地铁盾构施工风险辨识与评估研究

摘要：盾构法在地铁隧道施工中被广泛应用,但随之而引发的安全事故也不断发生,所以进行地铁盾构施工风险辨识与评估就显得尤为重要。 本文首先分析了地铁盾构施工的风险源，和盾构机适应性风险的特点，进而探讨如何规避在地铁盾构施工中风险的发生，以促进盾构施工安全合理地进行。

关键词：地铁盾构施工；风险评估；风险规避

Abstract: the shield method is widely used in subway tunnel construction, but the safety accident and the consequent also continue to occur, it is important to risk identification and evaluation of subway shield tunneling construction. This paper first analyzes the metro construction risk source, characteristics and the shield machine adaptability risk, and then discusses how to avoid the risk of subway shield construction, in order to promote the construction of Shield Security reasonably.

Keywords: subway construction; risk assessment; risk aversion

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

盾构法施工因其施工效率、机械化水平高，进而得到大面积推广和普及。虽然盾构法在不断的实践中越来越成熟，但作为地下隐蔽工程，受于各种不确定性因素影响，地铁盾构施工仍然凸显了较大的安全与风险矛盾，安全事故发生的概率依然很大。而一旦发生事故将会对社会代带来很大程度上的影响和损失，所以对盾构施工进行风险识别和评估是非常重要的

一．地铁盾构施工的风险源归结为三大类别

1、狭义的风险，主要是由自然界或者人所造成的不可抗拒、不可预知的风险，是施工方无法掌控、无法预测的。狭义的自然风险主要是指由自然界不可抗拒的外力，包含严重的地质灾害和气象灾害对盾构施工所造成的施工风险，比如地震、海啸、泥石流、火山喷发、飓风等都会严重威胁着甚至是破坏地铁盾构的安全施工。狭义的人为风险则是指战争、、社会动乱或者恐怖袭击。

2、广义风险

不良地质风险是构成广义自然风险的主体。这里主要是指地质及水文条件的影响。地铁隧道工程是典型的隐蔽工程，是风险存在的最大载体。岩体是岩体还是土体，软的还是硬的，粘性的还是沙性的，富水性强还是弱，这些不确定性会直接影响方案的选择。地下工程所处的地质、水文条件是经过漫长的年代逐渐形成的，其介质特性表现了较大的随机变异性，同时底层中存在着大量水的活动和作用，加之由于地质勘探、现场试验等设备条件的限制，因此，只能通过个别的测试点现场试验以及其他若干的室内试验对岩土性质和水文参数作近似的量测和估计。众多的实践与实验表明，岩土地质参数具有较高的不确定性和空间变异性是地铁施工的主要风险因素。是搞好盾构施工、保证项目安全的最根本、最重要的前提。经过多年相关技术发展，大部分的不良地质都是可以探测的，因此，在地铁盾构施工中只要采取合理的防范措施，广义的自然风险是可以预防和控制的。

3、适应性风险。

推进设备、挡土设备、出土运输设备、安装衬砌设备都是地铁盾构施工中不可或缺的，不可替代的工具。而当这些设备出现损坏，往往会影响到施工进度，甚至造成安全事故。比如任何的地铁盾构施工都会有一个连续使用时间界限，当设备到达使用界限后，就处于疲劳运行的状态。由于地铁盾构施工所处的工作环境和条件较为恶劣，推进设备中的叶片受力情况复杂，承受着较大的冲击载荷，很快就达到疲劳极限状态，如果设备维护不当，叶片断裂事故则较常发生，不但延缓了工程的进展，而且对操作人员的生命健康造成了严重的威胁。所以，在研究盾构机的广义自然风险和广义人为风险之外，还必须研究与地铁盾构施工安全紧密相关的第三级，即盾构机适应性风险

二、地铁盾构施工中的主要安全风险因素。

1、安全事故影响因素。

地铁盾构施工过程中出现各方面的事故其引起原因是多方面的，既有内在的因素也有来自外在的因素，它具体包括了工程所处的地质条件、设备条件以及人（施工参与着）的条件、施工方案和施工组织条件等。

2、地质及水文条件的影响。

地铁隧道工程是典型的隐蔽工程，是风险存在的最大载体。岩体还是土体，软的还是硬的，粘性的还是沙性的，富水性强还是弱，这些不确定性会直接影响方案的选择。地下工程所处的地质、水文条件是经过漫长的年代逐渐形成的，其介质特性表现了较大的随机变异性，同时底层中存在着大量水的活动和作用，加之由于地质勘探、现场试验等设备条件的限制，因此，只能通过个别的测试点现场试验以及其他若干的室内试验对岩土性质和水文参数作近似的量测和估计。众多的实践与实验表明，岩土地质参数具有较高的不确定性和空间变异性是是地铁施工的主要风险因素。是搞好盾构施工、保证项目安全的最根本、最重要的前提。对工程所在地的地质条件如果研究好了，基本上就知道了做出一道难题的最重要的已知条件了。

