地鐵施工監測技術與安全風險管理的探討

周志強

（中鐵第六勘察設計院集團有限公司，天津 300308）

0.引言

在我國經濟發展新形勢下，居民生活水平獲得顯著提升，私家車數量不斷增加，給城市交通帶來巨大壓力。地鐵是城市交通網絡關鍵組成部分，其能夠有效緩解城市地面交通壓力，為居民出行提供便捷，現代城市的地鐵工程項目數量也持續增加。地鐵施工在地下環境進行，周邊環境復雜，需要穿過城市大部分區域，施工活動存在一定安全隱患，而基于地鐵工程的特殊性，需要合理應用監測技術加強安全管理，為施工人員創設良好且安全的施工環境，規避可能發生的安全事故。

1.地鐵施工監測技術

1.1 支撐軸力監測

在開展地鐵施工中，需要在基坑中設施內支撐，其作為基坑支護的主要構件，可以預防基坑變化，如果基坑出現形變，內支撐能夠緩解這一情況，為人員和設備撤離提供時間，保證基坑處于較為穩定的狀態。監測支撐軸力，需要先確定監測位置，選擇內支撐較為薄弱的位置或者基坑容易發生形變的位置，斷面布設要與水平位移共同組成斷面。如果施工中采用鋼結構支撐，則要將監測點布置職稱的1/3位置或者中間位置。監測支撐軸力要秉承連續性、動態性等基本原則，根據實時數據動態分析，確定基坑的安全狀態。

1.2 全自動監測

全自動監測主要以信息技術、數字技術和智能化技術為支撐，在應用之前，施工單位要科學布置監測點，在地鐵施工現場的地下和地上位置設置監測點。全自動監測系統包括傾斜儀、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，如果發生墻體傾斜或者地面震動，儀器可發出預警，避免由于施工行為而誘發安全事故。

1.3 圍護結構變形監測

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

1.4 地下水位監測和圍護結構沉降監測

在開展工程建設中，地下水位是影響地鐵工程施工安全的關鍵因素，如果地下水位變化較大，則會為施工埋下巨大隱患，甚至誘發嚴重的安全事故。同時，如果地下水位發生變化，也容易導致圍護結構出現不同程度的沉降，因此，施工單位要注重對地下水位和圍護結構沉降進行動態監測。當前主要應用的監測方式包括數據動態監測、GPS技術和GIS建模技術等。在具體應用中，可將監控點設置在豎井、隧道口、圍護結構水平等位置，確保監控點與水準點相重合。

1.5 周圍建筑物監測

地鐵作為城市重要的交通工具，其施工規模較大，需要穿過城市大量地區，施工環境中存在大量的建筑物，為了避免施工行為對附近環境帶來負面有影響，則要對周圍建筑物開展監測。在布置監測點中，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，則要適當增加監測頻率。在監測中如果發現建筑出現沉降情況，則要提前做好保護工作，對周圍環境、圍護結構進行詳盡記錄和調查，通過錄像或者拍攝的方式，記錄地表和建筑物狀態[1]。

2.地鐵施工安全風險因素分析

2.1 管理因素

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

2.2 經濟因素

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

2.3 技術因素

地鐵施工是一個復雜且長期的過程，具有建設后期長、涉及學科多、資金投入大、施工人員多等特點，技術作為影響工程質量和施工安全的關鍵要素，如果出現技術方案不科學、施工圖紙不清晰、技術應用不合理等問題，則容易引發安全問題。同時，隨著我國建筑事業的蓬勃發展，各種新型的施工技術、施工工藝也不斷涌現，在應用新技術之前需要進行科學論證，確保新技術與工程實際相符。

2.4 設備因素

現代地鐵工程普遍工程量較大、沿線較長，施工中涉及的設備機械也較多，類型復雜，為工程管理和安全管理也帶來較大難度。很多施工設備都具有較強的專業性，需要由具有資質的人員操作，如果出現盲目操作或者憑經驗操作情況，則容易誘發安全事故。同時，為了縮短施工周期、節約生產成本，很多機械設備都處于超負荷運行狀態下，設備發生故障的概率也不斷提升，如果機械設備帶病工作，也容易誘發安全問題。

