地铁盾构施工的安全风险管理探讨

地铁盾构施工的安全风险管理探讨

陈曦1,吴小兵2 ,成燕3

1.2武汉市市政建设集团有限公司   湖北省   430023

3武汉博晟安全技术股份有限公司   湖北省   430023

摘要  经济的不断发展极大地提高了人民生活水平，促进了中国地铁行业的高速发展。施工质量和施工安全是地铁建设中两个非常重要的方面。盾构技术在地铁施工中是比较常用的技术，盾构技术以其优良的性能和特点在地铁施工中得到了广泛的应用。基于此，本文对地铁盾构施工的安全风险管理进行了深入的分析。

关键词   地铁盾构；安全风险；管理

引言

随着我国经济的快速发展，地铁的建设可以大大提高人员交通运输效率。在地铁隧道施工中，盾构施工技术起着非常重要的作用，但盾构隧道施工中也存在一定的风险，如地面沉降、地层位移等问题，因此需要加强施工过程中的安全风险管理。

一、地铁盾构施工概述

盾构法主要用于通过盾构机进行隧道开挖和管片安装。在盾构机工作井中，从始发工作井开始开挖，继续向接收工作井方向掘进。采用这种方法施工时，盾构机不仅在掘进施工时会受到地面的影响，而且必须使用自身的结构来实现工程施工。盾构机的顶推千斤顶安装在盾构机上，推动前切割刀盘，以保证开挖进度。将网段安装在顶部，以确保筛分机网段之间的距离，并完成安装。与其他方法相比，盾构隧道可以减少对人口密集地区道路和建筑物的影响。盾构施工的机械化程度非常高，可按既定程序操作，便于施工管理。此外，盾构施工模式受气候条件的影响较小，通过控制施工参数可将层间噪声降至最低。当然，盾构法也有缺点。首先，盾构法投资大，运维成本高。其次，如果地层有沼气和孔洞，将极大地影响施工效果，对相关人员的要求也很高。

二、地铁盾构施工常见风险分析

1、隧道沉降风险

在地铁盾构隧道施工过程中，场地周围的地面正在下沉和松动，这直观地显示出地表下沉或隆起现象。然而，在盾构施工期间，周围地表的沉降、建筑物的坡度、裂缝、地下管道的裂缝和滑坡对附近的建筑物和地下管道造成了严重影响。从物理上讲，沉降风险的存在主要是由于地下盾构施工过程中未能连续切割地质土壤造成的沉降风险。

2、水文地质环境灾害工程

地铁区间盾构施工方法施工范围广，工程地质、水文地质和环境类型多，岩土结构、矿物结构和成分复杂，盾构设备考虑选型难度大，施工不确定。一方面，有必要充分了解堆场的地质条件，另一方面，有必要通过确定地下存在哪些障碍物来防止这种情况。然而，在实际地质调查过程中，由于地质调查的难度（尤其是通过建筑物），地质条件难以预测，地质调查的包容性、真实性和可靠性无法得到充分保证。盾构隧道的建设不仅存在障碍，而且存在不可预测的地质风险。施工过程中可能会发生安全事故，造成难以想象的后果。

3、其他作业风险

除上述一般风险外，在盾构隧道施工期间，还存在其他一些作业风险，例如，盾构吊装风险、盾构始发与接收风险、换刀作业风险、隧道内运输作业风险、联络通道施工风险等。无论是哪种风险的存在，都将会对盾构法施工带来一定的安全质量隐患等，甚至会导致安全事故的发生，而且，由于地铁盾构法的施工位置是在地下，一旦发生故障造成的影响极大。

