十个地铁盾构隧道管片设计案例汇总
总公司收集地铁施工领域安全事故案例集锦
前言基础设施领域的开拓肩负着股份公司结构转型、产业调整的重任，经过近年来的大力发展，基础设施类项目越来越多，经营收入占比越来越高。
但是这类项目的安全管理风险较大，不可控因素较多，容易发生群死群伤事故。
对于中建来说，基础设施这个新兴领域，我们的管理还比较薄弱、经验不足、专职人员也比较少，发生事故的应急处置能力较弱。
为了保障基础设施领域安全运行，我们搜集整理了全国范围内近年来基础设施领域发生的典型事故案例，依此警示大家吸取事故教训，提高认识，强化管理，保障安全生产。
案例一：天津地铁2号线突泥涌水导致盾构机被埋事故2011年 5月6日凌晨7时30分许，天津地铁2号线建国道—天津站区间，左线掘进289.2m +0.2m 、右线掘进247.2m+0.6m 时，右线盾构机因螺旋机被水泥土固结块卡死无法运转，在开启观察孔进行处理时，发生螺旋机观察孔突沙涌水事件。
由于该地段的地质异常复杂，突泥及涌水较大，导致地面塌陷，且左线掘进快于右线35环，左线线路高程高于右线，致使左右线隧道均发生局部管片变形破损开裂，最终左右线隧道均封堵回填，两台盾构机埋于地下，建天区间左右线重新改线施工，构成责任事故（无人员伤亡）。
事故发生时，两台盾构机平面位置如下图所示。
左右线盾构机平面位置事件经过2011年5月5日19时至5月6日8时，右线盾构掘进施工由盾构队长兼盾构司机带领机修人员进行夜班施工。
当盾构掘进至206环五经路地道建国道站 已完成 左线隧道 已完成右线京山铁路 地下直径线京津城际 右线盾构机 左线盾构机 天津站位置时，机修人员发现盾构机的螺旋输送机运转不正常，进行了全面检查，在正反转过程中，听到螺旋输送机前下方观察孔附近有异常的磨擦声。
凌晨4时左右，螺旋输送机被彻底卡住。
现场值班人员根据查阅施工图及地质勘察报告而初步判断：刀盘已进入旋喷桩加固区域，螺旋输送机中有异物卡住了螺旋输送杆，导致渣土被堵。
初步考虑决定拆开螺旋输送机前下方观察孔（尺寸约为350mm×500mm）盖板取出异物及时恢复掘进的处理方案。
10盾构隧道工程实例
• 隧道与其它隧道相比，安全性特高。 • 如果发生意外，市民可通过逃生滑梯来到隧道
根据地质埋深和环境条件对参数选取作预 测计算,同时对盾构轴线上方的地面变形 进行实测反馈,以验证选择参数的合理性 并优化施工参数。
一般选取盾构出工作井50~100 m范围作 为试验段,并通过对试验段地表沉降观测 进行参数优化。通过控制推进速度、调整 排土量等使地层水土压力与土仓压力的差 值最小，从而保证开挖面的土压动态平衡。
b. 隧道穿过长江大堤
隧道最大埋深50m ,最小埋深28m。隧道 在长江大堤下通过,需要严格控制地表沉 降。
c. 水下穿过,水压变化大
最高水柱高度达65m ,江底穿越时隧道距 离江底最小覆土厚度为28m ,最大水压 0166MPa ,水压变化大,对盾构的防水性 的要求极高。
d. 掘进方向控制要求严
• 南京长江隧道工程是中国长江上隧道长 度最长、盾构直径最大、工程难度最高、 挑战性最多的工程之一
• 南京长江大桥与三桥之间，连接河西新 城区——江心洲——浦口区
• 左线于2009年5月20日10时贯通 • 右线于2009年8月22日上午贯通。
• 整个工程通道总长约6.2公里，按6车道 城市快速通道规模建设，设计车速 80km/h
隧道穿越断面设于直线段上,纵坡为单面 v 形,由25 ‰到3 ‰,变坡点处设竖曲线, 曲线半径为5000m ,长度22m; 隧道埋深 在28m 到60m之间。
盾构隧道内径2144mm ,采用预制钢筋混 凝土环片衬砌,衬砌圆环为6 块,环片厚度 250mm ,采用弯曲螺栓连接,防水性能为2 级。
二、南京
盾构工作井加固方法的选取应根据地质、 水文、周围环境合理选取。
