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【摘要】本文主要围绕着盾构法隧道施工工作展开分析，分析了盾构法隧道施工过程中安全控制的主要问题，并针对目前的安全工作提出了一些有效的建议和对策，以期可以提高盾构法隧道施工的安全性。
【关键词】盾构法隧道；施工；安全
中图分类号：U455文献标识码： A
1、前言
目前，盾构法隧道在我国比较普遍，在交通事业发展异常迅速的今天，更加需要控制盾构法隧道施工的质量，所以，做好盾构法隧道施工的安全控制工作就显得非常的有必要。
2、盾构法的应用现状
在现代城市建设中，地下空间的开发利用已成为一个重要的组成部分。而盾构法隧道，由于其先进的施工工艺和不断完善的施工技术，使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功，并被越来越多地应用于城市地铁隧道工程建设中。盾构法具有快速、安全、对地面建筑物影响小等诸多优点，在我国的各大主要城市，如上海、北京、深圳、广州和南京等地，已建和在建的地铁隧道大都采用盾构法施工。
3、盾构法的优点
盾构法施工的主要优点有：
3.1、除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响：
3.2、盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少，土方量较少；
3.3、在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，有较高的经济技术优势。
4、盾构法隧道施工的安全控制措施
4.1、起重吊装作业
在盾构法施工过程中，起重吊装作业贯穿了盾构法隧道施工的全过程（图1）。在施工最初阶段，必须利用移动式起重机将盾构机及其附属设备吊下盾构井内进行组装，在盾构机转场或者施工完成盾构机进洞以后，也必须将其从井下吊至地面；在盾构法开挖阶段，也需利用固定式的龙门吊等起重机垂直吊装管片、轨枕、轨道等附属材料和吊取碴土；在一些大型设施如拌浆站的拆除和负环管片拆除都必须要有汽车吊、履带吊等移动式起重机的协助作业。在吊装作业进行之前，吊装司机必须检查：指示仪表是否齐全精准，各限位和警示设施是否有效，起重设备的燃油、润滑油、液压油及冷却水是否添加充足，吊索、吊具及其连接部位是否符合规定等事项。此外，还必须从以下几个方面加强起重吊装作业过程中的施工安全管理。
（一）参加起重吊装作业人员，包括司机、信号指挥、电焊工等均应属特种作业人员，必须是经专业培训、考核取得合格证，并经体验确认可进行高处作业的人员。
（二）大型起重吊装作业前应详细勘察现场，按照工程特点及作业环境编制专项方案，并经企业技术负责人审批后方可实施，且必须安排相关安全管理人员现场旁站监督。
（三）在周边临空状态下进行高空作业时应有牢靠的立足处，并视作业条件设置防护栏杆、张挂安全网、佩带安全带等安全措施。起重吊装作业时不宜上下在同一垂直方向上交叉施工，下层作业的位置，宜处于上层高度可能坠落半径范围以外，当不能满足要求时，必须设置安全防护层。
（四）在吊装过程中，有时移动式起重机需带载行走时，载荷不得超过允许起重量的70%，行走道路应坚实平整，重物应在起重机正前方向，重物离地面不得大于0.5m，并应拴好拉绳，缓慢行驶。严禁长距离带载行驶。起重机地面松软不平时，起吊禁止同时进行两个动作。
4.2、施工用电
触电事故是建筑施工过程中五大伤害之一，可见建筑施工现场中临时用电也是一种重大危险源，而恰恰好多施工现场就是在“安全用电”上存在薄弱环节，从而引发了触电等生产安全事故。盾构法隧道施工中除一般机械设备用电和生活用电等常规用电之外，盾构掘进动力系统的供电电压高达10kV。可以说盾构法施工临时用电安全管理是最重要的部分之一。
