盾构隧道下穿三窖河应急预案

盾构隧道下穿三窖河应急预案

盾构机过河难度较大，施工设备多种繁复。针对施工过程中可能遇到的各种突发事件，必须针对其成因和风险程度进行科学的分析，并制定相应有效的现场应急措施，建立完善的工地现场的有关领导小组，以尽力避免和降低施工作业总突发事故的发生的可能性和因此而引起的不必要损失，保证施工安全顺利进行。具体处理措施如下：

一、事故的类型和灾害分析

本工程过河隧道穿越的主要地层以砾砂为主，其透水性强，与寒溪河河水有密切的水力关系，在过河隧洞施工中的可能导致盾构隧洞施工中发生漏水、漏浆、甚至透水事故，以及盾构机主轴承及密封失效、地质塌陷、火灾断电等，其影响见表1-1事故的类型和灾害分析。

表1-1事故的类型和灾害分析

事故发生位置 盾构隧道 事故现象 事故类型及危害 序号 1 隧道漏水、漏浆、导致盾构机设备受淹，甚至引发甚至透水 隧道被淹事故 2 盾构机 盾构机 盾构机主轴承及其盾构机难以继续掘进，严重影 密封失效 隧道内发生火灾 响工期 危及隧道内人员、设备安全 3 4 盾构机 供用电设备的断 电、漏电 洞内施工人员、设备安全受到 威胁

二、应急处置基本原则

⑴ 以人为本，科学管理的原则。把保障施工人员的生命安全和身体健康作为首要任务，在事故未发生时充分做好预防工作；在事故发生后，立即营救受伤人员，组织撤离或采取其他措施，保护危害区域内的其他人员。充分发挥人的主观能动性，实行科学民主决策，采取科学管理方法，采用先进的检测、检验、监测手段、救援装备和技术，迅速控制事态，消除危害后果。

⑵ 统一领导，分级负责的原则。在有关领导的统一领导和组织协调下，各组织机构按照各自职责和权限，负责生产安全事故的应急管理和应急处置工作。

⑶ 分级响应的原则。在生产安全事故发生后，各级领导，必须作出“第一反应”，果断、迅速地采取应对措施，组织应急救援队伍，先期到达事故现场进行有效处置，全力控制事态发展，切断事故灾害链，防止次生，衍生和耦合事故（事件）发生。同时，应立即向上级领导报告事故情况。上级领导迅速对事故做出判断，决定应急响应行动。

⑷ 预防为主，平战结合的原则，贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针。一是通过安全管理和安全技术等手段实现本质安全，尽可能防止事故发生；二是在假定事故必然发生的情况下，通过预先采取的预防措施，达到降低或减少灾害的影响，为此，平时要做好预防、预测、预警和预报工作，搞好应急预案的演练，使应急组织体系的各机构、各部门明确各自职责及运行程序，使各专业救援组织和群众熟悉应急救援的基本技术、方法和技巧，掌握自救和互救的知识，提高应

急响应系统的整体救援能力。

2.2 指挥机构及职责

根据我部的实际结构，成立一支抢险队伍，由项目部最高层领导直接控制，应在第一时间出现在现场，并能根据发生的各种情况或险情，快速制定最佳的实施方案。过河时，抢险队必须24小时值班，并明确自己的岗位职责。应急小组架构如图2-2所示。

抢险方案制定小组：鲍德志 过河应急抢险小组 应急抢险组长：陶云超 应急抢险总指挥：张海洋 现场抢险指挥小组：李孟玉 疏散人 员 赵、水文电洋供 给 小组： 物资补给小组：吕宇飞后勤协调小组：况国义图2-2 应急抢险小组架构图

应急抢险小组各机构的职责如下：

⑴抢险方案制定小组职责：根据事故的性质、现场的实际情况，及时制定、审查抢险方案，对事故的危害进行预测，对现场应急救援队伍进行技术指导。

⑵现场抢险指挥小组职责：组织本项目的事故应急救援队伍的培训工作，加强对队伍人员的救缓知识教育，在事故发生时，能够正确领导各救援队伍进行现场指挥工作。

⑶疏散群众、水电供给小组职责：负责指导现场施工人员和危及的群众撤离危险区域，设立警戒线，维护救援现场秩序；对事故造成临近建筑物及其他设施的损坏情况进行摸查；在条件许可的情况下，及时组织恢复水电供给，或根据抢险需要，组织临水临电供应。

⑷物资补给小组职责：负责协调、调度救援物资、设备、器材等，并及时组织调运到现场。

⑸后勤协调小组职责：负责抢险救灾过程中的各项后勤服务工作，包括饮水、就餐、车辆安排、抢险工作联络、接待工作等，如有人员伤亡，还应协助有关部门做好送院抢救、救治费用协商、探病及家属的接待、安置工作，必要时通知保险公司派人到现场了解情况。

