地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險源及典型事故的研究

前言

　　就世界建筑業(yè)的發(fā)展趨勢而言，19、20世紀是以占有大量地面土地資源為代價，修筑公路、鐵路、橋梁、機場和爭先恐后向空中延伸、建筑高樓的世紀。自“二戰(zhàn)”至今，世界人口迅速增加，城鎮(zhèn)化進程加快，科學(xué)技術(shù)突飛猛進，城市的建筑有必要（地面土地資源的局限）也有可能（非開挖技術(shù)水平的提高）從地上轉(zhuǎn)向地下開拓空間，因此，21世紀被稱為地下空間開發(fā)的世紀。　　作為最大的發(fā)展中國家且人口超過13億的中國更是如此。自2000年以來，隨著地鐵、鐵路、公路、水力、電力等地下T程的大規(guī)模建設(shè).盾構(gòu)法隧道技術(shù)從廣州（1995年）在復(fù)合地層中大膽嘗試并成功應(yīng)用之后，迅速推廣到全國各個地下空間開發(fā)領(lǐng)域。進入21世紀后僅10年時間，最大直徑的盾構(gòu)機（直徑15.3 0米）在中國上海成功應(yīng)用，盾構(gòu)機臺數(shù)由10余臺迅速增加到300余臺；施工隊伍從不足10家發(fā)展到超過50家，世界上著名的盾構(gòu)機廠家，例如海瑞克、威爾特、小松、二三菱、羅瓦特、羅賓斯等紛紛落戶中國，獨資、合資或合作辦廠，使得中國成為世界上盾構(gòu)機生產(chǎn)、加工和應(yīng)用最多的國家，盾構(gòu)法隧道建設(shè)規(guī)模占世界1／4強。盾構(gòu)法之所以如此快速地發(fā)展，是因為與傳統(tǒng)的暗挖法相比，盾構(gòu)法在施工安全、工程進度、質(zhì)量保障、環(huán)境保護和施工人性化等方面的優(yōu)越性非常明顯，并且其投資的優(yōu)勢也逐漸顯現(xiàn)。因此，能用盾構(gòu)法的隧道工程基本上都采用了盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)事業(yè)的蓬勃發(fā)展令國人深感自豪。　　近年來，隨著工程項目、規(guī)模和數(shù)量的急劇擴大，盾構(gòu)施工過程中安全事故和質(zhì)量事故總量也呈現(xiàn)明顯上升的趨勢。例如，僅在盾構(gòu)開倉檢查更換刀具過程發(fā)生的5起意外事故中，就有10名盾構(gòu)工作者不幸遇難，這些事故極大地影響了盾構(gòu)事業(yè)的健康發(fā)展，令人深感不安和憂慮?！　∶鎸Α凹憋L(fēng)暴雨式”的大規(guī)模的盾構(gòu)法隧道建設(shè)，面對盾構(gòu)事業(yè)人力資源的緊缺和系統(tǒng)技術(shù)積累的不足.要使盾構(gòu)事業(yè)可持續(xù)地良性發(fā)展，當務(wù)之急是：系統(tǒng)地總結(jié)10余年來全國盾構(gòu)工程的經(jīng)驗（尤其是教訓(xùn)）。研究提出風(fēng)險控制理論；培訓(xùn)大批盾構(gòu)專業(yè)人才，制定風(fēng)險控制規(guī)范或規(guī)程，以指導(dǎo)盾構(gòu)工程安全生產(chǎn)。　　令人感到欣慰和難能可貴的是，早在15年前，我在廣州地鐵做總顧問時的同事，也就是本書作者等同人.一直堅定不移地朝著這個方向努力。作者在親自主管或監(jiān)理了廣州地鐵100多臺次盾構(gòu)機在復(fù)合地層艱苦實踐的基礎(chǔ)上，認真地考察、學(xué)習(xí)并收集了深圳、北京、上海、天津、沈陽、成都、西安、南京、杭州等城市的鐵路、水力、電力領(lǐng)域的盾構(gòu)施工經(jīng)驗，通過多年的系統(tǒng)研究和分析，首次提出并創(chuàng)立了許多盾構(gòu)工程風(fēng)險管理的新觀點和新方法，例如，“盾構(gòu)工程管理以風(fēng)險管理為核心的理念”，并且將盾構(gòu)施lT風(fēng)險源概括為三大類，即地質(zhì)、盾構(gòu)機適應(yīng)性和“人”。按人們的認知能力來分，一是可預(yù)測的，二是不可預(yù)測的。

