影响地铁施工安全的主要因素和防范措施

何文

摘 要：城市地铁作为一项不涉及路面交通拥堵情况的公共交通工具，凭借其载客量大，安全且准时的众多优点成为了当下人们的热门出行方式。但由于地铁所处位置的特殊性，对其施工会出现很多困难，造成一些不必要的安全风险。因此当下加强对于地铁施工的安全管理是重中之重。

关键词：地铁;影响因素;防范措施;施工安全

中图分类号：U231.3 文献标识码：A

0 引言

当前随着我国城市化不断地推进，对于地铁项目的建设也越来越多。但其对于施工技术方面的要求很高，包括对于施工现场环境的要求也很多。在地铁建设过程中，会存在很多影响施工的因素，并且这些因素会随着工程的进展逐渐变成隐患，所以为了避免不必要的事故出现，必须要加强相关的安全措施，以保证地铁的安全施工。

1 我国地铁施工现状

1.1 施工环境复杂，施工难度大

地铁工程建设属于地下建设项目工程，而地下工程施工会受到地质环境因素的影响。而地质环境的也会受到很多因素的影响，这使得地铁的施工环境变得极其复杂，需要做好充分的勘察准备工作。同时由于地铁建设工程量大、工期长、施工地点地质环境条件复杂及施工类型多包括隧道施工、沿线轨道施工等因素，这直接导致了对于地铁施工安全方面会遇到很大的挑战，尤其对于施工难度高的地段发生事故的概率更高，因此我国地铁施工安全情况的现状不容乐观。

1.2 地铁施工项目众多，需求量大

随着我国经济建设的迅速发展，人们对于衣食住行各种设施建设需求指数直线上升。由于城镇化率不断增长，目前已达67.3%，一二线城市人口不断增长，人员的日常出行对于地铁项目的建设需求量巨大，地铁作为城市快速轨道交通的重要工具，现阶段其建设工程项目量繁多。因此从保证工程建设进度和工程质量上，重视地铁施工安全具有十分重要的意义。地铁作为城市重要的公共交通工具，建设势头迅猛，我国 “十二五”规划将把发展地铁和城际轨道交通作为重点目标，将来地铁会逐渐成为珠江三角洲、长江三角洲、京津地区和国内众多大中城市交通发展的首选交通方式。因此我国地铁工程建设将长期保持高速增长，如何确保地铁施工安全影响深远、意义重大。

1.3 地铁施工安全方面存在隐患且解决形势严峻

地铁项目工程与其他交通方面工程所具有的最大不同是，地铁属于地下工程项目，对施工安全方面的要求极高，所面临的问题也更加复杂。尤其是在地铁施工中，由于地质的多样性、周围管线及建筑物密集、交通流量大、施工工艺复杂，经常会发生沉降或者坍塌方等事故。所以，当前一定要做好相关因素的管控，将影响施工安全因素作为主要目标进行针对性解决。

2 影响地铁施工安全的主要因素

2.1 地质地层环境因素

地质环境因素是影响地铁施工安全的一种常见因素。目前我国修建地铁的大部分城市地质条件复杂，并且存在不良地质或特殊地质，这些地质有极大可能在施工中诱发地表沉降、基坑变形甚至失稳等问题，从而造成一系列安全事故的发生，且多为突发事故，如果采取防护措施不及时，极易发生坍塌事故。另外地铁施工建设的周边环境复杂，且工程多位于热闹繁华的市中心地段，使得各式各样地下管线交错密集分布杂乱，如果处理不当，也将影响地铁施工安全。对于地铁工程的建设而言，由于工程建设是在地下进行的，因此将会受到地层环境变化带来的影响，并且地铁地下施工的时候，一个较为重要的过程便是对土层进行持续卸载，在此过程中，地下的土层应力场也是随之进行变化的，所以在地下工程进行施工的时候，主要是将土层平衡环境进行打破重建。为了能够有效的研究地铁建设的时候对地铁结构设计开挖所带来的影响，可以假设地铁结构底板下四米左右位置有一条隧道经过，其中隧道的半径为七米，和地铁车站的走向为正交，因为隧道的存在会导致地铁地基基床系数出现降低，就算是采取相应的保护措施，那么也无法抵挡土层的松动以及下降，对于地铁车站产生一定的内力。通过对结构内力进行相关的计算发现，环境经过改编后，地铁结构内力和之前对比并没有较为明显的改变，但是其顶部的轴力出现了减少，底板以及轴力出现了一定的增加，顶板位置弯矩增大。通过分析得出，假如在地铁车站下方进行隧道的开挖，那么底板以及柱的轴力增幅度并不是很高，因此需要对其增加底板的强度给予重视。

2.2 地下水因素

当一个工程建筑范围内有地下水存在时，地下水的水位变化及其腐蚀性和渗流破坏等不良地质作用，對工程的稳定性、施工及正常使用都能产生严重的不利影响，必须予以重视。而在地铁的施工过程中，由于一些地区的地下水位非常低，在建设地铁时就不用地连墙，只需注意部分沙层。而在一些南方城市中，地下水在一定的水力梯度下产生较大的动水压力冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体，使岩土体中的孔隙逐渐增大，甚至形成洞穴，导致岩土体结构松动或破坏，以致产生地表开裂缝、塌陷等。同时地下水还具有一定的腐蚀性，所以要做好对于地铁施工的相关设备的保护。

