盾构法施工风险评估控制与管理 92页

目 录 盾构法施工风险评估 1 1 盾构法施工风险控制 2 盾构法施工风险管理 3 1 盾构法施工风险评估 一般规定 1 1.0 技术要点 1.1 施工准备期 1.2 施工过程 1.3 1.0 一般规定 1.0.3 盾构法 施工过程 的安全风险评估主要包括： 盾构始发和到达、联络通道，盾构掘进过程，盾构检修、换刀 等。 1.0.2 盾构法 施工准备期 的安全风险评估主要包括： 组段划分、盾构选型，盾构及其重要配套设备适应性，设计方案 等。 1.0.1 针对盾构选型、盾构及其重要配套设备适应性、设计方案、施工组织、盾构始发和到达、联络通道、掘进过程、开舱或换刀等进行风险评估、预警与控制。 1.1.1 盾构始发和到达 1 洞门安装止水橡胶帘布和扇形压板， 确保洞门处止水效果 。 2 加强对端头加固效果的检查，确保 端头加固效果 达到要求。 3 盾构在 加固区内 的施工，土压建立前（始发）和土压降低后（到达）应严格控制出土量，正确使用加固后土体松散系数确定合理出土量。 4 盾构始发 出加固区时 需要转换土压力，在出加固区时应将土压建立到略高于正常值，盾构出加固区时不至于出现土压过低，发生地表塌陷事故。 5 盾构到达 进入加固区后 应逐步减小土压直至降为 0 ，同时降低推进速度（速度）和推力，缓慢向洞门推进，防止端头处土体被盾构推出洞门，发生塌陷事故。 6 盾构到达施工过程中，当刀盘距离围护结构 小于 4 环（ 4.8m ） 时，应该停止注入土体改良剂、添加剂（泡沫、膨润土等）。 1.1 技术要点 1.1 技术要点 1.1.2 盾构检修、换刀 1 对于土层，优先选择从 地面开挖明挖竖井 或 人工挖孔井（桩） 来进行开舱检修和换刀。 2 对于砂卵石等磨蚀性较强的地层，应提前对开舱位置进行选择，并提前进行相关施工，做到主动开舱检修盾构。 1.1.3 盾构掘进过程 1 盾构 穿越重要环境风险工程 时，应适当提高土压力，确保开挖面和地层的稳定，有效控制地表沉降和风险工程的变形； 2 加强土体改良 （尤其是砂层、砂卵石地层）降低刀盘扭矩，减小刀盘和刀具的磨损； 3 盾构在沙层、卵砾石层和沙、卵石复合地层中掘进时，为减小磨损，应该采用 低转速，高贯入度 等措施，对于对沉降要求严格的组段，应匀速推进； 4 同步注浆和二次补浆不能采用同种性质的浆液，同步注浆和二次补浆参数、浆液质量标准及补浆频率参见 《 盾构施工管理办法 》 （ BJMRC/RM-PF-03 ， V1.0 ）； 5 盾构施工前开挖基坑或者竖井时取样进行试验确定土体松散系数，确定合理出土量。盾构掘进过程中，应根据出土量和土车容积来细化每个 土车与盾构推进距离的关系 ，并做好记录。 1.2 施工准备期 根据施工过程中的地质条件、环境条件以及隧道埋深等因素对隧道进行 组段划分 ，确定适宜各个组段的盾构施工 参数控制范围 。 1.2.1 盾构区间隧道组段划分 1.2.2 盾构选型 1.2.3 盾构及其重要配套设备的适应性 综合考虑工程地质条件和水文 地质条件 ，隧道区间平、纵断面设计， 施工环境条件 和 相关风险工程 及 地表变形控制标准 。 满足隧道 穿越主要地层的适应性 要求，对非主要地层只需满足 安全性 要求即可。 1.2 施工准备期 1.2.6 设计方案评估 1 设计方案评估主要对 盾构始发和到达端头 、 区间联络通道 、 泵房加固方案 的安全风险进行评估。 2 盾构始发 / 到达端头、联络通道、泵房加固设计评估 1 ）加固后土体的 C 、 Φ 值、单轴抗压强度 等； 2 ） 加固范围 ，主要考虑纵向加固长度 L 、加固宽度 B 、上方加固高度 H1 和下方加固高度 H2 ； 3 ）加固后土体的 渗透性 K ； 4 ）设计采用的加固工艺的适应性。 1.2.4 盾构进场前和进场过程中应完成对盾构设备的验收工作。 1.2.5 组段划分和盾构选型技术要求参见 《 盾构施工技术指南 》BJMRC/RM-CF-09 ， V0.0 ， 盾构及其重要配套设备适应性评估和盾构设备进场验收相关管理要求参见 《 盾构施工管理办法 》 （ BJMRC/RM-PF-03 ， V0.0 ） 1.3 施工过程 1.3.1 盾构始发 与到达 洞口密封情况； 端头加固效果； 施工工序合理性； 反力架结构稳定性等。 1.3.2 联络通道 与泵房 地层加固效果； 管片拆除情况； 土方开挖与支护情况。 1.3 施工过程 1.3.3 施工参数监控与预警 ， 盾构掘进过程中主要参数数值超过或者低于组段划分报告中设定的控制范围时进行参数预警，具体预警准则如下： 1 黄色预警： 参数数值在 1.0~1.1 倍的控制范围最大值之间，或者在 0.9~1.0 倍的控制范围最小值之间。 2 橙色预警： 参数数值在 1.1~1.2 倍的控制范围最大值之间，或者在 0.8~0.9 倍的控制范围最小值之间。 3 红色预警： 参数数值大于 1.2 倍的控制范围最大值，或者小于 0.8 倍的控制范围最小值。 1.3.4 盾构施工过程现场巡视 参数控制情况、轴线偏移情况、出土量控制情况、管片拼装情况、盾构铰接密封情况、盾尾漏浆情况、螺旋输送机喷涌、浆液质量、二次补浆频率等， 巡视预警标准见附表 5 。 1.3 施工过程 盾构施工巡视预警控制标准 1.3 施工过程 施工单位人员组织机构合理性和盾构操作人员的以往盾构施工经历，人员资历等要求执行 《 盾构施工管理办法 》 （ BJMRC/RM-PF-03 ， V0.0 ）。 