地铁隧道盾构施工风险管理研究 ——以某地铁四号线隧道工程为例

近年来,随着城市化进程的不断推进以及国民经济的快速发展,城市交通需求量不断增加,现有城市交通基础设施已经无法满足人们的出行要求。为了进一步缩短人们出行的时间,提高人们的生活效率,我国各大城市都开始了大力兴建地铁的浪潮。但是,由于当前国内风险

  致谢

  北京交通大学工程硕士的学习生涯短暂却美好,这一段人生旅程让我们给我留下了太多美好的回忆,在哀叹时光飞逝的同时,也感恩岁月的馈赠,因为在这里有我敬爱的老师、可爱的同学,乃至校园中的一草一木都能让人触景生情。
  首先我要感谢我的指导老师…,在本篇论文的开题以及撰写过程对我的帮助。正是…老师在整个过程中对我进行了耐心的指导,才使我一步步顺利完成了各项任务,最终完成了整篇论文。在论文写作过程中,使我受益颇多,不仅在论文方面,更是在人生的其他方面给了我很大的启示。
  同时我也向大学生涯的各位老师表示衷心的感谢,感谢你们对我的教导。还有我的同学们,感谢我们在大学生活的相遇,感谢你们对我最美好的人生阶段的陪伴。整个大学生活中,我们一起学习,朝着人生的目标前进,相互鼓励和学习。让我在学习生涯的最后阶段和生活上有了很大的进步。这都对我今后的人生有着至关重要的影响。
  在论文结束之际,我仍然记得大家一起奋笔疾书的时光。相信这也给我们今后的生活给予帮助和鼓励。再一次感谢我敬爱的师长,亲爱的同学们给予我的支持。
  最后对参加论文评阅和论文答辩的各位专家表示衷心的感谢,你们辛苦了!

  1引言

  1.1研究背景

  1.1.1选题背景理论背景

  在城市化迅速推进的过程中,城市公共交通所面临的交通压力不断增加,根据相关统计资料来看,全国有30多个城市在高峰段的主干道时速不足10km/h,人们的出行问题变得越来越不便,致使我国涉及交通领域中的铁路、隧道建设工作正风起云涌。地铁以自身无污染、运量大、速度快等优势受到了广泛地关注。国内从1965年开始修建第一条地铁至今,已经有20多个城市开通了数十条轨道交通线,另外,某、重庆、长沙、成都等众多城市正处于地铁建设高峰,城市对地铁的需求日益迫切。
  地铁项目与地面工程项目不同,其具有建设和投资规模庞大、建设周期长、系统复杂等特点,并且由于在地下修建,因此对施工技术和施工质量要求非常高。这些特点也决定了地铁项目在建设过程中,存在大量的风险,因此,地铁建设过程中的项目管理尤其是风险管理对项目目标的实现,尤其是安全目标和质量目标的实现具有至关重要的作用。地铁隧道的施工包括矿山法、明挖法、盾构法等多种施工方法,每种施工方法的适用环境和其本身的特点有较大的差别。其中,盾构法是城市地铁建设过程中,技术保障性较高而且成本相对较低的施工方法,其依靠盾构自身的刚性支护,前方不断开挖土体,盾尾进行管片拼装及壁后注浆,具有施工效率高、机械化程度高,对周围环境影响较小等优点,是当前城市地铁施工中应用最广泛的一种施工方法。但是,当前“大跃进”式的地铁建设,由于本身工期较紧,工程量巨大,地铁建设随之带来的不仅仅是给市民出行带来了各种不变,更是出现了大量由于赶工期、违规施工等而导致的安全事故。
  2010年11月14日下午,北京地铁M15号线顺义站明挖车展施工过程中,车展深基坑钢支撑脱落。导致8名工人被砸手上,另外有2名工人被埋身亡。
  2011年3月16日,大连一地铁施工工地地面马路坍塌,形成一百平方米左右的大坑,地下水管、污水管断裂,污水泛滥,所幸未造成人员伤亡。
  2011年3月29日晚,深圳地铁一号线续建工程一工地地面发生坍塌,形成一个深5m的大坑。
  2011年6月1日凌晨,北京西城区金台饭店附近的地铁6号线施工现场发生塌方事故,导致一名作业面施工的工人被埋,送往医院后身亡。
  2011年8月2日下午,昆明北京路延长线昆十中求实校区旁地铁建设工地上,一名工人在深入地下5m人工挖掘孔桩作业的过程中,不慎吸入不明气体晕倒,闻讯赶来实施救援的两名工人也相继晕倒,最终导致一名工人死亡。
  一组组触目惊心的安全事故数据和施工事故现场,让警钟长鸣。我们就应该总结其经验与教训,认识到在地铁隧道的建设过程中可能存在的风险以及安全事故发生后的后果,这样才能够重视安全生产管理,积极开展风险评价,提前制定预防措施,将事故发生的概率降低到最小化,这样才可以避免人员的伤亡以及财产的损失,进而满足项目建设的目标。
  总而言之,地铁对城市的健康发展起到了一定的促进作用,但是其安全问题一直如影随形,备受瞩目。因此,在地铁运营中必须加强安全管理,加强施工中的风险管理,加大安全管理工作力度,使地铁运营安全水平进一步提高,使人民在安全的基础上享受地铁的便利与快捷。

  1.1.2选题的目的和意义

  (1)理论意义
  快捷舒适、占用土地资源少、客运量大、能耗量小、污染度低、安全性能高等,这一新兴交通方式在我国大中城市的建设过程中受到越来越多的重视,并得到更加广泛的应用。地铁通过自身的建设运营改善了沿线物业的区位条件,将房屋购买者和房地供给者的眼光吸引到地铁沿线甚至是站点周边。城市地铁对沿线住宅价格的影响效应长期以来就受到国内外学者和政府的高度重视。现如今,地铁交通建设正在全国各大城市如火如茶的进行,因此探讨城市地铁对沿线住宅市场价格的影响程度在理论研究和现实指导方面都具有重要意义。
  (2)现实意义
  主要具有以下几个方面的意义。
  第一,深入了解地铁隧道盾结构风险管理,可以吸收和借鉴前人的经验和教训,从而了解风险发生的前兆和规律,做好施工风险的辨别。
  第二,实现项目建设目标。做好地铁建设施工过程的规范,才可以降低事故的发生概率,严格控制事故发生的根源,这样才可以降低人员的伤亡,避免不必要的经济损失。同时,这样还可以提升地铁工程的质量,促使建设成本最优化。
  第三,针对地铁隧道盾构施工风险,建立评价体系和模糊综合评价模型,就可以对某地铁四号线隧道盾构施工法进行风险管理,对其施工风险水平进行评价,然后针对可能存在的高风险因素,提出相对应的控制技术来预防灾害,进而提升施工现场安全性。
  第四,针对今后的地铁建设风险评价内容,本文的研究具有理论意义和实用价值。

  1.2研究内容

  第一部分,绪论。分析研究背景及意义、研究内容、拟解决的问题、创新之点。
  第二部分,地铁盾构施工风险管理的基本内容。分析对风险的认识,了解构成要素与构成要素之间的关系,然后提出地铁盾构施工风险的分类与特点,并阐述了施工风险的管理过程。
  第三部分,地铁盾构施工风险概念与理论研究。对地质隧道盾结构风险管理的相关概念、理论进行归纳整理,为后续的研究奠定理论基础;主要是针对风险识别的定义、流程和方法进行简单阐述。引出某地铁施工中盾结构风险识别。
  第四部分,地铁盾构法施工风险问题与对策研究。以某实际的隧道工程为例,分析其在地铁盾结构施工风险管理工作中存在的问题,提出施工风险改进与优化措施,并建立保障机制;
  第五部分,地铁隧道盾构施工风险管理实施效果观察。对地某地铁隧道盾构实施风险管理改进与优化措施进行观察,证明研究成果具有科学性、合理性与操作性,具有推广应用的可行性与实际价值。
  第六部分,结论与展望。对全文研究内容进行总结,对未来的风险管理研究加以展望。

  1.3拟解决的问题

  虽然本文是针对某地铁四号线盾构施工风险管理进行研究,但是因为施工风险管理的研究很多,所以,本文需要解决的关键问题就在于,如何才能将施工风险管理与其他的同类型的施工风险管理进行区别,对实际的施工有指导意义。

  1.4创新之点

  原本对铁路隧道盾构施工风险研究的很多,但是本文的研究将重点放置在施工风险评价这一方面,力求通过实际案例的风险模型的建立,希望可以让研究更为透彻。

  2地铁隧道盾构施工风险管理内容概述

  2.1风险概念

  对于风险二字,有很多种说法。在绝大部分说法之中,大家最为接受的一种是,在远古时期,以打鱼捕榜为生的渔民们在出海之前,都要进行祈祷,希望神灵能够保佑自己满载而归,海绵风平浪静。这个是因为在长时间的捕捞活动当中,渔民感受到风带给他们无法确定以及无法预测的危害,所以,在出海的实践活动中,风就表示的险,也就是风险一词的由来。在现代意义上,风险不仅仅是代表着遇到威胁,也可以将其更进一步的深化成为遇到破坏或者是损失的危害和机会,可以说,在两百多年的发展中,随着人们活动复杂性和深刻性,风险也得到进一步的深化发展,并且也从经济学、社会学、哲学等多个方面给予更深层次的涵义,并且人类的决策以及行为后果都统风险之间产生了紧密的联系,风险这一个词成为人们生活之中出现频率较高的一个词。
  风险,是一个事件产生我们不希望后果的可能性;风险,是在一定时期和一定条件下,可能发生结果的各种变动程度;因为受到条件的作用,建设项目的实际收益还达不到最低可以接受的水平;风险指的是预期目标同实际结果之间的差异程度,差异越大,风险越大,反之,差异越小,风险越小。
  在国际上,风险被定义为灾害事故对于人身安全以及健康可能造成损害的发生率。虽然上述的定义对于说法和措辞不尽相同,但是综合起来,主要还是将其理解成为四个方面:第一,将风险当作给定条件,进而造成研究对象最大损失的概率;第二,将风险当作给定条件,研究的可能就无法满足既定的目标概率;第三,将风险当作给定条件,研究对象有可能获取的最大收益同最大损失之间的差异;第四,风险被直接当作研究对象,其本身还存在一定的不确定性。
  对于这四个方面的理解主要是站的角度有所差异,也可以说存在不同的差别,但是差别并非难以发现,风险的研究目的和定义以及被关注的点之间是密不可分的,研究目的不同,也会让出发点、角度以及策略方法等都有所差异,当然,对于风险的理解也会存在实际的差异性。如果能够选择合理的措施,降低损失出现的概率或者是避免损失的出现,不但可以有效的规避风险,甚至还可能带来一定的收益,这就使我们常说的机会越大,风险越大,而回报就越高。
  所以,对于如何来识别风险,规避风险,进而去合理的运用风险,能够在风险之中寻求机会,甚至是创造收益,都拥有深远而重大的意义。

