地铁盾构掘进过程中的风险防范和处理探究--中国期刊网

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地铁盾构掘进过程中的风险防范和处理探究

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：丁锋

[导读] 摘要：城市化的进程不断加快，地铁轨道交通已经成为了公共交通的首选，其行驶速度快，安全性较强，并且能够有效地缓解城市的交通压力。

        中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司江苏省无锡市 214000
        摘要：城市化的进程不断加快，地铁轨道交通已经成为了公共交通的首选，其行驶速度快，安全性较强，并且能够有效地缓解城市的交通压力。本文就地铁盾构掘进过程中的风险防范和处理进行探究，研究在地铁盾构掘进中可能遇到的风险，并给出相应的处理措施，以期为相关工作人员提供有益参考。
        关键词：地铁；盾构掘进；风险防范
        引言：在地铁的施工过程中，经常使用盾构法在地下进行机械挖掘，但由于地理地质的不同，在实际的施工过程中，经常会出现不同的风险，对地铁的施工造不良影响，为降低对施工的影响，避免出现安全事故，提高地铁施工的安全、质量，应合理地利用不同的手段来对施工风险进行控制，进而不断提高我国地铁盾构掘进技术水平。
        一、盾构法的施工特点
        盾构法施工指的是利用全机械施工的方法在地下进行暗挖，在施工过程中，利用盾构外壳和混凝土管片来对地下的隧道进行支撑，防止其发生坍塌的现象，同时使用专业的设备在前端对土层进行挖掘，随后由机械设备将渣土运送出去，对挖掘过的部分在盾体内部拼装混凝土管片，使其形成隧道结构。盾构法由于其操作较为安全和便捷，使其被广泛的应用在地铁和隧道的施工中。
        盾构法施工的优点较为明显：其一，施工时能够在专业的机械设备的掩护下进行挖掘、运输、拼装、衬砌等工作，使得整体的过程具有较强的安全性，同时挖掘施工的速度较快，全程使用机械劳动，能够实现自动化作业，施工的劳动强度较低[1]。其二，盾构法施工的适应性较强，能够适用于多种环境，在松软含水地层中或者距离较长的施工工程中效果更加明显。施工时对于地面的交通不产生影响，不会破坏地下的管道，在河道底部施工时，不会影响正常的船运。其三，施工不受季节和气候等影响，在作业时不产生噪音，不会影响城市居民的生活和工作。同时，盾构法含有一定的缺点，其施工使用的机械设备较为昂贵，无法适应尺寸多变的短途线路，在施工时，辅助施工的工作人员工作环境较差。
        二、地铁盾构掘进过程中的风险
        （一）工程环境勘察不准确
        地铁工程主要在地下进行，而地下的环境较为复杂，不仅含有较大的石块和树木根部，以及纵横交错的管道线路，并且地下土层的稳定性不同，导致其可能面临坍塌等风险。目前在施工时，存在对环境情况检测不完全的现象，使工程被迫停止或产生较大的损失。环境因素对于施工的安全性和工程质量具有非常大的影响，因此，在实际的施工过程中，要对环境进行细致的探查，避免工程周围环境对整体的施工造成不良影响。
        （二）施工设备故障问题
        地铁盾构掘进施工的过程中，需要使用盾构机来进行作业，作为工程施工的主要机械设备，其结构和操作等具有一定的难度。随着科技的不断进步，设备的能力也在不断地增强，不仅能够满足智能化操作和远程控制，同时其施工的能力也在提升。盾构机的类型非常多，施工时，应根据实际施工的地层来选择盾构机型号和配备刀具以及其他的构件。若发生盾构机选型的型号不适合地层要求及刀盘、刀具选型时和地层不匹配，可能会导致刀具出现损坏，或者施工无法顺利进行，进而对施工的质量和进度产生不良影响。
        （三）穿越建筑群环境的施工
        为缓解交通压力，地铁一般修建在城市中，因此在修建时，不可避免的需要穿越过建筑群进行施工。在地下进行施工时，会使体表的承重结构发生变化，对于一些稳定性较差的建筑物，存在房屋发生倒塌的风险，影响整体的结构稳定性。

