盾构始发及到达的风险分析与对策
盾构施工风险及典型事故案例
1874年第一台泥水盾构；
1806年布鲁诺尔注册专利的盾构
第一台泥水盾构 （格瑞海德泥浆盾构，1874年专利）
盾构施工概述
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1、盾构的概念及历史
盾构的历史
1876年第一台机械盾构诞生； 1886年伦敦地下铁第一次采用气压盾构； 1896年电动机械盾构； 1963年第一台土压平衡盾构在日本出现，主要因为泥水和气压盾构对环境和人
1
21
21 STATION -7.376
封门
51
52
6
71
西部未受损700m
72
Both east and west bulkhead were built by using freezing method as cutoff wall, after the debris in the tunnel were removed, R.C. bulkhead was built to protect the unaffected tunnels from the cut and cover recovery works.
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3、机械盾构结构及工作原理
电气系统； 液压系统； 冷却系统； 通风系统； 测量导向系统； 后续台车 。
电子靶 盾构机
隧道管片
激光经纬仪 黄盒子
显示器 工业电脑
控制箱
后视棱镜
控制室
后
测量导向系统
续
台
车
盾构施工概述
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盾构工作原理（EPB SHIELD）
管片接缝拉开，管片错胎，断裂 。 案例： 广州市轨道交通五号线某工地。
盾构法施工安全技术与风险控制
盾构法施工安全技术与风险控制一、风险分析（1）在吊装作业前，钢丝绳死弯、吊钩连接松动以及限位器发生失灵状况且未及时检测维修，可能造成吊装作业中钢丝绳断裂、吊钩脱落等后果，从而造成起重伤害。
（2）始发或接收盾构工作井端头地层未加固且未及时察觉，可能造成盾构机械在接收过程中因地基承载力不足而压垮工作井，造成地基坍塌。
（3）施工前掘进参数选择错误、开挖面失稳、隧道塌陷以及地表下沉等状况，可能造成坍塌等事故。
（4）通过浅覆土地层时，因开挖深度过小可能使上方地层承载力过小而坍塌；通过小净距、小半径曲线、大坡度地段时，易因开挖半径和开挖量选择过大或过小或洞壁支护不当而造成通道渗水、冒顶片帮、坍塌等事故。
（5）施工过程中，盾构机械的刀具、刀盘、主轴承等重要部件失效失灵，可能因刀具、刀盘碎裂而飞出伤人，主轴承断裂而造成机械伤害。
（6）施工人员在端口带压时更换刀片，可能在拆卸刀片时，因刀片飞出而造成机械伤害。
（7）施工运输指挥不当，信号和制动失灵，货车汽车超速、超载及机械故障等，可能会导致货车侧翻、机械损伤甚至导致车祸发生，造成车辆伤害。
（8）未配备或极少配备消防器材或消防器材失效，可能导致在意外火情发生时无法及时处理，从而酿成火灾、人体被灼烫等事故。
（9）盾构施工前，未对地层、地下管线、地上地下的建筑物、构筑物以及障碍物进行详细而周密地调查，可能导致在施工过程中不慎破坏地上地下的建筑物、构筑物以及地下管线等设施而造成坍塌，以及破坏地基稳定性，使隧道出现冒顶片帮等问题。
若管道为输水管道，还会导致隧道渗水，造成透水事故。
