陳仙東CHEN Xian-dong

（中交隧道工程局有限公司，北京 100022）

0 引言

盾構法屬于一項新式的施工技術，該技術可以大幅提升工作效率與效果，不過在實際作業(yè)中也具有較多安全風險，如果未對安全風險實行有效管控，就極易引起各種施工問題的產(chǎn)生，給機械設備與現(xiàn)場工作人員都帶來嚴重傷害。在地鐵項目施工作業(yè)中實施安全風險管理工作十分關鍵，只有將各項安全風險評估工作落實到位，并采取對應的風險管控措施，方可讓安全風險的產(chǎn)生概率控制在最小范圍。

1 地鐵盾構施工風險管理內(nèi)容

1.1 風險的識別

在開展地鐵隧道的盾構施工作業(yè)時，面臨著諸多安全風險，對于此方面實行管控時，便應當注重對風險的有效識別，并且在該基礎上制定有效的對策，從而確保后續(xù)工作能夠順利開展，在日常施工期間需要落實好以下幾方面的工作：其一，應當對地質(zhì)勘察資料全面了解；其二，應當對地鐵隧道周邊的地質(zhì)情況充分了解，從而掌握水文規(guī)律[1]；其三，應當注重對盾構機械設備的檢查維修工作，并對其參數(shù)進行定期核查調(diào)整，使之能夠隨時正常使用；其四，應當制定對應的組織計劃，并對施工管理的具體內(nèi)容加以調(diào)查，對風險進行合理把控，加強安全風險控制，制定對應的安全防范對策，從而使得地鐵項目的整體施工質(zhì)量大幅提高。

1.2 風險估計與評價

在做好風險識別之后，還應當注重對于信息資料的有效利用，從而實現(xiàn)對風險發(fā)生概率的最大化減小，并且在具體運用過程中應用構建風險模型，進而對風險發(fā)生幾率加以控制。在進行風險評估分析時，應當從多個角度進行考慮，還需要對有關評價結構實行對比，同時采取有效的措施來對風險加以預估，最終確保工程項目施工建設目標的順利達成。

2 地鐵隧道盾構法施工安全風險管理

2.1 建立施工安全生產(chǎn)保障制度體系

應當全方位貫徹落實地鐵隧道盾構施工方法的安全生產(chǎn)保障機制，其主要涵蓋了安全生產(chǎn)責任機制、安全生產(chǎn)教育培訓機制、安全風險核查機制以及事故報告匯總處理機制等。通過將上述多項機制的有效融合，經(jīng)過多層面宏觀性調(diào)整控制，讓其形成一個健全、完善的保障體系，以此來實現(xiàn)對盾構法實際運用中的有效監(jiān)督掌控。另外，還可以在發(fā)生了安全事故以后，通過合理的處理方式與態(tài)度來加以判斷與處理，盡量降低對應的經(jīng)濟損失以及避免工期延后[2]。

2.2 加強關鍵施工工序動態(tài)過程控制

首先需要在施工作業(yè)前，充分注重對于地鐵工程隧道施工任務的風險評估預測以及安全隱患的調(diào)查分析。相關部門與單位可采取比較常用的集中風險預警方式，對于可能發(fā)生的問題展開全面調(diào)查，并采取對應的預防對策以及解決方案。將這些工作任務落實的基礎上，還需安排足夠的工作人員對隧道作業(yè)現(xiàn)場的周邊環(huán)境（例如土質(zhì)、土層、水文條件等）進行深入調(diào)查了解，有利于根據(jù)實際狀況來選用最佳施工方案。其次，應當對風險源實行動態(tài)監(jiān)察與評估，也就是對潛在風險對象實行動態(tài)追蹤調(diào)查以及預估分析，清晰了解動態(tài)監(jiān)測與評估的具體內(nèi)容，對實際問題展開深度分析探究，而且要運用因地制宜的方式，制定對應的解決對策。當有關工作結束之后，要采取書面形式進行文件的收集，并將其詳細整理完畢之后以書面報告的發(fā)放時向上級匯報并記錄歸檔。最后，應當在事故發(fā)生之后立刻采取控制措施，也就是需要對于緊急風險事故做到應急響應。這便需要在對風險源及時、準確識別的前提下，按照地鐵隧道施工的具體狀況，制定合理、詳細、科學的應急預案，從而提升安全事故出現(xiàn)后的第一時間救援速度。

