某盾構(gòu)下穿地鐵既有線施工應(yīng)急預(yù)案研究

彭旭龍鄧統(tǒng)輝

1.長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院 長(zhǎng)沙 410114 2.深圳市地鐵集團(tuán)有限公司 深圳 518000

某盾構(gòu)下穿地鐵既有線施工應(yīng)急預(yù)案研究

彭旭龍1鄧統(tǒng)輝2

1.長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院 長(zhǎng)沙 410114 2.深圳市地鐵集團(tuán)有限公司 深圳 518000

地鐵下穿是地鐵施工中的難點(diǎn)，也是地鐵建設(shè)中等級(jí)最高的風(fēng)險(xiǎn)工程。為了保障地鐵順利下穿，編制相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案是控制風(fēng)險(xiǎn)的必要手段。本文以某地鐵盾構(gòu)法下穿既有地鐵線路施工工程為背景，根據(jù)隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況分析各種危險(xiǎn)發(fā)生的可能性，制定了相應(yīng)的處置措施，并在應(yīng)急人員、組織架構(gòu)、工程材料等方面保障了資源供應(yīng)。本文所述預(yù)案是一個(gè)較為全面的針對(duì)盾構(gòu)下穿既有線施工方面的應(yīng)急預(yù)案。

盾構(gòu)；地鐵施工；應(yīng)急預(yù)案；下穿

引言

在城市地鐵隧道施工過(guò)程中，往往會(huì)遇到需要穿越既有隧道的工程難點(diǎn)。由于新線施工會(huì)不可避免地引起既有線的沉降，而地鐵運(yùn)營(yíng)又對(duì)既有線的軌道變形有非常嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，因此這類(lèi)下穿問(wèn)題對(duì)既有線路的安全形成了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，成為地鐵建設(shè)中等級(jí)最高的風(fēng)險(xiǎn)工程。為了保障地鐵施工及運(yùn)營(yíng)安全，在下穿施工時(shí)編制下穿既有線的施工應(yīng)急預(yù)案對(duì)控制和管理風(fēng)險(xiǎn)來(lái)說(shuō)非常有必要也是必需的[1-3]。

1、工程概況

某盾構(gòu)區(qū)間隧道下穿地鐵區(qū)間既有隧道。新建右線隧道與既有線之間的凈距為1．46m，新建左線隧道與既有線之間的凈距為1．23m。既有線隧道主要位于礫質(zhì)粘土層和全風(fēng)化花崗巖層中；新建區(qū)間隧道主要穿越全風(fēng)化花崗巖層和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層，兩隧道之間土體為全風(fēng)化花崗巖。

交匯點(diǎn)最近點(diǎn)距離施工車(chē)站只有31米，地面交通繁忙，車(chē)流量大。下穿的既有線路是目前正在運(yùn)營(yíng)的地鐵線路，是市區(qū)主要交通線路，列車(chē)運(yùn)行頻率高、人流量大。

2、主要風(fēng)險(xiǎn)：

根據(jù)盾構(gòu)區(qū)間隧道下穿既有線區(qū)間隧道的工程特點(diǎn)、難點(diǎn)和重點(diǎn)以及工程所在地的工程和水文地質(zhì)條件，經(jīng)深入研究分析，確定本項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)源如下：

（1）隧道開(kāi)挖引起地鐵既有線沉降變形超出控制指標(biāo)；

表1 結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)一覽表（單位：mm）Table 1 List of structural deformation monitoring control indicator (Unit： mm)

（2）盾構(gòu)施工過(guò)程中發(fā)生噴砂涌水現(xiàn)象；

（3）暴風(fēng)雨侵襲；

（4）地面、地下管線沉降超過(guò)控制值；

（5）發(fā)生高處墜落、火災(zāi)、機(jī)械傷害、中毒、傳染病傳播等事故。

3、安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施

（1）認(rèn)真分析工程和水文地質(zhì)資料，做好超前預(yù)報(bào)；

（2）采用土壓平衡模式掘進(jìn)，加入膨潤(rùn)土或泡沫，改善土體和易性，使土體中的顆粒和泥漿成為流動(dòng)性良好的整體；

（3）加強(qiáng)施工管理，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)交底施工；

（4）成立抗洪搶險(xiǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組和搶險(xiǎn)救災(zāi)隊(duì)伍，與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)密切聯(lián)系，做好預(yù)防工作；

