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1、地铁盾构隧道施工风险辨识及掌握策略摘要:盾构法隧道施工技术具有噪声低、振动小、速度快等特点,目前已广 泛用于地铁工程建设中。但由于在盾构施工过程中受到多种因素影响,如施工土 体变化、施工技术、人为因素等,会消灭较大安全风险,需要对其进展辨识,并 进展评估,从而制定相应的预防及掌握策略,提高风险治理水平,促进盾构隧道 施工实现安全生产,质量达标,在合同规定时间内顺当完成各项施工任务,实现 企业预期经济效益。关键词:盾构施工;风险识别;评估;防控策略前言现阶段我国很多经济兴旺城市,均需要进展地铁工程施工,以满足市民交通 出行需要。城市地铁空间主要位于地下,在进展地下空间开挖过程中,主要承受 盾构法
2、隧道施工技术,取得了良好的施工效果。盾构法隧道施工技术主要是通过盾构机,对隧道土体进展开挖、掘进、出渣, 但必需保持施工期间开挖面及四周土体处于稳定公平状态,不消灭坍塌等问题, 在此根底上,在机内部进展拼装管片、形成衬砌、实施壁后注浆,在保证四周土体不受到扰动的同时完成隧道修建任务。盾构机中“盾”是指机中的压力舱、刀盘以及钢壳等,其主要作用是保证开 挖面处理稳定状态以及对四周土体进展支护; “构”则是构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体等。一般状况下,盾构施工主要包括土体开挖以及开挖面支护、盾构推动与衬砌 拼装、盾尾脱空与壁后注浆等。其施工过程简单,对技术要求格外高,施工难度 大。简洁对四周土体环境
3、如地层土体及相邻构筑物等产生较大影响及安全风险。因此,必需做好施工过程各项工序质量及安全掌握工作,保证施工效果。一、盾构法施工的优点与缺乏一盾构施工的优点1、施工不会对环境造成太大影响。承受盾构施工,由于在地下施工,不会对地上交通正常运行及市民生活产生大的影响,对地层扰动及其产生的沉降小, 无需要大量中断及迁移地下管线及各种构筑物及设施;施工期间不会产生噪声和振动、粉尘等污染问题。2、施工占用地上面积小, 且不受地上环境及各类障碍条件限制;该技术尤其适用于深度较深、距离长、水压高等不利条件下进展作业。3、施工不受气候条件影响,能适应软土、砂卵石、软岩、硬岩等不良地质 条件。二盾构施工缺乏1、对
4、于小半径曲线施工隧道,较难进展线性掌握,且施工存在较大难度。2、对于浅覆土等地质条件施工,特别是处于江、河四周的浅覆土施工与浅覆土层之上存有构、建筑物时,存在较大施工难度,且存在较大安全风险;管片 衬砌以及隧道整体防水技术要求高。3、施工期内会对隧道上方的局部范围内产生地表沉降,且较难消退;施工 作业必需依据覆土区域内地层的实际状况而定。4、相邻盾构隧道间建联络通道时,要运用暗挖法进展施工,存在较大安全 风险。二、地铁盾构施工常见安全事故分析地铁盾构施工过程中由于受到多种因素作用,简洁引发安全事故,依据以往 的数据说明,安全事故多见于以下几种状况:一是地面塌陷;二是建筑物开裂、 倾斜;三是洞门
5、涌水、涌砂 ;四是螺旋机喷涌;五是气体爆炸; 六是联络通道位移、坍塌;七是开仓作业 ;八是机械损害等 。由此可见,盾构隧道施工期间,安全事故发生多见于以下工序及环节:盾构进出洞作业、盾构穿越河流或地下管线、既有构建筑物;盾构开仓作业 及其水平有轨运输等。上述环节安全防控不当,极简洁引发安全事故,造成经济 损失及人员伤亡事故。三、安全事故发生缘由分析一地质条件简单1、地铁施工里程较长,不同施工地点的地质条件存在较大差异,其面临的土体及水文条件等更具有简单性以及不确定性,因而导致盾构隧道施工也存在着 更多的不确性及随机性。2、盾构隧道施工期间,由于施工会扰动土层,从而引发地下水的活动与作 用,增加
6、了施工过程施工环境的简单性。3、假设地质勘查报告准确性缺乏,导致其勘查结果与施工遇到的实际状况 存在较大差异时,会增加施工的难度及安全风险。二施工范围及四周环境简单地铁工程通常是建于城市繁闹区域,施工范围及四周环境多存在已建、构筑 物、交通道路、市政设施,还有各类地下管线、构筑物等,施工所面临的条件非 常简单。当中有相当局部的建筑物、地下管线等根底资料已失存或不准确,不能 具体把握真实、准确资料,加大了施工风险的可能性。三施工技术方案、工艺科学性缺乏盾构施工包括多个工序及环节,现场存在大量施工人员进展不同工序作业, 且穿插工序多,人机穿插作业频繁,施工任务重、工期紧急。所承受的技术方案、工艺流
