盾构隧道工程安全风险评估(南-洛区间)

'盾构隧道工程安全风险评估（初稿）柴永模2006.12.1内容提要：本文通过广州市轨道交通二、八号线拆解工程二号线【南洲站～洛溪站盾构区间】土建工程项目的工程特点及地质条件评价，分析了该土建工程的安全风险及其总体评价，提出了各种安全风险的控制措施，可供该工程及类似工程的设和施工时参考。关键词：盾构隧道风险评估1工程范围及特点1.1工程范围广州市轨道交通二、八号线拆解工程二号线【南洲站～洛溪站盾构区间】土建工程项目，南起洛溪站，出站后下穿彩虹花园，长大公司宿舍楼及办公室，然后向西北方向偏离洛溪大桥，穿过珠江和城安围船厂码头及仓库，在城安围船厂门口空地设置中间风井一座，再以小半径转向北穿过三窖涌水道，南环高速公路高架桥，到达南洲站。1.2工程特点对本土建工程概括有“五个一”特点，即一次始发、一次过河、一次过中风井、一次过江、一路地面均有密集建筑物，具体如下：1、一次始发：本工程从南洲站（地铁换乘站底层）车站南端（Y(Z)CK9+849.940）向小里方向洛溪站始发，一直推进到洛溪站到达（Y(Z)CK7+622.000），盾构机吊出，刚好推进一个完整的区间，全长约2230m。2、一次过河：盾构机在南洲站始发后掘进300m左右即过三滘河，河宽70m，河水深2～3m，拱顶距河底最近约16m，所处地层从上到下分别为<2-1B>、<2-2>、<3-2>、<7>、<8>，隧道主要在<7>、<8>地层穿越，由于隧道洞顶埋深大，裂隙承压水和<3-2>砂层水压较高。 3、一次过中风井：盾构机过完三滘河后不久即到达城安围船厂门口的公交车站附近设置的中风井，井长7.6m明挖结构，盾构机采用什么方式通过中风井。4、一次过江：在本区间中部，隧道从洛溪大桥上游一侧穿越470m宽珠江航道，水深8~13m，有万吨级船舶通过。隧道拱顶距最近河底约14.5m，隧道通过地层主要为<7>、<8>地层，部分进入<9>地层，地质条件较好，但围岩裂隙发育。珠江两岸上覆深厚淤泥及江堤，江中水压高，地下水与江水联系密切。5、一路地面均有密集建筑物：本区间从南洲站到洛溪站，地面均有很多建筑物，其中需要采取措施处理和重点保护的有7处，对需处理的建筑物调查及处理十分重要。6、线路地层中粗砂层〈3-2〉分布广泛，基本上全线路都在隧道上方的地层中出现，其透水性中等，富水性好，易失稳和因排水固结造成地面沉降。由于砂层之下均分布有较厚的残积砂质粘性土，为相对的隔水层，但在靠近洛溪站SCK7+622～730段，中粗砂层〈3-2〉存在于拱顶上方，在SCK7+680处，〈3-2〉中粗砂层切入隧道，极易造成砂土振动液化，涌入盾构土仓。2地质评价2.1工程地质条件评价本区间原地貌为珠江河流冲积阶地，上覆第四系地层发育，地层主要为人工填土层<1>、海陆交互沉积的淤泥<2-1A>、淤泥质土<2-1B>、淤泥质砂<2-2>、粉质粘土<2-4>，冲洪积粉细砂<3-1>、中粗砂层<3-2>和冲洪积土层<4-1>，厚度较大。残坡积层相对发育，呈不规则层状产出，层厚不稳定，变化大，残积土的工程力学性能较好，地基承载力较高。基岩埋藏较深，中风化岩面起伏不大（仅MBZ1-S35及MBZ3-LN-30、24位置揭露有风化深槽），岩面埋深6.30～38.50m （水上钻孔水深未计），基岩岩性较为简单，除MBZ3-LN-36分布有英安斑岩、MBZ3-LN-35揭露有霏细岩外，其余均为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩，岩体完整性相对较好，局部风化不均匀，存在风化夹层。