城市城市地鐵安全分析及控制對策摘要： 中國城市城市地鐵的快速發展伴隨著頻發的各類施工安全事故。基于這一嚴峻現狀，本文結合具體工程事故案例，分析導致城市地鐵工程施工事故發生的內在原因、環境原因、技術原因、管理原因及其它原因，并提出一系列的安全控制對策，以防患地鐵建設安全事故的發生，確保地鐵施工安全、快速，為國家和社會帶來一定的經濟效益和社會效益。關鍵詞 城市地鐵；安全事故；原因；控制對策引言 城市化的進程隨著國家經濟的持續、快速發展而不斷加快。為緩和城市交通擁擠現狀，國內諸多大城市都相繼開始修建地鐵。城市地下空間的開發利用在2020 年中國工程技術發展研究報告中被列為極其重要的課題。在未來的二三十年，中國將進入城市地下空間開發的高峰時期。地鐵工程位處城市中心熱鬧繁華地段之下，有著隱蔽性大、現場周邊環境復雜、施工難度大、技術要求高、工期長等特點。城市地鐵工程施工于高風險行業 1，建設過程中有很大的不確定性，且隨著地鐵建設進程的推進，新建隧道與周邊環境相互影響、相互制約，必然會對其安全造成不利影響，如果考慮不周、控制不力，很可能成為重大安全事故隱患。近幾年，地鐵工程施工安全事故在國內各大城市的地鐵建設過程中時有發生。例如，2014 年 10月 7 日晚，由廣東華隧建設股份有限公司承建的南寧地鐵 1 號線 7 標魯班路站至動物園站區間盾構隧道發生坍塌事故，致 1 人死亡，兩人失蹤。在地鐵工程坍塌事故時有發生，是地鐵工程施工安全事故的重要組成部分。要有效第控制了地鐵工程安全管理，減少了地鐵工程事故的發生，針對地鐵工程事故的研究是必要的。本文從研究地鐵工程安全事故的產生機理出發，研究地鐵工程安全控制的相關對策。1 城市地鐵安全事故原因分析由于中國城市地下空間開發歷史較短，經驗不足，在建設中存在著一些不容忽視的問題和安全隱患。究其城市地鐵建設安全事故的原因，有內在原因，也有其外在原因，歸結起來主要有以下幾個方面：1.1 內在原因地鐵一般都處在地下或高架橋的半封閉空間里，自身結構復雜，具有以下特性：隱蔽性大、作業循環性強、作業空間有限，而且動態施工過程中的力學狀態是變化的，圍巖的力學物理性質也在變化，作業環境惡劣。而且隨著城市發展的需要，城市地下工程建設面臨著開挖斷面不斷增大、結構形式日益復雜、結構埋深越來越淺的技術難題。地下工程，其跨度尺寸均達到 10m 甚至 20m 以上，而且結構復雜，施工中力學轉換頻繁。隨著地下工程埋深的減小，施工對地面的影響越來越大，在超淺埋條件下，開挖影響的控制與開挖方式、 施工工藝、 支護方法等眾多因素有關，是地下工程施工中極為復雜的問題。1.2 環境原因1.2.1 地質水文條件復雜地鐵工程屬于精密巖土工程，其建設安全深受地質水文條件的復雜性和變異性的影響。由于地下工程的隱蔽性、地質構造、土體結構、節理裂隙特征與組合規律、 地下水、地下空洞及其它不良地質體等在開挖揭示之前很難被精細地判明，且城市地下工程埋深一般較淺，而表土層大多具有低強度、高含水率、高壓縮性等不良工程特性，甚至有的土層呈流塑狀態，不能承受荷載，且大量的試驗統計表明，巖土體的水文地質參數具有離散性、不確定性和很高的空間變異性，這幾個復雜因素的存在給城市地下工程建設帶來了巨大的風險，也蘊含了導致地鐵建設安全事故的深層因素 2 。另外，水囊、空洞等不良地質體的存在也是引起施工過程中突發事故災害的主要原因。因此，把握好工程所在地的地質水文資料是減少城市地下工程施工安全事故的根本前提。1.2.2 城市地下管線錯綜復雜城市地下管線的錯綜復雜是影響地鐵工程建設安全的重要原因之一。隧道施工前對管線準確位置、自身狀況等具體信息調查不詳、資料欠缺，或者在未落實現場管線情況前就盲目施工等都容易引發施工安全隱患。