仲曉慧

（中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京市 215000）

地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工安全風險管理的措施

仲曉慧

（中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京市 215000）

地鐵盾構(gòu)法具有經(jīng)濟、快速、安全、機械化程度高等優(yōu)點，是地鐵區(qū)間隧道施工中常用的一種施工方法。在施工過程中，為了保證盾構(gòu)施工順利開展，提升地鐵施工的綜合效益，需要做好地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工的安全風險管理工作。以實際工程為例，對地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工中存在的安全風險進行分析，然后對隧道盾構(gòu)施工安全風險管理措施進行探討，以期為類似工程提供借鑒。

盾構(gòu)施工；風險管理；安全風險；盾構(gòu)掘進

1 概述

橫山路站—橫塘鎮(zhèn)站位于蘇州新區(qū)，區(qū)間從橫山路站出站后沿濱河路向東南方向前行，先后下穿慶磚橋，側(cè)穿金屋山莊、金屋裝飾城、橫山公園、橫塘街道青春社區(qū)服務用房，下穿嚴石橋，下穿濱河路東側(cè)拆遷區(qū)和家樂居裝飾大廈，側(cè)穿南環(huán)高架及上高架匝道，然后下穿紅星美家利家居廣場4幢1～5層房屋，下穿昌普路西北、濱南路東北地塊，側(cè)穿蘇州紅星美凱龍家居廣場后到達橫塘鎮(zhèn)站。區(qū)間左線先后設置R=600 m、R=1 200 m、R=800 m的平曲線，右線先后設置R=600 m、R= 1 000 m的平曲線，線路中線線間距為14～30 m。區(qū)間左右線總長1 918.379 m，在里程右CK15+ 122.575（左CK15+125.690）處設置聯(lián)絡通道兼泵房，均采用盾構(gòu)法施工。

本區(qū)間右線起訖里程：右DK14+732.177～DK15+687.789，右線隧道全長955.612 m。左線起訖里程：左DK14+732.177～DK15+687.789，左線隧道全長962.767 m（含長鏈7.155 1m）。區(qū)間左右線總長1 918.379 m。區(qū)間連接橫山路站和橫塘鎮(zhèn)站，均為地下兩層車站。區(qū)間隧道縱斷面采用V形節(jié)能坡布置：線路出橫山路站后以25‰縱坡下至最低點，而后再繼續(xù)以3.97‰、25‰兩段縱坡上升到達橫塘鎮(zhèn)站，聯(lián)絡通道兼排水泵站設置在線路縱坡最低點。各坡段兩端分別設置R=3 000 m、 R=5 000 m、R=5 000 m、R=3 000 m的豎曲線。本文以此工程為例，重點對地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工安全風險管理措施進行探討。

2 盾構(gòu)施工中常見的安全風險

2.1 盾構(gòu)進出洞存在的風險

盾構(gòu)進洞指的是在始發(fā)井中利用反力架和始發(fā)基座等設備使盾構(gòu)機從盾構(gòu)基座離開，然后經(jīng)井壁上的洞口順著已定路線進行各種施工作業(yè)，而盾構(gòu)機出洞則指的是盾構(gòu)機順著豎井外側(cè)方向逐步掘進到豎井內(nèi)接收基座上的相關(guān)施工。在進出洞施工過程中，洞口土體不穩(wěn)定是一項比較大的風險，如果端頭加固效果不好，不僅會導致洞口面流水，同時還會造成嚴重的地面沉降情況。

2.2 開挖面失穩(wěn)風險

在進行地鐵隧道盾構(gòu)施工時，如果在開挖的過程中遇到流砂或管涌的情況會導致盾構(gòu)機持續(xù)突沉或磕頭的情況。此外，在開挖時如果前方地層存在空洞，也會使盾構(gòu)機的軸線出現(xiàn)沉陷、偏移和塌方等情況[1]。另外，在盾構(gòu)機推進過程中，還有可能會遇到超淺覆土，出現(xiàn)冒頂。如果盾構(gòu)機作業(yè)過程中遇到涌水情況，會導致盾構(gòu)機正面產(chǎn)生大面積塌方。

