智學(xué)民

地鐵出行已然成為人們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅１憬莸囊环N交通方式，隨著地鐵交通的應(yīng)用范圍越來越廣，地鐵隧道工程的數(shù)量也在逐年攀升，由于地鐵工程項目的施工難度較大，且危險性較高，需要用到盾構(gòu)機(jī)等大型施工設(shè)備，因此施工企業(yè)應(yīng)在施工過程中做好相應(yīng)的安全管理和成本控制，這也是筆者將要與大家分享的主要內(nèi)容。

盾構(gòu)法是地鐵隧道工程中應(yīng)用非常廣泛的一種施工方法，其不僅可以顯著提升地鐵隧道的掘進(jìn)效率，提高施工作業(yè)安全性，同時還可以有效地減少地鐵施工作業(yè)對周圍環(huán)境、居民生活、公共設(shè)施所產(chǎn)生的負(fù)面影響，因此該施工方法也受到了從事地鐵工程建設(shè)施工企業(yè)的廣泛認(rèn)可。接下來筆者將圍繞盾構(gòu)隧道施工這一內(nèi)容，從安全管理和成本控制兩個角度對其展開詳細(xì)地闡述。

一、盾構(gòu)法

1.基本概述

所謂盾構(gòu)法，主要是指借助盾構(gòu)機(jī)等設(shè)備在隧道中推進(jìn)，通過盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的管片及外殼等結(jié)構(gòu)來支撐隧道內(nèi)圍巖而避免隧道局部坍塌的一種以機(jī)械化為主的施工方法。盾構(gòu)機(jī)在隧道內(nèi)推進(jìn)的過程中，開挖面應(yīng)同時進(jìn)行土體開挖，并及時地將土體運(yùn)出隧道外，確保盾構(gòu)施工作業(yè)能夠持續(xù)穩(wěn)定的實(shí)施。

2.應(yīng)用優(yōu)勢

盾構(gòu)法在地鐵工程中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，提高隧道掘進(jìn)效率；第二，開挖作業(yè)和襯砌作業(yè)的安全性較高；第三，可實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)出土、襯砌、推進(jìn)、砌筑等多個施工項目的自動化；第四，對施工地區(qū)周圍的公共設(shè)施建筑、地下管線、地面交通不會造成影響；第五，盾構(gòu)施工不受氣候、環(huán)境、天氣等客觀因素的影響；第六，盾構(gòu)施工過程中幾乎不會產(chǎn)生噪音污染。

3.應(yīng)用劣勢

盾構(gòu)法在地鐵工程中的應(yīng)用劣勢主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，盾構(gòu)施工的成本造價相對較高且適用性差，盾構(gòu)施工需要根據(jù)地鐵隧道的地質(zhì)環(huán)境、水文條件、結(jié)構(gòu)斷面等因素進(jìn)行定制，一般不可直接在其他地鐵隧道施工項目中進(jìn)行重復(fù)使用；第二，當(dāng)?shù)罔F隧道的半徑過小時，盾構(gòu)施工難度會顯著提升；第三，在覆土過淺、土層過軟的地鐵隧道中施工的操作難度較大，對襯砌作業(yè)的防水性能有著較高的要求。

二、安全管理

1.安全風(fēng)險分析

（1）開挖面失穩(wěn)

地鐵隧道工程的盾構(gòu)施工作業(yè)開展過程中經(jīng)常會出現(xiàn)開挖面失穩(wěn)等相關(guān)問題，究其根本原因是因?yàn)楣ぷ魅藛T在實(shí)施盾構(gòu)開挖作業(yè)時受到管涌或流砂等客觀因素的影響而導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)設(shè)備發(fā)生突沉的情況，從而導(dǎo)致開挖面失穩(wěn)。若盾構(gòu)開挖隧道中若出現(xiàn)一些地層孔洞，也會在一定程度上影響盾構(gòu)機(jī)設(shè)備開挖路線，從而引發(fā)路線偏移、設(shè)備沉陷、隧道塌方等造成開挖面失穩(wěn)的安全事故。此外，有些情況下盾構(gòu)機(jī)設(shè)備會存在開挖過程中突然出現(xiàn)超淺覆土的情況，從而引起盾構(gòu)設(shè)備冒頂，或盾構(gòu)機(jī)設(shè)備在開挖時受到隧道內(nèi)地下水的影響而造成較大范圍內(nèi)的塌方，這也是造成開挖面失穩(wěn)的重要原因。

