淺談地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)的分析與控制

杜園園

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地鐵盾構(gòu)施工中通常要面對(duì)各種類(lèi)型的風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的處理則直接決定地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量。施工單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到施工過(guò)程中的不足，采取合適的方法控制盾構(gòu)施工中的風(fēng)險(xiǎn)因素，從根本上保證盾構(gòu)施工質(zhì)量。

1 盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 盾構(gòu)機(jī)管控能力不足

盾構(gòu)機(jī)在地鐵盾構(gòu)施工體系中發(fā)揮重要作用，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的控制質(zhì)量則直接決定的盾構(gòu)施工的整體質(zhì)量。地鐵盾構(gòu)施工通常要經(jīng)過(guò)地質(zhì)形態(tài)各異的不同地區(qū)，對(duì)施工方的盾構(gòu)機(jī)管控能力提出較高要求。但是施工方的資質(zhì)通常是各不相同的，部分施工方在技術(shù)儲(chǔ)備相對(duì)薄弱的情況下，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的管控能力自然難以提升。在地鐵盾構(gòu)施工種常見(jiàn)這樣的場(chǎng)景，在相對(duì)不長(zhǎng)的一段施工范圍中需要經(jīng)過(guò)軟土層、粉土層等多種土質(zhì)，施工方需要頻繁調(diào)整盾構(gòu)機(jī)參數(shù)方可高質(zhì)量完成盾構(gòu)施工任務(wù)。在盾構(gòu)機(jī)管控能力偏弱的情況下，施工方則無(wú)法根據(jù)地下環(huán)境的突變靈活調(diào)整盾構(gòu)機(jī)系數(shù)，導(dǎo)致盾構(gòu)施工中重重受阻。另外在地鐵盾構(gòu)施工中需要經(jīng)常處理土層加固事宜，一般情況下采用礦山法等地質(zhì)施工方法實(shí)現(xiàn)土層的加固效果。在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的過(guò)程中也要注意特殊地貌的影響，若施工方對(duì)盾構(gòu)機(jī)的操控沒(méi)有達(dá)到與地質(zhì)環(huán)境共融的效果，則會(huì)顯著增大施工中爆發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的概率[1]。

1.2 河流穿越風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高

諸多地鐵盾構(gòu)施工過(guò)程需要穿越河流，有效處理河流穿越區(qū)域則能夠控制由于河流帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。河流區(qū)域本身具有河床結(jié)構(gòu)多變的特征，周?chē)h(huán)境中的土層結(jié)構(gòu)也是多變復(fù)雜的，與此同時(shí)需要注意到河流結(jié)構(gòu)對(duì)地鐵盾構(gòu)施工的影響也是很大的。盾構(gòu)施工通常伴隨著垂直地面方向的擠壓外力，河床結(jié)構(gòu)在這種外力影響下則會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，施工環(huán)境中的土地表面鼓起本質(zhì)上就是河床結(jié)構(gòu)受到擠壓的結(jié)果。施工企業(yè)在盾構(gòu)施工中若未能認(rèn)識(shí)到河流結(jié)構(gòu)的影響和重要性并采用相對(duì)簡(jiǎn)單粗暴的施工方式，則意味著河流結(jié)構(gòu)變化因素會(huì)造成較大的風(fēng)險(xiǎn)。例如河流土層結(jié)構(gòu)在顯著變化后會(huì)間接引發(fā)河水下滲現(xiàn)象，對(duì)盾構(gòu)施工的正常進(jìn)行造成極大風(fēng)險(xiǎn)。施工企業(yè)在預(yù)防河水下滲環(huán)節(jié)中通常使用注漿技術(shù)，但是需要注意在使用注漿技術(shù)前同樣要保證地下結(jié)構(gòu)層次的穩(wěn)定，在結(jié)構(gòu)底層處理不當(dāng)?shù)那疤嵯率褂米{技術(shù)同樣會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的河水下滲、倒灌現(xiàn)象，極大提升地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

1.3 地下建筑與設(shè)施帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)

地鐵盾構(gòu)施工主要在城市環(huán)境中，各類(lèi)城市市政設(shè)施通常布局在地下環(huán)境，客觀上提升盾構(gòu)施工難度；與此同時(shí)盾構(gòu)施工中還需要考慮復(fù)雜的建筑物因素，由此可見(jiàn)地下建筑和公共設(shè)施是不可忽視的盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)因素。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工過(guò)程中通常會(huì)造成土層結(jié)構(gòu)的改變，這種改變通常是由盾構(gòu)機(jī)應(yīng)力因素造成的，應(yīng)力本身在改變土層結(jié)構(gòu)的同時(shí)也會(huì)降低地面表面的平整度，當(dāng)前盾構(gòu)施工中常見(jiàn)的地面下陷現(xiàn)象根本原因就在于此。另外盾構(gòu)施工環(huán)境中的地下建筑與設(shè)施不是孤立存在的，而是伴隨著城市發(fā)展的進(jìn)程融為一個(gè)有機(jī)的整體，為施工企業(yè)的盾構(gòu)施工帶來(lái)新的風(fēng)險(xiǎn)和考驗(yàn)。施工企業(yè)在規(guī)避建筑設(shè)施影響的過(guò)程中通常要秉承綜合性的觀念，統(tǒng)籌考慮各類(lèi)地下建筑和設(shè)施。盾構(gòu)機(jī)施工中造成的應(yīng)力改變則會(huì)對(duì)地下建筑和設(shè)施造成整體影響，地下建筑與設(shè)施在應(yīng)力作用下穩(wěn)定性顯著下降，同樣會(huì)對(duì)地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)因素[2]。

