国产精品888,榴莲视频成人app,色香阁99久久精品久久久

52監測網 › 首頁 › 行業資訊› 專家報告

第96期地鐵盾構隧道安全智能運維

2020-8-19 12:01

來自: 52監測網收藏分享邀請

【52監測網】第96期地鐵盾構隧道安全智能運維

52監測網專家報告分享-第96期

《地鐵盾構隧道安全智能運維》

李家平上海申通地鐵集團有限公司

世界上第一條盾構法隧道：布魯諾爾（Marc Brunel）父子于1825年2月開建、1841年完成，1865年使用，泰晤士河隧道全長365m。在運行了130年后，因漏水嚴重，1995年倫敦地鐵管理當局對該段隧道關閉后進行維修，在隧道內增設型鋼和鋼筋然后采用“噴射混凝土”技術對隧道進行修復，于2010年6月對公眾再次開放。

地鐵隧道的重要性：

①地鐵安全、正常運行是城市運行的基本保障，其作用不可或缺和不可替代性，關注度高，突發狀況下影響巨大。

②結構安全是運營安全的前提，“皮之不存毛將焉附”。

③隧道結構多位于地下，相對封閉，施救困難。

需建立一套與網絡規模和社會要求相適應的隧道安全監控管理體系，“及時準確”的“預警、預控、維修、搶修”，確保地鐵隧道安全。

如何才能使得隧道長命百歲夢？

◇ 影響隧道長命百歲的主要因素

1. 地質條件 2. 建設質量：規劃、設計、施工 3. 地面沉降 4. 維修養護管理：結構病害的發現、隧道養護質量 5. 外部環境：非法加卸載——堆土、開挖、鉆探 6. 沿線鄰近施工影響：深大基坑及穿越施工等 7. 耐久性等

◇ 如何消除降低不利因素

答案：要從規劃、建設開始，實施全生命周期的質量管理：精心設計、精心施工（高質量、少病害）+精心維修養護（及時發現，高質量養護）→隧道長命百歲！

一、地質條件

二、建設質量

三、地面沉降

四、養護策略與管理制度

五、病害治理技術

六、智能運維新期待

內容介紹

一、地質條件

1.1工程地質條件

軟弱復雜地質條件對地鐵建設和運營都是不利的。

1.2水文地質條件

含承壓水地層：透水性高，一旦發生突涌，工程施工風險很大。

二、建設質量

2.1建設標準

百年大計結構為先，百年大計主要是指隧道結構本身質量。隧道是一切附屬設備敷設基礎，線纜一般30年左右的使用壽命甚至更低，世界上第一條盾構隧道使用達180年。

? 設計標準

GB 50157—2013《地鐵設計規范》第1.0.7 條：地鐵的主體結構工程，設計使用年限為100年。國外許多城市軌道交通的設計年限已經超過120年。

? 竣工質量驗收標準

國家和地方都發布了對施工質量相應驗收規定或標準。

2.2建設事故

結構缺陷比比皆是：如滲漏水、銹蝕、開裂、掉塊、張開、壓損、大變形，以及各類施工險情甚至事故。

（一）隧道透水

1、圣彼得堡1號線“森林站~英勇廣場站” 隧道坍塌

由于線路選擇、結構設計、特殊施工技術和運營期隧道維護等多方面失誤而造成重大工程事故。在施工過程中該區間隧道就曾兩次發生重大透水事故造成地面大范圍沉降和財產損失，且在運營二十年后又發生毀滅性事故，最終被迫停運報廢！

2、日本岡山縣一在建海底隧道發生塌陷

2012年2月7日，岡山縣石油煉油廠一條在建的海底隧道在掘進施工約135m后發生坍塌，海水迅速倒灌，人員來不及逃生，造成5人死亡。

（二）洞門漏水

1、地鐵漏水

2012年12月，地鐵端頭井拆封頭板時，隧道發生漏水漏砂，環間局部錯臺量達到18cm，后經注漿等措施控制了風險。隧道下臥地層為含承壓水砂性地層。

（三）基坑坍塌

1、新加坡地鐵車站基坑坍塌

2004年4月20日下午3:30,新加坡地鐵環線尼誥大道站在開挖至第10道支撐（約33m深度）發生嚴重的坍塌事故。造成4人死亡，3人受傷，工程被迫延期。

（四）凍結失效

1、德國Rastatt隧道事故

2017年8月12日，德國Rastatt地區萊茵河谷的鐵路下方，在4m的覆土下使用盾構推進軌交隧道時，由于凍結法失效，土體流失嚴重，導致含水的砂土和礫石地層中的水平凍結支護垮塌，造成隧道管片襯砌損壞，地層沉降，鐵路整體下陷。

三、地面沉降

過去因區域性進行深層大量取水、局部性工程活動及地面加載、地層固結等原因，地面會發生了明顯的不均勻沉降，形成明顯的沉降盆，凡通過該區域的地鐵隧道發生了顯著不均勻沉降。

