淺談盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險與規(guī)避對策

潘慶賢

（中鐵港航局集團城軌公司 南寧 530022）

近年來，我國交通運輸行業(yè)飛速發(fā)展，特別是地下隧道的建設(shè)已經(jīng)逐漸成為緩解交通壓力的重要手段，在地下隧道的施工建設(shè)中，盾構(gòu)法作為一種常用的施工方法被廣泛使用，但在施工中存在很大的風(fēng)險，需要施工單位采取必要的規(guī)避措施才能保證施工質(zhì)量。

1.盾構(gòu)隧道施工簡述

現(xiàn)如今，為了緩解日趨上升的交通壓力，我國一直致力地下隧道的建設(shè)。在隧道工程的建設(shè)中，盾構(gòu)技術(shù)是其關(guān)鍵的施工步驟，只有做好盾構(gòu)施工，才能進一步保證隧道工程的順利施工。盾構(gòu)施工體系主要有三部分構(gòu)成，包括施工環(huán)境(主要是地質(zhì)環(huán)境)、盾構(gòu)和施工管理)，只有三部分緊密配合才能完成盾構(gòu)施工。由于是地下施工，存在很多未知因素，且我國地形比較復(fù)雜，施工中可能遭受很多不可預(yù)知的危險。因此，施工單位在進行正式施工之前，要先對所涉及到的地質(zhì)環(huán)境進行勘測，充分了解施工環(huán)境，根據(jù)地質(zhì)環(huán)境設(shè)計相應(yīng)的施工圖紙，制定合理的施工方案。在施工人員進行盾構(gòu)施工時，施工單位要派遣專業(yè)的工作人員到施工現(xiàn)場進行施工管理，管理人員要督促施工人員規(guī)范操作，及時排除現(xiàn)場存在的不安全因素，針對可能發(fā)生的安全隱患做好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，確保盾構(gòu)施工順利進行的同時保證現(xiàn)場施工人員的安全。值得一提的是，在盾構(gòu)的施工過程中，涉及到盾構(gòu)選型、刀盤及刀具設(shè)計、盾構(gòu)輔助功能的裝置等專業(yè)的施工配置，我國目前在盾構(gòu)施工技術(shù)這一塊還不夠成熟，現(xiàn)在所使用的設(shè)備距離國際的先進水平也還存在很大的差距，需要施工企業(yè)與國家共同努力，積極投入資金進行先進技術(shù)的引進，促進建筑行業(yè)的發(fā)展，這對我國的經(jīng)濟發(fā)展也有重要意義。當(dāng)然，引進先進技術(shù)的同時，還要對施工人員進行專業(yè)培訓(xùn)，使得施工人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)，對盾構(gòu)設(shè)備能夠靈活運用。最重要的是能夠?qū)Ω鞣N盾構(gòu)設(shè)備規(guī)范操作，在施工過程中能夠盡可能避開為危險，減少把安全事故發(fā)生的幾率降到最低，促進我國交通事業(yè)穩(wěn)步、快速向前推進。

2. 盾構(gòu)選型及細節(jié)功能設(shè)計

2.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)的復(fù)雜性

一般來說，一條隧道的修建需要跨越一段相當(dāng)長的距離，加上我國地形一直有復(fù)雜多變的特點，對于盾構(gòu)施工人員是有一定難度的。在一些施工現(xiàn)場甚至?xí)龅綐O其復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，其經(jīng)過大自然漫長的洗禮加上人為因素的影響，而且，地質(zhì)條件存在很大的隨機變異性，其復(fù)雜程度往往超過施工單位的想象，給盾構(gòu)施工帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此，施工單位要做好充分的地質(zhì)勘測工作，運用專業(yè)的儀器和方法對施工現(xiàn)場進行精密測量，通過現(xiàn)場測驗和采集試樣多次進行室內(nèi)分析等手段得到準確的地質(zhì)、水文參數(shù)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件進行準確估計，為下一步的盾構(gòu)施工做好科學(xué)合理的理論分析，減少安全事故發(fā)生的危險。

2.2 盾構(gòu)對長距離掘進、復(fù)雜地層的影響

在隧道的盾構(gòu)施工中，往往遇到阻礙需要進行涉長距離掘進工作，這不僅考驗施工人員對設(shè)備的靈活運用程度，對現(xiàn)場地質(zhì)條件的敏銳洞察力，還充分考驗用來掘進的刀的鋒利度以及耐用性。一般來說，觀察刀盤為面板型鋼結(jié)構(gòu),刀具配置采取雙層切刀結(jié)合重型撕裂刀的形式(重型撕裂刀與滾刀可互換),重型撕裂刀運行軌跡無盲區(qū),可有效保護切刀。這樣的道具組合形式除了硬巖有很好的切削外，對砂質(zhì)土和粘土的開挖也有很好的效果。在進行長距離的掘進時，不需要準備多套道具應(yīng)對不同的地質(zhì)條件，減輕施工人員的負擔(dān)，為長距離掘進節(jié)省了一定時間，也提高了施工效率。同時，對施工人員的安全也有一定的保障。

