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摘要：地铁隧道施工具有非常高的施工标准，而盾构施工正是地铁隧道施工的关键内容，也是目前科学技术发展下的重要施工技术。在该项技术的应用阶段，由于多种因素的限制，施工过程中很容易产生安全风险，给施工人员的生命财产安全带来巨大威胁，同时会影响地铁隧道施工的整体质量。因此地铁隧道盾构施工的风险分析受到越来越多企业的重视，该项内容的研究，将会更好地把控盾构法施工的风险问题，进而利用科学合理地方式，来优化地铁隧道施工的效率，给企业带来更多的经济效益。
关键词：地铁隧道；盾构法；施工；风险
引言
地铁在实际应用过程中具有高效、轻型、低污染、高承载力等优势，能够很好的解决当前我国人口交通问题，减轻大型城市的交通压力，降低城市道路的堵塞。当前地铁施工过程中广泛应用盾构施工法，具有施工扰动低、高效快速、对周边建筑影响较小等优点，颇受广大施工单位青睐。但是，地铁盾构施工法在实际施工过程中会受到诸多风险因素的影响和干扰，基于此，本文针对盾构法施工风险展开分析研究，多方面阐述地铁盾构法施工风险的识别以及控制措施。
1概述
结合以往的地铁隧道施工实践经验，通常来讲盾构施工的具体施工流程有以下几点：盾构设备的安装调试作业；盾构的运作和掘进；水平作业盾构掘进；盾构使用方向的调整；掘进刀具的更换；盾构注浆；操作完成以后要进行盾构的拆卸。在整个施工阶段，必须让每个施工步骤之间互相协调，达到最好的施工效率。为保证地下地铁隧道的安全施工，同时保证相应的施工质量，必须做好施工协调。以往的地铁隧道施工主要是借助埋藏的方式，通常选择离地表近的位置。但是这种施工方式容易引起地表的沉降，会给周围的居住环境带来很大的破坏作用。因此必须对施工过程中的排水、防护等内容高标准、严要求，这就给施工带来了很大的难度。盾构法基于我国地铁隧道施工的地形地貌特征，配合水文地质环境，在施工过程中利用多种辅助设备来对围岩进行加固，在开挖工作完成以后，适当地防护给围岩起到了不小的保护作用。
2盾构法特点
就盾构法本身而言，其施工过程中对地层扰动低、沉降小，安全快速等特点都是其优势所在。当然盾构法也存在一些弊端。关于盾构法施工的特点总结如下：盾构法施工对地表沉降控制好，在城市建筑物、地下管线等密集区施工优势非常明显；盾构法施工对地层的适应性强，尤其是穿越江河湖海是其他工法无可比拟的优越性；盾构法施工开挖衬砌一次成型，机械化程度高，安全高效；盾构法施工噪音小，对周边环境影响小；施工时不受雨雪天气影响。
3盾构法施工风险分析
3.1设备风险
盾构机是涉及多种学科、多种材料、多种工艺技术及多种高新技术等的大型高科技施工设备，具有较大的体积和智能化、多功能化等特点。主要风险体现在盾构选型时，刀具配置、渣土改良装置、带压进舱系统设计不合理等。盾构掘进时会面临被迫停机进行开仓检修等风险。此外，常压进仓作业与带压进仓作业分别会出现开挖面坍塌以及压缩气体威胁工作人员安全等风险。
3.2盾构掘进风险
根据土体物理性能表可知，②1-T黏质粉土夹粉质黏土土体重度为19.0kN/m3。根据盾构机各部位结构尺寸计算得出相对重度刀盘（钢质结构）为77.4lN/m3，刀盘+中前盾为16.7kN/m3，中前盾为1，4.3kN/m3，尾盾为4.2lN/m3（不含管片）、7.2lN/m3（含2环管片）。根据盾构机各部位密度和土体重度可知，盾构机在液化土层呈现“头重尾轻”的状态。因此，当土体出现严重液化时，盾构机前部将产生向下栽头的趋势，盾构机中后部将产生向上翘起的趋势，盾构姿态难以控制，如果在接收段范围仍然无法保证盾构姿态，可能影响盾构接收。
