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目錄
一.概述
二.地鐵施工中的安全風險管理與主要風險
三.地鐵施工安全事故的影響及特點
四.地鐵工程施工現場安全管理
五.地鐵施工安全的管理措施
六.地鐵施工現場安全生產共性及個性問題
七.地鐵施工安全事故案例
八.相關管理文件交流
(一)地鐵工程的特點及常用施工方法
1、地鐵工程的特點
(1)、工程地質環境複雜。地鐵工程技術複雜,環境複雜;(2)、控制標準嚴格。區間隧道採用淺埋暗挖法和盾構法修建,大部分在城市幹道下或構築物下修建,且穿越河流、鐵路及多種地下管線等;(3)、防水標準高。地鐵工程結構防水涉及工程使用壽命及運營安全,地鐵工程交付運營後,一旦發生滲漏水,後果十分嚴重;(4)、工程協調量大。地鐵涉及專業多,項目多,環節多,接口多,對於土建工程施工階段要與設備安裝等環節密切配合,預埋好各種管線及預埋件,預留好孔洞,組織協調難度大。
2、地鐵工程常用的施工方法
根據開挖方式的不同,地下工程有不同的施工方法。施工方法主要根據施工範圍內的工程地質和水文地質勘探資料、工程埋置深度、結構形狀和規模、使用功能、工程要求、周邊環境及交通等情況進行技術、經濟綜合比較後確定。目前,我國地鐵工程採用的施工方法主要包括:明(蓋)挖法、暗挖法、盾構法、常用輔助工法(降水(和回灌)、注漿、高壓旋噴或攪拌樁加固、大管棚加固、冷卻法)。
明挖法是指挖開地面,由上向下開挖土石方至設計標高後,自基底由下向上順作施工,完成隧道主體結構,最後回填基坑或恢復地面的施工方法。淺埋地鐵車站和區間隧道經常採用明挖法,明挖法施工屬於深基坑工程技術。由於地鐵工程一般位於建築物密集的城區,因此深基坑工程的主要技術難點在於對基坑周圍原狀十的保護,防止地表沉降,減少對既有建築物的影響。明挖法的優點是施工技術簡單、快速、經濟,常被作為首選方案。但其缺點也是明顯的,如阻斷交通時間較長,噪聲與震動等對環境的影響。
明挖法施工程序一般可以分為4大步:圍護結構施工內部土方開挖工程結構施工管線恢復及覆土。
蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度後,將頂部封閉,其餘的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構可以順作,也可以逆作。
蓋挖順作法是在地表作業完成擋土結構後,以定型的預製標準覆蕭結構(包括縱、橫樑和路面板)置於擋土結構上維持交通,往下反覆進行開挖和加設橫撐,直至設計標高。依序由下而上,施工主體結構和防水措施,回填土並恢復管線路或埋設新的管線路。最後,視需要拆除擋上結構外露部分並恢復道路。
蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護結構和中間樁柱,和蓋挖順作法一樣,基坑維護結構多採用地下連續牆或帷幕樁,中間支撐多利用主體結構本身的中間立柱以降低工程造價。隨後即可開挖表層土體至主體結構頂板地面標高,利用未開挖的土體作為土模澆築頂板。頂板可以作為一道強有力的橫撐,以防止維護結構向基坑內變形,待回填土後將 道路復原,恢復交通。
蓋挖半逆作法與逆作法的區別僅在於頂板完成及恢復路面後,向下挖土至設計標高後先澆築底板,再依次向上逐層澆築側牆、樓板。在半逆作法施工中,一般都必須設置橫撐並施加預應力。
暗挖法是在特定條件下,不挖開地面,全部在地下進行開挖和修築襯砌結構的隧道施工力一法。暗挖法主要包括:鑽爆法、盾構法、掘進機法、淺埋暗挖法、頂管法、沉管法等。其中尤以淺埋暗挖法和盾構法應用較為廣泛。
淺埋暗挖法即鬆散地層的新奧法施工,新奧法是充分利用圍岩的自承能力和開挖面的空間約束作用,採用錨杆和噴射混凝土為主要支護手段,對圍岩進行加固,約束圍岩的鬆弛和變形,並通過對圍岩和支護的量測、監控,指導地下工程的設計施工。淺埋暗挖法的施工技術特點:圍岩變形波及地表;要求剛性支護或地層改良;通過試驗段來指導設計和施工。淺埋暗挖法施工隧道時,應根據工程特點、圍岩情況、環境要求以及施工單位的自身條件等,選擇適宜的開挖方法及掘進方式。施工中區間隧道常用的開挖方法是台階法、CRD工法、眼鏡工法等;城市地鐵車站、地下停車場等多跨隧道多採用柱洞法測洞法或中洞法等工法施工。
