盾構掘進施工始發及接收過程中安全風險及控制措施分析

唐勇

（中交一公局第三工程有限公司，北京101102）

1 引言

盾構始發及接收是城市軌道交通暗挖隧道施工的高風險工序，在盾構掘進始發和接收的過程中，施工工序繁雜，工作量集中，是城市軌道交通施工安全質量控制的一個難點，也是防止軌道交通施工安全事故發生的重要管控點，因此，加強盾構掘進施工始發及接收過程中的質量安全管理尤為重要。

2 工程簡介

杭州地鐵10 號線一期工程共包含12 站（11 區間和1 個仁和車輛段）。其中，土建三工區含2 站三區間，總長4.122km。區間沿線附近有運河村民居、農用地、荒地、新建高層住宅、新華河、新興河、蔬菜批發市場、良渚環衛公司等，靠近新興路站一邊港虹西路西側農副產品物流中心的店面房。工程周邊環境條件復雜，施工安全風險高。

3 盾構始發及接收主要施工安全風險分析

盾構機始發、接收過程中端頭加固、防漏、堵漏措施尤為重要，一旦處理不當，洞門易發生涌水、地層變形、盾構失去控制等現象，嚴重時發生地表塌方，造成重大人員傷亡和財產損失。

盾構機進出洞過程中，盾構基座發生變形將使盾構掘進軸線偏離設計軸線，影響洞圈止水效果；進洞時可能拉壞管片，造成滲漏水、碎裂、高差等，影響盾構正常進出洞，甚至不能進出洞，嚴重時造成盾構機損毀等。

盾構出洞過程中，盾構反力架在受盾構推進頂力作用后發生支撐體系的局部變形、斷裂或位移過大，易造成管片碎裂、軸線超標、隧道滲漏水，高差或千斤頂行程差較大，有時會產生簾布橡膠板外翻，造成洞口土體流失等。

4 盾構掘進始發及接收主要風險控制措施

4.1 做好始發及接收端頭的加固質量控制

做好始發、接收端頭加固質量控制需要：（1）端頭加固最好在車站開挖完成后施工。如車站開挖與端頭加固同時作業，會造成開挖后加固土體存在位移變形，留出滲水通道，必須采取“夾心”補強處理。（2）嚴格控制始發、到達端頭地層的加固質量。在進行注漿、高壓旋噴樁作業時需控制好注漿壓力。（3）在始發、接收前嚴格檢測土體加固質量。垂直取芯：在加固的咬合部位進行垂直取芯，檢測加固土體的連續性和止水效果；水平取芯：沿盾構開挖面圓周取芯9 個，主要檢測止水效果。

4.2 盾構始發防漏、堵漏控制措施

盾構始發防漏、堵漏控制措施包括：

1）用連接螺栓、螺母及墊圈將簾布橡膠板和扇形環板固定在洞圈上做好出洞止水裝置，阻止砂土外流。

2）安裝前應檢查螺孔的位置，孔位偏差不可過大，采用鋼絲刷逐一清理螺孔內螺紋，并在其內側均勻涂抹黃油。安裝時，先安裝簾布橡膠板，再安裝扇形環板，扇形板長度應與洞圈和盾構外殼之間的間隙相適應。

3）出洞時，在4 個注漿管位置采用可調整長度的插板代替該位置的扇形板，防止盾構外殼的同步注漿管拉壞密封圈。

4）盾構機出洞后，在掘進過3 環時開始進行同步注漿，注漿量約為正常每環設計注漿量的2 倍，其后根據監測信息適當調整。在掘進過5 環后，用聚氨酯封堵第1、第2 環管片背部與車站結構之間的空隙，形成內部密封環，同時，合理控制注漿壓力，防止洞口止水裝置因注漿壓力過大而外翻。