中微风化岩石力学强度稍高，隧道洞身穿过岩石主要为中、微风化岩层。本区间在MBZ3-LN-36揭露有脉状分布的英安斑岩，在该孔附近揭露有小型构造破碎带，在MBZ2-B008b及MBZ3-LN-24、26、30有风化深槽。总体评价本区间岩土工程地质条件属较复杂类型。2.2水文地质条件评价本区间地表水系较发育，地铁线路穿越珠江及三滘河，场地地下水类型主要是第四系覆盖层中的孔隙水和存在于基岩裂隙中的风化裂隙水，但由于本区间隧道埋藏较深，第四系覆盖层中的孔隙潜水对隧道施工无直接影响。根据钻孔抽水试验结果，场地中的中、粗砂层、砾砂层<3-2>含水量丰富，推测本地段基岩裂隙水相对较丰富,地层渗透性中等。总体评价本区段水文地质条件属较复杂类型。2.3特殊岩土、不良地质评价1、特殊岩土：于MBZ3-LN-36号钻孔呈脉状分布的英安斑岩揭露有强、中、微风化带，微风化岩天然单轴抗压强度为22.0MPa，其强度、围岩类别与其泥质粉砂岩无明显差别，故英安斑岩对施工影响较小。2、膨胀土层：残积成因的粉质粘土或粉土层<5-1>、<5-2>，部分具有膨胀土的特征，自由膨胀率为29.0～68.0%，由于隧道结构在地下水位之下离膨胀土层较远（深），故可不考虑该土层膨胀特性对施工的影响。3、软弱土层：本区间广泛分布的淤泥层<2-1A>、淤泥质土层<2-B>、淤泥质砂<2-2>，层厚较大，分布连续，软土具有固结沉降、蠕变和震陷的特性，对基坑施工有较大的影响。但软土层位于地铁结构顶板之上且离地铁结构顶板较远（高），故该土层对地铁施工基本无影响。 4、砂土液化：可液化砂土层淤泥质砂<2-2>、粉细砂<3-1>、部分中粗砂<3-2>在本区间内都有分布，经判定，本区间砂土为液化等级为中等～严重，3#联络通道及风井范围，砂土液化等级为轻微～中等。砂土液化会使桩基础承载力降低、地面沉陷、基坑变形、基坑开挖时出现流沙等，造成建筑物、地面的变形。工程施工时应注意砂土液化的影响。但本区间地铁结构均在较为稳定的中～微风化岩层中，地铁结构顶板均在液化层底之下且距液化层较远，故砂土液化对本区间地铁施工及地铁结构稳定性影响不大。5、风化深槽：在钻孔MBZ2-B008b、MBZ3-LN-24、26、30钻孔位置揭露有小规模风化深槽，风化深槽深度达到地铁结构范围，造成该位置岩石强度突变，盾构施工时应予重视。6、不良地质作用和地质灾害：本区间未揭露有岩溶、采空区，未发现有滑坡、危岩和崩塌、地面沉降和泥石流等不良地质作用和地质灾害。7、本次勘察少数钻孔中揭露的淤泥层<2-1A>，有机质含量较高，据测试结果，部分样品中有机质含量大于10%，属弱泥炭土，但未发现有有毒气体。2.4围岩可挖性等级及围岩类别评价本区间的岩土层主要为海陆交互的淤泥<2-1A>、淤泥质土<2-1B>、淤泥质砂<2-2>、粉质粘土<2-4>、冲烘积的粉细砂<3-1>、中粗砂<2-2>、粉质粘土<2-2>、河湖沉积的淤泥质土<4-2>及可～硬塑残积土<5-1>、<5-2>及含泥质粉砂岩的全、强、中、微风化带<6>、<7>、<8>（英安斑岩仅在MBZ3-LN-36钻孔呈脉状分布），土石开挖等级为Ⅰ类土、Ⅱ类土、Ⅲ类土、Ⅳ类土，围岩类别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类，且Ⅱ类围岩仅在靠近南洲站局部顶板分布。