地铁隧道盾构法施工安全风险管理研究

柯发玮　宋鹏程　刘兴志　成都地铁运营有限公司

摘要：我国城市地铁的建设不断增多，盾构施工法有着安全、快速且对地面的建筑物影响较小等优势，已变成目前地铁工程关键的技术。然而在施工当中还是存在部分问题，这需要采取有效对策加以解决，保证地铁施工顺利完成。为使城市交通拥堵的问题得以有效缓解，随着城市地铁的建设越来越多，盾构施工法在地铁工程中得到了广泛应用，给地铁施工提供技术方面的支持，然而在施工当中还存在诸多问题，这就需要我们采取合理的措施加以解决。

关键词：地铁；隧道；盾构法；安全风险；管理

一、地铁隧道盾构施工简介

盾构属于地下隧道挖掘专用的设备，其技术含量较高，其内部的装配包括推进与挡土、出土运输的装置及部分辅助类的设备等，自动化的程度较高。地铁盾构的施工有较强抗干扰能力，可于高效运行时不受外界与地上交通等因素影响。伴随科技不断进步，盾构施工的技术日渐完善，其自动化与机械化水准不断提升，可在各类型地层中适应。地铁盾构的施工是暗挖隧道，由于盾构施工可于城市的中心与交通流量比较大及使用频率较高场所开展施工而得到广泛应用，对于地上环境造成的干扰与影响极少且施工的精准度比较高，可提升地铁工程整体的质量。二、地铁盾构施工安全风险的分析

（1）技术人员综合能力带来的风险。就工程项目而言，施工技术的经济成本投入占比超过20%，作为施工技术的应用载体，技术人员需要具备较高的综合能力，才能确保工程项目的顺利推进。尤其是在建筑施工体系不断成熟的背景下，地铁工程的辐射范围也变得更加广泛。与此同时，高水准技术人员资源的匮乏也是制约工程施工质量的重要因素。尤其是地铁盾构施工过程中，其施工技术的应用方式、应用时间、应用效率受到周边地质结构的影响，如果不能对其进行合理管控，势必会带来较大的应用风险。目前，缺乏实践经验的员工数量占比较大，对于施工问题不能提出指导性建议，从而增加了较大安全事故风险的发生概率。（2）地铁盾构施工操作带来的风险。地铁工程和城市公路施工工程类似，其作业区跨度较大，需要经过不同的地质区域。不同地质区域的地质情况存在较大差异，如有的作业区域地质以软土层为主，有的作业区地质结构以粉土地质结构为主等。如果使用人员没有对地质结构情况进行了解，在后期盾构施工过程中，极易发生施工风险事故，导致结构坍塌等[1]。（3）建筑物和地下管线带来的风险。在地铁盾构施工过程中，常用的施工设备便是盾构机，在盾构机不断掘进的过程中，由于刀盘切削会改变土层结构本身的结构应力，如果土层结构内部应力适应性较差，那么在发生结构应力改变时，非常容易影响土层结构的稳定性，导致地面出现不均匀沉降的情况，如果更加严重的话，非常容易引起地面结构坍塌。同时，建筑物与地下管线已经和周围土层形成了有机整体，在发生应力改变时，两种结构也会受到很大影响，如果不能对其进行合理控制，将直接导致管道破碎、建筑物结构受力失衡的情况发生。（4）盾构施工下穿河流的风险。地铁在施工过程中，有时也会经过河流所在的区域环境，在对下穿河流区域进行盾构施工时，因为河流河床结构不稳定，相比于其他土层结构，河流结构距离盾构施工环境的距离也将更小一些。在盾构施工过程中，由于向上挤压力的影响，很容易引起河床底层结构出现问题，出现土地结构鼓起的情况。为了防止河流下渗到隧道中，施工人员需要对结构进行注浆操作，如果该技术在应用过程中，没有提前处理好结构底层，将很容易引起河水倒灌入隧道当中，从而引起重大安全事故。三、地铁盾构施工安全风险的控制方法

（1）加强技术人员的能力培训。通过加强技术人员的能力培训，不仅可以提升技术人员的综合能力水平，而且能减少人为失误的发生率，提高各施工环节推进的稳定性。例如，某企业在盾构施工前，针对作业区地质环境情况，制定相应的盾构施工方法。在明确盾构施工方法之后，企业会对所有参与人员进行统一培训，培训内容包括梳理施工技术的实际操作流程和施工中可能面临的施工风险，使所有技术人员可以明确本次工程项目推进过程中，需要管控的工作内容。另外，企业在日常工作中也会对技术人员展开培训，使所有技术人员能力可以得到本质上的提升，为后续施工过程的顺利推进奠定坚实的基础[2]。（2）管控地铁盾构施工操作。在管控地铁盾构施工操作中，需要注意以下几方面内容：首先，施工人员需要明确各个施工阶段的施工参数，确保盾构施工过程的准确推进。并且在盾构机施工过程中，需要明确出洞轴线，确保盾构出洞的准确定。其次，在盾构机掘进过程中，需要结合现场实际情况，对掘进参数进行适当调整，确保盾构机掘进的有效性。最后，在安装盾构机时，技术人员需要严格按照操作要求对其进行安装，并且在掘进过程中，及时做好二次注浆操作，从而提高结构整体的稳定性[3]。（3）建筑物与地下管线风险的规避工作。第一，施工前应对盾构下穿建（构）筑物的建造年代、基础形式、使用现状等进行详细调查；第二，加强监控量测，对邻近建筑物及下穿管线布设监测点，在施工时进行实时监控，根据监测数据及时调整盾构掘进参数；第三，在进入建筑物及地下管线前须对盾构机进行全面检修，确保穿越过程中设备无故障，连续施工；第四，盾构掘进进行严格的线形控制和姿态控制，姿态调整不宜过大、过频，减少纠偏，姿态调整控制在±4mm范围内，以避免对土体的超挖和扰动。（4）下穿河流风险的规避方法。首先，盾构穿越河流前，要详细调查河流与盾构穿越地层中地下水的联系情况，实际测量河流水深、并计算河底至隧道顶的埋深数据；其次，制定盾构穿河专项施工方案，确保盾构安全、可靠的穿越河流；最后，盾构在进入河流段前后由于覆土有一个突变，因此在盾构掘进前须根据覆土深度的变化、地质情况、河流情况等合理确定盾构切口处平衡压力。四、结语

在地铁工程中，引入盾构法能够推动工程的开展，这也是地铁事业的整体发展方向，所以对其展开技术研究具有很强的现实意义。就当前的地铁盾构技术而言，其应用程度相对有限，工程人员依然需要进一步学习，从而全面保障地铁工程的整体质量。参考文献：[1]宾彬.地铁隧道盾构法施工下穿既有构筑物风险管理探析[J].安徽建筑,2018,24(05):277-279.[2]姚红方.地铁隧道矿山法施工安全风险管理研究[D].徐州:中国矿业大学,2016.[3]史佩军.地铁隧道盾构法施工安全风险管理研究[J].工程技术研究,2019,4(16):158-159.2019/27 CHENGSHIZHOUKAN城市周刊５９