地铁施工重大安全风险分析及预防预控措施 - 图文

地铁施工重大安全风险分析及预防预控措施

广州地铁项目部 赵明栋

随着城市建设迅猛发展，特别是大城市的人口与日俱增，随之而来的是道路拥堵问题，为满足人们生活、工作需要，解决拥堵问题必须放在首位。但地面交通受种种条件限制，发展空间极其有限，而且不便捷。人们只好把目光转向地下。也就是近年来正在蓬勃兴起的地下铁道工程，人们通常叫做地铁。地铁目前已是人们所熟知的交通工具了，而且也是出行时首选的公共交通，给人们出行带来了极大的方便。但提起地铁建设可能很大一部分人就不知道了，地铁建设是一项技术含量高，施工难度大，安全风险多的工程。特别提一下施工的安全风险方面，如果预防预控措施不到位，很可能发生重大安全事故，下面结合广州地铁十四号线支线工程施工4标的情况做一下简单介绍。

一、工程概况

1.工程简介

广州市轨道交通十四号线支线施工4标，包括一站（知识城南站）一区间（知识城～知识城南区间）。

知识城南站：本站为地下2层岛式站台车站，全长220 m，标准段宽度19.7 m，采用明挖法施工；主体和附属工程围护结构均采用厚度800mm地下连续墙+内支撑型式。车站标准段基坑深度约为16.8 m，风亭基坑深度约为10.32m、出入口基坑深度约为9.95 m。基坑范围内开挖土层为粉素填土、粉质粘土、中粗砂、花岗岩残积土，基坑底部大部分位于花岗岩残

积土层中，局部少量位于花岗岩全风化层。知知区间：基本沿九龙大道敷设，区间隧道采用盾构法施工，右线线路总长约2354.5m，左线线路总长2361.78m，线

线路平面图

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间距13.0～14.0m，覆土厚度为10.28～14.95m。本区间设置3个联络通道和1个中间盾构始发井，该盾构井埋深约17.9m，长度40m，宽度17.3m，采用明挖法施工；盾构隧道穿越地层主要为花岗岩残积土和全（强）风化花岗岩。 2.工程地质、水文地质和周边环境 2.1工程地质

工程范围内从上到下主要地层有：人工填土<1>、粉细砂层<3-1>、中粗砂层<3-2>、砾砂层<3-3>、淤泥<4-2A>、淤泥质土<4-2B>、粉质黏土（<4N-1>、<4N-2>）、粉土<4F-1>、粉质粘土<4-3>、砂质黏性土（<5H-1>、<5H-2>）、全风化花岗岩<6H>、强风化花岗岩<7H>。 2.2水文地质

本工程范围内所有勘察钻孔均遇见地下水，钻孔初见水位覆盖土厚2.00～4.60m，混合稳定水位覆盖土厚2.70～6.70m，地下水按赋存方式分为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。 2.3工程周边环境

工程位于广州市萝岗区九龙镇九龙大道(S378)，周边建筑物大多为民用老旧房屋，人口稀疏、道路交通繁忙。线路沿线两侧主要是果林，水塘，部分村落及一些在建工地。

知识城南站周边航拍图 知～知区间周边航拍图

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二、重大安全风险的分析及预控预防措施

知识城南站

知识城南站位于九龙大道与规划路KS3-2号路交叉口处，沿九龙大道南北向路中布置。站位西北象限为知识城起步区展示厅，东北象限为中大国际健康医疗研究中心（在建），西南象限为天韵项目（在建），东南象限为腾飞科技园（在建）。

知识城南站为地下两层岛式站台车站，全长220 m，标准段宽度为19.7 m，有效站台中心里程为YDK55+082.000, 采用台阶法施工。

知识城南站平面布置图

1.基底遇水崩解风险 1.1风险描述与分析

深基坑开挖时，基坑底部为遇水易软化的花岗岩残积土层和花岗岩全风化层，水理性差，遇水易崩解，扰动后承载力下降幅度较大。给开挖工作带来困难，同时也对作业人员人身安全造成隐患。地质剖面如下图所示：

知识城南站地质剖面图

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1.2风险预防预控措施

1.2.1管理措施

（1）编制基坑施工方案和降水井施工方案，严格履行审查批准程序； （2）采用城市轨道交通项目数字化管理平台软件，使各项管理制度、风险管控措施和专项方案能够得到切实的贯彻和落实；