2.3 注重對地層的處理

在采取盾構法施工作業(yè)時，安全風險主要是因為地層結構的不穩(wěn)定導致的，所以，在施工期間務必要加強對地層的處理。在隧道開挖掘進過程中，首先應當對地層加以處理，確保施工工作能夠持續(xù)、順利、安全的開展，在此環(huán)節(jié)中，可以先對地層實際狀況實行勘察，通常而言應當先對洞口地層的穩(wěn)定程度加以評估分析，以此確定地層的具體狀況，在施工作業(yè)中安全地層特征制定與之相符的施工方案。在進行地層處理時，需要按照不同地層的狀況，合理采取各種施工方式實行施工作業(yè)，而在實際地鐵隧道建設中，固結灌漿、冷凍法以及插板法均是較為常用的地層穩(wěn)固方式，在采用這些措施來對地層實行加固處理前，應當對地層加以觀察，并且隧道地層應當具有最低一周的側向自穩(wěn)定作用，這樣才能確保施工任務的順利完成，否則便會在施工期間出現(xiàn)各種安全事故[3]。在此過程中，對于施工方式的選取極為關鍵，會在極大程度上決定著施工作業(yè)的效果，具體施工方式的運用應當按照地層實際狀況與施工條件來進行調(diào)整，應當全面綜合對施工作業(yè)安全性與施工難度的影響因素的分析，從而選取既能保證施工安全進行又能較為輕松完工的方式，使得地鐵隧道項目的建設質(zhì)量和速度控制管理工作都能取得較好效果。

2.4 設備方面的安全管理

2.4.1 盾構機的型號選擇

在開展盾構施工作業(yè)時，選取適宜的機械設備型號是減少安全風險形成的重要因素，施工企業(yè)應當在中標之后針對工程項目的地質(zhì)條件展開深度調(diào)研考察，比如，收集了解工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件、水文規(guī)律、周邊建筑設施等，然后對施工期間有可能發(fā)生的各項風險事故進行預先估測，指派相關專業(yè)技術人員與設計人員實行探究，最終選擇型號最為合適的一款盾構設備，促使地鐵隧道施工活動可以順利開展。

2.4.2 盾構主軸承的選擇

對盾構設備而言，在各項零件之中，主軸承是其十分重要的一個部件，而且因為其在運行時只可以向前行進而無法往后退，所以，如果主軸承一旦發(fā)生故障，就會引發(fā)重大災難時間。所以，在進行主軸承選取時，必須要選用使用壽命不低于一億小時的軸承，這樣能夠更好的減少安全事故的發(fā)生幾率。

2.4.3 盾構的壓氣作業(yè)

盾構機均有安裝壓氣系統(tǒng)，以此來實現(xiàn)對壓力的合理控制，通常壓力值能夠達到1 至2.5MPa，使得外部土層的壓力能夠有效維持平衡狀態(tài)。不過，為確保作業(yè)人員具有更好適應性，還會在通道部位安裝過渡增壓艙，如果作業(yè)人員產(chǎn)生不適應的情況，便可對其實施減壓過渡治療。

當工作人員實施開艙工作之時，為有效降低危險事故出現(xiàn)幾率，需要盡可能落實下述幾項工作；①盡量在穩(wěn)定的底層內(nèi)實行開艙；②替換刀具之時應當要具備良好的預見性；③挑選的作業(yè)人員需要具備強健體魄；④氣壓作業(yè)時長每日不可高于四小時；⑤使通訊工具一直處于正常運行狀態(tài)，這樣才能隨時隨地進行聯(lián)系。

