隧道施工盾构进出洞风险认知

1、隧道施工盾构进出洞风险认知盾构出洞指在始发井内利用临时组装的管片、反力架等设备，是盾构机离开盾构基座经井壁上的出洞口沿指定路线推进的一系列作业。盾构机进洞指盾构机从竖井外侧掘进进入竖井内基座上的一系列作业。盾构出洞一般流程分为盾构出洞准备工作、洞门拆除和掘进施工三大部分。 盾构出洞流程同样分为三个步奏：盾构进洞前准备工作、洞门拆除、盾构进洞和洞门封堵。盾构进洞前准备工作包括地基加固检查、盾构轴线测量、盾构进洞施工参数的设定等。根据盾构法施工隧道建设的实践经验，盾构进出洞施工阶段的风险主要存在于以下四个工况。盾构机器的吊装和拼装时的风险识别。盾构机设备庞大，结构复杂，分块吊装完成后才能在工作井内

2、进行拼装，且拼装过程花费时间也较长。如果设备吊装过程中指挥不当，未按设计图纸要求进行拼装，现场管理混乱。雨季施工过程中未做好排水工作等都会造成相应的工程事故。盾构始发时的风险识别。在盾构始发时，可能因施工工艺方法安排不当；土体加固措施不当或失效；盾构姿态不好或推力过大；上浮土体量小于开挖土体量；盾构机的基座固定方式设计不当等造成工程事故。盾构机到达时的风险识别。在盾构到达时，可能因土层加固措施不当；止水滞幕失效；临时挡土结构拆除不当；盾构姿态控制不良及轴线控制不当；掘进速度及到达时的推力不当等造成工程事故临时工程和设备拆除事故。可能因施工现场管理混乱；施工人员缺乏较强的安全意识；施工工序及方法

3、不当等造成工程事故。 (l)基坑围护结构不当:工作井的结构和支护不当,将产生过大的变形甚至基坑失稳,土体坍塌,盾构机被掩埋;(2)土体加固不当:盾构出洞前方土体加固不当、失效,洞门打开,出洞前将产生正面突然涌水、涌砂,大幅度地表沉降,甚至导致工作井坍塌,盾构机掩埋;(3)轴线偏离过大:施工轴线偏差较大,导致纠偏及管片拼装困难,隧道漏水甚至盾构无法到达目标井;(4)后靠不稳定:盾构出洞时,由于后靠及支撑无法承受盾构推进所须的后坐力,因而导致支撑系统破坏,基坑失稳;(5)凿除洞门出现涌土:凿除钢筋混凝土洞门时,产生涌土,导致支撑系统破坏,基坑失稳。根据大型泥水盾构进出洞施工各风险事件的权重大小，用

4、层次分析法把一个施工工况中同级各个因子两两相互比较，按重要性大小进行权重标度。大型泥水盾构进出洞施工各因子权重标度按: 特别重要( 标度取 2) 、 同等重要( 标度取1 ) 、不重要( 标度取 0) 。 各因子数量值将构成一个“构造判断矩阵” ， 经一次性检验后， 其最大特征值对应的向量为对应各因子的权重向量。表 Ui一级指标权重上一层次元素类指标一级判断矩阵单排序权重一致性计算U1U2U3U4总目标（风险系数）地质条件U111/31/51/20.0882max=4.0145C.R.=0.00540.1盾构选型U2311/220.2717进（出）洞施工U352130.4832人员管理状况U4

5、21/21/310.1569表 U1i二级指标的单排序权重上一层次元素判断矩阵单排序权重一致性计算U11U12U13U14U15U16地质条件U1111/221/41/410.0820max=6.051C.R.=0.00820.1U122131/21/210.1393U131/21/311/71/71/20.0450U144271140.3208U154271140.3208U161121/41/410.0921表 U2i二级指标的单排序权重上一层次元素判断矩阵单排序权重一致性计算U21U22U23U24U25U26盾构选型U211 1/2 1/32 1/41 0.0862max=6.2012

6、C.R.=0.03250.1U2221 1/24 1/220.1643U233 2 15 1 6 0.3099U24 1/2 1/4 1/51 1/720.0572U2542 17 14 0.3214U261 1/2 1/6 1/2 1/410.0610表 U3i二级指标的单排序权重上一层次元素判断矩阵单排序权重一致性计算U31U32U33U34进（出）洞施工U3112 1/22 0.2491max=4.0604C.R.=0.02240.1U321/211/420.1481U332 4 14 0.4981U341/21/21/410.1047表 U4i二级指标的单排序权重上一层次元素判断矩阵单

7、排序权重一致性计算U41U42U43U44U45U46人员管理状U4113 23 4 6 0.3751max=6.1436C.R.=0.02320.1U42 1/31 1/2 1/22 20.1136U43 1/22 12 3 4 0.2317U44 1/32 1/21130.1364U45 1/4 1/2 1/31 12 0.0901U46 1/6 1/2 1/4 1/3 1/210.0531一级指标权重值二级指标权重值地质条件0.0882地质的变异性0.0820场区地质滑动断裂带0.1393地震0.0450饱和含水砂土层0.3208承压水0.3208其他不良地质现象0.0921盾构选型0.

8、2717刀盘对地层的适用性0.0862推进系统0.1643泥水平衡仓0.3099盾尾密封装置0.0572同步注浆系统0.3214辅助方法0.0610进（出）洞施工0.4832进出洞加固体质量0.2491洞口密封0.1481盾构推进施工参数0.4981监控量测0.1047人员（管理）状况0.1569人员素质0.3751人员经验0.1136人力资源配置0.2317施工管理体系0.1364施工安全体系0.0901施工组织设计0.0531R(U1)=0.70.30.70.10R(U3) =0.900.200进行模糊一级变换：RI=1iR(U1)=0.0820 0.1393 0.0450 0.3208

9、0.3208 0.09210.7=0.2596 0.6899 0.5357 0.5630 0.4263R2=2iR(U2)=0.0862 0.1643 0.3099 0.0572 0.3214 0.0610.7=0.5759 0.3149 0.6220 0.1878 0.0829 R3=3iR(U3)=0.2491 0.1481 0.4981 0.1047 0.9=0.8104 0.1573 0.2268 0.1141 0.0741R4=4iR(U4) =0.3751 0.1136 0.2317 0.1364 0.0901 0.0531 0.7 =0.4906 0.4613 0.7001 0.2828 0.1549由此得到二级模糊关系矩阵：R=