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第一篇:地鐵淺埋暗挖法施工質量控制探討
【摘要】淺埋暗挖法充分參考了新奧法的基本原理,在開挖工作中積極應用了多種輔助性施工手段,針對圍巖和土石進行有效的加固和穩定,提升地鐵隧道的整體支護能力。淺埋暗挖法施工質量控制措施和方式對于施工效果具有重要的影響。本文結合深圳地鐵十一號線項目工程實例,主要從淺埋暗挖法的施工原理、施工的優勢以及主要原則方面入手的,針對地鐵淺埋暗挖法施工質量控制措施和方式進行全面細致的分析和說明。
【關鍵詞】地鐵;淺埋暗挖法;施工;質量;控制
1淺埋暗挖法的相關情況
1.1淺埋暗挖法的施工原理
淺埋暗挖法是隧道施工過程中常用的一種手段和方式,對于保證和提升隧道施工的整體質量和效果具有良好的意義和作用。淺埋暗挖法在實際應用的過程中,充分利用了圍巖的自穩能力,充分應用多種方式進行支護,常用的設備主要是錨桿、管棚、格柵、網噴混凝土等多方面,同時還需要及時的回填注漿,使其能和圍巖形成相應的支護體系。在使用淺埋暗挖法的過程中,還需要針對現場進行全面的監控量測工作,及時把握到支護體系的全面受力和變化效果,積極使用一些有效的措施和方式,保證圍巖本身的穩定性,使用二襯支護的方式,能夠促進隧洞施工工作的有效完成。
1.2淺埋暗挖法施工的優勢
淺埋暗挖法在實際應用的過程中,需要按照一定的原則開展,主要是強支護、短開挖、勤量測以及嚴注漿方面。需要注意的是,積極使用淺埋暗挖法,主要是利用其優勢,該項施工方法能夠有效適應到埋藏較淺的地方,通常情況下主要是保持在2m~20m的范圍中,因而該施工方法在開展垂直施工工作的過程中,垂直提升的情況較為簡單,相應的施工難度也較小。其次,淺埋暗挖法的應用,需要占用到地表場地的面積較少,不會對周圍的環境產生較大的負面影響。
1.3淺埋暗挖法施工的主要原則
積極使用淺埋暗挖法,能夠有效為地鐵施工建設工作提供良好的前提和條件,促進施工工作的順利進行,同時還能保證施工質量,提升整體的施工效果。通常情況下,地鐵施工建設工程中使用淺埋暗挖法,需要按照一定的原則進行:從地層的實際情況出發,根據建筑物的實際特點,積極采用合適的開挖方法,如果地面本身的斷面較大,或者是地層本身的條件較差,需要積極使用到臺階法、中導洞法以及CRD方法等,能夠起到良好的效果。同時還需要選擇到合適的輔助工法,如果這些工法實施之后,仍然不能起到良好的效果,使用大斷面開挖的方法將會有效保障施工質量。
2地鐵淺埋暗挖法施工質量控制措施和方式
地鐵建設過程中,對于質量的要求較高,需要積極采用良好的施工方式,保證施工質量。淺埋暗挖法是一種有效的地下隧道施工方式,能夠有效開展施工工作,保證施工整體質量。
2.1地鐵施工過程中的開挖方式
在地鐵隧道施工中,通常使用短臺階法和上臺階分部開挖法,如果是大斷面的地質情況,需要積極使用到單側壁導坑方法、雙側壁導坑法等,而如果是在地鐵車站附近的時候,需要積極使用中洞法、柱洞法或者側洞法進行施工。在開展開挖工作的過程中,需要減少對于圍巖的擾動情況,減少地質被破壞的情況出現。
2.2開挖施工的質量控制手段
在地鐵隧道工程施工過程中,使用淺埋暗挖法,需要從工程項目的實際特點、環境狀況和圍巖狀況以及施工單位自身的建設水平和條件出發,選擇合適的開挖工具和掘進方式,需要注意的是,在開挖工作開始之后,需要及時在有限時間內,針對土體進行有效的支護,同時還要積極采用變形監測手段,針對選擇的輔助措施提供合理性的指導。從土質和斷面情況出發,選擇合適的開挖方式,使用全斷面或者半斷面方式都能夠起到良好效果。進行人工開挖的時候,需要先發射相應的激光束,將隧道工程中涉及到的各個部分進行有效檢測,根據收集到的數據,開展后續施工,同時還需要針對各個部位的尺寸進行有效控制,減少超挖的情況出現。開挖施工過程中,需要針對斷面輪廓的實際情況進行有效控制和把握,按照一定的開挖順序進行施工,這樣能有效保證和提升工程施工質量。