  2.2风险的三要素

  风险构成包含了下述三个方面。
  (1)风险因素
  风险因素指的是引发风险的条件和原因,也是造成风险事故的潜在原因,是风险损失发生的间接条件。一般来说,风险包含的因素为有形和无形两个方面。有形风险指的是造成风险事件发生或者是引发风险损失更加严重的事物自身具备的因素。因此,也可以将其称之为实质风险。简单来说,就好比在施工过程中的不良地质和恶劣的自然条件就可以称之为有形风险。而无形风险主要是发生的人的心理或者是行为因素。
  (2)风险事故
  风险事故也可以称之为风险事件,指的是人身受到损害,或者是人身财产受到损失导致的不可预料事件。风险事故是造成风险损失的前提条件或者是直接原因,它的发生似的事物存在潜在的危险或者是转变成为可见的伤害或者是财产的损失。
  (3)风险损失
  风险损失指的是因为不可预料的事件所造成的经济损失。一般来说,损失包含了直接和间接两个部分。直接风险指的是风险导致人身伤害或者是善后需要花费的费用以及造成的财产破坏的价值,间接损失则指的是在一定范围内,直接损失所引发的未来财产利益方面的损失。

  2.3风险构成要素之间的关系

  风险三要素之间的属性关系见图2-1。
地铁隧道盾构施工风险管理研究 ——以某地铁四号线隧道工程为例
  图2-1风险属性关系图
  按照关系图可以看出:引起风险因素或者是增加风险事故,那么,发生风险事故就可能面临风险损失。风险因素是形成风险的必要条件,也是产生风险和风险存在的前提条件;风险损失指的是风险存在的充分条件,在整个风险之中占据了核心地位,也是外界环境变量发生了不可预料的变动,从而导致风险事故损失的出现;风险事故时风险损失和风险因素之间相互连接的桥梁,也是从可能性转化成为实际现实的媒介。

  2.4在地铁盾构施工中风险的类别和特征

  2.4.1风险分类

  (1)按事故的原因分类
  按照事故产生的原因,地铁盾构施工风险包含了自然与人为两个方面。针对盾构施工,对于自然风险和人为风险的细分主要包含了:
  第一,狭义自然风险:指的是地震、泥石流、火山喷发等一系列的不可抗拒地质灾害和气象灾害造成的盾构施工风险。第二,狭义人为风险。指的是恐怖、战争或者是政变等。
  狭义风险指的是自然或者是人为在施工建设环节产生的主动干预,也是执行者无法控制的一类风险。对于工程项目的执行者可以通过一定的措施去预防或者是控制的,我们将其定义为广义风险,具体的对象在于:
  第一,广义自然风险:除开上述的狭义自然风险之外,主要包含了不良地质风险。在进行盾构施工的过程中,大部分不良地质可以进行预测或者是探测处理。如果制定有效措施,也可以进行部分风险合理规避。第二,广义人为风险:除开狭义风险之外,广义人为风险包含了设计风险、决策风险、政治风险、合同分及格线、施工风险等多个方面。如果制定有效的措施,也可以将部分的风险合理的规避。
  (2)按事故造成的后果分类
  在进行地铁施工时,一旦发生事故,就会直接影响工程工期和工程成本,也就是地铁施工出现事故之后,就会延长施工工期,增加施工成本。根据地铁事故造成的后果来进行分类,就不需要将成本和工期两项单独罗列出来。
  在地铁事故之中,主要指的是建筑物受损、居民生活受到影响以及地标出现塌陷等后果。第一,建筑物受损指的是地铁施工所造成的地标房屋的塌陷或者是产生裂纹等。第二,影响日常生活:地铁出现事故之后,会对路面以及各种管道造成破坏,进而对第三方的日常生活造成影响。第三,地标塌陷。指的是因为地铁事故所造成的地表沉降过大等情况。
  (3)按人们的预测能力分类
  根据预测能力来看,人们的风险包含:
  第一,可预测风险。指的是在实践活动之中经历过或者是了解施工行为有可能带来的结果或者是产生严重的风险,其中主要包含了明显的常识性风险。一般风险都是可以进行预测的。如在盾构施工之中,在遇到上软下硬的复合底层的时候,就很难控制盾构机的姿态,这样就会导致隧道的轴线出现一定量的偏移,这样就会让地层出现一定程度的沉降。另外,如果是在江河底部进行施工,盾构机就会面临大量的涌水风险。这一类风险在盾构施工之中是经常可以见到的,所以,在施工之中,就可以识别这一类风险源。
  第二,不可预测风险,这一类主要是发生在心智模型之外的风险,没有任何的先兆或者是规律,也可以称之为人们没有想到的小概率事件。
  (4)按盾构施工工序归类
  按照施工工序的归类,也可以将各种盾构施工过程中的风险进行各种的归类:
  1,盾构出洞:这一类风险主要包含了封门时候出现的涌土,后盾系统失稳,盾构推进周线出现偏离,洞口的土体流失等一系列的风险。
  2,盾构掘进:涉及地面隆起变形,掘进面土体不够稳定,盾构中产生涌土并发生沉陷情况,环境改变很快,盾构机出现故障等各种风险。
  3,管片工程:指的是管片接缝外漏、管片破损或者是管片脱落等一系列的问题。
  4,注浆的后构进洞:主要是填充注浆效果差、注浆管堵塞、洞口土体流失、后构姿态突变等一系列的问题。
  第五,后构机风险:在对盾构施工风险源进行研究的时候,可以单独讨论后构机,这主要是因为在盾构施工期间,盾构机拥有特殊的地位。在盾构施工之中,后构机是主要使用的机械设备,同时也是不可替代的工具之一。在进行施工的时候,一旦盾构机造成损失,就会迫使工程停顿。所以,在盾构施工时,对风险进行研究中,还需要对盾构机风险进行研究。一般来说,主要包含了盾构检修不到位、盾构装置不正确等一系列的风险。

  2.4.2地铁盾构施工特点

  在地铁施工过程中,出现风险的基本特点如下:
  (1)客观性和必然性
  在地铁的盾构施工过程中出现的风险损失,都是以人们意志转移的客观事实。风险是无处不在,无时不有的,它们的发生于存在属于一种必然的现象。就认识角度来看,自然界的物体运动以及人类运动规律都是客观存在的,这就说明风险的发生存在客观必然性。出现地铁盾构施工风险,无论是风险的程度、频率以及范围,还是时间与形式等都会有所差异,这是独立于人们主观意识之外的,也是一种必然出现的事件,其本身存在客观的必然性。随着人们对于盾构施工风险认识的不断加深,在经过多次的考察分析之后,地铁盾构施工风险就会呈现出一定的规律性。对于地铁盾构施工风险来说,其存在的客观性和必然性主要是将地铁盾构施工风险的长期性和全面性作为总体的观点来进行综合性的考察。
  (2)多样性
  地铁盾构施工风险已经渗入地铁盾构施工的各个方面与阶段。风险的多样性也是地铁盾构施工不可避免的一项。在地铁盾构施工中,因为其规模大、周期长、工艺复杂,所以,出现的风险也是多种多样的。
  (3)多层次性
  在对风险进行控制和抑制的过程中,又会出现各种新的风险。地铁盾构施工之中包含的风险之间存在错综复杂的内在关系,而外界因素以及各个风险因素彼此的交叉又会让风险显示出多层次性特点。
  (4)风险存在与发生的可变性
  地铁盾构施工风险的发生和存在本身具有可变性的特点,这主要是因为在特定的条件下,地铁盾构施工风险本身具有变化的特性。随着人们不断增强的风险识别和抵御能力,在一定程度上就会将风险造成的损失减小,也可以将风险的不确定性程度降低,从而增加风险本身的控制能力。这就是风险管理与控制的基础。
  盾构施工风险指的是建设各方通过风险的识别、风险的评价、风险估计以及风险策略制定等多个过程,对各种风险管理技术进行优化,这样就可以对盾构施工风险进行有效的监控,同时还可以对其做好全过程的跟踪处理。

  2.5地铁盾构施工风险管理过程

  2.5.1管理目标

  在经济合理、安全可靠以及技术可行的前提下,将各种地铁盾构施工过程中潜在的风险降至最低,从而获取最大的施工安全以及工程质量保障,避免人员伤亡,确保工程建设工期,降低经济损失,进而提高风险的监控效益。在盾构施工过程中,各方都应该保持工程风险管理过程目标的一致性,具体包含了:
  第一,盾构施工各个阶段风险管理目标的制订。第二,盾构施工过程中,各方对于风险控制责任的明确。第三,建立风险管理方案的事实、完善、监控以及评审制度。第四,建立相互协调与沟通的渠道。第五,建立系统的、科学的、动态的盾构施工风险管理和控制方案,制定相对应的预防措施和预警系统,做好盾构施工最新信息的更新,并且对风险发展的状态进行动态的跟踪,这样才可以对风险进行及时有效的控制。

