地鐵區間隧道盾構施工安全風險管理的措施

仲曉慧

（中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京市 215000）

地鐵區間隧道盾構施工安全風險管理的措施

仲曉慧

（中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京市 215000）

地鐵盾構法具有經濟、快速、安全、機械化程度高等優點，是地鐵區間隧道施工中常用的一種施工方法。在施工過程中，為了保證盾構施工順利開展，提升地鐵施工的綜合效益，需要做好地鐵區間隧道盾構施工的安全風險管理工作。以實際工程為例，對地鐵區間隧道盾構施工中存在的安全風險進行分析，然后對隧道盾構施工安全風險管理措施進行探討，以期為類似工程提供借鑒。

盾構施工；風險管理；安全風險；盾構掘進

1 概述

橫山路站—橫塘鎮站位于蘇州新區，區間從橫山路站出站后沿濱河路向東南方向前行，先后下穿慶磚橋，側穿金屋山莊、金屋裝飾城、橫山公園、橫塘街道青春社區服務用房，下穿嚴石橋，下穿濱河路東側拆遷區和家樂居裝飾大廈，側穿南環高架及上高架匝道，然后下穿紅星美家利家居廣場4幢1～5層房屋，下穿昌普路西北、濱南路東北地塊，側穿蘇州紅星美凱龍家居廣場后到達橫塘鎮站。區間左線先后設置R=600 m、R=1 200 m、R=800 m的平曲線，右線先后設置R=600 m、R= 1 000 m的平曲線，線路中線線間距為14～30 m。區間左右線總長1 918.379 m，在里程右CK15+ 122.575（左CK15+125.690）處設置聯絡通道兼泵房，均采用盾構法施工。

本區間右線起訖里程：右DK14+732.177～DK15+687.789，右線隧道全長955.612 m。左線起訖里程：左DK14+732.177～DK15+687.789，左線隧道全長962.767 m（含長鏈7.155 1m）。區間左右線總長1 918.379 m。區間連接橫山路站和橫塘鎮站，均為地下兩層車站。區間隧道縱斷面采用V形節能坡布置：線路出橫山路站后以25‰縱坡下至最低點，而后再繼續以3.97‰、25‰兩段縱坡上升到達橫塘鎮站，聯絡通道兼排水泵站設置在線路縱坡最低點。各坡段兩端分別設置R=3 000 m、 R=5 000 m、R=5 000 m、R=3 000 m的豎曲線。本文以此工程為例，重點對地鐵區間隧道盾構施工安全風險管理措施進行探討。

2 盾構施工中常見的安全風險

2.1 盾構進出洞存在的風險

盾構進洞指的是在始發井中利用反力架和始發基座等設備使盾構機從盾構基座離開，然后經井壁上的洞口順著已定路線進行各種施工作業，而盾構機出洞則指的是盾構機順著豎井外側方向逐步掘進到豎井內接收基座上的相關施工。在進出洞施工過程中，洞口土體不穩定是一項比較大的風險，如果端頭加固效果不好，不僅會導致洞口面流水，同時還會造成嚴重的地面沉降情況。

2.2 開挖面失穩風險

在進行地鐵隧道盾構施工時，如果在開挖的過程中遇到流砂或管涌的情況會導致盾構機持續突沉或磕頭的情況。此外，在開挖時如果前方地層存在空洞，也會使盾構機的軸線出現沉陷、偏移和塌方等情況[1]。另外，在盾構機推進過程中，還有可能會遇到超淺覆土，出現冒頂。如果盾構機作業過程中遇到涌水情況，會導致盾構機正面產生大面積塌方。

2.3 盾構機穿越密集建筑群存在沉降風險

在地鐵隧道盾構掘進過程中，很容易導致地表出現變形情況，對四周建筑和環境造成較大影響。如會引發變形和位移、環境污染、地下水流失等問題，特別是當區間環境比較復雜時，會導致沿線建筑物出現傾斜、沉降、倒塌、開裂等風險。

3 施工安全風險管理措施

3.1 盾構安全進洞的管理措施

（1）焊接洞門封堵鋼板并預埋注漿管。若最后一環管片沒有突出洞門鋼環，則采用封堵鋼板封堵洞門。封堵鋼板共36塊，寬度為35 cm，弧度與管片外弧面吻合，如圖1所示。盾構機順利進洞后，將其兩端分別滿焊到出洞環預埋鋼板和洞門鋼環上，檢查洞門鋼環和管片之間的間隙是否封堵好。檢查是否按照設計要求在洞圈內埋設了5根2寸的注漿管，以便出現險情時可以立即進行注漿加固，如圖2所示。另外，要檢查設備、應急物資、人員的準備工作是否做好。

圖1 洞門封堵鋼板

圖2 預埋注漿管

（2）實施到達降水方案。打好降壓井后要求作業人員進行試降水試驗，并根據試驗數據對降水時間進行確定。一般來說，要在盾構達到10 d前就進行降水試驗，降低盾構到達風險。

