地鐵工程盾構(gòu)法施工風(fēng)險(xiǎn)分析與規(guī)避措施研究

張開華

（上海隧道工程有限公司，上海 200000）

從地鐵工程的建設(shè)來看，其具有施工環(huán)境復(fù)雜、投資大、周期長(zhǎng)、施工難度大等特點(diǎn)，這也就導(dǎo)致施工中存在著多種風(fēng)險(xiǎn)。隨著地鐵工程施工技術(shù)的發(fā)展，盾構(gòu)法逐漸地被應(yīng)用到地鐵項(xiàng)目施工建設(shè)中，雖然盾構(gòu)法對(duì)于地鐵區(qū)間隧道的建設(shè)有很多的優(yōu)勢(shì)，然而由于所使用的設(shè)備投資大、操作要求高、影響因素多，尤其是在具體的施工中還存在很多的不確定因素，這就導(dǎo)致盾構(gòu)法施工存在著諸多的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，文章中針對(duì)地鐵工程盾構(gòu)法施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析，并對(duì)其規(guī)避措施進(jìn)行探究。

1 地鐵工程盾構(gòu)法施工風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 盾構(gòu)始發(fā)階段的風(fēng)險(xiǎn)

在盾構(gòu)施工的始發(fā)作業(yè)階段，施工風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：始發(fā)段的施工作業(yè)容易導(dǎo)致前方存在各種空洞，引起出現(xiàn)塌方事故，威脅施工人員的生命；在始發(fā)段的施工過程中，若是頂部與護(hù)壁的加固不牢，則可能會(huì)引起涌水塌方；應(yīng)用盾構(gòu)法施工時(shí)，需要使用到盾構(gòu)機(jī)，若是盾構(gòu)機(jī)的基座不穩(wěn)、質(zhì)量差，這就容易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)傾翻的情況，為施工人員帶來安全風(fēng)險(xiǎn)；在盾構(gòu)施工中，還存在反力架不穩(wěn)定的情況，這也會(huì)存在安全風(fēng)險(xiǎn)；在盾構(gòu)施工中，對(duì)于洞封門的鑿除，若是沒有及時(shí)清除土則可能會(huì)造成涌土，為施工的順利進(jìn)行帶來了風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 盾構(gòu)掘進(jìn)階段的風(fēng)險(xiǎn)

在盾構(gòu)施工掘進(jìn)階段，所面臨的風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：在盾構(gòu)施工的前面容易出現(xiàn)地層空洞，這就會(huì)對(duì)施工人員的安全造成威脅；盾構(gòu)施工的前方易出現(xiàn)不明障礙物；盾構(gòu)施工設(shè)置的參數(shù)缺乏合理性，也會(huì)為工程施工帶來風(fēng)險(xiǎn)；在盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)中，軸線比較容易出現(xiàn)偏差；盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備存在故障，或者日常維護(hù)不到位，也會(huì)存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 盾構(gòu)到達(dá)階段的風(fēng)險(xiǎn)

在盾構(gòu)到達(dá)階段，此時(shí)存在的施工風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：①接收端頭加固不當(dāng)，就會(huì)存在沉降過大的現(xiàn)象；②接收端頭沒有密封好，可能會(huì)造成淹井的現(xiàn)象；③接收基座的強(qiáng)度不夠，盾構(gòu)機(jī)存在傾倒的風(fēng)險(xiǎn)。