（3）编制应急预案、备齐应急物资、提前进行演练，确保危机处置及时有序；（4）做好各项方案、预案交底工作。 1.2.2技术措施

（1）知识城南站采用管井井点降水，降水井共计32口，深度约为21.5m,降水井底为基坑开挖面以下4m位置。降水井成孔直径1000mm，降水井采用直径600mm、壁厚6mm，壁开孔??20@300x300的钢管，钢管外包3层60目尼龙布，降水井底部用6mm厚钢板封底，外侧2m以下用5-15mm圆形或亚圆形砂卵石粒径回填，顶部1m范围采用粘土球回填。知识城南站基坑开挖面积约为4800m2，基坑内降水井兼做水位观测井，基坑外侧周边设置共40口水位观测井。坑内疏干降水时，至少提前20天进行，以保证有效降低开挖土体中的含水量，确保基坑开挖施工的顺利进行。水位降至基坑开挖面以下至少1m后，方可进行下一步土方开挖施工。（具体降水方法在基坑开挖方案中有描述）

（2）从基坑围护结构施工准备阶段设计完善雨季施工时的防水、排水系统，确保基坑内外的排水畅通措施。

（3）基坑开挖过程中遇见的软土特殊地质情况主要有：4-2A淤泥、5H-1软塑状砂质粘土以及基坑底部遇水易软化、崩解的5H-2硬塑状砾质粘性土层、6H花岗岩全风化层。因此，对该处特殊地层的开挖按照以下标准进行。

①4-2A淤泥、5H-1软塑状砂质粘土在知识城南站局部地段有分布，多呈透镜状。该地层段基坑开挖纵横向放坡设置为1:3.5，采取与其他土方搅拌或水泥改良，然后从下到上用挖机翻运，长臂挖机配合挖土的方法开挖。

②5H-2硬塑状砾质粘性土层、6H花岗岩全风化层地质遇水易软化、崩解，做好基坑降水的同时，在该处地层采用集水坑的方法集水，然后用水泵抽出坑外，防止地下水漫延导致地层软化、崩解。对于基坑底部的已软化、崩解必须进行淤泥清理，石子换填等措施。

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③基坑底部完成开挖后及时施工垫层、防止雨水浸泡基坑底部地层。 （4）组织好支撑拆除和主体结构模筑的施工次序，开挖顺序分块分层开挖。 （5）及时进行基底隆起或开挖面管涌的处理。 2.深基坑开挖风险 2.1风险描述与分析

知识城站全长220m，为明挖顺做的地下两层岛式车站，开挖宽度19.7m～25.0m,开挖深度16.98m～18.93m。

基坑范围内地质自上而下依次为：素填土、粉质粘土、中粗砂、花岗岩残积土、全风化花岗岩。地质情况如下图所示：

知识城南站地质剖面图

基坑开挖过程中可能出现突涌水或连续墙接缝渗漏水，导致坑外土体损失或坍塌，引发基坑失稳；支撑施做不当、不及时可能引发基坑失稳；开挖方法不当，破坏支撑体系导致基坑失稳。一旦基坑失稳将造成重大的经济损失和严重的社会影响。另外，在雨季进行深基坑开挖时可能会遭受洪水侵害，施工期间导致基坑施工受阻或者洪水进入基坑后灌入盾构区间的风险。因此需要采取必要的风险管控措施降低风险。

2.2风险预防预控措施 2.2.1管理措施

（1）编制深基坑开挖施工方案和防洪应急预案，严格履行审查批准程序； （2）采用城市轨道交通项目数字化管理平台软件，使各项管理制度、风险管控措施和专项方案能够得到切实的贯彻和落实；

