中交一公局桥隧工程有限公司 河北保定 071000
摘要：盾构施工是当前城市地下隧道施工采用较多的一种施工方式，隧道的施工不同于桥梁等地面建筑的施工，由于其位于地下，具有很多不可预见性，在其施工过程中容易发生安全事故，所以需要对隧道盾构施工风险进行研究，保障隧道施工过程中的安全管理。
关键词：地铁；盾构法；施工风险管理
前言:
随着我国城市轨道交通建设的发展，各地大力兴建地铁，使我国地铁施工技术不断发展和提高。在城市中实施大规模地下工程建设，由于受到施工场地、地面道路交通、市政公共设施、隧道间相互交叉以及地下结构物的穿插重叠等城市环境因素的制约，传统的施工方法难以普遍适用。为适应这一实际条件，安全、快速、高质量的盾构新技术应运而生，现已成为我国城市地铁隧道的主要施工方法。本文主要对地铁盾构法施工风险管理进行分析，希望可以为行业的发展提供一定的帮助。
1 地铁盾构法施工中的常见风险分析
1.1 盾构施工机械风险
盾构机械的适应性和使用性能将对工程建设造成重大影响，不仅影响施工效率、工程成本，还关系到隧道能否成功贯通。盾构机械风险包括以下情况：
（1）刀头磨损
长距离施工导致大刀盘、刀头磨损较大、无法正常推进；由于地层介质的变化，使得刀头每间隔一定距离由于高度磨损变平需要更换。
（2）泥浆泵及管路磨损、堵塞
排出泥浆中砂石成分对泥浆泵及排送管路的磨损，致使刀盘切削的土体无法正常排出。
（3）主轴承磨损，密封件防水失效
由于长距离推进导致主轴承磨损，密封件防水失效，密封仓内泥浆向盾构机内渗漏，不能保证工作面土压力。
（4）盾尾密封失效
盾尾密封系统不可靠或长时间磨损，导致周边水土流失，盾构机内涌水或沉陷。
（5）铰结（转向）
密封铰结（转向）密封装置失效，导致盾构机内漏水、漏砂。
（6）液压推进系统漏油
液压推进系统漏油，无法提供正常的推力或导致盾构后退。
（7）注浆管路堵塞
注浆管路由于浆液硬化等原因堵塞，使注浆无法正常进行。
1.2 盾构施工操作风险
（1）工作井的结构和支护不当，将产生过大的变形甚至基坑失稳，土体坍塌，盾构机被掩埋。
（2）盾构始发时姿态控制不良，导致管片拼装质量不过关。
（3）高水压下长距离施工及换刀及开仓，掘进中途设备检修和更换刀具风险极大。
（4）土仓压力选择不当，致使前方地表产生较大的隆起或沉陷。
（5）盾构施工过程中，轴线控制不当导致隧道轴线标高偏离设计线路过多或左右偏差过大，影响隧道的使用。隧道距离很长时，如果在推进过程中轴线控制不好，在进洞时，很可能会偏离目标井较大。
（6）盾构在进洞或对接时由于轴线偏差较大，又不具有足够的纠偏距离，使得盾构机偏离目标井或对接错位。
（7）更换盾尾密封装置时防止涌水措施不当导致盾构内水淹或沉陷。
（8）千斤顶的配置不合理使管片容易产生裂缝。
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1.3 其他作业风险
在地铁盾构法施工的过程中，除了以上所提到的常见风险之外，还有一些其他的作业风险，例如，换刀作业风险、盾构机压气作业风险、隧道内运输作业风险等。无论是哪种风险的存在，都将会对盾构法施工带来一定的安全隐患、质量隐患等，甚至会导致安全事故的发生，而且，由于地铁盾构法的施工位置是在地下，一旦发生故障造成的影响极大。
2 地铁盾构法施工风险管理措施分析
2.1 积极做好风险识别工作
通过以上对地铁盾构法施工中常见的风险分析了解到，当前地铁盾构法施工中存在多种风险因素，任何一项风险因素都将会对施工质量以及施工安全带来极大的影响，为了做好风险管理工作，需要对其进行风险识别，及时发现风险、规避风险，进而有效的避免或降低风险对施工带来的影响[3]。首先，应加强地铁盾构法施工风险的评估，打破传统风险评估的单一方式，要以多元化、多层次的方式对盾构法施工的风险进行联合评估，建立健全风险评估体系，确保评估过程中发现施工中潜在的风险因素，全面提高风险评估的合理性、科学性。其次，要准确的识别地铁盾构法施工过程中存在的风险，主要采用经验数据分析、实验论证、专家咨询等方式来识别地铁盾构法施工过程中存在的风险因素，以便于采取有效的应对措施。
2.2 建立健全的应急预案
