地鐵施工監(jiān)測技術(shù)與安全風(fēng)險管理的探討

周志強

（中鐵第六勘察設(shè)計院集團有限公司，天津 300308）

0.引言

在我國經(jīng)濟發(fā)展新形勢下，居民生活水平獲得顯著提升，私家車數(shù)量不斷增加，給城市交通帶來巨大壓力。地鐵是城市交通網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵組成部分，其能夠有效緩解城市地面交通壓力，為居民出行提供便捷，現(xiàn)代城市的地鐵工程項目數(shù)量也持續(xù)增加。地鐵施工在地下環(huán)境進行，周邊環(huán)境復(fù)雜，需要穿過城市大部分區(qū)域，施工活動存在一定安全隱患，而基于地鐵工程的特殊性，需要合理應(yīng)用監(jiān)測技術(shù)加強安全管理，為施工人員創(chuàng)設(shè)良好且安全的施工環(huán)境，規(guī)避可能發(fā)生的安全事故。

1.地鐵施工監(jiān)測技術(shù)

1.1 支撐軸力監(jiān)測

在開展地鐵施工中，需要在基坑中設(shè)施內(nèi)支撐，其作為基坑支護的主要構(gòu)件，可以預(yù)防基坑變化，如果基坑出現(xiàn)形變，內(nèi)支撐能夠緩解這一情況，為人員和設(shè)備撤離提供時間，保證基坑處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。監(jiān)測支撐軸力，需要先確定監(jiān)測位置，選擇內(nèi)支撐較為薄弱的位置或者基坑容易發(fā)生形變的位置，斷面布設(shè)要與水平位移共同組成斷面。如果施工中采用鋼結(jié)構(gòu)支撐，則要將監(jiān)測點布置職稱的1/3位置或者中間位置。監(jiān)測支撐軸力要秉承連續(xù)性、動態(tài)性等基本原則，根據(jù)實時數(shù)據(jù)動態(tài)分析，確定基坑的安全狀態(tài)。

1.2 全自動監(jiān)測

全自動監(jiān)測主要以信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和智能化技術(shù)為支撐，在應(yīng)用之前，施工單位要科學(xué)布置監(jiān)測點，在地鐵施工現(xiàn)場的地下和地上位置設(shè)置監(jiān)測點。全自動監(jiān)測系統(tǒng)包括傾斜儀、地震儀等裝置，將其安裝在指定位置，例如將傾斜儀安裝在附近建筑物或者支撐墻上，將地震儀安裝在地上表面，如果發(fā)生墻體傾斜或者地面震動，儀器可發(fā)出預(yù)警，避免由于施工行為而誘發(fā)安全事故。

1.3 圍護結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測

地鐵施工涉及地上工程和地下工程，在開展地上施工中，其會出現(xiàn)震動，進而對地下施工帶來負(fù)面影響，同時，在地下挖掘隧道或者爆破施工中，也會對地鐵系統(tǒng)和現(xiàn)有隧道造成損害。如果施工行為的振動幅度較大，容易出現(xiàn)巖石等材料掉落，影響地下施工人員的安全。在工程施工中，可對圍護結(jié)構(gòu)變形進行監(jiān)測，利用自動化監(jiān)測系統(tǒng)，將圍護結(jié)構(gòu)變形的數(shù)據(jù)動態(tài)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)，例如圍護結(jié)構(gòu)變形較為明顯，指示燈和警報器會自動處罰，應(yīng)用智能手機、平板電腦以及筆記本電腦，能夠及時查看預(yù)警信息，這些信息可以作為歷史記錄，為后續(xù)的施工檔案管理提供支撐。

1.4 地下水位監(jiān)測和圍護結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測

在開展工程建設(shè)中，地下水位是影響地鐵工程施工安全的關(guān)鍵因素，如果地下水位變化較大，則會為施工埋下巨大隱患，甚至誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故。同時，如果地下水位發(fā)生變化，也容易導(dǎo)致圍護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的沉降，因此，施工單位要注重對地下水位和圍護結(jié)構(gòu)沉降進行動態(tài)監(jiān)測。當(dāng)前主要應(yīng)用的監(jiān)測方式包括數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)測、GPS技術(shù)和GIS建模技術(shù)等。在具體應(yīng)用中，可將監(jiān)控點設(shè)置在豎井、隧道口、圍護結(jié)構(gòu)水平等位置，確保監(jiān)控點與水準(zhǔn)點相重合。

