某盾構下穿地鐵既有線施工應急預案研究

彭旭龍鄧統輝

1.長沙理工大學土木與建筑學院 長沙 410114 2.深圳市地鐵集團有限公司 深圳 518000

某盾構下穿地鐵既有線施工應急預案研究

彭旭龍1鄧統輝2

1.長沙理工大學土木與建筑學院 長沙 410114 2.深圳市地鐵集團有限公司 深圳 518000

地鐵下穿是地鐵施工中的難點，也是地鐵建設中等級最高的風險工程。為了保障地鐵順利下穿，編制相應的應急預案是控制風險的必要手段。本文以某地鐵盾構法下穿既有地鐵線路施工工程為背景，根據隧道施工現場的實際情況分析各種危險發生的可能性，制定了相應的處置措施，并在應急人員、組織架構、工程材料等方面保障了資源供應。本文所述預案是一個較為全面的針對盾構下穿既有線施工方面的應急預案。

盾構；地鐵施工；應急預案；下穿

引言

在城市地鐵隧道施工過程中，往往會遇到需要穿越既有隧道的工程難點。由于新線施工會不可避免地引起既有線的沉降，而地鐵運營又對既有線的軌道變形有非常嚴格的控制標準，因此這類下穿問題對既有線路的安全形成了嚴峻的考驗，成為地鐵建設中等級最高的風險工程。為了保障地鐵施工及運營安全，在下穿施工時編制下穿既有線的施工應急預案對控制和管理風險來說非常有必要也是必需的[1-3]。

1、工程概況

某盾構區間隧道下穿地鐵區間既有隧道。新建右線隧道與既有線之間的凈距為1．46m，新建左線隧道與既有線之間的凈距為1．23m。既有線隧道主要位于礫質粘土層和全風化花崗巖層中；新建區間隧道主要穿越全風化花崗巖層和強風化花崗巖層，兩隧道之間土體為全風化花崗巖。

交匯點最近點距離施工車站只有31米，地面交通繁忙，車流量大。下穿的既有線路是目前正在運營的地鐵線路，是市區主要交通線路，列車運行頻率高、人流量大。

2、主要風險：

根據盾構區間隧道下穿既有線區間隧道的工程特點、難點和重點以及工程所在地的工程和水文地質條件，經深入研究分析，確定本項目安全風險源如下：

（1）隧道開挖引起地鐵既有線沉降變形超出控制指標；

表1 結構變形監測控制指標一覽表（單位：mm）Table 1 List of structural deformation monitoring control indicator (Unit： mm)

（2）盾構施工過程中發生噴砂涌水現象；

（3）暴風雨侵襲；

（4）地面、地下管線沉降超過控制值；

（5）發生高處墜落、火災、機械傷害、中毒、傳染病傳播等事故。

3、安全風險預防措施

（1）認真分析工程和水文地質資料，做好超前預報；

（2）采用土壓平衡模式掘進，加入膨潤土或泡沫，改善土體和易性，使土體中的顆粒和泥漿成為流動性良好的整體；

（3）加強施工管理，嚴格按設計交底施工；

（4）成立抗洪搶險領導小組和搶險救災隊伍，與當地氣象部門密切聯系，做好預防工作；

（5）施工場地附近設專門搶險救災物資庫，道路保持暢通；

（6）工地設醫務室，和附近醫院建立密切聯系，配齊必要的醫療器械；

（7）定期和不定期組織防火檢查，督促火險隱患的整改。

4、應急預案工作流程

根據下穿地鐵既有線施工的實際情況，認真組織了對危險源和環境因素的識別和評價，制定本項目發生緊急情況或事故的應急措施，其應急準備和響應工作程序見圖1：

5、應急處置

5.1 應急處置啟動條件

（1）地鐵既有線施工監測項目控制值及變化速率超過控制值；

（2）地下管線及地面監測項目控制值及變化速率超過控制值；

（3）暴風雨天氣。

5.2 應急響應程序

施工監測數據和施工值班人員發現情況達到應急處置啟動條件時，在第一時間向應急領導小組組長或副組長報告；由應急領導小組下達搶險啟動命令；命令下達后立即組織搶險隊伍進場搶險救援。

