轨道交通工程盾构施工阶段风险研究

随着现代化城市化进程的快速运行，为了缓解城市人口急剧增长带来的调通问题，国家地城市轨道交通的建设投入力度越来越大，而盾构施工作为轨道交通的重要组成部分，对城市轨道交通的正常安全运行有着重要的保障。轨道交通的出现，不仅能缓解城市交通压力，还能降低经济成本，对我国的城市化经济运行有着重要的推动作用。因此，如何规避城市轨道交通盾构施工存在的风险，成为现阶段的主要研究问题。

一、盾构施工法

（一）盾构施工法的概念

盾构施工法，即全断面隧道掘进机隧道施工法，是指掘进机在运行过程中，利用自身的旋转对刀盘进行推进作用，然后在利用盘形滚刀法对岩石进行破碎处理，以保证隧道的全断面一次成型。

（二）盾构施工法的简介

在进行盾构法施工的过程中，要注意以下几方面的问题。一是在完成公路桥梁的工作井内安装后，应对盾构进行安装，在完成调试及试运转的工作后，再依据施工要求将施工的准备工作进行进行落实。二是对盾构施工的方向进行确认处理。盾构的施工方向依据道路桥梁的设计的轴线进行施工，同时还要采取有效的措施保证盾构的基座准确安装。

由于盾构机在施工过程中，会出现一些类似于盾构机进出洞、穿越建筑物等风险因素，要首先明确这些因素存在的原因，在采取相应的措施对这些危险因素进行排除处理，切实保证轨道交通的安全运行。

二、盾构施工存在的风险因素

盾构施工法自问世以几十年以来，以其高效、安全、环保等优点，已被广泛用在交通工程领域。为保证工程的顺利进行，有必要对盾构施工中存在的风险因素进行总结分析，并结合当前的施工水平进行归纳研究。

（一）盾构进出洞存在的风险

1、工作井内出现涌土的现象。

由于盾构机在进出洞口时，通常会对洞门进行拆除处理，而在拆除过程中，受地基加固工作处理不到位或地质的不利因素影响，会导致洞门口出现大量的水土涌出现象。

2、盾构基座发生变形。

盾构机在进行进出口操作过程中，还会出现基座变形的现象。其主要是由于盾构进出洞口的方向偏离原来设计的轴线使洞门内的止水装置受到严重的影响，因此导致了盾构基座发生变形的现象。

3、盾构刀盘冻结。

在进行盾构施工的过程中，为了保证盾构机的正常推进，通常会采用冻结法对地基进行加固处理，也就存在着刀盘冻结的风险，其中刀盘削土突然出现停止是刀盘冻结的直接表现。其具体为在盾构施工时未采取有效的措施进行预防，使得刀盘出现冻结的现象，从而影响盾构的正常推进进度，对施工造成很大很大的影响。因此，必须采用有效的应对措施化解冻结现象，以防止出现水土流失的现象。

4、出现轴线偏离的现象。

盾构进行进洞口操作时，还会出现轴线偏离的现象。其具体为在盾构机推进的过程中由于受其他因素的影响，会出现偏离设计路线的现象，因此，在保证盾构进行正常推进一段距离后，才能对推进路线进行合理的控制。而在出洞的过程中，也会出现偏离的现象，使得施工操作较为困难。

（二）盾构在建筑物中进出存在的风险

盾构在穿越建筑物过程中，由于一些因素的存在，会对建筑物的安全造成很大的影响，具体表现为以下几个方面。一是对建筑的正常使用造成影响。由于盾构穿越建筑物的操作，会使建筑物产生不均匀的沉降变形，造成建筑物的倾斜，从而对建筑物造成破坏，影响建筑物的正常安全使用。二是对地下管道造成影响。具体为在穿越的过程中，会使建筑物产生不同程度的沉降连锁反应，造成地下管道的弯曲变形，从而对其正常使用造成影响。三是对交通运输造成影响，具体为盾构穿越建筑物也会使立交桥发生沉降的变形，对交通的正常安全运行造成影响。四是对桩基础的安全稳定性造成影响。盾构在进行正面穿越桩基础的过程中，会使桩基础出现坍塌的现象，对其稳定性造成严重的影响。

三、盾构施工阶段应对风险的措施

（一）盾构进出洞施工阶段的控制措施

1、应对盾构基座变形的措施。

应对盾构基座出现变形的措施主要可以分为以下几个方面。一是对盾构基座进行合理的设计，保证盾构夹角线与道路桥梁的设计轴线保持一致。使盾构基座具有较强的强度及刚度，这样不仅可以保持盾构基座的安全稳定性还能增强盾构抵抗变形的能力。二是对盾构基座与井板底面之间的缝隙进行合理、科学的填充处理，以保证基座与底板之间的接触面符合设计要求。此外，由于盾构在推进过程中容易产生变形，因此，为了保证盾构机的受力均匀，需要对盾构机的推进速度进行合理的控制。还要加强对构件的强度及刚度进行严格的检查。三是要对构件连接处的缝隙进行填充处理，一般通过素混凝土及水泥砂浆进行填充，但还要进行定期的维修与养护。同时，为了保证机械连接的可靠性，通常会对盾构机的构件进行及时的安装操作，使后盾机系统的受力维持均匀的状态。

2、应对盾构刀盘冻结的措施。

盾构机进行进出洞操作时，要首先对刀盘进行解锁操作，以保证刀盘的运转连续进行。其次在对土体进行加固操作时，要保持刀盘的推进速度匀速，防止刀盘出现冻结的现象。

3、应对轴线偏离的措施。

在施工过程中，为了保证土体的加固强度，应对轴线偏离一般采用对土体进行加固的方法。二是为了保证加固土体有较强的均匀度及强度，应对盾构施工的阶段进行严格的质量控制。三是在对盾构施工过程进行质量控制时，在依据设计的情况下，使盾构的正面的压力维持平衡状态。四是为了保证盾构的受力均匀，通常会对后盾支撑体系进行早期安装，同时还要对盾构进行正确科学的管理与操作，保证盾构施工的正常进行。

（二）应对盾构穿越障碍物存在风险的措施

在进行盾构工程施工时，要注意以下几个方面。一是要首先对盾构穿越的障碍物进行必要的勘察鉴定，同时还要采取相应的措施对障碍物的结构进行加固处理。二是盾构穿越障碍物之前，可以通过进行模式的实现研究，制定出相应的风险规避措施，通过模拟实验的结果，实现对盾构施工过程中出现的参数进行重新的设计优化，保证对盾构施工的安全运行。三是对盾构施工的力进行控制与平衡处理。可以依据实际的工程施工情况，通过采用相应的管理措施，实现对盾构施工的速度的控制，保证施工的稳定进行。四是要对土质进行严格的质量把控。具体为可以通过对不符要求的土质进行改良处理，从而保证施工需要的土的和易性实现。另外在进行浇筑时，要使浇筑的速度与盾构的推进的速度保持一致。五是加强对地面信息的管理。如可以通过对建筑物周围的地面状况进行随时的掌握与跟踪，并将强信息化管理，保证盾构施工的信息化检测。

结束语

随着现代化城市进程的加快，我国的城市交通面临的压力也越来越大，对人们的生活及出行带来了很大的影响。城市轨道交通的出现恰好解决了这一问题，盾构施工作为城市轨道交通建设的重要部分，对保证城市安全运行有着重要的作用。本文通过对影响城市轨道交通运行的风险因素进行分析，并提出相应的解决措施，保证轨道交通的盾构工程的安全施工。