2.3 高水壓的適應(yīng)性要求

在隧道的盾構(gòu)施工中，施工人員除了需要應(yīng)對復(fù)雜的地形外，還要注意施工中的高水壓問題。盾構(gòu)施工中需要需承受最高水壓力達到0.6MPa，如果施工人員現(xiàn)場處理不好，將很容易引發(fā)安全事故，給施工人員的人身安全造成極大的危險。因此，在盾構(gòu)工程的施工中要做好高水壓的應(yīng)對工作，在盾尾密封時可采取多道盾尾密封刷（一般是四道）加上一道緊急密封氣囊,氣囊主要是用來應(yīng)對緊急情況，起到一個臨時止水的作用，為救援隊的救援處理提供時間。另外，在隧道的盾構(gòu)工程中，涉及到很多的細節(jié)設(shè)計，技術(shù)人員要對相關(guān)技術(shù)參數(shù)進行復(fù)核設(shè)計，確保每一個設(shè)計都符合國家的相關(guān)標準。當(dāng)然，施工單位要督促施工人員嚴格按照相關(guān)操作要求進行操作，確保施工人員的安全。

3. 盾構(gòu)隧道施工常見事故的規(guī)避措施

3.1 地質(zhì)預(yù)測預(yù)報準確性風(fēng)險及對策

現(xiàn)如今，我國對于地下地質(zhì)、水文的勘測技術(shù)還存在很大的局限性，現(xiàn)有的勘測一起儀器只能達到一個比較淺的深度，且對于很多復(fù)雜地形沒有辦法進行準確勘測，施工人員在盾構(gòu)施工中會遇到很多不可預(yù)知的風(fēng)險，增加了盾構(gòu)施工的難度。因此，在施工單位到達開始施工后，要隨隊配備專業(yè)的地質(zhì)鉆孔器、超聲波以及回聲測深儀等儀器，在遇到不能判斷的不良地質(zhì)時，用儀器再次進行現(xiàn)場勘測，了解地質(zhì)、水文條件，包括水源、水深、覆土厚度等地質(zhì)參數(shù)，為盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)掘進參數(shù)的選取及制定相應(yīng)的輔助措施打下堅實的基礎(chǔ)。同時，施工現(xiàn)場的實時勘測，也能及早發(fā)現(xiàn)一些可能存在的安全隱患，施工單位可以根據(jù)現(xiàn)場的探測情況及早制定或修改已有的施工方案，及時排除可能存在的安全隱患。

3.2 盾構(gòu)機適應(yīng)性和可靠性風(fēng)險及對策

在隧道工程的盾構(gòu)施工中，最重要的步驟就是盾構(gòu)機的選型以及確定盾構(gòu)機的可靠性，只有選擇合適的盾構(gòu)機，配合施工人員的專業(yè)操作，才能在地下進行快速施工。盾構(gòu)機的可靠性包括保持開挖面的穩(wěn)定、切削刀盤的種類、出土方式、主軸的扭矩、推進能力以及最為關(guān)鍵的盾構(gòu)機械的密封性能等方面,施工前的地質(zhì)勘測為盾構(gòu)機的選型提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)，施工人員在參照相關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)后，再根據(jù)市面上已有的盾構(gòu)機的不同功能性以及可靠性選擇合適的盾構(gòu)機進行盾構(gòu)施工。當(dāng)然，選型中還要考慮盾構(gòu)機的耐磨性、耐壓性等參數(shù)，確保盾構(gòu)機在施工中不發(fā)生變形，防止盾構(gòu)機在長距離的地下掘進中停止工作，影響施工進度。

3.3 盾構(gòu)進出洞施工風(fēng)險及對策

盾構(gòu)進出洞安全是盾構(gòu)法隧道施工的一個重要環(huán)節(jié)。很多盾構(gòu)施工的安全事故都發(fā)生在盾構(gòu)進出洞上,因此，要做好進出洞的風(fēng)險規(guī)避措施。首先，施工單位要認真研究洞口的地質(zhì)條件，把洞口的高度、寬度等數(shù)據(jù)作為盾構(gòu)機選型的一個重要參數(shù)，確保盾構(gòu)機能夠順利進出洞口。當(dāng)然，盾構(gòu)機的始發(fā)階段也會影響到洞口，要注意推力、扭矩的控制,同時注意各部位油脂的有效使用，減少盾構(gòu)機推進的阻力。

4.結(jié)語

綜上所述：在進行盾構(gòu)隧道的施工中，存在著不同程度的風(fēng)險，施工單位在規(guī)避風(fēng)險的過程中，要充分考慮地質(zhì)的復(fù)雜性，長距離掘進，高水壓等影響因素，施工單位可以根據(jù)實際情況制定出一套科學(xué)合理的風(fēng)險規(guī)避方案，保障盾構(gòu)隧道工程能夠順利完成施工，同時保證施工人員的人身安全。

[1]胡群芳,黃宏偉,陳龍.盾構(gòu)隧道施工對城市瀝青路面影響的風(fēng)險評估[J].地下空間, 2005(02): 263-267.

[2]安政翃,季玉國.大型越江盾構(gòu)隧道施工安全與風(fēng)險管理探討[J].探礦工程:巖土鉆掘工程,2008(12):78-83.

[3]姚浩,周紅波,蔡來炳,等.軟土地區(qū)土壓盾構(gòu)隧道掘進施工風(fēng)險模糊評估[J].巖土力學(xué), 2007(08): 1753-1756.