地鐵盾構(gòu)法施工風(fēng)險管理與應(yīng)用研究

張鳳偉

中國水利水電第七工程局有限公司 四川 成都 610299

1 工程概況

金融島站～第五組團站區(qū)間里程范圍為K74+133.591～K77+328.638，區(qū)間總長 3195.047m。其中K74+133.591～K74+615.411 、K76+979.678～K77+328.638為明挖區(qū)間，區(qū)間長度分別為481.820m、348.960m；K74+615.411～K76+979.678為盾構(gòu)區(qū)間，盾構(gòu)區(qū)間長2364.267m，設(shè)明挖風(fēng)井一座，豎井長45m。

區(qū)間自金融島站大里程站出站，向東沿規(guī)劃道路下方敷設(shè)，下穿規(guī)劃城市層、干線綜合管廊及NA10路；然后區(qū)間以R=750m圓弧過渡向東北轉(zhuǎn)向后以R=800m圓弧過渡向東敷設(shè)進入第五組團站。

盾構(gòu)隧道采用單洞單線形式，最高設(shè)計時速為160km/h，掘進斷面直徑為9100mm，盾構(gòu)內(nèi)徑7900mm，外徑8800mm，管片厚度450mm，管片采用8塊模式，包含5塊標(biāo)準(zhǔn)塊（A塊）+2塊鄰接塊（B塊）+1塊封頂塊（K塊），幅寬1600mm，混凝土采用C50P12抗?jié)B混凝土，接縫采用EPDM（三元乙丙橡膠）彈性密封墊進行防水。

2 盾構(gòu)法施工概述

圖1 盾構(gòu)法施工程序

盾構(gòu)法是一種用于地下隧道開挖的先進施工技術(shù)。它利用盾構(gòu)機進行掘進作業(yè)，同時在掘進過程中立即安裝混凝土管片來加固地下空間，形成一個完整的隧道結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)機由刀盤、刀盤后部的推進裝置和管片安裝系統(tǒng)組成。在施工過程中，盾構(gòu)機負(fù)責(zé)掘進土層，將土層通過輸送系統(tǒng)帶出隧道，然后自動安裝預(yù)制的混凝土管片，最終形成隧道的穩(wěn)固襯砌。盾構(gòu)法施工具有高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點，適用于城市地鐵、交通隧道和水利工程等領(lǐng)域。它減少了對地面交通的干擾，有助于快速完成地下工程，同時降低了施工風(fēng)險和安全隱患。隨著盾構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，盾構(gòu)法在現(xiàn)代地下工程建設(shè)中扮演著越來越重要的角色[1]。

3 盾構(gòu)法施工風(fēng)險及影響因素分析

盾構(gòu)法施工風(fēng)險是指在盾構(gòu)法隧道施工過程中可能出現(xiàn)的不確定性事件，這些事件可能會對工程進度、質(zhì)量和安全等方面產(chǎn)生負(fù)面影響。風(fēng)險在盾構(gòu)法施工中通?？梢员粍澐譃橐韵聨最悾?/p>

3.1 地質(zhì)條件對風(fēng)險的影響

地質(zhì)條件是盾構(gòu)法施工風(fēng)險的重要因素。地質(zhì)條件的復(fù)雜性、地下水位的高低、土層穩(wěn)定性等都會對盾構(gòu)施工的難度和風(fēng)險產(chǎn)生影響。例如，地質(zhì)層中存在較大的地下水壓力或不穩(wěn)定的巖土層，會增加盾構(gòu)施工中地層塌陷和涌水的風(fēng)險。

3.2 設(shè)備技術(shù)對風(fēng)險的影響

盾構(gòu)機和相關(guān)設(shè)備的性能和可靠性是施工風(fēng)險的重要因素。設(shè)備技術(shù)的先進性、設(shè)備運行狀態(tài)的穩(wěn)定性等都會影響施工的效率和安全性。例如，盾構(gòu)機的刀盤磨損、切削工具失效可能導(dǎo)致施工質(zhì)量下降和工期延誤。

3.3 施工組織對風(fēng)險的影響

合理的施工組織是保證盾構(gòu)施工安全和質(zhì)量的關(guān)鍵。施工組織的合理性和協(xié)調(diào)性直接影響施工過程中的風(fēng)險控制和管理。例如，施工計劃的科學(xué)性和可行性、施工隊伍的素質(zhì)和配備、現(xiàn)場安全管理的嚴(yán)格性等都會影響風(fēng)險的控制效果[2]。

