盾构隧道工程事故案例分析和风险控制.pdf
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盾构隧道工程事故案例分析和风险控制1、最近的隧道工程事故实例1.1、南宁地铁隧道工程坍塌事故南宁地铁南宁地铁1号线土建号线土建7标动物园站标动物园站-鲁班路站区间位于大学鲁班路站区间位于大学东路城市主干道下,采用盾构法施工。
区间线路主要穿越东路城市主干道下,采用盾构法施工。
区间线路主要穿越强透水圆砾地层强透水圆砾地层。
2014年年10月月7日,由广东华隧建设股份有限公司日,由广东华隧建设股份有限公司承建的南宁地铁承建的南宁地铁1号线号线7标,在鲁班路站至动物园标,在鲁班路站至动物园站区间左线隧道二号联络通道加固区,工人进入站区间左线隧道二号联络通道加固区,工人进入盾构端部的土压舱进行换刀作业;盾构端部的土压舱进行换刀作业;21:
57,盾构土压舱发生土体坍塌事故,事故造成,盾构土压舱发生土体坍塌事故,事故造成1人死亡、人死亡、2人失踪。
人失踪。
事故发生地点位于地下事故发生地点位于地下20米处,通往人员被困的米处,通往人员被困的土舱只有一个通道,目前有一道闸门关闭着,土舱只有一个通道,目前有一道闸门关闭着,如果贸然打开闸门,泥水势必会冲进隧道,危及如果贸然打开闸门,泥水势必会冲进隧道,危及抢险救援人员的生命安全,而且还会形成大量的抢险救援人员的生命安全,而且还会形成大量的地下泥水流失,极易诱发再次的坍塌,导致路面地下泥水流失,极易诱发再次的坍塌,导致路面塌陷及周边的房屋受损等次生灾害。
塌陷及周边的房屋受损等次生灾害。
南宁地铁南宁地铁11日日9时时35分接到事故情况报告,即赶赴现场组织分接到事故情况报告,即赶赴现场组织抢险救援。
公安部门抢险救援。
公安部门11日下午对现场人员询问调查,事故造日下午对现场人员询问调查,事故造成成1人死亡、人死亡、2人失踪。
人失踪。
已对相关责任人进行控制。
同时,迅已对相关责任人进行控制。
同时,迅速组织武警水电一总队速组织武警水电一总队11日日16时时30分左右采用生命探测仪探分左右采用生命探测仪探测,判断塌方体内已无生命迹象。
测,判断塌方体内已无生命迹象。
目前,“两专一特”抢险队伍(两个专业救援队目前,“两专一特”抢险队伍(两个专业救援队伍和特种注浆队伍)已做好充分准备,待专家确伍和特种注浆队伍)已做好充分准备,待专家确定方案后立即开展搜救抢险工作。
定方案后立即开展搜救抢险工作。
公安部门已对施工单位相关责任人进行控制,将公安部门已对施工单位相关责任人进行控制,将依法依规严肃处理。
依法依规严肃处理。
事故发生后,已全面加强地面、井下监测工作,事故发生后,已全面加强地面、井下监测工作,及时观察地面沉降和结构变化情况。
及时观察地面沉降和结构变化情况。
已邀请专家讨论抢险修复方案,拟采用冻结法加已邀请专家讨论抢险修复方案,拟采用冻结法加固盾构端部土体,再开仓搜救和修复。
固盾构端部土体,再开仓搜救和修复。
事故原因分析:
盾构加固区不密实,未能事故原因分析:
盾构加固区不密实,未能有效止水,导致开仓后高水压引起泥砂冲有效止水,导致开仓后高水压引起泥砂冲人土仓,把作业工人埋葬。
人土仓,把作业工人埋葬。
1.21.2、杭州地铁、杭州地铁44号线施工致富春路塌陷号线施工致富春路塌陷2014年年04月月24日下午日下午1点,富春路与市民街交叉口路面发点,富春路与市民街交叉口路面发生塌陷。
原因为盾构施工造成水土流失。
面积生塌陷。
原因为盾构施工造成水土流失。
面积30平方米。
平方米。
在盾构隧道掘进前会对土层进行冰冻。
塌陷是因为盾构进在盾构隧道掘进前会对土层进行冰冻。
塌陷是因为盾构进洞时产生的热量将冰冻的土层部分融化,水土流失导致。
洞时产生的热量将冰冻的土层部分融化,水土流失导致。
1.3、青岛地铁路面施工发生塌陷2011.7.17早晨,青岛京口路和重庆中路交口处,地面出早晨,青岛京口路和重庆中路交口处,地面出现了大面积的塌陷。
