地铁盾构隧道施工安全管理及成本控制

刘诗洋

摘 要 地铁出行、绿色出行已成为人们日常出行的首选，地铁项目数量及规模的提升，促使地铁隧道工程的数量快速增长。地铁工程项目具有施工难度大、危险性高的特征，因此大型施工设备的应用是施工环节的重点。对此本文在提升盾构隧道施工优化管理上做出阐述，保证隧道项目顺利进行，为安全施工提供保障，以期对相关行业有所裨益。

关键词 地铁盾构 隧道施工 安全管理 成本控制

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2022）04-0070-03

盾构法的应用，历经数年的发展及提升，已经取得了理想的成果，且得到了广泛性的应用。在此过程中，通过盾构法的应用，不仅可以显著提升地铁隧道的掘进效率，而且可以达到提高施工安全性的目的，因此盾构法得以备受人们的青睐。本文将通过对地铁盾构隧道施工安全管理和成本控制的简述，进而促使人们对于安全管理和成本控制两方面得到深刻性地认识，才能够为越来越多精品化的隧道项目的打造，奠定坚实的基础。

1 盾构法简述

1.1 盾构法的基本概述

盾构法，即指通过盾构机等设备的应用，进而实现隧道掘进的过程，在实际应用环节，通过盾构机设备管片及外壳等结构所发挥的力量，隧道内部围岩得到巩固后，隧道内部坍塌的风险度才能够降低。同时，结合土体开挖，土体运输等方面的功效应用，隧道施工任务才能够得以顺利开展及完成。地铁施工过程中，地铁线路经过商业的繁华区域及人口居住密集区域的情形居多，通过盾构法的应用，将能够达到有效减少施工对于城市影响的目的。

1.2 盾构法应用优势

第一，盾构法的应用，集出土、衬砌、推进、砌筑等多个施工项目为一体，具有自动化程度高的优势，因此，隧道掘进效率才能够得到极大地提升及保障。

第二，施工过程安全性、可靠性较高，避免及减少事故发生，使施工成本才能够得到有力地管控。

第三，针对地下管线、地面交通等，造成的影响较少，尤其各城市地下管线、地面交通复杂程度高的境况下，盾构法的应用可以进一步适应城市的实况及发展需求。

第四，盾构施工不受气候、环境等客观因素的影响，因此，施工进度才能够拥有保障，达到按期完工的目的。

第五，盾构施工过程产生的噪声污染较少。在各城市的发展过程中，噪声污染的问题始终是痛点所在，而盾构法的应用，可以减少噪声污染，使民众享有安宁稳定的生活环境。

1.3 盾构法应用劣势

第一，盾构施工的成本造价相對较高，为此，实际应用过程中，务必根据铁隧道的地质环境、水文条件等，制定切实性的施工方式、方法后，才能够促使盾构法作业的效力作用发挥到极致。

第二，面对覆土过浅、土层过软的施工作业环境时，盾构施工过程中的难度将会加大，同时，如衬砌作业过程中防水管控工作不力，带来的影响度将是惨重的。

2 地铁盾构隧道施工的安全管理特点

2.1 针对施工人员的专业素养要求较高

盾构施工机械科技含量高，施工过程较为隐蔽，因此，针对施工人员的专业素养要求较高，相应的施工人员不但需要熟练掌握盾构机的施工要点，还具有较强的警惕心和安全管理意识，针对施工过程中参数异常的情形和相应的安全风险，要具有极强的敏感性，及时发现、及时上报并采取有效性的措施后，才能够避免安全事故扩大化发展的情形产生。

2.2 安全隐患多

盾构隧道施工中，任一施工工序都可能存在安全隐患，且安全隐患的产生，往往集多方面的因素为一体，波及的范围较广，因此，处理的难度将进一步提升。为此，唯有在安全管理方面下深功后，才能够促使存在的隐患点得到有效性地避免及减少。

2.3 风险概率高

地铁施工周期通常都较长，长时间作业受不可控因素的影响，风险概率高的情况屡见不鲜。此种情形下，施工的难度进一步处于加重的态势中。

2.4 风险损失的关联性高

盾构隧道施工往往需要多个单位予以联合作业后，才能够顺利开展相应的施工任务。同时，这些合作单位之间分工明确，各司其职，予以紧密联系后，才能够保障工程项目的按期完工。在此过程中，一旦安全事故发生，多个企业受到牵连后，将会带来比较严重的影响及损失，不仅地铁施工进度受到影响，而且处理安全事故过程中，二次投入所需的人力、物力等资源后，必将引发整体施工成本的增长，此种情形下，对于各单位的发展而言，会带来巨大的影响。

