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盾构进洞突发洞门涌水事故应急演练现场处置方案

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2020年4月19日
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宁波市轨道交通1号线一期工程地下工程Ⅱ标

盾构进洞突发洞门涌水事故
应急演练现场处理方案

中铁隧道集团有限公司
宁波市轨道交通1号线一期工程TJ-Ⅱ标项目经理部
10月28日
盾构进洞突发洞门涌水事故应急演练现场处理方案
一、编制依据
1、指挥部《宁波市轨道交通工程突发事故及灾害灾难综合应急预案》
2、施工单位《综合应急预案》、《专项应急预案》和《现场处理方案》
二、事故场景模拟
大卿桥站～西门口站区间左线盾构即将进洞，地下连续墙已经破除，只剩下保护层混凝土，洞门出现少量浑水渗漏，采用快干水泥和棉纱进行封堵不见效，渗漏越来越大，并夹带泥沙，端头井周边管线、道路和建筑物安全受到严重威胁。大卿桥站接收端头地质剖面见图1。

图1 大卿桥站接收端头地质情况剖面图
三、应急处理流程
1、大卿桥站～西门口站区间左线盾构即将进洞，盾构机刀盘距离内衬墙外边缘3米。地下连续墙已经破除，只剩下保护层混凝土。洞门水平探孔位置处出现少量浑水渗漏，作业班组一边向值班领导汇报，一边立即用应急物资仓库的快干水泥和棉纱进行封堵。
洞门水平探孔深度为3米（从围护结构内边线起向结构外侧），见图1。

图1 水平探孔位置、深度示意图
2、封堵过程中发现漏水越来越大，并夹带泥沙，快干水泥+棉纱已无法封堵。端头加固体周围的备用降水井启用，但未见明显效果。根据现场漏水情况估算，渗漏流失土体约200立方米。值班领导决定进入抢险程序，同时按程序向项目经理和其它成员汇报。
3、项目经理启动应急预案，并向监理和指挥部工程处领导汇报；安全总监向安质处安全科汇报，技术负责人向安质处夏工监测监控管理中心汇报，财务部长向财务处汇报。
4、应急领导小组成员到场后，察看现场工况：盾构机刀盘距离内衬墙外边缘3米，地下连续墙已经破除，只剩下外侧保护层混凝土。初步判定渗漏水来源有两个：一个是盾尾的地下水，经过盾构与加固体间的空隙向刀盘方向漏水；另一个是地墙与加固体的夹缝漏水，并带有一定的压力。
应急领导小组根据上述判断决定成立五个小组相互配合进行堵漏，各个小组成员及抢险工作任务见表1。

表1 抢险小组内部分工及相应资源配置
序号
组别
抢险任务
主要设备
主要材料
主要人员
备注
1
洞门封堵组
1、首先查看洞门渗漏体积大小，利用项目部现场自有资源在水平探孔位置处进行封堵，并查看封堵效果；2、若封堵效果不理想，无法有效控制，则向指挥部报告，请求抢险队及相邻标段的支援。
现场自有抢险设备及应急物资；阿特拉斯钻机
油溶性聚氨酯20吨、注浆管
钻机司机、注浆司机

2
地面注浆组
1、在洞门封堵组完成对洞门渗漏水的初步封堵后，在盾构机南北两侧各1米处按照间距2米进行引孔；2、引孔完成后采用注浆花管压注水泥砂浆，对渗漏空洞处进行有效回填和封堵。
注浆机
φ50注浆花管、水泥、细砂
注浆司机，拌浆人员。

3
同步注浆组
1、在险情发生的同时立即在地面拌浆站进行水泥砂浆的拌制，为后续洞内继续同步注浆填充做好准备；2、在地面注浆组进行注浆的同时，同步注浆组开始在盾尾继续压注水泥砂浆，对盾尾空洞区域进行填充和封堵。
盾构机同步注浆设备、砂浆运输车

盾构主司机、掘进班、电瓶车司机

4
超前注浆组
1、将盾构机内部现有的注浆孔打开，在盾构机中体部位进行压注水泥浆，盾尾洞门之间的孔洞区进行填充和封堵；2、根据现场情况决定是否需要在盾构下部打设超前注浆孔，如有需要及时安排盾构机维保人员进入开始打设、安装下部注浆孔。
注浆机、盾构机中体部位打孔设备、砂浆运输车
注浆球阀、水泥、细砂
盾构司机、掘进班、维保班、电瓶车司机

5
管片注浆组
1、掘进班采用钻孔设备将盾尾后倒数第三、第四环管片的吊装孔凿穿，并安装注浆球阀；2、掘进班从洞外运输注浆设备及水玻璃至盾尾位置，开始在盾尾管片注浆孔向外压注水玻璃，使其与前4组压注的水泥浆形成快硬浆液，最终使渗漏得到有效控制。
管片钻孔设备、注浆机、砂浆运输车
注浆球阀、水玻璃
电瓶车司机、掘进班