地铁盾构法施工风险的管理主要以预防为主，当然，也有一些风险是我们无法预知的，这类风险具有突发性、随机性等特征，而在风险发生时，为了避免或降低风险带来的损失，要在最短的时间内采取风险应急预案，才能有效的做好风险的处理工作，因此，地铁盾构法施工风险管理应用的过程中需要建立健全的应急预案，当然，应急预案的建立应按照规范流程进行。首先，相关管理部门的人员应重视应急预案的制定和完善，同时还要结合自身多年的工作经验对以往发生的风险问题进行总结和归纳，并制定出相应的应急预案，以便于在类似风险发生的情况下，及时采取对应的处理措施，从而有效降低风险带来的损失。其次，盾构法施工风险管理部门人员，应具有敏锐的观察能力以及灵敏的反应能力，这样才能及时察觉到风险，并在风险发生的第一时间内做出有效的应对措施，从而有效的降低地铁盾构法施工风险带来的损失。
2.3 加强对地铁盾构施工风险管理
通过以上对地铁盾构施工过程中存在的问题分析，地铁盾构施工过程中存在很多的可预测因素以及不可预测因素等，同时，对应的风险也存在可预知风险和不可预知风险等两大部分，为了避免风险对施工带来的损失，必须做好地铁盾构施工的风险管理工作。首先，应对地铁盾构施工进行全面的分析，例如，施工周边环境、地质因素、施工目的、施工技术要求等，通过全面的分析才能更好的完善相应的风险应对措施，从而确保地铁盾构法施工的有效性，有效的规避了一些可预知的风险。其次，应对可能引发地铁盾构法施工风险的各项因素进行管理，从而有效的规避风险，例如，施工进度、施工技术、施工成本、施工人员、施工质量等，加强各个环节的管理，才能切实有效的做好地铁盾构施工风险管理工作，从而有效的规避或减少风险对地铁盾构法施工质量带来的影响。
3对盾构机设备故障风险的控制措施
为控制盾构机设备故障风险，通过改进盾构设计，提高盾构技术性能，以满足盾构设备在富水砂卵石地层条件下施工的要求。
（1）开挖机械故障风险控制措施
优化刀具的结构，设置合理的刀具组合，选用合理的刀具，设定合理的高差，提高盾构的挖掘能力；向土仓内加入改良剂，对碴土进行改良，减少对盾构刀盘刀具的磨损；定期开仓检查刀具磨损情况，分析磨损、偏磨原因，优化刀具配置；对沿线地质进行补勘，充分了解沿线地质情况和障碍物，设置合理盾构掘进参数，防止扭矩突变。加大主轴承直径，提高盾构刀盘抗扭的能力；加强主轴承、密封件等设备保养和维护。
（2）推进系统故障风险控制措施
加强推进千斤顶和液压系统设备的保养和维护。推进过程中，设定合理的推力。尤其在拼装管片伸缩千斤顶时，要力求各个千斤顶均匀受力，防止局部千斤顶受力过大或者出现明显偏压。
（3）注浆系统故障风险控制措施
加强注浆系统设备的保养和维护。注浆完毕后，及时清洗注浆管道，防止注浆管道堵塞。加强浆液管理，选用合格的注浆材料，适当的配比，避免不合格材料堵塞管道。
（4）出碴系统故障风险控制措施
向土仓内、螺旋输送机内加入改良剂，对碴土进行改良，减少对螺旋输送机，输送皮带的磨损。已对螺旋输送机耐磨性进行优化设计，在螺旋输送机加焊耐磨层，增强输送机的抗耐磨性能。通过小半径曲线时，减小皮带传速，避免皮带跑偏。
总结：
鉴于我国经济与城市现代化的快速发展，集商业与生活生产的现代化城市对隧道施工的标准要求愈来愈高。城市用地的紧张致使城市交通不断向地下发展，盾构施工技术是适用于城市地下施工的重要方法。盾构隧道施工技术在我国起步较晚，但即将要进入一个快速发展的阶段，这就要求广大的工程技术人员与管理者不断探索，不断研究，为盾构隧道施工技术的发展贡献力量。我国盾构隧道及盾构技术将随着地下空间与城市地下轨道交通系统的开发迎来更大的发展。
参考文献：
[1]王晶，谭跃虎，王鹏飞，江巍.地铁隧道施工过程中风险分析与控制[J]. 解放军理工大学学报（自然科学版）. 2012（04）
[2]周红波，何锡兴，蒋建军，蔡来炳.地铁盾构法隧道工程建设风险识别与应对[J]. 地下空间与工程学报. 2014（03）
[3]许景昭. 北京地铁盾构施工安全管理与风险防范[J].施工技术，2010，39：312～315.
[4]竺维彬，鞠世健.地铁盾构施工风险源及典型事故的研究[M].广州：暨南大学出版社，2009：1-5.
论文作者:王浩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/20
标签：盾构论文; 风险论文; 地铁论文; 隧道论文; 磨损论文; 过程中论文; 地下论文; 《基层建设》2017年第31期论文;