1.3.5 施工组织管理及作业状况评估 管片安装人员的操作熟练程度； 对各种注浆、注脂和膨润土注射设备的操作熟练程度； 对自动导向系统的操作熟练程度、联系测量工作的频率和方式； 盾构及其相关设备维护保养人员的工作水平和能力 1.3 施工过程 1 换刀地点地质与环境 条件的再确认 1.3.6 盾构检修、换刀评估 3 突发性刀盘检修与刀具更换方案、实施条件与危险性预测 2 常压换刀或带压换刀 及其施工方案 4 换刀后检修井及土舱回填情况 2 盾构法施工风险控制 总 则 1 2.0 基本规定 2.1 盾构区间隧道组段划分 2.2 盾构选型 2.3 盾构设备适用性评估 2.4 盾构吊装 2.5 盾构组装与验收 1 2.6 盾构施工参数控制 2.7 盾构隧道轴线控制 2.8 关键工序 2.9 重大风险工程控制 2.10 2.0 总则 2.0.1 ： 为进一步落实 《 北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系 》 （以下简称 《 体系 》 ）的相关要求，提高盾构 施工水平 ，加强盾构施工过程 安全 与 质量 管理，规避和降低盾构 施工风险 ，制定本指南。 本指南适用于公司管理范围内的在建及后续新线盾构法工程。 2.0.2 ： 2.0 总则 2.0.3 ： 公司相关部门、各项目管理单位及与公司签订合同的勘察、设计、施工、监理、第三方监测、咨询组等相关参建单位，均应执行本指南。 公司相关部门 各项目 管理单位 与公司签订合同 的相关参建单位 2.1 基本规定 2.1.1 ： 本指南主要包括盾构区间隧道 组段划分 、 盾构选型 、 设备验收 、 组装调试 、 始发、掘进 、 检修 、 换刀 、 到达 、 解体吊装 等方面的相关技术要求。 组段划分 盾构选型 设备验收 组装调试 始发、 掘进、 到达 检修、 换刀 解体吊装 2.1 基本规定 2.1.2 ： 本指南主要为规范盾构施工技术，盾构施工管理流程和要求参见 《 盾构施工管理办法 》 （（ BJMRC/RM-PF-03 ）；盾构施工过程安全风险评估参见 《 施工风险评估与控制指南 》 （ BJMRC/RM-CF-08 ）。 本指南主要针对北京地区地铁 土压平衡盾构 施工，也可供泥水平衡盾构和敞开式盾构施工参考。 2.1.3 ： 2.2 盾构区间隧道组段划分 2.2.1 ： 组段划分是根据盾构隧道 水文与工程地质条件 、 环境条件 以及 隧道埋深 等因素将盾构区间隧道划分为若干个组段，根据每个组段的具体情况确定其对应的盾构主要 施工参数控制范围 ，组段划分是盾构施工准备期的重要 基础性工作 。 2.2.2 ： 组段划分方法 1. 地层分段 综合考虑项目初勘资料、详勘资料和补勘资料中盾构隧道穿越的地层特性，对盾构施工区间隧道进行组段划分方法如下： A 段 ：盾构穿越的地层为粘土、粉质粘土、粘质粉土和粉土以及这四种土层组成的复合地层； B 段 ：盾构穿越的地层为砂层，包括粉砂、细砂、中砂和粗砂； C 段 ：盾构穿越的地层为砾石（卵石）层； D 段 ：盾构穿越的地层为土与砂的复合土层； E 段 ：盾构穿越的地层为土、砂、砾石（卵石）的复合地层； F 段 ：盾构穿越的地层为土岩混合地层及全断面岩层。 2.2 盾构区间隧道组段划分 2.2.2 ： 组段划分方法 2. 环境因素分级 I 级 ：盾构下穿或上穿既有轨道线路及铁路，下穿重要建构筑物、重要市政管线；盾构穿越地层中有漂石、孤石等特殊地质情况；盾构隧道埋深小于一倍隧道直径的情况。 II 级 ：盾构下穿一般建构筑物、重要市政道路、水体，临近重要建构筑物、重要市政管线。 III 级 ：盾构下穿一般市政管线、一般市政道路，临近一般建构筑物、重要市政道路，或隧道附近无环境风险。 当隧道埋深小于 9m 或盾构隧道上覆地层存在不良地质或特殊情况时，施工环境风险应上调一级。 2.2 盾构区间隧道组段划分 2.2.2 ： 组段划分方法 3. 综合分级 盾构区间隧道组段的综合划分是在盾构穿越土层组段划分的基础上按照盾构施工环境的组合安全风险级别，将每个土层组段按照盾构施工环境安全风险级别划分为 I 、 II 、 III 三个组段。 2.2 盾构区间隧道组段划分 2.2.3 ： 组段划分报告应明确、清晰地反应各段隧道的地层情况和环境风险情况，明确 安全风险管控重难点 。 2.2.4 ： 组段划分报告中应明确给出不同组段盾构施工控制土压力、刀盘扭矩、总推力、刀盘转速、同步注浆量、同步注浆压力等主要 施工参数的控制范围 ，并附以上主要参数的 计算书 。 2.3 盾构选型 2.3.1 ：选型原则 综合考虑工程 地质条件 和 水文地质 条件，确保盾构设备与地层的适应性，同时确保盾构管片结构自身安全。 考虑隧道区间 平、纵断面设计 ，确保盾构施工满足设计线路要求。 重点考虑 施工环境条件 和相关 风险工程 及 地表变形控制标准 ，确保环境风险工程安全。 2.3 盾构选型 主机 1. 盾构主机由前盾、中盾和盾尾三部分组成，且具备足够的强度和刚度。 2. 土舱内 土压力计 不少于 3 个，且应该按上、中、下不同区位布置在土舱隔板内。 3. 土舱内 土体改良剂注入口 不少于 4 个，且应合理分散布置在土舱隔板上的相应位置。 4. 主机长度 及其 铰接设计 应满足隧道设计最小转弯半径的要求，且应满足线路半径为 200m 曲线的要求，特殊情况下应满足线路半径为 150m 曲线的要求。 5. 盾尾至少具备 三道密封刷 ，两道密封舱，且能够承受土压、水压及同步注浆产生的压力，不低于 0.5MPa 。 6. 