地鐵土壓平衡式盾構(gòu)隧道施工安全評(píng)價(jià)模式研究

肖少榮

（中鐵廣州工程局集團(tuán)第三工程有限公司，廣東 肇慶 526000）

近年來，隨著城市化進(jìn)程的不斷加深，地鐵工程建設(shè)逐漸成為國家發(fā)展的重要標(biāo)志，從而受到了各國政府的高度重視。如何在施工過程中保持施工質(zhì)量，順利將各項(xiàng)工程建設(shè)任務(wù)完成，是相關(guān)單位和部門面臨的重要問題。站在目前地鐵建設(shè)現(xiàn)狀角度來說，具體影響因素來源于多個(gè)方面，為此，管理人員需要在工程建設(shè)上將安全評(píng)價(jià)模式構(gòu)建出來，為施工安全創(chuàng)造合理?xiàng)l件。

1 盾構(gòu)施工事故的分類

在整個(gè)地鐵盾構(gòu)隧道施工過程中，其事故發(fā)生特點(diǎn)多種多樣，最為常見的便是機(jī)械事故和施工技術(shù)事故。

1.1 機(jī)械事故

一般的盾構(gòu)項(xiàng)目建設(shè)過程中，涉及的機(jī)械設(shè)備類型較多，與之相對(duì)應(yīng)的事故也比較頻繁，占據(jù)整個(gè)事故總數(shù)的一半以上，具體事故類型主要包括以下幾方面。

1.1.1 管片吊機(jī)事故

以馬來西亞MRT1期SNP-PSS段北線隧道為例，在該線路施工過程中，盾構(gòu)管片安裝機(jī)起吊密封裝置突然失去效果，進(jìn)而導(dǎo)致管片脫落問題出現(xiàn)，雖未造成人員傷亡，但對(duì)項(xiàng)目及業(yè)主造成一定程度的不良影響。具體施工原因?yàn)槊芊馐?，而且相關(guān)工作人員在檢查工作開展上并沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)問題，導(dǎo)致管片突然下落。若要將這種事故類型避免，管理人員需要建立起完善的設(shè)備維護(hù)檢查制度，尤其是對(duì)管片安裝機(jī)的可靠性檢查。 除此之外， 在具體管片拼裝過程中，管片安裝機(jī)下部不能出現(xiàn)任何工作人員，避免人員傷亡。

1.1.2 電氣事故

在具體施工工作開展過程中，由于盾構(gòu)掘進(jìn)工作功率較大，很容易引發(fā)各種形式的電力事故，相關(guān)管理人員需要對(duì)其提出高度重視。工作人員可以在具體地鐵線路施工上，為施工動(dòng)力線提供安全保障措施，并對(duì)具體的安裝和施工規(guī)范進(jìn)行有效執(zhí)行，將相關(guān)事故類型徹底消除。

1.2 施工技術(shù)事故

該類事故出現(xiàn)的原因?yàn)槭┕すに囀褂貌划?dāng)所引起的，而且該類事故以惡性事故為主，往往會(huì)引發(fā)大規(guī)模的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1.2.1 地面沉降問題

常見的地面沉降類型主要有三種，第一種為非正常沉降，主要是由施工盾構(gòu)操作失誤引起的，如果盾構(gòu)操作過程中存在參數(shù)設(shè)置失誤等問題，將會(huì)引發(fā)相關(guān)故障。第二種為災(zāi)害性沉降，主要是由于開挖面出現(xiàn)急性流動(dòng)而引起崩塌事件。例如，在廣州地鐵一號(hào)線施工上，出現(xiàn)了供水管漏水問題，導(dǎo)致硬路面下的土體出現(xiàn)流失，最終引發(fā)路面塌陷問題出現(xiàn)；第三種為盾構(gòu)選型不合適，或者存在失誤性問題。例如，成都地鐵建設(shè)過程中，由于出現(xiàn)了選型失誤問題，最終引發(fā)地表沉陷問題，影響施工的正常開展。

1.2.2 管片拼裝事故

在整個(gè)管片拼裝操作上，極容易出現(xiàn)破裂或者損壞現(xiàn)象，使得施工面出現(xiàn)較大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。因此，站在施工角度來說，人們需要對(duì)安裝工藝和技術(shù)方法提高重視程度，注意對(duì)整個(gè)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行有效控制，并實(shí)現(xiàn)對(duì)控制姿態(tài)的全面調(diào)整。與此同時(shí)，在實(shí)際拼裝質(zhì)量預(yù)防上，還應(yīng)該避免漏水問題出現(xiàn)。最后，施工片上浮屬于盾構(gòu)施工中的常見問題，相關(guān)工作人員可以采取具體技術(shù)措施，避免該種情況出現(xiàn)。

2 土壓平衡盾構(gòu)法隧道施工系統(tǒng)