  2.5.2管理范围

  在风险管理范围方面主要包含:
  第一,针对盾构施工本身而言,出现意外的损坏或者是经济损失的风险。第二,出现施工提前或者是施工工期的延长所面临的芬尼根线。第三,盾构施工过程中,人员的健康和安全风险,也包含了个人伤害直至死亡的风险。第四,第三方的财产损失风险,主要是针对周边的建筑物,尤其是需要做好地下基础设施、地表基础设施以及历史性保护建筑的风险控制。第五,第三方人员的健康和安全风险。第六,周边环境风险,这一方面主要包含了动植物、土地以及水资源的破坏,另外也包含了空气污染、噪声、电磁辐射等多个方面。

  2.5.3风险识别

  在风险管理中,风险识别是首要工作,指的是管理人员通过各种方法,对于客观存在或者是还没有发生的风险加以认识或者是做好系统的归类。具体而言,就需要施工单位、设计单位、专家小组配合上勘察单位组成风险识别小组,根据设计的数据以及勘察数据等,再结合现场工程的实际特点,在每一个标段的施工过程中将可能存在的风险找出来,然后由专门的风险管理人员进行系统的归纳与整理,这样才可以将施工过程中不确定的风险因素全部确定。
  在地铁盾构法施工之中,通过风险识别就是为了满足施工安全和质量的目标,同时,也可以对施工过程中的风险事态进行直观和潜在的风险,从而建立风险指标体系这也是风险管理的基础。
  针对不同的地铁施工项目的风险识别,主要包含了下述几个方面:
  第一,地铁施工项目的勘察数据和设计资料。第二,地铁施工项目的周边环境和工程地址。第三,地铁施工项目的盾构设备以及相配套的设备技术参数。第四,地铁项目的施工组织方案。第五,施工队伍的技术水平和组织管理水平。第六,地铁项目业主的服务水平,地方政府态度以及分包商的水平。第七,国外地铁盾构施工事故统计。第八,国外地铁施工风险管理资料。
  另外,在识别地铁盾构施工的过程中,还应该考虑到同其他隧道施工之间存在的差异:
  第一,盾构施工因为周边的建筑物、管线等结构较多,所以施工难度较大。虽然相比传统的矿山法等施工的,对于地层扰动较小,但是对于施工技术的要求较高。不但需要满足变形控制的要求,同时还应该符合支护结构的强度标准,这样才可以确保周围建筑、道路以及地下管线的安全要求。
  第二,地铁施工大部分都处于市区,因为市区交通拥挤、人口较多、施工场地狭窄、建筑密度大等特点,一旦出现事故,所造成的经济损失和社会影响都是无法估计的,其风险性很高。另外,相比荒山野外,地铁施工还需要考虑到城市本身的地下结构。

  2.5.4风险估计

  进行风险识别只能够将有无风险事件的问题解决,但是对于风险发生的可能性以及风险发生之后的后果,影响范围大小等问题都需要进行更进一步的风险估计。风险估计指的是在识别风险的基础上,通过分析所调查收集到资料,再配合上概率统计理论,就可以对可能发生的风险以及相对应的损失进行估计和预测。风险估计是定量化的风险分析,也为风险对策提供可靠的数据支持。
  (1)风险估计过程
  风险估计指的是数据的调查收集、建立风险模型、分析风险概率以及估计所造成的后果。
  第一,调查收集数据。这是第一步需要进行调查的,主要是针对相应的数据和资料进行收集。这一部分资料和数据可以在实施项目的过程中加以获取。所收集的资料的和数据要求真实、客观,能够进行合理的统计。因为收集数据本身存在特殊性,因此可能面临部分历史数据缺失的问题。所以,利用专家调查法等方式,就可以获取更多主观性的,具有经济的评价资料。
  第二,建立风险模型。将所收集的风险事件数据作为基础,就可以明确的量化风险事件发生的可能性以及描述可能造成的损失,也就是风险模型。风险模型主要包含了风险概率和损失两种模型,分别用于不确定性因素以及风险事件发生概率关系的详细说明,同时也可以将可能的损失与不确定因素之间的关系明确。
  第三,估计风险概率以及造成的后果。在建立风险模型之后,就可以通过一套合理的方法对每一个风险事件发生的概率以及可能造成的后果进行分析。一般来说,利用概率来对风险事件的可能性表示;也可以通过总进度的延迟或者是增加的费用来表示。
  (2)风险估计的内容
  风险估计主要包含了风险事件发生的可能性、风险事件的影响范围、风险事件后果严重程序以及发生时间这几个主要的方面。
  (3)风险事件发生概率估计方法。
  分析风险事件发生的概率以及分布式进行风险估计的基础所在。一般来说,风险事件发生概率和分布情况都可以通过历史的数据来加以确定,也就是所谓的客观概率。如果存在客观概率不足的问题,没有足够的数据和资料来确定其发生概率和具体的分布情况,就需要通过理论概率分布或者是主观的概率来进行风险的估计。

  2.5.5风险评价

  地铁盾构施工风险估计主要是针对风险发生可能性以及可能出现的损失来进行综合的讨论,但是没有考虑到其发生概率以及引起损失的综合后果。另外,也没有对风险可能造成的影响以及项目能否接受这样的风险等相关的问题进行考虑。而这一问题的解决就需要风险评价的支持。
  风险评价,也就是针对不同风险事件发生的概率以及后果进行估计,这样就可以对项目整体的风险,或者是某一阶段、某一个部分的风险进行评价。一般来说,需要将风险事件的发生概率以及可能出现的后果进行综合性的评价。
  进行风险评价最简单的方法是将风险最大的项目找出来,然后将其同评价标准进行相互的比较,如果超出了这一标准,就应该放弃这一个项目;但是如果评价的结果要比这一个标准低,那么就表明可以接受这一个风险,也就是可以继续的执行这一个项目方案。这种方案虽然简单,但是过于保守。如果在实施项目过程中一直都存在最高的风险,忽视了事物发展的时间和规律因素,从某一种程度上来看,也就将风险管理的必要性忽视了。这一种情况的改变主要是利用前期所搜集的各种信息资料以及经验,首先来评价单个风险指标。
  按照风险的大小进行相互的排序;然后评价整个项目风险;制定相对应的风险管理措施。
  在评价工程项目风险的时候,我们常常会遇到综合评分法、层次分析法、模糊分析法等多种方式。不过一般来说,我们在评价时,主要利用层次分析法进行。

  2.5.6风险对策

  通过风险的识别、评估以及评价之后,风险管理者就对各种可能存在的风险以及潜在的损失都可以进行全面的了解。在这一基础上,项目管理者就要应该做到:第一,制定一个切实可行的风险计划;第二,在风险的规避、转移、缓解、接受和利用等方面,合理的选择对策,并且确定出不但拥有效果,同时还能够符合实际情况的措施。尽可能让风险转化为机会,或者是将风险所引发的负面效应降至最低。
  风险对策,注意要是针对已经进行了识别、估计以及评价的风险做好定性与定量的分析,然后做好风险的排序,选择相对应的措施以及针对工程的整体性措施。工程项目风险主要是通过调整工程计划、工程进度以及是施工技术等,对风险予以预防,或者是将风险产生的条件直接消除,这样就可以确保风险的管理目标不会受到任何负面的影响。
  对于工程项目的风险防范,常用的对策包含:
  (1)风险规避
  指的是通过计划的改变将相应的风险事件的威胁消减。一般来说,可以选择多种方式来合理的规避风险。如,针对项目风险管理,可以利用成熟的管理方法以及对策来合理的规避。
  (2)风险转移
  也可以将其称之为风险分担,其目的在于借用协议和合同等保障措施。一旦发生风险事故之后,就可以将一部分转移到项目之外的第一方或者是第三方身上。针对地铁的盾构施工风险,则是利用工程保险和工程分包的方式,将风险全部转移到第三方或者是将部分转移到第三方。
  (3)风险减轻
  指的是将不理的风险事件后果以及发生的可能性降低到一个可以承受的范围之中。一般来说,在项目施工的前期就进行相对应的操作,可以获取更好的效果。
  风险缓解主要包含了降低风险发生可能性;确保风险可以降至到可以接受的水平;尽可能的控制风险造成的损失。针对地铁盾构法施工之中的紧急事故,就可以利用风险减轻的方式来进行合理的处理,这样不但可以减少人员伤亡和财产方面的损失,同时还可以确保施工顺利的开展下去。
  (4)风险接受
  也可以将其称之为风险自留,主要是由风险承担方自行的承担风险。一般来说,当出现了工程项目损失之后,通过资金融资的方式,业主与施工方就可以弥补相应的经济损失,也就是在损失出现之后,提供财务方面的保障。采用风险接受,掌握完备的风险信息不可少。按照接受风险的程度可以将其划分为全部接收和部分接收两个方面。对于损失小、损失频率高的风险,可以选择全部接受;对于部分可以承受的风险,就可以通过部分风险选择接受的方式来操作。
  针对某种工程项目风险,也可以制定多种措施;针对同一个类型的风险,不同的项目主体,所选择的应对措施和应对策略也会有所差异。所以,在风险应对措施和策略的确定之中,就需要根据工程的实际情况、抗风险能力以及心理承受能力等方面进行综合性的考虑。

  2.5.7风险监控

  风险监控主要是全过程的监督风险的变化和发展过程,并且还可以根据实际的需要来调整对称。针对城市轨道交通地下工程,应该给予“安全第一,预防为主,保护环境”的基本原则,通过主动、可行、经济的处置措施来降低风险。通过,同时风险的识别、估计以及评价等进行风险全过程监督管理,这样才能够达到预期的目标,这就是最重要的工程实施工作。利用对已识别的风险进行跟踪,识别新丰县,监视残余风险,这样就可以认真的分析风险计划的执行,进而对这一部分计划对于风险降低的有效性进行评估。
  风险的监测与控制,是整个项目生命周期之中的一种持续性过程。随着地铁施工的进行,风险也会出现新的变化,也可能形成新丰县,或者是预期的风险没有发生。良好的监测与控制可以给我们提供更多信息,进而帮助我们制定有效的策略。
  (1)风险监控需要会发的问题
  是否已经按照计划来实施风险对策?
  风险对策实施之后,可以取得怎样的效果?风险对象是否达到预期的期望?是否需要重新制定方案?
  项目的假设是否依旧成立?风险暴露额同之前的相互比较,有怎样的变化,其趋势如何?
  是否已经发生了风险征兆?先前没有识别的风险是否已经发生?
  是否还有可能出现第二次风险。
  在风险的监测阶段都需要回答这些问题,回答了这些问题之后,监测任务也可以基本完成了。
  (2)风险监控报告
  风险监控报告主要是通过项目报告的形式和记录作为监控的成果,其结果和记录主要是对工程项目风险的信息以及绩效信息。在绩效管理中,需要项目的报告和记录,而风险监控也需要相关的记录与报告的支持。
  一般来说,在报告之中主要包含了问题措施清单、危险警示、事态升级通知等多个方面。
  (3)风险监控的目标
  及时识别风险;尽可能避免风险的发生;汲取风险管理经验教训;将风险发生导致的后果消除。

