地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制

樊吉强 杨敏

摘要：盾构法是地铁盾构区间隧道施工中较为常见的一种建设手段，在实施过程中具备效率快、安全性强、机械化水平高等特点。但结合大量实践来看，该建设手段也极其容易受外界因素影响产生风险隐患。基于此，本文将结合成都地铁13号线项目实际情况，对地铁盾构区间隧道施工进行概述，并总结施工中的常见风险，提出针对性控制策略，旨在为规避隐患、提高施工水平贡献一己之力。

关键词：地铁；盾构区间；施工风险；控制策略

引言：

新时期，我国城市化发展进程的不断加快，人口数量的逐渐增加，为交通运输带来巨大压力。在这一背景下，越来越多地区通过加大力度建设地铁项目来缓解交通压力。盾构法作为一种新型施工工艺，在实践过程中呈现出安全性高、建设速度快等多种优势，因此被广泛应用到地铁区间隧道施工领域。但凡事有利必有弊，该技术在具备以上优势的同时也产生了一系列弊端，主要体现在建设时间长、技术水平高等方面，导致实际施工面临诸多安全隐患。为了有效控制风险，需要全面了解地铁盾构区间隧道施工的常见风险，并采取措施规避，以此来为工程建设提供质量保障。

1. 地铁盾构区间施工概述

（一）案例概述

成都地铁13号一期工程全长约29.07km，本文以一期工程中的线培风站-万寿桥区段为例进行分析，该路段均为地下线，车站位置在东坡路与培风路交叉口以及东坡路与瑞星路十字路口处，最高车速为140km/h，建设目标是缓解地区交通压力、优化城市地铁网布局、为广大居民出行提供便利。该工程区间隧道施工采取盾构法工艺，对施工技术有较高要求，具体分析如下。

2. 盾构法施工概述

成都地铁13号线采用盾构法建设手段，就是利用盾构机对隧道进行开掘。这种施工方式既能够发挥盾构机抗衡土压的作用，也能够通过活塞杆产生持续推动力，从而保证地层中的盾构刀盘能够持续切割。大量实践证明，盾构法施工工艺更加适用于规模较大的项目施工中，其中包括地铁隧道项目。与传统明挖、暗挖等开槽技术相比，盾构法不仅具备安全性高、施工效率快等优势，还能够最大程度减少地上作业量，以此来降低施工过程对地上交通造成的不利影响^[1]。

盾构机在掘进过程中，每完成一环施工人员就要进行一次衬砌。由于施工过程中会产生较大阻力，所以可以通过盾构机的管片拼装设施定位装设管片。在地铁隧道区间建设阶段，围岩和管片不可避免会产生间隙，施工人员可以通过灌注水泥方式封堵间隙，以此来抑制围岩压力，避免其产生变形等问题。另外，采用盾构法建设手段，还能够最大程度为地上构筑物提供安全保障，同时减少对周围地层的扰动。但该施工手段在实际生产中需要投入较高成本，如果建设区域地质条件不佳，存在沼气孔洞等问题，会直接影响工程质量。并且盾构法对施工人员技术水平要求较高，需要其严格按照流程和规范操作^[2]。结合实践来看，大部分施工单位组织的施工队伍都不能满足技术要求，由于很多施工人员缺乏自主学习意识和系统性培训经验，导致实际施工中违规操作、盲目操作等行为层出不穷，进一步增加了风险隐患，无法为隧道工程有条不紊施工提供保障。

2. 地铁盾构区间隧道施工中的风险隐患

在成都13号线盾构区间隧道工程施工阶段，施工单位为了保证施工过程的安全性和稳定性，进一步加大了风险隐患管控力度，主要体现在以下方面：第一，结合工程建设需求、建设特点和施工条件分析风险来源；第二，收集与工程建设以及盾构法工艺相关的材料；第三，确定风险隐患控制目标；第四，对潜在风险的危害范围、危害程度、发生几率进行评估；第五，构建健全、完善的风险识别警示体系。由此可见，想要从源头减少盾构法施工风险，就要准确识别施工过程存在的风险因素。