2.3 盾構(gòu)機穿越密集建筑群存在沉降風險

在地鐵隧道盾構(gòu)掘進過程中，很容易導致地表出現(xiàn)變形情況，對四周建筑和環(huán)境造成較大影響。如會引發(fā)變形和位移、環(huán)境污染、地下水流失等問題，特別是當區(qū)間環(huán)境比較復雜時，會導致沿線建筑物出現(xiàn)傾斜、沉降、倒塌、開裂等風險。

3 施工安全風險管理措施

3.1 盾構(gòu)安全進洞的管理措施

（1）焊接洞門封堵鋼板并預埋注漿管。若最后一環(huán)管片沒有突出洞門鋼環(huán)，則采用封堵鋼板封堵洞門。封堵鋼板共36塊，寬度為35 cm，弧度與管片外弧面吻合，如圖1所示。盾構(gòu)機順利進洞后，將其兩端分別滿焊到出洞環(huán)預埋鋼板和洞門鋼環(huán)上，檢查洞門鋼環(huán)和管片之間的間隙是否封堵好。檢查是否按照設計要求在洞圈內(nèi)埋設了5根2寸的注漿管，以便出現(xiàn)險情時可以立即進行注漿加固，如圖2所示。另外，要檢查設備、應急物資、人員的準備工作是否做好。

圖1 洞門封堵鋼板

圖2 預埋注漿管

（2）實施到達降水方案。打好降壓井后要求作業(yè)人員進行試降水試驗，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)對降水時間進行確定。一般來說，要在盾構(gòu)達到10 d前就進行降水試驗，降低盾構(gòu)到達風險。

（3）檢查洞口襯砌拉緊裝置。按照設計要求，為了避免襯砌間拉緊力松懈，盾構(gòu)到達洞口處要布置襯砌拉緊裝置，所以在進行安全管理時，要檢查洞口襯砌拉緊裝置是否布置到位。

3.2 盾構(gòu)掘進施工過程中安全管理措施

嚴格按照技術(shù)要求進行盾構(gòu)機選型，并成立設備維修保養(yǎng)小組對設備進行全面的維護和管理，設置專門的倉庫用于存放易壞、易損的配件。在施工前要制定轉(zhuǎn)向應急預案、施工方案、設備操作規(guī)程以及作業(yè)指導書，做好施工作業(yè)人員和技術(shù)人員的培訓工作[2]。盾構(gòu)始發(fā)后，將前100環(huán)作為試掘段，根據(jù)此段的施工情況對施工參數(shù)進行優(yōu)化。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對管片位移、地面變形規(guī)律等進行總結(jié)和歸納，掌握盾構(gòu)推進參數(shù)、二級注漿參數(shù)和同步注漿參數(shù)，分析盾構(gòu)施工過程中有可能對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響，并制定出相應的操作規(guī)程，保證各個環(huán)節(jié)作業(yè)的標準化、協(xié)調(diào)化和規(guī)范化。施工過程中加強對建筑物和地表的監(jiān)測力度，必要時可以適當增加監(jiān)測頻率和監(jiān)測點位，將得到的監(jiān)測結(jié)果及時向技術(shù)部分進行反饋，并根據(jù)實際需要對施工方案進行調(diào)整，保證施工安全。以保證建筑安全、居民安全、管線安全為基本目標，最大限度降低盾構(gòu)施工對周邊居民產(chǎn)生的影響。施工之前，管理人員要認真履行告知義務，在施工過程中要全面了解盾構(gòu)施工對周邊居民可能產(chǎn)生的影響，并提出相應的施工工藝和改進方案。加強應急管理措施，針對施工過程中有可能遇到的險情制定相應的應對措施，配備應急搶險隊伍，并準備足夠的應急搶險物資和設備，定期組織搶險演練，確保出現(xiàn)險情后可以立即采取相應的處置措施，將風險對盾構(gòu)施工安全造成的影響降至最低。