2.4.4 盾構刀具更換

伴隨著地質(zhì)條件的變動，在實行開挖施工時，盾構刀具會出現(xiàn)嚴重磨損的現(xiàn)象，情況需要時可對刀具加以替換，而在實行刀具替換之時應當注意下述幾點內(nèi)容：

①需要將準備工作落實到位，例如對刀盤中堆積的土體、淤泥或者是泥漿充分清理干凈，盡可能確保刀盤中有足夠的作業(yè)空間，安裝牢固的臨時支撐體系與作業(yè)平臺，確保光照條件滿足施工需求，預先準備好行燈之類的局部照明設備；

②選取技術水平較高、吃苦耐勞而且身體素質(zhì)較強的施工人員來替換刀具，特別是每位施工人員彼此間要配合良好，盡可能降低盾構機停工時間，以免土體因為穩(wěn)定性不足而發(fā)生坍塌事故。若是存在土體失穩(wěn)程度十分嚴重的情況，則可分為多個批次進行刀具替換，通常此時土體強度較低，盾構設備能夠在掘進數(shù)環(huán)之后再替換另外一批刀具。當?shù)罔F隧道屬于軟土地質(zhì)時，盾構機停工時間不得大于兩日；

③由于滾刀自身重量較大，而且邊緣較為光滑，不容易進行固定，所以需要盡可能依賴機械設備安裝和拆除滾刀，例如合理使用起重設備、移動設備、固定設備（例如葫蘆、滑軌、支架等）對其進行合理固定，而且在具體操作時務必要格外仔細、細心；

④刀倉中較為潮濕，而且含有大量水汽，伴隨著溫度的提高會出現(xiàn)霧化情況，因此對于電器、線路的絕緣性具有比較高的要求，而且要選擇使用不高于24 伏的電壓。在實際施工中時常會出現(xiàn)刀盤非期望轉(zhuǎn)動而造成人員傷亡的危險事故事故，所以，在重啟盾構設備之時，必須要反復確定土倉中無工作人員在場以及各種材料、物品均已經(jīng)完全整理離場，最好應當能夠做到安全本質(zhì)化，也就是在進行盾構設計與改良過程中，對于既有操控室的控制開關進行鎖定，而且在入閘口安裝控制裝置，實施重復掛牌清點制度[4]。

2.5 注漿作業(yè)安全控制

在掘進施工中，應當對管片外部空隙實行注漿，漿液主要是由砂石、水泥以及水配置而成，因為漿液出口位置一般使用的是剛性管道，在進行注漿施工時比較容易發(fā)生阻塞，所以在對其實行清理之時，需要運用具有彈性且硬度較高的鋼絲，并提高注漿泵的壓力。此外，需要在注漿出口部位增設防護帶，防止因為高壓濺射使得工作人員受傷。注漿施工環(huán)節(jié)最為重要的便是應當配合應用壓力表，不可完全以個人經(jīng)驗實行注漿，壓力如果超過了規(guī)定范圍，程度較輕時會引發(fā)漏水、崩裂等問題，程度嚴重時便會使得管片直接落入至隧道內(nèi)，引起重大安全事故。

2.6 盾構內(nèi)進水安全控制

采用盾構法施工時，容易發(fā)生盾構內(nèi)進水的問題，造成此問題的原因多種多樣，最為常見的一種便是對于盾構機的操作不規(guī)范、不合理，在進行盾構施工作業(yè)時，未對操作實行嚴格管控，進而使得機械設備運行狀態(tài)異常，由此導致盾構隧道進水。另外，盾構機受損也可能引發(fā)進水問題，實際施工中，應當時常對盾構狀態(tài)實行核驗，若是存在異常問題，應當立即加以調(diào)整處理。在鉸接密封具有缺陷或是盾尾密封刷已經(jīng)受損的狀況下，鉸接部位和盾尾極易發(fā)生滲水、滲沙、突水以及涌砂等一系列問題，而管片錯臺或是破損都會導致盾構隧道內(nèi)出現(xiàn)進水問題，形成安全風險。為此，應當在施工作業(yè)中，對盾構姿態(tài)實行嚴格、全面的檢查，并在盾構操作時進行全程監(jiān)控，全方位了解機械設備的運行狀態(tài)。

