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地铁土建施工安全管理与风险防范探究

发布时间:2021/2/7 8:53:48   阅读:

摘要:地铁工程建设中,需要在施工质量、成本控制、安全管理等方面做好统筹协调,其中安全管理必须摆在首要位置。本文首先概述了地铁工程安全风险管理的基本流程,随后以福州地铁工程为例,从施工环境、管线改迁、技术要求等方面,介绍了该工程建设的特点和难点。最后在结语中,从安全管理要点和风险防范措施两个角度,总结了福州地铁工程建设中安全风险管控的经验。

关键词:福州地铁;施工安全;风险评估;工程保险

近年来,我国城市轨道交通——地铁建设规模不断扩大。截至2019年,全国已经开通城轨交通的城市达到40个,运营总里程超过6700km。城市地铁工程具有跨度大、水文地质条件变化大、施工场地限定、施工动态变化大、管线迁改及交通导改难度大等特点,做好施工期间的安全管理工作有其必要性和紧迫性。根据相关的新闻报道,地铁施工中基坑坍塌、地面塌陷、管线断裂等事故频繁发生,这些事故的发生凸显了施工安全风险防范的重要性。因此树立全过程、精细化的风险防控和安全管理理念,构筑牢固的安全风险防范体系,切实保障施工安全。

1安全风险管理流程

1.1风险识别。超前识别安全风险是安全管理的首要步骤。地铁工程的施工现场存在较多的危险源,一旦危险源管控失效,安全事故的发生概率就会大大上升。工程建设中风险识别方法,主要分为定性分析法、定量分析法和综合分析方法。工程勘察与设计风险管理中一般采用定量风险分析法。工程施工风险管理中多数采用综合风险分析,即通过运用专家调查、工程类比分析、FTA(事故树)、风险矩阵、模糊综合评判等安全工程评价方法,定量地判断、识别安全风险。

1.2风险评估。风险评估的关键环节是确定衡量风险水平的指标,依据《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB50652-2011)中,工程建设风险等级标准划分,对各站点、区间地质风险、施工风险、环境风险进行评估,根据风险发生的可能性和风险损失,划定风险等级,并通过召开专家会对风险进行评估,并结合专家意见修改完善,形成风险评估报告。

1.3风险防控。风险防控是地铁工程安全管理的核心环节,要坚持“防范为主、控制为辅”的管理理念,要采取积极主动的前期干预措施来降低施工风险,利用工程保险转移施工风险,降低损害,但不得将工程保险作为唯一减轻或降低风险控制措施。

1.4风险总结。每季度进行一次风险防控小结,主要是探讨前一阶段积累的经验及存在问题,并以问题为导向,优化管控措施保证风险稳定受控。在整个地铁施工完工后编制安全风险管理总结报告,根据报告的分析与反馈,最终实现安全管理能力的全面提升。

2工程简介

2.1工程概况。5号线2标段位于福州市仓山区,金山站(不含)—帝封江站(不含),线路里程11.49km,共9站10区间,均为地下车站;本标段自北向南地下横穿浦上大道、建新北路、金洲北路、金洲南路、盘屿路、义序路、官洲路、三环快速路以及其他多条城市主要道路和繁华商圈,人流、车流密集,建筑物稠密,地下管线复杂。

2.2施工难点。2.2.1水文地质环境复杂。福州地铁工程5号线2标段沿线地质条件和施工环境复杂多样,对施工作业产生了不利的影响,并且增加了施工难度。工程地质方面,土层主要有填土层、硬黏性土层、淤泥质土和砂土层、卵石层、坡积土层、残积土层,岩层主要有全风化、散体状强风化、碎块状强风化、中风化、微风化岩层。气象特征及水文方面,沿线地表水主要为少量的沟渠和池塘,地下水主要包括上层滞水、孔隙水、松散岩类孔隙水、松散岩类承压水、残积层裂隙潜水、风化岩层裂隙潜水六大类。年平均降雨量1359.6mm,台风年均5.4次,平均风速和极大风均达12级。施工环境方面,线路穿越繁华的商业街、城市内河、鱼塘、居民区,建筑物密集、人口密度大;车站建设时需要占用部分地上空间,除了要设立围挡外,还要考虑交通导改、管线改迁(保护)、噪音、扬尘控制等安全管理,特别是靠近临街商铺、高大建筑物施工时,还必须考虑对建筑地基稳定性的影响及建筑物荷载对深基坑支护的影响。2.2.2管线改迁难度大。福州地铁5号线2标段地下管线种类较多、错综复杂,包含燃气、给水、排水、通信、电力、污水、雨水等,管线相互交错。一旦改迁过程中管线保护不到位,极易导致管线破裂、毁坏进而诱发爆炸、触电、基坑淹没、坍塌、大面积停电、停水等事故。因此,如何做好工程建设中各类既有管线的改移工作,关系到工程进度、安全、质量、成本、效益等重要因素。2.2.3施工技术难度高。福州地铁5号线2标段施工涉及深基坑工程、降水工程、模板工程、起重吊装及起重设备安拆工程等多项危大工程,涵盖了钻孔灌注桩、地下连续墙、搅拌桩、旋喷桩、SMW工法桩、钢管桩、格构柱、沉井施工等多项工艺、技术,专业性强、技术要求高、人员素质要求高、交叉作业多,给现场管理工作带来了巨大的挑战,如若管理失效,极易引发重特大安全事故。