（11）施工单位未建立健全完善的安全生产保障体系及规章制度，未对施工人员进行安全教育和培训，盾构作业人员未进行专业技术培训考核或者未合格且颁发相应操作证后就上岗的，这会使施工风险大大增加，特别是盾构工作中因操作人员的错误操作，可能会造成机械伤害。
（12）盾构施工各工序作业前未编制安全作业规程和作业指导书，关键工序未编制专项安全技术措施或编制后未经监理单位审批后实施，可能导致施工过程中安全监管不严，工作人员疏忽大意，造成机械伤害、物体打击等各种伤害。
盾构始发风险分析及对策
盾构始发风险分析及对策中交第三航务工程局厦门分公司谭锋摘要：盾构法隧道施工中，盾构机的始发十分关键，直接影响到盾构隧道施工的成败。
本文依据工程实例，阐述盾构机始发风险及相关对策。
关键词：盾构；始发；风险分析；对策SHIELD FROM RISK ANALYSIS AND COUNTERMEASURESC hina Communications Construction Company third flight engineering in Xiamen branch TanFeng Abstract：Shield method in tunnel construction, shield machine is key, from directly affect the success or failure of tunnel construction according to engineering examples, this shield machine from risk analysis and countermeasures。
Key Words：shield；starting；venture analysis；countermeasure1、引言根据以往施工经验，盾构机的始发在盾构法隧道施工中，显得十分重要。
然而在盾构始发时，就算施工经验非常丰富的施工单位也经常被其困扰，甚至带来重大损失。
盾构始发时，所使用的施工参数，往往是施工者根据相似地层中的经验，给出一套理论施工参数，来指导现有地层中盾构机的始发。
其施工参数与现有地层不一定相符合，是导致一些盾构机始发事故的主要原因之一。
2、始发风险分析2.1工程地质及水文地质情况2.1.1工程地质已建成南京地铁二号线大部分盾构法隧道均位于砂质粘性土中，其透水性强，土体扰动易形成流砂，属长江漫滩地层。
2.1.2水文地质已建成南京地铁二号大部分盾构法隧道均位于高水位承压水地层中，含水量大，承压水位高，盾构穿越该地层，施工风险高，易渗漏。
盾构始发风险事故分析与对策
盾构始发风险事故分析与对策内容提要：盾构始发是盾构法隧道施工的关键工序，也是盾构施工风险较大的一道工序。
阐述了盾构始发过程中的准备工作内容，主要的风险分析以及预控技术。
关键词：始发风险分析预控1．工程概况宁波市轨道交通1号线一期工程地下工程Ⅵ标段包括2个区间隧道：福明路站~世纪大道站、樱花公园站~福明路站。
樱花公园站～福明路站～世纪大道站区间隧道位于江东区中山东路路下，沿线多为居民楼，情况复杂。
线路须下穿五座桥梁：洞桥、过旧桥、太古桥、七里垫桥及史家桥。
下穿的五条河流均为后塘河支流。
区间隧道采用盾构法施工，隧道主要穿越地层为②2-2层灰色淤泥质粘土、③2层灰色粉质粘土夹粉砂及④2层灰色粉质粘土。
本工程区间隧道施工采用一台日本小松公司产的外径为6340mm，长度为8680mm的带铰接土压平衡式盾构掘进机。
盾构机从福明路站东端头井下井，从右线始发掘进，到达世纪大道站西端头井后盾构调头，然后沿隧道左线施工至福明路站。
到达福明路站后盾构机主体分解吊出端头井，从福明路站西端头井下井，后配套从福明路站底板上过站。
