地铁项目土建施工安全风险管理的有效措施

崔清峰

（中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津 300300）

地铁的交通建设工程从规划到建设具有工期长、建筑成本高的特点，因此地铁施工建设过程中产生的各种因素都可能会引发安全事故。为了保证地铁建设的安全和质量，迅速消除潜在的安全隐患，有必要建立和完善地铁的安全项目管理措施和土建工程施工计划，以防止施工中出现的风险影响地铁建设。地铁土建工程施工风险管理可以有效减少施工过程中的资源浪费和资金流失，保持地铁行业的健康发展。

1 工程概况

成都6 号线地铁一期和二期工程土建08 标合同段沙湾站至西北桥站区间盾构区间起讫里程为ZDK26+954.193（YDK26+954.193）～ZDK27+613.003（YDK27+613.003），左路线长651.704m，右路线长658.810m。左路线穿过建筑物长度为379.361m，右路线穿过建筑物长度为338.758m。此工程施工区域环境非常复杂，会涉及很多建筑物以及地下河床等。路线间隔布局详情如图1 所示。

2 地铁盾构施工安全事故成因分析

2.1 工程地质及水文的复杂性和不确定性

（1）地铁施工环境大多位于城市繁华区域，容易受到人类日常活动的影响，加之区域内水文、地质条件的高度复杂性，带来了诸多不确定性问题；（2）地层中含水量丰富，伴随着盾构掘进施工的持续展开，地层会受到不同程度的影响；（3）地质勘察工作不到位，未充分考虑到施工条件、工程预算等多方面因素，所得到的地质勘察结果无法准确反应实际情况，再次加大了施工中地层的不确定性。

2.2 工程建设区域及沿线周边环境的复杂性

有别于其他工程项目，地铁建设多位于城市中心，施工区域内分布有大量的地下管线以及地表建筑物，带来了尤为复杂的问题。部分区域的建设年代久远，在展开地铁修建时难以获得准确的资料，这点在地下管线中体现得尤为明显，明显加大了施工的不确定性，带来了更多风险因素。

2.3 施工方案可行性欠佳，不利于盾构施工的持续开展

地铁工程工序偏多，对工程人员与技术水平都提出了较高的要求，且为了避免对城市正常运行造成影响，工期普遍偏短。在实际施工中，诸如盾构始发、管线保护、注浆工艺等对应的工艺技术都要足够合理。若制定的施工方案偏离了实际情况，会加大施工风险。

2.4 工程规模大，现场管控难度高

地铁工程贯穿于城市之中，规模较大，需要为之适配大量的建设人才。在施工员、技术员等管理人员中，出现了尤为明显的年轻化现象，此类从业者的技术水平欠佳，不具备丰厚的管理经验，面对关键工序时难以做好管控工作。此外，施工作业人员呈老龄化趋势，综合素质参差不齐，缺乏技能与安全培训工作，这些都是负面因素，明显加大了现场管控难度，无论是对施工还是技术的管理难以落实到位，影响了现场安全质量，从而引发了各类安全事故。

图1 施工路线间隔布局图

2.5 预警与应急机制不成熟，风险处理效果欠佳

施工中若出现风险预警事件，受工程人员侥幸心理的影响，并不会在第一时间向上级报告，而是选择私自处理的方式，此举将过错最佳处理时机，不利于对风险的控制，增加了事故的严重程度。

应急响应机制不成熟，且应急物资储量严重不足。在危险事件初露端倪时，出现了应急响应不及时的现象，无法在第一时间采取风险控制措施，致使风险持续发酵，加之应急物资储备不足问题，会再次扩大事故的影响范围。

3 地铁盾构施工安全策略

3.1 实施风险分级分类管控

准确辨识各类风险因素，经对比分析后形成分类分级清单，形成完善的风险分级管控机制，将监管职责落实到各层级人员之中，在管控方案的指导下采取联合检查措施，实现动态化管理目标，将风险控制在合理范围内。

3.2 盾构机始发接收安全技术

（1）高度重视盾构始发接收端地层，做好该区域的勘察工作，以实际结果为指导采取可行地层加固措施，为给盾构机进出创造有利环境。

（2）在展开接收洞门凿除作业前，需做好对端头地层加固效果的分析工作。抽芯检测是较为可行的方式，抽芯点可实现对洞门外圈的检测，在确保无误后方可凿除洞门。

（3）盾构机姿态应得到复测，橡胶帘布、压板必须达到工程所提出的质量要求，且要对始发接收托架与橡胶帘布加以进一步处理，向其中涂抹适量油脂，避免在后续掘进中产生大量的推进阻力，这是始发接收的基本条件。

