1、隧道施工核心安全風險因素的可能性分析1隧道深基坑風險可能性模糊分析深基坑面臨的風險包括沒有認識到存在的風險和已經意識到風險，但是采取的措施沒有能夠預防風險。最大的風險是沒有認識到的風險。基坑周邊和基坑范圍內的一切都可能構成基坑風險，如基坑范圍的工程地質和水文地質條件地下管線地下構筑物周邊建筑物周邊道路車流等。另外，天氣因素，如突降暴雨連續降雨等也可能構成基坑風險。風險防范周期深基坑工程的風險防范應從線網規劃階段到工程施工的全過程。前期規劃階段造成的風險是系統性的，會對一條或幾條線路造成影響，帶來的風險更高危害更大。例如，西安地鐵線網規劃中，線路應該注意繞避文物和避免斜交穿過地裂縫或與地裂縫帶近

2、距離平行!如果線網規劃中不注意文物和地裂縫問題，將給下階段設計帶來系統性的風險，所以，在線網規劃階段，注意繞避大江大河重要構筑物鐵路公路等，將風險防范關口前移，是線網規劃中應注意的問題。風險防范的層次性 地鐵基坑的風險表現為一定的層次性，在規劃階段應注意防范系統性風險，初步設計階段注意防范站位風險，施工圖階段注意防范個性風險。針對風險防范，每個階段均要有重點有主次、線網規劃階段應注意使線位和站點避開不良地質帶，高程上避免穿過不良地層!初步設計時針對工點分析地質管線構筑物周邊房屋交通狀況，合理布置站位，規避風險!施工圖設計中，合理設置支撐體系，分層分段控制土方開挖，制定嚴密的監控量測方案，確保基

3、坑安全。設計過程風險控制建立因素集圖 工作井基坑坍塌影響評判因素對于工作井基坑坍塌安全風險影響而言，每個因素都起到了或大或小的作用，但對于基坑坍塌風險發生的可能性研究而言，對每個因素的影響都進行分析是難以實現的，也是不必要的。因而本文選擇最重要的、影響力較大的一些核心安全風險因素進行分析。根據錢江創新與實踐中，本文選取四個影響因素，分別為地質條件、圍護結構設計、基坑開挖、人員（管理）狀況。建立因素集：u1，u2，u3，u4=地質條件，圍護結構設計，基坑開挖，人員（管理）狀況，具體的工作井基坑坍塌風險影響的評判因素劃分見圖 所示。然后進行因素等級劃分，因素等級劃分就是把風險因素按一定的風險度劃分

4、為若干個區間。一般來說，等級越高，風險度越大，風險發生的可能性就越大。劃分的意義在于更有利于隸屬度的確定，劃分的方法可以建立在統計數據、理論分析及數值計算的基礎上，如果缺少統計數據和理論計算，只能借助主觀經驗來劃分。分別對u1j,u2j,u3j,u4j中的各因素劃分為五個因素等級（好）、（較好）、（一般）、（較差）、（差）建立評價集評價集是評價者對評價對象可能做出的各種總的評價結果所組成的集合，一般以程度語言或評定取值區間為評價目標。用模糊語言對基坑坍塌風險發生可能性這個評價目標進行分類表述，建立評價集：V=1, 2,3,4,5 其中1表示幾乎不發生，2為很少發生，3為偶爾發生，4為可能發生，

5、5為頻繁發生。 式中各元素j代表各種可能的總評判結果，模糊綜合評價的目的，就是在綜合考慮所有影響因素的基礎上，從評價集中得出最佳的評價結果。建立因素等級評價矩陣第一個版本 要確定單因素評價矩陣R,主要是建立因素集C=c1,c2,cm到評價集V=1, 2,3,4,5的模糊映射，也就是對于每個因素ci（i=1,2,，m），確定隸屬度與每個評價指標j(j=1,2,，n)的對應關系rij。若評價集為很好，好，一般，較差，差設有k個專家打分，對于因素c1，有d11人認為“幾乎不發生”，有d12人認為“很少發生”,有d1j人認為“頻繁發生”，而。則c1的單因素評價向量為R1=（，）。以上可推廣到其他因素，

6、符號說明及表示如下：若dij（i=1,2，m，j=1,2，n）是評價第i項因素ci（i=1,2，m）為第j種等級j（j=1,2，n）的票數，（i=1,2，m）為專家組的人數。則：單因素評價矩陣R=第二個版本 每一個因素等級對于評價集的評價指標都有一定影響，其影響程度可用隸屬度函數表示，隸屬度的確定在模糊數學理論中占有十分重要的地位，它的客觀與否決定這評價結果的有效性。在上文中介紹了隸屬度的確定方法，其中模糊統計法最為客觀準確，但得到這些統計數據往往比較困難，因此在實際運用中多采用主觀經驗法或者典型函數指派法。由于影響因素不便量化分級，故而采用工程中常用的Karwowski等提出的隸屬度函數（見

