地铁建设工程施工安全管理讲解280页PPT(案例分析)

2019-12-02   建筑界一哥

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目录

一.概述

二.地铁施工中的安全风险管理与主要风险

三.地铁施工安全事故的影响及特点

四.地铁工程施工现场安全管理

五.地铁施工安全的管理措施

六.地铁施工现场安全生产共性及个性问题

七.地铁施工安全事故案例

八.相关管理文件交流

(一)地铁工程的特点及常用施工方法

1、地铁工程的特点

(1)、工程地质环境复杂。地铁工程技术复杂,环境复杂;(2)、控制标准严格。区间隧道采用浅埋暗挖法和盾构法修建,大部分在城市干道下或构筑物下修建,且穿越河流、铁路及多种地下管线等;(3)、防水标准高。地铁工程结构防水涉及工程使用寿命及运营安全,地铁工程交付运营后,一旦发生渗漏水,后果十分严重;(4)、工程协调量大。地铁涉及专业多,项目多,环节多,接口多,对于土建工程施工阶段要与设备安装等环节密切配合,预埋好各种管线及预埋件,预留好孔洞,组织协调难度大。

2、地铁工程常用的施工方法

根据开挖方式的不同,地下工程有不同的施工方法。施工方法主要根据施工范围内的工程地质和水文地质勘探资料、工程埋置深度、结构形状和规模、使用功能、工程要求、周边环境及交通等情况进行技术、经济综合比较后确定。目前,我国地铁工程采用的施工方法主要包括:明(盖)挖法、暗挖法、盾构法、常用辅助工法(降水(和回灌)、注浆、高压旋喷或搅拌桩加固、大管棚加固、冷却法)。

明挖法是指挖开地面,由上向下开挖土石方至设计标高后,自基底由下向上顺作施工,完成隧道主体结构,最后回填基坑或恢复地面的施工方法。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法,明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区,因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护,防止地表沉降,减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济,常被作为首选方案。但其缺点也是明显的,如阻断交通时间较长,噪声与震动等对环境的影响。

明挖法施工程序一般可以分为4大步:围护结构施工内部土方开挖工程结构施工管线恢复及覆土。

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作,也可以逆作。

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上,施工主体结构和防水措施,回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后,视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。

盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,和盖挖顺作法一样,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将 道路复原,恢复交通。

盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力。

暗挖法是在特定条件下,不挖开地面,全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工力一法。暗挖法主要包括:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。

浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工,新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法的施工技术特点:围岩变形波及地表;要求刚性支护或地层改良;通过试验段来指导设计和施工。浅埋暗挖法施工隧道时,应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等,选择适宜的开挖方法及掘进方式。施工中区间隧道常用的开挖方法是台阶法、CRD工法、眼镜工法等;城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法测洞法或中洞法等工法施工。

盾构法:修建地铁随道盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。按盾构断面形状不同可将其分为:圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种;按盾构前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式2种;按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压、土压平衡式,局部气压盾构,全气压盾构等。

沉管法是将隧道管段分段预制,分段两端设临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。沉管隧道施工主要工序:管节预制基槽开挖管段浮运和沉放对接作业内部装饰。

顶管法施工是一种地下管道施工方法,它不需要开挖面层,并且能够穿越公路、铁道、地面建筑物以及地下管线等。它最早其始于1986年美国的北太平洋铁路铺设工程施工中。我国顶管施工据了解始于1953年的北京,后来上海也在1956年开始顶管试验。


按照事故类型划分,城市地铁施工中常见的安全质量风险包括如下几个方面:

1.坍塌

2.垮塌

3.渗漏

4.沉降

5.洪灾水灾

6.机械伤害

7.火灾

8.高空坠落、触电、车辆伤害

9.其它(地质)灾害

这些风险可以单独存在或者相互关联,可以单独产生质量事故,有些风险亦可直接酿成安全生产事故。

1.坍塌

(1)定义:坍塌是指开挖面塌落造成伤害的现象,多指事故。

(2)存在的主要作业环节或工序:坍塌常发生在基坑土方开挖、矿山法隧道开挖、盾构法掘进等作业环节。

(3)诱发因素:在工程开挖过程中,因操作不当、地质情况突变、暴露时间过长、支护措施不及时等可能造成开挖面坍塌。

(4)造成的影响:开挖面坍塌以及引起的地面塌陷等,其造成的工程本身的损失并不大,但如在敏感位置施工,则可能造成的第三者责任风险较高。如洞内坍塌引起地面建筑物倒塌,人员、车辆陷落,管线破坏从而造成燃气泄露,自来水或污水涌入等。


2.垮塌

(1)定义:指深基坑工程的支撑脱落,模板工程的支撑体系失稳造成的倒塌。

(2)存在的主要作业环节或工序:深基坑开挖过程、(车站或高架桥)高大模板支撑体系。

(3)诱发因素:支撑受到外力撞击、围护结构入土深度不足、围檩安装不牢固、支撑体系验算考虑的荷载不足、不按方案施工等。

(4)造成的影响:城市地铁车站及地面线高架桥施工中,基本都会涉及高大模板工程,模板支撑体系失稳垮塌事故时有发生。深基坑及高大模板工程除非不发生事故,一旦发生事故便是大事故,是群死群伤,影响面较大,后果较严重的事故。


3渗漏

(1)定义:指地铁车站及出入口、区间、联络通道等出现的渗水、流水现象。

(2)存在的主要作业环节或工序:地铁工程渗漏水是较常见的一种工程缺陷,尤其是南方多雨及地下水位较高的地区。出现的作业环节主要有“三缝”(变形缝、施工缝、诱导缝)、穿墙管周围、开裂渗漏(包括盾构管片破损)等。

(3)诱发因素:渗漏不仅与地下工程周边水文地质环境、结构埋深、防水设计方案、防水材料等有关,还与围护结构防水效果、结构混凝土性能、施工工艺(细部处理)等有关。

(4)造成的影响:渗漏水在一般情况下属质量缺陷,但治理难度大、费用高,且在渗漏严重时也可能引发安全事故,如隧道渗漏水引起电气设备短路从而引发安全事故。

4.沉降

(1)定义:此处指不均匀沉降,也叫差异沉降。一般是指同一结构体中,相邻的两个基础沉降量的差值。如果差异沉降过大,就会使相应的上部结构产生额外应力;当超过一定限度时,将会产生裂缝、倾斜甚至破坏。

(2)存在的主要作业环节或工序:伴随开挖过程均会出现沉降,较易出现不均匀沉降事故的作业环节包括深基坑施工,盾构及矿山法隧道施工,尤其是在地下水丰富且大量流失的情况下。

(3)诱发因素:地层应力释放、地下水流失、开挖方式掌子面失稳、盾构出渣过量等。

(4)造成的影响:不均匀沉降会造成坍塌等一系列安全质量事故,甚至导致人员伤亡、设备损坏、建筑物开裂、倾斜、地下管线断裂等,影响居民正常生活,造成纠纷。进而影响工程进度、增加费用。事故的多发性和后果的严重性,使沉降事故成为地铁施工中的重大风险因素。

5.洪灾水灾

(1)定义:指施工期间基坑、隧道被洪水或河流、雨、污水淹没或浸泡的灾害。

(2)存在的主要作业环节或工序:汛期施工、隧道过河及雨污水管线施工。

(3)诱发因素:极端天气、穿越河流时出现坍塌、过大的沉降导致的雨污水管破坏、机械开挖导致的雨污水管破坏。

(4)造成的影响:大量水流涌入基坑可能造成基坑支撑体系破坏,造成坍塌等二次事故,涌入隧道则可能造成盾构机等大型设备受淹损坏,经济损失极大,或在通车前发生水灾,可能使多个区间受灾,造成装修返工、电气设备损毁等严重后果。

