盾构法施工安全管理

杨新文 王前前

摘要：目前全国很多城市都在建设地铁工程，盾构法施工靠着他特有的优势（安全开挖和衬砌，掘进速度快；全过程可实现自动化作业；施工劳动强度低；不影响地面交通与设施和地下管线设施；受外部环境条件影响小，施工中没有噪音和扰动）应经成为地下隧道建设的主要施工方法。现以石家庄市轨道交通1号线朝晖桥站—白佛站区间盾构法施工为实例，对盾构法施工安全管理进行研究分析。

关键词：风险辨识；风险管控；安全管理；盾构法

1 引言

盾构法是在地下暗挖隧道的一种施工方法。当代城市交通、各种建筑、公用设施和地下管线日益繁雜，采取盾构法在城市隧道施工有明显优势。另外，在穿越公路、铁路隧道、水域或者其他的基友隧道中，盾构法也因它独特的经济合理性和技术方面的优势被采用。但因盾构法施工技术要求高，配套设施多，存在的风险也随着增加，落实安全管理刻不容缓。

2 工程概况

朝晖桥站—白佛站区间采用盾构法施工，线路总长度为596.99m。线路轨顶标高49.470?51.280m，结构最大覆土厚度约13m，线路平面有一处平 曲线，线路纵向坡度呈“V”字型坡。区间附属结构包含一处排水泵站（兼联络通道），放置在线 路最低点附近，里程为右K17+810.000。区间沿线主要穿越控制性管线有：在K17+662.799处电力沟01500，埋深约9.4m；在 K17+989.619 处电力沟01500，埋深约 9.5m；在 K17+797.495 处热力0600，埋深约 8.0m。区间隧道主要位于中山东路路下，离街道两边的建筑物相对较远；沿线主要穿越构筑物有：瑞景华庭小区、白佛口小区、白佛小区、大天力集团。

区间所在地层主要有①杂填土1层、②黄土状粉质粘土1层、③粉细砂1层、④粉土2层、⑤中粗砂1层、⑥西粗砂（含卵石）1层。影响区间地层主要为粉质粘土层、细中砂层、中粗砂层。

由于靠近白佛客运站地面交通繁忙、白佛村和白佛口村人口密集（达4万多人），以及市政管线复杂和周边环境影响，选用盾构法施工更加安全、经济和合理。根据地质情况和设计要求，施工采用土压平衡盾构，型号为：中铁装备生产的CREC015号复合式土压平衡盾构机和日本生产的川崎17号复合式土压平衡盾构机。

3 安全生产管理基本分析

安全生产目前已经是工程项目中最重要的课题之一。安全生产，顾名思义，安全和生产共处一体，安全是前提，是生产的保障。生产是安全的原因，哪里有生产哪里就有安全隐患的存在，并且施工现场是各类安全隐患和意外事故的多发场所之一。因此安全管理必须坚持以人为本，做到“安全第一、预防为主、综合治理”。

3.1 安全第一、以人为本

安全管理必须坚持以人为本，发展决不能以牺牲人的生命为代价，要牢固树立以人为本、生命至上的理念。然而人的不安全行为、物的不安全状态、管理上的缺陷是孕育和形成安全意外事故的主要因素。在朝晖桥站—白佛站区间隧道施工中，也同样存在着这些不安因素。

安全管理归根结底是对人的管理，在安全管理中，人是最重要的因素之一。人有多方面的需求，但最重要的是生命，而事故却危及生命，因此要充分认识施工建设安全管理中人的因素重要性，对管理层和作业层进行准确分析和定位，分别在自己的管理工作上提高安全意识，管理层要科学指导施工、规范施工，以及在安全和生产上都要兼顾。作业层除盾构机操作、维护保养人员外，其余人员均为来自于社会基层的农工兄弟，这些人员作业内容包含操作机械设备（含特种设备、小型机具）、司索、指挥、出土、管片运输、管片拼装、注浆及其他杂务工存在学历低、素质参差不齐安全意识淡薄等情况，所以更应加大安全培训教育，宣传学习事故案例，加强对劳务人员的监督管理，以现场教育为主、处罚为辅，消除“三违”行为，做到“三不伤害”，是避免人为因素素酿成事故的必要手段。

3.2 预防为主、风险管理

3.2.1施工风险分析及过程管理

风险管理是一项动态的、全过程的认知、分析、评估和控制的行为。我国在盾构法施工中已经有了很好的基础，通过对存在的风险进一步的深入研究，使盾构法隧道施工建设更加规范、科学的发展。朝晖桥站—白佛站区间盾构法隧道的安全顺利贯通就是一个很好的典范。

3.2.2施工风险管理流程

朝晖桥站—白佛站区间在工程施工前首先成立风险管理小组，编制风险源管理办法，每月风险管理小组组织全体管理人员对风险进行辨识、登记、评估，确定工程主要风险，由安质部汇总并进行风险等级界定，同时风险管理小组针对风险制定控制措施，对重大风险制定应急预案，执行风险动态管理（按月进行更新公示，以每日的施工任务进行细化公示），并对存在风险进行跟踪，对风险规避措施的实施验证，形成资料归档。如果风险预警失控发生事故，立即启动应急预案，进行事故救援、事故处理、形成处理记录，风险造成的损失进行评估，完善风险管理措施（见图1）。

