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摘要：文章主要针对信息化建设在盾构施工安全风险管控中的有效应用进行分析，通过实际应用发现，利用信息化技术，盾构远程监控中心全方位地收集、集成了大量的标准化施工数据，通过载入、分析、运算，可深度挖掘盾构法施工规律，实时对盾构施工动态进行分析，并利用智能化分析功能指导优化施工参数，开展风险预警及辅助决策研究,对在建盾构施工工程进行远程实时监控和施工指导，对盾构施工风险的有效管控起到了较大的帮助。
关键词：信息化；盾构施工；安全风险
引言
盾构施工信息化建设应注重施工现场管理，通过数字化、实时视频数据采集与传输，提升现场管理能力，掌握现场文明施工情况，掌握施工节点的控制情况；实现人与技术的紧密结合，提供远程管理手段，加强安全隐患监管，加强风险源的发现，方便指导抢险救援，让事故发生的影响降低到最低水平。
1.盾构施工主要风险分析
1.1不良地质风险
盾构机处于承压水沙层、复杂多变地层、有害气体地层、未事先查明或以及未预处理等地层情况时，导致的盾构突沉、隧道损坏、地面沉陷、毒气燃爆等风险。
1.2旁通道施工风险
诸如以下风险情况：（1）旁通道冻结施工中，隧道钻冻结孔防喷措施不当引发泥水喷涌；（2）旁通道冻结壁由于冻结管断裂、渗漏而未能使冷冻圈全部交圈导致透水失稳；（3）临时支护强度、刚度不够或拆模过早，引起旁通道及连接隧道严重变形或坍塌；（4）旁通道冻结体冻胀融沉引起隧道变形过大而危害隧道安全。
1.3穿越重要建筑构物风险
运营地铁隧道、越江公路隧道及立交桥、高速铁路等重要构筑物的变形要求极其严格，盾构穿越施工过程中引起较大的地层损失率，导致被穿越的重要交通设施产生过大不均匀的变形，严重威胁城市交通命脉的运营安全，对社会产生较严重的后果。
1.4穿越对沉降敏感的民居建筑的风险
一般居民建筑物为短桩或浅基础，对沉降极为敏感，且事关人民生活及生命财产安全。盾构在其邻近或下方穿越时，盾构上方荷载变化较大且不均匀，且盾构正面压力及推进姿态难以掌控，此时既要避免正面压力及同步注浆压力不足引起沉陷，又要防止正面压力及注浆压力过高导致地层扰动过大或地面冒浆。同时还应注意到盾构隧道渗漏及自身长期沉降可能导致的地面沉降加剧的影响。
1.5穿越地下重要管道风险
上水、煤气、原水箱涵等管道为城市重要生命线，数量众多，且其走向、埋深、年代、管材、接头形成等变化较多，其允许变形较小且具有较大不确定性，盾构穿越这些重要地下管道可能引起其沉降弯曲而泄漏或燃爆，影响管道的安全使用。
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2.盾构施工信息化的优势
2.1掌握盾构施工现场情况
在盾构施工过程中，对于地面的施工人员来说，地下情况看不见、听不着、摸不到，有时仅靠经验指挥与施工，但是用物联网的方式把盾构机数据进行统一采集、存储、展示，就可以帮助施工人员随时随地查看盾构施工状态、现场情况，利于及时发现风险、做出迅速响应以及辅助决策。
2.2实现管理的高效协同
通过信息化手段可加强沟通交流与信息处理，将施工、管理、决策各环节进行整合，从施工过程中取数据、用数据、管数据，做到数据统一、准确，实现风险辨识、风险预警、风险分析、应急处置的统一管理，便于风险的全方位管控，并为安全、质量、成本、进度、设备管理等提供信息服务、决策服务。
2.3针对盾构施工风险的及时提醒
通过信息化平台对盾构施工风险进行管理，设置风险预警环号，结合盾构施工进度数据，当到达风险预警环号，通过系统及时发出风险警告，并将风险原因分析、建议控制措施反馈给施工现场，便于施工现场提前组织落实风险措施，可确保盾构风险的事前防范。
3.盾构信息化的应用效果
3.1以某第七铁路工程四标段盾构高铁Ⅰ级风险为例