4 盾構(gòu)法施工風(fēng)險管理的基本原則

4.1 綜合性原則

盾構(gòu)法施工風(fēng)險管理需要綜合考慮各種可能性，涵蓋所有與施工相關(guān)的風(fēng)險因素。這包括地質(zhì)條件、設(shè)備技術(shù)、施工組織、人員安全等方面的風(fēng)險。綜合性原則確保在整個施工過程中對潛在風(fēng)險進行全面分析和應(yīng)對，防止因遺漏某一環(huán)節(jié)而導(dǎo)致風(fēng)險失控。

4.2 預(yù)防性原則

盾構(gòu)法施工風(fēng)險管理應(yīng)該具有預(yù)見性和預(yù)防性。在施工前，應(yīng)進行全面的風(fēng)險評估和分析，預(yù)先識別可能出現(xiàn)的風(fēng)險點。然后制定相應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)對措施，以防止風(fēng)險的發(fā)生或減輕其影響。預(yù)防性原則可以避免事故和延誤的發(fā)生，提高施工過程的安全性和穩(wěn)定性。

4.3 主動性原則

盾構(gòu)法施工風(fēng)險管理需要具備主動應(yīng)對的態(tài)度。這包括主動發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險，主動采取措施防范風(fēng)險，并在風(fēng)險事件發(fā)生時迅速做出反應(yīng)。主動性原則可以有效降低風(fēng)險帶來的損失，同時保障施工進度和工程質(zhì)量。此外，主動性原則還包括及時學(xué)習(xí)和應(yīng)用最新的風(fēng)險管理技術(shù)，不斷提升風(fēng)險管理水平，適應(yīng)復(fù)雜多變的施工環(huán)境。

5 盾構(gòu)法施工風(fēng)險管理的有效策略

5.1 細(xì)致全面的風(fēng)險評估

首先，施工團隊需進行全面的地質(zhì)勘探和分析，了解施工區(qū)域的地質(zhì)條件，如地層結(jié)構(gòu)、地下水位等。同時，對盾構(gòu)機的性能和可靠性進行全面評估，確保設(shè)備技術(shù)適應(yīng)施工需求。此外，施工組織計劃的審視也是重要的一環(huán)，確保人員配備和施工進度合理安排。通過細(xì)致全面的風(fēng)險評估，可以預(yù)測潛在風(fēng)險，并制定相應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)對措施，為工程順利進行提供保障[3]。

以雄安新區(qū)與北京大興國際機場快速鐵路線為例，施工團隊進行了細(xì)致全面的風(fēng)險評估。他們對施工區(qū)域的地質(zhì)條件進行了詳細(xì)勘探和分析，發(fā)現(xiàn)存在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜和高地下水位的問題。在盾構(gòu)機性能評估方面，確認(rèn)盾構(gòu)機能夠適應(yīng)這些地質(zhì)條件，并加強了土壓平衡控制措施。此外，施工組織計劃得到仔細(xì)審視，合理安排了人員配備和施工進度。通過這樣的細(xì)致全面的風(fēng)險評估，施工團隊成功應(yīng)對了地質(zhì)、設(shè)備技術(shù)和施工組織等方面的挑戰(zhàn)，確保了盾構(gòu)法施工的安全、高效進行，使工程最終順利建成并投入使用。

5.2 設(shè)立風(fēng)險管理團隊

首先，通過設(shè)立專門的風(fēng)險管理團隊，可以集中精力對施工過程中的風(fēng)險進行監(jiān)控和管理。團隊成員具備豐富的經(jīng)驗和專業(yè)知識，能夠識別和評估潛在的風(fēng)險，并制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。同時，團隊成員之間可以緊密合作，共享信息和經(jīng)驗，確保風(fēng)險管理工作的連續(xù)性和高效性。此外，風(fēng)險管理團隊還可以通過與相關(guān)方面的合作和溝通，獲取外部資源和專業(yè)支持，提高風(fēng)險管理的水平和效果。