1.4 施工人員管控效果不佳

地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)含量高、工期長(zhǎng)且工程環(huán)境極為復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人員的綜合技能素養(yǎng)提出極高要求，施工企業(yè)在未能做好人員管控工作的前提下，同樣會(huì)盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)因素。首先施工企業(yè)在盾構(gòu)施工中未能重視應(yīng)有的培訓(xùn)工作，施工人員在進(jìn)入施工之前以及施工過(guò)程中無(wú)法接受到高質(zhì)量的技術(shù)培訓(xùn)，導(dǎo)致在施工中缺乏必要的技術(shù)指導(dǎo)。地鐵盾構(gòu)施工中注意事項(xiàng)和技術(shù)難點(diǎn)數(shù)量眾多，需要施工企業(yè)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察并總結(jié)施工進(jìn)程不斷積累。但是部分施工企業(yè)在施工中并不注意經(jīng)驗(yàn)的積累以及施工難點(diǎn)要點(diǎn)的總結(jié)，即便是開(kāi)展了總結(jié)工作也未能形成培訓(xùn)手冊(cè)、培訓(xùn)文檔等紙質(zhì)材料，無(wú)法對(duì)施工人員開(kāi)展富有針對(duì)性的、行之有效的技術(shù)培訓(xùn)。

2 控制施工風(fēng)險(xiǎn)意義

2.1 提升地鐵盾構(gòu)施工安全系數(shù)

地鐵盾構(gòu)施工主要在地下環(huán)境進(jìn)行，不確定性因素較多，因此地鐵盾構(gòu)施工難度一般要高于其他類(lèi)型工程，理論上遇到的安全風(fēng)險(xiǎn)因素種類(lèi)繁多，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)是非常大的。由此可見(jiàn)控制地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)的重要意義，施工方通過(guò)控制盾構(gòu)施工中的風(fēng)險(xiǎn)，保證盾構(gòu)施工中各項(xiàng)任務(wù)、各個(gè)階段均順利安全完成。風(fēng)險(xiǎn)因素的控制通常是將風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率控制在某個(gè)范圍內(nèi)，在降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率的同時(shí)提升安全系數(shù)?？刂剖┕わL(fēng)險(xiǎn)還有助于施工方針對(duì)不同的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型建立對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)，通過(guò)層次化的安全預(yù)防體系實(shí)現(xiàn)對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)的控制。

2.2 保證地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量

已知地鐵盾構(gòu)施工需要面對(duì)更加復(fù)雜的地下環(huán)境，諸如布局在地下的市政設(shè)施則成為影響施工質(zhì)量的重要因素；與此同時(shí)地鐵盾構(gòu)施工中各個(gè)環(huán)節(jié)是緊密相連的，單一環(huán)節(jié)的故障則會(huì)引發(fā)顯著的蝴蝶效應(yīng)，對(duì)地鐵盾構(gòu)施工整體質(zhì)量造成顯著影響。加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)的控制力度則幫助施工人員及時(shí)回溯過(guò)往施工過(guò)程，檢查地鐵盾構(gòu)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)補(bǔ)救，避免由于風(fēng)險(xiǎn)因素累積對(duì)地鐵施工質(zhì)量造成不可挽回的影響，地鐵施工質(zhì)量得以全面保證。另一方面樹(shù)立控制施工風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)也有助于施工企業(yè)制定明確的風(fēng)險(xiǎn)控制目標(biāo)，提升風(fēng)險(xiǎn)控制行為的針對(duì)性并從根本上保證施工質(zhì)量。

3 控制盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)的方法

3.1 加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)管控能力

地鐵盾構(gòu)施工過(guò)程對(duì)各類(lèi)參數(shù)控制要求較高，施工人員在施工行為中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循施工中的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。首先在施工前要明確參數(shù)的具體要求，將參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到每個(gè)施工環(huán)節(jié)行為中，確保地鐵盾構(gòu)施工按照既定計(jì)劃準(zhǔn)確前進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)施工過(guò)程中要注意出洞軸線和點(diǎn)位的定位，保證盾構(gòu)機(jī)精準(zhǔn)出洞。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中要注意相關(guān)參數(shù)的變化，避免盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)出現(xiàn)偏離現(xiàn)象，并實(shí)現(xiàn)更好的盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)效果。盾構(gòu)機(jī)的安裝同樣是重要環(huán)節(jié)，在安裝盾構(gòu)機(jī)時(shí)需要嚴(yán)格遵循盾構(gòu)機(jī)性能參數(shù)，避免由于安裝不當(dāng)造成的盾構(gòu)機(jī)工作失靈現(xiàn)象。

