盾構施工的安全控制要點(diǎn)主要涉及盾構機組裝、調試、解體與吊裝、盾構始發(fā)與接收、障礙物處理、掘進(jìn)過(guò)程中換刀以及特殊地段及特殊地質(zhì)條件施工。

一、盾構機組裝、調試、解體與吊裝

由于盾構機體積龐大、重量重，且一般工作井內空間狹窄，因此，盾構機的組裝、調試、解體與吊裝是盾構施工安全控制重點(diǎn)之一，要制訂專(zhuān)項施工方案。這項工作的安全控制重點(diǎn)是人員安全與設備安全。

（一）使用輪式起重機向工作井內吊放或從工作井內吊出盾構機前，要仔細確認起重機支腿處支撐點(diǎn)的承載能力滿(mǎn)足最大起重量要求，并確認起重機吊裝時(shí)工作井的維護結構安全。

（二）起重機吊裝過(guò)程中，要隨時(shí)監測工作井圍護結構的變形情況，若超過(guò)預測值，立即停止吊裝作業(yè)，采取可靠措施。

（三）采取措施嚴防重物、操作人員墜落。

（四）使用電、氣焊作業(yè)時(shí)，嚴防火災發(fā)生。

二、盾構始發(fā)與接收

盾構始發(fā)與接受施工時(shí)，須拆除洞口臨時(shí)維護結構，若洞口土體失去穩定，則易發(fā)生坍塌而引發(fā)事故}或者地下水攜帶土砂從襯砌外周與洞體之間的間隙涌人工作井，造成洞口周?chē)�地層變形增大�?/p>

（一）拆除洞口臨時(shí)維護結構前，必須確認洞口土體加固效果，以確保拆除后洞口土體穩定。

（二）施作好洞口密封，并設置注漿孔，作為洞口防水堵漏的應急措施，以防止盾構始發(fā)期間土砂隨地下水從襯砌外圍與洞體之間的間隙涌人工作井。

三、障礙物處理

盾構掘進(jìn)前方遇有障礙物必須在地下處理時(shí)，應采取必要措施確保操作人員安全。

（一）地下障礙物處理前，必須查明障礙物，并制訂處理方案。

（二）在開(kāi)挖面拆除障礙物時(shí)，可選擇帶壓作業(yè)或地層加固的施工方法，控制地層開(kāi)挖量，確保開(kāi)挖面穩定。

四、掘進(jìn)過(guò)程中換刀

（一）換刀作業(yè)盡量選擇在地質(zhì)條件較好、地層較穩定的地段進(jìn)行。

（二）在不穩定地層換刀時(shí)，必須采用地層加固或氣壓法等措施，確保開(kāi)挖面的穩定。

（三）帶壓進(jìn)倉換刀前必須完成下列準備工作：

1．作業(yè)設備進(jìn)行全面檢查和試運行。

2．采用兩種不同動(dòng)力裝置，保證不間斷供氣。

3．帶壓作業(yè)區嚴禁采用明火。確需使用電焊、氣割時(shí)，應對所用設備加強安全檢查，必須加強通風(fēng)并增加消防設備。

（四）帶壓換刀作業(yè)安全規定：

1．通過(guò)計算和試驗確定合理氣壓，穩定開(kāi)挖面并防止地下水滲漏。

2．刀盤(pán)前方地層和土倉滿(mǎn)足氣密性要求。

3．專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對開(kāi)挖面穩定狀態(tài)和刀盤(pán)、刀具磨損狀況進(jìn)行檢查，確定換刀專(zhuān)項方案和安全操作規定。

4．作業(yè)人員應按換刀專(zhuān)項方案和安全操作規定作業(yè)。

5．保持開(kāi)挖面和土倉空氣新鮮。

6．作業(yè)人員進(jìn)倉工作時(shí)間符合《盾構法隧道施工與驗收規范》GB 50446的規定。

五、特殊地段及特殊地質(zhì)條件下掘進(jìn)

（一）在以下特殊地段和特殊地質(zhì)條件施工時(shí)，必須采取施工措施確保施工安全：

1.覆土厚度不大于盾構直徑的淺覆土層地段；

2．小曲線(xiàn)半徑地段；

3．大坡度地段；

4．地下管線(xiàn)地段和地下障礙物地段；

5．建（構）筑物的地段；

6．平行盾構隧道凈間距小于盾構直徑70%的小凈距地段；

7．江河地段；

8．地質(zhì)條件復雜（軟硬不均互層）地段和砂卵石地段。

（二）必須詳細查明和分析工程的地質(zhì)狀況與隧道周邊環(huán)境狀況，制訂專(zhuān)項施工方案。

（三）根據隧道所處位置與地層條件，合理設定開(kāi)挖面壓力，控制地層變形。

（四）根據隧道所處位置與工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，確定同步注漿的材料、壓力和流量，在施工過(guò)程中根據監測結果，及時(shí)進(jìn)行調整。

