盾構隧道工程施工安全探究

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近年來，隨著社會發展加速，城市化進程加速，人們對出行的要求也越來越高，在各大城市中，單一的地面交通、高架橋已無法滿足當代人對出行的需求，道路擁堵成為了制約社會發展的一大阻礙。因此，人們把目光轉向了地下空間的利用，隧道建設就是最好的方法之一。不少城市大興隧道工程，旨在通過地下空間解決出行難問題。截至2017年12月31日，中國已有34座城市迎來了地鐵時代。地鐵隧道的建設都離不開一個重要的施工設備———盾構機。除了地鐵采用盾構隧道外，現在不少管廊隧道、車行隧道等也均采用盾構工藝施工。盾構隧道工程從空間結構上可以劃分為：道路結構、圍護結構、內部結構、建筑結構、機電結構等，隧道工程是復雜的系統項目[1]。大量的工程開工，最受人關注的自然是安全問題。國家各級機關也多次多次強調，要把安全生產放在生產工作的首位。

1盾構施工介紹

盾構施工是暗挖法施工中的一種，采用全機械化方法施工，它是盾構機械在土壤中掘進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法[2]。常見的盾構施工方法主要有三種：土壓平衡盾構、氣壓平衡盾構、泥水平衡盾構。盾構施工之所以現在被廣泛運用于現在的工程建設中，其優點在于：①開挖面小，相比于明挖施工，盾構的開挖面小出土量少，對于現在如此多地下空間工程，出土問題逐漸成為了阻礙施工進度的一大制約因素。②對交通影響較小，盾構施工不需要對隧道沿途的道路進行全封閉，僅需留出工作井施工面即可，在城市交通擁堵的今天，可以降低對交通的影響。③減少了管線遷改量，節約了工程費用。④施工受地貌約束較小，能夠下穿江河流域及高架設施。⑤盾構施工受氣候天氣影響的較小。⑥盾構施工可用于多種巖土條件，應用面廣，制約條件少。⑦盾構使用適用于長距離、大深度的隧道施工中，性價比較高，有利于減少投資。⑧盾構施工對周圍居民影響較小，噪音、空氣等污染問題相對較少。但是，盾構施工也存在不足之處：①對管片質量和施工技術要求較高，尤其是在地下水較為豐富的地質情況，管片質量和施工組織的不到位，經常會造成漏水，嚴重的會影響主體結構。②不適用于較小轉彎半徑的隧道施工，盾構機轉彎角度有限。③建造城市隧道或下穿水域隧道時，覆土太少將導致施工難度增加，安全性降低。④施工要保證連續性，若長時間停止在一個點，將會發生沉降，影響施工質量和結構安全。因此，盾構施工中，存在著不少風險點和安全隱患，切不可掉以輕心。

2隧道施工安全管理

盾構隧道施工中，遇到各種事故的概率是非常高的，可以通過前期的安全措施和施工管理來避免。但是很多事故又不是完全可以避免的，因此提前準備好緊急預案，在發生事故后要及時采取相應的措施，也可以減少損失。安全管理工作的重點歸納如下：

2.1加強安全監督

施工單位是工程的實施方，一定要把安全放在首位，做到警鐘長鳴，在施工現場，要有專職安全人員進行監督把關，在重要施工節點，施工單位要編制相應的專項方案和應急預案，防治結合，既保證人員安全，又保證工程質量。同時也要充分發揮出現場監理的作用，督促施工單位制定合理的施工安全管理方案，推進現場施工的規范性管理，加強現場巡查，排除現場安全隱患[3]。

2.2管控材料設備質量

據調查，大部分的安全隱患會因為材料和設備的質量問題而產生。施工單位要嚴格管控材料和設備的質量，建立好臺賬信息，對材料進行封樣、抽查檢測。在機械設備進場前，嚴格把控其檢驗情況，保養和檢修情況等。進場拼裝完畢后，還要進行驗收備案。在盾構隧道中，盾構機起著至關重要的作用，盾構機的選擇直接關乎到整個工程的成敗，因此在盾構機的質量把控中，一定要更為重視，包括對盾構機的各個部件，因進行詳盡的檢測。

2.3嚴把人員技術關

施工中分為多種工種，如電焊工、鋼筋工、盾構工、管片工等等。不同的工種在工程實施中都起著關鍵作用。各工種進場前應做好培訓工作，定期進行安全教育，時刻提醒工人注意安全，操作到位，不留死角。同時施工場地內應做好安全措施，做好警示標牌的安裝，保證施工人員人身安全。

2.4建立安全長效機制

安全生產管理不是一項短期工程，而是一項艱巨的、復雜的、長期的系統性工程。從空間上講，它涉及工程管理的方方面面；從時間上講，它貫穿于施工生產發展的全過程。由此可見，安全的長效機制是何等的重要和必要，建立安全生產長效機制，不僅是企業生存發展的底線，而且是企業增收創效、發展壯大的根基。同時，安全生產是一個動態的管理過程，需要長期抓、經常抓，因而安全生產長效機制的建立，決不可能是一成不變、一蹴而就、一勞永逸的，而是一場長期艱苦的持久戰。

