地鐵生產安全管控措施及其應用效果

孫哲

（中鐵建貴州建設有限公司，貴陽550000）

1 工程概況

北京地鐵17 號線工程全線長52.4km，共設置18 座車站，包含換乘車站12 座。其中，望京西站起訖里程為K32+986.824～K33+214.824，主體為地下4 層島式車站，總長232m，標準段寬度26.6m，有效站臺中心里程處頂板覆土3.0m，標準段深度29.00m。車站采用明挖順作法施工，其中北段與公交樞紐一體化建設。該工程施工過程中，為了提升生產安全管控能力，引入了物聯網技術構建生產安全監控系統，實現了生產安全管控能力的提升。

2 地鐵施工的特點

2.1 施工方法復雜多樣

不管在哪個城市，地鐵的施工區域大多都位于城市的中心位置，所以，在開展實際施工的過程中，必須綜合考慮環境保護、城市交通以及地面與地面建筑物的分布情況。另外，在選擇施工方法的過程中，還必須考慮所選擇的施工方法可能會給周圍居民的生活帶來的影響。地鐵項目施工過程中經常涉及的施工方法有明挖法、蓋挖法、噴錨暗挖法等，不同的施工方法具有不同的適用范圍，在選擇施工方法的時候必須格外注意。

2.2 地理環境復雜

對于地鐵項目來說，其主要的施工內容都在地下開展，受復雜地理環境的影響，施工過程可能遇到各種突發狀況，比如，在應用盾構機進行開挖施工時，由于不能準確地掌握地下的地理環境，可能會出現涌水、流沙等情況【1】。這些問題的產生不僅會影響地鐵施工的有序開展，嚴重的還可能引發較大的施工安全事故。

2.3 施工設備復雜

地鐵項目的施工往往會面臨較為復雜的施工環境，可能會涉及很多大型機械設備的應用，較為常見的有盾構機、抓斗機、打樁機等。為了避免項目施工過程中發生安全事故，必須采取嚴格有效的管理制度對機械設備進行針對性管理。

3 地鐵施工安全風險因素

3.1 環境因素影響

地鐵項目的地質條件通常較為復雜，所以，應用明挖、暗挖、盾構法等工法進行基坑或者區間隧道的開挖時，很容易引發坍塌、涌砂、管線斷裂等事故。為了避免這些事故的發生，需要應用合理的維護方案，提高施工階段土體的穩定性以及地下管道的安全性。

3.2 現場安全防護不到位

地鐵施工現場存在的不安全和不穩定性因素也會對地鐵的建設過程產生影響，嚴重的可能導致安全事故的發生。比如，沒有仔細地調查地下管線的位置，那么施工過程中就可能和既有的管道相遇，嚴重影響施工工期和施工成本；建筑工地以及建筑邊界不夠清晰，不僅給項目施工帶來影響，也會威脅到周圍居民的人身財產安全。

3.3 安全規章制度執行不到位

作為施工企業，內部的安全生產規章制度制定得不夠完善、安全責任追究沒有嚴格地落實、安全生產管理辦法不夠合理等，都會給項目施工帶來較多的安全隱患，如果不能及時排除和解決這些安全隱患，問題就會越來越嚴重，最終導致安全事故的發生。在施工現場，一旦發生了安全事故，若施工企業沒有認真地分析事故發生的原因，并追責到人，在后續的施工過程中也不能吸取經驗教訓，同時施工人員的安全生產培訓進行得不夠充分等，將使得安全生產責任制度無法發揮指導和懲戒作用，最終導致項目施工過程中安全事故頻繁發生。

3.4 作業人員安全意識淡薄，素質有待提高

作為一項高風險的建設項目，地鐵項目建設施工人員大多都是來自各地的農民工，這些施工人員文化水平較低，安全生產意識薄弱，適應標準化、高效率建設的能力不足，使得各類非法違章操作時有發生，給項目施工埋下巨大的隱患。

