某盾構(gòu)下穿地鐵既有線施工應(yīng)急預(yù)案研究

【摘要】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。

【關(guān)鍵詞】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)距離施工車站只有31米，地面交通繁忙，車流量大。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)；

（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)處及周圍加密布置監(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、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、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]。

參考文獻(xiàn)

[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。

[2]施毓鳳，楊晟，孫力彤.城市軌道變通的安全管理問(wèn)題[J]城市軌道交通研究.2003.26-28，Yufeng Shi， Chen Yang， Litong Sun .Problems in Urban M ass Transit Safety M anagement[J].Urban Mass Transit。2003.26-28，

[3]孫雍容，李鳳菊.地鐵施工應(yīng)急預(yù)案編制及坍塌事故預(yù)案的探討[J]城市軌道交通研究.2011；76-85.Yarong Sun，F(xiàn)engju Li. Preparatory Emergency Plans for Safety Related Accidents during M etro Construction[J] .Urban Mass Transit.2011；76-85.

[4]何俊翹，跨越地鐵既有線的隧道施工應(yīng)急預(yù)案[J] 企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā). 2012.7； 45-46。Junqiao Jun，Contingency plans across the existing subway tunnel construction. TECHN0LOGICAL DEVELOPMENT 0F ENTERPRISE2012.7； 45-46.

[5]佟淑嬌，林秀麗，陳寶智.沈陽(yáng)市地鐵一號(hào)線土建施工應(yīng)急預(yù)案[J]工業(yè)安全與環(huán)保.2008.6；37-39.Shujiao Tong，Xiuli Lin，Baozhi Chen. Emergency Plan in the Coilstrnc～on of Shenyang Metro Line 1[J] Industrial Safety and Environmental Protection2008.6；37-39.

作者簡(jiǎn)介

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