深圳地铁土压平衡盾构隧道工程风险管理

深圳地铁土压平衡盾构隧道工程风险管理

发表时间：2009-05-14T16:37:30.310Z 来源：《建筑科技与管理》2009年第3期供稿作者：郭海

[导读] 研究了该工程的风险发生机理，找到了主要的工程风险，并采用R=P×C法对对主要风险进行了评价和分级，确定了主要风险的风险级别，为工程的顺利进行提供了参考与保障。

【摘要】以深圳地铁某土压平衡盾构隧道工程为依托，分析了该工程采用土压平衡盾构施工的重点难点。研究了该工程的风险发生机理，找到了主要的工程风险，并采用R=P×C法对对主要风险进行了评价和分级，确定了主要风险的风险级别，为工程的顺利进行提供了参考与保障。

【关键词】深圳地铁；盾构隧道；土压平衡盾构；风险管理；风险识别与评价The Risk Management of Shield Tunnelling in Shenzhen Metro

Guo Hai

(China Railway group No.6 bureau limited coMPany Dungou branchBeijing100000)

【Abstract】 The difficulties and emphases are analyzed base on the EPB tunnelling in Shenzhen metro. The risk mechanism are studied and analyzed, and the main risks are found out. The main risks are assessed and classified employing the method of R = P×C, then the risk classification is determined. These studies ensure the project advance successfully.

【Key words】Shenzhen metro; shield tunnelling; EPB; risk management; risk Identification and assessment 1. 引言风险管理是风险的识别、分析、评估和处理的一个系统过程。自从Einstein H.H教授(MIT，1970) 首次将风险管理引入隧道工程以来，风险管理已在地下工程领域取得了很大的进步和众多成果。尽管国内地铁隧道应用盾构法施工已有十几年的时间，但由于城市的地铁工程所处环境的特殊性，在工程中存在多种风险。特别是最近几年地铁事故频发，说明了我们对地铁施工的风险管理存在不足需要改进之处。在此，以深圳地铁2号线的某盾构标段为背景探讨盾构隧道施工的风险管理。希望有助于地铁工程的顺利进行。2. 工程背景

2.1隧道及施工环境。以深圳地铁2号线工程土建2202标段的盾构隧道工程为背景，该盾构标包括沙河东站～世界之窗站区间、科技园站～沙河东站两区间。科技园站至沙河东站盾构区间从高新南十道起，穿越沙河西路、大沙河、沙河高尔夫球场以及沙河东路，抵达白石三道。区间隧道经过的地面建（构）筑物主要为高尔夫别墅群。盾构施工影响较大的高尔夫别墅有4栋，别墅均为两层框架结构，基础为搅拌桩加固基础，搅拌桩底距隧道拱顶为7.99m～11.28m。

表1 隧道基本情况

埋深最小曲

线半径最大线

路纵坡外径内径管片长度8m～23m 400m 27‰ 6m 5.4m 1.5m1.2地质条件。场地原始地貌为大沙河三角洲相及海滩，原始地面标高-0.7～-1.2m，场地经过填筑，高尔夫球场于1997年吹砂、填土修筑，沙河西路1998年后修建，其它地段也先后填筑，建有高新南十道、白石三道、沙河西路、沙河东路等，地面高程2.53～6.03m，线路下穿大沙河，河床高程约-0.24 m。覆土表层为人工填筑的（Qml）素填土（填石、填砂），其下为第四系海陆交互相（Q4mc）粗砂（含淤泥），全新统海积（Q4m）淤泥质粘土、粗砂（含淤泥）、冲洪积（Q4al+pl）粘土、砾砂，第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）粘土、砾砂，中更新统残积（Qel）砾（砂）质粘土，下伏基岩为燕山晚期粗粒花岗岩（γ53）。表2主要地质参数

岩土分层名称及状态密度（g/cm3） c（KPa） φ（°）压缩模量（MPa）承载力特征值(KPa)<5-1> 粉质粘土（软塑） 1.82 22 10 3.70 100<5-2> 中砂（稍密） 1.92 / 20 / 160<6-1> 砾（砂）质粘性土 1.82 22 17 3.79 180<6-2> 砾（砂）质粘性土 1.83 24 21 4.12 230<8-2> 砾（砂）质粘性土（可塑） 1.82 22 18 3.79 180<8-3> 砾（砂）质粘性土（硬塑） 1.83 25 20 4.12 230<9-1> 全风化花岗岩（土柱状） 1.86 26 23 4.68 300

1.3设备条件。采用两台复合刀盘式土压平衡盾构（EPB）进行掘进。刀盘配备有刮刀、滚刀。滚刀刀座可与齿刀进行互换。盾构主要参数如表1所示。

表3主要技术参数

项目参数盾构类型混合刀盘式

土压平衡盾构开挖直径（m） 6.28最大工作压力（bar） 3总功率（kW） 1800额定扭矩（KN·m） 4500最大推力（KN） 34210最大推进速度（mm/min） 80刀具形式 17″滚刀与刮刀开口率（%） 25转速（r/min） 0～6.1 3. 主要风险分析与识别

盾构法隧道在深圳的应用还不到10年，在实际施工中仍存在很多不确定性因素，为了减少工程风险，并使工程顺利进行，需要对土压平衡盾构施工的风险进行系统的分析。

3.1风险识别。风险识别是用在弄清工程项目、施工环境和工程因素的关系的基础上，用系统的方法对致险因素进行探究。风险识别是进行分线分析的第一步，同时也是很重要的一步。若忽略了这一步，常常会导致对一个问题的长期和综合的考虑。在地铁隧道的修建过程中存在许多致险因素。这些因素可以导致不同类型的结果，因此忽略这些错误是不对的，但如果考虑这些因素会使问题变得复杂。风险识别是为了减少风险问题的不确定性，因此，采用静态和动态分析相结合的方法进行风险识别的分析。如图1所示。3.2孕险环境。孕险环境是决定一个事故发生的基本因素，也被认为是一个风险的内因。对于这个工程孕险环境是指特殊的地质环境和施工环境。沿线建筑物，复合地层，下穿大沙河，穿越卵石层。

3.3致险因子。致险因子是风险事故发生的直接原因。孕险环境和致险因子公共组成了风险的两个基本因素。经过分析研究，本工程的主要风险因子包括以下几点：盾构刀盘选型不合适、开挖面失稳、地层损失过大、施工参数不合理、施工机械故障。