管線的滲漏破裂對周圍土層的密實性及穩定性產生了極大影響，促進了不良地質體的形成，且息息相關。一方面，管線長期泄露而在地層中形成水囊，或管線周圍土體松散、填埋不實而產生較大空洞，在開挖卸載及水壓力等作用下使土體坍塌；另一方面，不良地質體也反作用與管線，惡化其支承條件，增大受力超限，增大變形破壞甚至斷裂的安全風險隱患 3。1.2.3 地層變形和圍巖失穩地層變形和圍巖失穩是城市地鐵工程建設環境風險的主要風險因子。主要表現為隧道施工引起地層擾動和失水，從而總成地層顆粒間結構的失穩、引起地層的破壞和變形。當地層變形傳遞到地中結構周圍并與其發生作用，變形量增大更容易造成結構破壞，甚至會出現伴生災害和事故3。地形變形對地下管線的破壞作用往往會使安全事故更加嚴重。1.3 技術原因1.3.1 設計理論尚不完善因地質水文條件異常復雜，地下結構形式多樣，地下結構體與其賦存的地層之間的相互作用關系至今仍不明確，使得目前的城市地下工程的設計規范、設計準則和標準均存在一定程度的不足，導致工程設計中所采用的力學計算模型及分析判斷方法與實際施工存在一定的差異，因此，在設計階段就可能孕育導致工程事故的風險因素。1.3.2 施工單位的施工設備及操作技術水平參差不齊施工企業安全文化缺乏、安全制度不落實、安全監管不利，施工組織結構和隸屬關系復雜，大量農民工流入建筑用工市場使一線操作人員安全技術差、安全意識不強、缺乏建筑工地安全環境文化等現象是現在工程建設過程中存在的普遍問題，也是安全管理的重大障礙。在一線操作的民工沒有經過系統的安全培訓使得施工中安全生產有關的法規、標準只停留在項目管理人員這一層，落實不到施工隊伍身上。操作人員不了解或不熟悉安全規范和操作規程，又因缺乏管理，違章作業現象不能得到及時的糾正和制止，事故隱患未能及時發現和整改是造成事故發成的重要原因。地鐵工程施工技術方案與工藝流程復雜，不同的施工方法又有不同的適用條件，因此，同一個工程項目，不同單位進行施工可能會達到完全不同的施工效果。施工設備差、操作技術水平低的隊伍在施工中更容易發生意外安全事故的發生。1.4 管理原因1.4.1 施工管理水平城市地鐵工程與其他工程項目相比，會遇到更多更復雜的決策、管理、組織問題，安全事故隱患在施工現場幾乎無處不在。施工管理工作設計到地鐵施工的方方面面，若沒有完善的管理制度、強大的監管力度，再加上施工人員的疏忽麻痹則極易引起突發事故。目前，地鐵施工管理涉及到的深層問題主要表現在大規模的建設使得施工經驗豐富的技術人員相對緊缺而聘用經驗不足的管理人員，從而引起管理上的盲區和項目管理層及施工人員存有僥幸心理。1.4.2 第三方的安全監督管理在目前的安全監督工作中，仍不可避免的存在著某些形式主義。某些安全監督人員只著重于外在的一些安全表象，但是在實際的安全監督過程中，安監部門不但要對施工現場的安全狀況進行檢查，還應與安全管理的資料相對照，這樣才能更深入地了解施工現場的安全情況。而且，應該強調的是，安全監督部門在施工過程的跟蹤檢查與管理過程中，應重視隱患治理，否則就無法達到預先診斷、超前控制的目的。1.5 其它原因1.5.1 低價中標對施工的不良影響在建筑市場競爭日益激烈的情況下，承包商為了求生存，圖發展，迫不得以千方百計壓低標價甚至于采取低于成本價方式競標以贏得工程項目。中標企業為了追求利潤，不惜偷工減料以降低工程成本，或以更低的價格進行分包，而分包單位又再次將工程分包給技術水平差的施工隊伍。分包后，中標企業只管協調、收費和整理資料以便交工使用，施工由分包單位自行組織。分包單位為了搶工期和節約資金，便一切從簡，工程項目即使有施工組織設計也只是為了投標而編制的，不是用于指導施工的。其它的安全制度，也是能免則免，不能免的也只是走走形式1。