  3地铁隧道盾构施工风险管理

  3.1盾构隧道施工特征论述

  3.1.1盾构法概念

  随着我国城市化进程的加快,涉及到的交通领域公路,铁路,隧道工程如雨后春笋的崛起。目前在这些领域施工方法中盾构法是比较古老传统而且是运用最广泛的工艺法。但是因为施工中小细节的疏忽,经常造成不可估量的安全事故,给国家和人民的身心健康都造成了不可避免的损失。这些事故越来越受到项目专业人士的重视,盾构法是一种暗挖的是施工方式,克服了明挖方法中的很多问题。使用前景还是很乐观,下面详细介绍盾构法的具体概念。
  目前施工中用到的盾构法作为一种先进的顶涵施工方法,是在保留了传统的工艺基础上,进行了创新改革,把明挖开槽转变成地下暗挖盾构支护,暗挖推进减小了施工所造成的影响,能够保证行车正常进行。盾构分为钢柱、钢梁、盾壳、子盾构、液压推进系统和辅助机构等方面内容。对第一节框架桥前端设置的盾构而言,当带土钉掘进过程中,其掘进面和路基要施工支护,这需要承受顶推导向。从实际地质状况出发,科学合理确定盾构长度,为中心土天然支护作用提供可靠保障,这即为“桥式盾构法”的关键。盾构横向截面为简支梁桥形,在尺寸上看,外廓和钢架桥外廓差不多。在盾构入土到出土的整个过程中,“桥形”梁跨内滞后挖掘的大断面土体,即中心土,坡比都始终为1:0.75.且滞后子盾构掘进面一段距离开挖,其和盾构一起为周围土压提供平衡力,这也是掘进面的可靠支护体系。液压系统负责控制盾构母体内的子盾构,推进时应确保单台组错开,这样有利于减阻板牵引和掘进面小断面化。开挖面会变得更加稳定,减阻板被牵引的过程中,会分散上面的摩擦力。钢架桥推进前顺坡将地面上面部分中心土体清理干净,在钢架桥推进过程中,盾构母体也会一起推进,掘进面土体会阻挡部分原来子盾构推出的部分,并和子构箱体一起进行相对运动,套回箱内,这就是一盾构掘进工作循环。(参照图3-1)
地铁隧道盾构施工风险管理研究 ——以某地铁四号线隧道工程为例
  图3-1盾构出洞流程

  3.1.2盾构法的施工注意事项

  盾构施工开始的时候,应该考虑下面内容:一是框架桥的尺寸,要作出适当修整,其前断面是盾构止推梁和柱推力传递面。若是不够平整,会对推梁和部分柱受力情况带来不利影响。若是受力不够均衡,将导致盾构变形,同时偏向推进,降低施工安全性,无法将盾构导向作用发挥出来。因此在设置盾构的过程中,应该先认真检查和修正钢架桥前端面。此外,还要认真检查钢架桥外廓的尺寸情况,若是发生跑模的现象,应该及时作出相应修正,确保推进阻力降低,对架桥上部平整度而言,与线路沉降控制情况密切相关。所以:刚架桥边墙不允许误差>3cm,刚架桥顶面不允许误差>1cm。在检查的过程中,要选择仪器和拉线,凸出地方应在凿底后再补平,对较底处需要进行凿毛,然后利用水泥砂浆进行补平。二是全面掌握钢架桥下润滑层情况,预顶选择“桥式盾构法”进行施工,在推进框架的时候,会导致盾构阻力提升,这个情况大多发生在钢架开始运动的时候。设置盾构的时候,要把框架推动一定的行程,保证滑板没有粘连,这样在设置好盾构以后,避免出现将其撤除的情况。试顶措施:选择油顶推动框架桥,行程3cm。预顶也是后座保护措施之一。高压力顶推易产生强大破坏力,顶推时有条件远离液压装置及传力柱的人员必需撤离,以防意外事故。(施工风险识别过程参照图3-2)
地铁隧道盾构施工风险管理研究 ——以某地铁四号线隧道工程为例
  图3-2施工风险识别过程

  3.1.3施工优势

  (1)对环境要求低
  这类工序由于是暗挖工艺,不会大量的动土,同时确保地面不会有明显起伏,影响人们的正常生活,另外暗挖工艺不会对地面上的人们的出行造成困扰,也不会产生扰民的噪音和波动及空间等的环境影响,给施工的进度提供了良好的环境支持。
  (2)适应能力强
  地铁隧道暗挖工艺不会受到气候、雨水等的明挖项目的影响,比明挖要考虑的重点是缩小地面占有率,成本的控制,隧道盾构法施工的环节要确保自然灾害的抗震性,后期适用区域较为众多,包括砂卵石、硬岩等各类地层结构。

  3.1.4施工隐患

  隧道的半径柔韧性虽大,但是要确保尺寸的合理性,隧道工程的上部分如果结构不合理,出现地面下沉问题将会造成不可估量的损失安全隐患,隧道上部地面沉浮是不可避免额,尤其是地标比较疏松的地段,技术人员必须缜密的进行地标勘察,预算一切可能出现的风险问题,另外在有些需要异质盾构隧道结构的或隧道相互交叉的范围,需要矿山工作人员做好相互交流,对风险谨慎对待。

  3.2隧道盾构施工工艺存在的风险

  3.2.1地质条件存在的风险

  特殊的地质条件是地铁盾构在施工中不可忽视的问题,硬质岩石土层通常易造成刀具刀磨盘出现巨大的磨损,并在盾构换刀时发生风险。而对于砂卵石地层,由于其存在着较大的渗透系数,地层与地面环境处于时刻变化的过程,很难保持常压,为开仓与进仓等造成困难,在砂卵石地层下还到过程中,也将发生严重的保压现象。有些地质中沙子的含量多会导致出现严重的刀盘结泥饼情况,为掘进造成阻碍,尤其是面板磨损非常严重,影响施工进度。地质条件的情况会导致施工过程中的各种风险问题,如果出现地面坍塌就会出现安全风险。

  3.2.2地铁隧道对已建市政工程带来的影响

  地铁隧道在施工过程中不可避免的要穿过市政建筑和工程,比如地上铁路、人工河道、立交桥和地下的污水管道,电力,煤气管道等,地铁隧道盾构施工可能会对地面的造成下沉,破坏地下管道或地下市政管线的沉陷、破坏,河床沉陷、盾构机涌砂、涌泥直至发生喷涌等系列风险。

  3.2.3人为因素的风险

  盾构施工中人为操作不当:比如挖掘机器的检查与维修更换失误、开挖和顶进控制失误、土仓压力设置不当、轴线控制、泥浆处理和注浆控制不当、密封防水失误等。另外进出人隧道也会造成失误,失误会造成地标浮动,盾结构形状不准确,引发地下和地上事事故发生,

  3.3盾构隧道施工风险规避策略解析

  3.3.1地质情况勘察精准性风险浅析

  虽然我国的地质勘测技术不断发展,但是局限性仍然是大问题,特别是我国是一个地质天然条件复杂的国家,风险隐患问题时有出现,在地铁隧道盾构施工中对地质的要求高,根据以往的经验,由于技术人员的经验和勘测技术的不娴熟,导致机器运作受限,工具不仅磨损严重,而且给安全造成了威胁,因此,工程前期,各种资料要详尽,准备工作要晚上,任何先进的技术,设备和各种有经验的有专业知识的工作人员都积极准备探讨,对地质工作做到最大限度的了解。
  在进行开仓检查工作的过程中,还需要认真检查所有电气系统,严格审核勘察资料,同时找出最开始时设备与刀具出现严重磨损的原因。从相关验证结果可知,由于隧道穿梭的地层出现了巨大的波动,以卵石层结构为主,为撕裂刀在土层工作带来不利影响,很多刀齿和石材发生严重擦撞,容易发生崩裂的问题。此外,随着刀盘扭矩效应的增加,会进一步磨损刀具材质。根据这种工况情况,应细致进行审视,施工部门、盾构机械制作厂家等要加强沟通与焦虑,及时对盾构机作出科学、合理的改进,确保能够与各种地层情况相符,为实现掘进效率的提升创造良好的条件。

  3.3.2盾构机械可靠性风险

  为对施工可靠性情况进行验证,应从盾构机械情况出发,合理采用相应措施,开展延展工作,主要内容有开挖截面稳定条件、切削刀具主轴扭矩参数、机械推进动力以及密封性能等。需要从实际水文地质情况出发,作出深入的探索,确保最大限度体现出机械设备选择工作的作用。只有合理选择掘进机械,才能保证相关工程有着更加广阔的应用前景,并实现其价值的提升,应该认真进行考虑。通过大量的经验能够得出,这些隐患的解决措施主要为以下几点:
  (1)严格审核工程地质与水文分布情况,与工程实际特点出发,适当调整机械性能与功能,通过不断提升配置的科学性,确保可以在各种突发事故下及时作出反应。
  (2)在盾构机械运作能力严重降低以后,可以及时将故障原因查找出来,并更换相关机械,尤其是主体材料性能应满足相关规定,从而有效减少损伤。在长期运作过程中,大轴承会被挤压并承受着扭转负荷,形态应始终保持原样标准,为工程推进效率的提升创造良好的条件。
  (3)对盘刀与滚刀等器具而言,应该尽量提升其耐磨能力,防止面对砂砾地质环境时发生磨损的问题,此外还可以与局部气压空间相适应,在更换器具的过程中可以获得即时性效果。
  (4)定期对工作面结构压力进行测定,与地震探测体系相结合,及时追加部件稳定性能,这样能够让器具真正适应震动、潮湿等恶劣环境。对地震探测仪器而言,要保证刀盘前面不超过30m的范围中能够呈现出三维反射图像,进行记录的时候,超声波可以充分反映出刀具被碎石渣磨损的情况。

