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#第七章城市轨道交通工程施工安全技术
第七章城市轨道交通工程施工安全技术第七章城市轨道交通工程施工安全技术本章主要介绍城市轨道交通工程施工安全与风险管理方法及施工安全检查的主要内容。运用建筑施工安全技术知识和相关标准,分析城市轨道交通工程施工过程中的危险因素,制定并实施安全技术措施。由于城市轨道交通工程施工中的土方工程、模板工程、吊装工程、拆除工程、施工机械、脚手架、高处作业、临时用电、消防防火等安全技术内容在建筑施工其他专业里已包含,此处仅针对城市轨道交通施工安全技术与管理的特点增加部分内容。主要包括:
暗挖(矿山法)关键:竖井、马头门、导洞、受力转换、注浆;原则「管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测」。浅埋、砂层自稳性差易坍塌;扣拱施工要控制管线沉降。
(1)城市轨道交通暗挖工程施工安全技术。运用暗挖工程施工相关的安全技术规范和标准,分析竖井、马头门、导洞及受力转换、注浆等作业的危险有害因素,采取相应的安全技术措施,预防生产安全事故的发生。
盾构施工关键节点:工作井加固、始发、掘进、到达、开仓检修;风险:盾尾密封失效涌水涌砂、开仓换刀时土压不稳、管线沉降。要求:开仓前必须确认土压/气压平衡、气体检测合格。
(2)城市轨道交通盾构工程施工安全技术。运用盾构工程施工相关的安全技术规范和标准,分析盾构工作井加固、始发、掘进、到达、开仓检修等作业的危险有害因素,采取相应的安全技术措施,预防生产安全事故的发生。
(3)城市轨道交通工程安全检查主要内容。依据《城市轨道交通工程质量安全检查指南》(建质〔2016〕173号)、《中华人民共和国建筑法》、《建设工程质量管理条例》、《建设工程安全生产管理条例》、《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》等有关法规制度、标准规范,全面系统给出了城市轨道交通工程建设、勘察、设计、施工、监理等各方主体以及施工图审查、第三方监测、检测等单位开展安全检查、自查和履约管理、评价等工作的主要遵循。
(4)城市轨道交通工程施工风险管理。运用地铁工程的安全技术规范和标准,掌握地铁工程施工作业的主要工法,分析地铁工程施工作业中的危险有害因素,采取相应的安全技术措施,预防生产安全事故的发生。第一节城市轨道交通工程概述城市轨道交通系统作为城市综合交通体系中的一个重要组成部分,具有活跃城市经济、拉动城市发展、提高城市形象、缓解交通拥堵等功能。随着城市交通网络的逐步发展可以兼顾中短途客流,达到负担城市公共交通乘客量一半以上的水平,与其他个人交通方式相辅相成,从而提高城市公共交通乘客的总量,使“公交优先”的政策得到充分的体现。城市轨道交通系统的自身特点决定了这种交通方式具有明显优势。
一、城市轨道交通发展史世界上首条城市轨道交通(地下铁路)是1863年开通的伦敦大都会铁路。当时电力
尚未普及,只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害,所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。亚洲最早开通的地下铁路是1927年的日本东京地铁。非洲最早开通的地下铁路是1987年的埃及开罗地铁。中国大陆开通的第一条地下铁路是1969年的北京地铁1号线。