當前，工程項目不論具有多高資質的施工企業中標，基本都是由在勞務市場上招聘來的民工施工。最終工程的直接建設者多為無專業知識和操作技能、施工水平低下、安全意識薄弱的民工，使安全施工沒有保障。1.5.2 掛靠施工的影響“掛靠”工程的承包商多以追求最大利益為目的，把一切非法的、不合理的費用從建設工程當中扣回，唯一的辦法就是降低工程成本、偷工減料、使用次材、降低質量標準，而這些都有可能成為安全隱患，一旦發生事故將嚴重損害了國家、集體和人民群眾的財產利益及生命安全。1.5.3 投資、工期等的影響地鐵建設單位資金不能按時到賬也會一定程度的影響施工安全。盲目的縮短工期是引起施工事故的兇手。2 城市地鐵安全事故控制對策地鐵工程施工由于其獨特的施工環境，高標準的施工要求，事故發生的嚴重連帶危害性，要求施工現場有科學的安全事故預測手段、易于接受的安全風險源識別系統、貫穿全過程的檢測和安全監督體系和必要的事故應急減災措施。按照風險識別、風險預防、風險轉移的風險處理策略，可以建立如下的控制對策系統：2.1 建立危險源識別系統危險源是潛在的導致事故發生的不安全因素。地鐵施工現場的危險源識別可以利用以下途徑：識別地鐵施工過程中各工序的危險源；根據法規和其它要求逆推危險源；根據原來或正在使用的風險控制措施來反推危險源；通過類似工程（鐵路工程、礦山工程等）施工活動中的危險源來判定；通過多以往施工安全事故的調查分析及反饋意見來識別危源。危險源的危險程度可以粗略的通過以往施工安全事故的調查分析來反饋。2.2 建立安全事故防范系統安全事故防范系統是一種采用技術手段減少或消除風險威脅的一種事故預防措施，包括以下 3 方面：安全視覺識別系統、施工監測與第三方監測并重的雙重監測體系、資料的信息化管理系統。2.2.1 建立施工現場安全視覺識別系統安全視覺識別系統是基于視覺識別系統提出來的，是企業安全理念、安全信息的視覺體現。在地鐵施工現場可通過安全標志、警示、標語、標牌、招貼、現場環境、交通工具、服裝等向施工作業員工傳遞有關安全的文化、方針、行為準則、觀念等，設計上力求針對不同對象、不同場所、不同情況描述信息準確、言簡意賅、透過色彩特有的知覺刺激與心理反應，讓人過目難忘，具有警惕作用。2.2.2 建立施工監測與第三方監測并重的雙重監測體系施工監測的目的是通過監測了解施工中圍巖與結構的受力變形情況，以便及時采取有效的措施控制圍巖的穩定性，指導日常施工。通過監測了解工程施工對地下管線、周邊建筑物等周圍環境條件的影響程度，以便及時采取有效措施確保周邊環境的安全。第三方監測的目的是在土建施工工程中對周邊環境和工程自身關鍵部位實施獨立、公正的監測，基本掌握周邊環境、圍護結構體系和圍巖的動態，驗證施工方的監測數據，為建設單位、監理單位、設計單位、施工單位提供參考依據。盡管施工監測和第三方監測的目的有所區別，但其目標都是一致的，都是為了保證工程質量和安全等，在施工過程中，兩個單位的數據需要互相對比印證，作為施工的重要參考依據。建立施工監測與第三方監測并重的雙重監測體系，能更好的指導施工、保證工程質量、確保周邊環境安全。2.2.3 建立資料的信息化管理系工程資料的信息化管理系統是信息技術在工程建設中應用的基本形式。工程資料的信息化管理系統利用計算機數據存儲技術，集中存儲管理與項目有關的信息，并隨時進行查詢和更新。準確、及時地完成工程項目管理所需要信息的處理，比如大量的工程量核算以及網絡進度圖的分析和計算；能方便快速地生成大量的控制報表，提供高質量的決策信息支持。工程資料的信息化管理系統不僅提高了信息處理的效率，更重要的是它可以使管理工作流程更加趨于規范，增強監理工程師的工作效率和監理工程師目標控制工作有效性。資料的信息管理系統，在決策問題時，能根據最新動態給出最明確的指導，能很好的指導動態施工。