四、養護策略與管理制度

理想隧道狀態

一條理想隧道襯砌：

管片完整無裂縫、無缺角、掉邊、掉塊；管片均勻、平整而拼縫小、不能跨縫看見螺栓；具有較好的正圓度；塊與塊，環與環之間錯臺量小；止水性能好，無滲漏水

4.1發現制度

4.1.1地面巡查制度

及時發現風險是保證隧道安全的首要。早發現、早報警、早處置是保證隧道安全基礎。地面巡查、隧道檢查、地面地下監測三項管理制度對及時發現風險是非常實用的。

地面巡查主要針對：臨近隧道違規鉆孔、傾倒渣土或挖土改變地表標高，違規施工等。

巡查方式：（1）人工GPS巡查（2）社會共治/網格化管理（3）無人機（4）衛星

4.1.2 變形監測

監測內容：縱向沉降、橫向收斂、水平位移、傾斜、錯臺、裂縫……

監測周期范圍：1、長期變形2、重點區段3、工程影響

（1）沉降監測

沉降測量主要內容：① 監測點布設原則 ② 監測頻次 ③ 水準控制點設置 ④ 現場監測 ⑤ 測量成果及應用

（2）收斂監測

隧道收斂測量常用設備：全站儀，激光測距儀，3D激光掃描，GRP5000，偶爾采用BASSETTE。方法：

①直徑法：直觀、簡單、高效 ②全斷面掃描法：詳細，但效率低 ③激光測距尺 ④巴塞特自動收斂系統

（3）水平位移監測

采用高精度全站儀實施。該方法可根據需要采取人工方法、也可選取具備自動測量功能的“測量機器人”型全站儀全自動測量。

（4）高架立柱傾斜監測

傾斜率=(O’A-Oa’)/A’a’

4.1.3隧道檢查制度

《軌道交通隧道病害檢查標準化操作細則》

? 病害分類標準化：

把隧道病害分為三大類10多小類。

? 檢修分離制度化：

巡檢工作成立專門的部門，按照檢修分離的制度實施，常規區段每半月巡檢一次、重點區段每周巡檢一次。

? 外業巡檢規范化：

采用巡檢儀，統一巡檢操作流程、病害分級標準等。

? 巡檢病害信息化：

病害庫錄入信息系統。方便查詢、分析管理。

4.2評估預警

通過每年監測數據和日常巡檢報告按照病害程度及發展速率分級管理。

? 沉降維修標準：曲率>1/3000；坡度>1.6‰；速率>0.6mm/月；

? 收斂維修標準（單圓通縫）：水平直徑變化>8cm；水平直徑變化>10cm

技術管理措施：加強監測，調整軌道，注漿堵漏等

關于評估標準思考：

? 要判定隧道是否安全需要數據、現象、標準來講話，需要數據與標準、指標進行對比。由于基礎設施的重要性，給出的判據一般是偏保守的。

? 是單一指標達到控制值就報警？還是綜合指標達到控制值報警？單一指標的權重是多少？

以上這些問題的解決需要大量工程支撐，這些都是我們正在思考和改進的地方。

4.3預控

安全保護區管理

地鐵要保，大樓要建，隧道要穿——地鐵安全&服務社會

隨著網絡化規模形成，鄰近地鐵隧道實施了數以百計的工程，這些工程施工都在不同程度上影響隧道結構安全。

4.3.1法律法規支撐

? 保護區劃定范圍

? 作業類型

4.3.2保護技術標準

由于深基坑高樓樁基、降水、堆載等各種卸載和加載的建筑活動對地鐵工程設施的綜合影響限度，必須符合以下標準：

1、在地鐵工程(外邊線)兩側的鄰近3米范圍內不能進行任何工程。

2、地鐵結構設施絕對沉降量及水平位移量≤20毫米(包括各種加載和卸載的最終位移量)。

3、隧道變形曲線的曲率半徑R≥l5000米。

4、相對變曲≤1/2500。

5、由于建筑物垂直荷載(包括基礎地下室)及降水、注漿等施工因素而引起的地鐵隧道外壁附加荷載≤20KPa。

6、由于打樁振動、爆炸產生的震動對隧道引起的峰值速度≤2.5cm/秒。

4.3.3 保護主要管理措施

（1）技術審查

? 深化和完善方案；提出作業意見及建議；專業單位進行復核驗算

工作原則：依法依規是技審基礎；技術掌控與預判是技審核心；適度措施安排是技審關鍵；現場控制決定結果預期；

技術審查：是規劃、施工審批前置條件，是行政審批的前置。通過對設計方案、施工方案的技術審查，把好方案的技術關口。其實，技審也是一個博弈過程！

工程安全、地鐵結構安全不可以試錯！

（2）現場監護

主要職責：

現場監護，落實技術審查意見；記錄工況與變形分析，加強各方溝通協調，確保地鐵安全。

① 結構邊線復核確認② 技術交底③ 地鐵結構初始狀態確認④ 工程工況記錄分析⑤ 地鐵結構狀態變化分析⑥ 如接近控制值，發整改單⑦ 如超標，預報預警⑧ 如嚴重超標或失效失穩，申請發布搶修預警，搶險工作⑨ 其他配合工作，與設計、建設、施工及其他單位協調溝通及信息傳遞⑩ 維修整治