（一）专项临时用电施工组织设计要由电气专业技术人员进行编制，并经单位技术负责人审核、审批后方可施工。临时用电系统在施工完成后要经过编制人、项目经理、审批人及专职电工共同验收合格后方可投入使用。
（二）电工必须持证上岗，定期对用电设备、供电线路、设施等的绝缘进行检测并做好记录，不能满足安全使用要求的立即停止使用，进行维修或更换。大风、雨雪前后对整个施工现场的供电系统及用电设备进行检查，确保无安全隐患后再投入使用。
（三）两级漏电保护器的参数相匹配，可按如下方法选择：分配电箱可选100～200mA,但不得超过30mA·s的限值，开关箱处不大于30mA，额定漏电动作时间应小于0.1s，用于潮湿的漏电保护器其额定漏电动作电流应不大于15mA，额定漏电动作时间应小于0.1s。
（四）盾构机动力系统掘进用电一般是采用双回路专供的电缆路专供的电缆，但电缆从变电站接到盾构机上面一般采用埋地敷设，高压电缆埋地深度不小于0.7m，电缆周围需铺50mm厚的细砂，上面盖红砖保护，然后回填夯实，并醒目位置设置警示标志牌。盾构掘进的隧道内一般环境潮湿，且随着盾构向前不断推进，高压电缆也要经过多次连接，接头一定要选用优质的专用接驳器。在隧道内电缆固定时悬挂高度要合适，至少要比轨道运输车辆高，防止运输车辆脱轨后倾翻击断电缆造成严重后果。
4.3、盾构刀具更换
随着地质条件的变化，隧道掘进过程中刀具会有不同程度的磨损，当磨损达到一定程度时需要对刀具进行更换。刀盘内更换刀具也是盾构法隧道施工过程中一项相对较危险的作业工序，所以在更换刀具之前要将换刀所需的工具、设备、简易药箱等应急物品準备齐全，对土舱内的气体进行检测，在保证无有毒气体的情况下才进行刀具更换。另外在土舱必须提供充足的照明，但刀盘内潮湿、水气大，随着温度的升高会产生雾化现象，对电器、电线绝缘性能要求高，需选用24V以下的安全电压，包括行灯等局部照明工具。
在地质条件比较稳定的情况下，一般采取常压换刀（图2）。在更换刀具之前要选择合适的地点并预先对地层进行加固处理。开舱过程应在开舱点垂直上方和重要建(构)筑物四周设置监测点，严密注视它们的位移和沉降情况。在开舱之前首先要观察土压的变化情况，待情况稳定后再进入舱内进行刀具更换。作业人员进入土舱前要系上安全绳，在舱口外还应至少挂有一把斧头，以备发生紧急情况时在人员撤离后能及时砍断入舱的电线电缆等障碍物并关上舱门。更换刀具时，土舱内的照明工具，包括行灯等局部照明工具，必须是24V以下的安全电压，且应设置应急灯，在断电时可以应急照明作业人员安全撤离。作业面要保持通风，及时排净废气，防止二氧化碳等有害气体积聚在下方造成作业人员不适，同时也可以降温，改善作业面的环境等。
4.4、隧道内轨道运输
盾构隧道施工必须有电机车等临时轨道运输工具水平运送管片、轨道、轨枕等材料和出碴土（图3）。由于管片底部为圆弧形，对轨枕的稳定性有一定影响，运输车辆容易脱轨，有可能碰到行走在走道板上的行人或者盾构机专用高压电缆时，那后果是不堪设想的。所以对轨距、轨道高差、弧度、接缝等重要参数要严格按规范执行，轨枕要保证足够的刚度，并和管片上的螺栓保持固定或焊接，避免滑动变形。另外电机车司机在电机车起步、转弯或者比较黑暗处必须鸣笛示警，并且要严格控制好速度，且电机车进出隧道时严禁搭乘各类人员，以防脱轨时电机车倾翻将人员压伤。另外在机车停下时，后面拖车车轮必须用铁楔或木楔卡住车轮，严防溜车，特别是在盾构机位置，电机车与盾构机之间几乎没有空隙，稍不注意人员就可能挤卡在中间。
4.5、砂浆搅拌与注浆
在盾构机掘进的过程中，有必要对管片外侧的环形空隙注入浆液体，而要注入浆液体，首先必须预制浆液体并进行输送。在进料的时候，进料工需要注意安全问题，不得探摸进料情况，在运转的过程中，更不能将手伸入搅拌筒内扒料或者是出料，料斗升起的时候，需要注意下方是否有人，保证作业的安全，防止对相关人员造成损害。在调节卸料高度的时候，需要在停车的时候进行，调节完成之后，必须立即拧紧连接螺母，并将保险销插上，保证安全和牢固，防止输送管掉落伤人。在对砂浆搅拌罐进行清洗的时候，需要有人在外面监视，以防止搅拌叶片发生不正常的旋转。