3.3 穿越樓房區(qū)域安全風險管理

盾構(gòu)穿越樓房段為隧道施工影響范圍內(nèi)隧道中心線左右各10 m存在樓房的，線路長度再加上前50環(huán)管片寬度（60 m）和后15環(huán)管片寬度（18 m）的隧道范圍。盾構(gòu)穿越房屋段縱向控制區(qū)劃分如圖3所示?？刂茀^(qū)分為A區(qū)和B區(qū)，A、B區(qū)之外為非控制區(qū)。A區(qū)定義為盾構(gòu)穿越房屋前10環(huán)以及盾構(gòu)穿越房屋后管片脫出盾尾10環(huán)加上房屋本身寬度三者之和。B區(qū)定義為盾構(gòu)穿越房屋前10環(huán)到前20環(huán)間的范圍。

圖3 盾構(gòu)穿越房屋縱向控制區(qū)劃分示意圖

為了保證盾構(gòu)施工安全，需要從“人機料法環(huán)測”六個方面控制穿越樓房段的施工，對盾構(gòu)穿越建筑物開展有效的管理措施，對盾構(gòu)班組人員和項目管理人員的崗位職責進行明確，對盾構(gòu)設備、拌漿系統(tǒng)的基本要求進行落實，切實做好設備的維護和保養(yǎng)工作。加強同步注漿、二次注漿、盾尾刷、塑化劑、盾尾油脂的檢查和驗收，制定高效的質(zhì)量管理流程和施工技術(shù)要求，提監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，保證救援工作的及時性和有效性[3]。為了提高盾構(gòu)穿越樓房的安全性，在盾構(gòu)從樓房段穿越時，要保證地表變形可以達到沉降變形要求。在實際管理過程中，要按照以下標準對建筑物和地表變形進行控制：

（1）地表變形允許的最大隆起量為4 mm，最大沉降量為16 mm。地表沉降變形的報警值、預警值和控制值分別為13 mm、10 mm和16 mm，地表隆起變形控制值為4mm。

（2）建筑物變形允許的最大隆起量為4 mm，最大沉降量為20 mm，最大傾斜值為4‰，建筑物出現(xiàn)沉降變形的預警值、報警值和控制值分別為12 mm、16 mm及20 mm，建筑物隆起變形控制在4 mm，建筑物傾斜變形控制值為4‰。

在安全管理過程中，當檢測到建筑物變形或地表變形達到預警值后要立即組織工作人員采取相關(guān)措施對變形進行控制，并制定盾構(gòu)掘進整改方案。當監(jiān)測到地表變形或建筑物變形達到報警值時，要在2 h內(nèi)將書面報告給總監(jiān)代表，當?shù)乇碜冃位蚪ㄖ镒冃芜_到控制值時，要在2 h內(nèi)書面報告給業(yè)主項目工程師和總監(jiān)代表。嚴格按照施工組織方案施工，將各項針對性措施落實到位，加強監(jiān)測工作，最大限度地降低盾構(gòu)施工對周邊環(huán)境和周邊居民造成的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，在進行地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工時，要認真做好施工組織管理工作。針對存在的管理風險定期進行安全巡查工作，加強監(jiān)測力度，實行動態(tài)化管理。建立完善的安全管理制度和管理機構(gòu)，確保盾構(gòu)施工項目安全、順利地開展，防止出現(xiàn)重大風險事故或安全事故。

[1]蔡正.地鐵隧道盾構(gòu)法施工安全風險管理研究[D].徐州：中國礦業(yè)大學，2016.

[2]王定軍，程盼盼.地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工安全風險管理研究[J].工程建設與設計，2016（4）：167-170.

[3]茍敏.地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工風險管理研究[D].青島：青島理工大學，2014.

U455.4

B

1009-7716（2017）08-0207-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.064

2017-03-24

仲曉慧（1983-），女，北京人，工程師，從事城市軌道施工管理工作。