盾构隧道工程施工安全探究(共4269字)

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近年来,随着社会发展加速,城市化进程加速,人们对出行的要求也越来越高,在各大城市中,单一的地面交通、高架桥已无法满足当代人对出行的需求,道路拥堵成为了制约社会发展的一大阻碍。因此,人们把目光转向了地下空间的利用,隧道建设就是最好的方法之一。不少城市大兴隧道工程,旨在通过地下空间解决出行难问题。截至2017年12月31日,中国已有34座城市迎来了地铁时代。地铁隧道的建设都离不开一个重要的施工设备―――盾构机。除了地铁采用盾构隧道外,现在不少管廊隧道、车行隧道等也均采用盾构工艺施工。盾构隧道工程从空间结构上可以划分为:道路结构、围护结构、内部结构、建筑结构、机电结构等,隧道工程是复杂的系统项目[1]。大量的工程开工,最受人关注的自然是安全问题。国家各级机关也多次多次强调,要把安全生产放在生产工作的首位。

1盾构施工介绍

盾构施工是暗挖法施工中的一种,采用全机械化方法施工,它是盾构机械在土壤中掘进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法[2]。常见的盾构施工方法主要有三种:土压平衡盾构、气压平衡盾构、泥水平衡盾构。盾构施工之所以现在被广泛运用于现在的工程建设中,其优点在于:①开挖面小,相比于明挖施工,盾构的开挖面小出土量少,对于现在如此多地下空间工程,出土问题逐渐成为了阻碍施工进度的一大制约因素。②对交通影响较小,盾构施工不需要对隧道沿途的道路进行全封闭,仅需留出工作井施工面即可,在城市交通拥堵的今天,可以降低对交通的影响。③减少了管线迁改量,节约了工程费用。④施工受地貌约束较小,能够下穿江河流域及高架设施。⑤盾构施工受气候天气影响的较小。⑥盾构施工可用于多种岩土条件,应用面广,制约条件少。⑦盾构使用适用于长距离、大深度的隧道施工中,性价比较高,有利于减少投资。⑧盾构施工对周围居民影响较小,噪音、空气等污染问题相对较少。但是,盾构施工也存在不足之处:①对管片质量和施工技术要求较高,尤其是在地下水较为丰富的地质情况,管片质量和施工组织的不到位,经常会造成漏水,严重的会影响主体结构。②不适用于较小转弯半径的隧道施工,盾构机转弯角度有限。③建造城市隧道或下穿水域隧道时,覆土太少将导致施工难度增加,安全性降低。④施工要保证连续性,若长时间停止在一个点,将会发生沉降,影响施工质量和结构安全。因此,盾构施工中,存在着不少风险点和安全隐患,切不可掉以轻心。

2隧道施工安全管理

盾构隧道施工中,遇到各种事故的概率是非常高的,可以通过前期的安全措施和施工管理来避免。但是很多事故又不是完全可以避免的,因此提前准备好紧急预案,在发生事故后要及时采取相应的措施,也可以减少损失。安全管理工作的重点归纳如下:

2.1加强安全监督

施工单位是工程的实施方,一定要把安全放在首位,做到警钟长鸣,在施工现场,要有专职安全人员进行监督把关,在重要施工节点,施工单位要编制相应的专项方案和应急预案,防治结合,既保证人员安全,又保证工程质量。同时也要充分发挥出现场监理的作用,督促施工单位制定合理的施工安全管理方案,推进现场施工的规范性管理,加强现场巡查,排除现场安全隐患[3]。

2.2管控材料设备质量

据调查,大部分的安全隐患会因为材料和设备的质量问题而产生。施工单位要严格管控材料和设备的质量,建立好台账信息,对材料进行封样、抽查检测。在机械设备进场前,严格把控其检验情况,保养和检修情况等。进场拼装完毕后,还要进行验收备案。在盾构隧道中,盾构机起着至关重要的作用,盾构机的选择直接关乎到整个工程的成败,因此在盾构机的质量把控中,一定要更为重视,包括对盾构机的各个部件,因进行详尽的检测。

2.3严把人员技术关

施工中分为多种工种,如电焊工、钢筋工、盾构工、管片工等等。不同的工种在工程实施中都起着关键作用。各工种进场前应做好培训工作,定期进行安全教育,时刻提醒工人注意安全,操作到位,不留死角。同时施工场地内应做好安全措施,做好警示标牌的安装,保证施工人员人身安全。

2.4建立安全长效机制

安全生产管理不是一项短期工程,而是一项艰巨的、复杂的、长期的系统性工程。从空间上讲,它涉及工程管理的方方面面;从时间上讲,它贯穿于施工生产发展的全过程。由此可见,安全的长效机制是何等的重要和必要,建立安全生产长效机制,不仅是企业生存发展的底线,而且是企业增收创效、发展壮大的根基。同时,安全生产是一个动态的管理过程,需要长期抓、经常抓,因而安全生产长效机制的建立,决不可能是一成不变、一蹴而就、一劳永逸的,而是一场长期艰苦的持久战。

