地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制

杨军

【摘 要】在地铁盾构区间隧道施工过程中，盾构法作为一种常见且有效的施工方法，具有施工速度快、安全性高、机械化程度高等优点。但在具体实施过程中，盾构施工也不可避免地会受到一些因素的影响，论文主要针对地铁区间盾构施工风险的控制进行综合性的探讨。

【Abstract】As a common and effective construction method， shield tunneling method has the advantages of fast construction speed， high safety and high mechanization degree in the construction process of subway shield tunnel. However， in the specific implementation process， shield construction will inevitably be affected by some factors. This paper makes a comprehensive discussion on the control of shield construction risks in subway sections.

【关键词】地铁;盾构区间;施工风险

【Keywords】 subway; shield interval; construction risk

【中图分类号】TU943.9                                           【文献标志码】A                                            【文章编号】1673-1069（2019）04-0020-02

1 引言

随着我国城市化程度的不断加深以及城市人口数量急剧增多，对交通出行提出了更高的要求，我国各大城市地铁建设项目也逐渐提上日程。盾构法施工优势明显，施工速度快、安全性高。在修建城市地铁轨道过程中有十分广泛的应用。但在实际施工的过程中，也存在着建设周期长、影响因素多、技术要求高等问题，导致盾构区间隧道施工过程中存在较大的安全风险，因此必须要对地铁区间隧道盾构施工进行有效的风险管理和控制，保证施工效果，提高地铁建设质量。

2 地铁区间隧道盾构施工概述

盾构法指的是通过盾构机隧道开挖进行的一种地铁区间施工方法，盾构机的外壳可以有效抵抗土体的压力，并通过盾构机的活塞杆产生推力，使得盾构刀盘能够在地层之中进行连续的切割而不断前进。盾构法施工作为一种大型管道和隧道的暗挖式修建方法，广泛应用于各大城市地铁隧道建设项目中，与传统的明挖开槽和浅埋暗挖等劳动密集型施工方法相比，盾构法施工安全性更高，地面作业少，对当地交通环境的影响程度小，具有很好的经济效益和社会效益，能够大幅减少工作周期，保证工程最终施工质量[1]。

在利用盾构机进行盾构掘进的过程中，每掘进一环就要衬砌一环，施工受到的阻力较大，需要利用盾构机尾部的管片拼装机完成管片的定位安装。在施工过程中，施工人员利用水泥浆液填充管片间隙和围岩间隙，保证围岩压力的平衡，防止围岩变形。盾构法施工可以最大程度地减少对周围建筑物和道路的影响，利于调整和控制工程进度，对周围地层扰动程度也比较小。但盾构法施工相对来说投资范围较大，运作成本较高，而且如果当地地质条件不稳定，存在流沙地、空洞和沼气等情况时，会使施工效果大打折扣。此外，盾构法施工对施工人员专业性要求比较高，技术情况复杂，需要施工人员掌握相应的液压系统和自控系统操作方式，但在实际施工过程中由于参与施工的人员普遍文化水平不高，学习能力较差，导致操作盾构机时存在各种各样的问题，干扰盾构施工的正常进行，给施工工作带来一定的风险[2]。

3 地铁盾构区间隧道施工风险的分析

在進行地铁盾构区间隧道施工过程中，首先要做好施工的风险管理工作，保证后续施工的安全性和稳定性。针对地铁区间隧道施工的风险控制包括以下几部分，即确定风险、控制目标、明确风险参与者、资料收集、风险形势估计、潜在风险因素判别、风险识别报告的编制。为了更加准确地进行盾构法施工风险识别和控制，需要明确地铁盾构施工风险的识别内容。首先，要对盾构法的风险和特征进行分析探讨，明确相关施工风险因素类型，确定风险控制的目标。然后合理规划设计施工流程，对参与施工过程中的各个方面进行讨论，找出施工各个环节的风险因素。其次，还需要做好盾构机械设备、地质环境、施工管理的风险识别工作，严格界定风险内涵，在做到风险确认的同时，也需要做好风险排除工作，并考虑风险因素之间的关联性，保证风险控制的全面性和合理性[3]。

