曾輝

（中鐵十八局三公司）

淺析復(fù)雜地鐵工程施工安全控制技術(shù)

曾輝

（中鐵十八局三公司）

隨著近年來地鐵建設(shè)的發(fā)展，城市軌道交通日益復(fù)雜，因此，對(duì)于地鐵工程施工過程中的安全控制問題必須得到重視，否則可能給地鐵結(jié)構(gòu)和乘客生命安全造成嚴(yán)重威脅。本文就復(fù)雜地鐵工程施工安全控制技術(shù)進(jìn)行了探討。

地鐵；安全控制；技術(shù)

引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，在城市中最明顯的體現(xiàn)就是交通的擁擠，在這種情況下，國內(nèi)許多城市興建地鐵。地鐵工程往往位于城市的中心繁華地段之下，因而其施工工作具有隱蔽性大、周邊環(huán)境復(fù)雜、施工難度大、技術(shù)要求高等特點(diǎn)。所以，對(duì)于復(fù)雜地鐵工程的施工安全控制工作至關(guān)重要，其控制技術(shù)的提高更是重中之重。

1　安全控制技術(shù)的有關(guān)流程

為了能夠保障地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全，維護(hù)地鐵線路的正常運(yùn)行，在地鐵新建的過程中必要采取嚴(yán)格的安全控制技術(shù)。在進(jìn)行施工之前，要通過對(duì)現(xiàn)有的地鐵結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)以及變形控制的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，同時(shí)還要結(jié)合施工安全風(fēng)險(xiǎn)的縫隙，以此來確定出合理的安全施工方案。

在地鐵工程的施工過程中，可以利用遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)地鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)和施工安全狀態(tài)以動(dòng)態(tài)影像的方式實(shí)時(shí)掌握，根據(jù)監(jiān)測所提供的信息來對(duì)施工的方案進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，在必要的時(shí)候要啟動(dòng)異常情況處理的預(yù)案，以此來對(duì)新建地鐵車站穿過有隧道的施工全過程風(fēng)險(xiǎn)控制。在施工完成之后，要對(duì)地鐵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的安全性評(píng)估，并且根據(jù)評(píng)估的結(jié)果來決定是否是需要對(duì)現(xiàn)有地鐵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)等工作。

2　地鐵施工安全事故產(chǎn)生的原因

造成地鐵施工安全事故原因的魚骨圖如圖1所示。

圖1　地鐵施工安全事故因素

2.1內(nèi)在因素

地鐵通常處于地下、高架橋的半封閉空間中，其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，主要的特性包括：隱蔽性大、作業(yè)空間被限制、作業(yè)循環(huán)性強(qiáng)，且動(dòng)態(tài)施工過程中，其力學(xué)狀態(tài)會(huì)不斷變化，圍巖的力學(xué)物理性質(zhì)也隨之變化。為了滿足城市的發(fā)展需求，這些地下工程的建設(shè)開挖斷面也不斷增大、結(jié)構(gòu)形式日漸復(fù)雜、結(jié)構(gòu)埋深越來越淺。地下工程的跨度尺寸通常在10～20m以上，隨著上述問題的產(chǎn)生，施工對(duì)地面的影響勢必會(huì)越來越大。

2.2環(huán)境因素

2.2.1復(fù)雜的地質(zhì)水文條件

因?yàn)榈罔F工程施工涉及到精密巖土工程，其建設(shè)的安全性，必然為施工地的地質(zhì)水文條件所影響。水文條件存在一定復(fù)雜性和變異性，如果地下工程埋深較淺，表土層又具有低強(qiáng)度、高含水率、高壓縮性等不良的工程特性，加之巖土體水文地質(zhì)參數(shù)存在離散性、不確定性和空間變異性，都將會(huì)給地下工程的建設(shè)帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2錯(cuò)綜復(fù)雜的地下管線

