地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險的分析與控制

李宗豪

（中國鐵建大橋工程局集團第二工程有限公司，江蘇 蘇州 215000）

在城市交通運行過程中，由于人口數(shù)量的不斷增加，城市也開始出現(xiàn)擁堵的情況。為了緩解城市交通壓力，很多城市都開始興建地鐵工程。在地鐵工程施工過程中，盾構(gòu)施工屬于非常重要的組成環(huán)節(jié)，但是受到多方面因素影響，地鐵盾構(gòu)施工也面臨諸多風(fēng)險，通過加強地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險管控，提高地鐵盾構(gòu)施工過程的安全等級，促進工程項目的順利推進。

1 地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險的分析

1.1 技術(shù)人員綜合能力帶來的風(fēng)險

就工程項目而言，施工技術(shù)的經(jīng)濟成本投入占比超過20%，作為施工技術(shù)的應(yīng)用載體，技術(shù)人員需要具備較高的綜合能力，才能確保工程項目的順利推進。尤其是在建筑施工體系不斷成熟的背景下，地鐵工程的輻射范圍也變得更加廣泛。與此同時，高水準技術(shù)人員資源的匱乏也是制約工程施工質(zhì)量的重要因素。尤其是地鐵盾構(gòu)施工過程中，其施工技術(shù)的應(yīng)用方式、應(yīng)用時間、應(yīng)用效率受到周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，如果不能對其進行合理管控，勢必會帶來較大的應(yīng)用風(fēng)險。目前，缺乏實踐經(jīng)驗的員工數(shù)量占比較大，對于施工問題不能提出指導(dǎo)性建議，從而增加了較大安全事故風(fēng)險的發(fā)生概率。

1.2 地鐵盾構(gòu)施工操作帶來的風(fēng)險

地鐵工程和城市公路施工工程類似，其作業(yè)區(qū)跨度較大，需要經(jīng)過不同的地質(zhì)區(qū)域。不同地質(zhì)區(qū)域的地質(zhì)情況存在較大差異，如有的作業(yè)區(qū)域地質(zhì)以軟土層為主，有的作業(yè)區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以粉土地質(zhì)結(jié)構(gòu)為主等。對于此類地質(zhì)結(jié)構(gòu)在施工過程中，需要對土層結(jié)構(gòu)進行加固操作，如采用礦山法對基礎(chǔ)隧道結(jié)構(gòu)進行加固操作。如果使用人員沒有對地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況進行了解，在后期盾構(gòu)施工過程中，極易發(fā)生施工風(fēng)險事故，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌等。

1.3 建筑物和地下管線帶來的風(fēng)險

在地鐵盾構(gòu)施工過程中，常用的施工設(shè)備便是盾構(gòu)機，在盾構(gòu)機不斷掘進的過程中，由于刀盤切削會改變土層結(jié)構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，如果土層結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力適應(yīng)性較差，那么在發(fā)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力改變時，非常容易影響土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致地面出現(xiàn)不均勻沉降的情況，如果更加嚴重的話，非常容易引起地面結(jié)構(gòu)坍塌。同時，建筑物與地下管線已經(jīng)和周圍土層形成了有機整體，在發(fā)生應(yīng)力改變時，兩種結(jié)構(gòu)也會受到很大影響，如果不能對其進行合理控制，將直接導(dǎo)致管道破碎、建筑物結(jié)構(gòu)受力失衡的情況發(fā)生[1]。

1.4 盾構(gòu)施工下穿河流的風(fēng)險

地鐵在施工過程中，有時也會經(jīng)過河流所在的區(qū)域環(huán)境，在對下穿河流區(qū)域進行盾構(gòu)施工時，因為河流河床結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，相比于其他土層結(jié)構(gòu)，河流結(jié)構(gòu)距離盾構(gòu)施工環(huán)境的距離也將更小一些。在盾構(gòu)施工過程中，由于向上擠壓力的影響，很容易引起河床底層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，出現(xiàn)土地結(jié)構(gòu)鼓起的情況。為了防止河流下滲到隧道中，施工人員需要對結(jié)構(gòu)進行注漿操作，如果該技術(shù)在應(yīng)用過程中，沒有提前處理好結(jié)構(gòu)底層，將很容易引起河水倒灌入隧道當(dāng)中，從而引起重大安全事故[2]。

