一、不良地質(zhì)中盾構(gòu)施工風(fēng)險
1、盾構(gòu)處在承壓水砂層中,由于正面壓力設(shè)定不夠高,缺少必要的砂土改良措施以及盾尾密封失效,而引起正面及盾尾涌砂涌水導(dǎo)致盾構(gòu)突沉、隧道損壞;
2、在盾構(gòu)上部為硬粘土、下部為承壓水砂層時,由于硬粘土過硬很難頂進,而承壓水砂層則因受壓不足不能疏干而發(fā)生液化流失導(dǎo)致盾構(gòu)突沉;另因過硬粘土卡住密封艙攪拌棒使粘土與砂土不能拌合排出,致使盾構(gòu)下部砂土液化由螺旋器流出,導(dǎo)致盾構(gòu)底部脫空下沉;
3、超越沼氣層或其他原因形成的含氣層時(如氣壓法施工的隧道或工作井附近),如未探明其范圍和壓力、未事先進行必要的釋放、未采取防備毒氣和燃爆的措施,開挖面噴出的氣體及其攜帶的泥沙可能引起盾構(gòu)姿態(tài)突變、隧道突沉以及毒氣燃爆的災(zāi)害;
4、對沿線穿越地層中的透鏡體、洞穴或樁基、廢舊構(gòu)筑物等障礙物。未事先查明并做預(yù)處理或備有應(yīng)急措施,可能引起盾構(gòu)推進突沉偏移,盾尾注漿流失,致使地面沉陷過大,盾構(gòu)無法推進。
二、盾構(gòu)進出洞風(fēng)險
盾構(gòu)在工作井出洞或進洞時,需要鑿除預(yù)留洞口處鋼筋混凝土擋土墻,而后由盾構(gòu)刀盤切削洞口加固土體進入洞圈密封裝置,此過程中洞口土體及加固土體暴露時間較長,且受前期工作井施工方法及其施工擾動影響,容易因加固土體或洞圈密封裝置的缺陷而發(fā)生洞口水土流失或坍方。如遇飽和含水砂性土層或沼氣以及其他原因形成的含氣層(如氣壓法施工的隧道或工作井附近),更易發(fā)生向井內(nèi)的大量涌沙涌水而導(dǎo)致盾構(gòu)出洞磕頭或盾構(gòu)進洞突沉,甚至在盾構(gòu)進洞突沉中拖帶盾尾后一段隧道嚴重變形或坍垮,造成極嚴重的工程事故,并嚴重破壞周邊環(huán)境。由于盾構(gòu)進出洞事故概率較高,其后果可能極為嚴重,因此對關(guān)系到盾構(gòu)進出洞風(fēng)險的每個細節(jié)必須嚴格仔細的采取可靠的風(fēng)險控制措施。
三、盾構(gòu)穿越江河水底的風(fēng)險
當盾構(gòu)推進擠壓導(dǎo)致前方土體隆起過多,或盾構(gòu)處于飽和含水砂層中發(fā)生涌水突沉引起上方江底沉陷,產(chǎn)生涌水裂隙,致使大量河水由盾尾或開挖的缺陷處涌入而淹沒隧道。
四、旁通道施工風(fēng)險
1、旁通道凍結(jié)施工中,隧道鉆凍結(jié)孔防噴措施不當引發(fā)泥水噴涌;
2、旁通道凍結(jié)壁由于凍結(jié)管斷裂、滲漏而未能使冷凍圈全部交圈導(dǎo)致透水失穩(wěn);
3、臨時支護強度、剛度不夠或拆模過早,引起旁通道及連接隧道嚴重變形或坍塌;
4、旁通道凍結(jié)體凍脹融沉引起隧道變形過大而危害隧道安全。
五、盾構(gòu)穿越重要構(gòu)筑物的風(fēng)險
運營地鐵隧道、越江公路隧道及立交橋、高速鐵路等重要構(gòu)筑物的變形要求極其嚴格。在盾構(gòu)的穿越施工過程中稍有不慎,易對高靈敏度軟土產(chǎn)生相對較大的擾動,從而引起較大的地層損失率,導(dǎo)致被穿越的重要交通設(shè)施產(chǎn)生過大不均勻的變形,嚴重威脅城市交通命脈的運營安全,對社會產(chǎn)生較嚴重的后果。
六、盾構(gòu)穿越對沉降敏感的居民建筑物的風(fēng)險
一般居民建筑物為短樁或淺基礎(chǔ),對沉降極為敏感,且事關(guān)人民生活及生命財產(chǎn)安全。盾構(gòu)在其鄰近或下方穿越時,盾構(gòu)上方荷載變化較大且不均勻,且盾構(gòu)正面壓力及推進姿態(tài)難以掌控,此時既要避免正面壓力及同步注漿壓力不足引起沉陷,又要防止正面壓力及注漿壓力過高導(dǎo)致地層擾動過大或地面冒漿。同時還應(yīng)注意到盾構(gòu)隧道滲漏及自身長期沉降可能導(dǎo)致的地面沉降加劇的影響。
七、盾構(gòu)穿越重要管道的風(fēng)險
上水、煤氣、原水箱涵等管道為城市重要生命線,數(shù)量眾多,且其走向、埋深、年代、管材、接頭形成等變化較多,其允許變形較小且具有較大不確定性,盾構(gòu)穿越這些重要地下管道可能引起其沉降彎曲而泄漏或燃爆,影響管道的安全使用。
八、盾構(gòu)穿越鄰近樁基的風(fēng)險
盾構(gòu)穿越鄰近樁基,引起樁身水平或垂直位移超過一定限度而影響樁基承載安全,引起上方建筑物沉降、開裂甚至失穩(wěn)。
九、盾構(gòu)穿越地下障礙物的風(fēng)險
由于預(yù)處理措施不當或盾構(gòu)切削刀具事先配備不足,在盾構(gòu)穿越地下障礙物時,推進受阻、姿態(tài)頻動而致前方土體反復(fù)、過大擾動導(dǎo)致地層坍陷;刀盤前方清障時引起開挖面失穩(wěn)和坍塌;推力猛增或刀盤轉(zhuǎn)速較快而致刀盤刀具卡死、損壞甚至盾構(gòu)機癱瘓而無法正常推進。
十、惡劣氣候條件的風(fēng)險
臺風(fēng)、強暴雨等惡劣天氣導(dǎo)致的雷擊、鄰近河水暴漲、井口灌水、材料運輸及供電中斷等,風(fēng)險。