2.5 安全管理具有动态性

盾构隧道施工作业过程，将是在隧道内部开展持续性掘进作业的过程，因此，相应的安全风险也是动态变化的。不同的施工区域，安全风险也将存在很大的差异，为此，安全管理环节，务必实施动态性管理，才能够适应隧道施工作业实际所需。

3 安全管理

3.1 施工的安全风险识别

通过针对地铁工程全面性分析研究发现，工程施工阶段主要存在以下风险，同时结合风险类型，制定相对应的风险管理措施。

3.2 安全风险分析

第一，地铁隧道工程盾构施工过程中，开挖面失稳的问题较为常见，同时，经人们长期性研究发现，此问题通常因施工过程中管涌或流砂等客观因素所致。同时，如盾构开挖隧道过程中出现地层孔洞，或盾构机设备开挖路线偏移、设备沉陷等方面的问题产生时，开挖面失稳事故也得以引发出来，进而促使实施施工过程陷入极大困境之中的情形居多。

此外，盾构机设备开挖过程中遭受超浅覆土、地下水的影响，导致塌方异常发生时，开挖面失稳的现象。

第二，建筑群沉降的风险较为突出。通常情况下，盾构施工作业中，对地表的破坏性较大，因此，部分建筑群沉降异常得以凸显出来。同时，经过人们深入性地剖析发现，盾构施工作业所造成的沉降问题分为早期沉降、开挖前沉降、盾构施工沉降等阶段，每个阶段沉降问题的原因较为复杂，只有深入性对于沉降问题进行分析研究，针对性给出相应地处理举措后，才能够促使沉降风险得到有力地管控。

第三，盾构施工作业过程中，塌方等安全事故发生的概率极高。同时造成坍塌事故的原因有两方面：一方面，与地下水因素相关，受地下水的影响，施工面坍塌后带来的影响将是惨重的;另一方面，盾构机施工过程中，在重力及振动等方面因素影响下，坍塌事故突发的情形屡见不鲜。实际施工过程中，针对所发生的坍塌事故，务必切实性分析塌方原因，制定有效的施工方案后，才能够使坍塌事故造成的影响得到有效性地处理及解决。

4 安全管理措施

1.针对开挖面失稳的风险，相应的安全管理措施主要有以下环节：地铁隧道工程所在地地势环境勘察的工作，促使不利因素点得到全面性核查，进一步采取有效性的优化及改善措施处理后，开挖面失稳的风险才能够得以减少。尤其针对渣土区域，从止水性和流动性两方面针对渣土进行优化后，失稳状况才能够得到有力的管控[1]。控制好盾构设备的推进速度，确保开挖量和排出渣土量平衡的状态下，开挖面失稳的风险才能够得到有力地改善。

2.针对建筑群沉降风险，将可以采取以下安全管理措施：隧道内通常多以软弱土层为主，受此方面因素影响下，建筑群沉降的问题得以突显出来。为此，采取有效性的措施，改善软弱土层结构特性的工作，将是重中之重。

选择平衡性能优异的盾构机设备，控制隧道施工过程中泥水的粘稠度，平衡泥水压力后，建筑群沉降的问题才能够得到有力地防控。

实际施工过程中，如涉及注浆加固工序，要有效控制注浆液的配合比，进一步采用由浅至深的注浆方法进行注浆后，盾构施工过程对于地表的破坏性才能够减少，同时，建筑群的安全性才能够拥有保障的力量[2]。

3.为减少局部坍塌的风险，将需要针对以下环节进行严控：施工前，针对施工隧道内地质环境进行勘察，得以全面性了解地下水和地表水等实况，针对地表水实施拦截后，地表水渗入地铁隧道的风险，才能够得到有效性的管控，隧道局部坍塌事故的发生才能够得以减少。

盾构机设备的推进速度得以根据实际所需，控制在合理的范围内，进一步确保隧道内部土层压力的平衡性后，隧道塌方事故的发生才能够得到有力地管控。

增加盾构机设备的注浆量，坍塌事故也能够得到有效性的预防。与此同时，严格化监控施工作业过程中的出土量、注浆量等参数信息，根据实况不断调整盾构机设备性能参数，促使盾构机对于施工面的影响程度减少，坍塌事故才能够得到有效性地控制[3]。

4.施工工艺的安全管理要点，主要体现在以下方面：注浆过程中，发现泥沙堵塞注浆管的异常时，要及时清理泥沙，避免更大的风险隐患、安全事故发生。实际清理环节，针对管道出口采用编织物绑扎牢固，采取缓慢增加压力的举措，堵塞位置处才能够达到有效性疏通的目的。

