地鐵盾構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析

柳亮亮

杭州強(qiáng)隧勞務(wù)派遣有限公司 浙江杭州 310000

作為目前我國(guó)在地鐵等地下施工中普遍使用的盾構(gòu)施工法，地鐵盾構(gòu)施工項(xiàng)目存在著明顯的優(yōu)勢(shì)，但是它的風(fēng)險(xiǎn)性同樣不能忽視，只有在準(zhǔn)確了解盾構(gòu)施工的風(fēng)險(xiǎn)源以及解決措施的情況下，才能合理的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)以提高施工過(guò)程中的安全性。

1 地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工概述

盾構(gòu)法是目前地鐵區(qū)間施工過(guò)程中常見(jiàn)的方法，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地質(zhì)條件要求不高，而且施工速度快，在一般地質(zhì)情況下，一天可掘進(jìn)10m-20m。它屬于暗挖法施工，是將盾構(gòu)機(jī)械在地下有規(guī)律的掘進(jìn)，利用活塞桿產(chǎn)生的推力讓盾構(gòu)刀盤(pán)切削土層并利用傳送裝置將開(kāi)挖的土運(yùn)出洞外，同時(shí)用管片安裝機(jī)固定并安裝管片，利用活塞桿產(chǎn)生的推力讓盾構(gòu)刀盤(pán)切削土層并利用傳送裝置將開(kāi)挖的土運(yùn)出洞外并及時(shí)用水泥漿液填充土層空隙，穩(wěn)定周?chē)鷫毫Γ源藖?lái)實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的不斷前進(jìn)。盾構(gòu)法的優(yōu)點(diǎn)首先是機(jī)械化程度高，可以省去大量勞動(dòng)力，而且相較于傳統(tǒng)施工方式，盾構(gòu)法施工速度快，效率高，質(zhì)量好；其次對(duì)環(huán)境影響不大，不會(huì)產(chǎn)生大量粉塵、噪聲等污染，對(duì)環(huán)境及附近居民都不會(huì)造成太大影響。不可避免，盾構(gòu)法也存在一定的不足，首先，盾構(gòu)法施工成本高，前期投入及后期投資都比較大；其次，應(yīng)對(duì)不良地質(zhì)條件的能力較差，當(dāng)施工時(shí)遇到空洞、沼氣等不利地質(zhì)條件時(shí)，不僅會(huì)影響施工進(jìn)度和效果，甚至?xí)斐墒┕ぐ踩鹿?；另外由于盾?gòu)機(jī)比較先進(jìn)，不僅操作相對(duì)復(fù)雜，而且施工過(guò)程難度較大，因此對(duì)施工及管理人員有較高的理論知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求。從總體看，盾構(gòu)法雖然存在著一些不足，但仍以其特有優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)前地鐵等地下構(gòu)筑物施工中比較好的方法之一，往往需要我們采取一些措施控制這些風(fēng)險(xiǎn)因素，保證工程施工的順利進(jìn)行。

2 盾構(gòu)施工的風(fēng)險(xiǎn)源

2.1 對(duì)施工地的水文地質(zhì)及邊界條件勘測(cè)不到位

這主要有兩方面風(fēng)險(xiǎn)，一是盾構(gòu)進(jìn)出洞風(fēng)險(xiǎn)，在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出工作井時(shí)，通常的做法是先拆除預(yù)留洞口處的擋土墻，然后用盾構(gòu)刀盤(pán)掘去洞口處的加固土體，最后盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入洞圈密封裝置，開(kāi)始工作。此過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，洞口處的加固土體會(huì)受到施工擾動(dòng)及周?chē)h(huán)境因素的干擾，就容易引起加固土體變形進(jìn)而造成洞口塌方；若井口位于不良土層，就更容易發(fā)生盾構(gòu)機(jī)突沉，甚至造成土體的嚴(yán)重變形或坍塌，導(dǎo)致極危險(xiǎn)的工程事故；二是在不良土層中施工的風(fēng)險(xiǎn)，如在沼氣層或其他含氣層中，可能由于未探明含氣層的范圍、壓力導(dǎo)致事前未進(jìn)行氣體釋放或未進(jìn)行防范措施而引起盾構(gòu)姿態(tài)突變、隧道損壞甚至毒氣燃爆等危害；在穿越土層中洞穴、樁基或地底構(gòu)筑物等障礙物時(shí)，可能由于未事先探明詳細(xì)情況而引起盾構(gòu)偏移、注漿流失導(dǎo)致隧道坍塌、地面沉陷等事故，不僅對(duì)盾構(gòu)施工有巨大危害，而且對(duì)地面及地面構(gòu)筑物也會(huì)產(chǎn)生巨大影響。