2 地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險控制的意義

2.1 提高地鐵盾構(gòu)施工過程的安全性

與大多數(shù)建設(shè)工程類似，在地鐵盾構(gòu)施工過程中，非常容易受到不確定因素影響，導(dǎo)致施工問題的產(chǎn)生。尤其是盾構(gòu)施工過程，因為工程施工環(huán)境位于地下，風(fēng)險加大。為了防止安全事故的發(fā)生，在盾構(gòu)施工過程中需要重點把控各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，將每個推進環(huán)節(jié)的風(fēng)險因素控制在合理范圍內(nèi)，從而提升地鐵盾構(gòu)施工過程的安全等級，確保后續(xù)施工環(huán)節(jié)的順利推進[3]。

2.2 提升地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量

不同于地上工程施工，地鐵工程位于地下，其施工難度和工作量更高，如果某一個施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將直接影響到整個地鐵工程的施工效果。通過加強盾構(gòu)施工過程中各個環(huán)節(jié)風(fēng)險的管控，技術(shù)人員可以及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，制定針對性解決措施對問題進行及時的解決，從而有效提升各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，確保最終地鐵工程的施工效果。另外，在對各個環(huán)節(jié)進行風(fēng)險管控時，還可以幫助技術(shù)人員明確各個環(huán)節(jié)的施工管控目標(biāo)，為地鐵工程后續(xù)施工的順利推進奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險的控制方法

3.1 加強技術(shù)人員的能力培訓(xùn)

通過加強技術(shù)人員的能力培訓(xùn)，不僅可以提升技術(shù)人員的綜合能力水平，而且能減少人為失誤的發(fā)生率，提高各施工環(huán)節(jié)推進的穩(wěn)定性。例如，某企業(yè)在盾構(gòu)施工前，針對作業(yè)區(qū)地質(zhì)環(huán)境情況，制定相應(yīng)的盾構(gòu)施工方法。在明確盾構(gòu)施工方法之后，企業(yè)會對所有參與人員進行統(tǒng)一培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括梳理施工技術(shù)的實際操作流程和施工中可能面臨的施工風(fēng)險，使所有技術(shù)人員可以明確本次工程項目推進過程中，需要管控的工作內(nèi)容。另外，企業(yè)在日常工作中也會對技術(shù)人員展開培訓(xùn)，使所有技術(shù)人員能力可以得到本質(zhì)上的提升，為后續(xù)施工過程的順利推進奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.2 管控地鐵盾構(gòu)施工操作

在管控地鐵盾構(gòu)施工操作中，需要注意以下幾方面內(nèi)容：首先，施工人員需要明確各個施工階段的施工參數(shù)，確保盾構(gòu)施工過程的準確推進。并且在盾構(gòu)機施工過程中，需要明確出洞軸線，確保盾構(gòu)出洞的準確定。其次，在盾構(gòu)機掘進過程中，需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，對掘進參數(shù)進行適當(dāng)調(diào)整，確保盾構(gòu)機掘進的有效性。最后，在安裝盾構(gòu)機時，技術(shù)人員需要嚴格按照操作要求對其進行安裝，并且在掘進過程中，及時做好二次注漿操作，從而提高結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。

3.3 建筑物與地下管線風(fēng)險的規(guī)避工作

第一，施工前應(yīng)對盾構(gòu)下穿建（構(gòu)）筑物的建造年代、基礎(chǔ)形式、使用現(xiàn)狀等進行詳細調(diào)查；第二，加強監(jiān)控量測，對鄰近建筑物及下穿管線布設(shè)監(jiān)測點，在施工時進行實時監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整盾構(gòu)掘進參數(shù)；第三，在進入建筑物及地下管線前須對盾構(gòu)機進行全面檢修，確保穿越過程中設(shè)備無故障，連續(xù)施工；第四，盾構(gòu)掘進進行嚴格的線形控制和姿態(tài)控制，姿態(tài)調(diào)整不宜過大、過頻，減少糾偏，姿態(tài)調(diào)整控制在±4 mm范圍內(nèi)，以避免對土體的超挖和擾動。

3.4 下穿河流風(fēng)險的規(guī)避方法

首先，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)；其次，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；最后，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)掘進前須根據(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。

4 結(jié)語

綜上所述，加強技術(shù)人員的能力培訓(xùn)可以降低人為失誤造成的施工問題，管控地鐵盾構(gòu)施工操作可以提高盾構(gòu)施工操作水平，做好建筑物與地下管線風(fēng)險的規(guī)避工作可以提升結(jié)構(gòu)施工的合理性，下穿河流風(fēng)險規(guī)避方法的應(yīng)用能夠減少地下水對工程施工造成的影響。針對盾構(gòu)施工過程中所產(chǎn)生風(fēng)險，針對性制定風(fēng)險管理措施，提升地鐵盾構(gòu)施工的穩(wěn)定性，從而促進行業(yè)經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。