以雄安新區(qū)與北京大興國際機場快速鐵路線為例，施工團隊在風(fēng)險管理方面設(shè)立了專門的團隊。該團隊由地質(zhì)工程師、盾構(gòu)機操作人員、施工組織專家等專業(yè)人員組成。他們負(fù)責(zé)監(jiān)控施工過程中的風(fēng)險，如地質(zhì)條件的變化、盾構(gòu)機故障等，并及時采取相應(yīng)的措施進行應(yīng)對。團隊成員之間保持緊密的溝通和協(xié)作，確保風(fēng)險管理工作的協(xié)調(diào)和執(zhí)行。此外，風(fēng)險管理團隊與相關(guān)專家和機構(gòu)進行合作，獲取專業(yè)的技術(shù)支持和指導(dǎo)，提高風(fēng)險管理的水平和可靠性[4]。

5.3 應(yīng)急預(yù)案與演練

首先，制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，明確各種風(fēng)險情景下的應(yīng)對措施和責(zé)任分工。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括緊急疏散程序、救援和醫(yī)療支持、通信和聯(lián)絡(luò)機制等內(nèi)容，以便在突發(fā)事件發(fā)生時能夠迅速應(yīng)對。同時，定期進行應(yīng)急演練，讓團隊成員熟悉應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行步驟和溝通協(xié)作流程。通過演練，可以發(fā)現(xiàn)并彌補應(yīng)急預(yù)案中的不足之處，提高團隊?wèi)?yīng)對突發(fā)事件的能力。此外，與相關(guān)部門和機構(gòu)進行合作，共享資源和信息，加強整體應(yīng)急能力。

以雄安新區(qū)與北京大興國際機場快速鐵路線為例，施工團隊制定了全面的應(yīng)急預(yù)案。預(yù)案中包括針對地質(zhì)災(zāi)害、設(shè)備故障、人員傷亡等突發(fā)事件的應(yīng)對措施和責(zé)任分工。團隊成員定期進行應(yīng)急演練，模擬各種突發(fā)情況，鍛煉應(yīng)對能力和協(xié)作配合。通過演練，團隊成員熟悉了應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行流程，加強了團隊間的溝通和協(xié)作。同時，與相關(guān)部門和機構(gòu)建立緊密合作關(guān)系，共享資源和信息，提高整體應(yīng)急能力。在實際施工中，當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時，施工團隊能夠迅速響應(yīng)并采取相應(yīng)措施，保障施工安全和人員的生命安全。

通過應(yīng)急預(yù)案與演練，施工團隊能夠有效應(yīng)對各種突發(fā)事件，保障施工過程的安全進行。應(yīng)急預(yù)案的制定和演練為相關(guān)人員和工程提供了應(yīng)對突發(fā)事件的準(zhǔn)備和保障。團隊成員能夠快速、有序地采取行動，最大程度地減少風(fēng)險帶來的損失。

5.4 引入先進監(jiān)測技術(shù)

首先，施工團隊需要評估工程所涉及的風(fēng)險類型和潛在問題。其次，根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果選擇合適的先進監(jiān)測技術(shù)，包括地質(zhì)勘探技術(shù)、盾構(gòu)機狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)、地表位移監(jiān)測技術(shù)等。同時，需要確保所選監(jiān)測技術(shù)具有高精度、實時性和可靠性，能夠及時掌握施工過程中的變化和異常情況。此外，施工團隊還需培訓(xùn)相關(guān)人員，使其熟練掌握監(jiān)測設(shè)備的操作和數(shù)據(jù)分析能力。通過合理引入先進監(jiān)測技術(shù)并加強團隊技術(shù)培訓(xùn)，施工團隊能夠更有效地監(jiān)控施工過程，及時預(yù)警和應(yīng)對潛在風(fēng)險，確保施工安全和工程質(zhì)量。

以雄安新區(qū)與北京大興國際機場快速鐵路線為例，施工團隊在風(fēng)險管理中引入了先進監(jiān)測技術(shù)。通過地質(zhì)勘探技術(shù)，他們深入了解施工區(qū)域的地質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造和地下水位等風(fēng)險點。在盾構(gòu)機狀態(tài)監(jiān)測方面，團隊采用高精度監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)控盾構(gòu)機的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)并處理機械故障。同時，通過地表位移監(jiān)測技術(shù)，團隊實時掌握地表沉降情況，避免因施工引起的地質(zhì)災(zāi)害。施工團隊經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，掌握了監(jiān)測設(shè)備的操作和數(shù)據(jù)分析技能，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實時性。通過引入先進監(jiān)測技術(shù)，施工團隊能夠更加全面、及時地掌握施工情況，有效防范和應(yīng)對潛在風(fēng)險，確保工程施工的順利進行。

