盾构施工安全风险管理

摘 要：随着我国城市化进程的不断加快，城市轨道交通行业发展迅猛，盾构法施工因其安全、快速、经济及自动化程度高等特点，成为城市地铁隧道建设的首选方法。但由于盾构施工为地下作业，专业性强、施工难度大、风险高，同时盾构施工周边环境、地下情况复杂，易发生突发性事故。因此，研究盾构法施工在地铁隧道施工中存在的安全隐患，并结合实际情况采取预防措施，具有十分重要的意义，基于此，文章对地铁隧道盾构法施工安全风险管理进行了分析和探讨。

关键词：盾构施工  安全风险  风险管控

1盾构隧道施工风险管控现状

相对矿山法而言，盾构工法具有机械化程度高、施工进度快、安全可靠、作业噪音小等诸多优点。近三十年来，盾构机制造及盾构工法隧道施工在我国得到了快速发展，取得了举世瞩目的成就，特别是北上广深等国内大中型城市都提出了城市轨道交通远期规划，虽然我们取得了巨大的成就，但是盾构法隧道施工导致事故、事件、社会影响的现象时有发生，因此针对管控现状做出分析判断，找出本质原因、采取有效措施、从而降低施工风险，服务社会。

2盾构法易发生安全事故部位、工序及外部条件

盾构机始发与到达阶段发生塌陷事故风险概率高，并且到达风险大于始发风险、联络通道施工易发生安全事故、进仓作业易引发安全事故、特殊地层下盾构掘进极易发生地面沉陷、诱发管线破坏、道路中断、建筑物受损等事故以及富水软弱地层盾尾刷失效易引发安全事故等。

3 盾构隧道施工风险管控要点

制定技术人员跟班制度、信息化施工制度、工序管控与验收制度、专家会诊制度、培训教育制度、现场巡视制度；控制好勘察、设计、施工各环节的技术决策质量；控制到周边环境调查、地质勘察工作质量；抓住盾构始发与到达阶段、盾构穿越不良地层、盾构穿越既有建筑物及既有工程活动遗留问题地区三个盾构施工关键工序。

4 地铁隧道盾构法施工安全风险控制管理措施

4.1盾构始发与接收

4.1.1针对盾构井端头地质情况，对进出洞端头土体采用适合的方

法进行加固，对于采用多轴搅拌桩加固时，要重视围护结构与搅拌加固体缝隙之间的加固质量，不满足设计要求时，要进行垂直旋喷包角加固或洞门圈水平加固补强等措施，防止盾构进出洞时出现涌水涌砂，进而造成密封失效的事故。

4.1.2盾构进出洞前，预先安装洞门圈预埋钢环采用帘布橡胶板

及折叶式压板等进行密封止水。

4.1.3当面对富水地层始发时，建议采用始发短型钢套筒与洞门预埋钢环进行满焊连接，并在结构侧始发钢套筒另一侧环面上，安装上述密封装置，并在钢环箱体内加焊特制洞门密封刷、规范涂抹手抹油脂，以形成多道有效洞门密封措施，保证盾构机安全始发；

4.1.4在盾构机处于富水地层中或不具备端头加固条件下，进行出洞作业前，建议采用钢套筒接收方法；常规方法为盾构到达时，在刀盘推出隧道前，应立即将洞门密封的折叶式压板用钢丝绳完成合叶穿孔连接作业，在刀盘本体驶出结构墙背土侧时，拉紧钢丝绳确保密封帘布箍紧在盾壳上。盾构机在出洞时，在尾盾止浆板推出洞门前最后一环即地连墙中间里程位置时，在最后三环管片吊装孔上开孔，向建筑空隙内注入水泥–水玻璃双液浆，并根据实际渗漏情况确定是否采用化学浆液进行二次补充注浆，保证管片背后填充密实，切实切断地下水、浆液的渗漏通道。

4.1.5盾构始发及到达前，需检查盾尾刷焊自身质量、焊接安装

量、手抹油脂涂抹质量、保证尾密封油脂注入系统各项参数正常，确保盾构始发及到达过程中，盾尾密封作用安全可靠 。

4.1.6严格控制负环管片拼装精度，找准管片基准面，为后续管片拼装提供良好的圆度误差；做好负环管片的及时加固作业，以便确保隧道成型质量要求。

4.1.7盾构始发和到达时，应注意防止盾构机栽头，选用拼装模式，

对下部油缸进行顶推进作业，盾构机刀盘触碰围护结构时，改用推进模式进行作业。

4.1.8盾构进洞后根据推进参数，及时在加固区内逐步建立起土

压力，当盾构机刀盘即将推出加固区时，要确保土仓已经建立起与地层的水土压力平衡，防止出现地面沉降或塌方；进洞时，在盾构机尾盾驶出加固区后，应及时进行洞门二次注浆封堵作业，确保结构与管片间的间隙填充密实有效。

