淺談鐵路隧道施工中主要風(fēng)險(xiǎn)因素及規(guī)避措施

丁娜 許術(shù)平

摘要：鐵路隧道施工不同于其他工程，具有一定的特殊性，例如隱蔽性強(qiáng)，施工影響因素較多，環(huán)境復(fù)雜等等。由于存在這些問題，使得鐵路隧道施工難度較大，存在著較高的風(fēng)險(xiǎn)性，但是為了保證鐵路工程建設(shè)的順利進(jìn)行，必須做好鐵路隧道工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)因素的有效識(shí)別，并制定科學(xué)的防范措施。因此，本文結(jié)合當(dāng)前鐵路隧道工程施工中常用的盾構(gòu)法施工對(duì)其中的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的防范措施，為相關(guān)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；盾構(gòu)法；風(fēng)險(xiǎn)；措施

盾構(gòu)法是一種科技含量很高的施工技術(shù)，由于受到多種因素的影響，在具體施工中的技術(shù)難度非常大。所以，這就需要我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)、了解到鐵路隧道施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)，制定出切實(shí)可行的控制措施，從而確保鐵路隧道施工的安全與可靠，消除施工中的安全隱患。

一、盾構(gòu)隧道施工的主要風(fēng)險(xiǎn)類型

1.盾構(gòu)進(jìn)出洞存在的風(fēng)險(xiǎn)

盾構(gòu)進(jìn)洞指在始發(fā)井內(nèi)利用始發(fā)基座、反力架等設(shè)備，使盾構(gòu)機(jī)離開盾構(gòu)基座經(jīng)井壁上的進(jìn)洞口沿指定路線推進(jìn)的一系列作業(yè)。盾構(gòu)機(jī)出洞指盾構(gòu)機(jī)從豎井外側(cè)掘進(jìn)進(jìn)入豎井內(nèi)接收基座上的一系列作業(yè)。盾構(gòu)出洞準(zhǔn)備工作、洞門拆除和掘進(jìn)施工三大部分為盾構(gòu)出洞的一般流程。盾構(gòu)進(jìn)洞前準(zhǔn)備工作、洞門拆除、盾構(gòu)進(jìn)洞以及洞門封堵則是盾構(gòu)進(jìn)洞的主要流程。地基加固檢查、盾構(gòu)軸線測(cè)量、盾構(gòu)進(jìn)洞施工參數(shù)的設(shè)定等則為盾構(gòu)進(jìn)洞前的主要準(zhǔn)備工作。依據(jù)盾構(gòu)隧道施工的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，盾構(gòu)進(jìn)出洞施工階段的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別一般分為以下幾個(gè)方面：盾構(gòu)機(jī)械的吊裝和拼裝時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別；盾構(gòu)始發(fā)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別；盾構(gòu)到達(dá)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別；臨時(shí)工程和設(shè)備拆除事故。

2.盾構(gòu)穿越密集建筑群沉降存在的風(fēng)險(xiǎn)

在鐵路隧道盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)引起的地表變形一般主要包括；早期沉降、開挖面前變形、盾構(gòu)通過時(shí)沉降、盾構(gòu)空隙沉降、后期沉降五個(gè)階段。在盾構(gòu)施工中發(fā)生地面沉降的原因是非常復(fù)雜的，和很多因素都與非常緊密的聯(lián)系，比如，地層條件、土倉壓力、出土量、掘進(jìn)速度、注裝時(shí)間、壓力、注裝量等很多情況。所以，在具體施工中，要隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)與控制，及時(shí)調(diào)整施工中的各種數(shù)據(jù)與參數(shù)，從而保障施工的安全。

3.盾構(gòu)隧道掘進(jìn)施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)

掘進(jìn)階段的施工風(fēng)險(xiǎn)主要有盾構(gòu)正面阻力過大、地層變形、盾構(gòu)掘進(jìn)面土體失穩(wěn)、盾構(gòu)機(jī)發(fā)生自轉(zhuǎn)、盾構(gòu)機(jī)后退、盾尾密封裝置泄漏、盾構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)涌土、流砂、漏水、掘進(jìn)軸線偏差過大等等。

二、盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的主要原因

1.地質(zhì)及水文條件方面的原因

鐵路隧道工程屬于非常典型的隱蔽工程，存在的風(fēng)險(xiǎn)非常大，很多不確定性因素，比如，土體還是巖體，硬的還是軟的，沙性的還是粘性的，富水性弱還是強(qiáng)等等，對(duì)施工方案的選擇都產(chǎn)生了重要的影響。而且地下工程所處的地質(zhì)、水文條件等，表現(xiàn)出來非常大的隨機(jī)變異性，而且還有大量水的活動(dòng)和作用。同時(shí)，受到相關(guān)設(shè)備條件的約束與限制。所以，只能對(duì)巖土性質(zhì)和水文參數(shù)作近似的量測(cè)和估計(jì)。所以，根據(jù)相關(guān)的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，巖土的地質(zhì)參數(shù)有很高的不確定性，已經(jīng)成為影響鐵路隧道順利施工的主要因素。

2.設(shè)備方面的原因

要做好一件事，準(zhǔn)備工作非常重要。所以，盾構(gòu)施工的設(shè)備在具體施工中具有十分重要的作用。根據(jù)不同的、特殊的水文、地址條件和實(shí)際的施工方案，盾構(gòu)設(shè)備的選型工作非常的重要。而盾構(gòu)設(shè)備也是集合多種學(xué)科原理設(shè)計(jì)而成的科技產(chǎn)品。根據(jù)不同的施工情況，設(shè)計(jì)出來的設(shè)備具有很大的差別，有的甚至完全不同。所以，一定要采取科學(xué)的方法，進(jìn)行設(shè)計(jì)、選型和建造，只有這樣才可以得到符合實(shí)際工程情況的盾構(gòu)設(shè)備，預(yù)防施工中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素的發(fā)生。