每道盾尾密封舱 密封油脂注入口 不少于 6 个，且应能监测到每个注入口油脂注入压力，及总油脂注入量。 2.3.2 ：选型技术要求 2.3 盾构选型 1 开挖面 2 刀盘 3 土舱 4 主轴承 5 推进千斤顶 6 螺旋输送机 7 管片拼装器 8 管片 1 2 3 4 5 6 7 8 2.3 盾构选型 刀盘 1. 刀盘开口率 应根据开挖地层的特点来确定，以保证渣土顺利进入土舱内，适应快速掘进和建立土压的要求。 2. 刀盘上 刀具布置 应充分考虑地质条件并具有一定高差，层次感强，且为满足正反方向旋转的要求，每条轨迹内布置的刮刀不少于 2 把，对于磨蚀性较强的砂卵石地层和砂层，刀具应增加耐磨性。 3. 刀盘前方 土体改良剂注入口 不少于 5 个，应合理分散布置，且刀盘中心须至少设置一个注入口。 4. 主轴承 设计寿命不低于 10000 小时，残余寿命视区间盾构隧道长度确定，但不应低于 5000 小时。 5. 配备 扭矩 应根据开挖地层的特点来确定，对于砂卵石地层，刀盘额定扭矩不低于 5000kN•m ，脱困扭矩不低于 6500kN•m 。 6. 刀盘背面应设置 搅拌棒 ，通过刀盘的旋转带动搅拌棒对渣土进行搅拌改良。 7. 应充分考虑地层对刀盘的 磨蚀性 （尤其是砂卵石地层和砂层），刀盘正面及侧面应具有足够的耐磨性。 2.3.2 ：选型技术要求 2.3 盾构选型 2.3 盾构选型 推进系统 1. 推进系统提供的 最大推力 应根据地层条件和管片强度综合考虑，应能克服盾构推进过程中所遇到的最大阻力，最大推力不低于 30000kN 。 2. 推进油缸行程 应根据管片的环宽和 K 块管片插入的长度来综合确定。 3. 推进系统提供的 最大推进速度 不低于 10cm/min 。 4. 推进油缸撑靴在与管片接触时能保证推力缓和均匀地作用在管片上，并保证密封止水橡胶条的完好。 2.3.2 ：选型技术要求 2.3 盾构选型 4.2 ：选型技术要求 2.3 盾构选型 螺旋输送机 1. 螺旋输送机配置的 排土能力 应满足盾构最大推进速度时的出土要求，且应留有一定余量。 2. 螺旋输送机 最大排土粒径 应根据刀盘最大进土粒径来确定。 3. 对于有水地层，螺旋输送机在土舱进土口处设置可开闭闸门且整体具有伸缩功能，可回缩螺旋输送叶片。 4. 螺旋输送机底部（渣土入口处）应设置土压力计，观察螺旋输送机内的排土压力。 5. 对于磨损较大的地层（如砂卵石层、砂层）螺旋输送机叶片和筒壁应做耐磨处理。 2.3.2 ：选型技术要求 2.3 盾构选型 2.3 盾构选型 皮带机 1. 皮带机的出渣能力应与盾构掘最大进速度和螺旋机最大排土能力相匹配。 2. 皮带传输机长度和出土位置应满足一次性出土列车编组要求。 管片运输及拼装系统 1. 管片运输双轨梁应满足隧道最小转弯半径要求。 2. 管片拼装机旋转时伴有警笛声和警灯闪动，确保人员安全避让。 铰接系统 1. 铰接水平最大转动角度不小于 1.5° ，竖直最大转动角度不小于 1° 。 2. 铰接密封至少装有防水密封 2 层，挡土密封 1 层，耐水压力不低于 1.0MPa 。 3. 铰接油缸至少装有 4 个行程检测装置 。 2.3.2 ：选型技术要求 2.3 盾构选型 同步注浆系统 1. 同步注浆能力与最大推进速度相匹配，确保掘进速度为 10cm/min 时注入率为 150% 。 2. 盾尾同步注浆口不少于 2 个。 3. 应安装相应传感器，确保能监测到每个注浆口的压力、注浆量和总注浆量。 4. 配备注浆管路清洗装置，在注浆完成后对注浆管进行清洗。 5. 后配套台车上储浆罐的容量不低于 6m 3 。 2.3.2 ：选型技术要求 2.3 盾构选型 人闸系统 1. 人闸应由主舱和副舱组成，主舱和副舱均应满足两人空间需求。 2. 盾构后配套台车上配有人闸储气罐及空气净化滤器以满足人闸用气。 3. 人闸进入土舱的门宜向人闸方向开启。 盾构施工数据采集及监控系统 1. 盾构具有完备的数据采集系统，对盾构施工参数进行实时采集、记录，所有数据都应实现数据库实时保存，并可转移存储。 2. 盾构施工数据应能传输至地面监控中心，并能够在地面监控室对盾构施工进行实时监控 。 2.3.2 ：选型技术要求 2.4 盾构设备适应性评估 主要根据项目工程地质、水文地质情况和环境风险工程情况和设计要求以及施工中可能遇到的各种风险因素对选定的盾构设备进行评估。 1. 刀盘型式和刀具布置与地层的适应性评价，计划换刀地点和换刀方案。 2. 同步注浆及二次补浆设备与盾构主体设备和地层的适应性评估。 3. 泡沫、膨润土等土体改良设备的性能、能力及其适应性评估。 4. 螺旋输送机的地层适应性评估。 5. 皮带输送机的相关特性及其适应性评估。 6. 润滑及密封系统的适应性评估。 7. 推力和刀盘扭矩的地层适应性评估。 8. 盾构主体设备使用年限超过 8 年或已累计施工隧道长度超过 10 公里（含）的盾构，盾构设备适应性自评估报告中需明确盾构主轴承及其密封的残余寿命。 2.4.2 盾构设备适应性评估的主要内容 2.4.1 2.4.3 ： 盾构设备应满足隧道穿越主要地层的适应性要求，对于长度较短的非主要地层（占隧道总长度小于 10% ），只需满足安全性要求即可。 2.4.4: 盾构设备适应性评估应重点考察盾构设备的相关特性及历史使用情况，应至少包含以下内容：设备制造厂商名称及设备编号、生产日期、主要技术参数、已施工完成的每个区间隧道主要穿越地层情况及设备运行状况、累计使用年限、累计施工隧道长度等。 