地鐵盾構(gòu)隧道施工安全管理及成本控制

劉詩洋

（上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司，上海 200030）

盾構(gòu)法的應(yīng)用，歷經(jīng)數(shù)年的發(fā)展及提升，已經(jīng)取得了理想的成果，且得到了廣泛性的應(yīng)用。在此過程中，通過盾構(gòu)法的應(yīng)用，不僅可以顯著提升地鐵隧道的掘進(jìn)效率，而且可以達(dá)到提高施工安全性的目的，因此盾構(gòu)法得以備受人們的青睞。本文將通過對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道施工安全管理和成本控制的簡述，進(jìn)而促使人們對(duì)于安全管理和成本控制兩方面得到深刻性地認(rèn)識(shí)，才能夠?yàn)樵絹碓蕉嗑坊乃淼理?xiàng)目的打造，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 盾構(gòu)法簡述

1.1 盾構(gòu)法的基本概述

盾構(gòu)法，即指通過盾構(gòu)機(jī)等設(shè)備的應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隧道掘進(jìn)的過程，在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，通過盾構(gòu)機(jī)設(shè)備管片及外殼等結(jié)構(gòu)所發(fā)揮的力量，隧道內(nèi)部圍巖得到鞏固后，隧道內(nèi)部坍塌的風(fēng)險(xiǎn)度才能夠降低。同時(shí)，結(jié)合土體開挖，土體運(yùn)輸?shù)确矫娴墓π?yīng)用，隧道施工任務(wù)才能夠得以順利開展及完成。地鐵施工過程中，地鐵線路經(jīng)過商業(yè)的繁華區(qū)域及人口居住密集區(qū)域的情形居多，通過盾構(gòu)法的應(yīng)用，將能夠達(dá)到有效減少施工對(duì)于城市影響的目的。

1.2 盾構(gòu)法應(yīng)用優(yōu)勢

第一，盾構(gòu)法的應(yīng)用，集出土、襯砌、推進(jìn)、砌筑等多個(gè)施工項(xiàng)目為一體，具有自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢，因此，隧道掘進(jìn)效率才能夠得到極大地提升及保障。

第二，施工過程安全性、可靠性較高，避免及減少事故發(fā)生，使施工成本才能夠得到有力地管控。

第三，針對(duì)地下管線、地面交通等，造成的影響較少，尤其各城市地下管線、地面交通復(fù)雜程度高的境況下，盾構(gòu)法的應(yīng)用可以進(jìn)一步適應(yīng)城市的實(shí)況及發(fā)展需求。

第四，盾構(gòu)施工不受氣候、環(huán)境等客觀因素的影響，因此，施工進(jìn)度才能夠擁有保障，達(dá)到按期完工的目的。

第五，盾構(gòu)施工過程產(chǎn)生的噪聲污染較少。在各城市的發(fā)展過程中，噪聲污染的問題始終是痛點(diǎn)所在，而盾構(gòu)法的應(yīng)用，可以減少噪聲污染，使民眾享有安寧穩(wěn)定的生活環(huán)境。

1.3 盾構(gòu)法應(yīng)用劣勢

第一，盾構(gòu)施工的成本造價(jià)相對(duì)較高，為此，實(shí)際應(yīng)用過程中，務(wù)必根據(jù)鐵隧道的地質(zhì)環(huán)境、水文條件等，制定切實(shí)性的施工方式、方法后，才能夠促使盾構(gòu)法作業(yè)的效力作用發(fā)揮到極致。

第二，面對(duì)覆土過淺、土層過軟的施工作業(yè)環(huán)境時(shí)，盾構(gòu)施工過程中的難度將會(huì)加大，同時(shí)，如襯砌作業(yè)過程中防水管控工作不力，帶來的影響度將是慘重的。

2 地鐵盾構(gòu)隧道施工的安全管理特點(diǎn)

2.1 針對(duì)施工人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高

盾構(gòu)施工機(jī)械科技含量高，施工過程較為隱蔽，因此，針對(duì)施工人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高，相應(yīng)的施工人員不但需要熟練掌握盾構(gòu)機(jī)的施工要點(diǎn)，還具有較強(qiáng)的警惕心和安全管理意識(shí)，針對(duì)施工過程中參數(shù)異常的情形和相應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)，要具有極強(qiáng)的敏感性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)上報(bào)并采取有效性的措施后，才能夠避免安全事故擴(kuò)大化發(fā)展的情形產(chǎn)生。