6.机械伤害

(1)定义:地铁施工中的机械运动打击、倾覆和杆件挤压对施工人员和第三方造成的伤害。

(2)存在的主要作业环节或工序:基坑施工中的挖掘机、塔吊、汽车吊、龙门吊,加固工程中的高压喷射机等。

(3)诱发因素:场地狭窄、夜间施工可视条件差、机械维护保养不及时、地基处理满足荷载要求、机械设备操作经验欠缺、操作失误等。

(4)造成的影响:机械伤害事故是建筑行业第四大职业伤害事故(前三位是高处坠落、电击、机动车辆伤害),其发生机率较大,对人的直接伤害大;有的机械事故还可能造成第三方伤害,如汽车吊的倾覆可能造成施工场地外的人员、车辆受损,社会影响较大。

7.火灾

(1)定义:指施工现场意外发生的燃烧并造成人员财产损失的事故。

(2)存在的主要作业环节或工序:电焊作业、防水层施工、民工宿舍、装修过程。

(3)诱发因素:材料耐火等级不达标、电器质量不合格、宿舍私拉乱接电线、可燃物管理不到位、电气设备老化、使用明火不当、抽烟等。

(4)造成的影响:地铁施工现场一般都设有办公区、生活区、构件加工区、材料存放区以及临时用电设备和正在施工中的站房等构筑物。由于工地房屋大多是易燃建筑,而且用火用电较多,加之受施工场地条件所限和在施工过程中出现的临时需要,布局也不尽合理,火灾危险性大,一旦发生火灾,疏散难度大,易造成多人伤亡和大量财产损失。

8.高空坠落、触电、车辆伤害

(1)定义:人从高处坠落的事故,称为高处坠落事故,物体从高处坠落砸着下面的人事故,称为物体打击事故,触电是指电流通过人体内部,使肌肉非自主地发生痉挛性收缩造成的伤害(分为两相触电、单相触电、跑步电压触电)。它们是建筑企业的三大职业伤害事故,地铁施工中发生的机率较高。

(2)存在的主要作业环节或工序:高处作业、临边作业、交叉作业、潮湿场所作业、场内及场外运输作业、管片安装等。

(3)诱发因素:未防护或防护不当、对电的特性不了解、违章操作、未采用TN-S接零保护系统、机车防溜车装置失灵等。

(4)造成的影响:这些事故均能对人体造成严重伤害,并可能危及生命。

9.其它灾害

(1)范围:包括特殊地质灾害、有毒气体伤害(盾构开仓)、管线破坏灾害等。

(2)存在的主要作业环节或工序:盾构掘进、开仓、地质补勘、加固等。

(3)诱发因素:特殊的地质结构、管线调查不全面、填土厚度较大、地下障碍物。

(4)造成的影响:地质灾害可能引起涌水、涌砂、不均匀沉降、盾构机刀盘或输送机卡死等事故,有毒气体可能人员中毒、爆炸等事故,管线破坏可能引起燃气爆燃、局部水灾、停电、通讯中断等事故,社会影响面较大。

五、地铁工程施工现场安全管理

(一) 一般规定

(二) 安全教育

(三) 安全检查

(四) 施工方案

(五) 安全防护

(六) 应急预案

(七) 施工现场

(八) 生活区域

(九) 消防与治安管理

(十) 安全管理控制重点

楼梯口防护前


临边安全作业的防护


预留洞口防护前


洞口安全作业的防护


基坑临边安全作业防护


高处作业安全防护


攀登作业安全防护


操作平台安全防护


操作平台安全防护

常见事故隐患:

防护隔离未能完全封闭, 隔离网未设置不合规


作业现场开挖后钢支撑未及时施作


钢支撑未设置 防脱钢丝绳


顶托伸出过长 易发生倾覆


一个开关箱控制两台设备


二级配电箱接线端并线


箱体与箱门连接未采用软编织铜线