芻議地鐵盾構施工的安全風險管理

陸磊

（無錫地鐵集團有限公司，江蘇 無錫 214023）

1 地鐵盾構施工安全風險管理的重要性

地鐵是城市交通系統的重要組成部分，可以打通各個區域的交通模塊，減少人們的通勤時間與通勤成本，為城市拓展發展規模打下良好基礎。但是，我國疆域遼闊，各地土質條件、水文情況不同，地鐵工程大部分又在地下進行建設，使地鐵工程面臨更大的建設難題[1]。在地鐵施工中，盾構法是一種暗挖全機械化施工方法，采用盾構機械設備在地下空間持續推進，利用盾構外殼、管片支撐地下空間的圍巖結構，預防隧道內部產生大規模的坍塌情況。通過切削裝置，對開挖面做大規模的土體開挖，并與相應運輸機械設備配合，將土方運輸到開挖面以外的區域。借助千斤頂對盾構機械設備進行加壓頂進，同步拼裝運輸到施工現場的預制混凝土管片，以此構建結構穩定的隧道結構。盾構法是地鐵工程施工建設的重要施工方法，需要考慮更多的安全風險因素，保證地鐵工程順利竣工交付，為城市未來的發展貢獻力量。

2 地鐵盾構施工安全風險的誘因

在地鐵盾構施工作業中，存在諸多安全風險因素。為提升本文參考價值，現對以下3 種主要成因進行分析。

1）施工質量管控不到位。地鐵盾構施工時間跨度大，施工任務總量大，即使可以在日常施工作業中落實各項施工質量管控措施，也難免會有一些不易察覺的施工質量殘留問題。在之后的地鐵盾構施工作業中，這種施工質量問題數量與規模會不斷增加，最終發展成不可控、危險性高的嚴重安全風險。

2）施工安全相關措施有待完善[2]。考慮到地鐵盾構施工多在地下完成，各類機械設備會面臨更為嚴苛的使用條件，多數機械設備生產單位以更高的標準進行機械設備的生產與制造。在多數情況下，根據機械設備的操作指導進行正常施工作業，不會產生過于嚴重的安全問題。正是因為有機械設備這種“保障”，導致在許多地鐵盾構施工過程中，施工安全相關措施內容不夠全面，無法成為施工人員參考應用的標準，極易出現突發安全事故，造成更為嚴重的安全問題。

3）缺少詳細的應急處理相關內容。許多地鐵建設單位認識到關注地鐵盾構施工安全風險的重要性，并在多個方面開展相應的防護措施，借此排除眾多安全風險隱患。但是，地鐵建設單位沒有對應急處理進行更深入的研究，許多內容僅提供大致方向，缺少詳細指導方法，對于現場管理人員與施工人員的專業水平與工作經驗提出了較高的要求，無法真正實現地鐵盾構施工的零風險目標。

3 地鐵盾構施工的安全風險管理對策

為保證地鐵盾構的安全施工，保護管理人員與施工人員的人身安全，需要在明確地鐵盾構施工安全風險誘因基礎上，制定與之匹配的管理對策，將各項工作落實到位，才能達到零風險施工目標。為此，在整理大量資料后，與若干行業專家進行詳細討論，決定從施工質量、施工安全、應急處理等角度，構建相對完善的地鐵盾構施工的安全風險管理對策，為更多的地鐵建設單位提供幫助。

