷采用优质的盾尾油脂,要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能.11.4、治理方法⑴对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂,恢复密封的性能;⑵管片拼装时在管片背面塞人海绵,将泄漏部位堵住;⑶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;⑷从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物.12、泥水加压平衡盾构施工过程中地面冒浆12.1、现象在泥水平衡盾构施工过程中,盾构切口前方地表出现冒浆.12.2、原因分析⑴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;⑵开挖面泥水压力设定值过高;⑶同步注浆压力过高;。

盾构法施工在过江隧道中的风险及应对措施随着科技的进步，盾构法施工已在地下隧道施工中得到普及，同时关于盾构法施工在项目实施过程中对各种风险因素的掌控，特别是在穿越大江大河时对各种可能出现的风险因素的提前预测和掌控也成了广大建设者必须掌握的技术内容。

本文针对盾构法施工在过江隧道中可能产生的各种风险因素进行分析、总结，并依此提出应对每种风险的具体措施，与大家共勉。

标签：盾构法施工；过江隧道；风险；措施引言：随着科学技术的发展和人类施工技术的进步，盾构法施工已经在大型水利输水工程、城市轨道交通工程、铁路隧道工程等类工程中得到广泛的应用，同时，因盾构法施工地处地面以下相对较深处，特别是在穿越江河时，线路长、埋深深、地质条件复杂等，使施工难度加大，各种风险因素陡增。

施工中若不充分考虑到各种风险及其应对措施，很容易发生重大事故，从而造成重大经济损失及產生较大社会负面影响。

因而，科学的预测和处理施工风险就变得尤为重要，也是确保工程顺利进行并最终如期完工的前提。

一、盾构法施工概述盾构法施工主要是利用现有盾构机械完成地下隧道暗挖的一种施工技术。

其主要的隧洞挖掘工作靠盾构机来完成。

目前常用的盾构设备有土压平衡盾构和泥水平衡盾构两种。

两种设备除出渣（土）的原理不同外，其余工作的原理基本相同。

工程中可根据地质条件和地下水位情况选用相应的设备。

盾构法施工具有自动化程度高、施工速度快、一次成洞、施工时不受气候和地面交通影响、在水下施工时不影响水面交通等特点，在隧道洞线较长、埋深较大的情况下，盾构法施工更为经济合理。

该技术经过多年的发展，现已基本趋于成熟，但由于各工程地质条件的多样化及施工技术管理水平的高低，施工中还可能会出现各种各样的问题。

二、盾构法施工在过江隧道工程中可能遇到的风险及相应对策（一）盾构机适应性和可靠性风险及对策1.风险盾构机的选择是施工能否顺利推进的重要前提，是施工成败的关键。

另外，机械的可靠性和性能的稳定性也很大程度上影响着工程的推进，对设备的选择失误可能导致整个工程推进的失败。

摘要:长沙地铁2 号线溁湾镇站—橘子洲站区间盾构隧道下穿湘江堤坝段施工风险高、难度大，本文对其风险进行系统分析，阐述风险产生的原因及造成的危害，提出隧道盾构法穿越堤坝段施工风险控制措施。

结合现场施工与监测情况，探讨堤坝的变形规律，对堤坝稳定性进行评价。

实践证明风险控制措施效果良好，可供类似工程参考。

关键词:地铁土压平衡盾构堤坝风险分析控制措施1工程概况盾构隧道穿越堤坝施工时，上覆土厚度变化大并受高水压影响，施工风险较高，确保堤坝的安全至关重要。

长沙地铁 2 号线溁—橘区间起始于溁湾镇站，在橘子洲大桥西引桥南侧30 m 位置穿入湘江，过湘江西汊后进入橘子洲站［1］。

区间线路起讫里程为 DK4 +450. 900—DK5 + 444. 000，隧道于 DK4 + 965—DK5 +015 段穿越湘江西岸防洪堤坝，穿越段长约 50 m，见图 1。

湘江西岸防洪堤坝由挡浪墙、挡土墙、抗滑桩等结构组成。

盾构外径为 6 m，纵向坡度为－ 3. 5%，隧道依次下穿潇湘中路、沿江人行道、防洪堤坝、河床等，下穿构筑物的结构较为复杂，盾构隧道纵向坡度和覆土厚度变化较大。

穿越堤坝段隧道埋深为 9 ～ 20 m，洞身位于强风化板岩地层，下穿湘江大堤的 DK4 + 975 典型断面如图 2 所示。

1 / 7 使命：加速中国职业化进程2施工风险分析与控制措施作为第一条穿越湘江的盾构隧道，长沙地铁 2 号线湘江隧道地质条件和环境条件复杂。

特别是盾构穿越防洪堤坝，风险源众多，盾构施工主要风险源为复杂的地质条件、堤坝结构、盾构掘进参数、施工组织与管理。

2. 1风险辨识与分析1) 复杂地质条件及不利环境复杂地质条件对盾构下穿堤坝产生的不利影响表现在: ①地层从上往下分别为细沙、卵石、全风化板岩、强风化板岩，江边地下水位相对较高，地层透水性强，盾构掌子面易受地下水渗流影响，稳定性降低，该地层中掌子面失稳风险较大; ②板岩经一定程度的风化，地层存在软硬不均; ③风化板岩黏粒较多，易附着在刀盘上，形成泥饼，影响盾构掘进。

隧道施工风险及应采取的安全措施（1）地面沉降量过大原因分析：盾构选型不当；土体自立性差；地下水化勘察失误；土层变化较大；土层受扰动较大；平衡压力设定偏低；推进速度慢；出土量过大；施工监测小及时准确；管片拼装时盾构后退；注浆量不够；补脏浆小及时；注浆压力不适当；注浆材料不合格；注浆浆液配合比不当；汴浆部位不合理。