二、城市轨道交通特点城市轨道交通具有高效、节能、环保、运量大、速度快、安全性好、占用城市道路面积少、防空好等优点,对解决城市交通堵塞,改变城市布局,实现城市环境和交通综合治理,引导城市走可持续发展之路起到了很大的作用,城市轨道交通所到之处交通压力缓解、楼宇兴旺、土地增值。城市轨道交通中的地铁工程造价高、周期长、风险大。经过50多年的发展,我国地铁施工方法已由最初单一的明挖法发展到现在的明挖、暗挖、盖挖、盾构法等多种方法并存。施工技术不断发展提高,已初步形成了专门的学科体系,极大地推动了地铁建设事业的快速发展。
三、城市轨道交通系统构成城市轨道交通系统由一系列相关设施组成,最基本的组成包括车站建筑、线路、车辆、轨道、供电、给排水、通风系统以及通信、信号系统等。后来人们为了提高轨道交通系统的综合服务质量,包括系统运行的安全性和可靠性以及旅客乘车环境的舒适性和安全性,又出现了一些新的组成部分,如自动售检票系统、屏蔽门、设备监控系统、消防系统等。这些系统互相协调运作,共同保证轨道交通系统能够快捷、安全地输送旅客。
四、城市轨道交通对城市发展的作用作为城市规模最大的基础设施建设项目,城市轨道交通对城市发展有三方面的作用:一是大大提高城市交通供给水平,缓解大城市日益拥挤的道路交通;二是引导城市格局按规划意图发展,支持大型新区建设;三是通过对城市轨道交通的巨大投入,从源头为城市经济链注入活力,并通过巨大的社会效益提高整个城市的综合价值。第二节城市轨道交通工程施工主要工法及特点城市轨道交通通常在城镇中修建,其常见的结构形式有地下线、地面线和高架线,考虑到地下线的结构施工安全风险大,也是一种常见的城市轨道交通结构形式,因此,本节主要介绍地铁车站暗挖、区间暗挖及盾构施工工法。
一、地铁车站施工主要工法及特点目前地铁车站施工主要工法有明挖法、盖挖法、暗挖法及这几种方法的组合及变化形式,见表7-1。
第七章城市轨道交通工程施工安全技术表7-1地铁车站施工主要工法序号施工工法适用条件优点缺点适合多种不同类别的地质条件,适工艺简单、技术成熟,长时间占用地面或中1明挖法用于浅埋车站,征占地较容易,可使施工安全、质量易保证、断地面交通,对周围环用的空间比较大,周边环境简单便于大型机械化施工境影响大2盖挖法在地面不能长期占用或交通不能长占用场地时间短,对地施工工序复杂,交叉期中断的情况下,可采用盖挖法面干扰较小,施工安全作业较多,施工环境差由于地面环境复杂,交通不允许中避免大量拆改移工作,3暗挖法断,地面建筑物众多,或者管线错综该法工艺简单、灵活,无施工风险大、机械化复杂,不易改移,不宜采用明挖和盖需大型设备,在变截面地程度低,作业环境差,挖法施工的地铁车站段尤为适应,施工对道路造价高交通基本无干扰
二、区间隧道施工主要工法及特点目前城市轨道交通区间隧道施工的主要工法有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法及这几种方法的组合及变化形式。(一)明挖法明挖法是各国地铁施工的首选方法,在地面交通和环境允许的地方,通常采用明挖法施工。明挖法具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量和工程造价较低等优点,但因对城市生活干扰大,应用受到各种因素的限制,尤其是当地面交通和环境不允许时,只能采用盖挖法或暗挖法。明挖法施工主要分为围护结构施工、隧道土方开挖、主体结构施作和回填上覆土以及恢复管线四个部分。(二)盖挖法盖挖法是利用围护结构和支撑体系,在较繁忙交通路段利用结构顶板或临时结构设施维持路面交通,在其下进行车站施工的方法。按结构施工的顺序,盖挖法可分盖挖逆作法和盖挖顺作法两种。盖挖逆作法一般对交通作短暂封锁,等结构顶板施工结束并达到强度后恢复道路交通,利用竖井作出入口进行内部暗挖逆筑。