摘要：主要针对西安地铁四号线的地质特征，即具有高粘性，湿陷性的黄土和具有高磨耗性，高透水性的砂土以及地铁四号线所处的特殊地理位置，即穿越重要建筑物，文物区等问题进行了较全面的风险识别与分析。
关键词：盾构；风险；风险管理；工作分解结构
一、引言
盾构法因其具有对周围环境的影响较小等独特的优点而在隧道施工领域独树一帜。但由于世界各地的土质情况不同，施工技术各异，在采用盾构法修建隧道时，存在许多不确定的风险因素，比如说在施工时，由于隧道周围地层应力状态的不断变化，使得地层损失必然发生，使得周围建筑、构造物、地下管线会发生位移，进而可能产生破坏，造成生命财产的损失。这就需要在施工前做好全面的风险识别与分析。
二、地质概况及工程特点
（一）地质概况
西安地铁四号线施工中采用暗挖法及盾构法进行地铁区间隧道的掘进，穿越城市中心区域。南起航天产业基地航天新城站，北至西安北客站。线路全长约35.2km，设车站二十九座。
西安市地处渭河南岸Ⅱ-Ⅲ级阶地上，位于渭河断陷盆地中段南部，西安凹陷的东南隅。该地区湿陷性黄土厚度为5-8m，湿陷性，压缩性中等，黄土颗粒比重为2.62－2.76，含水量15－25%，液限26.2-31%，塑限16－20%，塑性指数9.5－12.0，孔隙比0.94－1.09，压缩模量3-30MPa，天然土样的内聚力在10-60KPa之间，平均值为44KPa，内摩擦角17°－30°之间，平均值为18°[1]。现有资料表明，西安市100m深度内地层主要由全新统、上更新统及中更新统地层构成。
（二）工程特点
（1）地层岩性特点
本区间隧道通过地段岩性较复杂，岩性变化大，地层的均一性较差，往往洞身附近会有多层土层分布且洞身多在地下水位以下及其附近，受地下水的影响较大。各土层多为可塑状态，局部为软塑状态，围岩易坍塌下陷及变形。需根据不同围岩类别与围岩结构做好防护措施，确保隧道的围岩稳定。
（2）地下水对施工的影响
本区间地下水主要赋存于中更新世黄土和古土壤层中，属弱-中等透水性。含水层厚度20－80m，主要为第四系孔隙潜水。
（3）穿越地下管线和重要建筑物
西安地铁四号线位置穿越古城墙，地铁线路附近有钟楼，鼓楼等重要古建筑物。以及地下通讯电缆线、自来水管、下水道密布，给勘探工作带来诸多困难，并给施工进出地段带来困难，稍不小心，就会伤及管线。
三、施工风险识别与分析
在地铁盾构法隧道施工中，主要的施工环节有：建造竖井－盾构拼装—盾构进出洞－盾构推进－管片拼装等，其间还有施工监测，地基加固与盾构机维护等重要环节。
在盾构法施工的这些关键环节中每一个环节都可能产生风险而造成损失，所以对每一个环节的风险识别是非常重要的一步。常用的识别方法主要有：（1）流程梳理。（2）德尔菲法。（3）头脑风暴法。（4）工程类比法。（5）工作分解结构法。应用这些方法对西安地铁二号线可能产生的风险经行预测识别[4]。
四、施工风险对策与控制
（一）盾构进出洞的风险控制与对策
根据勘查数据，结合西安地铁修建情况，选取某段作为模拟场地，并且采用土压平衡式盾构机进行施工。专家评议法是一种吸收专家参加，根据事物的过去、现在及发展趋势，进行积极的创造性思维活动，对事物的未来进行分析、预测的方法。分析步骤如下：
1）确定具体分析、预测可能产生的风险问题。
2）成专家评议法分析、预测小组，小组组成应由预测、分析领域的专家、推断思维能力强的演绎专家以及专业领域的高级分析专家等组成。
根据理论方法和工程实践，征求专家们的意见对已识别出的风险进行有效的防范和控制。在盾构机距离接受井端墙50m时，即进入进洞掘进阶段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为迎接盾构机进洞，应在洞口前作好如下准备：