南京地铁由于其地质的复杂性,因地制宜 地采用了多种加固方法,如深层搅拌、高 压旋喷、井点降水、冷冻法等,有时可多 种方法并用。
城市地铁盾构施工事故(事件)案例
2、五经路地道 出现险情后，从 2011 年 5 月 6 日 9 点左右开始对五经路地道加强监测，
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同时测定右线盾构机的具体位置。上午 10:30 左右，因五经路地道根据监 测结果沉降变化较大，经协调，立即封闭五经路地道，组织钻机、注浆机、 水泥、水玻璃等应急物资到场，在右线盾构机的正前方及两侧、左线隧道 两侧实施注浆，直至 2011 年 5 月 18 日五经路地道沉降及左右线隧道漏水 变形稳定后停止注浆加固，于 2011 年 5 月 19 日恢复通车，之后监测继续 进行，无明显变化情况。
右线隧道现 场配合抢险
右线隧道配合 抢险
进入左线 隧道进行 注浆抢险
1. 统 筹 指 挥
现场抢险作
业、应急物资
右 线 现 场 进 调运
2. 安 排 监 测
行抢险指挥，
加强聚氨酯 人员进行五
经路地道及
注入和水泥
铁路三角地
压填
沉降监测
3. 向 指 挥 部
汇报现场情
况
（二）应急处置
2011 年 5 月 6 日上午启动应急抢险系统后，应急抢险作业主要分为三
五经路地道
盾构下穿铁路群与五经路地下通道
-2-
100 4500 100
乘务员大楼
穿越铁路地段现场照
站后电话局和邮电大楼平面位置示意图
-3-
（二）水文地质情况 建－天区间左右线隧道穿越范围内主要有⑥2 粉土、⑦2 粉土层、⑥1 ⑦1 粉质粘土、下部⑦4 粉砂层，下部粉砂层厚度约 10m 左右。隧道在五经 路地道附近局部进入⑦2 粉土层、⑦4 粉砂层，下部粉砂层厚度约 10m 左右。
事故发生时，两台盾构机平面位置如下图所示。
已完成 左线隧道
盾构法综合管廊建设案例
盾构法综合管廊建设案例以盾构法综合管廊建设案例为题，列举以下10个案例。
1. 上海市综合管廊工程上海市综合管廊工程是我国首个采用盾构法建设的综合管廊工程。
该工程总长约50公里，主要用于集中管线布置、地下公用设施的统一管理和维护。
盾构法的应用使得施工过程中对地表损害小，施工速度快，大大缩短了工期。
2. 北京市通州区综合管廊工程北京市通州区综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、隐蔽工程维护困难等问题而建设的。
该工程采用盾构法施工，总长约40公里。
通过工程建设，有效整合了城市地下各类管线，提高了市政设施的统一管理水平。
3. 广州市综合管廊工程广州市综合管廊工程是广州市政府推进城市地下空间开发的重要项目之一。
该工程采用盾构法施工，总长约60公里。
通过建设综合管廊，整合了城市地下的电力、通信、燃气、自来水等各类管线，提高了城市基础设施的安全性和可靠性。
4. 杭州市综合管廊工程杭州市综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、维护难题而建设的。
该工程采用盾构法施工，总长约30公里。
通过建设综合管高了城市基础设施的管理和维护效率。
5. 成都市综合管廊工程成都市综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、维护难题而建设的。
该工程采用盾构法施工，总长约40公里。
通过建设综合管廊，有效整合了城市地下的电力、通信、燃气、自来水等各类管线，提高了城市基础设施的安全性和可靠性。
6. 南京市综合管廊工程南京市综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、维护难题而建设的。
该工程采用盾构法施工，总长约50公里。
通过建设综合管廊，有效整合了城市地下的电力、通信、燃气、自来水等各类管线，提高了城市基础设施的管理和维护效率。
