摘要:近年来,随着我国交通工程大规模建设,在城市内有大量地铁隧道开发,隧道施工使用大型施工设备,施工效率不断提升,如使用:大型盾构机、龙门吊、水平运输电瓶车等,来推动隧道项目建设的执行。随之在隧道施工中,会出现一些安全隐患和风险,会影响到项目建设进度和人员自身的生命安全,而且也会影响到工程公司的效益。因而,施工单位要进一步加强对工程施工现场隐患风险排查,制定合理的风险应对策略,来保证盾构项目工程能够顺利地实施,进一步保障工程项目人员人身的安全,这样才能够逐步推动隧道项目施工可持续稳健的发展。
关键词:大型设备;盾构隧道;施工风险;规避对策
引言
伴随着国内经济水平不断地提升,国内的建筑施工行业规模也在逐步扩增,隧道施工已是工程建设施工领域的一个重要组成部分,也得到了一些社会公众和政府部门的重点关注。在隧道工程建设中盾构挖掘隧道施工法是采用最多的方法,用高端的盾构设备技术,有效规避部分施工风险。但盾构施工风险仍然存在,如果不能够及时地处理风险,很大可能出现安全事故,给工程公司带来很多经济损失。
1隧道挖掘的大背景
在隧道挖掘中,由于受限于地形和设备针对性的影响,大多数盾构机挖掘方式都很难对地下复杂多变的环境进行有效处理,就拿盾构机穿越水压较大地层时,盾构机掘进过程中盾尾密封装置不可靠,突发性的水流涌入以及地面塌方会导致较为严重的透水施工事故,如,前些年的佛山2号线透水坍塌、珠海兴业快线重大透水事故。并且盾构施工中大型设备使用频率高,布设密度大,很容易出现设备造成的安全事故,如:也深圳地铁20号线龙门吊倒塌。这些事故会威胁施工人员的生命安全,并对施工设备造成一定程度的破坏。
隧道挖掘当中所出现的事故数不胜数,当上升成区域性施工安全事故后,都给当地建设造成了严重的负面影响。虽然当前盾构施工工艺及设备可靠性均已成熟,但若不能完成其它相关配套安全措施,也很难保证施工当中的建设安全。
2盾构隧道工程常见的施工风险
2.1设备因素产生的施工风险
在盾构掘进施工过程中,以新一代的集成化的盾构机掘进为主要施工动力。盾构机日益增加的动力性能帮助盾构机拥有了更强、更快的施工效率,盾构机性能日益增强,各种功能逐渐增多,但盾构机保护施工人员安全的辅助功能停滞不前,就管片拼装机而言,除了一些基本功能性限位,无其它对施工操作人员的特殊保护,一旦在拼装管片过程中稍有不慎,周围施工人员很容易掉入管片拼装机旋转夹缝中,轻则造成皮外伤,重则发生一起安全事故。
并且盾构施工设备:盾构机、龙门吊、水平运输电瓶车等设备之间生产厂家不一,各种型号不一,单个设备上系统完善,如水平运输电瓶车刹车系统,当操作人员进行驻车时,此时电瓶车刹车气路上刹車电磁阀进行断电放气,变频器得到信号进行行走电机制动,只需操作人员一个动作,整个刹车系统联动,完成最有效制动。但这仅仅是单个设备,盾构施工设备之间缺少联动,无法进行有多设备安全保护操作,如当盾构机司机发现电瓶车有操作不当,未能及时停车时,只能通过警示驱离电瓶车后方人员,无法进行直接对电瓶车刹车操作。设备之间无法联动这也是盾构施工设备之间一项安全隐患,也可作为未来盾构施工设备升级发展的方向。
2.2地质因素产生的施工风险
对当前国内盾构隧道项目实施来讲,许多施工风险和事故都是由于地质因素导致。在穿越各种地质时容易遇到存在有害气体的地层,在隧道密闭的空间极容易造成作业人员中毒,在盾构穿越经过富水地层时极容易出现超挖和盾构机盾尾密封漏水的情况,导致地面出现沉降过大甚至塌陷空洞的情况。软硬的地层交界地带施工,容易发生盾构机受力状态差产生姿态偏移,造成盾构机姿态突变增加盾尾透水可能性,及地层转换交界位置,突变的掘进参数,极易造成刀具破损,进行危险性较大的开仓换刀作业。以上出现的破坏因素,会给工作人员带来人身伤亡的风险,也会影响到项目工期。