2.2 安全隱患多

盾構(gòu)隧道施工中，任一施工工序都可能存在安全隱患，且安全隱患的產(chǎn)生，往往集多方面的因素為一體，波及的范圍較廣，因此，處理的難度將進(jìn)一步提升。為此，唯有在安全管理方面下深功后，才能夠促使存在的隱患點(diǎn)得到有效性地避免及減少。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)概率高

地鐵施工周期通常都較長，長時(shí)間作業(yè)受不可控因素的影響，風(fēng)險(xiǎn)概率高的情況屢見不鮮。此種情形下，施工的難度進(jìn)一步處于加重的態(tài)勢中。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)損失的關(guān)聯(lián)性高

盾構(gòu)隧道施工往往需要多個(gè)單位予以聯(lián)合作業(yè)后，才能夠順利開展相應(yīng)的施工任務(wù)。同時(shí)，這些合作單位之間分工明確，各司其職，予以緊密聯(lián)系后，才能夠保障工程項(xiàng)目的按期完工。在此過程中，一旦安全事故發(fā)生，多個(gè)企業(yè)受到牽連后，將會(huì)帶來比較嚴(yán)重的影響及損失，不僅地鐵施工進(jìn)度受到影響，而且處理安全事故過程中，二次投入所需的人力、物力等資源后，必將引發(fā)整體施工成本的增長，此種情形下，對(duì)于各單位的發(fā)展而言，會(huì)帶來巨大的影響。

2.5 安全管理具有動(dòng)態(tài)性

盾構(gòu)隧道施工作業(yè)過程，將是在隧道內(nèi)部開展持續(xù)性掘進(jìn)作業(yè)的過程，因此，相應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)也是動(dòng)態(tài)變化的。不同的施工區(qū)域，安全風(fēng)險(xiǎn)也將存在很大的差異，為此，安全管理環(huán)節(jié)，務(wù)必實(shí)施動(dòng)態(tài)性管理，才能夠適應(yīng)隧道施工作業(yè)實(shí)際所需。

3 安全管理

3.1 施工的安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

通過針對(duì)地鐵工程全面性分析研究發(fā)現(xiàn)，工程施工階段主要存在以下風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)類型，制定相對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施。

3.2 安全風(fēng)險(xiǎn)分析

第一，地鐵隧道工程盾構(gòu)施工過程中，開挖面失穩(wěn)的問題較為常見，同時(shí)，經(jīng)人們長期性研究發(fā)現(xiàn)，此問題通常因施工過程中管涌或流砂等客觀因素所致。同時(shí)，如盾構(gòu)開挖隧道過程中出現(xiàn)地層孔洞，或盾構(gòu)機(jī)設(shè)備開挖路線偏移、設(shè)備沉陷等方面的問題產(chǎn)生時(shí)，開挖面失穩(wěn)事故也得以引發(fā)出來，進(jìn)而促使實(shí)施施工過程陷入極大困境之中的情形居多。

此外，盾構(gòu)機(jī)設(shè)備開挖過程中遭受超淺覆土、地下水的影響，導(dǎo)致塌方異常發(fā)生時(shí)，開挖面失穩(wěn)的現(xiàn)象。

第二，建筑群沉降的風(fēng)險(xiǎn)較為突出。通常情況下，盾構(gòu)施工作業(yè)中，對(duì)地表的破壞性較大，因此，部分建筑群沉降異常得以凸顯出來。同時(shí)，經(jīng)過人們深入性地剖析發(fā)現(xiàn)，盾構(gòu)施工作業(yè)所造成的沉降問題分為早期沉降、開挖前沉降、盾構(gòu)施工沉降等階段，每個(gè)階段沉降問題的原因較為復(fù)雜，只有深入性對(duì)于沉降問題進(jìn)行分析研究，針對(duì)性給出相應(yīng)地處理舉措后，才能夠促使沉降風(fēng)險(xiǎn)得到有力地管控。

第三，盾構(gòu)施工作業(yè)過程中，塌方等安全事故發(fā)生的概率極高。同時(shí)造成坍塌事故的原因有兩方面：一方面，與地下水因素相關(guān)，受地下水的影響，施工面坍塌后帶來的影響將是慘重的；另一方面，盾構(gòu)機(jī)施工過程中，在重力及振動(dòng)等方面因素影響下，坍塌事故突發(fā)的情形屢見不鮮。實(shí)際施工過程中，針對(duì)所發(fā)生的坍塌事故，務(wù)必切實(shí)性分析塌方原因，制定有效的施工方案后，才能夠使坍塌事故造成的影響得到有效性地處理及解決。