盾构法在实际施工中产生风险的原因通常可以归纳为两个方面，一种为风险因子，另一种为风险环境。前者是实际施工中存在能够提高风险发生率的因素。例如：盾构机在运行过程中产生故障、施工区域有沼气孔洞、遇到含水层等。后者是施工环境不佳，风险隐患远远超出正常情况。例如：施工区域存在复杂管线和构筑物等^[3]。可以看出，风险因子是盾构法施工中直接引发安全问题的主要原因，而风险环境则是为风险因子提供发展环境的有利条件，也可以看作风险发生的潜在因素。所以想要尽可能规避地铁盾构区间隧道施工安全隐患，就要控制好风险因子和风险环境。

3. 地铁盾构区间隧道施工风险控制策略

1. 合理选择盾构机

盾构机是隧道开掘的主要设备，在实际施工中需要通过刀盘持续作用切割地层。所以在控制风险隐患过程中，需要施工单位合理选择盾构机。为了达到这一目标，需要施工单位明确隧道工程设计需求、施工环境、施工特点等要素，并深入分析施工存在的安全隐患，根据自身经济状况，选择质量好、与隧道工程匹配程度高的盾构机，确保其推进长度满足工期要求，并且对周围环境扰动要小。

2. 对建筑物和地层沉降进行科学控制

地铁隧道施工中，首先，需要施工单位做好实地勘察工作，明确施工区域管线、建筑物、设施设备等具体情况，分析其对隧道施工产生的影响；其次，施工前，应采取有效措施保护施工区域现有建筑物和设施设备，尽可能降低施工工艺对建筑物和地层造成的不良影响；其三，建立沉降量监测控制网，经常对施工区域的建筑物和地层沉降情况进行观察，并结合最终得到的数据判断盾构施工对周围环境造成的影响^[4]。通常情况下，如果盾构施工前方的监测点，建筑物和地层沉降在±5mm之内，那么需要将变形量控制在10-30mm范围内。如果超出以上标准，需要通过土量控制方式抑制地层和建筑物沉降，并根据施工条件，选择灌浆或建设管棚拱顶方式加固地面，提高洞口站安全性和稳定性。

3. 控制施工过程中的风险

首先，控制土体风险。盾构机作业过程中，会在一定程度上影响进出洞口土体稳定性，稍有不慎就会引发坍塌事故，导致土体掩埋洞口。针对这种情况，需要通过高压旋喷注浆方式对土体进行加固处理。另外，盾构机运行还会对道路造成负面影响，容易使路面产生不均匀沉降，严重甚至会导致路面坍塌、冒浆。对此，需要施工人员控制好盾构机作业压力，尽可能减少扰动，并根据实际情况设置注浆参数。其次，盾构穿越地下管线时不可避免会损害管线，或导致管线沉降，为了规避这一问题，需要平衡好盾构机正面压力，尽可能降低其对土层的侵扰。同时要控制掘进速度，既不能过快，也不能过慢^[5]。其三，如果盾构法施工中遇到河流，导致施工过程产生安全隐患，需要在穿越河流时确定注浆压力和注浆量，并做好防汛监测工作，同时要确保盾构机始终处于安全运行状态。

结束语：

综上所述，盾构法适合应用到大型隧道工程中，该技术不仅具备传统明挖、暗挖等开槽技术的优势，还能够最大程度降低对地上交通和建筑的影响。但由于该工艺在实际操作中技术水平较高、施工周期较长，所以面临的安全隐患也层出不穷。对此，需要施工单位结合实际情况采取有效措施控制，为施工任务顺利进行提供保障。

参考文献：

[1]刘民.地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制[J].居舍,2021(22):172-173.

[2]王灿.地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制[J].运输经理世界,2020(17):86-87.

[3]韩朝翰.地铁盾构区间隧道施工风险管理[J].交通建设与管理,2019(04):98-99.

[4]杨军.地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(04):20-21.

[5]仲晓慧.地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的措施[J].城市道桥与防洪,2017(08):207-209+22.