一建市政工程：1K420171 盾构法施工安全措施
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1K420170 隧道工程施工安全事故预防
1K420171 盾构法施工安全措施
盾构施工的安全控制要点主要涉及盾构机组装、调试、解体与吊装、盾构始发与接收、障碍物处理、掘进过程中换刀以及特殊地段及特殊地质条件施工。
一、盾构机组装、调试、解体与吊装
由于盾构机体积庞大、重量重，且一般工作井内空间狭窄，因此，盾构机的组装、调试、解体与吊装是盾构施工安全控制重点之一，要制定专项施工方案。这项工作的安全控制重点是人员安全与设备安全。
(1)使用轮式起重机向工作井内吊放或从工作井内吊出盾构机前，要仔细确认起重机支腿处支撑点的承载能力满足最大起重量要求，并确认起重机吊装时工作井的围护结构安全。
(2)起重机吊装过程中，要随时监测工作井围护结构的变形情况，若超过预测值，立即停止吊装作业，采取可靠措施。
(3)采取措施严防重物、操作人员坠落。
(4)使用电、气焊作业时，严防火灾发生。
二、盾构始发与接收
盾构始发与接受施工时，须拆除洞口临时围护结构，若洞口土体失去稳定，则易发生坍塌而引发事故;或者地下水携带土砂从衬砌外围与洞体之间的间隙涌人工作井，造成洞口周围地层变形增大。
(1)拆除洞口临时围护结构前，必须确认洞口土体加固效果，以确保拆除后洞口土体稳定。
(2)施作好洞口密封，并设置注浆孔，作为洞口防水堵漏的应急措施，以防止盾构始发期间土砂随地下水从衬砌外围与洞体之间的间隙涌人工作井。
三、障碍物处理
盾构掘进前方遇有障碍物必须在地下处理时，应采取必要措施确保操作人员安全。
(1)地下障碍物处理前，必须查明障碍物，并制定处理方案。
(2)在开挖面拆除障碍物时，可选择带压作业或地层加固的施工方法，控制地层开挖量，确保开挖面稳定。
四、掘进过程中换刀
(1)换刀作业尽量选择在地质条件较好、地层较稳定的地段进行。
(2)在不稳定地层换刀时，必须采用地层加固或气压法等措施，确保开挖面的稳定。
(3)带压进仓换刀前必须完成下列准备工作：
1)作业设备进行全面检查和试运行;
2)采用两种不同动力装置，保证不间断供气;
3)带压作业区严禁采用明火。确需使用电焊、气割时，应对所用设备加强安全检查，必须加强通风并增加消防设备。
(4)带压换刀作业安全规定：
1)通过计算和试验确定合理气压，稳定开挖面并防止地下水渗漏;
2)刀盘前方地层和土仓满足气密性要求;
3)专业技术人员对开挖面稳定状态和刀盘、刀具磨损状况进行检查，确定换刀专项方案和安全操作规定;
4)作业人员应按换刀专项方案和安全操作规定作业;
5)保持开挖面和土仓空气新鲜;
6)作业人员进仓工作时间符合《盾构法隧道施工与验收规范》GB 50446--2008的规定。
五、特殊地段及特殊地质条件下掘进
(1)在以下特殊地段和特殊地质条件施工时，必须采取施工措施确保施工安全：
1)覆土厚度不大于盾构直径的浅覆土层地段;
2)小曲线半径地段;
3)大坡度地段;
4)地下管线地段和地下障碍物地段;
5)建(构)筑物地段;
6)平行盾构隧道净间距小于盾构直径70%的小净距地段;
7)江河地段;
8)地质条件复杂(软硬不均互层)地段和砂卵石地段。
(2)必须详细查明和分析工程的地质状况与隧道周边环境状况，制定专项施工方案。
(3)根据隧道所处位置与地层条件，合理设定开挖面压力，控制地层变形。
(4)根据隧道所处位置与工程地质、水文地质条件，确定同步注浆的材料、压力和流量，在施工过程中根据监测结果，及时进行调整。
(5)必要时加密监测测点、提高监测频率，并根据监测结果及时调整掘进参数。
(6)地下管线区段施工前，应详细查明地下管线类型、允许变形值等;评估施工对地下管线的影响，对受施工影响可能产生较大变形的管线应根据具体情况进行加固或改移。
(7)穿越或邻近建(构)筑物施工前应对建(构)筑物进行详细调查，评估施工对建(构)筑物的影响，并采取相应的保护措施。根据建(构)筑物基础与结构的类型、现状，可采取加固或托换措施。
(8)穿越江河地段施工应详细查明工程地质和水文地质条件和河床状况，设定适当的开挖面压力，加强开挖面管理与掘进参数控制，防止冒浆和地层坍塌;并对盾构密封系统进行全面检查和处理;配备足够的排水设备与设施。穿越过程中，采用快凝早强注浆材料，加强同步注浆和二次补充注浆。
【案例1K420171】
1.背景
某地铁隧道盾构法施工，采用土压平衡盾构施工。隧道穿越粉细砂层、含有上层滞水，覆土厚度10～12mo拟建隧道上方6m位置有地下管线，经检测评估给出保证管线运行安全允许变形(不均匀沉降)值为10mm。
施工项目部将始发和接收作为安全控制的重点;在确认洞口土体加固效果符合设计要求，拆除洞口围护结构后开始始发施工;并通过初始掘进摸索，确定了各项掘进参数。盾构接近地下管线时，监测数据显示管线隆起2mm;盾构尾部刚刚通过地下管线时，管线沉降已达10mmo监测方依据有关规定发出红色预警。
2.问题
(1)在本案例中，如何确定洞口土体加固方法与范围?
(2)盾构接近地下管线时，管线隆起的主要原因是什么?
(3)盾构尾部刚刚通过地下管线时，管线沉降的主要原因是什么?应采取哪些措施减小沉降消除预警?
(4)盾构穿越地下管线后，管线是否还将发生后续沉降，为什么?
3.参考答案
(1)问题1
根据本案例提供的工程地质与水文地质条件，明确洞口土体加固目的有两个：其一是加固，其二是止水。明确目的后，经过方法选择、加固土体参数确定、加固范围确定、施工性与经济性比较，最终确定加固方法与范围。
(2)问题2
盾构接近地下管线时，管线隆起的主要原因是土压控制值偏高。
(3)问题3
盾构尾部刚刚通过地下管线时，管线沉降的主要原因是衬砌背后与洞体的空隙填充不及时或注浆压力偏低造成地层应力释放。
应采取的措施主要有：
1)放慢掘进速度;
2)采用同步注浆方法，及时填充衬砌背后的空隙;
3)控制好注浆量与注浆压力，并及时进行二次注浆。采取以上措施，不均匀沉降值降至7mm以下，方可做消警处理。
(4)问题4
根据本案例的工程地质条件，盾构穿越地下管线后，一般不会发生后续沉降。因为后续沉降主要是由盾构掘进造成地层扰动、松弛等引起，在软弱黏性土地层中施工表现最为明显，而在砂性土或密实的硬黏性土中施工基本不发生。
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