（3）编制应急预案、备齐应急物资、提前进行演练，确保危机处置及时有序；

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（4）做好各项方案、预案交底工作。 2.2.2技术措施

（1）开挖过程中发现地下连续墙接缝渗漏水要及时处理，具体处理措施如下： ①点漏、面漏的修复：对于不太严重的点漏、面漏，人工先清除杂质，凿去混凝土表面松动的石子，并将表面凿毛，用水清洗干净。然后采用水溶性聚氨酯堵漏剂与超早强双快水泥配合进行防渗堵漏，或采用水玻璃加水泥调和堵漏。对于较大的孔漏，为防止出水口继续扩大。采用导管引流的方法堵漏。用塑料管作引流管插入漏水口，四周用快凝水泥嵌固，并在出水口处支设模板，拌制快凝混凝土形成止水内衬墙，然后采用高压喷浆封堵漏水点。注浆材料为：浆液采用42.5 级普通硅酸盐水泥调制，水灰比0.8：1.0，现场用工程地质钻机在漏水点正后方2.0m 处开机钻孔，钻孔深度比漏水点浅2m，孔径100mm 左右，成孔后在孔内1 根注浆管，用注浆泵泵入水泥浆，待发现水泥浆液从漏水点流出后暂停注浆半小时再注，过一段时间之后渗漏点即可逐渐闭合。为增强封闭止水效果，同时填补可能存在的裂隙，应继续原地注浆30min 左右。

②线漏的修复：首先对漏水处割缝、剔槽。即人工修出宽3cm~5cm，深 10cm~15cm 的凹槽，用清水冲洗干净渗漏处的泥沙。其次对沟槽进行凿毛、引流和封堵。具体做法是在接缝表面二侧10cm 范围内凿毛，以增加外防水层和原混凝土的粘结力。凿毛后在沟槽处安入塑料管对漏水进行引流，并用封缝材料（即水泥掺和材料）进行封堵，封堵完成待达到一定强度后，再选用水溶性聚氨酯堵漏剂，用注泵进行压力灌浆，待浆液凝固后，再拆除注浆管，来有效地解决地下连续墙线漏的问题。

（2）基坑开挖前对围护结构进行综合评估，对可能存在的缺陷先行处理； （3）基坑开挖严格遵循时空效应，做到“分层、分块、对称、均衡”开挖，并及时施作底板封闭基坑；

（4）开挖过程中及时做支撑体系，做到随挖随撑，并确保支撑位置准确； （5）优化施工组织，做好各工序间的衔接，减少基坑内工序转换时无支撑状态的持续时间；

（6）制定专项监测方案，实施专项监测，实时掌握基坑稳定情总及周边变形和沉降信息。

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（7）做好基坑周围截水沟和城市雨水管道的连网工作，现场内的雨水能顺利进入城市排水系统；在基坑周围设置挡水坎及排水沟进行拦截；沿基坑周边设置封闭砼挡水墙，防止基坑外的水流入基坑；施工期间基坑底部每隔40m设置1个集水井和导流沟及配套的抽水泵等设施，加强抽排措施，防止雨水泡槽。汛期天气预报和防汛信息收集制度，专人及时了解、准确掌握当地雨情、水情动态，定是定点收集，做好统计分析工作；汛期到来之前，对施工管段既有设施、排水设备进行检查，对检查后发现的问题和隐患应及时处理。加大沟槽周边建筑物、管线等监控量测力度，加强沟槽稳定巡视，通过反馈信息及时采取措施以保证沟槽安全。现场发现其他监测数据异常或出现沟槽塌方及时组织撤离，立即采取加固措施待确认安全后，方可继续施工。

3. 既有管线保护风险 3.1风险描述与分析

知识城南站周边管线密布，各类主要管线在迁改后与基坑的关系如下表：

埋深编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 类 别 雨水明渠 给水管 电力 路灯 污水管 雨水管 给水管 雨水管 电信 电信 路灯 材质 砼 铸铁 铜线 铜线 聚乙烯 砼 铸铁 砼 光纤 光纤 铜线 管径(mm) (m) 3000*1000 DN300 1000*1100 4孔 DN400 DN1200 DN1200 DN1000 24孔 24孔 4孔 1.32 1.3 0.35 5.49 3.5 1.79 3.44 0.38 1.07 0.39 关系（m） 2.65 5.42 15.38 28.78 26.91 16.27 5.20 16.27 27.28 27.28 27.64 人工填土 人工填土 人工填土 人工填土 淤泥层 淤泥层 人工填土 淤泥层 人工填土 人工填土 人工填土 基坑东侧 基坑东侧 基坑东侧 基坑东侧 基坑西侧 基坑西侧 基坑西侧 基坑西侧 基坑西侧 基坑西侧 基坑西侧 与基坑的所处地层 备 注 由于可布置管线的场地受限，迁改后的管线非常集中，紧邻基坑。车站基坑上半部分为极易产生地层沉降的杂填土和淤泥层，基坑开挖降水可能引起的沉降可能导致管线破裂，造成巨大经济损失。

