地鐵盾構施工安全風險評估分析

柳亮亮

杭州強隧勞務派遣有限公司 浙江杭州 310000

作為目前我國在地鐵等地下施工中普遍使用的盾構施工法，地鐵盾構施工項目存在著明顯的優勢，但是它的風險性同樣不能忽視，只有在準確了解盾構施工的風險源以及解決措施的情況下，才能合理的規避風險以提高施工過程中的安全性。

1 地鐵區間盾構施工概述

盾構法是目前地鐵區間施工過程中常見的方法，其優點是對地質條件要求不高，而且施工速度快，在一般地質情況下，一天可掘進10m-20m。它屬于暗挖法施工，是將盾構機械在地下有規律的掘進，利用活塞桿產生的推力讓盾構刀盤切削土層并利用傳送裝置將開挖的土運出洞外，同時用管片安裝機固定并安裝管片，利用活塞桿產生的推力讓盾構刀盤切削土層并利用傳送裝置將開挖的土運出洞外并及時用水泥漿液填充土層空隙，穩定周圍壓力，以此來實現盾構機的不斷前進。盾構法的優點首先是機械化程度高，可以省去大量勞動力，而且相較于傳統施工方式，盾構法施工速度快，效率高，質量好；其次對環境影響不大，不會產生大量粉塵、噪聲等污染，對環境及附近居民都不會造成太大影響。不可避免，盾構法也存在一定的不足，首先，盾構法施工成本高，前期投入及后期投資都比較大；其次，應對不良地質條件的能力較差，當施工時遇到空洞、沼氣等不利地質條件時，不僅會影響施工進度和效果，甚至會造成施工安全事故；另外由于盾構機比較先進，不僅操作相對復雜，而且施工過程難度較大，因此對施工及管理人員有較高的理論知識及實踐經驗要求。從總體看，盾構法雖然存在著一些不足，但仍以其特有優勢成為當前地鐵等地下構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險因素，保證工程施工的順利進行。

2 盾構施工的風險源

2.1 對施工地的水文地質及邊界條件勘測不到位

這主要有兩方面風險，一是盾構進出洞風險，在盾構機進出工作井時，通常的做法是先拆除預留洞口處的擋土墻，然后用盾構刀盤掘去洞口處的加固土體，最后盾構機進入洞圈密封裝置，開始工作。此過程持續時間較長，洞口處的加固土體會受到施工擾動及周圍環境因素的干擾，就容易引起加固土體變形進而造成洞口塌方；若井口位于不良土層，就更容易發生盾構機突沉，甚至造成土體的嚴重變形或坍塌，導致極危險的工程事故；二是在不良土層中施工的風險，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、壓力導致事前未進行氣體釋放或未進行防范措施而引起盾構姿態突變、隧道損壞甚至毒氣燃爆等危害；在穿越土層中洞穴、樁基或地底構筑物等障礙物時，可能由于未事先探明詳細情況而引起盾構偏移、注漿流失導致隧道坍塌、地面沉陷等事故，不僅對盾構施工有巨大危害，而且對地面及地面構筑物也會產生巨大影響。

2.2 所選盾構機與施工地區的水文地質、邊界條件不符合

盾構機選型應充分考慮到施工地區的地質水文條件，地下、地表構筑物的安全，地下障礙物的規避等條件，否則不僅工法繁復，效率低下，而且會對盾構機使用壽命造成影響，增大施工成本，嚴重時甚至會導致施工事故。

2.3 施工過程操作不當

這主要包括以下四方面風險：（1）盾構軸線偏差糾偏措施不當導致管片破裂或超挖，引起土體變形、地表隆沉；（2）盾構機艙壓力設置不當致使艙內壓力與掘進面壓力不平衡造成超挖或欠挖，引起地表隆沉變形；（3）掘進參數設置不當導致掘進速度過快，使掘進面土體受壓嚴重，引起地表隆沉、土體變形；（4）注漿壓力或注漿量設置不合理造成土體壓力過大或過小，引起地表不正常隆沉。

盾構施工風險規避措施：

3 提高地鐵盾構施工項目安全性的具體措施

及時有效的地確定風險源是防止和減少盾構施工過程中的事故的第一步，要實現安全施工還必須做到以下幾點：

3.1 施工項目規劃必須嚴謹合理

建設單位要提前對各種風險有清楚的了解和認識，施工前做好土體勘測與盾構機械檢測等準備工作，根據實際情況確定施工參數，而且要留出足夠的安全施工系數，以防止施工過程中出現意外情況造成巨大損失；還需制定相關應急方案，如發生意外，必須及時按應急方案解決。

3.2 加強對施工現場及周邊環境的檢測評估與預警

施工前需要對現場盾構機進出洞口進行勘測研究，針對地質較差的地段及時處理，施工過程中要加強對現場及環境參數的實時監測并對數據及時進行分析反饋，以便施工人員不斷修改、優化施工參數，確保施工安全進行。例如檢測開挖面地質情況，結合土層壓力及出土量調整注漿量及注漿壓力來穩定土層；針對土層狀況調整掘進速度，保證工程安全穩定實施；嚴格把控盾構進出洞工序，實施監測洞口土體參數，做好洞口土體加固、洞口土體流失風險控制等工作。

3.3 人才是盾構施工安全進行的關鍵

專業能力強，責任素養高，應變能力強的施工、管理團隊就顯得格外重要，可以針對各種突發事件作出及時有效的處理；針對施工中可能出現的機械損壞，需要一批專業人員對盾構機、施工機械進行及時的保養、維修。

3.4 盾構機的選擇必須以工程施工實際為參考

充分考慮實際情況并與盾構機生產商進行磋商后決定。另外盾構機的使用也需要因地制宜，在復雜地質條件下，若所用盾構機無法充分滿足實際條件，在確保安全的前提下，應增加相應的輔助工法，以確保工程的有效實施。

4 結束語

目前來看，盾構施工是地下隧道工程施工發展的必然趨勢，雖然還存在些許不足，但只要規劃到位，操作得當，風險處置及時有效，施工過程還是很安全的，而且隨著科技的發展以及盾構施工經驗的累積，應對各種風險的能力也會越來越強，將來盾構施工應用也一定會越來越廣。