1.5 周圍建筑物監(jiān)測

地鐵作為城市重要的交通工具，其施工規(guī)模較大，需要穿過城市大量地區(qū)，施工環(huán)境中存在大量的建筑物，為了避免施工行為對附近環(huán)境帶來負(fù)面有影響，則要對周圍建筑物開展監(jiān)測。在布置監(jiān)測點中，需要將其布置在建筑物容易沉降的位置，頻率為每天一次或者2次，在地鐵地面建筑主體施工中，則要適當(dāng)增加監(jiān)測頻率。在監(jiān)測中如果發(fā)現(xiàn)建筑出現(xiàn)沉降情況，則要提前做好保護工作，對周圍環(huán)境、圍護結(jié)構(gòu)進行詳盡記錄和調(diào)查，通過錄像或者拍攝的方式，記錄地表和建筑物狀態(tài)[1]。

2.地鐵施工安全風(fēng)險因素分析

2.1 管理因素

地鐵工程具有一定的特殊性和復(fù)雜性，施工涉及大量工序和學(xué)科。為了確保工程質(zhì)量和施工安全，施工單位要健全管理體系、完善管理制度、落實管理細(xì)節(jié)，對整個施工活動開展動態(tài)管理，如果管理存在缺陷和不足，則容易在施工埋下安全隱患，進而誘發(fā)安全事故，在企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟和人員損失。

2.2 經(jīng)濟因素

地鐵工程的建設(shè)目的是滿足城市交通需求，為居民出行提供便捷，為了實現(xiàn)既定的社會效益和經(jīng)濟效益，在施工中不僅要兼顧質(zhì)量和安全，還要盡量降低成本、控制造價?；诮?jīng)濟因素開展各項施工活動，容易為工程建設(shè)埋下安全隱患，例如原材料市場出現(xiàn)價格波動后，則會影響企業(yè)采購材料，材料質(zhì)量如果不符合施工要求，則容易誘發(fā)安全事故。

2.3 技術(shù)因素

地鐵施工是一個復(fù)雜且長期的過程，具有建設(shè)后期長、涉及學(xué)科多、資金投入大、施工人員多等特點，技術(shù)作為影響工程質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵要素，如果出現(xiàn)技術(shù)方案不科學(xué)、施工圖紙不清晰、技術(shù)應(yīng)用不合理等問題，則容易引發(fā)安全問題。同時，隨著我國建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展，各種新型的施工技術(shù)、施工工藝也不斷涌現(xiàn)，在應(yīng)用新技術(shù)之前需要進行科學(xué)論證，確保新技術(shù)與工程實際相符。

2.4 設(shè)備因素

現(xiàn)代地鐵工程普遍工程量較大、沿線較長，施工中涉及的設(shè)備機械也較多，類型復(fù)雜，為工程管理和安全管理也帶來較大難度。很多施工設(shè)備都具有較強的專業(yè)性，需要由具有資質(zhì)的人員操作，如果出現(xiàn)盲目操作或者憑經(jīng)驗操作情況，則容易誘發(fā)安全事故。同時，為了縮短施工周期、節(jié)約生產(chǎn)成本，很多機械設(shè)備都處于超負(fù)荷運行狀態(tài)下，設(shè)備發(fā)生故障的概率也不斷提升，如果機械設(shè)備帶病工作，也容易誘發(fā)安全問題。

2.5 人員因素

施工人員是開展工程建設(shè)的主體，尤其對于地鐵工程而言，在涉及地上施工和地下施工兩部分，地下基坑深度較大，為施工埋下一定的安全隱患，如果施工人員的自我防護意識缺失、安全知識不足，則容易誘發(fā)安全問題。當(dāng)前，建設(shè)企業(yè)對于人員培訓(xùn)高度重視，但是對于臨時工群體，存在安全教育不到位的情況，在沒有接受安全教育后就走入生產(chǎn)崗位，存在違規(guī)操作、憑經(jīng)驗作業(yè)等問題。

