摘要：着社会经济的提升和科技水平的不断发展，目前，城市轨道交通在我国城市发展中也占据了重要地位，成为城市居民日常出行的主要交通工具之一。而盾构施工掘进技术作为地铁隧道的主要掘进工艺之一，在地铁建设中有着不可取代的地位。本文主要就地铁盾构隧道施工安全管理及成本控制进行了探讨。
关键词：地铁隧道；盾构施工；安全管理；成本控制
前言
随着轨道交通的发展，地铁交通已经成为未来城市的重要公共交通设施之一。相较于其他的市政道路工程，地铁工程本身投资巨大，在施工过程中涉及的学科较多，施工环境也更为复杂，不仅存在较多的风险因素，而且一旦管理不善，势必给工程造成巨大的经济损失，导致地铁施工的成本增加。因此，研究分析地铁盾构隧道施工安全管理及成本控制具有重要的现实意义。
1盾构技术施工形式
1.1 土压平衡式盾构
采用土压平衡式盾构进行作业因为地质的原因存在着一些局限性。在沙土、砾石地质中，由于摩擦面积较大，土质疏松，只通过密封土仓和螺旋输送机不能有效地使土压达到平衡，机组作业的稳定性不能保障。另外，沙土、砾石的地质中，地下水水路相对密集，不易施工。
1.2 盾构法隧道
盾构法归类于暗挖施工，作业时，一方面保持土质稳定，不发生塌方塌陷，另一方面，同时进行壁后作业。盾构的盾笼统的指刀盘、密封仓和维持稳定周围地质的“壳”。“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。
1.2.1 盾构法施工的主要步骤
盾构法作业，在施工前要做好准备工作。隧道的起点和终端都要建设一个工作井，一个作为始发工作井，一个用做到达工作井。首先，建造起点工作井中的盾构设施，然后在拼装好管片环，安置在始发井后壁，妥善利用千斤顶产生的顶推力，使盾构设施从起点端开始工作向终端推进。
1.2.2 盾构法施工的优点
盾构法进行施工时，对外界的影响较小，可以有效地保障地面及周围的建筑不受伤害，受到外界的干扰（河流、季节、天气）也不会耽误工作效率，同时安全性更高。通过自动化的覆盖，盾构施工时切削、运土、砌拼管片时更方便，施工过程更简练，避免了多余的人工劳动，提升了施工作业效率。
2实例分析地铁盾构隧道施工的安全管理及成本控制
某地铁三号线工程，是该市批复建设的最长的一条轨道交通线路，全长 50.5km，共设置车站 30 个。本地铁工程的一期工程设计长度约为 39km，需要完成车站建设 26 个，其中地下部分车站 19 个，地上车站 7 个。本工程在建设过程中，为了保障施工的安全性，降低整个工程成本支出，采取了以下管理措施。
2.1 施工的安全风险识别
通过对本地铁一期工程进行全面的分析研究，发现工程施工阶段存在以下风险，结合风险类型，计划制定相对应的风险管理措施，如表 1 所示。
表 1 隧道施工潜在的安全风险
2.2 盾构法隧道施工的机械安全管理
（1）盾构选型。在本工程施工过程中，机械设备的选择尤为关键。相关施工单位必须结合施工现场的实际情况，对可能存在的各种安全风险加以识别，并以此为依据，选择最佳的盾构配置，包括盾构的主轴承等关键部件，以提高施工效率，减少设备的故障频次，降低设备维护费用支出，保障施工的安全。
（2）压气作业。
盾构设备均配备的压气系统，通过注入无油空气来提高盾构刀盘组件的压力，确保其与施工阶段外侧土层的压力保持一致。该操作过程中，受到施工作业空间以及空气中杂质的影响，存在一定的安全问题。因此在本工程压气作业过程中，首先，应当结合地质环境的变化，来合理进行刀盘的更换，降低压气作业的难度；其次，要求相关操作人员必须具有较高的身体素质，且每天的压气作业时间不超过 240min；最后，做好相关的应急措施，配备必要的流动医疗舱，应对潜在的安全风险。