2.3 積極有效應對不良地質體不良地質體的分布具有隨機性和隱蔽性, 不易預知和探明, 往往在事故發生后才得以揭露.而且由于其不可預見性, 施工中突然遭遇不良地質體往往猝不及防, 從而造成更為嚴重的破壞后果.應對不良地質體的一般原則:將不良地質體的預報作為超前預報的重點, 在交通繁忙的鬧市區對地層中水體水帶分布、空洞及異常區進行重點探測, 以事先杜絕風險源;對地質異常區派專人定期巡查, 以便及時發現問題及時處理;暗挖施工前尤其要對結構上方空洞及地質異常區進行處理, 保證暗挖施工安全;加強監控量測對施工的指導作用,使量測數據發揮實效; 出現險情后及時疏導并迅速啟動應急預案, 最大限度地降低事故損失。對工前探測得到的不良地質體及早處理, 對于可能成為地鐵施工安全隱患的空洞、水囊要排水后進行回填和注漿, 對于一些特殊地質體結構則要特殊對待.對于一些臨時遭遇的不良地質體, 應盡快準確判斷其性質和規模, 根據地鐵施工的實際情況采取有效措施及時治理。2.4 加強地下管線的調查及變形控制針對地鐵施工中管線事故, 防治的關鍵在于首先根據地下管線與新建地鐵工程的相對位置, 深入分析其與地層的相互作用, 進而評估地鐵施工與地下管線之間的相互影響。（1）施工前對施工場地周圍鄰近管線進行調查,主要包括管線使用功能、與隧道相對位置、埋深、管徑、埋設年代、構造、材質、接頭形式等.（2）對管線因施工產生的變形進行預測, 定量掌握施工影響程度.通常采用結構模型分析法或耦合模型分析法, 確定使地層變位達到最小時的最佳施工方法, 同時對隧道開挖過程中管線地基變位機理和形態的正確預測.（3）以管線的安全為目標, 制定科學合理的管線控制標準, 目前主要有管線變形控制標準、管節受彎應力控制標準和管接縫張開值控制標準等.實際中應根據各管網線路的材質及可變性情況, 結合地表沉陷槽分布規律進行綜合考慮, 尤其要對管線“遞進式”的破壞模式進行深入分析, 相應提出分級破壞標準, 并在此基礎上提出工前加固方案.（4）實施管線安全的動態控制, 按照施工過程力學理論, 采用變位分配原理, 在既定的施工方案下,將沉降或應力控制目標進行分解, 明確到每個階段。（5）施工過程中采取切實有效的監測方法, 選擇關鍵部位的重點控制指標, 實施全過程監測, 對監測數據實時處理并及時反饋。2.5 規范施工管理及提高現場施工技術加強地鐵施工過程管理對高質量完成地鐵工程建設具有特殊的重要意義, 主要從以下 4 個方面加強措施:（1）管理制度的完善和落實是各項施工安全的有力保證和基本前提, 各級安全生產責任人和現場施工人員都應以樹立安全生產意識為先.（2）施工現場的整頓清理和安全防護, 及時發現和糾正存在的安全問題, 盡可能消除事故隱患, 鑒于北京地鐵施工中曾發生數起因外界交通違規造成施工人員傷亡的慘重事故, 因此必須加強施工現場的安全防范.（3）對施工機械設備進行必要的安全檢查及故障排除, 杜絕事故隱患.在施工中嚴格執行機械設備的管理與使用制度.（4）重視施工人員的安全教育和技術培訓。2.6 建立城市地鐵建設安全風險管理體系就城市地鐵建設這一領域, 相對于結構本身而言, 周邊環境面臨的安全風險更為顯著 .因此, 建立城市地鐵建設安全風險管理體系非常重要, 主要有以下幾個方面的工作:巖土工程勘察和環境調查;環境安全分級;鄰近建(構)筑物的現狀評估;環境影響預測和安全控制標準的制定;環境安全的專項設計;專項施工方案的編制;風險管理專家決策系統.在構建科學合理的安全風險體系的基礎上, 開展安全風險管理工作, 以最大程度規避各類安全事故.目前, 在上海、廣州、青島和南寧等城市地鐵工程建設中, 已逐步引入了風險管理的理念和模式, 取得了良好效果。