4 構建地鐵生產安全風險控制系統

4.1 監控系統構架與體系

隨著網絡技術廣泛應用于各個領域，以網絡信息化管理系統的應用愈加流行。目前，信息化管理系統種類主要有2種：瀏覽器模式和服務器模式。在B/S 模式中，用戶界面主要是通過網絡前端瀏覽器來呈現，而事務邏輯在服務器端實現，能夠有效降低客戶端電腦的載荷，同時，也降低了系統升級和維護的工作量和成本【2】。在廣域網的基礎上建立B/S 模式地鐵安全監控系統，系統結構如圖1 所示。監測系統中的各個監測點采集的數據可實時傳輸到數據庫終端，用戶根據數據庫中的信息資源進行查詢等操作。

4.2 數據庫構建

圖1 系統結構圖

地鐵安全監控系統需要具備數據采集功能，同時還要求具備監測范圍廣、監測眾多子項目和全覆蓋的能力，所以，需要設置足夠的監測點。根據系統功能的要求，選擇合適的大型數據庫，如SQL Server 2012。該系統具備了數據實時更新和提取的功能，其主要以圖表的方式呈現數據。利用系統索引作為查詢設計制度索引，數據以壓縮的方式進行存儲，能夠節省大量的內存。此外，還增設了日志、審計功能、記錄風險事件的時間和自定義審計規則等功能。

4.3 監控系統功能設置

運用互聯網技術可使監控系統具備實時接收、分析、處理監測數據的功能。與此同時，還具備了聯動、查詢和預警等功能：（1）查詢功能。查詢功能不僅能在中心處理器上實現，還可以在局域網電腦上實現。（2）預警、聯動和控制功能。當系統發出預警時，會自動形成事故日志，將事故的地點和時間記錄在日志中，供調查人員調查使用【3】。（3）檔案管理功能。通過建立檔案，一方面對監測項目進行日常管理，另一方面還能夠為日后的事故隱患處理和排查提供技術支持。（4）系統升級。當系統無法適應新的環境監測時可對監控系統進行升級。

5 實際應用及效果分析

5.1 應用探析

對于整個地鐵項目的施工來說，控制附近建筑物以及施工區域地面的位移變形和沉降量是最為重要和關鍵的工作。一般來說，地面建筑物和車站之間的距離較小，覆蓋圖的厚度也僅為6.7～11m，圍巖較為復雜，再加上地表會有電車的通過，在極大程度上增加了結構的動荷載。在開展開挖施工的過程中，如何才能將開挖面變形量有效控制在合理范圍內，進一步提高地面建筑物的安全性，是施工安全監測工作的重點、難點內容。為了更好地、更及時地監測安全風險，需要采用虛擬的信息監測系統對地鐵項目的建設過程進行監測，經過授權的用戶可登錄到系統查詢相應的信息。

5.2 效果分析

5.2.1 功能性

在監管地鐵項目施工的過程中，安全監管模式的應用有效地構建了更加完善的安全監控體系結構，在降低客戶端電腦載荷的同時，還有效降低了系統維護和升級工作的工作量和成本。在開展地鐵項目監管的過程中，物聯網技術的應用可以實現數據信息的自動收集，與傳統的人工收集和錄入信息相比，這種信息采集方式可以降低信息采集人員的工作強度，提高數據采集工作的準確性。該系統還可以為管理者和決策者提供科學的技術支持，一旦發生異常狀況，立即通過電子定位精準定位事故發生地點，隨即采取有效的措施展開應急救援。工業化與信息化的綜合和集成，可以更加全面和實時地獲取監測圖形，提高事故預防能力。在地鐵項目施工過程中，該系統可以根據不同的階段，制定更具針對性的監控方案，這對于保證地鐵項目施工全周期的安全具有積極的意義。

5.2.2 經濟性

從經濟方面來講，該控制系統完全替代了傳統人工監控的方式，降低了安全風險管控過程中更多的人力、物力支出，讓其整體成本得到有效降低。就目前來說，地鐵車站建設工程越來越多，利用先進的網絡技術，更能適應地鐵安全生產的發展趨勢。

6 結語

綜上所述，隨著城市建設步伐的不斷加快，地鐵工程越來越受到重視，但在施工過程中出現了較多安全事故，造成了不必要的損失，因此提升安全生產管控能力迫在眉睫。利用物聯網技術構建地鐵工程監控系統能夠有效降低安全事故的發生，為我國地鐵建設提供了重要的安全保障。