事发后,周边各种机械设备在紧张作现了大面积的塌陷。
事发后,周边各种机械设备在紧张作业,施工人员也在快速向塌陷坑内填水泥沙石。
周边路段业,施工人员也在快速向塌陷坑内填水泥沙石。
周边路段已经被围挡或警戒线封闭,警车、消防车在现场待命。
地已经被围挡或警戒线封闭,警车、消防车在现场待命。
地铁指挥部、地铁公司领导在现场指挥抢险。
铁指挥部、地铁公司领导在现场指挥抢险。
1.4、天津地铁、天津地铁22号线隧道淹水事故号线隧道淹水事故2011年年5月月6日日,天津地铁天津地铁2号线天津东站号线天津东站-建国道区建国道区间隧道右线盾构掘进施工中间隧道右线盾构掘进施工中,因施工不当因施工不当,螺旋输送螺旋输送机发生喷涌机发生喷涌,导致右线隧道沉降变形渗漏水导致右线隧道沉降变形渗漏水,并用向并用向左线隧道也发生沉降变形渗漏水左线隧道也发生沉降变形渗漏水;为防止事故扩大为防止事故扩大,2隧道采用封堵灌水隧道采用封堵灌水,使隧道稳定使隧道稳定;隧道最大埋深隧道最大埋深26m,盾构穿越地层为粉砂盾构穿越地层为粉砂,有承压水有承压水,隧道在五经路地道下穿越隧道在五经路地道下穿越,切削了水泥土维护墙切削了水泥土维护墙;右线隧道最大沉降右线隧道最大沉降103cm,左线隧道最大沉降左线隧道最大沉降30cm.隧道现状分区图部位部位区(坝内严重受损区域)区(坝内严重受损区域)区(坝内轻微区(坝内轻微受损或未受损区受损或未受损区域)域)区(区(坝外坝外区域)区域)五经路地道外五经路地道外五经路地道下五经路地道下左线左线190环环-214环环215环环-223环环224环环-241环环1环环-189环环右线右线180环环-203环环204环环-206环及盾构主机环及盾构主机16环环-179环环1环环-15环环合计合计61环,环,70.8m182环,环,218.4m204环环1998年广州地铁一号线8.8km隧道采用3台盾构掘进施工因盾构对风化岩石地层施工的不适应性,在陈家祠西门口区间遇到白垩系三水组、强度为2044MPa的砾砂岩时,在80m范围内,先行刀较快的磨耗,导致51%的刮刀被损坏。
同时土压盾构更容易结泥饼,扭矩配置太低掘进速度低刀具磨耗严重地表沉降大出现泥饼现象导致三栋34层楼房倒塌广州地铁广州地铁1号线盾构施工号线盾构施工广州地铁二号线采用6台复合型土压盾构施工刀具配置不合理,刀具凸出刀盘面板层次不协调,装备扭矩不足。
导致盾构掘进速度慢,刀盘经常形成泥饼等。
广州地铁广州地铁2号线工程号线工程广州地铁三号线在上软下硬地层掘进异常困难,导致地表房屋大量损坏,最大裂缝宽达12cm。
防洪堤坍塌防洪堤坍塌房屋开裂地表下沉广州地铁三号线工程广州地铁三号线广州地铁三号线某刀盘局部解体事件某刀盘局部解体事件设计和制造风险设计和制造风险结构、功能、刀具、开口率等。
结构、功能、刀具、开口率等。
某刀盘刚度不足,中心部位凹陷某刀盘刚度不足,中心部位凹陷广州地铁四号线刀盘刀具磨损严重,500m的过江段施工,带压换刀12次,月均进度仅72.3m修复刀盘刀盘磨损严重开挖横通道广州地铁广州地铁4号线工程号线工程施工中遇到上软下硬和孤石侵入隧道等地质突变,导致刀盘面板被磨穿;滚刀严重的弦磨和损坏;所有切刀刮刀损坏。
深圳地铁一号线22.11高雄捷运橘线高雄捷运橘线LUOLUO0404隧道隧道时间:
时间:
19931993年年55月月2929日日2222:
3030地点:
大勇路大仁路路口地点:
大勇路大仁路路口工况:
上行盾构进洞施工工况:
上行盾构进洞施工影响情况:
洞圈渗漏造成地面影响情况:
洞圈渗漏造成地面沉陷沉陷,影响范围约影响范围约40405050mm,深度约深度约11.55mm,且临近房屋出现倾斜且临近房屋出现倾斜。
2.盾构施工事故和风险控制盾构施工事故和风险控制2.2台北地铁某通风竖井涌水、涌砂事故台北地铁某通风竖井涌水、涌砂事故1981年年4月,台北地铁某通风竖井发生涌水、涌砂事故。
月,台北地铁某通风竖井发生涌水、涌砂事故。
