地铁工程盾构法施工风险分析与规避措施研究

张开华

（上海隧道工程有限公司，上海 200000）

从地铁工程的建设来看，其具有施工环境复杂、投资大、周期长、施工难度大等特点，这也就导致施工中存在着多种风险。随着地铁工程施工技术的发展，盾构法逐渐地被应用到地铁项目施工建设中，虽然盾构法对于地铁区间隧道的建设有很多的优势，然而由于所使用的设备投资大、操作要求高、影响因素多，尤其是在具体的施工中还存在很多的不确定因素，这就导致盾构法施工存在着诸多的风险。对此，文章中针对地铁工程盾构法施工风险进行了分析，并对其规避措施进行探究。

1 地铁工程盾构法施工风险分析

1.1 盾构始发阶段的风险

在盾构施工的始发作业阶段，施工风险主要体现在以下方面：始发段的施工作业容易导致前方存在各种空洞，引起出现塌方事故，威胁施工人员的生命；在始发段的施工过程中，若是顶部与护壁的加固不牢，则可能会引起涌水塌方；应用盾构法施工时，需要使用到盾构机，若是盾构机的基座不稳、质量差，这就容易出现盾构机倾翻的情况，为施工人员带来安全风险；在盾构施工中，还存在反力架不稳定的情况，这也会存在安全风险；在盾构施工中，对于洞封门的凿除，若是没有及时清除土则可能会造成涌土，为施工的顺利进行带来了风险。

1.2 盾构掘进阶段的风险

在盾构施工掘进阶段，所面临的风险主要体现在以下几方面：在盾构施工的前面容易出现地层空洞，这就会对施工人员的安全造成威胁；盾构施工的前方易出现不明障碍物；盾构施工设置的参数缺乏合理性，也会为工程施工带来风险；在盾构掘进作业中，轴线比较容易出现偏差；盾构机械设备存在故障，或者日常维护不到位，也会存在安全风险。

1.3 盾构到达阶段的风险

在盾构到达阶段，此时存在的施工风险主要体现在以下几方面：①接收端头加固不当，就会存在沉降过大的现象；②接收端头没有密封好，可能会造成淹井的现象；③接收基座的强度不够，盾构机存在倾倒的风险。

2 地铁工程盾构法施工风险规避措施

2.1 始发阶段风险规避的措施

①安装始发基座。在地铁工程建设的过程中，采用盾构法施工，需要提前将盾构基座安装牢固，所以这就需要对平面的位置与高程进行精确地测量，以此来增强基座安装位置的准确性，同时还需要对基座的质量进行严格的检查，确保基座的质量符合质量标准，以此来增强基座的质量安全，这样就可以在最大限度上避免由于基座安装位置不正确或者基座质量问题引起的安全问题。②反力架施工。从地铁工程的盾构施工来看，反力架是孙购机进行反力的主要构件，在盾构机的实际应用中发挥着关键性作用，所以在使用盾构机之前需要对施工现场的实际受力与变形状态进行有效的准确的计算，然后对计算结果进行核查，在受力与变形符合施工标准后，方可将盾构机投入到使用中。③洞口密封施工。在地铁工程盾构施工中，在进出洞经常会出现流沙或者流水的情况，这就会加剧施工风险，所以为了有效地解决这种情况，必须对洞口进行密封，针对不同的地层采取针对性的密封方法，并采取合理的密封技术，在具体施工中还需要严格地按照施工方案设计的技术来进行作业，以此来增强洞口密封质量的安全性。④合理确定参数。在盾构施工始发作业阶段，由于施工影响因素较多，同时施工操作人员对于地层施工更需要有一定的适应时间，盾构机的稳定性也不够，所以必须对盾构的参数进行详细地分析，以此来推进始发阶段的作业顺利实施。

2.2 掘进阶段风险规避的措施

在地铁工程施工的过程中，对于盾构法的应用本身就存在一定的风险，而在盾构掘进阶段的风险因素比较多，所以必须采取有效的风险规避措施，才能够降低风险，确保地铁工程项目的顺利进行。