7、表 ），各因素等級評價矩陣。R1= R2=風險評估計算采用模糊層次分析法對基坑工程施工安全風險等級進行確定。首先需要確定各指標的權重。本文采用專家打分方法來獲取各指標的權重值：設計調查問卷，邀請該領域相關專家對指標的重要程度進行兩兩比較并打分，通過平均值法計算獲得了各指標的權重，調查問卷見表 5.2。調查打分法是評價指標值的有效方法。本文設計了該基坑工程施工安全風險評價打分表。作者給該領域 150 名專家學者發放了該基坑工程施工安全風險評價打分表。最后，作者成功收集了 46 份基坑工程施工安全風險等級評價打分表。在與打分成員多次溝通的同時，作者對評價指標進行了進一步的修改和完善，以使評價指標更

8、能反映基坑工程施工安全的實際情況。本文運用層次分析法確定基坑工程安全風險權重時，大體可分為六個步驟： 建立基坑工程安全風險評價對象評價指標體系的樹狀圖其各指標代號如表；一級指標二級指標地質條件U1地質的變異性U11場區地質滑動斷裂帶地震U12飽和含水砂土層承壓水U13其他不良地質現象U14圍護結構設計U2基坑安全等級U21圍護結構形式U22支撐形式U23坑底加固形式U24基坑開挖U3基坑降水U31圍護結構施工質量U32支撐的及時性U33開挖方法U34監控量測U35人員（管理）狀況U4人員素質U41人員經驗U42人力資源配置U43施工管理體系U44施工安全體系U45施工組織設計U46設計專家調查

9、表，本文向 150 名相關專家發放調查表，要求各專家按表 5.2 比較填寫標度值，收回調查問卷 46 份；比較層次比較內容得分一級指標UiU1和Ui哪個重要U2和Ui哪個重要U3和Ui哪個重要U4和Ui哪個重要二級指標UijU11和U1j哪個重要.Ui1和Uij哪個重要.影響因素權重確定依據專家經驗法及類似工程經驗，采用標度法(表4-2)對各級因子對上一級目標的相對重要性進行兩兩比較，構造出判斷矩陣（見下表），然后計算出最大特征值，以及對應的向量（單排序權重），最后進行一致性檢驗。以求一級指標U1,U2,U3,U4 對總指標權重為例，詳細直觀的寫出層次分析法求出一級指標的權重，并經過一致性檢驗

10、。算法如下：U1U2U3U4U111/41/31/20.04170.45180.09801.002U241221620.43401.015U331/21231.31610.28561.017U421/21/210.50.84090.18241.012判斷矩陣的一致性檢驗一致性檢驗是檢查評估專家在判斷過程中思維是否保持一致，對上述判斷矩陣求解特征值，然后進行一致性檢驗。在Ui矩陣中求出，根據公式判斷矩陣的一致性。其中，按照表4-3取值。由表可知：=1.002+1.015+1.017+1.012=4.046由為0.9，計算：因此，滿足一次性檢驗。由此可得出一級指標權重如下表。表 Ui一級指標權重上

11、一層次元素類指標一級判斷矩陣單排序權重一致性計算U1U2U3U4總目標（風險系數）地質條件U111/41/31/20.0980max=4.046C.R.=0.0170.1圍護結構設計U241220.4340基坑開挖U331/2120.2856人員管理狀況U421/21/210.1824同理可根據U1-U1i,U2-U2i,U3-U3i,U4-U4i 各二級指標對上一級目標的相對重要性進行兩兩比較得出的判斷矩陣，算出個二級指標的單排序權重值，并需經過一致性檢驗。U1-U1i,U2-U2i,U3-U3i,U4-U4i判斷矩陣求出的二級指標權重如表 表 表 U1i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷

12、矩陣單排序權重一致性計算U11U12U13U14U15U16地質條件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二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U21U22U23U24圍護結構設計U2111/31/31/20.1089max=4.010C.R.=0.00380.1U2231120.3512U2331120.3512U2421/21

13、/210.1887 表 U3i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U31U32U33U34U35基坑開挖U31141350.3844max=5.314C.R.=0.0700.1U321/4111/210.1118U33111340.2786U341/321/3120.1441U351/511/41/210.0811表 U4i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U41U42U43U44U45U46人員管理狀況U411323460.3751max=6.144C.R.=0.02320.1U421/311/21/2220.1136U431/2212340

