地铁盾构施工安全风险规律分析与对策

(整期优先)网络出版时间:2021-02-24
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地铁盾构施工安全风险规律分析与对策

杨逸菲

中铁五局电务城通公司 湖南长沙 410000

摘要:伴随着市场经济的不断发展和进步,地铁工程也呈现出全面升级的趋势,为了满足地铁施工运行的需求,要整合地铁区间隧道盾构施工流程,着重分析掘进风险、机械设备风险、环境风险以及盾构进出洞风险等,建立全寿命周期质量管理机制,减少风险造成的影响,有利于实现经济效益和社会效益的双赢。

关键词:地铁盾构法;选型;施工风险;对策


地铁施工中应用盾构施工技术能有效降低项目的施工成本,建立更加规范的作业量运行机制,加之施工周期短、施工强度低,受到了社会各界的广泛关注,要想全面发挥技术优势作用,就要建立针对性的风险规律分析机制和处理措施。

一、地铁盾构施工选型

为了从根本上发挥地铁盾构施工的应用价值和作用,就要秉持优质、安全以及快速施工的原则完成盾构机选型工作。

首先,要保证盾构机类型以及配置参数都能满足地铁标段施工区域的路线条件和工作要求。

其次,盾构机的技术水平要先进,且具备较为良好的应用性能。

最后,盾构机最关键的就是能对地表沉降、既有建筑物沉降等予以控制,且对应的操作性能符合标段地质要求。

例如,某14号地铁线路一期工程项目整体区间线路为5200m,中间风井长度为30m、宽度为20m、深度为16m,依据整体施工地质分析报告最终选取复合式土压平衡盾构设备,从北端向南端平行施工[1]

二、地铁盾构施工安全风险

在地铁盾构施工过程中,安全风险问题存在必然性、多样性以及不确定性,加之风险问题还存在可变性,就增加了风险控制的难度,因此,要在施工前做好预期,明确可能存在的风险问题,掌握风险出现的规律。

(一)掘进风险问题

对于地铁盾构施工操作方案而言,施工中为了保证土压平衡往往要开展较多的工作,土压数值若是存在波动,必然会增大安全事故发生的几率。并且,盾构设备掘进的速度和实际的推进状态都会对工程运行质量产生影响,若是不能按照设计要求和标准化流程完成细节操作,就会直接导致开挖面失稳,使得盾构推进轴线偏离设计初衷,严重增大工程项目的安全隐患。

(二)机械设备风险问题

地铁盾构施工项目本身就是非常复杂且机械化水平较高的施工环节,设备的应用也是造成工程项目安全风险的重要因素之一。若是施工操作中机械设备出现故障,必然会影响整个施工的进程,也会增加运行产生的风险问题。例如,地铁盾构施工中,土舱设备出现泥饼结块的问题,机械运转速率就会降低,螺栓无法有效完成输送,频繁出现抱死的问题,增加了地铁盾构施工的整体安全风险发生几率[2]

(三)环境设备风险问题

尽管地铁盾构施工具有作业面少且对应施工噪音少的优势,但是在实际施工中还是会对周围环境产生影响,其中,地下水流失严重、地层变形等都是较为突出的隐患。特别是一些施工环境较为复杂的施工作业面,地铁盾构施工很可能对沿线的建筑物产生破坏,甚至会造成倾斜、开裂等问题。

(四)盾构进出洞风险问题

在地铁盾构施工工作开展的过程中,一般为了盾构机能顺利入洞,往往会借助反力架和始发基座等基础设备维持其平衡性、稳定性,然后依据标准的路线沿着井壁洞口进入到具体的施工作业区域。而对应的出洞操作,就是沿着整个竖井外侧设计的方向逐步恢复到基座结构上。就在这个过程中,若是没有落实规范的洞口加固处理,就会出现流水现象,甚至会造成严重的地面沉降问题[3]

另外,地铁盾构施工中还会存在开挖路径上游地层空洞的现象,这就会影响地铁盾构施工操作的稳定性,使得轴线沉陷现象增大。与此同时,覆土较浅、坍塌等问题也会增加施工的危险性。

