地鐵盾構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析與綜合防治對(duì)策

1、地鐵盾構(gòu)施工平安風(fēng)險(xiǎn)分析與綜合防治對(duì)策一、概述目前，全國(guó)包括大部分省會(huì)城市及經(jīng)濟(jì)興隆城市，有近40個(gè)城市正在進(jìn)展城市地鐵建立，我國(guó)城市地鐵建立規(guī)模龐大，開展迅速。城市地鐵建立成為城市地下空間開發(fā)利用的一個(gè)重要組成部分，而盾構(gòu)法隧道，由于其先進(jìn)的施工工藝和不斷完善的施工技術(shù)，被越來越多地應(yīng)用于城市地鐵隧道工程建立中。盾構(gòu)法隧道施工是一種利用盾構(gòu)機(jī)本體作為開挖地下土體及支護(hù)土體和拼裝預(yù)制隧道襯砌，掘進(jìn)1環(huán)，拼裝1環(huán)，循環(huán)工作，在地面下暗挖建造隧道，直至完成整條隧道的施工方法，盾構(gòu)法隧道施工具有管理密集、技術(shù)密集及裝備密集的特點(diǎn)。然而在盾構(gòu)隧道施工過程中，由于盾構(gòu)施工的特點(diǎn)決定了盾構(gòu)施工對(duì)技術(shù)和管理

2、等方面的要求比較高，但在目前大規(guī)模地鐵建立階段，施工企業(yè)人力資源保障相對(duì)滯后，造成部分現(xiàn)場(chǎng)主要人員年輕化趨勢(shì)加劇，技術(shù)經(jīng)歷及管理經(jīng)歷均嚴(yán)重缺乏，同時(shí)越來越多的二線城市也參加了城市地鐵建立行列，此類城市首次盾構(gòu)法施工，對(duì)城市的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、盾構(gòu)施工的適應(yīng)性等均在試驗(yàn)探究階段，這些均給盾構(gòu)施工的平安性帶來較大的風(fēng)險(xiǎn)，甚至引發(fā)平安事故。本文中，筆者結(jié)合盾構(gòu)施工平安事故統(tǒng)計(jì)情況，從盾構(gòu)平安事故易發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)節(jié)進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)價(jià)及分析，并提出主要控制措施，以期為城市地鐵及其他地下工程平安建立提供相關(guān)參考。二、盾構(gòu)法施工的優(yōu)點(diǎn)與缺乏一盾構(gòu)施工的優(yōu)點(diǎn)1. 施工對(duì)環(huán)境影響小。主要包括：對(duì)地層擾動(dòng)沉降較小，對(duì)

3、周圍建筑物影響小；不影響地表交通，無需大規(guī)模中斷或改移地下管線等各種地下設(shè)施；對(duì)周圍居民生活和出行影響小；無空氣、噪聲和振動(dòng)污染等問題。2. 地表占地面積小，施工不受地表環(huán)境及障礙物條件的限制，對(duì)大深度、長(zhǎng)間隔 及高水壓等惡劣條件下尤為適用。3. 施工受天氣和氣候條件影響小，能適應(yīng)軟土、砂卵石、軟巖直至硬巖等各類地層條件。二盾構(gòu)施工的缺乏1.小半徑曲線施工隧道線性控制難度大，施工較為困難。2.淺覆土施工，尤其是過江過河的淺覆土施工及地面存在既有構(gòu)建筑物的淺覆土施工 難度較大，平安性較低；管片襯砌防水對(duì)隧道整體構(gòu)造防水的技術(shù)要求較高。3. 施工中隧道上方一定范圍內(nèi)的地表沉降難以完全消除；對(duì)覆土范

4、圍內(nèi)地層的詳細(xì)情況有較大的依賴性。4. 兩條盾構(gòu)隧道之間的聯(lián)絡(luò)通道需要采用暗挖法施工，平安風(fēng)險(xiǎn)較大。三、地鐵盾構(gòu)施工常見平安事故的統(tǒng)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有事故資料，筆者按事故類型、事故數(shù)量、百分比、人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失情況對(duì)事故進(jìn)展了整理統(tǒng)計(jì)，見表1根據(jù)事故資料統(tǒng)計(jì)分析，盾構(gòu)隧道施工易發(fā)平安事故有：盾構(gòu)進(jìn)出洞，盾構(gòu)穿越既有構(gòu)建筑物、地下管線及河流，盾構(gòu)開倉(cāng)作業(yè)、盾構(gòu)程度有軌運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。事故造成宏大的人身傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。四、地鐵盾構(gòu)施工平安事故發(fā)生的主要原因分析一工程地質(zhì)及水文地質(zhì)的復(fù)雜性和不確定性1.地鐵施工一般在城市中，受人類生活、消費(fèi)活動(dòng)的影響，工程所在區(qū)域的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜，表現(xiàn)出很大的隨機(jī)