3.2.3风险识别

风险识别针对“人、机、料、法、环”五要素外，内容还包括：施工布局、运输路线、施工工序、施工机具和设备、危险性较大的设备、特殊装置、有害作业部位、辅助生产生活设施、劳动组织等。

首先对风险因素分析：风险管理小组对照风险识别内容，系统分析工程建设基本资料，对工程建设的目标、阶段、活动和周边环境中存在的各种风险因素进行分析。然后建立识别清单，并对现场加以动态管理。

3.2.4施工风险过程控制措施要点

工程施工阶段是工程风险管理过程的核心，也是工程风险能否得到有效控制的关键。随着工程进展，风险在不断变化，各项风险的发生概率及其损失也在不断改变。因此，工程施工阶段风险管理应以前期分析的各阶段风险管理为基础，结合动态更新管理，有针对性的进行现场监督控制。通过对风险分析结果，制定相应的控制措施，以降低施工风险。

（1）施工前期工作主要为端头、区间加固、始发架及反力架安装。

加固前应付占用道路进行封闭围挡，设置交通车辆防撞警示，机械操作认真执行操作规程，且保证施工机械的运行状况良好，安全设施到位。

保证始发架和反力架材料质量符合要求，焊接质量符合规范标准，起重设备辅助作业保证设备的安全性能，现场安装登高作业完善防坠落措施。

（2）盾构施工过程风险控制要点

盾构进场运输。出车前对运输线路进行考察，避免交通高峰期，遵守交通法规。

盾构吊装。吊装前制定专项施工方案，通過专家评审论证。吊装作业时，操作人员持证上岗，所需吊索吊具符合方案及设计要求，并严格吊装前的试吊工作。

盾构始发、接收。制定专项施工方案，通过专家论证评审。保证基座、反力架、导轨安装的精确度和坚固度，通过受力验算、精确测量，壁后注浆及时饱满，符合设计要求。

盾构掘进。严格出土控制，避免超挖，同步注浆及时，浆液质量和压力满足要求，重点对沉降控制。管片运送、拼装遵守操作规程，严禁无关人员停留拼装范围，作业人员配合协调，运行时严禁人员站在拼装机的下方或上方，必须在安全平台上进行操作，管片对位时禁止将手放在管片缝隙中。落实班前气体检测工作，保证隧道空气正常循环，严禁吸烟或焚烧废弃物。

（3）盾构法施工配套设备（设施）风险控制要点

配套设施主要以施工机械、施工用电为主，存在的危害因素也不尽相同。因此，操作人员持证上岗、专人指挥、遵守操作规程，对设备（设施）的定期检查、维护保养，保证设备（设施）安全性能、可靠的安全防护措施，是避免事故发生的控制要点。

（4）施工材料风险控制要点

首先要保证施工材料的质量，只有质量合格的材料才是保证安全施工的前提，再次对材料的装运、吊运，作业人员应与起吊范围保持安全距离，化学性材料使用前应正确佩戴劳动保护用品，易燃材料应独立存放，配备消防器材。

（5）施工环境风险控制要点

施工前应对周边环境进行细致调查，对管线、建筑物、河流位置绘制平面图，盾构通过时优化掘进参数，及时进行检测，以数据指导施工，控制沉降，保证通过风险较高位置盾构掘进的连续性。现场环境中，完善临边、四口的防护栏，高处作业做好防坠落措施。并且做好地质和天气预报工作，降低突发自然灾害给施工带来的损失。

针对风险过程控制，还应建立完善的安全管理体系，制定各项安全管理制度，并严格落实于现场。经常性的开展安全教育，提高从业人员安全意识和操作技能。执行机械设备设施的定期检查、保养或维修工作，消除设备上的缺陷；严格物料的进场验收工作，保证施工材料和劳动保护用品的质量合格；认真贯彻落实国家安全生产法律、规范和标准，以强制性规范标准指导现场施工；及时组织施工环境调查工作，更新环境条件，减少对外界环境造成的影响，提高劳动保障，给从业人员创造一个良好的施工环境。

3.3综合治理

3.3.1“机”的因素

现代化的建筑工程施工都离不开机械设备，机械设备是提高施工效率和经济效益的必要保证。除盾构机外，还有门式起重机、电瓶车、装载机、挖掘机、合力叉车、搅拌机、通风设备、循环水系统、其他小型机具等，而这些机械设备是配合盾构法施工中必备的设备，缺一不可。

施工中，机械设备相互配合和运行状态是安全生产的关键，人员操作失误、指挥失误、运行状态不良、设备的安全保险设施缺陷，都是可能引发设备安全事故的主要原因。

又因施工效率高，设备利用率高，盾构机和配套设备基本上都是24小时运作，如果保养不到位，将很大程度加速设备的老化，技术性能和寿命也会受到影响，出现问题不得不停工维修，即浪费时间，又影响进度，如处理不及时，施工安全也将受到威胁。

