探究地铁盾构区间隧道施工风险管理及控制措施

2020-12-20唐志强中铁十四局集团大盾构工程有限公司

门窗 2020年3期

唐志强中铁十四局集团大盾构工程有限公司

1 前言

地铁隧道施工中选择合适的技术较为重要，如盾构施工法可以提高地铁工程的施工质量，但还需要熟悉施工技术，否则无法发挥其作用。因此，这就需要在实际的施工中，技术人员熟悉掌握地铁盾构施工技术的原理技术，以及该技术中的难点部分，降低各种事故危险的发生，从而优化整个工程的施工质量。

2 地铁盾构施工技术

盾构施工技术在地铁工程中较为常见，优势也较多。具体来说，盾构施工法的应用时间较短，真正使用该技术时间为2004年，由上海中路越江隧道施工中使用了该方法，因取得了较好的效果，得到了广泛地使用，这在很大程度上也使得我国地铁施工得到了进一步的发展。盾构施工法主要依赖于盾构机械设备完成施工，通过施工设备保护地下结构不受到破坏，同时又被称为隧道暗挖施工法。所以在地铁施工中得到了广泛地应用，且取得了较高的效果，这在很大程度上也推动了盾构施工技术的完善。其中包括盾构施工法理论和盾构施工设备，如盾构法的理论也随着广泛地应用得到了建立—气压盾构理论。此外，盾构施工设备的生产我国也实现了大批量的自行生产，无须再从国外引进，降低了额外的支出。这对盾构施工法的应用又进一步夯实了基础条件。

3 地铁盾构施工中的风险因素

地铁盾构施工中的因素主要包括地下环境和地下环境中出现的建筑物、河流、地下溶洞等，这些是引发盾构施工事故的直接原因。

3.1 风险产生的具体环境

地铁盾构施工周边环境都会对其带来影响，也会增加风险。具体来说，地铁工程施工环境较为特殊，一些潜藏风险往往比陆地施工地风险要高很多。这就导致地铁工程施工中，容易受到各种威胁，威胁着施工质量和施工人员的人身安全。为了最大程度的避免风险，通常会使用盾构施工法，具体的施工中地下结构较为复杂，即使可以进行观测，但也不能清楚掌握地下的特殊环境，例如地下包括建筑群、地质、河流、地下管道以及各种线路等，若勘察不仔细就进行施工，就会引发各种各样的工程灾害，对工程施工人员等带来严重地危害。但这些风险都是实际存在的，因而在实际的工程中遇到这些风险因素是很难避开的，所以，地铁盾构施工的风险环境是形成的内因所在。

3.2 盾构施工风险中的引发因素

盾构工程施工常见的风险因素是引发事故出现的重要原因，在此过程中，如果可以通过各种方式、技术对其进行控制，就可以降低事故发生概率。比如地铁盾构隧道施工中有可能会遇到各种阻碍物、溶洞、含水层，这些风险因素都会对施工造成影响，此外，还包括盾构故障，或是地层溶洞等，加之地下本身就是一个大的风险环境，且这些因素都是客观存在不可避免的，所以风险的引发因子在地铁盾构施工风险发生的过程中属于直接性因素。

4 盾构施工的技术特点

4.1 盾构施工的技术优势

盾构施工技术在地铁施工中有着重要的作用，优势也更大一些，这也是被推广应用的重要因素。具体来说主要分为以下几点优势：（1）控制地表沉降：盾构施工应用到地铁工程中，如果遇到较为复杂的环境，例如城市建筑物、管线密集区等，可以有效地控制沉降。（2）适应性强：其适应性主要是遇到江河或者是湖海地区，也有着较好的效果。此外，最重要的一点是，相比其它施工技术，盾构施工可以适应任何天气环境，不会受到恶劣天气的约束。（3）稳定性强：盾构施工在地铁工程施工中可以保证多个环节一次成型，例如开挖砌衬施工技术，不仅可以实现一次成型，且机械化、安全性也更高。（4）噪音小：地铁工程施工中会有各种各样的噪音，而通过盾构施工的特点就包括低噪音，避免对周围环境造成较大的影响。

4.2 盾构施工技术的弊端

盾构施工虽然存在较多优势，但在实际的施工中也存在一些问题，主要表现在以下几个方面：（1）地铁施工中使用盾构技术会受到曲线的影响，如果处于小半径曲线时，特别是90折现段时，会增加施工难度。（2）盾构施工较为复杂，涉及的专业知识较多，例如机电、液压、自动控制、土木专业知识等，所以需要较为专业的人员开展施工。（3）盾构施工虽可以不受各种建筑物和地质环境的影响，但是在掘进过程中会受到孤石和卵石地层的影响，增加工程难度。（4）盾构施工中存在一限制性的问题，至今无较好地解决方法，当处于高水压的地层位置就很容易出现喷涌状态。（5）盾构施工技术需要中若想要保证技术的高质开展，还需要保证施工人员的操作技术，那么这就需要由专业的人员进行，所以就需要施工人员加大成本投入，引进一批专业化的施工团队，保证盾构施工技术的应用效果。

5 地铁工程盾构区间隧道施工风险的控制研究

上述对地铁工程盾构区间隧道施工的原理和技术优势和劣势进行了分析，那么这就需要根据劣势中有可能引发的问题和实际风险进行控制。以下主要从三方面进行论述。

5.1 盾构机的选型风险与控制研究

盾构工程等施工中，机械设备是重要的施工工具，因此，这就需要保证机械设备的质量和运行状况，避免在施工中出现故障因素。通常情况下，机械故障的风险主要是盾构机的刀盘，这就需要在使用中注意刀盘的选择。具体来说，在选择刀盘时可根据以下这几点进行：（1）为了保证盾构机型与工程实际状况相符合，还需要有关人员了解工程的实际情况，针对性地选择盾构机型，保证匹配度。（2）盾构的性能要满足工程推进中的施工长度、线性要求。另外，还要注意盾构的掘进能力和施工设备之间的协调。（3）选择盾构机时，一要严格的了解盾构机的参数，选择对周围环境影响较小的机械设备。

5.2 盾构穿越建筑的风险与控制研究

地铁工程施工中会遇到城市区域，这时就需要使用盾构穿越施工建筑，但建筑类型各种各样，如果较为复杂就会影响盾构施工的顺利推进，这时地铁盾构施工中较为棘手的问题，不仅要保证盾构施工的顺利穿过，还需要保证不损害建筑物，避免出现扰动或是沉降现象，造成较大的事故出现。因此，这就需要注意以下几点：（1）在盾构穿越建筑的施工前，要做好前期的准备工作，主要是对穿越地区的建筑物类型、范围进行详细地调查。（2）根据调查结果，制定科学合理的掘进参数。（3）掘进工程中，要对工程的基础与地层之间实施同步注浆和固工作。此外，还要由专业的技术人员进行监督，避免发生沉降现象，便于及时停止施工和解决。

5.3 盾构穿越地下管线的风险和控制研究

地下结构较为复杂，建筑物、地下管线等都是较为常见的问题，尤其是地下管线，数量较多且复杂，如果控制不合理也会引起管线沉降、破坏等问题，那么这就需要在施工中注意，避免这一现象的发生。首先，要由专业的技术人员对盾构机械的正面压力平衡进行合理地调整，避免施工中出现较大的扰动问题。其次，则是注意掘进，合理控制掘进速度，避免速度过快，否则会对稳定性造成影响。