盾构进出洞风险控制培训

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,盾构法隧道施工,-盾构进、出洞施工风险控制,盾构法进出洞是隧道法施工中一项高风险的控制点。是隧道施工中起头和尾的作用，它控制的好坏直接对这条隧道甚至对整条线的列车运行的起到关键的作用。,5,1,后,盾,支,撑,盾构法隧道施工进出洞控制重点,1、地基加固,7、盾构进出洞中应注意的环节,2、密封装置、盾构机设备,6、进出洞的测量,3、盾构基座、延伸短轨、后接的前端基座和后靠系统(包括负环质量),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、风险大。因此，加强过程质量管理和控制尤为重要。,5、洞门的处理,4、盾构机、起吊设备,8、二次进洞,9、进出洞施工中应急措施,第一部分,一、盾构进、出洞地基加固的目的和种类,二、选择地基加固方法应考虑的因素,三、目前地铁盾构进出洞地基加固的范围,四、复杂地层或有承压水时应采用多种加固工艺以及调整加固范围,五、地基加固前准备工作,六、盾构进出洞地基加固时间与车站开挖之间的关系,七、地基加固中注意的事项之一,八、地基加固的质量检查,九、地基加固质量异常的补救措施,地基加固,地基加固是盾构进、出洞中相当重要的一个组成部分,，是指天然地层土不能满足工程施工需要而必须采取改良的一种加固的措施，其目的利用各种工艺方法来提高地基的抗剪切强度，降低地基的压缩性，改善地基的透水特性，改善地基的动力特性和改善特殊土的不良地基特性。特别是在松软土地铁隧道施工中，其选择加固的工艺和加固质量的好坏直接关系着盾构进、出洞的安全。只有洞门外土体能稳定自立相当长一段时间后，方安全拆除封门，盾构即可进出洞，(尤其对周边环境保护要求高,盾构进出洞又处在承压水范围内)地基加固的尤为重要 。,目前常用的土体稳定技术有:1、井点降水法；2、高压旋喷桩；3、深层搅拌桩；4、灌浆法；5、冻结法；6、SMW工法等。,源深体育中心东端头井封门形式为SMW工法+深层搅拌桩，考虑到挑出去的部位与搅拌桩搭接不好，为了确保进洞安全在两侧进行旋喷加固。（其中有15根插入型钢，在洞圈区域共有13根（SMW范围1.5X13米）。,一、盾构进、出洞地基加固的目的和种类,盾构进、出洞地基加固的核心是正确选择与实施加固的方法。对某一工程来讲，在选择加固方法时要综合考虑各种影响因素，,如1地基土的类别、,2加固深度、,3周围环境条件、,4施工工期、,5施工队伍技术素质与施工技术条件、,6设备状况和经济指标等。,尤其对地基条件复杂、还要详细调查施工区内地形及地质成因、地基层状况、软弱土层厚度及不均匀性的分布范围、地下水情况及地基土的物理和力学性质等相关资料。,施工中需考虑对场地及邻近建筑物可能产生的影响、占地大小、工期及用料等。只有综合分析上述因素，坚持技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则合理制定加固方案，才能获得最佳的加固效果。,二、选择地基加固方法应考虑的因素,出洞,进洞,三、目前地铁盾构进出洞地基加固的范围,浦江耀华站东端头井进洞地基加固平面图，采用三轴搅拌桩进行施工。（,强加固12.7m和弱加固9.67m，水泥掺量分别为强加固16和弱加固8，桩长22.37m）。,一般：出洞段：长度 6米、宽盾构上下左右各3米,进洞段：长度 3.5米、宽盾构上下左右各3米,普遍采用,旋喷、,搅拌+旋喷、,SMW工法及冻结法,，,地基加固工艺选择必须合理，应适合盾构进出洞段土层，满足进出洞时土体在一定时间内的自立性和隔水性。确保进出洞的安全.根据目前发展情况看，通常只要摸清进出洞段所处的地质情况，埋深以及周边构建筑物和地下管线等情况，一般确定一套合理的地基加固工法是没有问题。但特殊工况条件下或风险较高的情况下需采用多种地基加固工艺组合使用。