我国经过几十年来特别是改革开放以来的快速持续建设,我国在隧道及地下工程领域已得到了很大的发展,至今已建成各类隧道超过7000座,隧道总长度超过4000km,隧道数量和总延长位居世界首位,并且目前仍以每年新建200-300km隧道的速度在增加。
21世纪是我国隧道及地下工程大发展的世纪,据有关专家预测,到2020年,我国将要完成近6000km的地下隧道建设,平均每年约300km。到2010年,国内各种地下工程建设约需岩石掘进机、盾构机约180台(不包括微型机),年均需求量约为30台。截至目前,使用的盾构总数约有200多台次。
集.1城市地铁快速发展,对盾构需求最多。我国城市地铁正处在高速发展期,地铁和轨道交通规划总长度已超过3000km。目前已建成和在建的数量仅占规划数量的10%左右,未来城市地铁建设仍将快速发展。
1.2越江隧道建设方兴未艾,对大直径和超大直径盾构的需求将有快速增长。至今有10个城市已建或在建20多座盾构法越江隧道。计划中的越江盾构隧道更多。
1.3城市各种地下管线隧道有待发展,对盾构的潜在需求大。有关专家预测,我国城市的给水、排水、电缆、电讯、热力、输气等隧道工程的长度将超过1000km,其对小型盾构、微型盾构或掘进机的需求量也相当大。
一是涉及行业和城市多,要求规定不一致。行业涉及地铁、铁路、公路、市政、水利水电等;涉及城市目前在建地铁城市15个。
二是采用的规范不准确。我国各城市过江隧道施工中施工文件与档案管理有的依照地铁、有的依照铁路、有的依照公路、有的依照水利水电等规范,再结合市政规范来实施,给施工文件与城建档案规范化管理增加了难度。
三是新参与的施工、监理队伍多,对我国城市过江隧道施工中施工文件与档案管理要求、水平、起点不一,条件各不相同。目前参与盾构施工的单位超过40家,分布于多个地区、多个行业,并且还在增加。
四是更新型的盾构机数量大、类型全、技术含量更高,至今我国使用的盾构机数量已超过200台次。包括了土压、泥水、复合式,双圆等类型,直径从3m至15.2m等。其施工文件与档案管理要求有的甚至是空白。
五是档案意识淡薄。施工企业重施工生产轻档案管理的现象普遍存在,如,工程技术资料的收集整理,本应始于工程开工,终于工程竣工,却未能及时列入工作日程,与工程施工不能同步;在工程项目中,平时不重视工程档案和内业资料的收集整理,一旦得知业主或上级检查,就搞突击,临时补资料,甚至对档案管理人员反映的问题未引起重视,使工程档案管理工作处于被动局面。对于工程项目部来讲,一般都未配专职人员,而是由项目经理临时指派缺少盾构施工档案管理知识的人员兼职,更没有专门的资料室与相应的设备,往往使应该归档的资料分散在专业技术人员手中,很容易丢失或损毁。
档案质量欠佳,目前大多数盾构施工的工程档案都存在原始资料填写的不完整、不及时、不连续;档案电子文件、电子信息缺漏;部分归档资料不具有完备的法律手续等等情况,由于盾构施工档案多,目前档案移交工作普遍滞后。难以达到工程竣工档案向当地城建档案馆移交的要求。
盾构施工的工程档案是工程项目实施中阶段形成的有保存价值的,以文字、图纸、图表、声像、电子文档等为载体的文件资料。它是城市基础设施建设项目确保工程质量的一个重要组成部分,更是城建档案的一个重要组成部分。同时,盾构施工是高度机械化的一种施工,每日产生大量的数据,如何对这些海量数据进行有效地归档处理也摆在了我们面前。