  3.3.3开挖面稳定性能不足风险问题

  在开挖过程中,前面地层容易出现孔东光形态,此时存在着盾构机械轴线偏移和沉陷等问题。不仅如此,之后还会发生各种各样的问题,不能够准确预判地表变形的问题。对此,需要采取以下措施:借助探测仪器全面、细致盘查结构崩塌隐患,确保结构更加稳固,提升其安全性。盾构机械上面设置的测探媒介应定期进行检查,并及时更换,详细、完整记录上方土体松动情况,通常来说每天要至少检查三次。严格检查开挖面水压以后,还要利用信号传感器认真进行审查,观察是否存在着管路堵塞问题,并及时予以清除,保证可以顺利收集各项数据。总之,在隧道盾构施工过程中,会出现各种复杂的影响因素,如何解决其中的风险隐患是我们需要深思的问题。对此应该根据掌握的经验,保证后期评估和预测工序的顺利交接,从实际危机出发,合理制定有效的规避措施,将每个细节问题都解决好,尽量迎合隧道、铁路交通事业的长期可持续发展要求。

  3.4某地铁隧道盾构法施工风险问题概述

  站在施工方的立场,通过某地铁盾构法施工管理过程的风险,分析地铁四号线盾构施工过程中风险原因,总结如下:
  如表3.1所示:
  表3.1某地铁四号线隧道盾构施工风险问题概述
  风险原因风险存在的原因
  盾构施工方法管片拼装错台
  管片上浮
  盾尾密封
  盾构基座变形
  土仓压力
  注浆压力
  掘进速度
  拱顶下沉
  拱脚水平收敛
  掌子面后方变形
  土体水平位移
  地表沉降
  建构筑物沉降
  超载风险地下水位变化
  围岩压力相对值
  管理问题安全管理岗位设置
  安全法规及标准执行
  规章制度完善
  安全教育培训
  现场安全检查
  安全防护措施
  事故调查处理
  安全投入
  天灾雨水
  空间中氧气的变化
  空气中二氧化碳的变化
  声音
  波动
  噪声污染

  4解析地铁盾构法施工管理风险评价

  4.1地铁盾构法的施工风险评价

  4.1.1施工风险概念

  轨道工程建设各相关参建方应严格遵守国家、行业法律、法规、工程建设标准。并按照本体系的规定和合同要求,开展轨道交通建设相应阶段的安全风险控制工作。
  (1)所谓自身风险工程,即工程与地质等情况非常复杂,会极大增加施工难度,且存在着较大安全风险的轨道交通工程。
  (2)所谓环境风险工程,即轨道交通工程处在复杂的环境之中,在开展施工的过程中,会严重影响其原有使用性能,并会让结构发生安全问题。具体来说,主要内容为包括铁路在内的轨道交通工程、建(构)筑物、管线、道路、水体等。

  4.1.2风险工程等级

  轨道交通工程建设应在安全风险识别的基础上,对自身风险工程和环境风险工程进行定性分级,并在此基础上采取分级管理。
  自身风险工程根据工程特点分为一、二、三级,分级原则参照如下:
  (1)一级自身风险工程:基坑深度在25m以上(含25m)的深基坑工程,矿山法车站,超大断面矿山法工程等。
  (2)二级自身风险工程:基坑深度在15~25m(含15m)的深基坑工程,近距离并行或交叠的盾构法区间,不良地质段的盾构区间联络通道,不良地质地段的盾构始发与达到区段,大断面矿山法工程等。
  (3)三级自身风险工程:基坑深度在5~15m(含5m)的基坑工程,一般断面矿山法工程,一般盾构法区间等。
  环境风险工程根据工程特点和周边环境特点分为:特、一、二、三级,分级原则参照如下:
  (1)特级环境风险工程:下穿既有轨道线路(含铁路)的工程。
  (2)一级环境风险工程:下穿重要既有建(构)筑物、重要市政管线及河流的工程,上穿既有轨道线路(含铁路)的工程。
  (3)二级环境风险工程:下穿一般既有建(构)筑物、重要市政道路的工程,临近重要既有建(构)筑物、重要市政管线及河流的工程。
  (4)三级环境风险工程:下穿一般市政管线、一般市政道路及其它市政基础设施的工程,临近一般既有建(构)筑物、重要市政道路的工程。

  4.1.3风险预警分类

  为加强施工过程中安全风险的监控、反馈和管理,施工过程中风险工程安全状态的预警分为监测预警、巡视预警和综合预警三类。
  监测预警:根据设计单位提出的监控量测控制指标值,将施工过程中监测点的预警状态按严重程度由小到大分为三级:黄色监测预警、橙色监测预警和红色监测预警。
  (1)黄色监测预警:“双控”指标(变化量、变化速率)均超过监控量测控制值的70%,或双控指标之一超过监控量测控制值的85%时。
  (2)橙色监测预警:“双控”指标均超过监控量测控制值的85%时,或双控指标之一超过监控量测控制值时。
  (3)红色监测预警:“双控”指标均超过监控量测控制值,或实测变化速率出现急剧增长时。
  4.1.4地铁项目风险评价
  地铁项目是一个长期的技术含量高需要社会高度重视的大型风险管理项目。由于其涉猎的因素很多,施工难度大,风险评估在项目中有举足轻重的作用。用到的评价方法如下:
  (1)定性评价法
  地铁隧道施工风险研究,需要评价人员通过对项目的知识积累,经验积累和
  观察及对发展变化规律的了解,科学的有针对性的进行判断。专家根据获取的外界相关信息,对评价对象直接打出分数或者做出判断,总结所有结果,最后归纳整理出评价的结论。
  定性评论是根据评价者的主观分析能力得出结果,不需要精确的数学运算,对评定专家的要求很高。
  (2)定量评价法
  不同于定性评价,定量评价需要景观精确的数学推算,根据收集的资料和相关数据进行标准的数学模式评价,最后通过具体的数据得出结果。
  定量法需要精确计算,大量的数据分析耗费大量的时间和精力,而且稍有不慎,计算结果出现偏差会影响评价结果,具有一定的局限。
  (3)综合评价法
  如果将两者的评价方法结合在一起,去其糟粕,取其精华,避免各自的缺陷,最终得出一个中肯的结果。

  4.2模糊综合评价法在施工风险评估中的应用

  信息安全风险评估涉及内容众多,极为复杂,评估期间所用方法,也直接关系着最终评估结果。所采用的评估方法,对评估的各个环节影响很大,尤其是能够决定着评估结果。在风险评估过程中,可以采取德尔菲法、回归分析法、失效树法以及层次分析法等。通过概括这些方法,主要有定性、定量以及两者结合的方法。对定性方法而言,能够将具备深层次内涵的思想挖掘出来,让评估结果可以将各个范围内容覆盖在内,不过由于过于主观,受评估者自身知识、经验等对其影响很大。对定量方法而言,则是评估结果通过直观数据体现出来,观察起来也更加清晰。不过这样会让一些原本复杂事物被简单化,主要因素也不能反映出来,并出现被曲解的情况。所以应该运用定性和定量结合的方法,这样能够将评估结果更加客观与科学。进行风险评估的时候,通常存在着大量的不确定性因素,这里面以模糊性为主,对传统综合评估方法而言,基本上未深入考虑各种模糊性因素。而采用模糊综合评价法,能够从评估项模糊性出发,运用有效的评估方法,可以全面、准确评估信息安全风险程度,有利于促使信息安全防护能力不断提升。