,6米,3米,3米,3.5米,翔殷路隧道使用大直径泥水平衡盾构推进，进洞口直径约为12米，根据地质资料，盾构进洞时大部分位于砂质粉土，含水量丰富，容易出现从盾尾流砂的情况，因此采用搅拌桩与三重管旋喷，对进洞口区域进行加固，加固区域分二大块：,A、前板块由旋喷和深层搅拌桩构成，长度3.35米,深度21.5米；,B、在加固区后面及盾构两侧设置二道侧向防水帷幕（长度8.5米,深度21.5米搅拌桩）。,C、在防水帷幕后面及两侧分别设置4根井点，通过降水及时蔬干进洞范围内土层中的潜水或地下不明水，防止间隙水土流失。,侧向防水帷幕8.5米,旋喷桩,盾构全长11.375米,直径11.58米,3.5米,帏幕到盾构为2.5米,搅拌桩,4,1,3,2,举例：,12米,2004年12月20日进洞。,四、复杂地层（3层、5-2层等）或有承压水时应采用多种加固工艺以及调整加固范围,1、地基加固前必须排摸车站槽壁施工的实际情况（即有无坍方情况便于制定合理的地基加固工法）。通常坍方物范围小或又不在进出洞盾构推进的位置内，一般可通过钻机打穿、排摸槽壁成槽的情况（超声波检查资料），钢筋笼垂直度等相关信息。,五、地基加固前准备工作-之一,2、地基加固前应事先通过开挖样沟或其它探摸措施，排摸管线的走向、障碍物(如原桩基)的位置等。 如发现有管线、桩基等，在加固前应搬迁或保护，加固过程中遇到不明障碍物或其它因素，改变了原桩位，必须做好书面记录并及时上报，并采取有效的针对措施，确保加固质量。,五、地基加固前准备工作-之二,3、地基加固（方案中）必须考虑到加固范围内受影响的构建筑物和管线的安全的防范措施，加固前应做好监测点的布置并在施工过程中加强监测手段，发现异常，及时采取措施，并上报。（注意监测点布置的合理性、及时性和真实性可测性），目前地铁施工中采用布软土点，必要时应布正规的深层点。,五、地基加固前准备工作-之三,地基加固最好在车站开挖后在施工，但目前由于工期紧以及地面交通不允许长时间的影响，因此车站槽壁施工和地基加固同步进行，开挖后加固体有一定的位移量，引起渗水通道，为此要留出夹档施工的位置（50公分左右），如50公分都没条件的话，事后必须采取相应的补加固措施，填充位移量,M8线6标（中山北路中兴路）区间隧道-盾构出洞时，洞圈渗漏,举例：,开挖过程中槽壁位移,六、盾构进出洞地基加固时间与车站开挖之间的关系,1、加固参数要合理，夹挡加固质量非常关键尤其是两头的包角旋喷加固要控制好加固顺序最好是跳跃式加固。,七、地基加固中注意的事项之一,出洞加固桩位平面布置图,48米,13.5米,1,3,2,4,5,7,6,8,9,11,10,12,1、施工中加强地基加固旁站工作，尤其是水泥的掺量、桩位的位置、垂直度和搭接情况。并且对槽壁和加固体之间加固的夹档和两侧包角要进行重点监控。并作好施工记录表”。,七、地基加固中注意的事项之二,随着社会的发展，环境污染问题日益严重，公民的环境保护意识也逐步提高，在地基加固设计和施工中一定要注意保护环境，处理好地基加固与环境保护的关系。,常见的与地基处理方法有关的环境污染主要是噪声、地下水质污染、地面位移、振动、大气污染以及施工场地泥浆污水排放等。在地基处理施工中应根据施工现场条件，合理安排施工工艺，施工时间等。以减少甚至消除对周围环境的不良影响。,七、施工中注意环境保护,1、地基加固检测,地基加固强度、抗渗指标等必须按规范经过现场取样进行复试（包括抗压试块、取芯、渗透系数），复试指标、复试频率必须满足设计等要求。,施工现场取芯,静力触探试验,八、加固后的质量检查,八、加固后的质量检查,2、水泥土加固,出洞前,- 探孔,宜“米”字型钻孔（610）,水泥土加固,进洞前,-,探孔,宜“米”字型钻孔（6,10），,鼻尖位置钻孔直径最好选用,（15, 25 ）,但要根据实际情况,总之偏大为好,原则-样洞应选择最薄弱的上面最有影响的地方。