4.3 盾構接收防漏、堵漏技術措施

盾構接收防漏、堵漏技術措施包括：（1）盾構機頭部靠上洞門后，做好第一道環箍擋水，從盾尾1～2 環管片的注漿孔向外層的土層中注入雙液漿。（2）接收端洞門地連墻磨除前，在洞門鋼圈上焊接預先準備好的雙層彈簧鋼板，在洞門鋼圈外側安裝進洞裝置，避免盾構進洞過程中出現涌水涌砂現象，之后在扇形板上焊接螺帽，進行細鋼絲串聯并用5t 手動葫蘆抽緊緊貼管片外弧面上。（3）若出現滲漏水現象，須將密封橡膠簾布板外壓板穿鋼絲環向收緊，使止水橡膠簾布板緊貼盾構機外殼。若正常進洞，應快速封堵洞圈，用鋼板將洞圈和進洞環鋼板焊接封閉，及時充填注漿。（4）洞圈加焊盾尾刷以防止盾構進洞及施工期間土體從縫隙中流失，盾尾刷長度500mm，并嵌優質盾尾油脂，進一步加強盾構進洞的安全性。（5）現場配備鋼封門裝置，防止盾構靠上土體前出現突涌現象。

4.4 盾構基座變形風險控制措施

盾構基座變形風險控制措施包括：（1）選用盾構基座的框架結構應滿足盾構進出洞的強度、剛度穩定性要求，能夠替康盾構出洞時通過土體加固區形成的推力；（2）盾構基座的底面與盾構井底板之間應平整堅實，以符合基座安放的要求；（3）施工過程中及時做好基座的保養及修理工作，確保基座的強度、剛度、穩定性要求。

4.5 防止盾構反力架變形

防止盾構反力架變形，從以下幾方面進行：（1）合理控制盾構機推進過程中的總推力，嚴格按設計方案要求編組千斤頂，確保受力均勻；（2）控制好各構件連接處的縫隙，確保填充密實，保證填充材料的強度和養護時間符合要求；（3）嚴格系統各構件的強度、剛度校驗，對受壓構件進行穩定性驗算，確保連接強度和焊接質量滿足要求；（4）為確保后靠支撐系統受力均勻，應盡快安裝上部的后靠支撐構件，完善整個后靠支撐體系。

4.6 盾構始發、掘進、注漿安全技術措施

盾構始發、掘進、注漿安全技術措施包括：（1）做好準備工作，洞門鑿除后必須盡快將盾構推入洞內，使盾構切口環切入土層，減少土體暴露時間；（2）根據工程對隧道變形及地表變形的控制要求，合理選擇注漿工藝，并實時做好監控量測，指導施工工藝選擇，注漿時嚴守注漿安全操作規程作業。

4.7 盾構接收安全技術措施

盾構接收安全技術措施包括：（1）盾構接收期間加強對地面以及周邊建筑物的動態監測管理；（2）特種作業人員必須進行培訓考核合格后持證上崗；特種作業必須嚴格執行各種安全技術操作規程，確保安全施工；（3）班組在上崗前須進行班前安全教育、安全技術交底、上崗前檢查并留有記錄；（4）地連墻破除作業時，嚴格執行方案所要求的破除順序及方法，破除過程發現土體異常應及時封閉工作面。盾構機在站內推進過程中出現推進困難，及時查明原因處理，禁止盲目推進。

4.8 嚴格過程施工安全管理

嚴格過程施工安全管理包括：

1）建立健全項目安全管理體系，成立以項目經理為組長的安全生產工作領導小組，負責領導項目安全風險管控工作。

2）強化落實安全生產責任制。落實以項目經理為首的主要負責人安全風險管控的第一責任；落實“黨政同責、一崗雙責、齊抓共管、失責追責”；落實兩個責任，實現監管分離，即安全部門監管責任和業務部門主題責任；建立現場分片區包保責任制，安全風險管控包保到個人，簽訂安全風險管控責任書。

3）嚴格過程施工過程管控與檢查，建立危險性較大分部分項工程施工安全與質量許可制度，將盾構始發及接收納入安全與質量許可管理，嚴格每一步工序施工質量與安全管控。

5 結語

本文依托杭州地鐵10 號線一期工程對盾構機掘進始發和接收風險進行了簡要分析，并提出了主要風險控制措施，旨在為后期類似工程安全管理提供有效的經驗。