探究地铁盾构区间隧道施工风险

探究地铁盾构区间隧道施工风险

李宁

英泰克工程顾问（上海）有限公司 广东深圳 518000

摘要：在地铁区间隧道的施工过程中，很多需要采用盾构施工的工法，其施工效率及安全性较传统施工技术有很大提高，但由于盾构施工环境比较复杂，各种安全风险因素仍然较多，稍不注意就很容易造成安全事故的发生。为此，针对地铁区间隧道盾构施工风险管理的措施进行探析，希望对促进我国城市地铁事业的发展起到有利的作用。

关键词：地铁；盾构区间；隧道施工

引言：盾构法施工优势明显，施工速度快、安全性高。在修建城市地铁轨道过程中有十分广泛的应用。但在实际施工的过程中，也存在着建设周期长、影响因素多、技术要求高等问题，导致盾构区间隧道施工过程中存在较大的安全风险，因此必须要对地铁区间隧道盾构施工进行有效的风险管理和控制，保证施工效果，提高地铁建设质量。

1. 地铁区间隧道盾构施工概述

盾构法指的是通过盾构机隧道开挖进行的一种地铁区间施工方法，盾构机的外壳可以有效抵抗土体的压力，并通过盾构机的活塞杆产生推力，使得盾构刀盘能够在地层之中进行连续的切割而不断前进。盾构法施工作为一种大型管道和隧道的暗挖式修建方法，广泛应用于各大城市地铁隧道建设项目中，与传统的明挖开槽和浅埋暗挖等劳动密集型施工方法相比，盾构法施工安全性更高，地面作业少，对当地交通环境的影响程度小，具有很好的经济效益和社会效益，能够大幅减少工作周期，保证工程最终施工质量。

盾构法施工可以最大程度地减少对周围建筑物和道路的影响，利于调整和控制工程进度，对周围地层扰动程度也比较小。但盾构法施工相对来说投资范围较大，运作成本较高，而且如果当地地质条件不稳定，存在流沙地、空洞和沼气等情况时，会使施工效果大打折扣。干扰盾构施工的正常进行，给施工工作带来一定的风险。

2 地铁隧道盾构施工常见风险分析

2.1盾构进出洞存在的风险

对于盾构进洞施工而言，其操作原理主要是运用反力架以及始发基座等设备，在始发井中进行施工操作，保证盾构机在脱离了盾构基座以后，能够在预先设置好路线的情况下，顺着井壁上挖凿的洞口，按照计划好的方向，展开后续施工操作。对于盾构机而言，其操作原理主要是盾构机顺着竖向井洞的外侧方向进行逐渐挖掘，在挖掘到竖向井洞内部之后，对基座上相关内容展开施工操作。

根据实际调查研究能够了解，盾构出洞的具体流程为：盾构出洞准备工作、拆除洞门、施工进入、封堵洞门。结合实际施工经验可知在盾构进洞的过程中，洞口土体是否具有较高的稳定性和牢固性是导致存在大风险最主要的原因之一。如果洞口土体具有的稳定性和牢固性难以满足施工具体要求，不仅会导致在后续施工中洞口表面产生流水现象，更严重还可能引起地面沉降问题的发生，不仅严重减缓了施工进程和施工效率，而且对施工人员的生命安全也造成严重威胁。

2.2盾构机穿越密集建筑群沉降存在的风险

地铁隧道盾构施工存在的众多风险中，盾构机在穿越密集度较大的建筑群时存在的沉降风险，对地铁工程整体质量具有的影响极大，对人们生命安全造成的影响是众多风险中程度最大的。根据实际调查研究能够了解，之所以会存在这种风险，主要是因为地铁隧道盾构机在进行前进挖掘的过程中，很容易导致周围的地表发生严重变形，其变形过程大致可以分为5个阶段：挖掘之前沉降、初期挖掘沉降、盾构挖掘沉降、盾构空隙沉降、挖掘后期沉降。而导致盾构机在穿越密集度较高的建筑群时出现沉降风险的因素可能存在于这5个阶段的每一个环节中，因此具有的影响因素比较多，并且每一个影响因素都能对其他因素造成影响，彼此之间具有比较密切的关联性。这也是地铁隧道盾构施工过程中，众多风险中最为棘手的一种

