论文部分内容阅读
摘要：通过对一些已完成的盾构隧道施工工程项目的分析统计，介绍了地铁盾构施工当中的一些特点，分析了盾构隧道施工中存在的问题以及地铁安全事故频发的原因，论述了盾构隧道施工风险研究的必要性。文中重点分析了质构隧道施工中常见的事故及采取相应的措施，希望本文能够为今后盾构隧道施工风险的防范提供一定的参考与借鉴之用。
关键词：质构隧道；施工风险；对应措施
中图分类号：U45 文献标识码：A
盾构法施工技术在一些经济发达的国家运用已经相当成熟了，由于可以在较大范围的工程地质和水文地质条件下使用,机械化程度高、施工速度快、安全、无噪音，在我国城市地铁建设中得到了广泛应用，成为我国城市地铁建设中的主要施工方法。因此，对盾构隧道施工当中所出现的问题作分析统计是很有必要的。虽然盾构隧道施工用于地铁建设的情况很多，然而由于盾构法施工在我国应用时间不长，加上盾构技术复杂，施工工序多，使得盾构在施工中暴露出不少的问题，各种事故頻繁发生（图1）。工程事故的发生不仅造成经济损失，影响整个工程的工期，产生一定的社会影响。施工质量和不必要的人员伤亡，还会对城市地铁隧道施工进度和城市形象产生一定的影响。因此，随着城市地铁的蓬勃发展和盾构隧道施工工艺的不断改进， 必须要强化对盾构隧道施工风险的认识，分析事故发生的原因，加强盾构隧道施工的安全管理，规避盾构施工风险，不断地完善和提高盾构隧道施工的安全性。
1. 施工中常见的安全事故
1.1盾构施工中常见事故：
1）地面塌陷 2）房屋开裂或倒塌 3）隧道范围内管线断裂或损坏
4）周边构（建）物结构损坏
图1 地铁盾构施工中常见工程事故
1.2安全事故统计
盾构施工本身是一项技术含量高、受影响因素多、施工难度大的技术工作。虽然政府加强管理、建设单位严格要求、施工单位科学施工，但地铁施工事故还是屡屡发生，并且层出不穷，不仅造成了大量人员伤亡和财产损失，而且还造成了很恶劣的社会影响。通过对北京、上海、杭州、广州、深圳、成都、西安等地有重大伤亡的地铁施工事故进行统计，发现近几年各地地铁事故频发且呈逐年增加的趋势。
1.3安全事故频发原因分析
地铁工程在施工阶段出现的安全事故一般是由多方面因素引起的，不确定性因素很多。对一些工程项目安全事故的分析统计，概括起来主要包括以下方面：
1）工程地质及水文地质的复杂性：工程所在区域的工程地质、水文地质条件复杂,表现出很大的随机变异性；同时地层中还存在大量水的活动与作用。在地质勘察过程中，受到各种因素、施工条件的限制，勘察结果不可避免地与现场情况有一定的差距。
2）工程建设周边环境（建筑物、道路和地下管线等）的复杂性：地铁一般修建于城市中心，地铁工程周边的地面建（构）筑物和环境设施十分复杂。各种建筑物资料及管线资料勘测不全、调查不详或是因有关部门无法提供准确资料，使施工的危险性和不确定性增加。
3）工程前期准备不充分，工期偏紧:许多地铁项目前期工作不充分，技术准备不足，地铁工期紧，往往要用3-4年建成20km的地铁线，盲目追赶工期，使安全机制变形，最终导致安全事故的发生。
正是由于以上及其他方面的原因, 使近几年城市地铁隧道工程事故频频发生,而且事故造成的危害也越来越大，产生了一些不好的社会影响。
2. 盾构隧道施工风险研究的必要性
隧道与地下工程与其他工程项目相比，由于具有隐蔽性、复杂和不确定性等突出的特点，投资风险大，无论是设计、施工、决策都会遇到很多困难和障碍。尤其是在城市繁华或周围环境复杂的地带，隧道与地下工程的施工及运营要涉及到过多的拆迁、对周围环境及管线的影响，如果决策考虑不周，在其规划、设计施工和运营中均会对社会和国家造成不必要的重大的损失和不可估量的社会负面影响。例如在上海地铁四号线2003年7月1日发生的重大工程事故已给我们敲响了警钟。因此规避盾构施工风险已经成为了亟待解决的核心问题。为解决这一问题，就必然要借助风险评估和决策理论。风险评估可以对这些不确定因素进行分析，将不可预见的风险因素转化为定量的指标，并通过计算风险效益来选择风险控制措施，降低各种施工风险，以达到安全、经济、高效的施工目标。
