安全质量隐患排查与治理系统在西安地铁应用

安全质量隐患排查与治理系统在西安地铁应用

工程背景

当前，我国正处于城市化发展迅速的重要时期，基础设施建设力度不断增强，建设项目数量不断增多，

全国各主要城市迎来了城市轨道交通建设的高潮。但是，由于城市轨道大部分处于地下，施工难度大、施工条件差、环境复杂等原因给安全生产形式带来越来越大的考验。

2014年1-12月，全国共发生房屋市政工程生产安全事故522起、死亡648人，其中，较大及以上事故29起（包含地铁工程3起）、死亡105人。2014年全国轨道交通建设安全生产形势依然呈严峻态势，事故频发，其中引起媒体广泛报道，造成较大社会不良影响或损失的事故。

安全生产事故发生的根源在于安全隐患，也就是源于海因里希理论所提出的事故因果链锁理论，即人的不安全行为、物的不安全状态，以及后来提出管理的缺陷这三种因素的组合。如果在建设项目实施阶段不能采取有效措施及时控制安全隐患，则会造成更加严重的安全事故。

对此，本文将详细论述城市轨道交通项目安全质量隐患排查治理在西安轨道交通方面的实践方法，即隐患信息系统在西安地铁建设方面的成功应用与实践。

安全质量隐患排查治理信息系统

系统建立背景

安全隐患排查治理工作是地铁工程建设安全管理的重要工作内容。2007年，国家安全监管总局颁布第16号总局令《安全生产事故隐患排查治理暂行规定》，对安全生产事故隐患排查治理的定义、单位职责、监督管理以及处罚提出了明确要求；2014年，全国人大颁布《中华人民共和国安全生产法（2014年修正）》，从立法面对生产经营企业建立健全生产安全事故隐患排查治理制度提出明确要求。

城市轨道交通施工尽管已经有几十年的实践，但还处于粗放式管理阶段，为了规避或减少安全质量事故的发生，使事故的管控阶段前移，十分有必要加强轨道交通工程安全质量隐患排查治理专项工作，通过建立隐患排查治理体系及其信息化，落实各方安全质量管理责任，做到隐患排查全面彻底、隐患治理及时闭合的良好态势。

系统功能概要

安全质量隐患排查与治理信息系统是近些年在城市轨道交通行业逐步兴起的隐患管理新方法，是一种以科学、严谨、全面的隐患信息库为基础，以全员参与为核心，并借助“互联网+”技术，能够对地铁施工中的安全质量隐患做到及时发现、彻底消除，最终将各参建方对隐患的处理过程及程序以电子设备及手持终端反应在系统平台的现代化信息管理手段。系统引导与提示各参建单位按照各自职责开展隐患排查治理工作；系统理清了参见各方隐患管理职责，建立了隐患排查与治理体系，实现了隐患的闭环管理；系统建立提示信息主动推送机制，施工、监理及建设单位需要开张的隐患排查频次要求、隐患治理信息、违约信息，通过系统首页或者短信消息实现主动推送；能够实现对参见各方的工作情况和效果逐级考核评分，违约责任追究；系统有强大的统计分析与报表生成功能；建立移动巡检平台，能通过手机等智能设备开展隐患排查与治理工作；成熟的权限管理功能对功能权限与数据权限分层管理，严格控制参建单位、不同角色、不同用户的权限。

该系统包括隐患工作提示、隐患排查、隐患治理、考核管理、综合统计、考核评分、工程报告、通知通报等功能，事先对城市轨道交通工程建设安全质量隐患的有序管理，实现参建各方隐患排查与治理的协同工作，从而将事故控制在萌芽状态。

图1 盾构穿越某小区建筑群平面图

图2 某小区建筑楼群

图3 隧道下穿26层住宅楼剖面图

安全质量隐患排查治理信息系统在西安地铁建设中的应用

通过“互联网+”的模式进行隐患排查与治理，对于西安地铁建设工程来说是一个巨大的尝试， 通过2014年9月正式在西安地铁项目的试点应用，经过努力实践，在结合现有的日巡检、周检查、月督查的安全检查机制的基础上建立了涵盖土建工程、装饰装修工程、机电系统工程安全管理与质量管理的隐患分级标准、隐患排查要点与数据库，基本实现了管控系统信息平台与安全质量隐患排查与治理有效结合，不仅消除了绝大多数隐患，还进一步完善了各参建单位