2.3保證支護工作的整體效果
將淺埋暗挖法積極應用在地鐵施工過程中,需要將支護時間有效提前,提升支護的剛度,使其能有效控制住地表、地中的一些變形和沉陷情況。在開展淺埋暗挖法施工工作的過程中,需要從地質施工的實際情況出發,減少地面沉降問題的出現。地鐵隧道施工的過程中,需要有效控制的一項內容是地面沉降,這個問題將會影響到地面的整體性效果,同時還會影響到地鐵的正常運行。針對隧道施工進行及時有效的支護,是淺埋暗挖法中的一項重要內容。根據現場施工的實際情況出發,選擇合適的施工工藝和支護方式,同時還需要針對前方的圍巖條件進行不斷的改進,使其能有效發揮支護的效果和作用,使用超前支護的方式,可以將其作為控制地層沉降變形的重要手段。
2.4控制拱架質量,避免圍巖
收斂在礦山法隧道中,型鋼與連接板的焊接,使用二氧化碳氣體保護焊,由于二者接觸面積較小,當使用傳統的焊條焊接,存在許多焊接通病,如,焊縫不飽滿及假焊等,所以,使用二氧化碳氣體保護焊。二氧化碳氣體保護焊的構成部分包括電源、供氣系統與焊槍等。焊接開始之前,將焊接參數調整好,左手持面罩,右手拿焊槍,開啟氣閥開關,提前送氣。開啟按鈕,接通焊接電源,將焊絲送出,焊絲與焊件產生短路,將焊接電弧引燃,讓焊機進入正常工作狀態,對拱架進行焊接。同時借助斷面儀動態監測系統,對收斂狀況進行檢測,滿足隧道施工的收斂檢測要求。
2.5強化監督管理,確保砼質量
保證砼質量,抓好新規范的培訓學習,及時組織各單位技術責任人開展技術培訓。嚴格管理材料環節,先試驗使用的砼材料,然后再投入使用,材料不合格不能使用。嚴格把控配比與試塊關,配比單一定由資質試驗單位出具,需要施工單位在黑板上標注,懸掛于施工顯眼處。施工計量確保無誤,規定砼預制廠必須一機二秤,安排專門人員負責計量,尤其通過計量器具控制外加劑用量,要求試驗員實時抽查配比情況。對重點砼工程,進行重點監督。對結構復雜工程量較大的砼工程,安排經驗豐富的質檢員監督負責,檢測數據科學指導監督工作的進行,如果材料中砼強度異常,馬上開展質量控制,避免出現滲漏水等情況。
3結語
地鐵施工過程中,需要積極采用良好的方式作為施工手段,保證施工質量。地鐵施工過程中的開挖方式十分重要,需要根據現場施工情況,及時選擇合適的時機和地點進行開挖施工,同時還要保證支護工作的整體效果,在一些不良地層中,使用一些有效的輔助施工方法,能夠起到良好的施工效果。
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作者:于宏啟 單位:中鐵三局集團廣東建設工程有限公司
第二篇:地鐵施工測量精度控制探究
摘要:結合北京地鐵16號線的工程實踐,從地面控制測量、豎井聯系測量、地下控制測量和高程控制測量4個方面分析了城市地鐵暗挖區間的工程測量方法和貫通誤差;并根據誤差不等精度分配原則,對4個環節的貫通誤差進行了合理配賦,有效保證了地鐵隧道的準確貫通。
關鍵詞:地鐵測量;貫通精度;誤差分析
地鐵施工主要包括地鐵車站和區間兩個部分,明挖部分施工測量主要是利用地面加密控制點直接進行放樣;暗挖施工往往要通過豎井聯系測量將地面測量坐標和高程傳遞到地下,使地面和地下采用統一的坐標系統,以此作為地下導線的起算坐標、方位角和高程基準,指導和控制地下區間開挖,保證隧道的正確貫通。所以,地面控制測量、豎井聯系測量、地下控制測量和高程控制測量是地鐵施工控制測量的4個關鍵因素,也是直接影響隧道貫通精度的關鍵控制點。
