盾构施工涌水涌沙坍塌应急预案.docx
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盾构施工涌水涌沙坍塌应急预案
盾构施工涌水涌沙（坍塌）应急救援预案
工程名称：
郑州市轨道交通2号线一期工程土建施工01合同段
里程：
YDK9+904.200～YDK12+283.450
施工单位：
中国中铁郑州市轨道交通2号线一期工程土建施工01工区盾构经理部
编制单位：
审批单位：
部门：
部门：
项目总工程师：
企业技术负责人：
编制人：
编制日期：
年月日审批日期：
年月日
郑州轨道交通2号线一期土建工程01标
盾构施工涌水涌沙（坍塌）应急救援预案
中铁五局（集团）有限公司电务城通公司
郑州轨道交通2号线一期土建工程01工区盾构经理部
二0一三年十一月一日
盾构施工涌水涌沙（坍塌）应急预案
一、工程概况
郑州轨道交通2号线一期土建工程01工区盾构项目部工程包括：
广播台站（盾构始发站）至新龙路站区间（以下简称广～新区间）、新龙路站（盾构过站站）至国基路站（盾构吊出站）区间（以下简称新～国区间），区间隧道为双洞圆形断面。
广～新区间线路右线全长1400.5m，左线全长1395.97m，广～新区间设联络通道2处，其中一处联络通道设有泵房。
新～国区间线路右线全长约793.65m，左线全长约695.85m，新～国区间设联络通道及泵房1处。
二、事故类型和危害程度分析
2.1事故类型
本工程隧道施工中的可能导致盾构隧洞施工中发生漏水漏浆、盾构机主轴承及密封失效、涌水涌沙及超挖造成的地质塌陷、管线破裂和房屋变形以及盾构机本身的漏电触电等事故，其影响见下表2-1。
事故类别影响表2-1
序号
事故发生位置
事故现象
事故类型及危害
危险源辨识
1
盾构隧洞
盾构隧道漏水、漏浆甚至透水
导致盾构机设备受淹，甚至引
发隧洞被淹事故
重大危险源
2
地面
地质塌陷、管线破裂和房屋变形
交通阻塞、水电通讯中断、社区居民反应大，导致不良舆论，影响企业信誉
重大危险源
3
盾构机
盾构机主轴承及其密封失效
盾构机难以继续掘进，
严重影响工期
一般危险源
4
盾构机
隧洞内发生火灾
危及隧洞内人员、设备安全
一般危险源
盾构机
供用电设备的断
电、漏电
洞内施工人员、设备
安全受到威胁
一般危险源
2.2应急处置基本原则
（1）坚持以人为本，科学管理的原则。
把保障施工人员的生命安全和身体健康作为首要任务；在事故未发生时充分做好预防工作；在事故发生后，立即营救受伤人员，组织撤离或采取其他措施，保护危害区域内的其他人员。
充分发挥人的主观能动性，实行科学民主决策，采取科学管理方法；采用先进的检测、检验、监测手段、救援装备和技术，迅速控制事态，消除危害后果。
（2）统一领导，分级负责的原则。
在有关领导的统一领导和组织协调下，各组织机构按照各自职责和权限，负责生产安全事故的应急管理和应急处置工作。
（3）属地为主，分级响应的原则。
在生产安全事故发生后，项目部应急领导小组成员，必须作出“第一反应”，果断、迅速地采取应对措施，组织应急救援队伍，先期到达事故现场进行有效处置；或启动应急预案，全力控制事态发展，切断事故灾害链，防止次生、衍生和偶合事故（事件）发生；同时，应立即向上级领导报告事故情况。
上级领导迅速对事故做出判断，决定应急响应行动。
删除
（4）坚持预防为主，平战结合的原则，贯彻落实“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。
