盾构气压开仓换刀作业监理控制要点研究

高建强

（广东建科建设咨询有限公司 广州510500）

0 引言

近年来，随着城市地铁建设规模的不断加大。地铁安全事故数量也呈现增多的趋势，地铁盾构区间气压开仓作业事故也时有发生，因盾构气压开仓作业的特点，事故一旦发生往往会造成3人伤亡的较大事故。事故不但对伤亡人员及家庭造成巨大的伤害，工程项目也会遭受较大的经济损失及工期影响，同时如果是责任事故建设行政主管部门及业主方也会对施工单位及监理单位进行一定的处罚。如2018 年1 月某地铁项目发生一起气压开仓3 人死亡事故，相应的施工及监理企业除受到诚信扣分及巨额罚款外，业主方还对该施工及监理企业暂停当地投标1年的处理。

盾构开仓作业［1-6］根据操作时是否带压，分为常压作业和气压作业2 种。常压开仓对于设备要求、技术要求及操作难度较小，而气压开仓则对设备要求高、技术难度较大，相对风险也较大，本文主要针对气压开仓安全施工的监理控制要点进行详细的研究、分析及总结。

1 气压开仓的监理控制程序

监理方应按监理程序对气压开仓作业准备工作、施工过程及施工气压开仓效果进行全过程跟踪检查及控制，具体程序如下：对开仓准备工作审查➝开仓条件现场验收➝开仓作业刀具检查旁站监理➝核查刀具检查情况及更换方案➝刀具更换旁站监理➝开仓完成恢复掘进。

2 气压开仓准备工作审查要点

气压开仓准备工作内容［7-10］较多且至关重要，监理方必须对准备工作按相关要求逐一检查落实，具体审查内容如表1所示。

开仓准备工作监理方审查要点如下：

⑴对气压开仓专项方案及应急预案的审查签字，参加施工方组织的专项方案专家评审，并对专家评审中提出的问题督促施工方认真整改。

⑵对开仓作业地质及水文条件进行复核，如需地面加固或区间范围溶洞处理应对地面加固或溶洞处理情况检测情况进行严格的检查。

⑶对开仓作业专业队伍的资质和作业人员的资格进行审核，满足相关规范及标准要求。

⑷对开仓作业设备各系统如气压系统、人闸系统、膨润土加注系统、泥浆加注系统等进行调试自检，使其达到要求。

⑸制造泥膜及土仓保压措施情况，如对盾尾近处的几环管片进行加注双液浆施作止水环，对土仓保压情况进行多次试压，保证气压开仓过程土仓压力能保持稳定。

⑹督促施工方落实减压病应急用高压氧舱医院联系就位。

⑺落实换刀原材料的准备如如单、双刃滚刀、刮刀及螺栓、螺帽、防松垫片、丝套、楔块等配件材料。

表1 开仓准备工作清单Tab.1 Open Chamber Preparation List

3 气压开仓条件现场验收的要点

在气压开仓作业前，监理方应严格按要求对开仓条件进行现现场验收［11］，监理方应重点监控以下内容：

⑴检查专项方案中主要的管理人员到位情况，施工方的项目经理、安全总监、总工程师及相关安全质量管理人员应按职责分工就位进行现场安全质量管控。

⑵核对现场气压开仓作业人员是否与专项方案中人员一致，并确认已进行相关体检并符合要求。

⑶参加施工方组织的作业人员现场安全技术交底及安全教育培训。

⑷现场确认安全应急物资的到位情况，如备用发电机及备用风泵是否就位且状态良好，现场是否准备救援仓或就近医院的医师24 h执守。

⑸专业检测单位对土仓内的有害气体进行开仓前的检测并出具临时的安全报告。

⑹检查地面与入闸处，入闸处与开仓作业人员通讯是否畅通，视频监控探头接到入闸处，以便地面人员随时对气压开仓作业情况进行实时的监控和指挥。

4 开仓作业过程监理控制的重点

监理方对气压开仓条件进行验收后，开仓作业即可开始正式展开，监理方应安排专业监理人员，对开仓作业过程进行全过程旁站监理，并每日记录旁站记录，对开仓情况督促施工方按相应表格认真填写，具体记录表统计如表2所示。