根据现场工况，拟进行后续处理流程为：
（1）首先对险情发生范围内的所有管线按照管线图纸进行核实，并在现场标识带压高危管线的具体位置及走向，如煤气管线、给水管线及污水管线等，若有处于危险区段内的管线，应及时报告产权单位进行临时关闭处理，避免出现爆裂、渗漏等事故。
经过现场勘察，在靠近西门口站西端头存在一根南北向的电力排管，距离洞门约18米，影响较小，在抢险过程中加强对该管线的监测和巡视，出现异常及时报告产权单位；在盾构机停机位置正上方存在一条南北向走向的φ500mm铸铁给水管（模拟管线），由于其位置正好处于渗漏坍孔范围上方，极易出现铸铁水管爆裂、漏水，从而加剧险情的进一步扩大。现场抢险领导小组立即报告管线产权单位，确定该段铸铁水管在两端的阀门位置，在注浆抢险之前及时将其关闭，确保安全。
（2）在向指挥部汇报险情的同时，启用项目部级别的应急抢险程序，动用项目部应急抢险物资，尽最大能力开展自救。若项目部级别仍无法有效控制险情，指挥部协调抢险队阿特拉斯钻机进场，在地面距离地墙外侧约1.5米位置打设注浆孔，孔深超过三轴搅拌深度1米范围，钻孔完成后开始压注油溶性聚氨酯，将洞门进行封堵。阿特拉斯钻孔位置见图2。

图2 阿特拉斯钻孔示意图
（2）阿特拉斯钻机钻孔完成后，在地面沿着盾构掘进方向在盾构轮廓线南、北距离盾构1米处两侧分别引孔，引孔间距2米，引孔深度至加固区底部1米，引孔完成后，注浆机进场在孔内压住水泥浆，对漏水地层孔隙进行填充、封堵。引孔、注浆位置见图3。

图3 盾构南北两侧引孔示意图
（3）盾构机内部同步注浆设备运行，继续在盾尾注入水泥浆，对盾尾地层进行填充、封堵。

（4）盾构机超前注浆孔打开，同时压注水泥浆对盾构中体部位进行填充、封堵。盾构机超前注浆孔仅设置在上半断面，如需全断面注浆形成环箍，需要重新开孔。具体办法如下：
在盾壳上需开孔的位置，先焊接一个带闸阀的φ25钢管，焊好后打开闸阀，用直径φ18的麻花钻向外打孔，盾构机的钢板厚度为40mm，钻头钻至38mm的深度时停止钻进（防止钻透后水冲入手电钻造成操作人员触电），然后将φ16的钢棒放入孔中用大锤向盾构机外冲孔，冲通后迅速抽回钢棒，并立即关闭闸阀，连接注浆设备注浆。在盾构机上设置注浆孔的同时，向洞内运送注浆设备和材料。盾构超前注浆孔示意见图4。

图4 盾尾管片注浆示意图
注浆浆液采用水泥液浆，水泥浆采用P.O 32.5普通硅酸盐水泥拌制，水灰比1:1。
（5）将盾尾后部倒数第三、第四环管片吊装孔凿通，在盾尾倒数第三、第四环管片凿通位置处压注水玻璃，使其与之前在盾尾同步注浆孔、超前注浆孔以及地面钻机引孔压注进入土体的水泥浆充分混合，形成快速凝结浆液，将盾构前、后、左、右水路进行有效隔断，最终将涌水、涌砂进行有效封堵，险情逐步得到控制。盾尾管片吊装孔注水玻璃位置见图5。

图5 盾尾管片注浆示意图
6、其它小组按职责投入抢险：
（1）安全警戒组在危险区域拉好警戒带，保持抢险道路畅通，注意引导车辆。
（2）对外协调组马上联系相关管线等部门（模拟拨打电话），落实好协助抢险工作。做好外来救援单位的引导、接待等工作。
（3）物资保障组组织抢险人员将抢险设备、材料就位。
7、监测人员继续进行监测，直至周边地表、管线、建筑物沉降稳定，应急监测小组才能停止监测。
四、演练实施组织架构
序号
小组名称
组 长
成 员
主 要 职 责
1
总指挥
朱指挥

