地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术

刘秋霞

摘要：作为城市轨道交通建设的重要方式，地铁盾构施工技术的应用越来越普遍。然而受诸多因素的影响，我国地铁盾构施工中存在较大的施工风险，给工程建带来一定安全隐患。本文在阐述地铁盾构施工风险影响因素的基础上，对风险评估方法的方式进行系统分析，并针对性的提出灾害防控措施，以期有利于提升地铁盾构施工中安全风险把控的质量和水平，推动城市轨道交通的进一步发展。

关键词：地铁工程;盾构施工;安全风险评估;灾害防控

一、地铁盾构施工的风险影响因素

1.施工风险评估的基本内涵

施工风险评估是一个系统性的风险管理过程，其包含了风险发生规律把控和风险控制技术管理两个部分。在评估过程中，市场主体是其评估的基本对象，风险评估人员在科学的工程管理组织下，有计划、有目的的对工程风险进行控制，并通过规范有效的措施对存在的风险进行措施优化，实现工程建设的效益最优。作为一个主动性识别、分析和管理风险的实践过程，从范围从属上看，其属于项目管理的范畴;并且其和质量管理、成本管理、进度管理共同组成了工程项目管理的四个基本保证。

2.地铁盾构施工的风险组成要素

工程风险是项目建设过程中机遇与挑战并存的一组管理要素。其存在于地铁盾构施工的各个环节，与其他管理内容相比，其往往具有偶然性和可变现，但在科学的指导下，人们可以实现工程建设风险的准确预测，并对其进行预防管理。风险的存在往往会对预期效益产生负面影响，造成工程建设的潜在损失;从实践过程来看，孕险环境、承险体、风险性的因素、事故和损失是其主要的构成要素。

二、地铁盾构施工安全风险评估分析

1.地铁盾构施工安全风险辨别

1.1地铁盾构施工安全风险辨别的依据

地铁盾构施工的安全风险辨别是一个系统复杂的实践过程，要实现风险辨别的准确、合理，就必须拥有一定的辨别依据，为全面性的风险辨别提供保证。从风险辨别过程来看，地铁盾构施工安全风险辨别的依据包含了以下三个方面：第一，以工程资料为依据进行风险辨别。施工过程中，地铁盾构施工的进行主要按照设计图纸、施工组织设计、方案设计和相关规定性文件进行操作的，辨别施工内容与相关资料文件的差异性，即可实现盾构施工风险的有效区分。第二，工程建设的风险存在于特定的孕险环境，工程建设人员只要通过对施工区域水文地质、地形地貌、地下管道、植被等诸多内容进行监测分析，即可实现地铁盾构施工安全风险的有效鉴别。第三，在施工过程中，以往的工程管理会对相关建设风险进行统计和收录，工程管理人员可以以此为依据，进行同类风险因素的对比分析，并判定其是否属于风险制约因素，进而实现地铁盾构施工风险的准确鉴别和把控。

2.地铁盾构施工安全风险评估

地铁盾构施工容易受到多种因素的制约，产生施工安全风险;并且，诸如施工技术、社会环境、经济发展及地址水文等条件，其发展的层次不同，对工程造成的风险影响也就存在差异。因此在盾构施工安全风险管理过程中，工程建设人员不仅需要正确的辨识安全风险因素，更要对其进行必要的施工安全风险评估。

安全风险的评估是对工程建设的影响因素进行量化等级化分的过程。其系统分析地铁盾构施工安全风险的关键要素，并按照国家风险划分等级的标准，对与工程建设影响较大的因素进行等级单元划分，进而为后期的工程风险预防奠定基础。一般情况下，在正确辨识工程风险的基础上，进行风险评估的方法包含了定性化安全分析法、定量化安全分析法和定性定量综合分析法三种。

2.1定性化安全风险

作为一种非数量分析的重要方式，地铁盾构施工安全风险定性分析法对风险评估人员内的专业能力要求较高，其必须具有较高的主观判断能力和分析能力，并且在实践经验和知识层面上，具有着较高的储备水平。一般情况下，定性化安全分析法由相关行业专家或预测人员进行风险评估使用，其在基本风险知识的基础上，通过逻辑严谨的判断进行风险相似点的归纳、整理和总结。从判定过程来看，该分析虽然难度较高，但对于风险的把控具有一定的专业性，能够为地铁盾构工程的建设提供有效的参考依据。