4.1.9盾构机进出洞前50环，要人工复核盾构姿态，并进行姿态

逐步调整，确保盾构机能够以精准姿态顺利完成进出洞作业。

4.2开仓作业管理

4.2.1必须编制安全专项施工方案，组织专家召开方案论证会，严格

照规范及论证方案进行作业，严格按照安全技术交底要求的程序作业。

4.2.2进仓人员必须经过专业培训，在体检完成后，方可进行高压环境及高压作业。

4.2.3进仓之前必须详细检查氧气瓶、氧气表等安全保护器具是否

齐全。

4.2.4在开仓之前必须排空土仓所有渣土，加气保压稳定掌子面，当压力无法保证时，应采取适当的加固措施，方可进仓。

4.2.5开仓之前必须将控制室刀盘操作界面切换至人仓本地控制

式，关闭螺旋输送器前端防涌门及后方出土口的两道闸门，如果螺旋输送器闸阀没有关闭，就会造成压缩空气猛烈从螺旋输送器喷出的危险，这会导致开挖面稳定性降低（塌落材料、涌水）。土仓压力的减弱和开挖面稳定性降低均会使人员的健康造成严重的伤害。

4.2.6打开仓门之前，必须从隔壁板上的球阀对前仓进行观察，确

前方无水，掌子面稳定时方可进仓。

4.2.7开仓需遵循的施工原则：开仓条件的安全可靠性原则，对地面环境影响范围小的原则，开仓作业快进快出原则。

4.2.8人仓内配齐应急救援设备和物资，如水桶、纯棉毛巾、防毒

具、应急书写板、防火毯等。

4.2.9开仓作业前，必须认真组织检查相应设备，确认各相关设备状态良好；对空压机进行系统保养，确保设备正常和供气质量完好；确认保压系统压力表在标定有效期范围内，并进行校验。

4.3常压进仓

4.3.1合理配置开仓作业人员数量

4.3.2需动火等特殊作业时，进场人员数量应按照安全专项施工方案进行实施。

4.3.3安全专项施工方案编制前，应对常压开仓作业位置的地质条件和环境风险进行辨识评估；根据评估结果，结合盾构施工实际，进行常压开仓掌子面的围护作业，选择泥膜护壁、地层加固、降水等辅助措施，确保施工掌子面的安全。

4.3.4建立现场安全专项管理机制：开仓作业前，项目部必须成立安全专项工作领导小组，明确职责分工。现场主要管理人员应熟悉开仓作业流程、技术规程，能够应对现场现场突发情况。开仓作业期间，项目部领导必须带班检查，每天不少于2次。

4.3.5全面、认真分析开仓作业的危险源、可能发生的事故类型和后果。以及事故可能产生的次生、衍生事故。针对可能发生的事故，确定相应的防范措施，编制针对性强、可实施性强的应急预案。应急原编制过程中，应注重全体人员的参与和培训，是使所有与作业有关的人员均需账务危险源的危险性和应急处置方案。

4.4带压进仓

4.4.1提高盾构设备开仓作业的安全可靠性，加强盾构设备开仓作业的安全配置及盾构开仓作业设备运转状态的检查，开仓作业期间，应聘请相关专业人员进行设备运转的维护保养。

4.4.2带压开仓作业前，必须进行地层保压试验，以确保地层条件满足气体保压的要求，不得在无法保证气体压力的条件下进行带压作业。

4.4.3带压作业期间，开挖土仓内应采用气动工具作业时，气管应由人仓专门接口接入到开挖仓内。使用电动工具作业时，必须使用安全防爆型电气设备，输电设备线路必须使用有防护的密闭电缆，并由独立管道接入；严格限制入仓的电缆长度，多余电缆线不得O型盘绕。

4.4.4带压开仓作业环境下进行明火作业时，必须采用专用设备，

氧气管道与电焊机焊把线必须采用由防护的独立管道，配备与环境相适应的消防器材。

4.5管片防水安全质量控制措施

管片防水是隧道防水施工的关键施工环节，必须在地面对防水施作人员进行专门的安全技术交底，严格按照施工设计图纸进行防水作业，项目部技术员应定期抽查防水施工质量，严查传力衬垫、三元乙丙缓弹性密封圈、管片螺栓遇水膨胀密封圈、变形缝处遇水膨胀止水条的施工质量；做到“地面、进洞、拼装”三环节把控，切实保证防水施工质量，防止隧道渗漏水原因，导致洞内安全事故的发生。

4.6实现安全风险信息化管理及建立相应的安全风险预警机制

针对地铁盾构施工过程中所存在的安全风险隐患问题，建立信息化安全管理系统，实现远程监控与管理，针对相应的施工技术参数等其他方面进行监控与把关，进而实现对施工技术落实不规范等所引发的安全风险隐患问题进行规避，同步建立风险预警机制，并分级管理，分工明确，落实相应责任到个人，确保在及时收到相应安全风险警告信息的同时，落实及时的抢先处理措施。

5 结束语

盾构施工技术是目前地铁隧道施工应用最为普遍的施工技术，加之这些年施工方式主要是来自于盾构法，其在施工过程中的运用存在发生安全事故的隐患。基于此，很有必要加强对盾构法在地铁隧道建设过程中的安全风险进行管理和研究，并对可能会出现的安全隐患进行安全巡查工作，要加大施工的监管力度，控制好施工的具体环节。  只有这样，才能使得盾构法的应用更加广泛，这也有助于在具体施工过程中减少安全事故出现的频率，甚至防止安全事故的出现，从而使相关的工作人员更加放心施工的安全和质量，也有利于适应人们不断增长的交通需求和安全要求。

参考文献：

[1]刘新社,韩同银.地铁盾构施工安全风险预警警兆指标设计探讨[J].建筑经济,2017,04:115-117.

[2]江玉生.地铁盾构施工的安全与风险管理[J].建设机械技术与管理,2016, 11:62 -63.

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文章名称：《盾构施工安全风险管理》

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