（5）施工場(chǎng)地附近設(shè)專(zhuān)門(mén)搶險(xiǎn)救災(zāi)物資庫(kù)，道路保持暢通；

（6）工地設(shè)醫(yī)務(wù)室，和附近醫(yī)院建立密切聯(lián)系，配齊必要的醫(yī)療器械；

（7）定期和不定期組織防火檢查，督促火險(xiǎn)隱患的整改。

4、應(yīng)急預(yù)案工作流程

根據(jù)下穿地鐵既有線施工的實(shí)際情況，認(rèn)真組織了對(duì)危險(xiǎn)源和環(huán)境因素的識(shí)別和評(píng)價(jià)，制定本項(xiàng)目發(fā)生緊急情況或事故的應(yīng)急措施，其應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)工作程序見(jiàn)圖1：

5、應(yīng)急處置

5.1 應(yīng)急處置啟動(dòng)條件

（1）地鐵既有線施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目控制值及變化速率超過(guò)控制值；

（2）地下管線及地面監(jiān)測(cè)項(xiàng)目控制值及變化速率超過(guò)控制值；

（3）暴風(fēng)雨天氣。

5.2 應(yīng)急響應(yīng)程序

施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和施工值班人員發(fā)現(xiàn)情況達(dá)到應(yīng)急處置啟動(dòng)條件時(shí)，在第一時(shí)間向應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)或副組長(zhǎng)報(bào)告；由應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組下達(dá)搶險(xiǎn)啟動(dòng)命令；命令下達(dá)后立即組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)搶險(xiǎn)救援。

5.3 應(yīng)急處置措施

1、地鐵既有線變形超標(biāo)

1）盾構(gòu)機(jī)通過(guò)既有線前發(fā)生明顯變形

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；利用盾構(gòu)機(jī)自帶超前鉆探設(shè)備，對(duì)刀盤(pán)前方土體進(jìn)行加固，確保土層的穩(wěn)定性；掘進(jìn)過(guò)程中向土倉(cāng)內(nèi)注入泡沫劑、膨潤(rùn)土等提高碴土的流動(dòng)性和止水性。

2）盾構(gòu)機(jī)通過(guò)既有線時(shí)既有線發(fā)生明顯變形

迅速通過(guò)盾殼上的徑向注漿孔進(jìn)行雙液注漿。注漿壓力一般控制在0．3Mpa；注漿量由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

3）盾構(gòu)機(jī)通過(guò)既有線后既有線發(fā)生明顯變形

提前準(zhǔn)備雙液注漿機(jī)械一套，水泥、水玻璃等相關(guān)應(yīng)急物資若干。發(fā)現(xiàn)既有線有明顯變形，迅速通過(guò)管片上預(yù)留的注漿孔進(jìn)行雙液注漿；采用水泥漿—水玻璃雙液漿，具體的漿液配合比由注漿前及前幾個(gè)孔注漿時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

4）既有線發(fā)生明顯變形而發(fā)生開(kāi)裂、冒水現(xiàn)象。

立即通知監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主和聯(lián)系地鐵既有線運(yùn)營(yíng)部門(mén)，進(jìn)入地鐵既有線進(jìn)行處理。采用通過(guò)裂縫或冒水處注水玻璃進(jìn)行止水，然后再注水泥-水玻璃雙液漿的方法進(jìn)行加固，防止繼續(xù)變形。

