盾构隧道施工风险与规避探讨

盾构隧道施工风险与规避探讨

【摘要】随着道路运输体系的不断发展，各类隧道的建设也愈来愈多。就当前的发展形势而言，盾构隧道的建设及投入使用正逐渐增多，日渐成为地下工程建设的重要施工方法之一。然而，历年的调查研究表明，盾构隧道的施工仍存在极大的风险问题，相关负责部门若规避不当，则往往会引发重大安全事故，造成不可挽回的损失。本文就盾构隧道的施工风险加以分析，浅要提出几点规避措施。

【关键词】盾构隧道；施工风险；规避措施

一、盾构法简介

目前，我国在隧道建设方面的施工方法主要为钻爆法、盾构法及TBM，而由于隧道施工的地理环境等因素，盾构法的应用也愈来愈广泛。

所谓盾构法施工就是指用盾构机一边进行隧道挖掘，一边控制周围岩石土层等不发生塌陷的工作方法。其中盾指的是支撑保护施工点岩石土层，同时维持开挖面稳固性的机构，其主要包括压力舱、钢壳及刀盘；而构则是指隧道衬砌的构成部分，包括管片及壁后的注浆体。因此，盾构法就是以单体机械同时完成挖掘与稳固工作的施工方法，目前已开发出的主要有针对软土层的施工和大部分硬质地层的施工。

二、盾构隧道施工风险分析

纵观当前盾构隧道施工的现状，仍有许多风险问题并未得到妥善的规避，因而工程事故频发，各处工程被迫停工，一系列的人员财产损失都对整体的工程建设造成了极大的阻碍。分析各类事件的成因，不难发现，当前盾构隧道施工的风险主要集中于以下几个方面：

1.地质勘探不准

地质的勘探是地下工程建设的的核心要点，这在盾构隧道中显得尤为重要，而且这方面的风险问题也是较大的。众多事实表明，在地质勘探不准的情况下，盾构隧道的施工往往受到极大的影响。一方面，盾构机的掘进往往由于岩石砂层等因素受到阻碍，且工作部件也会遭到极大的损伤，严重情况下甚至断裂或毁坏；另一方面，由于对土层中的瓦斯含量等检测不准，往往产生严重爆炸，造成无法挽回的损失。另外，还有可变土层的分析研究也容易被忽视，导致施工中地质塌陷，不仅影响工程进度，而且往往造成极大的人员伤亡。

2.挖掘现场围护不完善

由于隧道施工对周围土层等稳固程度要求较高，因此施工地点的围护工作必须全面考虑周围地理环境因素等落实到位。首先，盾构机的进出通道若得不到一

定程度的稳固，则往往会因为施工的进行而发生崩裂及塌陷；其次，开挖面等各类断面的稳定性防护如果不能有效的落实，也会造成一定程度的塌陷，给工程的进行造成极大阻碍；最后一点，也是最重要的一点，挖基坑的围护工作不到位，那么整个隧道工程的建设都会付诸东流，而且由于承载力不足，整体的土层也会随之坍塌，后果不堪设想。

3.施工要素选择不当

盾构隧道的施工主要包括刀具的选择，施工起点的选择及各处断面的选择，任何一点处理不当都会对施工造成极其不利的影响。根据地形的不同，刀具如果选择不当，极容易引起不必要的磨损，同时也往往对施工地点造成一定程度的破坏，进而引发塌陷等事故。而施工起点的确定也是至关重要的，若开挖面障碍过多且开挖时并未做好清楚工作，则往往会造成机器各处损伤，甚至引发人员伤亡。另外，在各处断面的选择上，部分施工单位通常遗漏了软硬土层分布情况的检测，导致各断面稳定性完全达不到标准，进而随着施工的进行发生各处崩裂与坍塌。

4.联络系统不完备

盾构隧道的施工除了相关技术要点要落实，其联络系统也需要全面的建设起来。事实证明，很多工程事故的发生往往都是因为地下施工联络不畅，相关故障排除团队无法及时解决问题而引起的。而且，对于一些重大问题的发现，如果不能利用联络系统及时上报解决，则其后果也将不堪设想。例如：当由于泥水、浆液等发生渗漏时，整体的隧道结构往往会开始上移，这时施工人员若无法及时将信息传出，则地上工作单位则会因无法及时疏散及采取应对措施而受到牵连，造成工程事故进一步扩大。