2.4.5: 盾构设备适应性评估的相关管理规定参见 《 盾构施工管理办法 》 （（ BJMRC/RM-PF-03 ， V0.0 ）。 2.4 盾构设备适应性评估 2.5.1 ： 吊装环境验收 吊装前对吊装环境进行验收，验收内容包括： 1. 吊装场地地面硬化及吊装设备承重处地面承载力情况，当承载力不满足要求时，应采取铺垫钢板、施工承载桩等措施来解决； 2. 吊装设备及运输车辆进场顺畅情况； 3. 吊装空间是否顺畅，有无干扰； 4. 盾构井口有无安装防护栏等。 2.5 盾构吊装 2.5.2 吊装前对盾构设备吊环进行探伤，确保吊环满足要求，台车应采取吊装保护措施。 2.5.3: 吊装前对吊装设备吊索进行安全检查，对吊装设备操作等人员的操作证书进行核查。 2.5.4: 吊件起升过程中，操作必须平稳，速度均匀，避免吊索受冲击力。 2.5.5: 根据盾构各个部件的重量、尺寸、场地条件和吊装设备性能，制定完善的吊装方案，吊装方案的管理参见 《 盾构施工管理办法 》 （（ BJMRC/RM-PF-03 ， V0.0 ）。 2.5.6: 吊装过程中应派专人看守，尤其重点巡视吊装设备承重处地面情况。 2.5 盾构吊装 2.6.1 ： 盾构组装顺序 1. 铺设轨道。 2. 安装始发架并准确定位。 3. 按照预定的盾构下井先后顺序进行安装。 2.6 盾构组装及验收 2.6.2 ： 盾构调试 1. 空载调试 : 主要调试电气系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、注浆系统、土体改良系统等以及各种仪表、传感器的校正。 2. 负载调试 : 主要检查各种管线及密封的负载能力，使盾构及其配套辅助系统满足生产要求，达到工作状态。 2.6.3: 盾构设备组装完成后，应对盾构设备进行验收，验收项目及相关管理要求参见 《 盾构施工管理办法 》 （（ BJMRC/RM-PF-03 ， V0.0 ） 2.6 盾构组装及验收 2.7.1 ：土压力 1): 盾构开挖后上覆土体难以成拱，土压力应该按照朗肯土压力理论或者静止土压力理论进行计算，土压力设定不得低于主动土压力。 2): 隧道上覆地层中存在较厚的自稳性良好的地层，可采用泰砂基松弛土压力理论来设定土压力。 3): 盾构推进过程中，土压力一直处于波动状态，应确保土压力时刻保持在设定的控制范围以内。 4): 卵石层难以建立稳定的土压力，应采用高质量土体改良剂对土体进行改良，确保土压力连续稳定。 2.7 盾构施工参数控制 2.7.2 ：出土量 1): 盾构施工前开挖基坑或者竖井时取样试验确定土体松散系数，从而确定合理出土量。 2): 盾构推进过程中，应根据出土量和土车容积来细化每个土斗与盾构推进距离的关系（如合理出土量为 45m 3 ，土斗容积为 15m 3 ，则每个土斗装满时，盾构应推进 400mm ），并做好相关记录；必要时每个土斗内进行划线计量。 3): 出现出土量超标的情况，应立即进行二次补浆。 2.7 盾构施工参数控制 2.7.3 ：刀盘扭矩 1) ： 盾构施工应将刀盘扭矩降低至一定范围内。刀盘扭矩过大或过小均不正常，刀盘扭矩过大会导致刀具、刀盘磨损严重并对周围土体带来较大的扰动，影响盾构正常掘进，而过小的刀盘扭矩会增加渣土改良费用，降低推进速度。 2) ： 砂层和卵石地层中刀盘扭矩较大，应采用优质土体改良剂对土体进行改良，确保渣土的流塑性，降低刀盘扭矩，切不可降低土舱压力，进行欠压推进。 3) ： 刀盘扭矩持续增大，可能是刀具磨损严重，应及时检查并更换刀具。 4) ： 刀盘扭矩大且推进速度低，可能是刀盘结泥饼，应及时进行处理。 2.7 盾构施工参数控制 2.7.4 ：推力 1) ： 在保证合理土压力和刀盘扭矩的前提下，可以通过增大或者降低盾构推力来加快或者减慢推进速度。当推力增大到一定程度能够保证切削刀具全部贯入土体中，此时再增大推力不但不能加快推进速度，反而会增大刀盘扭矩，导致刀盘的过量磨损。 2) ： 推力还应考虑盾构姿态和管片受力的影响，推力一般不宜高于 30000KN 。 3) ： 推力过小，且推进速度快，可能是遇到了地质疏松区域或地层中存在空洞，应立即停工对地层进行探测。 4) ： 推力过大，且无推进速度，可能是遇到障碍物，应立即停工对前方地层环境进行探测。 2.7 盾构施工参数控制 2.7.5 ：同步注浆和二次补浆 浆液适应性 1. 双液浆适用于有水地层和无水地层的盾构施工隧道。 2. 单液浆一般只适用于无水地层中施工的盾构隧道，对于有水地层，须有特殊的应对措施，确保浆液不被稀释而影响浆液性质。 3. 惰性浆液初凝时间长、强度低，对地表沉降控制不利，不建议在北京地区地层盾构施工中采用。 4. 同步注浆和二次补浆不宜采用同种性质的浆液。 2.7 盾构施工参数控制 2.7.5 ：同步注浆和二次补浆 注浆参数、浆液质量 1. 同步注浆压力应与土舱内压力匹配，同步注浆压力过高，浆液沿着盾壳与土体的空隙流至土舱中，造成浆液浪费，起不到有效的注浆效果，同步注浆压力过低，无法平衡管片上方水土压力，会导致地表沉降超标。 2. 同步注浆浆液质量的主要控制指标包括初凝时间和结石率两个方面。双液浆一般只控制水灰比和水泥水玻璃浆液比，不对结石率做出要求。 3. 二次补浆应以压力控制为准，补浆压力宜控制在 0.35MPa ~ 0.45MPa ，最高不高于 0.5MPa 。 4. 同步注浆量应根据盾构开挖直径与管片外径之间空隙的体积 V 、地层特点及环境风险工程等级来确定。 5. 二次补浆频率应根据环境风险工程等级来确定。 6. 