  4.2.1模糊物元的概述

  模糊物元评价方法是在数序理论的基础上产生的一门预测、评价的方法,它的特点是直接,和人们直观看到的感受相同,用等级语言描绘独享,模糊物元法适用于很难直接定义,不是定量的问题。
  (1)模糊物元思想
  模糊综合评价法的基本思想是:运用模糊集合变换原理,以隶属度描述各因素及因子的模糊界线,构造模糊评价矩阵,通过多层的复合运算,最终确定评价对象所属等级。关键点是模糊评价矩阵的计算。
  (2)评价过程
  信息安全风险评估是一个由多原因决定的复杂过程,因素之间有层次之分,我们称这类问题为多层次问题。对于多层次问题,需要按照评价因素所属的类别,先分层进行评价,然后再对总体进行综合评价,这就是多层次模糊综合评价。
  建立系统评价指标体系,建立系统评价指标体系的指导思想是:指标体系要真实地反映系统的性能。设计评价指标体系的原则有:一致性。既要使评价指标与评价目标一致,又要使下一层次的指标与上一层次的指标一致;可测性。评价指标系统中末级指标(最低层次指标)要用可操作化的语言加以界定,它所规定的内容可直接测量,以获得明确结论;可比性。评价指标必须反映评价对象的共同属性,同时还能进行比较;独立性。在指标体系内同一层次的指标必须各自独立,指标间不能相互重叠和包含,不能存在因果关系,不能从一项指标导出另一项指标;可行性。设计评价指标的数量和评价标准的高低都要适中。有足够的信息、人力、物力和切实可行的量化方法可利用。
  确定因素集,根据所建立的评价指标体系来确定因素集U。由于因素分有不同的层次,不能等同对待,要按它们各自所属层次分别处理。
  模糊权重集的确定在实际评价工作中,各评价因素的重要程度往往是不相同的,考虑到这个客观存在的事实,必须确定各因素集的模糊权重。常用的确定权重方法有:统计实验法、分析推理法、专家测评法和层次分析法。在确定了各层相关因素之间的权重后便得到模糊权重集。
  评语集的确定确定评语集。评语集是评价者对评价对象可能做出的各种总的评价结果所组成的集合。评语集的确定要根据实际需求而定,一般等级的划分在3级到7级之间,即评语集V={V1,V2,…,Vm}(3≤m≤7)。
  模糊评价矩阵的建立,先由专家填写评价卡,根据所评因素的具体情况,给出相应的等级;然后统计评价情况,列出评价结果统计表;由评价结果统计表求出各因素属于不同等级评语的隶属度,建立模糊评价矩阵R。
  计算综合评价结果,多层综合评价的原则是:先从最低层开始进行评价,并将每层的评价结果视为上一层单因素评价集,组成高一层的单因素评价矩阵,再对高一层的进行综合评价,直到最高层的评价结束。根据指标体系的建立原则可知:各层中所考虑的因素必须满足独立性,即同层各因素之间是相互独立的,不存在依赖关系。因此每一层的评价算法应该是相同的,即模糊综合评价模型是:
  RABο=其中“ο”是模糊综合运算符,在模糊数学中称为模糊算子。模糊算子有多种形式,其中最常用的情况是“取大取小算子”和“乘与和算子”。经过多层模糊运算,最终得到了模糊集B=(b1,b2,…,bn),归一化后得),,,(''2'
  1'
  nbbbBΚ=,其中∑==niijjbbb1'(j=1,2,…,m)。
  一个地铁项目系统的安全状况关系到系统的所有方面,当对一个系统的每个安全要素进行评价时,需要依据要素之间的依赖关系和重要程度进行分析,进而给出信息系统的总体评价结果。由于因素间关系复杂,不易确定出精确的关系。本文采用了多层结构的模糊综合评价法,将前一层的评价结果作为下一层的评价输入,这样便把复杂的问题分解成相对简单的评价因素,使得评价结果更具有客观性和合理性,更能反映出系统的真实情况。当然该方法在一些复杂系统下的应用仍需要做进一步的探讨,如模糊算子的选择、权重的确定、因素之间关系的考虑等。

  5某地铁隧道盾构施工风险管理的应用案例

  5.1工程案例分析

  5.1.1工程案例介绍

  某轨道交通4号线二期工程连接武昌和汉阳,是武汉第二条穿越长江的地铁,起于黄金口工业园附近,向东跨琴断口小河、三环线(孟家铺)立交,向东沿汉阳大道走行,过孟家铺站后线路转为地下,过永安堂、玫瑰苑、王家湾、十里铺、七里庙、五里墩后,线路过五琴路后向北偏转穿国铁老汉阳火车站,下穿京广铁路、琴台路、琴台公园,从闽东国际东侧转入鹦鹉大道向南走行,过翠微路后转向东沿腰路堤路走行,然后下穿长江,在武昌岸沿紫阳路走行,过首义路后至设计终点。
  4号线二期工程从汉阳黄金口站至武昌首义路站,其中,高架站有黄金口站、孟家铺站,地下站分别为永安堂站、玫瑰苑站、王家湾站、十里铺站、七里庙站、五里墩站、汉阳火车站、钟家村站、拦江路站、复兴路站和首义路站。具体走详见图5-1。
地铁隧道盾构施工风险管理研究 ——以某地铁四号线隧道工程为例
  图5-1武汉地铁4号线二期工程走向图

  5.1.2工程案例的考察与分析

  在考察过程中,需要将地表测点合理地布设于左右线隧道上方地表中,一般来说,地上测点之间的距离控制在5m左右,沿着隧道中线的方向进行布设,同时,可以将横断面布设于左右线的地面环境中,要选择合理的位置,两个横断面之间的距离一般保持在30m左右,对盾构机掘进所导致的沉降坡度以及其他的影响等进行分析和检测。还需要将水位孔合理地布设于隧道的两侧,这是为了对地下水位的变化进行了解。通过调查发现,隧道上覆地层有着很多的地质种类,比如人工填土层、淤泥及淤泥质土层、残积土层以及岩石全风化带等等。利用钻探和现代物探等手段,探测隧道、隧洞、地下厂房等地下工程的岩土体开挖面前方的地质情况,力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态,以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息,为进一步的施工提供参考,以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等等地质灾害,保证施工安全进行。

  5.1.3工程水文地质解析

  武汉市区总的地势是东高西低,南高北低,以丘陵与平原相间的波状起伏地形为主,长江两岸第四系地层较厚,南至武昌小龟山则基岩出露,总体属于丘陵—平原地貌类型。武汉地铁二号线是我国首条穿越长江的地铁,它沟通了武汉市江汉区、武昌区、洪山区、和东湖高新技术开发区,在这样一条地铁线路里,地下水对其建设的影响作用又充当着不可替代的作用。
  武汉市地铁二号线经过不同的地貌区域,地下水也有明显不同的特点,对水文地质勘查而言,重点内容是调查区域中水环境情况,掌握地下水补给、径流和排泄等信息。在此过程中,需要做好抽水试验、长时间观测和示踪法等。在工程地质勘查过程中,应对工程岩土体性质和持力层进行调查,目的在于让边坡更加稳定,避免地基承载力与地下水发生内水压力的现象。沿线场地地下水按赋存条件地下水分为深层地下水、浅层地下水两种。
  其主要来源是地面降水或地表水经地层滤过而形成。地层是由透层水和不透水层交替组成的。在地面水第一个不透水层上储存的水称为浅层地下水,在第一个不透水层之下,各含水层的水称为深层地下水。深层地下水是雨雪等降水或地面水在较远露头处渗入形成的。浅层地下水易受污染。如果土壤净化作用不充分,井周围的厕所、污水能渗入水中时,直接饮用就很不安全。深层地下水因地层净化作用充分,通常水质较好,水温恒定,集水的范围也广,可以分层取水,也可以多层取水。由于含水层不一定呈水平走向,所以地下水可缓慢地流经含水层,又由于各含水层的水互有连通,如承受压力时,一遇裂隙,水就会不断地从地下向地表涌出,形成泉水。也有的深井因地下水压高,而成为自喷井。地下水的水温与江河不同,季节变动很小,一般维持在14.5℃-18.0℃范围内。地下水过量开采,会造成地下水脉空洞,地基下沉,甚至造成地上的房屋裂隙、倒塌等,所以地下水的开采,一定要有规划,不可自采、滥采。

  5.1.4工程案例中地下水的问题

  地下水有广义和狭义的两种概念。广义的地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,包气带及饱水带所有含于空隙中的水均属此列。狭义的地下水仅指赋存于饱水带岩石空隙中的水。长期以来,水文地质学着重于研究饱水带岩石空隙中的重力水。但是,愈来愈多的水文地质学家认识到,饱水带水与包气带水具有不可分割的联系,不研究包气带水,许多重大的水文地质问题是无法解决的。可以说,现代水文地质学正处于由研究狭义地下水转向以广义地下水为研究对象。
  地下水赋存特点,直接关系着具体的水量以及水质的分布状况,这里面主要为埋藏条件和含水介质类型。对前者而言,即地质剖面内含水岩层的位置和被隔水层限制的情况。据此地下水有存在包气带水、潜水和承压水等情况。根据水介质情况,地下水区也包括孔除水、裂隙水和岩溶水几种。
  地下水是存在于地表以下岩(土)层空隙中的各种不同形式水的统称。地下水主要来源于大气降水和地表水入渗补给;此外通过地下渗流方法向河流、湖泊以及沼泽补给;上层土壤内水分在蒸发和被植物根系吸收以后,将逐步转移到空气内,这样促进了整个地球水循环的顺利进行,同时也在地球内引起了溶蚀、滑坡以及土壤盐碱化等现象,因此对地下水系统而言,在整个自然界水循环大系统中占有关键地位,是一个亚系统。
  地下水是地球不可获缺的水体,对人类社会的发展有着至关重要的影响。在地下水贮存过程中,就像在地下建立起庞大的水库,让供水变得更加稳定,实现了水质的提升,在农业灌溉、工矿企业和城市生活用水上发挥着作用作用,是关键的水源,成为人类社会发展的动力。特别是对干旱与半干旱地区而言,因为地表水的严重匮乏,供水水源主要为地下水。根据相关统计可知,上世纪八十年代以色列超过三分之一的用水来自于地下水,在德国,大多数城市也依赖于地下水供水。法国地下水开采量较大,超过了全国总用水量的三分之一。对美日两国而言,虽然有着丰富的地表水资源,但是地下水在全国总用水量中也约为五分之一。我国地下水在全国总用水量中占据着10-15%的比例,这里面北方很多城市因为缺乏足够的地表水资源,因为地下水开采量巨大。从相关数据可知,1979年黄河流域平原区浅层地下水利用率为48.6%,而海、滦河流域为87.4%;1988年我国270多万眼机井总共抽水量达529.2×108立方米,机井开采能力也在800×108立方米以上。问题的另一面,由于过量的开采和不合理的利用地下水,常常造成地下水位下降非常严重,并经常引起地下水下降漏斗的现象,对于地下水用量较为集中的地方,甚至造成了地面沉降问题。不仅如此,随着工业废水和生活污水逐步入渗,容易对地下水源造成巨大的污染,为地下水资源带来破坏。所以加大对地下水的形成、类型和运动的研究力度,全面掌握地表水和大气水存在的相互转换补给关系意义重大。

  5.2风险评估

  5.2.1建立风险评价指标体系

  对表3.1内表示武汉地铁4号线二期工程区间隧道盾构法施工风险因素清单,在全面、深入分析以后,将风险访谈调查问卷编写出来,选择LEC法,合理筛选与识别施工风险因素,之后把获得的访谈资料归纳整理,据此建立相应的施工风险评价指标体系。
  表5.1武汉地铁4号线盾构法施工安全风险评价指标体系U
  一级评价指标二级评价指标
  盾构施工风险U1管片拼装错台Ul1
  管片上浮Ul2
  盾尾密封U13
  盾构基座变形U14
  土仓压力U15
  注浆压力U16
  掘进速度U17
  拱顶下沉U18
  4拱脚水平收敛U19
  掌子面后方变形U110
  土体水平位移U111
  地表沉降U112
  建构筑物沉降U113
  荷载风险U2地下水压力U21
  围岩压力相对值U22
  隧道埋深U23
  管理风险U3安全管理岗位设置U31
  安全法规及标准执行U32
  规章制度完善U33
  安全教育培训U34
  现场安全检查U35
  安全防护措施U36
  事故调查处理U37
  安全投入U38
  自然环境风险U4暴雨U41
  氧气含量U42
  二氧化碳U43
  瓦斯U44
  振动U45
  噪声U46

