地鐵隧道盾構(gòu)施工中地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)管理

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一、施工前的勘察

在進(jìn)行地鐵建設(shè)施工時(shí)，我們所采用的盾構(gòu)施工的方式主要是借助盾構(gòu)機(jī)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(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)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(chǎng)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(shí)際情況，同時(shí)還要注意軟硬不均勻的地層、含有卵石的地層，以及它們?cè)谑┕^(qū)域的具體分布和表現(xiàn)特點(diǎn)；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(duì)盾構(gòu)機(jī)可能帶來的傷害；聘請(qǐng)地質(zhì)專家對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的巖溶、土洞、障礙物、有害氣體等物質(zhì)進(jìn)行勘察，了解其具體的分布情況；在進(jìn)行勘察時(shí)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(gè)巖層之間的受力情況。

二、施工中存在的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

在進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)，施工方所面對(duì)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?yàn)榈刭|(zhì)因素導(dǎo)致的。所以對(duì)施工區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行研究，對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)處理和排查，能夠有效地提升施工的安全。

三、風(fēng)險(xiǎn)管理流程

地鐵隧道施工與其他的工程建設(shè)施工風(fēng)險(xiǎn)管理一樣，也包括四個(gè)基本步驟。1.地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)。風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)識(shí)是指在工程施工建設(shè)過程中，對(duì)于潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別和管理的過程，而施工中的潛在風(fēng)險(xiǎn)主要是由于在進(jìn)行前期地質(zhì)勘測(cè)時(shí)缺乏準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)匯總不及時(shí)和施工之間出現(xiàn)了時(shí)間差導(dǎo)致的。2.地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分析。進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分析就是對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘察，了解最終的勘察結(jié)果會(huì)對(duì)工程施工帶來的影響，并就其影響因素提出對(duì)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(shí)的狀況，給整個(gè)地質(zhì)工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估造成影響，最終影響其分析的結(jié)果。3.地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控。風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控的主要工作是針對(duì)地質(zhì)勘察工作進(jìn)行監(jiān)控和管理，并且針對(duì)可能引起的各種安全施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行監(jiān)控。4.地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)處置。風(fēng)險(xiǎn)處置就是對(duì)經(jīng)過勘察發(fā)現(xiàn)的已存在的風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行分析并提出對(duì)應(yīng)的解決方案和策略，從而將風(fēng)險(xiǎn)消除，給施工提供安全的保障。

四、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控的方式

對(duì)地質(zhì)勘察工作質(zhì)量的監(jiān)控包括如下三個(gè)方面。1.在勘察工作之間的檢查。地質(zhì)勘察工作對(duì)于整個(gè)工程項(xiàng)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(shí)對(duì)勘察時(shí)所用到的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其各項(xiàng)參數(shù)和測(cè)試指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)勘察的綱要、勘察測(cè)量方案、物探方案以及水文勘測(cè)方案等相應(yīng)的勘測(cè)方式和應(yīng)用方案進(jìn)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(jìn)行勘察時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)依據(jù)施工的基本計(jì)劃選擇勘察點(diǎn)，依據(jù)施工設(shè)備的鉆孔布置圖以及施工技術(shù)要求對(duì)每一個(gè)孔位進(jìn)行核實(shí)，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(huì)有影響施工的障礙物。對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，針對(duì)每個(gè)不同的地域編制相應(yīng)的記錄，詳細(xì)地記錄取樣的方式、試驗(yàn)的次數(shù)、孔位的深度、物理探測(cè)的結(jié)果以及抽水試驗(yàn)的結(jié)論。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)巖石、土層、水樣進(jìn)行化驗(yàn)、分析過程進(jìn)行監(jiān)督，尤其是對(duì)同一層的巖土需要開展嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)數(shù)量的管控，嚴(yán)格依照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于其物理性質(zhì)相應(yīng)的指標(biāo)，則需要進(jìn)行多次的實(shí)地測(cè)量，以得出相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。3.勘察結(jié)果的控制。在進(jìn)行勘察時(shí)其室內(nèi)和室外的勘察工作應(yīng)當(dāng)同步進(jìn)行，同時(shí)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(chǎng)對(duì)相應(yīng)的資料進(jìn)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(jìn)行支撐時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取其他的措施來進(jìn)行論據(jù)的補(bǔ)充。當(dāng)對(duì)勘察結(jié)論進(jìn)行解釋時(shí)必須要用對(duì)應(yīng)的專業(yè)化術(shù)語，尤其是在做資料推斷展示工作時(shí)，其物理解釋的論點(diǎn)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(gè)領(lǐng)域達(dá)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(diǎn)及面、點(diǎn)面結(jié)合的方式，將地質(zhì)勘察中的各項(xiàng)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(jìn)行施工方案圖制作時(shí)，最終的成圖效果應(yīng)當(dāng)具備明確的目的性，同時(shí)能夠突出重點(diǎn)，并具有完整的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)要求最終的成圖比例應(yīng)當(dāng)和實(shí)際的施工比例保持一致；在進(jìn)行成圖繪制時(shí)，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(gè)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(cè)量的數(shù)據(jù)圖件和相應(yīng)的推斷解釋圖件等。在設(shè)計(jì)圖中應(yīng)當(dāng)注明圖中所使用的標(biāo)注、符號(hào)以及圖例的具體意義。

五、風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急處理措施

為了給施工建設(shè)提供一個(gè)安全的環(huán)境，我們采取以下措施來進(jìn)行應(yīng)對(duì)。1.對(duì)盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)端頭和到達(dá)端頭分別進(jìn)行固定，確保其穩(wěn)定性。2.保護(hù)盾構(gòu)機(jī)端頭周邊的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)加強(qiáng)洞門的穩(wěn)定性能。做好相應(yīng)的防水措施。確保盾構(gòu)機(jī)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(jìn)速度，確保盾構(gòu)機(jī)所承受的壓力、推進(jìn)力以及扭矩符合其設(shè)備要求，同時(shí)在施工時(shí)要注意及時(shí)的進(jìn)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(jì)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(cè)工作。通過對(duì)地面進(jìn)行監(jiān)測(cè)和對(duì)盾構(gòu)機(jī)作業(yè)信息的監(jiān)測(cè)，不斷調(diào)整掘進(jìn)過程中的設(shè)備參數(shù)，以確保工程能夠順利推進(jìn)。5.在進(jìn)行施工之前，需要對(duì)施工線路周邊的建筑物進(jìn)行調(diào)查，了解線路施工會(huì)對(duì)周邊的建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生什么樣的影響。6.對(duì)于情況不明的地質(zhì)區(qū)域施工，首先應(yīng)當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)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(xiǎn)對(duì)施工帶來的影響。

六、結(jié)束語

在對(duì)地鐵隧道盾構(gòu)施工時(shí)，進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的管控主要包括前期的地質(zhì)勘查，以及對(duì)引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率的分析和評(píng)估分析。所以在開展勘察工作時(shí)必須要進(jìn)行針對(duì)性作業(yè)，通過合理的管控不斷增加勘察的樣本數(shù)量，進(jìn)而豐富和完善勘察的相關(guān)內(nèi)容和論據(jù)，為整個(gè)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(jìn)。

作者：郝子璇 單位;中鐵十八局集團(tuán)有限公司