摘要：本文从地铁隧道盾构施工的施工特点、地铁隧道盾构施工的风险管理、地铁盾构施工的安全风险管理策略的方面来对地铁盾构施工的安全风险管理进行分析。
关键词：地铁；盾构；施工；安全风险
一、地铁隧道盾构施工的施工特点
（1）盾构施工的优点
将此施工方法运用于地铁施工位置周围建筑物密集的工程中，不仅可以有效减少地铁施工对道路和建筑物产生的影响，还可以减少对周围居民日常生活的影响；盾构施工的机械化程度高，可以按照既定的操作程序开展，施工管理和控制更加容易；利用该施工方法可以通过控制盾构的施工参数来减少对地层的干扰；该施工方法不容易受到气候条件的影响；穿越江河湖海时，不会对航运产生影响。
（2） 盾构施工的缺点
若周围障碍物较多，会导致施工受阻；若地层中含有沼气等有毒气体，或施工过程中遭遇流砂地层、地层空洞等均会对施工产生影响；若施工隧道的曲线半径过小，隧道覆土过浅时采用该工方法操作难度大；盾构施工中的自动监控系统、液压系统、自动控制系统等操作难度大，对操作人员的要求较高；运用盾构机价格昂贵。
二、地铁隧道盾构施工的风险管理
（1）地铁隧道盾构施工风险管理的范围
研究表明，地铁隧道盾构施工风险管理的主要范围包括以下几点方面：第一，对盾构施工过程中可能导致的意外事故风险与经济损失风险；第二，由于盾构施工工期延长而引起的风险；第三，由于盾构施工人员操作不当而导致的安全风险，如人身安全；第四，周围建筑物的不均匀沉降、重要建筑物的保护等。
（2）盾构施工的风险识别
盾构施工风险管理的主要工作是进行充分的风险识别，则指由建设单位、设计单位、监理单位、施工单位所组成的风险管理小组运用一些有效方法对盾构施工中存在的潜在风险进行充分的认识，并结合地铁工程的特点，寻找出解决施工风险的措施，以确保地铁隧道盾构施工过程中的安全目标。在地铁隧道盾构施工中，风险识别需要从以下几点入手：1、地铁隧道的勘测、设计详细资料；2、地铁隧道所处的地质水文及周围状况；3、盾构机的性能参数及其他辅助施工技术参数；4、盾构施工组织设计方案及施工专项方案；5、施工人员组织管理、技术管理，施工材料质量管理。
（3）盾构施工的风险估计
风险估计主要在风险识别的前提下，通过风险识别所掌握的基本信息，并借助概率统计的基本原理，估计地铁盾构施工过程中可能发生的风险概率。主要包括：调查收集数据、建立风险模型、风险概率和造成后果的估计等。地铁盾构施工风险估计主要进行风险事件发生的可能性、风险事故发生的严重性、风险事件的影响范围等工作。
（4）盾构施工的风险评价
在对不同风险事故进行估计后，就可以对盾构施工的整体风险，或某一施工阶段的风险进行发生概率与可能结果归纳总结进行评价。而风险评价则是应用最简单的方法寻求出风险发生概率，并将其评价结果与风险评价标准相互比较，如果其大于评价标准则放弃该方法，若风险事故发生概率低于评价标准，则接受该风险。这种方法虽是最简单，但也是最保守的。
（5）盾构施工的风险对策
1、提高盾构施工人员的技术
在盾构隧道工程施工前，需要对现场管理人员进行管理知识培训，确保管理人员掌握管理技能。同时，在工程施工过程中，要求监理人员重视现场的施工管理工作，对盾构隧道工程施工中的隐蔽工程、钢筋工程等进行验收，并如实记录监理日志，完善施工现场的监理工作。在盾构隧道工程施工前，应确保施工人员全面掌握工程施工技术。因此，在重要的分部分项工程施工前，需要项目技术负责人对现场所有的施工人员进行工程（施工技术难点、常见问题与预防措施等）施工过程的技术交底，确保每位施工人员充分掌握施工意图与施工技术要点。同时，要加强对现场的施工人员进行质量安全教育，以确保盾构隧道工程施工质量符合设计要求。此外，对一些特殊工种，例如焊工进行培训，并要求他们持证上岗。
2、严把施工材料质量
在选取原材料时，需要注意以下几点：第一，水泥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆选择抗渗性能较高的水泥品种，且水灰比较低，降低混凝土混合物需水用量，并要求水泥的抗压强度、细度、安定性、凝结时间等满足盾构隧道施工的要求；第二，对进场的管片进行外观检查，确保管片外观无明显的裂缝，并对管片的受力性能进行检测，确保其可以承受隧道上部土体的压力，并满足地铁隧道防渗水的基本要求；第三，外加剂。为了确保盾构隧道施工的安全性，需要在混凝土中掺加合适的外加剂，例如早强剂、减水剂等，以提高混凝土的早强、抗裂性能。
3、盾构出洞风险对策