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3.2风险预防预控措施 3.2.1管理措施

（1）编制基坑开挖方案和管线监测方案，严格履行审查批准程序； （2）备齐应急物资、提前进行演练，确保危机处置及时有序； （3）做好各项方案、预案交底工作。

（4）和管线产权单位及维修单位建立联系，出现突发事件及时汇报。 3.2.2技术措施

（1）基坑开挖过程中做好墙体测斜和基坑周边地表沉降观测。 （2）加强过程管控，加快基坑开挖和主体结构施工速度。 （3）制定专项基坑开挖方案及维护结构渗漏水封堵方案。

（4）建立维护结构渗漏水发现和处理的有效机制，及时发现渗漏水并封堵。 （5）基坑开挖严格遵循时空效应，尽快施做支撑体系，及时施做地板封闭基坑。

（6）制定管线监测方案，对基坑周围管线实施专项监测，实施掌握安全信息，指导施工。和管线维护部门、产权部门建立联系，出现突发情况立即汇报，并配合有关单位及时处理，避免更大损失。

4. 周边建筑物保护风险 4.1风险描述与分析

知识城展厅为钢结构二层建筑，距离基坑最近的一栋为一层玻璃结构建筑，距离车站Ⅰ号出入口最小距离21.24m，中间隔着交通疏解道路。腾飞科技园为在建建筑，基础为砼管桩，框架为砼机构，距离车站Ⅲ号出入口最近距离约5.7m，所处地质为原状土。

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车站与周边建筑位置关系平面图

腾飞科技园现状 知识城展厅现状

车站施工要对基坑进行降水，可能引起地面沉降从而对周边建筑物产生影响，如可能导致腾飞科技园或知识城展厅两处建筑物基础附近地面沉降，进而造成建筑物墙面或地面开裂，容易引起两家业主的投诉，造成社会影响。

4.2风险预防控制措施 4.2.1管理措施

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（1）委托有资质的机构对两处建筑进行全面调查和评估；并形成书面调查和评估报告；

（2）编制深基坑施工方案和沉降观测方案，严格履行审查批准程序； （3）编制应急预案（维护措施）、备齐应急物资、提前进行演练，确保危险处置及时有序；

（4）施工前张贴告示，警示产权人，发现异常及时报告。 4.2.2技术措施

（1）依据方案在建筑物边墙上设置沉降观测点，对建筑物进行沉降观测，如发现数据异常及时上报。

（2）和两处建筑物的产权单位取得联系，出现问题及时沟通解决。 （3）如发现沉降、裂缝时停止基坑开挖，分析原因，对周边建筑物进行加固处理，待稳定后，再进行下面的开挖，保证各楼层的正常使用以及稳定。 （4）建筑物沉降监测以仪器观测为主，仪器观测和目测调查相结合。施工中加强监测，施工中建（构）筑物监测出现异常情况立即采取相应的加固措施，确保周边建（构）筑物安全，周边建（构）筑物的沉降、倾斜、裂缝宽度控制在安全范围之内。

（5）当位移值接近该建筑物变化允许值时，立即停止基坑开挖，并会同有关单位共同制定防止位移发展有关措施，如加大基坑支护刚度，辅以地基跟踪注浆等措施，以控制建筑物的变形。

（6）为防止施工过程中降水对建筑物产生的沉降，基坑开挖阶段井点降水曲线必须封闭在基坑内，同时在基坑周边设置一定数量的回灌井点，必要时对其进行回灌水保护。

（7）从监测上予以加强，以监测结果指导施工，发现变形或沉降过大，及时分析原因，调整施工参数。如建筑物的位移和沉降量超过规定的报警值时，立即采取有效的加固措施，避免临近建筑物发生沉降、开裂和倒塌。

（8）现场监测的准备工作在基坑开挖前完成，从基坑开挖直至土回填完毕均作观测工作。

（9）观测数据及时分析整理，沉降、位移等观测项目尚绘制随时间变化的关系曲线，对变形和内力的发展趋势作出评价。当观测数据达到报警值时必须立即

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通报有关单位和人员。

知识城站～知识城南站区间工点

知识城站～知识城南站区间出知识城站后基本沿九龙大道敷设，规划九龙大道宽70m，现状为双向4车道，车辆较少。主要经过市科学城北区建设指挥部、棠下村、广州市水果世界，在中新知识城规划展示厅附近到达知识城南站。线路沿线两侧主要是果林，水塘，部分村落及一些工厂，环境整体比较空旷，沿线两侧建筑物多为一至四层建筑物。