盖挖逆作法具有占用场地时间短,对地面干扰小和施工安全等优点,缺点是施工工序复杂、交叉作业和施工环境差等;盖挖顺作法同样具有盖挖逆作法的优缺点。明挖和盖挖相结合的方法可以说是明挖法和盖挖法的发展。盖挖段以临时铺盖板铺设临时路面,维持地面交通畅通,然后凭借各种临时支撑及支护保证围岩稳定,并向下进行开挖施工。(三)暗挖法暗挖法又称矿山法,通常采用施工竖井、通道在地下开挖、支护、衬砌的施工方法。对地层适应性较广,适于地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布的地下构筑物施工。通常包括新奥法和浅埋暗挖法等。新奥法和浅埋暗挖法的主要区别在于有没有充分考
虑围岩的自承能力。
1.浅埋暗挖法浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工。浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工。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。浅埋暗挖的基本工艺步骤:
(1)地层超前支护,注浆加固地层。常用的超前支护方法有小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆和管棚超前支护。
(2)隧道土方开挖和支护。根据不同的地质条件和隧道断面,选用不同的开挖方法、开挖步距和封闭成环的段长。开挖一步,支护一步,同时进行过程监控量测,依据量测结果随时调整开挖步距和支护形式。开挖一段,封闭一段,待初期支护(简称初支)封闭成环后,通过监控量测,确定达到稳定状态后再进行防水施工。
(3)防水施工。通常在隧道内侧铺贴防水板,封闭完成验收合格后再进行二次衬砌(简称二衬)钢筋混凝土浇筑。
(4)二衬施工。二衬结构钢筋绑扎和混凝土浇筑施工,完成隧道结构。浅埋暗挖法无须充分考虑利用围岩的自承作用,更强调地层的预先支护和预先加固,要求初期支护具有一定刚度,以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅和喷锚作为初期支护手段,按照十八字原则(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行设计和施工。浅埋暗挖法不允许带水作业(即含水地层要疏干,大范围的淤泥质软土、粉细砂地层、降水有困难的地层不适合采用此法);开挖面要有一定的自稳性(自稳时间足以进行必要的初期支护);开挖面前方地层预加固和预处理是浅埋暗挖法的必要前提,目的在于增强开挖面的稳定性。浅埋暗挖法与明挖法、盖挖法相比,对地面建、构筑物等影响最小,在环境复杂区域应用广泛;缺点是工序复杂、交叉作业多、作业环境差、安全风险大及工程造价高等。
2.新奥法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的松弛和变形,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计和施工。新奥法适用于稳定地层,以利用围岩的自承能力为基点,使围岩成为支护体系的组成部分,为了充分利用围岩的自承能力,要求初期支护具有一定柔度。(四)盾构法盾构法施工技术1806年由英国工程师布鲁诺原创,并应用于英国伦敦泰晤士河水底隧道,至今已有200余年历史。该技术由于无须占用大量隧道沿线的施工场地,对城市的商业、交通、居住等影响很小,很快受到各国的推崇,经过数代技术人员的不懈努力,盾构法隧道施工技术由最初只能在极少数欧美发达国家应用,发展成为目前发展中国家在城市市政建设中逐步应用的施工技术。盾构的基本原理是基于一圆柱形的钢组件沿隧洞轴线被向前推进的同时开挖土壤。该钢组件始终处于已开挖的安全空间,直到初步或最终隧洞衬砌建成。盾构必须承受周围地层的压力,而且要防止地下水的侵入。一般讲,盾构掘进