防范措施：合理选择盾构类型；采用辅助工法保证开挖面的稳定；地质水文变化较大地段加密勘察；精心施工，减小对土层的扰动；加强开挖面土压力的岭测，保持开挖面土压力的平衡；加强推进速度控制，尽量不使或少使前方土体受挤压；严格控制出土量，保证盾构切口方土体能微量隆起；加强对监测点是的临控；加强盾构千斤顶的维修保养工作，管片拼装时保证安全溢流阀的压力达到规定值；盾尾脱出后及时压浆；压浆量要充足；严格控制压浆压力；采用两次以上的压浆；浆液的选择、采购、储运、配比和拌制必须合理；合理选择注浆部位，保证注浆均匀。

治理办法：进行土体探测，进行综合分析，查明原因；加强地面沉降监测和信息反馈；提高同步注浆率，改善注浆效果；进行壁后补压浆或地面跟踪补压浆；调整盾构推进参数，使其更科学更准确。

(2)隧道越江时江底冒浆原因分析：江底覆土厚度过浅；盾构切口水压波动量大；开挖面泥水压力没定值过高；同步注浆压力不合理，对江底土层扰动较大；盾构纠偏时超挖严重。

防范措施：在冒浆区采用江面抛土，加大覆土厚度；控制切口水压波动范围；严格控制开挖面泥水压力，在推进过程中要求手动控制开挖面泥水压力；严格控制同步注浆压力，并存注浆管路中安装安全阀，以免注浆压力过高；适当提高泥水各项质量指标；合理设置盾构推进速度，保证开挖而的稳定；盾构推进时，检查掘削千砂键，控制超挖现象。

治理办法：当发现江底冒浆时，如果是轻微的冒浆，在不降低开挖面水压的情况下向前推进，同时，适当加快推进速度，提高拼装效率，使盾构尽早穿过冒浆区；当江底冒浆严重不能推进时，适当降低开挖面切口水压；提高泥水密度和粘度；掘进一段距离后，进行充分的壁后压浆。

盾构施工风险源分析汇总一览表（ISO45001-2018）分类主要风险源风险等级造成危害安全技术措施施工风险盾构始发、达到施工时，隧道洞口上部土体坍塌、下部出现涌水涌砂，加固区外地面沉降一级周边道路的人员和车辆受到危害，影响周边建筑物、管线和交通安全。

1、加强施工过程的管理，严格控制洞门土体加固的施工质量，加固长度不小于1D（D为盾构直径）；2、通过垂直与水平钻芯取样的方式，检测土体加固的施工效果和几何尺寸，如未达标，采用补充注浆的方法进行补救；3、隧道洞门混凝土凿除前，在洞圈范围内钻水平观测孔，观察是否出现渗漏水；如有，则根据渗漏水的具体情况，采用水平注浆或降水等处理措施；4、洞门临时止水装置安装牢固，洞门砼快速凿除后，盾构机迅速推进入洞圈靠近土体，防止洞口加固土体暴露时间长而出现渗漏水情况。

盾构掘进施工，地面沉降大二级地下管线、地表建（构）筑物破坏。

1、严格控制盾构机的姿态，将盾构机切口和尾部的姿态变化值，控制在每环的变化量不超过3mm，防止盾构姿态变化大增加对土体的扰动；2、降低盾构机掘进速度，控制盾构机掘进速度在5cm/min以下，防止因掘进速度快而导致姿态变化量大而造成的土体扰动加大；3、及时、足量添加盾尾密封油脂，防止盾构机倒退损坏盾尾密封刷，准备海绵条或塑料泡沫条等材料和注浆设备；4、及时、有效、足量地充填衬砌背后的建筑间隙，保证浆液拌制质量和注浆量，必要时还可通过在管片上的注浆孔进行二次加固注浆；5、施工监测及时、准确，根据监测数据及时调整盾构机土压力的设定和同步注浆量。

施工风险盾构机穿越河道一级螺旋输送机出现喷涌，水流进入隧道、河床沉降桥梁破坏；机械设备出现密封泄漏，如盾尾出现严重漏水，施工人员和交通安全受到影响。

1、过河前，对盾构机进行全面检修，并制定好在河底检修的预案，一旦盾构机或后配套设备在河底出现故障，按预案进行应急检修，在最短的时间内排除故障，顺利过河；2、盾构穿越时，运用导向系统和分区操控推进油缸，严格控制盾构姿态，保证盾构机平稳、快速的通过，尽量减少对隧道周围土体的扰动；降低渣土中水的比例，向土体中适当加入膨润土泥浆、高分子聚合物等改善渣土的和易性；3、加强设备的维修保养工作，每日定时对设备进行检查，避免机械故障带来不必要的误工；4、严格控制同步注浆量及注浆压力，防止注浆压力过高造成地层扰动过大，避免与上部河底贯通；5、施工中随时检查螺旋输送机出土口闸门，如出现喷涌，土仓内土压下降，立即关闭闸门，盾构机继续顶进一段，建立土压为止；6、盾尾密封处如发生较大泄漏，首先考虑多注盾尾油脂止水止砂，如情况仍无法好转，则盾尾密封刷可能已损坏，此时可从管片注浆孔注入聚氨酯堵漏剂与在盾壳间隙处塞入海棉条，暂时止住漏水，等盾构机到站后对盾尾密封刷进行更换；7、施工过程中，加强监测，并将监测信息及时反馈到掘进负责人，做到信息化施工。