14、.2317U441/321/21130.1364U451/41/21/31120.0901U461/61/21/41/31/210.0531經過計算分別得出了一級指標U1,U2,U3,U4 對總目標權重，二級指標U1i，U2i，U3i，U4i對相應上一級目標U1,U2,U3,U4的權重。見下表。表 隧道工作井坍塌風險影響判斷各因子權重值一級指標權重值二級指標權重值地質條件0.0980地質的變異性0.0820場區地質滑動斷裂帶0.1393地震0.0450飽和含水砂土層0.3208承壓水0.3208其他不良地質現象0.0921圍護結構設計0.4340基坑安全等級0.1089圍護結構形式0.3512

15、支撐形式0.3512坑底加固形式0.1887基坑開挖0.2856基坑降水0.3844圍護結構施工質量0.1118支撐的及時性0.2786開挖方法0.1441監控量測0.0811人員（管理）狀況0.1824人員素質0.3751人員經驗0.1136人力資源配置0.2317施工管理體系0.1364施工安全體系0.0901施工組織設計0.0531模糊綜合評價根據工程具體情況，得出風險評估所需要的風險因素及其參考分級，借鑒類似工程和專家意見的因素等級評價表及隸屬函數，得到各因素等價評價矩陣，從而求解出模糊函數矩陣。R(U1)=0.70.30.70.10R(U3)=0.10.850.70.70.5進行模糊

16、一級變換：RI=1iR(U1) =0.0820 0.1393 0.0450 0.3208 0.3208 0.09210.7=0.2596 0.6899 0.5357 0.5630 0.4262 R2=2iR(U2) =0.1089 0.3512 0.3512 0.1887 0.3=0.6512 0.2542 0.6137 0.1244 0.0298R3=3iR(U3)=0.3844 0.1118 0.2786 0.1441 0.0811 0.1=0.4117 0.5402 0.7432 0.3595 0.2066R4=4iR(U4)=0.3751 0.1136 0.2317 0.1364 0.

17、0901 0.0531 =0.4906 0.4613 0.7001 0.2828 0.1549由此得到二級模糊關系矩陣R=0.2596B=iR= 0.0980 0.4340 0.2856 0.18240.2596=0.5151 0.4163 0.6588 0.2634 0.1419評價結果 根據最大隸屬度原則，即Vs 所以，判斷工作井基坑坍塌風險為級，即基坑坍塌可能性為“偶爾發生”。盾構進出洞風險認知盾構出洞指在始發井內利用臨時組裝的管片、反力架等設備，是盾構機離開盾構基座經井壁上的出洞口沿指定路線推進的一系列作業。盾構機進洞指盾構機從豎井外側掘進進入豎井內基座上的一系列作業。盾構出洞一般流程

18、分為盾構出洞準備工作、洞門拆除和掘進施工三大部分。 盾構出洞流程同樣分為三個步奏：盾構進洞前準備工作、洞門拆除、盾構進洞和洞門封堵。盾構進洞前準備工作包括地基加固檢查、盾構軸線測量、盾構進洞施工參數的設定等。根據盾構法施工隧道建設的實踐經驗，盾構進出洞施工階段的風險主要存在于以下四個工況。盾構機器的吊裝和拼裝時的風險識別。盾構機設備龐大，結構復雜，分塊吊裝完成后才能在工作井內進行拼裝，且拼裝過程花費時間也較長。如果設備吊裝過程中指揮不當，未按設計圖紙要求進行拼裝，現場管理混亂。雨季施工過程中未做好排水工作等都會造成相應的工程事故。盾構始發時的風險識別。在盾構始發時，可能因施工工藝方法安排不當；

19、土體加固措施不當或失效；盾構姿態不好或推力過大；上浮土體量小于開挖土體量；盾構機的基座固定方式設計不當等造成工程事故。盾構機到達時的風險識別。在盾構到達時，可能因土層加固措施不當；止水滯幕失效；臨時擋土結構拆除不當；盾構姿態控制不良及軸線控制不當；掘進速度及到達時的推力不當等造成工程事故臨時工程和設備拆除事故。可能因施工現場管理混亂；施工人員缺乏較強的安全意識；施工工序及方法不當等造成工程事故。 (l)基坑圍護結構不當:工作井的結構和支護不當,將產生過大的變形甚至基坑失穩,土體坍塌,盾構機被掩埋;(2)土體加固不當:盾構出洞前方土體加固不當、失效,洞門打開,出洞前將產生正面突然涌水、涌砂,大幅

