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轨道交通盾构施工安全风险管理

发布时间:2020/10/12 8:30:49   阅读:

[摘要]地铁施工具有技术难度高、施工工艺复杂以及受环境影响大等特点,使得地铁施工过程极具风险。以某城市轨道交通1号线盾构施工区间为项目背景,分析该盾构区间的重难点工程并对施工风险予以识别,而后有针对性地制定风险管理措施,为该项目的顺利实施提供重要保障,可为同类型项目提供参考。

[关键词]盾构施工;风险识别;风险管理

地铁工程建设的特点决定了地铁施工的高危性,地铁施工过程潜在风险因素较多,其安全风险管理难度大[1]。盾构法作为目前地铁工程建设领域的主要施工方法之一,相较于其他施工方法而言具有独特性,其安全风险管理需展开针对性研究分析。许景昭[2]、金淮等[3]以北京地铁盾构施工为研究对象,提出了地铁盾构施工中安全风险管理的措施及建议。刘文等[4]利用迭代自组织数据分析算法,探讨了地铁盾构施工的安全风险规律及管理对策。本文通过借鉴前述研究成果,针对某城市轨道交通1号线盾构区间施工特点,识别施工风险制定相应措施,以期保障项目的顺利实施。

1工程概况

某城市轨道交通1号线一期工程4标二工区设有三站两区间,两盾构区间分别为虹桥路站~洪江路站区间(简称虹~洪区间)和洪江路站~世纪大道站区间(简称洪~世区间),前者左、右线长度均为816.6m(单线共681环),后者左、右线长度均为720.95m(单线共601环),两区间各设置1处联络通道(与泵房合建)。盾构区间采用2台(管片外径均为Φ6200mm)土压平衡盾构机进行隧道掘进施工,其施工顺序为洪~世区间自世纪大道站小里程端组装始发后向洪江路站方向掘进,到洪江路站后,吊出转场至洪江路站小里程端下井组装后始发,向虹桥路站掘进,到达后吊出退场。由于该工区位于南通市市中心繁华地段,周边环境复杂,施工标准化要求高,综合协调难度大。

2工程地质及水文条件

本工程地层属长江下游三角洲冲积层,自上而下可分为7层,16个亚层,区间隧道埋深10.3~14.1m,隧道穿越③-1粉砂夹粉土层、③-2粉细砂层;隧道上覆土层为①1层填土、②层粘质粉土夹粉质粘土、③-1粉砂夹粉土;下卧层地层主要为③-2粉细砂层、④-1粉质粘土层。③-1、③-2粉土、粉砂层透水性强,在一定的动水压力下易产生流砂;④-1层土体相对软弱,具有一定触变特性,易破坏。总体而言,盾构区间场地属较稳定场地。盾构区间范围内地表水资源丰富,地下水分为孔隙潜水含水层组和第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ承压含水层组,水头埋深2~5m。环境类型为Ⅱ类,潜水对混凝土结构有微腐蚀性,承压水对混凝土结构有弱腐蚀性。

3盾构施工的安全风险

3.1盾构区间施工难点分析。富水砂层地质条件下施工,存在施工难度大、技术要求 高的特点。施工区域地下水埋藏浅,土体自稳能力差。盾构隧道主要穿越粉砂夹粉土和粉砂层,易发生砂层喷涌、流砂等现象,此外由于位于市中心繁华地段施工,周边建筑物林立,因此盾构掘进中需确保开挖面稳定,尽量减少对周边环境的影响,以确保既有结构安全。区间盾构需在洪江路站、虹桥路站接收、站外转场及二次始发,存在交叉作业面多,协调难度大的特点。在该标段工程中两段盾构区间接收井设置在洪江路站和虹桥路站,洪江路站接收盾构机后站外转场至小里程始发井掘进洪~虹区间,工区共配备2台盾构机,区间涉及4次始发、4次接收及2次站外转场工作,始发和到达涉及盾构机的进洞和出洞,可能会引起突水、涌砂等事故,而盾构机的吊装、运输、转场等,也给盾构施工协调和安全带来了挑战。

