超大矩形断面浅覆土盾构顶管施工风险识别及风险评估

发布时间：2019-09-25 11:59

【摘要】：超大断面、超小净距、多孔矩形浅覆土盾构顶管施工风险包括设备风险、进出洞风险、掘进风险和环境风险等。采用R=P×C定级和模糊综合评价相结合的方法,对各风险的风险源进行排序和评价,可得设备风险、进出洞风险、掘进风险的风险等级为高度,环境风险的风险等级为中度。并以此采取相应地控制措施,对残余风险等级进行相应评价,将风险分析与合理对策相结合,提出预防或降低风险的措施。研究结果对工程建设单位和相关部门的决策提供科学、系统、综合、实用的依据,实现安全、经济、高效的管理目标。
【图文】：

场地位置

的措施。研究结果对工程建设单位和相关部门的决策提供科学、系统、综合、实用的依据，实现安全、经济、高效的管理目标。1工程概况红专路隧道位于红专路与中州大道交叉口，西接红专路姚寨路交叉口，东接龙湖商务外环。工程全长801.263m，隧道按4孔布置，中间2孔为机动车道，设置为双向4车道。大顶管机外形尺寸10.12m×7.27m，管片尺寸10.1m×7.25m，，管片厚度60cm，小顶管机外形尺寸7.52m×5.42m，管片尺寸7.5m×5.4m，管片厚度55cm；长度为1.5m，C50P10砼，采用顶管法和土压平衡盾构掘进相结合的方式进行施工，如图1所示。图1场地位置Fig.1Sitelocation超大断面、超浅覆土多孔矩形隧道盾构顶管施工，其主要难点包括盾构及顶管机械的确定，隧道进洞与出洞过程的地层变形和管节轴线控制，隧道掘进过程中的开挖面稳定性、轴线纠偏和穿越障碍物，以及下穿既有道路和敏感管线等环境效应。同时也是本工程易发生施工风险的关键环节。2风险评估方法根据红专路隧道的实际情况、评价目标和已有的评价基础资料等，选择R=P×C定级法和模糊综合法相结合的风险评价方法，对该隧道风险进行评估。R=P×C定级法是综合考虑风险因素发生概率和风险后果，给风险定级的1种方法。其中，R表示风险；P表示风险因素发生的概率；C表示风险因素发生时可能产生的后果。P×C不是简单意义的相乘，而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合。模糊评价法是利用模糊集理论评价工程项目

流程图,流程,风险

不能精确的特性就是模糊性。模糊评价法就是权衡各种因素，给出一个总概括式的优劣评价或取舍，属于多目标决策方法。对于本文所依托的工程项目，先采用P×C定级法先找出项目中存在的各种主要风险因素，并分析各风险因素的发生概率P；然后根据各风险所产生的后果对人、环境和工程项目本身造成的影响程度，采用定量计算的方法给这些风险因素划分后果等级C；最后将P和C组合起来，参照模糊综合评价法的风险判断矩阵，对各风险因素的等级进行排序和评价。在上述风险评估方法的基础上，采用以下评估流程进行风险评估，如图2所示。图2评估流程Fig.2Evaluationprocess3风险识别3.1风险分析红专路隧道顶管段拟采用土压平衡盾构与顶管法结合的施工方法，从进出洞风险、选型风险、设备风险、掘进风险以及环境风险等方面对施工过程的风险进行分析如下。1)进出洞风险主要包括洞口土体发生坍塌；洞口土体大量流失；进出洞轴线偏离设计；顶管后靠支撑发生位移及变形；凿除洞门后出现涌土。2)盾构选型风险盾构机机型选择正确与否是盾构隧道工程施工成败的关键。盾构选型欠妥易发生如下事故：掘削面喷水，掘进被迫停止；掘削面坍塌使周围建筑物基础受损；地层变形、地表沉降，地下管道设施受损，引起管道破裂，造成喷水、喷气、通讯中断、停电等；严重时导致整条隧道报废。3)盾构机与顶管设备风险盾构与顶管机械选择不当所造成的风险事故有以下几种可能：大刀盘和刀头磨损；千斤顶推进故障；注浆系统故障；吊装与拼装系统故障；盾尾密封系统失效等。4)掘进风险由于工程地质情况的复杂性，盾构顶管在掘进过程中，可能会碰到的主要风险有：开挖工作面失稳；盾构轴线偏离；开挖面有障碍物。5)环境风险盾构顶管下穿重要市政道路——
【作者单位】：中铁中原投资发展有限公司;中南大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金青年基金资助项目(5140826)
【分类号】：U455.43

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 彭立敏;王哲;叶艺超;杨伟超;;矩形顶管技术发展与研究现状[J];隧道建设;2015年01期