4 安全管理措施

1.針對(duì)開挖面失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，相應(yīng)的安全管理措施主要有以下環(huán)節(jié)：地鐵隧道工程所在地地勢環(huán)境勘察的工作，促使不利因素點(diǎn)得到全面性核查，進(jìn)一步采取有效性的優(yōu)化及改善措施處理后，開挖面失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)才能夠得以減少。尤其針對(duì)渣土區(qū)域，從止水性和流動(dòng)性兩方面針對(duì)渣土進(jìn)行優(yōu)化后，失穩(wěn)狀況才能夠得到有力的管控[1]。控制好盾構(gòu)設(shè)備的推進(jìn)速度，確保開挖量和排出渣土量平衡的狀態(tài)下，開挖面失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)才能夠得到有力地改善。

2.針對(duì)建筑群沉降風(fēng)險(xiǎn)，將可以采取以下安全管理措施：隧道內(nèi)通常多以軟弱土層為主，受此方面因素影響下，建筑群沉降的問題得以突顯出來。為此，采取有效性的措施，改善軟弱土層結(jié)構(gòu)特性的工作，將是重中之重。

選擇平衡性能優(yōu)異的盾構(gòu)機(jī)設(shè)備，控制隧道施工過程中泥水的粘稠度，平衡泥水壓力后，建筑群沉降的問題才能夠得到有力地防控。

實(shí)際施工過程中，如涉及注漿加固工序，要有效控制注漿液的配合比，進(jìn)一步采用由淺至深的注漿方法進(jìn)行注漿后，盾構(gòu)施工過程對(duì)于地表的破壞性才能夠減少，同時(shí)，建筑群的安全性才能夠擁有保障的力量[2]。

3.為減少局部坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，將需要針對(duì)以下環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)控：施工前，針對(duì)施工隧道內(nèi)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘察，得以全面性了解地下水和地表水等實(shí)況，針對(duì)地表水實(shí)施攔截后，地表水滲入地鐵隧道的風(fēng)險(xiǎn)，才能夠得到有效性的管控，隧道局部坍塌事故的發(fā)生才能夠得以減少。

盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的推進(jìn)速度得以根據(jù)實(shí)際所需，控制在合理的范圍內(nèi)，進(jìn)一步確保隧道內(nèi)部土層壓力的平衡性后，隧道塌方事故的發(fā)生才能夠得到有力地管控。

增加盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的注漿量，坍塌事故也能夠得到有效性的預(yù)防。與此同時(shí)，嚴(yán)格化監(jiān)控施工作業(yè)過程中的出土量、注漿量等參數(shù)信息，根據(jù)實(shí)況不斷調(diào)整盾構(gòu)機(jī)設(shè)備性能參數(shù)，促使盾構(gòu)機(jī)對(duì)于施工面的影響程度減少，坍塌事故才能夠得到有效性地控制[3]。

4.施工工藝的安全管理要點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下方面：注漿過程中，發(fā)現(xiàn)泥沙堵塞注漿管的異常時(shí)，要及時(shí)清理泥沙，避免更大的風(fēng)險(xiǎn)隱患、安全事故發(fā)生。實(shí)際清理環(huán)節(jié)，針對(duì)管道出口采用編織物綁扎牢固，采取緩慢增加壓力的舉措，堵塞位置處才能夠達(dá)到有效性疏通的目的。

土渣運(yùn)輸過程中，確保臨時(shí)軌道安裝的穩(wěn)定性，安排專人檢查軌距、弧度等節(jié)點(diǎn)后，才能夠避免車輛脫軌帶來的影響。同時(shí)，嚴(yán)禁任何人乘坐管片車，如有發(fā)現(xiàn)，決不手軟，嚴(yán)格追究相應(yīng)責(zé)任人的責(zé)任，才能夠促使此類安全隱患得以從源頭斬?cái)唷?/p>

盾構(gòu)設(shè)備在安裝和拆卸過程中，需要實(shí)施吊裝施工。在此過程中，為了確保施工的安全性、準(zhǔn)確度，得以編制細(xì)化性的施工方案，進(jìn)一步針對(duì)現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)查，促使安全隱患得以排除后，方能進(jìn)行吊裝施工[4]。

5.環(huán)境安全管理，將需要從以下方面進(jìn)行嚴(yán)控：如施工過程中遇到地下構(gòu)筑物、管線等障礙物時(shí)，務(wù)必針對(duì)此些部位采取加固處理的舉措，如注漿加固的方式等，防患于未然后，才能夠避免施工過程中坍塌、物品掉落等問題點(diǎn)的發(fā)生。