一是通过安全管理和安全技术等手段实现本质安全，尽可能防止事故发生；二是在假定事故必然发生的情况下，通过预先采取的预防措施，达到降低或减少灾害的影响。
为此，平时要做好预测、预警和预报工作，搞好应急预案的演练，使应急组织体系的各机构、各部门及人员明确各自职责及运行程序，使各专业救援组织和群众熟悉应急救援的基本技术、方法和技巧，掌握自救和互救的知识，提高应急响应系统的整体救援能力。
三、指挥机构及职责
3.1应急组织体系
建立安全事故应急组织体系，由应急领导小组、联络组、技术组、设备物资组、实施组组成。
3.2指挥机构及职责
组织机构见图3.2-1
图3.2-1应急管理组织机构
3.3应急小组联系方式
组长：
曾鸿
副组长：
徐彬任飞
刘小强赖文辉1
组员：
李家强杨进
徐勇
3.4应急管理职责
1、领导小组组长全面负责应急管理工作，在接到险情后，分析紧急状态、确定相应报警级别，启动应急预案程序、应急抢险救援指挥系统立即投入运作，在现场设立指挥场所，安排相关人员到位，组织实施抢险工作。
必要时采取措施防止坍塌、涌水触电等事态扩大，将人员和机械迅速撤离出危险区。
2、副组长在组长的领导下服从组长的领导、管理，对组长负责；发生重伤以下事故时负责现场的协助指挥工作；发生一般事故以上时由组长决定启动应急响应等级，及时布置现场抢险，保持与当地应急处置部门、建设行政主管部门的沟通。
3、技术组负责评估施工现场以及生产过程的危险源的风险，制订可操作性的施工应急响应方案，为事故现场提供有效的技术储备、图纸。
应急预案启动后，根据事故现场的特点，及时向应急领导小组组长提供科学的工程技术方案和技术支持文件。
联络组负责人员培训和应急演练方案，和当地紧急救援部门联系获取专业指导，紧急事态时接受信息，并将信息向相关方传达。
4、设备物资组负责制定物资计划，检查、监督、落实物资的储备情况。
应急预案启动后，按应急领导小组组长的部署，有效地组织应急响应物资资源到事故现场。
5、联络组根据伤员情况，制定抢救方案，联系就近医疗单位设备、医务人员会同项目抢救人员，进行现场抢救处置工作。
6、现场实施组在领导小组的领导下，负责现场人员及设备抢救、现场的封锁以及抢险的具体工作。
应急领导小组设专门办公室，各作业队值班人员配有座机供内部联系，各作业点设有内部电话，均可直接拨打急救120、消防119、公安110等。
四、预防与预警
4.1危险源监控
根据本工程施工特点及复杂的地质情况，充分考虑到施工技术难度和困难、不利条件等，经多方讨论和分析，确定本项目可能存在的危险源监测方式、方法以及采取的预防措施如下；
4.1.1特殊地段施工预防措施
1）地面建筑物的监控预防
盾构施工对地面建筑物的影响主要取决于地层变形特征，针对本标段地质和埋深条件，以及对施工引起的地层变形及其对建筑物的影响的初步分析预测，拟采取如下保护方案与措施；
（1）以量测结果为基础，对施工前和施工初期施工引起的地层沉降的影响进行精确预测。
（2）加强地面建筑物的变形监测分析，加强地表隆陷监测反馈指导施工；严格规范控质盾构机的操作控制，同步注奖充填环形间隙，使管片衬砌尽早支承地层以控制围岩松驰和塑性区的扩大。
（3）对地表沉降变形进行严密监控，并及时分析反馈。
同时利用实测数据进一步修正完善地表沉降变形的预测结果，做出早期预警并制订应急措施。
2）隧道进出洞口的姿态变形预防措施
