TBM施工風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)措施

摘 要：在當(dāng)前隧道工程施工過程中，為能夠使施工質(zhì)量及施工效率得到較好保障，越來越多的現(xiàn)代化施工技術(shù)及施工工藝得到廣泛應(yīng)用，而TBM施工就是其中比較重要的一種。在TBM施工過程中，十分重要的一項(xiàng)影響因素就是施工風(fēng)險(xiǎn)，因而在實(shí)際施工中應(yīng)當(dāng)對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)加強(qiáng)重視，并且選擇有效措施及方法有效應(yīng)對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)，從而使施工有效性得到較好保證。

關(guān)鍵詞：TBM施工；施工風(fēng)險(xiǎn)；應(yīng)對(duì)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.107

隧道工程在當(dāng)前屬于十分重要的一種社會(huì)工程，同時(shí)也是施工難度較大的一種工程。在隧道工程施工中，TBM施工技術(shù)的應(yīng)用可使施工效率及施工質(zhì)量得以有效提升，然而TBM施工有一定風(fēng)險(xiǎn)存在，不但會(huì)影響施工進(jìn)度，還會(huì)威脅施工人員生命安全。所以，作為TBM施工技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)對(duì)TBM施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，并且應(yīng)當(dāng)積極探索及應(yīng)用有效措施應(yīng)當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)，以保證TBM施工安全性及有效性。

1 TBM施工風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 TBM施工中的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

在TBM施工過程中，其地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)主要包括四種不同類型，具體而言如下：其一，在大埋深及高地應(yīng)力條件下，存在巖爆風(fēng)險(xiǎn)與圍巖大變形風(fēng)險(xiǎn)；其二，在出現(xiàn)破碎帶及軟弱圍巖時(shí)，可能會(huì)有坍塌風(fēng)險(xiǎn)存在；其三，掌子面或者周圍圍巖存在滲透水風(fēng)險(xiǎn)以及涌水風(fēng)險(xiǎn)；其四，存在瓦斯?jié)B漏風(fēng)險(xiǎn)。這些風(fēng)險(xiǎn)的存在均會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重安全事故發(fā)生，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)注意。

1.2 TBM施工中的裝備風(fēng)險(xiǎn)

在TBM施工過程中，TBM施工屬于十分重要的影響因素，因而施工裝備不合理也會(huì)導(dǎo)致有一定風(fēng)險(xiǎn)存在。就實(shí)際施工情況而言，TBM施工裝備選型及設(shè)計(jì)，不但對(duì)施工中TBM施工功能的發(fā)揮具有決定性影響，并且對(duì)于后期施工中風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率也會(huì)產(chǎn)生直接影響。對(duì)于TBM施工裝備風(fēng)險(xiǎn)而言，其相關(guān)因素主要包括TBM選型，刀盤結(jié)構(gòu)形式，還有刀具配置及刀型，同時(shí)還包括刀間距設(shè)計(jì)及地層處理設(shè)計(jì)，還包括支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。若裝備設(shè)計(jì)缺乏合理性，很容易導(dǎo)致工程風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，比如刀盤損壞，主軸承或者密封發(fā)生損壞，刀具磨損異常。

1.3 TBM施工中的人為風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)于TBM施工而言，為能夠使項(xiàng)目確保成功，十分重要的一點(diǎn)就是應(yīng)當(dāng)保證具備高素質(zhì)施工隊(duì)伍，施工人員應(yīng)當(dāng)保證具有豐富經(jīng)驗(yàn)，具有較強(qiáng)專業(yè)性。在實(shí)際施工中，若施工人員在認(rèn)知方面存在局限性，施工組織及管理責(zé)任心較缺乏，所制定施工方案及措施缺乏合理性等，這些因素均會(huì)導(dǎo)致TBM施工中風(fēng)險(xiǎn)有所增加[1-2]。