首先，一级风险概况。杭海城际铁路工程四标段盾构施工，区间隧道分为盾构段和明挖段两部分，总长1775m，明挖区间单线长为1129m，盾构区间单线长为646m。盾构段覆土厚度约5.8~8.4m，俩端明挖段隧道为单向坡，最大覆土厚度为5.5m。区间下穿沪杭高铁，隧道左线边距桥梁桩基净距约5.4m，右线边距桥梁桩基净距约6.5m，下穿部分共66环，计79.2m，作为一级风险源进行监控；下穿G60混昆高速，隧道左线边距桥梁桩基净距约6.2m，右线边距桥梁桩基净距约5.9m。另外，风险处理过程。首先，根据项目的设计参数、周边环境等，对项目风险源进行识别，分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级风险，根据风险级别的不同，设置不同的管理级别，并提前制定应对措施，经专家评审后形成风险源清单，录入系统进行统一管理。当在盾构机掘进至下穿沪杭高铁这一Ⅰ级风险位置前30环时，系统自动向上投公司相关领导推送预警信息，主要包含风险的级别、风险应对的管理措施、管理指令，并要求总包部核实：施工单位是否委托具有资质的单位对高铁下穿段进行安全评估、是否采用地面袖阀管注浆加固方法对既有线进行加固、是否对下穿期间的掘进参数进行试验摸索等关键措施，并将有关情况向公司分管领导和主责部门汇报；否则不允许进行下穿施工。在下穿过程中，通过系统对地质变化情况和盾构机的密封仓土压力、刀盘转速及压力、推进速度、千斤顶推力、注浆压力和注浆量、出土量等关键数据实行远程监控、评估，不断指导盾构施工参数和施工工序的改善和优化。
3.2安全方面的系统功能及作用
第一，风险源清单管理。根据各项目的设计参数、周边环境等，对项目风险源进行识别，分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级风险，根据风险级别的不同，设置不同的管理级别，并提前制定应对措施，经专家评审后形成风险源清单，录入系统进行统一管理。通过对风险源清单管理，实现：（1）将风险源清单通过系统推送给盾构数据远程监控服务服务方专家组，以便对风险源进行查阅、审核，起到查漏补缺的作用；（2）通过系统录入情况，可以就是否进行风险源辨识和组织专家评审对项目进行考核。第二，项目风险预警。当盾构施工将要到达风险位置，及时以软件通知及手机短信向管理人员发送双重预警。第三，监测数据管理。通过对监测数据的录入，实现地面沉降、建筑构物偏移等监测数据的处理、控制指标设置、报警等，达到提高数据处理效率、降低数据处理难度、提高数据准确度的目标。当达到预警、报警值，系统自动发送向管理人员发送预警信息。系统提供监测点管理、日常监测管理、监测报告管理、地面沉降监测变化统计、最大沉降对比、监测周报等统计功能[1]。
结论
简而言之，随着我国城市化进程的不断发展，路面交通状况日益严峻，城市地下轨道交通因其舒适、快捷、便利，在很大程度上减轻了路面交通的运输压力，目前城市地下轨道交通工程发展迅速。在诸多城市地下轨道交通工程的施工方法中，盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，主要采用盾构机这一重型工程机械在深达十几米甚至几十米的地下进行施工，盾构法已经成为常见的施工方法。盾构法施工正在不断发展并逐渐变得越发成熟，安全、高效、经济是人们对它的共识，然而，在盾构法施工诸多亮点的背后，也隐藏着一定的风险，盾构施工事故时有发生[2]。
参考文献
[1]宋亮亮，李启明，陆莹，等.城市地铁系统脆弱性影响因素研究[J]中国安全科学学报，2016，26(5):64－69.
[2]任强.北京地铁盾构施工风险评价与控制技术研究[D].武汉:中国地质大学，2018.
论文作者:马东,黄勇,王毅
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/3
标签：盾构论文; 风险论文; 隧道论文; 数据论文; 情况论文; 系统论文; 压力论文; 《防护工程》2019年第4期论文;