盾构隧道事故风险分析与识别

盾构隧道事故风险分析与识别

夏磊

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摘要：现阶段，随着我国经济实力和综合国力的不断提升，社会的各项基础设施得到了极大程度的建设与完善，在城市化建设进程推进过程中，涉及到地铁交通隧道工程项目的施工作业，大力开展隧道工程能够有效缓解地面交通的通行压力，提高人员的出行效率。在盾构隧道施工作业中需要对其中潜在的事故风险进行分析和识别，从而保证盾构隧道施工的安全性和质量。本文主要对盾构隧道事故风险分析与识别做了详细研究，从而为相关人员提供有用参考。

关键词：盾构隧道；事故风险；分析；识别

1地铁盾构施工法具体内容

盾构隧道开挖是当前城市地铁工程项目施工所采用的主要技术，其在实际建设过程中，需要在支撑地层压力的情况下可以沿着设计路线推进并设置矩形和U型等钢筒状结构。在支撑结构的保护下进行挖土和送土等施工作业。盾构隧道开挖法的特点主要是在整个地下施工过程中都是在完成的钢结构保护条件下进行相关操作，从而防止出现地面沉降和坍塌等事故。盾构法本身有着更高的施工效率和安全性，能够为施工人员提供良好的作业环境。盾构施工有利于大型机械设备的运转和移动，其整体的机械化程度比较高。针对部分地理位置并不是很好的城市，其地下水位较高，隧道埋深较大的情况下，盾构隧道施工技术应用的比较广泛。

2盾构隧道的施工特点

盾构隧道施工涉及到盾构始发井施工、盾构设备下井组装调试、盾构试验段掘进、负环拆除、盾构掘进、道具和盾尾刷更换等流程，需要多方面施工人员进行紧密协作来完成施工作业。盾构隧道在地表以下进行施工作业，所面对的地质环境比较复杂，在兼顾地面建筑安全的情况下，需要及时预防和识别各项事故风险，确定具体的风险源，在此基础上制定有效的紧急事故应急处理方案，建立事故风险分析与识别机制，保证施工人员安全与盾构隧道工程项目的顺利施工。

3盾构施工危险源辨识评估内容

盾构隧道施工过程中进行事故风险分析和识别是非常重要的一项工作任务。在实际工作中，需要确定风险源的种类，在此基础上才能采取合适有效地处理和控制措施。盾构隧道施工体系涉及到地质、盾构设备和人员这三项关键因素。施工作业中出现的安全事故与这三项因素之间存在着密切关系。盾构隧道事故风险源也需要结合核心目标划分为自然风险、人为风险和盾构设备适应风险三类。

盾构隧道事故风险在狭义定义风险，主要是指在自然界中或者人为存在的不可抗拒的风险因素，在施工过程中管理人员无法对潜在危险源进行有效预测喝把控。狭义层面的自然风险是指由自然界不可抗拒的外力，例如自然灾害等因素，其会对盾构隧道施工作业安全性产生严重威胁。人为风险是指由人主导所造成的危险和事故。

4盾构施工危险源类型

4.1盾构始发及到达危险源

反力架失稳危险。在使用盾构机时，应在开挖开挖用于放置盾构机的立井或基坑。在地面上设置一个反力架，用于支撑盾构机在地面上推进时受到的地层压力。底部的泥土对盾构机产生了很大的压力，在盾构机的推进过程中，将推力传递到基坑的后侧。而在盾构开始时，由于反力架的强度、刚度和稳定性不能满足盾构机启动时的初始反作用力，从而造成反力架的稳定性。反力框架的不稳定，很容易使盾构机不能正常工作，或使其前进方向发生偏差，从而对施工进程造成极大的不利影响。