3安全风险管理及防范措施

3.1施工现场安全管理及防范措施。福州地铁5号线2标段地铁车站多数在主干道上,因场地限制因素,施工前,科学、合理布置场地规划是管控好现场安全管理的前提。一是要结合施工组织安排在兼顾生产、生活设施及辅助设施的同时,还要考虑施工动态性的特点,尽量避免二次规划布置,并绘制好现场平面布置图。二是要推行标准先行、样板引路的施工理念,结合现场实际制订安全设施标准化方案、标准化管理程序和作业程序,并实施标准化验收制度。三是要积极推进“智慧工地”建设,将门禁管理、人员实名制管理、危大工程的实名制管理有机结合,将人员安全培训、安全交底、现场人员习惯性违章行为管控纳入智慧工地管理系统,充分发挥信息技术优势,支持现场安全管理的高效率开展。

3.2地铁车站、附属结构安全管理及防范措施。3.2.1基坑工程。基坑工程施工风险主要是坍塌和淹没,防止坍塌和淹没是基坑施工的主要任务。一是严格控制围护结构施工质量,重点要解决好混凝土施工时的扰流问题和控制好地下连续墙的墙间止水问题,防止因开挖过程中因渗水形成渗流通道导致的涌水坍塌事故发生。二是要根据围护结构形式、支撑结构设计、降水方案确定开挖方案。开挖作业必须按照审批的施工方案要求进行,软土地基必须分层均衡开挖,要坚持“先撑后挖”,开挖见基地后应立即做底板,防止长时间暴露。三是要加强基坑降水安全管理,地下水是引起安全事故的主要原因之一。在科学合理选择降水方案的同时,一方面要确保开挖时地下水水位保持在开挖面1.0m以下,严禁带水作业;另一方面要严格控制降水量,防止因降水导致周边构筑物、管线沉降过大发生安全事故。四是要做好基坑的安全监测工作,一方面要合理设置预警值,并实行“双控”管理(单次变化速率和累计变化量);另一方面要做好墙顶水平位移、竖向位移,墙后地表沉降、管线变形、构筑物水平位移、支撑轴力等监测,确保一旦发生预警及时进行分析处置。3.2.2模板支架工程。地铁车站主体结构施工过程中主要风险有坍塌、高处坠落、起重伤害、触电、火灾,涉及的危大工程主要为模板支撑体系。地铁施工顶板、中板较普通民用房屋建筑工程具有混凝土板厚、跨度大、单次浇筑量大等特点。因此,模板支架的安全管控是车站主体施工安全管理的重点。一是优先选用强度更高、承载力、安全性能更高的Q345级钢锻铸承插型盘扣式脚手架,其搭设高效,特别是施工干扰较小、长度大的车站更能发挥其优越性。二是模板支架在施工前应先进行设计和结构计算编制专项安全施工方案,并按规定组织专家论证,经审核、审批通过后实施。三是在浇筑过程中要选择合理的浇筑顺序及浇筑速度,确保与计算模型相符。严禁同一单元内,混凝土板与结构柱、侧墙与结构柱同时浇筑。四是要加强模板支架拆除时机的控制,混凝土强度达到设计或规范后方可拆除模板支架。3.2.3管线改迁安全管理。由于国内近些年城市人口急速增长,配套管线新、旧交织、错综复杂,管线产权单位多,迁改施工时间、位置分散,给安全管理带来较大风险。管线改迁一是要做好地质条件及现状管线调查,并掌握调查管线走向、埋深、数量、类型,资料反映不详、不实的,必须进行人工探明。二是所有探明的管线必须在醒目位置设置明显的警示标志,并标明管线的产权单位、走线、范围、长度等。三是施工前要采用“人工探明+物探”方式,探明管线实际位置,确保施工安全。四是要对影响范围内的管线做好安全监测,观测管线的沉降和变形情况,如遇异常情况,立即采取安全技术措施。3.2.4机械安全、起重吊装、施工用电、消防安全。起重伤害、触电、火灾是地铁工程建设中较为常见的安全事故。针对上述风险项目,公司主要采取了以下措施:第一,严格落实入场验收制度,所有设备、材料入场前,必须经验收合格后方可入场。第二,严格落实危险作业许可制度,起重吊装作业、动火作业、动土作业、检修等作业前,必须经安全人员检查审批后后方可进行作业。第三,加强作业人员管理,对于特种设备操作人员、特种作业人员等特殊工种必须持证上岗。上岗前进行安全检查,有饮酒或其他身体不适、可能影响正常操作的,一律不得上岗。第四,加强过程监督、培训交底及安全宣传工作,严格奖惩措施,着力提升员工的遵章守纪意识。第五,每周开展一次安全例会,每月开展一次安全总结,对存在的安全隐患、发生的安全问题及时整改、及时总结、及时纠偏,持续提升。第六,针对不同的工种,项目公司编制了有针对性安全作业守则及安全卡控手册,确保用电安全、消防安全、机械操作安全,从源头上控制安全风险的发生。