在安全管理等方面的认识，获得了各参建单位的一致认可。

图4 地质剖面图

工程概况

某条地铁线路盾构区间总长969.25m。洞顶覆土9.9～18.0m，线间距13.5m。区间含一处平曲线，曲线半径为350m。线路最大纵坡28‰。区间盾构在局部穿越某小区多栋建筑，特别是下穿一栋26层的高层建筑（剪力墙筏板基础，CFG桩），平面位置关系见图1。

盾构下穿建筑物风险点分析

该区间盾构左、右线下穿26层建筑物的长度大约为45m（30环），建筑物为小区住宅，为地上26层、地下1层的框架结构，CFG桩+筏板基础，基础底距隧道顶4.5m，基础埋深11.883m，筏板基础位于黄土状土层，CFG桩长8.37m。相对位置关系见图2～图3。

盾构下穿的建筑物下方地层主要为2-5层中砂和2-6层粗砂，而且地下水位位于隧道顶板以上6.2～7.2m之间，地质纵剖面见图4。

盾构下穿桩基础建筑物时，桩底土的沉降和土性变化引起桩端承载力的部分或全部丧失而引起桩的沉降。由于桩基础周围土体的变形而导致其外力条件和支承状态发生变化，进而可能引发建筑物发生沉降、倾斜等现象。

盾构下穿建筑物的下方主要为全断面富水砂层，由于砂层渣土流塑性差，摩擦系数大，强度高，盾构机推力大大增加，降低掘进速度甚至无法推进；同时在砂层中，盾构机刀盘升温快，刀盘及螺旋磨损较大等问题，都导致土压平衡盾构在全断面富水砂层中掘进困难。在渣土改良效果不理想状况下可能出现掘进面坍塌、超挖，甚至在涌水、涌砂，进一步造成地层沉降，甚至更加剧建筑物基础不均匀沉降、倾斜等风险。

监测频率、报警值与预警标准的设定

监测频率

表1 盾构穿越上方建筑物监测频率

盾构机在穿越建筑时监测数据出现异常情况时，对该建筑进行实时观测，并加大周边相邻建筑及盾构地表监测点的监测频次和巡视记录工作；盾构机掘面通过建筑后如该建筑监测结果异常时，在上述监测频次的基础上进行加密监测，直至其沉降量不再增大且监测数据稳定后监测频次恢复正常。监测控制值及报警值

表2 监测控制值及报警值

注：①强降雨后、变形异常应增加监测频次。

②实际操作过程中，根据测点沉降速率调整监测频率，若沉降速率过大或出现其它异常情况及时加密监测频率，直至满足要求为止。

③报警值取最大限值的80%。

图5 隐患信息系统的架构及组成

图6 及时将发现的各类隐患上传系统

隐患信息系统的应用

（1）信息系统在技术方面的保障

隐患信息系统采用TCP/IP通信协议，与手机客户端（IOS和Android）一起构建了一整套完整的互联互通信息系统，有利的保证了隐患从上传到最后消除的及时性，降低了事故发生的概率。信息系统的架构及组成见图5。

（2）盾构下穿过程中的隐患分类排查、分级报送

对盾构穿越建筑物期间安装系统数据库内容分类排查，过程中针对隐患信息系统中的盾构施工隐患排查与治理检查表进行安全隐患梳理，做到了检查全面、详细不漏项。同时，将发现的安全质量隐患及时上传至信息系统中，详见图6，借助于短信提醒功能将发现的隐患及时以短信形式发送到相关负责人手机上，确保在第一时间通知相关责任人及时做出响应，从而采取合理有效处置措施，尽快消除隐患。

（3）盾构穿越期间隐患的分级响应与目标治理

图7 隐患信息统计

图8 隐患信息归类分析

在盾构穿越建筑物期间，隐患信息系统中设置了隐患处理时限，规定参建各方的响应与治理的时间节点，必须严格按照要求完成整改。督促相关各方及时完成整改要求，避免了对隐患的处理延误而导致的隐患进一步加重等不良影响，确保了盾构在穿越过程中的稳步、顺利和安全可控。