该通风竖井为内径该通风竖井为内径23.6m之圆形断面结构,井深之圆形断面结构,井深35m,井,井壁为壁为1.2m厚的连续墙,连续墙深度为厚的连续墙,连续墙深度为64.5m,竖井与盾竖井与盾构隧道间采用柔性连接。
构隧道间采用柔性连接。
事故经过:
当天上午,正在施工洞口防水层时,隧道扩挖事故经过:
当天上午,正在施工洞口防水层时,隧道扩挖处右侧仰拱部出现大量涌水,施工人员立即设法止水,但处右侧仰拱部出现大量涌水,施工人员立即设法止水,但水流量及水压甚大而无法遏制,竖井周围土壤随涌水不断水流量及水压甚大而无法遏制,竖井周围土壤随涌水不断流入井内,并沿已施工完毕的隧道线倒灌至邻近的接收流入井内,并沿已施工完毕的隧道线倒灌至邻近的接收井,造成土壤流失及地层下陷。
井,造成土壤流失及地层下陷。
据调查,影响范围为通风井南侧据调查,影响范围为通风井南侧5775m之间,六栋房屋之间,六栋房屋受损,临近管线破坏,路面产生裂缝。
而工程本体已完成受损,临近管线破坏,路面产生裂缝。
而工程本体已完成的上行隧道有的上行隧道有23环遭挤压、变形,通风竖井、已完成线上环遭挤压、变形,通风竖井、已完成线上下行隧道及邻近的接收井遭水土淹埋。
下行隧道及邻近的接收井遭水土淹埋。
77号线工程号线工程1212BB标段标段,即浦江南浦即浦江南浦站浦江耀华站长清路站耀华路站浦江耀华站长清路站耀华路站区间隧道工程站区间隧道工程。
浦江南浦站浦江耀华站浦江南浦站浦江耀华站上行线全长上行线全长17391739.358358mm,计计14491449环环下行线全长下行线全长17321732.725725mm,计计14361436环环盾构需穿越中间风井盾构需穿越中间风井(11)工程情况)工程情况工程背景工程背景黄浦黄浦江江中间中间风井风井22.37.37号线工程号线工程12B12B标段中间风井盾构进出洞风险事故标段中间风井盾构进出洞风险事故该风井进出该风井进出洞全断面均在砂洞全断面均在砂质粉土内质粉土内,层层灰绿色砂质粉土灰绿色砂质粉土中的承压水与中的承压水与22层中的微承压水层中的微承压水有水力联系有水力联系。
(22)风井地质情况)风井地质情况1杂填土3冲填土3灰色粘质粉土灰色淤泥质粘土2灰色砂质粉土3灰色粉质粘土(33)盾构施工情况)盾构施工情况中间风井中间风井浦江南浦江南浦站侧浦站侧浦江耀浦江耀华站侧华站侧工程采用两台盾构机同向推进施工工程采用两台盾构机同向推进施工,先后进先后进入中间风井入中间风井,再出洞向浦江耀华站推进再出洞向浦江耀华站推进。
风井周边建筑物较少风井周边建筑物较少,采用采用气压沉箱法进行施工气压沉箱法进行施工,过江煤过江煤气井距离风井出洞处约气井距离风井出洞处约3232mm,距离煤气管约距离煤气管约4646mm平面尺寸平面尺寸2525.2424mm1515.66mm地面标高为地面标高为+66.00mm隧道中心标高隧道中心标高-1414.88隧道中心埋深隧道中心埋深2020.88(44)中间风井情况)中间风井情况(55)气压沉箱)气压沉箱(66)中间风井施工效果)中间风井施工效果中间风井分为五个中间风井分为五个隔舱隔舱,四个隔舱填水增四个隔舱填水增加自重加自重,抵抗沉井阻力抵抗沉井阻力。
气压舱内有遥控挖气压舱内有遥控挖机机,挖土后挖土后,通过气压通过气压维持开挖面稳定维持开挖面稳定,同时同时进行上部结构施工进行上部结构施工。
在在浇注底板时仍维持浇注底板时仍维持00.2525MPaMPa的气压的气压,直至直至底板养护结束底板养护结束。
出土遥控挖臂挖土,气压维持土体稳定。
水仓挡墙盾构进洞加固方案确定盾构进洞加固方案确定根据中间风井的实际情况根据中间风井的实际情况,针对性的采取进洞地基处针对性的采取进洞地基处理措施理措施。
主要采取主要采取注浆注浆+冻结冻结的加固方案的加固方案。
注浆加固注浆加固考虑风井气压沉井后周边土体扰
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