2、噴水、涌泥

立即關(guān)閉螺旋輸送機(jī)的后門(mén)，適當(dāng)向前掘進(jìn)，使土倉(cāng)內(nèi)建立平衡；通過(guò)刀盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，將土倉(cāng)內(nèi)的土體攪拌均勻，然后將螺旋輸送機(jī)的后門(mén)慢慢打開(kāi)，開(kāi)門(mén)度為30%，邊掘邊出土，始終保持土倉(cāng)內(nèi)壓力穩(wěn)定；掘進(jìn)過(guò)程中向土倉(cāng)內(nèi)注入泡沫劑、膨潤(rùn)土；在噴涌嚴(yán)重上述措施難以控制時(shí)，在螺旋輸送機(jī)出口栓接保壓泵碴裝置保壓出碴；如以上措施效果不理想，則立即加入TAC聚合物。

3、非正常停機(jī)

盾構(gòu)遇到不良地質(zhì)而刀具損壞，地面又無(wú)加固條件的情況，采取氣壓換刀的形式進(jìn)行刀具的更換；盾構(gòu)遇到不良地質(zhì)而刀具損壞且盾構(gòu)土倉(cāng)無(wú)法保壓時(shí)，利用盾構(gòu)機(jī)前盾上的超前注漿孔用單液漿的形式固結(jié)刀盤(pán)前方、頂部的土體，然后開(kāi)倉(cāng)換刀；停機(jī)土倉(cāng)壓力要大于推進(jìn)過(guò)程中的土倉(cāng)壓力，油缸行程小于1m；盾構(gòu)機(jī)在停機(jī)前，停止刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。盾構(gòu)機(jī)在停機(jī)期間，進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)采集數(shù)據(jù)并報(bào)告施工負(fù)責(zé)人并不定時(shí)地移動(dòng)盾構(gòu)機(jī)，防止盾構(gòu)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)而受困。

4、暴風(fēng)雨侵襲

下雨時(shí)做好隧道洞口封堵，防止雨水大量流入隧道內(nèi)；每條隧道各配備三臺(tái)泥漿泵，用于排除隧道積水。

5、地面、地下管線沉降超過(guò)控制值

1）地面沉降超過(guò)控制值

立即用低標(biāo)號(hào)砼進(jìn)行灌注，并在沉降超標(biāo)處及周?chē)用懿贾帽O(jiān)測(cè)點(diǎn)，每半個(gè)小時(shí)監(jiān)測(cè)一次，直至確定地面沉降穩(wěn)定才可放緩監(jiān)測(cè)頻率。如灌注完砼后地面沉降仍顯著，則要及時(shí)在地面鉆孔進(jìn)行注漿，同時(shí)隧道內(nèi)也要加強(qiáng)二次注漿質(zhì)量控制；搶險(xiǎn)人員隨時(shí)觀察地面情況，防止傷人。

2）地下管線沉降超過(guò)控制值

首先進(jìn)行地面交通疏導(dǎo)，隔離事故現(xiàn)場(chǎng)，并撥打事故管線所屬管理部門(mén)的應(yīng)急電話，報(bào)告事故情況；在管線對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行洞內(nèi)注漿，控制地層變形，從而控制管線的沉降；根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，必要時(shí)在地面對(duì)管線實(shí)施跟蹤注漿。

6、人員高處墜落

立即把人員撤離到安全地帶；初步檢查傷病員，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)急救和監(jiān)護(hù)，采取有效的止血、防止休克、包扎傷口、預(yù)防感染、止痛等措施；呼叫救護(hù)車(chē)、現(xiàn)場(chǎng)繼續(xù)施救，堅(jiān)持到救護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)接替為止。

7、發(fā)生火災(zāi)

立即撥打火警電話110求助；組織義務(wù)消防隊(duì)員撲救；采取切斷電源、隔離和轉(zhuǎn)移可燃物資等措施，控制火勢(shì)；組織疏散人員和物資、搶救傷員；武警消防隊(duì)未到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之前，組織人力疏通路障，保證人員、物資疏散暢通、車(chē)輛進(jìn)出暢通無(wú)阻。

8、發(fā)生觸電事故

立即切斷電源，或用現(xiàn)場(chǎng)得到的絕緣材料等器材使觸電人員脫離帶電體；將傷員立即脫離危險(xiǎn)地方，組織人員進(jìn)行搶救；若發(fā)現(xiàn)觸電者呼吸或呼吸心跳均停止，則將傷員仰臥在平地上或平板上立即進(jìn)行人工呼吸或同時(shí)進(jìn)行體外心臟按壓；與當(dāng)?shù)丶本戎行娜〉寐?lián)系。