7. 武汉市综合管廊工程武汉市综合管廊工程是为了解决城市地下管线混乱、维护难题而建设的。
该工程采用盾构法施工，总长约60公里。
通过建设综合管廊，整合了城市地下的电力、通信、燃气、自来水等各类管线，提高了城市基础设施的安全性和可靠性。
盾构法施工典型事故案例
事故后果：隧道偏移，影 响施工进度和工程质量
预防措施：加强操作人员 培训，实时监测地质条件
处理方法：调整盾构机参 数，进行隧道纠偏
盾构隧道施工安全事故
盾构机故障： 机械故障、 电气故障、 液压故障等
地质条件变化： 地下水、土质、 岩层等变化导
致施工困难
施工管理不当： 操作人员失误、 安全管理不到
位等
工作原理：通过盾构机的旋转刀盘切割土层，同时将土渣排出，形成隧道
优点：施工速度快，安全性高，对环境影响小 应用范围：广泛应用于地铁、公路、铁路等隧道工程
盾构法施工的特点
施工速度快，效率高
施工过程中对地面影响小， 安全性高
适用于各种地质条件，适 用范围广
施工过程中产生的噪音和 振动较小，环保性能好
03
添加标题
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添加标题
盾构机操作：操作不当，导致盾 构机偏移
施工环境：环境因素影响，导致 盾构机偏移
盾构隧道施工安全事故原因分析
地质条件：复杂的地质条件可能导致盾构机损坏或隧道坍塌 设计缺陷：设计不合理可能导致盾构机无法正常工作或隧道结构不稳定 施工管理：施工管理不当可能导致盾构机操作失误或施工进度受到影响 设备故障：盾构机故障可能导致隧道施工中断或隧道结构受损
采取有效措施控制事故扩大
立即停止施工，确保人员安全
采取隔离、排水、加固等措施，防止 事故扩大
迅速报告上级领导和相关部门，请求 支援
对事故现场进行监测，及时调整救援 方案
制定应急救援方案，明确责任分工
总结经验教训，防止类似事故再次发 生
保护事故现场和相关证据
立即停止施工，保护现场
拍照、录像，记录事故情 况
环境因素：地下水压力、土壤腐蚀等
盾构隧道管片扭转原因分析及预防措施
盾构隧道管片扭转原因分析及预防措施题目：盾构隧道管片扭转原因分析及预防措施提纲：一、盾构隧道管片扭转现象及原因分析1.1 盾构隧道管片扭转现象的描述1.2 盾构隧道管片扭转的原因分析二、盾构隧道管片扭转对工程的影响2.1 盾构隧道管片扭转引发的问题2.2 盾构隧道管片扭转对施工期限和费用的影响三、盾构隧道管片扭转的预防措施3.1 设计阶段的预防措施3.2 施工阶段的预防措施3.3 监督检查的预防措施四、盾构隧道管片扭转案例分析4.1 北京地铁朝阳站线路扭转4.2 宁波市轨道交通4号线扭转事故4.3 河南省洛阳市一城隧道盾构管片扭转事故4.4 上海市轨道交通13号线扭转事故4.5 深圳市地铁10号线24标段管片扭转事故五、结论与建议5.1 总结5.2 建议一、盾构隧道管片扭转现象及原因分析1.1 盾构隧道管片扭转现象的描述盾构隧道施工过程中，管片扭转是一种典型的质量问题。
简单来说，就是盾构机施工时，管片在运输、吊装等过程中出现扭曲变形，导致管片失去原本的直度与精度，错位甚至是失效。
盾构隧道管片扭转问题如果不及时发现和解决，会引发一系列工程质量和安全问题，给现场施工和后期维护带来非常大的难度。
1.2 盾构隧道管片扭转的原因分析盾构隧道管片扭转的原因常常很复杂，可能是因为管片本身的质量问题，也可能是施工过程中的操作不当所致，还有可能与大气环境、地下水位、孔洞周围岩土地质、设计过程等因素有关。
下面分别分析其中主要的原因：（1）工人操作不规范管片扭转可能是因为场地管理不到位，工人操作不规范。
在管片的装卸过程中，操作人员不小心碰撞、摩擦或者放置不平坦，皮带、吊机等工具操作不当、力度过大也会扭转造成不良影响。
（2）设计和制造质量问题管片扭转可能是在设计和制造的过程中出现问题。