2.2定量化安全风险

在工程建设过程中，为实现工程风险的准确把握，工程管理人员往往需要对相关影响因素进行数据统计，然后在确定数据合理性的基础上，通过数据建模的方式，对工程施工的安全风险进行评估，这种评估方式即为定量化安全风险分析。从评估结果来看，定量分析法避免了评估人员对工程风险的主观性影响，使得整个评估的结果更加科学、更加合理、更加准确。然而，由于工程风险评估的前期需要大量的统计数据进行计算支持，因此评估的时间较长，并且带有一定的资源消耗。需要注意的是，定量化安全风险分析过程中，一旦评估过程中的数据统计不全面，不精确，势必造成工程安全风险分析的片面与局限。

三、地铁盾构施工的灾害防控措施

1.灾害治理的前提环境控

地铁盾构施工是一个暗挖操作的工程实践过程。从施工过程来看，地下施工容易对地面建筑、地基管道支柱及地下生态环境造成影响，容易引起盾构施工的安全风险。因此在防控过程中，首先应严格控制施工的过程满足如下环境控制指标。

1.1地面建筑物沉降基础控制

地铁盾构施工是基于城市化建设发展起来的，在建设过程中，盾构施工的操作势必会对地面建筑物造成一定影响。因此，为确保地铁盾构施工的安全性，应对地面建筑物进行必要的沉降监测，并明确其检测的控制指标。一般情况下，允许沉降的控制范围、差异沉降控制值、沉降位移速率、倾斜控制值等都是建筑物监控控制指标的重要内容。并且在控制过程中，其应满足国家《建筑地基基础设计规范》的相关要求。譬如在地铁盾构施工通过高层建筑物时，一旦建筑物的地基不均匀，荷载差异较大就会造成地基变形，不仅影响了上层建筑的稳定性，更对盾构施工的的过程造成重大影响。

1.2地下管道支柱控制

地下管道支柱控制是随着地铁盾构施工的实践操作而进行的。实践过程中，地下管道的控制指标包含了允许位移值控制、倾斜率控制、管线曲线控制、接头转角控制等诸多内容。只有做好这些地下管道支柱的准确控制，才能实现工程风险的准确预防，避免安全灾害的对地铁盾构施工造成的影响。具体而言，隧道盾构施工过程的地下管道支柱管理控制应满足《给水排水工程管道结构设计规范》;譬如，金属管道的防腐内衬为水泥砂浆等刚性材料时，其最大竖向变形不能超过圆形管道的计算内径的2%～3%。

2.地铁盾构施工中突发风险灾害实践的应急处理

2.1盾构始发与到达突发灾害治理

地铁盾构施工过程中，盾构始发和到达灾害的主要原因与端头木体加固的设计有着必然联系，一旦加固设计的方法不当、范围过小等都会造成一定的盾构灾害。在实践过程中，工程建设人员应对其设计的方法进行可行性论证，在确保其设计合理额基础上，对洞门结构、端头加固效果、受力架等因素进行监测和复核，同时保证盾构机掘进姿态、速度、推理及刀盘刀具等因素的把控，进而是实现盾构始发与到达灾害的有效防治。

2.2隧道进水灾害处理

隧道盾构施工过程中，一旦底层的水管破裂或者灾害性天气到来，就容易造成隧道内部大量积水的涌入，造成地铁施工灾害发生。为避免施工中进水灾害的发生，工程建设人员应在历史水位的基础上，设置必要的防水结构;同时配备必要的水泵进行积水抽排，避免大省大范围的施工灾害;另外，若存在工程需要，应对进水洞口位置设置必要的挡水墙，避免外部流水对隧道建设造成的影响。

结论

随着地铁轨道交通的不断减少，盾构施工的方法使用将会越来越多。施工人员只有充分的认识到施工风险把控的重要性，并做好地铁盾构施工中安全风险的科学评估，同时保障灾害防控质量，才能实现盾构施工安全的有效保證，推动城市轨道交通的进一步发展。

参考文献：

[1]吴贤国， 李铁军， 林净怡，等. 基于粗糙集和贝叶斯网络的地铁盾构施工诱发邻近桥梁安全风险评价[J]. 土木工程与管理学报， 2016， 33（3）：9-15.