地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制

地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控
制
摘要：盾构法是地铁建设过程中比较常见的一种施工方法，运用的是全机械
化的施工方式。

但是在复杂的地铁建设施工环境下，经常会受到一些风险的影响。

而如何对其存在的风险进行分析，如何提出一些具体的控制措施来提升其施工过
程中的抗风险能力，正是本文的写作目的所在。

关键词：地铁；盾构区间；隧道施工；风险；控制
1项目概述
某地铁2号线二期工程为城市轨道交通骨干线，线路总长约9.14km，合同工
期为4年，共有10站9区间，区间全为地下线，采用盾构法施工。

沿线经过地
面建筑物较多，包括铁路、城市管廊、高架桥、景观河流等。

区间隧道外径6.2m，内径5.5m，管片环宽1.2m，采用通用环管片、错缝拼装方式。

区间共设有10座
联络通道，其中，5座联络通道兼泵房，以及1座与中间风井合建。

区间隧道施
工主要的重难点为下穿火车站股道、行包房等重大节点、穿越泥炭质土、富含沼
气地层施工、穿越多处重要建构筑物、侧穿城市河流等。

工程使用德国海瑞克公
司武汉制造组装的S-995和S-996盾构机，当年装配后先后在多站施工工地使用，共掘进1256m，整体表现良好。

2地铁盾构区间隧道施工风险因素
2.1地质因素
地铁盾构机掘进部位地层地质条件高度复杂，土层沉积环境中透镜体形式较多，且局部存在受压缩气体，在盾构掘进期间，因气体突然释放极易形成地下水
通道，造成盾构后方承压水沿通道涌向洞口。

特别是在微承压水层局部夹杂高富
水、大渗透性粉砂薄层或者地道旋喷桩加固地层时，会导致掘进困难，提高设备
故障出现概率，进而招致工艺操作隐患。

2.2设备的选择
盾构机等设备是地铁盾构区间隧道工艺操作主要用设备，也是隧道工艺操作
风险主要来源之一。

比如，盾构机测量自动导向系统VMT系统输入盾构推进计划
线数据文件错误时，会导致盾构机沿着错误的计划线推进，引发盾构隧道轴线偏差。

3地铁盾构区间隧道施工风险控制对策
3.1加强突沉现象的控制
（1）在盾构穿越建筑时，为避免既有建筑物因盾构发生扰动而出现沉降，
可以实现调查盾构基础情况、建筑物基础所在地地质情况。

结合调查结果，进行
掘进参数的恰当选择。

在掘进参数确定后，对基础、地层进行同步的注浆加固或
二次注浆加固处理。

在注浆加固后，从盾构掘进过程姿态控制入手，时刻关注，
避免盾构掘进过程姿态变化对土体造成过度扰动。

同时，加强建筑物沉降监测，
及时发现沉降问题，及时调整盾构掘进方案，避免相关问题的进一步恶化。

（2）在盾构穿越河流时，为避免河流防汛墙因盾构掘进出现突然沉降，应进行合理推
进速度、注浆量、出土量、注浆压力的合理选择，并对防汛墙沉降进行监测。

另外，在机械作业姿态控制的同时，利用油脂在盾构机尾部进行润滑辅助。

（3）
在盾构穿越道路时，为避免既有道路路面因盾构掘进发生不均匀沉降甚至塌陷，
应以盾构机工作压力控制为重点，严格限定盾构机工作压力在恰当范围内。

同时，进行注浆参数的恰当选择，合理划定注浆位置，保障浆液注入过程连续不间断、
合理、有效，规避开挖面过大扰动。

同时，加大监测频率、质量，保证盾构掘进
期间监测频率在2次/d或以上。

（4）在盾构穿越地下管线时，为避免既有管线
因盾构掘进出现沉降，应注意根据土层扰动监测结果，进行机械正面压力的平衡
处理。

同时，严格控制盾构掘进速度，并责令专门人员负责盾构掘进偏差纠正作业。

比如，在管片出现较大偏差时，应第一时间进行管片贴片处理，进行强制纠
偏。

即根据测量计算获知的管片偏差，将厚度在5.00mm以内的石棉垫片贴在相
应位置，以便轴线为竖曲线段时可由-2.10%的坡度调整至水平。

3.2做好有关设备的管理工作
在盾构设备选择时，因盾构机刀盘是盾构机掘进期间机械故障主要来源，在
工序操作前，应综合考虑工期、设计、经济、安全、环境要求，选择与工程地质
相匹配、满足工程掘进长度及线形、与后续设备相匹配、与始发基地相匹配、可
辅以辅助工法、对周边环境干扰小的刀盘。