2.3 起重吊装机械安全因素

起重吊装机械对于地体施工的因素主要包括以下两个方面：第一是操作人员的可靠性，起重设备为特种设备，人员操作不慎极易酿成群死群伤安全事故，操作人员必须经过培训考核合格取得特种操作许可证，方能规范的操作起重机械。第二是起重荷载核算，单台起重荷载的核算应考虑一定的安全系数，例如履带吊的起重重量的设计值通常为起重机载重量 70%，最高不能超 80%，否则会引起重机重心失稳而发生倾覆现象。地铁工程吊装施工中主要的起重机械设备包括汽车吊、履带吊、龙门吊。需重视起重吊装对地铁施工产生的重要影响。

3 地铁安全施工的防范措施

3.1 对于地质地层环境的预防控制

地铁结构设计时的需要充分考虑土层变化带来的一些影响，同时计算的过程中可以采取多钻孔结构的方式进行计算，在钻孔中选择出一些不利于钻孔的结构选型以及配筋，如果施工土层中存在松软土质，那么要对其成分以及数量进行相应的检测。这同时要对结构持力层的载荷进行相关的计算，如果出现载荷无法满足相应的规定要求时，那么就要进行地层加固、或者加以成分改良。要重视主动土压力、被动土压力对支护结构的影响，验算最不利土压情况下的支护稳定性。此外，对于地铁结构的抗浮能力要进行严格且合理的检验检测，防止地下水位上升所造成了地铁上浮等情况的发生，若结构的抗浮性无法满足需要，那么就要在设计的时候合理的加入一定程度的抗浮措施。最后，站在施工和设计角度上。在地铁进入到了最后的施工阶段中，设计人员要对项目的建设情况进行相关的监督和及时跟踪，对工程建设的进度进行关注，假如在施工的时候出现了施工和设计出现不符合的情况，或者施工地质和设计情况并不满足，因此要及时的通知施工单位和建设单位进行整改，避免工程建设质量出现问题。

3.2 对于地下水的防治措施

地下水的不良作用主要有潜蚀、流砂和管涌三类。 针对于潜蚀首先可以改变渗透水流的动力条件，使水流梯度小于临界水力梯度，可用堵截地表水流入岩土层;阻止地下水在岩土层中流动;设反滤层;减小地下水流速等。另外可以改善岩、土的性质，增强其抗渗能力。如进行爆炸、压密、打桩、化学加固处理等，可以增加岩土的密实度，降低水流渗透性。针对于流砂，可以进行人工降低地下水位 将地下水降至可能产生流砂的地层以下，然后再开挖。 其次可以打板桩 其目的一方面是加固坑壁，另一方面是改善地下水的流动条件，即增长渗流途径，减小地下水力梯度和流速。

3.3 起重吊装预防控制措施

首先要严把起重吊装特种作业人员的准入审核关，加强起重吊装作业人员安全教育培训，杜绝人的不安全行为。同时完善特种设备的进场检测，对新安装的、经过大修或改变重要性能的起重机械，在使用前必须都应当按照起重机性能试验的有关规定进行吊重试验，杜绝起重吊装机械设备带病作业，防范物的不安全状态。最后，在吊装施工前应严格按审批后的起重吊装方案进行施工，严格遵守起重吊装操作规程，大型起重吊装施工时应安排专人值守。起重机每班作业前应先作无负荷的升降、旋转、变幅，前后左右的运行以及制动器、限位装置的安全性能测试，如设备有故障，应排除后才能正式作业。起重机严禁超过本机额定起重量工作，在地铁施工中，对于地下连续墙钢筋笼、盾构设备等超重材料构件或在受限施工场地内需要进行双机抬吊工作，尤其要注意在使用两台起重机同时起吊一件重物时，必须有专人统一指挥，两机的升降速度应保持相等，其重物的重量不得超过两机额定起重量总和的75%;绑扎吊索时要注意重量的分配、每机分担的重量不能超过额定起重量的80%。当存在信号不清、吊装物重量不明、所吊重物超过起重机的起重能力、重物捆绑不牢及起吊后不稳、露天作业遇有六级以上大风及大雾等恶劣天气、夜间作业没有足够的照明、钢丝绳严重磨损出现断股等情况时要严格禁止起吊，通过控制吊装不利的外部环境因素来保证起重吊装的安全。 通过“人”“物”“環境”三方面的针对性控制措施可有效的控制地铁施工中的起重吊装施工安全风险。

4 结束语

随着我国城市化脚步的迈进，对于地铁工程项目的需求会越来越大。但同时地铁工程也是一项需要很大经济投资和人力投资的工程。所谓高投入高回报，地铁的乘坐人数多、运行时间长等优点也充分抵消了其投资大的弊端。另外地铁的这些特征决定地铁施工安全的必要性。通过分析影响地铁施工安全的主要影响因素，可以在工程前期设计及施工过程中采取有效的控制措施来降低施工风险，保证地所以我们要解决影响地铁施工安全的因素，提高相关的安全意识，通过采取各种有效措施来加强安全管理。

参考文献：

[1]关继发.新建地铁隧道穿越既有地铁安全风险及其控制技术的研究[D].西安建筑科技大学，2008.

[2]王纯.基于人的不安全行为的地铁施工安全管理研究[D].天津理工大学，2014.

[3]贾卓.沈阳地铁施工事故评价与综合对策研究[D].东北大学，2011.