武汉地铁越江隧道施工风险分析与控制
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2 盾构掘进段施工风险分析和评价
2.1 盾 构 掘 出 段 施 工 风 险 识 别 与 分 析 武汉 地 铁 二 号 线 越 江 隧 道 在 施 工 路 线、地 质 条
件 、周 围 建 筑 物 情 况 、施 工 技 术 等 方 面 都 有 其 自 身 的 特 点 ,但 不 确 定 因 素 多 ,存 在 的 风 险 因 素 也 多 。 本 文 结 合 实 际 工 程 特 点 ,并 比 照 国 内 外 类 似 工 程 的 经 验 , 识别与分析出该工程施工期间盾构掘进段可能存在 的主要风险因素如下:
(6)盾构隧道结构上浮风险。 泥水盾构在建立 泥水平衡时,若盾构 偏 离 设 计 轴 线 或 浆 液 没 有 均 匀 的布满隧道,泥水可 能 会 从 开 挖 面 沿 着 盾 壳 流 向 盾 尾 ,从 而 导 致 隧 道 结 构 上 浮 。 2.2 盾 构 掘 进 段 施 工 风 险 评 价
灾害风 险 评 估 矩 阵 法 (R=P×C)是 综 合 考 虑 风险因素发生概率 和 风 险 后 果,并 给 出 风 险 定 级 的 一种方法。其中,R 表示风险;P 表示风险因素发生 的概率;C 表 示 风 险 因 素 发 生 时 可 能 产 生 的 后 果。
(2)盾构开挖面失稳风险。 由于泥水平衡盾 构 掘进是一个连续的 施 工 过 程,施 工 参 数 的 合 理 设 定 与调整将直接关系 到 开 挖 面 的 稳 定,因 此 开 挖 面 失 稳 风 险 主 要 表 现 在 切 口 水 压 、掘 进 速 度 、泥 水 和 同 步 注浆的管理等方面。
(3)盾 尾 漏 浆 风 险 。 盾 尾 漏 浆 可 在 盾 尾 刷 与 管 片 间 形 成 一 条 通 道 ,使 大 量 的 泥 砂 进 入 隧 道 ,将 直 接 影 响 隧 道 的 质 量 ,不 利 于 对 沉 降 的 控 制 ,因 此 同 步 注 浆质量、管片拼装质 量 和 盾 尾 油 脂 压 注 不 合 格 时 可 能造成盾构隧道内涌水和涌泥的风险。
工 工 期 和 周 围 环 境 。 因 此 ,为 了 保 证 工 程 顺 利 完 成 , 降低工程风险,对该 越 江 隧 道 进 行 风 险 分 析 和 提 出 相应的风险控制措施是十分必要的 。 [5~9]
1 工程概况和地质条件
武汉市轨道交通二号线越江隧道工程位于武汉 长江一、二桥之间,隧 道 西 起 江 汉 路 站,在 武 汉 关 轮 渡 码 头 附 近 越 江 ,东 岸 在 武 昌 新 生 路 、江 南 明 珠 园 附 近转向南,沿和平大 道 到 达 积 玉 桥 站,全 长 约 3 100 m,越江段约 1 300 m,见 图 1。 隧 道 区 间 纵 坡 设 计 为”V”型坡,江汉路站 车 站 埋 深 21.85 m,线 路 从 车 站端部开始以25.7‰的 下 坡、坡 长 1 000 m 进 入 长 江 汉 口 深 槽 附 近 ,然 后 采 用 4.09‰ 的 下 坡 、坡 长 700 m 到 达 武 昌 侧 深 槽 最 低 点,最 后 线 路 以 25.9‰ 上 坡、坡长1 380m 到达积玉桥站的端部。
2.Wuhan Subway Corp,Wuhan 430070,China )
Abstract:Based on the geological conditions,surrounding environment and engineering characteristics of the river-crossing tunnel project,Line 2of Wuhan Subway,this paper analyses the potential risks of con- struction in the shield driving period,and researches the risk level of six risk factors such as shied driving- in and driving-out and excavation face instability as well as their effects on the safety of the project by means of disaster risk evaluation matrix method (R=P×C)and expert investigation method.Finally,the paper puts forward the corresponding countermeasures for the risks so as to reduce and control the risk of construction in the shield driving period on the basis of the analytical results.The study can provide the reference to similar projects. Key words:river-crossing tunnel;shield construction;risk analysis;risk countermeasure;Wuhan Subway
第 19 卷 第 3 期
安全与环境工程
Vol.19 No.3
2 0 1 2年 5月 Safety and Environmental Engineering May 2012
武汉地铁越江隧道施工风险分析与控制
杨小伟1,闫天俊1,倪正茂2,董家兴1
(1.中国地质大学工程学院,武汉 430074;2.武汉地铁集团,武汉 430070)