1測量任務概況
北京地鐵16號線19標由達官營站和木達區間組成,即“一站一區間”結構,車站采用PBA工法施工,區間采用礦山法施工。木達區間右線長為435.6m,左線長為377.248m,左右線間距為15.2m。達官營站為二層三跨地下島式車站,有效站臺寬為14m,車站主體總長為209m,寬為23.3m,與地鐵7號線達官營站呈L型換乘。
1.1測量控制網的建立
測量控制網的建立主要包括地面控制測量、豎井聯系測量和地下控制測量。地面控制測量技術成熟,測量條件好,成果精度容易控制;而豎井聯系測量易受城市情況、施工工藝和隧道施工環境等因素影響。合同段內隧道施工豎井數量多、結構復雜,如何通過豎井聯系測量,將地面控制網的測量坐標和高程有效地傳遞到地下,在隧道內布設高精度的控制網,是開展測量工作的重點與難點。
1.2多作業面放樣精度控制
工程車站及區間暗挖附屬工程包括盾構接收井、區間活塞風井、L1施工豎井、L2施工豎井、L3施工豎井等5座豎井。隧道結構(圖1)主要為地下二層雙柱三跨結構,開設施工橫通道,采用導洞法進入車站主體暗挖施工,施工洞室多,工程結構復雜,現場不宜布點,軸線不易控制。
2測量方法與誤差分配
貫通測量是地鐵工程建設中一項非常重要的測量工作。為了保證貫通的質量,貫通測量應遵循以下兩個原則:總體測量方案和各環節的測量方法應保證隧道貫通所必需的測量精度;對完成的測量和計算工作都應有客觀的檢查,確保正確無誤。隧道貫通偏差可能發生在空間的3個方向上,即沿隧道中心線的長度偏差,水平面內垂直于隧道中心線方向的左右偏差(橫向貫通偏差)和垂直面內的高程偏差。第一種偏差只對線路長度有影響,對隧道質量沒有影響,只需滿足鋪軌要求即可,后兩種偏差對隧道質量有直接影響,所以又稱為貫通重要方向偏差。
《工程測量規范》和《城市軌道交通工程測量規范》要求暗挖區間相向施工中線在貫通面上的橫向貫通中誤差和高程貫通中誤差不應超過±100mm和±70mm。采用不等精度誤差分配方法,隧道控制測量對貫通中誤差的影響值不應超過規定。
2.1地面控制
測量地面控制測量的作用是提供洞口點的三維坐標和進洞開挖的方向,確定洞口點、豎井的近井點和方向照準點之間的相對位置,作為地下洞內控制測量的起算數據,以GPS控制網和精密導線網為佳。當以GPS控制網作為隧道工程首級控制網時,GPS控制網應同附近高等級的平面控制網聯測,且聯測點數不少于3個,地面控制網按首級GPS控制網與精密導線網進行聯網布設成附合導線,對點位的總誤差為:m2q上=mG2+mT2。誤差常采用最弱點的點位中誤差和相鄰點的相對點位中誤差來計算,以便優化GPS控制網和精密導線網的測量。GPS控制網的平均點位中誤差mG取誤差最弱點DTG[16S]56的點位中誤差:mG=12mm,與相鄰的DTG[16S]57的相對點位中誤差為m'G=mG/2=8.485mm;精密導線控制網的平均點位中誤差mT=12mm。洞外控制測量的中誤差限值為±25mm,因此精密導線網的最弱點位中誤差為:mT=25m22G-=21.932mm。綜上所述,在首級GPS控制網最弱點點位中誤差為12mm,相鄰點的相對點位中誤差為8.485mm的條件下,精密導線的平均點位中誤差為12mm,最弱點點位中誤差為22mm,便能保證地鐵施工地面控制測量對暗挖區間隧道橫向貫通中誤差的影響值在25mm之內。地面控制網對橫向貫通中誤差的影響值為:mq上=mm16.97125mmmm22GT!+=!G!。
2.2豎井聯系測量
豎井聯系測量的主要方法有一井定向和兩井定向。