在隧道右线完成盾构机连接后，沿隧道右线继续施工到达樱花公园站，在樱花公园站东端头井调头，然后沿隧道左线施工至福明路站西端头井结束施工。
详见图1.1-1。
图1.1.-1 盾构施工流程图2．盾构始发施工2.1盾构始发准备工作2.1.1洞门土体加固盾构始发前进行洞门土体加固，采用三轴搅拌桩和高压旋喷桩加固，凿除洞门混凝土（地连墙围护结构）之前，对洞门加固土体进行钻芯取样，检测土体的加固强度是否达到设计要求（28天后强度不小于1Mpa）。
然后在洞圈内上下、左右、中心凿五个观测孔，用来观察外部土体情况。
2.1.2洞门凿出洞门围护结构为钢筋混凝土结构，分9块凿除，施工顺序为：先上后下、先内后外。
凿除混凝土时，先暴露出内排钢筋，割去内排钢筋，按照分块顺序凿除洞圈内地下连续墙混凝土，凿至外排钢筋并保留外排钢筋，落在洞圈底部的混凝土碎块应清理干净，然后按照先上后下的顺序逐块割除外排钢筋，并将混凝土块吊出端头井，清理剩余残渣。
盾构始发风险分析控制方案及应急预案
盾构始发风险分析控制方案及应急预案盾构是一种用于地下隧道建设的机械设备，因其在工程建设中具有高效、安全等优点，被广泛应用于城市道路、铁路、地铁等建设项目中。
而盾构始发阶段是整个盾构施工过程中最为危险的一个阶段，如果不合理地进行风险分析和控制，将会对施工进程及周边环境造成巨大影响。
本文将探讨盾构始发风险分析控制方案及应急预案。
一、盾构始发风险分析1.环境影响盾构始发阶段过程中，需要进行大量土方开挖和地下水的引流处理工作，这些工作将会对周边环境造成影响。
首先，土方开挖会造成土壤松散，进而导致地面沉降和建筑物的损坏。
其次，地下水的引流可能会导致地面下降和地基沉降等问题。
因此，在盾构始发阶段需要进行严格的环境影响评估，并采取合理措施减少对周边环境的影响。
2.设备故障盾构始发阶段需要使用各种机械设备，如掘进机、泥水分离机、泥浆循环系统等。
这些设备在使用过程中可能会出现故障或机械損壞，导致施工进程受阻或安全事故发生。
为了尽可能的降低设备故障的风险，盾构始发阶段需要对设备进行质量检验和认真的维护保养工作。
3.安全事故盾构始发阶段是整个施工过程中最容易发生安全事故的阶段。
常见的安全隐患包括土石坍塌、瓦斯爆炸、火灾等。
为了确保施工过程的安全，盾构始发阶段需要对可能产生的安全隐患进行认真的安全评估，并采取有效的防范措施。
二、盾构始发风险控制方案1.环境保护措施为了减少盾构始发施工对周边环境的影响，需要采取以下措施：(1)进行环境影响评估在盾构始发阶段前，应进行详细的环境影响评估工作，确定施工对周边环境的影响范围和程度。
(2)加强土方开挖处置对于土方开挖而产生的土方和石方应进行分类处理和妥善处置，避免对土质的破坏。
(3)加强地下水管理盾构始发阶段需要对地下水进行大量的引流处理工作，需要严格遵守环保规定，防止对水源产生污染。
2.设备质量保证盾构始发阶段设备故障率较高，因此需要保证设备的质量和性能。
具体措施包括：(1)严格质量控制在设备选型和采购阶段，需要严格按照质量标准进行选择和审核，确保设备的质量符合要求。
盾构掘进施工始发及接收过程中安全风险及控制措施分析
盾构接收安全技术措施包括：（1）盾构接收期间加强对地面以及周边建筑物的动态监测管理；（2）特种作业人员必须进行培训考核合格后持证上岗；特种作业必须严格执行各种安全技术操作规程，确保安全施工；（3）班组在上岗前须进行班前安全教育、安全技术交底、上岗前检查并留有记录；（4）地连墙破除作业时构机在站内推进过程中出现推进困难，及时查明原因处理，禁止盲目推进。
4.4盾构始发、掘进、注浆安全技术措施