（1）注意盾构姿态，适时纠偏，每次纠偏量要适度（≤4mm）。
（2）合理选择管片安装点位，确保管片与盾构姿态的适应性。
（3）加强注浆量的控制，施工中，应适当缩短浆液凝固时间，加大注浆量，选择合适的注入点，并做好盾尾密封装置的技术措施。
（4）加强人工测量复核工作。
（5）在坡度较大段掘进时，严格控制好盾构机掘进参数。
4.1.2现场突发事件的预防措施
1）防洪应急预警措施
为了保证工程的安全质量及工期要求，做好防洪应急工作是必不可少的。
拟采取以下措施：
（1）加强组织管理,及时处理问题。
各职能小组负责每天对排洪设施进行现场安全检查，保证排洪设施的完善。
在降水期间，加强现场组织管理，由值班人员负责现场安全巡视，工区主要领导（组长和副组长）现场值班指挥，发现问题及时处理。
（2）分散汇水面积
减小汇水面积是防止降水成灾的重要措施。
在施工场地周围，设置排洪渠、水道，大量的降水经短暂径流汇聚其中；一部分降水可以通过一级排洪沟排走。
（3）机械设备
在普通降水过程中，汇水面积内的雨水经过现场排水沟分流、地表渗流后，对场地几乎没有影响。
包括生活区及施工区内的汇水直接经排水沟排走，施工用水汇集在集水坑中，经沉淀利用抽水机抽至排水沟中排走。
1）为满足排水需要，配备抽水机型号数量如表1：
而二台排水量为35m3/h的抽水机，在不出现其它情况时就完全可以满足要求。
在电力线路发生故障或停电的情况下，两台（其中一台备用）150千瓦（有效功率按80%计算，为150×80%=120KW）的发电机可以随时投入使用，而所配备的抽水机的总功率为50千瓦，发电机完全满足需要。
抽水机型号数量表表4.1-1
名称
型号
功率
（Kw）
扬程
（m）
排水量
（m3/h）
数量
（台）
备注
抽水机
OX12.5-60.5.5
5.5
60
12.5
4
抽水机
WQ65-35-50-11
11
50
35
2
抽水机
Q25-25-3
3
25
25
2
2）防止盾构机盾尾密封失效的预防措施
（1）施工作业中的预防措施
①提高同步注浆质量
每环推进前需对同步注浆浆液进行小样试验，严格控制初凝时间。
在同步注浆过程中，应合理控制注浆压力，使注浆量、注浆流量与推进施工参数形成最佳参数匹配。
必要时同步注浆时配制初凝时间较短的双液浆进行壁后注浆，确保注浆达到允许标准，防止出现不均匀沉降。
②保持切口水压稳定
在推进过程中，应保持切口水压稳定，防止因设备故障和人为操作失误而引起的切口水压波动。
每次调高水压后，需进行试推进，安排专人观察盾尾漏浆情况，待确定盾尾无泥水溢漏后进行正常推进。
③垫放止水海绵及钢丝球等堵漏材料
为防止盾尾严重漏浆，应视情况在管片外侧垫放止水海绵，封堵管片与盾构机盾尾之间的间隙。
必要时可以在管片和盾壳间的空隙内填塞钢丝球，以加强盾尾钢刷的止水效果。
如堵漏材料措施效果不佳时，可采用聚氨酯在盾尾后一定距离处压注封堵。
④增加备用泵
为防止盾尾漏浆后大量泥水积聚，导致盾构机设备被淹，应增加一套备用泵，以利于仰拱泥水的排除。
⑤盾尾油脂压注
盾尾油脂压注应定期、定量、定位压注，当发现盾尾有少量漏浆时，应对漏浆部位暂停注入并及时补压盾尾油脂。
⑥拼装管片
确保管片安装质量，严格按照设计轴线进行拼装，以防盾构机与管片之间建筑空隙过分增大、降低盾尾密封效果。
（2）盾构机设备运转、维护作业中的预防措施。
①盾构机盾尾密封在制造时要进行压力测试，测试压力要大于实际工作压力的1.5-2倍。
