地铁盾构施工风险控制技术研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年2月6期   作者:李明泉,黄利群
[导读] 近年来,我国的工程建设有了很大进展,
        李明泉,黄利群
        青岛第一市政工程有限公司  山东 青岛 266000
        摘要:近年来,我国的工程建设有了很大进展,地铁施工也越来越多。随着现代社会的高速发展和大众对出行效率的需求提升,全国各地有能力、有条件的城市都在修建地铁,但地铁线路大部分在城市地下进行,所以施工环境容易受地质条件和其他因素所影响,导致安全事故频发。本文首先对地铁工程盾构法施工风险进行分析,通过结合背景对地铁盾构施工中的风险源进行了辨识分析和研究,并针对典型的风险点提出了相关控制措施,为同类型地铁盾构施工提供参考,以期促进行业发展。
        关键词:盾构施工;风险控制;城市轨道;地铁施工
        引言
        从地铁工程的建设来看,其具有施工环境复杂、投资大、周期长、施工难度大等特点,这也就导致施工中存在着多种风险。随着地铁工程施工技术的发展,盾构法逐渐地被应用到地铁项目施工建设中,虽然盾构法对于地铁区间隧道的建设有很多的优势,然而由于所使用的设备投资大、操作要求高、影响因素多,尤其是在具体的施工中还存在很多的不确定因素,这就导致盾构法施工存在着诸多的风险。对此,文章中针对地铁工程盾构法施工风险进行了分析,并对其规避措施进行探究。
        1地铁工程盾构法施工风险分析
        1.1盾构始发阶段的风险
        在盾构施工的始发作业阶段,施工风险主要体现在以下方面:始发段的施工作业容易导致前方存在各种空洞,引起出现塌方事故,威胁施工人员的生命;在始发段的施工过程中,若是顶部与护壁的加固不牢,则可能会引起涌水塌方;应用盾构法施工时,需要使用到盾构机,若是盾构机的基座不稳、质量差,这就容易出现盾构机倾翻的情况,为施工人员带来安全风险;在盾构施工中,还存在反力架不稳定的情况,这也会存在安全风险;在盾构施工中,对于洞封门的凿除,若是没有及时清除土则可能会造成涌土,为施工的顺利进行带来了风险。
        1.2对地铁盾构施工风险管理的意识缺乏
        目前,我国地铁建设正处于高峰期,截至2020年全国已有43个城市开始建设地铁和运营地铁项目,这给相关技术和管理人员带来了巨大的缺口,而目前我国地铁专业技术人员的专业素质参差不齐,管理人员普遍缺乏风险控制意识,许多项目负责人只注重工期和效益,忽视了风险控制,导致地铁建设风险管理资金和时间投入明显不足,对风险控制的方案和措施不科学、不完善,是近年来地铁建设安全事故频繁发生的主要原因。
        1.3盾构小半径曲线掘进下穿密集建筑物
        盾构的极限转弯半径为250m。盾构始发后沿花溪大道掘进,然后以340m小曲线转弯半径左转下穿绿洲便捷酒店、车水路小区、升华汽配城、青山路老旧密集住宅平房、青山小区等住宅楼群。存在的风险为:①盾构姿态及管片变形不易控制,掘进过程中容易出现管片错台、破损、渗透水现象;②盾构进入房屋密集的居民区,建筑物可能会沉降、倾斜,甚至倒塌。
        2地铁盾构施工的风险控制
        2.1始发阶段风险规避的措施
        ①安装始发基座。在地铁工程建设的过程中,采用盾构法施工,需要提前将盾构基座安装牢固,所以这就需要对平面的位置与高程进行精确地测量,以此来增强基座安装位置的准确性,同时还需要对基座的质量进行严格的检查,确保基座的质量符合质量标准,以此来增强基座的质量安全,这样就可以在最大限度上避免由于基座安装位置不正确或者基座质量问题引起的安全问题。②反力架施工。从地铁工程的盾构施工来看,反力架是孙购机进行反力的主要构件,在盾构机的实际应用中发挥着关键性作用,所以在使用盾构机之前需要对施工现场的实际受力与变形状态进行有效的准确的计算,然后对计算结果进行核查,在受力与变形符合施工标准后,方可将盾构机投入到使用中。③洞口密封施工。

在地铁工程盾构施工中,在进出洞经常会出现流沙或者流水的情况,这就会加剧施工风险,所以为了有效地解决这种情况,必须对洞口进行密封,针对不同的地层采取针对性的密封方法,并采取合理的密封技术,在具体施工中还需要严格地按照施工方案设计的技术来进行作业,以此来增强洞口密封质量的安全性。④合理确定参数。在盾构施工始发作业阶段,由于施工影响因素较多,同时施工操作人员对于地层施工更需要有一定的适应时间,盾构机的稳定性也不够,所以必须对盾构的参数进行详细地分析,以此来推进始发阶段的作业顺利实施。
        2.2建筑物与地下管线风险的规避工作
        第一,施工前应对盾构下穿建(构)筑物的建造年代、基础形式、使用现状等进行详细调查;第二,加强监控量测,对邻近建筑物及下穿管线布设监测点,在施工时进行实时监控,根据监测数据及时调整盾构掘进参数;第三,在进入建筑物及地下管线前须对盾构机进行全面检修,确保穿越过程中设备无故障,连续施工;第四,盾构掘进进行严格的线形控制和姿态控制,姿态调整不宜过大、过频,减少纠偏,姿态调整控制在±4mm范围内,以避免对土体的超挖和扰动。
        2.3盾构信息化施工
        盾构通过数据线将施工动态信息实时反馈给地面控制中心,从而实现对施工的动态管理。地面控制中心配置大数据系统或盾构云系统。盾构始发前在大数据系统内录入区间轴线、高程、地面建(构)筑物位置、风险源等详细信息。在盾构掘进过程中实时监控盾构掘进参数,辨别风险源,提出合理化建议。
        2.4达到阶段风险规避的措施
        在地铁工程盾构施工的到达阶段,则需要对整个接收过程中的参数进行观察和控制,对于其中存在的异常情况需要及时的汇报,并分析原因,确保没有安全风险后方可继续施工。在接收端土体的加固措施在检验合格之后,保证其强度符合设计标准时,就可以对此段进行掘进施工,然后需要对接收施工阶段的地面沉降进行实时的监控。对于接收基座则需要在盾构达到之前安装好,对于接收洞口密封与止水设施的安装在验收合格之后,才能够进行盾构接收作业,并在接收洞门前搭好洞门凿桩的脚手架,同时将洞门松动的土体清理干净,以此来增强其防水性能。
        2.5人员风险意识
        定期组织管理人员、技术人员和作业人员进行教育培训,组织举办以风险控制为主题的专项活动,提升专业技术人员的技术水平,提升风险意识。在施工过程中狠抓风险管理,制定完善的风险管理制度,严格按照设计和施工要求进行施工作业,同时监理单位应做好监督工作。
        结语
        综上所述,从地铁工程的盾构施工来看,由于段沟隧道建设的规模比较大,所以在具体施工中存在的影响因素也比较多,这就导致盾构施工存在较高的施工风险。所以,作为地铁工程的建设单位,必须将各个施工环节的安全管理工作重视起来,在施工之前对盾构施工中存在的风险进行预测和分析,并制定好应急预案,以此来有效地应对安全事故,全面提升地铁工程建设的安全性,推动城市轨道交通网络的完善。
        参考文献
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