12 февраля 2017 года в Сямыне во время проведения работ на второй линии в районе Хайдун в компрессионной камере понизилось давление и произошло возгорание щита. Троих пострадавших во время инцидента доставили в госпиталь, спасти их не удалось.

7 февраля 2018 года при строительстве первой очереди на 2 линии метро в городе Фошань на одном из участков между станциями Людаоху и Хуюн на правой линии произошел прорыв воды, что вызвало обрушение туннеля и дорожного покрытия, в результате чего 12 человек погибли и 8 получили ранения.

Подводя итоги, заметим, что несчастные случаи при строительстве с помощью проходческого щита происходят постоянно, поэтому необходимо провести анализ рисков работ, проводимых с помощью проходческих щитов. После проведения анализа необходимо разработать меры по предотвращению и контролю рисков при строительстве.

2.4.2. Классификация рисков при строительстве с помощью проходческих щитов

При анализе рисков строительства с помощью проходческого щита принимаются во внимание «сложность геологии», «приспособляемость проходческого щита», «ограниченные знания кадров», иррациональность методов и мер и другие составляющие. Слабые звенья становятся часто причиной несчастных случаев. Поэтому риски при строительстве щитов делятся на три основные категории: геологические риски, риски, связанные с оборудованием и антропогенные риски.

Причины основных рисков, влияющих на строительство с помощью проходческого щита:

(1) Геологические риски – 40%. Подробная геогидрологическая информация является определяющим фактором успеха строительного проекта. С помощью геогидрологической информации определяется целесообразность использования щита, выбор типа щита, его основные характеристики, выбор вспомогательного строительного оборудования и разработка планов действий в чрезвычайных ситуациях.

(2) Риски, связанные с оборудованием, – 30%. Ключевым фактором успеха строительства с использованием проходческого щита является специализирующийся на производстве щитов поставщик, обладающий передовыми технологиями, значительным опытом и надежностью продукции. Щиты требуют профессионального изготовления и обслуживания. Специализированное производство включает в себя передовые технологии и надежное качество. Только при условии использования передовых технологий в производстве, строительство может считаться наиболее безопасным, производительность высокой, что является решающими факторами при соблюдении сроков строительства. Профессиональный сервис включает в себя богатый опыт и специализированное обслуживание. Рискам при строительстве туннелей противостоит богатый опыт, поэтому производители проходческих щитов должны им обладать. Сервисное обслуживание подразумевает техническую поддержку и своевременную поставку запчастей.

(3) Антропогенные риски – 30%. Опытная, грамотно управляемая, профессиональная и эффективная строительная команда является основополагающим фактором успеха строительства методом щитовой проходки. Рискам при строительстве туннелей противостоит богатый опыт, поэтому главным требованием к команде строителей является обладание им. Сжатые сроки реализации проекта строительства с помощью щита требуют управления на научной основе, чтобы в полной мере использовать его эффективность, уменьшить затраты и получить максимальную пользу. Именно поэтому необходимо управление на научной основе. График этапов строительства распланирован очень плотно, эффективные передовые проходческие щиты требуют кадров соответствующего уровня. Кадры являются одним из основных факторов, гарантирующих безопасность, качество и соблюдение сроков строительства, поэтому требуется профессиональная и эффективная команда строителей.

1) Классифицируются три вида рисков при строительстве с помощью проходческих щитов:

(1) Геологические риски.

Основные геологические риски при строительстве с помощью проходческих щитов следующие:

1) Композитные пласты (в основном распространены в Гуанчжоу, Шэньчжэне, Нанкине и т. д.).

2) Богатые водой зоны разломов и дробления (в основном распространены в Гуанчжоу и Нанкине).

3) Карстовые пещеры и земляные гроты (в основном распространены в северной части Гуанчжоу, Фошане, северной части Шэньчжэня и т. д.).