行了 分 析;刘 凌 云 等 利 [3] 用 专 家 调 查 法 和 层 次 分 析 法对郑州地铁隧道 盾 构 进 出 洞 风 险 进 行 了 分 析;陈 传灿 等 结 [4] 合 实 际 施 工 过 程,分 析 了 西 藏 南 路 越 江 隧 道 施 工 难 点 ,并 提 出 了 相 应 的 对 策 。
收 稿 日 期 :2011-06-17 修 回 日 期 :2011-07-01 作 者 简 介 :杨 小 伟 (1986— ),男 ,硕 士 研 究 生 ,主 要 研 究 方 向 为 地 质 灾 害 评 价 。E-mail:546791425@qq.com
108 安 全 与 环 境 工 程 第19卷
越 江 隧 道 地 区 地 表 水 系 主 要 有 长 江 水 系、汉 江 水 系 、沙 湖 水 系 。 长 江 水 系 为 区 内 主 要 地 表 水 系 ,对 钢 结 构 有 弱 腐 蚀 性 ;地 下 水 主 要 有 上 层 滞 水 、第 四 系 孔隙水和基岩裂隙 水 等 类 型,其 中 孔 隙 潜 水 和 孔 隙 承压水对越江隧道段工程的影响作用较大。
摘 要:本文基于武汉市地铁二号线越江隧道工程周边地质环境条件和工程特点,采用灾害风险评估 矩 阵 法(R= P×C)结合专家调查法对该隧道盾构掘进 段 施 工 可 能 存 在 的 风 险 进 行 了 分 析 和 评 价 ,评 定 出 盾 构 进 出 洞、开 挖 面 失稳等6个风险因素的风险等级以及对工程安全的影响程度,并根据评估结果提 出 了 相 应 的 风 险 对 策 和 风 险 控 制 措 施 ,以 降 低 和 控 制 盾 构 掘 进 段 的 施 工 风 险 。 该 研 究 可 为 类 似 工 程 提 供 借 鉴 及 参 考 。 关 键 词 : 越 江 隧 道 ;盾 构 施 工 ;风 险 分 析 ;风 险 控 制 ;武 汉 地 铁 中 图 分 类 号 :X928;U455.43 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1671-1556(2012)03-0107-04
大量 工 程 实 践 表 明,尽 管 目 前 盾 构 法 隧 道 施 工 技 术 已 发 展 得 较 为 成 熟 ,但 在 实 际 应 用 过 程 中 ,由 于 不确定因 素 较 多,不 可 避 免 地 会 产 生 一 定 的 风 险。 如武汉地铁二号线 越 江 隧 道 盾 构 施 工 过 程 中,隧 道 右线盾构穿越江南 明 珠 园 地 段 时 突 发 设 备 故 障,停 机 时 间 较 长 ,导 致 地 面 发 生 较 大 沉 降 ,造 成 江 南 明 珠 园6号楼地面的附 属 台 阶 局 部 开 裂,严 重 影 响 了 施
Analysis and Countermeasures on the Risks in the Construction of Wuhan Subway River-crossing Tunnel
YANG Xiao-wei 1,YAN Tian-jun1,NI Zheng-mao2,DONG Jia-xing1 (1.Faculty of Engineering,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China;
(4)江 底 冒 浆 风 险。 盾 构 穿 越 长 江 时,由 于 覆 土浅、水土压力高达0.6 MPa,如果施工过程控制不 好,就可能产生 江 底 冒 浆。 江 底 冒 浆 风 险 主 要 表 现 在泥水舱 泥 水 压 力 的 控 制 和 掘 进 参 数 的 控 制 等 方 面。
(5)泵 吸 口 堵 塞 风 险。 盾 构 掘 进 时,掘 进 速 度 的变化和 掘 进 工 序 控 制 不 当 都 可 能 造 成 泵 吸 口 堵 塞,严重时还可能造 成 泥 水 压 力 急 剧 变 化 而 导 致 超 挖 ,从 而 引 发 事 故 。
图 1 武 汉 地 铁 越 江 隧 道 工 程 地 理 位 置 图 Fig.1 Engineering geographical location of
Wuh源自文库n Subway river-crossing tunnel
越 江 隧 道 两 岸 为 长 江 冲 积 一 级 阶 地 ,地 形 平 坦 , 地 面 标 高 为 23~26 m,主 要 为 第 四 系 全 新 统 冲 积 黏 性土、粉 土、淤 泥 质 土、粉 细 砂、含 砾 中 粗 砂、粉 细 砂 夹粉质黏土透镜 体,厚 度 为 35~60 m;隧 道 段 下 伏 基岩 主 要 为 志 留 系 泥 质 粉 砂 岩、泥 岩 和 白 垩—第 三 系 砾 岩 等 地 层 ;盾 构 穿 越 的 地 层 主 要 为 中 密 粉 细 砂 、 密 实 粉 细 砂 、中 粗 砂 、粉 土 、粉 质 黏 土 ,江 中 局 部 切 削 岩层。 越 江 隧 道 两 岸 建 筑、居 民 密 集,街 道 纵 横,交 通方便。
0 引 言
随 着 城 市 建 设 的 快 速 发 展、人 口 密 度 的 不 断 增 长,合理开发利用地 下 空 间 已 成 为 扩 大 城 市 容 量 和 功能的有效途径。 近 年 来,国 内 出 现 了 很 多 大 型 的 地 下 越 江 隧 道 工 程 ,主 要 采 用 的 施 工 技 术 是 盾 构 法 , 许多专家和学者也对其可能存在的风险进行了相关 的研究。如:卜庆 等 采 [1] 用 模 糊 综 合 评 判 模 型 对 上 海某 越 江 隧 道 进 行 了 风 险 评 估;高 峻 等 利 [2] 用 风 险 评估矩阵法对庆春路过江隧道的施工难点及风险进
(1)盾构进出洞施工风险。 由于盾构始发井 和 盾构到达处开挖面 位 于 黏 土、淤 泥 质 粉 质 黏 土 层 和 高 渗 透 性 的 粉 细 砂 层 ,地 下 水 丰 富 ,水 位 高 且 具 有 承 压 特 征 ,加 之 地 面 建 (构 )筑 物 及 地 下 管 线 密 集 ,因 此 在盾构机始发、到 达 时 在 防 水、盾 构 姿 态 控 制、泥 水 平衡的建立以及洞口密封等方面都有一定的难度和 风险。