同步注浆和二次补浆参数、浆液质量标准及补浆频率按照 《 盾构施工管理办法 》 （（ BJMRC/RM-PF-03 ）执行。 2.7 盾构施工参数控制 2.7.5 ：同步注浆和二次补浆 2.7 盾构施工参数控制 2.8.1: 控制标准 1): 盾构及隧道轴线应满足 《 地下铁道工程施工及验收规范 》 和 《 盾构法隧道施工与验收规范 》 及相关规范的要求。 2): 盾构滚动角应控制在 -3°~ 3° 之间。 2.8.2 ：盾构纠偏措施 1) ： 滚动角纠偏，在切换刀盘转动方向时，应保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快。 2) ： 根据地层条件调整盾构姿态，避免出现更大的偏差。 3) ： 纠偏应以长距离慢慢修正为原则，如修正得过急，偏差更大，且会出现严重的管片错台。 2.8 盾构隧道轴线控制 2.8.3 ：导向控制点 1) ： 根据导向控制点、换站距离和管片位移稳定时间合理控制推进速度。 2) ： 提高同步注浆浆液质量，确保管片位移尽快稳定，保证导向控制点的稳定。 3) ： 导向控制点的测量管理控制数值见 《 盾构施工管理办法 》 （ BJMRC/RM-PF-03 ）。 2.8 盾构隧道轴线控制 2.9.1 ：盾构始发 / 到达 端头加固 1. 应根据地层条件、施工环境条件和盾构设备参数对始发与到达加固范围进行确定，对于有水地层，始发端加固长度不低于盾构主机长度 +1.5m ，到达端加固长度不低于盾构主机长度 +2.4m 。对于无水地层，始发端和到达端加固长度只需满足稳定性要求即可。 2. 应根据地层条件、施工环境条件对始发与到达加固后地层渗透性进行确定，对于无水地层且洞门附近区域无带水管线，加固后地层渗透性可不做要求。 3. 应根据地层条件和施工环境条件及设计参数合理选择盾构始发、到达端头加固工艺，确保加固效果达到要求。 4. 盾构始发和到达施工前，应对端头加固效果进行水平或垂直抽芯检测，对于含水地层，抽芯范围纵向不小于设计长度，径向不小于洞门圈外 1m ，抽芯孔不少于 5 个，且应分布含水层区域外侧不小于 1.0 米。 2.9 关键工序 2.9.1 ：盾构始发 / 到达 测量定位 1. 地下联系测量完毕后，应邀请导向控制测量单位对地下导向控制点进行复测。 2. 盾构始发施工，为防止盾构进入洞门后扎头，可适当将盾构高程抬高 30 ~ 50mm 。 3. 盾构曲线始发，应根据曲线半径、盾构主机尺寸，洞门与曲线法线的夹角，合理选择始发方向，确保盾构施工最大偏差在控制标准内。 4. 反力架安装完毕后，要对反力架的垂直度进行测量，保证反力架和盾构轴线垂直。 2.9 关键工序 2.9.1 ：盾构始发 / 到达 始发、到达施工 1. 合理设计始发反力架，并对反力架的强度和稳定性进行验算，盾构始发方案应附反力架验算书和设计图纸。 2. 反力架的焊接和反力架预埋件的埋设应严格按照方案进行，反力架安装完毕后应对其质量进行验收。 3. 负环管片脱出盾尾时，应用楔子楔进管片与始发轨道之间，防止管片下坠，并及时用钢索捆住管片，防止管片扭转、滚动。 4. 合理选择盾构始发前围护结构的破除顺序，先破除洞门两侧的围护结构，后破除洞门中间的围护结构，同时遵循先下后上的原则。盾构到达施工中围护结构的破除工作，建议刀盘顶到围护结构，核查地层安全后进行。 2.9 关键工序 2.9.1 ：盾构始发 / 到达 始发、到达施工 5. 洞门处应安装止水橡胶帘布和扇形压板。 6. 盾构在加固区内施工，土压建立前（始发）和土压降低后（到达）应严格控制出土量，正确选用加固后土体松散系数确定合理出土量。 7. 盾构始发出加固区时需要转换土压力，在快出加固区时应将土压建立到略高于正常值。 8. 盾构到达进入加固区后应逐步减小土压直至降为 0 ，同时降低推进速度和推力，缓慢向洞门推进，防止端头处土体被盾构推出洞门，发生塌陷事故。 9. 盾构到达施工过程中，当刀盘距离围护结构小于 4 环（ 4.8m ）时，应该逐步较少并停止注入土体改良剂、添加剂（泡沫、膨润土等）。 10. 盾尾进入洞门（始发）和拖出洞门（到达）后，应及时采用注浆（双液浆）等措施进行洞门封闭。 2.9 关键工序 2.9.2 ：盾构开舱检修及换刀 开舱方式 1. 地层和施工环境允许，应优先选择从地面开挖竖井或人工挖孔来进行开舱检修和换刀。 2. 目前北京地铁土压平衡盾构不建议进行带压进舱作业，如需进行带压进舱作业，应严格按照带压条例进行论证，论证通过后方可进行作业。 开舱规划 1. 对于砂卵石等强磨蚀性地层，应提前对开舱位置进行选择规划，并提前进行相关施工，做到主动开舱检修盾构。 2. 北京西部及西南部大粒径卵石地层，辐条式刀盘宜每隔 300m ~400m 检修一次刀具，面板式刀盘 150m~200m 检修一次刀具。 2.9 关键工序 2.9.2 ：盾构开舱检修及换刀 开舱施工 1. 应根据地层条件、施工环境条件和盾构设备参数对盾构开舱方式进行合理选择，对于洞内开舱，应对地层加固范围及加固方法、工艺进行合理选择。 2. 盾构恢复掘进前，对检修井进行回填至刀盘以上 3m 。 2.9 关键工序 2.9.3: 管片拼装 1) ： 管片拼装前对管片进行清洁，特别是管片的止水橡胶条必须保证清洁干净。 2) ： 盾构推进完毕后，首先对盾尾间隙进行测量，根据盾尾间隙和盾构姿态，合理选择管片型式和关键块的拼装位置。 3) ： 管片脱出盾尾后应进行纵向连接螺栓的复紧，脱出最后一节台车前应再次对管片纵向连接螺栓进行复紧。 