4 城市地铁区间隧道盾构施工风险控制策略

4.1 盾构机选型风险和控制

盾构机是使用盾构法进行地铁作业时最重要的机械设备，在实际进行盾构施工过程中，发现主要存在的机械故障来自于盾构机的刀盘，因此在进行盾构风险施工控制的过程中，首先要选择合适的盾构机刀盘，充分考虑到施工的安全要求、设计要求、工期要求、经济要求和环境要求等内容，选择质量好、与工程地质匹配、能够满足工程推进长度现行要求、对周围环境影响小的刀盘。

4.2 控制重要建筑物和地层的沉降

在地铁施工的过程中，首先需要对地铁施工周围的环境进行详细的考察。预测地铁施工过程对周围建筑物、地下管线、地下设施以及地下障碍物等设备的影响。在盾构机掘进施工之前，做好对有关建筑物的加固和保护工作，避免在施工过程中导致的建筑物沉降和地层破坏。施工单位要建立起严格的隧道沉降量测量控制网，实时监控地层和建筑物的实际情况，根据监测点测量到的有关数据明確施工过程对相关建筑物和周围环境的影响。一般情况下，如果盾构前方监测点地面变形量控制在正负五毫米的范围之内，则盾构地面变形量需要控制到十毫米到负三十毫米之间，如果实际施工过程中超出标准范围，则需要采取有效控制土量的方法，避免出现地层沉降。然后结合实际施工环境，在盾构机进站过程中要对地面进行注浆加固和管棚拱顶加固，稳定进站洞口，保证洞口地基土结构的稳定性和安全性，减少盾构机施工对周围环境产生的破坏，防止过度地面沉降现象的发生[4]。

4.3 盾构机施工过程中的风险控制

盾构机地铁作业包括进出洞土体、穿越道路、穿越地下管线以及穿越河流等内容，这些环节都会存在较大的安全风险，影响盾构施工的正常进行。首先，针对盾构法施工过程中的土体风险来说，最主要的风险影响来自于进出洞周围的土体稳定性，如果进出洞口土体出现不稳定的情况或者直接出现垮塌，会引起盾构机卡洞和被埋的事故，严重影响施工进度和施工的安全性。一般采取高压旋喷注浆工艺加固该部分土体，保证该部分土体的稳定性。然后，在利用盾构法进行地铁作业时也会对道路产生一定的影响，盾构掘进作业会导致路面低不均匀沉降，路面的塌陷以及冒浆现象，因此，在实际施工过程中要注意控制盾构机的工作压力，避免出现过大的扰动，并设置合理的注浆位置、注浆参数，保证注浆过程的科学有效。加强对盾构施工过程中的监控，提高监测频率，保证施工能够严格按照相关标准和专业流程来进行。其次，在盾构穿越地下管线的过程中，有可能会导致管线沉降和管线破坏，为了避免盾构施工对地下管线的影响，需要时刻调整机械正面的压力平衡，避免对附近土层的大范围影响。同时要控制好盾构掘进的速度，及时按照实际施工情况调整控制盾构掘进过程，避免推进过快而导致的施工偏差。最后，在利用盾构法进行地铁作业时遭遇河流也会导致施工过程中风险因素的增加，在利用盾构法穿越河流的过程中，需要确定合适的注浆量、注浆压力、推进速度以及出土量等参数，并加强对施工过程中的控制，尤其是对防汛墙的监测，做好盾构机尾部的润滑工作，保证机械的作业状态良好。当河流水量过大影响施工过程时，可以适当地在河流上游采取截断的措施，保证盾构施工的顺利完成。

5 结语

综上所述，地铁盾构区间隧道施工是一项复杂的过程，在施工过程中遇到的风险因素较多。因此，必须要加强对盾构施工风险因素的管理和控制，保证施工结果，本文主要通过对地铁盾构区间隧道施工的主要风险因素进行分析，针对性地指出提高城市地铁盾构施工风险控制的相关策略，希望能够加强对施工现场的管理，做好风险控制工作，保证盾构掘进施工安全顺利的进行。

【参考文献】

【1】姜厚停，龚秋明，周永攀，等.北京地铁盾构施工遇到的工程地质问题[J].工程地质学报，2010，18（1）：126-131.

【2】王定军，程盼盼.地铁区间隧道盾构施工安全风险管理[J].工程建设与设计，2016（4）：167-170.

【3】靳世鹤.兰州地铁盾构隧道施工风险分析与控制措施研究[D].兰州：兰州交通大学，2017.

【4】任强.北京地铁盾构施工风险评价与控制技术研究[D].北京：中国地质大学，2010.