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近年来，尽管应用盾构法已成功应用于一批特大直径的海底隧道和城市道路隧道工程，但由于项目多处于环境敏感区域，地质条件复杂、不确定因素多，施工难度大，建设过程中存在隐患和发生事故的可能性。中国工程院钱七虎院士在中国（上海）国际隧道工程研讨会主旨论坛上作了《大盾构掘进的事故及对特大盾构工程的思考》报告，结合工程实践中大直径盾构掘进出现的常见问题，研判分析工程建设风险，并提出了有效的解决措施和建议。

报告视频

TechnicalReport

钱七虎院士对于国内外16米级及以上特大盾构工程进行了系统梳理，结合技术经验积累，对于国内外的大盾构掘进主要事故案例进行了剖析，同时对未来特大盾构所面临的挑战进行了研判并进行深度思考，包含特大盾构带来的事故风险、盾构选型、常压刀盘与常规刀盘的选择、管片盾尾脱出后的上浮风险等内容。

议题聚焦

Communications

国内外16米级特大盾构工程初步统计

钱七虎院士在报告中统计了国内外直径15.5m以上具有代表性的特大盾构工程，其中国外超大直径盾构以土压盾构居多；国内以泥水盾构居多。

大盾构掘进主要事故及其初步分析

■主轴承损坏失效：直接损坏包括润滑失效造成轴承疲劳、荷载过大造成轴承失效、微动磨损造成轴承套圈破坏以及接触疲劳造成部件失效；密封失效包括油脂量不足，油脂溢出压力不足与水土压力过大，超过油脂阻力两种。

■管片拼装脱出盾尾后上浮：原因包括（1）管片脱出盾尾后未及时填充或浆液凝结速度慢，成型密封管片环在高密度的液态砂浆中受到浮力更大；（2）盾尾间隙与管片外圈与开挖土体间的空隙加大，管片上浮空间和上浮量随之增大；（3）盾构主机的高长比加大，盾尾后方同步注浆浆液流入前舱，脱出盾尾管片上部外圈砂浆填充不密实，加大上浮趋势。

■刀具磨损随盾构直径增大而加剧：盾构刀具磨损长度与刀具配置部位半径成正比，随着盾构直径的增大，刀具轨迹长度增加，刀具磨损加剧；大直径盾构掘进过程中遇复合地层的可能性更大，刀具配置适应性复杂，更易引起刀具磨损问题。

■刀盘前泥饼粘结、渣土滞排、刀盘升温：设置开口部位刀盘开口率的均匀度不好（或不合理）将导致刀盘前泥饼粘结、渣土滞排、刀盘升温等风险增大。

盾构结泥饼图

对特大直径盾构挑战的思考

■特大直径盾构带来的事故风险：（1）主轴承尺寸不匹配刀盘直径将导致接触疲劳引起的轴承损坏风险增大；（2）盾构直径增大，渣土舱压力不均匀度增大，局部大压力超出油脂阻力，导致主轴承密封失效风险增大；（3）管片脱出盾尾后受到的浮力比常规盾构隧道管片受到的浮力更大，控制隧道上浮的风险和难度加大；（4）盾构直径增大，刀具磨损损坏的概率和风险大大增加；（5）受到制造的限制及影响，刀盘中心的开口率也随之降低，使盾构刀盘结泥饼的风险和概率大大增加。

■土压盾构与泥水盾构主轴承密封问题：以意大利Sparvo隧道与香港屯门隧道为例，说明了泥水盾构与盾构的特点，并阐述了盾构选型中需要考虑地层条件、地下水位、隧道埋深、开挖面稳定、设计隧道的断面、衬砌类型、工期、工程造价等。

■常规刀盘与常压刀盘选择：为应对高水压、土岩复合地层、减少带压换刀风险，宜配置常压刀盘。常压换刀不需要带压进舱，换刀风险大大降低，但常压刀盘中心开口率小，增大了结泥饼的风险，应从盾构配置、盾构掘进以及辅助措施入手解决。

■管片盾尾脱出后上浮风险：管片环与地层之间的孔隙进行注浆保持管片稳定；结合监控量测数据综合分析地质情况及外部影响因素，根据施工信息动态分析研究，适时调整浆液配合比，提高管片拼装精度等；保证注浆凝固时间小于盾构推进时间，通过预先试验来达到并检验。

■其他思考：未来可利用泥水盾构SSP超前探测系统加强预探前方地质分布情况；利用超前钻机系统超前钻探兼顾预处理措施；结合综合掘进参数超前预判前方地质变化。

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