2.7 盾構法施工中避免管片上浮的措施

在地鐵隧道施工期間，管片上浮屬于一種較為常見的問題，這便需要作業(yè)人員務必深入調(diào)查施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境，更為準確、有效的運用有關數(shù)據(jù)參數(shù)來將施工工作做好，將調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)資料作為基礎參考，指導現(xiàn)場施工作業(yè)開展，同時還需要將其作為盾構施工的基礎依據(jù)，這同時也對有關作業(yè)人員的綜合素養(yǎng)與技術能力提出了較高的要求。在進行掘進施工時，先是應當對其作業(yè)方式、速率與推力進行合理把控，然后還應注意強化對盾構設備操作的管理，調(diào)節(jié)與改進千斤的形成差，進而讓千斤頂?shù)男Ч梢酝耆l(fā)揮出來，以免發(fā)生超出的情況。此外，根據(jù)測得的結果信息，來對盾構設備有關參數(shù)實行深度調(diào)節(jié)與改進，如此既可以使得施工進度獲得有效加快，還可以讓設備使用壽命得以延長。

2.8 盾構設備始發(fā)、接收施工要點

應當制定合理的施工路線，并且需確保軸線偏差不可太大，進而減少時間與成本上的耗費。考慮到在始發(fā)、接收之時，盾構機具有比較復雜的作業(yè)流程，所以要先確保設計準確度而且做好相應準備工作的情況下方可開始作業(yè)，并且還要對盾構設備預先進行一段時間的動態(tài)、全面的調(diào)試，了解盾構機在處于不同地質(zhì)條件時的始發(fā)與接收條件，進而讓盾構機的整體進洞過程可以做到安全、可靠。

2.9 有效避免地鐵隧道盾構施工開挖面失穩(wěn)

對于隧道內(nèi)部分微承壓力底端，由于土壓力方面設計得不太合理，如此便極易發(fā)生開挖面失穩(wěn)與流沙等現(xiàn)象，情況惡劣時甚至還會讓地面受到一定影響。因此，在面對此種情況時，便要求采取合理的方法防止開挖面發(fā)生失穩(wěn)。其主要可采取下述方式：首先，應當對區(qū)間地質(zhì)渣土進行及時收集與改進，并且要全面掌握相關參數(shù)信息，進而確保其開挖渣土具備足夠的止水性和流動性；其次，應當將土層壓力控制在合理水平，房子開挖面發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象；最后，應當對掘進速率與渣土排出量實行嚴格把控，進而確保其維持一定的平衡狀態(tài)[5]。

2.10 采取有效措施控制坍塌事故的產(chǎn)生

發(fā)生塌方之時，應當首先對行程坍塌原因加以分析，同時按照分析結果對塌方區(qū)域采取相應對策，以免地表沉降問題進一步惡化，保證盾構設備可以正常經(jīng)過沉陷區(qū)域，而且可采取下述幾項措施實現(xiàn)對塌方部位的有效控制：①對坍塌周邊地表水實行攔截，以免其滲入至隧道內(nèi)，而且要在事故發(fā)生后立刻對坍塌部位加以回填處理；②在合理程度下把控盾構設備的出土速率與行進速率，保證開挖面土壓力維持在平衡范圍之內(nèi)，有利于降低地表沉陷問題的發(fā)生范圍；③可以適當提高注漿量，并提高土層的牢固穩(wěn)定性，防止在地表沉降范圍內(nèi)發(fā)生持續(xù)延伸的情況；④在施工期間，需要對盾構設備有關參數(shù)實行實時監(jiān)督與測量，注重關注土倉壓力、注漿量以及出土量等信息，如此便可以按照具體狀況立即調(diào)節(jié)掘進的有關參數(shù)。