（1）盾构机进洞的准备工作
①安装洞口密封装置；②铺设盾构机移动托架的轨道；③部分凿除洞口处的临时墙；④在接受井内准备砂袋、水泵、水管、方木、风镐等应急材料或工具；⑤准备洞内与接受井内的通讯联络工具；盾构机方可进行最后的进洞阶段掘进。
（2）盾构出洞的准备工作[5]
①地层加固，为保证地层加固的效果，地层加固应在盾构开始掘进前完成，并确保地层加固段具有一定的强度，保证出洞施工的安全；
②对洞口中心进行复核，在盾构机进行组装前必须对洞口中心位置进行复核，以保证盾构始发方向正确；
③盾构基座的安装，盾构组装前，按设计将盾构基座安装好，盾构基座的安装应注意出洞段隧道所处的线路平、纵面曲线条件，确保盾构中心轴线的坡度与隧道设计轴线坡度相适应。
3）行专家会议，对所提出的具体问题进行预测、分析归纳出专家会议的结果。
进过专家的分析，对可能产生的风险以表上作业的方式列出，即风险源和控制措施一目了然了。
（二）地层沉降变形原因
盾构法隧道施工引起地层变形的基本原因可归纳为以下几个方面[7]：
（1）开挖面土体的移动
当隧道掘进时，开挖面土体的水平支护应力大于或小于原始侧压力，开挖面前方土体从而产生下沉或隆起。
（2）建筑空隙引起的沉降
土体挤入盾尾空隙，由于向盾尾后面隧道外围建筑空隙中压浆不及时、注浆量不足、压浆压力不适当，使盾尾后坑道周边土体失去原始三维平衡状态，引起地层损失。
（3）衬砌变形和沉降
在土压力作用下，隧道衬砌产生的变形也会引起少量地层损失，当隧道衬砌沉降较大时会引起不可忽略的地层损失，衬砌渗漏亦引起沉降。
（4）受扰动土体的固结再沉降
由于盾构掘进过程中的挤压作用和盾尾注浆作用等因素，使周围地层形成超孔隙水压区，需经过一段时间后才能消散复原。在此过程中因地层发生排水固结变形而引起地面沉降。
（三）施工质量控制表的应用
在施工前应凭借以往的经验参照历史工程案例制订工程质量控制表。就是说把项目可能遇到的风险事件以及来源罗列出来，写成一张核对表并注明处理办法。把识别风险的方法以强制性检查的方法进行风险控制。
对隧道的每个施工环节都制订质量控制表，及时发现问题解决问题，就能很好的控制风险。
五、结语
本文以西安地铁二号线盾构法施工为例，总结出了盾构法施工的一些主要风险因素和防治方法。人们从事经济、社会活动既有可能获得预期的利益，也有可能蒙受不得不面对的损失。机会和风险是项目活动的一对孪生子。正如中国谚语所说：“福兮祸所依，祸兮福所伏”。只有逐步完善风险管理体系，提高风险管理理念。更好的认识风险、控制风险才能更好的利用机会。
参考文献：
【1】 黄宏伟.曾明.陈亮.胡群芳.基于风险数据库的盾构隧道施工风险管理软件（TRM1.0）开发.[J]重庆：.地下工程与空间学报.2006.02（01）：36-41.
【2】周红波，何锡兴等.地铁盾构法隧道工程建设风险识别与应对[J].重庆：地下空间与工程学报，2006.02（03）：475-479.
【3】路清泉，李孝荣.盾构工法的出洞技术浅谈[J].西部探矿工程.2003.11（03）：96-99.
【4】魏连峰.隧道渗漏水的原因及整治方法[J].吉林铁道职业技术学院.2003.01（06）：57-59.
【5】于宝疆，吴江滨，陈雪晶.盾构掘进地层变形分析与控制[J].市政技术.2006.24（06）：394－397.
作者简介：解楠（1982-）男，汉族，陕西西安人，信息产业部电子综合勘察研究院，工程师，从事岩土工程相关工作。
论文作者:解楠
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
标签：盾构论文; 地层论文; 风险论文; 隧道论文; 西安论文; 地铁论文; 专家论文; 《基层建设》2018年第31期论文;