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        三、加强对地铁盾构法的安全管理措施
        （一）提高风险意识，加强环境检测
        为加强地铁的实际施工质量，首先，做好风险识别工作。在施工前，施工单位和方案设计人员等应对地铁施工路线的环境进行探测，并对探究的结果进行观察和研究，对其中存在的风险等进行识别和了解[2]。根据不同的风险来进行动态的监督和探究，使用先进的技术和设备进行实际的探查和风险评估。在识别到风险后，应根据其实际的情况和风险系数等制定合理地解决方案，对原本的施工方案进行调整和修改，使施工的方法和过程等能够避开潜在的风险，最大程度地提高施工的安全程度和顺畅程度。
        其次，加强对环境的检测。加强环境检测的全面性，尤其应加强对施工现场的检测，对施工处的土层和土质等进行科学合理地检测，了解地质的详细信息和岩石层的特性及强度等，根据其实际的情况来选择盾构机械设备的型号，保证设备能够满足施工的要求，尤其对地质的特点进行深入探究，如富水断裂带或地层复杂区域等，需要设备操控人员根据实际的环境进行调整，来避免发生的风险。另外，对施工场地的地下管线的线路进行探查，避免施工时对其造成影响。
        最后，加强施工人员的技术水平。使用盾构法施工时，需要施工人员对机械设备进行操控，同时能够应对可能发生的风险等。因此，应不断地提高施工人员的实际工作水平和施工技术。一方面，应加强对施工人员的培训，使其了解更多的理论知识，并增加足够的施工经验。施工前，针对施工的环境、应用的技术以及可能遇到的风险等为施工人员进行专业化培训，使其能够满足相关的施工要求，掌握全面的施工技术，不断地提高施工水平。另一方面，加强施工人员对风险的应对能力，提高工程的实际质量。
        （二）强化对施工设备的管理
        为保证盾构法施工能够顺利进行，应加强对施工设备的保护，避免其出现故障，影响实际的工程施工。首先，应加强对地质的勘探。地下土层中的硬质岩石层会使机械设备的刀具等发生严重的磨损；砂卵石层的渗透系数较大，导致设备施工时产生压力，影响设备的运行；粉细砂层会使设备的削土构件出现泥饼，影响其转动的速率；树根、石块等障碍物可能会引起设备损坏或发生地下空洞坍塌等情况。因此，应加强对地质情况的探测，根据实际的情况，来选择合适的盾构机的类型，使其性能满足施工。
        其次，加强对机械设备的监督管理。施工人员应对施工中的设备进行观察，在发生故障时能够及时地给出相应的解决策略，并对设备中产生的故障和损坏进行排查、维修和更换，提高设备的机械性能。避免设备在故障发生后继续施工作业，使故障损伤扩大等不良后果。同时，在刀具出现磨损或断裂时，应及时地进行更换，在发现地层变化时，根据其强度来调整刀具的配置，避免刀具发生不必要的损坏。
        最后，定期对设备进行故障排查，保证机械设备在施工过程中具有稳定性。在使用后，应及时地进行保养和维护，保证其使用效果保持优良状态。在使用前进行检查，对各个构件的质量进行严格的检验，保证施工的质量。
        （三）加强对地层的保护和固定
        地铁在地下施工，在穿越建筑区域时，其上部土层由于质量不同，承受能力也不同，因此，应对土层进行处理，避免土层稳定性破坏，发生不良后果。在施工中，应对地面的承受能力进行测量，了解其实际受到的压力和承受能力，根据实际的情况进行施工。在承受力较小时，应使用合理方式对土层进行加固和保护，并根据相关要求对方案进行专家论证，按方案执行，如：使用混凝土等材料进行固结灌浆，或者插入钢筋水泥等材质的板材进行加固等。施工人员应根据实际的施工现场情况进行分析，使用合理的方案进行地层保护和加固。
        结论：综上所述，在使用盾构掘进的方式对地铁进行施工时，应加强对风险的预估和处理，保证施工的质量，控制施工风险。施工单位应加强对环境的检测，提高风险应对意识，同时选择合适的设备进行施工，加强对设备的日常维修和养护，并且对地层根据勘验及方案进行加固和保护，保障整体施工的安全和稳定。
        参考文献：
        [1]何堃.浅析地铁盾构掘进过程中的风险防范和处理措施[J].房地产导刊，2019，000（026）：107.
        [2]于宝敏，季玉国.国内盾构开舱技术现状与风险管控[J].隧道建设（中英文），2018，038（004）：165-175.