  5.2.2建立风险指标因素集

  如表5.1可知,从掌握的信息出发,构建了三级盾构法施工风险评价指标体系,内容包括1个目标层,4个一级评价指标、30个二级评价指标。
  一级评价指标因素集:
  二级评价指标因素集:

  5.2.3建立风险事件评语集

  综合考虑风险等级划分标准,建立施工风险评价评语集:

  5.2.4基于欧式贴近度的模糊物元评价

  (1)欧式贴近度分界点确定
  基于此进行二期工程的风险评价,这样能够获得准确、有效的模糊物元分析结果。对于模糊物元分析法的严重,其标准样本为风险控制关键区域的10组测量数据,施工区域风险状况详见表5.2。
  表5.2样本施工实际风险等级评价
  序号盾构施工风险荷载风险管理风险自然风险综合风险等级
  较高较高较高中较高
  中较高较高中较高
  中较高低中中
  较高中较高中较高
  较高中低中中
  较高高较高中高
  低中较高中中
  较高较高中较高较高
  中低低中低
  较高中低中中
  表5.3评价指标数据集预测结果
  样本1 2 3 4 6 7 8 9 10
  欧式贴近度0.735 0.708 0.759 0.748 0.691 0.785 0.726 0.817 0.804
  施工风险程度较高较高中较高高中较高低中
  根据武汉地铁4号线1期工程标准样本的欧式贴近度,参照实际施工期间发生的风险问题,对两者进行对比,
  对相关风险等级进行全面的分析,能够将标准欧式贴近度分界点值明确下来。
  表5.4基于欧式贴近度分界点的风险划分
  等级
  安全风险低中较高高
  区间概率
  能够得知欧式贴近度分界点值分别是0.810、0.750、0.700,意思为综合指标值超过0.810的情况,风险较低,在0.810~0.750之间的情况,风险适中,在0.750~0.700之间,则存在着较大的风险,且不超过0.700,可以判断出风险为高度。
  (2)基于欧式贴近度的模糊物元评价
  1、构建复合模糊物元
  针对武汉地铁4号线二期工程区间隧道盾构施工过程中下穿地下管线和多座立交桥,根据实际施工情况进行相关的风险分析和预测,共选择7个施工控制风险重点,编制地铁区间隧道盾构法施工数据问卷调查表对施工现场的相关数据进行搜集,从中选取出20份问卷结果并进行平均计算,作为评价数据的来源。
  表5.5武汉地铁4号线线评价指标体系样本数据
  评价指标施工数据1 2 3 4 5 6 7
  管片拼装错台Ul1(mm)7 13 9 5 15 10 6
  管片上浮Ul2(mm)22 19 15 26 11 10 17
  盾尾密封U13(10分制)8 6 8 9 6 7 9
  盾构基座变形U14(mm)23 15 30 28 40 36 19
  土仓压力U15(Mpa)0.11 0.08 0.15 0.09 0.10 0.13 0.16
  注浆压力U16(Mpa)0.3 0.4 0.35 0.25 0.3 0.42 0.32
  掘进速度U17(cm/min)35 41 52 59 53 60 55
  拱顶下沉U18(mm)247 216 198 183 201 190 221
  拱脚水平收敛U19(mm)72.5 65.3 55.6 49.1 50.2 39.8 43.5
  掌子面后方变形U110(mm)4.34 5.15 3.12 4.59 3.55 4.43 3.22
  土体水平位移U111(mm)21.7 15.3 45.8 11.9 34.5 29.8 31.2
  地表沉降U112(mm)143.4 111.2 134.8 132.5 99.2 125.7 89.9
  建构筑物沉降U113(mm)1.5 2.1 0.9 1.2 1.7 2.3 0.5
  地下水压力U21(Mpa)10 5 8 13 7 4 9
  围岩压力相对值U22(Mpa)55 30 18 36 23 15 45
  隧道埋深U23(m)8.4 5.6 13.7 15.1 11.9 17.8 14.5
  安全管理岗位设置U31(10分制)6 9 6 7 9 6 9
  安全法规及标准执行U32(10分制)9 9 8 8 9 9 9
  规章制度完善U33(10分制)7 8 8 7 8 7 8
  安全教育培训U34(10分制)7 5 9 9 7 7 5
  现场安全检查U35(10分制)6 7 6 8 6 6 7
  安全防护措施U36(10分制)9 9 9 6 8 9 9
  事故调查处理U37(10分制)9 8 9 10 8 9 10
  安全投入U38(%)2.8 2.2 1.9 2.5 1.8 1.6 2.7
  暴雨U41(10分制)6 3 8 7 1 5 4
  氧气含量U42(按体积)20.3 21 20.8 19.7 20.2 20.5 20.6
  二氧化碳U43(mg/m3)11 10 9 15 7 13 6
  瓦斯U44(%)0.03 0.12 0.08 0.04 0.16 0.06 0.07
  振动U45(Hz)58.5 47.6 44.4 54.9 53.8 47.1 43.2
  噪声U46(dB)98 63 61 57 84 59 70
  2、运用AHP-熵值法计算权重
  编制施工风险评价指标权重分配问卷调查表,邀请施工现场的相5.4风险控制相关专家和施工人员,采用九标度法对各层评价指标进行打分,计算出评价体系的权重。
  表5.6评价指标体系AHP权重计算
  一级指标权重二级指标权重组合权重
  U1 0.47 U11 0.083 0.039
  U12 0.08 0.037
  U13 0.098 0.046
  U14 0.053 0.025
  U15 0.081 0.038
  U16 0.062 0.029
  U17 0.057 0.026
  U18 0.081 0.038
  U19 0.06 0.028
  U110 0.07 0.033
  U111 0.048 0.011
  U112 0.117 0.055
  U113 0.11 0.052
  U2 0.15 U21 0.482 0.072
  U22 0.204 0.031
  U23 0.314 0.047
  U3 0.3 U31 0.15 0.045
  U32 0.24 0.072
  U33 0.19 0.057
  U34 0.1 0.030
  U35 0.114 0.034
  U36 0.06 0.018
  U37 0.036 0.011
  U38 0.11 0.033
  U4 0.08 U41 0.386 0.031
  U42 0.179 0.014
  U43 0.055 0.004
  U44 0.082 0.007
  U45 0.261 0.021
  U46 0.037 0.003
  已知,,分别计算每个评价指标对应的信息熵、差异系数、调整权重:
  表5.7评价指标体系熵值法权重计算
  二级指标信息熵差异系数组合权重
  U11 0.6273 0.3727 0.0343
  U12 0.6333 0.3667 0.0338
  U13 0.6455 0.3545 0.0327
  U14 0.6337 0.3663 0.0337
  U15 0.64 0.36 0.0332
  U16 0.645 0.355 0.0327
  U17 0.6445 0.3555 0.0328
  U18 0.648 0.352 0.0324
  U19 0.6429 0.3571 0.0329
  U110 0.6444 0.3556 0.0328
  U111 0.622 0.378 0.0348
  U112 0.6455 0.3545 0.0327
  U113 0.6194 0.3806 0.0351
  U21 0.6284 0.3716 0.0342
  U22 0.6193 0.3807 0.0351
  U23 0.6318 0.3682 0.0339
  U31 0.6437 0.3563 0.0328
  U32 0.6491 0.3509 0.0323
  U33 0.6488 0.3512 0.0324
  U34 0.6417 0.3583 0.033
  U35 0.6476 0.3524 0.0325
  U36 0.6468 0.3532 0.0325
  U37 0.6493 0.3507 0.0323
  U38 0.6431 0.3569 0.0329
  U41 0.6254 0.3746 0.0345
  U42 0.6495 0.3505 0.0323
  U43 0.6353 0.3647 0.0336
  U44 0.6044 0.3956 0.0365
  U45 0.6476 0.3524 0.0325
  U46 0.6431 0.3569 0.0329
  然后通过AHP-熵值法确定权重:
  表5.8评价指标体系综合权重计算
  二级指标AHP权重熵值法权重综合权重
  U11 0.039 0.0343 0.041
  U12 0.037 0.0338 0.038
  U13 0.046 0.0327 0.046
  U14 0.025 0.0337 0.026
  U15 0.038 0.0332 0.038
  U16 0.029 0.0327 0.029
  U17 0.026 0.0328 0.026
  U18 0.038 0.0324 0.037
  U19 0.028 0.0329 0.028
  U110 0.033 0.0328 0.033
  U111 0.011 0.0348 0.012
  U112 0.055 0.0327 0.055
  U113 0.052 0.0351 0.056
  U21 0.072 0.0342 0.075
  U22 0.031 0.0351 0.033
  U23 0.047 0.0339 0.049
  U31 0.045 0.0328 0.045
  U32 0.072 0.0323 0.071
  U33 0.057 0.0324 0.056
  U34 0.030 0.033 0.03
  U35 0.034 0.0325 0.034
  U36 0.018 0.0325 0.018
  U37 0.011 0.0323 0.011
  U38 0.033 0.0329 0.033
  U41 0.031 0.0345 0.033
  U42 0.014 0.0323 0.014
  U43 0.004 0.0336 0.004
  U44 0.007 0.0365 0.008
  U45 0.021 0.0325 0.021
  U46 0.003 0.0329 0.003
  构建从优隶属度矩阵
  同时计算出
  ,,,
  计算差平方矩阵:
  计算欧氏贴近度模糊物元:
  从欧氏贴近度模糊物元计算结果可以看出,因此可以得到施工风险由低到高的排序依次为、、、、、、。
  根据模糊物元综合评价证明该模型的建立是比较成功的,可以为以后的地铁施工风险评价提供借鉴作用。

