地鐵盾構隧道施工安全管理及成本控制

劉詩洋

摘 要 地鐵出行、綠色出行已成為人們日常出行的首選，地鐵項目數(shù)量及規(guī)模的提升，促使地鐵隧道工程的數(shù)量快速增長。地鐵工程項目具有施工難度大、危險性高的特征，因此大型施工設備的應用是施工環(huán)節(jié)的重點。對此本文在提升盾構隧道施工優(yōu)化管理上做出闡述，保證隧道項目順利進行，為安全施工提供保障，以期對相關行業(yè)有所裨益。

關鍵詞 地鐵盾構 隧道施工 安全管理 成本控制

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）04-0070-03

盾構法的應用，歷經數(shù)年的發(fā)展及提升，已經取得了理想的成果，且得到了廣泛性的應用。在此過程中，通過盾構法的應用，不僅可以顯著提升地鐵隧道的掘進效率，而且可以達到提高施工安全性的目的，因此盾構法得以備受人們的青睞。本文將通過對地鐵盾構隧道施工安全管理和成本控制的簡述，進而促使人們對于安全管理和成本控制兩方面得到深刻性地認識，才能夠為越來越多精品化的隧道項目的打造，奠定堅實的基礎。

1 盾構法簡述

1.1 盾構法的基本概述

盾構法，即指通過盾構機等設備的應用，進而實現(xiàn)隧道掘進的過程，在實際應用環(huán)節(jié)，通過盾構機設備管片及外殼等結構所發(fā)揮的力量，隧道內部圍巖得到鞏固后，隧道內部坍塌的風險度才能夠降低。同時，結合土體開挖，土體運輸?shù)确矫娴墓π?，隧道施工任務才能夠得以順利開展及完成。地鐵施工過程中，地鐵線路經過商業(yè)的繁華區(qū)域及人口居住密集區(qū)域的情形居多，通過盾構法的應用，將能夠達到有效減少施工對于城市影響的目的。

1.2 盾構法應用優(yōu)勢

第一，盾構法的應用，集出土、襯砌、推進、砌筑等多個施工項目為一體，具有自動化程度高的優(yōu)勢，因此，隧道掘進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、地面交通復雜程度高的境況下，盾構法的應用可以進一步適應城市的實況及發(fā)展需求。

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

第五，盾構施工過程產生的噪聲污染較少。在各城市的發(fā)展過程中，噪聲污染的問題始終是痛點所在，而盾構法的應用，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 盾構法應用劣勢

第一，盾構施工的成本造價相對較高，為此，實際應用過程中，務必根據(jù)鐵隧道的地質環(huán)境、水文條件等，制定切實性的施工方式、方法后，才能夠促使盾構法作業(yè)的效力作用發(fā)揮到極致。

第二，面對覆土過淺、土層過軟的施工作業(yè)環(huán)境時，盾構施工過程中的難度將會加大，同時，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 地鐵盾構隧道施工的安全管理特點

2.1 針對施工人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高

盾構施工機械科技含量高，施工過程較為隱蔽，因此，針對施工人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高，相應的施工人員不但需要熟練掌握盾構機的施工要點，還具有較強的警惕心和安全管理意識，針對施工過程中參數(shù)異常的情形和相應的安全風險，要具有極強的敏感性，及時發(fā)現(xiàn)、及時上報并采取有效性的措施后，才能夠避免安全事故擴大化發(fā)展的情形產生。

2.2 安全隱患多

盾構隧道施工中，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得到有效性地避免及減少。

2.3 風險概率高

地鐵施工周期通常都較長，長時間作業(yè)受不可控因素的影響，風險概率高的情況屢見不鮮。此種情形下，施工的難度進一步處于加重的態(tài)勢中。

2.4 風險損失的關聯(lián)性高

盾構隧道施工往往需要多個單位予以聯(lián)合作業(yè)后，才能夠順利開展相應的施工任務。同時，這些合作單位之間分工明確，各司其職，予以緊密聯(lián)系后，才能夠保障工程項目的按期完工。在此過程中，一旦安全事故發(fā)生，多個企業(yè)受到牽連后，將會帶來比較嚴重的影響及損失，不僅地鐵施工進度受到影響，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，對于各單位的發(fā)展而言，會帶來巨大的影響。