3.2 控制穿越河流風(fēng)險(xiǎn)的方法

地鐵盾構(gòu)施工中難免需要穿越周?chē)暮恿?，將盾?gòu)機(jī)穿越河流前應(yīng)當(dāng)綜合觀察周?chē)h(huán)境的情況，重點(diǎn)觀察周?chē)h(huán)境河流地下水的具體情況，精準(zhǔn)計(jì)算河流水深度并確定埋深高度。穿越河流施工前應(yīng)當(dāng)制定合理的穿河施工方案，保證穿越河流的各項(xiàng)工作有序開(kāi)展，同時(shí)避免盾構(gòu)機(jī)在穿河中可能發(fā)生的各種問(wèn)題。河流周?chē)h(huán)境較為復(fù)雜，在覆土層附近存在突變現(xiàn)象；因此在下穿河流前要注意土質(zhì)的變化情況，并綜合考慮周?chē)牡刭|(zhì)因素，確保盾構(gòu)切口的壓力是平衡的[3]。

3.3 控制地下設(shè)施與建筑風(fēng)險(xiǎn)的方法

盾構(gòu)施工中要注意區(qū)域地下設(shè)施、建筑物等因素；在盾構(gòu)施工前應(yīng)注意區(qū)域內(nèi)地下設(shè)施的具體類(lèi)型、建筑年代、實(shí)際功能、使用情況等信息，同時(shí)要確定建筑物的相關(guān)結(jié)構(gòu)和使用方向，建立規(guī)避地下設(shè)施與建筑物的意識(shí)。在進(jìn)行詳盡的摸排普查后，在平面圖中繪制建筑物和地下設(shè)施的分布位置，制定盾構(gòu)施工方案時(shí)注意規(guī)避上述設(shè)施；同時(shí)在施工方案中注意監(jiān)控點(diǎn)的布局，在盾構(gòu)施工的同時(shí)檢測(cè)上述設(shè)施的完好情況。若盾構(gòu)施工出現(xiàn)靠近建筑物或地下設(shè)施的情況，則需要及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)參數(shù)避免對(duì)各類(lèi)設(shè)施和建筑造成損壞；落實(shí)盾構(gòu)施工過(guò)程中的安全理念。盾構(gòu)機(jī)自身安全同樣重要，盾構(gòu)施工中要保證盾構(gòu)機(jī)性能完好，避免施工故障對(duì)周?chē)慕ㄖ锖驮O(shè)施造成影響。盾構(gòu)施工中要注意控制盾構(gòu)機(jī)的工作線路和形態(tài)，盡量保證盾構(gòu)機(jī)工作在穩(wěn)定的線路和狀態(tài)中，避免大幅度調(diào)整盾構(gòu)機(jī)路線并影響盾構(gòu)施工計(jì)劃。通常情況下盾構(gòu)機(jī)形態(tài)調(diào)整幅度不應(yīng)超過(guò)4mm，若超過(guò)該調(diào)整幅度則意味著對(duì)周?chē)馏w環(huán)境的明顯擾動(dòng)影響。

3.4 加強(qiáng)人員管控

地鐵盾構(gòu)施工對(duì)人員技術(shù)要求較高，需要地鐵施工方加強(qiáng)對(duì)人員的管控力度。首先施工方要加強(qiáng)對(duì)施工人員的培訓(xùn)力度，通過(guò)各類(lèi)培訓(xùn)方式提升施工人員的綜合技能素養(yǎng)，保證施工人員在地鐵盾構(gòu)施工中規(guī)范合理操作，避免由于違規(guī)操作、失誤操作影響整體施工質(zhì)量，并保證地鐵盾構(gòu)施工按原計(jì)劃有序推進(jìn)。施工企業(yè)在落實(shí)地鐵盾構(gòu)施工任務(wù)的過(guò)程中需要充分考慮周?chē)刭|(zhì)環(huán)境并確定施工中使用的方法；在地鐵盾構(gòu)施工方法中確定施工中的注意事項(xiàng)和各項(xiàng)操作標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)施工中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)因素。確定上述要素后編寫(xiě)地鐵盾構(gòu)施工手冊(cè)，組織施工人員集體培訓(xùn)學(xué)習(xí)；施工人員參與業(yè)內(nèi)培訓(xùn)后掌握地鐵盾構(gòu)施工中的操作流程以及各項(xiàng)注意事項(xiàng)，從而在盾構(gòu)施工中建立規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的意識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

施工單位在地鐵盾構(gòu)施工中可以從加強(qiáng)人員管控、控制穿越河流風(fēng)險(xiǎn)等多方面入手，加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)施工中風(fēng)險(xiǎn)因素的控制能力，有效避免傳統(tǒng)盾構(gòu)施工體系中增加風(fēng)險(xiǎn)因素的各種行為，為提升地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。