三、规避盾构隧道施工风险的具体措施

针对于盾构隧道施工中的一系列风险问题，相关负责部门也应该对症下药的采取措施加以规避，目前看来，具体主要包括以下几点：

1.建立全面的地质检测体系，打下良好的施工基础

盾构隧道的施工必须有一个良好的前期基础，因此建立起全面的地质检测体系也就显得至关重要。在保证地质勘测有一定准确性的情况下，检测工作还需要分段进行。第一阶段，在施工地点选定后进行地质勘查，确定土层的基本构成以及障碍物的集中区域，然后根据相关可变性因素制定初期的施工路线；第二阶段，施工前做好复查，以声呐探测等方法，再对砂石、地下水等的分布情况及施工重要区域的覆土厚度做出精密的分析计算，确定各方面要素合格方可进行施工；第三阶段，施工中的实时检测，及时的了解地下施工中的气压、水压、瓦斯浓度及其它环境因素的变化等，确保施工的安全；第四阶段，竣工后的跟踪检测，通过对隧道运营中周围土层及环境因素的改变确定其安全性能是否良好，全面完善的保证盾构隧道施工的实效性。

2.综合考虑各方面因素制定施工方案

确定施工地点的地质情况后，需要全面合理的设计施工方案，这时必须综合考虑各方面可能影响盾构隧道施工的因素，尽可能将其中的不利影响降到最低。若检测显示障碍物较多，应优先加入清理工序，确保盾构机施工的最小损耗。而根据不同的土层结构，也必须把握一一对应的原则，适当选取工作刀具及施工设备，不仅有效避免施工设备的损耗，还大大加快了施工的效率。另外一点，施工工艺路线的制定，这主要集中在基准面选择上，如开挖面、各类断面等。这些要点更需要充分考虑土层可变性，软硬区域分布等因素，做出最优的安排及分配，确保各施工区域能各司其职。

3.健全施工管理制度，严抓工程围护工作

在盾构隧道的施工中，必须严格对工作人员进行筛选，保证其专业素质过硬、工作责任心较强。而在施工前，应就围护工作的重要性组织专业培训，使相关技术要点深入人心，避免操作不当造成围护工作出现纰漏。具体的进行施工后，首先在挖基坑的加固上必须做牢坐实，根据科学计算的方法分析其承载力和密实程度，保证盾构施工的基础要点落实；其次，应对盾构机的进出口加以合理的开辟，根据其长宽高做出设计，并及时做好周围土层加固；另外，各施工基准面的防护也需要全面的落实，确保其不会受施工影响而发生变形或崩裂，进而为施工的进行起到良好的指导作用。

4.加大科技投入，实现施工现场的整体

在现代化发展的要求下，加大科技投入已成为各行业领域的必要工作之一。盾构隧道由于其有一定程度的风险，因此必须有效实现对施工现场的整体。目前看来，光靠传统的通信联络是远远不够的，地下施工的不稳定因素往往造成其不通或中断。有鉴于此，各施工部门必须加大这方面科技投入，结合电子信息设备实时了解地下施工的具体状况，进而对工作做出及时的调配。同时，对地下施工人员救生设备的全面升级工作也应提上日程，进一步降低盾构隧道施工的风险，进而加快道路运输体系的建设。

四、总结

总而言之，盾构隧道的施工尽管极大的便利的我国道路运输体系的建设，但其工作中的风险问题仍是需要重视的要点，各级负责部门必须牢牢把握安全第一的原则，以科学的方式将施工风险降到最低，避免严重工程事故的发生，保证隧道建设工作的有利进行，进而促进国民经济持续有效的发展。

参考文献：

[1] 彭铭，黄宏伟，胡群芳，等.基于盾构隧道施工监测的动态风险数据库开发[J].地下空间与工程报，2007（SI）：1255-1260.

[2] 黄宏伟，曾明，陈亮，等.基于风险数据库的盾构隧道施工风险管理软件（TRMI.0）开发[J].地下空间与工程学报，2006（01）：36-41.

[3] 汤漩，吴惠明，胡珉.盾构隧道施工风险知识管理系统的设计开发[J].地下工程与隧道，2006（04）：20-24，52-53.

[4] 陈亮，黄宏伟，胡群芳，等.盾构隧道施工风险管理数据库系统开发[J].地下空间与工程学报，2005（06）：9—967.

[5] 卜庆，姚浩.上海某越江隧道盾构施工风险评估[J].上海建设科技，2007（05）：67-69