2.6 自然因素

地鐵施工受自然環(huán)境影響因素較大，通常情況下，城市氣象地質(zhì)變化較為穩(wěn)定，極端天氣較少，基本不會影響安全生產(chǎn)，但是自然環(huán)境具有變化莫測的特點，如果遭遇氣象災(zāi)害、地理災(zāi)害或者環(huán)境災(zāi)害，則會為施工埋下安全隱患。比如在地下施工中，如果突然發(fā)生地震災(zāi)害，則會嚴(yán)重影響地下施工人員的安全；又比如在施工中突發(fā)暴雨災(zāi)害，容易出現(xiàn)墻體滑坡，為施工埋下一定的安全隱患[2]。

3.地鐵施工安全風(fēng)險管理措施分析

3.1 完善管理機制

在組織施工之前，建設(shè)單位要建立完善管理機制，便于各項安全管理工作的落實和執(zhí)行。首先，地鐵施工規(guī)模較大，各個工序都存在一定的安全隱患，建設(shè)企業(yè)要明確各個部門的安全管理責(zé)任，明確具體崗位的管理權(quán)限和管理責(zé)任，并且建立內(nèi)部溝通機制，針對可能存在的安全問題和安全隱患，制定科學(xué)的應(yīng)對計劃，避免發(fā)生事故后不能及時應(yīng)對。其次，制定科學(xué)的安全管理制度，加強制度體系建設(shè)，制度作為開展安全管理的基礎(chǔ)和前提，制度要具有適用性、操作性以及合理性，制度內(nèi)容要與施工現(xiàn)場相符合，而隨著地鐵施工的進行，制度也要處于動態(tài)變化中，不斷調(diào)整制度細(xì)節(jié)，發(fā)揮其在安全管理中的作用。最后，在完成制度制定后，要將其落實到各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，監(jiān)理人員、施工人員和技術(shù)人員都要嚴(yán)格按照制度開展生產(chǎn)行為。

3.2 安全隱患排查

地鐵施工具有一定的復(fù)雜性，現(xiàn)場施工涉及的人員、機械以及工序較多，大部分施工都在地下進行，為了追趕工期還存在大量交叉作業(yè)的情況，想要加強安全管理，則要在每天施工之前開展安全隱患排查。首先，每天施工前組織人員進入現(xiàn)場進行隱患排查，重點對臨時用電、基坑內(nèi)支撐、墻壁傾斜度、管線預(yù)埋進行排查，分析可能存在的安全隱患，采取科學(xué)措施處理。其次，對周邊建筑、地質(zhì)情況進行排查，例如涉及基坑開挖施工，則要掌握地下水位和土質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，不能盲目施工，盡量規(guī)避可能存在的隱患。最后，如果發(fā)現(xiàn)周邊建筑存在安全問題，則要與相關(guān)部門開展溝通聯(lián)系，通過協(xié)調(diào)合作排除風(fēng)險隱患。

3.3 落實安全教育

對施工人員開展安全教育可以提升其安全意識和自我防護能力，在施工中規(guī)范個人行為，避免由于人為因素而誘發(fā)安全事故。首先，建設(shè)企業(yè)要加強施工隊伍建設(shè)，保證隊伍的穩(wěn)定性和長期性，避免大量雇傭臨時工，所有人員在進入崗位之前都要接受三級安全教育，在經(jīng)過考核后才能進入崗位。其次，將安全教育作為一項長期堅持的工作落實到整個施工過程中，班組要發(fā)揮教育職能，定期組織工作人員開展安全知識學(xué)習(xí)，內(nèi)容要包含崗位知識、操作技能、安全防護、緊急撤離等，尤其是緊急撤離內(nèi)容，要定期組織現(xiàn)場演練，當(dāng)發(fā)生意外情況后，做到不慌亂、有組織地撤離，起到緊急避險的作用。最后，建設(shè)單位要給予安全教育以重視，加大教育資源投入，并且組織人員檢查安全教育的實施情況和實施效果，及時發(fā)現(xiàn)教育中存在的問題，并且采取措施整改[3]。