管片本身的制造工艺和材质选择，以及质量检验的不足，都有可能导致其产生扭曲、变形等问题，这种扭曲现象一般比较容易在质检阶段发现，工程检测人员应该及时发现并排除。
地铁盾构隧道管片选型与拼装
地铁盾构隧道管片选型与拼装发表时间：2019-03-26T13:10:28.017Z 来源：《建筑细部》2018年第18期作者：杨文超[导读] 在盾构施工中因管片的选型和拼装不当而引起成型隧道管片破损及漏水现象是个普遍现象，结合西安六号线丈八六路站～丈八四路站区间右线的管片选型和拼装质量为研究对象，总结在施工过程中的经验说明了管片选型的原则，从管片不同拼装点位等方面叙述了施工中管片拼装要求。
杨文超中铁六局集团有限公司交通工程分公司北京丰台 100070摘要：在盾构施工中因管片的选型和拼装不当而引起成型隧道管片破损及漏水现象是个普遍现象，结合西安六号线丈八六路站～丈八四路站区间右线的管片选型和拼装质量为研究对象，总结在施工过程中的经验说明了管片选型的原则，从管片不同拼装点位等方面叙述了施工中管片拼装要求。
关键词：盾构机、管片、盾尾间隙、盾构机姿态、油缸行程差1工程概况西安地铁六号线一期TJSG-7标丈八六路站～丈八四路站区间采用盾构法施工，右线区间长度1138.4m，最小曲线半径R=2000m。
区间隧道底部埋深介于17.14-24.52m之间。
隧道从丈八四路站西端以线间距14.0m坡度2‰出站后，以25‰的坡度下行，继续以14‰的坡度下行至区间最低点。
然后以20‰的坡度上行，最终以2‰的坡度进入丈八六路站。
2管片设计2.1本区间隧道管片采用C50P12预制钢筋混凝土管片，管片设计具体参数见下表：3管片选型的影响因素管片作为成型隧道衬砌、是隧道永久支护的一部分，会受到来自土层、地下水压力等特殊外力，如管片选型不当，会引起管片错台、开裂、隧道渗水，所以管片的选型至关重要。
选取管片主要需要考虑3方面的因素：（1）盾尾间隙；（2）推进油缸行程差；（3）铰接油缸行程差。
3.1管片选型首先要考虑盾尾间隙对管片选型的影响本工程采用小松TM614PMX-12号盾构机盾尾外径为6140mm、壁厚为40mm的圆柱形钢结构，管片的外径为6000mm。
国内盾构隧道工程事故案例分析
国内TBM、盾构隧道工程事故案例分析在盾体支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工。
盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低。
但在施工过程中人机交错的特征十分明显，特别是在衬砌、运输、拼装、机械安装等环节工艺复杂，较易出现起重伤害、电瓶车伤人、机械伤害、高处坠落等多种事故，且在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险极大。
一、盾构进出洞阶段发生的安全事故盾构进出洞都存在相当大的危险性。
整个施工作业环境处于一个整体的动态之中，蕴藏着土体坍塌、起重伤害、高处坠落、物体打击等多种事故发生的可能。
南京地铁盾构进洞事故1、工程概况南京某区问隧道为单圆盾构施工，采用I 台土压平衡式盾构从区间右线始发，到站后吊出转运至始发站，从该站左线二次始发，到站后吊出、解体，完成区间盾构施工。
该区间属长江低漫滩地貌，地势较为平坦，场地地层呈二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土为主，下部以粉土和粉细砂为主，赋存于粘性土中的地下水类型为空隙潜水，赋存于砂性土中的地下水具一定的承压性，深部承压含水层中的地下水与长江及外秦淮河有一定的水力联系。
到达端盾构穿越地层主要为中密、局部稍密粉土，上部局部为流塑状淤泥质粉质粘土，端头井6m采用高压旋喷桩配合三轴搅拌桩加固土体。