盾构始发、掘进、注浆安全技术措施包括：（1）做好准备工作，洞门凿除后必须尽快将盾构推入洞内，使盾构切口环切入土层，减少土体暴露时间；（2）根据工程对隧道变形及地表变形的控制要求，合理选择注浆工艺，并实时做好监控量测，指导施工工艺选择，注浆时严守注浆安全操作规程作业。
2工程简介
H地铁10号线一期工程共包含12站（11区间和1个仁和车辆段）。其中，土建三工区含2站三区间，总长4.122km。区间沿线附近有运河村民居、农用地、荒地、新建高层住宅、新华河、新兴河、蔬菜批发市场、良渚环卫公司等，靠近新兴路站一边港虹西路西侧农副产品物流中心的店面房。工程周边环境条件复杂，施工安全风险高。
4.3盾构接收防漏、堵漏技术措施
盾构接收防漏、堵漏技术措施包括：（1）盾构机头部靠上洞门后，做好第一道环箍挡水，从盾尾1~2环管片的注浆孔向外层的土层中注入双液浆。（2）接收端洞门地连墙磨除前，在洞门钢圈上焊接预先准备好的双层弹簧钢板，在洞门钢圈外侧安装进洞装置，避免盾构进洞过程中出现涌水涌砂现象，之后在扇形板上焊接螺帽，进行细钢丝串联并用5t手动葫芦抽紧紧贴管片外弧面上。（3）若出现渗漏水现象，须将密封橡胶帘布板外压板穿钢丝环向收紧，使止水橡胶帘布板紧贴盾构机外壳。若正常进洞，应快速封堵洞圈，用钢板将洞圈和进洞环钢板焊接封闭，及时充填注浆。（4）洞圈加焊盾尾刷以防止盾构进洞及施工期间土体从缝隙中流失，盾尾刷长度500mm，并嵌优质盾尾油脂，进一步加强盾构进洞的安全性。（5）现场配备钢封门装置，防止盾构靠上土体前出现突涌现象。
盾构始发风险
2 始发风险（1）破壁时涌水涌砂在对洞门凿除时，正面土体由于采用高压旋喷桩加固，强度较高，不易出现坍塌，主要风险因素为加固土体与竖井外壁表面结合薄弱，以及高压旋喷桩之间的密实度未达到施工要求，在高外水压力作用下，形成渗漏通道，大量的涌水涌砂会对始发造成严重影响，甚至会威胁到井内人员和设备的安全。
（2）盾构密封失效盾构施工中，盾构内部是完全密封的，始发过程中，在强大的外部压力下，盾尾密封装置若配置不合理或受力后被磨损、撕拉后容易失效，造成隧洞内部涌水涌砂。
管片由于拼装出现质量问题也有可能产生裂缝，形成渗漏，从而影响施工进度，严重时可能造成安全事故。
（3）泥水压力达不到平衡盾构机刀盘切入掌子面后，要建立泥水压力平衡，由于洞门钢圈与盾壳之间存在缝隙，有可能出现泥水外溢现象，造成泥水大量损失，盾构机泥水平衡难以建立。
（4）盾构前方土体塌方盾构机掘进时，泥水不断循环，保持开挖面相对平衡，但由于本工程地层条件复杂，在遇到砂土、卵石以及泥砾石层和砂砾石层时，渗透系数突然加大，会导致泥水大量流失从而引起泥水仓失去平衡造成盾构机前方土体坍塌。
（5）高水压下主驱动密封系统失效在掘进施工过程中，还应特别注意主驱动密封系统的稳定性。
（6）隧洞上浮在建立泥水平衡开始正常掘进时，具有一定压力的泥水会从开挖面沿着盾壳窜至盾尾，甚至窜到已建成的隧洞衬砌外。
实际施工中发现，泥水会从开挖面一直窜至盾尾约30米处，已建成的隧洞就会处于泥水的包裹中而产生上浮的风险。
（7）其它风险大雨台风等恶劣天气、隧洞内燃烧和焊接事故等。
3 防范措施（1）为防止洞门凿除时发生涌水涌砂，对盾构始发区地基采用高压旋喷桩进行加固，提高土体承载力，降低土体渗透系数，为提高安全系数，对洞口区正面土体又进行全面冷冻加固，冻结板厚1.2米，弧长13.3米，高14米。
对洞门凿除前，采用水平孔对洞门区域进行检查，查看土体含水量及土体强度，必要时进行高压旋喷补灌。
洞门凿除时做好封堵准备，备有注浆泵、排污泵，设有安全通道，少量渗漏可以引流排出，不影响正常始发；出现大量涌水涌砂立即采用注浆泵和导流管进行引流注浆封堵，直至封堵完毕后方可进行下一步施工。
盾构始发到达风险分析与对策
•盾构风险