针对拆除封门时出现的流沙、涌土风险，其解决对策：第一，尽快使盾构机出入洞口，并采取双桨液注浆、直接冻结等及时对洞口土体进行加固；第二，加强土体、地下管线、周围建筑物的沉降观测。针对洞口土体流失风险，其解决对策：第一，提高洞口土体加固效果，确保洞口土体强度与均匀性；第二，准确安装洞门密封圈，并避免在盾构机掘进过程中刀盘割伤周围的橡胶圈；第三，在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的突出物体，在相应位置设置可调节的构造，保证密封的性能。
4、盾构掘进风险对策
针对盾构掘进中掘进面土体失稳风险，其解决对策：第一，根绝隧道周围土质，计算出合理的土压、推进力、掘进速度，确保盾构掘进中掘进面土体稳定；第二，当掘进到软土区域时，可根据控制掘进速度平衡掘进面土体稳定；第三，加强土体、地下管线、周围建筑物的沉降观测。针对盾构沉陷风险，其解决对策：第一，提高地质探测结果的精度，加密勘测孔数量，准确探测出不良地质的位置、埋深等；第二，勘测盾构机开挖面前方20m 的地质，准确探测出不良地质或障碍物；第三，定期检测盾构机的掘进性能，确保掘进施工的顺利开展。
三、地铁盾构施工的安全风险管理策略
（1）有效控制刀盘和刀具磨损
在变化较大的岩土地层中进行施工时必须避免刀具出现磨损，其主要包括以下几方面：应当选择硬度较大、抗剪性较强的刀刃，并在施工中应当充分结合重型刀具进行施工；对所有刀具进行合理布置，并通过增加刀具数量的方式提升施工效率；合理控制长短刀具的使用比例，从而满足不断变化的岩土层施工需求；对滚刀进行适当改造，以保证在特定岩层中进行掘进的基本效果；对刀具进行有计划性的更换，从而有效控制刀具磨损的基本程度。
（2） 有效控制软弱底层施工
因为软弱土层具有容易丧失压力平衡，风险事故较大等特点，在实际施工过程中应当采取相关措施对其进行有效控制，从而保证施工安全。在施工中选择泥水平衡盾构机，从而有效控制泥水压力和粘稠度，避免地表出现沉降，保证实际掘进效率。在淤泥土层中的施工往往会受到地下水压力的影响，倘若盾构压力采用地下水压力E+20kPa，当盾构泥水的压力变化比淤泥主动土压力小时，往往会引起淤泥开挖面失稳，从而将地下水压力控制在可接受范围之内，最终保证在实际开挖过程中不会出现坍塌和隆起现象。倘若对淤泥层进行注浆加固，应当有效控制浆液参数和配合比，并采取由浅到深的方式反复进行，最终保证施工的基本质量。
（3）有效控制管片拼装及同步注浆
管片拼装指在盾壳的保护下，由盾尾管片安装设备拼装管片成环，进而形成隧道衬砌，管片与围岩之间的环形间隙以水泥砂浆同步注浆进行回填。管片安装须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。管片块安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机，并应在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。为控制地层变形，稳定管片结构，控制盾构掘进方向，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时，管片背后环向间隙通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管进行同步注浆，重点关注浆液配合比、注浆量、注浆压力等主要技术指标。
（4） 有效避免隧道盾构机施工中坍塌事故
针对塌方事故，需要在初步对产生问题的原因进行分析后，立即采取对应措施，防止地表沉降的进一步扩大，并保证盾构机能够安全通过沉陷区域。要重点把握好以下四个方面的问题：①拦截塌陷周围的地表水，以防其进一步渗入隧道中，以此降低隧道中的涌水量，并第一时间回填塌孔；②要把握好盾构机推进和出土的速度，以保证开挖面的土层压力平衡，减少地表沉降量；③增加注浆量，预防地表沉降范围的进一步延伸；④加强监控和测量，重点是测量出土量、土仓压力、注浆量等，以便及时调整掘进参数。
总结语：
在地铁隧道盾构施工过程中，因为各方面因素存在不同程度的风险，所以需要施工单位在具体施工环节中，充分考虑地铁所在位置地质的复杂性，并根据实际情况制定出一套有针对性、科学性的风险规避方案，从而确保地铁隧道盾构施工的顺利完成，全面保证施工人员的生命安全。
参考文献：
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[3]王晶，王鹏飞，谭跃虎． 地铁隧道工程施工过程中风险管理研究．地下空间与工程学报，2009
论文作者:王源
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/7
标签：盾构论文; 风险论文; 管片论文; 隧道论文; 地铁论文; 风险管理论文; 压力论文; 《基层建设》2017年第13期论文;