陳圣學(xué)

【摘 要】當(dāng)前的城市發(fā)展使得地下空間的工程越來(lái)越多。出于施工的需求，常用的土壓平衡盾構(gòu)因其適用性受到各個(gè)工程的重視。以當(dāng)前的情況來(lái)看，其技術(shù)相對(duì)比較成熟。但地下施工的工程環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，在該技術(shù)的實(shí)施中，有著不少安全問(wèn)題需要重視。本文就相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】土壓平衡盾構(gòu)；機(jī)電安全；安全保護(hù)

城市化的進(jìn)程不但是面積的不停擴(kuò)展，城市地下空間的利用也是當(dāng)前各個(gè)城市非常重要的組成部分。土壓平衡盾構(gòu)技術(shù)在地下空間的施工中得到大范圍的應(yīng)用，為地下工程的施工做出了極大的貢獻(xiàn)。但地下空間的施工存在著復(fù)雜多變的因此，在使用該技術(shù)時(shí)需要重視人為因素和環(huán)境的影響，從而確保施工時(shí)候的安全問(wèn)題發(fā)生率降低，以及保障能夠在預(yù)期內(nèi)完工。

一、什么是盾構(gòu)施工

土壓盾構(gòu)機(jī)是盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的隧道挖進(jìn)設(shè)備。其主要是采用暗挖的方式進(jìn)行挖掘的施工方式。這種方式是盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行推進(jìn)的過(guò)程中，盾構(gòu)外盒和管片能夠?qū)χ苓叺膸r層進(jìn)行支撐，然后進(jìn)行挖掘推進(jìn)，從而使得周圍的土層不易發(fā)生坍塌，同時(shí)能夠?qū)?nèi)部的廢渣清除，因這種挖掘方式有這個(gè)特點(diǎn)，使其在各類地下工程中受到廣泛應(yīng)用。

（一）該施工方式的優(yōu)點(diǎn)

首先，該施工方式具有強(qiáng)隱蔽性，在進(jìn)行施工的時(shí)候，對(duì)于周邊的影響控制在一定范圍內(nèi)。城市地鐵等地下設(shè)施建設(shè)的時(shí)候，工程施工很容易對(duì)周邊的居住環(huán)境造成影響。而這種施工方式能夠較好地降低對(duì)周邊的影響，也不會(huì)對(duì)交通形成阻礙。因此，這種方式在實(shí)際的工程施工中受到重視，并應(yīng)用于大量的城市地下空間建設(shè)中。

其次，該施工方式不易受到周邊環(huán)境的影響。在施工的時(shí)候，周邊的環(huán)境、天氣、城市基礎(chǔ)設(shè)施等都會(huì)對(duì)工程整體有著各種影響。而土壓平衡盾構(gòu)施工法在其施工的時(shí)候，能夠在建筑密集處和地下管網(wǎng)密集處進(jìn)行施工，會(huì)受到周邊環(huán)境的影響，從而造成施工工期受到影響。

再者，該施工方式整體自動(dòng)化水平相對(duì)較高，各個(gè)工序按照相應(yīng)的順序進(jìn)行，能夠降低人力投入。在工程施工過(guò)程中，其挖掘速度相對(duì)較快，能夠很好地保障工程的進(jìn)度。并且，其施工的過(guò)程中，不容易被土質(zhì)情況、覆土深度影響，能夠?qū)κ┕み^(guò)程進(jìn)行良好的安全保障。因此，在地下施工的時(shí)候，能夠起到良好的工程促進(jìn)作用，受到各方的重視。