2 地鐵工程盾構(gòu)法施工風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施

2.1 始發(fā)階段風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的措施

①安裝始發(fā)基座。在地鐵工程建設(shè)的過程中，采用盾構(gòu)法施工，需要提前將盾構(gòu)基座安裝牢固，所以這就需要對(duì)平面的位置與高程進(jìn)行精確地測(cè)量，以此來增強(qiáng)基座安裝位置的準(zhǔn)確性，同時(shí)還需要對(duì)基座的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確?；馁|(zhì)量符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以此來增強(qiáng)基座的質(zhì)量安全，這樣就可以在最大限度上避免由于基座安裝位置不正確或者基座質(zhì)量問題引起的安全問題。②反力架施工。從地鐵工程的盾構(gòu)施工來看，反力架是孫購(gòu)機(jī)進(jìn)行反力的主要構(gòu)件，在盾構(gòu)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，所以在使用盾構(gòu)機(jī)之前需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際受力與變形狀態(tài)進(jìn)行有效的準(zhǔn)確的計(jì)算，然后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行核查，在受力與變形符合施工標(biāo)準(zhǔn)后，方可將盾構(gòu)機(jī)投入到使用中。③洞口密封施工。在地鐵工程盾構(gòu)施工中，在進(jìn)出洞經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)流沙或者流水的情況，這就會(huì)加劇施工風(fēng)險(xiǎn)，所以為了有效地解決這種情況，必須對(duì)洞口進(jìn)行密封，針對(duì)不同的地層采取針對(duì)性的密封方法，并采取合理的密封技術(shù)，在具體施工中還需要嚴(yán)格地按照施工方案設(shè)計(jì)的技術(shù)來進(jìn)行作業(yè)，以此來增強(qiáng)洞口密封質(zhì)量的安全性。④合理確定參數(shù)。在盾構(gòu)施工始發(fā)作業(yè)階段，由于施工影響因素較多，同時(shí)施工操作人員對(duì)于地層施工更需要有一定的適應(yīng)時(shí)間，盾構(gòu)機(jī)的穩(wěn)定性也不夠，所以必須對(duì)盾構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)地分析，以此來推進(jìn)始發(fā)階段的作業(yè)順利實(shí)施。

2.2 掘進(jìn)階段風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的措施

在地鐵工程施工的過程中，對(duì)于盾構(gòu)法的應(yīng)用本身就存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，而在盾構(gòu)掘進(jìn)階段的風(fēng)險(xiǎn)因素比較多，所以必須采取有效的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施，才能夠降低風(fēng)險(xiǎn)，確保地鐵工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

（1）同步注漿。在盾構(gòu)作業(yè)中，由于盾構(gòu)開挖外徑與盾構(gòu)機(jī)外殼之間會(huì)存在一定的空隙，所以這就需要對(duì)空隙進(jìn)行注漿作業(yè)，尤其是為了保證注漿的質(zhì)量，需要保證同步注漿，避免滲漿情況的發(fā)生，才能夠增強(qiáng)其防滲性能。注漿工序?yàn)椋孩傩枰獙?duì)漿液的配合比進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，確保其能夠符合地層狀況，保證參數(shù)的匹配度；②同步注漿時(shí)，需要結(jié)合注漿壓力、注漿量等參數(shù)，嚴(yán)格按照施工方案來執(zhí)行作業(yè)任務(wù)，同時(shí)還需要對(duì)洞內(nèi)管片襯砌變形、周圍建筑物變形等進(jìn)行嚴(yán)格地監(jiān)測(cè)，然后依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)注漿參數(shù)和施工方法進(jìn)行修正，若是其中存在問題則需要及時(shí)進(jìn)行解決，以此來確保施工質(zhì)量安全；③對(duì)于注漿設(shè)備與儀器儀表則需要有專門的人員進(jìn)行維護(hù)，保證其精確度與性能；④需要定期對(duì)注漿壓力表進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，保證其準(zhǔn)確性；⑤必須保證注漿到位，如果注漿存在不到位的情況，就可能會(huì)引起地層出現(xiàn)局部沉降，甚至出現(xiàn)地層內(nèi)部出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象，在盾構(gòu)施工進(jìn)行一段距離后，地面就可能會(huì)出現(xiàn)大面積沉降與塌方的現(xiàn)象。

（2）曲線段推進(jìn)。在盾構(gòu)施工作業(yè)的過程中，由于多種因素的影響，導(dǎo)致盾構(gòu)隧道存在不是直線的時(shí)候，所以這就需要使用盾構(gòu)機(jī)在曲線上推進(jìn)。但是因?yàn)榈貙?、液壓系統(tǒng)、管片拼裝等因素的影響，盾構(gòu)施工中會(huì)造成隧道的線型與隧道設(shè)計(jì)軸線存在偏離的情況，所以這就需要對(duì)線型進(jìn)行控制。

