地鐵盾構(gòu)施工安全風險評估及施工災害防控技術(shù)

劉秋霞

摘要：作為城市軌道交通建設的重要方式，地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)的應用越來越普遍。然而受諸多因素的影響，我國地鐵盾構(gòu)施工中存在較大的施工風險，給工程建帶來一定安全隱患。本文在闡述地鐵盾構(gòu)施工風險影響因素的基礎上，對風險評估方法的方式進行系統(tǒng)分析，并針對性的提出災害防控措施，以期有利于提升地鐵盾構(gòu)施工中安全風險把控的質(zhì)量和水平，推動城市軌道交通的進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地鐵工程;盾構(gòu)施工;安全風險評估;災害防控

一、地鐵盾構(gòu)施工的風險影響因素

1.施工風險評估的基本內(nèi)涵

施工風險評估是一個系統(tǒng)性的風險管理過程，其包含了風險發(fā)生規(guī)律把控和風險控制技術(shù)管理兩個部分。在評估過程中，市場主體是其評估的基本對象，風險評估人員在科學的工程管理組織下，有計劃、有目的的對工程風險進行控制，并通過規(guī)范有效的措施對存在的風險進行措施優(yōu)化，實現(xiàn)工程建設的效益最優(yōu)。作為一個主動性識別、分析和管理風險的實踐過程，從范圍從屬上看，其屬于項目管理的范疇;并且其和質(zhì)量管理、成本管理、進度管理共同組成了工程項目管理的四個基本保證。

2.地鐵盾構(gòu)施工的風險組成要素

工程風險是項目建設過程中機遇與挑戰(zhàn)并存的一組管理要素。其存在于地鐵盾構(gòu)施工的各個環(huán)節(jié)，與其他管理內(nèi)容相比，其往往具有偶然性和可變現(xiàn)，但在科學的指導下，人們可以實現(xiàn)工程建設風險的準確預測，并對其進行預防管理。風險的存在往往會對預期效益產(chǎn)生負面影響，造成工程建設的潛在損失;從實踐過程來看，孕險環(huán)境、承險體、風險性的因素、事故和損失是其主要的構(gòu)成要素。

二、地鐵盾構(gòu)施工安全風險評估分析

1.地鐵盾構(gòu)施工安全風險辨別

1.1地鐵盾構(gòu)施工安全風險辨別的依據(jù)

地鐵盾構(gòu)施工的安全風險辨別是一個系統(tǒng)復雜的實踐過程，要實現(xiàn)風險辨別的準確、合理，就必須擁有一定的辨別依據(jù)，為全面性的風險辨別提供保證。從風險辨別過程來看，地鐵盾構(gòu)施工安全風險辨別的依據(jù)包含了以下三個方面：第一，以工程資料為依據(jù)進行風險辨別。施工過程中，地鐵盾構(gòu)施工的進行主要按照設計圖紙、施工組織設計、方案設計和相關(guān)規(guī)定性文件進行操作的，辨別施工內(nèi)容與相關(guān)資料文件的差異性，即可實現(xiàn)盾構(gòu)施工風險的有效區(qū)分。第二，工程建設的風險存在于特定的孕險環(huán)境，工程建設人員只要通過對施工區(qū)域水文地質(zhì)、地形地貌、地下管道、植被等諸多內(nèi)容進行監(jiān)測分析，即可實現(xiàn)地鐵盾構(gòu)施工安全風險的有效鑒別。第三，在施工過程中，以往的工程管理會對相關(guān)建設風險進行統(tǒng)計和收錄，工程管理人員可以以此為依據(jù)，進行同類風險因素的對比分析，并判定其是否屬于風險制約因素，進而實現(xiàn)地鐵盾構(gòu)施工風險的準確鑒別和把控。

2.地鐵盾構(gòu)施工安全風險評估

地鐵盾構(gòu)施工容易受到多種因素的制約，產(chǎn)生施工安全風險;并且，諸如施工技術(shù)、社會環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展及地址水文等條件，其發(fā)展的層次不同，對工程造成的風險影響也就存在差異。因此在盾構(gòu)施工安全風險管理過程中，工程建設人員不僅需要正確的辨識安全風險因素，更要對其進行必要的施工安全風險評估。

安全風險的評估是對工程建設的影響因素進行量化等級化分的過程。其系統(tǒng)分析地鐵盾構(gòu)施工安全風險的關(guān)鍵要素，并按照國家風險劃分等級的標準，對與工程建設影響較大的因素進行等級單元劃分，進而為后期的工程風險預防奠定基礎。一般情況下，在正確辨識工程風險的基礎上，進行風險評估的方法包含了定性化安全分析法、定量化安全分析法和定性定量綜合分析法三種。

2.1定性化安全風險

作為一種非數(shù)量分析的重要方式，地鐵盾構(gòu)施工安全風險定性分析法對風險評估人員內(nèi)的專業(yè)能力要求較高，其必須具有較高的主觀判斷能力和分析能力，并且在實踐經(jīng)驗和知識層面上，具有著較高的儲備水平。一般情況下，定性化安全分析法由相關(guān)行業(yè)專家或預測人員進行風險評估使用，其在基本風險知識的基礎上，通過邏輯嚴謹?shù)呐袛噙M行風險相似點的歸納、整理和總結(jié)。從判定過程來看，該分析雖然難度較高，但對于風險的把控具有一定的專業(yè)性，能夠為地鐵盾構(gòu)工程的建設提供有效的參考依據(jù)。