20、度地表沉降,甚至導致工作井坍塌,盾構機掩埋;(3)軸線偏離過大:施工軸線偏差較大,導致糾偏及管片拼裝困難,隧道漏水甚至盾構無法到達目標井;(4)后靠不穩定:盾構出洞時,由于后靠及支撐無法承受盾構推進所須的后坐力,因而導致支撐系統破壞,基坑失穩;(5)鑿除洞門出現涌土:鑿除鋼筋混凝土洞門時,產生涌土,導致支撐系統破壞,基坑失穩。根據大型泥水盾構進出洞施工各風險事件的權重大小，用層次分析法把一個施工工況中同級各個因子兩兩相互比較，按重要性大小進行權重標度。大型泥水盾構進出洞施工各因子權重標度按: 特別重要( 標度取 2) 、 同等重要( 標度取1 ) 、不重要( 標度取 0) 。 各因子數量值將構

21、成一個“構造判斷矩陣” ， 經一次性檢驗后， 其最大特征值對應的向量為對應各因子的權重向量。表 Ui一級指標權重上一層次元素類指標一級判斷矩陣單排序權重一致性計算U1U2U3U4總目標（風險系數）地質條件U111/31/51/20.0882max=4.0145C.R.=0.00540.1盾構選型U2311/220.2717進（出）洞施工U352130.4832人員管理狀況U421/21/310.1569表 U1i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U11U12U13U14U15U16地質條件U1111/221/41/410.0820max=6.051C.R.=0.008

22、20.1U122131/21/210.1393U131/21/311/71/71/20.0450U144271140.3208U154271140.3208U161121/41/410.0921表 U2i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U21U22U23U24U25U26盾構選型U211 1/2 1/32 1/41 0.0862max=6.2012C.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/

23、6 1/2 1/410.0610表 U3i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U31U32U33U34進（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二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U41U42U43U44U45U46人員管理狀U4113 23 4 6 0.3751max=6.1436C.R.=0.02320.1U42 1/31 1/2 1/22 20.1136U43 1/22 12

24、 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 1/210.0531一級指標權重值二級指標權重值地質條件0.0882地質的變異性0.0820場區地質滑動斷裂帶0.1393地震0.0450飽和含水砂土層0.3208承壓水0.3208其他不良地質現象0.0921盾構選型0.2717刀盤對地層的適用性0.0862推進系統0.1643泥水平衡倉0.3099盾尾密封裝置0.0572同步注漿系統0.3214輔助方法0.0610進（出）洞施工0.4832進出洞加固體質量0.2491洞口密封0.1481

25、盾構推進施工參數0.4981監控量測0.1047人員（管理）狀況0.1569人員素質0.3751人員經驗0.1136人力資源配置0.2317施工管理體系0.1364施工安全體系0.0901施工組織設計0.0531R(U1)=0.70.30.70.10R(U3) =0.900.200進行模糊一級變換：RI=1iR(U1)=0.0820 0.1393 0.0450 0.3208 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=0.575

26、9 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由此得到二級模糊關系矩陣：R=0.2596一級模糊矩陣:B=iR =0.0882 0.2717 0.4832 0.1569 0.2596 =0.6479 0.2948 0.4357 0.2002 0.

27、1202評價結果 根據最大隸屬度原則，即Vs 所以，判斷盾構進出洞風險為級，即盾構進出洞風險可能性為“幾乎不發生”。泥水盾構過堤風險認知泥水盾構穿越堤防，風險源來自各個方面，主要包括泥水盾構掘進參數控制不力，復雜的地質條件及堤防結構，機組人員操作不當或業務不精，以及外部不利條件的影響等。3.1 風險源分析及相應控制措施3.1.1 泥水盾構掘進參數控制(1) 泥水壓力：泥水盾構切口泥水壓力控制好壞將直接影響開挖面穩定。泥水壓力控制不當，不足以平衡開挖面水土壓力或者過大時，將導致開挖面失穩，引起周圍地層過大位移，進而危及上部堤防結構。盾構穿越堤防之前，地表一般較為平坦，開挖面水土壓力的計算自切口所

28、處地層地表算起即可。隨著切口逐漸靠近堤防，設定切口泥水壓力時，必須將堤防的超載考慮在內。由此看來，不考慮大堤超載，僅從地表或堤面計算開挖面泥水壓力，有 2 個方面的危害： 泥水盾構靠近大堤及通過堤腳時，泥水壓力設置偏低，引起大堤坡面過大沉降； 泥水盾構位于大堤下方時，泥水壓力設置過高，泥水壓力對開挖面及其周圍土體產生較大擾動，甚至會引起堤表隆起。 (2) 同步注漿：盾構隧道施工時，及時充分有效地同步注漿，是控制盾尾沉降的關鍵。盾構施工同步注漿的作用： 填充建筑空隙，減少地層損失沉降； 使地層應力均勻作用于管片上，確保管片襯砌的早期穩定性； 提高隧道的止水性能； 填充建筑空隙，抑制襯砌脫離盾尾后

