地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制

地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制

宁高岩

中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 浙江 宁波 315100

摘要：在现代交通建设中，地铁盾构区间隧道施工存在着诸多风险因素，包括地层条件、地下水、地下管线、周边建筑物等。为了控制这些风险，需要采取一系列措施，对施工现场进行监测，及时发现问题并采取措施，以避免风险的扩大。另外，还需要对施工人员进行培训，提高他们的安全意识和应急处置能力。只有这样才能确保施工的质量和安全，促进地铁建设的顺利进行。

关键词：地铁盾构；区间隧道；施工风险；分析；控制

1盾构法施工概述

1.1盾构机的原理

盾构机是一种用于地下隧道开挖的机械设备。它的工作原理是：通过盾构机的推进，将地层土壤挤压刀盘土仓内，同时通过盾构的刀盘进行切削，将土层切割成小块并将其输送到盾构机内部，最终通过输送带或螺旋输送机等方式将土层运出隧道，完成开挖作业。盾体是盾构机的核心部件，也是盾构机的主体部分。它由两部分组成：前半部分是刀盘，用于切削土层；后半部分是盾体部分，用于输送土层并支撑周围地层。刀盘的切削力是通过众多的推进液压缸对推进盾构壳进行推进，同时，盾构壳可以支撑周围地层，防止地层坍塌。盾构机的工作过程中，需要考虑地层的稳定性和土层的输送，同时也需要注意机器的维护和保养，确保盾构机的正常工作。盾构机在地下开挖的过程中，还可以根据需要进行液压压力的调整和挖掘参数的调整，以满足不同地质条件下的开挖需求。

1.2盾构法施工的优缺点

1.2.1优点

（1）安全性高。盾构法施工过程中，不会对地面造成明显的破坏和沉降，减少了对周围建筑物和道路交通的影响，同时可以有效避免地质灾害的发生。（2）环保性好。盾构法施工过程中，无须开挖大型工程和堆放大量的土方，减少了对土地和环境的破坏，同时也减少了扬尘和噪音污染。（3）施工效率高。盾构法施工过程中，施工速度快，可以在短时间内完成大量的工作，大大缩短了工期。（4）适用性广。盾构法可以适用于不同地质环境下的隧道建设，包括软土层、砂层、岩层、水下等不同地质环境，具有很高的适用性。

1.2.2缺点

（1）成本较高。盾构法需要大型的盾构机和高精度的管片制造设备，施工成本较高。（2）技术要求高。盾构法需要高水平的技术人才和精密的设备，对施工人员的技术和管理要求较高。（3）存在质量问题。盾构法施工过程中，由于地质环境的变化和设备的故障等原因，可能会出现管片渗水、管片错台、路面不均匀沉降、刀具损坏等问题，需要进行有效的质量控制措施。

2地铁工程施工风险管理的意义

2.1能够保证工程项目目标的实现

地铁工程施工是一个复杂的过程，由于地质环境、天气等不可控因素的影响，会存在各种施工风险。如果没有有效的风险管理策略，这些风险可能会导致工程项目目标无法实现，例如工期延误、质量不达标、安全事故等。因此，进行施工风险管理，能够及时发现、评估和处理风险，采取相应的措施控制风险，确保工程项目目标的实现。

2.2能够提升工程整体的管理水平

地铁工程施工风险管理需要对各个环节进行全面的管理和协调，包括风险评估、风险控制、风险应对等。在这个过程中，需要制定详细的管理计划和标准，对整个工程施工过程进行全面的监督和管理，提高工程的整体管理水平。同时，通过前期风险评估和风险控制的实践经验，不断总结提炼，也能为以后的工程项目提供宝贵的经验和借鉴。

3地铁盾构区间隧道施工风险控制对策

3.1完善风险预警机制

在地铁盾构区间隧道的施工过程中，建立和完善风险预警机制是非常重要的。通过建立风险预警机制，可以及时发现和处理施工过程中出现的问题，避免风险扩大和危害的产生。这需要施工单位、监理单位、设计单位等各方面的密切配合，加强沟通和协调，及时采取措施，确保施工的安全和稳定。同时，还需要建立健全的安全管理制度和工作流程，明确责任分工和工作要求，确保施工过程中各项工作有序、规范、安全。只有这样，才能有效地保障施工人员的生命安全和身体健康，确保地铁盾构区间隧道施工的顺利进行。