4.6、盾构机组装与拆卸
盾构机在始发出洞之前必须进行盾构机的组装，当盾构机完成施工任务进洞后就必须对其进行拆卸并转场。盾构机在组装和拆卸时需要站在盾体上焊接吊耳、气割气刨等动火作业。动火作业区必须配备足够的消防器材，并且将易燃易爆物质移开至
安全有效距离，以免发生火灾或者爆炸的危险。交流电焊机必须具备有效的二次侧降压漏电保护器。在盾体上焊接吊耳属于高处作业，而且盾构本身是圆形，极易发生高处坠落事故，所以在盾体上面焊接吊耳或进行其他作业时，必须焊好防护栏杆并系好安全带。在组装或拆卸的过程中，可能会有少量的机油、液压油或者其他的油污分布在各种设备设施上，所以在施工现场禁止吸烟，且走路要留心，以防滑倒摔伤。同时所有带电和非带电电线、电缆不得放置在水中，带电线路必须张挂在可靠位置，非带电线路必须及时收卷，以免发生触电事故。另外就是各个作业面必须预留出不低于45cm的安全作业通道，且拆除下的部件应及时放置在指定位置，不得占用作业通道。最后用于盾构吊装、拖拉、张挂机具、设备、设施的钢丝绳必须符合载荷及安全使用规定。
5、结束语
总而言之，在盾构法隧道施工的过程中，做好相关的安全控制工作非常有必要，盾构法隧道施工需要明确施工的具体的步骤和重点的施工环节，进而有针对性的做好安全防范措施。
【参考文献】
[1]任强.北京地铁盾构施工风险评价与控制技术研究[D].中国地质大学,2010.
[2]曹振.西安地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术[D].西安科技大学,2013.
[3]刘守义，杨宏丽，王静霞，单片应用技术，西安；西安电子科技大学出版社，2012
[4]李广第，单片机基础，北京；北京航空航天大学出版社，2012
[5]袁化临.起重与机械安全[M].北京:中国建筑工业出版社,2010
【关键词】盾构法隧道；施工；安全
中图分类号：U455文献标识码： A
1、前言
目前，盾构法隧道在我国比较普遍，在交通事业发展异常迅速的今天，更加需要控制盾构法隧道施工的质量，所以，做好盾构法隧道施工的安全控制工作就显得非常的有必要。
2、盾构法的应用现状
在现代城市建设中，地下空间的开发利用已成为一个重要的组成部分。而盾构法隧道，由于其先进的施工工艺和不断完善的施工技术，使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功，并被越来越多地应用于城市地铁隧道工程建设中。盾构法具有快速、安全、对地面建筑物影响小等诸多优点，在我国的各大主要城市，如上海、北京、深圳、广州和南京等地，已建和在建的地铁隧道大都采用盾构法施工。
3、盾构法的优点
盾构法施工的主要优点有：
3.1、除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响：
3.2、盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少，土方量较少；
3.3、在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，有较高的经济技术优势。
4、盾构法隧道施工的安全控制措施
4.1、起重吊装作业
