盾構(gòu)區(qū)間施工中的多風(fēng)險源控制及經(jīng)驗總結(jié)

陳玉成

杭州華隧工程勞務(wù)有限公司

盾構(gòu)區(qū)間施工中的多風(fēng)險源控制及經(jīng)驗總結(jié)

陳玉成

杭州華隧工程勞務(wù)有限公司

當(dāng)前，在地鐵區(qū)間隧道施工過程中，盾構(gòu)法是一種常見且有效的施工方法。然而，在盾構(gòu)法具體實施過程中，也會受到諸多因素影響而產(chǎn)生一定風(fēng)險。因此，如何有效進行風(fēng)險管理成為盾構(gòu)隧道工程項目需要高度重視的一項任務(wù)。因此，本文就針對盾構(gòu)隧道施工中的風(fēng)險，對常見的一些規(guī)避對策，進行了簡要的分析和闡述，希望對盾構(gòu)隧道施工的安全、穩(wěn)定等性能的提升，起到一定程度上的幫助。

盾構(gòu)區(qū)間施工；多風(fēng)險源控制；經(jīng)驗總結(jié)

1.地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工概述

盾構(gòu)法是地鐵區(qū)間施工過程中常用的方法之一，它主要是通過盾構(gòu)機開挖隧道。通過盾構(gòu)機外殼可有效抵抗土體壓力，同時將千斤頂頂住既有管片，通過活塞桿產(chǎn)生推力，讓盾構(gòu)刀盤在地層中進行土體切削，使其不斷前進。在盾構(gòu)機掘進過程中，每掘進一環(huán)就要襯砌一環(huán)。同時，要利用盾構(gòu)機尾部的管片拼裝機對管片進行定位安裝，并通過水泥漿液填充圍巖及管片間隙，以此來穩(wěn)定圍巖壓力，避免其變形。相對于其他施工方法而言，在地鐵施工建筑物密集地段，選用盾構(gòu)法可降低道路及建筑所受到的影響。盾構(gòu)機械化程度較高，可按照規(guī)律的程序操作，便于施工控制。另外，盾構(gòu)法受氣候條件干擾較小，并可通過控制施工參數(shù)，將地層擾動控制在最小范圍內(nèi)。當(dāng)然，盾構(gòu)法也存在自身缺陷。首先，盾構(gòu)法投資較大，運作成本較高;其次，當(dāng)?shù)貙又写嬖谡託?、空洞、流沙地時，會對施工效果產(chǎn)生極大影響;另外，盾構(gòu)液壓系統(tǒng)、自控系統(tǒng)操作較為復(fù)雜，對相關(guān)人員具有較高要求?？傮w上來看，盾構(gòu)法是地鐵區(qū)間隧道施工過程中行之有效的方法之一，但也會受到部分因素干擾而產(chǎn)生風(fēng)險，需要采取相關(guān)措施對這些風(fēng)險因素進行控制，保證施工得以順利進行。

2.盾構(gòu)施工風(fēng)險辨識

工程風(fēng)險是指工程項目在建設(shè)期發(fā)生的、對工程項目目標(biāo)（工期、成本、質(zhì)量等方面）的實現(xiàn)產(chǎn)生不利影響，或誘發(fā)工程項目受到損失、損害的事件。

科學(xué)化風(fēng)險管理的前提就是風(fēng)險識別，通過風(fēng)險識別才能了解施工期潛在的主要危險源，以便采取針對性的控制措施，將施工風(fēng)險降低至最小。盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險主要包括掘進風(fēng)險、機械設(shè)備風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、盾構(gòu)始發(fā)（接收）風(fēng)險以及聯(lián)絡(luò)通道礦山法施工風(fēng)險。

2.1 掘進風(fēng)險

盾構(gòu)在砂卵石地層施工，土壓平衡難以建立、盾構(gòu)推進姿態(tài)控制困難、掘進速度無法保證，因此，掘進風(fēng)險主要包括開挖面失穩(wěn)、盾構(gòu)推進軸線偏離。

2.2 機械設(shè)備風(fēng)險

由于砂卵石地層的特殊性，使得盾構(gòu)開挖裝置、推進機構(gòu)、注漿系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、盾尾密封系統(tǒng)和拼裝系統(tǒng)極易發(fā)生故障，比如刀盤刀具及土倉隔板磨損過快、土艙容易結(jié)泥餅、螺旋輸送機磨損及抱死頻發(fā)、盾構(gòu)機推力及刀盤扭矩過大等。

2.3 環(huán)境風(fēng)險

隧道施工過程中不可避免地要對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響，如引起地層位移與變形、環(huán)境污染、地下水流失等。尤其是此區(qū)間近接環(huán)境復(fù)雜，沿線建(構(gòu))筑物發(fā)生沉降、傾斜、開裂甚至倒塌損毀是主要風(fēng)險之一。

