影响地铁施工的安全因素与策略探讨.doc

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资源描述

1、影响地铁施工的安全因素与策略探讨摘要:城市地铁建设作为优化交通发展的基础设施,在施工中对于各类安全事故的有效防范一直是施工管理的重点。本文结合新建地铁施工特点,就诱发事故的主要原因进行资料分析和整理,并对其提出相应的防治对策和思路,以推动我国城市地铁施工安全控制和风险管理水平。关键词:城市地铁 安全事故 原因 机理 防治对策 中图分类号:U231+3 文献标识码:A 城市地铁建设是一项高风险性工程,对于建设中的不确定性因素的影响,给地铁施工进程提出了更多的工程技术挑战,特别是新建隧道在施工中受到临近地下、地上基础设施及建筑物的影响时,更需要从多种因素、全方位的分析中来确保施工安全。本文通过深入

2、分析地铁施工建设中的各类安全事故,从中来汲取深刻的教训,并从新建地铁工程建设上对制约安全的各类事故进行分类,以揭示出事故机理,并提出相应的应对策略和管理措施。 1 对于地铁施工建设中事故机理的分析 对于城市地铁工程施工建设中的安全事故,既有外部因素又有内在因素,从客观上来看,由于地质水文等条件的复杂性,以及工程结构自身的复杂性等因素,从主观因素来看,对于施工方案的可行性或决策分析缺乏全面的调查,以及操作技术水平的不足等,从而诱发事故。基于此,对引发安全施工事故的因素大致分为五类:即地层失稳问题、不良地质体因素、地下管线原因、以及施工管理不到位。 1.1 因地层变形而诱发的坍塌事故分析 顶层形变

3、以及围岩失稳是构成地铁工程施工危险的主要诱因,特别是在隧道施工中,对于因地层扰动或失水而诱发地层颗粒间结构的失稳,从而导致地层形变或破坏,达到一定程度后,给地铁工程施工结构带来破坏,从而伴生灾害。细化地层过量变形的原因主要有:一是地层自身结构的因素,如地质松散、强度弱,不均匀性,以及开挖过程中对原有脆弱地层的影响等;二是对含水层开挖施工造成失水,从而引起地层沉降;三是施工中对于引起的各类土体颗粒流失,从而使得上覆地层发生整体沉降;四是对于地层沉降控制施工效果不达标,诱发地层沉降过大等。为此,对于以上各类诱因来说,如果在施工控制和支护结构作业时,难以有效的确保地层结构变形,必然会加剧地层沉降的规

4、模和速度,从而诱发更大的坍塌事故。如对于以砂卵石为主要结构的地层来说,因其松散性和颗粒的不均匀性,粘聚力不强,更有可能诱发隧道围岩的稳定性,从而导致上覆地层结构的坍塌或沉陷。 1.2 不良地质体诱发的施工事故分析 地质条件的好坏是关系到地铁工程施工安全的重要因素之一,特别是对于地质空洞、暗河、水囊、以及其他不良地质而诱发的地质体灾害,都给地铁工程施工带来安全隐患。对于地质空洞的原因分析来看,主要有一是地层本身就是防空洞或者其他废弃的管道,在实施回填时未进行密实处理;二是由于附件管网渗漏引起的对周围岩层,特别是砂层的长期冲刷而致空洞;三是在施工中对地下工程土体回填密实处理不达标而致空洞;四是地层

5、自身因砂质层受到的外界扰动而形成空洞。针对空洞地质体对地铁施工的影响,结合不同的作用机理分别给予相应的处理,如对于地铁隧道周边单一空洞的影响时,要结合工程施工规模,对其影响进行有效回填土方并作密实处理;对于隧道较近的空洞,多与地层扰动有关,特别是隧道施工中对其稳定性的影响,从而诱发地层变形增大导致风险发生;对于地层中出现的空洞群来说,很容易因施工扰动而形成大型空洞,给施工带来严重的后果;对施工中因管线渗漏等诱发的管网附近空洞,长久发展必然会给管网的安全,以及地铁围岩的稳定性带来威胁。另外,对于地层下的水囊,从形成机理来看,一种是由于地层富水层的长期积存所致,另一种是与地层空洞相关,特别是在地下

6、管网汇集出,地下水汇集处,以及地表降水入渗处等区域,很容易给地铁工程施工带来涌水或坍塌危害。 1.3 对于施工作业诱发的管线破坏事故分析 地下管线是城市地铁施工中最主要的施工因素之一,特别是在地铁车站结构施工中,对于分布复杂、交错密集的地下管网,很容易造成施工中对管线的破坏,从而诱发施工安全事故。如对管线位置的判定不准确、对管线自身的资料缺乏准确的调查,对现行管线的保护措施存在缺陷,甚至是盲目施工给地下管线造成的破坏,再加上部分管线因年久而发生的洇渗问题等,都给地层稳定性和密实性带来危害。为此,在地铁施工中对管线的安全控制是施工中重点和难点,特别是对于历史较久的管网,因其力学性能及周围环境的侵