严禁先凿除后开样洞。,双圆15只(如进洞鼻尖位置宜大),地基加固强度、抗渗指标或样洞有异常情况（渗漏）必须采取补加固措施。采取措施后应重新开样洞观察确认质量符合要求后方可凿除洞门砼。,补加固措施有1水平注浆加固(单液、双液),2地面垂直加固(单液、双液),3冻结加固,4降压井等,9、地基加固质量异常的补救措施,第二部分,一、密封装置种类,二、密封装置注意事项,三、结构施工中事先预埋注浆管,洞圈密封装置,特点：1、成本低，弯度好，箍得老盾构,2、6的钢板焊接好，盾构即使背土也不影响,3、筋板要短,4、推进轴线控制越好，效果就越好,洞,圈,内,挡,板,进,行,了,改,革,以往进洞时为了防止渗漏通常采用的两到挡板加海面后尝试海带,双圆盾尾刷,气囊,海绵和海带,常用的密封装置,（,1）袜套（2）环板（3）止水箱体（泥水盾构）（4）气囊（5）反袜套（6）洞圈内埋冻结环管及应急门等。,一、密封装置种类,袜套）,改进后的用6一道挡板,洞圈下半圈铰链板必须有足够强度的防翻装置，确保盾构后退土体塌方时帘布橡胶板不外翻。,二、密封装置注意事项-1、,洞圈铰链板,铰链板不符合要求造成外翻,洞圈防翻装置,铰链板的长度宜控制27，下半圈铰链板安装后必须与盾构基座进行支撑加固。,27cm,盾构进出洞时，洞圈渗漏,现象,风险特征：洞圈发生渗漏水、漏泥，土体塌方。,存在风险：进出洞段地面沉降，危及管线和建筑物的安全。,1、地基加固质量不好,2、弧形板防翻强度不够或太短。造成帘布橡胶板外翻，或帘布橡胶板损坏。,风险产生后补救措施,1及时封堵，进行注浆等加固。,产生风险的原因,举例：,二、密封装置注意事项-2铰链板位置要考虑注浆管的位置,洞圈上应事先标出盾构机壳体上外突注浆管的大致区域，洞圈内两道弧形钢板的高度保证25，注浆管区域内严禁焊接小的三角筋板，洞圈内应事先预埋5根2寸的注浆管。,25,60,60,1、无论是一次还是两次进洞，底部轨道中间的封板一定要在盾构进洞前封好，钢板的厚度不应小于1公分,并且两面必须满焊，确保其强度和刚度，,2、里面的环板应比外面上，但要注意的是翻下来时不能影响外面这道环板。,注意环板端面与轨道接触面的空隙,二、密封装置注意事项-底部封板（砂性土、承压水或周边环境复杂等工况下）,三,、结构施工中事先预埋注浆管（砂性土、承压水或周边环境复杂等工况下）,有条件的话最好在结构施工中预埋了应急注浆管，作为应急措施，进出洞前最好事先将管路接好，一旦发生突发事件就可以争取时间，有效控制。,第三部分,一、盾构基座,二、基座最为常见的通病如下,盾构基座、延伸短管、,后接的前端基座和后靠系统（包括负环质量）,盾构基座安置在工作井或接收井内的底板上，用作安装及稳妥地搁置盾构，更重要的是通过设在基座上的导轨，使盾构在进出洞时有正确的导向，因此导轨要根据隧道设计轴线及施工要求定出平面、高程、纵坡来进行测量定位。,导轨夹角一般为60盾构基座除承受盾构自重外，还应考虑盾构切入地层后，进行纠偏时产生的集中菏载。因此盾构基座必需保证足够的整体刚度、稳定性和各部件的强度。,60,60,一、盾构基座,常见的基座形式,双圆基座,砼基座,沪崇苏基座,盾构基座可以采用,现浇或预制的钢筋砼结构或钢结构形式,。,风险特征：在盾构进出洞中，盾构基座发生变形。,存在风险：出洞时使盾构掘进轴线偏离设计轴线。有时会影响洞圈止水效果，进洞 时拉坏管片，造成渗漏水、碎裂、高差等，严重的影响盾构正常进出洞。甚至不能进出洞。,单圆基座,现象,1、盾构基座变形,二、基座最为常见的通病如下,产生风险的原因,1、对盾构基座的固定方式考虑不周，固定不牢靠（如底板未垫平、垫实等）。,2、盾构基座的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足。,3、盾构基座多次使用，钢材发生疲劳或钢材生锈等原因。,4、加工人员私自更改结构形式，焊接人员技术不够或漏焊。