4) Крайне абразивные кремнистые и железистые обломочные породы; (в основном распространены в Гуанчжоу, Нанкине и других районах).

5) Пласты мелкого песка, содержащие водонапорные пласты (в основном распространены в Гуанчжоу, Фошане, Шанхае, Нанкине, Сучжоу, Ханчжоу и т. д.).

6) Почвы с содержанием угля и газа(в основном распространены в Гуанчжоу, западной и южной частях, Ханчжоу, Ухане и т. д.).

7) Сфероидальные, решетчатые или твердые породы с эрозией (в основном распространены в восточной части Гуанчжоу, Шэньчжэне, Нанкине и Пекине).

8) Песчано-гравийные пласты (в основном распространены в районах Шэньяна, Пекина, Чэнду, Наньнина, Наньчана, Сианя и Гуанчжоу).

9) Вязкие почвы и аргиллиты с глинистой коркой, чередование слоев песчаников и аргиллитов – рыхлая почва(в основном в Чунцине, Гуанчжоу, Шэньчжэне, Наньчане, Хэфэе и других районах).

(2) Риски, связанные с оборудованием.

Основные риски, связанные с оборудованием при строительстве с помощью проходческих щитов следующие:

1) Нерациональный выбор типа щита или его функциональные дефекты, в основном возникающие из-за ошибки в выборе типа. При неправильной конфигурации фрез и выборе их формы, остатки почвы застревают в установке, сразу же блокируют систему, под давлением просачиваются в тело щита.

2) Имеются повреждения коренного подшипника или герметизации.

3) Повреждения забойного органа щита (поломка, трещина, износ), износ фрез.

4) Повреждение коробки редуктора или системы зубчатой передачи.

(3) Антропогенные риски.

Основные антропогенные риски при строительстве с помощью проходческих щитов следующие:

1) Ограниченность сознания, проявляющаяся в невозможности всесторонне понять изменчивый характер почвы и рабочие характеристики щита.

2) Слабая организация строительства и низкое чувство ответственности.

3) Нерациональный проект строительных работ и проводимых мероприятий.

2) Из всего перечисленного можно выделить 11 основных рисков щитового строительства:

(1) Точность геологического исследования.

Точность геологического исследования особенно важна при строительстве туннелей с помощью проходческих щитов. Точное геологическое исследование строительного участка туннеля является решающим фактором при выборе типа щита. Горизонт почвенных вод, прочность горной породы при сжатии и физические свойства почвенного слоя определяют выбор типа и конфигурацию щита. В настоящее время при проведении геологоразведочных работ чаще всего через каждые 30 м производится наметка под отверстие, но в зависимости от требований интервал может быть сокращен до 10 м (геологические риски).

(2) Геологическая пригодность щита.

Геологическая пригодность щита оценивается экспертами до начала строительства, чтобы убедиться, что щит соответствует требованиям проекта. Выбирается тип щита с гидропригрузом или грунтопригрузом, конструкция рабочего органа щита и фрез, двигательная система, возможности маневрирования и т. д. Выбор типа щита является ключевым вопросом в строительстве с помощью проходческого щита (риски, связанные с оборудованием).

(3) Вход и выход проходческого щита.

Вход и выход щита является вопросом, требующим решения в первую очередь в процессе строительства. Входную область необходимо укрепить арматурой согласно требованиям проекта, после этого необходимо проверить результаты укрепления и его равность через скважину. Только после удовлетворения необходимых требований можно приступать к операциям с входом щита. При входе щита (достижении определенной точки ил приеме) процедура та же. Если же результаты укрепления не удовлетворительные, не стоит проводить операции по входу и выходу щита, это может провести к обрушению отверстия. Входное и выходное отверстия для щита должны быть усилены так, чтобы соответствовать проектным требованиям по прочности, ширине, длине и глубине. Контроль за положением щита также необходим для плавного входа и выхода щита (на первый взгляд – геологический риск, но на самом деле это антропогенный риск).