负责启动指挥部应急预案，组织指挥联动抢险。
2
副总指挥
张付林

协助总指挥的工作，及时向总指挥汇报现场动态。
3
现场指挥
肖广良

全面指挥现场抢险，根据技术监测组的建议确定抢险方案，负责应急预案和抢险方案的现场实施；组织、协调各应急小组、抢险分队按职责分工参与抢险工作；及时向副总指挥汇报现场动态。
4
现场抢险组
陈明清
Ⅱ标抢险队
根据Ⅱ标《综合应急预案》、《现场处理方案》，负责组织Ⅱ标应急资源，采取措施控制事态，并及时将抢险进展上报现场指挥。
郑世加
Ⅰ标抢险队
根据指挥部应急预案和总指挥的抢险安排，组织调运应急物资协助Ⅱ标抢险，并及时将抢险进展上报现场指挥。
潘月明
Ⅳ标抢险队
根据指挥部应急预案和总指挥的抢险安排，组织抢险队伍协助Ⅱ标抢险，并及时将抢险进展上报现场指挥。
袁洪芳
指挥部抢险队
根据指挥部应急预案和总指挥的抢险安排，组织指挥部抢险队力量协助Ⅱ标抢险，并及时将抢险进展上报现场指挥。
5
技术监测组
林平
指挥部监测监控管理中心、设计单位相关负责人、Ⅱ标技术负责人、工程部负责人、总工办、监测负责人、
勘察事故现场，协助现场指挥确定抢险方案，组织监测单位进行监测，并及时上报监测信息，提供技术支持；根据监测信息适时调整抢险方案；组织联络专家小组成员，协助专家组制定抢险方案。

专家组

朱继文、刘斌、孙平利
参与演练方案和脚本的制定、讨论、完善；根据现场情况，参与制定应急抢险方案。
6
物资保障组
Ⅱ标机电总工张友伟
Ⅱ标设物部负责人、机电、物资人员
根据抢险方案配备应急设备物资，为抢险人员配备安全防护用品；负责抢险时后勤的组织保障工作，保障通讯信息畅通；安排到场观演车辆停放；联络各标段参与现场抢险物资，统一记录调配。
7
安全警戒组
指挥部安质处安全科吴墀忠
第三方安全监理、Ⅱ标余振忠、Ⅱ标安全员、Ⅱ标监理
负责演练前的安全检查，保障演练安全；组织危险区域的人员撤离和警戒，维持现场秩序，保证交通畅通，并引导外来救援力量进入工地抢险；负责完成演练记录、现场保护、标记和拍照，配合交警部门进行交通管制；组织演练评估和调查，完成安全监督部门的汇报和备案。
8
对外协调组
指挥部办公室相关负责人
标书记、Ⅱ标办公室负责人
接待受邀人员；配合指挥部新闻报道组的信息发布工作，负责事故的善后处理工作。

拍摄组
指挥部办公室相关负责人
指挥部办公室相关负责人、指挥部安质处相关负责人、Ⅱ标业主代表
组织演练预拍工作；参与场地布置；拍摄记录整个演练过程。
五、应急物资清单
序号
设备/材料
名 称
型号/规格/功率
数 量
存放位置
演练重点
物资
1
双液注浆泵
SYB-60/5
1台
应急物资仓库
☆
搅拌桶
SB300
1套

贮浆桶
SS400
1套

高压注浆管
1″
20米

2
泥浆泵
30m扬程、7.5KW
2台
应急物资仓库

3
潜水泵
30m扬程、15KW
2台
☆
4
帆布水管
按水泵配备
20卷

5
切割机
（含10套刀片）
1套
施工现场
☆
6
挖掘机

1台
施工现场

7
工程车

3台
施工现场

8
汽车吊

1台
施工现场

9
空气压缩机
0.6m³
3台
施工现场
☆
10
小型电焊机
2X7-400
4台
施工现场
☆
11
配电盘

4件
应急仓库
☆
12
电缆盘
16平方
1个
应急仓库

13
照明灯具

3套
应急仓库

14
防潮照明灯
电池式
5只
应急仓库

15
普通水泥

2吨
施工现场
☆
16
双快水泥

200Kg
应急物资仓库
☆
17
编织袋

3000只
应急物资仓库

18
阀门
50mm(带20cm管子)
10个
应急物资仓库
☆
19
棉纱

20Kg
应急物资仓库
☆
20
常见工具

1套
应急物资仓库

21
铁锤
4磅
1把
应急物资仓库

22
手电钻

2把
应急物资仓库
☆
23
钻头
18mm
20支
应急物资仓库

24
膨胀螺丝

1袋
应急物资仓库

25
锥形木塞

20
应急物资仓库

26
小推车

4辆
应急物资仓库
☆
27
钢板
10mm
10m2
施工现场
☆
28
氧气、乙炔

2套
危险品仓库
☆
六、安全保障措施
1、保障演练设备、设施性能完好，安排专人检查维护，规范演练时的用电安全；
2、对演练人员进行交底，确保参演人员明确演练方案和流程，掌握设备、设施安全使用方法和演练安全注意事项；
3、合理规划场地，设置观摩区和演练区，保证演练通道畅通，观摩人员应听从现场安排，非演练人员不得进入演练区域；
4、安排专人引导车辆进出工地，与交警沟通，确保车辆出入安全；
5、演练过程中有专人监控，及时消除安全隐患；
6、演练结束后按秩序离场，清理演练现场。