（二）施工的流程

該施工技術(shù)是當(dāng)前較為先進(jìn)的施工方式，其在傳統(tǒng)的施工方法上進(jìn)行優(yōu)化，將結(jié)構(gòu)頂進(jìn)支護(hù)方法進(jìn)行提升，從而使得施工的過(guò)程中對(duì)路面的影響，確保交通順暢。整體的施工工序主要如下：一是在盾構(gòu)機(jī)處利用混凝土進(jìn)行加固，并打成垂直井。二是把盾構(gòu)機(jī)放置井底進(jìn)行安裝固定。三是利用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行水平推進(jìn)，是其形成一個(gè)隧道。四是通過(guò)預(yù)制作的混凝土進(jìn)行加固，使得隧道的四周能夠固定，不會(huì)發(fā)生物理形態(tài)變化。通過(guò)這種方式，能夠在城市復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行施工，最大化促進(jìn)城市的基礎(chǔ)建設(shè)順利實(shí)施。

二、盾構(gòu)機(jī)機(jī)電如何進(jìn)行安全保護(hù)

盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)成部分比較多，其有著各類不同的部分組成一個(gè)龐大的系統(tǒng)。而其能源供應(yīng)的機(jī)電系統(tǒng)是其工作的能源保障。其主要的構(gòu)成有：供配電子系統(tǒng)、可編程的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析子系統(tǒng)等。而供配電子系統(tǒng)中主要有高壓電纜、高壓電纜卷筒、高壓開(kāi)關(guān)柜、變壓器、低壓斷路器、變頻器等常用電力設(shè)施設(shè)備。在盾構(gòu)機(jī)的日常運(yùn)行中，供電系統(tǒng)是提供其能源的重要系統(tǒng)，是保障其能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要能源保障。在其運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，機(jī)電安全直接關(guān)系著正常工作與否，其直接影響著盾構(gòu)機(jī)的正常使用，也影響著施工的順利開(kāi)展[1]。

（一）對(duì)機(jī)電安全要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)

機(jī)電設(shè)備需要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，從而保障其在使用的過(guò)程中不會(huì)因設(shè)計(jì)不合理而出現(xiàn)故障，甚至對(duì)施工進(jìn)度及人員安全造成影響。而設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，需要考了到自然環(huán)境及人為操作的影響，確保其不易受到突發(fā)情況而影響其正常運(yùn)行。因此，在其安全防護(hù)的設(shè)計(jì)中，需要重視其整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從能源的供應(yīng)、開(kāi)關(guān)的控制及調(diào)節(jié)等都需要進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，確保其在使用的過(guò)程中，因電力引發(fā)的威脅情況有著較好的安全防護(hù)。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的控制是其整體結(jié)構(gòu)中的重要部分。特別是開(kāi)關(guān)、控制調(diào)節(jié)設(shè)備。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要有著良好的科學(xué)性，對(duì)漏電和過(guò)載等情況都有著相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，確保出現(xiàn)這些情況的時(shí)候，能夠通過(guò)相應(yīng)的處置措施，降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生，達(dá)到良好的防護(hù)目的。而電能的通電、控制需要盡可能保障。對(duì)其進(jìn)行應(yīng)急開(kāi)關(guān)設(shè)置，防止因人工操作失誤、自然意外等情況造成的危險(xiǎn)情況能夠得到有效的控制。只有這樣，才能夠最大化降低在使用過(guò)程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，以達(dá)到安全防護(hù)最大化保障工程安全、順利進(jìn)行[2]。

（二）機(jī)電供電保護(hù)系統(tǒng)

對(duì)于機(jī)電保護(hù)，主要分為高、低壓供電系統(tǒng)兩部分。盾構(gòu)機(jī)在運(yùn)作的時(shí)候，其耗電量比較大，并且使用的時(shí)間比較長(zhǎng)。一般情況下是通過(guò)10KV的高壓電進(jìn)行供電。通過(guò)此種方式，才可最大程度保障盾構(gòu)機(jī)的正常工作。盾構(gòu)機(jī)的工作所處的環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)處于潮濕的環(huán)境中。這種情況下，需要重視漏電的發(fā)生。針對(duì)這種情況，一般是通過(guò)多線保護(hù)接零的方法進(jìn)行防護(hù)。而低壓的作用是保護(hù)機(jī)電起到防護(hù)作用，使得盾構(gòu)機(jī)通過(guò)機(jī)電可以快速運(yùn)行[3]。