2.3人为因素产生的施工风险
在盾构隧道工程项目建设时,除了设备、地质因素而产生的风险之外,许多人为因素也会给施工工作带来许多的风险。对于盾构施工,人为因素产生的风险包含了工程人员没有按照施工制度和相应的设备操作规程正确的使用盾构机及配套设备。施工中部分工程人员责任心不强,就会导致项目建设质量下降,影响到日常工程的质量。一些工程人员的安全思想意识比较淡薄,这就是工程现场发生风险事故的一个重要原因,缺乏安全自然意识,就容易造成一些安全的保障措施落实不到位,从而诱发施工的安全事故。
3盾构隧道施工风险的规避措施
3.1规避沉降的有效方法
从性质上来看,盾构隧道挖掘主要是扰动了施工区域的土质以及通过后的掘进间隙填充不及时造成,从而导致土体出现了一定程度的沉降与位移。只要控制好合适的掘进参数和及时有效的管片壁厚填充,就可以有效地降低地面沉降概率。首先,施工人员应结合当地的土质情况来对盾构施工设备进行合适的选型,才对工程的整个施工经济性产生良好影响。其次,在注浆过程当中,施工人员要根据掘进地层来计算合适的注浆量,不要根据经验来进行注浆量和压力数值的设定,以免影响管片稳定性,也可避免造成不必要的浪费,节约施工成本。最后,施工团队要全程对施工地面的沉降数据进行全局监控,以便于及时发现沉降情况并开展相关的补救措施,如果出现较为明显的沉降,就需要加强此区域的管理,并做好相应的防护手段,以免出现塌方或者是其他二次事故,从而阻止事态的进一步扩大。
3.2盾构机始发、接收风险控制
在施工当中,施工团队要紧盯盾构机出入洞环节,洞门密封未对盾构机进行包裹时的阶段,此状态处于无密封的危险阶段,从而可能造成盾构机与洞门土体之间的涌水涌砂,这就需要做好洞门土体加固,加快盾构机出洞后到达洞门密封时此阶段的迅速性。大多数的盾构施工风险都集中在此部分,所以对于洞口密封的管理也不能掉以轻心。首先,在洞门密封的处理上,施工人员要对洞门密封帘布进行一个涂抹润滑油脂的保护,减小盾构机与帘布的摩擦,降低盾构机破坏帘布的可能性;其次,在盾构机进出洞前,施工人员要检测地面端头加固区土体的稳定效果,确认加固数据合格之后,才可以进行盾构机出入洞的施工。最后,施工人员还要注意施工效率,做好盾构机进出洞的施工工序的衔接,以免其出现盾构机处于未进入洞门密封包裹时的施工停滞,增大施工风险。
3.3人员健康风险控制
在施工过程当中,项目部需要为施工人员配备合格的劳保用品,采用可靠灵敏设备限位保护装置,以免一线施工人员的生命健康造成威胁。对于施工作业中的隧道内气体,则要进行详细检测,隧道掘进时盾构机上也要安装即时性的气体报警装置,以便第一时间提醒作业人员。当然,人员健康问题也不至这些,比如,在塌方、盾构机盾尾涌水涌砂问题处理上,就要提前制定好相关的紧急逃生预案,项目部安全部门要安排专门的现场资源建设逃生通道,并提高施工人员的安全意识。当出现情况时,要及时与地面以及外部团队联系,以便于保证安全通道的畅通。
结束语
隧道盾构施工由于提供的环境较为特殊,施工设备安全性受人为操作性影响大,所以其受人为以及地质影响较大,比如,在一些地下水较为丰富的地区,其始发、接收漏水风险性极高,需要更加可靠的防水工艺。盾构施工相比较于其他类型的隧道施工,盾构施工的风险辨识难度较低,施工场地紧凑,设备密集率高,加强对设备的巡视以寻求设备稳定性是盾构施工设备安全的重中之重。
参考文献
[1]吴志强,邹树梁.某越江盾构隧道施工风险分析与处治[J].山西建筑,2020,46(12):139-141.