气压开仓监理监控重点如下：

⑴开仓作业过程中施工方各级管理人员应按专项方案要求到岗执守。

⑵每仓作业前监理方应核对安全作业环境，核对应急预案的执行情况，同时加强开仓后土仓内有害气体检查，原则上每隔2 h由仓内操作人员进行1次有害气体检测，如土仓内气体检测不合格，土仓作业人员必须退至人仓内，并对土仓进行强制换气通风，直至气体达标方可继续开仓作业。

⑶督促施工方做好每仓作业交接班检查工作，严格核对作业人员证件，交接资料及当班作业记录应及时填报及专人签字确认。

⑷对每仓作业进仓工具严格登记，出仓时按进仓工具清单督促施工管理人员逐一核对，保证不让无关工具进入土仓，土仓中不得遗留工具。

⑸对刀具磨损情况检查表进行复核，对刀具更换计划进行审核确认。

⑹对开仓作业的分段增减压操作严格检查，保证增减压时间严格按方案落实。

⑺保持作业面与洞内，洞内与地面控制室的通信畅通，发现异常情况及时关注，必要时能立即起动应急预案。

⑻安排专人对开仓作业环境及地面进行巡视检查及地面沉降监测［12］，查看盾构机处和盾尾管片处及开仓处的地表路面有无泄气、冒浆及渗水情况并记录。

表2 开仓过程填报表格清单Tab.2 Forms of List of Open Chamber Process

5 工程应用效果

广州地铁十三号线东洲站～新塘站区，采用盾构法施工，盾构掘进至第476 环，右线里程YDK58+391.8时，进行气压开仓作业，开仓位置刀盘处上覆土10.4 m，地质情况为＜1＞素填土（厚0.8 m）、＜5Z-2＞硬塑状残积砂质粘性土（厚2.40 m）、＜6Z＞全风化混合花岗岩（厚4.80 m）、＜7Z＞强风化混合花岗岩（厚1.80 m）。区间洞身上半部位于强风化混合花岗岩（2.80 m），下半部位于中风化混合花岗岩（3.20 m）。

气压开仓历时15 d，累计开仓69 仓，平均每次开仓作业时间5 h，累计完成的工作如下：

⑴清理土仓泥渣及泥饼共计26 m3，至螺旋机口露出。

⑵共计拆除和安装单刃滚刀14把。

⑶共计拆除和安装双刃滚刀5把。

⑷拆除和安装过刮刀1把。

⑸疏通完成1～4 路泡沫注入管路及1、2 路膨润土管路。

监理方从前期气压开仓方案审核、参加专家评审、开仓准备条件检查及开仓过程监控全过程按监理要点严格监理及旁站监控（见图1、图2），开仓过程安全可控，顺利完成了气压开仓作业。

图1 监理检查Fig.1 Supervision and Inspection

图2 气压开仓监理旁站及开仓更换下来的刀具Fig.2 Supervisor Side Standing and Replaced Cutter

6 结论

本文针对盾构施工的重大风险源之一的气压开仓作业进行了分析和研究，并总结了气压开仓作业的监理控制要点，并将成果在实际工程中进行了应用，取得了良好的效果，通过气压开仓监理控制要点的研究与运用，得出如下结论：

⑴气压开仓作业存在较大的风险，参建各方在施工管控中必须高度重视。

⑵气压开仓作业需要做好充分的准备工作，包括前期的方案编制及专家论证、开仓前的准备条件验收等，必须按监控要点严格逐项落实。

⑶气压开仓过程持续时间较长，有时达半个月以上，监理方必须合理安排人员，在作业过程按监控要点认真监控。

⑷气压开仓在准备充分、严格有序、科学严谨的监管下，是可以达到安全可控的。