城市地鐵盾構(gòu)施工風險預警研究

文/梁建波

城市地鐵盾構(gòu)施工風險預警研究

文/梁建波

廣州軌道交通建設監(jiān)理有限公司

隨著我國經(jīng)濟和交通行業(yè)的快速發(fā)展。地鐵作為交通建設中的地下工程，項目建設過程中的安全性與穩(wěn)定性在社會各界的重視程度日益提高，尤其是各個城市地質(zhì)條件差異較大，給隧道施工風險控制帶來了巨大壓力，增強地鐵施工風險管理工作已成為地鐵建設企業(yè)管理重要內(nèi)容。

地鐵工程；盾構(gòu)施工；風險管理

引言

隨著社會的發(fā)展，地鐵隧道建設越來越受到重視。在地鐵隧道施工中很容易受到其他因素的影響，從而存在很多的風險，因此需要重點加強對其的研究，在實際應用中充分考慮地鐵所在位置地質(zhì)的復雜性，盾構(gòu)施工風險預警是盾構(gòu)施工中的管控的眼睛，介紹了城市地鐵盾構(gòu)區(qū)間風險研究的必要性、風險體系的構(gòu)成、風險防范對策、風險信息系統(tǒng)的應用，對相似地層有借鑒和指導作用。

1 盾構(gòu)隧道施工風險研究的重要性

盾構(gòu)法施工技術，目前在很多國家運行較為成熟，隨著城市規(guī)劃和地面交通擁堵情況的雙重因素影響，地鐵盾構(gòu)施工將會在更多城市大力發(fā)展，但因施工工序多，技術復雜，對周邊建（構(gòu)）物、環(huán)境保護等要求逐漸提高，使地鐵隧道工程有較高的風險性。如何有效識別盾構(gòu)施工風險，預知風險成為地鐵施工前的研究因素，為加強盾構(gòu)施工的安全管理可靠性，風險識別研究尤為重要。

2 盾構(gòu)施工風險預警的構(gòu)成

風險發(fā)生具有不確定性，盾構(gòu)施工安全風險也不例外。預警是過程盾構(gòu)施工風險動態(tài)監(jiān)控，是風險識別的指引，與實時監(jiān)控形成對比，結(jié)合監(jiān)控數(shù)據(jù)變化程度，分類處置，并設定指導參數(shù)值，對風險預警釋放異常信號，保證啟動控制與糾偏措施，減少風險隱患和風險事故的發(fā)生概率。地鐵盾構(gòu)施工預警系統(tǒng)應涵蓋明確警義、尋找警源、分析警兆、確定警度、排除警患等程序。

3 地鐵盾構(gòu)掘進施工風險的防范

3.1盾構(gòu)掘進施工風險的防范

3.11地鐵盾構(gòu)進出洞施工風險的防范對策

為了更好的控制地鐵盾構(gòu)施工風險，需要從以下方面進行：（1）專項檢查和研究盾構(gòu)進出洞端頭的地層情況，在設計的時候需要重點對盾構(gòu)機進出洞端頭地層加固長度多出盾構(gòu)長度兩環(huán)到三環(huán)的距離，根據(jù)實際的情況進行地層工況的加固方法選擇。（2）進行洞口鑿除之前，需要首先做好探水檢驗，防止出現(xiàn)漏水的情況，然后才能開始鑿除工作。如果探水的時候發(fā)現(xiàn)有滲漏的情況，就需要及時的采取措施進行加固封堵。（3）對于復環(huán)管片拼裝需要有效的確保圓度，管片姿態(tài)需要確保和軸線處于一個狀態(tài)，在整個過程中還需要采取有效的措施進行管片控制，確保管片的質(zhì)量。

3.12盾構(gòu)掘進失穩(wěn)風險的防范措施

對于掘進粉砂層、淤泥層等不良地質(zhì)的時候如果沒有做好前期的準備工作，很容易出現(xiàn)問題，其主要是受到人員操作以及土壓設置方面的影響，從而使得開挖出現(xiàn)失穩(wěn)的情況，對于該部分需要引起高度重視，并采取有效的措施進行控制，從而確保建筑物的質(zhì)量。首先，在掘進之前需要有效的分析底層土質(zhì)，并且也要充分的考慮到承壓水方面，從而選擇合理的土壓參數(shù)。其次，改良渣土。就目前的情況來看，如果滲透系統(tǒng)太高，地層穩(wěn)定性很容易受到影響，對此需要進行改良，主要是采用添加膨潤土、泡沫等添加劑，從而能夠合理的控制