此评价与钻爆法施工关系重大。2.5全、强风化岩软化特征评价 泥质粉砂岩的全、强风化带有遇水软化特点，软化的岩土容易导致隧道围岩强度降低，造成隧道边墙、拱顶崩塌或掉块，因此施工时应尽量避免或减少该土层的浸水时间。与钻爆法施工关系重大。2.6场地稳定性评价本场地在勘察过程中，揭露有淤泥<2-1A>、淤泥质土<2-1B>、淤泥质砂<2-2>、淤泥质土<4-2>等软弱土，同时淤泥质砂<2-2>及局部冲洪积粉细砂<3-1>为液化饱和的砂土，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对场地划分的原则判定：本场地为建筑抗震设计不利地段，建筑场地类别为Ⅱ类。3土建安全风险源及风险评估3.1风险源辨识根据本区间工程特点，地质评价，按照广州地铁工程设计施工特点及已往各工程的施工经验，本区间的风险源如下：3.1.1地质风险本区间地质风险等级评估见表1。南洲路站-洛溪站区间地质风险因素及风险等级评估表1序号风险因素风险情景风险评估发生概率风险后果风险等级1不良地层不良地层主要是英安斑岩层和风化深槽，分别在里程YCK8+480段（MBZ3-LN-36）和YCK7+850段。英安斑岩层及风化深槽的存在，导致刀盘前方的岩层突变。英安斑岩层及风化深槽处，岩层风化严重，裂隙发育，水量丰富，很容易导致盾构低头或排土喷涌。C较低三较轻三较低2盾构掘进“喷涌”区间地表水及中粗砂层〈3-2〉较发育，地下水与江水联系密切。地层为中等透水层。在盾构掘进过程中，直接造成螺旋输送机出土口“喷涌”，不仅掘进速度慢，而且每掘进完一环，盾体内清渣工作量大，还B较高二较重二较高 不能马上进行管环拼装，造成土仓里再聚集水，形成“喷涌”恶性掘进循环，工作效率极低。3红层掘进结泥饼本标段区间隧道大部分穿越<7>、<8>、<9>泥质粉砂岩强、中、微风化地层，粘粒含量达到50～60％，在这样的地层中掘进，盾构掘进时可能会在刀盘特别是刀盘的中心部位产生泥饼，土仓温度高，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩上升，甚至机器被破坏无法掘进。A高二较重二较高4盾构过江和过河本区间线路穿越珠江和三窖河，由于地下水与地表水具有一定的水系联通，虽然隧道所穿越的地层较好，但470m宽的珠江很难一盘刀通过，必然要进行河底换刀。两岸堤坝必需重点保护C较低一严重一高5砂土扰动液化可液化砂土层淤泥质砂<2-2>、粉细砂<3-1>、部分中粗砂<3-2>在本区间内都有分布，经判定，本区间砂土为液化等级为中等～严重。但在靠近洛溪站SCK7+622～730段，中粗砂层〈3-2〉存在于拱顶上方，在SCK7+680处，〈3-2〉中粗砂层切入隧道。处于盾构到达洛溪站端，是极不利地段。砂土液化会使桩基础承载力降低、地面沉陷、基坑变形、盾构到达时出现流沙涌进车站而无法控制，造成建筑物、地面的变形。D低二较重二较高3.1.2区间隧道设计施工风险本区间隧道设计施工风险因素及风险等级评估如下（1）本区间隧道设计风险见表2南洲路站-洛溪站区间土建设计风险因素及风险等级评估表2序风险因素风险情景风险评估发生概率风险后果风险等级1中间风井风井横向宽22.8m，隧道纵向长7.6m，采用明挖顺作施工。