3.4 機械設(shè)備維護

地鐵施工涉及大量的機械設(shè)備，尤其在大規(guī)模地下施工中，機械化已經(jīng)成為重要標(biāo)志，為了確保機械設(shè)備處于正常運行狀態(tài)下，避免由于設(shè)備故障而誘發(fā)安全事故，則要加強設(shè)備維護。首先，當(dāng)機械設(shè)備進入施工現(xiàn)場后，維修人員需要對其進行狀態(tài)檢測，如果發(fā)現(xiàn)故障及時修護，儲備容易損壞的配件，形成設(shè)備檢查記錄，為后續(xù)設(shè)備管理提供數(shù)據(jù)支撐。其次，對機械設(shè)備進行合理使用，盡量避免超負(fù)荷運行情況出現(xiàn)，對于較為常用的機械設(shè)備要準(zhǔn)備備用設(shè)備，在不影響正常生產(chǎn)的同時，降低設(shè)備發(fā)生故障的概率。最后，對于特殊機械設(shè)備要由具備資質(zhì)的人員操作，沒有資質(zhì)人員不能隨意操作機械設(shè)備，避免出現(xiàn)機械傷人問題，同時，現(xiàn)場管理人員要嚴(yán)格規(guī)范設(shè)備操作流程。

3.5 施工現(xiàn)場管理

安全是開展一切施工行為的基礎(chǔ)和前提，施工現(xiàn)場作為安全事故高發(fā)地點，建設(shè)企業(yè)要注重加強施工現(xiàn)場安全管理，將安全隱患扼殺在萌芽中。首先，施工現(xiàn)場要實行門禁制度，每天施工人員憑借工作證進入現(xiàn)場，與現(xiàn)場施工無關(guān)的人員不能隨意出入，同時，進入現(xiàn)場的人員都要佩戴安全防護設(shè)施，包括絕緣鞋、安全帽以及工作服等。其次，現(xiàn)場設(shè)置安全監(jiān)理人員，如果建設(shè)單位監(jiān)理人員數(shù)量不足，可通過外聘第三方監(jiān)理機構(gòu)負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全監(jiān)理工作，明確監(jiān)理人員的管理權(quán)限和責(zé)任，避免發(fā)生安全問題后相互推諉。最后，監(jiān)理人員要提升自身的責(zé)任意識和管理意識，對指揮人員和施工人員的行為進行規(guī)范，避免出現(xiàn)盲目指揮或者盲目施工等問題[4]。

3.6 開展動態(tài)監(jiān)測

地鐵施工涉及大量的地下作業(yè)，而隨著施工活動的開展，地下環(huán)境也處于不斷變化中，為了避免發(fā)生安全問題，建設(shè)單位要做好動態(tài)監(jiān)測工作。首先，靈活應(yīng)用先進技術(shù)和設(shè)備，對基坑變形、墻體變形進行科學(xué)監(jiān)測，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常要及時上報上級部門，制定緊急處理措施。其次，設(shè)置專業(yè)的工程安全監(jiān)測人員，應(yīng)用GPS、RS等先進技術(shù)，對地上主體、周邊建筑和地下基坑開展監(jiān)測，形成完整的監(jiān)測記錄。最后，重點對地下水位情況進行監(jiān)測，可引入GIS技術(shù)通過建設(shè)可視化模式的方式，動態(tài)監(jiān)測水位變化，如果發(fā)現(xiàn)水位較高與施工存在沖突，要采取科學(xué)的措施降低水位，避免影響施工安全[5]。

4.結(jié)語

對于現(xiàn)代城市而言，地鐵是重要的交通工具，其具有出行便捷、通行高效等優(yōu)勢，可以有效緩解城市地面交通壓力，并且?guī)Ыo居民更加優(yōu)質(zhì)的出行體驗?；诘罔F工程的特殊性，其施工中存在一定的安全隱患和危險因素，容易誘發(fā)安全事故，施工單位要注重加強安全風(fēng)險管理，并且靈活采用監(jiān)測技術(shù)，確保施工環(huán)境安全、和諧，保障施工人員的身體健康，推動我國地鐵工程事業(yè)的穩(wěn)定以及可持續(xù)發(fā)展。