在盾构法施工过程中，起重吊装作业贯穿了盾构法隧道施工的全过程（图1）。在施工最初阶段，必须利用移动式起重机将盾构机及其附属设备吊下盾构井内进行组装，在盾构机转场或者施工完成盾构机进洞以后，也必须将其从井下吊至地面；在盾构法开挖阶段，也需利用固定式的龙门吊等起重机垂直吊装管片、轨枕、轨道等附属材料和吊取碴土；在一些大型设施如拌浆站的拆除和负环管片拆除都必须要有汽车吊、履带吊等移动式起重机的协助作业。在吊装作业进行之前，吊装司机必须检查：指示仪表是否齐全精准，各限位和警示设施是否有效，起重设备的燃油、润滑油、液压油及冷却水是否添加充足，吊索、吊具及其连接部位是否符合规定等事项。此外，还必须从以下几个方面加强起重吊装作业过程中的施工安全管理。
（一）参加起重吊装作业人员，包括司机、信号指挥、电焊工等均应属特种作业人员，必须是经专业培训、考核取得合格证，并经体验确认可进行高处作业的人员。
（二）大型起重吊装作业前应详细勘察现场，按照工程特点及作业环境编制专项方案，并经企业技术负责人审批后方可实施，且必须安排相关安全管理人员现场旁站监督。
（三）在周边临空状态下进行高空作业时应有牢靠的立足处，并视作业条件设置防护栏杆、张挂安全网、佩带安全带等安全措施。起重吊装作业时不宜上下在同一垂直方向上交叉施工，下层作业的位置，宜处于上层高度可能坠落半径范围以外，当不能满足要求时，必须设置安全防护层。
（四）在吊装过程中，有时移动式起重机需带载行走时，载荷不得超过允许起重量的70%，行走道路应坚实平整，重物应在起重机正前方向，重物离地面不得大于0.5m，并应拴好拉绳，缓慢行驶。严禁长距离带载行驶。起重机地面松软不平时，起吊禁止同时进行两个动作。
4.2、施工用电
触电事故是建筑施工过程中五大伤害之一，可见建筑施工现场中临时用电也是一种重大危险源，而恰恰好多施工现场就是在“安全用电”上存在薄弱环节，从而引发了触电等生产安全事故。盾构法隧道施工中除一般机械设备用电和生活用电等常规用电之外，盾构掘进动力系统的供电电压高达10kV。可以说盾构法施工临时用电安全管理是最重要的部分之一。
（一）专项临时用电施工组织设计要由电气专业技术人员进行编制，并经单位技术负责人审核、审批后方可施工。临时用电系统在施工完成后要经过编制人、项目经理、审批人及专职电工共同验收合格后方可投入使用。
（二）电工必须持证上岗，定期对用电设备、供电线路、设施等的绝缘进行检测并做好记录，不能满足安全使用要求的立即停止使用，进行维修或更换。大风、雨雪前后对整个施工现场的供电系统及用电设备进行检查，确保无安全隐患后再投入使用。
（三）两级漏电保护器的参数相匹配，可按如下方法选择：分配电箱可选100～200mA,但不得超过30mA·s的限值，开关箱处不大于30mA，额定漏电动作时间应小于0.1s，用于潮湿的漏电保护器其额定漏电动作电流应不大于15mA，额定漏电动作时间应小于0.1s。
（四）盾构机动力系统掘进用电一般是采用双回路专供的电缆路专供的电缆，但电缆从变电站接到盾构机上面一般采用埋地敷设，高压电缆埋地深度不小于0.7m，电缆周围需铺50mm厚的细砂，上面盖红砖保护，然后回填夯实，并醒目位置设置警示标志牌。盾构掘进的隧道内一般环境潮湿，且随着盾构向前不断推进，高压电缆也要经过多次连接，接头一定要选用优质的专用接驳器。在隧道内电缆固定时悬挂高度要合适，至少要比轨道运输车辆高，防止运输车辆脱轨后倾翻击断电缆造成严重后果。
4.3、盾构刀具更换
随着地质条件的变化，隧道掘进过程中刀具会有不同程度的磨损，当磨损达到一定程度时需要对刀具进行更换。刀盘内更换刀具也是盾构法隧道施工过程中一项相对较危险的作业工序，所以在更换刀具之前要将换刀所需的工具、设备、简易药箱等应急物品準备齐全，对土舱内的气体进行检测，在保证无有毒气体的情况下才进行刀具更换。另外在土舱必须提供充足的照明，但刀盘内潮湿、水气大，随着温度的升高会产生雾化现象，对电器、电线绝缘性能要求高，需选用24V以下的安全电压，包括行灯等局部照明工具。
