摘要：随着道路运输体系的不断发展，各类隧道的建设也愈来愈多。就当前的发展形势而言，盾构隧道的建设及投入使用正逐渐增多，日渐成为地下工程建设的重要施工方法之一。然而，历年的调查研究表明，盾构隧道的施工仍存在极大的风险问题，相关负责部门若规避不当，则往往会引发重大安全事故，造成不可挽回的损失。本文对盾构隧道的施工风险加以分析，浅要提出几点规避措施。
关键词：地铁；盾构；施工风险；对策
前言
现阶段，我国对铁路、公路以及市政工程等基础设施建设的重视程度不断提高，投入力度也不断加大。在这种情况下，工程项目不断增多，且规模也越来越大。然而，随着盾构应用越来越广泛，不时发生安全事故，威胁到人们的生命财产安全。鉴于此，地铁盾构隧道施工风险分析及策略研究已经成为业内人士亟待研究的一项重要课题。
1地铁隧道盾构施工技术概述
所谓盾构施工，即利用盾构机在地表下开挖隧道的一种施工方法，通过利用盾构机外壳对土体产生的抵抗作用，再利用千斤顶顶住既有管片，在活塞杆推力的作用下，促使盾构刀盘在土层中不断切削并不断前进。另外当其每掘一环便衬砌一环，并利用盾构机机尾的管片拼装机实现管片的定位安装，再运用水泥浆将管片和周围的岩土之间的间隙填充，如此便可以达到抵抗后续变形和逐渐变化的围岩产生的压力，整个工艺可以简述为：开挖—衬砌—再开挖—再衬砌，以此往复循环便建成隧道[1]。
2地铁隧道盾构施工常见风险分析
2.1地质预测预报准确性风险
地质勘探具备一定的局限性，致使盾构机在掘进过程中很容易遇到一些没有经过勘探的不良地质以及地下障碍物。在这种情况下，往往会发生由于地质勘探不准而导致盾构机的正常掘进受到影响的现象，且刀具磨损较为严重，容易引发安全事故。鉴于此，工作人员在施工之前一定要对地质勘探工作引起重视，且在具体施工过程中，也应充分发挥地质补勘和超前地质预报的作用。
2.2盾构进出洞施工的风险
地铁隧道盾构进出洞安全非常重要，是盾构法隧道施工中的关键环节。现阶段，在我国盾构法隧道的事故中，绝大多数都与盾构进出洞有关。鉴于此，为保证盾构安全进出洞，相关人员一定要选取科学合理的端头地层加固方案，且确保密封止水装置的可靠性[2]。
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2.3开挖面失稳风险
造成开挖面失稳的因素主要有以下几点：第一，在开挖的中前方，出现流沙，或者产生灌涌，致使盾构机磕头或者突沉；第二，开挖中前方的地层有空洞出现，以致于盾构机轴线出现偏移以及沉陷、隧道塌方冒顶现象；第三，在盾构机具体推进时，引发冒顶现象；第三，在盾构机推进的过程中，突然出现涌水现象，以致于盾构机正面出现大面积塌方；第四，泥浆性能差，使得开挖面土体稳定性难以得到有效保证，进一步使地表产生较大的变形。
2.4盾构机穿越密集建筑群沉降风险
盾构隧道施工不可避免会对周围土体产生扰动或破坏，引起地层位移和变形，发生地面沉降。如果超出了限度，就会破坏地表建筑物、地下管线等，引发严重的安全事故。因此，就需要切实可行的控制措施，采取科学的施工方案，有效提高盾构隧道施工质量。
3地铁隧道盾构施工风险规避对策
3.1地质预测预报准确性风险对策
在对工程进行施工之前，宜对地质钻孔以及回声测深仪进行有效补充，以此明确隧道的地质条件以及覆土厚度，以便更好地进行盾构机选型和合理选取盾构掘进参数。盾构机的性能较强，其具备一些超前地质探测装置，在具体施工过程中，可有效探明工作面前方地层，一经发现异常情况，及时处理，从而防止可能出现的安全风险，进一步确保地铁施工的安全。
3.2构进出洞施工风险的对策