土渣运输过程中，确保临时轨道安装的稳定性，安排专人检查轨距、弧度等节点后，才能够避免车辆脱轨带来的影响。同时，严禁任何人乘坐管片车，如有发现，决不手软，严格追究相应责任人的责任，才能够促使此类安全隐患得以从源头斩断。

盾构设备在安装和拆卸过程中，需要实施吊装施工。在此过程中，为了确保施工的安全性、準确度，得以编制细化性的施工方案，进一步针对现场环境进行严查，促使安全隐患得以排除后，方能进行吊装施工[4]。

5.环境安全管理，将需要从以下方面进行严控：如施工过程中遇到地下构筑物、管线等障碍物时，务必针对此些部位采取加固处理的举措，如注浆加固的方式等，防患于未然后，才能够避免施工过程中坍塌、物品掉落等问题点的发生。

隧道施工过程中，如遇到部分区域地下水水位较低，或有大量沙土地层时，盾构设备作业过程中堵塞的问题点，较为常见，一旦盾构机堵塞后，将无法开展正常掘进作业，带来的损失度将是巨大的。为此，针对此些特殊区域，应提前通过增加泡沫系统的举措，增加土体之间的黏结力后，掘进作业才能够得以顺利开展及实施。

盾构机施工过程中，如遇到部分高硬度的岩石层时，设备内部的温度将会在短时间内急剧升高，同时，如正好为夏季高温天气施工，隧道内环境长期处于高温、高湿状态下，施工人员身处恶劣环境中作业，疲劳、懈怠的情形得以加重时，安全事故也将悄然而至。为此，务必采取轮换制，加强隧道通风，营造良好的作业环境后，施工人员才能够精神百倍、聚精会神地作业，进而达到有效性防控安全事故发生的目的[5]。

5 成本控制

5.1 材料成本控制

地铁隧道项目中，盾构施工材料成本控制环节，主要需从以下方面进行严控：

第一，针对盾构管片予以严格管控，采取统一领用的举措，进一步将盾构管片的消耗量作为班组绩效考核项后，才能够引起每一位施工人员的关注，进而避免管片过度浪费的情形出现。

第二，盾构机身的保养工作，进一步将是重中之重，得以定期按照保养计划的要求，针对各部分实施细化性的保养工序后，才能够达到降低液压油使用频率的目的，液压油得以节约的同时，盾构机设备的使用寿命才能够得以延长，成本管理工作也才能够取得有利的成果。

第三，一方面，严格化按照盾构施工标准要求予以施工;另一方面，同步降低注浆中的水泥用量的工作，将是重点，减少水泥用量后，才能够达到降低砂浆成本支出的目的[6]。

5.2 机械成本控制

地铁隧道项目中，盾构施工机械成本控制环节，主要为以下几点：

第一，盾构机设备的日常养护工作中，得以针对部件松动、缺少润滑油等方面的异常进行及时性处理，能够减少配件故障问题，进而达到节约配件支出成本的目的。

第二，盾构机设备掘进时间越长，电能的消耗也将得以同步增长，为此，务必提前制定好相应的掘进计划，按照计划要求予以开展施工作业，减少盾构机非工作时间的电能消耗，使电能成本能够得到有力地管控。

第三，地铁隧道施工过程中，得以根据隧道长度选择适宜功率的通风机设备，进一步结合隧道实况合理调节通风设备的通风级别，促使通风设备的寿命得以增强，成本损失得到有力地控制。

6 结语

地铁工程项目将是城市解决交通拥堵问题、降低交通运输压力的关键，因此，任何时候，安全管理工作将都是重中之重。安全重于泰山，减少因盾构施工而引发的开挖面失稳、建筑群沉降、坍塌等安全事故，通过相应管控措施的力量，提升地铁隧道施工过程中的安全性，才能够促使地铁交通实现长远发展的目标。

参考文献：

[1] 仲晓慧.地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的措施[J].城市道桥与防洪，2017（08）：207-209.

[2] 肖兵.地铁隧道施工安全风险评估及应用研究[J].工程建设与设计，2018（15）：293-295.

[3] 申艳平.地铁盾构隧道施工安全管理及成本控制[J].工程技术研究，2020，05（02）：163-164.

[4] 王定军，程盼盼.地铁区间隧道盾构施工安全风险管理研究[J].工程建设与设计，2016（04）：167-170.

[5] 史佩军.地铁隧道盾构法施工安全风险管理研究[J].冶金丛刊，2019，04（16）：158-159.

[6] 赵志民.探究地铁隧道盾构法施工安全风险管理[J].建材发展导向，2019（02）：160-161.