地铁盾构法施工安全风险识别与评估

摘要：在改革开放的新时期，经济在快速发展，社会在不断进步，随着城市人口越来越密集，交通压力剧增，为缓解交通压力，地铁在大城市的应用越来越广泛。然而，由于地铁施工环境的复杂性、隐蔽性和不确定性以及施工工序的复杂性等原因，导致地铁施工中安全隐患较多，安全事故时有发生且导致的后果很严重。因此，研究地铁施工安全风险具有重要的现实意义和工程应用价值。为了有效地降低地铁施工过程中的风险，提高施工企业防范风险的能力和施工过程的安全性，针对目前地铁施工常见的方法盾构法，本文对地铁盾构施工过程和施工安全进行了大量调研，开展了地铁盾构法施工安全风险识别与因素评估的研究。

关键词：地铁；盾构隧道施工；安全管理 引言

随着轨道交通的发展，地铁交通已经成为未来城市的重要公共交通设施之一。相较于其他的市政道路工程，地铁工程本身投资巨大，在施工过程中涉及的学科较多，施工环境也更为复杂，不仅存在较多的风险因素，而且一旦管理不善，势必给工程造成巨大的经济损失，导致地铁施工的成本增加。因此，研究分析地铁盾构隧道施工安全管理及成本控制具有重要的现实意义。

1地铁隧道盾构施工特点

1）盾构施工的优点在施工过程的现场和周边构筑物比较复杂繁多的情况下多采用盾构施工。它的优点是可以降低施工产生的对生活的影响，减少对周边构造物的影响。机械化程度很高的盾构施工在操作中是按照一定的流程来进行的，这样可以根据相应的流程来对施工出现的问题进行管理和预防控制，这种方法不仅可以减少对于基层产生影响，而且还可以高效计算其相关数据。这种方法优点很多，比如不受外界天气影响，在河流大海等穿越中不会对航运产生不好的影响等。2）盾构施工的缺点施工中产生不利影响的因素有很多，比如周边的障碍物等，当地底层面出现沼气等有毒气体和在施工中遇见未知地质环境时，会对施工

的进度和安全产生一定影响。当隧道中曲线半径很小，且隧道的覆土较浅的情况下采用这种方式，其施工难度及施工过程中相应的控制系统在操作中的难度也会变大。基于此，施工的机械成本比较高，对人员的素质也有较高要求。

2地铁盾构法施工安全风险识别与评估 2.1施工风险评估方法的选取

在识别风险源的基础上进行相应的风险评估。地铁盾构施工复杂多变，人工检测的方法滞后低效，跟不上地铁的快速发展形势。此时若能系统建立地铁盾构施工安全性评价体系，可大大提高检测工作效率，有重点地对关键过程和部位进行风险管理，制定预防和管理措施，无疑具有良好的经济效益和社会效益。目前，广泛应用的层次分析法是一种实用的多准则决策方法，将复杂问题分解为有序的递阶层次，通过人们的判断对决策方案的优劣进行排序，实用、系统、简洁，其准确性也得到了同行的认可。因此，可将该方法进一步应用于地铁盾构施工以对实现工程起到指导作用。

2.2针对盾构施工风险进行合理性规避

盾构施工的主要风险包括：地质与盾构选型的风险、盾构组装与调试风险、盾构始发与到达作业的风险、盾构掘进施工的风险、特殊地段盾构施工风险、盾构设备维护与保养的风险。这些都是盾构施工中主要存在的安全风险，在明确盾构施工风险的前提下，有针对性地进行合理控制与合理性规避，可以推动盾构安全施工。例如，针对盾构始发风险，可以进行技术创新与管理方法的改进，利用盾构到达接受钢套筒、上下重叠隧道施工技术等促进盾构的平衡始发，实现施工风险的有效规避。施工部门需要在明确盾构施工技术的不足以及存在问题的基础上，吸取地铁盾构施工安全事故的经验教训，加强对盾构施工中主要参数、盾构姿态、盾构施工材料消耗、沉降数据累计等方面的有效监测，以提高安全风险管理能力，实现全过程的施工管理。

