淺談盾構(gòu)法施工壓氣作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)控制

林軍

摘要：本文結(jié)合筆者多年的盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)盾構(gòu)法地鐵軌道交通建設(shè)在軟弱地層進(jìn)行壓氣作業(yè)所可能遇到的危險(xiǎn)進(jìn)行分析，從而提出相應(yīng)的安全控制措施。

關(guān)鍵詞：地鐵 盾構(gòu)施工 壓氣作業(yè)

Abstract: the author discusses many years of shield tunnel construction experience, through the shield law to the rail traffic construction in soft layers YaQi assignments for possible danger is analyzed, and put forward the corresponding security control measures.

Key words: the subway shield tunnel YaQi homework

中圖分類號(hào)：U455.43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

地鐵軌道交通建設(shè)是我國(guó)新興的行業(yè)，盾構(gòu)法施工是地鐵建設(shè)中最常用的一種施工方法，自問(wèn)世以幾十年以來(lái)，以其高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用在水利交通采礦等領(lǐng)域。在施工中,碰到上軟下硬不穩(wěn)定地層或者隧道上方有建筑物是常見(jiàn)的,刀具的檢查更換作業(yè)十分困難,直接開(kāi)艙可能造成開(kāi)挖面坍塌甚至引起地面的沉陷,風(fēng)險(xiǎn)很大;對(duì)前方土體進(jìn)行加固,要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間;從地面向下做豎井到刀盤前方,地面根本沒(méi)有條件處理。在此條件下,使用人閘進(jìn)行壓氣環(huán)境下刀具檢查和更換作業(yè)無(wú)疑是最佳的選擇。

壓氣作業(yè)是指通過(guò)對(duì)盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)內(nèi)注入壓縮空氣，使盾構(gòu)機(jī)前端刀盤處與外界土層形成一個(gè)密閉的壓氣空間，以壓縮空氣為壓力介質(zhì)平衡土層壓力、保證土層穩(wěn)定，使得作業(yè)人員能夠安全進(jìn)入穩(wěn)定壓氣空間內(nèi)，進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)刀具的檢查及更換工作。作為盾構(gòu)施工的一種技術(shù)措施，壓氣作業(yè)主要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是當(dāng)?shù)貙硬缓玫那闆r下安全的進(jìn)行刀具檢查或更換。盡管壓氣作業(yè)有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，而且這種技術(shù)措施在德國(guó)、美國(guó)、香港等地盾構(gòu)施工中也已有應(yīng)用，但由于壓氣作業(yè)本身固有的危險(xiǎn)和地下作業(yè)的不確定因素多的特點(diǎn)，能真正獨(dú)立進(jìn)行壓氣作業(yè)的施工單位并不多。我國(guó)目前還沒(méi)有盾構(gòu)壓氣作業(yè)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，而該技術(shù)又有相當(dāng)?shù)牟僮麟y度，在國(guó)內(nèi)更是沒(méi)有先例。若操作不當(dāng)導(dǎo)致作業(yè)人員作業(yè)時(shí)所承受的氣壓壓力急劇變化而又無(wú)有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)護(hù)人員及時(shí)進(jìn)行治療，導(dǎo)致作業(yè)人員患減壓病，輕則會(huì)身體腫痛，重則會(huì)導(dǎo)致癱瘓或生命危險(xiǎn)；還有就是由于隧道施工作業(yè)面狹小，對(duì)壓氣作業(yè)人員的急救措施較難到位；再有就是作為一種新的特種作業(yè)行為，社會(huì)和行業(yè)都未建立健全相關(guān)的作業(yè)規(guī)程和安全防護(hù)要求。如何有效防范壓氣作業(yè)中的各種風(fēng)險(xiǎn)，是擺在我們面前的一個(gè)難題。

一、盾構(gòu)法施工中壓氣作業(yè)流程及其危險(xiǎn)分析

、土倉(cāng)加壓過(guò)程

在確定所需氣壓值后，把土倉(cāng)的土快速出空，然后向平面打膨潤(rùn)土將刀盤外界土層密封，最后加入氣體，嚴(yán)格控制氣壓升到所需氣壓為止。由于作業(yè)人員未進(jìn)入土倉(cāng)內(nèi)，這道工序?qū)ψ鳂I(yè)人員無(wú)任何危險(xiǎn)。