（五）必要時(shí)加密監測測點(diǎn)、提高監測頻率，并根據監測結果及時(shí)調整掘進(jìn)參數。

（六）地下管線(xiàn)區段施工前，應詳細查明地下管線(xiàn)類(lèi)型、允許變形值等；評估施工對地下管線(xiàn)的影響，對受施工影響可能產(chǎn)生較大變形的管線(xiàn)應根據具體情況進(jìn)行加固或改移。

（七）穿越或鄰近建（構）筑物施工前應對建（構）筑物進(jìn)行詳細調查，評估施工對建（構）筑物的影響，并采取相應的保護措施。根據建（構）筑物基礎與結構的類(lèi)型、現狀，可采取加固或托換措施。

（八）穿越江河地段施工應詳細查明工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件和河床狀況，設定適當的開(kāi)挖面壓力，加強開(kāi)挖面管理與掘進(jìn)參數控制，防止冒漿和地層坍塌；并對盾構密封系統進(jìn)行全面檢查和處理；配備足夠的排水設備與設施。穿越過(guò)程中，采用快凝早強注漿材料，加強同步注漿和二次部將注漿。

案例

1．背景

某地鐵隧道盾構法施工，采用土壓平衡盾構施工。隧道穿越粉細砂層、含有上層滯水，覆土厚度10～12m。擬建隧道上方6m位置有地下管線(xiàn)，經(jīng)檢測評估給出保證管線(xiàn)運行安全允許變形（不均勻沉降）值為lOmm。

施工項目部將始發(fā)和接受作為安全控制的重點(diǎn)；在確認洞口土體加固效果符合設計要求，拆除洞口圍護結構后開(kāi)始始發(fā)施工；并通過(guò)初始掘進(jìn)摸索，確定了各項掘進(jìn)參數。盾構接近地下管線(xiàn)時(shí)，監測數據顯示管線(xiàn)隆起2mm;盾構尾部剛剛通過(guò)地下管線(xiàn)時(shí)，管線(xiàn)沉降已達lOmm。監測方依據有關(guān)規定發(fā)出紅色預瞀。

2．問(wèn)題

(1)在本案例中，如何確定洞口土體加固方法與范圍？

(2)盾構接近地下管線(xiàn)時(shí)，管線(xiàn)隆起的主要原因是什么？

(3)盾構尾部剛剛通過(guò)地下管線(xiàn)時(shí)，管線(xiàn)沉降的主要原因是什么？應采取哪些措施減小沉降消除預瞽？

(4)盾構穿越地下管線(xiàn)后，管線(xiàn)是否還將發(fā)生后續沉降，為什么？

3．參考答案

(1)問(wèn)題1

根據本案例提供的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，明確洞口土體加固目的有兩個(gè)：其一是加固，其二是止水。明確目的后，經(jīng)過(guò)方法選擇、加固土體參數確定、加固范圍確定、施工性與經(jīng)濟性比較，最終確定加固方法與范圍。

(2)問(wèn)題2

盾構接近地下管線(xiàn)時(shí)，管線(xiàn)隆起的主要原因是土壓控制值偏高。

(3)問(wèn)題3

盾構尾部剛剛通過(guò)地下管線(xiàn)時(shí)，管線(xiàn)沉降的主要原因是襯砌背后與洞體的空隙填充不及時(shí)或注漿壓力偏低造成地層應力釋放。

應采取的措施主要有：

①放慢掘進(jìn)速度；

②采用同步注漿方法，及時(shí)填充襯砌背后的空隙；

③控制好注漿量與注漿壓力，并及時(shí)進(jìn)行二次注漿。采取以上措施，不均勻沉降值降至7mm以下，方可做消瞀處理。

(4)問(wèn)題4

根據本案例的工程地質(zhì)條件，盾構穿越地下管線(xiàn)后，一般不會(huì )發(fā)生后續沉降。因為后續沉降主要由于盾構掘進(jìn)造成的地層擾動(dòng)、松弛等引起，在軟弱黏性土地層中施工表現最為明顯，而在砂性土或密實(shí)的硬黏性土中施工基本不發(fā)生。