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摘要：地铁区间盾构法逐渐成为特定地质条件下地铁建设采用较多的施工方法。盾构施工具有施工周期长、受环境制约影响大等特点，且当前的施工风险管理还存在一些问题。针对近年来我国广泛采用盾构机施工地铁隧道的现象，介绍采用盾构法施工地铁区间隧道的主要施工工艺和技术要点。因此，要重视地铁盾构施工过程中的风险管理及其研究。
关键词：地铁；隧道盾构；施工；风险管理
引言：
地铁工程多建于热闹繁华的市区，周围环境复杂，工程建设与周边环境相互影响、相互制约，如果决策考虑不周，在其规划、设计施工和运营中均会对社会和国家造成不必要的重大损失和不可估量的社会负面影响。盾构施工技术以其特有的技术优势，逐渐得到地铁建设界的青睐，目前盾构施工技术已发展成为我国地铁隧道施工的重要工法之一。盾构施工技术在地铁隧道被广泛应用的同时，如何评价和控制盾构法隧道的工程质量，也正逐渐得到建设、设计、监理及施工各方的重视。
1.地铁区间盾构施工风险的特点与作用
盾构隧道施工系指使用盾构机，一边控制开挖面使 围岩不发生坍塌失稳，一边进行隧道衬砌，并及时向盾尾后面的开挖隧道周边与衬砌环外围之间的空隙中压注足够的浆液，以防止围岩松驰和地面下沉。
1.1地铁区间盾构施工的风险特点
隧道工程的工程地质和水文地质条件的复杂、多变、地铁盾构隧道设计计算理论的不完善性，使得隧道施工的风险具有发生的必然性和客观性；另外，勘察资料的数据量少或实测数据的资料有限，地铁施工对地层、江底、水流水质和周围环境都会造成直接影响，地铁隧道盾构施工具有预期的可变性、复杂性、多样性；工程施工风险的发生具有很大的突发性与偶然性。
1.2在地铁盾构隧道施工中进行风险分析管理的作用
对于决策者，地铁盾构施工风险管理对工程进展的宏观控制与掌握及对资金流向的有效管理，进一步提高决策者的科学决策能力，保障工程的顺利进行；对于施工企业，地铁盾构施工风险管理可以加强对施工风险的控制力度，进一步改进和完善风险防范能力和管理水平，提高施工企业的工程信誉和国际竞争力；对于工程建设，可以逐步地实现工程精算，从而有效地管理和控制工程施工建设方案与决策，确保工程建设的施工工期和建筑质量。
2.地铁区间盾构施工风险管理的案例分析
本文以某地铁为例，本地铁是一条连接主城中心和城市副中心的东西向骨干线，全长25.311km，共设19个站。根据地质勘察资料，该地铁盾构施工地质条件比较复杂，施工过程中需穿越粉土、淤泥质粉质粘土、粉砂、粉质粘土、粉土夹粉质粘土等地层，并通过遗址文物及其重要建筑。施工难度加大，地下工程施工存在很大的的风险，因此对整个盾构施工进行风险分析势在必行。
2.1施工组织设计
盾构施工前充分调查和详细掌握隧道工程的地质情况、水文情况、施工环境情况对盾构施工的安全风险规避是至关重要的。盾构施工组织应全面考虑拟建工程的各种具体施工条件，确定合理的施工方案、施工顺序、应急方法和人员组织，合理统筹安排施工进度，在施工准备期应该对盾构施工组织设计进行评估以减小施工阶段盾构施工出现安全风险事件的可能性。
2.2盾构施工参数的设定与控制
盾构施工前合理设定和控制盾构施工参数，是确保盾构安全施工的必要条件，指导实际施工过程中盾构施工参数的设定与控制标准。
土压力控制范围为Ea～Ep之间，根据隧道埋深计算地应力后乘以水平应力系数。总推力必须根据隧道的埋深、土舱内的土压、盾壳与土之间的摩擦力、盾尾与管片间的摩擦力和后配套设备所需的牵引力来综合考虑。刀盘扭矩必须根据刀盘切削土体所需的转矩、刀盘自重产生的阻力矩、密封装置对主轴承的阻力矩、刀盘周边的摩擦阻力矩和搅拌装置对土体的搅拌转矩来综合考虑。推进速度、刀盘转速和贯入度参数时，盾构在沙层、卵砾石层和沙、卵石复合地层中施工时，采用低转速，高贯入度等措施。同步注浆压力可根据隧道的埋深来确定，且不能超过0.45MPa。根据盾构外径与管片内径之间空隙的体积V来确定注浆量，每环量一般控制在1.2V~1.8V。二次补浆压力一般控制在隧道埋深处水土压力+0.05 MPa，每次补浆量一般控制在0.7m3以下，补浆频率宜在管片脱出盾尾6-8环时进行，5-10环为一组。盾构姿态横向偏移最大允许值为50mm，竖向偏移最大允许值为25mm，TBM转动角允许值在-5°~5°之间。地铁区间隧道盾构施工安全风险控制要点如图1。
图1 地铁区间隧道盾构施工安全风险控制要点
最后结合组段划分及盾构设备具体情况，设定各个组段土压力、推力、刀盘扭矩、推进速度、刀盘转速、贯入度、注浆压力、注浆量等主要参数控制范围，并将其录入“盾构施工实时管理信息系统”，实现盾构施工的实时监控和施工参数的自动报警，进行合理的风险管理。
3.地铁区间盾构施工的风险应对
通过对风险的辨识、评估，可以掌握施工过程中潜在的风险以及所能造成的损失，已掌握的风险制定风险预控措施方案。
3.1由于本地铁始发端头加固效果差，土体自稳性较差，伴随着渗水现象，所以采用609×16mm钢管支撑与钢筋砼支撑梁相结合的支撑体系，同时加强对基坑开挖的监测。
3.2由于该地区土质差，地下水位较高，因此将地下水降至坑底以下3.0m，优化降水方案，确保降水效果和邻近建筑物的安全。
3.3在施工过程中应做好雨季防汛工作，保证基坑外排水系统畅通，明确坑边拦截水系统的位置及所需材料数量。
3.4加强施工监测，通过监测取得的数据，利用相应的手段进行分析算，预测下一段过程可能出现的新动态，为施工期间进行设计优化和合理施工提供可靠的依据，将施工安全风险将为最低。
结束语：
综上所述，地铁盾构施工风险根据工程项目的地质特点，工程概况，采用科学的辨识方法，对各种可能存在的风险进行分析后，对其可能发生的概率和发生后的严重后果程度给予风险评价。根据风险等级，决定是否采用降低风险措施或避免风险措施。
参考文献：
[1]郭建，李集，施烨辉，等.地铁隧道盾构法施工安全风险评估研究综述[J].浙江建筑，2014（7）：15-16.
[2]彭铭，黄宏伟，胡群芳，等.基于盾构隧道施工监测的动态风险数据库开发[J].地下空间与工程学报，2007（S1）：1255-1260.
论文作者:金鑫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：盾构论文; 隧道论文; 地铁论文; 风险论文; 区间论文; 风险管理论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第14期论文;