地铁盾构施工项目安全风险评估分析

地铁盾构施工项目安全风险评估分析

孔德智

中交隧道工程局有限公司北京市100020

摘要：我国道路建设的快速发展使我国各行业发展迅速。许多城市在未来的城市规划中设立了有关地铁工程的建设项目规划，为了加快地铁项目的建设速度，也为了提高地铁建设工程的质量，在地铁建设过程中，项目人员采用盾构机方式进行地铁挖掘。但在盾构机的掘进过程中容易出现姿态偏差，机械设备故障等意外情况。因此，关于盾构机的使用，需要熟练的工作人员进行操作。

关键词：地铁盾构施工项目；安全风险评估

引言

地铁的出现很大程度上缓解了我国道路交通紧张的问题。伴随着城市化水平的不断提高，我国的地铁工程事业发展质量日渐提高。在地铁工程施工的过程以及施工安全监管的过程当中，施工的质量固然重要，但是在施工之前的安全管理方面也是非常重要的。可以说，一个工程的施工安全管理是一项工程完成的基本出发点。

1风险分类

风险的种类有很多，通过不同的参考可以将风险分为不同的种类，常见的风险种类包括：风险性质、风险环境、风险来源、风险对象、风险接受程度。与之对应的风险类型为：纯粹风险、投机风险、静态风险、动态风险、自然风险、经济风险、政治风险、社会风险、技术风险、责任风险、人身风险、可接受风险和不可接受风险。从宏观角度去看待工程风险，可以将其分为外部风险和内部风险。（1）工程外部风险,所谓的工程外部风险是指其造成风险的缘由不是由于施工本身而造成，而是由周围的环境和其他影响因素所造成的，包括政治风险、经济风险和自然风险。自然风险包括气象、气候恶劣、地质运动、施工现场条件恶劣、水文地质条件差、地理位置不利。政治风险包括政府对工程干预的程度、工程建设体制、相关法律法规执行程度、国际工程受国家关系变化影响。经济风险包括原材料的市场价格波动、通货膨胀率、投资环境、宏观经济形势。（2）工程自身风险,工程内部风险主要是针对技术方面而制定的，又分为技术风险和非技术风险。其中技术风险包括在勘察过程中，对地质地下管网结构勘察不够准确，在设计阶段中设计存在明显的缺陷，如设计内容不全、施工阶段施工方案不合理、实际施工操作不符合相关标准、施工工艺落后。其他的技术风险包括监测验收不到位。非技术风险包括组织管理、进度控制、成本控制以及外界的施工干扰，如资金供应不及时。

2盾构法施工中存在的风险及不足

盾构法施工具有较高的安全性，在明确盾构法施工中存在的风险及不足的前提下，往往可以更好地优化盾构技术。盾构法施工中最主要的风险之一是环境风险因素，要在明确环境条件的基础上掌握施工现场的地质条件、覆土层厚度、上覆土层范围内的地下结构以及地面结构等信息，从而进行参数设置，例如，土压力、推力、推进速度、注浆量等，如果施工中无法正确把握环境地质因素，会给盾构施工造成一定的安全风险。根据相关调查统计资料显示，在地铁施工安全事故中，由于施工工艺和技术方面的原因造成的安全事故约占事故总数的65.8%，其中主要原因是由于没能有效防止地下水渗漏以及其他一些不可预见的因素。而由于安全防护措施不当造成的事故约占事故总数的34.2%，其中主要原因是机械设备方面造成的事故。除此之外，在盾构法施工过程中，较常见的还有地表沉降问题，因为地表沉降现象不能完全避免，因此，需要将地表沉降量控制在一定范围内，如何对隧道施工上方一定范围内的地表沉降进行有效控制是地铁盾构施工安全风险管理过程中需要重点攻克的难题。