1.孤石处理风险 1.1风险描述与分析

地质详勘报告揭露知知区间局部发育孤石，掘进过程中可能会遇到孤石，处理方法包括以下几种：①地层注浆加固后盾构推进。②钻孔爆破。③人工挖孔破碎。④冲孔桩破碎。⑤盾构超前注浆孔注浆，盾构掘进。⑥静态爆破。⑦岩石分裂机破碎。⑧盾构机直接掘进。

上述 8 种孤石处理方法，具有各自的优缺点，本工程选用处理方法时要根据所遇孤石的大小、位置、形状以及周边环境等因素的不同，选用合适的处理方法。主要侧重选用地层注浆加固后盾构推进、静态爆破、岩石分裂机破碎等方法。

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因为采用钻孔爆破孤石和人工挖孔破碎孤石本身就存在重大安全风险。而冲孔桩破碎、盾构机直接掘进对环境影响较大，盾构超前注浆孔注浆后盾构掘进效果较差。各种方法比较如下表：

孤石处理方法比较表

所采用的三种方法中静态爆破和岩石分裂机破碎又存在较大安全风险。因为这两种做法具体是：

静态爆破：是将大石化小，再把小石块从刀盘前方移进土仓由螺旋输送机排出土仓。此方法不进行地面加固，等刀盘抵达孤石表面后，采用盾构机的预留超前注浆孔进行超前注浆，使刀盘前方拱顶形成稳固整体性良好的围岩，然后再开仓对孤石采取静态爆破，将碎石进一步粉碎后由螺旋输送机排出土仓。这种方法同样需要在静爆、处理1m 孤石后，盾构机即刻要向前掘进 1m，始终保证刀盘与孤石的距离 ≤ 1m，防止土体坍塌造成 地面塌陷。

岩石分裂机破碎：在地质条件较差的地层中，需要先对地层进行加固，若地层条件较好，则可直接开仓，对掌子面孤石用岩石分裂机破碎。岩石分裂机是一种手工操作的设备，利用液压原理，可以控制性地分裂岩石。特别是在对灰尘、飞屑、振动、噪声、废气排放有严格限制而大型拆除设备无法工作的地方，岩石分裂机有其无法替代的特殊优势。

此两种方法都涉及到开仓，而开仓有可能会遇到涌水、有毒气体、土仓失压导致掌子面失稳坍塌等对作业人员人身产生安全威胁的情况。

1.2风险预防预控措施 1.2.1管理措施

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（1）编制隧道掘进专项施工方案及孤石处理方案，严格履行审查批准程序； （2）采用城市轨道交通项目数字化管理平台软件，使各项管理制度、风险管控措施和专项方案能够得到切实的贯彻和落实； （3）做好各项方案、预案交底工作。 1.2.2技术措施

（1）开仓后观察掌子面的稳定情况，经判断稳定后，再进入工作仓作业； （2）由气体检测人员利用气体检测仪器检测施工环境气体质量， 如空气质量不达标，应暂缓进入工作面，继续通入空气置换仓内气体，直至气体检测合格后，方可进入；

（3）在作业过程中必须有一名值班人员对掌子面稳定情况经常观察。如有异常应及 时上报，并要求人员撤离至安全区域，采取处理措施；。

（4）盾构机内如需进行动火作业，必须经气体检测人员先对动火区域内的气体进行 检测，安全合格且得到安全员动火审批后，方可进行；

（5）工作仓内用于照明的灯具必须使用安全用电标准，使用防暴灯具； （6）在人仓外侧挂设干粉灭火器；

（7）做好现场施工组织，确保开仓作业的安全、有序、快速实施。 2.上软下硬地层中掘进风险

2.1风险描述与分析

详勘报告中描述，区间左线MZSZ3-ZZS-069号、右线MZSZ3-ZZS-076号孔，隧道结构下部位于H7强风化花岗岩地层，上部位于H6全风化花岗岩、5H-2砂纸粘性土地层。即隧道横穿上软下硬地层。盾构在穿过此地层时可能发生盾构机偏移或被卡住、蛇行推进，注浆不及时易产生地面沉降甚至塌陷、隧道管片破损以及盾构机损坏等许多难以预料的问题。