5、變異性和不確定性；2.地層中大量存在的存量水的活動(dòng)與作用，再加上盾構(gòu)掘進(jìn)中施工對(duì)地層的擾動(dòng)影響，進(jìn)一步造成地層的復(fù)雜性；3.地質(zhì)勘查不準(zhǔn)確。受施工條件、地面環(huán)境及預(yù)算費(fèi)用等綜合因素影響，地質(zhì)勘查結(jié)果與實(shí)際情況有一定的差距，施工過程中地層的不確定性進(jìn)一步表達(dá)。二工程建立區(qū)域及沿線周邊環(huán)境的復(fù)雜性：地鐵一般修建于城市中心，工程周邊地面存在的既有建 構(gòu) 筑物、地下管線、交通道路及相關(guān)環(huán)境設(shè)施非常復(fù)雜。有些因修建年代長(zhǎng)遠(yuǎn)或老化失修，無法得到相關(guān)的準(zhǔn)確藍(lán)圖資料，特別是地下管線及建筑物根底等的詳細(xì)資料無法獲得，使施工的風(fēng)險(xiǎn)及不確定性增加。三施工方案與施工工藝選擇不當(dāng)，影響盾構(gòu)施工平安性地鐵工程施工涉及的施

6、工人員多，穿插工序多，人機(jī)穿插頻繁、工期緊張，技術(shù)方案與工藝流程復(fù)雜，不同的工法又具有不同的適用條件， 尤其是盾構(gòu)始發(fā)接收、地層加固、建筑物及管線保護(hù)、注漿量、注漿壓力與配合比及盾構(gòu)掘進(jìn)形式選擇等，施工方案與工序選擇不當(dāng)，勢(shì)必會(huì)給施工消費(fèi)帶來較大的風(fēng)險(xiǎn)。四工程規(guī)模大、要求高，管理及技術(shù)力量良莠不齊，現(xiàn)場(chǎng)管控不到位，增加了盾構(gòu)施工的平安風(fēng)險(xiǎn)城市地鐵工程建立工程大規(guī)模上馬，而地鐵建立人才數(shù)量無法滿足建立規(guī)模的需要，關(guān)鍵崗位的人員，如施工員、平安員、質(zhì)量員、技術(shù)員等均呈現(xiàn)出過于年輕化的趨勢(shì)，施工技術(shù)經(jīng)歷及管理經(jīng)歷欠缺，關(guān)鍵工序管控把關(guān)不嚴(yán)，再加上作業(yè)人員絕大部分為農(nóng)民工，專業(yè)技術(shù)才能嚴(yán)重缺乏，人員素

7、質(zhì)不高，施工平安培訓(xùn)不到位等因素綜合影響，直接導(dǎo)致盾構(gòu)施工的管理、技術(shù)跟不上，現(xiàn)場(chǎng)平安質(zhì)量隱患頻發(fā)，事故易發(fā)。五工程建立預(yù)警機(jī)制及應(yīng)急管控不完善，風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)及處理不及時(shí)1.發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警事件時(shí)，因管理不到位及幸運(yùn)心理作祟，未能及時(shí)向上級(jí)單位報(bào)告，要求協(xié)調(diào)優(yōu)質(zhì)資源及時(shí)處理，而是瞞報(bào)私自處理，導(dǎo)致錯(cuò)過最正確處理時(shí)機(jī)，造成風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)大晉級(jí)。2.應(yīng)急響應(yīng)及應(yīng)急物資儲(chǔ)藏不到位，在險(xiǎn)性事件發(fā)生初期，應(yīng)急響應(yīng)不及時(shí)，未能及時(shí)采取有效措施控制風(fēng)險(xiǎn)因素，致使風(fēng)險(xiǎn)因素持續(xù)開展晉級(jí)，導(dǎo)致事故發(fā)生及事故影響擴(kuò)大化。五、盾構(gòu)施工的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)價(jià)及控制1.風(fēng)險(xiǎn)因素的辯識(shí)評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí)評(píng)價(jià)大體可分為直觀經(jīng)歷分析方法和系統(tǒng)平安分析方法