29、在地下水作用下上浮。由此看來，有效的同步注漿，不僅可以降低地面沉降，還可以控制施工過程中襯砌位移，確保隧道的長期穩定性。同步注漿不及時、不充分、不均勻危害主要有： 引起較大的盾尾沉降； 建筑空隙未及時填充，管片脫離盾尾后受地下水浮力作用上浮，易引起管片的破損； 襯砌密封防水失效或者管片錯臺較大時，起不到阻隔地下水和細小顆粒流入隧道內部的作用； 襯砌周圍受力不均勻，降低管片的耐久性和長期穩定性。同步注漿是確保隧道安全施工的關鍵之一，施工中應通過不斷優化，保證漿液的快速適量填充，同時提高漿液質量，確保填注均勻。(3) 盾構姿態控制：良好的盾構姿態控制，可以確保管片的受力均勻，避免管片因受力不均或局

30、部受壓引起破損；同時， 可以減少超挖及施工擾動，降低地層損失沉降和擾動土體固結沉降。盾構姿態控制不良，不僅會加大建筑空隙和地層擾動，進而加大地層位移，而且會擠壓管片引起管片破損，降低管片拼裝質量，增加管片拼裝難度。因此，推進過程中應加強盾構姿態的控制，一旦發現盾構姿態欠佳，立即采取措施： 盾構機發生過大偏轉：施工中為避免盾構機發生過大偏轉，在保證開挖面順利掘削的前提下，可以適當降低刀盤扭矩，同時刀盤旋轉應順時針、逆時針交替進行。一旦發現盾構機朝某一方向偏轉過大，可以使刀盤朝該方向旋轉以糾正盾構偏轉。 盾構機橫向偏移過大或“磕頭”、 “抬頭”過大：施工中一旦發現盾構機偏移過大，應利用調整千斤頂編

31、組去糾偏，同時加強同步注漿管理，確保注漿效果，使成環隧道保持穩定，提高糾偏效果。(4) 機械故障：盾構發生機械故障時，會引起掘進參數的急劇變化或控制困難，引起盾構長時間在某一位置停機，帶來較大的風險，在泥水盾構穿越堤防期間應避免。泥水盾構因設備故障長時間在堤防下方擱置時的危害： 盾構機及其附屬設備巨大壓重壓縮下臥土層，會加劇堤防結構沉降；加大該位置拼裝完成管片的沉降，使管片不均勻沉降過大，受力不均勻； 因盾構較大沉降，再次掘進時，盾構姿態較難控制，且極易因受力不均引起管片破損。在盾構穿越堤防之前，應對盾構機進行全面檢修，并加強設備保養，最大限度地避免盾構過堤期間出現設備故障。盾構施工中主要的設

32、備故障有液壓管破裂、刀盤磨損、管片拼裝機失靈、泥漿管堵塞破裂等。在進行盾構選擇和設計時，就應該考慮到地質條件對掘進的不利影響，如在進行刀盤設計安裝及刀具的配置時，就應根據盾構穿越土層的狀況合理配置，以避免因刀具配置不合理引起的刀盤過快過大磨損。(5) 掘進速度：在保證盾構穩定掘進的前提下，適當提高掘進速度，減少盾構位于大堤下方的時間，可以降低盾構壓重引起的堤防沉降。3.1.2 地質條件及堤防結構不利的地質條件及復雜堤防結構會對盾構穿越堤防產生不利影響。(1) 黏土中掘進不利影響：由于黏土地層中富含黏土顆粒易形成良好的泥膜，能很好地保證開挖面的穩定。但是，黏土地層也會對盾構掘進產生不利影響。 黏

33、土在刀盤上黏附成泥餅由于黏土黏聚力較大，易黏附刀盤形成泥餅；同時刀盤高速旋轉導致泥水倉內溫度升高，對泥餅有燒結促成作用。預防措施：施工中，應及時觀察所排出碴土情況和泥漿比重變化情況，分析掌握土體黏性情況，進行泥漿參數的調整，以降低土體的黏性和黏著力；適當控制掘進速度和刀盤轉速，加大泥水循環，控制泥土溫度的上升；控制循環水的溫度，降低刀盤溫度上升。處理措施：利用通往泥水倉的進漿管，使用黏度比重較低的泥漿或直接使用清水沖洗刀盤；在泥餅無法沖洗清除的情況下，帶壓進倉人工清理刀盤上的泥餅。 泥漿管路、泥漿泵出現堵管、堵泵在盾構推進時，大塊的黏土塊進入管路，會造成泥漿管路或泥漿泵的堵塞。泥漿管路、泥漿泵