在盾构施工时，隧道顶部存在③1粉砂夹粉土层、③2粉砂层，地层水量丰富，可能发生盾尾漏水漏砂、铰接密封失效漏水以及螺旋机喷涌等现象。
同时，若施工控制不当对周围土体扰动过大，可能上下形成流水通道，一旦渗流至隧道内将危及盾构、隧道及人员的安全。
3.4沉降风险
在建构筑物较多，或对沉降要求较严格的区域施工时，沉降控制显得尤为重要，施工过程中沉降从大的方面分为掘进沉降和后期沉降，如何采取有效的措施或手段降低掘进时的沉降往往也是设备选择时的一个重要衡量指标，目前在设计方面控制沉降的方式主要有以下几类。
1）盾构顶部塌方功能检测装置盾体顶部塌方功能检测装置可以在盾构掘进过程中实时检测盾构顶部围岩受扰动的渣土状态（是否塌方），为盾构掘进参数调整、地面沉降检测提供初步参考，是盾构安全施工检测的一种信息化措施。
2）掌子面主动支撑系统土压盾构在控制沉降方面不如泥水盾构，如果将泥水盾构的控制原理应用到土压盾构上面，在一些特殊项目尤其是沉降控制严格地段，为避免掘进过程中隧道顶部扰动，可针对性设计膨润土保压系统，从土仓顶部注入的较粘稠的膨润土，通过膨润土渗透到拱顶及掌子面形成泥膜隔离层，泥浆的压力作用在泥膜上，以实现支撑拱顶，保护掌子面不坍塌。
4盾构法施工机械风险及控制措施
4.1盾构机选型风险及控制
使用盾构法进行地铁作业时最主要的机械故障来自于盾构机的刀盘，因此为了降低这一施工风险，在进行盾构施工时应选择合适的刀盘。盾构机的刀盘选型原则总体上应当考虑设计要求、安全要求、经济要求、工期要求以及环境要求等五个主要部分。盾构机刀盘选型需注意选择与工程地质匹配的盾构机型，可以辅以合理的辅助工法，确保施工绝对安全；此外，盾构的性能应能满足工程推进的施工长度和线形的要求，选定的盾构机的掘进能力可与后续设备、始发基地等施工设备匹配，在选择时，应优选对周围环境影响小的机型。
4.2土体改良
为避免盾构施工期间，因液化土层受到扰动继续液化造成隧道或地面建构筑物发生风险，可对液化土层进行土体改良，具体措施如下：
（1）对液化土层进行改良，可通过地面注浆加固对液化土层进行土体改良，提高液化土层的稳定性。对距离较近的建筑物进行斜管注浆加固，建筑物发生变形，可以通过注浆控制建筑物稳定，使建筑物安全可控。
（2）可向刀盘前方土体、土仓内注入一定量的添加剂，以减小其渗透系数，提高保水性，防止涌水、涌砂现象的发生。添加剂主要有膨润土、黏土、泡沫剂、克泥效等。
4.3洞内加固
洞尾间隙往往会导致土体受卸荷作用产生扰动，此外，隧道成型后自身的浮力以及运营期间列车行驶的震动也容易引起隧道在液化土层中的变化，采用同步注浆和二次注浆可以减少这些因素对隧道产生的影响。同步注浆方面，可在普通注浆材料中添加一些改性水玻璃注浆液，加快浆液在地层中的封闭成环；二次注浆方面，可采用插注浆管进行全周二次注浆，以加强其整体结构，明显降低地表沉降。
结语
总的来讲，对地铁隧道盾构法施工进行风险分析，可以起到优化施工效果的重要作用。所以在今后的地铁隧道施工当中，有关企业必须加强对盾构法施工关键内容的重视，并结合新型技术的施工需求对盾构法施工进行调控，提高该项施工的整体效率，为企业经济效益的提高打下坚实的基础，推动城市化建设工作的全面发展。
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