2.5 人員因素

施工人員是開展工程建設的主體，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，則容易誘發安全問題。當前，建設企業對于人員培訓高度重視，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崗位，存在違規操作、憑經驗作業等問題。

2.6 自然因素

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

3.地鐵施工安全風險管理措施分析

3.1 完善管理機制

在組織施工之前，建設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行。首先，地鐵施工規模較大，各個工序都存在一定的安全隱患，建設企業要明確各個部門的安全管理責任，明確具體崗位的管理權限和管理責任，并且建立內部溝通機制，針對可能存在的安全問題和安全隱患，制定科學的應對計劃，避免發生事故后不能及時應對。其次，制定科學的安全管理制度，加強制度體系建設，制度作為開展安全管理的基礎和前提，制度要具有適用性、操作性以及合理性，制度內容要與施工現場相符合，而隨著地鐵施工的進行，制度也要處于動態變化中，不斷調整制度細節，發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環節中，監理人員、施工人員和技術人員都要嚴格按照制度開展生產行為。

3.2 安全隱患排查

地鐵施工具有一定的復雜性，現場施工涉及的人員、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場進行隱患排查，重點對臨時用電、基坑內支撐、墻壁傾斜度、管線預埋進行排查，分析可能存在的安全隱患，采取科學措施處理。其次，對周邊建筑、地質情況進行排查，例如涉及基坑開挖施工，則要掌握地下水位和土質結構情況，不能盲目施工，盡量規避可能存在的隱患。最后，如果發現周邊建筑存在安全問題，則要與相關部門開展溝通聯系，通過協調合作排除風險隱患。

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，在施工中規范個人行為，避免由于人為因素而誘發安全事故。首先，建設企業要加強施工隊伍建設，保證隊伍的穩定性和長期性，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，班組要發揮教育職能，定期組織工作人員開展安全知識學習，內容要包含崗位知識、操作技能、安全防護、緊急撤離等，尤其是緊急撤離內容，要定期組織現場演練，當發生意外情況后，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，及時發現教育中存在的問題，并且采取措施整改[3]。

3.4 機械設備維護

地鐵施工涉及大量的機械設備，尤其在大規模地下施工中，機械化已經成為重要標志，為了確保機械設備處于正常運行狀態下，避免由于設備故障而誘發安全事故，則要加強設備維護。首先，當機械設備進入施工現場后，維修人員需要對其進行狀態檢測，如果發現故障及時修護，儲備容易損壞的配件，形成設備檢查記錄，為后續設備管理提供數據支撐。其次，對機械設備進行合理使用，盡量避免超負荷運行情況出現，對于較為常用的機械設備要準備備用設備，在不影響正常生產的同時，降低設備發生故障的概率。最后，對于特殊機械設備要由具備資質的人員操作，沒有資質人員不能隨意操作機械設備，避免出現機械傷人問題，同時，現場管理人員要嚴格規范設備操作流程。

3.5 施工現場管理

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

3.6 開展動態監測

地鐵施工涉及大量的地下作業，而隨著施工活動的開展，地下環境也處于不斷變化中，為了避免發生安全問題，建設單位要做好動態監測工作。首先，靈活應用先進技術和設備，對基坑變形、墻體變形進行科學監測，如果發現數據異常要及時上報上級部門，制定緊急處理措施。其次，設置專業的工程安全監測人員，應用GPS、RS等先進技術，對地上主體、周邊建筑和地下基坑開展監測，形成完整的監測記錄。最后，重點對地下水位情況進行監測，可引入GIS技術通過建設可視化模式的方式，動態監測水位變化，如果發現水位較高與施工存在沖突，要采取科學的措施降低水位，避免影響施工安全[5]。

4.結語

對于現代城市而言，地鐵是重要的交通工具，其具有出行便捷、通行高效等優勢，可以有效緩解城市地面交通壓力，并且帶給居民更加優質的出行體驗?；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，容易誘發安全事故，施工單位要注重加強安全風險管理，并且靈活采用監測技術，確保施工環境安全、和諧，保障施工人員的身體健康，推動我國地鐵工程事業的穩定以及可持續發展。