2.3下穿桥梁施工技术

1)选取桥基础前30～50m区间为模拟试验段，按盾构下穿桥梁的要求模拟推进，强化地层变形观测，检验地层变形是否满足预期控制目标，依托试验段施工数据调整盾构下穿桥梁掘进施工参数。下穿桥梁过程中设定土仓压力值稍大于地层水土压力值，保持油缸压力及推进速度平缓变化，有效控制土仓压力的稳定性。严格控制出土量，保证切削面稳定及地表沉降在允许范围内。严格控制盾构机掘进姿态，改善管片受力及防水质量，推力、扭矩及掘进速度应保持平稳，不间断连续施工。2)盾构机掘进后应及时进行二次注浆，增设管片注浆孔并进行径向补偿式注浆，对隧道上方土体进行压密。3)依据设计总说明加强监控量测，尤其是扩展基础的竖向位移监测。4)从下穿桥梁段前10m至下穿完后10m、下穿桥梁前20m至下穿完后20m，左右线均采用加强型管片配筋。

2.4层次分析法流程

近年来，风险管理界引入了层次分析法，能够很好地满足风险决策需要。层次分析法的基本流程可分为5个过程:1）建立递阶层次结构。2）对同层要素之间进行两两比较，构造判断矩阵;3）求解特征矩阵，得出特征根和特征向量，并检验矩阵一致性;4）如果不满足一致性条件，修改判断矩阵，直至满足一致性;5）计算各个层次的组合权重，检验结构一致性。层次分析法的关键步骤和难点在于寻找影响因素、建立层次关系及构造判断矩阵，根据实际的可判体系确定直接造成影响的评判因素，以此作为层次分析法的底层，然后根据评判体系需要完成目标寻找中间层，建构合理的层次关系。对于同层因素之间的比较，我们必须结合详细的资料及经验，做出尽可能符合客观实际的判断结果，判断结果构成的矩阵必须满足一致性要求，满足一致性的判断矩阵才是有效地更加合理的判断矩阵。

2.5施工工艺的安全管理要点

（1）注浆作业。注浆过程中，经常会因为泥沙导致注浆管堵塞，需要进行清理，此过程中必须对管道出口采用编织物绑扎牢固，并缓慢增加压力，杜绝急剧加压，导致浆液突然从管内爆出，给作业人员造成伤害。（2）临时轨道运输。本工程作业过程中，需要通过轨道运输系统将土渣运输至隧道之外。在此过程中，首先，必须确保临时轨道安装的稳定性，避免出现车辆脱轨，威胁到行人的安全，应设置专人时刻检查轨距、弧度、螺栓稳定性等重要节点；其次，严禁任何人乘

坐管片车，遇到较长的隧道施工时，可以设计专门的人员运输轨道线路，避免出现挤压人员的安全事故。（3）盾构安装与拆卸。盾构设备本身在安装和拆卸过程中，需要进行吊装施工。此过程中需要编制详细的施工方案，并对现场环境进行全面的仔细的勘查，确保万无一失，方能进行吊装施工，避免出现意外情况，导致安全事故发生。

结语

(1)结合地铁盾构施工的施工工序，将其施工过程划分成施工准备阶段、修建始发井阶段、盾构机拼装阶段、盾构始发阶段、盾构掘进阶段、盾构出洞吊装阶段，然后对不同施工阶段的施工风险源进行统计和归纳，厘清各施工工序下的风险情况，为工程实际提供了参考。(2)采用\"LEC\"a去对地铁盾构施工各工序风险情况进一步辨别，初步筛选出可能出现重大风险的施工工序。(3)对辨识出的重大施工风险源再从“人机料法环”五个方面深入分析，建立地铁盾构重大施工风险影响因素的层次结构模型，为后期对各施工工序的风险源评估提供参考。

参考文献

[1]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(8):207-209+22.

[2]肖兵.地铁隧道施工安全风险评估及应用研究[J].工程建设与设计,2018(15):293-295.

[3]杨秀权.复杂地质盾构隧道安全管理与风险防范对策[J].隧道建设,2012,32(6):763-766+781.