盾构及掘进技术国家重点实验室
•人为风险
盾构施工风险分类
影响盾构施工的主要风险因素？ • 40％ － 地质水文条件 • 30％ － 盾构设备 • 30％ － 施工队伍
盾构及掘进技术国家重点实验室
（一）地质风险
➢40％ － 地质水文条件
详细、可靠的地质水文资料是盾构工程成功的基 本条件，直接决定了工程的成败。
盾构及掘进技术国家重点实验室
（二）盾构风险
盾构及掘进技术国家重点实验室
（三）人为风险
➢30％ － 施工队伍 － 经验丰富、管理科学、专业高效的施工队伍是盾
构工程成功的根本因素。 a. 经验丰富 － 地下工程的风险需要丰富的经验应
对； b. 管理科学 － 盾构施工项目工期紧，科学的管理
才能充分发挥盾构的效能，节约成本、创造效益； c . 专业高效 － 盾构施工工序安排紧凑，高效先进
中铁十局集团盾构技术高级培训班
一、盾构施工风险分类 二、盾构施工的十一大风险 三、始发与到达端头加固技术 四、盾构始发技术 五、盾构到达技术 六、主要风险与对策 七、结束语
盾构及掘进技术国家重点实验室
盾构施工风险分类
盾构施工风险有哪些? • 盾构施工的风险，总是利用或寻找“地质的复杂
性”、“盾构的不适应性”、“人认知的局限性、 方案和措施的不合理性”等薄弱环节作为突破口 ，引发工程事故。
地质水文资料： a. 决定了采用盾构是否可行; b. 决定了盾构的选型； c. 决定了盾构的主要参数； d. 决定了辅助施工设备的选择和应急预案的制
订。
盾构及掘进技术国家重点实验室
（一）地质风险
➢盾构施工的主要地质风险 1 复合地层（广州、深圳、南京）； 2 富水断裂带或破碎带（广州、南京）； 3 溶洞、土洞（广州北部、佛山、深圳北部、贵阳）； 4 极其耐磨的硅质、铁质岩屑；（广州、南京） 5 含承压水的粉细砂层（广州、佛山、上海、南京、苏 州、杭州） 6 瓦斯、煤成气（广州、西部、南部、杭州、武汉） 7 球状风化体和网格状或构造风化硬岩（广州东部、深 圳、南京和北京） 8 砂砾石地层（沈阳、北京、成都、南宁、南昌、西安 和广州） 9 粘性土及泥岩结泥饼、砂岩泥岩互层软硬不均及破 碎（重庆、 广州、深圳、南昌、 合肥）。
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盾构始发及到达的风险分析与对策
盾构始发和到达是盾构施工过程中最重要的两个阶段之一。
在始发阶段，盾构机需要从出
发点开始沿着预定线路挖掘隧道；在到达阶段，盾构机需要成功到达目的地完成任务。
然而，这两个阶段都存在一定的风险和挑战。
本文将分析盾构始发和到达的风险，并提出相
应的对策。
首先，盾构始发阶段存在一些风险。
例如，由于地下环境复杂多变，可能存在岩溶地质、
地下水等问题，在盾构始发过程中可能会遇到地质灾害，如地层塌陷、涌水等。
解决这些
问题需要提前进行详细的地质勘察和分析，并采取相应的施工措施，如注浆处理、地层加
固等。
此外，盾构机始发时可能会遇到土层过软、土壤液化等问题，需要合理调整盾构机
的工作参数，以确保施工安全。
其次，盾构到达阶段也存在一定的风险。
一方面，盾构机在推进过程中可能会遇到地下管线、建筑物等障碍物，容易引起破坏和事故。
为了避免这种风险，需要提前进行地下管线
的勘察和标定，并设计合理的盾构线路和穿越方案。
另一方面，在到达目的地之前，盾构
机可能会遭遇地下水涌入、高地应力等问题，这可能导致盾构机停工或甚至受损。
在施工
过程中，需要及时监测地下水位和应力变化，并采取相应的防范措施，如加固隧道衬砌、
排水降水等。
为了应对盾构始发和到达的风险，需要采取一系列的对策。
首先，加强勘察工作，提前了