（4）在始发接收过程中，需遵循低速、低扭矩的原则，将土仓压力控制在合理范围内，不可出现大范围波动，最大程度上降低对地层土体的扰动，采取同步注浆方式，在施工中刀盘转向要得到合理控制，密切测量盾构机姿态，避免设备出现整体旋转现象。

（5）施工之前储备充足的应急物资，必不可少的有水玻璃、双液注浆机以及聚氨酯泵等；还需要做好人员的培训工作，形成应急机制，将职责落实到每一位员工中。

3.3 盾构机穿越既有构建筑物

（1）选取一个区段展开盾构掘进试验，确定可行的盾构机掘进参数，做好对工程人员的技术交底工作，确保后续施工中可以稳定掘进。

（2）注浆环节的材料以单浆液为主，基于同步注浆的方式实现对地层空隙的填充，高度重视对凝结时间、注浆压力等各项因素的调节，控制好同步注浆量，以得到的地表沉降数据为指导，适当调节同步注浆量。除此之外，同步注浆速度需要与掘进速度达到相适应状态，二者的协同作业是避免浆液注入过多的基本前提，否则将引起地层大范围变形现象。若情况特殊，需分析地表变形监测数据，利用管片预留注浆孔采取二次注浆施工，若出现大范围地面沉降现象，此时二次注浆处理效果欠佳，以双液浆为宜。

（3）分析工区内建筑物分布情况，在其周边设置注浆监测孔，获得实时的监控测量数据，经分析后采取合适的工艺措施，全面保障周边建筑物的安全性。

3.4 盾构穿越高危房风险源措施

盾构连续穿越老旧房屋风险很高，因其不具备抗震能力，结构既有裂缝极多，居民密集，极易引起房屋沉降超限，造成建筑结构受损或倒塌。针对施工风险采取的措施造成地表及建（构）筑物沉降的主要原因有两点：（1）盾构在推进过程中对周边土体扰动过大，导致地表建（构）筑物沉降；（2）在盾构推进过程中未有效地填充建筑空隙，导致上部土体下沉。

地表（建筑物）沉降的影响具体有以下几点：（1）渣土改良控制。若渣土改良不到位，刀盘在切削土体的过程中会产生较大扭矩容易扰动周边土体，引起沉降。（2）土仓压力控制。土仓内土压过低会导致掌子面坍塌造成地面沉降，若土压过大会导致地面隆起。（3）出土量控制。若多出土会导致因土体流失引起地面沉降，若少出土会导致盾构机扭矩增大影响周边土体稳定性。（4）姿态控制。盾构姿态太差，管片破损会增加，从而导致漏水、漏浆后水土流失严重引起地面沉降。（5）同步注浆。同步注浆是指在盾构推进的同时注入可硬性浆液，可及时填充管片外径与开挖轮廓之间的建筑空隙以稳定周边土体。（6）二次注浆。在管片脱出盾尾后进行补注浆，可有效地填充同步注浆存在的空隙，达到抑制地表沉降的目的。

在盾构推进并通过上述地段时，采取渣土改良控制、土仓压力控制、出土量控制及姿态控制等措施，可有效地减小盾构推进过程中对周围土体及地表建构筑物的扰动。同时，加强同步注浆质量及时二次跟踪注浆，可有效地抑制地表沉降及后期沉降。在盾构穿越复杂地段时，应加强建筑物结构（沉降）监测、建筑物变形缝监测及建筑物周边地表沉降监测，以确保盾构施工安全。其监测报警值为：建筑物结构单次沉降≤2mm/d，累计沉降≤10mm；建筑物变形缝累计≤5mm；地表累计沉降≤30mm，隆起≤10mm。

4 结束语

综上所述，地铁建设项目对推广和推动城市的发展，发挥了非常重要的作用，对改善人员密集区域分流、解决人们交通出行也同样发挥着重要作用。通过本文的分析，结合当前的工程情况，论述了地铁土建工程建设中的各种风险因素，并提出了相应的应对方法。如此一来，就能够及早发现安全事故发生的原因并制定相应的安全风险管理措施，减少因人为因素导致的安全事故的发生，降低地铁土建工程施工所引起的生命和财产损失，从而使地铁工程得以安全稳定的开展。