地鐵隧道盾構(gòu)施工中地質(zhì)風(fēng)險管理

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一、施工前的勘察

在進行地鐵建設(shè)施工時，我們所采用的盾構(gòu)施工的方式主要是借助盾構(gòu)機在地下土層打造隧道，或者是為了修建一條大型管道，采用地下挖掘的方式。依照“城市軌道交通施工勘察規(guī)范”相關(guān)內(nèi)容的要求，在進行盾構(gòu)施工時必須要做好前期的勘察工作，其主要工作內(nèi)容包括：了解施工場地內(nèi)土層、巖層的類型，分析巖層的形成原因以及分布的情況；尤其要注意施工區(qū)域的土層，包括軟土層、砂土層、粘性土層、含水砂層等實際情況，同時還要注意軟硬不均勻的地層、含有卵石的地層，以及它們在施工區(qū)域的具體分布和表現(xiàn)特點；如果施工的區(qū)域剛好處于基巖地帶，則需要了解巖土之間的分界狀況，巖石所具有的硬度、巖石的風(fēng)化程度以及結(jié)構(gòu)面的情況，觀察它是否存在破碎的情況，從而了解這種巖土層對盾構(gòu)機可能帶來的傷害；聘請地質(zhì)專家對施工區(qū)域內(nèi)的巖溶、土洞、障礙物、有害氣體等物質(zhì)進行勘察，了解其具體的分布情況；在進行勘察時還應(yīng)當(dāng)了解砂土、卵石以及在風(fēng)化作用下巖石的顆粒大小、礦物成分、水分等相應(yīng)的指標(biāo)；了解該區(qū)域的水文地質(zhì)的情況以及各個巖層之間的受力情況。

二、施工中存在的地質(zhì)風(fēng)險

在進行盾構(gòu)施工時，施工方所面對的最大挑戰(zhàn)就是不斷變化的地質(zhì)因素。在盾構(gòu)施工中經(jīng)常遇到的問題絕大多數(shù)是因為地質(zhì)因素導(dǎo)致的。所以對施工區(qū)域地質(zhì)進行研究，對潛在的風(fēng)險進行及時處理和排查，能夠有效地提升施工的安全。

三、風(fēng)險管理流程

地鐵隧道施工與其他的工程建設(shè)施工風(fēng)險管理一樣，也包括四個基本步驟。1.地質(zhì)風(fēng)險辨識。風(fēng)險標(biāo)識是指在工程施工建設(shè)過程中，對于潛在的風(fēng)險因素進行識別和管理的過程，而施工中的潛在風(fēng)險主要是由于在進行前期地質(zhì)勘測時缺乏準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)匯總不及時和施工之間出現(xiàn)了時間差導(dǎo)致的。2.地質(zhì)風(fēng)險分析。進行地質(zhì)風(fēng)險分析就是對施工區(qū)域進行地質(zhì)勘察，了解最終的勘察結(jié)果會對工程施工帶來的影響，并就其影響因素提出對應(yīng)的解決策略。但是由于在勘察過程中勘察數(shù)據(jù)存在不準(zhǔn)確、不及時的狀況，給整個地質(zhì)工程的風(fēng)險評估造成影響，最終影響其分析的結(jié)果。3.地質(zhì)風(fēng)險監(jiān)控。風(fēng)險監(jiān)控的主要工作是針對地質(zhì)勘察工作進行監(jiān)控和管理，并且針對可能引起的各種安全施工風(fēng)險進行監(jiān)控。4.地質(zhì)風(fēng)險處置。風(fēng)險處置就是對經(jīng)過勘察發(fā)現(xiàn)的已存在的風(fēng)險問題進行分析并提出對應(yīng)的解決方案和策略，從而將風(fēng)險消除，給施工提供安全的保障。

