摘要：分析了我国近几年盾构隧道的事故类型进行了分类，详细论述了盾构技术在隧道施工中的优缺点，进而提出了盾构技术在隧道工程中存在的风险及其进行风险研究的必要性。本文介绍了盾构隧道中常见的4种主要风险，并根据风险的特点提出相应的规避对策，实现了对盾构隧道建设安全事故的提前预防为下一步采取积极的措施做准备，对实现盾构隧道的安全施工有一定的指导意义。
关键词：盾构隧道；施工过程；风险规避；对策；安全事故
自2010年以来，就单单一个郑州市的地铁项目投入就达到20多亿元，在当今时期我国隧道和地下工程建设工程蓄势待发，工程的数量与规模有以前相比都要大得多。随着盾构法的应用在隧道建设中越来越广泛，尤其特别是在2010年以来，随着盾构应用的越来越普遍，我们都知道事物有两面性。万物有利也有弊，盾构法施工虽有很多的好处，但是也会造成人员的伤亡，当然有人员的伤亡就会给工程带来更大的损失，这是大多数人都不想看到的情况。
为了解决盾构在隧道建设的安全问题，国内外许多的专家和学者对盾构隧道施工风险的认识和应对，更加关注，积极地对盾构隧道施工风险管理系统及模拟和控制软件的开发进行了大量的研究。但是研究大部分是针对盾构施工的某个工程，一个具体隧道或者一个特定地层特定的环境，都存在一定的片面性，没有阐明我国的整个盾构工程存在的问题[1]。
1.隧道施工安全事故类型及特点
在盾构隧道施工中，安全事故的发生原因出比较复杂，有很多方面的因素。但大体上概括为内在因素和外在因素。内外因素分别为隧道本身结构、工程所在区域等一些内在因素，外在因素包括隧道工程周围环境、地质条件设备的安全系数以及对施工工艺的选择和管理水平、操作水平等。隧道的安全事故的影响因素主要包括以下几个方面：（1）工程的地质条件形成的条件就比较复杂，包含了人与环境的复杂的化学、生物物理变化；由于设备条件的限制，很难这些复杂因素一一都明确的测定出来，这些问题的存在会给地铁建设带来了巨大的安全风险；（2）施工方的技术和管理水平、设备的先进性条件，对安全的认识程度直接影响工程建设安全。由于隧道建设工程施工技术与工艺流程非常复杂，不同的施工方法对应不同的施工条件，若不加考虑随便采取某种方案、技术和设备，则一定会给隧道建设带来很大安全风险；另外，一般隧道建设的建设周期长、施工环境条件差，容易对施工人的人身安全产生不良影响，因此在管理上要完善科学工程施工计划，控制事故的发生；（3）工程建设周边环境的复杂性。经济发达的地区由于人口密度大，周围环境复杂考虑的因素比较多，如果对环境的调查不细，勘探不明就会给给隧道建设埋下重大的安全隐患[2]。
2.盾构隧道施工的优缺点
2.1盾构隧道施工的优点
（1）施工对环境影响小。对底层的扰动比较小，显示的指标就是沉降比较小，土方量比较小；对人们的日常生活影响不大，对空气无污染，不影响人们的日常出行；（2）施工条件不受地形地貌、江河水域等地表环境条件的限制；（3）地表占地面积小，节约征地费用；（4）对开挖深度比较大，距离比较长的深隧道，可行性更好，并且节约费用；（5）另外，施工条件不局限于天气条件的影响；（6）盾构隧道工程抗震性能好，柔度较大；（7）更大的好处是适用范围非常广，使用是对地层的要求并不高
2.2 盾构隧道施工存在的一些不足之处
（1）由于盾构机器体积比较庞大，不能像小型钻机一样随便改变方向，盾构机的要求隧道的曲线半径较大，不太适用于短距离，小曲率半径的隧道施工。
（2）另外覆土太浅将导致由于体层的压力不能抵挡盾构前进时产生的土压力时，对地面的构筑物会有一定的影响会使施工安全性较低。
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3.对盾构隧道施工进行风险研究的必要性