（2）建筑群沉降

由于盾構(gòu)施工的操作較為復(fù)雜，且對地表的破壞性較大，因此其在施工過程中會引起部分建筑群的沉降問題，這種情況在密集建筑群區(qū)域內(nèi)較為明顯。從技術(shù)層面上來看，盾構(gòu)施工作業(yè)所造成的沉降問題主要有以下幾個階段：第一，早期沉降階段；第二，開挖前沉降階段；第三，盾構(gòu)施工沉降階段；第四，盾構(gòu)孔隙沉降階段；第五，后期沉降階段。由于導(dǎo)致地鐵隧道工程沉降問題的原因較為復(fù)雜，因此工作人員應(yīng)結(jié)合具體的沉降問題進(jìn)行針對性地處理。

（3）坍塌事故

在盾構(gòu)施工作業(yè)進(jìn)展的過程中，不可避免地會出現(xiàn)局部塌方等安全事故，造成坍塌事故的原因有以下兩點(diǎn)：第一，由地下水引起的塌方；第二，盾構(gòu)機(jī)施工所引起的塌方。工作人員可以從上述引起坍塌事故的兩方面原因作為出發(fā)點(diǎn)，制定有效地施工方案來減少坍塌事故的發(fā)生，避免因坍塌事故對施工企業(yè)造成不必要的傷亡和損失。

2.安全管理措施

（1）針對開挖面失穩(wěn)

為了可以有效地減少盾構(gòu)機(jī)設(shè)備施工過程中可能會出現(xiàn)的開挖面失穩(wěn)的情況，工作人員可以采取以下安全管理措施：第一，對地鐵隧道工程所處地區(qū)的地勢環(huán)境進(jìn)行全面地勘察，采取施工區(qū)域內(nèi)的渣土進(jìn)行相應(yīng)的改良試驗(yàn)，從止水性和流動性兩個方面對渣土進(jìn)行優(yōu)化，通過這種方式來制定合理地開挖計劃，盡可能地減少開挖面失穩(wěn)狀況的發(fā)生；第二，從控制地鐵隧道內(nèi)土層所承受壓力的角度來避免開挖面失穩(wěn)等情況；第三，工作人員還應(yīng)在盾構(gòu)施工過程中控制好盾構(gòu)設(shè)備的推進(jìn)速度，并結(jié)合推進(jìn)速度合理地排出隧道內(nèi)多余渣土，盡可能地保證地鐵隧道內(nèi)開挖量和排出渣土量的平衡性，從而有效地降低了開挖面失穩(wěn)等安全事故發(fā)生的概率。

（2）針對建筑群沉降

為了可以有效地減少盾構(gòu)機(jī)設(shè)備施工過程中可能會出現(xiàn)的建筑群沉降的情況，工作人員可以采取以下安全管理措施：第一，明確地鐵隧道中出現(xiàn)建筑群沉降等相關(guān)問題的根本原因，即隧道內(nèi)以軟弱土層為主，其在盾構(gòu)施工作業(yè)的過程中容易出現(xiàn)失衡的問題，從而引發(fā)建筑群的沉降；第二，在經(jīng)濟(jì)條件允許的范圍內(nèi)，施工企業(yè)應(yīng)盡可能地選擇具有良好泥水平衡性能的盾構(gòu)機(jī)設(shè)備，該類設(shè)備可以在實(shí)際應(yīng)用中有效地控制隧道施工作業(yè)的泥水粘稠度，有利于平衡泥水壓力， 避免地表出現(xiàn)建筑群沉降的同時還能有效地保證盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的掘進(jìn)效率；第三，若工作人員需要在盾構(gòu)施工作業(yè)開展的過程中對其進(jìn)行注漿加固時，應(yīng)對所注漿液的配合比進(jìn)行有效地控制，同時應(yīng)采用由淺至深的注漿方法反復(fù)對其進(jìn)行注漿，這樣可以有效地減少盾構(gòu)施工對地表的破壞，從而間接地減少建筑群沉降等安全事故的發(fā)生。