2.9 关键工序 2.10.1: 盾构穿越前准备措施 1) ： 越前应对设备状况评估，评估内容详见 4.0.2 条。 2) ： 穿越前，应配备足够的常用和易损设备配件。 3) ： 穿越前应全面对重大风险工程进行探测，避免盾构通过时遇到不明障碍物及不良地质等情况，条件许时可采用辅助加固措施对风险工程进行相应加固。 4) ： 穿越前应进行试验段掘进，根据试验段结果合理设定和调整穿越重大风险工程的相关施工参数。 5) ： 穿越前应备足围挡、交通导改及警戒材料，如方木、沙袋、水泥、水玻璃、沙子、高分子聚合物、聚氨酯、水泵、钻机、注浆设备、焊接设备、喷浆设备、相关工程机械（如吊车等）等应急物质及设备。 2.10 重大风险工程控制 2.10.2 ：盾构穿越施工 1) ： 盾构穿越重大风险工程时应连续、匀速推进，工程进度应控制在 8 ~ 12 环 / 天，并做到精细化施工，避免盾构长时间停机。 2) ： 严格控制土压力、出土量等重要施工参数，确保浆液质量和注浆量。 3) ： 穿越过程中出现土压力、出土量等施工参数超出控制范围，浆液质量差等情况，应按照 《 盾构施工管理办法 》 （ BJMRC/RM-PF-03 ）的相关要求进行处理。 2.10 重大风险工程控制 3 盾构法施工风险管理 总 则 1 3.0 组织机构与职责 3.1 人员管理 3.2 盾构设备管理 3.3 3.4 施工质量管理 3.5 关键工序管理 3.6 重大风险工程管理 3.7 附 则 3.8 专项施工方案和条件验收管理 3.0 总则 3.0.1 ： 为全面贯彻落实 《 地下铁道工程施工及验收规范 》 （ GB50299-1999 （ 2003 版））、 《 北京市轨道交通建设工程重要部位和环节施工前条件验收暂行管理办法 》 （京建发 [2010]746 号文件）和 《 北京市住房和城乡建设管理委员会关于印发 〈 关于加强盾构机安全使用管理的规定 〉 的通知 》 （京建法 [2011]4 号文件）的相关规定，进一步深化 《 北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系 》 （以下简称 《 体系 》 ）的相关要求，加强盾构施工安全和质量管理，规避和降低盾构施工风险，制定本规定。 3.0 总则 3.0.2 ： 本规定制定的依据及目的 《 地下铁道工程施工及验收规范 》 GB50299-1999 （ 2003 版） 《 北京市轨道交通建设工程重要部位和环节施工前条件验收暂行管理办法 》 京建发 [2010]746 号文件 《 北京市住房和城乡建设管理委员会关于印发 〈 关于加强盾构机安全使用管理的规定 〉 的通知 》 京建法 [2011]4 号文件 《 北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系 》 （ 以下简称 《 体系 》 ） 《 北京市轨道交通工程盾构施工管理规定 》 全面贯彻落实 3.1 组织机构与职责 3.1.1 ： 公司设立 盾构施工管理领导小组 ，组织机构如下： 组长 ：公司主管技术、安全质量、盾构工作的副总经理 组员 ：安全监控中心、安全质量监察总部、总工程师办公室、计划调度总部、各项目管理单位和盾构咨询组的负责人。 盾构施工管理领导小组办公室设在安全监控中心。 组长 ： 公司主管技术、安全质量、盾构工作的副总经理 盾构施工管理 领导小组 组员 ： 安全监控中心、安全质量监察总部、总工程师办公室、计划调度总部、各项目管理单位和盾构咨询组的负责人 3.1 组织机构与职责 盾构施工管理领导小组 负责指导公司所辖线路盾构工程筹划，监督盾构区间穿越 重大风险工程（包括既有线、铁路、河湖、房屋、城市主干路等） 的施工安全管控工作， 主要职责 ： 3.1.2 1 指导公司新建线路盾构工程筹划 指导盾构重大风险工程的专项方案论证 2 指导盾构设备关键阶段验收工作 3 指导盾构施工出现重大异常和严重质量事故的处理 4 盾构施工管理 领导小组 主要职责 3.2 人员管理 新线工程含有盾构标段的施工、监理单位的主要人员资历要求： （ 1 ） 项目经理、总监 ：具有盾构施工经历或经过相关盾构技术培训。 （ 2 ） 项目总工、总监代表 ：具有盾构施工经历或经过相关盾构技术培训。 （ 3 ） 盾构副经理 ：具有盾构施工经历，且担任过盾构施工主要管理职务。 （ 4 ） 盾构隧道工程师 ：具有盾构施工经历和经过相关盾构技术培训。 （ 5 ） 盾构操作手 ：具有相关培训经历和类似地层盾构操作经验。 （ 6 ） 盾构标段驻地监理工程师 ：具有盾构区间施工经验或管理经历，且经过相关盾构技术培训。 3.2.1 ： 3.2 人员管理 3.2.2 ： 含有盾构标段的项目经理、项目总工、盾构副经理、盾构隧道工程师、隧道质量管理人员、管片拼装手、注浆人员、盾构操作手、总监、总监代表和驻地监理工程师须经 公司或公司认可的培训机构培训合格后上岗 。 3.3 盾构设备管理 项目管理单位 负责对所辖线路含有盾构标段的主要人员的资格（详见第六条和第七条规定）进行 审核和管理 。 施工单位 应严格按照 《 关于加强盾构机安全使用管理的规定 》 的相关要求建立健全 盾构机的安全技术档案 ，内容应包括：设备制造厂商名称及设备编号、生产日期、主要技术参数、累计使用年限、累计施工隧道长度、设备产权单位，主要穿越地层情况及设备运行状况等。 项目管理单位 应建立所辖线路范围内所有 盾构设备的管理台账 。 3.3.2 ： 3.3.1 ： 3.3 盾构设备管理 盾构安全技术档案及设备管理台账 项目管理单位 建立所辖线路范围内所有 盾构设备管理台账。 