竖井结构共七层，主体结构深度达35m左右，结构采用常规的矩形框架。由于竖井位于成安围大门外车场地段，离珠江水系不远，且处于混合岩与红层交界带。从地质纵断面显示，本段淤泥较厚，岩面较高但起伏较大。围护结构设计方案和深度确定及施工都存在风险。B较高二较重二较高 2端头加固设计盾构江边各始发和到达端头的加固设计，是每个盾构标段的重难点设，尤其是中间风井两端头和到达洛溪站端的施工加固设计（加固长度、宽度和厚度），联络通两端的施工加固设计等十分重要，其风险情景可用灾难性来形容。其惨痛教训应该铭记。D低一严重一高3洞门防水及联络通口防水可靠设计盾构进出洞施工时，用特殊的帘布橡胶圈以及可靠的固定装置，减少漏泥、漏水；盾尾同步注浆材料，不仅应有利于控制地面沉降，也是构成隧道外围防水圈的重要材料，应是强度足够，止水和可注性的材料；拆除洞口0环管片后的洞门结构现浇混凝土与第一环管片之间的防水设计和施工是盾构区间隧道又一难点。C较低三较轻三较低4区间的防淹密闭门设计由于广州地铁各线都在珠江水面以下，按地铁设计规范1.0.16规定，该盾构区间隧道两端适当位置，应设置防淹门，根据防淹门要求，设计可靠的配套土建设施。其重要性和长远影响是有目共睹。D低一严重一高5与安全有关的土建设计隧道中安全走道设计；防烟、排烟设施等。C较低三较轻三较低（2）本区间隧道施工风险见表3南洲路站-洛溪站区间土建施工风险因素及风险等级评估表3序风险因素风险情景风险评估发生概率风险后果风险等级1盾构始发、到达端头加固及效果检测本标段中间风井在珠江堤边，洛溪站端又是处在＜3-2＞冲洪积砂层处，如果盾构端头加固范围和加固方案不当，加固效果检测马虎，带来施工存在具大风险，关系到是否能正常始发和到达，也关系到盾构安全吊装和拆除。较低较重较低2盾构始发和到达施工盾构始发和到达是每个盾构标段的重难点，根据各工程条件不同，形成各施工单位差异。它可以是盾构标段施工亮点，也可成为施工败笔。本标段中间风井始发、到达和洛溪站端到达风险是全局性的。较低较重较低 3盾构掘进模式选择和掘进参数控制该标段选用的土压平衡盾构机，其掘进模式有三：土压平衡掘进模式、欠土压平衡掘进模和敞开式掘进模式。不同地质条件下选择相适应的掘进模式，盾构各模式下的掘进参数除根据不同地质条件计算外，还应根据实测数据而调整。掘进模式和掘进参数选用要在掘进速度和机器磨损的矛盾之间求最佳，有误则工程质量或工期延误，重则机器受损和造成质量、安全事故。较低较轻较低4盾构掘进管理盾构掘进管理主要有渣土改良管理、土压平衡管理、出土量管理、管片拼装管理、同步注浆管理、掘进方向管理、盾构密封管理、垂直运输和水平运输管理、渣土外运管理、管片质量和供应管理、内外协调管理和进度和质量管理、安全和文明生产管理等。各种管理要有章可循，否则相应风险即可来到。如出现工程质量问题和机器各系统受损及工期延误等。较低较重较高5洞门及联络通道施工以洞门和联络通道口加固、凿开洞门、施工止水和结构防水施工为重点，在优化设计基础上，严格按设计要求施工。工程虽小，但风险巨大，有关工程惨痛教训应牢记。较低较轻较低6施工运输有轨运输的安全事故占事故量的90%，本标段最大纵坡达29‰，重载列车牵引吨达160t左右，列车车辆制动装置、轨道止车装置和行车管理等施工是安全重点，否则将发生车毁（包括盾构机）人亡的风险。