2.2定量化安全風險

在工程建設過程中，為實現(xiàn)工程風險的準確把握，工程管理人員往往需要對相關(guān)影響因素進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，然后在確定數(shù)據(jù)合理性的基礎上，通過數(shù)據(jù)建模的方式，對工程施工的安全風險進行評估，這種評估方式即為定量化安全風險分析。從評估結(jié)果來看，定量分析法避免了評估人員對工程風險的主觀性影響，使得整個評估的結(jié)果更加科學、更加合理、更加準確。然而，由于工程風險評估的前期需要大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行計算支持，因此評估的時間較長，并且?guī)в幸欢ǖ馁Y源消耗。需要注意的是，定量化安全風險分析過程中，一旦評估過程中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計不全面，不精確，勢必造成工程安全風險分析的片面與局限。

三、地鐵盾構(gòu)施工的災害防控措施

1.災害治理的前提環(huán)境控

地鐵盾構(gòu)施工是一個暗挖操作的工程實踐過程。從施工過程來看，地下施工容易對地面建筑、地基管道支柱及地下生態(tài)環(huán)境造成影響，容易引起盾構(gòu)施工的安全風險。因此在防控過程中，首先應嚴格控制施工的過程滿足如下環(huán)境控制指標。

1.1地面建筑物沉降基礎控制

地鐵盾構(gòu)施工是基于城市化建設發(fā)展起來的，在建設過程中，盾構(gòu)施工的操作勢必會對地面建筑物造成一定影響。因此，為確保地鐵盾構(gòu)施工的安全性，應對地面建筑物進行必要的沉降監(jiān)測，并明確其檢測的控制指標。一般情況下，允許沉降的控制范圍、差異沉降控制值、沉降位移速率、傾斜控制值等都是建筑物監(jiān)控控制指標的重要內(nèi)容。并且在控制過程中，其應滿足國家《建筑地基基礎設計規(guī)范》的相關(guān)要求。譬如在地鐵盾構(gòu)施工通過高層建筑物時，一旦建筑物的地基不均勻，荷載差異較大就會造成地基變形，不僅影響了上層建筑的穩(wěn)定性，更對盾構(gòu)施工的的過程造成重大影響。

1.2地下管道支柱控制

地下管道支柱控制是隨著地鐵盾構(gòu)施工的實踐操作而進行的。實踐過程中，地下管道的控制指標包含了允許位移值控制、傾斜率控制、管線曲線控制、接頭轉(zhuǎn)角控制等諸多內(nèi)容。只有做好這些地下管道支柱的準確控制，才能實現(xiàn)工程風險的準確預防，避免安全災害的對地鐵盾構(gòu)施工造成的影響。具體而言，隧道盾構(gòu)施工過程的地下管道支柱管理控制應滿足《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》;譬如，金屬管道的防腐內(nèi)襯為水泥砂漿等剛性材料時，其最大豎向變形不能超過圓形管道的計算內(nèi)徑的2%～3%。

2.地鐵盾構(gòu)施工中突發(fā)風險災害實踐的應急處理

2.1盾構(gòu)始發(fā)與到達突發(fā)災害治理

地鐵盾構(gòu)施工過程中，盾構(gòu)始發(fā)和到達災害的主要原因與端頭木體加固的設計有著必然聯(lián)系，一旦加固設計的方法不當、范圍過小等都會造成一定的盾構(gòu)災害。在實踐過程中，工程建設人員應對其設計的方法進行可行性論證，在確保其設計合理額基礎上，對洞門結(jié)構(gòu)、端頭加固效果、受力架等因素進行監(jiān)測和復核，同時保證盾構(gòu)機掘進姿態(tài)、速度、推理及刀盤刀具等因素的把控，進而是實現(xiàn)盾構(gòu)始發(fā)與到達災害的有效防治。

2.2隧道進水災害處理

隧道盾構(gòu)施工過程中，一旦底層的水管破裂或者災害性天氣到來，就容易造成隧道內(nèi)部大量積水的涌入，造成地鐵施工災害發(fā)生。為避免施工中進水災害的發(fā)生，工程建設人員應在歷史水位的基礎上，設置必要的防水結(jié)構(gòu);同時配備必要的水泵進行積水抽排，避免大省大范圍的施工災害;另外，若存在工程需要，應對進水洞口位置設置必要的擋水墻，避免外部流水對隧道建設造成的影響。

結(jié)論

隨著地鐵軌道交通的不斷減少，盾構(gòu)施工的方法使用將會越來越多。施工人員只有充分的認識到施工風險把控的重要性，并做好地鐵盾構(gòu)施工中安全風險的科學評估，同時保障災害防控質(zhì)量，才能實現(xiàn)盾構(gòu)施工安全的有效保證，推動城市軌道交通的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]吳賢國， 李鐵軍， 林凈怡，等. 基于粗糙集和貝葉斯網(wǎng)絡的地鐵盾構(gòu)施工誘發(fā)鄰近橋梁安全風險評價[J]. 土木工程與管理學報， 2016， 33（3）：9-15.