城市地铁盾构施工风险预警研究

文/梁建波

城市地铁盾构施工风险预警研究

文/梁建波

广州轨道交通建设监理有限公司

随着我国经济和交通行业的快速发展。地铁作为交通建设中的地下工程，项目建设过程中的安全性与稳定性在社会各界的重视程度日益提高，尤其是各个城市地质条件差异较大，给隧道施工风险控制带来了巨大压力，增强地铁施工风险管理工作已成为地铁建设企业管理重要内容。

地铁工程；盾构施工；风险管理

引言

随着社会的发展，地铁隧道建设越来越受到重视。在地铁隧道施工中很容易受到其他因素的影响，从而存在很多的风险，因此需要重点加强对其的研究，在实际应用中充分考虑地铁所在位置地质的复杂性，盾构施工风险预警是盾构施工中的管控的眼睛，介绍了城市地铁盾构区间风险研究的必要性、风险体系的构成、风险防范对策、风险信息系统的应用，对相似地层有借鉴和指导作用。

1 盾构隧道施工风险研究的重要性

盾构法施工技术，目前在很多国家运行较为成熟，随着城市规划和地面交通拥堵情况的双重因素影响，地铁盾构施工将会在更多城市大力发展，但因施工工序多，技术复杂，对周边建（构）物、环境保护等要求逐渐提高，使地铁隧道工程有较高的风险性。如何有效识别盾构施工风险，预知风险成为地铁施工前的研究因素，为加强盾构施工的安全管理可靠性，风险识别研究尤为重要。

2 盾构施工风险预警的构成

风险发生具有不确定性，盾构施工安全风险也不例外。预警是过程盾构施工风险动态监控，是风险识别的指引，与实时监控形成对比，结合监控数据变化程度，分类处置，并设定指导参数值，对风险预警释放异常信号，保证启动控制与纠偏措施，减少风险隐患和风险事故的发生概率。地铁盾构施工预警系统应涵盖明确警义、寻找警源、分析警兆、确定警度、排除警患等程序。

3 地铁盾构掘进施工风险的防范

3.1盾构掘进施工风险的防范

3.11地铁盾构进出洞施工风险的防范对策

为了更好的控制地铁盾构施工风险，需要从以下方面进行：（1）专项检查和研究盾构进出洞端头的地层情况，在设计的时候需要重点对盾构机进出洞端头地层加固长度多出盾构长度两环到三环的距离，根据实际的情况进行地层工况的加固方法选择。（2）进行洞口凿除之前，需要首先做好探水检验，防止出现漏水的情况，然后才能开始凿除工作。如果探水的时候发现有渗漏的情况，就需要及时的采取措施进行加固封堵。（3）对于复环管片拼装需要有效的确保圆度，管片姿态需要确保和轴线处于一个状态，在整个过程中还需要采取有效的措施进行管片控制，确保管片的质量。

3.12盾构掘进失稳风险的防范措施

对于掘进粉砂层、淤泥层等不良地质的时候如果没有做好前期的准备工作，很容易出现问题，其主要是受到人员操作以及土压设置方面的影响，从而使得开挖出现失稳的情况，对于该部分需要引起高度重视，并采取有效的措施进行控制，从而确保建筑物的质量。首先，在掘进之前需要有效的分析底层土质，并且也要充分的考虑到承压水方面，从而选择合理的土压参数。其次，改良渣土。就目前的情况来看，如果渗透系统太高，地层稳定性很容易受到影响，对此需要进行改良，主要是采用添加膨润土、泡沫等添加剂，从而能够合理的控制

3.2地表隆起和沉降风险的防范措施

城市地铁盾构施工极易对土体产生扰动，不可避免的导致前方土体隆起或沉降，对周边建（筑）物及地下管线将会造成影响。主要措施：①盾构掘进前对周边建筑物及其管线进行调查，并制定相应保护方案；②调整掘进施工参数，土压设定要考虑建筑物荷载，推进速度应保证平缓，推力设定适中，尽量减少对土压的扰动；③同步注浆配比根据建筑物情况，适当调整含砂率和稠度，防止浆液凝固后收缩或膨胀。适当调整填充系数，控制填补间隙；④拼装后5-8环位置，合理二次注浆，达到设定压力值时停止注浆。后续根据建筑物沉降结果，适当调整。

3.3盾构施工下穿河流风险的规避措施

（1）盾构穿越河流前，要详细调查河流与盾构穿越地层中地下水的联系情况，实际测量河流水深、并计算河底至隧道顶的埋深数据；（2）制定盾构穿河专项施工方案，确保盾构安全、可靠的穿越河流；（3）在盾构穿越前、穿越中和穿越后加强对河坝的变形进行监测，并根据监测数据对施工参数进行合理的调整；（4）盾构在进入河流段前后由于覆土有一个突变，因此在盾构掘进前需根据覆土深度的变化、地质情况、河流情况等合理确定盾构切口处平衡压力；（5）在盾构施工过程中要特别注意防止隧道管片上浮和变形问题，制定相应措施；（6）在盾构机过河前，对盾构机的机电设备进行一次全面的检查，保证盾构机处于良好运转状态，避免盾构机因机械故障在河底位置停留停推；（7）在施工过程中严格控制出碴量，若出现机械故障或其他原因造成盾构停推，应采取措施防止盾构机后退，控制壁后注浆的压力，在注浆管路中设置安全阀，以免注浆压力过高而顶破覆土。

3.4提高盾构施工人员的技术水平

地铁工程建设具有一定的特殊性、复杂性、专业性以及技术性，这就对施工人员及管理人员的技术水平提出了很高的要求。在盾构施工开展之前，对全体施工人员进行专业技术知识和实践操作能力的培训，着重强化对施工现场一线操作人员尤其是农民工的施工技术培训教育，并对新进场的作业人员进行严格考核，加速新员工职业技能水平的增长，深化施工人员对施工过程中各项标准及规范的理解。与此同时，扩大现场施工管理范围，提高施工管理人员对整个工程施工过程风险控制的重视程度，并对监测过程中出现的各类潜在安全因素进行详细记录与整合。加大贯彻与监督实施的力度，增强施工人员安全防护意识，提高施工人员安全操作技能和知识水平。

4 结语

在城市地铁建设中，盾构法施工技术在已得到广泛的应用，盾构法施工对周围建筑及地面变形控制较好、施工速度快，施工环境好，而且盾构隧道的造价已接近甚至低于矿山法隧道或明挖法隧道。但在盾构施工重要节点环节和特殊施工环境时，仍存在较大风险，因此，在盾构施工技术提高的同时，施工风险安全管理工作也要同步提高，将地下复杂地质条件、周边环境、地下水位等影响因素纳入考虑范围之内，结合盾构施工规范和盾构施工经验对风险的控制，制定更加详细性、准确性、高效性的保障性措施，以便应对各种高危风险。

[1]刘新社，韩同银.地铁盾构施工安全风险预警警兆指标设计探讨[J].建筑经济，2014，4（11）：115-117.