地铁盾构施工中的安全风险和管控对策

发表时间:2021/9/7   来源:《中国建设信息化》2021年第9期   作者:袁小斌
[导读] 地铁盾构施工作业优势较为明显
        袁小斌
        中铁隧道股份有限公司  河南郑州  450001
        摘要:地铁盾构施工作业优势较为明显,可以较好提升整体施工水平,但是其中存在的各类隐患问题依然不容忽视,需要将安全管理工作落实到位,在切实做好地质勘察工作的基础上,优化施工方案,注重从设备、用电以及人员等多个角度入手予以把关,降低安全事故发生率。
        关键词:地铁盾构施工;安全风险;管控对策
        前言
        轨道交通成为当前城市重要交通工具,地铁项目施工建设也越来越受到高度关注。在地铁项目施工建设中,因为其施工难度比较大,需要注重施工技术层面的创新优化,力求体现较强适应性。盾构施工方法在当前得到了广泛应用,相对于传统施工模式,其表现出了明显优势,施工效率以及经济性得到了有效提升。但是在盾构施工过程中依然存在问题需要高度关注,尤其是各个施工安全隐患,需要予以高度重视,力求采取相匹配的策略予以防控,以便最大程度上降低安全事故影响程度。
        1地铁盾构施工概述
        盾构施工方法是当前地铁项目施工建设中较为常用的技术手段,尤其是在软弱土质区域,盾构法的应用更是表现出了明显优势。盾构施工方法的应用主要依托盾构机开展作业任务,其涉及到了推进千斤顶以及钢制壳板等结构,在利用钢制壳板针对相应结构进行必要支撑的基础上,千斤顶可以逐步推动前端刀盘进行开挖作业,以此实现对于地铁项目的稳步施工处理。为了更好优化地铁盾构施工处理效果,往往还需要在前端刀盘开挖完成后及时进行注浆作业,要求在盾构机尾端设置相应注浆结构,以此确保形成较为稳定的整体结构。对于地铁项目施工建设而言,往往其面临着较为紧张的工期要求,涉及到的地质条件同样也并不是特别理想,施工处理难度相对较大,盾构施工方法的应用表现出了明显的适应性,有效解决了传统开挖模式应用中存在的开挖和衬砌不协调问题,明显加快了施工进度。
        2地铁工程盾构法施工风险分析
        2.1 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。
        2.2 盾构掘进阶段的风险
        在盾构施工掘进阶段,所面临的风险主要体现在以 下几方面:在盾构施工的前面容易出现地层空洞,这就 会对施工人员的安全造成威胁;盾构施工的前方易出现 不明障碍物;盾构施工设置的参数缺乏合理性,也会为 工程施工带来风险;在盾构掘进作业中,轴线比较容易 出现偏差;盾构机械设备存在故障,或者日常维护不到位, 也会存在安全风险。
        2.3 盾构到达阶段的风险
         在盾构到达阶段,此时存在的施工风险主要体现在 以下几方面:①接收端头加固不当,就会存在沉降过大 的现象;②接收端头没有密封好,可能会造成淹井的现象; ③接收基座的强度不够,盾构机存在倾倒的风险。
        3地铁盾构施工风险控制措施
        地铁盾构施工风险控制在识别评价工程风险基础上,根据施工风险等级,针对重大风险采取有效措施加强管理控制,以保证地铁盾构施工安全。

地铁盾构施工质量控制重点包括轴线质量控制、进出洞阶段控制与注浆质量控制等;盾构施工安全技术措施包括盾构区间隧道施工安全措施、机械安全保证措施、管片吊装安全措施等。值得注意的是,要重点做好洞门遇水坍塌,管片拼装事故与盾构机故障等应急措施。
        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。
        地铁盾构掘进中严格把控盾构机姿态,每环拼装后测量误差,盾构机纠偏时每环纠偏量不超过5mm。隧道内每次管片拼装完成后测量盾尾间隙,保证盾构轴线准确。始发负环管片安装用钢板制作的吊篮进行固定,强制对中点三维坐标通过洞口导线起始边传递,盾构推进中要沿中心轴线推进。测量重点是隧道起始里程、设计曲线特征点。需要对管片实际里程检测,施工中对隧道关键点里程测量达到控制里程目的。膨润土压注盾构掘进停机前,通过膨润土管道系统向刀盘正面加注膨润土浆液,且注意四周均匀压注,使其进行适当出土。盾构进出洞段在洞口采取注浆加固方式,洞口处土体强度较低,地面加固可使用打桩方式加固,防止掘进时出现涌土流沙现象。
        盾构施工在运输渣土中,渣土车要防止由于下坡速度控制不当发生机车撞击事故。动车前,需确认其完好,对设备采取安全措施,运输车转弯控制好速度。电机车前段安装防溜车装置,避免电机车出现溜车风险。同时,要经常检查电机车刹车系统等,并定期维护隧道内轨道,以防止出现轨道松动偏离等现象。
        地铁盾构施工安全风险管控要结合工程顺序流程,分析影响施工安全的人、机、料、法、环相关因素,针对盾构施工安全管理重点问题加强风险管控。在盾构掘进前做好充分准备工作,并注意周边建筑情况,预先制定施工安全技术措施;盾构掘进中注意各掘进参数的变化,定时检查设备是否运转正常;运输管片要限制电瓶车运输速度;管片拼装要求连接螺栓紧固;隧道内预留人行通道。土方作业时,要有地面专人负责指挥,起吊时作业人员处于安全位置。
        盾构下穿建筑物施工前,需调查沿线建筑物,相关人员要亲自到现场做调研,并对施工人员进行技术交底,使其了解盾构与建筑物相对位置,同时还要在施工中加强巡视工作。在穿越前,要全面检修盾构机系统等机械设施,以避免盾构穿越中机械设备故障停机。
        地铁隧道采用盾构机利用计算机技术,不仅可以准确计算盾构机位置信息,还可以及时把结果反馈给工作人员,便于工作人员实时纠偏。现场要配备专业监测人员,并建立及时到位的信息沟通体系,而值班人员要及时将信息汇总来指导盾构推进施工。盾构穿越前,需布设沿线风险类建筑物的监测点,为施工参数控制提供数据支持。盾区间隧道下穿管线时,为控制地层变形,采用增设注浆孔管片。
        结束语
        综上所述,随着我国经济的发展,城市交通压力也在不断增大,因此各城市大力发展地下交通势在必行。在此前提下,地铁盾构施工安全管理受到了广泛关注。基于此,相关人员必须研究地铁盾构施工安全管理,同时运用工程风险管理知识,结合专家调查法与层次分析法来科学合理地研究地铁盾构施工风险的识别,对地铁盾构施工风险控制措施进行研究,从而有效保证地铁盾构施工安全。
参考文献:
[1]崔鹏飞.地铁盾构法施工常见风险及安全管理对策[J].中国建材,2020(8):125-127.
[2]智学民.地铁盾构隧道施工安全管理及成本控制研究[J].中华建设,2020(6):60-61.
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