2.2.1一井定向一井定向(聯系三角形定向)是一種傳統的豎井聯系測量方法[8]。在豎井內懸掛兩個吊垂線,通過吊垂線在井上和井下構造兩個關聯的幾何三角形,通過三角形的幾何關系將地面控制點的坐標傳遞到地下。A、B為井上下的連接點,O1、O2為兩吊垂線點,在井上、井下形成了以O1O2為公共邊的三角形AO1O2和BO1O2,連接點A、B應滿足以下要求:豎井中懸掛垂線間的距離c應盡可能長;聯系三角形銳角α、α'宜小于1°,構成最有利的延伸三角形;A和B應盡量靠近最近的吊垂線,使b/a及b'/a之值小于1.5。聯系三角形定向容易受施工場地影響,操作繁瑣,作業時間長且容易出錯,定向精度受到限制,但因其施測成本較低,當進行距豎井口50m之內的隧道掘進時,可采用該方法。2.2.2兩井定向當相鄰豎井間開挖的隧道在地下已經貫通或具備條件可以利用施工投料孔懸吊垂線時,就可采用兩井定向(鉆孔投點定向)。該方法中每個豎井(施工投料孔)只懸掛一根吊垂線,方便了投點工作,縮短了占用井筒的時間。由于兩根吊垂線間的距離大大增加,從而使投向誤差顯著減少,有利于提高地下導線定向的精度。根據地下施工條件,鉆孔投點定向主要有兩種形式:1)所投點位在地下通視。DGS1、DGS2和XGS1分別為達官營站L1左線豎井投點和右線鉆孔投點,各投點在地下相互通視,且可與地面已知導線DT[16S]148-3—DT[16S]148-4—JJD構成附合導線。嚴格按照精密導線要求進行測量,可測出DGS1、DGS2、XGS1的坐標,并以此對地下控制點L1-1B、L1-1A進行檢測加密。2)所投點位在地下不通視。如圖5所示,DGS1、XGS1和XGS2分別為左線豎井投點和右線鉆孔投點,且與地面導線DT[16S]148-3—S2、DT[16S]148-3—DT[16S]148-4和DT[16S]148-3—JJD組成附合導線。由于施工工藝原因,XGS1和XGS2在橫通道內并不通視,為了保證導線的連續性,XGS1、XGS2分別與HS-7B、HS-8B通視,組成附合導線。利用鉆孔投點定向產生的誤差主要來源于坐標方位角的傳遞誤差(定向誤差)ma0,由于坐標傳遞的誤差對貫通的影響很小,可忽略不計。
2.3地下控制測量
地下控制測量是隨著隧道向前開挖掘進延伸,采用逐步布設導線的方式進行測量。其主要任務是以必要的精度建立地下工程平面控制測量系統,并根據地下導線點坐標放樣出隧道設計中線及其襯砌位置,從而指示隧道的掘進方向及襯砌施工、地下構筑物施工放樣和竣工測量。地下平面控制測量一般采用敷設導線的方法進行。對于較短的隧道和礦山巷道(2km以內),采用復測支導線形式進行橫向貫通中誤差的近似估算。
2.4高程控制測量
高程控制測量的目的是測定地面與地下隧道中高程點的高程,從而建立一個地面與地下統一的高程控制系統,作為隧道掘進中坡度控制和豎直面內施工放樣的依據。高程控制測量主要采用水準測量方法,水準測量誤差對隧道高程貫通中誤差的影響值為:mh=m0L,其中L為洞內外高程線路總長,m0為每km高差全中誤差。若以獨立進行兩次高程測量取平均值作為最終觀測值,以2倍中誤差作為貫通預計誤差,預計高程貫通中誤差為:Mh2=2mh2。水準測量采用軌道交通四等水準測量的方法進行觀測,m0=±5mm,水準路線全長為L=1.9km;平差后,最大高程中誤差為±0.8mm,最大高差中誤差為±0.4mm,高程貫通中誤差為:Mh=±m02L=±9.747mm≤±25mm。
3結語
