摘要：本文对地铁隧道盾构施工工艺以及施工特点进行了介绍，对盾构施工中常见的风险以及导致风险的原因进行了分析，并对如何规避这些风险提出了一些对策和建议。希望能够为我国的地铁隧道盾构施工提供一些参考。
关键词：地铁隧道工程；盾构施工；风险规避
引言
在我国经济飞速发展的今天，交通压力变得越来越大，公共交通成为缓解城市交通压力的最好方式，其中地铁作为公共交通中的一个非常重要交通的方式，极大的方便了人们的出行。在地铁隧道的施工建设中，利用盾构机进行隧道挖掘是当前应用非常广泛的一种施工方法。然而在实际的施工过程中由于受到地质、水位、环境等各种因素的影响，盾构施工中存在着一些风险，对于施工质量以及施工安全造成了较大的影响。
1.地铁隧道盾构施工工艺与施工特点
1.1施工工艺
地铁隧道盾构施工是指利用盾构机来进行隧道挖掘施工，其具体的施工原理是利用盾构机外科对土体产生抵抗作用，然后用千斤顶顶住管片，盾构刀盘在活塞推杆的作用下在盾构机前进的同时对岩土进行切削。当盾构机每掘进一环时便利用机尾管片拼装机进行管片的定位安装，然后在管片和岩土的缝隙注入水泥浆，从而对后续的变形以及围岩产生的压力进行抵抗。通过该过程的不断循环建成隧道。
1.2施工特点
盾构施工具有对周围道路、建筑物影响较小的特点，在建筑物密集的地区较为适用，可以避免应隧道施工而对周围居民的日常生活造成较大的影响。此外，由于盾构机的机械化程度较高，在施工管理和控制上能够按照既定程序来进行，施工管理更加便捷，且通过更改盾构机的施工参数能够有效的减少施工对底层的干扰。盾构施工受到外界气候的影响较小。但在隧道盾构施工的过程中，如果周围存在较多的障碍物，地层含有有毒气体、遇到流沙地层、地层空洞等都会影响到施工的顺利进行。其次，如果隧道的施工曲线半径过小、覆土过浅，盾构施工的难度会大幅度增加。
2.地铁隧道盾构施工常见风险及原因分析
2.1常见风险
2.1.1盾构进出洞存在的风险
盾构进洞是指利用始发基座、反力架等使盾构机离开始发井内的盾构基座，进入井壁洞口进行掘进施工的过程。盾构出洞则是指盾构机掘进进入竖井内侧后进入接收基座的过程。在盾构进出洞的过程中，主要存在的风险包括盾构机械及相关设备的安装、拆除风险，以及盾构机始发、到达时洞口土体的稳定性问题。
2.1.2盾构隧道掘进过程中存在的风险
在盾构隧道掘进的过程中，当前方遇到流砂或管涌时会导致盾构机发生磕头或突沉，进而导致掘进面土体失稳，甚至发生塌方事故。当掘进路线前方存在地层空洞时，则容易造成盾构机轴线发生偏移；如果在掘进过程中遇到覆土过浅的现象，则容易导致冒顶的发生。如果盾构机所使用的水泥浆性能较差，则开挖土地的稳定性就无法得到保障，容易造成地面发生严重的变形。
2.1.3盾构穿越密集建筑群沉降存在的风险
在盾构施工穿越密集建筑群时，由于地表所受的压力较大，很容易导致地面沉降的问题发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因盾构施工导致的地面沉降主要包括早期沉降、开挖面前沉降、盾构通过时沉降、盾构空隙沉降以及后期沉降5个阶段。地层条件、土仓压力、出土量、掘进速度等都会影响地面沉降的发生。
2.2原因分析
2.2.1地质、水文及环境因素
由于地铁隧道工程属于隐蔽工程，因此在施工的过程中会受到地质、水文等因素的影响，例如土体、岩体、土质软硬、富水性、水的活动等，给地铁隧道盾构施工造成了较大的风险。此外，由于地铁工程施工的周边环境较为复杂，在施工时需要考虑周围建筑的类型、结构、文物价值，工程与周围道路、建筑的位置关系，地下管线的分布以及周边生态环境等各种因素。如果在施工前没有进行全面、详细的调查研究，就可能会导致十分严重的后果。
2.2.2设备及人员因素
在进行地铁隧道盾构施工前，除了对地质、水位以及环境等因素进行考虑，还要保证盾构设备的选型合理，施工方案符合工程实际。如果在地铁隧道盾构施工时盲目选择施工方案、技术和设备，就容易给施工过程以及工程质量造成较大的隐患。此外，施工人员的综合素质、专业水平也会对盾构施工的进行造成较大的影响。
3.地铁隧道盾构施工风险规避对策
3.1盾构进出洞风险的防范对策
在进行盾构进出洞之前，施工单位要详细的调查和分析对进出洞端头的地层条件，进出洞端头的加固地层长度要大于盾构机本身的长度，如果进出洞端头的土体稳定性较差，则应通过降水等方法进行加固。在打开洞口之前要再次测试洞口地层的加固效果，保证其符合工程标准后才能够进行施工。在盾构机始发阶段，要严格控制盾构机的掘进速度，避免盾构机发生侧滚或者因地层松软而导致载头等问题。
3.2盾构隧道掘进过程风险的防范对策
在进行盾构施工前，要收集区间地层的碴土并对其进行改良，保证其具有良好的流动性、止水性以及塑性。其次，要控制好土仓压力，保证开挖面土层的稳定性和压力。再次，要控制盾构机掘进的速度以及渣土的排量，尽可能的平衡开挖量与排土量。针对盾构施工中可能发生的塌方事故，在盾构机通过沉陷区域时要注意防止地表水渗入隧道导致涌水量上升。同时增加盾构机的注浆量，冰柜出土量、土仓压力等进行监控，对掘进参数进行实时的调整。
3.3盾构穿越密集建筑群沉降风险的防范对策
在盾构施工穿越密集建筑群时，施工单位要制定出有效的监控方案，对周围建筑、道路以及管线等进行监测，施工队伍根据监测结果调整相关参数。对于可能或已经发生沉降的位置要派专人进行值班，及时处理已经发生的沉降情况。此外，还要做好同步注浆与二次注浆工作，控制好注浆量以及注浆压力，保证空隙填充完整，使土地发生变形的概率得到降低。必要时可以停止掘进，使用超前注浆、注浆孔以及地表钻机注浆等方式对地层进行加固。
结语
综上所述，地铁隧道盾构施工是我国当前应用十分广泛的一种隧道挖掘施工方法。针对盾构施工中存在的一些常见风险，施工单位要积极采取相应的措施，对这些分析进行有效的预防和控制，从而使地铁隧道盾构施工的质量得到有效的提高，并对施工安全以及周围环境提供有效的保障。
参考文献：
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[3]嵇成祥. 论地铁隧道盾构施工常见风险及规避对策[J]. 工业, 2017(2):135-136.
论文作者:田志垚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
标签：盾构论文; 隧道论文; 风险论文; 地铁论文; 地层论文; 发生论文; 对策论文; 《防护工程》2018年第29期论文;