三、地铁盾构施工安全风险的处理对策

在明确地铁盾构施工风险问题的基础上,要建立健全更加合理的风险处理措施,有效针对危险源予以控制,提升综合施工质量和水平。

(一)明确安全风险评估等级和方法

因为对地铁盾构施工质量产生的影响因素较多,为了保证防范工作的合理性和规范性,就要结合实际施工工作要求判定风险情况,保证能依据风险指标制定更加合理的管控方案,提升地铁盾构施工的综合质量水平。其中,按照6035dfba9ebc3_html_fc32a65bbd1428c8.gif 计算效益型最大评价指标、利用6035dfba9ebc3_html_4b60eb6e2b8e9c5e.gif 计算成本型最大评价指标,依据指标综合数据,依据表1进行风险等级标准的评估[4]

表1:风险评估等级标准一览表

指标

重度风险

高度风险

中度风险

低度风险

地质复杂程度

(0.75,1)

(0.5,0.75)

(0.25,0.5)

(0,0.25)

最小覆土厚度

(0.67,1)

(0.33,0.67)

(0.17,0.33)

(0,0.17)

施工管理水平

(0.75,1)

(0.5,0.75)

(0.25,0.5)

(0,0.25)

综上所述,依据风险数据针对地质情况、施工管理要求等落实合理的管控方案,确保能降低地铁盾构施工危险性,提升操作规范性、确保出土/推进速度都能符合实际标准。与此同时,设计人员要针对地质情况落实合理的勘察,结合风险评估等级数据确保加固工作、施工辅助设施处理工作等都能贴合实际需求,一定程度上优化整体工程质量。

(二)施工区域安全管理对策

为了保证地铁盾构施工安全运行,要从吊装控制、运输设备控制两个方面入手,按照标准化管理机制完善安全管控水平。

一方面,吊装控制。因为地铁盾构施工中洞口吊装本身就是高危作业环节,因此,需要相关技术人员落实合理的控制机制。尤其是在管片吊装处理中,为了避免施工后续质量受到影响,要避免物件被挤压,并且在吊装前要集中检查吊具的质量和运行效果,确保例行保养记录的完整性和规范性[5]

另一方面,在地铁盾构施工中会借助电瓶车,为了保证其运行的安全性,若是沿途遇到施工人员或者是进入弯道,都要鸣笛示警。

(二)施工执行区域安全管理对策

第一,要对轨道行进区域进行侵限控制,结合地铁公司的相关文件可知,轨行区域中心线1.5m的范围内避免侵限行为。并且,针对洞口、联络通道施工等操作环节都要给予重视。

第二,管片的吊运控制工作要按照质量要求和标准落实到位,尤其是在吊运过程中,要拧紧吊装螺栓,确保设备能呈现出匀速运行的状态,严禁操作人员在管片下方,保证输送工作的流畅性和安全性[6]

第三,对接钢轨作业予以控制,吊卸轨道要保证安全性,其中,吊卸操作、抬运操作以及接轨动作等都要保持一致性,从而避免稳定性不足的问题。值得一提的是,注浆操作也要同步,清理堵塞注浆管之前要进行泄压处理,然后才能拆管,避免浆液对周围操作人员产生影响。

第四,要对附属工程予以安全监督和管理,尤其是联络通道施工区域和掘进运输交叉区域的安全性,要结合具体管理方案落实相应的控制机制。

结束语:

总而言之,地铁盾构施工中存在诸多风险因素,要从多角度落实合理的管控方案,建立健全完整的控制机制和管理措施,现场风险管理人员也要保证准备工作的充分性,按照规范标准操作流程维持整体工序的综合效果。

参考文献:

[1]汪鹤.地铁盾构法施工常见风险及安全管理对策[J].城镇建设,2020(11):150.

[2]李小龙.地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的措施分析[J].魅力中国,2020(40):446-447.

[3]张虎虎.地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的对策研究[J].城镇建设,2020(6):375.

[4]廖志强.地铁隧道盾构法施工安全风险巡视管理研究[D].湖北:华中科技大学,2019.

[5]石亮.地铁盾构施工常见风险及安全管理对策[J].商品与质量,2020(40):207.

[6]应超,周焕侦.地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的措施探讨[J].名城绘,2018,000 (003):P.322-323.