风险评估研究的最终目的是为决策提供依据，从决策者的角度来说，其价值可以体现在决策者决策时信心地增强、对工程进展情况的掌控以及对资金流向的有效控制上。而工程风险研究的最高境界应该是实现“工程精算”，也即所有的风险子项均可由费用损失来表示。因此，对决策者来说，风险评估能够把决策变得简单化。如何对工程风险进行控制，在尽可能安全的情况下获取最大利益，这也需要对风险控制措施的风险效益进行评估。
3. 盾构隧道施工常见事故的规避措施
3.1盾构进出洞施工风险的规避措施
国内盾构施工经验表明，盾构进出洞过程中，最大的风险为洞口土体的稳定，目前国内多起盾构法隧道施工事故均发生在盾构进出洞上。端头加固效果不好，会造成洞口面流水，甚至导致盾构出洞时工作面出现大面积塌方，更严重可能引起地面沉降，危及周边建筑物的安全。为此,应制定有效措施，保证盾构顺利地通过进出口地段。
1）认真研究盾构进出洞端头的地层条件，保证盾机进出洞端头地层加固长度不小于盾构的长度，对土体开挖面稳定性不是很好的地段，还要采取降水的措施进行加固。
2）洞口打开前，必须对地层的加固效果进行检验，保证符合规定后方可打开。如果检验不通过的情况下，要采取措施直到符合了项目标准后才能够继续施工。
3）在始发阶段，由于盾构机推力较小、地层较软，要注意防止盾构机叩头。
3.2开挖面失稳风险的规避措施
在有微承压水的地段，一旦土压力设置不合理，容易引起开挖面失稳、流砂现象，更严重会直接危害到地面安全，为此应采取有效措施，防止开挖面失稳。
1）可在正式掘进之前，采集区间地层碴土进行改良实验，以取得第一手较为合理的参数，使开挖下来的渣土具有塑性流动性、止水性，并使渣土充满压力舱。
2）控制好土仓压力，防止开挖面失稳及其他问题的出现。
3）控制推进速度和渣土排土量, 维持排土量和开挖量的平衡，使得工程项目能够有序的进行。
3.3地表发生过大沉降风险的规避措施
地铁隧道施工不可避免地对土体产生扰动，引起隧道周围地表发生位移和变形，如果发生过大的沉降，就会危及周围地面建筑设施、道路和地下管线的安全，因此盾构施工过程中要加强地表的监测，并制定相应的措施防止进一步的沉降。
1）在盾构掘进过程中，应加强对周围道路、管线和临近建（构）筑物的监测，并对监测数据及时分析处理并反馈，不断调整和优化盾构推进参数，做到信息化施工，科学化管理。
2）在盾构掘进过程中,若发生沉降或沉陷，应派专人巡视，严密观察周围建筑物的沉降变化，根据沉降的实际情况采取相应的措施，不能有一丝的失误。
3）通过同步注浆以及二次注浆及时充填盾尾建筑空隙和因原有浆液固结收缩所生产的空隙，注浆时应严格控制注浆量和注浆压力，减少施工过程土体变形，使得工程项目能够顺利的完成。
4.结束语
1）盾构隧道建设规模大，施工时影响因素多，施工安全和施工风险更具有挑战性，作为地铁建设者有责任由义务在各个环节重视安全工作，提前做好认真细节的评估和预测，依靠科学规范管理不断提高地铁建设安全水平，确保城市轨道交通建设健康发展。
2）在地铁隧道工程施工前应制定好各项应急预案，编制切实可行的应急程序，成立应急组织，备好应急物资，出现事故及时抢救。
3）盾构掘进过程中要根据水文地质情况的变化，密切注视掘进参数的变化并认真分析，在盾构推进时根据实际情况及时调整和优化盾构掘进参数。
4）应该对已有的成功或失败的盾构法隧道施工案例进行分析统计，成功的案例应该要学习其中一些好的方法，失败的案例也要从中吸取教训，避免重复问题的出现。
5）对盾构法施工的工程项目需要采取科学的方法进行管理。对于项目的前期要做好相关的准备工作，统筹好整个工程项目的方方面面，不要盲目要赶工期，要循序渐进的推进。尤其是当新问题出现的时候，有及时的讨论，采取相应的措施解决。
参考文献：
[1]刘仁鹏，刘万京.土压平衡盾构技术浅谈[J].工程机械，2000
[2]周文波.盾构法隧道施工技术及应用[J].北京: 中国建筑工业出版社2009．