严格按照 《 关于加强盾构机安全使用管理的规定 》 的相关要求建立健全 盾构机的安全技术档案 。 施工单位 3.3 盾构设备管理 3.3.3 ： 层层把关，从源头避免安全风险 盾构设备进场前 6 个月 盾构设备进场前 盾构设备组装前 盾构现场组装完成后 施工单位提交自有盾构产权证明或新购设备合同。 完成盾构设备适应性自评估； 审查设备适应性自评估报告。 监理单位对吊装方案进行审核。 施工单位验收盾构设备，形成验收报告； 监理单位审核盾构设备及验收报告。 3.3 盾构设备管理 3.3.4 ： 投标合同范围内的盾构设备进场前 6 个月，施工单位须提交 自有盾构产权证明或新购设备合同 ，报监理单位审核。 3.3 盾构设备管理 盾构设备进场前 ，施工单位应按照合同要求完成 盾构设备适应性自评估 ，评估报告应至少包括以下内容： （ 1 ） 刀盘型式 和 刀具布置 与地层的适应性评价，计划换刀地点和换刀方案。 （ 2 ）同步注浆及二次补浆设备与盾构主体设备和地层的适应性评价。 （ 3 ）泡沫、膨润土等土体改良设备的性能、能力及其适应性评价。 （ 4 ） 螺旋输送机 的地层适应性评价。 （ 5 ）皮带输送机的相关特性及其适应性评价。 （ 6 ）润滑及 密封系统 的适应性评价。 （ 7 ） 推力 和 刀盘扭矩 的地层适应性评价。 （ 8 ）盾构主体设备使用年限超过 8 年或累计已施工隧道长度超过 10 公里（含）的盾构，盾构设备适应性自评估报告中需明确盾构 主轴承及其密封 的残余寿命。 3.3.5 ： 3.3 盾构设备管理 3.3.6 ： 盾构设备进场前 ，总监理工程师负责组织专家、施工标段项目总工、盾构副经理、工点设计负责人、盾构咨询组主要负责人、项目管理单位分管领导及业主代表，对 盾构设备适应性自评估报告 进行审查。审查通过后，报项目管理单位备案。 3.3 盾构设备管理 3.3.7 ： 盾构设备现场组装前 ，监理单位应对 吊装方案 进行审核，审核通过后盾构方可下井组装。 3.3.8 ： 盾构现场组装完成后 ，施工单位需对 盾构设备进行验收 ，并形成验收报告，验收报告参见附表 1 。监理单位负责对盾构设备及验收报告进行核查，签字确认后，报项目管理单位备案。 3.3 盾构设备管理 验收报告 3.4 专项施工方案和条件验收管理 3.4.1 ：（时间先后顺序！！！） 施工单位须组织专家对 盾构组段划分报告、吊装作业专项方案、始发与到达专项施工方案、开舱方案、区间联络通道施工方案、穿越一级及以上风险工程专项施工方案及应急预案 等内容进行论证。方案论证通过并修改完善后，报监理单位审批签字确认。 方案论证时，要求施工标段项目总工、盾构副经理、总监理工程师或总监代表、第三方监测项目技术负责人、勘察单位项目技术负责人、工点设计负责人、相关咨询组主要负责人、业主代表及项目管理单位相关人员参会。 3.4 专项施工方案和条件验收管理 方案论证通过并修改完善后，报监理单位审批签字确认。 方案论证时，要求以下相关人员参会： 施工标段项目总工； 盾构副经理； 总监理工程师或总监代表； 第三方监测项目技术负责人； 勘察单位项目技术负责人； 工点设计负责人； 相关咨询组主要负责人； 业主代表及项目管理单位。 有可能施工单位要求与 施组一起审查！！ 减少开会次数！ 3.4 专项施工方案和条件验收管理 3.4.2 ： 条件验收执行标准 始发 到达 开舱 联络通道开口 穿越特一级风险工程 条件验收应严格执行 《 北京市轨道交通建设工程重要部位和环节施工前条件验收暂行管理办法 》 （京建发 [2010]746 号文件）的相关规定。 到达尤其危险，不可小视！！ 盾构施工过程中突发重大设备故障 ，需停机维修或更换重要设备部件，施工单位应立即向项目管理单位和监理单位汇报，组织编写专项方案（包括恢复掘进）及应急预案，论证后的方案报监理审批，并报项目管理单位备案。 3.4 专项施工方案和条件验收管理 3.4.3 ： 突发重大设备故障，需停机维修或更换重要设备部件 编写专项方案（包括恢复掘进）及应急预案 论证后的方案报监理审批 报项目管理单位备案 向项目管理单位和监理单位汇报 施工单位 十号线二期纪 ~ 樊区间右线盾构停机维修主轴承 盾构施工过程中由于地质、障碍物等原因导致盾构无法推进 ，需停机处置，施工单位应立即向项目管理单位和监理单位汇报，并由总监理工程师或总监代表组织施工标段业主代表、项目经理或总工、盾构副经理、第三方监测项目技术负责人及盾构咨询组主要负责人等召开专题分析会，制定处理措施（含恢复掘进的措施和应急预案）。 3.4 专项施工方案和条件验收管理 3.4.4 ： 3.4 专项施工方案和条件验收管理 盾构无法推进而停机 由于地质、障碍物等原因导致盾构无法推进，需停机处置 总监理工程师或总监代表组织召开 专题分析会 ，制定处理措施（含恢复掘进的措施和应急预案） 施工单位立即向项目管理单位和监理单位汇报 施工标段业主代表 项目经理或总工 盾构副经理 第三方监测项目技术负责人 盾构咨询组主要负责人 3.5 施工质量管理 管片拼装质量 管片破损 管片错台 管片渗漏水 管片掉块 管片裂缝 盾构掘进方向控制 施工质量管理 施工质量： 3.5 施工质量管理 3.5.1 ： 破 损 错 台 渗漏水 管片拼装质量应满足 《 地下铁道工程施工及验收规范 》 （ GB50299-1999 （ 2003 版））、 《 盾构法隧道施工与验收规范 》 （ GB50446-2008 ）及相关规范的要求。 