3.1 關注各類施工質量技術措施

施工質量技術措施可以細分為以下幾項內容。

3.1.1 盾構軸線

盾構機掘進期間，需要對掘進方向、位置進行嚴格的控制，確保盾構機掘進軸線和設計軸線之間誤差小于±50 mm。建議對盾構機工作姿態做定期測量，如果發現偏差過大，必須及時糾正。在隧道內部進行循環襯砌后，需要對盾構機的盾尾間隙進行測量，做好相應的糾偏處理。可以在盾構機掘進100 m后，將理論軸線作為標準，鋪設相應的引測水準與直伸導線，進行相應的盾構軸線檢查工作?？梢栽诙軜嫏C右上方管片位置，設置一個使用鋼板材料制作的吊籃，并在其底部通過設置強制對中螺栓孔固定全站儀。利用洞口導線，獲取強制對中點的三維坐標，并讓其和隧道的地下控制導線點坐標做詳細對比。如果坐標數據差別過大，則要進行二次對比，以地下導線點坐標調整盾構機的掘進方位，實現盾構機沿著軸線方向穩定掘進[3]。

3.1.2 盾構機停機

對于膨潤土壓注盾構掘進作業，在停機之前，盾構機刀盤仍處于轉動狀態，需要利用加泥加水系統，向刀盤正面位置注入適量的膨潤土漿液，并向土艙中填充足夠的膨潤土，開啟螺旋機，觀察出土情況。如果在出土中發現膨脹土漿液，則停止當前膨潤土漿液注入行動。在盾構機停機后，需要通過超前注漿孔和徑向注漿孔對盾構機機體外圍位置壓注膨潤土泥漿，避免在停機期間，刀盤被砂層抱死。等到最后一環管片完成拼裝作業后，需要通過盾尾位置油脂壓注口，注入足夠的油脂。并通過單點逐個壓注模式，保證均勻壓注油脂，以250 kg 壓注油脂量為標準，預防盾尾在盾構機停機期間，出現漏水漏砂現象。

3.1.3 壁后注漿質量

利用以前獲得的試掘進數據，合理選擇注漿材料，控制材料的配合比，根據隧道的地質條件、內部環境情況，使用單液注漿或雙液注漿模式。注漿材料的使用性能、應用強度等特性，都需要做好技術測試，達到設計標準后，才允許注漿材料正常使用。進行注漿作業之前，需要對注漿設備、注漿孔進行全面檢查；在注漿作業中，要關注注漿量、注漿壓力、注漿速度，保證壁后注漿質量。需要注意，在注漿作業中，要保持連續注漿，不能出現中斷注漿情況。結束注漿作業后，需要使用清水對注漿管路進行充分清洗，避免下次注漿作業出現堵塞現象。如果是對管片進行注漿作業，還要對注漿口進行可靠的封堵[4]。

3.2 注意施工安全技術措施

施工安全技術措施可以細分為以下幾項內容。

3.2.1 渣土運輸

運輸渣土時，需要讓運輸車輛盡可能保持穩定運輸狀態，避免在隧道中出現偏離軌道、速度控制問題，造成運輸車輛撞擊其他物體，出現其他衍生安全風險。在運輸車輛進入隧道之前，需要對各個機械部件的情況進行詳細檢查，確保運輸車輛在隧道內的最大移動速度低于8 km/h?？紤]到一些施工區間具有較大的坡度，需要為運輸車輛設置可靠的防溜車裝置，如果出現溜車情況，防溜車裝置也可以及時卡在軌枕上，避免造成更為嚴重的安全事故。對于隧道中的軌道，也需要進行必要的維護工作，保證軌道表面的清潔度，避免發生軌道松動、偏離等情況[5]。

3.2.2 盾構區間隧道施工

盾構機在掘進作業之前，設計人員需要對施工區域周圍的地質、水文條件進行詳細勘察，明確周圍建筑分布情況、埋設管線具體位置，在此基礎上設計完整的盾構機掘進施工安全技術措施。審批合格后，再要求施工人員以審批后的施工安全技術措施開展后續的掘進作業。施工人員做操作盾構機時，需要關注各類器械儀表數值變化情況，分析當前盾構機是否可以正常運轉。如果器械儀表數值變化幅度過大，或者盾構機運轉出現嚴重問題，則要對其妥善處理，避免對正常盾構機掘進計劃造成影響。在拼裝管片時，要保證螺栓緊固，提升管片拼裝質量。同時，拼裝機工作區域禁止非施工人員進出。在隧道中需要預留足夠寬度的人行通道，所有人員僅可以在人行通道上走動，禁止在其他區域走動、停留。

