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地铁盾构施工安全风险管理与控制措施
摘要:随着我国城市建设的大力推进,城市交通问题日益严峻,而地铁具备高效、快捷、环保的特点,能有效缓解城市交通拥堵的压力,因此地铁成为解决城市交通问题的首要选择。目前,明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等是常用的地铁施工方法,其中因盾构法施工对外界环境影响小,并且不受地表环境的限制等优点,在地铁施工中得到了广泛应用。
关键词:地铁施工;盾构;安全风险管理;控制措施
引言
以地铁盾构施工为背景,探讨盾构施工的风险管理与控制措施,包括地铁盾构施工中各阶段的风险管理,如准备阶段、始发阶段、正常掘进阶段、壁后注浆与管片拼装阶段,提出特殊地段施工及盾构区间隧道施工的安全控制措施。
1地铁盾构施工安全风险管理重要性
通过风险分析,可加深对项目风险的认识,从多个角度对项目的具体施工情况作出客观评价,可检验项目的关键数据,对其准确性作出判断。风险管理能强化各部门员工的安全工作意识,使员工准确认识自身的工作职责,协同推进施工进程。风险管理还是主动降低风险的重要手段,具有前瞻性,能预测后续可能出现的风险,制定防控措施,尽量从源头上消除安全隐患。
2地铁盾构施工安全风险管理
2.1始发、接收阶段
盾构始发接收时,首要考虑端头土体加固方法能否满足设计所要求的参数。同时选取加固方法时应综合考虑地质、水文、周边环境等。宜采用深层搅拌法、高压旋喷法、冷冻法等,有时可多种方法并用。确保在破除洞门时不会造成洞门土体失稳、坍塌和水土流失。安全起见,有时还采用双层密封装置及钢套筒装置。
2.2壁后注浆、管片拼装阶段
盾构推进时,盾尾空隙在围岩塌落前及时同步压浆,充填盾尾与管片间的空隙,稳定地层,防止地面沉降,同时有利于提升隧道衬砌的防水性能。同步注浆施工中,需做到同步、持续性注浆,如果注浆管堵塞,必须暂停掘进,及时疏通,做到“无注浆,不掘进”。注浆设备本身运行状态是否良好较为关键,应做到“勤检勤修”。注浆施工选择合适的浆液(要求黏度低,微膨胀,固结率及后期强度高)、注浆参数、注浆工艺,所用浆料的性能应满足要求。管片拼装前应检查管片止水条完整性,量取盾尾间隙(管片安装后,间隙满足下一环掘进极限值,保证盾尾不会抵触管片,造成管片变形、破损等),根据盾构机姿态计算出最优的拼装点位,拼装应从盾尾底部逐块开始,严禁从上部开始拼装。拼装过程中,严格控制千斤顶油缸的伸缩量,严禁大范围伸缩千斤顶。应加强管片螺栓的紧固,做好三紧工作(管片拼装完成后需对管片环向螺栓进行复紧;下一环推进30cm后,对纵向螺栓进行复紧;拖出盾尾后,进行第2次复紧;拖出台车前,进行第3次复紧)。对拼装完成的管片进行椭圆度测量,及时调整拼装精度与拼装质量。
3地铁盾构施工安全风险管理与控制措施
3.1合理设置土压力值
隧道覆土厚度不同产生的土舱压力也会有差异,在盾构刀盘面施加的土压力势均力敌的条件下,土体不会受太大搅动,地层位移和沉降问题也基本不会出现。当原静止土压力无法承受盾构刀盘面施加的压力,则土体易在压力差下会产生形变和位移,从而导致地面的隆起。开挖面的稳定和仓内外土体的压力差值、出土量有着相互关联。通常控制两者来稳定开挖面。开挖面前方土体受干扰的范围与开挖面的稳定性有关,因此,控制土舱内压力,保持比土体压力要高,以减少开挖面对土体的搅动。施工中,需要对特定地层的目标土压实施动态监控与测量,控制开挖面的土压在合理的范围内变化。一旦目标压力值波动出现偏差,通过开挖面周围土压和出土量及时修正。
3.2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。比如,延伸水管与电缆连接、操作系统参数、供电与循环水压力、滤清器、皮带输送机与皮带、孔雅琴、配套轨道、导向系统等。在确定各系统无误后,作业者应根据技术人员的要求进行油压(刀盘最大压力、螺机最大压力、设备桥最大压力)、注浆压力(左上、左下、右上、右下)、盾尾密封(前腔次数、前腔间隔、后腔次数、后腔间隔)、油温等参数的设置。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。
3.3加强突沉现象的控制
突然沉降事故是地铁盾构区间隧道工艺操作常见事故,为避免该事故出现,可以盾构穿越建筑、盾构穿越河流、盾构穿越道路、盾构穿越地下管线几个方面入手,进行控制。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。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。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。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。
结语
地铁盾构施工周期较长,现场作业条件复杂,容易诱发各种安全事故。在正式施工前,应注重对地质、现场环境的勘察,采取可行的控制措施。施工时应按照规范将各项工作落实到位,若问题及时处理。在全流程、多方位的安全控制机制下,建设安全的施工环境。
参考文献
[1]张志宽.浅析地铁盾构施工的安全风险管理[J].工程技术(引文版),2021(12):177-178.
[2]何乐.浅析地铁盾构施工的安全风险管理[J].城市建设理论研究(电子版),2020(27):131.
[3]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,2020,26(11):62-63.
作者简介:李朋,男,汉族,1987.4,大专。山东济南,研究方向地铁施工安全,250000,单位,山东汇通建设集团有限公司。
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