3.2盾构始发、到达质量控制

（1）在进行端头土壤加固工作时，需要严格控制加固质量，并准备好初始数据收集和其他监测工作。不同的加固方法需要关注的重点也不同。如果采用旋喷桩和水泥混合桩加固，则需要重点检查加固土壤的强度和均匀性。对于沉淀井的设计，需要检查加固面积、井位置布局和沉淀效果，而盾构始发前的水位必须达到设计要求才能进行验收检查。如果采用冷冻法加固，则需要重点监测加固基础温度、回流温度和制冷剂流量，以确保冷冻的加固效果。在实际施工中，还需要对加固工作进行监测和数据收集。例如，在进行旋喷桩和水泥混合桩加固时，需要对土壤的强度和均匀性进行监测和记录，以便及时发现问题并进行调整。对于冷冻法加固，则需要对加固基础的温度、回流温度和制冷剂流量进行实时监测，以便及时调整冷冻参数，确保加固效果。（2）重视姿势控制。安装精度与定位测量对于盾构机始发的原始姿态至关重要。始发工作台、反作用力框架和负环的安装精度会影响盾构机的原始姿态，因此需要进行定位测量以确保盾构机以正确姿态启动。在第一负环定位时，负环管片的后端面必须垂直于线的中线。在盾构始发之前的基座定位时，盾构机的轴线应基本保持平行于隧道的设计轴线，盾构机的中线能够相对于设计轴线适当升高。在始发准备验收后，在管路部件组装前后需要测量两次盾体尾部间隙，以确保施工质量。（3）盾构机在进行推进、开挖和挤压盾体尾部的过程中，会对地层产生一定的干扰。因此，在挖掘过程中，必须严格控制挖掘参数，包括挖掘速度、油缸推力、扭矩、刀盘压力等，以有效防止周围建筑物的倒塌、倾斜等情况的发生。

3.3涌水及涌砂风险的管控措施

（1）制定止水措施和降水措施。①制定可行的止水和降水措施。在进行隧道开挖之前，需要根据工程实际情况制定相应的止水和降水措施，并进行可行性分析。这些措施包括采用防渗材料、固结土层等方法进行止水，使用深井、水泵等设备进行降水。需要根据具体情况选择不同的措施，确保其可行性。②落实止水和降水措施。在措施制定之后，需要立即落实。在进行隧道开挖施工之前，必须确保止水和降水措施已经落实。这样可以避免涌水及涌砂带来的危险，保证施工安全和稳定。③采取冻结法。在一些特殊情况下，如地下水位较高或者地质条件较差的情况下，采取冻结法可以使开挖时的稳定性更好。这种方法需要对隧道周围的土壤进行冻结处理，以形成一定的冻结带，从而保证隧道开挖时的稳定性。（2）采取降水量措施。在实际的隧道施工中，为了降低隧道中的突水危险，需要采取一系列的降水措施。其中，深井降水是主要的降水方式，可以有效地减少涌水量。此外，还可以通过向掌子面喷射混凝土、超前注浆等方式来加强地层的强度，减少涌水和涌砂的发生。这些措施可以有效地保障隧道的安全施工和顺利建设。（3）安装排水设备。在隧道施工过程中，安装排水设备是必要的措施，以应对随时可能发生的涌水、涌砂等情况。这些设备可以用来进行排水，以降低涌水、涌砂的危险。同时，也可以用来在隧道的掌子面上喷射混凝土，并进行压浆封水，以此来进一步控制涌水、涌砂的风险。这些措施可以有效地保障隧道的安全施工和顺利建设。

4结论

在地铁盾构区间隧道的施工过程中，建立和完善风险预警机制是非常重要的。通过建立风险预警机制，可以及时发现和处理施工过程中出现的问题，避免风险扩大和危害的产生。这需要施工单位、监理单位、设计单位等各方面的密切配合，加强沟通和协调，及时采取措施，确保施工的安全和稳定。同时，还需要建立健全的安全管理制度和工作流程，明确责任分工和工作要求，确保施工过程中各项工作有序、规范、安全。只有这样，才能有效地保障施工人员的生命安全和身体健康，确保地铁盾构区间隧道施工的顺利进行。

参考文献：

[1]王海平.北横通道盾构穿越天目路立交桩基的分析[J].低温建筑技术，2021，35（11）：97-99.

[2]王岚.城市地铁盾构施工技术应用与质量控制[J].中华建设，2021（12）：116-117.