地鐵土壓平衡式盾構隧道施工安全評價模式研究

肖少榮

（中鐵廣州工程局集團第三工程有限公司，廣東 肇慶 526000）

近年來，隨著城市化進程的不斷加深，地鐵工程建設逐漸成為國家發展的重要標志，從而受到了各國政府的高度重視。如何在施工過程中保持施工質量，順利將各項工程建設任務完成，是相關單位和部門面臨的重要問題。站在目前地鐵建設現狀角度來說，具體影響因素來源于多個方面，為此，管理人員需要在工程建設上將安全評價模式構建出來，為施工安全創造合理條件。

1 盾構施工事故的分類

在整個地鐵盾構隧道施工過程中，其事故發生特點多種多樣，最為常見的便是機械事故和施工技術事故。

1.1 機械事故

一般的盾構項目建設過程中，涉及的機械設備類型較多，與之相對應的事故也比較頻繁，占據整個事故總數的一半以上，具體事故類型主要包括以下幾方面。

1.1.1 管片吊機事故

以馬來西亞MRT1期SNP-PSS段北線隧道為例，在該線路施工過程中，盾構管片安裝機起吊密封裝置突然失去效果，進而導致管片脫落問題出現，雖未造成人員傷亡，但對項目及業主造成一定程度的不良影響。具體施工原因為密封失效，而且相關工作人員在檢查工作開展上并沒有及時發現該項問題，導致管片突然下落。若要將這種事故類型避免，管理人員需要建立起完善的設備維護檢查制度，尤其是對管片安裝機的可靠性檢查。 除此之外， 在具體管片拼裝過程中，管片安裝機下部不能出現任何工作人員，避免人員傷亡。

1.1.2 電氣事故

在具體施工工作開展過程中，由于盾構掘進工作功率較大，很容易引發各種形式的電力事故，相關管理人員需要對其提出高度重視。工作人員可以在具體地鐵線路施工上，為施工動力線提供安全保障措施，并對具體的安裝和施工規范進行有效執行，將相關事故類型徹底消除。

1.2 施工技術事故

該類事故出現的原因為施工工藝使用不當所引起的，而且該類事故以惡性事故為主，往往會引發大規模的人員傷亡和財產損失。

1.2.1 地面沉降問題

常見的地面沉降類型主要有三種，第一種為非正常沉降，主要是由施工盾構操作失誤引起的，如果盾構操作過程中存在參數設置失誤等問題，將會引發相關故障。第二種為災害性沉降，主要是由于開挖面出現急性流動而引起崩塌事件。例如，在廣州地鐵一號線施工上，出現了供水管漏水問題，導致硬路面下的土體出現流失，最終引發路面塌陷問題出現；第三種為盾構選型不合適，或者存在失誤性問題。例如，成都地鐵建設過程中，由于出現了選型失誤問題，最終引發地表沉陷問題，影響施工的正常開展。

1.2.2 管片拼裝事故

在整個管片拼裝操作上，極容易出現破裂或者損壞現象，使得施工面出現較大技術風險。因此，站在施工角度來說，人們需要對安裝工藝和技術方法提高重視程度，注意對整個掘進參數進行有效控制，并實現對控制姿態的全面調整。與此同時，在實際拼裝質量預防上，還應該避免漏水問題出現。最后，施工片上浮屬于盾構施工中的常見問題，相關工作人員可以采取具體技術措施，避免該種情況出現。

2 土壓平衡盾構法隧道施工系統

站在一般情況角度進行考慮，在具體盾構施工工作開展過程中，為了實現對盾構安裝效率的全面提升，相關部門和工作人員需要提升對豎井和基坑建設的重視程度。所以說，各個工程管理人員應該根據實際情況，在隧道的兩端建設豎井和基坑，而且在實際工作過程中，軸線設計工作同樣顯得十分重要，可以從隧道一端延伸到另一端。另外，整個土壓平衡盾構機屬于是工程掘土設備，從實際分析中可以看出，該設備主要包含四部分內容，而且應用優勢極為明顯，掘進速度極快，而且很少能夠受到環境因素影響，應用效果極為顯著。也正是由于上述優勢的存在，該類設備在整個地鐵施工建設上得到了廣泛應用。如果是在具體施工操作過程中，該類設備的主要安裝地點在于盾構結構的前方，進而將切削刀盤的作用展示出來，并以此為基礎，促使艙內壓力以及開挖面水平壓力始終處于平衡狀態，最終確保地表沉降得到有效控制。由于地鐵隧道施工主要以土壓平衡盾構隧道施工為主，主要系統內容包括盾構施工準備系統、盾構施工系統以及盾構拆除系統等。在此過程中，施工準備系統主要涉及盾構豎井建設、盾構安裝等；盾構施工主要涉及盾構推進、防水工程拼裝等。也正是由于上述內容存在，才能確保整個地鐵土壓平衡得到全面維護[1]。