3、方案的影响。

方案就是方法，就是在一直条件下选择正确的解题方法。方法不正确，南辕北辙，会加大并助推因地质水文等未知因素酿成事故发生的可能性，导致整个工程项目不仅在安全上出问题，质量和工期都无法得到保证，造成项目本身就成了失败的项目。所以，针对地质水文条件制定的有针对性的施工方案，是保证工程项目安全的又一大保障。

4、、盾构机及后配套设备的影响。

工欲善，必先利其器。这一点，在盾构施工中有着十分的重要的体现。针对特有的地质、水文条件和具体的施工方案，盾构机及其后配套设备的选型工作相当重要。是集合力学、运筹学、生物学等诸多学科原理而成的设计成果。因为前提条件的不同，刀盘的设计、马达及油缸、螺旋输送机等盾构本体掘进系统、以及水平运输系统、垂直运输系统设计的结果差别极大，有的甚至天壤之别。只有通过科学的设计、选型与监造。才能获得科学地盾构设备，才能消除更多了有关设备方面的风险源。

5、落实施工组织与管控程序的影响。

针对工程特点、方案特点以及盾构机性能特点而制定有针对性的管理流程是推动盾构机顺利掘进施工、整个工程安全的组织保证。流程合理了，生产线就会很紧凑、顺畅，线与线之间交叉就会很清晰。否则，在混乱的指挥、策动、合作、落实环节中，必然发挥不出方案的优越性、设备的先进性，更重要的是会在乱中出错、出问题、出危险、进而出事故。

5、人（施工参与者）的影响。

人是掌控一切事物的主体和根本。施工参与者的技能水平、体力、耐力、作业习惯、安全意识、应变能力是驾驭整个盾构施工的能力集合。由于地铁施工的建设周期一般都比较长，加上施工条件相对较差，对施工人员容易产生不良的影响而容易导致出现意外事故，所以保证人的优良职业素质的持久性也相当重要。

三、加强盾构施工风险规避的主要控制措施

正如上文所述，大部分的广义自然风险、广义人为风险和盾构机适应性风险都是可以预测也可预防的。要想顺利推进盾构施工、保证项目安全，其实就是寻求达到人、机、环境三者相互间的三个平衡和匹配。

1、寻求盾构机及其后配套设备与地质水文等具体工程特点的平衡与匹配。

购买或调配使用的机械设备，必须要在对工程本身地质水文特点做出了科学的论证，并在以此制定的有针对性的施工方案基础上进行。以充分发挥“特别定制”的设备最优性能。

2、 寻求施工参与者的基本素质与盾构机及其后配套设备性能、施工危险源的平衡与匹配。

（1） 招聘作业员工要严格

对招聘员工要着重对员工进行严格的考核，同时还要满足以下几个要求：社会背景良好；能遵守施工中的有关规章制度；能在一定的时间内完成上级下达的任务，具有一定的基础施工技能；拥有良好的团队精神和协作精神。

（2）培训必须全面持久，具有良好的施工技能技巧

为了进一步提高施工质量，减少安全事故的发生，施工企业一定要不断地对工人进行各方面的培训和学习，比如技能培训、安全知识培训等。根据实践证明，较多的安全事故发生其大部分主要原因是由于施工人员缺乏一定的技能水平，这部分施工人员由于缺乏对所处岗位的认识，不懂得工程本质特点、机械设备性能、不知道如何去规避风险，因而出现违规操作的现象就常有发生，使得安全事故频发。所以我们要进一步加强对员工的技能培训，以便能减少事故的发生率。

（3）危险源要素必须牢记于心

加强洞口施工区域控制

洞口施工是地铁盾构施工中最为危险的环节，而洞口吊装则是项目的最高危作业，必须严加控制。在进行吊装管片、电瓶时，要防止物件挤压危险。在吊装零散物品时，要防止物件散落砸伤人。每次起吊前检查吊具，检查物品的捆绑，定期检查龙门吊的性能、例行保养记录等等。

在施工前,对掘进过程中潜在的安全风险进行全面、充分的分析评估, 并采取安全可靠的控制措施,制定合理的施工方案,才可以杜绝施工中可能产生的安全事故的发生,才能保证施工人员的安全，才能真正做到防患于未然。

参考文献：

[1]《地铁盾构施工风险辨识》赵格义

[2]《地铁盾构施工技术浅析》孙城张昌明

[3] 张冰. 地铁盾构施工 [M]. 北京:人民交通出版社, 2011

[4]唐丰. 地铁施工安全管理与防护措施[J]. 安全与健康. 2010(01)