3.2地表隆起和沉降風險的防范措施

城市地鐵盾構(gòu)施工極易對土體產(chǎn)生擾動，不可避免的導致前方土體隆起或沉降，對周邊建（筑）物及地下管線將會造成影響。主要措施：①盾構(gòu)掘進前對周邊建筑物及其管線進行調(diào)查，并制定相應保護方案；②調(diào)整掘進施工參數(shù)，土壓設定要考慮建筑物荷載，推進速度應保證平緩，推力設定適中，盡量減少對土壓的擾動；③同步注漿配比根據(jù)建筑物情況，適當調(diào)整含砂率和稠度，防止?jié){液凝固后收縮或膨脹。適當調(diào)整填充系數(shù)，控制填補間隙；④拼裝后5-8環(huán)位置，合理二次注漿，達到設定壓力值時停止注漿。后續(xù)根據(jù)建筑物沉降結(jié)果，適當調(diào)整。

3.3盾構(gòu)施工下穿河流風險的規(guī)避措施

（1）盾構(gòu)穿越河流前，要詳細調(diào)查河流與盾構(gòu)穿越地層中地下水的聯(lián)系情況，實際測量河流水深、并計算河底至隧道頂?shù)穆裆顢?shù)據(jù)；（2）制定盾構(gòu)穿河專項施工方案，確保盾構(gòu)安全、可靠的穿越河流；（3）在盾構(gòu)穿越前、穿越中和穿越后加強對河壩的變形進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對施工參數(shù)進行合理的調(diào)整；（4）盾構(gòu)在進入河流段前后由于覆土有一個突變，因此在盾構(gòu)掘進前需根據(jù)覆土深度的變化、地質(zhì)情況、河流情況等合理確定盾構(gòu)切口處平衡壓力；（5）在盾構(gòu)施工過程中要特別注意防止隧道管片上浮和變形問題，制定相應措施；（6）在盾構(gòu)機過河前，對盾構(gòu)機的機電設備進行一次全面的檢查，保證盾構(gòu)機處于良好運轉(zhuǎn)狀態(tài)，避免盾構(gòu)機因機械故障在河底位置停留停推；（7）在施工過程中嚴格控制出碴量，若出現(xiàn)機械故障或其他原因造成盾構(gòu)停推，應采取措施防止盾構(gòu)機后退，控制壁后注漿的壓力，在注漿管路中設置安全閥，以免注漿壓力過高而頂破覆土。

3.4提高盾構(gòu)施工人員的技術水平

地鐵工程建設具有一定的特殊性、復雜性、專業(yè)性以及技術性，這就對施工人員及管理人員的技術水平提出了很高的要求。在盾構(gòu)施工開展之前，對全體施工人員進行專業(yè)技術知識和實踐操作能力的培訓，著重強化對施工現(xiàn)場一線操作人員尤其是農(nóng)民工的施工技術培訓教育，并對新進場的作業(yè)人員進行嚴格考核，加速新員工職業(yè)技能水平的增長，深化施工人員對施工過程中各項標準及規(guī)范的理解。與此同時，擴大現(xiàn)場施工管理范圍，提高施工管理人員對整個工程施工過程風險控制的重視程度，并對監(jiān)測過程中出現(xiàn)的各類潛在安全因素進行詳細記錄與整合。加大貫徹與監(jiān)督實施的力度，增強施工人員安全防護意識，提高施工人員安全操作技能和知識水平。

4 結(jié)語

在城市地鐵建設中，盾構(gòu)法施工技術在已得到廣泛的應用，盾構(gòu)法施工對周圍建筑及地面變形控制較好、施工速度快，施工環(huán)境好，而且盾構(gòu)隧道的造價已接近甚至低于礦山法隧道或明挖法隧道。但在盾構(gòu)施工重要節(jié)點環(huán)節(jié)和特殊施工環(huán)境時，仍存在較大風險，因此，在盾構(gòu)施工技術提高的同時，施工風險安全管理工作也要同步提高，將地下復雜地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、地下水位等影響因素納入考慮范圍之內(nèi)，結(jié)合盾構(gòu)施工規(guī)范和盾構(gòu)施工經(jīng)驗對風險的控制，制定更加詳細性、準確性、高效性的保障性措施，以便應對各種高危風險。

[1]劉新社，韓同銀.地鐵盾構(gòu)施工安全風險預警警兆指標設計探討[J].建筑經(jīng)濟，2014，4（11）：115-117.