,5、技术和质量人员无进行专项检查。,1、盾构基座变形,风险如何预防,1、盾构基座变形,1、选用盾构基座时，基座框架结构的强度和刚度应满足盾构进出洞需要，尤其是盾构出洞时过土体加固区所形成的推力；,2、盾构基座的底面与井的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足基座安放的要求。,3、盾构基座如需多次使用，应及时作好保养及修理工作。确保原应有的强度、刚度。,风险产生后补救措施,1、对已发生基座变形损坏的构件，及时进行相应的加固或调换；进出洞时应加强基座的观察，一旦发生基座正在变形时，应停止推进，及时采取措施进行补加固。,2、盾构基座的变形严重时，应将盾构脱离基座，对基座作修复加固。,延伸短管,过低轴线,设计轴线,延伸短管的重要性,（,1）控制盾构重心，确保轴线的质量。（2）对轴线进行调整。因此必须保证其强度钢度和位置的准确性。,1盾构延伸短轨检查,2、延伸短管,袜套翻下来时不能碰到短管，短管前面一定要有斜坡,盾构出洞基座后接的一段特别要控制好，（1）要填实防止移位断裂（2）要确保基座的轴线因此,洞圈与基座后接的一段一定要有足够的强度、钢度和稳定性，,3、基座后接一段,4、盾构后靠、支撑位移及变形过大,现象,风险特征：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、断裂或位移过大。,存在风险：造成管片碎裂、轴线超标、十字错缝、渗漏水、高差、千斤顶行程差较大，有时会产生帘布橡胶板外翻，造成洞口土体流失等。,1.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；,2.盾构后靠、支撑受力作用面强度不够；,3.盾构后靠、支撑等混凝土充填不密实或填充的混凝土,强度不够或结合面不平整。,4.后靠、支撑体系不合理，部分构件的强度、刚度不,够，各钢构件间的焊接强度不够；,4、盾构后靠、支撑位移及变形过大,580钢管间隙处砂浆未填实,产生风险的原因,支撑体系不合理(未支撑到位),推进过程中合理控制盾构的总推力，尽量使千斤顶编组合理，使之均匀受力；,采用素混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙时，除填充密实外，还必须确保填充材料强度和养护；,对系统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，确保连接强度和焊接质量；,尽快安装上部的后靠支撑构件，完善整个后靠支撑体系，以便开启盾构上部的千斤顶，使后靠支撑系统受力均匀,。,4、盾构后靠、支撑位移及变形过大,风险如何预防,4、盾构后靠、支撑位移及变形过大,风险产生后补救措施,1、对产生裂缝或强度不够的缝隙填充料凿除，重新填充，并经过养护后达到要求强度再恢复推进；,2、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只数计算出发生破坏时的实际推力，对后靠体系进行校验；,3、对于发现裂缝的接头及时进行修补。,5、负环管片的质量和拼装质量,第四部分,盾构机、起吊设备,1、盾构机出洞前必须严格根据盾构机验收大纲进行验收，尤其是重点保养部件，另外发现问题必须及时处理，确保盾构机在出洞前的完好性。,2、所有注浆管路要严格检查，不仅要保持畅通，而且管路内壁不允许存在结块等现象。,3、盾尾的圆度应严格复核，复核情况应留有记录，便于拼装时调整管片盾壳之间的间隙及纠偏时有利于控制管片的碎裂。