较低较重较低3.1.3环境风险本标段所处位置特点：交通繁忙，建筑物、管线复杂；始发场地与车站场地毗邻，场地狭小，施工干扰大；而地表变形沉降直接影响交通和建筑物安全，对环境影响最大；所以地表变形的控制是本标段环境保护的重点。本场地在勘察过程中，揭露有淤泥<2-1A>、淤泥质土<2-1B>、淤泥质砂<2-2>、淤泥质土<4-2>等软弱土，同时淤泥质砂<2-2>及局部冲洪积粉细砂<3-1>为液化饱和的砂土，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对场地划分的原则判定：本场地为建筑抗震设计不利地段，建筑场地类别为Ⅱ类。南洲路站-洛溪站区间主要环境风险因素及风险等级评估见表4。南洲路站-洛溪站区间主要环境风险因素及风险等级评估表5序号风险因素风险情景风险评估发生概率风险后果风险等级1始发场地本场地为建筑抗震设计不利地段，建筑场地类别为Ⅱ类；对建筑物、管线损坏；场地狭小，施工干扰大影响工期；地表变形沉降直接影响交通和建筑物安全。较高较重较低 2中间风井本区间长度达2230m，中间风井设置位置除了运营通风功能之外，也是确保盾在掘进通过珠江之前有一个彻底检修盾构机的场所，确保安全顺利过江。中间风井围护结构设计、施工和盾构在此地检修、整备等是中间风井风险源。是关系到盾构能否掘通本标段之关键。较高较重较低3地面建筑物和地下构筑的保护本盾构区间通过彩虹花园、长大公司宿舍办公楼、南天商业城、两岸江堤、民房等建筑，盾构掘进通过时易引起地层的沉降，危及结构物的安全及社会和。本工程需处理的桩基多，部分桩基侵入隧道，做好地基加固与截桩施工，保证建（构）筑物、地下管线的安全和畅通。较低较重较高4环境保护市内施工应做好防噪声措施、减震措施、规范排污，尽量减少对居民生活的影响。市内施工现场必须做好有效的围闭措施，以确保施工安全和文明施工。低较轻低5补充地质勘探建筑基础和现状调查查明风化层及风化槽的详细位，规模含水量及与地面建筑物、构筑物之间的关系等。查清沿线建筑现状。以利施工中的保护和赔偿。较低较轻低3.1.4地铁运营期土建风险地铁运营期间的土建工程风险见表5。南洲路站-洛溪站区间地铁运营期间的土建工程风险见表5序号风险因素风险情景风险评估发生概率风险后果风险等级1防淹门土建工程由于广州地铁大部分在珠江水面以下，防淹密闭门在地铁路网中的布置和在区间隧道端的位置确定，与门配套的隧道土建工程结构及其受力计算。低重高2区间隧道的防、排水工程混凝土管片衬砌结构自防水和管片间接缝防水，洞门结构和接缝防水，联络通道结构和接头处防水等，是堵截江水进入隧道的重要位置，施工中有惨痛教训。集、排水井土建工程。较低较重较低3防灾土建工程洞口防洪土建；防火分区及分隔设施防火；建筑物耐火等级确定；安全通道防火及防烟土建工程等。低较重较高3.2该土建工程安全风险总体评估3.2.1区间工程地质条件总体评价本区间地表水系较发育，地铁线路穿越珠江航道及三滘河下，珠江江面宽约 470米，珠江中心水深8.00～13.00m，地处广船厂下游，江面常有万吨级船舶通过，三滘河宽约70米，河水深2.00～3.00m。珠江南岸靠近珠江地段，第四系含水层与珠江水直接接触，由于本区间隧道埋藏较深，覆盖层中的孔隙潜水对隧道施工无直接影响。推测本地段基岩裂隙水相对较丰富,地层渗透性中等。本区段岩土工程地质条件和水文地质条件总体评价均属较复杂类型。