8、兩大類，針對(duì)盾構(gòu)法施工作業(yè)工種多、分部分項(xiàng)工程多、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、機(jī)械化流水線作業(yè)等特點(diǎn)，我們采用系統(tǒng)平安分析方法，按照風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率與風(fēng)險(xiǎn)的損失等，建立風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)評(píng)估矩陣，結(jié)合施工經(jīng)歷及標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)情況，可以計(jì)算出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，并制定出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)接收準(zhǔn)那么，進(jìn)而使風(fēng)險(xiǎn)控制有針對(duì)性和詳細(xì)性。 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)類別，制定出風(fēng)險(xiǎn)接收準(zhǔn)那么及處置原那么表5，進(jìn)而制定出有針對(duì)性的措施。2.風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)評(píng)價(jià)出的風(fēng)險(xiǎn)因素，按等級(jí)進(jìn)展分類整理。由于一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)及二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)在經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境影響、社會(huì)影響、工期、人身傷亡等方面的危害大，重點(diǎn)應(yīng)施行對(duì)此類風(fēng)險(xiǎn)的防范控制。防范控制措施應(yīng)從管理和技術(shù)兩方面綜合考慮，施行管控。六、盾構(gòu)施

9、工的風(fēng)險(xiǎn)綜合防范措施一平安管理防范措施1.堅(jiān)持推行標(biāo)準(zhǔn)化建立按照建筑施工企業(yè)管理實(shí)際過程，從施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、管理行為標(biāo)準(zhǔn)化、施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、作業(yè)行為標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)部分統(tǒng)籌組織管理，進(jìn)而降低工程技術(shù)的失誤率，進(jìn)步工程質(zhì)量施工與管理程度；暴露、識(shí)別和排除現(xiàn)場(chǎng)平安隱患，進(jìn)步施工組織效率；躲避人的不平安行為，進(jìn)步作業(yè)人員的平安意識(shí)及平安技能；總結(jié)經(jīng)歷教訓(xùn)，改進(jìn)施工管理程度。2.施行風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)分類管控對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)展辨識(shí)評(píng)價(jià)，形成風(fēng)險(xiǎn)因素分類分級(jí)清單，按照“分級(jí)負(fù)責(zé)，分級(jí)管理的原那么，健全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控機(jī)制，明確各層級(jí)的監(jiān)管職責(zé)，制定針對(duì)性的管控方案或措施，開展結(jié)合檢查和評(píng)價(jià)驗(yàn)收，并進(jìn)展預(yù)警及動(dòng)態(tài)管控，保證風(fēng)險(xiǎn)可

10、控受控。3.健全班組平安建立班組是現(xiàn)場(chǎng)最基層的勞動(dòng)和管理組織單位，是施工方案、技術(shù)交底及規(guī)章制度的詳細(xì)執(zhí)行者，也是施工風(fēng)險(xiǎn)的直接面對(duì)者和主要受害者。健全班組平安建立，進(jìn)步基層人員平安意識(shí)和技能，是全面控制風(fēng)險(xiǎn)，遏制消費(fèi)平安事故事件的有效途徑。1根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，在承包合同簽訂時(shí)，根據(jù)施工班組的分類，明確外協(xié)施工隊(duì)伍需要裝備的專職平安管理人員數(shù)量，保證每班至少一名專職平安員在崗監(jiān)控；同時(shí)，發(fā)揮工會(huì)對(duì)平安消費(fèi)的協(xié)助作用，在外協(xié)隊(duì)伍中裝備群眾平安消費(fèi)監(jiān)視員，協(xié)助專職平安員及班組長(zhǎng)開展平安管理工作，并將外協(xié)隊(duì)伍的專職平安員 及群眾平安員納入工程的平安管理機(jī)構(gòu)，形成自上而下的暢通管理通道。2堅(jiān)持開展