5.3 應急處置措施

1、地鐵既有線變形超標

1）盾構機通過既有線前發生明顯變形

根據監測數據對盾構掘進參數進行調整；利用盾構機自帶超前鉆探設備，對刀盤前方土體進行加固，確保土層的穩定性；掘進過程中向土倉內注入泡沫劑、膨潤土等提高碴土的流動性和止水性。

2）盾構機通過既有線時既有線發生明顯變形

迅速通過盾殼上的徑向注漿孔進行雙液注漿。注漿壓力一般控制在0．3Mpa；注漿量由現場試驗確定。

3）盾構機通過既有線后既有線發生明顯變形

提前準備雙液注漿機械一套，水泥、水玻璃等相關應急物資若干。發現既有線有明顯變形，迅速通過管片上預留的注漿孔進行雙液注漿；采用水泥漿—水玻璃雙液漿，具體的漿液配合比由注漿前及前幾個孔注漿時的現場試驗確定。

4）既有線發生明顯變形而發生開裂、冒水現象。

立即通知監理、設計、業主和聯系地鐵既有線運營部門，進入地鐵既有線進行處理。采用通過裂縫或冒水處注水玻璃進行止水，然后再注水泥-水玻璃雙液漿的方法進行加固，防止繼續變形。

2、噴水、涌泥

立即關閉螺旋輸送機的后門，適當向前掘進，使土倉內建立平衡；通過刀盤的轉動，將土倉內的土體攪拌均勻，然后將螺旋輸送機的后門慢慢打開，開門度為30%，邊掘邊出土，始終保持土倉內壓力穩定；掘進過程中向土倉內注入泡沫劑、膨潤土；在噴涌嚴重上述措施難以控制時，在螺旋輸送機出口栓接保壓泵碴裝置保壓出碴；如以上措施效果不理想，則立即加入TAC聚合物。

3、非正常停機

盾構遇到不良地質而刀具損壞，地面又無加固條件的情況，采取氣壓換刀的形式進行刀具的更換；盾構遇到不良地質而刀具損壞且盾構土倉無法保壓時，利用盾構機前盾上的超前注漿孔用單液漿的形式固結刀盤前方、頂部的土體，然后開倉換刀；停機土倉壓力要大于推進過程中的土倉壓力，油缸行程小于1m；盾構機在停機前，停止刀盤轉動。盾構機在停機期間，進行24小時監測，及時采集數據并報告施工負責人并不定時地移動盾構機，防止盾構過長時間停機而受困。

4、暴風雨侵襲

下雨時做好隧道洞口封堵，防止雨水大量流入隧道內；每條隧道各配備三臺泥漿泵，用于排除隧道積水。

5、地面、地下管線沉降超過控制值

1）地面沉降超過控制值

立即用低標號砼進行灌注，并在沉降超標處及周圍加密布置監測點，每半個小時監測一次，直至確定地面沉降穩定才可放緩監測頻率。如灌注完砼后地面沉降仍顯著，則要及時在地面鉆孔進行注漿，同時隧道內也要加強二次注漿質量控制；搶險人員隨時觀察地面情況，防止傷人。

2）地下管線沉降超過控制值

首先進行地面交通疏導，隔離事故現場，并撥打事故管線所屬管理部門的應急電話，報告事故情況；在管線對應位置進行洞內注漿，控制地層變形，從而控制管線的沉降；根據監測情況，必要時在地面對管線實施跟蹤注漿。

6、人員高處墜落

立即把人員撤離到安全地帶；初步檢查傷病員，進行現場急救和監護，采取有效的止血、防止休克、包扎傷口、預防感染、止痛等措施；呼叫救護車、現場繼續施救，堅持到救護人員到達現場接替為止。

7、發生火災

立即撥打火警電話110求助；組織義務消防隊員撲救；采取切斷電源、隔離和轉移可燃物資等措施，控制火勢；組織疏散人員和物資、搶救傷員；武警消防隊未到達現場之前，組織人力疏通路障，保證人員、物資疏散暢通、車輛進出暢通無阻。

8、發生觸電事故

立即切斷電源，或用現場得到的絕緣材料等器材使觸電人員脫離帶電體；將傷員立即脫離危險地方，組織人員進行搶救；若發現觸電者呼吸或呼吸心跳均停止，則將傷員仰臥在平地上或平板上立即進行人工呼吸或同時進行體外心臟按壓；與當地急救中心取得聯系。