1.现场抢险指挥小组每个工作班组建立一支应急抢险队，每队队员共6人，

负责人刘建扬。

2.抢险方案制定小组由李元久负责，工程部和机电部抽调对险情情况了解人员组成。

3.疏散人员、水电供给小组由侯永鹏负责，由安环部和机电部相关人员共同组成。

4.物资补给小组由李跃平负责，组员时东义和周龙飞。

5.后勤协调小组由王鑫敏负责，工程部、机电部、综合办公室各抽调一人组成。

2.3应急救援物资

见表2-3应急物资统计表。

表2-3应急物资统计表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 应急物资设备 担 架 商务车 龙门吊车 灭火器 急救箱 皮卡车 应急灯 对讲机 气体检测器 应急功能和作用 抢救伤员 作为救护车 紧急吊运 发生火灾时灭火 急救药品 紧急运送、抢险 停电照明 应急联络 有毒有害气体监测 紧急告知和疏散人10 扩音器 群 11 电话/内线电话 应急联络 本项目部 各1批 完好 本项目部 各2套 完好 现存放位置 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 数量 2套 1部 1台 各1批 各2套 各1部 各5套 各4部 各1套 物资设备状况 完好 完好 完好 完好 完好 完好 完好 完好 完好 12 柴油发电机 应急发电 本项目部 各1台/200KW 完好

13 14 15 16 17 18 19 20 污水泵 双液注浆机 水泥、水玻璃 化学浆液 蛇皮袋 潜水泵 扶梯 强光手电 应急抽水 应急堵漏加固 应急堵漏加固 应急注浆 应急砂袋 抽排水 应急抢险 临时照明 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 本项目部 2台33kw 2台 0.5T 20L 1000个 6台5.5kw 2个 10把 完好 完好 完好 完好 完好

三、盾构穿过河底砂层地段时容易发生冒顶通联预防措施

该隧道穿越地层绝大部分为砂层，含水丰富，地层渗透性强，由于地层稳定性差，在盾构机穿越河底的过程中一旦切口泥水压力设定不当，极易发生涌水涌砂，致使地层冒顶，并和河水联通；在盾构隧道河底最小覆土约8.445m，在盾构穿越河底浅覆土地段时也可能会产生：①盾构机上浮②泥水压力控制不当，易造成河底冒浆③由于地下水与河水贯通，易发生突水、涌砂现象。

为了保证盾构安全掘进，优化各类施工参数，作好防漏、防冒、防沉、防堵、防浮等防范措施，加强河底段河底地形沉降监测，确保盾构机的安全通过，保证工程的顺利完成，同时采用以下对策：

⑴准确查清河底段地质条件和覆土厚度，保障盾构掘进时参数的选取； ⑵确保密封仓内压力平衡，根据实际情况设定适合的切口压力，采用气垫调节仓加强对泥水压力的控制，保证切口压力的波动为±5kpa，避免压力忽高忽低，减少对土体的扰动。严格控制掘削干渣量，保证切削面稳定和地表沉降在允许范围内；严格控制盾构姿态，防止盾构磕头现象；

⑶加强维护保养，使盾构机保持良好状态，过河底段保持连续快速通过； ⑷选用单液注浆材料，控制初凝时间，必要时启动两套注浆系统，掘进时同时进行盾尾同步背填注浆和管片补充注浆，保证注浆充盈系数大于1.50；

⑸采用优质泥浆掘进，比重控制在1.1～1.15，粘度大于25秒。保证泥浆具

备良好的泥膜形成能力；

⑹若实际切削干渣量过大，说明隧道开挖面有坍塌，采取相应的措施控制出土量，保持开挖面的稳定。

⑺准备好船载粘土（必须无大的颗粒），一旦河床被击穿或者坍塌，立即用粘土回填，之后再用素混凝土灌注。

3.1 盾尾漏水的应急措施

1、堵漏措施

⑴停机补充油脂，在漏浆部位进行人工打油脂，先打内孔，再打外孔； ⑵发现盾尾漏水出现情况时，则配制初凝时间较短的双液（A、B液）进行衬砌（管片）壁后注浆，浆液的初凝时间约为7～9秒。

⑶若盾尾漏水比较严重时，则在相邻盾尾最近的管片处开始注入聚氨酯，形成较好的堵水效果。

⑷在保证开挖面稳定的情况下，适当调低切口水压，但调整量不大于0.5 bar。 ⑸在盾构机内部的盾尾处，使用10cm厚的海绵条（海绵条均涂满油脂），沿着管片与盾构机之间，塞满整个盾尾间隙。

2、抽（排）水措施

⑴为了防止在盾构机头内积水，利用砂袋筑坝挡水为避免下坡段隧道内积水流向盾构刀盘，影响盾构施工，必须在隧道内利用砂袋筑坝，在后备台车部分至少筑三道坝，通过多次拦截，减少流向盾构刀盘的积水。在下坡段，通过调整台车与隧道运输车轨道高度，提高水坝的高度，增加蓄水量，并用排水泵及时将废水抽走；

