地鐵項目土建施工安全風(fēng)險管理的有效措施

崔清峰

（中國鐵建大橋工程局集團有限公司，天津 300300）

地鐵的交通建設(shè)工程從規(guī)劃到建設(shè)具有工期長、建筑成本高的特點，因此地鐵施工建設(shè)過程中產(chǎn)生的各種因素都可能會引發(fā)安全事故。為了保證地鐵建設(shè)的安全和質(zhì)量，迅速消除潛在的安全隱患，有必要建立和完善地鐵的安全項目管理措施和土建工程施工計劃，以防止施工中出現(xiàn)的風(fēng)險影響地鐵建設(shè)。地鐵土建工程施工風(fēng)險管理可以有效減少施工過程中的資源浪費和資金流失，保持地鐵行業(yè)的健康發(fā)展。

1 工程概況

成都6 號線地鐵一期和二期工程土建08 標合同段沙灣站至西北橋站區(qū)間盾構(gòu)區(qū)間起訖里程為ZDK26+954.193（YDK26+954.193）～ZDK27+613.003（YDK27+613.003），左路線長651.704m，右路線長658.810m。左路線穿過建筑物長度為379.361m，右路線穿過建筑物長度為338.758m。此工程施工區(qū)域環(huán)境非常復(fù)雜，會涉及很多建筑物以及地下河床等。路線間隔布局詳情如圖1 所示。

2 地鐵盾構(gòu)施工安全事故成因分析

2.1 工程地質(zhì)及水文的復(fù)雜性和不確定性

（1）地鐵施工環(huán)境大多位于城市繁華區(qū)域，容易受到人類日常活動的影響，加之區(qū)域內(nèi)水文、地質(zhì)條件的高度復(fù)雜性，帶來了諸多不確定性問題；（2）地層中含水量豐富，伴隨著盾構(gòu)掘進施工的持續(xù)展開，地層會受到不同程度的影響；（3）地質(zhì)勘察工作不到位，未充分考慮到施工條件、工程預(yù)算等多方面因素，所得到的地質(zhì)勘察結(jié)果無法準確反應(yīng)實際情況，再次加大了施工中地層的不確定性。

2.2 工程建設(shè)區(qū)域及沿線周邊環(huán)境的復(fù)雜性

有別于其他工程項目，地鐵建設(shè)多位于城市中心，施工區(qū)域內(nèi)分布有大量的地下管線以及地表建筑物，帶來了尤為復(fù)雜的問題。部分區(qū)域的建設(shè)年代久遠，在展開地鐵修建時難以獲得準確的資料，這點在地下管線中體現(xiàn)得尤為明顯，明顯加大了施工的不確定性，帶來了更多風(fēng)險因素。

2.3 施工方案可行性欠佳，不利于盾構(gòu)施工的持續(xù)開展

地鐵工程工序偏多，對工程人員與技術(shù)水平都提出了較高的要求，且為了避免對城市正常運行造成影響，工期普遍偏短。在實際施工中，諸如盾構(gòu)始發(fā)、管線保護、注漿工藝等對應(yīng)的工藝技術(shù)都要足夠合理。若制定的施工方案偏離了實際情況，會加大施工風(fēng)險。

2.4 工程規(guī)模大，現(xiàn)場管控難度高

地鐵工程貫穿于城市之中，規(guī)模較大，需要為之適配大量的建設(shè)人才。在施工員、技術(shù)員等管理人員中，出現(xiàn)了尤為明顯的年輕化現(xiàn)象，此類從業(yè)者的技術(shù)水平欠佳，不具備豐厚的管理經(jīng)驗，面對關(guān)鍵工序時難以做好管控工作。此外，施工作業(yè)人員呈老齡化趨勢，綜合素質(zhì)參差不齊，缺乏技能與安全培訓(xùn)工作，這些都是負面因素，明顯加大了現(xiàn)場管控難度，無論是對施工還是技術(shù)的管理難以落實到位，影響了現(xiàn)場安全質(zhì)量，從而引發(fā)了各類安全事故。

