[分享]盾构法隧道工程的风险分析
盾构
盾构，全称隧道掘进机(Tunnel Boring Machine)，是一种用于软土、土岩混合、岩石等地层内隧道暗挖施工的机械设备，具有金属外壳，外壳内装有整机及其辅助设备，通过外壳的掩护进行地层开挖、渣土(石)排运、整机推进和管片安装或其他支护等作业，使隧道一次成型。
传统上讲，用于土层或土岩混合地层的称为盾构，用于岩石地层的称为岩石全断面掘进机(国际上简称TBM)。在欧美地区，一般将上述两种情形统称为TBM，而在日本、中国和东南亚地区，仍习惯的有盾构和TBM之分。
通过对盾构法隧道工程的风险分析，可以有针对性的重点加强施工过程中的监测，主要风险分析如下：
1、盾构机适应性和可靠性(盾构选型)风险分析
在盾构施工过程中，由于盾构机械选择不当及机械性能问题所造成的风险事故有以下几种可能：大刀盘、刀头磨损;泥浆泵及管路磨损、堵塞;主轴承磨损、密封件防水失效;盾尾密封系统不可靠或长时间磨损，导致周边水土流失，盾构机内涌水或沉陷;数据采集系统、传感器失灵;液压推进系统漏油;注浆管路堵塞;磨损或收到较大的偏心力矩致使主轴断裂，盾构机无法工作。
2、盾构吊装风险分析
在盾构吊装过程中，由于吊装方案或实施过程引起的问题，如盾构设备较重，吊装设备的承载能力不够可能引起吊装设备倾覆、坠落，其荷载大引起地面过量沉降对下方管线损坏，对盾构井结构侧压力大引起结构开裂，基座、反力架安装偏差引起盾构进洞姿态差或受力问题。
3、盾构机进出洞施工风险分析
国内外盾构施工经验表明，盾构机进出洞的安全是盾构隧道施工一个非常重要的环节。目前，国内盾构隧道多起事故均发生在盾构进出洞阶段，主要表现在盾构机进出洞端头地层的加固、盾构进出洞盾构姿态的控制、泥水平衡的建立、洞口密封等方面。
4、地表沉降过大风险分析
引起地表沉降过大的风险原因主要包括：盾构选型不当，土体自立性差，地下水位勘察失误，土层变化较大，土层受扰动较大，平衡压力设定偏低，推进速度慢，出土量过大，施工监测不及时准确，管片拼装时盾构后退，注浆量不够，补注浆不及时，注浆压力不适当，注浆材料不合格，注浆浆液配合比不当，注浆部位不合理。
5、更换刀具风险分析
由于受地层条件及刀具耐磨性能的影响，盾构机在隧道掘进施工达到一定工程量后，刀具将会磨损，如果不及时进行换刀处理而继续掘进，轻则无法保证正常的掘进速度，重则会使盾构机无法掘进施工，甚至影响盾构机的寿命。因此，盾构机在施工过程进行开舱换刀是必要的工作。按目前盾构机的工程环境、施工工艺及技术，开舱换刀过程会受到周围地质环境的影响。在不带压的情况下进行开舱换刀，只有在地层比较稳定、无大量地下水涌出、无有毒气体存在的情况下才能进行，否则，容易造成安全事故。因此，对盾构机开舱换刀的地层条件的选择和判断是十分重要的。
6、盾构穿越建(构)筑物风险分析
城市轨道交通修建时经常穿越城市闹市区、居民住宅区、地下管线和河流。此时保证各类建(构)筑物、管线及自身施工安全，是工程施工的重中之重。因此，应通过采用主动与被动措施来积极可靠的保证盾构施工的安全。
7、管片拼装风险分析
管片拼装的好坏决定了管片环环之间、块块之间的缝隙宽度，因而影响隧道防水质量。防水质量是决定地下区间隧道使用寿命的关键性因素。管片拼装风险主要包括管片型号拼装错误、管片间隙太小、拼装中管片结构碎裂导致防水条损坏、管片错台严重、成环管片环面与隧道设计轴线不垂直、管片拼装的纵缝质量不佳、管片椭圆度过大及管片渗漏水严重等风险特点。
8、盾构穿越地下障碍物
盾构遇到未探明的管线结构、桩基、地热井、勘察遗留的钻杆等障碍物时可能导致盾构刀盘损坏、环境损坏事故。
9、小曲率半径施工、近接施工风险
盾构在小曲率半径施工过程中姿态难控制，容易引起土方超挖产生过量沉降，引起地面塌陷、管线破坏等事故。两台盾构设备近接施工或与其他工程近接施工时，因结构间土层受强烈扰动，引起过量沉降带来结构或环境对象损坏。
10、盾构漂移
盾构设备在不良地层掘进时，受地下水或偏载的影响，引起拼装完的结构漂移，偏离设计位置，并引起管片开裂、渗漏水病害。
11、有害气体
盾构开挖遇到易燃易爆气体，或有毒化学物质挥发气体，引起爆炸、人员中毒等风险。
综上所诉
盾构法施工风险分析表明，盾构施工阶段风险主要体现在开挖引起周边地层变化，对工程周边环境的影响以及盾构管片结构的变形、渗漏等。盾构区间地层条件，盾构结构与环境对象的空间关系，施工开挖过程中的参数、盾构姿态控制等与工程风险密切相关。