3地铁盾构施工风险辨识及分析

3.1工作井施工阶段

在盾构工作开始之前，工作人员将要面临的风险主要包括地面沉降风险、基坑失稳风险、设备损坏风险、密封失效风险、原材料质量不符合相应规定风险。出现涌水涌砂风险，主要是由于地下连续墙的施工质量不符合相关规范，具体的表现是工作人员在进行地下连续墙方面的工作时，对于施工细节没有把控好，造成两处接头处存在泥沙夹杂其中影响闭合情况，由于不能很好的闭合，当出现涌沙情况时难以很好的对其进行控制，导致在地下连续墙处频繁出现涌水涌砂的情况，影响后续工作进展。出现坑底隆起的情况，主要是由于工作人员在对围护结构进行施工时，对于坑底的插入深度不满足实际需求，或者是工作人员在对地基进行加固工作时没有把控好施工质量。出现基坑失稳情况，主要是由于该部分的支护结构强度不能符合实际需求，在实际使用过程中支护荷载小于实际荷载，导致基坑稳定性降低，还有一种情况是由于支护工作进行得不够及时。

3.2地铁盾构施工当中进出洞操作的风险防范方法

我们在进行盾构施工风险管控时首先应该做好的就是针对盾构机进出洞端头位置的地层进行科学加固，其加固的长度应达到盾构长度两、三环距离以上而在加固施工技术的选择上应根据地铁施工的具体地层情况而定；其二就是要要在地铁项目的盾构洞口凿除工作开展之前进行严谨的探水试验，避免在施工中出现漏水问题，只有确保无渗漏水问题时才能进行凿除，如果有渗漏水问题就要做好加固封堵工作而后再进行洞口凿除；其三就是要在进行复环管片拼装工作时要保证圆度，并要确保管片与轴线的一致性，同时还要采取措施保证管片控制的效果，确保盾构施工管片的质量。

3.3提升盾构技术的安全性

在地铁盾构施工过程中，还可以从施工技术着手，提高盾构技术和地铁建设的安全性。盾构机有3大核心技术，分别是自动控制技术、液压技术和密封技术。盾构机的3大核心部件包括刀盘、管片拼装机及螺旋输送机。要提升盾构技术的安全性，需要从技术掌握、部件配备等方面进行优化，以实现盾构技术的有效应用。以盾构的开仓作业环节为例，在盾构开仓作业过程中，除了需要有明确的安全施工方案，还要做好施工人员的培训工作；开仓前，盾构机要在检查无误的情况下，保证其气压系统以及气密性都符合施工的检验标准，并且停在地层自稳性较好的地段。盾构机在施工过程中，在后方的3~10环的范围内成型隧道管片、其中盾位置应利用双液浆打止水环箍。另外，在提高盾构技术的安全性的过程中，还应对已发生的事故进行分析，从而找到盾构施工的控制重点。例如，出现灾害性沉降时，要明确沉降原因：可能是因为地下水压强较大或地质条件不能满足盾构机的使用条件等。主观因素是施工中盾构超挖而造成地面沉降、推进参数在匹配过程中其匹配值并不合理以及千斤顶漏油等。而客观因素是因为注浆材料自身的不稳定性、土体施工不可避免的扰动以及盾构的选型。综合分析主观因素与客观因素后，施工部门需要在明确问题的基础上，加强对盾构施工技术的有效控制：如盾构机进出洞门时应优化反力架的强度、注重盾构机自身的旋转状态，并保障加固区的加固强度；在洞内进行轨道运输的过程中，需要确保人员与车辆的分离，洞内进行二次注浆时，应提升相关人员的安全保护程度。

结语

综上所述，随着社会经济发展和人民生活水平不断提高，人民对于城市出行安全和高效有了更高的要求，越来越多的城市人口对城市交通也造成了不小的压力，为了充分发挥城市地下空间的潜力，进行城市地下轨道交通的工程建设成为了各个城市未来发展中的选项之一。在进行地铁项目的施工过程中，要采用盾构机等专业设备，为了减少意外风险对安全质量和施工效率造成影响，需要相关工作人员在工程进行前，对工程进行过程中可能出现的安全隐患进行评估。

参考文献

[1]何梦超.地铁盾构法隧道工程安全风险评估研究[D].福州：福建工程学院，2017.

[2]吴凯.某地铁盾构施工项目安全风险评估[D].兰州：兰州交通大学，2016.

[3]曹振.西安地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术[D].西安：西安科技大学，2013.