、作業(yè)過(guò)程

施工人員進(jìn)入前艙

在即將進(jìn)倉(cāng)作業(yè)時(shí)，可能出現(xiàn)的不安全行為或物的不安全狀態(tài)有：

（1）用電電壓大于12V，特別潮濕的環(huán)境下有觸電傷害危險(xiǎn)；

（2）電氣開(kāi)關(guān)布置在倉(cāng)內(nèi)，開(kāi)啟時(shí)產(chǎn)生電火花，有火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)；

（3）使用明火、吸煙或動(dòng)火作業(yè)等火源引起火災(zāi)或爆炸；

（4）供氧濃度大于23％，有火災(zāi)危險(xiǎn)；

（5）進(jìn)倉(cāng)作業(yè)人員穿戴化纖衣物產(chǎn)生靜電，有火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)；

（6）進(jìn)倉(cāng)作業(yè)人員攜帶的打火機(jī)、火柴有爆炸和火災(zāi)的危險(xiǎn)；

（7）進(jìn)倉(cāng)作業(yè)人員未做體檢，身體持有有各種呼吸道疾病或高血壓等身體病癥、疲勞不適等情況仍然進(jìn)倉(cāng)作業(yè)，有出現(xiàn)疾病的危險(xiǎn)；

（8）外傷、酒后或飽餐后一小時(shí)內(nèi)進(jìn)倉(cāng)作業(yè)，有出現(xiàn)疾病的危險(xiǎn)。

前艙、主艙加壓

（1）閥門、管路和壓力表堵塞或漏氣時(shí)無(wú)法及時(shí)有效處理，導(dǎo)致加、減壓無(wú)法正常操作，有出現(xiàn)疾病的危險(xiǎn)；

（2）空壓機(jī)出現(xiàn)故障無(wú)法正常加、減壓，導(dǎo)致加、減壓無(wú)法正常操作，有出現(xiàn)疾病的危險(xiǎn)；

（3）加壓過(guò)程中，在施工人員出現(xiàn)身體不適時(shí)仍繼續(xù)作業(yè)，有出現(xiàn)疾病的危險(xiǎn)；

（4）加壓時(shí)，艙內(nèi)溫度升高，使用過(guò)的潤(rùn)滑油脂或油料產(chǎn)生油霧和油氣，造成空氣污染（人體呼吸空氣的標(biāo)準(zhǔn)中，油霧和油氣的含量以5mg/m3為上限），有中毒和火災(zāi)的危險(xiǎn)。

開(kāi)始作業(yè)（刀具檢查與更換）

（1）進(jìn)行可能產(chǎn)生火花的作業(yè)，如使用風(fēng)鉆鉆眼，刀具與倉(cāng)壁撞擊；

（2）身體出現(xiàn)不適應(yīng)仍堅(jiān)持作業(yè)，沒(méi)有及時(shí)停止作業(yè)；

（3）通訊設(shè)施出現(xiàn)故障，信號(hào)傳遞出現(xiàn)誤解，導(dǎo)致錯(cuò)誤操作，有對(duì)人員造成傷害的危險(xiǎn)；

（4）氣體配合比出現(xiàn)不正常（CO、CO2、H2O、油氣含量）缺氧，有窒息的危險(xiǎn)；

（5）清理承壓閥門或管道，被承壓液體傷害。

前艙、主艙減壓

（1）皮膚與金屬或倉(cāng)壁接觸，減壓時(shí)因擠壓和冷刺激造成機(jī)體局部脫水飽和；

（2）異常情況發(fā)生后，作業(yè)人員精神過(guò)分緊張，導(dǎo)致氮的脫飽和，造成減壓??；

（3）操作人員精神不集中，導(dǎo)致氣壓遞減速度過(guò)快，造成作業(yè)人員患減壓??；

（4）空氣膨脹對(duì)外做功，溫度降低，作業(yè)人員容易感冒；

（5）艙門沒(méi)有封閉嚴(yán)密，主艙無(wú)法正常減壓，壓力突然反彈，導(dǎo)致作業(yè)人員出現(xiàn)不適。

、出艙

出艙身體出現(xiàn)異常時(shí)沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行治療處理，導(dǎo)致作業(yè)人員出現(xiàn)后遺癥。出艙后承擔(dān)較大強(qiáng)度的體力運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)疾病。

