上海地铁建设十大主要风险管控分析

上海地铁建设十大主要风险管控分析

一、不良地质中盾构施工风险

1、盾构处在承压水砂层中l、由于正面压力设定不够高l、缺少必要的砂土改良措施以及盾尾密封失效l、而引起正面及盾尾涌砂涌水导致盾构突沉、隧道损坏；

2、在盾构上部为硬粘土、下部为承压水砂层时l、由于硬粘土过硬很难顶进l、而承压水砂层则因受压不足不能疏干而发生液化流失导致盾构突沉；另因过硬粘土卡住密封舱搅拌棒使粘土与砂土不能拌合排出l、致使盾构下部砂土液化由螺旋器流出l、导致盾构底部脱空下沉；

3、超越沼气层或其他原因形成的含气层时（如气压法施工的隧道或工作井附近）l、如未探明其范围和压力、未事先进行必要的释放、未采取防备毒气和燃爆的措施l、开挖面喷出的气体及其携带的泥沙可能引起盾构姿态突变、隧道突沉以及毒气燃爆的灾害；

4、对沿线穿越地层中的透镜体、洞穴或桩基、废旧构筑物等障碍物.未事先查明并做预处理或备有应急措施l、可能引起盾构推进突沉偏移l、盾尾注浆流失l、致使地面沉陷过大l、盾构无法推进.

二、盾构进出洞风险

1、盾构在工作井出洞或进洞时l、需要凿除预留洞口处钢筋混凝土挡土墙l、而后由盾构刀盘切削洞口加固土体进入洞圈密封装置l、此过程中洞口土体及加固土体暴露时间较长l、且受前期工作井施工方法及其施工扰动影响l、容易因加固土体或洞圈密封装置的缺陷而发生洞口水土流失或坍方.如遇饱和含水砂性土层或沼气以及其他原因形成的含气层（如气压法施工的隧道或工作井附近）l、更易发生向井内的大量涌沙涌水而导致盾构出洞磕头或盾构进洞突沉l、甚至在盾构进洞突沉中拖带盾尾后一段隧道严重变形或坍垮l、造成极严重的工程事故l、并严重破坏周边环境.由于盾构进出洞事故概率较高l、其后果可能极为严重l、因此对关系到盾构进出洞风险的每个细节必须严格仔细的采取可靠的风险控制措施.

三、盾构穿越江河水底的风险

当盾构推进挤压导致前方土体隆起过多l、或盾构处于饱和含水砂层中发生

涌水突沉引起上方江底沉陷l、产生涌水裂隙l、致使大量河水由盾尾或开挖的缺陷处涌入而淹没隧道.

四、旁通道施工风险

1、旁通道冻结施工中l、隧道钻冻结孔防喷措施不当引发泥水喷涌；

2、旁通道冻结壁由于冻结管断裂、渗漏而未能使冷冻圈全部交圈导致透水失稳；

3、临时支护强度、刚度不够或拆模过早l、引起旁通道及连接隧道严重变形或坍塌；

4、旁通道冻结体冻胀融沉引起隧道变形过大而危害隧道安全.

五、盾构穿越重要构筑物的风险

运营地铁隧道、越江公路隧道及立交桥、高速铁路等重要构筑物的变形要求极其严格.在盾构的穿越施工过程中稍有不慎l、易对高灵敏度软土产生相对较大的扰动l、从而引起较大的地层损失率l、导致被穿越的重要交通设施产生过大不均匀的变形l、严重威胁城市交通命脉的运营安全l、对社会产生较严重的后果.

六、盾构穿越对沉降敏感的居民建筑物的风险

一般居民建筑物为短桩或浅基础l、对沉降极为敏感l、且事关人民生活及生命财产安全.盾构在其邻近或下方穿越时l、盾构上方荷载变化较大且不均匀l、且盾构正面压力及推进姿态难以掌控l、此时既要避免正面压力及同步注浆压力不足引起沉陷l、又要防止正面压力及注浆压力过高导致地层扰动过大或地面冒浆.同时还应注意到盾构隧道渗漏及自身长期沉降可能导致的地面沉降加剧的影响.

七、盾构穿越重要管道的风险

上水、煤气、原水箱涵等管道为城市重要生命线l、数量众多l、且其走向、埋深、年代、管材、接头形成等变化较多l、其允许变形较小且具有较大不确定性l、盾构穿越这些重要地下管道可能引起其沉降弯曲而泄漏或燃爆l、影响管道的安全使用.