34、出現堵塞時，會引起泥水壓力劇烈升高，壓力過大時，甚至會引起泥漿管破裂，引起泥水壓力驟降。泥水壓力的劇烈波動，對開挖面穩定極其不利，易引起開挖面失穩，引起堤防結構過大沉降。預防措施如下：合理調整泥漿參數，同時加大泥水循環，提高泥漿的碴土攜帶能力；適當降低掘進速度的同時加大刀盤轉速，以減少掘削下土體的尺寸，減少單位時間內渣土的切削量以減輕管路負荷。處理措施如下：停止掘進，旁通模式下清理排漿管道內碴土，清理完畢即可恢復正常掘進；若堵塞較為嚴重，可采用逆洗模式，反沖管路內碴土，待沖散堆積碴土后，即可恢復正常泥水循環，采取該措施需嚴格控制逆洗壓力，防止發生爆管；關掉泥漿泵進漿口和出漿口的板閥，打開檢查口

35、，清理泥塊即可恢復正常掘進；堵塞特別嚴重時，只有關閉進出漿控制閥，停機保壓，拆除管路，清理管路內堵塞的碴土。(2) 堤防結構影響：不同的堤防結構對于隧道施工擾動的敏感性不同。混凝土結構堤壩同碾壓式土石堤壩相比，自身抵抗變形和不均勻沉降能力更強。對于碾壓式土石堤壩，由于結構剛度較小，整體性差，局部土體位移之后易引起鄰近土體的位移，特別是坡面上土體發生較大位移時，會帶動坡面上部土體移動，甚至會在坡面形成滑動面，引發坡面土體的整體滑動。3.1.3 機組人員素質泥水盾構施工過程中，機組人員的操作熟練程度以及施工經驗，對隧道建設質量和施工安全也會產生顯著影響，機組人員的業務不精、決策失誤或者操作不當，都

36、是泥水盾構穿越堤防的風險源。因此，為確保泥水盾構穿堤的安全，機組人員應充分重視，配備經驗豐富的操作人員和工程師，最大限度地避免由于人員因素帶來的風險。 3.1.4 外部因素(1) 持續降雨：泥水盾構穿越堤防發生持續降雨時，會對大堤結構產生不利影響。雨水滲入大堤表層土體，增加了土體容重，降低了土體內黏聚力，使坡面易產生流滑。同時，由于盾構施工引起堤防土體沉降，土體內部有裂隙產生，雨水沿裂隙滲入，加速了裂隙的貫通加深，易在坡面土體內部產生潛在的滑動面。因此，應盡量避免在持續降雨時穿越大堤。若過堤期間發生持續降雨，考慮到雨水滲入增加了堤面土體容重，泥水壓力應適當提高 0.010.02 MPa；對于堤

37、面由于不均勻沉降產生的張拉裂縫，應及時封堵，避免雨水滲入引起裂縫的貫通。(2) 江河汛期：江河汛期，江河水位升高，進而引起岸邊地下水位升高，會加大隧道開挖面水土壓力，同時降低大堤及下臥土體的黏聚力，加大堤防土體容重的同時降低其抗剪強度；同時，江(河)水直接作用于堤防迎水坡面時，在堤防內部產生滲透力，降低堤防坡面抗滑能力的同時增大其下滑力。因此，應盡量避免在江河汛期穿越堤防。(3) 堤頂車輛荷載：部分堤防頂面兼作道路，有車輛頻繁通行。盾構下穿堤防期間，車輛荷載作用對堤防結構和施工產生不利影響。盾構下穿堤防期間，不可避免地引起堤防結構內部土體移動。車輛循環荷載作用，繼續對堤面土體擾動，會加大堤面土

38、體位移，車輛荷載同樣會加快由于不均勻沉降引起的堤防結構內部裂縫的貫通。因此，對于堤面兼作道路有車輛頻繁通行的堤防結構，條件許可，在盾構穿堤期間應禁止車輛的通行，以避免車輛荷載的不利影響。根據大型泥水盾構進出洞施工各風險事件的權重大小，用層次分析法把一個施工工況中同級各個因子兩兩相互比較，按重要性大小進行權重標度。大型泥水盾構進出洞施工各因子權重標度按: 特別重要(標度取2) 、同等重要(標度取1 ) 、不重要(標度0) 。各因子數量值將構成一個“構造判斷矩陣” ，經一次性檢驗后，其最大特征值對應的向量為對應各因子的權重向量。一級指標二級指標地質條件U1地質的變異性U11場區地質滑動斷裂帶U12