2.3开挖面失稳存在的风险

在进行地铁隧道盾构施工过程中，经常会遇到开发面下沉或者倒塌等失稳现象发生，严重影响地铁施工相关工作的顺利开展。根据实际调查研究能够了解，之所以会导致这种情况发生，主要是因为在地铁隧道盾构施工开挖过程中，前方遇到了流沙或者管涌，导致盾构机出现突然下沉或者磕碰机头的情况。与此同时，如果有地层空洞问题存在于地铁隧道盾构施工的挖掘工作中，会使盾构机的轴线在挖掘过程中出现塌方、沉陷、偏移等众多问题。

除此之外，如果覆盖地面的沙土厚度比较浅，在盾构机进行推进操作的过程中，会导致冒顶问题的产生。另外，如果有大量的水突然在盾构机运行过程中涌出，则很容易使大面积的塌方出现在盾构机的正面位置。此外，当运用在盾构机开挖过程中的水泥浆，具有的性能难以满足施工要求时，不仅开挖土地无法具有较高的稳定性和牢固性，还会使周围地表产生大幅度的变形，对地铁隧道盾构施工安全以及进度造成严重影响。

3 地铁隧道盾构施工风险规避对策

3.1盾构机进出洞环节的风险控制措施

盾构机的进出洞管理是非常重要的一个环节，在进洞的过程当中，为了避免洞口土体结构不稳定，应当在洞口设置一定的衬砌装置，并在进洞之前，对衬砌装置进行检查，确保盾构机能够顺利进洞。在盾构机顺利进洞后，应当将出洞预埋的钢板和洞门钢环同其两端进行焊接，并检查洞门钢环和管片之间的距离，以此作为是否需要在洞圈内埋设注浆管的判断，埋设注浆管在出现险情的时候可以及时对其进行注浆处理，达到良好的控制效果。

3.2控制重要建筑物和地层沉降

在进行地铁施工的过程中，在施工之前详细考察周围的环境，并对在施工过程中，地下设施、管线及障碍物，包括周围的建筑物等对可能对设备产生影响的现象进行预测。同时，盾构机在施工以前，首先应采取加固的方式对相关建筑物进行保护，以此对在施工过程中出现的地层破坏及地层、建筑物沉降问题进行规避。此外，对施工单位而言，应对隧道沉降控制网进行建立，以此确保对建筑物以及地层的情况进行监控，同时也应以测量到的相关数据，对会对建筑物产生影响的环境因素进行明确。通常来说，在盾构前方检测点进行检测的过程中，应控制器变形量在5mm正负范围内，对盾构地面的变形量则应控制在10mm--30mm之间。若在实际过程中，超出此标准，则应以控制土量的模式对其进行施工，以此对有可能会出现的沉降现象进行规避。

3.3地铁隧道盾构施工开挖面失稳的规避对策

在地铁隧道盾构施工开发过程中，要尽可能采取多元化的措施方法，保证开挖面具有较高的稳定性，可以从以下几个方面入手。第一，在正式挖掘之前，相关工作人员应该将区间地层的土壤沙石进行有效采集，对稳定性较差、质量不达标的土壤沙石进行改良。与此同时，将实验中所得的标准数据有效保存，保证后续施工挖掘工作中，土壤沙石在具有较高科学性和标准性数据参数的帮助下，具有较高的持续性和流动性，从而保证地铁隧道盾构施工开挖面具有较高的稳定性。

第二，结合多元化的控制措施，对土层具有的压力进行合理的调整和控制，从而进一步提高地铁隧道盾构施工开挖面的稳定性。第三，对施工开挖面土壤沙石排出量以及挖掘速度进行合理地控制和调整，保证土壤砂石排出量能够满足挖掘速度的要求，使二者之间始终维持在平衡状态。

结束语：

综上所述，对于地铁盾构施工来说，具有较强的风险性和复杂性，因此需要对施工过程中的风险问题进行有效规避，以此对施工的安全稳定性进行确保，从而保证施工可以顺利展开。

参考文献：

[1]李小龙.地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的措施分析[J].2020(40):446-447.

[2]王新明.试析地铁盾构区间隧道施工风险分析与控制[J].环球市场，2019(23):318.

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