  5.3.5加强监测数据的预警管理

  (1)监测项目
  从该工程重要性等级、实际地质状况、设计支护和施工措施等出发,结合具体设计规定,将区间隧道施工监测项目予以明确。
  洞内洞外观察
  地表沉降
  地面建(构)筑物沉降
  管片周边收敛
  (2)监测点布设和数量情况
  图5-2是管片位移监测时的重要监测断面情况。
  图5-2管片监测断面示意图
  表5.9盾构隧道测点统计表
  监测内容测点布置
  地面沉降通常地段地面监测断面间隔是40m、50m,当盾构始发与接收不超过100m,则监测断面间隔加密是10m、20m及30m,各断面安装的观地面沉降观测点有8个。监测断面间还设计了地面纵向轴线,始发与接收时间隔不超过30m的情况,间距加密5m,除此地段以外表,通常需要将1-2排地表纵向轴线测点设置在每个断面中。
  地面建筑物沉降隧道施工所影响的建筑物,都需要安装相应的测点,结合建筑物结构型式,将观测点明确下来,通常建筑物角点位置安装测点。
  管片周边收敛每40m布置1个断面,各断面均安装有条横向测线。
  (7)加强现场安全巡视
  安全预警单位现场巡视人员应当每周进行至少三次的现场安全巡视,对于地铁盾构險道,具体巡视險道与周边等环境状况。这里面隧道环境内容有铰结密封、管片损耗与错台以及渗漏水等情况。周边环境则指建筑物是否出现裂缝,地表有无变形与裂缝,管线沿线地面是否出现渗漏水等问题,管线检查井是否出现了裂缝和积水等。对这些内容而言,应将问题描述清楚,原因分析,可能导致的后果,安全状态评价,处置措施建议等。
  5.3.6盾构掘进的风险浅析
  1.水文、地质条件和边界条件调查不清。
  2.盾构机与水文、地质条件、边界条件不匹配。
  3.施工管理、决策、操作、换刀不当引起地层变形过大,造成地下管线和地面构筑物损坏等事故。盾构施工最忌讳不了解地质情况,掘进过程碰到粗树枝、石条等杂物。
  盾构的头部掘进部分根据当地地质情况有不同的型式,相差很大。如果头部型式与地质情况不符,将掘进非常困难;
  盾构头部有刀具,但这些道具不能切割大树枝和石条,碰到这种情况,就得人从人孔中钻到掘进头前帮助清理,是比较危险的;
  如果长距离盾构。还存在通风、排水、进料等困难。不过仅仅是地铁的话还可以,因为地铁站与站之间不远,可以解决上述困难。也可以在两站之间再挖工作井下去,增加工作面。
  盾构的头部最值钱,但是如果盾构到头后是死胡同,这个头部就得留在那里取法拉出。只有穿透到另一个工作井的盾构头部才能取出来重复使用。所以盾构施工的投资很高一般进出洞风险最大,搞不好就漏水,涌水涌沙,造成车站垮塌,我们都是请专业注浆队伍防水堵漏,材料聚氨酯,水泥,两台注浆泵,控制好压力及注浆方量;再就是江底推进,第一怕沼气,需要提前释放沼气,第二怕遇大的砾石,遇到也没办法就是换刀,三就是怕承压水,搞不好会在螺闸门处喷涌,造成地面沉降超标。盾构进、出洞是盾构法隧道施工中的一道关键工序,在进、出洞过程中,施工环节多,工作量集中,各工种交叉施工频繁,设备、人员众多、风险大。因此,加强过程质量管理和控制尤为重要。
  1、地基加固
  2、密封装置、盾构机设备
  3、盾构基座、延伸短轨、后接的前端基座和后靠系统(包括负环质量)
  4、盾构机、起吊设备
  5、洞门的处理
  6、进出洞的测量
  盾构法主要有土层开挖、盾构推进操纵与纠偏、衬砌拼装、衬砌背后压注等。这些工序均应及时而迅速地进行,决不能长时间停顿,以免增加地层的扰动和对地面、地下构筑物的影响。土层开挖在盾构开挖土层的过程中,为了安全并减少对地层的扰动,一般先将盾构前面的切口贯入土体,然后在切口内进行土层开挖,开挖方式有:①敞开式开挖。适用于地质条件较好、掘进时能保持开挖面稳定的地层。由顶部开始逐层向下开挖,可按每环衬砌的宽度分数次完成。②机械切削式开挖。用装有全断面切削大刀盘的机械化盾构开挖土层。大刀盘可分为刀架间无封板的和有封板的两种,分别在土质较好的和较差的条件下使用。在含水不稳定的地层中,可采用泥水加压盾构和土压平衡式盾构进行开挖。③挤压式开挖。使用挤压式盾构的开挖方式,又有全挤压和局部挤压之分。前者由于掘进时不出土或部分出土,对地层有较大的扰动,使地表隆起变形,因此隧道位置应尽量避开地下管线和地面建筑物。此种盾构不适用于城市道路和街坊下的施工,仅能用于江河、湖底或郊外空旷地区。用局部挤压方式施工时,要根据地表变形情况,严格控制出土量,务使地层的扰动和地表的变形减少到最低限度。④网格式开挖。使用网格式盾构开挖时,要掌握网格的开孔面积。格子过大会丧失支撑作用,过小会产生对地层的挤压扰动等不利影响。在饱和含水的软塑土层中,这种掘进方式具有出土效率高、劳动强度低、安全性好等优点。推进操纵与纠偏推进过程中,主要采取编组调整千斤顶的推力、调整开挖面压力以及控制盾构推进的纵坡等方法,来操纵盾构位置和顶进方向。一般按照测量结果提供的偏离设计轴线的高程和平面位置值,确定下一次推进时须有若干千斤顶开动及推力的大小,用以纠正方向。此外,调整的方法也随盾构开挖方式有所不同:如敞开式盾构,可用超挖或欠挖来调整;机械切削开挖,可用超挖刀进行局部超挖来纠正;挤压式开挖,可用改变进土孔位置和开孔率来调整。衬砌拼装常用液压传动的拼装机进行衬砌(管片或砌块)拼装。拼装方法根据结构受力要求,可分为通缝拼装和错缝拼装。通缝拼装是使管片的纵缝环环对齐,拼装较为方便,容易定位,衬砌圆环的施工应力较小,但其缺点是环面不平整的误差容易积累。错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开管片长度的1/2~1/3。错缝拼装的衬砌整体性好,但当环面不平整时,容易引起较大的施工应力。衬砌拼装方法按拼装顺序,又可分为先环后纵和先纵后环两种。先环后纵法是先将管片(或砌块)拼成圆环,然后用盾构千斤顶将衬砌圆环纵向顶紧。先纵后环法是将管片逐块先与上一环管片拼接好,最后封顶成环。这种拼装顺序,可轮流缩回和伸出千斤顶活塞杆以防止盾构后退,减少开挖面土体的走动。而先环后纵的拼装顺序,在拼装时须使千斤顶活塞杆全部缩回,极易产生盾构后退,故不宜采用。衬砌背后压注为了防止地表沉降,必须将盾尾和衬砌之间的空隙及时压注充填。压注后还可改善衬砌受力状态,并增进衬砌的防水效果。压注的方法有二次压注和一次压注。二次压注是在盾构推进一环后,立即用风动压注机通过衬砌上的预留孔,向衬砌背后的空隙内压入豆粒砂,以防止地层坍塌;在继续推进数环后,再用压浆泵将水泥类浆体压入砂间空隙,使之凝固。因压注豆粒砂不易密实,压浆也难充满砂间空隙,不能防止地表沉降,已趋于淘汰。一次压注是随着盾构推进,当盾尾和衬砌之间出现空隙时,立即通过预留孔压注水泥类砂浆,并保持一定的压力,使之充满空隙。压浆时要对称进行,并尽量避免单点超压注浆,以减少对衬砌的不均匀施工荷载;一旦压浆出现故障,应立即暂停盾构的推进。盾构法施工时,还须配合进行垂直运输和水平运输,以及配备通风、供电、给水和排水等辅助设施,以保证工程质量和施工进度,同时还须准备安全设施与相应的设备。

  6研究结论和展望

  论文通过对地铁盾构风险管理的相关理论,风险识别的具体方法进行了研究,以某地铁4号线二期工程为背景,在对项目现场进行详细调查分析的基础上,从工程特点和范围、设计关键、水文地质条件以及施工组织方案等方面进行了非常全面的分析。
  论文通过定性和定量相结合的方法进行风险评估,研究内容主要包括以下三部分点:
  第一部分,绪论。分析研究背景及意义、研究内容、拟解决的问题、创新之点。介绍地铁盾构施工风险管理的基本内容,分析对风险的认识,了解构成要素与构成要素之间的关系,然后提出地铁盾构施工风险的分类与特点,并阐述了施工风险的管理过程。
  第二部分,地铁盾构施工风险概念与理论研究。对地质隧道盾结构风险管理的相关概念、理论进行归纳整理,为后续的研究奠定理论基础;主要是针对风险识别的定义、流程和方法进行简单阐述。引出某地铁施工中盾结构风险识别。对地铁盾构法施工风险问题与对策研究。以某实际的隧道工程为例,分析其在地铁盾结构施工风险管理工作中存在的问题,提出施工风险改进与优化措施,并建立保障机制;
  第三部分,地铁隧道盾构施工风险管理实施效果观察。对某地铁隧道盾构实施风险管理改进与优化措施进行观察,证明研究成果具有科学性、合理性与操作性,具有推广应用的可行性与实际价值。结论与展望,对全文研究内容进行总结,对未来的风险管理研究加以展望。
  增强管理中施工风险的管理可以使得地铁建设过程的控制更加系统和完善,实时把握施工动态并进行严格地监测,加强预警,从而有效减少安全事故的发生,真正达到风险管理的目的,为我国地铁的建设保驾护航。

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