在盾构机安装调试时，应以第一块盾
构壳体吊装到位为入手点，每天召开工地例会，进行项目节点计划的详细划分，
保证偏差问题的及时发现、处理。

在工地总装完毕后，开始盾构机的试掘进操作，要求各方全天候跟班监测、调试，保证设备在短时间内得到完善。

同时，由专业
人员根据试掘进期间总结经验，对管片拼装、同步注浆、车架纠偏、起重、泥水
接管等工序设备现场管理规程进行详细规划。

并根据盾构机系统划分，制定详细
的周、日、月、年保养记录表，全面反映月度盾构设备运行情况，降低系统故障
发生概率。

因盾构设备运行工况较为恶劣，需长时间连续工作，备品备件消耗量
较大。

因此，在设备保养时，应以拼装机密封条等耗材为重点，建立专业维护保
养方案，避免维护保养不及时导致的设备损坏、工期延滞情况。

在盾构机应用期间，严格执行项目领导现场值班制，加强监督管理，规范设备使用、维修、保养
制度，保证盾构机安全发挥作用。

特别是在盾构机穿越进入覆土厚度低于盾构直
径的浅覆土层地段、建筑物地段、地下障碍物地段、粉土层地段、构筑物地段与
粉砂层地段时，应由专门人员结合补充地质勘察结果，设计、规划控制掘进参数，保证盾构姿态一定，且掘进过程连续、匀速、均衡推进。

而在盾构机测量自动导
向系统VMT系统输入盾构推进计划线数据文件时，因设置人工复测环节，由复测
人员对电脑中安装的高版本SLS-SLVMT系统软件中文件转换及环线数据过程进行
复测，并对在建成型盾构隧道导线网、吊篮、水准点进行全面复核测量，及时发
现高层方向偏差，及时修正，规避盾构机参数设置不当导致的盾构轴线偏差问题。

3.3加强人员防范措施
加强人员管理是降低地铁盾构区间隧道工程工艺操作风险的有效手段。

管理
者应全面贯彻落实安全生产一岗双责、党政同责、岗岗有责方针，促使安全质量
责任制覆盖每一个作业层，涉及每一个职能岗位，遏制盾构区间不规范操作问题。

比如，盾构人员应在保证无心脏疾病、听力与视力正常的情况下，对自身操作高
度负责，配合上级下达的参数要求，具有基本防火、安全意识，且对地质表达含义、涂鸦计算、盾构机工作原理及参数、管片选择与使用具有一定了解。

在项目
各项工序操作前，对全部作业者进行安全技术交底的基础上，依据盾构工艺操作
规程及有关技术规定，加强关键程序实践考核，比如，螺旋机观察孔、盾构始发、降水、接收等。

与此同时，作业者也需要主动监测机械、气、电、液压等系统，
确保各系统无故障。

在盾构操作过程中，落实一切保证工程安全质量的要求，严
格禁止人员在无注浆或注浆量不明、无方向量测时掘进，要求人员严格执行工程
师提出的土压指令保持土压，控制出渣量。

同时，要求人员严格执行盾构说明书
的各项使用要求，避免违背规章操作。

并时刻监视主机室内操作面板上参数，严
密监控螺旋输送机出口出渣情况，做好根据导向系统参数进行盾构姿态调整的准备。

4结语
综上所述，在地铁盾构区间隧道工程工艺操作过程中，管理者应深刻吸取归
纳地铁盾构区间安全事故教训，强化风险预先警报机制的完善构建，加大突然沉
降现象的控制力度，并强化人员安全质量责任制的落实，加强现场项目安全教育
与技术培训，督促人员做好现场工艺操作以及有关设备的管理，避免地铁盾构区
间隧道工艺操作安全事故的出现，为地铁工程项目建设的有序推进提供保障。

参考文献
[1]胡敏.城市地铁新建隧道下穿先建隧道施工安全评估[J].土工基础，2021（3）：319-322.
[2]杨军.地铁盾构区间隧道施工风险的分析与控制[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2019（4）：20-21.。