2、事故经过在盾构进洞即将到站时，盾构刀盘顶上地连墙外侧，人工开始破除钢筋，操作人员转动刀盘，方便割除钢筋，下部保护层破碎，刀盘下部突然出现较大的漏水漏砂点，并且迅速发展、扩大，瞬时涌水涌砂量约为260m3/h，十分钟后盾尾急剧沉降，隧道内同部管片角部及螺栓部位产生裂缝，洞内作业人员迅速调集方木及木楔，对车架与管片紧邻部位进行加固，控制管片进一步变形。
仅不到一小时，到达段地表产生陷坑，随之继续沉陷。
所幸无人员伤亡，抢险小组决定采取封堵洞门方案。
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广州市轨道交通三号线（天河客运站~五山站区间以及五山站~华师站区间）
350m
1500mm
主要由两条圆形盾构隧道为主组成，双线长6259.615m。隧道标称内径为5400mm；埋深为11~28m；平面最小曲线半径为350m；最小竖曲线半径为3000m；最大坡度为19‰；最小坡度为3‰。
管片规格为Φ6000×5400×300×1500mm，模具采用德国进口和上海隧道生产的钢模，管片成型方式分整体气振成型和人工振捣成型两种，混凝土全部采用C50、P12的高强商品混凝土。
5
南京地铁二号线一期工程
350m
1200mm
南京地铁二号线一期工程是一条连接主城中心和城市副中心的东西向骨干线，西起河西新城汪家村站，东止紫金山麓马群站，线路全长25.145公里，共设车站19座，其中地下站16座、地面站2座、高架站1座、主变电站2座、车辆段1座、停车场1座，控制中心设在珠江路（已建成），元通站、新街口站为南京地铁一、二号线换乘站，本工程设1、2号线联络线一条。
为了确保计划目标的实现，北京城建总承包二部全体人员克积极创造条件，保证了在8月1日场地交接后用最短的时间完成了各种临设的布置、场地硬化、交通导改、管线改移、端头土体加固、龙门吊的安装、盾构机安装和调试、浆液站安装、洞门凿除和密封等工作，从而实现了盾构机的顺利始发。
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南京地铁一号线南延线
350m
?
南京地铁一号线南延线由一期工程安德门站向南延伸至江宁区城东路，线路自安德门站沿宁丹路南下，至纬九路路口左拐进入纬九路北侧规划20m绿带，沿绿带向东过机场高速路至玉兰路路口南拐，过绕城公路后进入规划南京火车南站，沿规划新城路由北向南通过南京南站南广场后左拐，沿宏运大道北规划路向东至宁溧路后南拐进入宁溧路并顺其南下，过秦淮河、胜太路和百家湖后，于晨光国际集团办公楼前左拐进入天元路北侧向东，过庄排路后线路由地下转入地上，以高架线形式于秦淮河大桥北侧跨越秦淮河进入天元路路中，沿天元路向东，过竹山路、天印大道后，于城东路西侧至本次工程的终点。全长17.995km，其中地下线12.327km，占全长68.5%；高架线5.668km（含路堑和路堤段长度），占全长31.5%。
越江区间管片内径5500mm，外径6200mm，环宽1500mm，全断面共分6块管片，错缝拼装。
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广州地铁三号线体育西路站~石牌桥站
350m
1500mm
全长1千1百多米。属于左线隧道。施工单位中铁十六局，这段隧道属于地铁三号线全线当中，转弯半径最大的部分，转弯半径达３５０米。隧道从体育西路站出来后，在天河体育中心的地下走出了一道半径为３５０米的曲线，通向石牌桥车站。沿线穿越的建筑物包括天河体育中心体育馆、游泳馆以及外经贸大厦。这段线路还要从一号线等其他线路的下面穿过。隧道的平均埋地深度为３０到３３米，隧道顶部和其他隧道底部的距离，最近的不到一米半。由于位于闹市区，隧道的施工采用了微震爆破技术，掘进速度受到制约。与此同时，隧道上方还有其他隧道也在施工，两条隧道不能同时爆破.
