地铁工程盾构法施工风险分析与规避措施研究张飞 郭晓宇

发表时间:2021/7/1   来源:《基层建设》2021年第12期   作者:张飞 郭晓宇
[导读] 随着地铁工程施工技术的发展,盾构法逐渐地被应用到地铁项目施工建设中,虽然盾构法对于地铁区间隧道的建设有很多的优势

        地铁工程盾构法施工风险分析与规避措施研究
        张飞  郭晓宇
        1身份证号码:13092919911002xxxx
        2身份证号码:41052119870215xxxx
        摘要:随着地铁工程施工技术的发展,盾构法逐渐地被应用到地铁项目施工建设中,虽然盾构法对于地铁区间隧道的建设有很多的优势,然而由于所使用的设备投资大、操作要求高、影响因素多,尤其是在具体的施工中还存在很多的不确定因素,这就导致盾构法施工存在着诸多的风险。对此,文章中针对地铁工程盾构法施工风险进行了分析,并对其规避措施进行探究。
        关键词:地铁工程;盾构法;施工风险;规避措施


        1导言
        目前,随着城市化进程加快,城市人口不断增长,城市交通已经无法满足人们需求。为缓解城市交通压力,地铁建设规模逐渐扩大,对地下施工方法提出了更高要求。盾构法兼具安全性、经济性、环保性、高效性,势必在地铁施工中得到进一步应用。但是,在盾构法的实际施工中,仍存在一定风险,若不加以解决,极易为地铁施工带来不良影响。
        2地铁盾构施工优势
        地铁盾构法具有如下优势:安全可靠。地铁盾构法的应用,为地下施工营造了良好的施工环境,提高了施工安全系数。盾构施工主要在地下施工,地质条件与水文条件对工程影响显著,盾构法灵活性强,适应性高,能够有效降低外界干扰,保证施工顺利进行,降低施工风险;施工效率高。随着地铁建设的迅猛发展,盾构技术明显提升,隧道开挖、衬砌、支护等各环节能有条不紊地进行,保障了盾构施工的顺利进行。并且,盾构施工法的应用,降低了道路开挖现象,与传统明挖或暗挖相比,施工效率更高;经济效益高。城市建设规模不断扩大,不同区域的地质条件有所不同,因地制宜选择施工方式,方能最大限度地降低施工风险。盾构法适用性良好,可在不同地质条件地下施工,加之随着地铁工程建设的不断加快,盾构法施工技术逐渐成熟,从而保证了施工效率,降低了成本投入,提高了经济效益。
        3地铁工程盾构法施工风险分析
        3.1盾构始发阶段的风险
        在盾构施工的始发作业阶段,施工风险主要体现在以下方面:始发段的施工作业容易导致前方存在各种空洞,引起出现塌方事故,威胁施工人员的生命;在始发段的施工过程中,若是顶部与护壁的加固不牢,则可能会引起涌水塌方;应用盾构法施工时,需要使用到盾构机,若是盾构机的基座不稳、质量差,这就容易出现盾构机倾翻的情况,为施工人员带来安全风险;在盾构施工中,还存在反力架不稳定的情况,这也会存在安全风险;在盾构施工中,对于洞封门的凿除,若是没有及时清除土则可能会造成涌土,为施工的顺利进行带来了风险。
        3.2地铁施工风险控制管理待完善
        目前我国地铁施工的风险控制和管理仍处于完善和深化的阶段,地铁施工环境处于城市中,人流量大、地下管线错综复杂,同时地铁施工是庞大和复杂的系统工程,协作要求强。目前我国的大部分施工企业风险控制管理的理念认知不一样,导致管理者对于风险控制的意识和认识水平不同,所以存在着不同的风险管理思路和管理方法,在很大程度上导致风险管理不系统和不完善。比如在2019年12月广州地铁11号线塌陷事故中,施工单位对于风险辨识不充分,导致在施工过程中出现渗水情况时没有及时采取针对性的安全防范措施,虽然井下施工人员安全撤离,但是由于事故塌陷地处的沙河站人流超级繁忙,且施工方未及时采取围蔽或警戒措施,导致地面通行人员坠入塌陷现场遇难,这是一起典型的地铁施工中风险控制管理不足所引发的安全事故。
        3.3盾构掘进阶段的风险
        在盾构施工掘进阶段,所面临的风险主要体现在以下几方面:在盾构施工的前面容易出现地层空洞,这就会对施工人员的安全造成威胁;盾构施工的前方易出现不明障碍物;盾构施工设置的参数缺乏合理性,也会为工程施工带来风险;在盾构掘进作业中,轴线比较容易出现偏差;盾构机械设备存在故障,或者日常维护不到位,也会存在安全风险。