三、地铁盾构施工的安全风险管理措施

1、做好施工前隐患排查工作

目前地铁盾构法施工中的风险因素很多，任何一个风险因素对施工安全产生较大的影响。良好的风险管理需要识别危害，及时发现和避免，然后有效避免或减少其对施工的影响。首先，要加强地铁盾构隧道施工风险评估，打破现有单一的风险评估方法，多维度联合评估盾构隧道施工风险，建立健全风险评价体系保证了评价过程合规，发现施工潜在风险因素，全面提高了风险评价的合理性和科学性。然后进行实证数据分析、实验验证、咨询专家等方法，识别地铁盾构施工过程中存在的风险因素并采取有效应对措施。例如，有与盾构方法施工相关的地下水条件、地质条件、周边建筑物、地下管线穿过等特殊因素，还必须考虑辅助加固等特殊因素。在实施盾构工法时，完善规范化工法、施工方法、盾构选型、施工管理等条件，有针对性地建立风险规避和应对预案。此外，在风险识别过程中，要综合考虑地质条件、盾构类型的选择、隧道施工工艺、水文条件、施工关键重难点、施工工艺等。并列出施工风险清单。通过对评价对施工风险清单进行明确和结构化，有效提高施工风险管理的有效性。

2、建立信息系统

第一，建立适当的预警机制。为消除地铁盾构施工中的安全隐患，需要建立风险应对机制，加强防范措施的制定，确保有效的风险控制和规避。预警和应急系统应确保及时获取相关安全风险信息，及时主动出击，明确责任分工。第二，建立信息安全管理体系。通过建立这一管理体系，可以实现对相关施工方法和施工过程参数的远程控制、监控和确认，避免施工过程实施带来的安全风险。

3、有效控制刀具磨损

盾构施工中，应避免施工过程中刀具磨损，主要从以下几个方面进行：应选用硬度高、抗剪强度高的刀片。施工时合理布置所有工具，合理控制刀具的使用，增加刀具数量，提高施工效率。满足不断变化的岩石，需要相应改变滚筒，有刀具更换方案，有效控制刀具的标准磨损。

4、地面沉降预防措施

城市地铁的盾构施工很容易干扰土壤，必然导致前进土壤的隆起或下沉，对周围的构筑物（构筑物）和地下管道产生影响。主要措施是在盾构开挖前对周边建筑物和管道进行调查研究，制定相应保护方案，调整隧道施工参数，考虑到施工荷载设置土层压力，保证顺利推进，设置中间推力，并尽量减小成比例的紧固密度，必要时随施工调整砂量和稠度，防止泥浆凝固后收缩或膨胀。合理的二次剂量达到设定压力值，停止灌注。

5、盾构的保护措施

第一，清拆洞门时清除泥沙喷发危险的措施：护盾应尽快运至隧道内，灌满双浆液体，直接固结等。第二，考虑对盾构入口处土壤流失风险的应对措施：提高入口处土壤固结效率，保证入口处土壤的强度和均匀性，正确在入口处安装密封圈，避免切割。在对盾构进行掘进时，应设计并使用刀具包围的圆周，通过在该位置安装可调结构，保证密封性。

6、避免盾构隧道不稳定的风险

在地质条件不利的情况下，如淤泥层、软土等，除非事先作好准备，否则很容易出现问题，需要采取有效措施保证施工质量。首先，在进行挖掘前，必须对土质进行有效分析，选取合理的土压参数，充分考虑水资源的局限性。其次，对渣土进行改良。在目前的情况下，如果过滤系统过高，很容易影响地层的稳定性，因此需要改进跟合理控制，主要通过添加膨润土、泡沫等添加剂。

7、盾构工程施工中的安全措施

盾构机选型严格按照要求选配，成立设备维修队，实施设备整体维修，并建立易损零件专用仓库。施工前要制定应急方案、施工方案、设备安全操作规程，对施工人员和技术人员进行良好的培训。启动盾构后，将前100环作为试验段，根据现场运行条件优化工作变量。根据监测数据，总结管材位移和基材变形规律，控制了盾构驱动参数、同步注浆参数和二次注浆参数，分析盾构施工对环境可能产生的影响。为确保对不同环节的运作作出规范、协调和管控，制订有关的运作程序。在施工过程中加强对建筑物及表面的监测，如有需要，可增加监测频率及监测点数目，根据实际需要保证施工安全。

结语

盾构施工法广泛应用于地铁施工中，盾构法较好地控制了周围建筑物和地表沉降变形，工作速度更快，但由于盾构施工的主要节点和特殊的工作环境仍存在较高的风险，需要提高风险防控，更好更安全的进行地铁建设。

参考文献

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