7、程较为简单,不同的工序所承受的工法、流程、 质量掌握措施也不同,适应条件也不一样,特别是地层加固、盾构始发以及接收、 选择盾构掘进方式、协作比、注浆压力、注浆量、对地下管线及构筑物、地上建筑物及设施的保护等,假设所选择的方案不当,科学性缺乏,则必需引发施工安 全风险。四施工现场管控未落实到位盾构工程施工普遍存在规模大、施工难度大、技术要求高等特点,现场治理 人员如管控未能落实到实处,部位质量、安全、技术、施工治理人员,存在年轻 化、治理阅历欠缺或责任心缺乏,对关键工序没有重点管控,准时跟踪,对作业 人员施工存在的质量及安全隐患未能准时觉察及实行措施处理,简洁引发安全风 险。五没有建立完善的预警
8、机制与应急治理措施,未能准时应对风险发生当消灭安全风险或预警大事时,由于应对机制及措施不完善,或者个别治理 人员存在幸运心理,私自处理,瞒报或未能准时上报主管部门,应急治理措施形同虚设,导致各类应援资源、应急物资、人员等未能准时到 达事故现场开放抢救,处理不准时造成风险扩大,影响极坏。四、盾构施工安全风险因素辩识及评价为有效削减盾构施工安全事故发生,需要对施工过程遇到的各类风险因素进 行辩识及评价。目前主要有系统安全分析及直观阅历分析等方法等。实际应用时 可以承受符合实际的方法进展辩识。由于盾构施工包括多个分部、分项工程、工 序多、作业面广,施工时同时面对的施工条件简单,需要承受机械化进展流水
9、线 作业等特点,我们主要承受系统安全分析方法,依据风险发生的可能性、危害程 度、风险、损失等,建立系统的风险分级评估体系,再结合施工标准、标准以及 施工阅历等,对不同工序进展风险辩识及评价,并制定风险防掌握策略。见表 12、 风险掌握措施针对上表,对于存在较大风险的工序,必需实行有针对性的措施进展风险防 控防止其影响施工进度、质量,造成社会负责影响及经济损失。应从治理、技术等方面实行相应措施进展防控。五、盾构施工的风险综合防范措施一安全治理防范措施 1、 标准化治理结合工程及企业治理实际,制定包括施工现场、作业行业、施工技术、治理措施等标准化,通过治理行为削减技术失误,促进施工技术质量及治理水
10、平提高。 对施工现场存在的各类安全隐患进展识别、排查、消退;对重大危急源工序的作业行业进展特别关注,提高其安全技能及防控意识;削减或避开各类人为因素引起的担忧全行为,通过标准化、标准化治理,为施工各类工序活动供给安全保障。2、分级分类对风险进展管控深入分析施工可能遇到的各类风险,并对其进展辨识及评估,之后列出具体 清单,依据 “分级负责,分级治理”的原则,明确不同层级的管控责任,并制定相应的管掌握度及措施,对施工安全生产进展检查,并作出评价,同时还制定 预警机制及动态管控机制,对施工风险进展精准防控。3、健全施工班组安全治理施工企业所制定的治理规章制度、施工方案、工艺、流程、技术交底等,均 通
11、过施工班组的具体落实执行,才能得以实现。同时,施工班组也是施工风险的 直接担当者,要削减施工安全事故发生,必需加强施工班组安全技能及安全教育 治理工作,提高他们的风险防控意识,是避开或削减安全事故发生的有效选择之 一。(1) 以有关法律文件为标准,在签订承包合同时,要对施工班组进展分类, 并明确规定必需配备专职安全员,施工人员的作业行为进展监控;外协施工队伍也要依据规定配置相应的安全员等,现场安全员、施工班长等成为安全生产第一道治理防线。(2) 工程部现场要开展常规性安全教育及培训工作,包括对安全事故的实 例分析、施工班组作业前施工安全分析及讲话等,并定期或不定期与各治理部门、 人员联合进展安
12、全检查。(3) 具体讲解有关施工安全操作规程、治理规章制度等内容,并对不同工 序、岗位存在的安全风险、不利因素、防控措施及方法等,全面提升现在生产人员的安全操作水平。同时,还制定相应的经济措施,通过奖惩、通报等方法,调动生产人员乐观性及安全防控意识,通过各类主动防范掌握手段,实现安全生产。二安全技术防范措施 1、盾构机始发接收(1) 施工前先对盾构始发接收端头所面临的地层状况进展详勘检查、争论, 如地质条件不能满足施工要求时,需要制定具体的加固方案,提高地层牢靠性及安全性,保证地层加固长度满足施工要求。(2) 端头地层加固后,需要承受抽芯检测,尤其是洞门外圈局部,通过抽 芯检测后,确认质量合格
