隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市的交通環(huán)境日益緊張，城市居民出行的需求和城市交通擁堵之間的矛盾日益突出，因此，城市軌道交通作為大運(yùn)量、快速、舒適、環(huán)保、準(zhǔn)時(shí)的公共交通工具越來(lái)越受到廣大居民和政府部門(mén)的青睞，越來(lái)越多的城市開(kāi)始興建軌道交通。

　　摘要：近年來(lái)，隨著地鐵建設(shè)的迅速發(fā)展，盾構(gòu)法施工在工程上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。隨著工程項(xiàng)目、規(guī)模和數(shù)量的急劇擴(kuò)大，盾構(gòu)施工過(guò)程中安全事故和質(zhì)量事故也呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。為了避免事故的發(fā)生，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析顯得尤為重要。本文從事前控制角度出發(fā)，簡(jiǎn)要分析了地鐵盾構(gòu)施工的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與控制。

　　關(guān)鍵詞：地鐵,盾構(gòu)施工,風(fēng)險(xiǎn)分析,研究

　　引言

　　在軌道交通的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)用最為廣泛的施工工法為盾構(gòu)法施工。與傳統(tǒng)的暗挖法相比[1]，盾構(gòu)法在施工安全、工程進(jìn)度、質(zhì)量保障、環(huán)境保護(hù)和施工人性化及投資等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此，盾構(gòu)法在隧道工程施工中得到廣泛應(yīng)用。隨著工程項(xiàng)目、規(guī)模和數(shù)量的急劇擴(kuò)大，盾構(gòu)施工過(guò)程中安全事故和質(zhì)量事故總量也呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)[2],對(duì)其施工中的風(fēng)險(xiǎn)控制亟待研究。

　　1盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)及特點(diǎn)

　　在盾構(gòu)施工過(guò)程中，盾構(gòu)機(jī)是唯一的而且是不可替代的施工工具，盾構(gòu)機(jī)的適應(yīng)性風(fēng)險(xiǎn)需單獨(dú)進(jìn)行研究。

　�。�1）自然風(fēng)險(xiǎn)。包括不可抗拒的地質(zhì)災(zāi)害和氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，主要是不良地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。在盾構(gòu)施工過(guò)程中，大部分不良地質(zhì)可以探測(cè)或預(yù)測(cè)，如果措施得當(dāng)，其中的部分或全部風(fēng)險(xiǎn)可以規(guī)避。

　�。�2）人為風(fēng)險(xiǎn)。除戰(zhàn)爭(zhēng)、政變、恐怖襲擊外，主要是指政治風(fēng)險(xiǎn)、決策風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、施工風(fēng)險(xiǎn)、合同風(fēng)險(xiǎn)、財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等，如果措施得當(dāng)，其中的部分或全部風(fēng)險(xiǎn)可以規(guī)避。

　�。�3）盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性風(fēng)險(xiǎn)。盾構(gòu)機(jī)在復(fù)合地層中的適應(yīng)性具有一定的局限性。盾構(gòu)機(jī)是根據(jù)特定的地質(zhì)環(huán)境制造的，地質(zhì)環(huán)境變化了，原來(lái)盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)就必然會(huì)在某種程度上受到限制，而環(huán)境的變化，特別是地質(zhì)條件的變化是絕對(duì)的，因此，盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性的局限性也是絕對(duì)的，這是盾構(gòu)施工的最大風(fēng)險(xiǎn)。

　　2盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與控制

　　2.1不良地質(zhì)施工風(fēng)險(xiǎn)

　　所謂不良地質(zhì)是針對(duì)特定的施工工法而言的，本文是針對(duì)盾構(gòu)法在復(fù)合地層中施工而言的。

　　（1）第四系流塑狀淤泥地層

　　在這種地層中施工，風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)在如下三個(gè)方面：①作為永久結(jié)構(gòu)的盾構(gòu)隧道本身是不穩(wěn)定的，工后沉降可能性很大，以至于造成線(xiàn)路縱坡的變化或管片錯(cuò)臺(tái)、開(kāi)裂和破損等；②盾構(gòu)機(jī)機(jī)體的重量在軸向上是不均勻的，其前部的1/3包括刀盤(pán)主軸承和螺旋輸送機(jī)等，大約占了盾構(gòu)機(jī)總量的2/3以上。在這種泥塑狀淤泥地層中掘進(jìn)時(shí)，易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)“栽頭”問(wèn)題。其結(jié)果是盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)難以控制，進(jìn)而造成管片的錯(cuò)臺(tái)、開(kāi)裂、破損等；③若盾構(gòu)機(jī)的工作井或隧道的橫通道位于這種地層中，主要的問(wèn)題是如何保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及防治基坑開(kāi)挖時(shí)的底涌。

　�。�2）第四系粘土地層

　　粘土分為軟塑狀粘土和硬塑狀粘土，盾構(gòu)機(jī)主要是在軟塑狀粘土中出現(xiàn)問(wèn)題，表現(xiàn)為結(jié)泥餅，目前，主要是通過(guò)添加劑，特別是泡沫來(lái)解決。根據(jù)粘土的性質(zhì)，通過(guò)施工過(guò)程中試驗(yàn)的方法來(lái)確定添加劑的使用量。此外在粘土中還可能含有一定量的砂礫成分，對(duì)刀具的磨損影響比較大。一般在選擇刀盤(pán)和刀具時(shí)，結(jié)合盾構(gòu)機(jī)的大開(kāi)口率、破巖功能、刀具強(qiáng)度的要求及刀具偏磨等方面綜合考慮，選擇合適的刀具、刀盤(pán)。