（三）電能保護(hù)系統(tǒng)

漏電保護(hù)是安全防護(hù)中非常重要的一個(gè)安全設(shè)施。如果出現(xiàn)漏電情況的時(shí)候，必須使得保護(hù)系統(tǒng)能夠法術(shù)相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)，相應(yīng)的工作人員能夠及時(shí)對(duì)情況進(jìn)行處置，從而達(dá)到保護(hù)的作用。而保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該有自動(dòng)斷電的功能，使得緊急情況下不會(huì)出現(xiàn)事故的嚴(yán)重化。潮濕環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，對(duì)于該方面的要求更加嚴(yán)格，需要重視其開(kāi)關(guān)箱和末端的漏電斷路器選擇，確保其電流在30mA以下，相應(yīng)的漏電時(shí)間在0.1s以內(nèi)。另外，還需要對(duì)總配電線的電流進(jìn)行限制，確保能夠形成二級(jí)的漏電保護(hù)。通過(guò)分級(jí)保護(hù)，能夠有效地確保漏電情況出現(xiàn)的時(shí)候，能夠及時(shí)保障整體的安全狀態(tài)。

接地保護(hù)是安全防護(hù)中的常見(jiàn)方法。一般情況下有為兩種，分別是保護(hù)接地和工作接地。前者是通過(guò)設(shè)備側(cè)部進(jìn)行接地。該方法主要是將可能出現(xiàn)的部分和地面進(jìn)行連接，從而使其電壓在安全范圍之內(nèi)。第二種則是系統(tǒng)接地。這種方法是變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)接地，能夠?qū)ο到y(tǒng)的電壓進(jìn)行穩(wěn)定，降低危險(xiǎn)的發(fā)生[4]。

（四）對(duì)連接線路進(jìn)行保護(hù)

在電能供應(yīng)的時(shí)候，常出現(xiàn)電路基礎(chǔ)不好或短路的情況出現(xiàn)。這種情況下會(huì)是的相應(yīng)的數(shù)據(jù)模塊無(wú)法接收到數(shù)據(jù)。因此，需要對(duì)連接線路進(jìn)行安全保護(hù)，確保其整體工作的正常進(jìn)行。

（五）過(guò)載保護(hù)

電路過(guò)程是電能供應(yīng)過(guò)程中常見(jiàn)的現(xiàn)象。因此，需要對(duì)線路進(jìn)行短路保護(hù)。一般是通過(guò)熔斷器進(jìn)行斷電保護(hù)。通過(guò)斷路器進(jìn)行短路防護(hù)的時(shí)候，脫扣器內(nèi)部的電流應(yīng)該低于單相短路時(shí)候的電流。而熔斷器保護(hù)的時(shí)候，絕緣導(dǎo)線需要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

土壓平衡盾構(gòu)設(shè)備在當(dāng)前的城市環(huán)境中能夠起到非常大的作用，確保工程能夠順利施工。針對(duì)該設(shè)備的機(jī)電安全防護(hù)，需要從其整體的環(huán)境、工作特點(diǎn)等進(jìn)行考慮，對(duì)不同的電壓、安全隱患進(jìn)行科學(xué)的認(rèn)識(shí)，設(shè)置好相應(yīng)的預(yù)案，確保危險(xiǎn)發(fā)生的時(shí)候能夠快速響應(yīng)，及時(shí)運(yùn)營(yíng)科學(xué)的方法，對(duì)這些問(wèn)題采取處置，使得施工的安全和項(xiàng)目的順利開(kāi)展能夠有所保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李景軒. 基于土壓平衡盾構(gòu)機(jī)控制策略研究[D].西安理工大學(xué)，2018.

[2]黃凡. 盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究與實(shí)現(xiàn)[D].西安理工大學(xué)，2017.

[3]劉國(guó)棟，陳培帥，羅會(huì)武.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)渣土保壓泵送技術(shù)[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2017，17（06）：147-149.

[4]于穎.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)概述及電氣故障處理方法與心得[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（10）：113.