（3）針對坍塌事故

為了可以有效地減少盾構(gòu)機(jī)設(shè)備施工過程中可能會出現(xiàn)的局部坍塌的情況，工作人員可以采取以下安全管理措施：第一，在開展盾構(gòu)施工作業(yè)之前，工作人員需要提前做好充分的準(zhǔn)備工作，對施工隧道內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘察，尤其對于地下水和地表水等相關(guān)情況進(jìn)行全面地了解，并在此基礎(chǔ)上做好地表水的攔截工作，避免這些地表水滲入地鐵隧道中而造成局部坍塌事故；第二，工作人員應(yīng)將盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的推進(jìn)速度控制在合理的范圍之內(nèi)，在開挖過程中也應(yīng)時刻保持隧道內(nèi)部土層壓力的平衡性，通過這種方式來有效地減少隧道塌方事故的發(fā)生；第三，適當(dāng)?shù)卦黾佣軜?gòu)機(jī)設(shè)備的注漿量，也可以在一定程度上預(yù)防地鐵隧道不均勻沉降所引發(fā)的坍塌事故；第四，加強(qiáng)對盾構(gòu)機(jī)身施工作業(yè)時的監(jiān)控，明確在施工作業(yè)過程中的出土量、注漿量等參數(shù)信息，并結(jié)合這些數(shù)據(jù)信息及時地調(diào)整盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的性能參數(shù)，從而減少地鐵隧道工程項目中的坍塌事故。

三、成本控制

1.材料成本控制

地鐵隧道項目中盾構(gòu)施工材料成本控制要點(diǎn)如下：第一，管片，盾構(gòu)管片應(yīng)嚴(yán)格按照施工班組進(jìn)行統(tǒng)一領(lǐng)用，并以盾構(gòu)施工實(shí)際的施工進(jìn)度來考核各施工班組內(nèi)盾構(gòu)管片的消耗情況，從而避免管片的過度浪費(fèi)；第二，渣土改良，工作人員可以通過加強(qiáng)對盾構(gòu)機(jī)身的保養(yǎng)來降低其對液壓油的使用頻率，這樣不僅可以延長盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的使用壽命，同時還可以減少液壓油的浪費(fèi)；第三，同步注漿，在滿足盾構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)的前提下合理地降低同步注漿中的水泥用量，以此來降低砂漿成本支出。

2.機(jī)械成本控制

地鐵隧道項目中盾構(gòu)施工機(jī)械成本控制要點(diǎn)如下：第一，配件修理，工作人員應(yīng)在整個地鐵隧道施工過程中做好盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)工作，從根本上減少其配件故障問題；第二，設(shè)備用電，盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的掘進(jìn)時間越長，其所消耗的電能資源就越大，因此工作人員應(yīng)提前制定好合理的掘進(jìn)計劃，盡可能地減少盾構(gòu)機(jī)身非工作時間的電能消耗，以此來節(jié)約電能成本；第三，通風(fēng)機(jī)設(shè)備，工作人員需結(jié)合地鐵隧道工程中隧道的長度來選擇合適功率的通風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行輔助施工，并在施工過程中適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)人工通風(fēng)管理，結(jié)合隧道內(nèi)的實(shí)際情況合理地調(diào)節(jié)通風(fēng)設(shè)備的通風(fēng)級別，從而有效地降低通風(fēng)設(shè)備所消耗的成本。

3.人工成本控制

地鐵隧道項目中盾構(gòu)施工人工成本控制要點(diǎn)如下：第一，盾構(gòu)施工團(tuán)隊的人員配制通常在60人以內(nèi)，大多處于45-50人的范圍內(nèi)，工作人員應(yīng)根據(jù)地鐵隧道工程項目的工程量來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整團(tuán)隊人數(shù)，在能夠按時按質(zhì)按量完成盾構(gòu)施工作業(yè)的前提下盡可能地減少員工數(shù)量；第二，技術(shù)人員可在施工過程中養(yǎng)成良好的施工習(xí)慣，加強(qiáng)其對于隧道清潔的認(rèn)知程度，避免在施工作業(yè)完成后還需額外進(jìn)行的清潔作業(yè)，從而減少一些不必要的人工成本。

四、結(jié)語

地鐵工程項目對于推動我國交通領(lǐng)域的發(fā)展有著非常重要的意義，因此施工企業(yè)應(yīng)對該類項目的施工作業(yè)引起高度重視，在施工過程中做好安全管理工作，減少應(yīng)盾構(gòu)施工而引發(fā)的開挖面失穩(wěn)、建筑群沉降、坍塌等安全事故，同時為了提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率，工作人員還應(yīng)從材料、機(jī)械、人工等方面加強(qiáng)盾構(gòu)施工作業(yè)的成本控制，從而使得盾構(gòu)法能夠在地鐵隧道施工中充分地發(fā)揮出其作用價值，推動我國地鐵交通的長遠(yuǎn)發(fā)展。