解地下环境的地质条件、地下管线等情况，制定合理的施工方案。
其次，加强监测和预警，及时掌握地下水位、地应力等变化情况，确保施工过程中的安全。
此外，加强技术培训和
施工管理，提高施工人员的技能水平和安全意识，确保施工过程中的操作规范和安全执行。
最后，建立应急预案，预留足够的备用设备和物资，以应对突发情况，确保盾构始发和到
达的顺利进行。
综上所述，盾构始发和到达的风险分析与对策是盾构施工过程中的重要内容。
通过进行地
质勘察、加强监测和预警、提高施工管理水平等措施，可以最大程度地减少风险，确保盾
构始发和到达的安全顺利进行。
盾构始发及到达的风险分析与对策
盾构始发及到达是盾构施工过程中最重要的两个阶段之一。
在始发阶段，盾构机需要从出
发点开始沿着预定线路挖掘隧道；在到达阶段，盾构机需要成功到达目的地完成任务。
然而，这两个阶段都存在一定的风险和挑战。
本文将进一步分析盾构始发和到达的风险，并
提出相应的对策。
在盾构始发阶段，存在一些地质灾害风险。
地下环境复杂多变，可能存在岩溶地质、地下
水等问题。
首先，应进行详细的地质勘察和分析，了解地下环境的地质特征和隐患点。
在
盾构始发前，采取相应措施，如注浆处理、地层加固等，减少地质灾害的发生概率。
其次，应根据地质条件和水文特征，合理调整盾构机的工程参数，提高施工的稳定性和安全性。
同时，在施工过程中，要加强地质的实时监测和岩体稳定性评估，及时发现问题并采取相
应的措施，确保施工的安全。
此外，盾构始发阶段还存在土体条件不佳的风险。
可能会遇到土层过软、土壤液化等问题。
为了应对这些风险，需要进行土层性质和土壤稳定性的测试和评估。
根据实际情况，合理
选择施工方法和技术，如土体加固、盾构机的切削参数调整等，以确保施工的顺利进行。
在盾构到达阶段，存在障碍物穿越和地下水灌入的风险。
一方面，盾构机在推进过程中可
能会遇到地下管线、建筑物等障碍物，容易引起破坏和事故。
为了减少这些风险，在盾构
前需要进行详细的地下管线的勘察和标定，并设计合理的盾构线路和穿越方案。
另一方面，在到达目的地之前，可能会遭遇地下水涌入、高地应力等问题，这可能导致盾构机停工或
受损。
为减少地下水灌入的风险，可以采用注浆、隧道衬砌等技术措施，确保施工的安全。
同时，要加强对地下水位和地应力的监测，根据监测结果及时调整施工方案，确保工作面
的稳定性和安全。
为了应对盾构始发和到达的风险，需要采取一系列的对策。
首先，加强勘察工作，提前了
解地下环境的地质条件、地下管线等情况，制定合理的施工方案。
同时，要加强勘察技术
的研究和应用，运用先进的无人机遥感技术、地质雷达等手段，提高勘察工作的准确度和
全面性。
其次，加强监测和预警，及时掌握地下水位、地应力等变化情况，确保施工过程
中的安全。
要配备高精度的监测设备，如位移传感器、应力计等，实现对施工现场和周边
环境的实时监测和预警。
此外，加强技术培训和施工管理，提高施工人员的技能水平和安
全意识。
对施工人员进行针对性的技术培训，强化安全教育和意识培养，提高施工管理的
水平和质量。
最后，建立应急预案，预留足够的备用设备和物资，以应对突发情况。
在施
工前要做好风险评估和应急预案的制定，确保应对措施的及时有效性。
综上所述，盾构始发和到达的风险分析与对策是盾构施工过程中的重要内容。
通过进行地
质勘察、加强监测和预警、提高施工管理水平等措施，可以最大程度地减少风险，确保盾
构始发和到达的安全顺利进行。
然而，由于每个盾构工程的环境和条件不同，对策的具体
实施还需根据实际情况进行调整和优化。
只有在不断总结经验和积累知识的基础上，才能
保证盾构始发和到达的高效安全实施。