地面控制測量、地下控制測量和豎井聯系測量對隧道橫向貫通中誤差分別為16.971mm、20.809mm和23.25mm,均在規范允許范圍內,其對隧道總的橫向貫通中誤差為35.52mm,小于規范要求的100mm。高程貫通中誤差為9.747mm,小于規范要求的25mm,精度基本達到工程質量要求。通過對地鐵施工控制測量4個關鍵環節及其誤差的分析,結合北京地鐵16號線4個暗挖區間隧道的貫通誤差對比,筆者認為豎井聯系測量是影響隧道貫通精度的一個重要環節。地面控制測量和地下控制測量是施工單位經常接觸的導線測量,技術較為成熟,測量精度容易控制;而豎井聯系測量易受城市情況、地鐵施工工藝、隧道內施工環境等因素影響,因此選擇合理的聯系測量方法,才能確保聯系測量對地面導線測量和地下導線測量的測量誤差滿足規范要求,從而為地鐵貫通測量提供合格的起算點坐標、方位角和高程基準數據。
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作者:王冰琰1;趙二華1;董志航2 單位:1.中鐵十五局集團有限公司,2.蘭州交通大學
第三篇:地鐵施工監測技術與安全風險管理
【摘要】本文主要介紹了地鐵施工中監測技術的應用,退地鐵施工中的風險進行了介紹,同時提出了一些防控地鐵施工風險的措施。
【關鍵詞】地鐵施工;監測技術;安全風險管理
1前言
針對當前的地鐵施工來說,本身具有一定的復雜性,并且其在實際的施工中受到多重因素的影響,使得地鐵施工中會有諸多的不確定風險的存在,在發生一定的風險之后,就需要采用延長地鐵施工工期的方式進行風險的彌補,對人力、財力以及物力是一個極大的損失。因此,在地鐵施工中,需要多好施工中的監測,保證施工質量能夠滿足地鐵的運行需要。
2地鐵施工中使用的技術特性
2.1施工規模大
地鐵施工規模一般較大,其具體的施工周期較長,因此對施工地周圍就會產生一系列的影響。由于地鐵施工規模大,前期投入資金較多,一旦發生風險事故,就會造成較為嚴重的影響。因此,這就需要在地鐵施工之前需要嚴格的對各項技術和指標進行詳細的分析,保證地鐵施工能夠順利的進行。2.2地鐵施工地質條件復雜地鐵施工一般是在地下進行的,需要對地質勘測進行極為準確的調查,一旦勘測出現誤差,在地鐵施工中就會造成一定的風險,因此需要在施工錢對施工地點的地質情況進行準確的研究,同時根據地質的受力狀況盡量避免施工中出現的風險問題。
3地鐵施工安全管理風險因子分析
3.1施工方法因素的影響
地鐵施工項目的建設中,一般采用的施工方法為明挖法、暗挖法以及盾構法等多種方式,不同的施工線路以及施工節點采用不同的施工方式,能夠起到極佳的效果。在進行地鐵施工中,如果施工方式選用不正確,那么就會引起地層周圍巖土體的原始應力發生變化,使得發生受擾動或者是剪切進而引起破壞,進而造成巖體周圍發生地面沉降或者是塌陷的狀況,情況嚴重有可能導致隧道坍塌,發生較大的工程事故。因此,施工工藝的合理選擇,對于地鐵施工的安全性具有至關重要的作用。
3.2地質水文影響因素
地鐵施工中其一般都是屬于地下施工,因此其隱蔽性較強,加之施工環境變數較大,尤其是地質條件因素以及水文條件等因素的限制,對地鐵的實際施工產生極大的影響。因此在地鐵施工中,需要對施工安全及早最水文以及地質問題做好防范,避免在施工中出現的停電問題以及通信問題,甚至出現一些觸電事故或者是管道破裂的現象,進而導致火災或者爆炸以及透水、涌水等事故的發生,給城市地鐵建設造成極大的威脅。
3.3施工管理安全防護影響因素
施工管理以及安全防護措施如果工作不到位,對地鐵的施工就會產生極大的影響,例如在施工管理中如果由于降水不當,極有可能引起地面不均勻的沉降,又如由于施工管理不當,造成工程人員在工作中被迫會吸入有毒廢氣或者是粉塵,最終導致施工人員的健康問題,引發一些職業疾病,還有一些諸如施工操作機械設備長時間失檢或者是電氣設備過載對于地鐵施工也會造成一定的安全隱患。