隧道施工過程中，如遇到部分區(qū)域地下水水位較低，或有大量沙土地層時(shí)，盾構(gòu)設(shè)備作業(yè)過程中堵塞的問題點(diǎn)，較為常見，一旦盾構(gòu)機(jī)堵塞后，將無法開展正常掘進(jìn)作業(yè)，帶來的損失度將是巨大的。為此，針對(duì)此些特殊區(qū)域，應(yīng)提前通過增加泡沫系統(tǒng)的舉措，增加土體之間的黏結(jié)力后，掘進(jìn)作業(yè)才能夠得以順利開展及實(shí)施。

盾構(gòu)機(jī)施工過程中，如遇到部分高硬度的巖石層時(shí)，設(shè)備內(nèi)部的溫度將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)急劇升高，同時(shí)，如正好為夏季高溫天氣施工，隧道內(nèi)環(huán)境長期處于高溫、高濕狀態(tài)下，施工人員身處惡劣環(huán)境中作業(yè)，疲勞、懈怠的情形得以加重時(shí)，安全事故也將悄然而至。為此，務(wù)必采取輪換制，加強(qiáng)隧道通風(fēng)，營造良好的作業(yè)環(huán)境后，施工人員才能夠精神百倍、聚精會(huì)神地作業(yè)，進(jìn)而達(dá)到有效性防控安全事故發(fā)生的目的[5]。

5 成本控制

5.1 材料成本控制

地鐵隧道項(xiàng)目中，盾構(gòu)施工材料成本控制環(huán)節(jié)，主要需從以下方面進(jìn)行嚴(yán)控：

第一，針對(duì)盾構(gòu)管片予以嚴(yán)格管控，采取統(tǒng)一領(lǐng)用的舉措，進(jìn)一步將盾構(gòu)管片的消耗量作為班組績效考核項(xiàng)后，才能夠引起每一位施工人員的關(guān)注，進(jìn)而避免管片過度浪費(fèi)的情形出現(xiàn)。

第二，盾構(gòu)機(jī)身的保養(yǎng)工作，進(jìn)一步將是重中之重，得以定期按照保養(yǎng)計(jì)劃的要求，針對(duì)各部分實(shí)施細(xì)化性的保養(yǎng)工序后，才能夠達(dá)到降低液壓油使用頻率的目的，液壓油得以節(jié)約的同時(shí)，盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的使用壽命才能夠得以延長，成本管理工作也才能夠取得有利的成果。

第三，一方面，嚴(yán)格化按照盾構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)要求予以施工；另一方面，同步降低注漿中的水泥用量的工作，將是重點(diǎn)，減少水泥用量后，才能夠達(dá)到降低砂漿成本支出的目的[6]。

5.2 機(jī)械成本控制

地鐵隧道項(xiàng)目中，盾構(gòu)施工機(jī)械成本控制環(huán)節(jié)，主要為以下幾點(diǎn)：

第一，盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)工作中，得以針對(duì)部件松動(dòng)、缺少潤滑油等方面的異常進(jìn)行及時(shí)性處理，能夠減少配件故障問題，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約配件支出成本的目的。

第二，盾構(gòu)機(jī)設(shè)備掘進(jìn)時(shí)間越長，電能的消耗也將得以同步增長，為此，務(wù)必提前制定好相應(yīng)的掘進(jìn)計(jì)劃，按照計(jì)劃要求予以開展施工作業(yè)，減少盾構(gòu)機(jī)非工作時(shí)間的電能消耗，使電能成本能夠得到有力地管控。

第三，地鐵隧道施工過程中，得以根據(jù)隧道長度選擇適宜功率的通風(fēng)機(jī)設(shè)備，進(jìn)一步結(jié)合隧道實(shí)況合理調(diào)節(jié)通風(fēng)設(shè)備的通風(fēng)級(jí)別，促使通風(fēng)設(shè)備的壽命得以增強(qiáng)，成本損失得到有力地控制。

6 結(jié)語

地鐵工程項(xiàng)目將是城市解決交通擁堵問題、降低交通運(yùn)輸壓力的關(guān)鍵，因此，任何時(shí)候，安全管理工作將都是重中之重。安全重于泰山，減少因盾構(gòu)施工而引發(fā)的開挖面失穩(wěn)、建筑群沉降、坍塌等安全事故，通過相應(yīng)管控措施的力量，提升地鐵隧道施工過程中的安全性，才能夠促使地鐵交通實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。