7、蚀严重,其管线接头的渗漏很容易被地层扰动所影响,从而加剧管线的老化和破裂危险。 1.4 地铁施工工程管理不到位诱发事故分析 与其他工程项目相比,地铁工程施工面临更多的组织、管理、决策分析问题,特别是施工管理中的监管问题,管理人员的经验不足,以及项目施工人员的侥幸心理,都可能给地铁施工带来深重的灾难性事故。再加上地铁施工建设人员众多,施工设备及技术水平存在一定的差异性,对施工人员的管理难度也是地铁施工建设中常见的问题。高风险的地质条件和复杂多变的城市环境,进一步加剧了危险因素。因此,对于城市地铁施工安全事故的判定和有效预防,需要从多个方面来进行综合分析和全面掌握,最大化的减少施工风险。 2 强化

8、地铁工程施工事故防治对策 安全是地铁施工的生命线,对地铁施工安全事故机理的分析,为我们开展相应的安全防治工作提供了技术保障。 2.1 加大对地层变形的防控措施 地铁工程施工勘察工作是贯穿地铁施工的重要内容,特别是对工程地质、水文条件的详细勘测,对施工阶段各环节围岩稳定性的准确判断,以及加大对周边支护措施的防范,特别是对于施工中施工工艺和施工方法的选择上,需要综合分析地质、地形、地层条件,来制定完善的现场施工安全防护措施,以提升隧道施工安全。如加大对地层变形控制,对于地表沉降标准控制,结合地铁暗挖车站和区间的沉降要求进行调整,以满足施工及周边环境的要求;对地层变形模式的控制上,结合不哦它能够地层

9、条件和施工方案来采取相应措施;对地表及深部地层变形,要加大对施工范围内各管线、地表建(构)筑物的变形监测和分析,真正规避和减轻地层变形对施工的影响。 2.2 对地下管线及受力机理进行分析和控制 在地铁隧道施工中,对地下管线受力机理的分析,主要是从土体的卸荷作用来分析对周边隧道地层的位移影响,进而诱发对地下管网的位移。隧道与管线之间的空间位置关系与其受力机理有很多关系,隧道与管线垂直,以及隧道与管线平行,都需要结合隧道施工管线沉降变形进行专门计算,通常情况下地下管线受到 3 种应力作用:即径向应力、环向应力和纵向压力。当隧道开挖对管线周围的土体产生扰动时,管线因纵向弯曲效应,而导致管线或承口拉裂

10、的危险;当管径较小且埋深较浅时,管基不均匀沉降所形成的纵向应力是主要因素,导致接口开裂;对于煤气管道及地下水管来说,因压力较大而对轴向水平变形十分敏感,很容易导致接头脱开而漏气漏水,严重时还容易导致接头或管道破裂,从而造成更大的施工危害。 2.3 从制度体系上积极有效的应对各类安全隐患 对施工范围内各地质体进行超前预报和分析,特别是对水体、空洞的分布,以及重点异常区的监测,加大对暗挖施工前地质结构上方空洞的处理,确保暗挖施工安全,对险情的及时疏导和控制,采取应急预案来最大化的降低安全事故损失。加强对地铁施工管理制度的完善和落实,特别是明确安全生产责任制,从现场管理和施工人员的岗位职责上树立安全

11、意识。强化对施工现场的整顿,尽可能减少或消除事故隐患,对施工机械设备进行定期检查和故障维护,提供机械的安全作业率。城市地铁建设安全风险管理体系,着重从岩土勘察和环境分析上、对临近周边建筑物的现状评估上、对工程专项施工工艺和方案的编制上、对工程施工风险管理专家决策上来最大化的规避各类风险,切实推动地铁施工安全效益目标的实现。 规范施工管理及提高现场施工技术。 3 结语 安全施工是一项系统工程,特别是对于新建地铁工程施工建设来说,更应该从典型施工事故中来总结经验,制定科学有效的控制措施。同时,加大工程施工管理,杜绝安全事故的发生,切实从管理、操作、措施上来科学防范施工事故。 参考文献: 1 卜璟.增强地铁工程质量监督实效性之对策J. 福建工程学院学报. 2010(S1) 2 李小浩,宋永发.CIM 模型在地铁施工安全风险评估中的应用J. 工程管理学报. 2010(05) 3 赵冬安.基于故障树法的地铁施工安全风险分析D. 华中科技大学 2011

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