第七章城市轨道交通工程施工安全技术隧道不应也不能完全取代其他施工方法,其在不良地层条件下做长距离掘进,对进尺有较优点:①机械化施工程度高,进度快;②隧道结构形状准确;③对地面结构影响小;缺点:①盾构的规划、设计、制造和组装时间长;②准备困难且费用高,只有长距离第三节城市轨道交通工程施工主要安全技术
一、车站暗挖施工及安全技术(一)暗挖车站常见结构形式及选择原则暗挖地铁车站的结构形式、工程环境条件及暗挖工法三者密切相关。按照车站不同的表7-2暗挖车站常见结构形式高的要求和对地面沉陷又有严格的要求时,相对明挖法、暗挖法在安全性、技术上更合
④工作人员作业较安全,劳动强度低;⑤对环境影响较小,地下水位可保持;⑥施工质量掘进时才较经济;③当地层条件变化大时,有实施风险;④隧道断面变化的可能性小,断结构形式,全暗挖地铁车站可分为单拱式车站、双连拱式车站、三连拱式车站和分离式车理、更经济。其主要的优点和缺点如下。高,衬砌经济。面如需变化,费用较高。站(局部暗挖车站的暗挖段也可做上述分类)等类型,而根据车站层数又分为单层车站、双层车站及多层车站(表7-2)。结构形式暗挖工法三拱双柱双层式车站多拱双层式车站PBA法、中洞法、侧洞法、柱洞法双拱单柱双层式车站三拱双柱单层式车站双拱单柱单层式车站多拱(或单拱多跨)单层式车站中洞法、柱洞法、侧洞法单拱双柱单层式车站单拱单柱单层式车站单拱单柱双层式车站中洞法单拱双层式车站单拱无柱双层式车站(一般适用于岩石地层)双侧壁导坑法单拱无柱单层式车站CRD法分离式车站的分离式单拱双层式车站PBA法、CRD法分离式车站的分离式单拱单层式车站CRD法暗挖地铁车站结构形式选择原则:
(1)在满足功能的前提下,车站的结构形式应尽量紧凑,压缩土建规模,节省造价。
(2)在车站客流量较大,地质条件较好,地下水可以疏干的情况下,可采用多拱双层结构形式。
(3)当车站客流量不大,水文地质条件好时,可采用多拱(或单拱多跨)单层结构形式。
(4)当车站受到环境条件限制,线间距不能拉开,岛式站台宽度小于12m时,可采用双拱或单拱结构。
(5)在车站主体布置受到周边建筑物(特别是既有楼房或桥梁基础)的限制,或车站线间距较大的情况下,宜采用分离式结构,依实际情况选择采用双洞分离式或三洞分离式。
(6)当车站局部受到环境条件或周边建(构)筑物、道路交通、地下管线等的限制,而车站周围区域具备明挖(盖挖)条件时,可采用局部暗挖(明挖、暗挖结合)的结构形式或站厅层明挖、站台层暗挖的结构形式。
(7)当车站位于富水软弱地层中时,应充分考虑地下水的影响,减少地下水在施工过程中和施工完成后对车站的不利影响,尽量选取防水、受力效果好的单拱结构形式。
(8)在相同的水文地质条件下,在满足车站使用功能且周边环境允许的前提下,考虑结构受力性能及防水效果,车站的结构形式应尽量遵循“连拱不如小间距,洞室宜近不宜连”的原则。
(9)若车站规划为换乘车站且分期修建时,先期暗挖车站的结构形式选择应统筹考虑两站施工方法协调、结构连接顺畅、预留接口等问题,尽量做到远期车站施工简便、节省投资,同时降低远期车站的施工风险和对既有轨道交通正常运营的影响。(二)暗挖车站工法选择原则
1.安全可行性原则鉴于暗挖工程的隐蔽性、复杂性和不确定性等突出特点,在选择地铁车站的开挖方法时,必须从施工安全的角度出发,选取可靠的施工工法,尽量降低工程难度和风险,提高工程质量。同时,由于多数地铁车站周边道路交通繁忙、建筑物密集、地下存在大量管线或构筑物,过大的地面沉降将会给各种地下管线、周围建筑物及地面交通带来严重影响,所以工法选取时亦须考虑周围环境安全,保证将地面沉降控制在允许范围内。