人閘示意圖

、防范壓氣作業(yè)危險(xiǎn)的條件限制

有些公司在防范壓氣作業(yè)各種危險(xiǎn)上，可能存在有以下條件的限制和約束：

技術(shù)方案上，在國(guó)內(nèi)的盾構(gòu)法地鐵施工中沒(méi)有壓氣作業(yè)的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。

組織機(jī)構(gòu)上，沒(méi)有一支專業(yè)隊(duì)伍，包括從氣壓操作員、壓氣環(huán)境中的作業(yè)人員、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、后勤保障人員等等。

缺少壓氣作業(yè)中事故處理的應(yīng)急經(jīng)驗(yàn)，急救設(shè)備和藥品是否齊備的未知性。

二風(fēng)險(xiǎn)控制措施

由于壓氣作業(yè)與潛水作業(yè)都是承壓作業(yè)，兩者具有許多相似性，所不同的是壓力的形式一個(gè)是水壓，一個(gè)是氣壓。通過(guò)與潛水作業(yè)相比較，我司在作業(yè)人員的選拔、方案編制等方面均參照已經(jīng)有比較成熟經(jīng)驗(yàn)的潛水作業(yè)規(guī)范。具體實(shí)施過(guò)程如下：

根據(jù)《盾構(gòu)施工壓氣作業(yè)規(guī)范》，參照國(guó)外的成熟經(jīng)驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)，編制專項(xiàng)的壓氣作業(yè)方案

壓氣作業(yè)的選拔與培訓(xùn)

從現(xiàn)有的技術(shù)力量中選擇身體合格，安全意識(shí)比較高，工作積極的員工參加由交通部廣州打撈局負(fù)責(zé)的壓氣作業(yè)理論和實(shí)際操作的培訓(xùn)。由于專業(yè)知識(shí)的限制和以及壓氣作業(yè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)的重要性，公司特聘用了專門的潛水醫(yī)生負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)療護(hù)理，確保施工人員的安全。

設(shè)備檢查

整個(gè)壓力艙在正式使用前必須進(jìn)行仔細(xì)的檢查和調(diào)試，特別是空壓機(jī)和人閘的各個(gè)部件，確保狀態(tài)良好。對(duì)人閘進(jìn)行加減壓實(shí)驗(yàn)，在保證所有過(guò)程均正常的情況下，才能開(kāi)始真正的壓氣作業(yè)。

4、安全技術(shù)交底

對(duì)進(jìn)艙作業(yè)人員進(jìn)行專項(xiàng)的安全技術(shù)交底，突出強(qiáng)調(diào)防火防爆的措施及設(shè)備的使用檢查和操作的注意事項(xiàng)。

5、醫(yī)療護(hù)理及后勤保障

由于專業(yè)知識(shí)的限制和以及壓氣作業(yè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)的重要性，公司特聘用了專門的潛水醫(yī)生負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)療護(hù)理。

為及時(shí)治療或減緩各種由于壓氣作業(yè)而出現(xiàn)的病癥，公司還租賃了高壓氧治療艙并布置在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)隨時(shí)備用。

搭設(shè)臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)和通道，增加作業(yè)人員活動(dòng)的方便性和安全性，避免艙外事故。

在作業(yè)人員進(jìn)艙前，給他們發(fā)放撲克牌、報(bào)紙等簡(jiǎn)單的娛樂(lè)裝備，艙外壓氣操作人員在加、減壓的過(guò)程中始終保持與艙內(nèi)人員的交流，緩解進(jìn)艙人員的緊張情緒，有助于加、減壓的過(guò)程的順利進(jìn)行。

合理安排人工作業(yè)班組的工作時(shí)間，保證以24小時(shí)外為一個(gè)輪換作業(yè)周期，每次時(shí)間不得超過(guò)6小時(shí)；對(duì)壓氣作業(yè)人員進(jìn)行生活伙食補(bǔ)助，保證體力和精神的較快恢復(fù)，而且必須就近休息，以便在身體出現(xiàn)不適時(shí)，可以立即再次進(jìn)入醫(yī)療艙接受治療；

列出所有壓氣施工人員的電話清單，并保持通訊暢通。

通過(guò)壓氣作業(yè)的多個(gè)成功實(shí)例的效果來(lái)看，通過(guò)采取以上防范措施，有效降低了施工中的危險(xiǎn)性，保障了人員安全。

參考文獻(xiàn):

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。