隧道工程与其他工程项目相比有很大不同，由于施工环境和条件决定了他具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出的特点，安全风险大。无论是设计、施工还是决策我们都要做到有理有据，达到最优的效果的。特别在城市繁华或周围环境复杂的区域，隧道工程的施工要涉及的方便比较多，包括地下管线的位置，地表建筑物的结构，对涉及拆迁还要进行搬迁周围环境比较复杂，如果我们在设计施工过程中决策考虑不周，没有合理的实施计划和方案，都会对社会和国家造成不必要的重大的损失[3]。
风险评估研究，从管理层的角度来说，其价值可以体现在管理层决策时提供有效的依据、掌控工程重点控制的工作流程以及工序，实现高风险高度重视，实时监控的方法。工程风险研究的最终目标是实现工程的安全生产，并让企业利益达到最大化。
4.隧道施工的风险及对策
4.1地质情况的探测准确性风险及对策
由于受技术和设备的局限性，在勘探中对地质条件的预测不能完全的与实际的工程地质条件相符合，盾构中存在未能探明的地质条件，存在未知的安全隐患，会对施工造成一定的影响。对策：（1）隧道工程施工前，用多种探测方法验证探测信息；（2）在施工中利用盾构机本身具有超前地质钻机及超声波等超前地质探测装置，进一步对工作面前方地层进行探明，要及时发现及时处理，预防事故的发生。
4.2盾构机的性能要求风险及对策
盾构机是隧道施工中的重要设备之一，盾构机的选择及其施工的可靠性关乎工程的成败，因此必须要注重盾构机的选择和可靠性分析。对策（1）要求盾构机主要部件不会对施工的安全性造成影响，采用无损伤，性能稳定的原材料；（2）要选择合适的刀具，防止刀具因为遇到复杂地质条件磨损刀具；（3）盾构机上面自带的测定工作面水土压力传感器等系统，元件可靠性达到要求；（4）在隧道施工中，盾构机可以装配多功能超前钻机，以便特定复杂的条件下，可实现全断面帷幕注浆的施工要求。
4.3盾构机进出洞时施工风险及对策
在盾构进出洞时，要注意地层及洞口的变化，这一环节比较重要。在这个环节中，容易出现地面塌陷或者盾构的方向位置与设计不符，盾构上浮的事故。分析总结近几年国内盾构法隧道事故，我们很容易发现盾构进出洞的事故发生的次数较多，影响较。对策主要包括：对盾构进出洞端头地层进行加固，严格控制盾构进出洞土压或泥水平衡的控制，保持盾构良好的姿态。做好进出口洞的防水工程。
4.4地层软硬不均施工及对策
以上我们说过，地质条件的复杂程度施工的难度更加大，其中就包括开挖断面地层均一性比较差，在施工中对很难实现盾构掘进方向的控制、掘进速度及盾构刀具的完全的合理配置，从而使盾构隧道工程中在该地层开挖产生一定的风险严重可能造成塌方事故。对策：合理利用盾构机的性能，利用硬岩区油缸推力于软岩区油缸推力进行试推。在不同地层通过调节同步注浆对应的注浆压力针对软硬地层差异，使平衡管片的支撑，防止管片发生较大位移。
5.结语
通过前述分析，可以得出以下几点：
（1）地质条件的复杂程度，环境的复杂决定了工程的施工难度，体现了隧道施工的隐蔽性、复杂性和安全的不确定性。
（2）事故的发生不是受单一因素的影响，是由许多因素同时发生集聚一起而造成的。
（3）预防事故的发生，需要我们提前做好的评估和预测，运用有效的方法去解决面临的风险，对风险进行规避。
参考文献：
[1]崔玖江，崔晓青.隧道与地下工程注浆技术[M].中国建筑工业出版社，2013
[2]王乾，曲立清，郭洪雨，等.青岛胶州湾海底隧道围岩注浆加固技术[J].岩石力学与工程学报，2011（04）：790-802
[3]孙锋.海底隧道风化槽复合注浆堵水关键技术研究[D].北京交通大学，2010
论文作者:王辉军
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/12
标签：盾构论文; 隧道论文; 风险论文; 条件论文; 地层论文; 工程论文; 对策论文; 《基层建设》2016年12期论文;