地铁盾构施工安全风险评估分析

2019-12-20柳亮亮

商品与质量 2019年6期

柳亮亮

杭州强隧劳务派遣有限公司浙江杭州 310000

作为目前我国在地铁等地下施工中普遍使用的盾构施工法，地铁盾构施工项目存在着明显的优势，但是它的风险性同样不能忽视，只有在准确了解盾构施工的风险源以及解决措施的情况下，才能合理的规避风险以提高施工过程中的安全性。

1 地铁区间盾构施工概述

盾构法是目前地铁区间施工过程中常见的方法，其优点是对地质条件要求不高，而且施工速度快，在一般地质情况下，一天可掘进10m-20m。它属于暗挖法施工，是将盾构机械在地下有规律的掘进，利用活塞杆产生的推力让盾构刀盘切削土层并利用传送装置将开挖的土运出洞外，同时用管片安装机固定并安装管片，利用活塞杆产生的推力让盾构刀盘切削土层并利用传送装置将开挖的土运出洞外并及时用水泥浆液填充土层空隙，稳定周围压力，以此来实现盾构机的不断前进。盾构法的优点首先是机械化程度高，可以省去大量劳动力，而且相较于传统施工方式，盾构法施工速度快，效率高，质量好；其次对环境影响不大，不会产生大量粉尘、噪声等污染，对环境及附近居民都不会造成太大影响。不可避免，盾构法也存在一定的不足，首先，盾构法施工成本高，前期投入及后期投资都比较大；其次，应对不良地质条件的能力较差，当施工时遇到空洞、沼气等不利地质条件时，不仅会影响施工进度和效果，甚至会造成施工安全事故；另外由于盾构机比较先进，不仅操作相对复杂，而且施工过程难度较大，因此对施工及管理人员有较高的理论知识及实践经验要求。从总体看，盾构法虽然存在着一些不足，但仍以其特有优势成为当前地铁等地下构筑物施工中比较好的方法之一，往往需要我们采取一些措施控制这些风险因素，保证工程施工的顺利进行。

2 盾构施工的风险源

2.1 对施工地的水文地质及边界条件勘测不到位

这主要有两方面风险，一是盾构进出洞风险，在盾构机进出工作井时，通常的做法是先拆除预留洞口处的挡土墙，然后用盾构刀盘掘去洞口处的加固土体，最后盾构机进入洞圈密封装置，开始工作。此过程持续时间较长，洞口处的加固土体会受到施工扰动及周围环境因素的干扰，就容易引起加固土体变形进而造成洞口塌方；若井口位于不良土层，就更容易发生盾构机突沉，甚至造成土体的严重变形或坍塌，导致极危险的工程事故；二是在不良土层中施工的风险，如在沼气层或其他含气层中，可能由于未探明含气层的范围、压力导致事前未进行气体释放或未进行防范措施而引起盾构姿态突变、隧道损坏甚至毒气燃爆等危害；在穿越土层中洞穴、桩基或地底构筑物等障碍物时，可能由于未事先探明详细情况而引起盾构偏移、注浆流失导致隧道坍塌、地面沉陷等事故，不仅对盾构施工有巨大危害，而且对地面及地面构筑物也会产生巨大影响。

2.2 所选盾构机与施工地区的水文地质、边界条件不符合

盾构机选型应充分考虑到施工地区的地质水文条件，地下、地表构筑物的安全，地下障碍物的规避等条件，否则不仅工法繁复，效率低下，而且会对盾构机使用寿命造成影响，增大施工成本，严重时甚至会导致施工事故。

2.3 施工过程操作不当

这主要包括以下四方面风险：（1）盾构轴线偏差纠偏措施不当导致管片破裂或超挖，引起土体变形、地表隆沉；（2）盾构机舱压力设置不当致使舱内压力与掘进面压力不平衡造成超挖或欠挖，引起地表隆沉变形；（3）掘进参数设置不当导致掘进速度过快，使掘进面土体受压严重，引起地表隆沉、土体变形；（4）注浆压力或注浆量设置不合理造成土体压力过大或过小，引起地表不正常隆沉。

盾构施工风险规避措施：

3 提高地铁盾构施工项目安全性的具体措施

及时有效的地确定风险源是防止和减少盾构施工过程中的事故的第一步，要实现安全施工还必须做到以下几点：

3.1 施工项目规划必须严谨合理

建设单位要提前对各种风险有清楚的了解和认识，施工前做好土体勘测与盾构机械检测等准备工作，根据实际情况确定施工参数，而且要留出足够的安全施工系数，以防止施工过程中出现意外情况造成巨大损失；还需制定相关应急方案，如发生意外，必须及时按应急方案解决。

3.2 加强对施工现场及周边环境的检测评估与预警

施工前需要对现场盾构机进出洞口进行勘测研究，针对地质较差的地段及时处理，施工过程中要加强对现场及环境参数的实时监测并对数据及时进行分析反馈，以便施工人员不断修改、优化施工参数，确保施工安全进行。例如检测开挖面地质情况，结合土层压力及出土量调整注浆量及注浆压力来稳定土层；针对土层状况调整掘进速度，保证工程安全稳定实施；严格把控盾构进出洞工序，实施监测洞口土体参数，做好洞口土体加固、洞口土体流失风险控制等工作。