內(nèi)容概要

隨著盾構(gòu)技術(shù)在我國的迅猛發(fā)展，盾構(gòu)事故也相應(yīng)增多，造成的損失和影響也很大。    風(fēng)險管理是貫穿盾構(gòu)施工始終的一項極為重要的工作。大部分風(fēng)險可預(yù)測，可預(yù)防；部分風(fēng)險可預(yù)測，難預(yù)防；還有部分風(fēng)險無法預(yù)測。    盡管盾構(gòu)施工中的事故難以百分之百地避免，但這絕不是人們在問題面前無所作為的借口，正相反，因為有難度，才要去研究。本書無意給出切實可行的具體辦法，但提供了一些思路。    本書主要供從事盾構(gòu)施工的工程技術(shù)人員參考，其中的資料和數(shù)據(jù)可供教學(xué)和科研之用。

作者簡介

竺維彬：
    教授級高級工程師，廣州市地下鐵道總公司副總經(jīng)理，建設(shè)事業(yè)總部總經(jīng)理。
    主要專著：《復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)》、《廣州地鐵三號線盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)研究》、《盾構(gòu)施工監(jiān)理指南》。

書籍目錄

序前言緒言緒言第一章　盾構(gòu)施工風(fēng)險源識別概論  第一節(jié)　風(fēng)險源識別的理論合理性與實際可操作性    一、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險管理的歷史和應(yīng)用理論    二、風(fēng)險識別理論應(yīng)用案例      　【案例1—1】廣深港鐵路客運專線獅子洋隧道SD Ⅱ和sDⅢ標風(fēng)險評估      三、盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險分類及其特點      四、盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險源識別的三維程式      五、風(fēng)險源三維程式的應(yīng)用      六、應(yīng)用中的四個主要問題  第二節(jié)　地質(zhì)風(fēng)險源的識別    一、巖土形成的地史    二、地層的組合    三、巖石地層的巖性和地質(zhì)構(gòu)造      四、風(fēng)化作用    五、盾構(gòu)施工的不良地質(zhì)層     　 【案例1-2】杭州地鐵一號線濱江站——富春路站盾構(gòu)區(qū)澡通過含沼氣砂層   　 【案例1-3】廣州地鐵三號線漢溪長隆站——番禺市橋站區(qū)間盾構(gòu)施工CO突出     　 【案例1-4】廣州地鐵二號線北延段和三號線機場線將在煤礦的采空區(qū)附近通過    第三節(jié)　盾構(gòu)機適應(yīng)性風(fēng)險源識別    一、盾構(gòu)機的分類    二、盾構(gòu)機應(yīng)用風(fēng)險  　  【案例1-5】廣佛線南桂路站——桂城站區(qū)間盾構(gòu)機選型     　 【案例1-6】廣州地鐵六號線大坦沙站——黃沙站區(qū)間盾構(gòu)機刀具的選擇      　【案例1-7】廣州地鐵三號線瀝滘站——大石站區(qū)間刀盤在隧道內(nèi)破裂解體      　【案例1-8】廣州地鐵四號線大學(xué)城北站——大學(xué)城南站區(qū)間螺旋輸送機扭矩不足      　【案例I-9】泡沫注入管難以疏通      　【案例1-10】滾刀數(shù)量配置不足      　【案例1-11】加工工藝不能滿足鋼結(jié)構(gòu)剛度要求    第四節(jié)　人為風(fēng)險源    一、心智模型風(fēng)險    　【案例1-12】開艙事故    二、人的能力、素質(zhì)    　【案例1-13】盾尾出現(xiàn)明火      三、施工管理風(fēng)險    　【案例1-14】盾構(gòu)機進人工作井不安裝密封止水橡膠簾布造成涌水涌砂  第二章　盾構(gòu)施工典型事故  第一節(jié)　盾構(gòu)機機械事故    一、舊盾構(gòu)機再使用風(fēng)險    　