圖1 施工路線間隔布局圖

2.5 預(yù)警與應(yīng)急機制不成熟，風(fēng)險處理效果欠佳

施工中若出現(xiàn)風(fēng)險預(yù)警事件，受工程人員僥幸心理的影響，并不會在第一時間向上級報告，而是選擇私自處理的方式，此舉將過錯最佳處理時機，不利于對風(fēng)險的控制，增加了事故的嚴重程度。

應(yīng)急響應(yīng)機制不成熟，且應(yīng)急物資儲量嚴重不足。在危險事件初露端倪時，出現(xiàn)了應(yīng)急響應(yīng)不及時的現(xiàn)象，無法在第一時間采取風(fēng)險控制措施，致使風(fēng)險持續(xù)發(fā)酵，加之應(yīng)急物資儲備不足問題，會再次擴大事故的影響范圍。

3 地鐵盾構(gòu)施工安全策略

3.1 實施風(fēng)險分級分類管控

準確辨識各類風(fēng)險因素，經(jīng)對比分析后形成分類分級清單，形成完善的風(fēng)險分級管控機制，將監(jiān)管職責(zé)落實到各層級人員之中，在管控方案的指導(dǎo)下采取聯(lián)合檢查措施，實現(xiàn)動態(tài)化管理目標，將風(fēng)險控制在合理范圍內(nèi)。

3.2 盾構(gòu)機始發(fā)接收安全技術(shù)

（1）高度重視盾構(gòu)始發(fā)接收端地層，做好該區(qū)域的勘察工作，以實際結(jié)果為指導(dǎo)采取可行地層加固措施，為給盾構(gòu)機進出創(chuàng)造有利環(huán)境。

（2）在展開接收洞門鑿除作業(yè)前，需做好對端頭地層加固效果的分析工作。抽芯檢測是較為可行的方式，抽芯點可實現(xiàn)對洞門外圈的檢測，在確保無誤后方可鑿除洞門。

（3）盾構(gòu)機姿態(tài)應(yīng)得到復(fù)測，橡膠簾布、壓板必須達到工程所提出的質(zhì)量要求，且要對始發(fā)接收托架與橡膠簾布加以進一步處理，向其中涂抹適量油脂，避免在后續(xù)掘進中產(chǎn)生大量的推進阻力，這是始發(fā)接收的基本條件。

（4）在始發(fā)接收過程中，需遵循低速、低扭矩的原則，將土倉壓力控制在合理范圍內(nèi)，不可出現(xiàn)大范圍波動，最大程度上降低對地層土體的擾動，采取同步注漿方式，在施工中刀盤轉(zhuǎn)向要得到合理控制，密切測量盾構(gòu)機姿態(tài)，避免設(shè)備出現(xiàn)整體旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

（5）施工之前儲備充足的應(yīng)急物資，必不可少的有水玻璃、雙液注漿機以及聚氨酯泵等；還需要做好人員的培訓(xùn)工作，形成應(yīng)急機制，將職責(zé)落實到每一位員工中。

3.3 盾構(gòu)機穿越既有構(gòu)建筑物

（1）選取一個區(qū)段展開盾構(gòu)掘進試驗，確定可行的盾構(gòu)機掘進參數(shù)，做好對工程人員的技術(shù)交底工作，確保后續(xù)施工中可以穩(wěn)定掘進。

（2）注漿環(huán)節(jié)的材料以單漿液為主，基于同步注漿的方式實現(xiàn)對地層空隙的填充，高度重視對凝結(jié)時間、注漿壓力等各項因素的調(diào)節(jié)，控制好同步注漿量，以得到的地表沉降數(shù)據(jù)為指導(dǎo)，適當調(diào)節(jié)同步注漿量。除此之外，同步注漿速度需要與掘進速度達到相適應(yīng)狀態(tài)，二者的協(xié)同作業(yè)是避免漿液注入過多的基本前提，否則將引起地層大范圍變形現(xiàn)象。若情況特殊，需分析地表變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用管片預(yù)留注漿孔采取二次注漿施工，若出現(xiàn)大范圍地面沉降現(xiàn)象，此時二次注漿處理效果欠佳，以雙液漿為宜。