[3]陈馈，洪开荣，吴学松.盾构施工技术[J].北京: 人民交通出版社，2009．
[4]崔玖江.盾构隧道施工风险与规避对策[J].隧道建设，2009，
关键词：质构隧道；施工风险；对应措施
中图分类号：U45 文献标识码：A
盾构法施工技术在一些经济发达的国家运用已经相当成熟了，由于可以在较大范围的工程地质和水文地质条件下使用,机械化程度高、施工速度快、安全、无噪音，在我国城市地铁建设中得到了广泛应用，成为我国城市地铁建设中的主要施工方法。因此，对盾构隧道施工当中所出现的问题作分析统计是很有必要的。虽然盾构隧道施工用于地铁建设的情况很多，然而由于盾构法施工在我国应用时间不长，加上盾构技术复杂，施工工序多，使得盾构在施工中暴露出不少的问题，各种事故頻繁发生（图1）。工程事故的发生不仅造成经济损失，影响整个工程的工期，产生一定的社会影响。施工质量和不必要的人员伤亡，还会对城市地铁隧道施工进度和城市形象产生一定的影响。因此，随着城市地铁的蓬勃发展和盾构隧道施工工艺的不断改进， 必须要强化对盾构隧道施工风险的认识，分析事故发生的原因，加强盾构隧道施工的安全管理，规避盾构施工风险，不断地完善和提高盾构隧道施工的安全性。
1. 施工中常见的安全事故
1.1盾构施工中常见事故：
1）地面塌陷 2）房屋开裂或倒塌 3）隧道范围内管线断裂或损坏
4）周边构（建）物结构损坏
图1 地铁盾构施工中常见工程事故
1.2安全事故统计
盾构施工本身是一项技术含量高、受影响因素多、施工难度大的技术工作。虽然政府加强管理、建设单位严格要求、施工单位科学施工，但地铁施工事故还是屡屡发生，并且层出不穷，不仅造成了大量人员伤亡和财产损失，而且还造成了很恶劣的社会影响。通过对北京、上海、杭州、广州、深圳、成都、西安等地有重大伤亡的地铁施工事故进行统计，发现近几年各地地铁事故频发且呈逐年增加的趋势。
1.3安全事故频发原因分析
地铁工程在施工阶段出现的安全事故一般是由多方面因素引起的，不确定性因素很多。对一些工程项目安全事故的分析统计，概括起来主要包括以下方面：
1）工程地质及水文地质的复杂性：工程所在区域的工程地质、水文地质条件复杂,表现出很大的随机变异性；同时地层中还存在大量水的活动与作用。在地质勘察过程中，受到各种因素、施工条件的限制，勘察结果不可避免地与现场情况有一定的差距。
2）工程建设周边环境（建筑物、道路和地下管线等）的复杂性：地铁一般修建于城市中心，地铁工程周边的地面建（构）筑物和环境设施十分复杂。各种建筑物资料及管线资料勘测不全、调查不详或是因有关部门无法提供准确资料，使施工的危险性和不确定性增加。
3）工程前期准备不充分，工期偏紧:许多地铁项目前期工作不充分，技术准备不足，地铁工期紧，往往要用3-4年建成20km的地铁线，盲目追赶工期，使安全机制变形，最终导致安全事故的发生。
正是由于以上及其他方面的原因, 使近几年城市地铁隧道工程事故频频发生,而且事故造成的危害也越来越大，产生了一些不好的社会影响。
2. 盾构隧道施工风险研究的必要性
隧道与地下工程与其他工程项目相比，由于具有隐蔽性、复杂和不确定性等突出的特点，投资风险大，无论是设计、施工、决策都会遇到很多困难和障碍。尤其是在城市繁华或周围环境复杂的地带，隧道与地下工程的施工及运营要涉及到过多的拆迁、对周围环境及管线的影响，如果决策考虑不周，在其规划、设计施工和运营中均会对社会和国家造成不必要的重大的损失和不可估量的社会负面影响。例如在上海地铁四号线2003年7月1日发生的重大工程事故已给我们敲响了警钟。因此规避盾构施工风险已经成为了亟待解决的核心问题。为解决这一问题，就必然要借助风险评估和决策理论。风险评估可以对这些不确定因素进行分析，将不可预见的风险因素转化为定量的指标，并通过计算风险效益来选择风险控制措施，降低各种施工风险，以达到安全、经济、高效的施工目标。