城市的地下往往存在錯(cuò)綜復(fù)雜的管線，成為影響地鐵工程建設(shè)安全的因素之一。如果管線長期具有泄露問題，會(huì)在地層中形成水囊，或者管線周圍的土體松散、填埋不實(shí)，產(chǎn)生空洞，這些問題都會(huì)導(dǎo)致開挖卸載施工中，由于水壓力作用而發(fā)生土體坍塌；另外，不良的地質(zhì)體也會(huì)反作用于地下管線，惡化支承條件，從而增大變形破壞、管道斷裂等的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.3地層變形和圍巖失穩(wěn)

地層變形和圍巖失穩(wěn)狀況的出現(xiàn)，主要是因?yàn)樗淼朗┕ひ鹆说貙訑_動(dòng)和失水，導(dǎo)致地層顆粒間結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，進(jìn)而引起地層變形。如果地層變形傳遞到地中結(jié)構(gòu)周圍，并與其發(fā)生作用，致使變形量增大，這樣將會(huì)大大提高結(jié)構(gòu)破壞的可能性，甚至?xí)霈F(xiàn)伴生災(zāi)害和事故。

2.3技術(shù)因素

由于施工企業(yè)缺乏安全文化，安全制度的落實(shí)不到位，安全監(jiān)管工作不利，施工組織結(jié)構(gòu)和隸屬關(guān)系復(fù)雜，導(dǎo)致在大量農(nóng)民工流入建筑用工市場時(shí)，忽略對(duì)一線操作人員安全技術(shù)水平的審核，加之安全意識(shí)不夠，為地鐵工程的施工安全埋下了隱患。另外，除了施工隊(duì)伍操作技術(shù)水平低以外，還存在施工設(shè)備落后的問題，這些因素都將進(jìn)一步加大工程施工的安全隱患。

2.4管理因素

與其他類型的工程項(xiàng)目相比，城市地鐵工程遭遇的決策、管理、組織問題更多，施工現(xiàn)場的安全事故隱患無處不在。如果缺乏完善的管理制度、強(qiáng)大的監(jiān)管力度進(jìn)行制約，加之施工人員疏忽大意，將極易引起突發(fā)事故。

3　復(fù)雜地鐵施工安全控制技術(shù)

3.1盾構(gòu)施工中周邊建筑物安全控制

（1）確定盾構(gòu)施工過程中的影響范圍。

（2）建筑物在影響范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)查。經(jīng)過相關(guān)的調(diào)查，可以了解建筑物的體型以及幾何尺寸、建筑物的主要功能重要性、基礎(chǔ)類型、地基的土體特征，以及建造年代等。從而確定建筑物的設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)方法。

（3）確定已有建筑物的容許變形量。

（4）在進(jìn)行預(yù)測盾構(gòu)施工時(shí)，如果預(yù)測結(jié)果超過了限定值，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際，選擇合適的施工方法和進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。然后，按此結(jié)果對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方法以及測量計(jì)劃進(jìn)行有效的確定，同時(shí)對(duì)建筑物設(shè)定一定的施工管理標(biāo)準(zhǔn)值，并且以此作為施工時(shí)的目標(biāo)。

（5）按照相應(yīng)確定施工的方法，施工要謹(jǐn)慎地開展。施工過程中，設(shè)置儀器在一定程度上對(duì)建筑物進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測，只有這樣才能夠準(zhǔn)確的掌握在施工中的動(dòng)態(tài)變化情況，并將結(jié)果與施工管理標(biāo)準(zhǔn)值和容許值作比較，同時(shí)反饋到施工中，進(jìn)行信息化施工。

3.2既有運(yùn)營線的安全控制

首先應(yīng)當(dāng)明確既有地鐵的結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1　既有線地鐵結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn)表（單位：mm）

（1）重視路基注漿加固施工，在此施工過程中，應(yīng)采用分層注漿加固法，對(duì)第一層的斜孔實(shí)施注漿，注意將注漿與地面之間的夾角控制在30°，并且盡可能的采用復(fù)合漿液，對(duì)膠凝時(shí)間進(jìn)行有效的縮短，只有這樣才能夠?qū)ψ{壓力以及擴(kuò)散范圍進(jìn)行有效的控制，進(jìn)一步減少注漿對(duì)基床所產(chǎn)生的影響。在注漿過程中，施工的溫度是不能夠超過無縫線路鎖定軌溫為±10℃，第一層斜孔在注漿完成后，可以在一定程度對(duì)下部的深層注漿進(jìn)行加固，注漿壓力以及速度應(yīng)該結(jié)合線路變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，并且注漿所引起的隆起量應(yīng)該控制在2mm之內(nèi)。