2 TBM施工風(fēng)險(xiǎn)有效應(yīng)對(duì)措施

2.1 不良地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施

第一，擠壓地層的應(yīng)對(duì)措施。在隧道開挖整個(gè)過程中，由于在不良巖層中存在高壓，往往會(huì)導(dǎo)致隧道圍巖出現(xiàn)相互擠壓而不斷聚合情況，最終會(huì)導(dǎo)致隧道橫斷面有所減小，通常情況下，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)壓力及巖體強(qiáng)度進(jìn)行比較，可對(duì)這一問題進(jìn)行預(yù)測(cè)。在施工地質(zhì)屬于擠壓地層情況下，就短期而言，在刀盤及護(hù)盾上所施加較高壓力會(huì)造成TBM出現(xiàn)堵塞情況；就長(zhǎng)期而言，襯砌支護(hù)在承受的壓力較高的情況下，往往會(huì)造成隧道結(jié)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，還會(huì)導(dǎo)致隧道喪失其功能，若擠壓過于嚴(yán)重，還需對(duì)隧道進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。對(duì)于這一問題，常用的應(yīng)對(duì)措施主要包括以下幾種：其一，選擇擴(kuò)徑法，也就是擴(kuò)大護(hù)盾及巖體之間所存在環(huán)形間隙，使其能夠達(dá)到15—25cm；其二，將護(hù)盾長(zhǎng)度適當(dāng)縮短；其三，應(yīng)用錐型護(hù)盾，這種類型護(hù)盾前部直徑比較大，可有效避免護(hù)盾后部被擠壓；其四，使用潤(rùn)滑劑，從而使護(hù)盾及巖石間摩擦得以減少。第二，高水壓地層的應(yīng)對(duì)措施。在隧道施工過程中，若地質(zhì)為高水壓地層，應(yīng)盡量選擇泥水平衡盾構(gòu)，也可選擇雙模式TBM。

2.2 TBM裝備風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施

在施工條件不斷發(fā)生變化的情況下，在TBM施工方面也有著越來越高的要求，具體而言就是需要更快的掘進(jìn)速度，需具備更高地質(zhì)適應(yīng)性，需具備更大隧道開挖直徑。為能夠保證在多變環(huán)境及極端地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)一步提升TBM的適應(yīng)性，在多功能高適應(yīng)性TBM進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意遵循以下原則：第一，應(yīng)當(dāng)保證施工人員及TBM設(shè)備安全；第二，對(duì)于施工過程中所需要各種難題要能夠有效解決；第三，對(duì)于各種地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)均能夠有效應(yīng)對(duì)；第四，應(yīng)當(dāng)具備較高適應(yīng)性，且能夠?qū)植刻厥庑曰骖?。目前，?yīng)當(dāng)比較廣泛的TBM主要包括雙護(hù)盾多功能TBM、雙模式TBM以及通用緊湊型TBM。在實(shí)際施工過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)具體情況及實(shí)際需求，選擇合理的TBM進(jìn)行施工，從而使施工過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)能夠有效減少，使施工安全性得到更好保障。

2.3 人為風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施

在TBM施工過程中，人為風(fēng)險(xiǎn)也是十分重要的影響因素，為能夠有效避免由于人為風(fēng)險(xiǎn)而出現(xiàn)安全事故，應(yīng)當(dāng)注意選擇具備較強(qiáng)能力及較高素質(zhì)的施工人員隊(duì)伍。首先，需要保證施工人員經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，這主要是因?yàn)閷?duì)于地下工程中所存在風(fēng)險(xiǎn)，需要施工人員具備豐富經(jīng)驗(yàn)才能夠較好應(yīng)對(duì)；其次，科學(xué)管理，對(duì)于TBM施工項(xiàng)目而言，其工期往往都比較緊張，在保證科學(xué)管理的基礎(chǔ)上才能夠使TBM效能得以充分發(fā)揮，從而保證節(jié)約成本，獲得更好效益；第三，專業(yè)高效，在TBM施工過程中，其工序安排均比較緊湊，每個(gè)環(huán)節(jié)之間存在密切聯(lián)系，而高效先進(jìn)TBM裝備需要由專業(yè)高效的技術(shù)人員進(jìn)行操作，從而使工期能夠得到較好保障，同時(shí)使施工過程中所產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)能夠得以有效降低，使TBM施工安全性能夠得到更好保障[3-4]。

3 結(jié)語

在TBM施工過程中，施工風(fēng)險(xiǎn)屬于十分重要的一項(xiàng)影響因素，施工正常進(jìn)行會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響，因而施工中的一項(xiàng)重要任務(wù)就是控制施工風(fēng)險(xiǎn)。所以，在實(shí)際施工過程中，施工技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚認(rèn)識(shí)施工中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)，在此基礎(chǔ)上選擇相關(guān)有效措施積極應(yīng)對(duì)所產(chǎn)生的這些風(fēng)險(xiǎn)，以避免施工風(fēng)險(xiǎn)而導(dǎo)致安全事故發(fā)生，進(jìn)而有效保障施工安全性，為施工正常進(jìn)行提供更好支持與保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳廣輝.輸水隧洞工程TBM法施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及對(duì)策研究[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2016，22（01）：21-23.

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作者簡(jiǎn)介：徐超群（1982-），男，山東棲霞人，本科雙學(xué)士，工程師，研究方向：隧道掘進(jìn)機(jī)。