随着我国城市轨道交通建设不断发展,盾构法隧道以安全、高效、环保等优势成为地铁建设过程中的主力军。受周围环境及自身特点制约,不可避免地会出现盾构法施工穿越各种复杂建(构)筑物的情况,将施工风险降到可接受范围内,减少施工中风险事故发生,建立有效的风险控制体系成为新时代轨道交通建设的主要课题。济南轨道交通建设处于起步阶段,针对济南地质条件下的盾构法施工经验相对匮乏,地表沉降规律研究较少,穿桥施工风险控制系统尚未完善。加强轨道交通建设风险管理水平,科学进行风险识别,研究适合济南轨道交通盾构隧道建设的风险评价和控制措施已迫在眉睫。以济南轨道交通R1线地下段盾构隧道为工程背景,对隧道施工进行调研与风险评估,并根据风险等级较大的工况进行分析,得到盾构施工沉降规律及力学特性,结合盾构施工穿桥工程进行变形规律及风险控制研究,为济南轨道交通R1线盾构隧道施工提供施工技术指导和风险防控方案。主要研究工作如下:(1)济南轨道交通盾构风险辨识及风险等级划分。结合济南地区厚冲积平原地质特征、周边环境、盾构施工工艺、工区特点等相关风险源,提出风险源辨识清单,研究可定量评估盾构施工过程中风险等级的划分方法,提出R1线风险评估方法,引入风险双层次分析方法(即技术层面和工程管理层面),便于指导济南轨道交通盾构施工安全生产和安全管理。(2)盾构隧道施工沉降变形规律研究。总结盾构法施工引起地层变形机理,针对济南轨道交通风险等级较大的工况(玉王区间入地段施工工程)进行分析,结合济南地区地质条件建立数值模拟进行盾构开挖对地层变形规律研究,并提出埋深与土体加固参数等因素对地表沉降变形的影响。(3)盾构隧道穿桥安全控制技术研究。针对济南轨道交通风险等级较大的工况(盾构穿越京沪铁路框架桥)进行分析,建立高精度数值模型,分析盾构穿桥施工中各结构部分的变形规律及力学特征,制定相应的工程加固措施,通过现场监测数据进行反馈,总结盾构穿越过程现场变形规律并优化盾构掘进参数,建立盾构穿桥施工安全预警控制指标及风险控制体系,保障下穿施工过程中既有建(构)筑物的安全稳定性,并将研究成果推广到类似工程中。(4)盾构隧道侧穿桥桩施工控制研究。针对济南轨道交通风险等级较大的工况(盾构侧穿新建联络线桥桩)进行分析,结合穿越京沪铁路框架桥施工风险控制经验,建立数值模型,得到盾构侧穿桥桩不同阶段地表沉降规律及桥桩偏移规律,提出风险控制措施及变形控制标准,为安全施工提供参考。