八、盾构穿越邻近桩基的风险

盾构穿越邻近桩基l、引起桩身水平或垂直位移超过一定限度而影响桩基承

载安全l、引起上方建筑物沉降、开裂甚至失稳.

九、盾构穿越地下障碍物的风险

由于预处理措施不当或盾构切削刀具事先配备不足l、在盾构穿越地下障碍物时l、推进受阻、姿态频动而致前方土体反复、过大扰动导致地层坍陷；刀盘前方清障时引起开挖面失稳和坍塌；推力猛增或刀盘转速较快而致刀盘刀具卡死、损坏甚至盾构机瘫痪而无法正常推进.

十、恶劣气候条件的风险

台风、强暴雨等恶劣天气导致的雷击、邻近河水暴涨、井口灌水、材料运输及供电中断等l、风险.

一般风险控制要求

1）施工前仔细调研工程地质和水文地质条件l、明确不良地质区段里程l、进行风险分析和评估l、针对性地制定和实施风险控制措施；

2）对于承压水等特殊环境条件下的盾构进出洞、旁通道施工、复杂环境地质条件下盾构穿越江河及盾构穿越重要建筑设施等高风险工程

项目l、应针对工程风险编制专项施工组织设计并落实监控措施l、

且须经专家评审；

3）必须安装隧道原唱监控系统l、明确该施工项目监控等级要求及监控指标.切实执行监测反馈、信息化施工l、做好盾构同步注浆、正

面压力、盾构姿态等盾构施工参数的优化控制l、将盾构施工引起

的地层损失率及相关的地层沉降值控制在允许范围；

4）将盾构设备故障视为灾害性事故的主要风险源之一l、特别注意对盾构设备故障风险的控制.严格按《地铁隧道工程盾构施工技术规

程》（STB/DQ-010001-2007）的规定l、在出洞前对盾构设备进行全

面检验l、在推进施工中每日进行检查保养.检验中应该注意：

(1)检验盾尾密封系统（包括刚板刷、钢丝刷、盾尾油脂泵、油脂压注管路

及油脂）抵抗盾构最大水土压力和注浆压力的密封性能l、对盾尾密封

刷质量、盾尾油脂填充效果、随盾构推进的盾尾油脂压注以及衬砌环外

周盾尾间隙的控制等关系到盾构施工安危的细节l、应做出具体规定和严密检查.当盾构穿越承压水砂层时应做专门的盾尾密封检查；

(2)检验盾构注浆系统中的注浆泵、管路、阀件及清洗管路等l、确保其性

能稳定l、并备有准确的流量计、压力计；

(3)检验盾构顶进系统中的千斤顶和液压件l、防止压力泄漏.

5）盾构注浆控制

（1）盾构注浆应作为保证工程和环境安全最重要的控制措施之一.同步注浆的流量、压力、注浆点位等注浆施工参数l、应

按l、《地铁隧道工程盾构施工技术规程》（STB/DQ-010001-2007）中

规定的标准和测定要求而定l、不同地层和埋深条件下各区段的每环

管片注浆量和注浆压力l、均应做明确规定l、并如实记录；在任何

条件下每环盾尾注浆填充率不得少于140%（双圆盾构不得少于

180%）；并应通过每日检测盾尾前方隧道轴线上方的地面沉降数据l、随时检查注浆和注浆效果；

（2）一般应按《地铁隧道工程盾构施工技术规程》（STB/DQ-010001-2007）中同步注浆采用可硬性浆液的有关规定.在特殊情况下l、为达到特级和一级的监控要求l、经报批l、同步注浆亦可采用配比合格的惰性浆液（稠度为9-10）及工艺l、但在管片环脱出盾尾5-10环后l、需及时以0.6水灰比的水泥浆进行每环不少于0.5m3的壁后补浆.盾构推进300m后l、及时对注浆施工质量进行抽检l、在隧道拱底范围没10环取一压浆孔l、拧开后探查壁后注浆是否结硬；

（3）为控制建筑物和地铁隧道沉降而对隧道周侧土地进行加固注浆时l、须在计划预留的注浆孔中进行多点、少量、多次、均匀的分层双液注浆l、加固范围及强度指标按设计要求确定.凡此类注浆应由专业队伍实施l、并严密制订和实施合理的注浆工艺和注浆施工参数；

（4）在掘进施工中l、要确保注浆系统和压住盾尾油脂系统的正常运转和准确计量l、严防注浆管堵塞及盾尾漏浆l、在复杂地质环境条件下施工时尤应加倍注意.

6）盾构正面压力的控制