地铁盾构施工安全风险管理探析

1引言

目前，地铁盾构施工技术的应用领域愈加广泛，意味着在应用地铁盾构施工技术的过程中，需要进一步做好安全风险的管理工作，确保地铁施工所有区间的安全性。

2盾构法施工中存在的风险及不足

盾构法施工具有较高的安全性，在明确盾构法施工中存在的风险及不足的前提下，往往可以更好地优化盾构技术。盾构法施工中最主要的风险之一是环境风险因素，要在明确环境条件的基础上掌握施工现场的地质条件、覆土层厚度、上覆土层范围内的地下结构以及地面结构等信息，从而进行参数设置，例如，土压力、推力、推进速度、注浆量等，如果施工中无法正确把握环境地质因素，会给盾构施工造成一定的安全风险。根据相关调查统计资料显示，在地铁施工安全事故中，由于施工工艺和技术方面的原因造成的安全事故约占事故总数的65.8%，其中主要原因是由于没能有效防止地下水渗漏以及其他一些不可预见的因素。而由于安全防护措施不当造成的事故约占事故总数的34.2%，其中主要原因是机械设备方面造成的事故。另外，小半径曲线隧道施工对技术水平要求相对较高，对隧道线型的控制难度也往往较大，施工过程中很容易出现质量问题。除此之外，在盾构法施工过程中，较常见的还有地表沉降问题，因为地表沉降现象不能完全避免，因此，需要将地表沉降量控制在一定范围内，如何对隧道施工上方一定范围内的地表沉降进行有效控制是地铁盾构施工安全风险管理过程中需要重点攻克的难题。

3优化地铁盾构施工的安全风险管理措施

3.1优化管理手段，实现信息化管理

为了进一步提高地铁施工安全风险管理能力，要优化管理手段，实现信息化的管理目标，可以借鉴“北京盾构施工实时管理系统”这一管理形式，有效使用系统平台进行盾构状态监控，监控范围可以达到85%，不仅可以分析盾构施工的全过程及其可能存在的风险，还能根据盾构的施工进度及其成本核算进行分析，实时掌握施工情况。其次，利用信息技术系统平台还能将盾构施工过程与地面沉降监测控制系统相结合，这也是目前我国在地铁盾构施工安全风险管理中应用的最新技术。但是，在信息化管理的过程中，仍存在技术难题，例如，“盾构施工实施管理系统”无法有效监测盾构的始发动作与到达动作，因此，还需要额外针对这两部分进行安全风险管理，以避免安全风险事故的发生。以“南京地铁元通站”为例，因为南京地铁元通站的施工环境及地质条件相对复杂，在选择到达井设计方案的过程中，没有选择端头加固方法，并且水平探孔偏少，由于对始发动作环节的忽视，管理人员没有及时发现水平探孔出现少量的流水以及涌砂，导致盾构进入达到井拆除结构时，整体结构崩溃，盾构全部被埋，沉降现象严重。因此，在优化管理方法的过程中，除了要实现信息化管理，还要针对信息化管理中不能覆盖的部分进行改进，确保安全风险管理覆盖盾构施工的全过程。

3.2提升盾构技术的安全性

在地铁盾构施工过程中，还可以从施工技术着手，提高盾构技术和地铁建设的安全性。盾构机有3大核心技术，分别是自动控制技术、液压技术和密封技术。盾构机的3大核心部件包括刀盘、管片拼装机及螺旋输送机。要提升盾构技术的安全性，需要从技术掌握、部件配备等方面进行优化，以实现盾构技术的有效应用。以盾构的开仓作业环节为例，在盾构开仓作业过程中，除了需要有明确的安全施工方案，还要做好施工人员的培训工作；开仓前，盾构机要在检查无误的情况下，保证其气压系统以及气密性都符合施工的检验标准，并且停在地层自稳性较好的地段。盾构机在施工过程中，在后方的3~10环的范围内成型隧道管片、其中盾位置应利用双液浆打止水环箍。另外，在提高盾构技术的安全性的过程中，还应对已发生的事故进行分析，从而找到盾构施工的控制重点。例如，出现灾害性沉降时，要明确沉降原因：可能是因为地下水压强较大或地质条件不能满足盾构机的使用条件等。主观因素是施工中盾构超挖而造成地面沉降、推进参数在匹配过程中其匹配值并不合理以及千斤顶漏油等。而客观因素是因为注浆材料自身的不稳定性、土体施工不可避免的扰动以及盾构的选型。综合分析主观因素与客观因素后，施工部门需要在明确问题的基础上，加强对盾构施工技术的有效控制：如盾构机进出洞门时应优化反力架的强度、注重盾构机自身的旋转状态，并保障加固区的加固强度；在洞内进行轨道运输的过程中，需要确保人员与车辆的分离，洞内进行二次注浆时，应提升相关人员的安全保护程度；对于盾构设备的管理，应依照地方政府现行的《建筑施工高（大）模板施工安全管理暂行办法》《建筑施工起重机械设备安全管理规定》等进行有效的管理，从根本上提升盾构技术的安全性，为其技术的有效应用提供制度保护。

3.3针对盾构施工风险进行合理性规避

盾构施工的主要风险包括：地质与盾构选型的风险、盾构组装与调试风险、盾构始发与到达作业的风险、盾构掘进施工的风险、特殊地段盾构施工风险、盾构设备维护与保养的风险。这些都是盾构施工中主要存在的安全风险，在明确盾构施工风险的前提下，有针对性地进行合理控制与合理性规避，可以推动盾构安全施工。例如，针对盾构始发风险，可以进行技术创新与管理方法的改进，利用盾构到达接受钢套筒、上下重叠隧道施工技术等促进盾构的平衡始发，实现施工风险的有效规避。施工部门需要在明确盾构施工技术的不足以及存在问题的基础上，吸取地铁盾构施工安全事故的经验教训，加强对盾构施工中主要参数、盾构姿态、盾构施工材料消耗、沉降数据累计等方面的有效监测，以提高安全风险管理能力，实现全过程的施工管理。

4结语

在目前的盾构施工过程中，还存在很多施工风险，因此，施工单位需要在细化风险的过程中，通过优化管理手段、实现信息化管理、提升盾构技术的安全性,加强对地铁盾构施工的安全管理与安全监测，避免出现盾构施工的安全事故，以完善的安全风险管理促进地铁建设的有序进行。