【案例2-1】廣州地鐵一號線烈士陵園站——公同前站區(qū)間大齒圈破損      　【案例2-2】廣州地鐵三號線珠江新城站——客村站區(qū)間舊刀盤牛腿開裂的維修      　【案例2-3】廣州地鐵三號線珠江新城站——客村站區(qū)間三連體刀箱損壞      　【案例2-4】舊盾構(gòu)機再使用的評估和程序      二、異常磨損造成的設(shè)備和刀盤刀具損壞    　【案例2—5】北京地鐵某區(qū)間刀盤刀具磨損      　【案例2-6】深圳地鐵一號線某區(qū)間刀盤前結(jié)泥餅，致使大軸承密封圈失效      　【案例2—7】廣州地鐵四號線大學(xué)城北站——大學(xué)城南站區(qū)間左線刀盤刀具異常磨損      　【案例2—8】刀盤刀具在沙礫巖中的異常磨損      　【案例2-9】成都地鐵一號線某區(qū)間盾構(gòu)機刀盤刀具在礫石地層中磨損      三、施工操作或材料原因造成的設(shè)備損壞或故障    　【案例2-10】廣州地鐵三號線瀝滘站——大石站區(qū)間盾構(gòu)機千斤頂斷裂     　【案例2-11】管片安裝器吊裝頭斷裂    　【案例2-12】溜車事故造成設(shè)備損壞    四、電路、油路、管路故障和事故    　【案例2-13】廣州地鐵一號線管片安裝器油管爆裂事故      　【案例2-14】廣州地鐵五號線魚珠站——大沙地站區(qū)間主軸承油管連接錯誤事故      　【案例2-15】泡沫管堵塞故障    　【案例2-16】泥水盾構(gòu)機排漿管堵塞及對應(yīng)措施      　【案例2-17】泥漿泵被擊破    五、盾尾尾刷失效    　【案例2-18】廣州地鐵三號線大石站——漢溪長隆站區(qū)間尾刷失效      六、不明原因造成的設(shè)備損壞    　【案例2-19】廣州地鐵三號線珠江新城站——客村站區(qū)間舊盾構(gòu)機大齒圈內(nèi)發(fā)現(xiàn)異物    第二節(jié)　盾構(gòu)施工引發(fā)的地面沉隆和建筑物損壞事故    一、盾構(gòu)施工方法對地面沉降控制的局限性    　【案例2-20】廣州市軌道交通二／八號線延長線盾構(gòu)1標(東曉南路站——江泰路站區(qū)間)房屋傾　　……第三章　避免盾構(gòu)施工事故的討論參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章　盾構(gòu)施工風(fēng)險源識別概論　　第一節(jié)　風(fēng)險源識別的理論合理性與實際可操作性　　一、盾構(gòu)隧道建設(shè)風(fēng)險管理的歷史和應(yīng)用理論，　　風(fēng)險管理是一門新興的管理學(xué)科，最早起源于美國。1929—1933年，由于受到世界性經(jīng)濟危機的影響，美國約有40％左右的銀行和企業(yè)破產(chǎn)，經(jīng)濟倒退了約20年。美國企業(yè)為應(yīng)對經(jīng)營上的危機，許多大中型企業(yè)都在內(nèi)部設(shè)立了保險管理部門，負責(zé)安排企業(yè)的各種保險項目。當時的風(fēng)險管理主要依賴保險手段?！　?938年以后．美國企業(yè)開始對風(fēng)險管理采用科學(xué)的方法，并逐步積累了豐富的經(jīng)驗。20世紀50年代．風(fēng)險管理發(fā)展成為一門學(xué)科，風(fēng)險管理一詞才形成。　　20世紀70年代以后逐漸掀起了全球性的風(fēng)險管理運動。隨著企業(yè)面臨的風(fēng)險的復(fù)雜多樣和風(fēng)險費用的增加，法國從美國引進了風(fēng)險管理并在法國國內(nèi)傳播開來。與法國同時，日本也開始了風(fēng)險管理研究?！　〗?0年來，美國、英國、法國、德國、日本等國家先后建立起全國性和地區(qū)性的風(fēng)險管理協(xié)會。1983年在美國召開的風(fēng)險和保險管理協(xié)會年會上，世界各國專家學(xué)者云集紐約，共同討論并通過了“101條風(fēng)險管理準則”，它標志著風(fēng)險管理的發(fā)展已進人了一個新的發(fā)展階段。　　……

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