某盾构下穿地铁既有线施工应急预案研究

彭旭龙邓统辉

1.长沙理工大学土木与建筑学院 长沙 410114 2.深圳市地铁集团有限公司 深圳 518000

某盾构下穿地铁既有线施工应急预案研究

彭旭龙1邓统辉2

1.长沙理工大学土木与建筑学院 长沙 410114 2.深圳市地铁集团有限公司 深圳 518000

地铁下穿是地铁施工中的难点，也是地铁建设中等级最高的风险工程。为了保障地铁顺利下穿，编制相应的应急预案是控制风险的必要手段。本文以某地铁盾构法下穿既有地铁线路施工工程为背景，根据隧道施工现场的实际情况分析各种危险发生的可能性，制定了相应的处置措施，并在应急人员、组织架构、工程材料等方面保障了资源供应。本文所述预案是一个较为全面的针对盾构下穿既有线施工方面的应急预案。

盾构；地铁施工；应急预案；下穿

引言

在城市地铁隧道施工过程中，往往会遇到需要穿越既有隧道的工程难点。由于新线施工会不可避免地引起既有线的沉降，而地铁运营又对既有线的轨道变形有非常严格的控制标准，因此这类下穿问题对既有线路的安全形成了严峻的考验，成为地铁建设中等级最高的风险工程。为了保障地铁施工及运营安全，在下穿施工时编制下穿既有线的施工应急预案对控制和管理风险来说非常有必要也是必需的[1-3]。

1、工程概况

某盾构区间隧道下穿地铁区间既有隧道。新建右线隧道与既有线之间的净距为1．46m，新建左线隧道与既有线之间的净距为1．23m。既有线隧道主要位于砾质粘土层和全风化花岗岩层中；新建区间隧道主要穿越全风化花岗岩层和强风化花岗岩层，两隧道之间土体为全风化花岗岩。

交汇点最近点距离施工车站只有31米，地面交通繁忙，车流量大。下穿的既有线路是目前正在运营的地铁线路，是市区主要交通线路，列车运行频率高、人流量大。

2、主要风险：

根据盾构区间隧道下穿既有线区间隧道的工程特点、难点和重点以及工程所在地的工程和水文地质条件，经深入研究分析，确定本项目安全风险源如下：

（1）隧道开挖引起地铁既有线沉降变形超出控制指标；

表1 结构变形监测控制指标一览表（单位：mm）Table 1 List of structural deformation monitoring control indicator (Unit： mm)

（2）盾构施工过程中发生喷砂涌水现象；

（3）暴风雨侵袭；

（4）地面、地下管线沉降超过控制值；

（5）发生高处坠落、火灾、机械伤害、中毒、传染病传播等事故。

3、安全风险预防措施

（1）认真分析工程和水文地质资料，做好超前预报；

（2）采用土压平衡模式掘进，加入膨润土或泡沫，改善土体和易性，使土体中的颗粒和泥浆成为流动性良好的整体；

（3）加强施工管理，严格按设计交底施工；

（4）成立抗洪抢险领导小组和抢险救灾队伍，与当地气象部门密切联系，做好预防工作；

（5）施工场地附近设专门抢险救灾物资库，道路保持畅通；

（6）工地设医务室，和附近医院建立密切联系，配齐必要的医疗器械；

（7）定期和不定期组织防火检查，督促火险隐患的整改。

4、应急预案工作流程

根据下穿地铁既有线施工的实际情况，认真组织了对危险源和环境因素的识别和评价，制定本项目发生紧急情况或事故的应急措施，其应急准备和响应工作程序见图1：

5、应急处置

5.1 应急处置启动条件

（1）地铁既有线施工监测项目控制值及变化速率超过控制值；

（2）地下管线及地面监测项目控制值及变化速率超过控制值；

（3）暴风雨天气。

5.2 应急响应程序

施工监测数据和施工值班人员发现情况达到应急处置启动条件时，在第一时间向应急领导小组组长或副组长报告；由应急领导小组下达抢险启动命令；命令下达后立即组织抢险队伍进场抢险救援。

5.3 应急处置措施

1、地铁既有线变形超标

1）盾构机通过既有线前发生明显变形

根据监测数据对盾构掘进参数进行调整；利用盾构机自带超前钻探设备，对刀盘前方土体进行加固，确保土层的稳定性；掘进过程中向土仓内注入泡沫剂、膨润土等提高碴土的流动性和止水性。

2）盾构机通过既有线时既有线发生明显变形

迅速通过盾壳上的径向注浆孔进行双液注浆。注浆压力一般控制在0．3Mpa；注浆量由现场试验确定。

3）盾构机通过既有线后既有线发生明显变形

提前准备双液注浆机械一套，水泥、水玻璃等相关应急物资若干。发现既有线有明显变形，迅速通过管片上预留的注浆孔进行双液注浆；采用水泥浆—水玻璃双液浆，具体的浆液配合比由注浆前及前几个孔注浆时的现场试验确定。

4）既有线发生明显变形而发生开裂、冒水现象。

立即通知监理、设计、业主和联系地铁既有线运营部门，进入地铁既有线进行处理。采用通过裂缝或冒水处注水玻璃进行止水，然后再注水泥-水玻璃双液浆的方法进行加固，防止继续变形。

