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1、盾构施工通风与安全研究目录盾m通风与安全研究11工程概况12 .工程明目安全风僦分析2(1)风险管理范围广、内容杂2(2)不确定因素多，风险发生频率高2(3)风险的承担着具有综合性23 .隧道通风方案设计34 .值准备阶段44.1 洞门凿除施工方案44.2 托架安装54.3 反力架安装644洞门密封装置安装74.5 负环管片安装84.6 盾构机始发与掘进94.7 盾构机接收到达95 盾构区间下穿管线施工安全措施95.1 下穿管线概况95.2 风险点分析95.3 应对措施96盾构施工项目安全管理体系构建106.1 工程安全管理网络的建立106.2 制定安全检查计划与应急预案106.3 项目安全健
2、康与环境保护H6.4 提高管理人员综合管理水平117.结论11参考文献11摘要：本文针对我国城市隧道盾构施工现状，在深入分析案例盾构施工特点及施工过程中安全技术管理的基础上，并对案例盾构施工的施工阶段提出了相应的安全技术管理，贯穿于整个施工过程，使得工程施工活动能够顺利得以开展，同时也有效地保证了施工人员的生命财产安全。本文所阐述的研究成果更加清晰易懂,并对安全体系提出具有针对性、合理性的改善建议，提高城市盾构的质量，减少因盾构安全事故，并为盾构施工企业施工安全控制技术和安全管理提供借鉴意义。1.工程概况上海长江隧桥工程是连接上海市区和崇明的高速公路通道，工程分两部分，其中外高桥至长兴岛的南港
3、段采用隧道，长兴岛至崇明的北港段采用桥梁。本工程属于隧道部分，本区域隧道工程是长江隧桥工程的重要组成部分。上海长江隧道工程南起自浦东五好沟工作井，穿过长江口水域，北至长兴岛上新开港工作井,全长约7472m。工程分东线与西线双线隧道。东线隧道起始里程为SK(H483.14m,终止里程为SK7+954.79m,全长7471.65m,其中江中段(五好沟大堤S长兴岛大堤)长度为6872.37m,陆域长度为599.28m;西线隧道起始里程为SK0+481.87m,终止里程为SK7+951.23m,全长7469.36m,其中江中段(五好沟大堤一长兴岛大堤)长度为6854.91m,陆域长度为614.45m。
4、本标段工程包括两个盾构区间、一座车站、一个出入段线明挖区间、一个中间风井和多个附属工程，其中盾构区间包含一段矿山法+盾构空推拼装管片通过的隧道。地貌形态受基底构造及河流下切作用控制，比较复杂。车站根据不同的围护结构形式，考虑外包防水层的设置。公司组建实力强大的项目管理团队，负责积极研究施工中的新技术、新材料、新工艺等的应用。2 .工程项目安全风险源分析盾构施工期间潜伏的工程风险就具有不同于一般风险的特点，具体表现如下:(1)风险管理范围广、内容杂盾构施工技术由于其全机械化的施工方式被应用于水下隧道施工中，风险管理涉及盾构施工的各个阶段，各个因素，范围广，内容杂。施工前，应对隧道通过地层情况迸行
5、详细调查，以便采取相应的处理措施，尤其是对孤石的处理，引起的刀盘损坏及工程坍塌等事故时有发生，确保盾构掘进的可靠性“1.例如在地质或地下水突变区域施工等容易发生倒塌等安全隐患。因此，在建筑工程安全中，盾构工程支护结构的一个重要环节是安全高峰期，严格控制关键操作规程，确保所有项目安全生产的安全性，确实有很多工作难度口。(2)不确定因素多，风险发生频率高水下隧道盾构施工牵涉到社会生活的方方面面，地下工事环境特征很明显是潮湿的，尤其是泥石流易发区、结构，对施工现场易积水现象运行，为电力生产建设安全管理等提出了高要求。由于盾构跨度时间大，建设周期长，盾构机施工需要严格控制相关的参数，施工程序多，施工工