2 贾连辉;;超大断面矩形盾构顶管设计关键技术[J];隧道建设;2014年11期

3 王剑;邓宗伟;;某超大直径断面顶管施工引起的地层位移分析[J];铁道科学与工程学报;2014年02期

4 郭延华;吴龙海;;南京地层地铁隧道施工的Peck公式修正[J];河北工程大学学报(自然科学版);2013年01期

5 张志勇;;复杂环境下大截面矩形顶管施工管线保护技术[J];施工技术;2011年10期

6 卢海林;赵志民;方們;姜忻良;;盾构法隧道施工引起土体位移与应力的镜像分析方法[J];岩土力学;2007年01期

7 张海波,殷宗泽,朱俊高;地铁隧道盾构法施工过程中地层变位的三维有限元模拟[J];岩石力学与工程学报;2005年05期

8 徐前卫,尤春安,李大勇;盾构近距离穿越已建隧道的施工影响分析[J];岩土力学;2004年S1期

9 魏纲,徐日庆,屠玮;顶管施工引起的土体扰动理论分析及试验研究[J];岩石力学与工程学报;2004年03期

10 房营光,莫海鸿,张传英;顶管施工扰动区土体变形的理论与实测分析[J];岩石力学与工程学报;2003年04期

相关期刊论文前10条

1 冉孟辉;;长大管幕施工地表沉降预测[J];江西建材;2017年18期

2 胡新朋;;大断面矩形混凝土顶管隧道管节接头结构研究[J];铁道建筑;2017年08期

3 王雷;张黎;王新铭;王冠雄;;煤矿岩巷顶管施工沿途阻力研究[J];煤矿安全;2017年08期

4 范磊;;富水砂卵石地层矩形顶管机的研究及应用——结合成都川大下穿人民南路人行通道工程[J];隧道建设;2017年07期

5 过浩侃;滕延锋;陈根林;;轴向伸缩式切削刀盘在矩形盾构机上的应用[J];建筑施工;2017年07期

6 田海霞;;地铁盾构隧道下穿客专涵洞的影响分析及处理措施[J];天津建设科技;2017年03期

7 赖金星;秦海洋;樊浩博;宋文鸽;刘厚全;;地铁盾构施工对大雁塔影响的数值分析[J];公路;2017年06期

8 王明胜;王光辉;刘岩;徐虎城;叶康慨;;矩形顶管隧道掌子面支护压力及稳定性分析[J];低温建筑技术;2017年05期

9 刘娇;;马蹄形隧道掘进机刀盘设计探讨[J];隧道建设;2017年S1期

10 康祖玮;杨伟超;尹荣申;邓锷;;超大矩形断面浅覆土盾构顶管施工风险识别及风险评估[J];铁道科学与工程学报;2017年05期

相关期刊论文前10条

1 曹海军;;大断面矩形顶管施工技术例析[J];建筑;2014年07期

2 曹永超;;土压平衡盾构施工泡沫剂效用分析[J];科技风;2013年14期

3 郭延华;吴龙海;;南京地层地铁隧道施工的Peck公式修正[J];河北工程大学学报(自然科学版);2013年01期

4 胡子建;周勇;朱建群;姜晓日;;隧道开挖过程中软弱围岩的爆破技术研究[J];河北工程大学学报(自然科学版);2012年03期

5 冯晓光;任建喜;王金华;;西安黄土地层盾构施工的Peck公式修正[J];西安科技大学学报;2012年03期

6 牟兆刚;王化耀;付学术;;引水隧道井检孔水文地质特征及井筒涌水量预算[J];中国煤炭地质;2012年05期

7 陈鹏;杨小礼;黄阜;;浅埋三孔隧道围岩位移场解析解研究[J];铁道科学与工程学报;2011年01期

8 伍振志;;基于非均匀收敛模式的隧道地表变形的随机介质预测模型[J];中南大学学报(自然科学版);2010年05期

9 宋杰;侯艳春;;矩形顶管法在城市轨道交通中的应用与设计方法[J];城市轨道交通研究;2010年10期

10 李建平;;某铁路隧道隧址区水文地质条件分析与洞身涌水量预算[J];中国煤炭地质;2010年06期

相关期刊论文前10条

1 张振宇;;盾构法施工技术在我国的应用与发展[J];武汉工程职业技术学院学报;2005年04期

2 石双丽;;浅谈盾构法施工对盾构设备的选型[J];山西建筑;2007年15期

3 向昌平;;盾构法施工技术在地铁建设运用中的技术问题分析[J];中国高新技术企业;2008年08期

4 ;轨道交通盾构法施工技术专题[J];城市轨道交通研究;2009年12期

5 刘娜;;盾构法施工单机核算管理模式的应用[J];现代隧道技术;2012年02期

6 顾艳阳;;降低盾构法施工成本的措施探讨[J];价值工程;2013年01期

7 王小红;;小议地铁施工盾构法施工技术[J];科技创新与应用;2013年34期

8 李明X;;大芝加哥1968～1976年污水管盾构法施工工程汇总[J];市政技术;1980年04期

9 马积薪;盾构法今昔[J];隧道译丛;1994年08期

10 汪波;亮马河北路污水工程盾构施工管理[J];市政技术;2001年03期