（3）分析工區(qū)內(nèi)建筑物分布情況，在其周邊設(shè)置注漿監(jiān)測孔，獲得實時的監(jiān)控測量數(shù)據(jù)，經(jīng)分析后采取合適的工藝措施，全面保障周邊建筑物的安全性。

3.4 盾構(gòu)穿越高危房風(fēng)險源措施

盾構(gòu)連續(xù)穿越老舊房屋風(fēng)險很高，因其不具備抗震能力，結(jié)構(gòu)既有裂縫極多，居民密集，極易引起房屋沉降超限，造成建筑結(jié)構(gòu)受損或倒塌。針對施工風(fēng)險采取的措施造成地表及建（構(gòu)）筑物沉降的主要原因有兩點：（1）盾構(gòu)在推進過程中對周邊土體擾動過大，導(dǎo)致地表建（構(gòu)）筑物沉降；（2）在盾構(gòu)推進過程中未有效地填充建筑空隙，導(dǎo)致上部土體下沉。

地表（建筑物）沉降的影響具體有以下幾點：（1）渣土改良控制。若渣土改良不到位，刀盤在切削土體的過程中會產(chǎn)生較大扭矩容易擾動周邊土體，引起沉降。（2）土倉壓力控制。土倉內(nèi)土壓過低會導(dǎo)致掌子面坍塌造成地面沉降，若土壓過大會導(dǎo)致地面隆起。（3）出土量控制。若多出土?xí)?dǎo)致因土體流失引起地面沉降，若少出土?xí)?dǎo)致盾構(gòu)機扭矩增大影響周邊土體穩(wěn)定性。（4）姿態(tài)控制。盾構(gòu)姿態(tài)太差，管片破損會增加，從而導(dǎo)致漏水、漏漿后水土流失嚴重引起地面沉降。（5）同步注漿。同步注漿是指在盾構(gòu)推進的同時注入可硬性漿液，可及時填充管片外徑與開挖輪廓之間的建筑空隙以穩(wěn)定周邊土體。（6）二次注漿。在管片脫出盾尾后進行補注漿，可有效地填充同步注漿存在的空隙，達到抑制地表沉降的目的。

在盾構(gòu)推進并通過上述地段時，采取渣土改良控制、土倉壓力控制、出土量控制及姿態(tài)控制等措施，可有效地減小盾構(gòu)推進過程中對周圍土體及地表建構(gòu)筑物的擾動。同時，加強同步注漿質(zhì)量及時二次跟蹤注漿，可有效地抑制地表沉降及后期沉降。在盾構(gòu)穿越復(fù)雜地段時，應(yīng)加強建筑物結(jié)構(gòu)（沉降）監(jiān)測、建筑物變形縫監(jiān)測及建筑物周邊地表沉降監(jiān)測，以確保盾構(gòu)施工安全。其監(jiān)測報警值為：建筑物結(jié)構(gòu)單次沉降≤2mm/d，累計沉降≤10mm；建筑物變形縫累計≤5mm；地表累計沉降≤30mm，隆起≤10mm。

4 結(jié)束語

綜上所述，地鐵建設(shè)項目對推廣和推動城市的發(fā)展，發(fā)揮了非常重要的作用，對改善人員密集區(qū)域分流、解決人們交通出行也同樣發(fā)揮著重要作用。通過本文的分析，結(jié)合當前的工程情況，論述了地鐵土建工程建設(shè)中的各種風(fēng)險因素，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對方法。如此一來，就能夠及早發(fā)現(xiàn)安全事故發(fā)生的原因并制定相應(yīng)的安全風(fēng)險管理措施，減少因人為因素導(dǎo)致的安全事故的發(fā)生，降低地鐵土建工程施工所引起的生命和財產(chǎn)損失，從而使地鐵工程得以安全穩(wěn)定的開展。