13、后,才能进展盾构始发接收洞门的凿除施工。(3) 开头始发接收作业前,要先复测核实盾构机姿势,对洞口位置的刚环板、压板、橡胶帘布等进展检查复测,保证其安装质量合格,之后要在橡胶帘布 及始发接收托架处涂抹油脂,以避开因盾构机在作业过程中所产生的推动阻力损 坏洞口处的橡胶帘布。(4) 始发接收期间,所承受的推力、扭矩应较低,推动速度要慢, 以保证土仓压力稳定性,避开对地层土体造成过大扰动,并同步进展足量注浆、封环注浆等工序作业,施工期间要把握好刀盘转向,并适度进展 调整;要测量盾构机姿势,防止其消灭整体旋转。(5) 做好应急方案的治理。储藏相应的应急物资,尤其是用作堵漏的材料包括棉纱、木楔、油性聚氨
14、酯、双液注浆机、水玻璃、聚氨酯泵等,以备事故发 生时,能准时发挥作用,削减损失;施工前要做好应急培训以及演练等工作,明 确应急小组成员名单、职责、应急物资等,有备无患。2、盾构机穿越既有构建筑物及河流(1) 在进展上述范围施工前,先要进展盾构机掘试验作业,并对掘进的具体参数进展确定及优化,同时做好各项技术交底工作,以保证机械能均匀有序掘 进。(2) 当地层消灭空隙时,要准时用单液浆同步注浆,把空隙填满、填实,要做好浆液分散时间的掌握工作、并对同步注浆量、压力和质量进展严格把关。合理掌握同步注浆量,以盾构与管片外径所在地层空隙 2 倍为适宜,同时监测地表沉降状况,跟据所得数据进展准时调整;同步注
15、浆时,其作业速度要与盾机掘进所产生的速度相全都,防止注浆量过多引发施工期间地层消灭较大变形。准时监测地表变样子况,必要时可在管片预留注浆孔上再次进展注浆,如地面消灭较大沉降时, 再次注浆改为聚氨酯注浆或者双液浆。(3) 地下水作用会引发盾构隧道消灭上浮,要避开这种状况消灭,可在进 行同步注浆根底上,在隧道外周边每隔肯定距离,用聚氨酯或双液浆进展打环箍, 并结合监测状况,必要时可配置快凝以及提高早期强度的浆液,调整注浆量、注浆部位, 再次进展有针对性的注浆;此外,还要对盾尾油脂进展压注, 提升盾尾密封性能。(4) 施工范围内的既有构建筑物,要调查清楚,并在关键建筑物四周,设置跟踪注浆孔,用于监测
16、,做好盾构穿越作业时监测工作,如有需要,应在注浆 孔上进展跟踪注浆。(5) 编制监测方案时,应做好对施工范围内各类设施包括建筑物、道路、管线等的监测工作, 并跟据监测数据准时对施工技术所设定的各类参数进展调整及优化,对盾构纠偏量进展严格掌握,确保盾构匀速均衡地穿越河流及建筑物。3、盾构开仓作业(1) 编制专项安全施工方案,如属于特别地段及工法作业,必需先经过有关安全技术专家、技术负责人等进展论证,同意施工前方可进展施工,同时做好 对施工人员的技术交底及安全培训工作。(2) 做好盾构机盾尾密封性、保压系统、气密性等试验工作,保证其性能 良好,必需保证盾构机位置所在地层稳定性及牢靠性。(3) 对盾
17、构机前方 3-10 环范围内成型隧道管片、盾构机中盾位置承受双液浆打止水环箍,此外,还可通过地面关心降水。(4) 地面上部的刀盘位置要清楚标志,并与有关单位及部门保证亲热联系, 保证施工顺当进展。刀盘四周 30m 范围内要增加监测点,准时监测施工状况,并分析监测数据,为后续工序施工供给参考依据。(5) 开仓前做好保压试验,检测空气置换设施、安全电压供电等,为施工供给保障。保持洞内洞外良好信息沟通,各类支持、应急物资备齐后,按已批准 的施工方案进展有序施工。4、 水平有轨运输(1) 电瓶车操作司机肯定要持件上岗、做好安全教育培训工作,实行定人 定机,并做好电瓶车性能检查及维护工作,保证施工安全进
18、展。(2) 隧道口、洞内转弯处及盾构机末节台车等特别位置,要做好警示,引 起行过者留意。电瓶车运行时要听从专人指挥,并按规定要求进展行驶。(3) 电瓶车到达台车指定位置后,要用插销等进展连接台车,不得用放铁 鞋等进展代替。(4) 做好电瓶车运行轨道的轨距、压板、平坦度、间隙等的日常检查工作 及维护,测量其标高、坡度、线性等,保证测量数据满足安全运行要求。完毕语盾构施工期间需要面对来自土层土体变化、施工技术、治理等多种因素影响, 简洁引发各类安全风险,且风险呈现简单性、隐蔽性及不确定性等特点。因此, 需要认真对其进展辨识、评估,并实行有针对性措施防控,包括从技术措施及治理措施等,保证工程在安全环境下顺当完成各项施工任务,实现安全生产。参考文献:1 城市轨道交通地下工程建设风险治理标准GB50652-2023. 2邓建明,地铁隧道盾构施工风险治理,基层建设,2023,14 3李宁,探究地铁盾构区间隧道施工风险,建筑实践, 2023,114 赵宝龙,地铁隧道盾构施工常见风险躲避对策,城镇建设, 2023,015 刘吉利,地铁隧道盾构施工常见风险躲避对策分析,建筑细部, 2023,04