9、發(fā)生機(jī)械傷害事故

先查看受傷人員的傷情，立即采取止血措施，防止大量失血后難于救治；和當(dāng)?shù)丶本戎行娜〉寐?lián)系。

10、發(fā)生中毒事故

把人員撤離到安全地帶；初步檢查傷病員，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)急救和監(jiān)護(hù)；呼叫救護(hù)車(chē)、現(xiàn)場(chǎng)繼續(xù)施救，堅(jiān)持到救護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)為止。

11、發(fā)生傳染病傳播

立即通知120急救中心，由急救中心醫(yī)療人員負(fù)責(zé)傳染病人員的救治，并通知當(dāng)?shù)匦l(wèi)生部門(mén)采取防治措施。

6、應(yīng)急隊(duì)伍及應(yīng)急物資

應(yīng)急隊(duì)伍以本項(xiàng)目施工管理人員、盾構(gòu)隊(duì)為主。如事故規(guī)模較大，本項(xiàng)目人員力量不足，則應(yīng)急聯(lián)絡(luò)組馬上聯(lián)系其他工點(diǎn)的項(xiàng)目部，增加救援力量，把損失減至最小。

應(yīng)急物資的準(zhǔn)備是應(yīng)急救援工作的重要保障，項(xiàng)目部應(yīng)根據(jù)潛在的事故性質(zhì)和后果分析，配備應(yīng)急資源，包括：救援機(jī)械和設(shè)備、交通工具、醫(yī)療設(shè)備和必備越頻、生活保障物資。

7、結(jié)語(yǔ)

事故應(yīng)急是一項(xiàng)復(fù)雜的、系統(tǒng)的艱巨任務(wù)。一次成功的事故應(yīng)急行動(dòng)是需要在各環(huán)節(jié)各方面的共同保障下才能夠?qū)崿F(xiàn)的。只有充分根據(jù)隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，才能制定出科學(xué)、合理、全面的應(yīng)急預(yù)案；只有在分析各種危險(xiǎn)發(fā)生的可能性，保證各種應(yīng)急反應(yīng)資源處于良好的備戰(zhàn)狀態(tài)，救援人員訓(xùn)練有素的前提下，才能保證在緊急情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)急反應(yīng)行動(dòng)能按計(jì)劃有序地進(jìn)行[4][5]。

[1]宋福淵，耿冬青. 城市地鐵隧道施工中的應(yīng)急措施研究[J] 西部探礦工程.2011.4；155-160。Fuyuan Song, Dongqing Di. Research on Emergent Measures ab0ut Urban Underground Tunnel[J]. West-china Exploration Engineering.2011.4；155-160。

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1彭旭龍，長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院， 長(zhǎng)沙 410114，女，出生年月1983.4.24，湖南湘鄉(xiāng)，教師

2鄧統(tǒng)輝，深圳市地鐵集團(tuán)有限公司，深圳，518000，男，出生年1983.7.19，湖南瀏陽(yáng)，工程師，碩士

To cut through the existing metro line is the difficult point and has the highest level of risk in subway construction． Compile relevant emergency preplan is necessary to ensure smoothly under-crossing． Based on the background of certain metro line cutting through the existing metro line by applying shield method， this thesis analyses the probability of occurring various dangers and establishes relevant handling measures， and ensures the supply of emergency personnel， organizational structure and construction materials．The emergency preplan state in this thesis is a relatively comprehensive one in applying shield method to cut through the existing metro line．

Shield Method， Metro Line Construction，Emergency Preplan， Cut Through

The Research on Emergency Preplan for Certain Metro Line in Applying Shield Method to Cut through Existing Metro Line Xulong Peng1 ， Tonghui Deng2

(1． School of civil Enginnering and Architecture，Changsha University of Science and Technology， Changsha 410114； 2． Shenzhen city subway Group Limited company，Shenzhen 518000）