由于不良地层风化严重水量丰富、中粗砂层＜3-2＞进入隧道顶部，砂土扰动液化严重和盾构刀盘在红层中掘进结泥饼严重等问题存在，盾构掘进喷涌、结泥饼而使刀具偏磨、长距离在江底掘进等，风险发生概率和等级较高、后果严重。3.2.2隧道设计施工风险的总体评价本标段的隧道设计风险主要由中间风井围护结构、盾构始发和到达端的加固方法、设计计算及优化、与安全有关的土建设计等。风险总体评价是：虽然风险发生的概率不高，但其风险后果特别严重。盾构施工风险与地质条件风险总体评价类似，但盾构施工风险与盾构掘进管理十分紧密，任何一个管理环节的失误，都会严重影响工程质量和安全问题，都会造成机器受损和工期延误。其风险总体评价是：风险发生概率频繁、风险等级不高但后果严重。3.2.3环境风险总体评价由于始发场地为建筑抗震设计不利地段。场地上、下均是软弱土，地表和地下建构筑物复杂，给重型吊机进场组装盾构机，施工中的重型垂直吊机和装运车辆几年的来回碾压，势必造成道路地面沉降严重，地下管线受损。中间风井场地的施工难度大、风险高。地面几栋宿舍楼和商业城因地铁施工一旦发生风险，使社会和谐受损，影响安居乐业，后果将是严重的。环境风险总体体评价是：少许不慎，本标段环境 风险发生概率高，且后果严重乃至特别严。3.2.4运营期该土建工程风险总体评价一般说来地铁运营期间因为土建工程的风险应该是概率极少，表5所列的几项风险，如果不引起足够重视，任何祈祷都没用。一旦发生风险（如防淹门），其后果是灾难性的。4工程安全风险的控制措施4.1地质风险控制措施4.1.1不良地质地段的防盾构掘进喷涌措施从地勘资料显示，本区间地表水系较发育，中粗砂层〈3-2〉较发育，厚度较大，贯穿整条线路，地下水与江水联系密切。白垩系风化岩层裂隙发育，基岩裂隙中的风化裂隙水和覆盖层中的空隙孔隙水均系承压水，地层为中等透水层。盾构施工水量很大时，在掘进过程中，造成螺旋输送机出口处“喷涌”，不仅掘进速度慢，而且每掘进完一环，盾体内清渣工作量大，掘进完不能马上进行管环拼装，造成土仓里聚集水，形成“喷涌”恶性掘进循环，工作效率极低。根据以往经验，主要原因是：（1）掘进不连续，停机时间过长，造成土仓大量积水；（2）管片背后拱顶填充不实，拱顶形成水流通道，机大下坡掘进时，造成已成隧道后大面积汇水并沿通道和盾壳流入土仓；（3）螺旋出土器出土口与皮带机接口处理不好，造成泥碴大量外落。针对上述现象及原因分析，拟采用以下措施来有效解决：（4）掘进过程中维保好机械设备和加强施工各环节的管理，防止不必要的临时停机，以保持连续掘进；（5）加强同步注浆管理，有效控制注浆压力；适当增加注浆量，使实际注浆量略大于理论注浆量，以保证管片背后填充密实； （6）在盾构机连接桥右侧外挂气压双液注浆泵，及时封堵管片背后空洞及水流通道，防止管片背后汇水流入土仓；（7）在螺旋出土器出土口上安装高强橡胶挡碴带，使出来的稀碴落在皮带机上，防止四处喷洒及仰拱积碴过多；（8）在盾构机连接桥左侧外挂碴浆泵，保证仰拱积碴快速清除，从而保证连续掘进；（9）掘进过程中，适当采用气压条件下掘进，以气压阻止裂隙水流入土仓，适当加入泡沫剂以改良碴土的密水性，防止有压水穿透改良的碴土造成喷涌。4.1.2盾构掘进红层防止结泥饼措施本标段区间隧道大部分穿越<7>、<8>、<9>泥质粉砂岩强、中、微风化地层，粘粒含量达到50～60％，在这样的地层中掘进，土仓温度高，在刀盘的中心部位产生泥饼，此时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩上升，甚至无法掘进。