,一、盾构机的设备的完好性,备注；盾构机内所有的电器阀件、信号线等应有防水措施并进行加固（以防人员踩坏）,水泥土加固,出洞前,必备条件-1、大型设备和材料，2、交底,制度,盾构出洞最新规定,必备项目,规定,备注,负环盾尾油脂,开口环9，闭口环12,每环压注，先压前仓80，再压后仓20,第五部分,洞门的处理,必备项目,规定,1、洞门分块和凿除,洞门分块要根据实际情况确定分块数量和位置，凿除范围要保证（包括槽壁接缝），凿除的线形应横平竖直，宽度控制2025，深度应凿出内排钢筋的反面,2025cm,盾构进出洞封门处理的方法,1人工凿除（分块或粉碎性凿除）,2机械凿除（镐头机凿除）,3盾构机直接切削,4定向爆破等,第六部分,进出洞的测量,盾构机下井前必须对洞门三维坐标和几何尺寸进行复核并作记录。如洞圈复测数据超出允许偏差范围必须用书面报告向有关部门（甲方、监理等）提出。,洞门测量复核,进洞前对洞门和施工轴线进行复测。,一、进出洞的洞门复测,盾构基座定位后及盾构就位后必须进行测量复核。尤其是基座前端、后端的平面和高程数据以及坡度，并作记录。,二、盾构基座测量复测,1,盾构就位后复核,1,后端,前端,盾构基座复核,现象,风险特征：经测量盾构基座前端、后端的平面、高程及坡度误差偏大,存在风险：1、使盾构掘进轴线偏离设计轴线。,2、严重时盾构圆度变形或拉坏洞圈止水装置并影响结构，严重时导致无法盾构正常进出洞。,1,1,前端,后端,基座,三、盾构基座定位不符合设计轴线要求,产生风险的原因,1、盾构基座测量防样误差导致基座定位偏差,2、井的底板标高不符合要求，影响基座正常定位。,3、基座施工作业人员不按测量要求进行定位、施工后不进行测量复核调整。,风险如何预防,1、施工前对进出洞的井的位置、底标高和洞圈等进行测量复核确认，制定基座放样定位参数和推进轴线参数。,2、基座定位施工必须严格按测量数据进行定位，盾构就位后应再次测量复核确认。便于及时进行调整。,风险产生后补救措施,1、盾构进洞时如基座过高，应割除轨道高出部分，过低应垫高。,2、盾构出洞后，盾尾脱离基座应控制千斤顶的编组、管片的楔子，及时进行纠偏。,三、盾构基座定位不符合设计轴线要求,四、进洞前定向复测,盾构进洞前100200米必须进行定向复测，尤其是接受井施工和推进速度不匹配时。盾构施工必须离接收60 100米停止推进,设计轴线,变更后轴线,10cm,第七部分,盾构进出洞中应注意的环节,一、海绵要用水事先浇水以免割钢筋时烧掉,二、洞圈密封装置的保护,三、倒挂脚手架,原先在弧形板上焊接手枪板,建议：倒挂脚手架外侧三根最好在洞圈外。,作用：,1、倒挂脚手架有条件做宽，焊工在上面便于工作且安全；,2、内侧脚手架有条件离板块远，在拉板块时不易碰撞脚手架；,3、最后割除倒挂脚手架时比较方便（无胸闷现象），并且不易损坏“袜套”。,M8线9标（复兴路陆家浜路）区间隧道,将进洞段的最后一段管片上半圈的部位用槽钢相互连结，增加隧道刚度；在最后几环管片拼装时，及时复紧管片的拼装螺栓，提高抗变形的能力；,四、盾构进出洞时应拉接固定，防止姿态突变,五、盾构进出洞要及时进行洞圈注浆,必备项目,规定,备注,1、蒸汽发生器,事先安装和调试好23台,2、与刀盘的联锁,与刀盘相关的联锁宜事先解除,3、洞门分块和凿除,可事先凿除40洞门，盾构机靠上冻土墙如正常切削后，方可对洞门进行分块或凿除，如盾构机靠上冻土墙异常切削（土软），应查明原因后在推进，同时应停止分块或凿除。,4、应急门,事先准备好应急门的材料,目前在酝酿中,冰冻法加固,进洞前,必备条件,制度,盾构进洞最新规定,为何要分次进洞：,因为进洞过程中由于土体流失，另外盾构与管片之间的空隙不能及时充分补充，沉降变形大容易引起管线和周边环境的事故。,M8线7标（中兴路曲阜路）区间隧道,举例：,分次进洞，可以及时补充土体流失的空隙，减小沉降变形的速率，确保管线和周边环境的安全同时能有效控制管片的高差和渗漏。 尤其在土质差、管线多的进洞处都采用了两次进洞,。,M8线7标（中兴路曲阜路）区间隧道,举例：,第九部分,进出洞施工中应急措施,应急措施,对洞口和地面进行注浆、封板等堵漏，减少土体的流失；,特别严重的状况下灌水或回土的等,谢谢！,