地铁区间隧道盾构施工风险管理与控制措施分析
卓宏波
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引言:
城市轨道交通建设进程持续加速,地铁区间隧道盾构施工安全风险问题愈发凸显。地质状况的复杂多样、施工工艺特性以及管理层面因素,都可能成为安全事故诱因,尽管国内外学者已从多维度对盾构施工风险展开研究,并提出系列风险识别与管控方法,但现有风险管理体系尚不完善,控制技术也需进一步优化升级,文章围绕盾构施工常见风险类型、管理流程及防控举措,结合实际工程实例,借助风险识别、评估与控制理论,系统探究科学高效的风险管理策略。
1、盾构施工主要风险类型分析
盾构法是一种利用盾构机进行隧道开挖的施工方法,相较于传统隧道开挖技术,其技术优势尤为显著。然而,在实际应用过程中也暴露出诸多问题,施工安全风险已成为制约该技术进一步推广与应用的重要障碍。盾构施工过程中风险因素多样,既具突发性,又具有系统性特征,主要涉及地质风险、工艺设备风险及管理人为风险等方面。
1.1 地质风险
地质风险在盾构施工中最为常见且管控难度极高。复杂地质条件,如地层突变、软弱围岩、富水砂层等,会显著干扰掘进进程,一旦前期地质勘察与超前探测不充分,将大幅提升掘进难度,阻碍施工正常开展,同时,地表沉降、管片错台、地面塌方等地质灾害风险广泛存在,特别是在城市建成区及地表建筑密集区域,灾害后果更为严重,此外,不良地质水文状况,包括高水压、突水、涌泥等情况,极大威胁盾构掘进安全与可控性,加剧施工风险控制的复杂程度。
1.2 工艺与设备风险
盾构施工对工艺流程与设备运行状态依赖性极强,任一环节出现问题都可能引发严重事故。盾构机选型不合理是常见工艺风险,由于不同地质条件需适配相应机型、刀具及掘进参数,选型不当会降低掘进效率甚至损坏设备,在掘进过程中,推进力、转速、土压、水压等参数调控失准,易造成地表沉降或掘进面失稳,刀具磨损与盾构机故障也是关键风险点,高强度作业加速刀具损耗,影响掘进性能,严重时导致停机或频繁换刀,对工期与安全产生负面影响,此外,同步注浆量不足或注浆材料选择错误,会引发管片脱空、地层松散等结构隐患,威胁隧道结构安全稳定。
1.3 管理与人为风险
管理与人为风险贯穿盾构施工全程,常成为其他风险的诱发因素。项目管理流程缺陷及各施工环节缺乏协同,易导致信息传递不畅、决策偏差与工序紊乱,作业人员操作失误、技术能力不足,对设备运行原理、施工参数调整等核心技术掌握不扎实,是事故频发的重要根源,安全监测与应急管理缺位同样不容忽视,现场风险预警机制不完善、监测设备配备不足或应急响应迟缓,在突发险情时,极易造成不可控的严重后果,因此,强化管理体系建设、提升人员专业素养、健全风险监测与应急处置机制,是降低盾构施工人为风险的重要举措。
2、盾构施工风险管理流程
盾构施工风险管理是科学化、系统化的动态过程,目的在于全方位识别、精准评估、及时预警并动态管控各类风险,确保施工安全有序推进。该流程涵盖风险识别、评估分级与预警监控三个阶段。
2.1 风险识别阶段
风险识别作为风险管理的起始环节,致力于全面梳理盾构施工全流程潜在风险源。一方面,通过构建并持续更新施工风险清单,系统整合过往工程实践中风险事件类型、成因及影响,形成动态管理数据库,另一方面,深入开展现场勘查与数据分析,综合地质勘探报告、历史施工记录、监测数据等资料,结合实际工况挖掘潜在风险,为提升风险识别的科学性与准确性,BIM、GIS 等数字化技术被广泛应用,借助多维数据整合、空间分析与模拟仿真,为风险识别提供可视化决策依据。
2.2 风险评估与分级