盾構法:修建地鐵隨道盾構法施工是以盾構這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構(shield )是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。按盾構斷面形狀不同可將其分為:圓形、拱形、矩形、馬蹄形4種。按開挖方式不同可將盾構分為:手工挖掘式、半機械挖掘式和機械挖掘式3種;按盾構前部構造不同可將盾構分為:敞胸式和閉胸式2種;按排除地下水與穩定開挖面的方式不同可將盾構分為:人工井點降水、泥水加壓、土壓平衡式,局部氣壓盾構,全氣壓盾構等。
沉管法是將隧道管段分段預製,分段兩端設臨時止水頭部,然後浮運至隧道軸線處,沉放在預先挖好的地槽內,完成管段間的水下連接,移去臨時止水頭部,回填基槽保護沉管,鋪設隧道內部設施,從而形成一個完整的水下通道。沉管隧道施工主要工序:管節預製基槽開挖管段浮運和沉放對接作業內部裝飾。
頂管法施工是一種地下管道施工方法,它不需要開挖面層,並且能夠穿越公路、鐵道、地面建築物以及地下管線等。它最早其始於1986年美國的北太平洋鐵路鋪設工程施工中。我國頂管施工據了解始於1953年的北京,後來上海也在1956年開始頂管試驗。
按照事故類型劃分,城市地鐵施工中常見的安全質量風險包括如下幾個方面:
1.坍塌
2.垮塌
3.滲漏
4.沉降
5.洪災水災
6.機械傷害
7.火災
8.高空墜落、觸電、車輛傷害
9.其它(地質)災害
這些風險可以單獨存在或者相互關聯,可以單獨產生質量事故,有些風險亦可直接釀成安全生產事故。
1.坍塌
(1)定義:坍塌是指開挖面塌落造成傷害的現象,多指事故。
(2)存在的主要作業環節或工序:坍塌常發生在基坑土方開挖、礦山法隧道開挖、盾構法掘進等作業環節。
(3)誘發因素:在工程開挖過程中,因操作不當、地質情況突變、暴露時間過長、支護措施不及時等可能造成開挖面坍塌。
(4)造成的影響:開挖面坍塌以及引起的地面塌陷等,其造成的工程本身的損失並不大,但如在敏感位置施工,則可能造成的第三者責任風險較高。如洞內坍塌引起地面建築物倒塌,人員、車輛陷落,管線破壞從而造成燃氣泄露,自來水或污水湧入等。
2.垮塌
(1)定義:指深基坑工程的支撐脫落,模板工程的支撐體系失穩造成的倒塌。
(2)存在的主要作業環節或工序:深基坑開挖過程、(車站或高架橋)高大模板支撐體系。
(3)誘發因素:支撐受到外力撞擊、圍護結構入土深度不足、圍檁安裝不牢固、支撐體系驗算考慮的荷載不足、不按方案施工等。
(4)造成的影響:城市地鐵車站及地面線高架橋施工中,基本都會涉及高大模板工程,模板支撐體系失穩垮塌事故時有發生。深基坑及高大模板工程除非不發生事故,一旦發生事故便是大事故,是群死群傷,影響面較大,後果較嚴重的事故。
3滲漏
(1)定義:指地鐵車站及出入口、區間、聯絡通道等出現的滲水、流水現象。
(2)存在的主要作業環節或工序:地鐵工程滲漏水是較常見的一種工程缺陷,尤其是南方多雨及地下水位較高的地區。出現的作業環節主要有「三縫」(變形縫、施工縫、誘導縫)、穿牆管周圍、開裂滲漏(包括盾構管片破損)等。
(3)誘發因素:滲漏不僅與地下工程周邊水文地質環境、結構埋深、防水設計方案、防水材料等有關,還與圍護結構防水效果、結構混凝土性能、施工工藝(細部處理)等有關。
(4)造成的影響:滲漏水在一般情況下屬質量缺陷,但治理難度大、費用高,且在滲漏嚴重時也可能引發安全事故,如隧道滲漏水引起電氣設備短路從而引發安全事故。
4.沉降
(1)定義:此處指不均勻沉降,也叫差異沉降。一般是指同一結構體中,相鄰的兩個基礎沉降量的差值。如果差異沉降過大,就會使相應的上部結構產生額外應力;當超過一定限度時,將會產生裂縫、傾斜甚至破壞。
(2)存在的主要作業環節或工序:伴隨開挖過程均會出現沉降,較易出現不均勻沉降事故的作業環節包括深基坑施工,盾構及礦山法隧道施工,尤其是在地下水豐富且大量流失的情況下。
