水底隧道风险源分析

涌水涌砂事故；隧道整体上浮；高水压管片接缝的渗漏水事故。盾构穿越江中段风险事故及可能原因分析如下：

1）盾构机前方遇有主航道有沉船，枯树，孤石，哑炮（弹）不明障碍物事故：由于地质以及历史等等原因，盾构机穿越江中段时，前方有可能遇有主航道有枯树，孤石，哑炮（弹）不明障碍物。地下障碍物的存在会给盾构机的正常推进带来不利影响：首先导致可能引起刀盘磨损，从而不能正常开挖，影响工期。而更换刀盘不仅耗费不必要的资金，而且由于地下隧道特殊的条件，使刀盘更换难度增加，耗费不少时间；其次，障碍物可能致使扭矩突然增大，导致主轴承断裂，机器瘫痪。地下障碍物主要有沉船、透镜体、木桩、抛石、防洪堤、管线等。发生此类事故的原因可能是地质勘探不完全反映穿越地层以及历史上的资料收集不完整等。

2）浅覆土，高水压，粉砂层产生开挖面冒顶事故：一般来说，越江盾构隧道在江中段时，覆土较浅，水压较大，碰到不良地质条件如支护压力设置不当，极易发生开挖面的失稳事故。

3）隧道整体上浮：越江盾构隧道在江中段时，覆土较浅，水压较大，根据以往越江隧道的建筑经验来看，隧道整体上浮的可能性较大，因此要防止上浮量过大。

4）盾尾注浆冒浆密封失效引起涌水涌砂事故：盾构穿越江中段时，如盾尾注浆压力不足，注浆量过少时，易发生上覆土坍塌，引起涌水涌砂事故；反之，如果注浆压力过大，也可能发生冒浆密封失效引起涌水涌砂事故。

5）高水压管片接缝的渗漏水事故：盾构穿越江中段时，若管片接缝的防水施工质量不良，易发生渗漏水事故。

4.1.5.3超大盾构工作面失稳风险

泥水加压式盾构在掘进过程中，泥水不断循环，开挖面的泥膜因受刀盘的切削而处于形成—破坏—形成的过程中。开挖面的动态变化及掌子面前方不确定的地质因素，可能导致的安全风险如下：

1）致使前方地表或江底产生较大隆起或沉陷；

2）掌子面前方遭遇流砂或发生管涌，盾构机将发生磕头或突沉； 3）推进过程中出现超浅覆土将导致冒顶、江水回灌、泥水冒溢等事故； 4）承压水引起突然涌水回灌，盾构正面塌方。 超大盾构工作面失稳风险可能原因分析如下：

1）支护压力过小导致开挖面前方土体大量进入泥水舱，引起地基发生过大沉降，甚至地表坍塌；

2）支护压力过大，则容易产生地表隆起，如果处于江底，开挖面土体失稳有可能产生沟通隧道与江水的水力通道，造成江水回灌和淹没隧道。

4.1.5.4盾尾密封事故风险

盾尾密封主要是防止地下水、泥水和壁后注浆浆液渗入盾壳后部，确保开挖面的稳定和盾构的正常掘进。由于盾尾密封装置随盾构机移动而向前滑动，当其配置不合理或受力后被磨损和撕拉损坏时，就会使密封失效，注浆浆液、地层中水（或江水）、砂涌入隧道，造成开挖面失稳，地表过大沉陷（江中段严重时可能产生冒顶）。

4.1.5.5施工中地层移动风险

施工中地层移动风险事故及可能原因分析如下：

1）盾构到达前的变位。在盾构的掘进过程中，由于开挖面涌水、管片拼装不良等种种原因引起地下水位降低，从而引起开挖断面之前相当距离的观测点的沉降。

2）盾构到达时的地层变位。这种地层变位是在开挖面靠近观测点并达到观测点下方这个过程中所产生的沉降或隆起现象，是因为土体的应力释放或盾构开挖面的反向土压力、盾构机周围的摩擦力等作用产生的地层变位。

3）盾构通过时的地层变位。这种地层变位是因为由于盾构机的通过破坏了原来的土体的状态，造成了土体的扰动所致。

4）盾尾通过后瞬间的地层变位。由于盾尾间隙的存在，上方及周围土体应力释放，引发了土体的塑形变形，从而产生了较大的地层变位。

5）地层后期固结变位。在软土地区，相当长的一段时间内，盾构机过后扰动的土体将继续发生固结沉降及蠕变沉降，产生了后期变位。

4.1.5.6盾尾冻结法施工风险

盾尾冻结法施工风险事故及可能原因分析如下：

1）造成盾构机变位。冻结过程中盾构机受冻土力的作用，可能会发生盾构机的变形从而造成隧道横向断面变形，从而影响隧道的椭圆度。

2）造成管片环开裂。冻结过程中盾构机受冻土力的作用，由于隧道横向断面变形，隧道管片受压过大可能发生开裂情况。

3）冻结仪器故障造成冻结效果降低。可能发生突然断电、冷冻液断货或备料不足、冷冻液质量问题及温度表失灵等。

4）解冻阶段施工风险：一方面，解冻会引起地基变形，造成地面沉降和地下管线受损。另一方面，隧道会在冻涨之后发生回缩变形从而导致渗漏水。

4.1.6 联络通道的设计与施工风险

联络横通道的主要作用是：(1)为养护维修人员提供左右线之间的便捷通道；(2)紧急情况下人员的疏散；(3)紧急情况下消防、救援人员的进入。

近年来国内联络通道施工过程曾出现重大事故，因而联络通道的设计与施工风险不容忽视。有一种意见是在江底尽可能少或干脆不设联络通道，以避免风险。目前国内没有关于水底隧道联络通道的规范，但国外却明确规定其间距不得大于250 m，随着以人为本意识的提高，设置联络通道以方便火灾状况下的逃生必然会在国内达成共识。

4.1.7 工期的风险

由于水底隧道本身面临的技术、管理上的风险，也就决定了其面临着工期的风险，控制住了技术、施工风险，也就控制住了工期风险。但如何通过提高施工速度缩短工期，带来高投资效益、高的安全性和耐久性，避免重大风险的发生是值得研究的。目前国内和国外在盾构隧道施工的技术差别不大，但管理水平和提高管理水平的意识上却有相当大的差别