2008年3月1日,中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合了《盾构法隧道施工与验收规范》,该《规范》于2008年9月1日实施。因此,盾构法在城市过江隧道施工中施工文件与档案管理工作必须严格按此《规范》实施。其次,要主动参照市政基础设施工程施工技术文件主要项目的统一规定,依照《盾构法隧道施工与验收规范》,制定盾构法隧道施工与验收技术文件主要项目的统一规定及表格表式目录。例如:在《盾构法隧道施工与验收规范》中,选定盾构法隧道施工工序质量评定项目一览表,依照《盾构法隧道施工与验收规范》的要求和盾构法施工的特点,制定每一项目的《工序质量评定表》。
按该《规范》1总则1.0.6条,“盾构法隧道工程的施工与质量验收除应执行本规范外,尚应符合国家现行相关标准的规定”的要求,针对盾构法隧道施工一般只实施隧道主线的特殊情况,对非隧道主线施工的出入口、随匝道等,其施工文件与档案管理则按建设部《市政基础设施工程施工技术文件管理规定》建城(2002)221号文件的规定要求进行管理。同时,建议中华人民共和国住房和城乡建设部尽快起草、制定和实施《盾构法隧道施工技术文件管理规定》,统一施工文件表格,以规范盾构法在城市过江隧道施工中施工文件与档案管理工作。
第一是要充分认识盾构施工工程档案的作用。是要强化设计、施工、监理、检测、质监、安全等单位的领导和专业技术人员的档案意识,使他们认识到工程档案是建设经验的积累和宝贵的技术储备,充分开发、利用工程档案这个宝贵的信息资源,可以为促进社会的技术进步和创造巨大的社会效益和经济效益。
第二是要健全制度,建立健全工程档案及内业资料的形成、积累、整理归档制度。明确“科学收集、分级管理、统一归口、定向移交”的具体操作程序;出台工程档案的考核与奖惩办法等,使档案管理工作真正做到有章可循,有序进行。根据档案管理的检查内容和考核评分标准,采取定期考核制度,形成职责明确、奖惩分明的档案管理激励约束机制,加强档案职能部门对档案工作的指导与监督,把工程档案管理工作提高到一个新的水平。
其一,科学收集施工资料。盾构施工属于地下工程施工,许多理论还不完善,施工经验对同类工程有重要的借鉴作用。由于地下工程未知因素很多,盾构施工会发生一些没有预计的情况。因此,各地工程质监站、城建档案馆必须加强施工文件与档案管理工作的业务工作的指导,明确施工文件与档案管理工作的规范和要求。在工程开工前,议定项目施工文件与档案管理工作的具体详细的实施方案。针对盾构法施工中的特点,对工程大部分情况需要用影像记录、数据记录,表格的实时记录。如,对文字、图表的大小及格式做出明确规定;图纸附加电子文档一份保存,便于存储及查询。对于盾构机安装、盾构进出洞、旁通道的施工等关键工序,均应采用声像资料来记录,并将拍摄内容、时间、格式也应做出相应规定。
其二,档案工作与工程同步进行。盾构施工由于工程量大,资料数量多,施工时间相对较长,需要配备经培训合格的专职档案人员,并做到“三参加”,即档案人员应参加生产调度会或工程例会,参加工程安全质量检查,参加工程验收,档案资料做到“图、表、物”相符、数据准确,填写、审批、签章手续要完备,无擅自修改、伪造和后补现象,达到完整、准确、系统,符合归档要求,使档案人员了解工程动态,及时收集、整理原始档案资料。
[4]何振华主编.标准化的方法与实践,中国标准化协会,1982-12施工安全、卫生与环境保护.12.0.8～12.0.11条文相关数据是根据国家标准《铁路隧道施工规范》(TB10264-2002,J163-2002)规定和实际施工经验确定.