为保障盾构进出洞的安全，相关人员宜从以下几方面着手：第一，要对盾构进出洞端头的地层条件进行详细研究，可充分参考同一类的工程盾构端头地层的加固经验。在此基础之上，制定出切实可行的方案，并保证盾构机进洞、出洞端头被加固的地层长度大于盾构机本身的长度，针对那些土体开挖面稳定性较低的地段，则应该采用降水的措施进行加固。第二，要在洞口打开前充分检验地层的加固效果，确保其符合相关规定。第三，在对始发台以及反力架、首环负环管片进行定位的过程中，一定要对其安装精度进行有效控制，以此使盾构始发姿态和设计线路有效重合在一起。同时，在对第一环的负环管片进行定位的过程中，一定要确保管片的后端面应垂直于线路中线，且负环管片轴线要和线路的切线重合在一起。第四，为使盾构的推进阻力得到有效减少，一定要先在基座轨道上涂抹好润滑油脂后再出洞；未免洞门帘布橡胶板损坏，还应在刀头以及帘布橡胶板上涂上油脂。此外，在始发阶段，一定要有效预防盾构机低头。若盾构出现比较大的转角，可以通过相关措施进行调整。在始发时期，掘进速度不宜太快，尽可能的将对土体的扰动减至最小。最后，在始发阶段，还应控制好推力以及扭矩，使各部位油脂得到有效使用。
3.3铁隧道盾构施工开挖面失稳的规避对策
在地铁隧道施工中，针对有微承压力的地段，若对土压力的设置不够科学和合理，便容易导致开挖面失稳和流砂等现象，更为严重的是还可能进一步对地面安全造成威胁，因此需要采取有效措施来防止开挖面的失稳。具体方法如下：一是应该采集区间地层的渣土进行改良实验，并取得第一手较为合理的参数，以保证接下来开挖的渣土具有流动性和止水性；二是要采取有效措施控制好土层的压力，以防开挖面失稳；三是要控制好掘进速度和渣土排土量，以保持排土量和开挖量二者的平衡[3]。此外，对于超浅的覆土段，如果发生冒顶或者冒浆的现象，应及时将气压平衡系统开启。还应对土体崩塌检查工作引起重视，盾构前后轴线区域内的沉降点的检测工作也是非常重要的事项。除此之外，开挖水压信号的检查也不容忽视，以确保开挖面水压信号传感器能够正常工作[4]。
3.4穿越密集建筑群沉降风险的规避对策
盾构机穿越密集建筑群主要可以采取以下规避措施：一是制定监控方案，并加强对周围道路、附近建筑物以及管线等的监测，并将监测的结果及时反馈回去，以便施工队伍根据所获取数据对施工技术的相关参数进行优化和调整，实现施工的信息化；二是针对经常发生沉降的位置和可能发生沉降的范围指定专人值班，并保证施工人员、交通以及建筑物的安全；三是采用同步注浆的方式及时填充盾尾建筑物的空隙，并注意把握好同步注浆的量、注浆的压力以及注浆的质量，以此减少施工时土体发生变形的概率，必要时可以考虑停止掘进，利用盾构上的超前注浆设备、注浆孔等对地层注浆进行加固；四是情况必要时，针对沉降的范围还可以利用钻机对地表注浆加固，以此来提高地基的强度。
总结
综上所述，目前阶段，盾构隧道施工引起业内诸多人士的重视，其具有较强的不确定性和复杂性，致使施工过程中存在多种风险。为此，相关人员一定要引起重视，做好前期准备工作，采取切实可行的措施对风险进行有效防范，以此提升盾构隧道施工的安全性，使其更好地服务于新时期的发展需要。
参考文献
[1]靳世鹤. 兰州地铁盾构隧道施工风险分析与控制措施研究[D].兰州交通大学,2017.
[2]颜晓健. 城市地铁盾构施工风险预警研究[D].重庆交通大学,2012.
[3]陈中. 成都地铁盾构隧道施工风险分析及策略[D].西南交通大学,2008.
[4]宫志群. 地铁盾构区间隧道施工风险分析及评价[D].天津大学,2016
论文作者:刘央央,游鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/28
标签：盾构论文; 隧道论文; 风险论文; 管片论文; 地层论文; 地铁论文; 地质论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;