分析主要原因是由于盾构机推进过程中，刀盘切削工作面土体时，上部软土地层容易进入密封土仓，而下部较硬岩体不易破碎。这样往往会使上部软土地层过量切削进入舱内，一旦密封土仓内有一点土压失衡，上部的松软地层会很容易造成土体流失,进而发生较大的沉降风险。

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区间左线（069号孔）地质剖面图

岩芯照片（069号孔）

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区间右线（076号孔）地质剖面图

岩芯照片（076号孔）

2.2风险预防预控措施 2.2.1管理措施

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（1）编制隧道掘进专项施工方案，严格履行审查批准程序；

（2）采用城市轨道交通项目数字化管理平台软件，使各项管理制度、风险管控措施和专项方案能够得到切实的贯彻和落实； （3）做好各项方案、预案交底工作。 2.2.2技术措施

（1）做好补充地质勘探，在地层起伏交界处进行钻孔，查清上软下硬地层的位置和长度；掘进过程中不断观察出土情况，并结合推力、扭矩、速度、土压，以及渣土中石块的比例和大小，判断硬岩的比例，及时调整掘进参数。 （2）以硬岩的强度来进行刀具配置；采用土压平衡模式掘进。单纯采用较大土压力是一种理想方法，但因为下部为硬岩，会产生结泥饼的负面效应，而采用欠压和辅助气压方法建立土压平衡掘进，容易造成气体泡沫冒出地面，对地面环境产生影响。

（3）盾构机在上软下硬地层中掘进时，盾构姿态容易向上抬，为了保持正确的掘进线路，应该合理控制上下千斤顶的推进油压；此时边缘滚刀承受最大的破岩压力，应选用重型破岩刀具。

（4）在上软下硬地段应该采用低转速，以减少滚刀与岩土分界面的冲击。 （5）加大发泡剂比例，以改善土体的流动性和土仓的温度，降低土仓温度有利于减少刀具磨损和偏磨；

（6）下部是硬岩，掘进速度受硬岩制约而变慢，容易多出土，应该以盾构机进尺来控制出土量，防止超挖，同时保证盾尾回填注浆。

（7）加强盾构机维养保养，提高设备的完好率和利用率。提前安装调试好螺旋机应急闸门，以利用于遇到涌水、涌砂时的及时关闭闸门保压。

（8）重视盾构掘进基础数据的异常反馈。如推进速度、推力、扭矩、土仓压力增大、油温升高、出土闸门喷涌、渣土的含水量变化、渣样判断、实际出渣量与理论出渣量的比较等等，认真分析异常原因，采取果断的技术措施，以免贻误最佳的处理时机。

（9）密切注意地质和地表沉降变化的情况。收集掘进参数和地层信息，以信息反演地层结构。及时调整推进参数，减少对底层的扰动，控制地面沉降。 （10）优化壁后注浆配合比参数。调整同步注浆配合比，提高水泥掺加量或

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加入适量早强剂，使浆液凝胶时间缩短到3~5小时，使同步注浆尽快发挥其止水作用，防止管片背后水力通道的形成，可以有效防止或减小喷涌的发生，阻止管片上浮。同时，及时进行二次双液浆补强注浆，对管片背后进行堵水，防止管片上浮超限。

3. 联络通道暗挖法施工风险 3.1风险描述与分析

知知区间1#、3#联络通道兼泵房采用暗挖法施工，其覆盖层浅、地下水发育，且结构体位于黏土层、强风化花岗岩层或全风化花岗岩层中。开挖时掌子面可能会发生涌水、涌砂，甚至会发生坍塌等工程危害。

3.2风险预防预控措施 3.2.1管理措施

（1）编制暗挖隧道专项施工方案，严格履行审查批准程序；

（2）编制专项应急预案，提前进行各项演练并储备应急物资；建立与相关单位应急联动机制。

（3）采用城市轨道交通项目数字化管理平台软件，使各项管理制度、风险管控措施和专项方案能够得到切实的贯彻和落实； （4）做好各项方案、预案交底工作。 3.2.2技术措施