2.5 安全管理具有動態(tài)性

盾構隧道施工作業(yè)過程，將是在隧道內部開展持續(xù)性掘進作業(yè)的過程，因此，相應的安全風險也是動態(tài)變化的。不同的施工區(qū)域，安全風險也將存在很大的差異，為此，安全管理環(huán)節(jié)，務必實施動態(tài)性管理，才能夠適應隧道施工作業(yè)實際所需。

3 安全管理

3.1 施工的安全風險識別

通過針對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險，同時結合風險類型，制定相對應的風險管理措施。

3.2 安全風險分析

第一，地鐵隧道工程盾構施工過程中，開挖面失穩(wěn)的問題較為常見，同時，經人們長期性研究發(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，如盾構開挖隧道過程中出現(xiàn)地層孔洞，或盾構機設備開挖路線偏移、設備沉陷等方面的問題產生時，開挖面失穩(wěn)事故也得以引發(fā)出來，進而促使實施施工過程陷入極大困境之中的情形居多。

此外，盾構機設備開挖過程中遭受超淺覆土、地下水的影響，導致塌方異常發(fā)生時，開挖面失穩(wěn)的現(xiàn)象。

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

第三，盾構施工作業(yè)過程中，塌方等安全事故發(fā)生的概率極高。同時造成坍塌事故的原因有兩方面：一方面，與地下水因素相關，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，盾構機施工過程中，在重力及振動等方面因素影響下，坍塌事故突發(fā)的情形屢見不鮮。實際施工過程中，針對所發(fā)生的坍塌事故，務必切實性分析塌方原因，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.針對開挖面失穩(wěn)的風險，相應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，促使不利因素點得到全面性核查，進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)的風險才能夠得以減少。尤其針對渣土區(qū)域，從止水性和流動性兩方面針對渣土進行優(yōu)化后，失穩(wěn)狀況才能夠得到有力的管控[1]?？刂坪枚軜嬙O備的推進速度，確保開挖量和排出渣土量平衡的狀態(tài)下，開挖面失穩(wěn)的風險才能夠得到有力地改善。

2.針對建筑群沉降風險，將可以采取以下安全管理措施：隧道內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，改善軟弱土層結構特性的工作，將是重中之重。

選擇平衡性能優(yōu)異的盾構機設備，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，進一步采用由淺至深的注漿方法進行注漿后，盾構施工過程對于地表的破壞性才能夠減少，同時，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險，將需要針對以下環(huán)節(jié)進行嚴控：施工前，針對施工隧道內地質環(huán)境進行勘察，得以全面性了解地下水和地表水等實況，針對地表水實施攔截后，地表水滲入地鐵隧道的風險，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。

盾構機設備的推進速度得以根據(jù)實際所需，控制在合理的范圍內，進一步確保隧道內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。

增加盾構機設備的注漿量，坍塌事故也能夠得到有效性的預防。與此同時，嚴格化監(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)實況不斷調整盾構機設備性能參數(shù)，促使盾構機對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，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，要及時清理泥沙，避免更大的風險隱患、安全事故發(fā)生。實際清理環(huán)節(jié)，針對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到有效性疏通的目的。

土渣運輸過程中，確保臨時軌道安裝的穩(wěn)定性，安排專人檢查軌距、弧度等節(jié)點后，才能夠避免車輛脫軌帶來的影響。同時，嚴禁任何人乘坐管片車，如有發(fā)現(xiàn)，決不手軟，嚴格追究相應責任人的責任，才能夠促使此類安全隱患得以從源頭斬斷。