3.施工人員方面的原因

施工人員的技術(shù)能力、身體素質(zhì)、工作習(xí)慣、安全意識(shí)、處理突發(fā)事件的能力在控制盾構(gòu)施工中起到了非常大的作用。因?yàn)殍F路隧道施工的時(shí)間和周期都是非常長的，再加上相對(duì)較差施工條件，對(duì)相關(guān)的施工人員會(huì)造成很多干擾和影響，很容易引發(fā)安全事故的發(fā)生，因此，確保具體施工操作人員具有良好的技術(shù)能力也是非常重要的一項(xiàng)工作。

4.施工環(huán)境方面的原因

工程施工環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，鐵路施工多建于城市中心區(qū)域，建筑周邊環(huán)境相對(duì)更為復(fù)雜。對(duì)于地下鋪設(shè)的管線必須要進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算與測(cè)量，如果出現(xiàn)資料不全或者勘察不力的情況，將會(huì)極大的增強(qiáng)工程施工的不確定性。

5.施工管理方面的原因

項(xiàng)目施工管理薄弱，技術(shù)專業(yè)水平低。我國專業(yè)鐵路建設(shè)人才數(shù)量有限，在全國大范圍進(jìn)行鐵路施工的過程中明顯表現(xiàn)出人才緊張的局面，很多鐵路施工人員都是以外來務(wù)工人員為主要施工力量，只進(jìn)行了簡(jiǎn)單的崗前培訓(xùn)即上崗，甚至直接將部分工程分包給資質(zhì)不全的承包商，這些都是在施工管理與專業(yè)水平方面所暴露出來的問題。

三、盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)的防范對(duì)策

1.鐵路隧道盾構(gòu)進(jìn)出洞施工風(fēng)險(xiǎn)的防范對(duì)策

（1）對(duì)盾構(gòu)進(jìn)出洞端頭的地層情況要進(jìn)行仔細(xì)的考察，確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞端頭地層加固長度不能小于盾構(gòu)的長度，土壤表面穩(wěn)定性不好的位置，應(yīng)該采用降水的方法作進(jìn)一步的加固。

（2）在打開洞口之前，地層的加固效果一定要經(jīng)過相關(guān)的測(cè)試，以確保達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后，才能打開。如若發(fā)現(xiàn)測(cè)試無法通過，就需要我們運(yùn)用有效的對(duì)策進(jìn)行調(diào)整，直到達(dá)到了工程的標(biāo)準(zhǔn)和要求之后，再進(jìn)行施工。

（3）在盾構(gòu)始發(fā)階段，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)推力不能過大，同時(shí)，由于地層也比較的軟，所以，一定要預(yù)防盾構(gòu)機(jī)的栽頭。

2.開挖面失穩(wěn)的防范對(duì)策

（1）在準(zhǔn)備開始施工開挖前，為了獲得第一手更科學(xué)可行的數(shù)據(jù)，可以先收集區(qū)間地層的碴土進(jìn)行改良的實(shí)驗(yàn)，這樣就可以讓挖掘出來的渣土具有塑性、流動(dòng)性和止水性，還可以讓渣土填滿壓力艙。

（2）對(duì)土倉的壓力應(yīng)采取嚴(yán)格的控制措施，這樣就可以預(yù)防開挖面不穩(wěn)定等很多問題。

（3）對(duì)掘進(jìn)的速度與渣土的排量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，同時(shí)，讓開挖量與排土量保持平衡，從而確保工程科學(xué)有序的順利開展。

3.盾構(gòu)施工中沉降的預(yù)防對(duì)策

（1）當(dāng)進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)施工的時(shí)候，施工單位一定要布置專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)周圍的管線，道路和建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)，并第一時(shí)間分析并處理相關(guān)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)那些不正常的數(shù)據(jù)要加強(qiáng)相關(guān)的監(jiān)測(cè)與分析，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)調(diào)整，從而進(jìn)一步確保做到信息化的建設(shè)施工。

（2）相關(guān)施工部門一定要安排專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)已經(jīng)發(fā)生的沉降情況，要及時(shí)處理。并且要對(duì)周圍的沉降情況做好相關(guān)的記錄工作。

（3）同步注漿與二次注漿的工作一定要安排好。我們可以運(yùn)用同步注漿與二次注漿的方法對(duì)盾尾的建筑空隙和因漿液收縮而產(chǎn)生的空隙進(jìn)行填充，在具體施工過程中，對(duì)注漿的壓力與注漿量一定要控制好，以便既能把空隙填充完整還不會(huì)讓土體產(chǎn)生變形。另外，可以運(yùn)用鉆機(jī)進(jìn)行地表注漿的方法，對(duì)沉降情況較為嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行加固，從而進(jìn)一步增加地基的強(qiáng)度，以免沉降情況再次發(fā)生、擴(kuò)大。如果需要，還可以提前加固出現(xiàn)危險(xiǎn)情況的建筑物。

四、結(jié)束語

總之，隨著我國鐵路工程建設(shè)的不斷發(fā)展，鐵路隧道施工項(xiàng)目不斷增多，其中盾構(gòu)法施工技術(shù)起到了非常大的作用，可是盾構(gòu)隧道施工非常容易引起地面的沉降以及地層的位移等很多問題。因此，我們就需要切實(shí)可行的控制措施，采取科學(xué)的施工方案，從而防止可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步確保鐵路工程建設(shè)的安全順利實(shí)施。

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