3.2盾构施工的风险识别。在风险工程中,为便于对安全风险进行技术管理,将风险工程分为自身风险工程和环境风险工程。根据南通市交通工程建设安全风险技术管理体系要求,风险分级的原则和标准,将区间盾构施工予以风险识别和分级,其风险源统计及评估见表1所示,分析表中风险分级情况可知,盾构区间风险分级处于II~II+级。

4盾构施工风险的管理措施

4.1风险管理制度措施。完善的风险管理制度是进行施工风险管理的前提和重要保障,根据本项目特点结合以往的风险管理经验,本项目的风险管理制度措施主要如下:按照项目经理负总责、安全经理负专责、各级管理人员负相应责任的原则,全面建立并实行风险管理责任制和风险管理逐级负责制;实施风险管理教育制度,加强全员的风险管理教育,提高风险意识,在生产中严格依规操作;实施风险工程会审制度,根据风险工程分级及相关资料,制定完善的施工安全技术交底,编制安全专项施工方案,提出施工风险预告;实施风险监控、评估及预警制度,在施工过程中通过施工巡视和安全巡视,对各风险源进行安全风险监控,及时整理、分析监控信息进行安全状态评估和预警,并结合预警级别进行相应的风险处理和信息上报;实施风险监控、评估与预警信息报送制度,施工过程中灵活使用多种形式及时报送监测、巡视、评估及预警信息;实施预警响应及处理制度,在施工过程中当判断可能出现预警状态时,在信息报送的同时,及时组织分析,加强监测、巡视,进行先期风险处置,当监控管理中心判定综合预警等级后,根据不同的综合预警级别分别组织不同层级领导的响应;实施预警消除制度,在风险处理结束后,对预警提出消警建议报告,并根据预警级别的不同报出不同层级的监控或管理单位审核。

4.2风险工程应对措施。为进一步控制风险工程,严格风险管理制度,加强监控、评估及预警制度的执行力度,在预警制度的基础上,对风险工程制定更加细致、严格的分步预警制度,即根据施工步序或工法等的影响,将制定的预警值进一步分至各施工步序中去,这样在每一步施工中都做到心中有数,避免因前期施工造成预警值消耗过大而后期无法控制的局面。

4.3风险工程控制措施。根据始发和到达区地质条件,科学合理的制定端头端头地层加固技术方案,并严格依据该方案加固端头土体,确保加固质量,减小盾构始发和到达的风险;根据地质条件情况、环境监测情况,反复量测、调整和优化土压平衡盾构掘进施工参数,对盾构掘进参数全程管控,若发现异常及时调整;采取有效技术措施控制盾构掘进方向和盾构姿态,及时有效纠正掘进偏差,确保施工完成的隧道轴线及管片受力符合设计要求;根据地质情况制定联络通道处水平冻结施工方案,详细分析水平冻结施工中钻孔阶段、冷冻阶段、开挖与结构浇筑阶段、封堵孔洞及融沉阶段施工风险,做好相应的处理措施。

5结语

本文针对某城市轨道交通1号线一期工程4标二工区的盾构区间开展了盾构施工安全风险分析工作,并以此为基础从风险管理制度、风险工程应对和控制的角度制定了相应的措施,为本项目顺利实施提供必要条件。

【参考文献】

[1]余群舟,向前进,周迎,等.地铁施工安全风险巡视组织与实施[J].土木工程与管理学报,2018,35(6):30-35.

[2]许景昭.北京地铁盾构施工安全管理与风险防范[J].施工技术,2010,39(S2):312-315.

[3]金淮,潘秀明,曹伍富,等.地铁安全风险管理工作的实施与评述[J].都市快轨交通,2012,25(3):44-47.

[4]刘文,赵挺生,张亚静,等.地铁盾构施工安全风险规律分析与对策[J].中国安全科学学报,2017,27(10):130-136.

作者:杨战勇 单位:中铁十四局集团大盾构工程有限公司

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