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第一章 盾构施工风险源识别概论1

第一节 风险源识别的理论合理性与实际可操作性1

一、盾构隧道建设风险管理的历史和应用理论1

二、风险识别理论应用案例3

【案例1-1】广深港铁路客运专线狮子洋隧道SDⅡ和SDⅢ标风险评估3

三、盾构隧道施工风险分类及其特点4

四、盾构隧道施工风险源识别的三维程式5

五、风险源三维程式的应用7

六、应用中的四个主要问题8

第二节 地质风险源的识别8

一、岩土形成的地史9

二、地层的组合10

三、岩石地层的岩性和地质构造14

四、风化作用18

五、盾构施工的不良地质层18

【案例1-2】杭州地铁一号线滨江站——富春路站盾构区间通过含沼气砂层27

【案例1-3】广州地铁三号线汉溪长隆站——番禺市桥站区间盾构施工CO突出27

【案例1-4】广州地铁二号线北延段和三号线机场线将在煤矿的采空区附近通过28

第三节 盾构机适应性风险源识别28

一、盾构机的分类28

二、盾构机应用风险30

【案例1-5】广佛线南桂路站——桂城站区间盾构机选型31

【案例1-6】广州地铁六号线大坦沙站——黄沙站区间盾构机刀具的选择34

【案例1-7】广州地铁三号线沥滘站——大石站区间刀盘在隧道内破裂解体38

【案例1-8】广州地铁四号线大学城北站——大学城南站区间螺旋输送机扭矩不足41

【案例1-9】泡沫注入管难以疏通41

【案例1-10】滚刀数量配置不足41

【案例1-11】加工工艺不能满足钢结构刚度要求42

第四节 人为风险源44

一、心智模型风险45

【案例1-12】开舱事故45

二、人的能力、素质45

【案例1-13】盾尾出现明火46

三、施工管理风险46

【案例1-14】盾构机进入工作井不安装密封止水橡胶帘布造成涌水涌砂47

第二章 盾构施工典型事故49

第一节 盾构机机械事故49

一、旧盾构机再使用风险49

【案例2-1】广州地铁一号线烈士陵园站——公园前站区间大齿圈破损49

【案例2-2】广州地铁三号线珠江新城站——客村站区间旧刀盘牛腿开裂的维修50

【案例2-3】广州地铁三号线珠江新城站——客村站区间三连体刀箱损坏51

【案例2-4】旧盾构机再使用的评估和程序52

二、异常磨损造成的设备和刀盘刀具损坏53

【案例2-5】北京地铁某区间刀盘刀具磨损53

【案例2-6】深圳地铁一号线某区间刀盘前结泥饼，致使大轴承密封圈失效54

【案例2-7】广州地铁四号线大学城北站——大学城南站区间左线刀盘刀具异常磨损57

【案例2-8】刀盘刀具在沙砾岩中的异常磨损59

【案例2-9】成都地铁一号线某区间盾构机刀盘刀具在砾石地层中磨损60

三、施工操作或材料原因造成的设备损坏或故障63

【案例2-10】广州地铁三号线沥滘站——大石站区间盾构机千斤顶断裂63

【案例2-11】管片安装器吊装头断裂64

【案例2-12】溜车事故造成设备损坏65

四、电路、油路、管路故障和事故65

【案例2-13】广州地铁一号线管片安装器油管爆裂事故65

【案例2-14】广州地铁五号线鱼珠站——大沙地站区间主轴承油管连接错误事故65

【案例2-15】泡沫管堵塞故障66

【案例2-16】泥水盾构机排浆管堵塞及对应措施67

【案例2-17】泥浆泵被击破67

五、盾尾尾刷失效67

【案例2-18】广州地铁三号线大石站——汉溪长隆站区间尾刷失效67

六、不明原因造成的设备损坏70

【案例2-19】广州地铁三号线珠江新城站——客村站区间旧盾构机大齿圈内发现异物70

第二节 盾构施工引发的地面沉隆和建筑物损坏事故71

一、盾构施工方法对地面沉降控制的局限性72

【案例2-20】广州市轨道交通二／八号线延长线盾构1标（东晓南路站——江泰路站区间）房屋倾斜事故72

二、在砂层和粉细砂层中施工引发的涌砂、喷涌、地面塌陷、隧道变形事故75

【案例2-21】广州地铁一号线泥水盾构过砂层塌房事故75

三、刀盘结泥饼造成的地面沉降事故76

【案例2-22】广州地铁三号线番禺市桥站——番禺广场站区间康乐园9＃楼开裂76