②盾尾处安装4道密封刷，并设置紧急止水装置。
③对密封处要经常进行润滑脂的填充，并监测润滑脂的填充压力。
④严格执行《盾构机使用维护管理规程》，定期检查，实时维护。
3）盾构机主轴承及其密封失效预防措施
盾构机施工中主轴承及其密封的失效将是灾难性的事故。
鉴于在隧洞内更换主轴承及其密封极其困难，会严重影响盾构隧洞的施工工期，因此除了在选型设计制造中要确保设计合理、质量可靠以外，在施工中还必须切实坚持“预防为主”的原则，并采取相应的重点预防措施，及时将故障消灭在萌芽状态，确保主轴承及其密封万无一失。
盾构机主轴承低速、重载运转，驱动组件内的内外滚道、青铜保持架、四列径向、轴向推力滚子、大齿圈与小齿轮轴等部件通过内外。
各4道唇型密封严密包裹，再依靠不断注入的油脂填充和挤出，防止外界泥水的侵入和防止润滑油及冲刷用液压油的外泄。
防止主轴承及其密封失效的根本措施在于适时或定期检查、检测（检查检测得内容、手段、检查部位、检查周期及评判标准见表4.1-2，根据检查检测结果采取相应措施。
主轴承及其密封的检查内容表4.1-2
要求检查项目
测试手段
测试工况
评判标准
检查部位
检查周期
润滑状况
观察
在线
PLC状况故障提示
故障显示器
每班
润滑油位
目测
停机
规定位置
透明油管
每保养班
润滑油油色
目测
停机
透明
视窗
每日
润滑油温度
仪表
连续掘进
＜65℃
仪表盘
每天定时
润滑油压力
仪表
连续掘进
0.3～0.４MPa
仪表盘
每周
润滑油滤清器
目测
随时
堵塞、杂物
打开盖
每季度、需要
润滑油水冷系统
拆检
停机
水锈、堵塞
水冷却器
每季度
润滑油含水分
试剂
热机取样
＜0.5～1%
润滑油
每月或需要
运动粘度
粘度计
热机取样
±10%或>310cSt
润滑油
每月或需要
污染指数
仪器
热机取样
趋势分析
润滑油
每月或需要
光谱
送检
热机取样
趋势分析
润滑油
每月或需要
直读铁谱
送检
热机取样
趋势分析
＜20000g/g
润滑油
每月或需要
分析式铁谱
送检
热机取样
判读
润滑油
每月或需要
污染度
仪器
热机取样
ISO4406
21/18
润滑油
每月或需要
唇型密封油位
目测
停机
规定位置
油位视窗
每保养班
内迷宫脂挤出情况
目测
停机
明显有脂
刀盘内
每周
外迷宫脂挤出情况
目测
停机
明显有脂
刀盘内
每周
脂泵压力
观察
连续掘进
＜16MPa
压力表
掘进工班
脂泵脉冲次数
观察
连续掘进
9次/min
脂泵
每班
镜检
内窥镜
停机
观察趋势
监视孔
每季
4）隧洞用电安全预防
（1）安全用电及高压线保护
对施工供电沿线高压线将采取严格的安全措施，并经管线单位认可；对施工作业班组进行安全技术措施交底，并落实到责任人。
签订高压线保护交底书，对高压线保护制订相关的操作规程。
（2）施工用电安全
①一般规定
现场施工用电采用三相五线制。
配电箱设置总开关，同时做到一机一箱一闸一漏电保护器。
照明与动力用电分开，插座上标明设备使用名称。
电缆线及支线架空或埋地，架空敷设采用绝缘子，不直接绑扎在金属构架上，严禁用金属裸线绑扎。
移动电箱必须做到动力与照明分箱设置。
②编制施工用电施工方案，并有可靠的安全技术措施。
施工现场的电器设备设施应有有效的安全管理制度，现场电线电气设备设施由专业电工经常检查整理，发现问题立即解决。
4.2预警行动
1）隧道发生坍塌、涌水等险情后，现场负责人应立即报告应急领导小组组长。