3.2.3 土方與管片吊裝

土方吊裝時，地面需要有指揮人員，指揮施工人員提放土斗。而在土方起吊時，在坑內的施工人員需要預先移動到安全位置。如果有泥土粘在土斗上，需要將土斗放置在地面上，再對泥土進行鏟除，禁止在土斗處于懸空狀態下進行泥土鏟除處理。管片起吊之前，需要對吊帶寬度、位置等做充分檢查，確保吊帶符合管片起吊需求。如果需要在夜間進行土方與管片吊裝作業，需要設置足夠數量的照明設備，保證吊裝現場擁有足夠的照度。禁止在昏暗條件下進行吊裝作業，在一些惡劣天氣下，如暴雨、大風等情況，也禁止進行吊裝作業。始發井與隧道內部需要配置具有獨立性質的通訊信號系統，要求在地鐵盾構施工作業中保持良好的通訊效果，保證指揮人員與施工人員的順暢交流，以此實現土方與管片的安全吊裝。

3.3 預設各類安全事故的應急處理措施

應急處理措施可以細分為以下幾項內容。

3.3.1 洞門涌水、流沙及坍塌

發生洞門涌水、流沙及坍塌安全事故時，需要立刻停止當前盾構機的推進作業，現場施工人員需要通過通信信號系統及時聯絡應急救援小組，由應急救援小組負責制定具體的應急處理措施。如果現場施工人員受傷，需要由地鐵盾構工程的救護人員立即查看，并進行緊急救援，隨即送往距離施工現場最近的醫院進行后續治療。應急救援小組可以使用洞門預留注漿孔，向內部壓注雙液漿，控制洞門涌水情況。如果內部水壓過大，造成大規模的涌水問題，需要立刻開啟降水井，對內部水壓進行降壓處理。仍使用洞門預留注漿孔，向內部壓注聚氨酯，等到涌水得到有效控制后，再使用雙液漿對洞門進行封堵處理。也可以通過管片壁對其后方區域做二次注漿處理，阻斷洞門加固區和外圍的水力關聯條件堵住洞門空隙，避免洞門出現更嚴重的涌水、流沙情況[6]。

3.3.2 周邊建筑物開裂、傾斜幅度過大

盾構機掘進位置靠近周邊建筑物時，若建筑物出現較大幅度的開裂、傾斜情況，現場施工人員需要立刻聯絡應急救援小組，并開展相應的補救、搶險處理。同時，地鐵建設單位需要及時上報給相關部門，和相關部門一同對周邊建筑物的居民做安全疏散、安置工作。確認周邊建筑物在隧道中的具體位置，并對該位置做二次注漿處理，直到問題建筑物不繼續發生傾斜、開裂情況，終止二次注漿作業。在問題建筑物保持穩定狀態后，隨機恢復盾構機掘進作業，在最短時間內讓問題建筑物脫離盾構機施工影響范圍，避免產生二次傷害。施工人員也需要在盾構機掘進作業中，對掘進數據做可靠的監測處理，利用數據變化情況及時調整掘進參數，避免出現過于嚴重的地面沉降問題。完成安全事故處理作業后，地鐵建設單位還需要對本次安全事故發生原因進行調查，對相應的施工措施進行優化，避免在未來施工作業中出現同類安全事故。

4 結語

地鐵盾構施工的安全風險管理涉及多個專業領域，在實際操作中，可以在充分吸納本文理論內容基礎上，詳細分析實際施工條件，結合其他參考文獻，設計一套內容詳細、結構完整的地鐵盾構施工方案，并在之后的施工作業中妥善落實安全風險管理的各項內容，保障各項資源的高效利用，將更高質量的地鐵工程投入到應用中，推動地區經濟可持續發展。