为此采取以下措施：（1）确保泡沫系统的正常工作，并适当改善泡沫装置的防堵塞性能，合理制定泡沫剂比例和添加泡沫量等，使之和碴土充分混合，改善碴土性状，减小掘进阻力；（2）改变盾构掘进参数，加大推进力、降低转速，选用自转扭矩较小的滚刀，以保证刀具的正常滚动，防止滚刀偏磨；（3）在控制地层沉降的前提下，尽量采取欠土压平衡掘进模式，及时清理刀盘、更换和维护刀具，防止刀盘堵塞、碴土发热而形成泥饼。4.1.3不良地质砂土扰动液化控制措施（1）进行地质详勘，查明风化层及风化槽里程的详细位置、规模及含水量。必要是在地面提前对此不良地层进行处理；（2）盾构机掘进通过该地层前检查刀具，保证刀具完好； （3）准备好防喷涌的一切措施，防止破碎岩体和深风化槽中的地层水大量涌出；（4）合理选择掘进模式和掘进参数，严格控制排土量与理论挖方量一致，确保土仓压力，实现连续掘进、快速通过；（5）向土仓及刀盘面注入泡沫、膨润土、泥水等碴土改良材料，提高碴土的流动性和止水性；（6）适当缩短浆液的胶凝时间，保证同步注浆质量。（7）洛溪站盾构到达端头其盾构顶部的冲洪积砂层，采用地层预加固措，使盾构机的掘进扰动不会引起砂土液化，确保施工安全。4.1.4盾构通过江河底部的控制措施（1）过江过河前必需利用中间风井更换刀具，全盘更换新刀，检查疏通泡沫系统，保证过江过河刀具状态良好，泡沫注入系统状态良好；（2）过江过河前必需利用中间风井更换密封尾刷，新尾刷安装好后拼装的管片（或负环管片）上，必须安装止水胶环及止浆垫，以使新尾刷中间的密封油脂充填保满，确保过江时尾刷不被同步浆液击穿，保证密闭效果。（3）地面重点保护好两岸堤坝，与水力部门联系，必要时对坝底产生震动液化的地层提前加固处理，防止破坏江堤；（4）加强施工的各环节组织与管理，保证施工连续高效；（5）选择江底合适的换刀地点，并进一步补勘调查确认，以便有计划安排江底换刀，若地层渗水过大，则采取气压换刀；（6）密切、认真进行江底监测，及时反馈江底沉降信息以指导盾构掘进，实现信息化施工；（7）针对过江过河的地层特点，选择合理的掘进参数，以保证盾构掘进处于良好状态。 4.2隧道设计施工风险控制措施4.2.1设计风险控制措施（1）中间风井设计风险控制措施主要是风井围护结构方案和围护结构设计，围护结构方案要经过至少三种方案的比较优化确定。围护结构设计必需在经验类比的基础上精确计算确定。（2）本标段的4处盾构始发和到达端的端头加固，每处的地质均较差，根据各端头情况不同，选择2-3种加固方案比较决定，关键还要设计或者选择好加固效果的检测方法。（3）洞门及联络通道的防水设计，是地铁防水设计的薄弱环节，需认真比选确定设计方案和结构，做好该结构施工的指导性施组。（4）本区间需设计防淹门，但两头的地质条件较差，防淹门土建结构承受力大，需按人防工程相关门的防护标准进行计算确定。（5）与安全有关的土建工程设施设计，重点是防火和防排烟设计，一般只要严格按照安全设计规范执行，即可避免风险。4.2.2施工风险控制措施盾构机对地层的适应性是盾构施工成败的关键，为此我们在选择机械设备是时注重以下几点：（1）针对红层易结泥饼的特点，选择中心开口率较大的刀盘布置，减少刀盘结泥饼的几率；（2）针对红层脆性小、塑性大、强度低的特点，刀盘正面采用双刃滚刀，有利于提高在红层中的破岩能力；（3）针对红层抗压强度低，提供给刀具反力小的特点，使用自由转动力矩小的滚刀，防止滚刀不转造成偏磨或过早破坏；（4） 加装二次同步注双液浆系统，保证管片背后填充密实，防止涌水、管片上浮、错台等问题出现。