地铁隧道盾构法施工全过程风险分析

发布时间:2019-08-14

    摘要：近年来，地铁隧道盾构法施工全过程风险问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了盾构法的原理和施工程序以及盾构法的应用问题，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面提出了施工中全过程风险预防及处理措施，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：地铁隧道；盾构法；施工；风险

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，地铁隧道盾构法施工的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对盾构法施工全过程风险的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项施工工作的最终整体效果。

2盾构法的原理和施工程序

传统技术最为显著的特点就是埋藏浅，通常距离地表较近。在施工中由于地层的损失会造成地面的明显沉降，会对周边环境造成影响，所以对施工中的支护、排水、灌浆等都有较高的要求，增加了具体的施工难度。盾构法结合了我国隧道建设的实际特点，充分关注地质、水文条件。在施工中采取了多种辅助措施来巩固围岩，增加围岩的承受力，并且在开挖后，及时的支护，和围岩形成一个完整的支护体系。

盾构法施工需要在隧道终端和始端建造基坑或者是竖井，以便可以对设备进行拼装，当隧道过长时，还需要设置检修井。工作井的大小需要根据盾构的具体形状和大小决定。一般井的宽度需要超出盾构机2m左右，这样可以方便盾构机的维修。井的长度需要满足盾构机的安装和拆卸的要求，此外还需要考虑到盾构机进出洞。此外盾构法的施工程序还有土层的开挖、盾构机的推进、衬砌拼装、衬砌背后压注等。在进行这些工序时，必须确保这些工序及时的进行，不能出现耽搁，长时间的的停顿会对地面产生影响，可能会造成路面或者建筑物的下沉。

3 地铁隧道盾构施工风险分析

3.1 地质条件复杂

由于我国城市地质条件相对较为复杂，给盾构隧道施工造成了一定程度上的难度。同时，在地质勘测的过程中，经常会受到很多方面的制约，并且对其相关勘测的数据，没有进行全面的分析和校准，这样就会给盾构隧道施工带来一定程度上的风险性。

3.2 缺乏规范的安全风险管理体系

目前，地铁隧道施工的安全风险管理体系还未形成国家统一标准，虽然施工组织单位有各自的管理体系，但风险管理内容的编写制订，安全风险评估的规范，安全风险源的辨识，风险管理的责任和义务等都存在着较大差异。因此就导致在盾构隧道施工的过程中，有一些施工人员没有按照相应的施工程序，展开该项施工工作，这样就会导致施工流程产生一定程度上的误差。同时，在盾构隧道施工的过程中，一些施工单位往往过于注重经济效益以及施工进度，对其施工质量往往是处于忽略的状态，这样就会很容易造成施工中的安全事故。

3.3 施工人员专业素质不高

由于施工人员的专业性、文化程度等方面相对较差，导致施工人员在施工的过程中，对其安全施工的意识相对较差，没有带来相应的安全措施，就展开该项施工工作，这样一旦安全事故发生的时候，所造成的后果是非常严重的。

3.4 施工技术的使用管理问题

庞大的地铁隧道工程需要多工种协同工作，多施工技术穿插进行。在多个施工单位同时施工或不同专业交叉施工时，应共同拟定现场的安全技术管理办法，做好协调，共同执行。针对新技术、新工艺、新设备、新材料在施工中的运用时，应当制定对应的安全技术措施和使用方法。但在目前的地铁隧道施工方面，多数施工单位施工技术管理仍然实行传统的管理模式，就是对控制施工参数和管理技术文件两方面分开管理，在一定程度上导致地铁隧道工程施工技术管理不能较好地满足施工现状要求，新的施工技术又不能有效地发挥其技术职能。

4地铁隧道盾构掘进技术及要点

4.1 盾构始发及初始掘进阶段

盾构始发及初始掘进在地铁隧道工程施工中占有十分重要的位置而且随着隧道埋深、尺寸的加大和周围施工环境的日趋严峻，这对盾构工程始发和初始掘进的技术要求越来越高，常常需要根据实际情况采用多种技术措施保证开挖面地层的自稳性，利用档土墙和水泥加固土墙作为构筑物防止开挖面崩塌在不良地质路段必须对地基进行改良确保开挖面稳定后再进行施工。为确保施工可靠和安全在洞口初始掘进后濡对初始掘进段开挖面加压并采用水泥浆封闭隧道壁使隧道洞口尽早稳定。在具体施工程施工中，为减少盾构推进阻力胎发前需在基座轨道上涂抹润滑油膏并在刀头和密封装置上涂抹油脂减少刀盘上刀头对洞门的破坏。此外还需严格控制始发基座导轨的标高、间距及中心轴线，防止盾构旋转、上飘并通过加强监测来及时调整盾构掘进参数保证盾构的掘进姿态。在盾构初始掘进阶段需要通过试验段掘进获得盾构掘进的各项参数并通过地表隆陷、地层位移规律的监控量测来对盾构掘进参数进行调整。

4.2 盾构正常掘进阶段

依据盾构始发及初始掘进阶段确定的盾构掘进各项参数，盾构机就可以进入正常掘进阶段。为使盾构机获得理想的掘进效果在保证刀盘与刀具的适应性、碴土的流动性和止水性的基础上还需根据线路沿线的不同地质条件选择不同的掘进模式通常有土压平衡模式、半敞开式和敞开式掘进三种掘进模式。当盾构通过不同的地层时应及时改变盾构的掘进工况并合理设置各种参数，以保证盾构机能够适应地层的变化要求在保证土体结构稳定的同时提高掘进施工效率。在具体工程施工中必须在施工前采用钻探设备对沿线地质情况和土层变化进行测试，以方便盾构机及时调整掘进模式并保证盾构机在切换到不同地层掘进模式时有以上的工况过渡段。此外还需对螺旋输送机的排土速度、盾构机的掘进姿态及地基变形情况进行检测确保地铁隧道盾构掘进施工的顺利进行。在坡度段施工时，还应严格控制开挖土量、注浆材料的稳定性、隧道内排水情况等，并在上坡时加大盾构千斤顶推力和稳固后方台车。

4.3 盾构到达掘进阶段

盾构机到达掘进是完成正常掘进后接近到达端头竖并时改变掘进姿态在采取多种保护地铁隧道土体稳定措施后胺所定路线将盾构机推进竖并的过程。通常盾构到达掘进施工可以采用盾构机到达后拆除档土墙再推进和盾构机到达前拆除档土墙再到达两种方法，前者具有工种少、施工性好的优点并广泛用于地层稳定性好的中小断面盾构工程中。而盾构机到达前拆除档土墙再到达的方法需要对地基进行高强度的改良加固以提高洞口防渗性和防止地基坍塌，有利于地层稳定主要用于大断面盾构工程中。在具体工程施工中，为确保盾构机能够准确到达端头竖井，需在快要到达端头采用自动导向与人工测量相结合的方法及时调整盾构姿态和纠偏，并逐渐降低掘进速度、减少掘进推力，但此过程中由于盾构推力的减少会造成管片反力的降低，使得管片的接缝处容易产生漏水现象，需在每环管片安装四个固定板。

5结束语

综上所述，加强对地铁隧道盾构法施工全过程风险的研究分析，对于其良好施工效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的隧道盾构法施工过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

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