（4）隐患信息数据的统计及分析

隐患信息系统根据获取到的隐患数据，生成图表，方便参建单位发现问题，并针对下一阶段隐患工作的重心，作出一个简单的预测。

隐患信息系统的统计功能非常强大，在盾构穿越建筑物期间，系统各级用户一共上传了158条隐患，主要涉及文明施工、临时用电、消防安全、盾构法施工质量等方面，有了隐患信息系统对数据的统计，使用者可以归纳出在盾构穿越建筑物过程中发生概率较高、等级较高的是消防安全方面的隐患，从而可以为专项治理提出明确的方向。如图7和图8

（5）工程资料整理及查询

通过此次盾构穿越建筑物所上传的隐患，以及各参建单位反馈的信息，最终还在系统中自动生成报告，从排查、响应、治理、核查到消除等整个过程都留有记录，以便在考核阶段和资料查找时方便查询，详见图9。

（6）考核功能

在此处盾构穿越建筑物过程中，隐患信息系统将具体排查任务细化到盾构掘进区间承建单位的项目经理、安全总监、安质部长、工区长和机电工程师等岗位，以及监理单位的总监理工程师、监理组长和土建专监等岗位，同时按照隐患过程中的响应及处理时限要求，对施工单位、监理单位及相关负责人均进行考核，做到奖罚分明、有理有据。以下是对单位及个人的考核情况的演示，详见图9、图10。

图9 隐患信息系统对单位及个人的考核规则

图10 隐患信息系统对施工单位的考核管理

图11 26层住宅楼沉降时态曲线图

安全质量隐患排查治理信息系统在安全质量管理中所发挥的作用

安全质量管理

依据隐患信息系统严格把握专项方案审核流程，督促施工单位编制盾构穿越白桦林居建筑物群安全专项施工方案，并经过专家评审。施工前对全体管理人员及操作人员进行安全交底。

施工过程控制

由于隐患信息系统对穿越建筑物过程中的严密排查，对每一个检查项目的实时跟踪和隐患处理，保证了盾构在穿越过程中各项参数及盾构姿态的稳定，未出现盾构涌水、涌砂等突发状况。

监控量测

隐患信息系统对穿越风险点的监控量测有严格的检查项目。在穿越前，盾构施工专项监测及测量方案审批完成，监测点经过第三方监测单位验收通过，并采集初始值。在盾构穿越过程中严格按照监测要求实施，及时反馈数据，使各方都能够掌握变形监控的动态。

左、右线盾构机在通过建筑物后，沉降速率基本趋于缓和，部分监测点累计沉降仍有所增大，但沉降速率已很小，基本已趋于稳定，盾构下穿建筑物3周后，最大累计沉降-8.57mm，差异沉降控制在3mm以内，楼体倾斜最大0.05‰，地表巡视未发现其他异常。监测数据显示楼体受盾构施工影响较小。建筑物沉降时态曲线图见图11。

结语

2016年3月至6月，安全质量隐患排查与治理信息系统在西安某地铁线路区间盾构穿越高层建筑的全过程中进行应用，盾构施工的各项工作程序、控制参数、沉降控制及预警指标和注浆方式等均较为稳定，满足地表及建筑物对盾构施工的影响控制要求，在下穿建筑物过程中，虽然曾出现建筑物沉降速率增大的情况，但经过信息系统的及时排查与治理，及时分析原因并采取措施，减小了建筑物沉降速率的进一步发展。通过隐患信息系统的应用，有效的控制和管理相关单位的组织安排、人员配合、内外协调、应急准备、技术控制等方面的工作。

隐患信息系统为盾构安全、顺利穿越高层建筑提供了有力保障，在确保人员、财产的安全方面发挥了重要作用，是隐患信息系统在西安地铁施工阶段穿越高层建筑在应用方面的第一次尝试，也是隐患信息系统应用于城市轨道交通建设中的一次成功案例，为西安地铁隐患管理在同类工程方面积累了宝贵经验。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.19.032