2.工期可控性原则采用施工条件好、机械化程度高的工法开挖暗挖车站,减少或避免施工中可能遇到的各种困难和障碍,加快车站的修建速度,从而缩短工程的工期,保证地铁线路按期投入使用。
3.经济合理性原则地下工程的经济性是决定选择开挖方法的重要条件和原则之一,车站开挖方法的经济性表现在不同开挖方法的施工成本即工程造价上。(三)暗挖车站常用施工方法
1. PBA法PBA法是浅埋暗挖法的一种,其中:P指pile桩,B指beam梁,A指are拱。PBA法多用于修筑侧式和岛式双层地铁车站。
1)侧式车站PBA法施工步序
第七章城市轨道交通工程施工安全技术侧式车站PBA法施工步序如图7-1所示。断面中线断面中线断面中线(a)下□断面中线第三开挖面(e)(b)断面中线钢管撑第四开挖面(f)临时竖撑第一开挖面断面中线(c)断面中钢管撑线第四开挖面(g)第二开挖面(d)断面中线第四开挖面(h)图7-1侧式车站PBA法施工步序图施工步序:第一步,自横通道进洞,施工导洞拱部超前小导管,并注浆加固地层,开挖导洞并施作初期支护,上导洞贯通后,开挖横向导洞;第二步,在上导洞内施工挖孔桩、桩顶冠梁及导洞内的扣拱初支;第三步,完成上导洞内回填混凝土施工;第四步,施工导洞间初支扣拱超前小导管,并注浆加固地层,采用环形留核心土开挖土体,施工顶拱初期支护及临时竖撑;第五步,初支扣拱贯通后,由车站端头向横通道方向后退,沿车站纵向分段凿除上导洞部分初期支护及临时竖撑,施工顶拱防水层及结构二次衬砌,(简称二衬);第六步,顶拱二衬施工完成后,沿车站纵向分为若干个施工段,在每个施工段分层开挖土体至中板下0.5m处,分段施工中板梁及中板,并施工侧墙防水层、保护层及侧墙;第七步,分段向下开挖土方至钢支撑处,并及时架设钢支撑;第八步,沿车站纵向分为若干个施工段,在每个施工段分层开挖土体至基底,施工底板防水层及底板,然后施工部分侧墙防水层及侧墙;第九步,沿车站纵向分为若干个施工段拆除钢支撑,在每个施工段内施工结构侧墙防水层及侧墙,完成车站主体结构施工。
2)岛式车站PBA法施工步序岛式车站PBA法施工步序如图7-2所示。施工步序:第一步,自横通道进洞,施工导洞拱部超前小导管,并注浆加固地层,开挖导洞并施作初期支护,上、下纵向导洞贯通后,开挖上下横向导洞;第二步,在边导洞及横导洞内施工条基,在两边上下导洞内施工挖孔桩及桩顶冠梁,并在中间导洞内施工上下导洞间钢管混凝土柱挖孔护筒;第三步,在下层中导洞施工底板梁防水层及结构后,施工钢管混凝土柱,然后在上层中导洞内施工顶拱梁防水层及顶纵梁,并在顶纵梁中预埋钢
超前小导管注浆加固地层超前小导管注浆加固地层小导管注浆加固地层
(1) (2) (3) (4) (1) (1) (2) (2)初期支护初期初期支护支护挖孔挖孔护简护简挖孔桩挖孔桩(A) (B) (C) D) (B) (B)(a)超前小导管注浆加固地层结构二衬初期支护防水层层Ⅱ皿
(1) (2) (3) (4)挖孔桩(A) (B) (C)(D)(d)超前小导管注浆加固地层初期支护结构二衬Ⅱ Ⅲ钢支撑(g)超前小导管注浆加固地层防水层