站在一般情況角度進(jìn)行考慮，在具體盾構(gòu)施工工作開展過程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)盾構(gòu)安裝效率的全面提升，相關(guān)部門和工作人員需要提升對(duì)豎井和基坑建設(shè)的重視程度。所以說，各個(gè)工程管理人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，在隧道的兩端建設(shè)豎井和基坑，而且在實(shí)際工作過程中，軸線設(shè)計(jì)工作同樣顯得十分重要，可以從隧道一端延伸到另一端。另外，整個(gè)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)屬于是工程掘土設(shè)備，從實(shí)際分析中可以看出，該設(shè)備主要包含四部分內(nèi)容，而且應(yīng)用優(yōu)勢(shì)極為明顯，掘進(jìn)速度極快，而且很少能夠受到環(huán)境因素影響，應(yīng)用效果極為顯著。也正是由于上述優(yōu)勢(shì)的存在，該類設(shè)備在整個(gè)地鐵施工建設(shè)上得到了廣泛應(yīng)用。如果是在具體施工操作過程中，該類設(shè)備的主要安裝地點(diǎn)在于盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的前方，進(jìn)而將切削刀盤的作用展示出來，并以此為基礎(chǔ)，促使艙內(nèi)壓力以及開挖面水平壓力始終處于平衡狀態(tài)，最終確保地表沉降得到有效控制。由于地鐵隧道施工主要以土壓平衡盾構(gòu)隧道施工為主，主要系統(tǒng)內(nèi)容包括盾構(gòu)施工準(zhǔn)備系統(tǒng)、盾構(gòu)施工系統(tǒng)以及盾構(gòu)拆除系統(tǒng)等。在此過程中，施工準(zhǔn)備系統(tǒng)主要涉及盾構(gòu)豎井建設(shè)、盾構(gòu)安裝等；盾構(gòu)施工主要涉及盾構(gòu)推進(jìn)、防水工程拼裝等。也正是由于上述內(nèi)容存在，才能確保整個(gè)地鐵土壓平衡得到全面維護(hù)[1]。

3 施工過程中的危險(xiǎn)源辨識(shí)

站在實(shí)際隧道施工角度進(jìn)行考量，任何一項(xiàng)安全事故均會(huì)與相關(guān)危險(xiǎn)源息息相關(guān)，而且各個(gè)施工單位想要從根本上將施工事故避免，管理人員一定要對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行仔細(xì)辨識(shí)。以實(shí)際施工工作為例，任何事故的出現(xiàn)原因主要集中在以下三方面，即人、施工環(huán)境和設(shè)備，整個(gè)危險(xiǎn)源辨識(shí)操作也應(yīng)該集中在上述三方面內(nèi)容之中。由于實(shí)際事故的發(fā)生因素不同，導(dǎo)致時(shí)間類型同樣出現(xiàn)了較大差異性，事故影響力度也出現(xiàn)了不同。從另一個(gè)角度來說，人為影響因素占據(jù)主要地位，主要原因如下：第一，在盾構(gòu)地層設(shè)計(jì)上，沒有保持軸線的合理推進(jìn)；第二，在整個(gè)盾構(gòu)結(jié)構(gòu)安裝和拆除工程中，操作不當(dāng)問題經(jīng)常出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)工作井受到了嚴(yán)重破壞；第三，整個(gè)隧道之中的襯砌強(qiáng)度安全系數(shù)出現(xiàn)了很多問題；第四，隧道在孔隙灌漿操作過程中存在很多問題；第五，襯砌拼裝操作與相關(guān)規(guī)定和要求不相符。倘若上述問題出現(xiàn)，隧道不均勻沉降均會(huì)出現(xiàn)。另外，在整個(gè)開挖面出現(xiàn)問題之后，極容易對(duì)相關(guān)應(yīng)用設(shè)備產(chǎn)生影響，具體情況如下：第一，盾構(gòu)千斤頂推理不均勻；第二，沒有及時(shí)更換設(shè)備零件。也正是由于上述問題存在，施工人員需要對(duì)具體危險(xiǎn)源內(nèi)容進(jìn)行充分把握，只有這樣，才能將辨識(shí)度有效展示出來，并以此為基礎(chǔ)提升整個(gè)工程建設(shè)的安全性，維護(hù)工程建設(shè)的順利開展[2]。

4 地鐵土壓平衡式盾構(gòu)隧道施工安全評(píng)價(jià)模式研究

4.1 評(píng)價(jià)模式結(jié)構(gòu)

如果將整個(gè)地鐵隧道工程建設(shè)當(dāng)作一個(gè)整體系統(tǒng)，其中涉及的各個(gè)工序均視為該系統(tǒng)的子系統(tǒng)。施工單位想要將該系統(tǒng)的危險(xiǎn)程度展示出來，需要將具體子系統(tǒng)的危險(xiǎn)程度展示出來。但由于不同施工環(huán)節(jié)涉及的安全評(píng)價(jià)方式不同，研究人員可以借助于LEC法，與具體的理論內(nèi)涵相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)等級(jí)的全面確認(rèn)。

