城市地鐵盾構施工風險預警研究

文/梁建波

城市地鐵盾構施工風險預警研究

文/梁建波

廣州軌道交通建設監理有限公司

隨著我國經濟和交通行業的快速發展。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管理重要內容。

地鐵工程；盾構施工；風險管理

引言

隨著社會的發展，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的復雜性，盾構施工風險預警是盾構施工中的管控的眼睛，介紹了城市地鐵盾構區間風險研究的必要性、風險體系的構成、風險防范對策、風險信息系統的應用，對相似地層有借鑒和指導作用。

1 盾構隧道施工風險研究的重要性

盾構法施工技術，目前在很多國家運行較為成熟，隨著城市規劃和地面交通擁堵情況的雙重因素影響，地鐵盾構施工將會在更多城市大力發展，但因施工工序多，技術復雜，對周邊建（構）物、環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，為加強盾構施工的安全管理可靠性，風險識別研究尤為重要。

2 盾構施工風險預警的構成

風險發生具有不確定性，盾構施工安全風險也不例外。預警是過程盾構施工風險動態監控，是風險識別的指引，與實時監控形成對比，結合監控數據變化程度，分類處置，并設定指導參數值，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生概率。地鐵盾構施工預警系統應涵蓋明確警義、尋找警源、分析警兆、確定警度、排除警患等程序。

3 地鐵盾構掘進施工風險的防范

3.1盾構掘進施工風險的防范

3.11地鐵盾構進出洞施工風險的防范對策

為了更好的控制地鐵盾構施工風險，需要從以下方面進行：（1）專項檢查和研究盾構進出洞端頭的地層情況，在設計的時候需要重點對盾構機進出洞端頭地層加固長度多出盾構長度兩環到三環的距離，根據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，防止出現漏水的情況，然后才能開始鑿除工作。如果探水的時候發現有滲漏的情況，就需要及時的采取措施進行加固封堵。（3）對于復環管片拼裝需要有效的確保圓度，管片姿態需要確保和軸線處于一個狀態，在整個過程中還需要采取有效的措施進行管片控制，確保管片的質量。

3.12盾構掘進失穩風險的防范措施

對于掘進粉砂層、淤泥層等不良地質的時候如果沒有做好前期的準備工作，很容易出現問題，其主要是受到人員操作以及土壓設置方面的影響，從而使得開挖出現失穩的情況，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量。首先，在掘進之前需要有效的分析底層土質，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。其次，改良渣土。就目前的情況來看，如果滲透系統太高，地層穩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

城市地鐵盾構施工極易對土體產生擾動，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盾構掘進前對周邊建筑物及其管線進行調查，并制定相應保護方案；②調整掘進施工參數，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同步注漿配比根據建筑物情況，適當調整含砂率和稠度，防止漿液凝固后收縮或膨脹。適當調整填充系數，控制填補間隙；④拼裝后5-8環位置，合理二次注漿，達到設定壓力值時停止注漿。后續根據建筑物沉降結果，適當調整。

3.3盾構施工下穿河流風險的規避措施

（1）盾構穿越河流前，要詳細調查河流與盾構穿越地層中地下水的聯系情況，實際測量河流水深、并計算河底至隧道頂的埋深數據；（2）制定盾構穿河專項施工方案，確保盾構安全、可靠的穿越河流；（3）在盾構穿越前、穿越中和穿越后加強對河壩的變形進行監測，并根據監測數據對施工參數進行合理的調整；（4）盾構在進入河流段前后由于覆土有一個突變，因此在盾構掘進前需根據覆土深度的變化、地質情況、河流情況等合理確定盾構切口處平衡壓力；（5）在盾構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）在盾構機過河前，對盾構機的機電設備進行一次全面的檢查，保證盾構機處于良好運轉狀態，避免盾構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，若出現機械故障或其他原因造成盾構停推，應采取措施防止盾構機后退，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。在盾構施工開展之前，對全體施工人員進行專業技術知識和實踐操作能力的培訓，著重強化對施工現場一線操作人員尤其是農民工的施工技術培訓教育，并對新進場的作業人員進行嚴格考核，加速新員工職業技能水平的增長，深化施工人員對施工過程中各項標準及規范的理解。與此同時，擴大現場施工管理范圍，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，并對監測過程中出現的各類潛在安全因素進行詳細記錄與整合。加大貫徹與監督實施的力度，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 結語

在城市地鐵建設中，盾構法施工技術在已得到廣泛的應用，盾構法施工對周圍建筑及地面變形控制較好、施工速度快，施工環境好，而且盾構隧道的造價已接近甚至低于礦山法隧道或明挖法隧道。但在盾構施工重要節點環節和特殊施工環境時，仍存在較大風險，因此，在盾構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，將地下復雜地質條件、周邊環境、地下水位等影響因素納入考慮范圍之內，結合盾構施工規范和盾構施工經驗對風險的控制，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.地鐵盾構施工安全風險預警警兆指標設計探討[J].建筑經濟，2014，4（11）：115-117.