复杂工程地质条件下过江盾构隧道风险管理与对策

发表时间:2019/1/10   来源:《建筑学研究前沿》2018年第31期   作者:朱冬
[导读] 简要论述风险管理工作的标准要求,并针对几种常见的复杂工程地质条件,提出相应的风险管理措施。

广东华隧建设集团股份有限公司
        摘要:伴随着我国社会经济的不断发展,为了适应新时代社会的要求,越来越多的隧道建设项目逐渐兴起,复杂工程地质条件下过江盾构隧道就是其中一项较为关键的隧道建设项目。在该类建设项目的施工阶段中,风险管理工作贯穿在施工的全过程中,起到了十分重要的作用,能够让施工过程规避风险,避免安全事故的发生,从而保证建设项目顺利竣工。本文针对复杂工程地质条件下过江盾构隧道施工中的风险管理进行探讨分析,简要论述风险管理工作的标准要求,并针对几种常见的复杂工程地质条件,提出相应的风险管理措施。以供相关部门借鉴。
        关键词:复杂工程地质条件;盾构隧道;风险评估;风险管理
       
       
        引言
        近几年,随着我国城市化建设的有序展开,盾构隧道建设施工的规模逐渐增大,所遇到的复杂工程地质环境越来越多,这无疑为盾构隧道的建设施工增加了难度。同时因复杂工程地质环境的影响,在盾构隧道的施工过程中,一旦发生事安全事故,必将造成极大的经济损失和严重的社会影响。由此,必须加强对复杂工程地质条件下过江盾构隧道的风险管理工作,对施工风险进行预测和把控,从而降低事故的发生率,确保施工安全顺利的进行。
        1.盾构隧道和盾构隧道风险
        盾构法的第一次应用是在英国泰晤士河水底隧道的施工建设中,之后便在世界范围内快速发展,成为在地层条件较差、地下水位较高或地质情况复杂等复杂工程条件下,进行隧道施工的关键技术。尤其是在跨江越海通道工程中得到了广泛的应用。盾构施工体系主要有三部分:施工环境、盾构和人。这三部分之间存在着一定的关系:施工地质环境是基础、盾构是关键、人是根本。盾构隧道的施工风险主要是指在施工环境和其他风险因素的影响下,致使施工中隧道自身、周围环境或人员设备发生安全事故从而引起损害的可能性。在此类项目施工中,时常会因为地质勘查的不准确性以及施工环境的复杂不确定性,再加上施工中管理工作不到位,施工人员专业素养不足等因素,导致在实际施工的过程中出现一定的风险问题和安全隐患,制约施工的顺利开展。因此,必须要加强对该类施工项目中的风险的重视程度[1]。
        2.复杂工程地质条件下盾构隧道风险管理
        2.1 风险管理中的风险评估和辨识
        在过江盾构隧道的施工中,首先进行施工风险的辨识和评估,要结合项目的适应性进行综合考虑,确定风险源。主要的风险能够分成三种:一是可预测可预防风险。这类风险是施工中存在的大部分风险,可以根据相应的降压还能进行解决,实现风险可控。规避这类风险的主要方式是通过对施工中各环节问题的细致研究,从而找到相应的对策措施[2]。如盾构始发与达到的安全问题、刀具的选择、隧道上浮情况、过江段掘进问题等。二是可预测难预防风险。这类风险是施工中存在的小部分风险,能够进行预测,但因技术问题,不能实现有效的把控。此类风险在处理上现今只能通过投资或工期为代价,利用人为处理的方式进行一定程度的把控。如因复合地层具有的多变性导致施工方式不能适应地质变化而引起的问题、在淤泥地层中遇到的巨大坚硬抛石问题或盾构掘进过程中遇到的阻碍问题等。三是不可预测不可预防的风险。这类风险属于特殊风险,无法进行有效的控制。此类风险只能通过在施工过程中加强精细化施工管理力度的方式进行风险事故的预防。