（2）靈活運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)，對(duì)運(yùn)營隧道周邊的一些土體特征和情況進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測，只有這樣才能夠防治“防漏空腔”現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（3）在施工過程中，應(yīng)該適當(dāng)組織專業(yè)人員，針對(duì)登乘環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。在運(yùn)營結(jié)束后，相關(guān)的運(yùn)營部門一定要組織專業(yè)人員綜合檢查施工區(qū)段運(yùn)營線路，對(duì)變形進(jìn)行調(diào)整，讓其恢復(fù)到正常狀態(tài)，杜絕變形累積。

3.3建立安全事故防范系統(tǒng)

安全事故防范系統(tǒng)是一種采用技術(shù)手段減少或消除風(fēng)險(xiǎn)威脅的一種事故預(yù)防措施，包括以下三方面：

（1）安全視覺識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于視覺識(shí)別系統(tǒng)提出來的，是企業(yè)安全理念、安全信息的視覺體現(xiàn)。

（2）施工監(jiān)測與第三方監(jiān)測并重的雙重監(jiān)測體系。第三方監(jiān)測的目的是在土建施工工程中對(duì)周邊環(huán)境和工程自身關(guān)鍵部位實(shí)施獨(dú)立、公正的監(jiān)測，基本掌握周邊環(huán)境、圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系和圍巖的動(dòng)態(tài)，驗(yàn)證施工方的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位提供參考依據(jù)。

（3）資料的信息化管理系統(tǒng)。工程資料的信息化管理系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，集中存儲(chǔ)管理與項(xiàng)目有關(guān)的信息，并隨時(shí)進(jìn)行查詢和更新。

利用這些防范系統(tǒng)，增強(qiáng)監(jiān)理工程師的工作效率和監(jiān)理工程師目標(biāo)，提高控制工作的有效性。

3.4建立事故減損體制

工程保險(xiǎn)能夠以低成本，為被保險(xiǎn)人提供大金額保障，并且對(duì)于一些難以預(yù)測的自然災(zāi)害或人為事故所造成的損失，可以提供一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。工程保險(xiǎn)不僅可以減少工程在遇到安全事故時(shí)的經(jīng)濟(jì)損失，還可以加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全風(fēng)險(xiǎn)的防范和控制。

當(dāng)保險(xiǎn)公司對(duì)工程提出保險(xiǎn)時(shí)，首先需要嚴(yán)格審核申請(qǐng)人，并實(shí)行差別費(fèi)率；其次，保險(xiǎn)公司還會(huì)增加對(duì)現(xiàn)場施工的安全防范要求，在保險(xiǎn)服務(wù)中，保險(xiǎn)公司還會(huì)憑借自己多年的對(duì)各種工程的承保、安全風(fēng)險(xiǎn)管理和事故理賠經(jīng)驗(yàn)，積極參與被保險(xiǎn)工程的防災(zāi)減損工程。

通過加強(qiáng)工程保險(xiǎn)的防范措施，可有效降低安全事故發(fā)生的概率，從而達(dá)到保障工程順利完工的目的。此外，工程保險(xiǎn)還可以看做一種可有效預(yù)防事故的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)方式。

4　結(jié)語

綜上所述，城市地鐵工程是我國發(fā)展中的重點(diǎn)工程，更是一個(gè)城市的重要生命線工程。因此，只有重視地鐵施工安全問題，積極發(fā)展安全控制手段和技術(shù)，才能夠有效發(fā)揮對(duì)工程施工安全的控制作用，保障地鐵工程在日后的正常運(yùn)行。

[1]吳波.復(fù)雜條件下地鐵隧道安全快速施工技術(shù)研究[J].西部探礦工程，2009，21：147～150.

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[3]朱心瀟，周劉剛.復(fù)雜地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制[J].江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，14：18～20.

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2015-9-26