盾構設備在安裝和拆卸過程中，需要實施吊裝施工。在此過程中，為了確保施工的安全性、準確度，得以編制細化性的施工方案，進一步針對現(xiàn)場環(huán)境進行嚴查，促使安全隱患得以排除后，方能進行吊裝施工[4]。

5.環(huán)境安全管理，將需要從以下方面進行嚴控：如施工過程中遇到地下構筑物、管線等障礙物時，務必針對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，盾構設備作業(yè)過程中堵塞的問題點，較為常見，一旦盾構機堵塞后，將無法開展正常掘進作業(yè)，帶來的損失度將是巨大的。為此，針對此些特殊區(qū)域，應提前通過增加泡沫系統(tǒng)的舉措，增加土體之間的黏結力后，掘進作業(yè)才能夠得以順利開展及實施。

盾構機施工過程中，如遇到部分高硬度的巖石層時，設備內部的溫度將會在短時間內急劇升高，同時，如正好為夏季高溫天氣施工，隧道內環(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，安全事故也將悄然而至。為此，務必采取輪換制，加強隧道通風，營造良好的作業(yè)環(huán)境后，施工人員才能夠精神百倍、聚精會神地作業(yè)，進而達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

地鐵隧道項目中，盾構施工材料成本控制環(huán)節(jié)，主要需從以下方面進行嚴控：

第一，針對盾構管片予以嚴格管控，采取統(tǒng)一領用的舉措，進一步將盾構管片的消耗量作為班組績效考核項后，才能夠引起每一位施工人員的關注，進而避免管片過度浪費的情形出現(xiàn)。

第二，盾構機身的保養(yǎng)工作，進一步將是重中之重，得以定期按照保養(yǎng)計劃的要求，針對各部分實施細化性的保養(yǎng)工序后，才能夠達到降低液壓油使用頻率的目的，液壓油得以節(jié)約的同時，盾構機設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，嚴格化按照盾構施工標準要求予以施工;另一方面，同步降低注漿中的水泥用量的工作，將是重點，減少水泥用量后，才能夠達到降低砂漿成本支出的目的[6]。

5.2 機械成本控制

地鐵隧道項目中，盾構施工機械成本控制環(huán)節(jié)，主要為以下幾點：

第一，盾構機設備的日常養(yǎng)護工作中，得以針對部件松動、缺少潤滑油等方面的異常進行及時性處理，能夠減少配件故障問題，進而達到節(jié)約配件支出成本的目的。

第二，盾構機設備掘進時間越長，電能的消耗也將得以同步增長，為此，務必提前制定好相應的掘進計劃，按照計劃要求予以開展施工作業(yè)，減少盾構機非工作時間的電能消耗，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機設備，進一步結合隧道實況合理調節(jié)通風設備的通風級別，促使通風設備的壽命得以增強，成本損失得到有力地控制。

6 結語

地鐵工程項目將是城市解決交通擁堵問題、降低交通運輸壓力的關鍵，因此，任何時候，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現(xiàn)長遠發(fā)展的目標。

參考文獻：

[1] 仲曉慧.地鐵區(qū)間隧道盾構施工安全風險管理的措施[J].城市道橋與防洪，2017（08）：207-209.

[2] 肖兵.地鐵隧道施工安全風險評估及應用研究[J].工程建設與設計，2018（15）：293-295.

[3] 申艷平.地鐵盾構隧道施工安全管理及成本控制[J].工程技術研究，2020，05（02）：163-164.

[4] 王定軍，程盼盼.地鐵區(qū)間隧道盾構施工安全風險管理研究[J].工程建設與設計，2016（04）：167-170.

[5] 史佩軍.地鐵隧道盾構法施工安全風險管理研究[J].冶金叢刊，2019，04（16）：158-159.

[6] 趙志民.探究地鐵隧道盾構法施工安全風險管理[J].建材發(fā)展導向，2019（02）：160-161.