李 菲

（中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京 100018）

隨著科技的日新月異，地鐵已成為社會(huì)交通的重要組成部分。城市車(chē)輛的增加引發(fā)系列交通問(wèn)題，因此城市地下空間的建設(shè)尤為重要。我國(guó)的地鐵建設(shè)起步較晚，通常都選擇在省會(huì)進(jìn)行地鐵建設(shè)，目前已有四十多個(gè)城市正在進(jìn)行地鐵項(xiàng)目建設(shè)，在發(fā)達(dá)地區(qū)形成了龐大的地鐵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

基于地鐵的諸多優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)交通發(fā)展的方向應(yīng)該是針對(duì)地鐵的整體規(guī)劃。地鐵工程的建設(shè)主要采用盾構(gòu)施工法，并運(yùn)用盾構(gòu)機(jī)械在地下推進(jìn)，在地下開(kāi)挖面前方用刀盤(pán)切削土體，通過(guò)運(yùn)輸機(jī)械運(yùn)出洞外，而前進(jìn)地方用預(yù)制混凝土管片拼裝。

地鐵工程盾構(gòu)環(huán)境復(fù)雜，對(duì)周邊建筑影響較大，且由于盾構(gòu)技術(shù)的快速發(fā)展，關(guān)于盾構(gòu)法風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)仍不夠深刻，導(dǎo)致發(fā)生安全事故增多，威脅施工人員的生命安全。因此，對(duì)盾構(gòu)施工法進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)研究是十分必要的。

1 地鐵盾構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理理論

風(fēng)險(xiǎn)是事件中失敗的概率，工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)是指影響工程項(xiàng)目不確定因素的集合。因此風(fēng)險(xiǎn)事件就是指對(duì)事件發(fā)展的預(yù)測(cè)。風(fēng)險(xiǎn)具有客觀性、必然性等，構(gòu)成要素包括風(fēng)險(xiǎn)因素、損失與事故，主要來(lái)源有自然、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)等。其中，內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)是項(xiàng)目行為主體存在不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)因素，如業(yè)主支付能力不足導(dǎo)致資金無(wú)法及時(shí)到位產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)、項(xiàng)目管理者業(yè)務(wù)能力不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的信譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)等。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分具體見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分表

工程施工風(fēng)險(xiǎn)管理是工程管理人員在項(xiàng)目實(shí)施中從風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)等方面嚴(yán)格控制工程施工潛在風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)管理要求遵循情景預(yù)設(shè)、強(qiáng)調(diào)預(yù)前管理等原則。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制的影響，風(fēng)險(xiǎn)管理起步較晚，20世紀(jì)90年代風(fēng)險(xiǎn)管理平穩(wěn)發(fā)展，當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)管理廣泛應(yīng)用于水利水電、化學(xué)工業(yè)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等眾多領(lǐng)域，在施工安全方面起到重要作用[1]。風(fēng)險(xiǎn)管理環(huán)節(jié)包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別評(píng)估與應(yīng)對(duì)?？梢詮牟煌嵌壤斫忭?xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，并通過(guò)檢驗(yàn)分析項(xiàng)目數(shù)據(jù)資料來(lái)明確各部門(mén)的工作職責(zé)，這不僅有利于規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，還可以針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以保證項(xiàng)目的正常進(jìn)行。

當(dāng)前，我國(guó)正處于社會(huì)生產(chǎn)力快速發(fā)展和城市化進(jìn)程加快的階段，而城市地面交通基礎(chǔ)設(shè)施落后的問(wèn)題，不僅導(dǎo)致人地矛盾突出，還導(dǎo)致大中型城市出現(xiàn)交通秩序混亂、空氣污染嚴(yán)重等問(wèn)題?，F(xiàn)代化城市建設(shè)引入了地下空間的概念，其作用在于增強(qiáng)城市交通功能，降低能源消耗。

城市軌道交通建設(shè)往往會(huì)在原有建筑物等地下進(jìn)行，而盾構(gòu)法是指在用盾構(gòu)機(jī)控制開(kāi)挖面的同時(shí)進(jìn)行隧道掘進(jìn)，不擾動(dòng)圍巖修筑隧道的方法，且以其機(jī)械化程度高、施工安全性高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于城軌交通建設(shè)工程。