11、經(jīng)常性的平安教育、班前平安講話及結(jié)合平安檢查。對(duì)與崗位相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)、有害因素及其防范方法，平安操作規(guī)程、規(guī)章制度要求與上報(bào)等詳細(xì)講解，結(jié)合經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)懲與通報(bào)等輔助手段，使他們?cè)谒枷肷虾图寄苌隙寄苓m應(yīng)平安消費(fèi)的要求 ， 促進(jìn)平安工作由處理事故的被動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)測(cè)的主動(dòng)防范。二平安技術(shù)防范措施1.盾構(gòu)機(jī)始發(fā)接收1對(duì)盾構(gòu)始發(fā)接收端頭地層進(jìn)展詳勘，認(rèn)真研究盾構(gòu)始發(fā)接收端頭地層情況，制定出平安可靠的地層加固方案，必須保證盾機(jī)進(jìn)出洞端頭地層加固長(zhǎng)度不小于盾構(gòu)機(jī)的長(zhǎng)度。2盾構(gòu)始發(fā)接收洞門鑿除前，必須對(duì)端頭地層的加固效果進(jìn)展抽芯檢測(cè)，抽芯點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)選取洞門外圈檢測(cè)，檢測(cè)合格前方可開始鑿除洞門。3始發(fā)接收前，應(yīng)對(duì)盾

12、構(gòu)機(jī)姿態(tài)進(jìn)展復(fù)測(cè)核實(shí)，檢查洞門剛環(huán)板、橡膠簾布及壓板的安裝質(zhì)量，并在始發(fā)接收托架及橡膠簾布上涂抹油脂，減少盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)阻力以及對(duì)洞門橡膠簾布的損壞。4在始發(fā)接收階段，應(yīng)采用低推力、低扭矩、慢速度，穩(wěn)定土倉(cāng)壓力，減少對(duì)地層土體的擾動(dòng)，足量進(jìn)展同步注漿，并進(jìn)展封環(huán)注漿，同時(shí)注意及時(shí)調(diào)整刀盤轉(zhuǎn)向，加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量，防止盾構(gòu)機(jī)整體旋轉(zhuǎn)。5儲(chǔ)藏專項(xiàng)應(yīng)急物資，特別是用于堵漏的優(yōu)質(zhì)油性聚氨酯、水玻璃、聚氨酯泵、雙液注漿機(jī)及棉紗、木楔等；并在始發(fā)接收前進(jìn)展應(yīng)急培訓(xùn)及演練，明確各應(yīng)急小組人員組成及職責(zé)。2.盾構(gòu)機(jī)穿越既有構(gòu)建筑物及河流1在穿越既有構(gòu)建筑物前，建立盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)試驗(yàn)段，積累并優(yōu)化盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的各項(xiàng)參數(shù)，

13、并重新進(jìn)展技術(shù)交底，保證盾構(gòu)機(jī)在正常掘進(jìn)時(shí)均勻有序掘進(jìn)。2及時(shí)采用單液漿進(jìn)展同步注漿充填地層空隙，嚴(yán)格控制漿液凝結(jié)時(shí)間、同步注漿量、注漿壓力和注漿質(zhì)量，同步注漿量一般保證為盾構(gòu)與管片外徑之間地層間隙的2倍，并根據(jù)地表沉降及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整；同時(shí)，同步注漿速度必須與盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度相匹配，防止過多注入漿液導(dǎo)致減少施工過程中的地層過量變形。必要時(shí)根據(jù)地表變形監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)通過管片預(yù)留注漿孔進(jìn)展二次注漿，地面沉降過大時(shí)，二次注漿改為雙液漿或聚氨酯注漿。3為減少地下水對(duì)盾構(gòu)隧道上浮的影響，在保證足量進(jìn)展同步注漿的前提下，應(yīng)每隔一定間隔 在隧道外周利用雙液漿及聚氨酯打環(huán)箍，必要時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果，配置快凝及進(jìn)

14、步早期強(qiáng)度的漿液，調(diào)整注漿部位及注漿量，進(jìn)展針對(duì)性的二次注漿；同時(shí)必須做好盾尾油脂的壓注，確保盾尾密封效果。4根據(jù)對(duì)既有構(gòu)建筑物的調(diào)查情況，預(yù)先在關(guān)鍵建筑物四周布置跟蹤注漿監(jiān)測(cè)孔，盾構(gòu)穿越時(shí)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果，必要時(shí)通過跟蹤注漿孔進(jìn)展跟蹤注漿。5制定監(jiān)控量測(cè)方案，施工中加強(qiáng)對(duì)周圍道路、管線和臨近建筑物的監(jiān)測(cè)，并及時(shí)反響信息，調(diào)整和優(yōu)化施工技術(shù)參數(shù)， 嚴(yán)格盾構(gòu)糾偏量等姿態(tài)控制，使盾構(gòu)平衡勻速通過建筑物及河流。3.盾構(gòu)開倉(cāng)作業(yè)1編制專項(xiàng)平安施工方案，經(jīng)企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批，特殊地段及工法條件下，方案必須經(jīng)過專家論證。并及時(shí)對(duì)相關(guān)人員進(jìn)展方案的培訓(xùn)交底。2開倉(cāng)前盾構(gòu)機(jī)應(yīng)停于地層自穩(wěn)性較好、已進(jìn)展地層加固

