曾輝

（中鐵十八局三公司）

淺析復雜地鐵工程施工安全控制技術

曾輝

（中鐵十八局三公司）

隨著近年來地鐵建設的發(fā)展，城市軌道交通日益復雜，因此，對于地鐵工程施工過程中的安全控制問題必須得到重視，否則可能給地鐵結構和乘客生命安全造成嚴重威脅。本文就復雜地鐵工程施工安全控制技術進行了探討。

地鐵；安全控制；技術

引言

隨著城市化進程的加快，國家經(jīng)濟持續(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)境復雜、施工難度大、技術要求高等特點。所以，對于復雜地鐵工程的施工安全控制工作至關重要，其控制技術的提高更是重中之重。

1　安全控制技術的有關流程

為了能夠保障地鐵隧道結構安全，維護地鐵線路的正常運行，在地鐵新建的過程中必要采取嚴格的安全控制技術。在進行施工之前，要通過對現(xiàn)有的地鐵結構安全評價以及變形控制的標準進行制定，同時還要結合施工安全風險的縫隙，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，可以利用遠程自動化監(jiān)測系統(tǒng)，對地鐵內(nèi)部結構和施工安全狀態(tài)以動態(tài)影像的方式實時掌握，根據(jù)監(jiān)測所提供的信息來對施工的方案進行及時的調(diào)整，在必要的時候要啟動異常情況處理的預案，以此來對新建地鐵車站穿過有隧道的施工全過程風險控制。在施工完成之后，要對地鐵的結構進行有效的安全性評估，并且根據(jù)評估的結果來決定是否是需要對現(xiàn)有地鐵的結構進行修復等工作。

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，其結構相對復雜，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，且動態(tài)施工過程中，其力學狀態(tài)會不斷變化，圍巖的力學物理性質也隨之變化。為了滿足城市的發(fā)展需求，這些地下工程的建設開挖斷面也不斷增大、結構形式日漸復雜、結構埋深越來越淺。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，施工對地面的影響勢必會越來越大。

2.2環(huán)境因素

2.2.1復雜的地質水文條件

因為地鐵工程施工涉及到精密巖土工程，其建設的安全性，必然為施工地的地質水文條件所影響。水文條件存在一定復雜性和變異性，如果地下工程埋深較淺，表土層又具有低強度、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參數(shù)存在離散性、不確定性和空間變異性，都將會給地下工程的建設帶來安全風險。

2.2.2錯綜復雜的地下管線

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

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)，主要是因為隧道施工引起了地層擾動和失水，導致地層顆粒間結構失穩(wěn)，進而引起地層變形。如果地層變形傳遞到地中結構周圍，并與其發(fā)生作用，致使變形量增大，這樣將會大大提高結構破壞的可能性，甚至會出現(xiàn)伴生災害和事故。

2.3技術因素

由于施工企業(yè)缺乏安全文化，安全制度的落實不到位，安全監(jiān)管工作不利，施工組織結構和隸屬關系復雜，導致在大量農(nóng)民工流入建筑用工市場時，忽略對一線操作人員安全技術水平的審核，加之安全意識不夠，為地鐵工程的施工安全埋下了隱患。另外，除了施工隊伍操作技術水平低以外，還存在施工設備落后的問題，這些因素都將進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、強大的監(jiān)管力度進行制約，加之施工人員疏忽大意，將極易引起突發(fā)事故。

3　復雜地鐵施工安全控制技術

3.1盾構施工中周邊建筑物安全控制

（1）確定盾構施工過程中的影響范圍。

（2）建筑物在影響范圍內(nèi)進行調(diào)查。經(jīng)過相關的調(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計條件和設計方法。

（3）確定已有建筑物的容許變形量。

（4）在進行預測盾構施工時，如果預測結果超過了限定值，應當結合工程實際，選擇合適的施工方法和進行相應的設計。然后，按此結果對盾構機掘進方法以及測量計劃進行有效的確定，同時對建筑物設定一定的施工管理標準值，并且以此作為施工時的目標。

（5）按照相應確定施工的方法，施工要謹慎地開展。施工過程中，設置儀器在一定程度上對建筑物進行定時監(jiān)測，只有這樣才能夠準確的掌握在施工中的動態(tài)變化情況，并將結果與施工管理標準值和容許值作比較，同時反饋到施工中，進行信息化施工。

3.2既有運營線的安全控制

首先應當明確既有地鐵的結構變形控制標準，如表1所示。

表1　既有線地鐵結構變形控制標準表（單位：mm）

（1）重視路基注漿加固施工，在此施工過程中，應采用分層注漿加固法，對第一層的斜孔實施注漿，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合漿液，對膠凝時間進行有效的縮短，只有這樣才能夠對注漿壓力以及擴散范圍進行有效的控制，進一步減少注漿對基床所產(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，可以在一定程度對下部的深層注漿進行加固，注漿壓力以及速度應該結合線路變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行相應的調(diào)整，并且注漿所引起的隆起量應該控制在2mm之內(nèi)。

（2）靈活運用地質雷達，對運營隧道周邊的一些土體特征和情況進行相應的監(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，應該適當組織專業(yè)人員，針對登乘環(huán)節(jié)進行嚴格的檢查。在運營結束后，相關的運營部門一定要組織專業(yè)人員綜合檢查施工區(qū)段運營線路，對變形進行調(diào)整，讓其恢復到正常狀態(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)是一種采用技術手段減少或消除風險威脅的一種事故預防措施，包括以下三方面：

（1）安全視覺識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于視覺識別系統(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周邊環(huán)境和工程自身關鍵部位實施獨立、公正的監(jiān)測，基本掌握周邊環(huán)境、圍護結構體系和圍巖的動態(tài)，驗證施工方的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為建設單位、監(jiān)理單位、設計單位、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)利用計算機數(shù)據(jù)存儲技術，集中存儲管理與項目有關的信息，并隨時進行查詢和更新。

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

3.4建立事故減損體制

工程保險能夠以低成本，為被保險人提供大金額保障，并且對于一些難以預測的自然災害或人為事故所造成的損失，可以提供一定的經(jīng)濟補償。工程保險不僅可以減少工程在遇到安全事故時的經(jīng)濟損失，還可以加強施工現(xiàn)場安全風險的防范和控制。

當保險公司對工程提出保險時，首先需要嚴格審核申請人，并實行差別費率；其次，保險公司還會增加對現(xiàn)場施工的安全防范要求，在保險服務中，保險公司還會憑借自己多年的對各種工程的承保、安全風險管理和事故理賠經(jīng)驗，積極參與被保險工程的防災減損工程。

通過加強工程保險的防范措施，可有效降低安全事故發(fā)生的概率，從而達到保障工程順利完工的目的。此外，工程保險還可以看做一種可有效預防事故的經(jīng)濟激勵方式。

4　結語

綜上所述，城市地鐵工程是我國發(fā)展中的重點工程，更是一個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，才能夠有效發(fā)揮對工程施工安全的控制作用，保障地鐵工程在日后的正常運行。

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