39、地震U13飽和含水砂土層U14承壓水U15其他不良地質現象U16盾構選型U2刀盤對地層的適用性U21推進系統U22泥水平衡倉U23盾尾密封裝置U24同步注漿系統U25輔助方法U26穿堤施工U3大堤預加固注漿質量U31泥水壓力U32盾構推進施工參數U33監控量測U34人員（管理）狀況U4人員素質U41人員經驗U42人力資源配置U43施工管理體系U44施工安全體系U45施工組織設計U46表 Ui一級指標權重上一層次元素類指標一級判斷矩陣單排序權重一致性計算U1U2U3U4總目標（風險系數）地質條件U111/21/41 0.1283max=4.0104C.R.=0.00380.1盾構選型U22 11

40、/220.2565穿堤施工U34 2 13 0.4774人員管理狀況U41 1/21/310.1378表 U1i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U11U12U13U14U15U16地質條件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二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U21U22U23U24U25U26盾構

41、選型U211 1/2 1/32 1/41 0.0862max=6.2012C.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二級指標的單排序權重上一層次元素類指標判斷矩陣單排序權重一致性計算U31U32U33U34穿堤施工U3112 2 3 0.4231max=4.0104C.R.=0.00380.1U321/211 20.2274U331/21 12 0. 2273U341/31/

42、21/210.1222表 U4i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U41U42U43U44U45U46人員管理狀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 1/210.0531一級指標權重值二級指標權重值地質條件0.1283地質的變異性0.0820場區地質滑動斷裂帶0.1393地震0.0450飽和含水砂

43、土層0.3208承壓水0.3208其他不良地質現象0.0921盾構選型0.2565刀盤對地層的適用性0.0862推進系統0.1643泥水平衡倉0.3099盾尾密封裝置0.0572同步注漿系統0.3214輔助方法0.0610穿堤施工0.4774大堤預加固注漿質量0.4231泥水壓力0.2274盾構推進施工參數0.2273監控量測0.1222人員（管理）狀況0.1378人員素質0.3751人員經驗0.1136人力資源配置0.2317施工管理體系0.1364施工安全體系0.0901施工組織設計0.0531R(U1)=0.70.30.70.10R(U3) =0.900.200進行模糊一級變換：RI=1

44、iR(U1)=0.0820 0.1393 0.0450 0.3208 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)=0.4231 0.2274 0.2273 0.1222 0.9=0.6203 0.2858 0.5567 0.1765 0.0838R4=4iR(U4) =0.3751 0.1136 0.2317 0.1364 0.0901

45、0.0531 0.7 =0.4906 0.4613 0.7001 0.2828 0.1549由此得到二級模糊關系矩陣：R=0.2596一級模糊矩陣:B=iR=0.1283 0.2565 0.4774 0.1378 0.2596=0.5448 0.3693 0.5905 0.2436 0.1373評價結果 根據最大隸屬度原則，即Vs= 所以，判斷泥水盾構下穿大堤風險為級，即基坑坍塌可能性為“偶爾發生”。盾尾凍結法修復風險一級指標二級指標地質條件U1地質的變異性U11場區地質滑動斷裂帶U12地震U13飽和含水砂土層U14承壓水U15其他不良地質現象U16凍結設計U2凍結土厚度U21凍結管分布U22

46、凍結土溫度U23凍結施工U3冷量損失U31凍結管施工質量U32焊接作業U33監控U34人員（管理）狀況U4人員素質U41人員經驗U42人力資源配置U43施工管理體系U44施工安全體系U45施工組織設計U46表 Ui一級指標權重上一層次元素類指標一級判斷矩陣單排序權重一致性計算U1U2U3U4總目標（風險系數）地質條件U111/31/42 0.1209max=4.0340C.R.=0.01260.1凍結設計U23 11/250.3131凍結施工U34 2 16 0.4980人員管理狀況U41/21/51/610.0680表 U1i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U11

47、U12U13U14U15U16地質條件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二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U21U22U23凍結設計U211320.5396max=3.0092C.R.=0.00460.1U221/311/20.1634U231/2210.2970表 U3i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重

48、一致性計算U31U32U33U34凍結施工U3111 3 2 0.3512max=4.0104C.R.=0.00380.1U321 13 20.3512U331/31/311/20.1089U341/21/22 10.1887表 U4i二級指標的單排序權重上一層次元素判斷矩陣單排序權重一致性計算U41U42U43U44U45U46人員管理狀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 1

49、2 0.0901U46 1/6 1/2 1/4 1/3 1/210.0531一級指標權重值二級指標權重值地質條件0.1209地質的變異性0.0820場區地質滑動斷裂帶0.1393地震0.0450飽和含水砂土層0.3208承壓水0.3208其他不良地質現象0.0921凍結設計0.3131凍結土厚度0.5396凍結管分布0.1634凍結土溫度0.2970凍結施工0.4980冷量損失0.3512凍結管施工質量0.3512焊接作業0.1089監控0.1887人員（管理）狀況0.0680人員素質0.3751人員經驗0.1136人力資源配置0.2317施工管理體系0.1364施工安全體系0.0901施工組