（1）联络通道采用暗挖法正台阶人工开挖，复合式衬砌，二次衬砌（现浇混凝土）在初期支护完成后施作。联络通道两侧壁面设置100×500mm排水沟，排水方向坡向隧道正线坡度3‰，在疏散平台和管片交汇处布置Φ100排水管。通道内设两道防火门，防火门洞按900×2000(两个)预留。

（2）根据本标段联络通道（泵房）所处的工程地质条件，需对联络通道（泵房）地层进行加固，和管井降水施工。

（3）为了保证联络通道管片拆除时及开挖过程中相邻管片的稳定与安全，需利用钢架对联络通道中心位置两侧各5环管片进行支撑（12m）。

（4）施工顺序为：地层加固施工→管片临时支撑安设→小导管超前注浆→开挖→挂钢筋网→安装钢支撑→喷射混凝土→铺设防水层→二次衬砌。

（5）泵站开挖待通道开挖与初期支护完成之后再进行。采用人工分层分块开

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挖，施工过程中，采用小导管注浆加固并及时进行支护，开挖至设计底板标高后，立即进行二次衬砌。

（6）严格按照设计做好联络通道处的土体加固，对加固质量严格把关，并在开挖前进行检查加固效果；

（7）严格控制超前小导管、管棚的施工质量，并控制好开挖进尺深度，不能超挖，做到强超前支护，快初衬拱架支护；

（8）开挖过程注意对周边土体的观察，发现异常及时处理； （9）做好对周边建筑物的监测，发现异常及时处理。

4.盾构始发、接收端头加固风险 4.1风险描述与分析

盾构机的始发与接收，由于端头加固效果不佳影响，容易突发涌水、坍塌等险情，造成人员伤亡、财产损失。

端头加固平面图 18

端头加固纵剖面图

端头加固横剖面图

4.2风险预防预控措施

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4.2.1管理措施

（1）编制端头加固专项施工方案，严格履行审查批准程序；

（2）采用城市轨道交通项目数字化管理平台软件，使各项管理制度、风险管控措施和专项方案能够得到切实的贯彻和落实； （3）做好各项方案、预案交底工作。 4.2.2技术措施

（1）严格按照施工图纸进行加固，并采取有效措施保证加固质量。 （2）在盾构始发及到达前先打设水平探孔，确保加固体无渗漏后方可进行始发推进工作。

（3）严格控制盾构机推进速度、土压力和总推力等。 （4）保证环形间隙注浆质量，同时注意出土量。

（5）盾构在到达加固区后严格按照程序进行注浆，确保盾尾和盾体上的注浆质量。

（6）防控盾构始发、到达风险其他措施：

①盾构始发到达时，预先安装洞门圈预埋钢环、帘布橡胶板以及压板等洞门密封装置并确保能够有效使用。

②盾构始发时，使盾构机在切入掌子面时就建立起平衡，防止始发时掌子面发生大面积坍塌。根据洞门圈深度、盾构机尺寸等正确计算出盾构开始旋转刀盘以及开始同步注浆的里程，并通过同步注浆将洞门圈回填密实。

③盾构到达时，在刀盘推出隧道后立即将洞门密封的压板用钢丝绳牢固地捆绑在盾壳上，在刀盘推出洞门前一环开始采用快硬性水泥－水玻璃双液浆对盾尾建筑空隙进行回填。

④在到达掘进时对近洞口的管片采用[14槽钢通过管片吊装孔进行拉紧，确保在盾构反推力较小的情况下，管片环间的缝隙不至于加大，避免管片间因密封失效而发生渗漏。

⑤加强盾构在始发到达段的掘进控制。控制好盾构姿态，在保证同步注浆回填密实的前提下，尽量快速完成盾构的始发与到达。同时，充分考虑到由于对端头地层进行了加固处理，地层物理力学性质所发生的改变，掘进时应防止盾构姿态突然变化。

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5. 盾构机更换刀具风险 5.1风险描述与分析

在盾构机选型方面：根据本标段的地质情况，并借鉴广州地铁盾构施工经验，对本标段盾构机进行了针对性的选择，以保证完成本标段的施工。所选的盾构机应满足泥质粉砂岩、卵石、砂岩、砾岩等富含水、上软下硬、上硬下软、一边软一边硬等情况下的掘进，刀盘的刀具可根据具体的地层进行组合，刀盘前面及后面设置泡沫注入口，在硬岩掘进时可以注入适量的泡沫、水或膨润土，以降低刀盘的扭矩、减小刀盘、刀具的磨损和提高出渣效率。经过对比，我单位选用广州海瑞克隧道机械有限公司生产的Φ6280型土压平衡式盾构机。该种盾构机的最大特点为可以向土仓及开挖面内加注各种添加剂，以改良土质，保证盾构机安全、高速推进。

