土压平衡盾构施工关键技术与风险控制要点-2013-07-06PPT文件格式下载.ppt

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盾构法施工一般包括：

盾构整体筹划盾构整体筹划、组装调试组装调试、盾构始发盾构始发、盾构盾构隧道掘进隧道掘进、盾构到达盾构到达、盾构解体吊出盾构解体吊出等过程。

等过程。

l土压平衡盾构施工关键技术与安全风险控制可分为以下两个阶段：

土压平衡盾构施工关键技术与安全风险控制可分为以下两个阶段：

u组段划分；

组段划分；

u始发始发/到达端头加固设计；

到达端头加固设计；

u盾构设备适应性评估；

盾构设备适应性评估；

u施工组织设计。

施工组织设计。

u始发与到达施工；

始发与到达施工；

u盾构施工参数的设定与控制；

盾构施工参数的设定与控制；

u施工质量。

施工质量。

施工期施工期施工施工准备期准备期一、盾构法施工一、盾构法施工简述述目目录录盾构法施工盾构法施工简述述1一一施工准施工准备期盾构施工关期盾构施工关键简述与安全述与安全风险控制要点控制要点1二二施工期盾构施工关施工期盾构施工关键简述与述与安全安全风险控制要点控制要点三三回顾与展望回顾与展望四四二、施工准二、施工准备期盾构施工关期盾构施工关键简述与安全述与安全风险控制要点控制要点11、盾构隧道组段划分：

、盾构隧道组段划分：

组段划分的概念？

依据盾构穿越的依据盾构穿越的地层地层条件，结合隧道沿线的地面条件，结合隧道沿线的地面/地下地下环环境境风险状况，综合分析地层、环境风险与盾构施工的相互影风险状况，综合分析地层、环境风险与盾构施工的相互影响，按照影响程度、危险系数的不同将区间隧道划分为若干响，按照影响程度、危险系数的不同将区间隧道划分为若干个安全风险等级不同的组段，进而合理确定各组段的个安全风险等级不同的组段，进而合理确定各组段的盾构施盾构施工参数控制范围工参数控制范围，以有针对性的进行监控管理，以有针对性的进行监控管理，实现盾构施实现盾构施工的规范化和施工管理的标准化工的规范化和施工管理的标准化。

二、施工准二、施工准备期盾构施工安全期盾构施工安全风险控制控制11、盾构隧道组段划分：

隧道穿越的土层性质隧道穿越的土层性质：

盾构施工参数确定的基盾构施工参数确定的基本原则，本原则，AF共六级。

共六级。

考虑因素考虑因素盾构施工环境条件的组合盾构施工环境条件的组合影响因素影响因素：

三级。

隧道的埋深；

地面和地下环境条件；

特殊地质情况；

上覆土层性质。

A段：

粘土、粉质粘土、粘质粉土和粉土以及这四种土层组成的复合地层；

段：

B段：

沙层，包括粉沙、细沙、中沙和粗沙；

C段：

砾石（卵石）层；

D段：

土与沙的复合土层；

E段：

土、沙、砾石（卵石）的复合地层；

F段：

土岩混合地层。

盾构施工环境条件的组合影响因素盾构施工环境条件的组合影响因素：

I级：

盾构下穿或上穿既有轨道线路，或下穿或者临近重要建（构）筑物，或下穿重要市政管级：

盾构下穿或上穿既有轨道线路，或下穿或者临近重要建（构）筑物，或下穿重要市政管线和河流工程，或土层中有漂石、孤石等特殊地质情况，或隧道埋深小于线和河流工程，或土层中有漂石、孤石等特殊地质情况，或隧道埋深小于9m的浅埋隧道，或以的浅埋隧道，或以上两种及以上情况的组合。

上两种及以上情况的组合。

II级：

隧道埋深大于级：

隧道埋深大于9m，或隧道上方地层中有一般的市政管线，或隧道临近或者下穿一般建筑，或隧道上方地层中有一般的市政管线，或隧道临近或者下穿一般建筑物，或下穿重要市政道路，或地层中的不良地质情况对盾构施工影响较小并没有特殊地质情况。

物，或下穿重要市政道路，或地层中的不良地质情况对盾构施工影响较小并没有特殊地质情况。

III级：

隧道埋深大于13m，或隧道上方地层中没有管线或者只有对沉降不敏感的管线（如电力，或隧道上方地层中没有管线或者只有对沉降不敏感的管线（如电力管线、电信管线、广播管线等）且管线埋深较浅，或隧道与建筑物基础和重要市政道路距离较管线、电信管线、广播管线等）且管线埋深较浅，或隧道与建筑物基础和重要市政道路距离较远，或地层中无不良地质情况等特殊地质情况。

远，或地层中无不良地质情况等特殊地质情况。

综合等级综合等级综合等级：

在盾构穿越综合等级：

在盾构穿越土层组段划分的基础上土层组段划分的基础上按照盾构按照盾构施工环境的组施工环境的组合安全风险级别合安全风险级别对各个组段进行更详细的划分，共可划分为对各个组段进行更详细的划分，共可划分为18种等级。

