盾构隧道工程事故案例分析1(推荐文档)

盾构法隧道工程事故案例分析及风险控制

上海市土木工程学会

傅德明

盾构法隧道已经发展到十分先进和安全的技术,但是由于地质水文条件的复杂性,或由于施工操作的错误,还存在许多风险,近年来,我国的盾构隧道工程也出现一些工程故事,因此, 隧道工程的安全和风险控制十分重要.

1、盾构法隧道工程事故分析和风险控制

1.1 南京地铁盾构进洞事故

事故描述：

1.工程概况

南京某区间隧道为单圆盾构施工，采用1台土压平衡式盾构从区间右线始发，到站后吊出转运至始发站，从该站左线二次始发，到站后吊出、解体，完成区间盾构施工。

该区间属长江低漫滩地貌，地势较为平坦，场地地层呈二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土为主，下部以粉土和粉细砂为主，赋存于粘性土中的地下水类型为空隙潜水，赋存于砂性土中的地下水具一定的承压性，深部承压含水层中的地下水与长江及外秦淮河有一定的水力联系。到达端盾构穿越地层主要为中密、局部稍密粉土，上部局部为流塑状淤泥质粉质粘土，端头井6m采用高压旋喷桩配合三轴搅拌桩加固土体。

2. 事故经过

在盾构进洞即将到站时，盾构刀盘顶上地连墙外侧，人工开始破除钢筋，操作人员转动刀盘，方便割除钢筋，下部保护层破碎，刀盘下部突然出现较大的漏水漏砂点，并且迅速发展、扩大，瞬时涌水涌砂量约为260m3/h，十分钟后盾尾急剧沉降，隧道内局部管片角部及螺栓部位产生裂缝，洞内作业人员迅速调集方木及木楔，对车架与管片紧邻部位进行加固，控制管片进一步变形。仅不到一小时，到达段地表产生陷坑，随之继续沉陷。所幸无人员伤亡，抢险小组决定采取封堵洞门方案。3．处理措施

抢险小组利用应急抽水泵排除积水，同时确定采取封闭两端洞门的方案，在该车站端头外层钢筋侧放置竹胶板，采用编织袋装砂土及袋装水泥封堵，迅速调集吊车及注浆设备进场，采用钢板封堵洞门；始发站洞内积极抢险，利用方木对车架与管片进行支顶，在无法控制抢险的情况下安全撤出作业人员，在洞内进行袋装水泥

挡墙施工，共用水泥90t，码砌过程中有局部渗水，为确保挡墙稳固，决定在始发站洞口堵封，之后开始拆除洞口钢轨。

第二天，盾构到达车站端头继续洞门钢板封堵，并及时浇筑混凝土34m3,在钢板背面架设工字钢作为斜支撑；根据地表沉降情况，调集设备进行地表注浆加固。始发站洞口施工袋装水泥挡墙，利用管片小车用龙门吊吊运到井下，人工码砌并开始加工钢筋网片及模板。

第三天，接收车站端头2根型钢支撑已全部架好，继续向已封堵好的钢环内浇灌混凝土。但钢环下部又出现漏水、漏砂现象，现场组织人员用袋装水泥、棉被堵漏，并增加水泵抽水，晚上安装2根钢支撑，井下立模浇筑右线盾构井2m高范围内混凝土。

之后几天，始发站水泥挡墙施工完成，安装钢筋网片及模板，纵横向设置型钢支撑。端头井两侧继续钻孔并注双液浆，右线端头浇筑混凝土，地表沉陷处土方回填，端头井左侧立模。后向洞内注水，注水速度为51m3/h，并用聚氨酯堵漏。

事故发生10日后，接收车站端头部位继续浇筑混凝土，险情得到有效控制。

1.2广州地铁泥水盾构越江施工塌方处理

广州地铁3号线沥～大区间隧道工程（地质剖面图见图1）采用2台泥水加压平衡盾构机施工，盾构直径φ6260mm。盾构自南向北推进，穿越宽312m的三枝香水道，江底隧道覆土厚度为7.4m -8.6m。河水深度在涨潮时为6.5m，在退潮时为

4.7m。大部分掘进的断面为上软下硬地层，岩石（中风化岩层）的抗压强度为7.0～8.3MPa。

左线盾构机于2004年9月5日凌晨1:20刚刚进入江面时（切口741环，以下环号皆为切口环）发生塌方事故，范围约8m×8m，同时造成河堤下陷。立即采用以下措施：

1、对塌陷区回填C20水下混凝土130m3；

2、采取堆筑沙包、安装钢支顶等措施进行江堤加固防止块石塌落。

3、24h值班对塌方区进行地表观测；

4、由于左右线中心距16m，对右线靠近左线侧采取隧道内补充注浆和隧道内位移监测；

9月6日20：353，待回填砼初凝后，重新启动盾构。

9月13日凌晨，掘进至744环，有发生第二次江底塌方，范围11m×5m，停机。

随即对塌方处进行粘土回填，多次累计150m3。9月14日～9月19日，掘进745～755时，为防止压力波动，停止反复正逆洗疏通管路，采取逆洗掘进通过塌方区。

整个事故处理至9月21日基本结束。

河

村

断

层

支

断

层

岩体破

碎,富水

性较好,

岩质坚硬

.

塌方原因分析：

739环开始频繁堵管，739环在反复停机疏通环流系统中掘进了3天，严重堵塞和反复正逆洗循环扰动了薄弱的江底覆土，使隧道上部的淤泥层进入盾构泥水舱，由此引起江底塌方漏斗，并影响堤岸的抛石塌落进入泥水舱。

1.3上海地铁某区间隧道盾构磕头事故

事故描述：

1.工程概况

根据对事故段地质进行补勘得到的报告，盾构下部约三分之一处于⑤1a和⑤2层砂性土体中。⑤1a层具有松散、微承压水和承载力低等特性，在动水压力差的作用下易产生渗流液化，流砂和突涌等不良地质情况，⑤1a不良地质对盾构施工及该段隧道后期运营有较大影响。

2.事故经过

盾构掘进至下行线632环(切口在638环)时由于地质突变，盾构机叩头出现整体下沉；掘进至650环（切口在656环）时盾构掘进姿态恢复可控；到670环与新设计线路拟合，盾构恢复正常掘进。

由于盾构下沉，隧道轴线较设计线路偏低。经线路取中调整后，形成615～645环隧道偏高，最高点634环+330㎜；646～670环偏低，最低点656环-216㎜。部分管片破损较大；635环～648环隧道上方为6层无桩基老建筑物，施工处理中房屋沉降较大。