6、艺复杂，施工现场的危险因素较多，风险发生频率高。(3)风险的承担着具有综合性由于盾构工程的施工往往涉及众多责任方参与，比如建筑材料和施工机械由供应商提供，施工图由设计方提供，施工方案有承包单位负责等。因此盾构风险事故的责任可能涉及业主、承包商、分包商、设计方、材料供应商等多方。盾构工程量大且工期较长，参与人员众多，且各工序之间协调统一较为复杂。从盾构的基本工作的安全性大幅增加。有的人的安全意识淡薄，安全性高，且设备质量低等，在建筑中的各种人的生活、设备、电网安全。3 .隧道通风方案设计区间隧道长度相对比较短，隧道通风施工难度不大。影响通风量的因素有：排除内燃机排放的尾气、排除炮烟、洞内作业人员
7、呼吸要求、最低风速要求，主控因素为机械排除的尾气。施工支洞两个工作面施工通风采用三阶段：第一阶段：施工支洞前100m自然通风；第二阶段：至施工支洞完成，采用机械通风；第三阶段：区间隧道开挖，采用机械压入式通风，射流风机配合的方式。通风方式根据地铁隧道盾构施工情况选用机械压入式通风方式，风管采用CP100omm的拉链式软风管，选用SDF-NlO对旋轴流式通风机，需在洞外布置2台37kwX2轴流风机压入式通风，配8100Omm大直径的软风管，前期100m施工采用自然通风，后期采用左右洞均各采用1台功率为37KWX2,配0100Omm大直径的软风管多级变速轴流通风机压入式通风。图3.1隧道通风布置示
8、意图4 .施工准备阶段图4.1盾构施工工艺流程图总结以上盾构施工过程中各个主要工序及相关重点工序，水下隧道盾构法施工，是由多种机械相互配合，多工种参与的施工过程。盾构机开始挖掘前需要做大量准备工作。它的具体施工步骤包括了凿出洞门-洞口密封一安装托架（调整参数控制方向）一掘进贯通（清理渣土）f接收盾构。进而归纳总结出水下隧道盾构施工特点，为安全风险识别工作做了充足的基础调研工作。4.1 洞门凿除施工方案盾构始发必须待端头加固完成并达到设计强度后进行。在盾构机组装调试工作完成后，采用人工风镐破除的施工方式进行洞口凿除，盾构机始发洞口范围内的钻孔灌注进行破除，洞门凿除前人工用风钻在洞门上、中、下三个
9、部位分别打设3个水平探孔，确保盾构机进洞期间洞口范围内的主体稳定性符合要求，可凿除洞门。（孔位见下图）。洞口凿除时，需安排技术人员在洞口相进行凿除时王体状态的观测工作。,洞门采用人工分三次凿除完成，第一次凿除围护桩身的60%,第二次凿除桩身的25%,第三次在盾构始发前完成剩余桩身15%凿除并割除钢筋。进洞时可能发生的端头失稳的防范工作之后，才能进行围护结构的拆除。洞门凿除顺序详见下图：图4.3洞门凿除分块示意图预留洞口轮廓线范围内的割除工作必须保证质量，围护结构钢筋不仅要求全部切断，还要求切口平整。在盾构机的刀盘上距离洞口0.5m的距离时，要安装几环管片，一定要确保注浆饱满密实，这是为了确保盾