种等级。

对任何一个盾构区间隧道而言，都是由对任何一个盾构区间隧道而言，都是由18种组段中的一种或几种组段种组段中的一种或几种组段组合而成。

组合而成。

二、施工准二、施工准备期盾构施工安全期盾构施工安全风险控制控制1、盾构隧道组段划分：

案例（北京地铁八号线二期某区间）案例（北京地铁八号线二期某区间）特级风险工程特级风险工程II级环境风险级环境风险一级风险工程一级风险工程II级环境风险级环境风险二级风险工程二级风险工程级环境风险级环境风险一级风险工程一级风险工程II级环境风险级环境风险二级风险工程二级风险工程级环境风险级环境风险土沙复合土沙复合土沙复合土沙复合DD段段段段土沙卵石复合土沙卵石复合土沙卵石复合土沙卵石复合EE段段段段土沙复合土沙复合土沙复合土沙复合DD段段段段埋深均大于埋深均大于埋深均大于埋深均大于13m13m二、施工准二、施工准备期盾构施工安全期盾构施工安全风险控制控制11、盾构隧道组段划分：

案例案例序号序号里程里程长度长度（mm）环号环号隧道穿越土层隧道穿越土层隧道埋深隧道埋深h（m）隧道上覆土层隧道上覆土层特殊地特殊地质情况质情况地下水位地下水位情况情况施工环境施工环境综合等级综合等级1K17+943.394K17+913.39430025粉土、粘土、粉质粘土、粉细砂18.218.5粉土填土、房渣土、圆砾-卵石填土、卵石、细粉砂、粉土无无盾构始发（08环）D2K17+913.394K17+792.194121.226126粉土、粘土、粉细砂、卵石、粉质粘土14.418.5房渣土、粉土填土、圆砾-卵石填土、细粉砂、粉质粘土、粉土盾构下穿鼓楼立交桥及既有M2鼓楼大街站及其风道（5277环）、下穿北护城河（97122环）、临近旧鼓楼桥（91126环）、下穿平板房（117126环）E3K17+792.194K17+670.113122.4127228粉土、粘土、粉细砂、卵石、粉质粘土14.418.5房渣土、粉土填土、圆砾-卵石填土、细粉砂、粉土盾构下穿大量平瓦房（127228环）E4K17+670.113K17+309.913360.2229528粉土、粉质粘土、粉细砂1718.8房渣土、粉土填土、粉土、粘土、细粉砂、粉质粘土盾构下穿大量平瓦房（229315环）、联络通道（338344环）、临近工人出版社综合楼宿舍（459515环）D5K17+309.913K17+270.14039.6529561粉细砂、粉质粘土14.617房渣土、细粉砂、粉质粘土临近北京教育学院（529552环）、下穿北中轴1号过街通道（542561环）D6K17+270.140K17+076.060194.4562723粉细砂、粉质粘土14.617房渣土、粉质粘土临近11层居民楼（604673环）、六铺坑#8楼（692723环）、盾构到达（715723环）D结合组段划分和盾构设备具体情况，设定盾构主要施工结合组段划分和盾构设备具体情况，设定盾构主要施工参数控制范围，并将其录入参数控制范围，并将其录入“盾构施工实时管理信息系盾构施工实时管理信息系统统”，可实现盾构施工的实时监控和施工参数的自动报，可实现盾构施工的实时监控和施工参数的自动报警（在施工期安全风险控制部分将进行具体讲述）。

警（在施工期安全风险控制部分将进行具体讲述）。

二、施工准二、施工准备期盾构施工安全期盾构施工安全风险控制控制22、始发、始发/到达端头加固设计：

到达端头加固设计：

始发端头土体失稳始发端头土体失稳到达端土体被推出到达端土体被推出到达端地表塌陷到达端地表塌陷到达端涌水流沙到达端涌水流沙盾构始发盾构始发/到达过程中，当端头地层为自稳能力差、透水性强的松散到达过程中，当端头地层为自稳能力差、透水性强的松散砂土或饱和含水黏土时，破除封门后，开挖面土体将完全暴露，端头土砂土或饱和含水黏土时，破除封门后，开挖面土体将完全暴露，端头土体在侧向水土压力作用下，地层受力平衡状态被打破，如果体在侧向水土压力作用下，地层受力平衡状态被打破，如果不预先对盾不预先对盾构始发构始发/到达端头土体进行加固到达端头土体进行加固，或者，或者端头土体加固效果不好端头土体加固效果不好，很可能，很可能会导致开挖面由于支护强度不足而发生会导致开挖面由于支护强度不足而发生失稳破坏失稳破坏，随之大量土体和地下，随之大量土体和地下水可能会向工作井内水可能会向工作井内塌陷塌陷，严重时会发生，严重时会发生塌方塌方、透水透水等事故，危及地下等事故，危及地下管线和附近周围建筑物，导致盾构始发与到达的失败。

管线和附近周围建筑物，导致盾构始发与到达的失败。

目的目的u满足土体强度的要求满足土体强度的要求u满足稳定性的要求满足稳定性的要求加固土体的静态稳定，包括施工期稳定性和长期稳定性；

加固土体的静态稳定，包括施工期稳定性和长期稳定性；

加固土体的扰动影响，破洞门时振动过大对土体的扰动等加固土体的扰动影响，破洞门时振动过大对土体的扰动等。

u满足加固满足加固（土体土体）的渗透性要求的渗透性要求（特别是水特别是水+沙沙+压力的情况压力的情况）u满足加固土体的变形特征要求满足加固土体的变形特征要求（土压建立前和土压消失后土压建立前和土压消失后）u满足土体扰动极限平衡理论（满足土体扰动极限平衡理论（横向加固横向加固）二、施工准二、施工准备期盾构施工安全期盾构施工安全风险控制控制22、始发、始发/到达端头加固设计：

风险原因风险原因始发始发/到达端头加固到达端头加固风险原因风险原因简析：

简析：

u端头加固工法的选择不合理；

端头加固工法的选择不合理；

u端头加