(3) (4)(D)(C)(A) (A) (A) (A)1 (2) (3) (4)初期支护挖孔桩(A) (B) (C)(D)(b) (b) (b) (b) (c)超前小导管注浆加固地超前小导管注浆加固地层超前小导管初期支护初期支护结构二衬注浆加固地层初期支护结构二衬防水层防水层Ⅱ Ⅱ Ⅲ lⅡ Ⅲ钢支撑(B) (C)(A) (A) (B) (B) (C)(D) (A) (D)(e) (e) (e) (e) (f)防防水层水层超前小导管超前小导管防注浆加固地层注浆加固地层1 1皿初期初期结构支护支护二衬超前小导管注浆加固地层初期支护结构二衬防水层防水层(h) (h) (h) (h) (1)图7-2岛式车站PBA法施工步序图拉杆;第四步,施工洞室I、Ⅱ及Ⅲ拱顶超前小导管,并注浆加固地层,开挖导洞I、Ⅱ及Ⅲ土体,施工顶拱初期支护;第五步,导洞I、Ⅱ及Ⅲ贯通后,由车站端头向横通道方向后退,沿车站纵向分段凿除小导洞部分初期支护结构,施工顶拱防水层及结构二衬,并及时施工钢拉杆;第六步,顶拱二衬施工完成后,沿车站纵向分为若干个施工段,每个施工段分层开挖土体至中板下0.5m处,分段施工中板梁及中板,并施工侧墙防水层、保护层及侧墙;第七步,分段向下开挖土方至钢支撑处,并及时架设钢支撑;第八步,沿车站纵向分为若干个施工段,在每个施工段分层开挖土体至基底,施工底板防水层及底板,然后施工部分侧墙防水层及侧墙;第九步,沿车站纵向分为若干个施工段拆除钢支撑,在每个施工段内施工结构侧墙防水层及侧墙,完成车站主体结构施工。
第七章城市轨道交通工程施工安全技术
2. CRD法CRD法施工步序如图7-3所示。1 1 3 1 3 1 32 4 2 4 2 45 6 5 61 3 1 3 1 32 4 2 4 2 45 6 5 6 5 6+7 8 7 8 7 8图7-3 CRD法施工步序图施工步序:第一步,施作超前支护,注浆加固地层,开挖1号洞室并施作永久及临时初期支护;第二至第八步,与开挖1号洞室的方法相同,施作超前支护,注浆加固地层,并开挖2~8号洞室,施作初期支护;第九步,分段拆除底部临时支撑,施作底板及部分下部边墙;第十步,分段拆除底部临时支撑,施作中板及剩余下部边墙;第十一步,分段拆除全部临时支撑,施作拱部二衬及上部侧墙,完成车站主体结构。
3.双侧壁导坑法双侧壁导坑法施工步序如图7-4所示。2 2 23 3 3 3 3 6 34 4 4 45 5 5 52 2 23 6 3 3 6 3 3 6 34 7 4 4 7 4 4 7 45 8 5 5 8 5 5 8 5图7-4双侧壁导坑法施工步序图
施工步序:第一步,洞门加固及拱顶超前支护施工完成后,左右错开安全距离(10~15m)施作边导洞1;第二步,错开安全距离施作导洞2;第三步,自上而下,施作边导洞3、4、5,各导洞间前后保持安全距离(10~15m);第四步,自上而下施工中洞6、7、8;第五步,自端头向横通道,按设计长度分段拆除临时中隔壁,施作仰拱防水及防水保护层,及时做好临时中隔壁换撑;第六步,分段局部破除临时仰拱初支,施作负二层侧墙防水及钢筋;第七步,分段搭设脚手架,施作中板;第八步,分段破除临时仰拱及中隔壁,及时施作负一层二衬;第九步,待二衬混凝土达到设计强度后,拆除临时中隔壁及仰拱。
4.中洞法中洞法施工步序如图7-5所示。1 3 42 4 55 6第一步:完成中洞初支4 45 ? 56 9第三步:完成侧洞初支第二步:完成中洞防水及衬砌第四步:完成侧洞防水及衬砌图7-5中洞法施工步序图中洞法施工就是先开挖中间部分,在中洞内施作梁、柱结构,然后再开挖两侧部分,并逐渐将侧洞顶部荷载通过中洞初期支护转移到梁、柱结构上。这种施工方法,由于中洞的跨度较大,一般采用CD法、CRD法或双侧壁导坑法等施工方法。中洞法施工工序复杂,但两侧对称施工,比较容易解决侧压力从中洞转移到梁柱上时产生的不平衡侧压力问题,施工引起的地表下沉较易控制。该方法在无水、地层相对较好时应用。施工步序:中洞法将暗挖隧道的施工步序简单描述为先中洞后侧洞施工,即先将隧道的中部含两柱开挖初支衬砌完毕,然后再进行两侧侧洞开挖初支和衬砌。中洞初支分成6块,衬砌分4部完成;侧洞初支分成6块,两边各3块,对称施工,衬砌分侧洞底板和拱墙(含部分拱顶)2部施工。
