淺談盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)與規(guī)避對(duì)策

潘慶賢

（中鐵港航局集團(tuán)城軌公司 南寧 530022）

近年來，我國交通運(yùn)輸行業(yè)飛速發(fā)展，特別是地下隧道的建設(shè)已經(jīng)逐漸成為緩解交通壓力的重要手段，在地下隧道的施工建設(shè)中，盾構(gòu)法作為一種常用的施工方法被廣泛使用，但在施工中存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，需要施工單位采取必要的規(guī)避措施才能保證施工質(zhì)量。

1.盾構(gòu)隧道施工簡述

現(xiàn)如今，為了緩解日趨上升的交通壓力，我國一直致力地下隧道的建設(shè)。在隧道工程的建設(shè)中，盾構(gòu)技術(shù)是其關(guān)鍵的施工步驟，只有做好盾構(gòu)施工，才能進(jìn)一步保證隧道工程的順利施工。盾構(gòu)施工體系主要有三部分構(gòu)成，包括施工環(huán)境(主要是地質(zhì)環(huán)境)、盾構(gòu)和施工管理)，只有三部分緊密配合才能完成盾構(gòu)施工。由于是地下施工，存在很多未知因素，且我國地形比較復(fù)雜，施工中可能遭受很多不可預(yù)知的危險(xiǎn)。因此，施工單位在進(jìn)行正式施工之前，要先對(duì)所涉及到的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)，充分了解施工環(huán)境，根據(jù)地質(zhì)環(huán)境設(shè)計(jì)相應(yīng)的施工圖紙，制定合理的施工方案。在施工人員進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)，施工單位要派遣專業(yè)的工作人員到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工管理，管理人員要督促施工人員規(guī)范操作，及時(shí)排除現(xiàn)場(chǎng)存在的不安全因素，針對(duì)可能發(fā)生的安全隱患做好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，確保盾構(gòu)施工順利進(jìn)行的同時(shí)保證現(xiàn)場(chǎng)施工人員的安全。值得一提的是，在盾構(gòu)的施工過程中，涉及到盾構(gòu)選型、刀盤及刀具設(shè)計(jì)、盾構(gòu)輔助功能的裝置等專業(yè)的施工配置，我國目前在盾構(gòu)施工技術(shù)這一塊還不夠成熟，現(xiàn)在所使用的設(shè)備距離國際的先進(jìn)水平也還存在很大的差距，需要施工企業(yè)與國家共同努力，積極投入資金進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展，這對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有重要意義。當(dāng)然，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，還要對(duì)施工人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使得施工人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)，對(duì)盾構(gòu)設(shè)備能夠靈活運(yùn)用。最重要的是能夠?qū)Ω鞣N盾構(gòu)設(shè)備規(guī)范操作，在施工過程中能夠盡可能避開為危險(xiǎn)，減少把安全事故發(fā)生的幾率降到最低，促進(jìn)我國交通事業(yè)穩(wěn)步、快速向前推進(jìn)。

2. 盾構(gòu)選型及細(xì)節(jié)功能設(shè)計(jì)

2.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)的復(fù)雜性

一般來說，一條隧道的修建需要跨越一段相當(dāng)長的距離，加上我國地形一直有復(fù)雜多變的特點(diǎn)，對(duì)于盾構(gòu)施工人員是有一定難度的。在一些施工現(xiàn)場(chǎng)甚至?xí)龅綐O其復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，其經(jīng)過大自然漫長的洗禮加上人為因素的影響，而且，地質(zhì)條件存在很大的隨機(jī)變異性，其復(fù)雜程度往往超過施工單位的想象，給盾構(gòu)施工帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此，施工單位要做好充分的地質(zhì)勘測(cè)工作，運(yùn)用專業(yè)的儀器和方法對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行精密測(cè)量，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)和采集試樣多次進(jìn)行室內(nèi)分析等手段得到準(zhǔn)確的地質(zhì)、水文參數(shù)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，為下一步的盾構(gòu)施工做好科學(xué)合理的理論分析，減少安全事故發(fā)生的危險(xiǎn)。

2.2 盾構(gòu)對(duì)長距離掘進(jìn)、復(fù)雜地層的影響

在隧道的盾構(gòu)施工中，往往遇到阻礙需要進(jìn)行涉長距離掘進(jìn)工作，這不僅考驗(yàn)施工人員對(duì)設(shè)備的靈活運(yùn)用程度，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件的敏銳洞察力，還充分考驗(yàn)用來掘進(jìn)的刀的鋒利度以及耐用性。一般來說，觀察刀盤為面板型鋼結(jié)構(gòu),刀具配置采取雙層切刀結(jié)合重型撕裂刀的形式(重型撕裂刀與滾刀可互換),重型撕裂刀運(yùn)行軌跡無盲區(qū),可有效保護(hù)切刀。這樣的道具組合形式除了硬巖有很好的切削外，對(duì)砂質(zhì)土和粘土的開挖也有很好的效果。在進(jìn)行長距離的掘進(jìn)時(shí)，不需要準(zhǔn)備多套道具應(yīng)對(duì)不同的地質(zhì)條件，減輕施工人員的負(fù)擔(dān)，為長距離掘進(jìn)節(jié)省了一定時(shí)間，也提高了施工效率。同時(shí)，對(duì)施工人員的安全也有一定的保障。