盾构机刀具配置方面：整个刀盘为焊接结构，在刀盘上焊接了安装各种刀具的刀座。为了适应不同地质的开挖要求，在刀盘上安装了滚刀、齿刀、刮刀，刀具可在刀盘后面进行更换。中心滚刀采用单刃型，提高中心刀的承载能力，与正面滚刀承载能力相同，提高中心刀的可靠性；边刀同一轨道采用二把滚刀，提高边滚刀的寿命。主要设计如下：

⑴采用辐条+面板式刀盘，增加了刀盘整体强度， 同时在面板上布置了贝壳刀，适应长距离连续掘进。

⑵刀盘外圈后部设置了8个进碴口，能够减缓刀盘磨损。

⑶刀盘上设置一把超挖刀，在必要小半径转弯时能实现超挖通过。 ⑷刀具图片及配置如下图（表）：

盾构机刀盘

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刀盘结构参数表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项 目 最大超挖直径 开挖直径 中心滚刀、单刃滚刀、边缘滚刀 超挖刀数量、形式 刮刀（高质量碳质刀刃） 边缘刮刀 最大转速 扭矩 设 计 参 数 ? 6300mm ? 6280mm 8把、 20把、7把 1把、液压式 48把 32把 4.5rpm 4400kNm 序号 9 10 11 12 13 32 15 项 目 脱困扭矩 驱动功率 刀盘开口率 设 计 参 数 5300kNm 945kw 33% 8个 背装式 幅轮式 集中润滑 泡沫/膨润土浆注入孔数量 换刀方式 刀盘型式 旋转接头润滑方式

盾构机掘进过程中因遇到孤石或坚硬岩层等对刀具磨损严重,严重影响掘进时，必须带压开仓更换刀具,舱内可能存在有毒、有害气体，或是出现涌水，空气质量有问题等给操作人员会带来安全隐患。

5.2风险预防预控措施 5.2.1管理措施

（1）编制开仓换刀方案和开仓应急预案，严格履行审查批准程序； （2）编制应急预案、备齐应急物资、提前进行演练，确保危机处置及时有序； （3）做好各项方案、预案交底工作。 5.2.2技术措施

（1）选择合适地点进行开仓检查及维修作业，确保地层较好，在换刀过程中对工作面进行监视,特别应注意工作面突发性的涌水、涌沙现象,如果有少量泥土脱落，则在顶部塞入隔板；

（2）在开仓前置换空气，开仓后保证空气质量；

（3）气体检测:①在开仓前提前通知第三方有资质的气体检测单位对土仓内的有毒、有害气体进行检测，如果土仓内的有毒、有害气体超标，要对隧道进行持续通风排除有害气体。②针对有毒、有害气体进行应急处理演练，使现场作业人员熟悉应急处理程序。③现场防毒面具等应急物资准备充分，施工现场24小时有领导值班。并经过第三方检测单位确认土仓内空气符合相关要求，且掌子面

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经过土建工程师确认稳定后，方可让人进入土仓；

（4）对进行换刀的操作人员进行换刀前的技术交底，人人作到心中有数，且身体健康，穿戴合适劳保用品后，方可进入土仓；

（5）打开仓门后，富有经验的人员在门外（人闸内）目测检查掌子面情况，初步鉴定是否可以继续开仓；待呼吸气输入足够时间，人员在土仓内能够正常呼吸空气时，再进入到土仓内检查掌子面，鉴定可以继续开仓，并预计可开仓时间； （6）如果土仓内水多，根据需要随时准备抽水；

（7）在检查期间提前进行地表沉降监控。控制室直接和监控人员保持联系；任何变化必须记录，并立即执行指令。

（8）对呼吸空气系统进行检查，保证其功能正常； （9）对可能发生的突发事件作好充分的估计及应对措施； 三、结语

通过对地铁施工各种重大安全风险分析并采取有效预防预控措施，并在施工中不断总结完善，可避免甚至杜绝重大安全事故的发生，更好地保护了劳动者的人身安全，同时给企业赢得了良好的信誉，增加了经济效益。

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