2.5加強設計施工管理

施工中，做好設計與施工的溝通關系，施工中各種災害事故一般不外乎設計、施工、管理這三個因素。在設計和施工時，要嚴格按照相關的規范標準執行，設計前期更做好相關的資料調查工作，保證前期資料搜集全面，為主體設計提供全面的參數。

3信息化安全管理手段

21世紀的今天，互聯網和計算機已經是生活生產中必不可少的工具，利用好信息化智能工具，提高安全管理的水平和質量。

3.1現場視頻監控

視頻影像監控被廣泛運用與現在各大施工場地內，視頻監控可以直觀的監控現場施工情況、形象進度、施工質量，借助于視頻手段，可以對隧道內施工進行更有效的管理，對于盾構隧道，這種暗挖隧道，人員長期在隧道內工作，監控能夠看清井下人數與人員情況，如發現井下環境異常，及時疏散井下工人，保障生命財產安全，降低事故率。對隧道項目重點環節和部位，單獨設置攝像機，記錄下施工情況，及時發現各種問題。同時需做好影像資料的留存工作，如果施工中出現重大安全事故或隱患，可以通過留存的視頻尋找問題、解決問題。

3.2設備儀器監控

可以通過設備儀器監控實時反映隧道內空氣情況、溫度、濕度。除了對隧道內的工作環境做監控，對于結構和地質情況的監控也十分重要。結構監控就是采用先進的精密儀器，對隧道各個點位的受力、傾斜情況做監測，由此來分析隧道圍護結構的變形狀態[2]，為隧道施工提供安全保障。很多盾構隧道與房屋距離較近，在監控隧道內結構參數以外，對近距離的房屋也應做好變形沉降監控。此外，在施工過程中，準確及時的地質預報直接影響工程的安全性，因地質層不穩定造成的安全事故也數不勝數。在施工中加強對地質情況的監測，采用超前地質預報技術[4]，也是為施工安全提供有力保障的措施之一。

3.3人員管理系統

對于盾構隧道施工，人員管理無疑是施工管理的重點。前期，施工人員報道后，對施工人員進行信息錄入，發放安全帽及相關護具，每個安全帽上應帶有與其身份信息一致的定位裝置，在工區入口，應識別相應裝置進場。對盾構工及隧道內施工人員，下井前，設置面部識別進入系統，層層把關，加強對井下工作人員的管理。電腦系統中要時刻關注工區內的人員數量，尤其是井下人員數量，關注每個人員的動向，如出現異常情況，應及時發出警報。采用該種管理系統，可以加強人員管理的工作質量，保障施工人員安全。

3.4BIM技術

BIM（BuildingInformationModeling）是通過軟件將工程各類基礎信息錄入其中，構建三維模型，檢驗各專業在工程中的不同空間位置，校驗設計圖紙和工程的可操作性，是一種較為先進的信息化管理手段。在我國，已有不少工程采用該技術，此外，如前海新區、雄安新區的開發，也采用了BIM技術，為將來的城市管理提供幫助。在盾構隧道建設中，通過建立基坑圍護、主體結構、盾構工程、機電、綜合管線、景觀綠化等模型，可以對整個工程進行整體把控，結合隧道結構本身的特點，制定建模標準和流程，配置應用環境[5]，分析工程設計施工安全性。包括在建立模型后，可以直接統計出施工用料數量，對于成本控制十分有利，方便管理人員進行管理。BIM技術可以滿足現代市政工程設計施工的基本要求，從項目方案設計、工程施工到運行維護，進行全周期監管。此外，還能夠提供高質量、全方位、規范化的參數信息。

4總結

城市化進程的加快讓城市對地下空間的需求也加大，盾構隧道施工也被廣泛利用。在隧道安全管理中，要充分做好安全管理工作，做好制度的編排，讓安全管理滲透入每一個環節中，同時，利用先進的信息化技術，提高安全管理的水平和效率，讓安全覆蓋方方面面。

參考文獻

[1]朱偉南.BIM技術在城市隧道工程中的應用.建筑工程信息技術，2016，8（5）：71~77.

[2]王建偉.隧道工程施工技術研究[C].建筑科技與管理學術交流會，2017.

[3]葉思維.隧道工程建設中的安全監理工作研究[J].四川建筑，2007，27（2）：228~229.

[4]曲海鋒，劉志剛，朱合華，等．隧道信息化施工中綜合超前地質預報技術[J]．巖石力學與工程學報，2006，25（6）

[5]沈向東．監控量測技術在隧道施工中的應用[J]．山西建筑，2018，3：155

作者:盧遇安 單位:杭州運河集團建設管理有限公司