报告过程要简明扼要的说明事故发生的时间、确切位置、人员财产损失情况等。
2）应急小组组长接到险情后，启动应急预案程序、应急抢险救援指挥系统立即投入运作，在现场设立指挥场所，相关人员到位，组织实施抢险工作。
必要时采取措施防止坍塌、涌水等事态扩大，将人员和机械迅速撤出危险区。
五、信息报告程序
一旦有人发现紧急情况立刻向现场值班负责人报告并向安全员汇报，安全员立即向联络组长报告。
联络小组接到事故及灾害报告，立即向领导小组报告。
应急小组接到事故及灾害报告后，立即通知各救灾职能组，各职能组接到通知后迅速赶赴事故现场，按照“预案”规定的职责分工，在救灾指挥部的统一指挥下立即展开抢险救灾工作。
六、应急处置
6.1响应分级
一级事件较容易被就地控制
二级现场控制难度较大但通过调集项目本身资源能将其解决
三级事件已经超出项目本身的控制能力并已经对项目外造成影响
6.2响应程序
施工现场一旦发生事故，按照下图响应程序进行。
图6.2-1响应程序图
6.3处置措施
1、重大事故发生后，事故现场主要负责人或现场人员应当积极采取有效的抢救措施，进行全方位的抢险救援和应急处理。
应急组的主
要负责人在抢险救援和事故调查处理期间不得擅离职守。
2、确定重大事故未能有效控制时，应当立即向公司、上级单位或业主提出启动上一级的重大事故应急预案的建议。
启动公司的重大事故应急救援预案及申请启动上级预案，必须由公司总经理批准。
3、应急预案启动后，项目部、各部门应当根据预案规定的职责要求，服从公司指挥部或上级指挥中心统一指挥，立即到达规定岗位，采取有关的控制措施。
4、为了有效地处置重大事故，各有关部门按职能的应急抢险救援的分工如下；
1）、项目部应当加强事故现场的安全保卫、治安管理和交通疏导工作，预防和制止各种破坏活动，维护社区治安。
对肇事者等有关人员应采取监控措施，防治逃逸。
2）、技术部应当制订或审核抢险方案，指导方案的实施。
3）工程部应当组织、指导监督抢险工作的进行。
4）、材料设备部应当组织抢险物资及时到场，主导、监督机电设备、设施的抢险工作。
5）、综合办公室应当及时做好公共信息工作，对受影响的社区、人群妥善安置及对受伤害人员的善后工作。
6）、财务部门应当及时提供抢险及善后等的资金。
7）、经理室应当组织对重大事故的调查、处理工作。
5、在应急抢险救援过程中需要紧急调用物资、设备、人员，各部门、项目部和个人应当支持、配合并提供一切便利条件。
七、应急物资与装置保障
7．1应急物资
主要应急设备和物资表表7.1-1
序号
名称
功用
存放位置
数量
备注
1
担架
抢救伤员
项目部
2套
专用
2
面包车
运送伤员
项目部
1部
紧急时优先
3
龙门吊车
紧急吊运
始发井口
1台
紧急时优先
4
灭火器
灭火
项目部
不少于36支
专用
5
急救箱
急救
项目部
3套
专用
6
挖机
紧急抢险
项目部
1台
紧急时优先
7
应急灯（手电筒）
停电照明
仓库
5套
专用
8
对讲机
应急联络
综合部
4部
专用
9
气体检测器
气体监测
仓库
2套
专用
10
扩音器
现场通告
综合部
2套
紧急时优先
11
电话/内线话
应急联络
项目部
各1部
紧急时优先
12
发电机
应急发电
物资设备部
1台
专用
13
水泵
排水
物资设备部
一批
专用
7.2装置保障
7.2.1通信与信息保障
1）保证在各种应急情况下都能够通信畅通，信息传递及时手机要求24小时开机.