圖2 地鐵盾構(gòu)隧道施工監(jiān)測圖

5.5 加強培訓(xùn)與交流

首先，施工團隊?wèi)?yīng)定期組織培訓(xùn)，包括風(fēng)險管理知識、應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行、監(jiān)測技術(shù)操作等方面的培訓(xùn)。通過培訓(xùn)，提高團隊成員的風(fēng)險意識和應(yīng)對能力，使其能夠熟練運用風(fēng)險管理工具和方法。同時，團隊成員之間應(yīng)加強交流與溝通，共享經(jīng)驗和教訓(xùn)，從過往項目中吸取教訓(xùn)并總結(jié)經(jīng)驗，形成更加完善的風(fēng)險管理機制。此外，與相關(guān)專家和機構(gòu)進行交流合作，獲取最新的風(fēng)險管理技術(shù)和理念，不斷提高團隊的專業(yè)水平[5]。

以雄安新區(qū)與北京大興國際機場快速鐵路線為例，施工團隊加強了培訓(xùn)與交流。他們定期組織風(fēng)險管理知識培訓(xùn)，培養(yǎng)團隊成員的風(fēng)險意識和應(yīng)對能力。培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋了地質(zhì)災(zāi)害、設(shè)備故障、人員安全等方面的應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)對措施。同時，團隊成員之間加強了交流與溝通，通過分享項目經(jīng)驗和教訓(xùn)，形成了有效的風(fēng)險管理經(jīng)驗總結(jié)。與相關(guān)專家和機構(gòu)建立緊密合作關(guān)系，獲取最新的監(jiān)測技術(shù)和風(fēng)險管理理念，不斷提高團隊的專業(yè)水平。通過加強培訓(xùn)與交流，施工團隊增強了風(fēng)險管理的能力和效率，確保了施工過程的安全和質(zhì)量。

6 盾構(gòu)法在地鐵建設(shè)中的應(yīng)用

6.1 盾構(gòu)法在地鐵隧道開挖中的應(yīng)用

首先，盾構(gòu)法通過機械化施工方式，能夠高效快速地進行地鐵隧道的開挖工作。盾構(gòu)機具有強大的推力和掘進能力，能夠應(yīng)對各種地質(zhì)條件下的難題。同時，盾構(gòu)法還能夠保持隧道的穩(wěn)定性和安全性，減少對地下結(jié)構(gòu)和地表環(huán)境的影響。此外，盾構(gòu)法在隧道開挖過程中還能夠進行同時支護，即在盾構(gòu)機后方立即進行隧道襯砌的施工，保證隧道的持續(xù)穩(wěn)定。通過盾構(gòu)法的應(yīng)用，地鐵隧道的施工效率和質(zhì)量得到了顯著提高。

6.2 盾構(gòu)法在地鐵站臺施工中的應(yīng)用

首先，盾構(gòu)法可用于站臺區(qū)域的地下挖掘，實現(xiàn)地鐵站臺的開挖和地下空間的形成。盾構(gòu)機具有高效、精確的掘進能力，能夠在有限的空間內(nèi)完成站臺的開挖工作。同時，盾構(gòu)法還能夠保持站臺結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保地鐵站臺的安全和牢固。此外，盾構(gòu)法還可以在站臺施工過程中進行同時支護，即在盾構(gòu)機后方立即進行站臺襯砌的施工，確保站臺的連續(xù)施工和結(jié)構(gòu)的完整性。通過盾構(gòu)法的應(yīng)用，地鐵站臺的施工得到了高效、安全的保障。

7 結(jié)束語

隨著地鐵盾構(gòu)法施工的推出和普及，我們也需要不斷創(chuàng)新和優(yōu)化施工風(fēng)險管理的方法。構(gòu)建高效可靠的盾構(gòu)法施工風(fēng)險管理體系是至關(guān)重要的。我們需要積極探索創(chuàng)新和應(yīng)用先進的風(fēng)險管理措施，加強風(fēng)險評估與預(yù)測，從而促進施工過程的安全高效進行；其中，引入先進監(jiān)測技術(shù)可以滿足實時監(jiān)控需求，提高施工過程的可控性和適應(yīng)性，另外設(shè)立風(fēng)險管理團隊，強化培訓(xùn)與交流，也能有效提高團隊的應(yīng)對能力和風(fēng)險管理水平。我們要加強工程現(xiàn)場管理，以更好地保障施工安全，為地鐵盾構(gòu)法的全面發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。