5.侧洞法侧洞法施工步序如图7-6所示。侧洞法施工就是先开挖两侧部分,在侧洞内做梁、柱结构,然后再开挖中间部分,并
第七章城市轨道交通工程施工安全技术1 3 3 12 4 4 25 6 6 5第一步:完成侧洞初支钢支撑第三步:完成中洞拱部初支、防水及二衬,并施作钢支撑
8.8.0 0.第二步:完成侧洞防水及二衬第四步:完成中洞剩余部分初支、防水及二衬图7-6侧洞法施工步序图逐渐将中洞顶部荷载通过初期支护转移到梁、柱结构上。这种施工方法,在处理中洞顶部荷载转移时,相对中洞法要困难些。施工步序:侧洞法将暗挖隧道的施工步序简单描述为先侧洞后中洞。即先将隧道的两侧含柱洞开挖初支衬砌完毕,然后再进行中洞的开挖初支衬砌施工。侧洞初支分12块对称施工,衬砌分4部。中洞初支分3块从上往下施工,衬砌分2部施工,先顶拱后底板。
6.柱洞法柱洞法施工步序如图7-7所示。顶梁柱底梁第一步:完成柱洞初支及中柱底梁和顶粱防水和衬砌4 45 56 6第三步:完成中洞底部防水与衬砌,然后开挖初支侧洞1、2、3部,对称施工第二步:完成中洞1部初支安装拉压杆,并完成拱部防水及衬砌,然后开挖2、3部第四步:完成侧洞底部防水与衬砌,再完成侧洞拱墙防水与衬砌图7-7柱洞法施工步序图
柱洞法施工顺序大体上与中洞法相同,也是先中洞后侧洞,区别在于柱洞法施工时,首先开挖四个彼此互不连接的导洞,然后施作中洞永久支护结构。在中洞衬砌的支撑下,开挖侧洞并完成隧道衬砌。施工步序:先将隧道的两柱洞开挖初支衬砌完成,然后施作底梁防水及结构、钢管柱和顶梁防水及结构;然后进行中洞初支衬砌施工,并施作二衬扣拱及底板施工;第三步,施作侧洞初支;第四步,施作侧洞二衬。(四)暗挖法施工的主要关键技术
1.PBA法暗挖地铁大跨扣拱关键技术PBA工法就是在边导洞内施工车站的边桩,在中导洞内施工梁柱,然后在桩柱体系间进行初支和二衬扣拱,形成车站的顶部结构,并在顶部结构的保护下由上至下逆筑车站结构。具体施工流程如下:导洞开挖→边桩施工、柱孔开挖→底梁施工→钢管柱吊装及灌注混凝土→桩、柱顶梁施工→顶部初支及二衬扣拱→站厅层施工→站台层施工。PBA工法的关键是边桩、中柱、纵梁及扣拱体系的形成,后续工作全部在桩柱梁及扣拱体系形成的空间构架下进行。由于边桩、中柱、纵梁施工全部为洞内作业,扣拱形成要经过多道工序,解决好桩柱梁体系及扣拱形成过程中的受力转换及平衡,确保桩柱梁及扣拱体系施工质量是PBA工法安全顺利完成的关键技术。
1)PBA工法扣拱施工的安全技术难点
(1)大跨度暗挖施工风险高、难度大。PBA工法施工的车站一般跨度较大,中跨开挖线弧长一般5m左右,边跨开挖线弧长一般为7m左右,且开挖面半径大,这都增加了开挖的难度。工程一般为浅埋施工,拱顶覆土浅,尤其是当工作面为细砂层时,自稳性较差,开挖后易坍塌。一些地铁车站项目位于城市繁华地段,拱顶存在多条管线,是施工中的一大事故隐患。因此扣拱施工中确保众多管线不渗不裂正常安全使用是施工的一大难点。并且受地面的交通动载扰动较多,开挖过程中易引起顶部(砂层)塌落。
(2)扣拱施工结构受力复杂。PBA工法施工过程中需经过多次受力转换,其中最主要的受力转换发生在扣拱阶段。扣拱过程中,先由大断面初支将拱顶覆土的竖向荷载传递到围护桩和小导洞以及顶纵梁、钢管柱上,使得围护桩、顶纵梁、钢管柱既要承受竖向压力,又要承受水平推力,拱顶二衬的施工进一步将拱顶压力转换到围护结构和框架结构上。维持受力平衡,保证受力转换顺利完成是扣拱施工安全技术的关键。