施工中精细化管理主要包括:明确施工中风险分析的思想;加强施工人员风险管理的意识;提高施工团队的专业水准;完善风险管理制度;建立风险把控体制;做到风险的动态控制等[3]。
        2.2 风险管理在施工各环节中的体现
        根据对施工风险预测和评估的结果,制定相应的风险管理方案,并选取科学合理的防治对策对施工中的风险进行有效把控。主要的风险管理对策可以在施工中的各个环节体现。例如针对施工中的地质工作和环境调查工作而言,在盾构隧道施工前,必须要对施工环境的地质情况进行调查和检测,从而获取详细的地质资料、盾构隧道沿线地层土质情况报告以及盾构隧道沿线的水文地质情况报告。并对施工的影响因素进行分析,找到可能出现的风险源头;针对盾构选型和细节功能设计而言,必须结合施工的地质条件、工程施工的适应性、隧道线路、工期、成本等因素综合考虑,按照可靠性、技术先进性、经济性的原则排序,选取最为合适的盾构类型,注重细节功能的设计,降低施工风险,确保施工安全[4]。针对方案的制定和优化而言,必须根据施工的具体水平,结合施工实际环境,综合制定科学合理的施工方案,并在施工过程中,不断优化,确保施工方案安全可行。同时要严格按照施工方案进行标准化的施工,避免因人为因素带来的风险隐患。
        3.针对不同复杂工程地质环境的风险管理分析
        3.1富水圆砾层中盾构掘进风险管理
        在复杂的工程地质条件中,圆砾地层是一种常见的复杂地质环境,其具有上软下硬的特点,在盾构隧道的施工过程中,极可能会出现大量地下水涌出的情况,导致流沙、流土、地下水突涌的地质灾害发生。这中地质环境主要具有的风险包括:施工中大量的砾土流动,导致地面塌陷、造成房屋倾斜开裂以及地下管道破损的风险事故,会对施工造成极大的不利影响,还未施工周围的建筑物或道路带来一定的安全隐患[5]。
        针对这类地质环境带来的风险,在风险管理中,可以采用相应的对策进行处理。在盾构穿越该地段时,可以对地表区段进行注浆加固;在盾构掘进过程中,可以向刀盘中加入膨润土,改良图纸,防止掘进时喷涌现象的发生;一旦在掘进过程中发生喷涌,可以利用保压泵渣系统控制喷涌;在掘进完成之后,及时进行二次补注浆的加固,并利用相应设备进行地质扫描,发现问题及时处理。
        3.2高水压强渗透风化砾岩中盾构掘进风险管理
        高水压强渗透风化砾岩层也是盾构隧道建设过程中,常见的复杂地质环境之一。这类地质环境,渗透能力较高,岩层易发生碎裂,在过江盾构隧道的施工中,施工水压较高。这类地质环境在施工中存在的风险主要有:会造成道具的严重磨损或刀盘开口处形成泥饼,影响施工进度;在盾尾处易发生漏水漏浆情况,导致突涌现象的发生;一旦地质勘查孔的封孔工作不达标,极易造成隧道涌水,喷涌现象的发生,引起极大的安全隐患。
        这类地质环境主要的风险管理对策有:在进行盾构掘进的过程中,根据底层、地表的实际情况,及时对刀具进行检查或更换;在施工检测的基础上,定期向盾尾注入一定的油脂,并设置相应的盾尾刷,图涂上放锈剂,避免突涌现象的发生;使用快硬早强型浆液进行注浆,并控制注浆的压力;防止注浆压力过大从而击穿盾尾刷;在施工中,实施同步信息化施工,严格把控盾构机的纠偏量和掘进速度[6]。
        4.结语
        综上所述,在复杂工程地质条件下过江盾构隧道的风险管理工作是施工中的重要管理工作之一,施工单位必须加强对风险管理的重视,对施工中的具体风险进行辨识评估,选取最为合适的对策进行风险的把控,从而确保施工的安全。
       
        参考文献
        [1]戴亚军,王建辉.复杂工程地质条件下过江盾构隧道风险管理与对策[J].矿业工程研究,2018,33(03):45-51.
        [2]李岳.超大直径越江盾构隧道管片错台及渗漏影响研究[J].现代隧道技术,2018,55(04):42-46.
        [3]朱军荣.潮汐变化对运营期越江盾构隧道变形的影响规律分析[J].建筑科技,2018,2(01):36-38.
        [4]苗雨,陈超,阮滨,庄海洋.基于广义反应位移法的过江盾构隧道纵向地震反应分析[J].北京工业大学学报,2018,44(03):344-350.
        [5]杜远港,胡珉,滕丽,喻刚.潮位变化对上海某越江盾构隧道变形的影响规律研究[J].隧道建设(中英文),2017,37(11):1424-1429.
        [6]曾学艺,梁禹,李科,阳军生.浅覆大直径越江盾构隧道施工阶段管片上浮分析及控制措施研究[J].铁道建筑,2017(05):71-75.

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