四、風(fēng)險監(jiān)控的方式

對地質(zhì)勘察工作質(zhì)量的監(jiān)控包括如下三個方面。1.在勘察工作之間的檢查。地質(zhì)勘察工作對于整個工程項目來說至關(guān)重要，很多施工工藝的施展和技術(shù)的應(yīng)用都依賴于勘察工作來得出數(shù)據(jù)，因此我們必須要注重地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量。在開展勘察工作之前，首先應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)的勘察標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范流程，嚴(yán)格把控參與勘察的工作人員的資歷和專業(yè)技術(shù)能力，同時對勘察時所用到的設(shè)備進行檢驗，確保其各項參數(shù)和測試指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。對勘察的綱要、勘察測量方案、物探方案以及水文勘測方案等相應(yīng)的勘測方式和應(yīng)用方案進行審查、確保方案的合理性和科學(xué)性。2.勘察過程的控制。在進行勘察時，我們應(yīng)當(dāng)依據(jù)施工的基本計劃選擇勘察點，依據(jù)施工設(shè)備的鉆孔布置圖以及施工技術(shù)要求對每一個孔位進行核實，查看地形地貌，了解地面物體的情況，確保地面、地下以及施工區(qū)域上方位置不會有影響施工的障礙物。對施工區(qū)域的地質(zhì)進行勘測，針對每個不同的地域編制相應(yīng)的記錄，詳細地記錄取樣的方式、試驗的次數(shù)、孔位的深度、物理探測的結(jié)果以及抽水試驗的結(jié)論。同時還應(yīng)當(dāng)對巖石、土層、水樣進行化驗、分析過程進行監(jiān)督，尤其是對同一層的巖土需要開展嚴(yán)格的實驗數(shù)量的管控，嚴(yán)格依照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，對于其物理性質(zhì)相應(yīng)的指標(biāo)，則需要進行多次的實地測量，以得出相對準(zhǔn)確的結(jié)果。3.勘察結(jié)果的控制。在進行勘察時其室內(nèi)和室外的勘察工作應(yīng)當(dāng)同步進行，同時要讓室內(nèi)的工作指導(dǎo)室外工作的開展。所以很多勘察工作必須在現(xiàn)場對相應(yīng)的資料進行整理和說明，如果發(fā)現(xiàn)原本的資料存在疑問或者得不到充分的論據(jù)進行支撐時，應(yīng)當(dāng)采取其他的措施來進行論據(jù)的補充。當(dāng)對勘察結(jié)論進行解釋時必須要用對應(yīng)的專業(yè)化術(shù)語，尤其是在做資料推斷展示工作時，其物理解釋的論點應(yīng)當(dāng)與地質(zhì)勘察解釋結(jié)論相互一致，從而能夠使兩個領(lǐng)域達到充分融合，沿著從已知到位置再到已知的路線方式，遵循從易到難、由點及面、點面結(jié)合的方式，將地質(zhì)勘察中的各項因素和勘察結(jié)果融合在一起，尋找地質(zhì)中存在的不穩(wěn)定因素給地鐵隧道施工帶來的干擾。在進行施工方案圖制作時，最終的成圖效果應(yīng)當(dāng)具備明確的目的性，同時能夠突出重點，并具有完整的結(jié)構(gòu)。設(shè)計要求最終的成圖比例應(yīng)當(dāng)和實際的施工比例保持一致；在進行成圖繪制時，還應(yīng)當(dāng)依據(jù)施工工程的規(guī)模和工程性質(zhì)提供整個工程施工以及相應(yīng)的勘察結(jié)果的圖件，其中包括施工區(qū)域的交通位置圖、工程施工布置圖、地質(zhì)情況和地質(zhì)構(gòu)造圖、原始測量的數(shù)據(jù)圖件和相應(yīng)的推斷解釋圖件等。在設(shè)計圖中應(yīng)當(dāng)注明圖中所使用的標(biāo)注、符號以及圖例的具體意義。

五、風(fēng)險應(yīng)急處理措施

為了給施工建設(shè)提供一個安全的環(huán)境，我們采取以下措施來進行應(yīng)對。1.對盾構(gòu)機的始發(fā)端頭和到達端頭分別進行固定，確保其穩(wěn)定性。2.保護盾構(gòu)機端頭周邊的圍護結(jié)構(gòu)，同時加強洞門的穩(wěn)定性能。做好相應(yīng)的防水措施。確保盾構(gòu)機的始發(fā)架、接受架以及反力架的整體結(jié)構(gòu)具備一定的安全性和可靠性。3.制訂科學(xué)合理的掘進速度，確保盾構(gòu)機所承受的壓力、推進力以及扭矩符合其設(shè)備要求，同時在施工時要注意及時的進行注漿，確保土倉內(nèi)部的壓力與來自地層之間的壓力之間保持平衡；做好碴土的管理工作，通過計算出土量來推算土層內(nèi)外之間的作用力是否處于平衡狀態(tài)，避免出現(xiàn)土體超挖的情況。4.注意在施工過程中周邊建筑結(jié)構(gòu)或管線結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降的情況。為了能夠有效地避免這一問題的發(fā)生，我們需要做好監(jiān)測工作。通過對地面進行監(jiān)測和對盾構(gòu)機作業(yè)信息的監(jiān)測，不斷調(diào)整掘進過程中的設(shè)備參數(shù)，以確保工程能夠順利推進。5.在進行施工之前，需要對施工線路周邊的建筑物進行調(diào)查，了解線路施工會對周邊的建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生什么樣的影響。6.對于情況不明的地質(zhì)區(qū)域施工，首先應(yīng)當(dāng)進行補充性的地質(zhì)勘察，以了解施工區(qū)域的地質(zhì)存在的不安全因素，從而能夠提前做好工作，降低地質(zhì)風(fēng)險對施工帶來的影響。

六、結(jié)束語

在對地鐵隧道盾構(gòu)施工時，進行地質(zhì)風(fēng)險的管控主要包括前期的地質(zhì)勘查，以及對引發(fā)風(fēng)險發(fā)生概率的分析和評估分析。所以在開展勘察工作時必須要進行針對性作業(yè)，通過合理的管控不斷增加勘察的樣本數(shù)量，進而豐富和完善勘察的相關(guān)內(nèi)容和論據(jù)，為整個地鐵隧道施工建設(shè)提供充分的依據(jù)，以確保地鐵施工建設(shè)順利推進。

作者：郝子璇 單位;中鐵十八局集團有限公司