管片基本尺寸如下:
（1）管片内径、宽度：管片采用单层衬砌，内径采用5500MM，宽度采用1.2M。
（2）管片厚度：管片厚度采用350MM。
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北京地铁4号线(平安里—新街口)
350m
?
左线全长875.351米，右线全长901.399米，隧道埋深约10.8米。据北京城建集团工程总承包二部负责人介绍，盾构机在新街口站始发进洞后，即进入634米长、半径为350米的曲线段施工，如此难度的曲线始发在北京地区尚无先例。这就要求在施工过程中，一方面要保证盾构机沿平面曲线右转，另一方面还要保证盾构机沿16.405‰的坡度下坡，这就给盾构操作、轴线控制和管片拼装增加了难度。另外沿线地表为密度较高的民用平房，绝大部分为天然地基，对地表沉降十分敏感；同时隧道穿越地层为全断面砂卵石，隧道顶为粉细砂，对施工中的地表沉降控制要求较高。这就要求施工中必须严格按照施工方案，确保精确度，保证施工质量。
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武汉市轨道交通二号线一期越江隧道段
350m
1500mm
两端车站分别为江汉路站与积玉桥站。江汉路站车站为地下岛式站台形式的车站，与规划六号线L型通道换乘，站台宽度13m，线间距16m。线路出江汉路站后穿越亟待开发的旧城改造区，从江汉关西侧的武汉轮渡苗家码头处穿越长江。线路转入江中的曲线半径采400m，越江段线间距采用13m，过江后在江南明珠园的北侧上岸，穿过武汉市第四棉纺厂厂房后逐渐转入和平大道，从江中进入和平大道曲线半径采用350m。之后线路沿和平大道行进，线间距为12m，在和平大道与四马路路口设积玉桥站，积玉桥站采用单建地下两层岛式车站（五号线车站以后另外修建）。二号线在积玉桥站的西端设单渡线。江汉路站为地下四层岛式车站，地面标高约25米，轨面标高3.15米，车站埋深21.85米，线路从车站端部开始以25.7‰的下坡、坡长1000m，进入汉口深槽附近，然后采用4‰的下坡700m，到达隧道最低点（武昌深槽附近），再以25.5‰的上坡1380m到达积玉桥站的端部，积玉桥站设为地下二层岛式车站，地面标高约24米，轨面标高9.91米，车站埋深14.09米。本越江区间主要由两条盾构隧道组成，盾构隧道始发井布设于积玉桥站，在江汉路站东南端设盾构吊出井。在长江两岸设中间风井，汉口风井布设在临江巷西侧的地块内，里程为AK12+175，武昌岸风井设在四棉的现状厂房内，里程为AK13+765，两风井中心相距1590米。为了满足区间防灾和排水的要求，区间内共设置了五个联络通道，其中两个联络通道与风井合建，采用冻结法施工。
十个径
管片宽度
备注
1
广州地铁2号线赤岗-鹭江区间隧道
350m
1500mm
区间隧道由两条并行的单线隧道组成，左右线隧道间距8~12m，左右线隧道总长4342.3m，隧道埋深8~14m，线路最小水平曲线半径350m，最大坡度9.636‰。
盾构机采用德国HERRENK AG公司生产的土压平衡式盾构（EPB），盾构机刀盘直径6280mm，采用盾尾同步注浆（砂浆）方式。隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，管片环外径6000mm，内径5400mm，管片宽度1500mm。