地下工程施工施工与管理：如何实现安全高效建设？

随着城市化进程的加速和基础设施需求的增长，地下工程（如地铁、隧道、地下停车场、综合管廊等）已成为现代城市建设的重要组成部分。然而，地下施工因其环境复杂、风险高、技术难度大等特点，对施工与管理提出了极高要求。如何在保障安全的前提下实现高效施工，是当前行业亟需解决的核心问题。本文将从地下工程施工的特点出发，系统梳理施工准备、过程控制、安全管理、技术创新及信息化管理五大关键环节，提出一套科学、可操作的管理策略，为从业者提供理论参考与实践指导。

一、地下工程施工的基本特点与挑战

地下工程通常涉及开挖、支护、降水、结构浇筑等多个工序，其施工环境具有隐蔽性强、空间受限、地质条件多变等特点。常见挑战包括：

• 地质不确定性：岩土体性质复杂，软弱夹层、断层、地下水丰富等因素易引发塌方、涌水等事故。
• 施工风险高：作业面狭小、通风困难、粉尘和有害气体积聚，易造成人员伤亡或设备损坏。
• 工期压力大：城市核心区施工常受交通、环保、居民投诉等限制，进度难以按计划推进。
• 协同难度高：设计、施工、监理、监测多方信息不畅，容易导致决策滞后或误判。

二、地下工程施工前的准备工作

科学合理的前期策划是地下工程成功的基础。主要包括以下内容：

1. 地质勘察与风险评估

必须进行详尽的地质勘探，包括钻探、物探、原位测试等手段，获取准确的地层分布、地下水位、岩土力学参数。同时开展风险辨识与等级划分，识别潜在隐患点（如暗河、溶洞、邻近建筑物沉降敏感区），制定针对性应急预案。

2. 施工组织设计优化

根据项目特点编制专项施工方案，明确分段开挖顺序、支护形式（如喷锚、钢支撑、冻结法）、降水措施、出土路线、临时设施布置等内容。采用BIM技术进行三维模拟，提前发现冲突点，优化资源配置。

3. 安全与环保预案制定

制定详细的安全生产责任制、应急预案（火灾、坍塌、中毒等）、环境保护措施（噪声控制、扬尘治理、污水排放），并组织全员培训演练，确保应急响应能力。

三、施工过程中的动态管理与质量控制

1. 实时监测与预警机制

建立覆盖围岩变形、地表沉降、地下水位、结构应力等多维度的智能监测系统。利用物联网传感器+边缘计算+云平台，实现数据自动采集、异常报警、趋势预测。例如，在盾构施工中，通过刀盘扭矩、推力、姿态偏差实时反馈调整掘进参数，防止“卡机”或“超挖”。

2. 质量标准化管控

严格执行《地下防水工程质量验收规范》《建筑基坑支护技术规程》等行业标准。对钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑、防水卷材铺设等关键工序实行样板引路制度，并设置专职质检员旁站监督，确保每一道工序符合设计要求。

3. 材料与设备精细化管理

严格把控进场材料质量（如水泥、钢筋、防水材料），实行“批次检验+见证取样”制度；机械设备实行定人定岗、定期保养，避免因故障停机影响整体进度。

四、安全管理体系建设与落实

地下施工安全事故频发的主要原因在于人为因素与管理漏洞。因此，必须构建“人防+技防+制防”三位一体的安全管理体系：

1. 人员培训与行为规范

新员工上岗前须接受不少于72小时的安全教育，特殊工种持证上岗（如电工、焊工、爆破工）。每日班前会强调当日风险点，强化安全意识。严禁违章指挥、违规作业。

2. 现场安全防护标准化

设置硬质封闭围挡、警示标识、逃生通道、应急照明；高处作业配备安全带、防坠器；有限空间作业实行“先检测、再通风、后作业”流程，杜绝盲目施救。

3. 安全责任追溯机制

推行“谁主管、谁负责”原则，建立岗位安全责任清单，使用二维码扫码记录隐患整改情况，形成闭环管理。对重大事故责任人依法追责，倒逼企业重视安全管理。

五、技术创新驱动高质量发展

传统施工方式已难以满足现代地下工程对精度、效率和环保的要求。近年来，多项新技术正逐步应用于实际项目：

1. 盾构/TBM智能化施工

采用激光导向、自动纠偏系统、远程监控平台，提升掘进精度至毫米级；AI算法辅助分析刀具磨损状态，减少非计划停机时间。

2. BIM+GIS融合应用

将BIM模型与地理信息系统（GIS）结合，实现地下管线、周边建筑、地形地貌的可视化展示，辅助选址、避让与施工模拟，提高决策科学性。

3. 数字孪生与智慧工地

搭建数字孪生平台，实时映射施工现场状态，支持远程调度、资源调配、能耗分析等功能，推动工地向“无人化”“少人化”转型。

六、信息化与数字化管理赋能决策

面对地下工程数据庞杂、信息孤岛严重的问题，必须借助信息化工具打通各环节壁垒：

1. 项目管理平台集成化

统一部署ERP、项目管理系统（PMS）、质量管理平台、视频监控系统，实现进度、成本、质量、安全数据集中展示，便于管理层快速掌握全局态势。

2. 移动端APP辅助现场作业

开发适用于手机和平板的应用程序，工人可通过APP打卡、上报隐患、查看图纸、接收任务指令，提升执行效率，减少纸质文件流转。

3. 大数据分析支持预测性维护

基于历史项目数据，建立施工风险预测模型，识别高危工序、易损设备、高频事故类型，提前干预，降低事故发生率。

七、案例分享：某市地铁隧道工程的成功实践

以某省会城市地铁5号线某区间为例，该段穿越富水砂层且临近既有运营线路，施工难度极大。项目团队采取以下措施：

• 采用冷冻法加固+盾构机掘进，有效控制地面沉降（控制在3mm以内）；
• 布设30余套自动化监测设备，实时上传数据至云端平台；
• 实施“红黄绿灯”分级管理制度，每日通报安全隐患整改情况；
• 引入无人机巡检辅助人工巡查，提升效率40%以上；
• 最终实现零事故、零投诉、按期交付目标。

八、结语：迈向绿色、智能、精益的地下施工新时代

地下工程施工施工与管理不仅是技术活，更是系统工程。未来的发展方向应聚焦于三大趋势：一是绿色建造——推广装配式构件、低碳材料、节能设备，减少碳排放；二是智能建造——深化AI、大数据、机器人在施工中的应用，提升自动化水平；三是精益管理——通过PDCA循环持续改进流程，实现质量、安全、效率、成本的最优平衡。只有坚持“以人为本、科技赋能、精细管控”，才能真正实现地下工程的安全高效建设，助力城市高质量发展。