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区间工程(盾构法)风险源、风险因素分析清单及预控措施
风险工程
风险单元
风险事件
风险因素
预控措施
盾构施工准备
盾构选型
刀盘异常磨损、刀具损坏
未进行地质样品刀盘磨损试验、滚刀数量配置不足、刀具选择与组合不合理。
1)进行地质样品刀盘磨损试验、刀具数量配置足够、注意刀具选择与组合。
注浆系统故障
注浆系统选型不当;
注浆系统对注浆材料的适应性不好。
注意注浆系统的选型;
试验注浆系统对注浆材料的适应性,选择适应性强的注浆系统和注浆材料。
盾构选型风险
盾构机使用的适应性和可靠性评价不细;
出厂和施工工地现场组装、测试、验收不细;
未组织有关方面的专家进行方案论证。
做好盾构机使用的适应性和可靠性的分析;
出厂和施工工地现场组装、测试、验收需设专人监管;
组织有关方面的专家进行方案论证。
施工组织设计
进度风险
地质核查和环境补充调查不充分;
技术力量和管理班子配置不足;
工程进度安排余量不足;
材料设备订货供应不足,对工程的风险估计不足。
施工前,进行地质核查和环境补充调查;
配备足够的技术力量和管理班子;
结合实际施工情况,安排工程进度计划;
施工前,多签约几家信誉好的材料设备供应商,并进场一些配件,认真做好对工程的风险估计。
质量风险
技术力量不足;
施工队伍经验不足,组织培训不够,人员操作不熟练;
对设计资料理解不够;
工期安排不合理;
设备组织和材料选择不合理。
配备有经验和足够的技术力量;
选择有施工经验的施工队伍,并加强组织培训,对相关人员操作进行培训;
施工前,进行图纸会审;
按照实际施工情况,安排工程进度计划;
选择合理的设备组织和材料。
安全、文明施工、环境保护事故频发
施工前,进行地质核查和环境补充;
增设安全专项管理部门,编制合理的应急预案;
编制安全组织、制度;
合理安排工期和场地;
施工前,做好对工程中的风险估计。
土体加固
及降水
进、出洞门区域
土体加固
加固效果
严格按照设计进行土体加固。
进、出洞口降水
水位升高
加强降水及水位监控。
盾构出洞
盾构设备吊装拼装
吊物掉落
施工前,做好相应的应急措施与安全防护
洞门破除
拆除封门时出现涌土、流砂
封门处严格按照设计要求进行土体加固;
加强水位监测,控制水位的变化,加快施工速度,减少封门外土体暴露时间;
做好工作井支护体系。
洞口土体流失
施工前,检验洞口土体加固效果;
做好洞口密封装置;
控制土压,保持掘进面土体稳定,以达到土压平衡。
盾构推进轴线偏离设计轴线
进行盾构基座应力验算;
进行盾构后靠支撑受力验算;
出洞推进时,控制好盾构姿态。
后靠系统出现失稳
对反力架进行加固,并验算达到使用要求;
钢支撑焊接需进行检测;
后靠系统设计进行专家评审/提高施工质量;
进行系统受力分析,并进行相关设计。
盾构掘进
盾构自身
掘进后发现盾构选型不合理
施工前,进行地质补勘;
选型进行专家评审。
盾构后退
加强设备维保。
盾构沉陷
做好地质补勘,发现地质变化及时调整施工参数与召开相关专题会议;
加强盾构设备的检修与维保。
盾构内出现涌土、流砂、漏水
舱压计算有误;
地质条件极差(裂隙、泥水)开挖面覆水压力大。
计算好土压,并通过掘进参数及时调整;
通过降水及相关技术参数的调整。
盾尾密封装置泄漏
盾构推进偏斜量过大(使得盾尾空隙不均匀);
盾构推进过程中发生后退现象;
盾尾密封装置质量不过关;
盾尾油脂失效或流失。
控制盾构机姿态,每环掘进实测盾尾空隙;
每天检修盾构机维保与检修;