15、或易于進(jìn)展地層加固的指定地段；盾構(gòu)機(jī)盾尾密封性、保壓系統(tǒng)、氣密性等進(jìn)展試驗(yàn)，保證各系統(tǒng)性能良好。3對(duì)盾構(gòu)機(jī)前方3-10環(huán)范圍內(nèi)成型隧道管片、盾構(gòu)機(jī)中盾位置采用雙液漿打止水環(huán)箍，必要時(shí)進(jìn)展地面輔助降水。4對(duì)地面的刀盤位置進(jìn)展標(biāo)識(shí)，與相關(guān)政府部門或產(chǎn)權(quán)單位如交警、管線單位協(xié)調(diào)聯(lián)絡(luò)到位；對(duì)地面刀盤周邊30m范圍內(nèi)加密布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，獲得初始值，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析，及時(shí)進(jìn)展監(jiān)測(cè)信息反響。5對(duì)氣壓作業(yè)的進(jìn)倉(cāng)人員進(jìn)展體檢，保證人員身體素質(zhì)符合要求；聯(lián)絡(luò)有資質(zhì)的外部醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)務(wù)人員現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助；有毒有害氣體檢測(cè)設(shè)備準(zhǔn)備到位，并進(jìn)展檢測(cè)試驗(yàn)。6開倉(cāng)前進(jìn)展不少于4小時(shí)的保壓試驗(yàn)，并對(duì)平安電壓供電小于36V及空氣置換設(shè)

16、施進(jìn)展檢測(cè)試驗(yàn)。7保證洞內(nèi)洞外通訊設(shè)施到位，能良好進(jìn)展信息溝通；氣壓換刀必須保證雙回路電源供電，其中一路必須由發(fā)電機(jī)供電； 必須準(zhǔn)備可以獨(dú)立滿足氣壓要求的兩套以上空壓機(jī)設(shè)備；按照審批的施工方案，足量?jī)?chǔ)藏應(yīng)急物資。4.程度有軌運(yùn)輸1加強(qiáng)對(duì)電瓶車司機(jī)的平安培訓(xùn)教育，堅(jiān)持“定人定機(jī)制度，操作人員持有效證件上崗；加強(qiáng)電瓶車剎車、氣路及后視系統(tǒng)的檢查維護(hù)；在電瓶陳車頭安裝警示燈。2在隧道口、洞內(nèi)轉(zhuǎn)彎處及盾構(gòu)機(jī)末節(jié)臺(tái)車等主要位置，必須裝設(shè)限速警示牌、鳴笛警示牌及警示燈。3電瓶車運(yùn)行應(yīng)安排專人指揮，電瓶車啟動(dòng)、進(jìn)出洞、洞內(nèi)轉(zhuǎn)彎、進(jìn)入臺(tái)車等主要點(diǎn)，必須鳴笛示警，限速行駛；電瓶車在任何情況下，運(yùn)行時(shí)均不得載人行駛。4電瓶車在進(jìn)入臺(tái)車到達(dá)指定位置后，必須采取插銷等硬性約束與臺(tái)車連接，不得采用安放鐵鞋的措施代替插銷等硬性措施。5電瓶車在洞外停車時(shí)，應(yīng)選擇在平坦處停車，并安放鐵鞋進(jìn)展固定，不得在上坡段或下坡段停車。6專人對(duì)電瓶車運(yùn)行軌道的軌距、壓板、軌道間隙、平整度進(jìn)展日常檢查維護(hù)，并定期對(duì)標(biāo)高、坡度、線性隧道轉(zhuǎn)彎處進(jìn)展測(cè)量，確保電瓶車運(yùn)行平安。7存在道岔的程度有軌運(yùn)輸線路，必須對(duì)電瓶車的運(yùn)行順序、會(huì)車等進(jìn)展明確規(guī)定，安排專人管理道岔。完畢語盾構(gòu)施工過程是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、反復(fù)循環(huán)的施工過程，同時(shí)由于地下工程的特殊性，