3.3盾构区间安全管理及防范措施。盾构区间施工存在较大安全风险的工序主要有盾构设备吊装拼装、盾构设备接收与始发、穿越河流、河塘、穿越不良地层(如孤石、上软下硬地层)及联络通道施工等。盾构设备吊装拼装重点是对大型设备作业的范围地面承载力进行验算,选用科学合理的路面硬化方案;吊装时,要时刻监测吊车、基础沉降情况,如发现吊车倾斜、支腿不稳定,立即采取应急措施。盾构设备接收与始发重点是要控制好端头井的加固质量,出入洞前要通过合理布置观测孔,确定外来水源大小,端头井坑外设置适当的降水井,减小坑外水压,加快洞门破除,减小洞门暴露时间。越河流、河塘时,要重点控制泥水压力及注浆压力等掘进参数,及时进行同步注浆,及时地收集、分析数据,要在达到预警值之前采取措施保护。穿越不良地层时,施工前要对地质条件复杂、岩面起伏较大的区段进行地质补勘,并综合地质详勘资料与补勘资料,对盾构前方地质进行确认。要提高刀盘本体、刀具、周边耐磨环、螺旋机的耐磨性能,刀盘前面设置泡沫注入口,掘进时注入适量泡沫、膨润土泥浆等,降低刀盘扭矩,减小刀盘、土仓及螺旋机结泥饼的概率,提高出渣效率。针对孤石和基岩凸起地层,在盾构施工前采用地面钻探地下爆破岩石的方法破岩。联络通道应优先采用冷冻法施工,施工时要保证加冰冻质量,拆卸钢管片前必须打设探孔,观察是否出现渗漏水,如有则必须进行冻结或采取注浆等处理措施。

3.4依托信息技术的综合安全风险监控网络。为实现安全风险和隐患信息的动态监测管理,提升风险辨识管控、隐患排查治理等的信息化、智能化水平。项目公司开发了“事故隐患排查治理系统”和“工程建设安全风险监控与管理信息系统”。事故隐患排查治理系统是以“标准化”和“双重预防体系”为依据,由行业安全专家制定规范化业务表单以计算机语言流程固化,实现风险管理规范化、信息传递即时化、统计分析智能化、安全监管层级化、业务处理移动化。工程建设安全风险监控与管理信息系统能够使参建各方实时地掌握不同时期重大安全风险源管理、预警信息管理、监测数据管理、管理人员考核管理,确保安全风险的超前预控。为提升各参建单位的应急处置能力,项目公司基于“一张图”的应急管理理念开发了“应急管理信息系统”,实现了地铁项目不同线路、不同工点的应急物资设备、单兵设备、应急救援队、实施路况及舆情跟踪、通信保障等应急资源的动态管理信息,为应急指挥调度提供保障。

3.5严格落实工程投险制度。将风险管理和保险安排视为项目管理的重中之重,通过建立科学、完善的风险管理制度,实施合理、有效的风险转移,依照国际上通行的先进风险管理模式,采用工程投险制办法,由保险经纪人全面协助,在项目风险防范上又迈出了坚实的一步。

4结语

由于地铁施工地质条件复杂化、涉及危大工程较多、专业门类多、管线改迁多、交通导改难度大,不仅增加了施工难度,而且也很容易发生安全事故。项目公司从项目之始着力构建完善风险防范体系,本着综合治理的预防理念,从人、机、材的现场把控、安全技术体系建设、作业过程监督、应急能力提升、“互联网+”安全智慧工地创建、工程保险购买、安全文化氛围烘托等方面入手,取得良好的安全防范效果,为福州地铁工程施工建设提供了可复制、可推广的安全风险控制样板。

作者:李红刚 单位:中国电建集团铁路建设有限公司

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