严格把控设备物资进场检验;
控制盾尾油脂注入量与压力。
掘进轴线偏离设计轴线
施工过程没有及时测量或施工测量出现差错;
通过的岩层或土层软硬不均或千斤顶参数设置不对(导致受力不均导致千斤顶在不同位置的推进量不一致导致偏差);
刀盘自重的影响(盾构纠偏不及时,或纠偏不到位)。
施工过程加强测量与人工复测;
严格控制千斤顶的伸缩;
盾构姿态调整按照“勤纠偏,小纠偏”。
撑子面
盾构掘进面土体失稳
舱压计算不准确(螺旋运输机排土速度过慢(土压平衡盾构);
泥水压力不够(泥水平衡式盾构);
推进速度控制不准确。
控制土压;
控制出土量;
控制推进速度。
遇见障碍物
地质勘查不未明;
选线等因素。
施工前,进行补勘;
特殊情况,及时召开相关专题会议。
遇不明地层气体泄漏
地质勘查不明;
未注意此方面(未进行监测);
通风不力。
施工前,进行补勘;
做好有害气体检测,加强通风。
管片
管片破损
管片运输过程发生碰撞;
管片施工过程中发生碰撞;
管片吊运时发生磕碰;
管片使用翻身架翻身,或用专用吊具翻身,保证管片翻身过程中的平稳;
设计吊运管片的专用吊具,使钢丝绳在起吊管片的过程中不碰到管片的边角,并定时更换;
采用运输管片的专用平板车,加设避振设施;叠放的管片之间垫好垫木;
工作面储存管片的地方放置枕木将管片垫高,使存放的管片与隧道管片不产生碰撞;
管片运输过程中,使用弹性的保护衬垫将管片与管片之间隔离开,以免发生碰撞而损坏管片;在起吊过程中要小心轻放,防止磕坏管片的边角;
管片拼装时要小心谨慎,动作平稳,减少管片的撞击;
提高管片拼装的质量,及时纠正环面不平整度、环面与隧道设计轴线不垂直度、纵缝偏差等质量问题;
拼装封顶块时,润滑油涂抹封顶块止水条,使封顶块能顺利地插人;
发现盾尾间隙过小,应在下一环盾构推进时立即进行纠偏。
每环管片拼装时都对环面平整情况进行检查,发现环面不平,及时地加贴衬垫予以纠正,使后拼上的管片受力均匀;
及时调整管片环面与轴线的垂直度,使管片在盾尾内能居中拼装。
管片就位不准确
管片拼装系统存在问题;
管片吊装不当,沉降异常。
加强施工管理;
定期检查管片拼装系统。
螺栓连接失效
管片拼装质量不合格;
螺栓本身质量问题;
螺栓没有固紧。
提高管片拼装质量,及时纠正环面不平或环面与隧道轴线不垂直度等,使每个螺栓都能正确地穿过螺孔;
严格控制螺栓的加工质量,定期抽查,发现问题及时更换。不符合质量要求的螺栓应退换;
加强施工管理,做好自检、互检、抽检工作,确保螺栓穿进及拧紧的质量;
对螺栓和螺帽进行材质复检,检验合格后才能使用。
管片接缝渗漏
管片纵缝出现内外张角、前后喇叭(缝隙不均匀,止水条失效);
管片碎裂;
密封材料失效;
管片拼装质量不合格。
提高管片的拼装质量,及时纠环面,拼装时保证管片的整圆度和止水条的正常工况,提高纵缝的拼装质量:
拼装前做好盾壳与管片各面的清理工作,防止杂物夹入管片之间;
环面的偏差及时进行纠正,使拼装完成的管片中心线与设计轴线误差减少,管片始终能够在盾尾内居中拼装;
管片正确就位,千斤顶靠拢时要加力均匀,除封顶块外每块管片至少要有两只千斤顶顶住;
盾构推进时骑缝的千斤顶应开启,保证环面平整。
对破损的管片及时进行修补,运输过程中造成的损坏应在贴止水条以前修补好;对于因为管片与盾壳相碰而在推进或拼装过程中被挤坏的管片,也应原地进行修补,以对止水条起保护作用;
控制衬垫的厚度,在贴过较厚衬垫处的止水条上应按规定加贴一层遇水膨胀橡胶条;
应严格按照粘贴止水条的规程进行操作,清理止水槽,胶水不流淌以后才能粘贴止水条;