在地质条件比较稳定的情况下，一般采取常压换刀（图2）。在更换刀具之前要选择合适的地点并预先对地层进行加固处理。开舱过程应在开舱点垂直上方和重要建(构)筑物四周设置监测点，严密注视它们的位移和沉降情况。在开舱之前首先要观察土压的变化情况，待情况稳定后再进入舱内进行刀具更换。作业人员进入土舱前要系上安全绳，在舱口外还应至少挂有一把斧头，以备发生紧急情况时在人员撤离后能及时砍断入舱的电线电缆等障碍物并关上舱门。更换刀具时，土舱内的照明工具，包括行灯等局部照明工具，必须是24V以下的安全电压，且应设置应急灯，在断电时可以应急照明作业人员安全撤离。作业面要保持通风，及时排净废气，防止二氧化碳等有害气体积聚在下方造成作业人员不适，同时也可以降温，改善作业面的环境等。
4.4、隧道内轨道运输
盾构隧道施工必须有电机车等临时轨道运输工具水平运送管片、轨道、轨枕等材料和出碴土（图3）。由于管片底部为圆弧形，对轨枕的稳定性有一定影响，运输车辆容易脱轨，有可能碰到行走在走道板上的行人或者盾构机专用高压电缆时，那后果是不堪设想的。所以对轨距、轨道高差、弧度、接缝等重要参数要严格按规范执行，轨枕要保证足够的刚度，并和管片上的螺栓保持固定或焊接，避免滑动变形。另外电机车司机在电机车起步、转弯或者比较黑暗处必须鸣笛示警，并且要严格控制好速度，且电机车进出隧道时严禁搭乘各类人员，以防脱轨时电机车倾翻将人员压伤。另外在机车停下时，后面拖车车轮必须用铁楔或木楔卡住车轮，严防溜车，特别是在盾构机位置，电机车与盾构机之间几乎没有空隙，稍不注意人员就可能挤卡在中间。
4.5、砂浆搅拌与注浆
在盾构机掘进的过程中，有必要对管片外侧的环形空隙注入浆液体，而要注入浆液体，首先必须预制浆液体并进行输送。在进料的时候，进料工需要注意安全问题，不得探摸进料情况，在运转的过程中，更不能将手伸入搅拌筒内扒料或者是出料，料斗升起的时候，需要注意下方是否有人，保证作业的安全，防止对相关人员造成损害。在调节卸料高度的时候，需要在停车的时候进行，调节完成之后，必须立即拧紧连接螺母，并将保险销插上，保证安全和牢固，防止输送管掉落伤人。在对砂浆搅拌罐进行清洗的时候，需要有人在外面监视，以防止搅拌叶片发生不正常的旋转。
4.6、盾构机组装与拆卸
盾构机在始发出洞之前必须进行盾构机的组装，当盾构机完成施工任务进洞后就必须对其进行拆卸并转场。盾构机在组装和拆卸时需要站在盾体上焊接吊耳、气割气刨等动火作业。动火作业区必须配备足够的消防器材，并且将易燃易爆物质移开至
安全有效距离，以免发生火灾或者爆炸的危险。交流电焊机必须具备有效的二次侧降压漏电保护器。在盾体上焊接吊耳属于高处作业，而且盾构本身是圆形，极易发生高处坠落事故，所以在盾体上面焊接吊耳或进行其他作业时，必须焊好防护栏杆并系好安全带。在组装或拆卸的过程中，可能会有少量的机油、液压油或者其他的油污分布在各种设备设施上，所以在施工现场禁止吸烟，且走路要留心，以防滑倒摔伤。同时所有带电和非带电电线、电缆不得放置在水中，带电线路必须张挂在可靠位置，非带电线路必须及时收卷，以免发生触电事故。另外就是各个作业面必须预留出不低于45cm的安全作业通道，且拆除下的部件应及时放置在指定位置，不得占用作业通道。最后用于盾构吊装、拖拉、张挂机具、设备、设施的钢丝绳必须符合载荷及安全使用规定。
5、结束语
总而言之，在盾构法隧道施工的过程中，做好相关的安全控制工作非常有必要，盾构法隧道施工需要明确施工的具体的步骤和重点的施工环节，进而有针对性的做好安全防范措施。
【参考文献】
[1]任强.北京地铁盾构施工风险评价与控制技术研究[D].中国地质大学,2010.
[2]曹振.西安地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术[D].西安科技大学,2013.
[3]刘守义，杨宏丽，王静霞，单片应用技术，西安；西安电子科技大学出版社，2012
[4]李广第，单片机基础，北京；北京航空航天大学出版社，2012
[5]袁化临.起重与机械安全[M].北京:中国建筑工业出版社,2010