2.3 高水壓的適應(yīng)性要求

在隧道的盾構(gòu)施工中，施工人員除了需要應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地形外，還要注意施工中的高水壓問題。盾構(gòu)施工中需要需承受最高水壓力達(dá)到0.6MPa，如果施工人員現(xiàn)場(chǎng)處理不好，將很容易引發(fā)安全事故，給施工人員的人身安全造成極大的危險(xiǎn)。因此，在盾構(gòu)工程的施工中要做好高水壓的應(yīng)對(duì)工作，在盾尾密封時(shí)可采取多道盾尾密封刷（一般是四道）加上一道緊急密封氣囊,氣囊主要是用來應(yīng)對(duì)緊急情況，起到一個(gè)臨時(shí)止水的作用，為救援隊(duì)的救援處理提供時(shí)間。另外，在隧道的盾構(gòu)工程中，涉及到很多的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，技術(shù)人員要對(duì)相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行復(fù)核設(shè)計(jì)，確保每一個(gè)設(shè)計(jì)都符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，施工單位要督促施工人員嚴(yán)格按照相關(guān)操作要求進(jìn)行操作，確保施工人員的安全。

3. 盾構(gòu)隧道施工常見事故的規(guī)避措施

3.1 地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

現(xiàn)如今，我國對(duì)于地下地質(zhì)、水文的勘測(cè)技術(shù)還存在很大的局限性，現(xiàn)有的勘測(cè)一起儀器只能達(dá)到一個(gè)比較淺的深度，且對(duì)于很多復(fù)雜地形沒有辦法進(jìn)行準(zhǔn)確勘測(cè)，施工人員在盾構(gòu)施工中會(huì)遇到很多不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)，增加了盾構(gòu)施工的難度。因此，在施工單位到達(dá)開始施工后，要隨隊(duì)配備專業(yè)的地質(zhì)鉆孔器、超聲波以及回聲測(cè)深儀等儀器，在遇到不能判斷的不良地質(zhì)時(shí)，用儀器再次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，了解地質(zhì)、水文條件，包括水源、水深、覆土厚度等地質(zhì)參數(shù)，為盾構(gòu)機(jī)選型、盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的選取及制定相應(yīng)的輔助措施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)勘測(cè)，也能及早發(fā)現(xiàn)一些可能存在的安全隱患，施工單位可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)情況及早制定或修改已有的施工方案，及時(shí)排除可能存在的安全隱患。

3.2 盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性和可靠性風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

在隧道工程的盾構(gòu)施工中，最重要的步驟就是盾構(gòu)機(jī)的選型以及確定盾構(gòu)機(jī)的可靠性，只有選擇合適的盾構(gòu)機(jī)，配合施工人員的專業(yè)操作，才能在地下進(jìn)行快速施工。盾構(gòu)機(jī)的可靠性包括保持開挖面的穩(wěn)定、切削刀盤的種類、出土方式、主軸的扭矩、推進(jìn)能力以及最為關(guān)鍵的盾構(gòu)機(jī)械的密封性能等方面,施工前的地質(zhì)勘測(cè)為盾構(gòu)機(jī)的選型提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)，施工人員在參照相關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)后，再根據(jù)市面上已有的盾構(gòu)機(jī)的不同功能性以及可靠性選擇合適的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行盾構(gòu)施工。當(dāng)然，選型中還要考慮盾構(gòu)機(jī)的耐磨性、耐壓性等參數(shù)，確保盾構(gòu)機(jī)在施工中不發(fā)生變形，防止盾構(gòu)機(jī)在長距離的地下掘進(jìn)中停止工作，影響施工進(jìn)度。

3.3 盾構(gòu)進(jìn)出洞施工風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

盾構(gòu)進(jìn)出洞安全是盾構(gòu)法隧道施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。很多盾構(gòu)施工的安全事故都發(fā)生在盾構(gòu)進(jìn)出洞上,因此，要做好進(jìn)出洞的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施。首先，施工單位要認(rèn)真研究洞口的地質(zhì)條件，把洞口的高度、寬度等數(shù)據(jù)作為盾構(gòu)機(jī)選型的一個(gè)重要參數(shù)，確保盾構(gòu)機(jī)能夠順利進(jìn)出洞口。當(dāng)然，盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)階段也會(huì)影響到洞口，要注意推力、扭矩的控制,同時(shí)注意各部位油脂的有效使用，減少盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的阻力。

4.結(jié)語

綜上所述：在進(jìn)行盾構(gòu)隧道的施工中，存在著不同程度的風(fēng)險(xiǎn)，施工單位在規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的過程中，要充分考慮地質(zhì)的復(fù)雜性，長距離掘進(jìn)，高水壓等影響因素，施工單位可以根據(jù)實(shí)際情況制定出一套科學(xué)合理的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避方案，保障盾構(gòu)隧道工程能夠順利完成施工，同時(shí)保證施工人員的人身安全。

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