4.2 泛函理論確定權(quán)重

4.2.1 指標(biāo)空間的標(biāo)準(zhǔn)化

站在指標(biāo)權(quán)重角度來說，文章研究主要以泛函理論應(yīng)用為主，并將該項(xiàng)理論內(nèi)容作為基礎(chǔ)，對(duì)相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型進(jìn)行全面構(gòu)建，最終將指標(biāo)體系空間化特點(diǎn)展示出來。站在一般角度來說，指標(biāo)體系之中主要涉及14項(xiàng)基本指標(biāo)，如果研究人員可以在每一項(xiàng)指標(biāo)之中建立希爾伯特指標(biāo)空間，在整個(gè)空間內(nèi)部，均存在具體指標(biāo)與一維空間相互對(duì)應(yīng)。為了方便研究，人們可以假設(shè)其中一組指標(biāo)為正交基，最終所得出的指標(biāo)向量會(huì)分布在原始指標(biāo)之上，而向量T則是對(duì)指標(biāo)權(quán)重后的空間進(jìn)行全面考慮[3]。

4.2.2 準(zhǔn)則基層因子權(quán)重確定

在準(zhǔn)則層設(shè)計(jì)上，主要包括四部分內(nèi)容，站在其準(zhǔn)則層因子確定上，不同內(nèi)容對(duì)應(yīng)不同方法。如果將一個(gè)地鐵土壓平衡盾構(gòu)隧道施工安全狀態(tài)歸結(jié)于四個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)，則準(zhǔn)則層類型也會(huì)出現(xiàn)很多形式，以施工階段為例，其取值范圍主要集中在1到4范圍內(nèi)，分別對(duì)應(yīng)的內(nèi)容有盾構(gòu)施工準(zhǔn)備、盾構(gòu)施工、盾構(gòu)拆除以及公用工程。截止到目前，人們對(duì)地鐵施工行業(yè)安全評(píng)價(jià)研究并不充分，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)隧道盾構(gòu)施工系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)工作開展并沒有得到很好的支持。為此，在研究過程中，主要借助于安全評(píng)價(jià)方式的綜合應(yīng)用，構(gòu)建出合理的盾構(gòu)法隧道施工安全評(píng)價(jià)方法，希望可以對(duì)相關(guān)工作起到一定的幫助作用。4.2.3 指標(biāo)層因子權(quán)重的確定

在整個(gè)指標(biāo)層因子權(quán)重確定上，主要依據(jù)便是在事故發(fā)生之后，為相關(guān)企業(yè)和部門帶來的經(jīng)濟(jì)損失情況?？偟膩碚f，在該類權(quán)重內(nèi)容確定上，涉及的內(nèi)容很多，即目標(biāo)層權(quán)重、具體施工操作的經(jīng)濟(jì)損失和施工投入等。也正是由于不用安全評(píng)價(jià)方式的有效應(yīng)用，讓不同系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)安全評(píng)價(jià)模式更上一層樓，彌補(bǔ)之前存在的評(píng)價(jià)缺點(diǎn)[4]。

5 具體評(píng)價(jià)方式的改進(jìn)

在整個(gè)評(píng)價(jià)方式改進(jìn)過程中，主要涉及的內(nèi)容包含兩方面，首選是對(duì)作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模式改進(jìn)，該方法可以在很多普通施工和檢修工作中得到應(yīng)用，但與整個(gè)系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)不相符。因此，在具體作業(yè)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方式改進(jìn)過程中，人們可以事先做好施工特點(diǎn)的分析和總結(jié)工作，將具體評(píng)價(jià)內(nèi)容的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，確保其與具體安全評(píng)價(jià)內(nèi)容和要求相符。其次，在整個(gè)安全檢查表危險(xiǎn)等級(jí)劃分上，可以根據(jù)最終的檢查得分實(shí)現(xiàn)等級(jí)的全面劃分，如果最終分?jǐn)?shù)集中在91到100范圍內(nèi)，證明工程施工十分安全。如果最終評(píng)價(jià)得分在71到90分，說明整個(gè)施工處于比較安全的狀態(tài)下，如果是60分到70分，說明施工處于臨界危險(xiǎn)范圍內(nèi)，如果最終得分在49以下，說明該類施工極為危險(xiǎn)，需要立即進(jìn)行停工整改操作[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，由于現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，相關(guān)部門需要強(qiáng)化對(duì)地鐵工程建設(shè)的重視程度，制定出合理的安全標(biāo)準(zhǔn)，還要提升整個(gè)工程安全施工的關(guān)注度。從實(shí)際盾構(gòu)隧道施工開展過程中可以發(fā)現(xiàn)，引發(fā)安全事故的原因有很多，為了將安全施工特點(diǎn)更好地展示出來，人們需要確保安全評(píng)價(jià)模式的完整性，最終將整個(gè)施工要求在工作中落實(shí)下去。