【案例2-23】广州地铁四号线万胜围站——官洲站区间刀盘前方结泥饼造成地面沉降77

【案例2-24】广州地铁四号线大学城南站——新造站区间地面沉降79

【案例2-25】广州地铁一号线烈士陵园站——公园前站区间路面隆起80

四、螺旋输送机喷涌造成的地面沉降80

【案例2-26】广州地铁三号线天河客运站——华师站区间盾构工程左线隧道喷涌造成地面沉陷80

【案例2-27】广州地铁三号线大塘站——沥滘站区间盾构喷涌造成地面沉陷82

第三节 盾构机进出工作井及横通道施工事故82

【案例2-28】南京地铁某盾构区间盾构始发事故82

【案例2-29】某区间盾构进站塌方事故86

【案例2-30】广州地铁珠江新城旅客自动输送系统土建3标始发端头涌水涌砂事故90

【案例2-31】广州地铁五号线大坦沙站——中山八路站区间2＃联络通道塌方事故91

第四节 盾构施工操作不当造成的事故92

一、始发措施不当造成的事故92

【案例2-32】广州地铁四号线大学城南站——新造站区间左线盾构掘进偏差超限92

【案例2-33】广州地铁四号线大学城北站——大学城南站区间右线盾构机始发栽头事故93

【案例2-34】广佛线施工1标左线（魁奇路站——祖庙站）区间盾构机始发栽头事故94

二、超压注浆致使管片破碎95

【案例2-35】广州地铁三号线大塘站——沥滘站盾构区间超压力注浆造成管片破碎95

三、盾构机姿态控制不当造成隧道轴线超限96

【案例2-36】广州地铁三号线沥滘站——大石站区间隧道轴线超限96

【案例2-37】广州地铁四号线大学城北站——大学城南站区间左线管环严重超限事件97

四、施工措施不充分造成隧道上浮97

【案例2-38】广州地铁三号线客村站——大塘站区间盾构隧道上浮97

五、操作不当致使盾构机翻转98

【案例2-39】广州地铁四号线大学城北站——大学城南站区间盾构机翻转29°98

【案例2-40】广佛线施工11标（菊树站——龙溪站）盾构区间盾构机近90°旋转99

六、卡盾壳事故101

【案例2-41】广州地铁五号线西村站——草暖公园站区间盾构机被卡事故101

【案例2-42】广州地铁四号线大学城南站——新造站盾构区间新造海底小松盾构机被“卡死”101

【案例2-43】在花岗岩中掘进边刀过量磨损造成的卡壳104

七、施工参数选择不当造成隧道整体旋转104

【案例2-44】广州地铁二号线赤岗站——鹭江站区间盾构隧道整体旋转104

八、添加剂使用不当造成喷涌和结泥饼105

【案例2-45】在富水环境中盾构施工的喷涌105

九、关于换刀和气压作业问题的讨论106

第五节 地下障碍物的处理108

一、特殊地质体障碍物109

【案例2-46】深圳地铁一号线某盾构区间过花岗岩球状风化体造成刀盘变形109

【案例2-47】广州凤凰城楼盘桩基础处理花岗岩球状风化体111

二、地下人工障碍物111

【案例2-48】天津津滨轻轨中山门西段SZm标盾构区间盾构切基础桩112

【案例2-49】广州地铁三号线天河客运站——华师站区间盾构隧道工程需穿越在建的华南理工大学科技园1＃楼工程114

第六节 过江（河、湖、海）115

【案例2-50】广州地铁四号线大学城南站——新造站区间江底塌方事故115

第七节 隧道永久结构质量问题116

一、管片开裂116

【案例2-51】生产质量不合格导致的管片开裂117

二、管片的破损与错台119

【案例2-52】广州地铁四号线大学城北站——大学城南站区间错台120

第八节 安全事故122

【案例2-53】广州地铁三号线珠江新城站——客村站区间凿硐门事故122

【案例2-54】溜车事故123

【案例2-55】水泥罐倒塌事故123

第三章 避免盾构施工事故的讨论124

第一节 特殊风险是不可预测的124

【案例3-1】盾构密封舱中的可燃气体爆炸事件125

【案例3-2】广州地铁二／八号线盾构5标隧道中线超限1793mm事故127

第二节 对风险和事故的应对策略128

一、可预测也可预防的风险128

二、可预测难以预防的风险128

三、不可预测难以预防的风险129

【案例3-3】开舱事故129

【案例3-4】超常发生的“黑天鹅”事故129

参考文献132