地铁隧道盾构施工中的地质风险管理研究

杨尚震 李金明 隋昌祚

摘要：随着我国隧道工程日益增加，其中暴露出的安全问题也越来越多，因此，做好安全风险管理在所难免，在我国现阶段的隧道施工中，建设方对于安全风险管理的关注程度还不够，一些工程建设方为保证施工进度顺利进行，有时甚至还会忽略了细节上的安全管理，并且在施工时，管理层以为按照项目设计进行施工就可以了，不需要进行安全风险管理，所以，近几年我国隧道工程施工问题越来越明显，这些问题都集中体现出了安全管理风险的重要性，因此，在进行隧道工程项目施工时，需加强对安全风险的管理意识，并且做好施工管理。

关键词：地铁隧道;盾构施工;风险管理

居民生活质量的提高，增加了人们外出的便捷性。与此同时，城市交通拥堵也成为非常严重的问题，地铁作为城市交通工具，该工具的应用可以有效减轻城市交通压力。相比于地上施工结构，地下结构施工难度较高，受到周围地质风险的影响较大，通过提升地铁隧道盾构施工质量，不仅可以提升地铁运行的可靠性，而且可以有效降低地质风险对结构施工带来的影响。

一、 铁隧道盾构施工地质风险内容

在地铁隧道盾构施工过程中，因为路线长度较大，因此经常会遇到不同的因素导致施工风险问题的产生。其风险内容可以分为以下几方面：第一，不良土层。不良土层主要是指结构性质不稳定的土层，如年代较新的沉积土、软土等。不良土层结构很可能引起结构不规则沉降、地下管线分布变形等情况。第二，卵石土层。卵石土层主要是指土层结构中含有较多不规则粒径卵石的土层，此类土层很容易导致施工过程中，盾构异常停机的情况。第三，遭受污染的土层。此类土层被其他污物污染，并且会不定期对外释放有害气体，此类土层会造成施工人员中毒的情况发生。第四，粘性土层或砂石土层。此类土层颗粒物径较小，很容易导致盾构设备抱死或者掘进过程中产生泥饼等情况的发生。第五，砂石土层与粘性土层组合形成的双土层结构。此类土层结构的稳定性非常差，在盾构施工过程中，经常会发生塌陷的情况，造成较为严重的施工事故。第六，人工空洞。人工空洞在施工过程中也属于非常常见的风险地质结构，如古人的墓穴就属于人工空洞的一种。此类空洞属于新沉积层，结构非常不稳定，在盾构施工过程中，很容易导致塌陷情况的发生。

二、隧道施工过程中安全风险产生的原因

（一） 外部因素带来隧道施工安全风险

外部因素给隧道施工带来的安全风险是不确定的，在施工人员进行洞中作业时，因地质条件不稳定造成的工作面裂缝时而发生，严重时还有可能出现工作面坍塌情况，一旦出现坍塌，后续进行挖掘工作时，需要施工人员控制好挖掘力度，以免损坏到隔水层，导致涌水的情况发生。地质条件导致的问题不仅仅出现在工作面上，还会影响到整体结构的不稳定，一些周边土地可能出现变形，增加了隧道施工的安全隐患。

（二）人为因素带来的隧道施工安全风险

首先，无论是什么建筑工程，都需要一张完善合理的施工图纸，一旦施工方案出现问题，那么对后续施工过程的影响是不可逆的，并且很多施工方会忽略了安全风险评估的重要性，这都会给工程带来安全隐患。工程进入施工后，若工作人员因疏忽没有严格按照施工方案执行，或者施工方案不能符合施工現场环境的要求，无论是哪一点，都会影响到施工过程，并且会降低整体工程质量，从而造成一系列的安全隐患。其次，施工团队缺乏专业的操作和安全风险意识。很多工程因为赶进度而忽略了施工工艺的管理，这不仅会影响到施工进度造成成本流失，更严重地还会影响整个工程的质量。因此，施工单位应加强对施工人员的专业技术能力的考察，以此确保工程质量。其次，应培养施工人员的安全风险意识，最大程度上降低安全风险。

三、地铁隧道盾构施工中的地质风险管理措施

（一）加强勘查过程质量监管

地铁隧道盾构施工工程的施工长度较大，不同作业区域面临的施工风险问题也存在着较大的区别。通过加强勘查过程质量监管，一方面，可以提高资料信息采集的完整性，为后续风险分析和制定风险处理方案提供科学性的数据支持。另一方面，在勘查过程中可以标注一些重点施工区域，在进行到该区域施工时，提前启动风险管理措施，从而提高地铁隧道盾构施工的安全等级。例如，某企业进行区域地质结构勘查时，安排相关人员对区域环境进行细致调查，所有调查数据按照统一标准进行记录，提高后续整理工作的整理效率。同时，企业还对当地地质文献进行研读，了解区域地质结构的变化情况，此类资料可以起到辅助风险管理计划制定的作用，能够有效提高地质风险管理效率。除此之外，企业在勘查活动开始前，对所有参与人员进行统一培训，使其可以明确具体的操作要求和操作标准，从而提升数据采集的精准度。

（二） 盾构推进安全控制措施

在盾构推进安全控制方面，则主要由中央控制室操控完成。施工开始后打开土闸门，同时启动皮带传送机、大刀盘与螺旋输送机，调整并推进千斤顶。施工中主要利用大刀盘切削土体，保证盾构掘进顺利。而中央控制室则指挥盾构机司机控制掘进过程，保证施工质量结果与三维坐标相匹配。如果在施工中出现偏差必须及时进行调整，避免盾构机掘进施工时走蛇形路线，并控制好每一次纠偏量，最大限度降低施工对地层表面与桥墩位置的扰动问题，同时更为后期的盾构管片拼装施工夯实技术基础。整体来讲，施工中还针对盾构掘进过程中的砂卵石地层进行了针对性分析，选择在土仓、刀盘、螺旋输送机位置注入一定量的添加剂，保证开挖土体始终具有良好的流塑状态，且同时确保它具有相当程度的低透水性与低内摩擦角角度控制精确。

（三） 加快进度的施工技术

1、在具体施工操作时需要合理组织施工组织，将各类施工设备和施工劳动力结合在一起。在特长隧道施工过程中，机械化配套设施的使用是一项重要的环节。在具体施工操作的过程中需要打造多条机械化施工作业线路，实现掘进、出渣、支护、衬砌、后配等多方操作的有效配合。在具体施工操作时开挖能力要超过总体能力要求，装渣能力超过开挖能力，运输能力要超过装渣能力，设备配置的系数不易过大。2、在具体施工操作时需要紧密关联，确保各个工序的衔接紧凑，合理安排每一道施工工序。3、在具体施工操作时需要选择应用长药卷，在最大限度上节省施工时间。4、多工作面开挖施工操作，实现平行作业，按照施工要求启动一系列施工工作序列，对待特殊断面需要在最大限度上利用隧道空间，多分部、同步开挖。

四、 结语

综上所述，现阶段我国的隧道工程日益增加，隧道工程所处的施工环境也越来越复杂，因此，在隧道工程施工过程中很容易出现施工安全问题，这不仅仅给工作人员的生命安全带来了很大的威胁，还影响到了工程的施工进度。因此，在进行隧道工程施工时，应当加大对安全风险管理的重视，并且提高施工人员的安全意识，以此保障施工人员的生命安全，提高整体施工质量，进一步促进我国隧道项目工程的发展。

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