9、發生機械傷害事故

先查看受傷人員的傷情，立即采取止血措施，防止大量失血后難于救治；和當地急救中心取得聯系。

10、發生中毒事故

把人員撤離到安全地帶；初步檢查傷病員，進行現場急救和監護；呼叫救護車、現場繼續施救，堅持到救護人員到達現場為止。

11、發生傳染病傳播

立即通知120急救中心，由急救中心醫療人員負責傳染病人員的救治，并通知當地衛生部門采取防治措施。

6、應急隊伍及應急物資

應急隊伍以本項目施工管理人員、盾構隊為主。如事故規模較大，本項目人員力量不足，則應急聯絡組馬上聯系其他工點的項目部，增加救援力量，把損失減至最小。

應急物資的準備是應急救援工作的重要保障，項目部應根據潛在的事故性質和后果分析，配備應急資源，包括：救援機械和設備、交通工具、醫療設備和必備越頻、生活保障物資。

7、結語

事故應急是一項復雜的、系統的艱巨任務。一次成功的事故應急行動是需要在各環節各方面的共同保障下才能夠實現的。只有充分根據隧道施工現場的實際情況，才能制定出科學、合理、全面的應急預案；只有在分析各種危險發生的可能性，保證各種應急反應資源處于良好的備戰狀態，救援人員訓練有素的前提下，才能保證在緊急情況發生時，應急反應行動能按計劃有序地進行[4][5]。

[1]宋福淵，耿冬青. 城市地鐵隧道施工中的應急措施研究[J] 西部探礦工程.2011.4；155-160。Fuyuan Song, Dongqing Di. Research on Emergent Measures ab0ut Urban Underground Tunnel[J]. West-china Exploration Engineering.2011.4；155-160。

[2]施毓鳳,楊晟,孫力彤.城市軌道變通的安全管理問題[J]城市軌道交通研究.2003.26-28，Yufeng Shi， Chen Yang, Litong Sun .Problems in Urban M ass Transit Safety M anagement[J].Urban Mass Transit。2003.26-28，

[3]孫雍容,李鳳菊.地鐵施工應急預案編制及坍塌事故預案的探討[J]城市軌道交通研究.2011;76-85.Yarong Sun,Fengju Li. Preparatory Emergency Plans for Safety Related Accidents during M etro Construction[J] .Urban Mass Transit.2011;76-85.

[4]何俊翹，跨越地鐵既有線的隧道施工應急預案[J] 企業技術開發. 2012.7; 45-46。Junqiao Jun,Contingency plans across the existing subway tunnel construction. TECHN0LOGICAL DEVELOPMENT 0F ENTERPRISE2012.7; 45-46.

[5]佟淑嬌,林秀麗,陳寶智.沈陽市地鐵一號線土建施工應急預案[J]工業安全與環保.2008.6；37-39.Shujiao Tong,Xiuli Lin,Baozhi Chen. Emergency Plan in the Coilstrnc~on of Shenyang Metro Line 1[J] Industrial Safety and Environmental Protection2008.6;37-39.

1彭旭龍，長沙理工大學土木與建筑學院， 長沙 410114，女，出生年月1983.4.24，湖南湘鄉，教師

2鄧統輝，深圳市地鐵集團有限公司，深圳，518000，男，出生年1983.7.19，湖南瀏陽，工程師，碩士

To cut through the existing metro line is the difficult point and has the highest level of risk in subway construction． Compile relevant emergency preplan is necessary to ensure smoothly under-crossing． Based on the background of certain metro line cutting through the existing metro line by applying shield method， this thesis analyses the probability of occurring various dangers and establishes relevant handling measures， and ensures the supply of emergency personnel， organizational structure and construction materials．The emergency preplan state in this thesis is a relatively comprehensive one in applying shield method to cut through the existing metro line．

Shield Method， Metro Line Construction，Emergency Preplan， Cut Through

The Research on Emergency Preplan for Certain Metro Line in Applying Shield Method to Cut through Existing Metro Line Xulong Peng1 ， Tonghui Deng2

(1． School of civil Enginnering and Architecture，Changsha University of Science and Technology， Changsha 410114； 2． Shenzhen city subway Group Limited company，Shenzhen 518000）