根据GB/T《生产过程危险和危害因素分类与代码》盾构施工主要危险、危害因素有：设备、设施缺陷；防护缺陷；运动物危害；作业环境不良；信号缺失；标志缺陷；易燃易爆性物质；负荷超限；辨识能力缺陷；指挥错误；操作错误等。根据GB6441《企业职工伤亡事故分类标准》盾构施工主要安全事故有：坍塌、透水、起重伤害、车辆伤害、物体打击、瓦斯爆炸、火灾、其他等。
本文主要依托郑州地铁一号线碧沙岗站～郑州大学站盾构区间，郑州地铁二号线紫金山站～农业路站盾构区间；北京地铁七号线广渠门内站～广渠门外站盾构区间；石家庄地铁一号线火车东站～东杜庄站盾构区间；沈阳地铁十号线柳条湖站～北大营街站盾构区间；成都地铁三号线驷马桥站～驷马桥北站盾构区间等不同城市的施工情况，来研究与盾构法施工相关的安全控制要点。
盾构机主要有五部分组成：壳体、排土系统、推土系统、衬砌拼装系统和辅助注浆系统。 盾构机的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分组成，并与外壳钢板连成一体； 排土系统主要是由切削土体的刀盘、泥土仓、螺旋出土器、皮带传送机、泥土运输电瓶车等部分组成。
主轴承密封失效，主轴承就会先损坏。合适的多道耐磨密封形式、功能完善可靠的和冷却系统是降低主轴承密封风险的重要因素。
在设置铰接装置的盾构中，铰接密封是否可靠，关系到砂水是否涌进盾构机内，在高水压软弱地层显得特别重要。铰接装置及其密封设计必须适应盾构机在曲线隧道掘进要求。
盾尾密封是否可靠，亦关系到砂水是否涌进盾构机内，同时亦确保盾尾同步注浆及管片环二次注浆质量及浆液是否涌入盾构机内。多道密封形式设计应合理，密封刷应耐磨工作可靠，使其有助于更换密封刷。
采用四种调查方案相结合的方式进行调查：现有图纸调查、实地地面调查、物理探测调查及人工探槽调查。配备防爆手电，主要用于进入检查井内调查时，防止存在易爆气体；配备安全带，进入较深的检查井内时，调查人需佩戴安全带等防护用品，防止高空坠落、踩空等安全事故；有毒有害气体检测仪，打开检查井盖或深入井内调查时，需先进行有毒有害气体检测，确认安全后，方可进行下一步工作。
盾构是根据工程地质、水文地质、地貌、地面建筑物及地下管线和构筑物等特征来“量身定做”的特殊设备。盾构选型是盾构法隧道能否安全、快捷、经济的关键工作之一。盾构施工的成功率，主要取决于盾构的选型 ，据统计盾构施工事故多数原于盾构选型失误。
盾构选型的基本原则如下： ①安全可靠（适应性）；②技术先进（掘进效率）；③经济性（设备经济）。总目标还是为了综合效益，安全是保障、技术是关键、效益是目标。
盾构选型依据：盾构选型应以工程地质、水文地质为主要依据，综合考虑周边环境、隧道埋深、设计线形、工期、始发与接收井等。选型依据的重要工程与水文地质参数如下：
①颗粒分析：290mm及以上为超粒径，80mm以上为大粒径，0.075mm以下为粉粒或粘粒（一般粉粒或粘粒含量在30%～40%的碴良相对简单）。
②单轴抗压强度（对岩石或超粒径卵石应考虑，40MPa以下为软岩、150MPa 以上为特硬岩）。
{11}渗透系数：当渗透系数小于10-7m/s时可选择土压平衡盾构，当渗透系数大于10-4m/s时应选择泥水盾构。
根据各城市地铁业主规定及国家相关规范要求，与盾构法施工专项方案编制主要如下：吊装安全专项施工方案、始发与接收安全专项施工方案、端头加固专项方案、盾构穿越风险源安全专项施工方案、降水专项方案、\输专项安全方案、管片生产专项方案、始发条件验收、接收条件验收。
依据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质【2009】87号文），安全专项方案应包括以下内容：①工程概况：危险性较大的分部分项工程概况、施工平面布置、施工要求和技术保证条件。②编制依据：相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及图纸（国标图集）、施工组织设计等。③施工计划：施工进度计划、材料与设备计划。④施工工艺技术：技术参数、工艺流程、施工方法、检查验收等。⑤施工安全保证措施：组织保障、技术措施、应急预案、监测监控等。⑥劳动力计划：专职安全生产管理人员、特种作业人员等。计算书及相关图纸。
据各种渠道了解，城市地铁施工中，盾构始发与接收阶段事故率居高不下，反复发生，也就印证了整个盾构施工阶段，始发与接收最为危险。事故发生后，影响面较。