完成风险识别后,需对各类风险进行科学评估并划分等级,明确风险严重程度与发生概率。FMEA、层次分析法等定性定量结合的评估方法,从风险发生概率、影响后果、检测难度等多维度综合评分,实现风险程度量化分析,依据评估结果,将风险划分为高、中、低不同等级,构建风险等级管理体系,考虑到盾构施工现场环境与工况的动态变化,建立风险等级动态调整机制,确保评估结果贴合实际,为风险控制与资源分配提供科学支撑。
2.3 风险预警与监控
风险预警与监控作为盾构施工风险管理的核心管控环节,需从多维度构建防护体系。为了对盾构施工中的各种安全风险进行有效应对, 就应充分掌握这些因素 , 然后制订针对性的风险防范技术 , 对各种风险因素进行合理控制 , 避免风险爆发造成安全事故的发生。在整个过程中 , 风险因素的识别是关键 , 需要做好安全监测工作 , 建立有效的风险管理机制 , 有效保证盾构生产现场的安全, 合理规避各种安全风险 , 保证施工顺利进行。
3、盾构施工风险控制对策
盾构施工风险防控是保障工程安全顺利推进的核心,需从技术、管理与应急响应三大维度,构建覆盖全流程、全方位、多层次的管控体系。
3.1 技术控制措施
技术手段是盾构施工风险防控的核心支撑。借助地层加固结合超前地质探测技术,能够预先掌握地质变化规律,降低突发性地质灾害发生概率,运用地质雷达、地震波探测等先进设备,可实时获取掌子面前方地质信息,为施工决策提供数据支持,根据地质条件与施工环境动态优化盾构掘进参数,精准调控推进力、刀盘转速、土仓压力等关键指标,确保掘进面稳定与施工安全,推广自动化监测与智能预警系统,通过安装姿态监控装置、土压力实时反馈设备,实现施工状态实时感知与智能报警,显著提升施工安全管控效能。
3.2 管理控制措施
健全的管理体系是盾构施工风险管理的重要保障。严格执行施工组织设计与方案审查制度,确保施工方案科学合理且具备风险防控能力,针对不同类型风险制定专项应对预案及实施细则,细化风险控制流程,明确各环节责任与操作标准,形成规范化管理体系,定期开展专项技术培训与应急演练,强化作业人员安全意识,提升应急处置能力,有效减少因操作失误或经验不足导致的风险事件,构建全过程风险防控闭环管理模式。
3.3 应急响应机制
高效的应急响应体系是盾构施工抵御突发风险的关键屏障。构建分级分类应急预案体系,依据风险等级制定差异化应急响应流程,涵盖风险预警、事故处置、人员疏散、设备抢修等全链条环节,完善应急响应资源调度机制,明确应急联络体系、资源调配流程与信息发布渠道,确保险情发生时能够快速响应、科学处置,建立事故调查与经验反馈机制,深入剖析每起风险事件,总结经验教训,持续优化风险管理体系与应急处置能力,形成动态改进的施工安全管理机制。
结语:
系统剖析地铁区间隧道盾构施工风险类型、管理流程及控制策略后,盾构施工风险的多元性与复杂性得以清晰呈现。针对性提出的科学管理与控制措施,对保障施工安全、提升工程质量有着显著实践价值,为深化风险管理体系建设,需持续推进技术革新与管理机制升级,强化数字化、信息化管理手段的应用深度,未来研究可聚焦智能化风险预警、施工全过程动态风险管控等前沿技术,助力盾构施工风险防控能力与管理效率迈向新台阶。
参考文献:
[1] 仲晓慧 . 地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的措施 [J]. 城市道桥与防洪 ,2017,(08):207-209+22.DOI:10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.064.
[2] 黄华 . 地铁区间隧道盾构施工安全风险管理措施研究 [J]. 设备监理 ,2019,(12):62-63.
[3] 唐振兴 . 地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的措施分析 [J]. 建筑技术开发 ,2019,46(08):82-83.