2.3 施工工艺的安全管理要点
（1）注浆作业。注浆过程中，经常会因为泥沙导致注浆管堵塞，需要进行清理，此过程中必须对管道出口采用编织物绑扎牢固，并缓慢增加压力，杜绝急剧加压，导致浆液突然从管内爆出，给作业人员造成伤害。
（2）临时轨道运输。本工程作业过程中，需要通过轨道运输系统将土渣运输至隧道之外。在此过程中，首先，必须确保临时轨道安装的稳定性，避免出现车辆脱轨，威胁到行人的安全，应设置专人时刻检查轨距、弧度、螺栓稳定性等重要节点；其次，严禁任何人乘坐管片车，遇到较长的隧道施工时，可以设计专门的人员运输轨道线路，避免出现挤压人员的安全事故。
（3）盾构安装与拆卸。盾构设备本身在安装和拆卸过程中，需要进行吊装施工。此过程中需要编制详细的施工方案，并对现场环境进行全面的仔细的勘查，确保万无一失，方能进行吊装施工，避免出现意外情况，导致安全事故发生。
2.4 环境安全管理
（1）构筑物影响。在地铁施工过程中，不可避免会遇到一些地下构筑物、管线等。这些设施可能年代久远，已经出现了不同程度的损坏。因此，在遇到这些障碍物时，必须采取必要的措施对其进行加固处理，必要时可以采取超前注浆加固的方式，避免出现坍塌、物品掉落等问题。
（2）特殊地质结构。隧道施工过程中，可能会穿越一些地下水水位较低，或者大量砂土的地层。这种特殊环境下，可能会导致盾构设备堵塞，无法正常掘进，增大了施工的费用。为此，在作业到该区域时，应提前增加泡沫系统，来降低土体颗粒的摩擦力，增加土体之间的黏结力，确保可以正常的进行掘进作业。
（3）作业环境。盾构机施工过程中，遇到一些较高硬度的岩石层时，可能会导致设备内部的温度短时间内快速升高，再加上工程所在南区域，夏季施工高温天气的影响，隧道内的环境长期处于高温、高湿状态下，即便是采取了通风措施，环境状态仍然十分恶劣，极易导致作业人员疲劳、懈怠，出现安全事故。因此本工程管理过程中，应当采取 8h 轮换制，同时加强隧道内的空气对流，改善空气质量，营造良好的作业环境。
2.5 成本控制
（1）人员成本控制。人员成本是本工程的控制重点，人员配置采用两班轮流制，每个班组的人员不超过45人。同时结合施工实际情况，明确各岗位的工作职责，并培养施工人员养成对盾构机及隧道的清洁习惯，减少不必要的人工费用支出。
（2）材料成本控制。在盾构施工过程中，一方面对于走道板、支架、轨枕等材料，选用一些可以重复使用的材料，虽然一次性投入较高，但通过重复使用可以有效避免资源浪费。另外一方面在施工过程中，一旦接近结束，要及时对走道板、螺栓等材料及时进行清洁和回收处理，提高物资回收效率，避免不必要的损耗量，降低材料成本支出。
（3）设备维护费用。本工程施工过程中，主要的设备使用和维护费用支出包括电力、润滑油以及配件的消耗，为了有效降低盾构机及相关设备的维修频次，本工程重点加强了设备的维修和保养效率，确保设备处于最佳工况，来降低设备电力、润滑油以及配件的成本支出。
结束语
综上所述，盾构法施工模式的出现，极大地提高了地铁施工的效率，降低了地铁工程对城市正常运行的影响，但同时也存在着更为复杂的安全隐患。因此，相关工作者必须重视盾构隧道施工的安全管理，识别施工中存在的安全风险，采取有效的措施预防风险的发生，合理控制施工成本，保障地铁工程的顺利建设。
参考文献：
[1] 仲晓慧. 地铁区间隧道盾构施工安全风险管理的措施[J].城市道桥与防洪,2017(8):207-209+22.
[2] 肖兵. 地铁隧道施工安全风险评估及应用研究[J]. 工程建设与设计,2018(15):293-295.