3.5 施工质量管理 3.5.2 ： 盾构隧道及管片轴线控制管理： （ 1 ） 施工单位应在导站测量一天（或 15 环）内对导向控制点进行复核 ，并将复核结果报监理单位和控制测量单位审核、备案。 （ 2 ） 盾构施工中每推进 80 环，施工单位应对成形管片轴线进行测量 ，并将测量结果报监理单位和控制测量单位审核、备案。 （ 3 ） 盾构施工中至多每推进 200 环（直线段隧道）或 150 环（曲线段隧道），控制测量单位应对盾构隧道内的导向控制点进行复核测量 ，测量结果提交施工单位和监理单位进行复核，并报项目管理单位备案。 （ 4 ）监理单位应及时对施工单位和控制测量单位的测量结果及时进行对比分析，发现异常，立即组织研究和处理。 3.6 关键工序管理 3.6.1 ： 盾构始发与到达管理 渗水 浆液和泡沫沿洞门密封处涌出 （ 1 ）盾构始发与到达前，施工单位应按照设计图纸文件要求对相应区域的地层进行加固， 对端头地层加固效果进行抽芯检测，抽芯时监理须全程旁站 。 （ 2 ）监理单位根据抽芯检测结果对 端头加固效果进行评价 ，并填写“ 盾构始发与到达端头加固质量评价表 ”（附表 2 ）， 并签字确认。 （ 3 ）监理单位按照 《 北京市轨道交通建设工程重要部位和环节施工前条件验收暂行管理办法 》 （京建发 [2010]746 号文件）的要求对 洞门止水橡胶帘布和扇形压板 的安装情况进行确认。 （ 4 ）盾构始发前监理单位负责对 反力架的强度和稳定性 进行检验 （ 5 ）在完成上述 4 点后，方可进行盾构始发与到达的条件验收。 3.6 关键工序管理 渗水 带出大量细砂 地表塌陷 （ 6 ）盾构始发前，由控制测量单位对盾构 测量控制基点 进行复核测量，施工单位将测量结果和复核结果报监理单位审批后，盾构方可始发。 （ 7 ） 盾构始发（隧道开始 60 环）与到达（隧道最后 50 环）施工，监理应按照盾构始发、到达专项方案的相关施工要求控制 ，重点对盾构主要施工参数和二次补浆情况进行记录和监督。 3.6 关键工序管理 盾构始发与到达端头加固质量评价表 3.6 关键工序管理 3.6.2 ： 盾构施工过程中，土舱压力须严格按照组段划分报告中设定的范围来控制， 监理单位进行实时监控 ， 第三方监测单位、盾构咨询组进行过程监控 。土舱压力出现异常时，应及时分析原因，制定应对措施，并经监理审核。 盾构施工过程中，应严格控制每一环出土量，施工单位须对每环的土量进行记录，出土量出现异常时，应及时分析原因，制定处理措施，并报监理审核。 监理单位应对出土量定期进行抽查，每天不少于 1 环 。 3.6.3 ： 3.6 关键工序管理 3.6.4 ： 监理单位对同步注浆、二次补浆须进行严格监督管理： （ 1 ）严格按“ 同步注浆及二次补浆控制标准 ” （附表 3 ）对浆液质量、注浆压力及注浆量进行控制。 （ 2 ） 每 20 环对同步注浆浆液取样抽查不少于 1 次 ，发现浆液质量不合要求，应督促立即整改。 （ 3 ）连续 5 环同步注浆量低于控制值，监理要查明原因，并督促立即整改。 3.6 关键工序管理 同步注浆及二次补浆控制标准 3.6 关键工序管理 采用检修竖井（含人工挖孔）进行开舱作业， 盾构再次启动前应对检修竖井进行回填（至少回填至刀盘顶部以上 3m ） ，监理应对回填及盾构再次启动进行全程旁站。 3.6.6 3.6.5 被动开舱作业（非计划范围内），施工单位应及时上报监理单位，编写专项方案，组织专家对开舱方案进行论证，论证后的方案报监理审批通过后，方可进行开舱作业。监理应对开舱过程全程旁站。 3.7.2 3.7.3 3.7.1 盾构穿越重大风险工程影响范围界定为： （ 1 ） 轴线方向 ： 穿越前盾构刀盘距风险工程 15m ，穿越后盾尾距风险工程 20m 。 （ 2 ） 径向方向 ： 隧道轮廓线外两侧各两倍隧道洞径。 3.7 重大风险工程管理 盾构穿越重大风险工程前，施工单位应对盾构设备状况进行全面评估，并报监理单位审查，评估内容参见第十四条规定。 穿越过程中，须严格执行专项方案的要求，出现下列情况时之一时，监理单位应立即下监理通知，并督促整改；出现下列两种及以上情况时，监理单位应立即下工程暂停令，并督促整改和处理。 （ 1 ） 发现同步注浆和二次补浆浆液质量不合要求。 （ 2 ） 同步注浆量低于控制范围。 （ 3 ） 二次补浆不及时或补浆位置不合理。 3.7 重大风险工程管理 穿越过程中，出现下列情况之一时，监理单位应立即下工程暂停令，总监理工程师组织施工标段项目经理、项目总工、盾构副经理、第三方监测项目技术负责人及盾构咨询组主要负责人等召开专题分析会，制定处理措施，并报项目管理单位备案。 （ 1 ） 土压力持续 5min 或盾构推进 10cm 隧道长度范围内低于最低控制值 。 （ 2 ） 连续 2 环同步注浆量高于控制范围，且注浆压力低于控制范围。 （ 3 ） 1 环出土量超出理论计算值 3m 3 及以上。 （ 4 ） 含水地层螺旋输送机发生喷涌。 （ 5 ） 沉降量较大，出现 3 个及以上橙色监测预警或 1 个及以上橙色巡视预警，并经分析有风险 。 3.7.4 穿越过程中，施工和监理单位应建立主管领导 24 小时值班制度。 3.7.5 3.8 附 则 3.8.1 ： 各相关参建单位除应执行本要点外，尚应严格遵守现行国家、行业和北京市有关法律、法规、政策和工程建设标准的有关规定。 3.8.2 ： 3.8.3 ： 本规定由公司安全监控中心负责解释。 本要点自发布之日起执行。 汇报完毕，谢谢！