2.5加强设计施工管理

施工中,做好设计与施工的沟通关系,施工中各种灾害事故一般不外乎设计、施工、管理这三个因素。在设计和施工时,要严格按照相关的规范标准执行,设计前期更做好相关的资料调查工作,保证前期资料搜集全面,为主体设计提供全面的参数。

3信息化安全管理手段

21世纪的今天,互联网和计算机已经是生活生产中必不可少的工具,利用好信息化智能工具,提高安全管理的水平和质量。

3.1现场视频监控

视频影像监控被广泛运用与现在各大施工场地内,视频监控可以直观的监控现场施工情况、形象进度、施工质量,借助于视频手段,可以对隧道内施工进行更有效的管理,对于盾构隧道,这种暗挖隧道,人员长期在隧道内工作,监控能够看清井下人数与人员情况,如发现井下环境异常,及时疏散井下工人,保障生命财产安全,降低事故率。对隧道项目重点环节和部位,单独设置摄像机,记录下施工情况,及时发现各种问题。同时需做好影像资料的留存工作,如果施工中出现重大安全事故或隐患,可以通过留存的视频寻找问题、解决问题。

3.2设备仪器监控

可以通过设备仪器监控实时反映隧道内空气情况、温度、湿度。除了对隧道内的工作环境做监控,对于结构和地质情况的监控也十分重要。结构监控就是采用先进的精密仪器,对隧道各个点位的受力、倾斜情况做监测,由此来分析隧道围护结构的变形状态[2],为隧道施工提供安全保障。很多盾构隧道与房屋距离较近,在监控隧道内结构参数以外,对近距离的房屋也应做好变形沉降监控。此外,在施工过程中,准确及时的地质预报直接影响工程的安全性,因地质层不稳定造成的安全事故也数不胜数。在施工中加强对地质情况的监测,采用超前地质预报技术[4],也是为施工安全提供有力保障的措施之一。

3.3人员管理系统

对于盾构隧道施工,人员管理无疑是施工管理的重点。前期,施工人员报道后,对施工人员进行信息录入,发放安全帽及相关护具,每个安全帽上应带有与其身份信息一致的定位装置,在工区入口,应识别相应装置进场。对盾构工及隧道内施工人员,下井前,设置面部识别进入系统,层层把关,加强对井下工作人员的管理。电脑系统中要时刻关注工区内的人员数量,尤其是井下人员数量,关注每个人员的动向,如出现异常情况,应及时发出警报。采用该种管理系统,可以加强人员管理的工作质量,保障施工人员安全。

3.4BIM技术

BIM(BuildingInformationModeling)是通过软件将工程各类基础信息录入其中,构建三维模型,检验各专业在工程中的不同空间位置,校验设计图纸和工程的可操作性,是一种较为先进的信息化管理手段。在我国,已有不少工程采用该技术,此外,如前海新区、雄安新区的开发,也采用了BIM技术,为将来的城市管理提供帮助。在盾构隧道建设中,通过建立基坑围护、主体结构、盾构工程、机电、综合管线、景观绿化等模型,可以对整个工程进行整体把控,结合隧道结构本身的特点,制定建模标准和流程,配置应用环境[5],分析工程设计施工安全性。包括在建立模型后,可以直接统计出施工用料数量,对于成本控制十分有利,方便管理人员进行管理。BIM技术可以满足现代市政工程设计施工的基本要求,从项目方案设计、工程施工到运行维护,进行全周期监管。此外,还能够提供高质量、全方位、规范化的参数信息。

4总结

城市化进程的加快让城市对地下空间的需求也加大,盾构隧道施工也被广泛利用。在隧道安全管理中,要充分做好安全管理工作,做好制度的编排,让安全管理渗透入每一个环节中,同时,利用先进的信息化技术,提高安全管理的水平和效率,让安全覆盖方方面面。

参考文献

[1]朱伟南.BIM技术在城市隧道工程中的应用.建筑工程信息技术,2016,8(5):71~77.

[2]王建伟.隧道工程施工技术研究[C].建筑科技与管理学术交流会,2017.

[3]叶思维.隧道工程建设中的安全监理工作研究[J].四川建筑,2007,27(2):228~229.

[4]曲海锋,刘志刚,朱合华,等.隧道信息化施工中综合超前地质预报技术[J].岩石力学与工程学报,2006,25(6)

[5]沈向东.监控量测技术在隧道施工中的应用[J].山西建筑,2018,3:155

作者:卢遇安 单位:杭州运河集团建设管理有限公司

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