4地鐵施工監測技術簡要介紹
4.1靜力水準監測技術
靜力水準監測技術已成為當前地鐵測量的技術之一,其具有較高的精度,同時對于遠距離的測量都能進行較為精準的測量,在當前階段已經在地鐵施工以及后期的運行上成為較為普遍的技術。
4.2GPS測量技術
GPS測量技術其在精度上和便捷程度上有著更為明顯的優勢,并且其受時間的影響和地點的影響較小,在測量領域廣受歡迎。通過GPS測量技術,對地鐵施工過程可以進行精確的監測,在監測一定的周期之后,還可以進行復測,這樣就會大大提升其監測的精度。同時應用GPS測量,其不受通視條件的影響,打破了傳統測量的限制,在測量的范圍上可以監測更大范圍的區域,并且操作簡便,在很多方面都有著極大的優勢。因此,在當前的測量中,GPS測量技術在地鐵測量中廣泛的應用。
4.3智能實時監測系統
當前階段,智能實時監測系統已經廣泛應用到地鐵項目的監測中,在當前的地鐵建設中智能實時監測系統已經全面普及,主要就是通過全站儀的高度智能化對地鐵的施工狀況進行監測,然后利用光機電技術對地鐵進行遠程控制,進而將監測的數據進行傳輸,然后對數據進行處理。智能實時監測系統使得監測工作的效率更為明顯,例如使用測量機器人系統,和傳統的監測系統相比效率有著大幅度的提升。
5地鐵施工中安全風險管理策略探究
5.1需要全面的對風險前期監測工作進行管理
要保證地鐵施工中的安全風險,需要從源頭上對其進行控制,從而才能在根本上對風險事故發生起到遏制作用。因此,在地鐵施工中,首先對地下管線等線路的埋線狀況做一個詳細的調查,然后對地鐵建筑的地質情況進行充分的勘察,然后還需要對地上建筑物等情況進行深入的了解。對于一些和地鐵建設相沖突的問題,需要及時和有關部門進行溝通協調,保證最大程度的將可能出現的風險進行規避。此外,還需要啊同時進行一套完整的解決方案,將損失盡可能的降低到最低。
5.2對施工人員進行安全培訓教育
當前階段來說,地鐵施工人員很多所受教育水平較低,這種現狀嚴重制約著地鐵施工的質量。通過一項調查數據顯示,由于施工人員違規操作問題,導致地鐵事故發生的現象屢禁不止,嚴重威脅施工安全。因此,為從根本上保證地鐵施工的安全有效,需要對施工人員定期進行培訓,這樣就會在根源上對地鐵施工的安全以及施工質量有根本的保證。
5.3加強施工過程中的安全控制監測
針對地鐵施工來說,每一施工環節都要在監測上精確無誤,因此監測設備的重要作用就是不言而喻的,在地鐵施工現場中,設置出合理的監測要點,這樣就可以保證在監測過程中一旦出現沉降現象或者是位移,監測設備就會發出警報信號,及早發現問題,保證施工的安全性以及質量。同時,在地鐵施工中,還需要對風險進行級別的劃分,根據不同的風險級別采取不同的風險防護措施。將監測數據進行及時上傳,進行及時的處理。
5.4加強監測技術的投入
相關技術人員對于監測技術應當加大研究,增強技術的投入,對于監測技術的標準一定要嚴格要求,同時對于國外的先進監測技術要善于學習并為我所用,還要加強自身的創新研發能力,從而使得我國的監測技術能夠早日的實現智能化以及自動化,保證地鐵施工中的安全以及效率。
6結語
針對我國的地鐵建設現狀,在地鐵建設中安全問題是始終不容忽視的一項關鍵問題。只有將地鐵施工中各項風險因素進行及時的處理并加以完善,在施工過程中對每一個施工環節嚴格監測,保證施工中出現的任何風險都能扼殺在搖籃之中,進而提升整個地鐵施工的安全性以及質量要求,為整個城市的交通發展做出重大的貢獻。
參考文獻:
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作者:荊永波 單位:中鐵十四局集團隧道公司有限公司