50、織設計0.0531 R(U1)=0.70.30.70.10R(U3) =0.900.200RI=1iR(U1)=0.0820 0.1393 0.0450 0.3208 0.3208 0.09210.7=0.2596 0.6899 0.5357 0.5630 0.4263R2=2iR(U2)=0.5396 0.1634 0.29700.9=0.7426 0.1708 0.4792 0.0787 0.0163 R3=3iR(U3)=0.3512 0.3512 0.1089 0.1887 0.9=0.6948 0.2324 0.5810 0.1026 0.0189R4=4iR(U4) =0.3751

51、 0.1136 0.2317 0.1364 0.0901 0.0531 0.7 =0.4906 0.4613 0.7001 0.2828 0.1549由此得到二級模糊關系矩陣：R=0.2596一級模糊矩陣:B=iR=0.1209 0.3131 0.4980 0.0680 0.2596=0.5540 0.3557 0.5844 0.2340 0.1298評價結果 根據最大隸屬度原則，即Vs=v 所以，判斷凍結法修復風險為級，即凍結法修復可能性為“偶爾發生”。聯絡通道凍結法施工風險認知 在多數隧道建設中，為了保證隧道的防災抗災安全，一般會在2條平行隧道之間設置橫向聯絡通道。聯絡通道的施工不僅要考慮

52、自身結構和地面建筑物的安全，更要確保主隧道的穩定。但是，聯絡通道的安全防護系統遠不如主隧道完備，尤其是地層空隙比大、含水豐富、承壓水壓力大和開挖后土體本身難以自穩。而人工凍結法以其封水性好、強度高、適應性強、無污染以及超強的可控性和實用性被廣泛地應用，有時成為聯絡通道惟一可行的施工方法。因為聯絡通道的施工屬于高風險工程，所以為了避免或減小事故的發生，就聯絡通道施工過程中各個施工工序可能發生的風險事件進行識別、評估。并及早采取相應的防范措施，防患于未然，保障工程的順利進行，聯絡通道施工工程安全風險。項目名稱風險源名稱風險后果風險原因簡要分析聯絡通道管片特殊安裝管片安裝里程確定聯絡通道特殊管片未位

53、置錯誤交底不正確，測量不及時管片安裝點位確定特殊管片開口位置錯誤交底不正確管片類型確定管片選擇錯誤交底不正確凍結孔施工破壞原有結構降低原有結構受力性能管片開口位置確定不正確鉆孔方位偏差凍結交圈厚度不夠鉆孔方式選擇不當或者鉆進過程測量控制措施不嚴鉆孔施工過程滲漏管片周邊土體掏空，地面沉降，隧道變形1、外側土體滲流性強；2、孔口密封不嚴；3、凍結孔施工技術低凍結管斷裂鹽水滲漏，使凍結質量不能保證1、凍結管質量差；2、凍結管接頭質量差凍結管路滲漏凍結失效同上積極凍結冷凍機故障凍結不能維持冷凍機組凍結效果不理想凍結速度降低。質量不能達到設計要求凍結管滲漏凍結失效維護凍結管片開啟時坍塌、滲漏隧道被淹沒，

54、地面塌陷凍結監控不當凍結不能達標凍結壁滲漏涌水涌沙，隧道變形，地面開裂凍結壁不均勻，局部薄弱凍結壁坍塌隧道被淹凍結效果差、發生鹽水泄漏等開口環變形過大隧道變形隧道結構變形過大開挖過程凍結管斷裂凍結效果不理想混凝土澆筑襯砌結構質量差結構滲漏其他凍脹地層隆起融沉地層沉降應急措施不當發生事故后不能緊急處理并利用Delph法建立如下的評價指標體系,并根據專家經驗給出了各個風險因素的發生概率(P)和損失值(C),詳見表分項主要風險源PC聯絡通道（）鉆孔時涌沙（）33凍結鹽水濃度過小而結晶發生賭管，造成鹽水循環中斷，甚至發生鹽水管脹裂事故（）24砼和鋼管片相對土層容易散熱，嚴重影響管片附近土層的凍結速度，使凍結滯幕與管片結合處膠結不好，易出現薄弱點（）33聯絡通道結構開挖點條件驗收未滿足要求（）34聯絡通道開挖土體坍塌（）24土體凍脹（）33土體融沉（）33一級指標二級指標地質條件U1地質的變異性U11場區地質滑動斷裂帶U12地震U13飽和含水砂土層U14承壓水U15其他不良地質現象U16凍結設計U2凍結土厚