地铁盾构区间穿越高压管线工程风险分析与应对策略.pdfVIP

2024/11总第585期

地铁盾构区间穿越高压管线工程风险分析与

应对策略

程国庆

（中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，北京101300）

【摘要］盾构隧道施工过程中围岩土体的扰动无法避免，这一现象会对地下管线的变形与沉降产生

显著影响。特别是在地铁盾构区间施工尤其是穿越高压管线的环节，其风险性因涉及众多复杂因素而显

著上升。文章针对地铁盾构区间穿越高压管线工程进行风险分析，通过有限元模拟获取管线沉降的大量

数据，并创新运用机器学习方法对盾构掘进穿越高压管线工程的风险进行预测与控制。系统性地阐述预

测模型输人参数、预测目标、预测算法和沉降控制这4个关键环节的发展过程，并提出了相应的应对策

略。此外，还从地质条件、地下管线、施工环境以及安全管理等多个维度进行分析，针对这些风险因素

提出可行的防控措施。

【关键词］地铁隧道；盾构区间；高压管线；风险分析；应对策略

［中图分类号】U455.52［文献标识码]A［文章编号］1001-554X（2024）11-0131-06

Riskassessmentandmitigationstrategiesforhigh-pressurepipelinecrossingsin

subwayshieldsections

CHENGGuo-qing

在城市建设中地下管线的布局错综复杂，因有效应对多参数耦合的复杂情况，还能在较短时间

此在盾构隧道掘进机进行掘进施工时，不可避免地内提供准确的预测结果。例如，Chen等人基于大

会对周围地层产生扰动[1]。这种扰动有可能导致数据与深度学习技术，成功实现了对不良地质条件

地下管线发生变形，严重情况下可能引发管线开的精准预测；Ding等人则利用深度学习算法，对监

裂或破坏，进而对城市管线的正常运行造成不利控视频中的建筑工人不安全行为进行了有效识别。

影响。这些研究成果充分证明了机器学习算法在土木工程

近年来，由于盾构掘进参数设置的不合理等智能建造领域的重要地位和应用潜力[7.8]

原因，频繁发生了地表沉降超限的安全事故，这已

1工程背景

成为当前国内盾构隧道建设中呕待解决的问题。针

对盾构掘进引起的地表沉降预测与控制，已成为业上海市轨道交通20号线一期工程全线线路起

界关注的焦点。传统的地表沉降预测方法，包括经始于普陀区的金昌路站，终止于杨浦区的共青森林

验与半经验法、理论预测法以及数值模拟法，在处公园站。其5标段施工工程涵盖彭越浦路站、上海

理盾构施工中复杂多变的地层、施工和监测信息间马戏城站以及彭越浦路站-上海马戏城站之间的盾

的耦合关系时，存在较大的局限性。这些方法往往构区间等土建结构工程。彭越浦路站-上海马戏城

需要大量的简化和假设，且预测的精度往往难以满站的具体施工路线如图1所示。

足工程实际需求[2-6]

机器学习算法以其高容错率、出色的自适应

D0I:10.14189/j.cnki.cm1981.2024.11.015

性和强大的非线性处理能力，在土木工程智能建造[收稿日期］2024-03-14

领域展现出了广泛的应用价值。这些算法不仅能够【通讯地址】程国庆，北京市顺义区林河大街16号

CONSTRUCTIONMACHINERY131

专题论述

SURVEYING

这些条件往往导致盾构掘进受阻、地基