为保证设备安全运行，抽选对机械设备性能熟习、懂维修的技术人员组成盾构机维护保养、后配套维护保养专业工作组，对现场设备进行定期检查、定期维护和问题维修。并对各机械设备的操作人员进行定岗教育培训，让操作人员除了掌握操作技术和安全操作规程外，深知操作设备的运行原理、检查要点、保养要点、故障排出等基础知识，有效的保证了设备的安全状况，生产效率和进度也随之提高。

3.3.2“料”的因素

“料”即指原材料、物料，涵盖施工材料、安全措施材料、劳动保护用品等。

盾构法施工中所需的施工材料有管片、管片螺栓、钢轨、水泥、粉煤灰、膨润土、防水材料等：安全措施材料有护栏、走道板、灭火器、应急灯、通风管、循环水管、各限位设施等；劳动保护用品有安全帽、安全带、防滑鞋、手套、防尘面罩、防毒面罩等。所需材料众多，材料的质量保证也会影响到施工安全，因为只有质量性能优良的物料进入生产系统，才能保证生产安全。

如果投入施工生产的材料存在质量缺陷，将会对施工过程造成重大隐患。曾经发生过因管片吊装孔质量问题，在管片拼装机提取管片时，管片吊装孔位置混凝土崩裂导致管片坠落，所幸没造成人员伤害，材料的质量缺陷影响，给施工安全生产敲响了警钟。

因此，原材料的好坏关系的生产过程安全和总体质量，材料进场过程中，要严把材料质量关，组织对材料的进场安全质量验收，查厂家生产许可证、产品合格证、安全鉴定证、安全标识等。并对原材料进行抽检、送样检测，选用质量合格的原材料，也是消除生产过程中不安全因素的良好手段。更不要追求经济利益而降低成本，选用劣质产品，给安全生产和总体质量埋下伏笔。

3.3.3“法”的因素

所谓“法”就是方法，办法，操作法。具体就是操作或工作过程中的工作方法。国家出台的各种标准、操作规程都是通过对科学研究、施工经验、实际发生的安全事故及血淋淋的教训进行编制修订完善的，在施工生产过程中的一种指导和强制性手段。

施工生产过程中，是否严格按照工艺、标准、操作规程进行操作；是否不怕繁琐，不求捷径，不偷工减料，是决定生产安全的重要因素。不实事求是，不坚持科学，不按规章做事情，最终导致的就只有生产事故、人员伤亡。

所以要认真对照国家工艺标准、规范、操作规程及设计文件、图纸，完善了安全生产体系和各项规章制度，编制盾构吊装、始发、掘进、穿越河流、到達安全专项施工方案，严格落实专项方案的专家论证，以验证方案的可行性，更加规范科学的指导施工生产。

编制完善施工方案和规章制度还是远远不够的，现场是否按内容执行才是最终目地。加强方案和制度现场的执行力度，监督管理作业人员的规范操作，是安全生产的重要保障。

3.3.4“环”的因素

“环”显而易见就是环境了，施工环境和外界环境的变化往往是一个不能小觑的问题。区间处于中山东路，地面交通繁忙、人口密集、地下管线复杂，且周边都是高层建筑。环境影响着施工，而施工设备的运作也会对环境造成一定的影响。

隧道施工中，难免会存在噪音、粉尘、高温、潮湿、空气质量差等因素影响，对一线的操作人员身体上造成了一定的伤害。为降低伤害，对作业人员发放合格的劳动保护用品，安装大功率的通风设备，皮带轮流水出土时根据土质情况适当洒水进行除尘，合理安排工作时间避免疲劳作业，是减轻盾构施工环境影响的较好措施。

对于该隧道的安全掘进，最大的影响范围为瑞景华庭小区和白佛小区。根据现场调查了解到，盾构隧道与白佛小区最小净距为20.5m，隧道埋深较大，该位置地质条件较好，隧道断面以上基本为粉质粘土层，盾构掘进时对瑞景华庭小区高层和白佛村小区影响较小。但盾构法施工时，仍然可能会面临着墙体开裂，地基损伤，楼房倾斜等风险。

为降低风险，在盾构推进构筑物的前50米距离，优化各项掘进参数，加密了沉降观测。距离20米处，对操作人员、作业人员及值班人员进行交底，做好穿越前的准备工作。备齐所需的材料且充足，保证盾构的正常运作和施工连续性。

4 结语

工程施工历来都是最容易发生安全事故的行业之一，本文通过朝晖桥站～白佛站区间盾构法施工安全管理进行分析，阐述了盾构法施工中安全管理“人、机、物、法、环”等各种因素、风险过程管控要点，认知施工中诸多不利因素，如何有效的降低风险对施工中的影响。

在施工过程中，彻底消除隐患是不可能的事，只有加强过程控制，以降低或规避风险，避免发生事故所带来的损失。因此，坚持安全第一、预防为主、综合治理的安全生产方针，把安全生产工作的关口前移，超前防范、建立预教、预测、预想、预报、预警、预防的递进式，立体化事故隐患预防体系，改善安全状况，预防安全事故的发生。坚持以人为本，铲除违章，使人的生命安全得到保障，企业才能发展，社会才能安定有序。

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