2.4 盾構(gòu)始發(fā)、接收風(fēng)險

其風(fēng)險點主要為封門鑿除時土體坍塌、洞門密封圈處漏水漏砂以及盾構(gòu)姿態(tài)突變。

2.5 礦山法施工風(fēng)險

由于地層加固效果難以保證，通道施工時掌子面極易發(fā)生失穩(wěn)、坍塌，導(dǎo)致大量砂土涌入已完工的區(qū)間隧道中。

3.盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險規(guī)避對策分析

3.1 地質(zhì)勘察風(fēng)險規(guī)避

由于我國地質(zhì)分布相對較為復(fù)雜，對我國地質(zhì)勘察工作的展開，帶來一定程度上的局限，這樣就會增加了盾構(gòu)隧道施工中的風(fēng)險。因此，在盾構(gòu)隧道施工的過程中，應(yīng)當(dāng)對其先進的勘測儀器，進行全面的利用，尤其是地質(zhì)鉆空器、超聲波器、回聲探測儀器等方面。同時，在勘測的過程中，若是地質(zhì)情況相對較差的話，應(yīng)當(dāng)對地下水文條件，進行全面的了解，其中包括:水源、水深、土層的厚度等方面，這樣可以為盾構(gòu)隧道施工展開，提供了重要的安全、穩(wěn)定的保證，降低了施工風(fēng)險的存在。另外，在盾構(gòu)隧道施工的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)勘察的參數(shù)，對其設(shè)計方案中可能發(fā)生風(fēng)險事故，進行及時的調(diào)整，這樣可以在一定程度上保證了盾構(gòu)隧道施工的安全、穩(wěn)定等性能。

3.2 進出洞施工風(fēng)險規(guī)避

(1)在盾構(gòu)隧道施工的過程中，應(yīng)當(dāng)對洞口的地質(zhì)情況，進行全面的了解和研究，將其洞口的高度、寬度等方面，進行科學(xué)、合理的設(shè)定，要保證進出口的順利性，以此避免安全事故的發(fā)生，也為后續(xù)施工環(huán)節(jié)的展開，提供了相對便利的條件。例如:在盾構(gòu)隧道施工的過程中，應(yīng)當(dāng)對重點危險的部位，放置相應(yīng)的安全設(shè)施，并且應(yīng)當(dāng)要求施工人員佩戴的安全設(shè)備。同時，要求施工人員通過了利用相應(yīng)的測量儀器，對盾構(gòu)隧道的面以及洞口的寬度、高度等方面，進行全面的測量。另外，要對其現(xiàn)場的施工設(shè)備，進行全面的收拾、整理，這樣可以在一定程度上降低盾構(gòu)隧道施工的危險系數(shù)。

(2)應(yīng)當(dāng)對設(shè)備進出洞口的阻力，進行全面的控制，避免因為阻力相對過大，從而影響了施工質(zhì)量，增加盾構(gòu)隧道施工的風(fēng)險，導(dǎo)致安全、穩(wěn)定等性能有所增加。

3.3 地層與重要建筑物的隆降控制

在地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工期間，若未采取針對性措施對地層及重要建筑物進行保護，很有可能造成地層及重要建筑物沉降。因此，在掘進施工前，要對施工影響范圍內(nèi)的建筑物、管線、地下障礙物等進行詳細(xì)探查，并給予必要的事先加固或保護。首先，要構(gòu)建出細(xì)致的隧道沉降量測控網(wǎng)，以便對地層及建筑物等進行定期監(jiān)控，充分掌握盾構(gòu)施工對周邊環(huán)境及隧道本身的影響。通常情況下，若盾構(gòu)前方監(jiān)測點地面變形量控制在±5mm范圍內(nèi)，那么盾構(gòu)在通過時，地面變形量需控制在-30mm至10mm內(nèi)。若超出此范圍，就需要對出土量進行有效控制，避免地面出現(xiàn)地面層降。其次，在盾構(gòu)進站時，若洞口地基土結(jié)構(gòu)不理想，可結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境進行注漿加固，以保證進站洞口的穩(wěn)定性。另外，要對二次注漿及同步注漿管理進行強化，以降低地面沉降。

綜上所述，本文對盾構(gòu)隧道施工中的風(fēng)險，進行了簡要的分析和闡述，并且針對其風(fēng)險，提出了一些盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險規(guī)避的對策，從而降低了盾構(gòu)隧道施工中的風(fēng)險性。因此，在施工過程中需要做好事先探查，充分掌握施工現(xiàn)場情況，并擬定出針對性的風(fēng)險管控策略，以保證施工的安全性與順暢性。

[1]劉維慶，趙雅云，孫赫梓.地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險的事故樹分析——以地面沉降事故為例[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2016，01:21-25.