八、盾构施工重大危险源或事故特征及处理方案
8.1事故特征及处理方案
盾构隧洞施工是一项庞大、复杂的工程，工程涉及的不可预因素比较多，施工难度大、风险比较高。
在施工过程中可能出现的事故有：
盾构漏水漏浆、透水、水灾火灾、电击，大量涌水突水地面管线破裂及建（构）筑物倾斜及运输车辆撞人等事故，下面分项叙述各个事故特征及事故发生后处理方案。
8.1.1盾构隧洞漏水、漏浆、透水处置方案
可能导致盾构隧洞施工中发生漏水、漏浆、甚至透水事故的主要原因有；盾构机盾尾密封失效、隧洞不均匀上浮变形及后续盾构掘进引起前已施工隧洞管片位移等。
以上事故严重时将导致盾构机设备被淹，甚至引发隧洞被淹事故。
施工中必须采用严密、周到、可靠的预防措施，万一出现漏水、漏浆或透水将采取以下紧急措施；
（1）盾尾漏浆
针对泄漏部位进行集中压注盾尾油脂，填堵盾尾密封可能出现的泄漏位置。
配置初凝时间较短的双液浆进行臂后注浆，压浆在盾尾后3－6环进行。
在管片外侧垫放止水海绵填堵管片和盾构机之间的间隙，并在管片和盾尾外壳之间填赛钢丝球以加强盾尾刚刷的止水效果。
在实际情况允许的条件下适当降低切口环的水压，待渗漏得到治理后再恢复正常。
（2）万一出现工作面透水事故，采取以下措施；
1>提高注入泥水仓室的泥水比重和粘度，稳定开挖面。
2>由于水位过高导致刀盘前部水土压力升高而导致透水时，首先停止掘进施工加大盾尾密封脂供给量，防止盾尾密封处出现泥水的泄漏。
3>严重透水时，盾构机停止掘进，对工作面及周围施作固结灌浆，注浆长度和固结范围，需要根据工作面及其周围得地质条件确定，并要等待固结灌浆达到一定强度后，再考虑恢复工作面泥水压力，谨慎推进。
8.1.2大量涌水、涌砂等处置方案
当发生突泥涌水等突发事故时，在场值班领导、领工员、工班长或安全员，应立即组织人员迅速撤离危险区域，无法立即撤离的机械不予撤离，以人为主确保施工人员生命安全。
撤离危险场所（一般撤离至洞外）后，立即清点现场施工人员数量，查看有无人员未逃离现场，并立即上报有关情况给项目部领导。
项目部领导接到通知后，应立即启动应急救灾程序，组织人力、无力全力抢险救灾，减少降低灾害损失。
当发生人员伤亡时按紧急抢险方案及时进行救援工作。
在确保救援工作人员无生命安全威胁的情况下进行抢救工作，若自身无救援能力时，及时上报当地政府或相关部门进行救援，同时做好相关配合救援工作。
当抢救出伤员时，根据伤员人数、受伤程度，由医务人员在现场采取相应的急救措施后，按照“先重后轻”的原则，及时将伤员送到医院进行抢救、治疗。
现场采取安全警戒线或隔离措施，防止其他人员进入危险区域，避免灾害损失扩大。
根据损失情况，按照国家和地方各级政府有关法律、法规及条文的相关规定，及时上报上级机关或相关部门，等待下一步的调查处理。
8.1.3地面管线破裂、地面塌陷及建筑物倾斜处置方案
管线破裂主要是由于管线下方盾构在掘进过程中由于在施工过程中发生超挖，并且注浆不及时且不够饱满的情况下，导致管线下方土体沉降过大，钢性管线变形超过其挠度允许范围从而导致管线破裂。
如发现管线下方出现超挖现象首先加强监测，启动应急预案，在管线破裂后首先封锁现场、疏散人群，辨识出管线类型即刻联系产权单位进行处理。
表8.1-1管线产权单位联系表。
管线产权单位联系表表8.1-1
序号
管线名称
产权单位
联系电话
备注
1
自来水管
自来水公司
蒋锋（工程部经理）
2
燃气管
燃气公司
单丹
3
污水管
郑州市政公司
韩水亮（经理）
4
光缆
电信
联通
地面塌陷主要是由于盾构掘进超挖或原地下存在空洞经过盾构机扰动而产生的地表塌陷，如果塌陷区位于花园路上后果将不堪设想，地面塌陷后首先封锁现场，疏散人群及车辆（事故在花园路上），及时启动应急预案，派车辆进行回填处理，回填完成后联系相关责任部门进行事后处理。
建筑物倾斜主要是由于盾构机掘进过程中造成建筑物下方基础不均匀沉降造成。
在发生建筑物倾斜后，首先疏散转移建筑物中人员及财产，封锁现场避免事态的进一步扩大，通知相关部门进行事后处理。
8.1.4其它事故处置方案
在施工过程中，若发生运输车辆撞人等事故，在场值班领导、领工员、工班长或安全员立即进行受伤人员救护，并向项目部上级领导反映情况；项目部领导组织人员救助工作；在120医务人员采取相应的急救措施后，按照“先重后轻”的原则，及时将伤员送到医院进行抢救、治疗。
事后调查事故原因，查明责任人，处置整改，执行“四不放过”原则，以防类似事故再次发生。
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