2.11 基于預報地質(zhì)的合理繞避法

地鐵隧道施工，不僅地形環(huán)境較為復雜，并且施工現(xiàn)場的地質(zhì)水文條件也會給施工質(zhì)量造成較大影響。例如在項目勘察工作中，在資料采集、整理與分析方面，應當投入更大的人力物力。當將勘查任務處理完畢之后，還要對巖溶水質(zhì)情況實行仔細分析，而且實行對應的地質(zhì)測繪工作，全面掌握隧道內(nèi)的重要巖性結構與地質(zhì)情況，盡量提前預估地質(zhì)災害的誘發(fā)因素、發(fā)生位置、規(guī)模大小以及波及范圍。為此，在全面掌握現(xiàn)場地質(zhì)特點的基礎上，還需要針對巖溶突水洞詳細分析，了解現(xiàn)場及周邊的水文條件，例如多樣性、巖石發(fā)育特點的復雜程度等，這些資料能夠為巖溶發(fā)育區(qū)的研究工作提供重要參考，以此更為有效的保障施工工作的安全實施。

2.12 施工用電管理

盾構設備掘進開挖時通常是采用雙回路專供電纜，電壓在10kV 左右，由于隧道中環(huán)境陰暗且濕度較高，在盾構機持續(xù)行進過程中，供電線纜也需要進行反復連接，接頭需要選取質(zhì)量優(yōu)秀的專業(yè)接駁器，要把線纜固定在隧道中，同時還要預留出足夠的活動愈低，使其懸掛于適宜的高度，最低不得低于運輸車，以免運輸車脫軌之后將線纜擊斷。除盾構設備之外，還存在許多其他的臨時用電，一定要進行三級配電、二級保護，特別是應當配置充足的電箱，電箱應當使用鐵皮支撐，不可使用木材或是膠材等進行替代，并且還要嚴格落實“一機、一閘、一箱、一漏”。通常此要求施工企業(yè)很難確切達成，特別是時常會為了節(jié)省成本而存在一箱多機、一箱多閘等問題，這樣容易把閘門錯誤閉合，從而引發(fā)觸電事故。

2.13 隧道內(nèi)臨時軌道運輸

不同于其它施工方法，盾構法通常使用軌道運輸系統(tǒng)。因為盾構設備掘進速率非?？?，所以運輸成為限制施工進度的一大關鍵性因素，為此，運輸車通常會設置成較長的形式，而且碴土斗也會使用較大容量的類型，會占據(jù)隧道內(nèi)的很大空間。管片底端是圓弧形狀，會給軌枕穩(wěn)定性能造成不良影響，使得運輸車輛容易發(fā)生脫軌的問題，從而對人行道上的工作人員人身安全帶來威脅，特別是在碰觸到盾構設備專用高壓線纜時，會引起嚴重的觸電事故。所以，對于施工軌道必須要嚴格依照相關規(guī)范標準實行，對于軌道間距、高度差、弧度以及接縫等比較關鍵的參數(shù)要進行反復檢查核定，軌枕應當具有足夠的剛度，而且要和管片中的螺栓連接固定或是進行焊接加固，防止發(fā)生滑動變形的問題。

3 結語

在應用盾構法進行地鐵隧道施工時，面臨復雜的作業(yè)環(huán)境與施工風險，應當將風險管理工作落實到位，全面了解實時動態(tài)風險情況，有針對性的采取應對策略，防止安全事故的產(chǎn)生，將各類安全事故隱患及時排除。