(3)誘發因素:地層應力釋放、地下水流失、開挖方式掌子面失穩、盾構出渣過量等。
(4)造成的影響:不均勻沉降會造成坍塌等一系列安全質量事故,甚至導致人員傷亡、設備損壞、建築物開裂、傾斜、地下管線斷裂等,影響居民正常生活,造成糾紛。進而影響工程進度、增加費用。事故的多發性和後果的嚴重性,使沉降事故成為地鐵施工中的重大風險因素。
5.洪災水災
(1)定義:指施工期間基坑、隧道被洪水或河流、雨、污水淹沒或浸泡的災害。
(2)存在的主要作業環節或工序:汛期施工、隧道過河及雨污水管線施工。
(3)誘發因素:極端天氣、穿越河流時出現坍塌、過大的沉降導致的雨污水管破壞、機械開挖導致的雨污水管破壞。
(4)造成的影響:大量水流湧入基坑可能造成基坑支撐體系破壞,造成坍塌等二次事故,湧入隧道則可能造成盾構機等大型設備受淹損壞,經濟損失極大,或在通車前發生水災,可能使多個區間受災,造成裝修返工、電氣設備損毀等嚴重後果。
6.機械傷害
(1)定義:地鐵施工中的機械運動打擊、傾覆和杆件擠壓對施工人員和第三方造成的傷害。
(2)存在的主要作業環節或工序:基坑施工中的挖掘機、塔吊、汽車吊、龍門吊,加固工程中的高壓噴射機等。
(3)誘發因素:場地狹窄、夜間施工可視條件差、機械維護保養不及時、地基處理滿足荷載要求、機械設備操作經驗欠缺、操作失誤等。
(4)造成的影響:機械傷害事故是建築行業第四大職業傷害事故(前三位是高處墜落、電擊、機動車輛傷害),其發生機率較大,對人的直接傷害大;有的機械事故還可能造成第三方傷害,如汽車吊的傾覆可能造成施工場地外的人員、車輛受損,社會影響較大。
7.火災
(1)定義:指施工現場意外發生的燃燒並造成人員財產損失的事故。
(2)存在的主要作業環節或工序:電焊作業、防水層施工、民工宿舍、裝修過程。
(3)誘發因素:材料耐火等級不達標、電器質量不合格、宿舍私拉亂接電線、可燃物管理不到位、電氣設備老化、使用明火不當、抽煙等。
(4)造成的影響:地鐵施工現場一般都設有辦公區、生活區、構件加工區、材料存放區以及臨時用電設備和正在施工中的站房等構築物。由於工地房屋大多是易燃建築,而且用火用電較多,加之受施工場地條件所限和在施工過程中出現的臨時需要,布局也不盡合理,火災危險性大,一旦發生火災,疏散難度大,易造成多人傷亡和大量財產損失。
8.高空墜落、觸電、車輛傷害
(1)定義:人從高處墜落的事故,稱為高處墜落事故,物體從高處墜落砸著下面的人事故,稱為物體打擊事故,觸電是指電流通過人體內部,使肌肉非自主地發生痙攣性收縮造成的傷害(分為兩相觸電、單相觸電、跑步電壓觸電)。它們是建築企業的三大職業傷害事故,地鐵施工中發生的機率較高。
(2)存在的主要作業環節或工序:高處作業、臨邊作業、交叉作業、潮濕場所作業、場內及場外運輸作業、管片安裝等。
(3)誘發因素:未防護或防護不當、對電的特性不了解、違章操作、未採用TN-S接零保護系統、機車防溜車裝置失靈等。
(4)造成的影響:這些事故均能對人體造成嚴重傷害,並可能危及生命。
9.其它災害
(1)範圍:包括特殊地質災害、有毒氣體傷害(盾構開倉)、管線破壞災害等。
(2)存在的主要作業環節或工序:盾構掘進、開倉、地質補勘、加固等。
(3)誘發因素:特殊的地質結構、管線調查不全面、填土厚度較大、地下障礙物。
(4)造成的影響:地質災害可能引起涌水、涌砂、不均勻沉降、盾構機刀盤或輸送機卡死等事故,有毒氣體可能人員中毒、爆炸等事故,管線破壞可能引起燃氣爆燃、局部水災、停電、通訊中斷等事故,社會影響面較大。
(一) 一般規定
(二) 安全教育
(三) 安全檢查
(四) 施工方案
(五) 安全防護
(六) 應急預案
(七) 施工現場
(八) 生活區域
(九) 消防與治安管理
(十) 安全管理控制重點
樓梯口防護前
臨邊安全作業的防護
預留洞口防護前
洞口安全作業的防護
基坑臨邊安全作業防護
高處作業安全防護
攀登作業安全防護
操作平台安全防護
操作平台安全防護
常見事故隱患:
防護隔離未能完全封閉, 隔離網未設置不合規
作業現場開挖後鋼支撐未及時施作
鋼支撐未設置 防脫鋼絲繩
頂托伸出過長 易發生傾覆
一個開關箱控制兩台設備
二級配電箱接線端併線
箱體與箱門連接未採用軟編織銅線