城市軌道交通不可預(yù)知因素多，如地面建筑物繁多等使得施工風(fēng)險(xiǎn)較多。城軌地鐵交通盾構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)影響因素多，對(duì)地鐵盾構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)的管控需要結(jié)合工程特點(diǎn)，分析盾構(gòu)施工安全管理重點(diǎn)，從施工全過(guò)程進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)防控。針對(duì)此，對(duì)地鐵施工中潛在風(fēng)險(xiǎn)源開(kāi)展全面分析評(píng)估，并結(jié)合施工技術(shù)對(duì)重大風(fēng)險(xiǎn)單元給出有效控制措施，對(duì)于保障工程施工安全、提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益來(lái)說(shuō)，具有重要意義。

2 地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

盾構(gòu)法是指用盾構(gòu)機(jī)在地下進(jìn)行暗挖隧道的方法，主要使用盾構(gòu)機(jī)器在地下圍巖中推進(jìn)，且會(huì)在地下進(jìn)行開(kāi)挖襯砌等作業(yè)修建隧道的方法。隧道盾構(gòu)施工優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在施工噪音小、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工占地小等。其缺點(diǎn)是施工設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高、小曲率半徑隧道施工掘進(jìn)困難等。盾構(gòu)施工法主要包括土壓平衡式盾構(gòu)、泥水加壓平衡盾構(gòu)等，工序包括盾構(gòu)機(jī)下井安裝、掘進(jìn)等。

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別分為工程內(nèi)外部風(fēng)險(xiǎn)。外部風(fēng)險(xiǎn)指自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等，本文研究盾構(gòu)法施工風(fēng)險(xiǎn)為內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，要從盾構(gòu)施工法流程出發(fā)來(lái)識(shí)別項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。地鐵盾構(gòu)施工主要風(fēng)險(xiǎn)包括前期準(zhǔn)備階段、出洞掘進(jìn)階段、同步注漿階段[2]。工程前期主要進(jìn)行地質(zhì)條件勘察，對(duì)盾構(gòu)機(jī)信號(hào)選擇；盾構(gòu)出洞階段主要包括洞口土體涌入工作井的風(fēng)險(xiǎn)，因此要在洞口處和始發(fā)階段控制地下水位，以防止盾構(gòu)基座失穩(wěn)變形，另外，由于盾構(gòu)掘進(jìn)需注意的風(fēng)險(xiǎn)源較多，因此要控制好隧道內(nèi)土體壓力，以密切監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)地質(zhì)環(huán)境變化；同時(shí)，必須保證盾構(gòu)掘進(jìn)軸線不偏離，經(jīng)常檢查刀盤(pán)是否磨損嚴(yán)重，從而保證盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)出土順暢。

同步注漿需注意設(shè)備保持良好運(yùn)行，隧道內(nèi)注漿要及時(shí)，注漿壓力的設(shè)定要合理。其中，管片選材要達(dá)到要求，以保證管片注漿質(zhì)量。渣土運(yùn)輸機(jī)防止發(fā)生故障，而保證地面龍門(mén)吊機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。盾構(gòu)進(jìn)洞階段存在的風(fēng)險(xiǎn)源包括洞口密封問(wèn)題等，所以盾構(gòu)軸線要防止發(fā)生偏離。盾構(gòu)施工工藝的風(fēng)險(xiǎn)包括特殊風(fēng)險(xiǎn)源，如建筑物調(diào)查不詳盡、建筑物加固不牢、掘進(jìn)參數(shù)設(shè)定不合理等。當(dāng)掘進(jìn)異常時(shí)，需檢查刀具等工具，而開(kāi)倉(cāng)檢查分為常壓與帶壓開(kāi)倉(cāng)，開(kāi)挖面要防止失穩(wěn)塌方，帶壓開(kāi)倉(cāng)檢查作業(yè)注意規(guī)范合理地進(jìn)行壓氣作業(yè)。

風(fēng)險(xiǎn)分析方法包括專(zhuān)家調(diào)查法、風(fēng)險(xiǎn)矩陣法等，其可以辨識(shí)地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)的施工風(fēng)險(xiǎn)，并從環(huán)境地質(zhì)、施工管理等方面來(lái)分析施工風(fēng)險(xiǎn)因素。

環(huán)境地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)包括開(kāi)挖面失穩(wěn)、盾構(gòu)進(jìn)出洞段風(fēng)險(xiǎn)、地表沉降控制等。設(shè)備材料風(fēng)險(xiǎn)包括盾構(gòu)主軸承密封失效、盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)磨損、盾構(gòu)機(jī)改造針對(duì)底層設(shè)計(jì)不夠、泥水管路被堵塞等。施工管理風(fēng)險(xiǎn)包括盾構(gòu)隧道管片上浮、管片注漿孔涌水、人員風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)差、專(zhuān)項(xiàng)方案編制不完善等。