（5）针对本区段隧道大部分处在中风化和微风化地层的特点，选择掘进硬岩能力较强的德国产盾构机，并合理确定各项设备参数指标。（6）本标段由于地质不良的风险控制措施前面已有论述。此处仅说明洞门、联络通道施工、风井、施工运输、盾构掘进参和管理风险控制方案与措施，所有措施都必需经过方案论证并报送施工监理和现场业主代表批准。（7）洞门施工需拆除洞口0环之前，仔细检查洞口30环管片背后的注浆材料是否填满并到达规定强度和闭水能力，否则，不能拆除洞门密封胶环止水装置和洞口0环。（8）洞门现浇混凝土结构及其防水结构施作，关系到车站和隧洞口防水组成共同体系，其寿命关系重大，施作前应有仔细的施工方案并报监理和业主代表批准。（9）盾构始发和到达是每个盾构标段的重难点，根据各工程条件不同，形成各施工单位差异。它可以是盾构标段施工亮点，也可成为施工败笔。（10）本标段的两次始发和到达，都必需经比选，编制方案并报监理和业主代表审比后，确保万无一失，方能执行。（11）盾构掘进模式和参数控制是掘进过程中的核心，从安全角度讲，土压平衡是最安全模式，但动力消耗大、机器磨擦严重、进度最低。敞开掘进模式与前述相反。因此，土压平衡盾构机人们希望它常在欠土压平衡模式下掘进是正常之举。但切记不忘安全。（12）盾构掘进管理主要抓好渣土改良、土压平衡、出土量管理、同步注浆管理、掘进方向管理、水平运输管理等。各种管理要有章可循并落实到岗位责任制中，有奖惩制度落实到人，确保管理出成果、出人材、出效益、保质量、保安全、保工期。 4.2.3环境风险控制措施（1）补充地质勘探建是开工前重要工程，查明风化层及风化槽的详细位，规模含水量等，必需在尽早时安排。（2）地面沿线建筑物、构筑物与线路关系的确认调查、现状调查。以利施工中的保护和赔偿。（3）建筑物的护措施。本盾构区间通过彩虹花园、长大公司宿舍办公楼、南天商业城、两岸江堤、民房等建筑，盾构掘进通过时采用土压平衡模式掘进，严格进行出土量与理论量比较，防止过量排土，以控制下沉，危及结构物的安全及社会和谐。对彩虹花园几栋宿舍楼进行筏板加固处理后，盾构机再掘进通过。（4）本工程需处理的桩基多，部分桩基侵入隧道，做好地基加固再截桩施工，保证建（构）筑物、地下管线的安全和畅通。（5）本区间长度达2230m，中间风井设置位置除了运营通风功能之外，也是确保盾在掘进通过珠江之前有一个彻底检修盾构机的场所，确保盾构安全顺利过江。是关系到盾构能否掘通本标段之关键。该场地在船厂和南天商业城门口，扰民难免，但做好协调是和谐社会之需。4.2.4地铁运营期土建工程风险控制措施地铁工程是百大计，不允给运营期安全带来风险。有关安全方面的土建工程（防淹和防灾工程）除通过方案论证、专家咨询、设计优化、精心施工和工程监理层层把关外，还必需执行工程安全问题一票否决制。主要参考资料（1）广州市轨道交通二、八号线拆解工程【南洲站～洛溪站盾构区间】土建工程项目招标文件；（2）广州市轨道交通二、 八号线拆解工程A标段初勘阶段岩土工程勘察报告。（3）广州市轨道交通二、八号线拆解工程B标段初勘阶段岩土工程勘察报告。（4）原有地面建筑物的基础结构资料和施工记录。（5）王成等“仑-大区间隧道过河段盾构掘进难点及措施”《现代隧道技术》2006年第3期。'