4.3.4 保護管理信息化

4.4維修與搶險

隧道維修制度

根據對隧道檢查、監測檢測情況，對隧道病害進行分析、評估；查找病害產生的原因，實施有針對性的“分類、分級”維修養護治理制度，實施有序的“故障修、計劃修、預防修、狀態修或搶修”，以保障隧道結構安全始終處于可控狀態。始終貫徹“逢沉必注、逢損必固、逢漏必堵” 原則，確保隧道長治久安。

AA級：即刻上報，當天啟動；A級：次日上報，10個工作日啟動；BB級：定期上報，20個工作日啟動；B級：定期上報，30工作日啟動；C級：只檢不修

五、病害治理技術

5.1滲漏水處理

（1）隧道內部注漿堵漏：騎縫注漿或另開孔。使用聚氨酯或雙液漿

（2）壁后注漿堵漏：利用注漿孔注漿，使用聚氨酯多。

施工關鍵技術要點：注漿步序（水平、環向）；開孔深度；注漿次數；注漿壓力；注漿量

5.2道床脫開

壓注剛性環氧漿

5.3缺角掉塊理

掉塊、掉邊：堆膠補強，10分鐘后凝固

5.4滲沉降治理

（1）大范圍小錯臺沉降：雙液微擾動注漿抬升

在穿越工程，近距離施工、險情發生處及各類施工工程中，發揮了巨大作用！

（2）小范圍明顯的大錯臺沉降

主要施加鋼環：視管片破壞、變形情況調整鋼環寬度和位置，選擇騎縫鋼環或環內鋼環。

但需要注意：基面干燥，環縫填滿彈性環氧；如果錯臺很大，需要在跨環縫部位分別墊鋼板；需要嚴格按照操作規程施工：鋼板、螺栓、環氧是關鍵。

5.5收斂治理

一般治理方法：“上卸載、側糾偏、內加固”。

5.6其他重大病害

需注意設計、施工考慮不周或發生過施工風險的部位或區段：

1. 車站側墻為單墻結構的滲漏水及耐久性

2. 車站設置倒濾層的

3. 泵站頂、底板滲漏水

4. 泵站排水管存在設計、施工缺陷

5. 地面發生了較大區域性沉降

6. 建設施工期間曾發生過漏水漏砂或其它施工險情

7. 隧道交付使用時變形較大

8. 泵站施工時各類凍結管、測溫管、注漿管封堵不好

9. 道床引出了注漿孔

10.地面段鋪設整體道床但其下部為砂性土存在水土流失的

11.線路引導段多發生較大不均勻沉降

12.鄰近地鐵隧道實施大量的基坑工程和大口徑隧道穿越工程

13.數以百萬計的注漿孔管理問題

5.7隧道應急搶險

（1）應急處置關鍵（主要針對涌水）

早發現、早報警、早處置、“自救+他救”、堵/壓/撐/灌

隧道是拼裝結構，與車站相比，整環剛度更小，更脆弱，抵抗破壞能力更差，更危險。

（2）隧道安全性快速研判

隧道狀態安全與否決定搶險對策，需要快速做出，但同時又是很難的（同基坑安全判斷類似，資料不完整、情況復雜多變、空間狹小），需要豐富的設計施工經驗人員才能做到。一般情況下，判斷隧道結構狀態安全與否需要由測量數據與外觀檢查綜合判定。但在搶險時往往是無序的，也沒有充足的數據和外觀數據，只有根據外觀情況和有限資料，對隧道結構是否安全做出初判。“三看一聽”：看外觀、看數據、聽聲音、目測隧道變化發展趨勢，就可以對隧道的安全與否有大致研判。具體來講:

1）外觀目視檢查：

2）監測與估計：如有現場即刻測得的監測數據，結合檢查最好。

3）極限值參考

（3）搶險理念與搶險方法

1）隧道結構穩定是安全基礎→隧道結構穩定取決于敷設隧道的地層穩定→地層穩定取決于有無大的水土流失。歸根結底，取決于隧道是否漏水。

經對搶險工程梳理：凡是經搶險成功搶救過來的隧道都是首先把漏水堵住，支撐只起

到穩定結構的輔助作用。因此，快速堵住漏水是第一位的。

2）注漿堵水搶險方法——“堵/壓/撐”方法

3）關于注漿材料選擇

通常有單液、雙液漿可供選擇，應優先采用“大流量”的注漿泵壓注聚氨酯，可在較短時間內開始發泡（在冬季應注意提高漿液溫度，以達到速凝）。

4）對涌水處堆蓋水泥包。可以有效阻擋漏水速度，可延長了流水滲漏路徑，為注漿止水創造條件（有利于注漿液的發泡和成型）。

5）內部架設“米”字撐