10、尾密封效果。4.2 托架安装(1)始发托架安装前，根据隧道设计中心线、轨面标高及洞门复测，确定托架安装中心及高程。拼装时要加强连接螺栓的复紧工序，将纵向螺栓尽可能的连接紧。(2)盾构始发托架安装现场测量定位控制参数进行精确安装，施工过程采用43钢轨，托架两侧采用H型钢进行支撑，接触点均进行可靠焊接，确保托架不发生位移。(3)盾构机与始发托架接触处焊接防扭块，以防止盾构机始发阶段由于盾构机刀盘受到土体的反力而发生盾体的滚动。(4)始发托架前端设置钢轨导台，钢导轨与始发托架钢轨对接，底部用型钢加钢板垫实。(5)将始发托架用钢板抬高20mm进行找平的工作，最后再在托架上进行盾体的组装工作。始发托架采
11、用钢结构形式，长度9m,宽度为3.689mo要求必须具有足够的强度、刚度、稳定性。始发托架如图4.4、4.503689图4.4始发托架结构横断面示意图9000图4.5始发托架平面图4.3 反力架安装(1)从尾盾安装结束后，开始安装全圆钢架结构的拼装式反力架，根据始发管片排版，确定反力架基准环面位置。(2)定位要素是反力架紧靠负环管片的定位平面，反力架精确定位完成后，分节进行安装；反力架立柱采用直径600钢管焊接后部进行斜撑。下横梁和上横梁采用H型钢进行加固。图4.6反力架示意图2100图4.7反力架支撑示意图4.4 洞门密封装置安装洞口密封其施工分两步进行，第一步在始发端墙施工过程中，做好始发
12、洞门预埋件的埋设工作，在埋设过程中预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，将密封橡胶板与扇形压板栓用螺栓栓接于其上，清理完洞口的渣土后及时密封橡胶帘布的端头凸端同掘进方向。要先对管片进行清理，确保防水密封材料被贴得牢固稳定。洞门密封装置见图6.6-1洞门密封示意图。图4.8洞门密封示意图4.5 负环管片安装(1)盾构机始发时在反力架和零环管片之间安装7环负环管片(整环始发),零环管片深入到隧道内400-800mm,负环管片采用通缝拼装。(2)第一环负环管片拼装完成后，用油缸完成管片的后移。管片在后移过程中，控制好每组推进油缸的行程，保证每组推进油缸的行程差小于IOmmo(
13、3)管片脱出盾尾后，及时用型钢支撑架和木楔加固，并用钢丝绳将临时管片和始发托架箍紧，以保证在传递推力过程中管片不会失圆。图4.9负环安装示意图46盾构机始发与掘进(1)始发前在刀头和密封装置上涂抹黄油，减少盾构推进阻力。在托架及盾构机上焊接相对的防扭转装置，为盾构机初始掘进提供反扭矩。(2)在盾尾完全进入洞内后，调整洞门密封，注浆封堵洞门。在掘进过程中需要对管片外侧的环形空隙中注入浆液体，大多以水泥、砂子、水为主要成份。(3)盾构正常掘进为始发100m后，每环管片拼装完成后采用人工复测与导向系统进行比对，每环掘进完成后，人工对盾尾间隙进行量测、结合盾构机姿态选择管片类型。47盾构机接收到达当盾
14、构机到达接收井位置时，必须安排值班人员在接收井值班，同时与操作室人员保持联系。确保管片环间推力并尽量缩短盾构出洞时间，待盾构机盾尾完全脱出后对洞门进行封闭并对未注浆的管片进行二次补注浆。安设好接收托架并固定，盾构机刀盘出洞后立即做好洞圈的封堵工作。)盾构机完全到达接收托架上后立即对洞门进行封堵。5盾构区间下穿管线施工安全措施5.1下穿管线概况区间隧道里程YDK13+081.11-YDK12+782.255段下穿沿雁塔路方向的排水管线，排水管直径为DN800mm、DN1200mm,材质为碇，埋深为3.35438m,距右线区间中线0.8-2.65m,区间隧道拱顶埋深为10.09-13.65mo5.