3 施工過程中的危險源辨識

站在實際隧道施工角度進行考量，任何一項安全事故均會與相關危險源息息相關，而且各個施工單位想要從根本上將施工事故避免，管理人員一定要對危險源進行仔細辨識。以實際施工工作為例，任何事故的出現原因主要集中在以下三方面，即人、施工環境和設備，整個危險源辨識操作也應該集中在上述三方面內容之中。由于實際事故的發生因素不同，導致時間類型同樣出現了較大差異性，事故影響力度也出現了不同。從另一個角度來說，人為影響因素占據主要地位，主要原因如下：第一，在盾構地層設計上，沒有保持軸線的合理推進；第二，在整個盾構結構安裝和拆除工程中，操作不當問題經常出現，進而導致整個工作井受到了嚴重破壞；第三，整個隧道之中的襯砌強度安全系數出現了很多問題；第四，隧道在孔隙灌漿操作過程中存在很多問題；第五，襯砌拼裝操作與相關規定和要求不相符。倘若上述問題出現，隧道不均勻沉降均會出現。另外，在整個開挖面出現問題之后，極容易對相關應用設備產生影響，具體情況如下：第一，盾構千斤頂推理不均勻；第二，沒有及時更換設備零件。也正是由于上述問題存在，施工人員需要對具體危險源內容進行充分把握，只有這樣，才能將辨識度有效展示出來，并以此為基礎提升整個工程建設的安全性，維護工程建設的順利開展[2]。

4 地鐵土壓平衡式盾構隧道施工安全評價模式研究

4.1 評價模式結構

如果將整個地鐵隧道工程建設當作一個整體系統，其中涉及的各個工序均視為該系統的子系統。施工單位想要將該系統的危險程度展示出來，需要將具體子系統的危險程度展示出來。但由于不同施工環節涉及的安全評價方式不同，研究人員可以借助于LEC法，與具體的理論內涵相結合，最終實現對危險等級的全面確認。

4.2 泛函理論確定權重

4.2.1 指標空間的標準化

站在指標權重角度來說，文章研究主要以泛函理論應用為主，并將該項理論內容作為基礎，對相應的評價模型進行全面構建，最終將指標體系空間化特點展示出來。站在一般角度來說，指標體系之中主要涉及14項基本指標，如果研究人員可以在每一項指標之中建立希爾伯特指標空間，在整個空間內部，均存在具體指標與一維空間相互對應。為了方便研究，人們可以假設其中一組指標為正交基，最終所得出的指標向量會分布在原始指標之上，而向量T則是對指標權重后的空間進行全面考慮[3]。

4.2.2 準則基層因子權重確定

在準則層設計上，主要包括四部分內容，站在其準則層因子確定上，不同內容對應不同方法。如果將一個地鐵土壓平衡盾構隧道施工安全狀態歸結于四個準則層指標，則準則層類型也會出現很多形式，以施工階段為例，其取值范圍主要集中在1到4范圍內，分別對應的內容有盾構施工準備、盾構施工、盾構拆除以及公用工程。截止到目前，人們對地鐵施工行業安全評價研究并不充分，進而導致整個隧道盾構施工系統的安全評價工作開展并沒有得到很好的支持。為此，在研究過程中，主要借助于安全評價方式的綜合應用，構建出合理的盾構法隧道施工安全評價方法，希望可以對相關工作起到一定的幫助作用。4.2.3 指標層因子權重的確定

在整個指標層因子權重確定上，主要依據便是在事故發生之后，為相關企業和部門帶來的經濟損失情況。總的來說，在該類權重內容確定上，涉及的內容很多，即目標層權重、具體施工操作的經濟損失和施工投入等。也正是由于不用安全評價方式的有效應用，讓不同系統和經濟安全評價模式更上一層樓，彌補之前存在的評價缺點[4]。

5 具體評價方式的改進

在整個評價方式改進過程中，主要涉及的內容包含兩方面，首選是對作業條件危險性評價模式改進，該方法可以在很多普通施工和檢修工作中得到應用，但與整個系統的安全評價不相符。因此，在具體作業危險性評價方式改進過程中，人們可以事先做好施工特點的分析和總結工作，將具體評價內容的應用范圍擴大，確保其與具體安全評價內容和要求相符。其次，在整個安全檢查表危險等級劃分上，可以根據最終的檢查得分實現等級的全面劃分，如果最終分數集中在91到100范圍內，證明工程施工十分安全。如果最終評價得分在71到90分，說明整個施工處于比較安全的狀態下，如果是60分到70分，說明施工處于臨界危險范圍內，如果最終得分在49以下，說明該類施工極為危險，需要立即進行停工整改操作[5]。

6 結語

綜上所述，由于現階段經濟發展速度的不斷加快，相關部門需要強化對地鐵工程建設的重視程度，制定出合理的安全標準，還要提升整個工程安全施工的關注度。從實際盾構隧道施工開展過程中可以發現，引發安全事故的原因有很多，為了將安全施工特點更好地展示出來，人們需要確保安全評價模式的完整性，最終將整個施工要求在工作中落實下去。