淺談盾構隧道施工風險與規避對策

潘慶賢

（中鐵港航局集團城軌公司 南寧 530022）

近年來，我國交通運輸行業飛速發展，特別是地下隧道的建設已經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中，盾構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險，需要施工單位采取必要的規避措施才能保證施工質量。

1.盾構隧道施工簡述

現如今，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。在隧道工程的建設中，盾構技術是其關鍵的施工步驟，只有做好盾構施工，才能進一步保證隧道工程的順利施工。盾構施工體系主要有三部分構成，包括施工環境(主要是地質環境)、盾構和施工管理)，只有三部分緊密配合才能完成盾構施工。由于是地下施工，存在很多未知因素，且我國地形比較復雜，施工中可能遭受很多不可預知的危險。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環境進行勘測，充分了解施工環境，根據地質環境設計相應的施工圖紙，制定合理的施工方案。在施工人員進行盾構施工時，施工單位要派遣專業的工作人員到施工現場進行施工管理，管理人員要督促施工人員規范操作，及時排除現場存在的不安全因素，針對可能發生的安全隱患做好相應的應急預案，確保盾構施工順利進行的同時保證現場施工人員的安全。值得一提的是，在盾構的施工過程中，涉及到盾構選型、刀盤及刀具設計、盾構輔助功能的裝置等專業的施工配置，我國目前在盾構施工技術這一塊還不夠成熟，現在所使用的設備距離國際的先進水平也還存在很大的差距，需要施工企業與國家共同努力，積極投入資金進行先進技術的引進，促進建筑行業的發展，這對我國的經濟發展也有重要意義。當然，引進先進技術的同時，還要對施工人員進行專業培訓，使得施工人員具備較高的專業素質，對盾構設備能夠靈活運用。最重要的是能夠對各種盾構設備規范操作，在施工過程中能夠盡可能避開為危險，減少把安全事故發生的幾率降到最低，促進我國交通事業穩步、快速向前推進。

2. 盾構選型及細節功能設計

2.1 工程地質及水文地質的復雜性

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

2.2 盾構對長距離掘進、復雜地層的影響

在隧道的盾構施工中，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備的靈活運用程度，對現場地質條件的敏銳洞察力，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構,刀具配置采取雙層切刀結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,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對不同的地質條件，減輕施工人員的負擔，為長距離掘進節省了一定時間，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 高水壓的適應性要求

在隧道的盾構施工中，施工人員除了需要應對復雜的地形外，還要注意施工中的高水壓問題。盾構施工中需要需承受最高水壓力達到0.6MPa，如果施工人員現場處理不好，將很容易引發安全事故，給施工人員的人身安全造成極大的危險。因此，在盾構工程的施工中要做好高水壓的應對工作，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，在隧道的盾構工程中，涉及到很多的細節設計，技術人員要對相關技術參數進行復核設計，確保每一個設計都符合國家的相關標準。當然，施工單位要督促施工人員嚴格按照相關操作要求進行操作，確保施工人員的安全。

3. 盾構隧道施工常見事故的規避措施

3.1 地質預測預報準確性風險及對策

現如今，我國對于地下地質、水文的勘測技術還存在很大的局限性，現有的勘測一起儀器只能達到一個比較淺的深度，且對于很多復雜地形沒有辦法進行準確勘測，施工人員在盾構施工中會遇到很多不可預知的風險，增加了盾構施工的難度。因此，在施工單位到達開始施工后，要隨隊配備專業的地質鉆孔器、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時，用儀器再次進行現場勘測，了解地質、水文條件，包括水源、水深、覆土厚度等地質參數，為盾構機選型、盾構掘進參數的選取及制定相應的輔助措施打下堅實的基礎。同時，施工現場的實時勘測，也能及早發現一些可能存在的安全隱患，施工單位可以根據現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 盾構機適應性和可靠性風險及對策

在隧道工程的盾構施工中，最重要的步驟就是盾構機的選型以及確定盾構機的可靠性，只有選擇合適的盾構機，配合施工人員的專業操作，才能在地下進行快速施工。盾構機的可靠性包括保持開挖面的穩定、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鍵的盾構機械的密封性能等方面,施工前的地質勘測為盾構機的選型提供了科學的數據，施工人員在參照相關的地質數據后，再根據市面上已有的盾構機的不同功能性以及可靠性選擇合適的盾構機進行盾構施工。當然，選型中還要考慮盾構機的耐磨性、耐壓性等參數，確保盾構機在施工中不發生變形，防止盾構機在長距離的地下掘進中停止工作，影響施工進度。

3.3 盾構進出洞施工風險及對策

盾構進出洞安全是盾構法隧道施工的一個重要環節。很多盾構施工的安全事故都發生在盾構進出洞上,因此，要做好進出洞的風險規避措施。首先，施工單位要認真研究洞口的地質條件，把洞口的高度、寬度等數據作為盾構機選型的一個重要參數，確保盾構機能夠順利進出洞口。當然，盾構機的始發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，減少盾構機推進的阻力。

4.結語

綜上所述：在進行盾構隧道的施工中，存在著不同程度的風險，施工單位在規避風險的過程中，要充分考慮地質的復雜性，長距離掘進，高水壓等影響因素，施工單位可以根據實際情況制定出一套科學合理的風險規避方案，保障盾構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.盾構隧道施工對城市瀝青路面影響的風險評估[J].地下空間, 2005(02): 263-267.

[2]安政翃,季玉國.大型越江盾構隧道施工安全與風險管理探討[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.軟土地區土壓盾構隧道掘進施工風險模糊評估[J].巖土力學, 2007(08): 1753-1756.