15、2风险点分析施工中，盾构掘进需多次穿越电缆、天然气、供徘水等管线密集区。在挤压力作用下，盾构顶部土体所受扰动较远处土体大。当洞周土体向建筑空隙收缩时,盾构机穿越地下管线时对土体扰动过大，地下管线会发生隆起或沉降，使管线出现不均匀沉降，导致管线开裂。5.3应对措施(1)施工前首先调查清楚加固区域内的管线的布置情况，全面考虑始发端头工程水文地质条件、地面建筑物和地下管线等因素，避免发生管线被。破坏的情况。(2)首先在沿管线方向埋设地面沉降监测点并读取初始值，在盾构机穿越该管线时每两小时进行一次监控量测，并及时将数据处理后反馈至总工及盾构队队长，以便及时调整掘进参数。图4.10排水管线与地层位置关系
16、(3)盾构机穿越前对设备进行一次全面的维修保养，确保盾构机在施工时设备的良好运转；(4)盾构机在掘进过程中推力保持稳定，尽量不扰动围岩，必须减少盾构机偏转及横向偏移等防止蛇行发生，匀速前进避免扰动周边土体。(5)盾构隧道成型后，及时进行二次补浆，控制二次沉降。6盾构施工项目安全管理体系构建6.1 工程安全管理网络的建立在盾构工程施工过程中，进行合理的全局规划，能够有效的保证建筑施工的安全带来保障。在整个施工过程中，监理工程师在整个盾构支护工程施工过程中肩负着比较重要的职责。强化一线人员安全意识教育和安全技能培训，全面提升施工队伍整体水平。在施工开始之前尽可能的发现问题、解决问题，避免因图纸问题
17、而影响工程质量和管道的铺设现象的发生。6.2 制定安全检查计划与应急预案在盾构工程项目开工前制定安全检查计划和应急预案，保证在项目实施过程中的安全，要求进行定期的安全和环境保护大检查，负责日常安全生产事故预防与应急处理工作，健全完善施工安全组织体系。对整个盾构工程施工过程进行分析研究，找出易出现事故的环节，分析原因，从而进行标准化管理。在盾构支护工程施工现场围墙外悬挂警示牌，并加强周围居民的用电危险意识。63项目安全健康与环境保护盾构工程施工现场垃圾清理，尽是安排在班前或班后进行，清理时必须洒水湿润再清扫，活动区应有专用垃圾箱，并排专人及时清理。在保证通风系统正常工作的前提下，施工现场周围砌筑
18、2.5m高围墙，保护周围建筑及公用设施安全，加强周围居民的用电危险意识。工程完工后，对加工区及生活办公区临时设施硬化地面进行复耕处理。安全带佩戴过程中，安全戴上的各种部件不得随意拆除和更换。通风要求可通过盾构机自备风机来满足。后期盾构掘进中，供风依靠的是中板上所设置配备着直径100OOmm通风管的通风机。6.4提高管理人员综合管理水平施工管理工作，规范和严格，生产实践的原则，对整个系统的正常工作是工程安全直接相关，稳定和协调运作，所以它是施工管理意识极强的精神要求，准确的管理和指导，服从管理员。坚决落实实践责任观。特别是施工方案、安全措施、系统等关键地质问题。要以人为本，养成良好的安全施工习惯
19、，提高人员的安全意识，同时，实施指导和监督，合同人员教育费用，避免安全教育工作。作业人员要配带耳塞，保证足够的休息时间，上班不超过8小时，如有必要，除送风系统外，增设抽风系统或冷却系统，加强空气对流。7.结论地下工程建设项目是一项综合性强的工程施工活动，盾构施工存在很多的影响质量的因素。在工程实际施工中，必须强化安全意识，建立安全管理体系，运用全面质量管理方法，做好项目施工中的安全技术管理，从而不断的提高工程建设质量，减少隧道盾构行业的安全事故发生。本文是在参考前人文献的基础上，通过实际参与盾构施工的现场实践和归纳总结，对盾构的施工工艺、质量控制要点及常见安全事故的预防进行了研究。隧道盾构安全施工是建筑工程主体施工过程中一个非常重要的环节。通过分析与论述为我国隧道工程盾构施工管理企业提供更多可以参考借鉴的资料。参考文献1袁噪.初探隧道盾构施工安全控制技术J科技风2016,(01):16-18.2蒋科.地铁盾构施工安全控制技术探讨J.科技信息.2016,(18):53-54.3胡聪健，潘金锋.浅谈盾构施工安全控制技术J城市道桥与防洪.2015,(06):5-8.4夏晓慧，彭富强，夏春燕.盾构施工安全控制技术J.科技资讯.2017,(04):19-24.