使用盾构机自带同步注浆机对管片直接进行二次注浆,注浆压力以管片不发生错台为准,尽可能多注浆。采用水泥砂浆作为主要填充物。
管片发生上浮
设计计算失误(抗浮力不足);
泥水包裹已建成隧道;
注浆参数不正确。
调整注浆参数;
重新配置注浆浆液;
管片开裂、渗漏、失稳
管片质量不合格;
开口部位支撑系统失效;
开口部位土体加固效果不好;
提高管片质量;
提高拼装质量;
降低千斤顶推力;
管片吊装时发生脱落
管片吊装机密封失效。
设置专用信号和紧急制动装置,固定好电瓶车上的管片,防止脱落伤人,并经常进行维修保养。
地表
地面隆起过大
盾构挤压地层;
出土量过少。
控制注浆量与注浆压力;
控制出土量。
地面沉降过大
开挖面塌陷、过量出土(地层应力释放)(弹塑性变形)35%;
盾尾空隙(地层应力释放)
控制注浆量与注浆压力;
控制出土量。
隧道注浆
注浆质量不合格
浆液质量差。
控制浆液质量。
二次注浆不及时导致地表沉降
施工过程怠慢。
及时进行二次注浆。
注浆效果不佳
注浆配比设计有误;
地质勘查有误。
注浆配比进行试验检测。
注浆压力低或高导致地面不正常隆起或沉陷
设计计算有误;
注浆过程控制失误。
控制注浆量与注浆压力。
机械设备
盾构内气动元件不工作
管路存在严重漏气点;
气动控制阀的阀杆发生锈蚀;
气动元件发生疲劳断裂(气压太高,回位弹簧过载);
工作压力失常致使元件损坏。
加强设备的检修。
盾构刀盘轴承失效
刀盘轴承密封失效;
1)加强设备的检修
刀盘两侧压力不平衡;
刀盘与刀具出现异常磨损
未对刀盘进行维修;
遇到的复杂地层(前期考虑不足)。
1)配备刀具的配件,遇到磨损严重情况,进行换刀。
数据采集系统失灵
未进行保养维护和经常检查
1)进行保养维护和经常检查。
管片拼装系统失效
隧道刚度不够(纵向弯曲过大、导致管片不能及时拼装,盾构停止前进,造成土体坍塌,引起地表沉降)
1)加强管片拼装质量。
周边建筑
倾斜、开裂
,土压较低。导致建筑物倾斜、开裂、下沉。
1)盾构掘进前,进行超前注浆加固;
2)掘进时,控制土压,同步注浆饱满;
3)掘进后,及时进行二次注浆。
建筑物下沉
盾构进洞
机械设备
辅助设备损坏
不按规范操作/操作失误。
1)按规范操作。。
盾构基座变形
盾构基座的中心夹角与隧道轴线不平行;
盾构基座整体刚度、稳定性不够;
盾构基座受力不均匀;
盾构基座固定不坚固。
1)盾构基座进行受力验算,以达到使用要求。
盾构接收
偏离目标井或对接错位
盾构轴线偏差过大,使纠偏距离不够。
1)出洞推进时,控制好盾构姿态。
洞口土体流失
洞口封门材料强度低、抗渗能力差,不能起到挡土止水作用;
洞口密封装置失效;
掘进面土体失稳。
施工前,检验洞口土体加固效果;
做好洞口密封装置;
控制土压,保持掘进面土体稳定,以达到土压平衡。
联络通道
支护结构
开挖面土体失稳
加固强度偏低;
开挖后未及时支护;
地质条件发生突变。
1)严格控制加固效果;
2)开挖后及时支护。
支护结构失稳
支护结构设计强度不足;
施工质量问题;
施工人员违规操作。
1)增加支护结构设计强度;
2)严格控制施工质量;
3)施工人员按规操作。
钻孔
钻孔时孔口喷砂
土层中土随钻孔循环浆液流失;
孔口密封装置失效。
1)控制土层中土随钻孔循环浆液的流失;
2)增强孔口密封装置的密封性。
周边建筑
建筑
建筑物沉降
,土压较低,导致建筑物沉降。
1)盾构掘进前,进行超前注浆加固;
2)掘进时,控制土压,同步注浆饱满;
3)掘进后,及时进行二次注浆。
建筑物开裂、倾斜
,土压较低,注浆不及时,导致建筑物沉降较大,发生开裂及倾斜