3 地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

地鐵工程具有規(guī)模大、涉及主體多等特點(diǎn)，且工程地質(zhì)多樣、控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格。盾構(gòu)隧道施工處于不確定的環(huán)境中，而使用新技術(shù)材料，會(huì)很大概率地給地鐵盾構(gòu)隧道施工帶來(lái)更多的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此全面開(kāi)展施工風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)價(jià)非常必要，同時(shí)通過(guò)科學(xué)的管理方法可以識(shí)別控制風(fēng)險(xiǎn)，為工程建設(shè)提供安全的環(huán)境。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)研究，可以建立地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，能有效控制各類(lèi)施工風(fēng)險(xiǎn)，以杜絕重大安全事故的發(fā)生。工程風(fēng)險(xiǎn)概率P等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)具體見(jiàn)表2。

表2 工程風(fēng)險(xiǎn)概率P等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) %

風(fēng)險(xiǎn)具有動(dòng)態(tài)化特點(diǎn)，隨著新技術(shù)的使用，專(zhuān)家無(wú)法避免對(duì)風(fēng)險(xiǎn)判斷失誤，這造成了制定風(fēng)險(xiǎn)管控措施的不合理。一般來(lái)說(shuō)，可以采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對(duì)地鐵隧道施工風(fēng)險(xiǎn)定性評(píng)估，而采用層次分析法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估，可以很大概率地保證風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定的準(zhǔn)確性，從而使制定管控措施更加合理。

地鐵盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)體現(xiàn)在工程水文地質(zhì)環(huán)境、施工管理等方面，步驟為：盾構(gòu)掘進(jìn)前期準(zhǔn)備-進(jìn)出洞掘進(jìn)-同步注漿-渣土運(yùn)輸，盾構(gòu)常壓開(kāi)倉(cāng)，盾構(gòu)穿越建筑物管線。同時(shí)對(duì)盾構(gòu)施工各階段風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重采用層次分析法計(jì)算，以確定盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

工程地質(zhì)狀況隨著選址確定不變，對(duì)工程地質(zhì)盾構(gòu)設(shè)計(jì)是工程成敗關(guān)鍵。盾構(gòu)隧道施工管理因素非常重要，施工操作是否規(guī)范是風(fēng)險(xiǎn)管控的重要因素，所以提高管理人員風(fēng)險(xiǎn)管控素質(zhì)非常關(guān)鍵[3]。采用層次分析法，可以建立盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)模型，并通過(guò)權(quán)重值模糊比較風(fēng)險(xiǎn)因素來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

4 地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)控制措施

地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)控制在識(shí)別評(píng)價(jià)工程風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)上，根據(jù)施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，針對(duì)重大風(fēng)險(xiǎn)采取有效措施加強(qiáng)管理控制，以保證地鐵盾構(gòu)施工安全。地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量控制重點(diǎn)包括軸線質(zhì)量控制、進(jìn)出洞階段控制與注漿質(zhì)量控制等；盾構(gòu)施工安全技術(shù)措施包括盾構(gòu)區(qū)間隧道施工安全措施、機(jī)械安全保證措施、管片吊裝安全措施等。值得注意的是，要重點(diǎn)做好洞門(mén)用水坍塌，管片拼裝事故與盾構(gòu)機(jī)故障等應(yīng)急措施。

地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)中嚴(yán)格把控盾構(gòu)機(jī)方位，每環(huán)拼裝后測(cè)量誤差，發(fā)現(xiàn)誤差后軸線糾偏量不超過(guò)5 mm。隧道內(nèi)每次循環(huán)襯砌后測(cè)量盾尾間隙，保證盾構(gòu)軸線準(zhǔn)確。盾構(gòu)機(jī)右上方管片處安裝用鋼板制作的吊籃，強(qiáng)制對(duì)中點(diǎn)三維坐標(biāo)通過(guò)洞口導(dǎo)線起始邊傳遞，盾構(gòu)推進(jìn)中要沿中心軸線推進(jìn)。測(cè)量重點(diǎn)是隧道起始里程、設(shè)計(jì)曲線特征點(diǎn)。需要對(duì)管片實(shí)際里程檢測(cè)，施工中對(duì)隧道關(guān)鍵點(diǎn)里程測(cè)量達(dá)到控制里程目的。膨潤(rùn)土壓注盾構(gòu)掘進(jìn)停機(jī)前，通過(guò)加泥加水系統(tǒng)向刀盤(pán)正面加注膨潤(rùn)土漿液，且注意四周均勻壓注，使其進(jìn)行適當(dāng)出土。盾構(gòu)進(jìn)出洞段在洞口采取注漿加固方式，洞口處土體強(qiáng)度較低，可使用打樁方式加固，防止出現(xiàn)涌土流沙現(xiàn)象。