結語（1）以南寧地鐵為例, 按事故誘因對城市地鐵施工安全事故進行科學分類, 主要包括:地層過量變形引起坍塌事故、不良地質體突發災害事故、施工引發地下管線破壞事故、工程施工管理不力事故及施工設備及操作過失事故.（2）針對各類事故提出相應防治措施:制定科學合理的控制標準、重視施工環境的調查評估、積極應對異常情況、加強施工管理、提高施工技術水平, 是北京地鐵乃至城市地下工程事故防控的根本.（3）規范的施工技術和嚴格的施工管理是杜絕事故和保證安全施工的關鍵.實際中事故原因往往是極其復雜的, 但都與施工過程中的具體環節息息相關, 可以說, 在各方管理、操作以及施工措施都不遺余力地嚴格執行到位的前提下, 很多事故是完全可以避免或大大削弱的.（4）今后我國城市地鐵施工仍將面臨多種復雜的情況, 建立健全城市地鐵建設的安全風險管理制度,探索出適合于地鐵建設的風險管理模式, 并推廣應用于各地城市地鐵建設中是當前的迫切需要。參考文獻1麻建華.地鐵工程施工安全技術管理分析J.安防科技,2009,5:60-63.2王夢恕,張成平.城市地下工程建設的事故分析及控制對策J.建筑科學與工程學報,2008,25(2):1-6.3 侯艷娟,張頂立,李鵬飛.北京地鐵施工安全事故分析及防治對策J.北京交通大學學報,2009,33(3):52-59.引言 城市化的進程隨著國家經濟的持續、快速發展而不斷加快。為緩和城市交通擁擠現狀，國內諸多大城市都相繼開始修建地鐵。城市地下空間的開發利用在2020 年中國工程技術發展研究報告中被列為極其重要的課題。在未來的二三十年，中國將進入城市地下空間開發的高峰時期。地鐵工程位處城市中心熱鬧繁華地段之下，有著隱蔽性大、現場周邊環境復雜、施工難度大、技術要求高、工期長等特點。城市地鐵工程施工于高風險行業 1，建設過程中有很大的不確定性，且隨著地鐵建設進程的推進，新建隧道與周邊環境相互影響、相互制約，必然會對其安全造成不利影響，如果考慮不周、控制不力，很可能成為重大安全事故隱患。近幾年，地鐵工程施工安全事故在國內各大城市的地鐵建設過程中時有發生。例如，2014 年 10月 7 日晚，由廣東華隧建設股份有限公司承建的南寧地鐵 1 號線 7 標魯班路站至動物園站區間盾構隧道發生坍塌事故，致 1 人死亡，兩人失蹤。在地鐵工程坍塌事故時有發生，是地鐵工程施工安全事故的重要組成部分。要有效第控制了地鐵工程安全管理，減少了地鐵工程事故的發生，針對地鐵工程事故的研究是必要的。本文從研究地鐵工程安全事故的產生機理出發，研究地鐵工程安全控制的相關對策。1 城市地鐵安全事故原因分析由于中國城市地下空間開發歷史較短，經驗不足，在建設中存在著一些不容忽視的問題和安全隱患。究其城市地鐵建設安全事故的原因，有內在原因，也有其外在原因，歸結起來主要有以下幾個方面：1.1 內在原因地鐵一般都處在地下或高架橋的半封閉空間里，自身結構復雜，具有以下特性：隱蔽性大、作業循環性強、作業空間有限，而且動態施工過程中的力學狀態是變化的，圍巖的力學物理性質也在變化，作業環境惡劣。而且隨著城市發展的需要，城市地下工程建設面臨著開挖斷面不斷增大、結構形式日益復雜、結構埋深越來越淺的技術難題。地下工程，其跨度尺寸均達到 10m 甚至 20m 以上，而且結構復雜，施工中力學轉換頻繁。隨著地下工程埋深的減小，施工對地面的影響越來越大，在超淺埋條件下，開挖影響的控制與開挖方式、 施工工藝、 支護方法等眾多因素有關，是地下工程施工中極為復雜的問題。1.2 環境原因1.2.1 地質水文條件復雜地鐵工程屬于精密巖土工程，其建設安全深受地質水文條件的復雜性和變異性的影響。由于地下工程的隱蔽性、地質構造、土體結構、節理裂隙特征與組合規律、 地下水、地下空洞及其它不良地質體等在開挖揭示