成都地铁盾构施工的质量与安全控制
成都地铁处于富水砂卵石地层，给盾构施工带来很大的困难。

文章通过对危险源及掘进过程的特点分析，提出了相应的工程质量与安全控制措施。

工程应用结果表明，控制措施的实施既符合成都地铁的地层特点，又确保了盾构工程施工按期保质的完成。

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1 概述
成都地铁所处地层岩体松散、无胶结、自稳能力差、单个石块强度高，卵石块在地层中起骨架作用。

砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层，颗粒之间的空隙大，没有粘聚力，砂卵石地层颗粒之间点对点传力，地层反应灵敏，盾构施工中刀盘旋转切削时，地层很易破坏原来的相对稳定或平衡状态而产生坍塌，引起较大的地层损失和围岩扰动。

地层中出现有少量的大卵石，也给盾构施工带来很大的困扰。

同时，成都的地层富水，地下水位枯水期埋深一般在3～5m之间，峰水期埋深一般在1～3m之间，最小埋深为0.2m。

盾构机在掘进过程中，局部水压会很大，会对盾构造成一定的影响，特别是开挖面的稳定。

砂卵石地层，围岩整体强度较低，但单个卵石块体强度非常高，因此在盾构推进过程中，难免要对盾构刀具产生较大的磨损与破坏，影响盾构施工的效率与成本。

文章结合在成都地铁富水砂卵石地层中盾构施工的特点，提出了相应的施工质量与安全控制措施。

具体工程应用结果表明，成都地铁成功穿越了大量老旧建筑群，并多次穿越沙河，总体施工质量和安全可控，沉降监测数据稳定，确保了盾构工程施工按期保质的完成。

2 危险源的管控措施
为确保盾构掘进正常、顺利推进及盾构区间沿线危险源管理受控，应在盾构始发前对沿线地质状况、建（构）筑物、地下管线、地下空洞及有害气体等进行详细调查和地质补勘。

根据设计文件和现场调查结果，对标段内的危险源进行评估和辨识，并编制相应的盾构施工安全专项方案并组织专家对盾构吊装、盾构始发与到达、盾构带压换刀、盾构穿越特重大危险源等安全专项施工方案进行评估论证。

重特危险源辨识、评估及安全专项方案的评审论证是一项非常重要的工作，直接指导和影响盾构掘进施工，也是管控重特大危险源的依据，同时有必要对盾构区间危险源建立管理台账并实施动态管理。

为加强成都地铁建设工程重大危险源的安全管理，积极防范地铁工程施工质量安全事故的发生，杜绝重特大安全事故，提出了盾构在穿越重特大危险源前必须实施开工条件验收，并由总监理工程师组织参建各方召开开工条件验收会并经
各方验收合格后方可开工。

此管控措施的实施使得参建各方更有效地对重特大危险源进行管控，特别是在目前成都地铁投融资管理模式下丰富了现场施工监理管理手段和办法，在成都地铁3、7号线实施过程中充分利用重、特大危险源开工条件验收制度进行现场管控，取得了良好效果，同时也受到参建各方的好评。

3 盾构掘进过程中的质量与安全控制
3.1 盾构掘进施工的总体要求
盾构施工中应严格执行“控制欠压、充分注浆、深层量测、主动防护”的十六字方针和“严格控制掘进参数、评估地层空洞隐患、监理全程跟机旁站、对比分析监测数据、保障应急快速处置”的五条安全措施。

同时根据盾构掘进地段地质情况及时调整掘进参数，做好渣土改良，保持土压平衡模式掘进，控制超挖量。

3.2 盾构正常掘进的过程管控措施
盾构掘进过程中，重点对盾构掘进参数进行检查并独立的对每环参数进行了记录和分析，实时对隧道成型质量、隧道轴线偏差情况等进行监控，对地面及建筑物沉降监测数据及时进行对比分析，发现异常情况已及时要求施工单位进行了处置。

对每环掘进参数进行详细记录并坚持每天对掘进情况进行安全评估，同时实施每周、每100环结合盾构的出渣量、注浆量、监测情况进行盾构区间安全评估，对掘进过程中多出渣段（异常段）采取加大同步注浆量、二次补充注浆、洞内深孔注浆、地面钻孔注浆排查等方式及时回填密实地层。

3.3 盾构穿越重、特大危险源的过程控制
盾构穿越重、特大危险源的过程控制是地铁盾构施工一项非常重要的工作，直接影响盾构施工是否能正常、平稳、安全推进，为此在成都地铁盾构工程施工时业主从重、特大危险源辨识及清单发布-安全专项施工方案专家评审-开工条件验收-重、特大危险源实施过程的跟踪管理等环节制定了一系列管理措施。

（1）依据设计图纸及危险源具体情况，组织编制针对性的实施细则。

（2）严把开工条件验收关。

（3）施工过程中认真落实和执行相应的措施和要求。

（4）对出渣量、注浆量等重要掘进参数进行监督，确保出渣量可控、注浆饱满。

（5）利用地铁建设安全风险监控系统加强盾构穿越重、特大危险源的管控。

3.4 盾构掘进施工难点的质量控制技术
3.4.1 渣土改良成都砂卵石地层中掘进施工，如果渣土改良不好，刀盘、土仓很容易结泥饼，严重影响掘进施工出渣量控制，甚至威胁地面安全。

根据隧道工程地质和水文地质条件、地表环境情况，对流塑性和抗渗性不满足掘削面稳定要求进行渣土改良。

选用优质泡沫剂，辅以添加对应地层特性的化学试剂，使之成为密水性好、流塑性好、和易性好的土仓承压介质。

改良好的渣
土在土仓中准确传递开挖面的水、土压力，实施土压平衡掘进，减小对地层的扰动，同时也可减小对刀盘、刀具和螺旋输送机的磨损。

3.4.2 防喷涌技术
（1）盾构螺旋输送机系统必须具备断电自动关闭后闸门功能。

（2）增强渣土改良，适当调整加入的泡沫剂参数，保持渣土的良好流动性。

渣土变干，采用“湿泡沫”；渣土变稀，采用“干泡沫”。

（3）严格控制加水量，在保持出渣顺畅前提下尽量减少加水。

（4）严禁空仓作业、欠压掘进，采用较高的土仓压力（土仓压力一般不宜超过3bar，以防击穿盾尾刷）的满仓模式掘进。

（5）选用阻水性能好的优质盾尾油脂。

3.4.3 防结泥饼技术
（1）合理设计刀盘开口方式，配置刀具。

（2）监控刀盘温度、土仓压力，控制好刀盘扭矩。

（3）根据刀盘温度和扭矩，适当加大向土仓内加水量，以保证及时降温和调稀渣土。

（4）使用优质泡沫进行渣土改良，加强渣土和易性、流动性。

必要时螺旋输送机内也要加入泡沫，以利于渣土的排出。

（5）掘進间隙时间，继续向土仓中加注适量冷却水浸泡。

（6）泥饼可采用人工进仓清除。

4 结束语
文章结合成都富水砂卵石地层的特点，通过对危险源及掘进过程的特点分析，提出了盾构施工中工程质量与安全控制措施，特别是盾构穿越重、特大危险源的过程控制措施，并提出了盾构掘进施工难点的质量控制技术，工程应用结果表明，控制措施的实施既符合成都地铁的地层特点，又确保了盾构工程施工按期保质的完成。

参考文献
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