2.2 所選盾構(gòu)機(jī)與施工地區(qū)的水文地質(zhì)、邊界條件不符合

盾構(gòu)機(jī)選型應(yīng)充分考慮到施工地區(qū)的地質(zhì)水文條件，地下、地表構(gòu)筑物的安全，地下障礙物的規(guī)避等條件，否則不僅工法繁復(fù)，效率低下，而且會(huì)對(duì)盾構(gòu)機(jī)使用壽命造成影響，增大施工成本，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致施工事故。

2.3 施工過(guò)程操作不當(dāng)

這主要包括以下四方面風(fēng)險(xiǎn)：（1）盾構(gòu)軸線偏差糾偏措施不當(dāng)導(dǎo)致管片破裂或超挖，引起土體變形、地表隆沉；（2）盾構(gòu)機(jī)艙壓力設(shè)置不當(dāng)致使艙內(nèi)壓力與掘進(jìn)面壓力不平衡造成超挖或欠挖，引起地表隆沉變形；（3）掘進(jìn)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致掘進(jìn)速度過(guò)快，使掘進(jìn)面土體受壓嚴(yán)重，引起地表隆沉、土體變形；（4）注漿壓力或注漿量設(shè)置不合理造成土體壓力過(guò)大或過(guò)小，引起地表不正常隆沉。

盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施：

3 提高地鐵盾構(gòu)施工項(xiàng)目安全性的具體措施

及時(shí)有效的地確定風(fēng)險(xiǎn)源是防止和減少盾構(gòu)施工過(guò)程中的事故的第一步，要實(shí)現(xiàn)安全施工還必須做到以下幾點(diǎn)：

3.1 施工項(xiàng)目規(guī)劃必須嚴(yán)謹(jǐn)合理

建設(shè)單位要提前對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)有清楚的了解和認(rèn)識(shí)，施工前做好土體勘測(cè)與盾構(gòu)機(jī)械檢測(cè)等準(zhǔn)備工作，根據(jù)實(shí)際情況確定施工參數(shù)，而且要留出足夠的安全施工系數(shù)，以防止施工過(guò)程中出現(xiàn)意外情況造成巨大損失；還需制定相關(guān)應(yīng)急方案，如發(fā)生意外，必須及時(shí)按應(yīng)急方案解決。

3.2 加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊環(huán)境的檢測(cè)評(píng)估與預(yù)警

施工前需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞口進(jìn)行勘測(cè)研究，針對(duì)地質(zhì)較差的地段及時(shí)處理，施工過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并對(duì)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行分析反饋，以便施工人員不斷修改、優(yōu)化施工參數(shù)，確保施工安全進(jìn)行。例如檢測(cè)開(kāi)挖面地質(zhì)情況，結(jié)合土層壓力及出土量調(diào)整注漿量及注漿壓力來(lái)穩(wěn)定土層；針對(duì)土層狀況調(diào)整掘進(jìn)速度，保證工程安全穩(wěn)定實(shí)施；嚴(yán)格把控盾構(gòu)進(jìn)出洞工序，實(shí)施監(jiān)測(cè)洞口土體參數(shù)，做好洞口土體加固、洞口土體流失風(fēng)險(xiǎn)控制等工作。

3.3 人才是盾構(gòu)施工安全進(jìn)行的關(guān)鍵

專業(yè)能力強(qiáng)，責(zé)任素養(yǎng)高，應(yīng)變能力強(qiáng)的施工、管理團(tuán)隊(duì)就顯得格外重要，可以針對(duì)各種突發(fā)事件作出及時(shí)有效的處理；針對(duì)施工中可能出現(xiàn)的機(jī)械損壞，需要一批專業(yè)人員對(duì)盾構(gòu)機(jī)、施工機(jī)械進(jìn)行及時(shí)的保養(yǎng)、維修。

3.4 盾構(gòu)機(jī)的選擇必須以工程施工實(shí)際為參考

充分考慮實(shí)際情況并與盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)商進(jìn)行磋商后決定。另外盾構(gòu)機(jī)的使用也需要因地制宜，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，若所用盾構(gòu)機(jī)無(wú)法充分滿足實(shí)際條件，在確保安全的前提下，應(yīng)增加相應(yīng)的輔助工法，以確保工程的有效實(shí)施。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前來(lái)看，盾構(gòu)施工是地下隧道工程施工發(fā)展的必然趨勢(shì)，雖然還存在些許不足，但只要規(guī)劃到位，操作得當(dāng)，風(fēng)險(xiǎn)處置及時(shí)有效，施工過(guò)程還是很安全的，而且隨著科技的發(fā)展以及盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)的累積，應(yīng)對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)的能力也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，將來(lái)盾構(gòu)施工應(yīng)用也一定會(huì)越來(lái)越廣。