（3）檢查洞口襯砌拉緊裝置。按照設計要求，為了避免襯砌間拉緊力松懈，盾構到達洞口處要布置襯砌拉緊裝置，所以在進行安全管理時，要檢查洞口襯砌拉緊裝置是否布置到位。

3.2 盾構掘進施工過程中安全管理措施

嚴格按照技術要求進行盾構機選型，并成立設備維修保養小組對設備進行全面的維護和管理，設置專門的倉庫用于存放易壞、易損的配件。在施工前要制定轉向應急預案、施工方案、設備操作規程以及作業指導書，做好施工作業人員和技術人員的培訓工作[2]。盾構始發后，將前100環作為試掘段，根據此段的施工情況對施工參數進行優化。根據監測數據對管片位移、地面變形規律等進行總結和歸納，掌握盾構推進參數、二級注漿參數和同步注漿參數，分析盾構施工過程中有可能對周圍環境產生的影響，并制定出相應的操作規程，保證各個環節作業的標準化、協調化和規范化。施工過程中加強對建筑物和地表的監測力度，必要時可以適當增加監測頻率和監測點位，將得到的監測結果及時向技術部分進行反饋，并根據實際需要對施工方案進行調整，保證施工安全。以保證建筑安全、居民安全、管線安全為基本目標，最大限度降低盾構施工對周邊居民產生的影響。施工之前，管理人員要認真履行告知義務，在施工過程中要全面了解盾構施工對周邊居民可能產生的影響，并提出相應的施工工藝和改進方案。加強應急管理措施，針對施工過程中有可能遇到的險情制定相應的應對措施，配備應急搶險隊伍，并準備足夠的應急搶險物資和設備，定期組織搶險演練，確保出現險情后可以立即采取相應的處置措施，將風險對盾構施工安全造成的影響降至最低。

3.3 穿越樓房區域安全風險管理

盾構穿越樓房段為隧道施工影響范圍內隧道中心線左右各10 m存在樓房的，線路長度再加上前50環管片寬度（60 m）和后15環管片寬度（18 m）的隧道范圍。盾構穿越房屋段縱向控制區劃分如圖3所示。控制區分為A區和B區，A、B區之外為非控制區。A區定義為盾構穿越房屋前10環以及盾構穿越房屋后管片脫出盾尾10環加上房屋本身寬度三者之和。B區定義為盾構穿越房屋前10環到前20環間的范圍。

圖3 盾構穿越房屋縱向控制區劃分示意圖

為了保證盾構施工安全，需要從“人機料法環測”六個方面控制穿越樓房段的施工，對盾構穿越建筑物開展有效的管理措施，對盾構班組人員和項目管理人員的崗位職責進行明確，對盾構設備、拌漿系統的基本要求進行落實，切實做好設備的維護和保養工作。加強同步注漿、二次注漿、盾尾刷、塑化劑、盾尾油脂的檢查和驗收，制定高效的質量管理流程和施工技術要求，提監測數據的準確性和可靠性，保證救援工作的及時性和有效性[3]。為了提高盾構穿越樓房的安全性，在盾構從樓房段穿越時，要保證地表變形可以達到沉降變形要求。在實際管理過程中，要按照以下標準對建筑物和地表變形進行控制：

（1）地表變形允許的最大隆起量為4 mm，最大沉降量為16 mm。地表沉降變形的報警值、預警值和控制值分別為13 mm、10 mm和16 mm，地表隆起變形控制值為4mm。

（2）建筑物變形允許的最大隆起量為4 mm，最大沉降量為20 mm，最大傾斜值為4‰，建筑物出現沉降變形的預警值、報警值和控制值分別為12 mm、16 mm及20 mm，建筑物隆起變形控制在4 mm，建筑物傾斜變形控制值為4‰。

在安全管理過程中，當檢測到建筑物變形或地表變形達到預警值后要立即組織工作人員采取相關措施對變形進行控制，并制定盾構掘進整改方案。當監測到地表變形或建筑物變形達到報警值時，要在2 h內將書面報告給總監代表，當地表變形或建筑物變形達到控制值時，要在2 h內書面報告給業主項目工程師和總監代表。嚴格按照施工組織方案施工，將各項針對性措施落實到位，加強監測工作，最大限度地降低盾構施工對周邊環境和周邊居民造成的影響。

4 結語

綜上所述，在進行地鐵區間隧道盾構施工時，要認真做好施工組織管理工作。針對存在的管理風險定期進行安全巡查工作，加強監測力度，實行動態化管理。建立完善的安全管理制度和管理機構，確保盾構施工項目安全、順利地開展，防止出現重大風險事故或安全事故。

[1]蔡正.地鐵隧道盾構法施工安全風險管理研究[D].徐州：中國礦業大學，2016.

[2]王定軍，程盼盼.地鐵區間隧道盾構施工安全風險管理研究[J].工程建設與設計，2016（4）：167-170.

[3]茍敏.地鐵區間隧道盾構施工風險管理研究[D].青島：青島理工大學，2014.

U455.4

B

1009-7716（2017）08-0207-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.064

2017-03-24

仲曉慧（1983-），女，北京人，工程師，從事城市軌道施工管理工作。