2、喷水、涌泥

立即关闭螺旋输送机的后门，适当向前掘进，使土仓内建立平衡；通过刀盘的转动，将土仓内的土体搅拌均匀，然后将螺旋输送机的后门慢慢打开，开门度为30%，边掘边出土，始终保持土仓内压力稳定；掘进过程中向土仓内注入泡沫剂、膨润土；在喷涌严重上述措施难以控制时，在螺旋输送机出口栓接保压泵碴装置保压出碴；如以上措施效果不理想，则立即加入TAC聚合物。

3、非正常停机

盾构遇到不良地质而刀具损坏，地面又无加固条件的情况，采取气压换刀的形式进行刀具的更换；盾构遇到不良地质而刀具损坏且盾构土仓无法保压时，利用盾构机前盾上的超前注浆孔用单液浆的形式固结刀盘前方、顶部的土体，然后开仓换刀；停机土仓压力要大于推进过程中的土仓压力，油缸行程小于1m；盾构机在停机前，停止刀盘转动。盾构机在停机期间，进行24小时监测，及时采集数据并报告施工负责人并不定时地移动盾构机，防止盾构过长时间停机而受困。

4、暴风雨侵袭

下雨时做好隧道洞口封堵，防止雨水大量流入隧道内；每条隧道各配备三台泥浆泵，用于排除隧道积水。

5、地面、地下管线沉降超过控制值

1）地面沉降超过控制值

立即用低标号砼进行灌注，并在沉降超标处及周围加密布置监测点，每半个小时监测一次，直至确定地面沉降稳定才可放缓监测频率。如灌注完砼后地面沉降仍显著，则要及时在地面钻孔进行注浆，同时隧道内也要加强二次注浆质量控制；抢险人员随时观察地面情况，防止伤人。

2）地下管线沉降超过控制值

首先进行地面交通疏导，隔离事故现场，并拨打事故管线所属管理部门的应急电话，报告事故情况；在管线对应位置进行洞内注浆，控制地层变形，从而控制管线的沉降；根据监测情况，必要时在地面对管线实施跟踪注浆。

6、人员高处坠落

立即把人员撤离到安全地带；初步检查伤病员，进行现场急救和监护，采取有效的止血、防止休克、包扎伤口、预防感染、止痛等措施；呼叫救护车、现场继续施救，坚持到救护人员到达现场接替为止。

7、发生火灾

立即拨打火警电话110求助；组织义务消防队员扑救；采取切断电源、隔离和转移可燃物资等措施，控制火势；组织疏散人员和物资、抢救伤员；武警消防队未到达现场之前，组织人力疏通路障，保证人员、物资疏散畅通、车辆进出畅通无阻。

8、发生触电事故

立即切断电源，或用现场得到的绝缘材料等器材使触电人员脱离带电体；将伤员立即脱离危险地方，组织人员进行抢救；若发现触电者呼吸或呼吸心跳均停止，则将伤员仰卧在平地上或平板上立即进行人工呼吸或同时进行体外心脏按压；与当地急救中心取得联系。

9、发生机械伤害事故

先查看受伤人员的伤情，立即采取止血措施，防止大量失血后难于救治；和当地急救中心取得联系。

10、发生中毒事故

把人员撤离到安全地带；初步检查伤病员，进行现场急救和监护；呼叫救护车、现场继续施救，坚持到救护人员到达现场为止。

11、发生传染病传播

立即通知120急救中心，由急救中心医疗人员负责传染病人员的救治，并通知当地卫生部门采取防治措施。

6、应急队伍及应急物资

应急队伍以本项目施工管理人员、盾构队为主。如事故规模较大，本项目人员力量不足，则应急联络组马上联系其他工点的项目部，增加救援力量，把损失减至最小。

应急物资的准备是应急救援工作的重要保障，项目部应根据潜在的事故性质和后果分析，配备应急资源，包括：救援机械和设备、交通工具、医疗设备和必备越频、生活保障物资。

7、结语

事故应急是一项复杂的、系统的艰巨任务。一次成功的事故应急行动是需要在各环节各方面的共同保障下才能够实现的。只有充分根据隧道施工现场的实际情况，才能制定出科学、合理、全面的应急预案；只有在分析各种危险发生的可能性，保证各种应急反应资源处于良好的备战状态，救援人员训练有素的前提下，才能保证在紧急情况发生时，应急反应行动能按计划有序地进行[4][5]。

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[2]施毓凤,杨晟,孙力彤.城市轨道变通的安全管理问题[J]城市轨道交通研究.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]孙雍容,李凤菊.地铁施工应急预案编制及坍塌事故预案的探讨[J]城市轨道交通研究.2011;76-85.Yarong Sun,Fengju Li. Preparatory Emergency Plans for Safety Related Accidents during M etro Construction[J] .Urban Mass Transit.2011;76-85.

[4]何俊翘，跨越地铁既有线的隧道施工应急预案[J] 企业技术开发. 2012.7; 45-46。Junqiao Jun,Contingency plans across the existing subway tunnel construction. TECHN0LOGICAL DEVELOPMENT 0F ENTERPRISE2012.7; 45-46.

[5]佟淑娇,林秀丽,陈宝智.沈阳市地铁一号线土建施工应急预案[J]工业安全与环保.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.

1彭旭龙，长沙理工大学土木与建筑学院， 长沙 410114，女，出生年月1983.4.24，湖南湘乡，教师

2邓统辉，深圳市地铁集团有限公司，深圳，518000，男，出生年1983.7.19，湖南浏阳，工程师，硕士

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）