　�。�3）第四系粉細(xì)砂層和砂層

　　在粉細(xì)砂層中施工出現(xiàn)的主要問(wèn)題是發(fā)生在盾構(gòu)隧道之間的橫通道施工和盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出工作井兩大方面。主要原因是這些特殊部位的土體加固效果不佳或采取的施工工藝、施工程序欠妥，使得粉細(xì)砂大量涌入隧道或工作井，使已完成的隧道或車(chē)站結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞、地面大范圍塌方。

　　采用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在中砂地層中施工時(shí)，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)的平衡較難控制，表現(xiàn)為[4]：工作面上的中粗砂在地下水的作用下極不穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)土壓較大波動(dòng)（包括欠壓或過(guò)壓），就會(huì)造成過(guò)量的砂涌入盾構(gòu)機(jī)密封艙，若不及時(shí)采取措施，則會(huì)造成地面沉降；由于該地層中粘土顆粒很少，在密封艙和螺旋輸送機(jī)中的渣土和易性很差，在地下水的作用下，會(huì)發(fā)生螺旋輸送機(jī)噴涌，使密封艙內(nèi)突然失壓，引發(fā)地面沉陷。即便選用泥水盾構(gòu)機(jī)，若對(duì)干砂量控制不當(dāng)，也會(huì)立即出現(xiàn)地面沉陷。

　　（4）地層中的土洞和溶洞

　　盾構(gòu)機(jī)在溶洞附近掘進(jìn)時(shí)遇到的主要風(fēng)險(xiǎn)有：盾構(gòu)機(jī)在溶洞處磕頭；地下水及地下水水壓很大，或者工作面失水，造成注漿困難、螺旋輸送機(jī)噴涌等；刀盤(pán)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中由于突然遇到表面凹凸不平的溶洞，會(huì)因?yàn)樗查g荷載增大造成刀具損壞；穿越溶洞的隧道的穩(wěn)定性是永久結(jié)構(gòu)隧道需解決的問(wèn)題。若在施工中遇到土洞，風(fēng)險(xiǎn)將大大增加。這類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)只能靠前期地質(zhì)勘查和物探盡可能詳細(xì)來(lái)解決。

　　2.2盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性風(fēng)險(xiǎn)

　　盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性在復(fù)合地層中具有局限性。主要表現(xiàn)為：刀盤(pán)開(kāi)挖直徑與盾殼直徑之間形成的施工間隙不能立即填充補(bǔ)償；刀盤(pán)開(kāi)挖直徑與隧道管片直徑形成的間隙不能立即補(bǔ)償；刀盤(pán)與前體盾殼之間有20～50mm的間隙，軟弱地層特別是淤泥層、砂層、礫石層的土體會(huì)通過(guò)這個(gè)間隙進(jìn)入土艙，從而造成盾構(gòu)機(jī)上部地層損壞或變形；盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)的過(guò)程中不可避免地會(huì)對(duì)前方土體產(chǎn)生一定程度的擾動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生地下水的新通道，并在一定程度上破壞局部地層的穩(wěn)定性；盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定程度的震動(dòng)，會(huì)對(duì)上部建（構(gòu)）筑物的穩(wěn)定性造成一定程度的影響。

　　2.3人為風(fēng)險(xiǎn)

　　人為風(fēng)險(xiǎn)是指由人員行為活動(dòng)偏差原因給工程帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，包括人員的道德、行為、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、政治和組織等。具體分為三個(gè)方面[2、5]：

　　（1）心智模型。心智模型一旦形成，將使人自覺(jué)或不自覺(jué)地從某個(gè)固定的角度去認(rèn)識(shí)和思考所發(fā)生的問(wèn)題，并用習(xí)慣的方式予以解決。

　�。�2）人的能力、素質(zhì)。主要表現(xiàn)在對(duì)施工過(guò)程中地質(zhì)環(huán)境的準(zhǔn)確分析和判斷上，表現(xiàn)在隨著環(huán)境變化對(duì)盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性的分析上。

　　（3）施工管理風(fēng)險(xiǎn)。施工管理是研究和探討組織及組織內(nèi)資源配置的構(gòu)造、過(guò)程、方式、方法。受施工企業(yè)內(nèi)部管理模式、管理機(jī)制、管理水平和約束激勵(lì)機(jī)制的影響，是施工企業(yè)自身所控制的主要風(fēng)險(xiǎn)。減少管理風(fēng)險(xiǎn)的辦法是建立制度化管理。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　地鐵工程作為一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在施工過(guò)程難免會(huì)存在各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，在采用盾構(gòu)法施工過(guò)程中，需要我們采用精細(xì)化的管理手段來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)和事故預(yù)防的目的。首先，要確立盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)分析的意識(shí)。其次，建立合理的管理制度。再次，提高參建人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平。最后，重視盾構(gòu)施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控，做到動(dòng)態(tài)控制。

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