风险评估研究的最终目的是为决策提供依据，从决策者的角度来说，其价值可以体现在决策者决策时信心地增强、对工程进展情况的掌控以及对资金流向的有效控制上。而工程风险研究的最高境界应该是实现“工程精算”，也即所有的风险子项均可由费用损失来表示。因此，对决策者来说，风险评估能够把决策变得简单化。如何对工程风险进行控制，在尽可能安全的情况下获取最大利益，这也需要对风险控制措施的风险效益进行评估。
3. 盾构隧道施工常见事故的规避措施
3.1盾构进出洞施工风险的规避措施
国内盾构施工经验表明，盾构进出洞过程中，最大的风险为洞口土体的稳定，目前国内多起盾构法隧道施工事故均发生在盾构进出洞上。端头加固效果不好，会造成洞口面流水，甚至导致盾构出洞时工作面出现大面积塌方，更严重可能引起地面沉降，危及周边建筑物的安全。为此,应制定有效措施，保证盾构顺利地通过进出口地段。
1）认真研究盾构进出洞端头的地层条件，保证盾机进出洞端头地层加固长度不小于盾构的长度，对土体开挖面稳定性不是很好的地段，还要采取降水的措施进行加固。
2）洞口打开前，必须对地层的加固效果进行检验，保证符合规定后方可打开。如果检验不通过的情况下，要采取措施直到符合了项目标准后才能够继续施工。
3）在始发阶段，由于盾构机推力较小、地层较软，要注意防止盾构机叩头。
3.2开挖面失稳风险的规避措施
在有微承压水的地段，一旦土压力设置不合理，容易引起开挖面失稳、流砂现象，更严重会直接危害到地面安全，为此应采取有效措施，防止开挖面失稳。
1）可在正式掘进之前，采集区间地层碴土进行改良实验，以取得第一手较为合理的参数，使开挖下来的渣土具有塑性流动性、止水性，并使渣土充满压力舱。
2）控制好土仓压力，防止开挖面失稳及其他问题的出现。
3）控制推进速度和渣土排土量, 维持排土量和开挖量的平衡，使得工程项目能够有序的进行。
3.3地表发生过大沉降风险的规避措施
地铁隧道施工不可避免地对土体产生扰动，引起隧道周围地表发生位移和变形，如果发生过大的沉降，就会危及周围地面建筑设施、道路和地下管线的安全，因此盾构施工过程中要加强地表的监测，并制定相应的措施防止进一步的沉降。
1）在盾构掘进过程中，应加强对周围道路、管线和临近建（构）筑物的监测，并对监测数据及时分析处理并反馈，不断调整和优化盾构推进参数，做到信息化施工，科学化管理。
2）在盾构掘进过程中,若发生沉降或沉陷，应派专人巡视，严密观察周围建筑物的沉降变化，根据沉降的实际情况采取相应的措施，不能有一丝的失误。
3）通过同步注浆以及二次注浆及时充填盾尾建筑空隙和因原有浆液固结收缩所生产的空隙，注浆时应严格控制注浆量和注浆压力，减少施工过程土体变形，使得工程项目能够顺利的完成。
4.结束语
1）盾构隧道建设规模大，施工时影响因素多，施工安全和施工风险更具有挑战性，作为地铁建设者有责任由义务在各个环节重视安全工作，提前做好认真细节的评估和预测，依靠科学规范管理不断提高地铁建设安全水平，确保城市轨道交通建设健康发展。
2）在地铁隧道工程施工前应制定好各项应急预案，编制切实可行的应急程序，成立应急组织，备好应急物资，出现事故及时抢救。
3）盾构掘进过程中要根据水文地质情况的变化，密切注视掘进参数的变化并认真分析，在盾构推进时根据实际情况及时调整和优化盾构掘进参数。
4）应该对已有的成功或失败的盾构法隧道施工案例进行分析统计，成功的案例应该要学习其中一些好的方法，失败的案例也要从中吸取教训，避免重复问题的出现。
5）对盾构法施工的工程项目需要采取科学的方法进行管理。对于项目的前期要做好相关的准备工作，统筹好整个工程项目的方方面面，不要盲目要赶工期，要循序渐进的推进。尤其是当新问题出现的时候，有及时的讨论，采取相应的措施解决。
参考文献：
[1]刘仁鹏，刘万京.土压平衡盾构技术浅谈[J].工程机械，2000
[2]周文波.盾构法隧道施工技术及应用[J].北京: 中国建筑工业出版社2009．
[3]陈馈，洪开荣，吴学松.盾构施工技术[J].北京: 人民交通出版社，2009．
[4]崔玖江.盾构隧道施工风险与规避对策[J].隧道建设，2009，