⑵除了原有正在使用的废水泵和配备隔膜泵外，另外再在隧道内配备一台抽水泵以作备用，同时在隧道外再备一台泵（共4台）；

3.2铰接漏水的应急措施

1、调节切口泥水压力

若铰接出现大量漏水漏浆，则可能是外界水压太大，盾构机姿态控制不好造成，此时，可适当降低切口泥水压力，同时把铰接适当缩回一定量，观察泄漏情况。

2、充气密封

铰接内有一道可充气的密封气囊，当漏水严重或无法堵漏时，往气囊中充入

压缩空气，时气囊体积增大，达到封堵漏水通道的作用。

四、盾尾保护预案

4.1随机管理

⑴在正常掘进的状态中（在没有发生漏水窜浆状态下），保持持续注入盾尾油脂，确保密封舱压力。

⑵严格控制注浆浆液的质量，每天要做大样试验。必要时采取同步注浆和壁后注浆同步进行的注浆方式，注浆量保持在理论量的150％以上。 ⑶若盾尾出现漏浆（水）的情况，采用以下手段对盾尾进行保护： ①在无注浆条件下继续推进10～15cm，再开始注浆或者调整注浆的位置；若漏浆（水）严重，必须进行油脂洗仓；

②在推完该组管片前，在机内渗漏处至尾刷根部进行清扫，同时在停机后（在保证压力的情况下）进行二次补充背填。

4.2掘进管理

在掘进管理中，尤其是过河段，盾尾保护则显得尤为重要，因此在过河施工时，应特别注意加强以下管理：

①切口水压的合理稳定（溢水量的控制）5%； ②排泥流量的控制（临界沉淀速度）；

③在不同地层中，保证泥浆的质量（指粘性和比重）； ④严禁超挖及负挖；

⑤隧道轴线的控制（蛇行推进对盾尾刷损害较大）； ⑥背填注浆的压力控制（防止漏浆）； ⑦盾尾油脂的合理增量使用； ⑧管片组装的质量控制。

4.3突发停电的应急措施

施工现场配置好后备电力供应系统（备置一台200KW发电机），以防在施工进行中遭遇因各种外部因素造成的施工区域停电，并在停电后保证电源回路能马上进行切换，以保证隧道内的临时用电，控制切口水压值和开挖面的稳定。

其中，隧道内的临时用电就是指在施工过程中遇到停电情况时，除了保证隧道内紧急灯、紧急电铃和各个抽水泵的使用外，还应该能够满足后备的电力系统，启动空压机，在盾尾打入油脂，进行背填注浆，一定要保证盾构设备的密闭性，从而达到较好的保持切口水压的稳定作用。必要时，可在1＃号台车和密封舱之间增加一条自来水管，通入自来水来（2.5Kg/cm2）保持压力稳定。若遇到紧急情况，通过隧道内的通信设备，立即通知所有人员从隧道内撤走。

4.4管路破坏应急预案

由于施工环境复杂多变，若造成地表沉降量太大或河底塌方，则可能导致隧道上方的过河水管因变形太大而破裂。针对该风险，盾构在施工期间加强与管路相关单位联系，调查清楚管路控制阀门，一旦出现异常，则立即组织人员关闭相应阀门，并及时组织人员进行修复，确保把影响降到最小。

4.5盾构发生超挖的应急措施

观察盾构机的掘进状态，切口压力过大或过小都会引起盾构机的超挖。适当合理的调节切口压力以满足实际的工程地质。若发生超挖，调查分析超挖的原因，加强地面监控，盾构隧道变形监控，加强注浆控制，增加注浆量。调整盾构机掘进状态。

4.6盾构机发生击穿河床的应急措施

工作面失稳是塌方的直接原因，要恢复正常掘进状态必须重新使工作面稳定，建立稳定的切口水压。塌方后隧道上覆土层失去压盖作用，切口水压高会击穿塌方松散土体冒浆，切口水压低会引起进一步塌方。解决以上问题必须采取应急的处理措施，重新稳定工作面上覆盖层。为此，采用两种方法：一是浇捣水下混凝土，二是抛填粘土。

水下混凝土可以在短时间内大方量浇捣。也可以通过泵车和管道进行输送，以利于赢得抢险时间。浇捣后的混凝土凝固时间快，甚至可以将部分塌陷杂物固结，从而防止塌入泥水仓，形成整体性较好的覆盖层。水下混凝土的浇捣必须认真控制，严防混凝土进入泥水仓。浇捣水下混凝土后，如果发生后续塌方，凝固的混凝土主体整体可能进入刀盘切削范围，对盾构机不利。

抛填粘土可以防止用水下混凝土回填方法产生的不良影响。但抛填粘土并非易事，首先必须解决运输船舶和抛填机具，以保证大方量的抛填连续进行，否则难以保证效果，抛填的粘土可能改变大面积水体颜色，可能进一步扩大塌方的社会影响面。

根据以上所述，我方准备根据实际情况，首先判断塌方的实际情况和当时实际工程状况，在以上两种选择其一或者两种方法同时选择。

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