（3）防噴涌。在盾構(gòu)機(jī)選型和制造的過程中，則需要注意防噴涌裝置的設(shè)置，保證盾構(gòu)機(jī)的質(zhì)量與性能；施工的過程中，需要選擇合適的土體改良添加劑，對(duì)土體的可塑性進(jìn)行調(diào)整，以此來降低渣土含水量，降低噴涌的風(fēng)險(xiǎn)；盾構(gòu)推進(jìn)階段，還需要控制推進(jìn)質(zhì)量，避免強(qiáng)推猛推對(duì)前方的施工帶來壓力，引起噴涌的風(fēng)險(xiǎn)；在操作螺旋輸送機(jī)等澄土輸送設(shè)備時(shí)，對(duì)于開口速度則需要平緩的增加，切忌猛開開關(guān)；對(duì)于螺旋輸送機(jī)的開啟，需要在渣土出口設(shè)置專人來監(jiān)督，若是存在噴涌預(yù)兆，則需要及時(shí)發(fā)信號(hào)給操作時(shí)，立刻將螺旋輸送機(jī)關(guān)閉；在發(fā)生噴涌現(xiàn)象時(shí)，則需要將螺旋輸送機(jī)關(guān)閉，對(duì)噴涌出來的渣土，以來恢復(fù)推進(jìn)作業(yè)。

（4）控制地表沉降。首先在盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，則需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的道路、管線、建筑物進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，然后對(duì)所獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)地進(jìn)行分析和處理，并將其反饋給設(shè)計(jì)人員，然后對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，提升施工的信息化水平；其次，在盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)中，如果發(fā)生沉降的現(xiàn)象，則需要設(shè)置專門人員進(jìn)行巡視，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍建筑物的沉降情況進(jìn)行觀察，確保能夠及時(shí)掌握地表沉降的情況；再次，在同步注漿以及二次注漿的過程中，還需要填充盾尾建筑存在的空隙，尤其是在注漿的過程中還需要控制注漿量與注漿壓力，盡量減少施工過程中土體的變形情況；最后，若是地表沉降的情況比較明顯，則需要在沉降區(qū)域使用鉆機(jī)進(jìn)行地表注漿，以此來增強(qiáng)地基地強(qiáng)度，避免沉降的擴(kuò)大化發(fā)展。最后，在日常的檢查工作中，還需要對(duì)管片進(jìn)行檢查，避免其存在破損滲漏的情況，在掘進(jìn)隧道結(jié)束之后，則需要針對(duì)管片的牲口現(xiàn)象，制定可行性強(qiáng)的解決措施。

2.3 到達(dá)階段風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的措施

在地鐵工程盾構(gòu)施工的到達(dá)階段，則需要對(duì)整個(gè)接收過程中的參數(shù)進(jìn)行觀察和控制，對(duì)于其中存在的異常情況需要及時(shí)的匯報(bào)，并分析原因，確保沒有安全風(fēng)險(xiǎn)后方可繼續(xù)施工。在接收端土體的加固措施在檢驗(yàn)合格之后，保證其強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就可以對(duì)此段進(jìn)行掘進(jìn)施工，然后需要對(duì)接收施工階段的地面沉降進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。對(duì)于接收基座則需要在盾構(gòu)達(dá)到之前安裝好，對(duì)于接收洞口密封與止水設(shè)施的安裝在驗(yàn)收合格之后，才能夠進(jìn)行盾構(gòu)接收作業(yè)，并在接收洞門前搭好洞門鑿樁的腳手架，同時(shí)將洞門松動(dòng)的土體清理干凈，以此來增強(qiáng)其防水性能。

3 結(jié)語

從地鐵工程的盾構(gòu)施工來看，由于段溝隧道建設(shè)的規(guī)模比較大，所以在具體施工中存在的影響因素也比較多，這就導(dǎo)致盾構(gòu)施工存在較高的施工風(fēng)險(xiǎn)。所以，作為地鐵工程的建設(shè)單位，必須將各個(gè)施工環(huán)節(jié)的安全管理工作重視起來，在施工之前對(duì)盾構(gòu)施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，并制定好應(yīng)急預(yù)案，以此來有效地應(yīng)對(duì)安全事故，全面提升地鐵工程建設(shè)的安全性，推動(dòng)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的完善。