地鐵盾構施工安全風險管理探析

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1引言

目前，地鐵盾構施工技術的應用領域愈加廣泛，意味著在應用地鐵盾構施工技術的過程中，需要進一步做好安全風險的管理工作，確保地鐵施工所有區間的安全性。

2盾構法施工中存在的風險及不足

盾構法施工具有較高的安全性，在明確盾構法施工中存在的風險及不足的前提下，往往可以更好地優化盾構技術。盾構法施工中最主要的風險之一是環境風險因素，要在明確環境條件的基礎上掌握施工現場的地質條件、覆土層厚度、上覆土層范圍內的地下結構以及地面結構等信息，從而進行參數設置，例如，土壓力、推力、推進速度、注漿量等，如果施工中無法正確把握環境地質因素，會給盾構施工造成一定的安全風險。根據相關調查統計資料顯示，在地鐵施工安全事故中，由于施工工藝和技術方面的原因造成的安全事故約占事故總數的65.8%，其中主要原因是由于沒能有效防止地下水滲漏以及其他一些不可預見的因素。而由于安全防護措施不當造成的事故約占事故總數的34.2%，其中主要原因是機械設備方面造成的事故。另外，小半徑曲線隧道施工對技術水平要求相對較高，對隧道線型的控制難度也往往較大，施工過程中很容易出現質量問題。除此之外，在盾構法施工過程中，較常見的還有地表沉降問題，因為地表沉降現象不能完全避免，因此，需要將地表沉降量控制在一定范圍內，如何對隧道施工上方一定范圍內的地表沉降進行有效控制是地鐵盾構施工安全風險管理過程中需要重點攻克的難題。

3優化地鐵盾構施工的安全風險管理措施

3.1優化管理手段，實現信息化管理

為了進一步提高地鐵施工安全風險管理能力，要優化管理手段，實現信息化的管理目標，可以借鑒“北京盾構施工實時管理系統”這一管理形式，有效使用系統平臺進行盾構狀態監控，監控范圍可以達到85%，不僅可以分析盾構施工的全過程及其可能存在的風險，還能根據盾構的施工進度及其成本核算進行分析，實時掌握施工情況。其次，利用信息技術系統平臺還能將盾構施工過程與地面沉降監測控制系統相結合，這也是目前我國在地鐵盾構施工安全風險管理中應用的最新技術。但是，在信息化管理的過程中，仍存在技術難題，例如，“盾構施工實施管理系統”無法有效監測盾構的始發動作與到達動作，因此，還需要額外針對這兩部分進行安全風險管理，以避免安全風險事故的發生。以“南京地鐵元通站”為例，因為南京地鐵元通站的施工環境及地質條件相對復雜，在選擇到達井設計方案的過程中，沒有選擇端頭加固方法，并且水平探孔偏少，由于對始發動作環節的忽視，管理人員沒有及時發現水平探孔出現少量的流水以及涌砂，導致盾構進入達到井拆除結構時，整體結構崩潰，盾構全部被埋，沉降現象嚴重。因此，在優化管理方法的過程中，除了要實現信息化管理，還要針對信息化管理中不能覆蓋的部分進行改進，確保安全風險管理覆蓋盾構施工的全過程。

3.2提升盾構技術的安全性

在地鐵盾構施工過程中，還可以從施工技術著手，提高盾構技術和地鐵建設的安全性。盾構機有3大核心技術，分別是自動控制技術、液壓技術和密封技術。盾構機的3大核心部件包括刀盤、管片拼裝機及螺旋輸送機。要提升盾構技術的安全性，需要從技術掌握、部件配備等方面進行優化，以實現盾構技術的有效應用。以盾構的開倉作業環節為例，在盾構開倉作業過程中，除了需要有明確的安全施工方案，還要做好施工人員的培訓工作；開倉前，盾構機要在檢查無誤的情況下，保證其氣壓系統以及氣密性都符合施工的檢驗標準，并且停在地層自穩性較好的地段。盾構機在施工過程中，在后方的3~10環的范圍內成型隧道管片、其中盾位置應利用雙液漿打止水環箍。另外，在提高盾構技術的安全性的過程中，還應對已發生的事故進行分析，從而找到盾構施工的控制重點。例如，出現災害性沉降時，要明確沉降原因：可能是因為地下水壓強較大或地質條件不能滿足盾構機的使用條件等。主觀因素是施工中盾構超挖而造成地面沉降、推進參數在匹配過程中其匹配值并不合理以及千斤頂漏油等。而客觀因素是因為注漿材料自身的不穩定性、土體施工不可避免的擾動以及盾構的選型。綜合分析主觀因素與客觀因素后，施工部門需要在明確問題的基礎上，加強對盾構施工技術的有效控制：如盾構機進出洞門時應優化反力架的強度、注重盾構機自身的旋轉狀態，并保障加固區的加固強度；在洞內進行軌道運輸的過程中，需要確保人員與車輛的分離，洞內進行二次注漿時，應提升相關人員的安全保護程度；對于盾構設備的管理，應依照地方政府現行的《建筑施工高（大）模板施工安全管理暫行辦法》《建筑施工起重機械設備安全管理規定》等進行有效的管理，從根本上提升盾構技術的安全性，為其技術的有效應用提供制度保護。

3.3針對盾構施工風險進行合理性規避

盾構施工的主要風險包括：地質與盾構選型的風險、盾構組裝與調試風險、盾構始發與到達作業的風險、盾構掘進施工的風險、特殊地段盾構施工風險、盾構設備維護與保養的風險。這些都是盾構施工中主要存在的安全風險，在明確盾構施工風險的前提下，有針對性地進行合理控制與合理性規避，可以推動盾構安全施工。例如，針對盾構始發風險，可以進行技術創新與管理方法的改進，利用盾構到達接受鋼套筒、上下重疊隧道施工技術等促進盾構的平衡始發，實現施工風險的有效規避。施工部門需要在明確盾構施工技術的不足以及存在問題的基礎上，吸取地鐵盾構施工安全事故的經驗教訓，加強對盾構施工中主要參數、盾構姿態、盾構施工材料消耗、沉降數據累計等方面的有效監測，以提高安全風險管理能力，實現全過程的施工管理。

4結語

在目前的盾構施工過程中，還存在很多施工風險，因此，施工單位需要在細化風險的過程中，通過優化管理手段、實現信息化管理、提升盾構技術的安全性,加強對地鐵盾構施工的安全管理與安全監測，避免出現盾構施工的安全事故，以完善的安全風險管理促進地鐵建設的有序進行。