（1）同步注浆。在盾构作业中，由于盾构开挖外径与盾构机外壳之间会存在一定的空隙，所以这就需要对空隙进行注浆作业，尤其是为了保证注浆的质量，需要保证同步注浆，避免渗浆情况的发生，才能够增强其防渗性能。注浆工序为：①需要对浆液的配合比进行严格的设计，确保其能够符合地层状况，保证参数的匹配度；②同步注浆时，需要结合注浆压力、注浆量等参数，严格按照施工方案来执行作业任务，同时还需要对洞内管片衬砌变形、周围建筑物变形等进行严格地监测，然后依据监测结果对注浆参数和施工方法进行修正，若是其中存在问题则需要及时进行解决，以此来确保施工质量安全；③对于注浆设备与仪器仪表则需要有专门的人员进行维护，保证其精确度与性能；④需要定期对注浆压力表进行严格的检查，保证其准确性；⑤必须保证注浆到位，如果注浆存在不到位的情况，就可能会引起地层出现局部沉降，甚至出现地层内部出现空洞的现象，在盾构施工进行一段距离后，地面就可能会出现大面积沉降与塌方的现象。

（2）曲线段推进。在盾构施工作业的过程中，由于多种因素的影响，导致盾构隧道存在不是直线的时候，所以这就需要使用盾构机在曲线上推进。但是因为地层、液压系统、管片拼装等因素的影响，盾构施工中会造成隧道的线型与隧道设计轴线存在偏离的情况，所以这就需要对线型进行控制。

（3）防喷涌。在盾构机选型和制造的过程中，则需要注意防喷涌装置的设置，保证盾构机的质量与性能；施工的过程中，需要选择合适的土体改良添加剂，对土体的可塑性进行调整，以此来降低渣土含水量，降低喷涌的风险；盾构推进阶段，还需要控制推进质量，避免强推猛推对前方的施工带来压力，引起喷涌的风险；在操作螺旋输送机等澄土输送设备时，对于开口速度则需要平缓的增加，切忌猛开开关；对于螺旋输送机的开启，需要在渣土出口设置专人来监督，若是存在喷涌预兆，则需要及时发信号给操作时，立刻将螺旋输送机关闭；在发生喷涌现象时，则需要将螺旋输送机关闭，对喷涌出来的渣土，以来恢复推进作业。

（4）控制地表沉降。首先在盾构掘进作业时，则需要对施工现场周围的道路、管线、建筑物进行有效的监测，然后对所获取的监测数据及时地进行分析和处理，并将其反馈给设计人员，然后对盾构推进参数进行调整和优化，提升施工的信息化水平；其次，在盾构掘进作业中，如果发生沉降的现象，则需要设置专门人员进行巡视，对施工现场周围建筑物的沉降情况进行观察，确保能够及时掌握地表沉降的情况；再次，在同步注浆以及二次注浆的过程中，还需要填充盾尾建筑存在的空隙，尤其是在注浆的过程中还需要控制注浆量与注浆压力，尽量减少施工过程中土体的变形情况；最后，若是地表沉降的情况比较明显，则需要在沉降区域使用钻机进行地表注浆，以此来增强地基地强度，避免沉降的扩大化发展。最后，在日常的检查工作中，还需要对管片进行检查，避免其存在破损渗漏的情况，在掘进隧道结束之后，则需要针对管片的牲口现象，制定可行性强的解决措施。

2.3 到达阶段风险规避的措施

在地铁工程盾构施工的到达阶段，则需要对整个接收过程中的参数进行观察和控制，对于其中存在的异常情况需要及时的汇报，并分析原因，确保没有安全风险后方可继续施工。在接收端土体的加固措施在检验合格之后，保证其强度符合设计标准时，就可以对此段进行掘进施工，然后需要对接收施工阶段的地面沉降进行实时的监控。对于接收基座则需要在盾构达到之前安装好，对于接收洞口密封与止水设施的安装在验收合格之后，才能够进行盾构接收作业，并在接收洞门前搭好洞门凿桩的脚手架，同时将洞门松动的土体清理干净，以此来增强其防水性能。

3 结语

从地铁工程的盾构施工来看，由于段沟隧道建设的规模比较大，所以在具体施工中存在的影响因素也比较多，这就导致盾构施工存在较高的施工风险。所以，作为地铁工程的建设单位，必须将各个施工环节的安全管理工作重视起来，在施工之前对盾构施工中存在的风险进行预测和分析，并制定好应急预案，以此来有效地应对安全事故，全面提升地铁工程建设的安全性，推动城市轨道交通网络的完善。