4.2地表沉陷危险源

盾构隧道施工的主要场地是在地下，地面坍塌是最常见的安全隐患。或由于隧道洞口关闭设备的安装不牢固。在开始或抵达时，由于盾构机的脱轨，造成了洞口的封口，造成了底部的泥土流失，造成地面塌陷。同时，由于车站施工过程中，由于基坑的降雨，造成了端部地层的水土流失，地层中的孔隙被盾构机的推进扰动，容易造成底层塌陷。隧道顶部覆盖土为人工填土、粘土和粉质粘土、卵石土，由于盾构施工的干扰，这些特殊的地层很容易发生不稳定沉降。在盾构施工中，由于开挖时的平衡土压力太小，出现超挖，注浆不充分，造成地层损失过大等原因，会造成地表塌陷。由于隧道在不同的地质情况下要经过，所以，在不同的土壤情况下，采用相应的出土量控制标准，但如果不及时调整土壤性质，就会导致超挖。铁路南车站开挖段在砂砾岩和复杂地层中进行盾构施工，出渣的数量难以掌握，易出现超方现象，造成地面和建筑结构的沉降，对现有桥梁的安全运行产生不利影响。三环路是成都市的主干道，车辆很多，一旦发生事故，对整个城市的影响很大。

4.3刀具磨损风险

盾构机在隧道施工中的地质条件十分复杂，在车站南站的盾构施工中，不仅存在着大量的土层，而且还存在着砂卵石、砂石和泥岩的混合体。在复杂的地层条件下，盾构施工中的刀盘受到的应力分布和刀盘、螺旋机的破坏是十分严重的。如果刀具、刀盘不能及时检查和替换，或所选用的工具不适合当地的地质情况，将会对盾构机的正常挖掘造成很大的影响，甚至彻底丧失掘进的能力。

在富水砂砾岩地层中，由于砂、卵石土层渗透系数大，难以形成不透水、塑流性的碴土，难以建立起土压平衡机制，或由于土体压力不稳定，容易出现涌水、涌砂等问题。在没有改善碴土的情况下，螺旋运输机容易出现喷水现象，造成土仓压力下降，出碴不顺，从而影响施工。在风化泥岩层开挖过程中，盾构机很容易产生刀盘中心的淤泥，造成盾构机长时间停机，有发生卡壳等危险。这对项目的进度有很大的影响。

4.4滞后沉降危险源

盾构隧道施工中存在的滞后沉降危险源主要是指在挖掘作业结束后的隧道出现地表沉陷现象。结合当前监测技术无法及时有效地识别到地层中存在的空腔，滞后沉降的发展具有突发性的特点。对于部分盾构隧道工程项目来说，可能有面对多条支路和城市下穿隧洞结构，并且在上方地层中存在着复杂的地下管线设施，道路上的车辆和行人也比较多，盾构区间可能需要侧穿周边的建筑物。滞后沉降事故会引发大范围的地表沉降和坍塌事故，对道路和管线设施产生巨大破坏，严重威胁人们的生命安全。

4.5其他人为操作危险

在盾构隧道工程项目建设时，许多人为因素会给施工工作带来许多的风险，在项目实施之前，要对工程项目的地质进行全面的勘察，分析不良地质部分和可能产生的风险。在项目施工场地的地质勘查时，如果工程人员没有进行全方位地勘察分析，那么就会导致后期的项目施工中无法提前针对风险隐患采取的预防措施。对于盾构施工，人为因素产生的风险包含了工程人员没有按照施工制度和相应的工程建设流程来操作，也未能够按照工程方案的要求及使用盾构机及配套设备。没有做好充足的准备工作，也对施工现场的各个作业环节未能够进行严格监督检查，另外，也没有能够对整个施工过程进行监督。部分工程人员责任心不强，就会导致项目建设质量下降，而且也会使项目建设进度被拖延容易造成安全事故产生，及影响到日常工程的质量。一些工程人员的安全思想意识比较淡薄，缺乏安全自然意识，就容易造成一些安全的保障措施落实不到位，从而可能引发非常严重的安全事故。

结语

综上所述，在盾构隧道工程施工过程中，受到地质环境和施工条件等因素的影响，施工作业本身的危险程度比较高，因此做好事故分析风险分析与识别工作是非常重要的。安全管理和风险防范工作需要结合盾构隧道施工作业的特征采取合适事故风险识别方法，制定有效地预防和控制措施，才能降低安全事故的发生几率，为施工人员安全和盾构隧道施工作业的顺利进行提供可靠保障。

参考文献

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[2]薛社社.地铁土压平街式盾构隧道施工安全评价模式研究[J].价值工程,2015(3).

[3]潘庆贤.浅谈盾构隧道施工风险与规避对策[J].四川水泥﹐2015,02:177.