        4地铁工程盾构法施工风险规避措施
        4.1盾构初端出洞
        在地铁项目的建设中,对盾构法进行合理的应用,有利于保证各环节施工的有序开展,同时还可以为施工质量提供保证。盾构初端出洞环节在整个项目建设中具有非常重要的影响和作用,同时也是其中必不可少的重要组成部分。盾构机对土层进行切断后,要对整个洞口正对面的土体情况进行有针对性的检查,这样有利于为后续盾构机的使用提供便利条件。洞口如果存在严重的渗漏问题,需要立即采取有针对性的措施进行处理,对土仓内以及前仓土,展开针对性的检查。针对内部的混凝土块进行清除,尤其是对于管片当中的第一环、最后一环拼装位置要进行仔细的检查。对千斤顶在具体施工时的情况进行实时有效的关注,这样能够为盾构位置的确定提供保证。
        4.2地表沉降对策
        在地铁盾构施工中,面对地表沉降问题,可通过如下方式解决:根据具体地层对泥浆压力和品质进行管控,使泥浆压力始终和开挖面土水压力对应,有效控制出土量;根据地层差异选取配合比,调节硬化时间,以同步注浆法保证浆液能够填充盾尾间隙。针对盾构机施工导致的土地损失情况,保证合理压力,及时注入适量浆液,有效管控地表沉降量;施工时,依照地质的实际情况与工作人员施工经验,对地表沉降情况进行监测并管理,在隧道中线和量表范围设置测点,进行水准测量,并快速利用网络将结果反馈至施工管理中,为盾构施工提供依据,促进工程施工顺利进行。
        4.3防水技术的改进
        盾构施工时,由于会对施工作业面产生一定的压力。因此要对这些压力展开有针对性的分配,以此来保证土压力与水压力相互之间能够呈现出一种比较平衡的状态。以此为基础,保证施工现场水分得到合理的控制,为后续施工的顺利开展打下良好基础。但是与目前隧道施工现状进行结合,发现涌水情况比较常见。为了从根本上避免该事故的发生,可以利用预注浆的方式,实现涌水问题的有效控制,这样能够尽可能避免出现相关问题。
        4.4开挖面失稳对策
        开挖面失稳作为地铁盾构施工常见问题,严重影响了工程的顺利进行,拖延了工期。对此,应加强盾构机推进速度的管控,保证排土量、开挖量之间平衡,有效控制压力舱压力,预防开挖面失稳问题。同时,应注重盾构挖掘渣土的塑性流动性,有助于渣土充填压力舱,提高渣土的止水性,达到稳定开挖面的目的。在盾构机开挖过程中,若发现超浅覆土段冒顶或冒浆,应立刻开启气压平衡系统。
        4.5防喷涌
        在盾构机选型和制造的过程中,则需要注意防喷涌装置的设置,保证盾构机的质量与性能;施工的过程中,需要选择合适的土体改良添加剂,对土体的可塑性进行调整,以此来降低渣土含水量,降低喷涌的风险;盾构推进阶段,还需要控制推进质量,避免强推猛推对前方的施工带来压力,引起喷涌的风险;在操作螺旋输送机等澄土输送设备时,对于开口速度则需要平缓的增加,切忌猛开开关;对于螺旋输送机的开启,需要在渣土出口设置专人来监督,若是存在喷涌预兆,则需要及时发信号给操作时,立刻将螺旋输送机关闭;在发生喷涌现象时,则需要将螺旋输送机关闭,对喷涌出来的渣土,以来恢复推进作业。
        结束语
        总之,从地铁工程的盾构施工来看,由于段沟隧道建设的规模比较大,所以在具体施工中存在的影响因素也比较多,这就导致盾构施工存在较高的施工风险。所以,作为地铁工程的建设单位,必须将各个施工环节的安全管理工作重视起来,在施工之前对盾构施工中存在的风险进行预测和分析,并制定好应急预案,以此来有效地应对安全事故,全面提升地铁工程建设的安全性,推动城市轨道交通网络的完善。

        参考文献:
        [1]徐杏华,李朝,丛敏,刘健.地铁工程盾构法施工风险分析与规避措施[J].常州工学院学报,2012,25(01):40-43.
        [2]朱瑞华,冯顺.地铁工程盾构法施工不同阶段风险与规避措施浅析[J].四川建材,2015,41(01):165-166.
        [3]张伟.城市地铁盾构施工风险预警探讨[J].居业,2020(03):131-132.
        [4]崔玖江,崔晓青.地铁工程建设风险控制与管理[J].施工技术,2011,40(10):1-9.

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