盾構(gòu)施工在運(yùn)輸渣土中，要讓運(yùn)輸車(chē)在隧道內(nèi)水平運(yùn)輸，防止由于下坡速度控制不當(dāng)發(fā)生機(jī)車(chē)撞擊事故。進(jìn)洞前，需確認(rèn)其完好，對(duì)設(shè)備采取安全措施，運(yùn)輸車(chē)轉(zhuǎn)彎控制好速度。電機(jī)車(chē)前段安裝防溜車(chē)裝置，避免電機(jī)車(chē)出現(xiàn)溜車(chē)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，要經(jīng)常檢查電機(jī)車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)等，并定期維護(hù)隧道內(nèi)軌道，以防止出現(xiàn)軌道松動(dòng)偏離等現(xiàn)象。

地鐵盾構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)管控要結(jié)合工程順序流程，分析影響施工安全的人、機(jī)、料、法、環(huán)相關(guān)因素，針對(duì)盾構(gòu)施工安全管理重點(diǎn)問(wèn)題加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管控。在盾構(gòu)掘進(jìn)前做好充分準(zhǔn)備工作，并注意周邊建筑情況，預(yù)先制定施工安全技術(shù)措施；盾構(gòu)掘進(jìn)中注意觀察器械儀表變化，定時(shí)查看機(jī)械是否運(yùn)轉(zhuǎn)；運(yùn)輸管片要限制電瓶車(chē)運(yùn)輸速度；管片拼裝要求連接螺栓緊固；隧道內(nèi)預(yù)留人行通道[4]。土方作業(yè)時(shí)，要有地面專(zhuān)人負(fù)責(zé)指揮，起吊時(shí)作業(yè)人員處于安全位置。

盾構(gòu)下穿建筑物施工前，需調(diào)查沿線建筑物，相關(guān)人員要親自到現(xiàn)場(chǎng)做調(diào)研，并對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，使其了解盾構(gòu)與建筑物相對(duì)位置，同時(shí)還要在施工中加強(qiáng)巡視工作。在穿越前，要全面檢修盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)等機(jī)械設(shè)施，以避免盾構(gòu)穿越中機(jī)械設(shè)備故障停機(jī)。

地鐵隧道采用盾構(gòu)機(jī)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，不僅可以準(zhǔn)確計(jì)算盾構(gòu)機(jī)位置信息，還可以及時(shí)把結(jié)果反饋給工作人員，便于工作人員實(shí)時(shí)糾偏?，F(xiàn)場(chǎng)要配備專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)人員，并建立及時(shí)到位的信息溝通體系，而值班人員要及時(shí)將信息匯總來(lái)指導(dǎo)盾構(gòu)推進(jìn)施工。盾構(gòu)穿越前，需布設(shè)沿線風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)建筑物的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為施工參數(shù)控制提供數(shù)據(jù)支持。盾區(qū)間隧道下穿管線時(shí)，為控制地層變形，采用增設(shè)注漿孔管片。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通壓力也在不斷增大，因此各城市大力發(fā)展地下交通勢(shì)在必行。在此前提下，地鐵盾構(gòu)施工安全管理受到了廣泛關(guān)注?；诖?，相關(guān)人員必須研究地鐵盾構(gòu)施工安全管理，同時(shí)運(yùn)用工程風(fēng)險(xiǎn)管理知識(shí)，結(jié)合專(zhuān)家調(diào)查法與層次分析法來(lái)科學(xué)合理地研究地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別。通過(guò)對(duì)地鐵施工流程分解可知，識(shí)別地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)因素，運(yùn)用層次分析法研究因素比較權(quán)重，能夠準(zhǔn)確得出風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)價(jià)，并以此對(duì)地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)控制措施進(jìn)行研究，從而有效保證地鐵盾構(gòu)施工安全。