盾構區間施工中的多風險源控制及經驗總結

陳玉成

杭州華隧工程勞務有限公司

盾構區間施工中的多風險源控制及經驗總結

陳玉成

杭州華隧工程勞務有限公司

當前，在地鐵區間隧道施工過程中，盾構法是一種常見且有效的施工方法。然而，在盾構法具體實施過程中，也會受到諸多因素影響而產生一定風險。因此，如何有效進行風險管理成為盾構隧道工程項目需要高度重視的一項任務。因此，本文就針對盾構隧道施工中的風險，對常見的一些規避對策，進行了簡要的分析和闡述，希望對盾構隧道施工的安全、穩定等性能的提升，起到一定程度上的幫助。

盾構區間施工；多風險源控制；經驗總結

1.地鐵區間隧道盾構施工概述

盾構法是地鐵區間施工過程中常用的方法之一，它主要是通過盾構機開挖隧道。通過盾構機外殼可有效抵抗土體壓力，同時將千斤頂頂住既有管片，通過活塞桿產生推力，讓盾構刀盤在地層中進行土體切削，使其不斷前進。在盾構機掘進過程中，每掘進一環就要襯砌一環。同時，要利用盾構機尾部的管片拼裝機對管片進行定位安裝，并通過水泥漿液填充圍巖及管片間隙，以此來穩定圍巖壓力，避免其變形。相對于其他施工方法而言，在地鐵施工建筑物密集地段，選用盾構法可降低道路及建筑所受到的影響。盾構機械化程度較高，可按照規律的程序操作，便于施工控制。另外，盾構法受氣候條件干擾較小，并可通過控制施工參數，將地層擾動控制在最小范圍內。當然，盾構法也存在自身缺陷。首先，盾構法投資較大，運作成本較高;其次，當地層中存在沼氣、空洞、流沙地時，會對施工效果產生極大影響;另外，盾構液壓系統、自控系統操作較為復雜，對相關人員具有較高要求。總體上來看，盾構法是地鐵區間隧道施工過程中行之有效的方法之一，但也會受到部分因素干擾而產生風險，需要采取相關措施對這些風險因素進行控制，保證施工得以順利進行。

2.盾構施工風險辨識

工程風險是指工程項目在建設期發生的、對工程項目目標（工期、成本、質量等方面）的實現產生不利影響，或誘發工程項目受到損失、損害的事件。

科學化風險管理的前提就是風險識別，通過風險識別才能了解施工期潛在的主要危險源，以便采取針對性的控制措施，將施工風險降低至最小。盾構隧道施工風險主要包括掘進風險、機械設備風險、環境風險、盾構始發（接收）風險以及聯絡通道礦山法施工風險。

2.1 掘進風險

盾構在砂卵石地層施工，土壓平衡難以建立、盾構推進姿態控制困難、掘進速度無法保證，因此，掘進風險主要包括開挖面失穩、盾構推進軸線偏離。

2.2 機械設備風險

由于砂卵石地層的特殊性，使得盾構開挖裝置、推進機構、注漿系統、出渣系統、盾尾密封系統和拼裝系統極易發生故障，比如刀盤刀具及土倉隔板磨損過快、土艙容易結泥餅、螺旋輸送機磨損及抱死頻發、盾構機推力及刀盤扭矩過大等。

2.3 環境風險

隧道施工過程中不可避免地要對周圍環境產生不利影響，如引起地層位移與變形、環境污染、地下水流失等。尤其是此區間近接環境復雜，沿線建(構)筑物發生沉降、傾斜、開裂甚至倒塌損毀是主要風險之一。

2.4 盾構始發、接收風險

其風險點主要為封門鑿除時土體坍塌、洞門密封圈處漏水漏砂以及盾構姿態突變。

2.5 礦山法施工風險

由于地層加固效果難以保證，通道施工時掌子面極易發生失穩、坍塌，導致大量砂土涌入已完工的區間隧道中。

3.盾構隧道施工風險規避對策分析

3.1 地質勘察風險規避

由于我國地質分布相對較為復雜，對我國地質勘察工作的展開，帶來一定程度上的局限，這樣就會增加了盾構隧道施工中的風險。因此，在盾構隧道施工的過程中，應當對其先進的勘測儀器，進行全面的利用，尤其是地質鉆空器、超聲波器、回聲探測儀器等方面。同時，在勘測的過程中，若是地質情況相對較差的話，應當對地下水文條件，進行全面的了解，其中包括:水源、水深、土層的厚度等方面，這樣可以為盾構隧道施工展開，提供了重要的安全、穩定的保證，降低了施工風險的存在。另外，在盾構隧道施工的過程中，應當根據地質勘察的參數，對其設計方案中可能發生風險事故，進行及時的調整，這樣可以在一定程度上保證了盾構隧道施工的安全、穩定等性能。

3.2 進出洞施工風險規避

(1)在盾構隧道施工的過程中，應當對洞口的地質情況，進行全面的了解和研究，將其洞口的高度、寬度等方面，進行科學、合理的設定，要保證進出口的順利性，以此避免安全事故的發生，也為后續施工環節的展開，提供了相對便利的條件。例如:在盾構隧道施工的過程中，應當對重點危險的部位，放置相應的安全設施，并且應當要求施工人員佩戴的安全設備。同時，要求施工人員通過了利用相應的測量儀器，對盾構隧道的面以及洞口的寬度、高度等方面，進行全面的測量。另外，要對其現場的施工設備，進行全面的收拾、整理，這樣可以在一定程度上降低盾構隧道施工的危險系數。

(2)應當對設備進出洞口的阻力，進行全面的控制，避免因為阻力相對過大，從而影響了施工質量，增加盾構隧道施工的風險，導致安全、穩定等性能有所增加。

3.3 地層與重要建筑物的隆降控制

在地鐵區間隧道盾構施工期間，若未采取針對性措施對地層及重要建筑物進行保護，很有可能造成地層及重要建筑物沉降。因此，在掘進施工前，要對施工影響范圍內的建筑物、管線、地下障礙物等進行詳細探查，并給予必要的事先加固或保護。首先，要構建出細致的隧道沉降量測控網，以便對地層及建筑物等進行定期監控，充分掌握盾構施工對周邊環境及隧道本身的影響。通常情況下，若盾構前方監測點地面變形量控制在±5mm范圍內，那么盾構在通過時，地面變形量需控制在-30mm至10mm內。若超出此范圍，就需要對出土量進行有效控制，避免地面出現地面層降。其次，在盾構進站時，若洞口地基土結構不理想，可結合現場環境進行注漿加固，以保證進站洞口的穩定性。另外，要對二次注漿及同步注漿管理進行強化，以降低地面沉降。

綜上所述，本文對盾構隧道施工中的風險，進行了簡要的分析和闡述，并且針對其風險，提出了一些盾構隧道施工風險規避的對策，從而降低了盾構隧道施工中的風險性。因此，在施工過程中需要做好事先探查，充分掌握施工現場情況，并擬定出針對性的風險管控策略，以保證施工的安全性與順暢性。

[1]劉維慶，趙雅云，孫赫梓.地鐵盾構施工風險的事故樹分析——以地面沉降事故為例[J].石家莊鐵道大學學報(社會科學版)，2016，01:21-25.