(3)初支和二衬的施工节点多。首先是初支的连接节点多,中跨的格栅连接在两中导洞的拱部格栅上,通过中导洞的初支落在中纵梁上,边跨的格栅一侧落在桩顶冠梁上,一侧落在中导洞的另一侧的拱部格栅上,分别将初支落在围护桩和中纵梁上,处理好数量众多的初支和二衬的施工节点是确保结构工程施工质量和安全的关键。
(4)施工作业面狭小,施工组织困难。扣拱施工在已经完成的主体明挖段结构内进行,开挖施工的出土、安装格栅、喷混及二衬施工需要分段拆除小导洞,铺防水板、安装拱部钢筋、搭设拱架、浇筑混凝土等大部分作业是在狭小的施工作业面完成。由于施工作业面狭小,因此,科学、合理地进行施工组织是保证施工安全顺利进行的关键。
2)PBA工法桩柱梁体系施工原则及安全技术措施
第七章城市轨道交通工程施工安全技术全过程进行信息化管理,加强过程监测,实施动态化施工,根据监控量测、信息反馈、位移反分析来调整支护参数,以此作为安全保证的主要手段。多个小导洞开挖时,进行工况分析,合理开挖顺序,先施工两侧上导洞,拉开一定距离后,再施工中部下导洞,最后施工中部上导洞,相邻导洞之间错开一定距离施工,减少围岩扰动次数,减小群洞效应,以策安全。对于地处富水地层的暗挖车站,要加强降水配合工作,做好洞内的散水排放和注浆止水工作,保证无水作业,避免出现局部坍塌或流砂等现象。扣拱和小导洞拱部开挖前,可以选择辅助工法,如小导管注浆超前加固地层,弧形开挖导坑、留核心土,架设临时支撑、及时喷射混凝土等措施,保证开挖及支护安全。根据地质条件及导洞工作面大小,做好维护桩精确定位,保证成桩垂直度,钢管柱安装就位并灌注钢筋混凝土后,钢管柱与柱孔之间空隙用细砂填密实。严格控制相邻小导洞格栅同步情况,从而使扣拱初支格栅能够与小导洞格栅连为一体,小导洞破除喷混凝土前,在小导洞与顶纵梁之间加设临时支撑,顶纵梁设对拉杆,平衡水平推力与竖向压力。扣拱开挖完成后,及时、快速施作扣拱衬砌,使结构尽早封闭成环。顶纵梁、底纵梁两侧需预留钢筋与车站其他部位钢筋相连,在导洞狭小的空间可以采用机械连接预留钢筋头,并设置钢板保护防水板免遭破坏。顶纵梁、底纵梁结构断面较为复杂,且钢筋密度大,灌注条件差,因此要确保混凝土灌注密实,特别是顶纵梁顶部,减少初支和二衬混凝土之间空隙,必要时可以设置预留浇注孔位进行隔孔浇注,并采取纵梁三面同时振捣,同时加强对施工缝的处理。
2.中洞法暗挖地铁车站钢管柱施工技术
1)钢管柱施工的安全技术难点分析钢管混凝土柱因其结构特征,同时具备了钢管和混凝土两种材料的性质。钢管混凝土在轴向压力作用下,钢管的轴向和径向受压而环向受拉,混凝土则三向皆受压,钢管和混凝土处于三向应力状态。三向受压的混凝土抗压强度大大提高,同时塑性增大,其物理性能上发生了质的变化,由原来的脆性材料转变为塑性材料。正是这种结构力学性质的根本变化,决定了钢管混凝土柱的基本性能和特点优于普通的钢筋混凝土柱。我国钢管混凝土柱的研究开发始于20世纪60年代中期,首例应用为北京的地铁工程,并成功地用于“北京站”和“前门站”站台柱的建造。随着城市轨道交通的发展,越来越多的大型地铁车站等暗挖法施作的地下工程也开始采用这种具有巨大优势的钢管混凝土柱。然而地下施工与高层施工两者所处的外部环境截然不同,如何在空间狭小的地下保证钢管混凝土柱的质量、进度及结构安全的难题摆在了技术人员的面前。钢管混凝土柱是结构中的主要承载构件,钢管柱混凝土的质量,关系到整个结构的安全与稳定。因导洞断面较小,受作业空间限制,钢管柱的安装精度和钢管柱混凝土施工的质量较难保证。导洞内钢管柱的安装精度和钢管柱混凝土的施工质量是暗挖地铁车站工程的一大安全技术难点。
2)钢管柱施工原则及措施
(1)前期准备。对钢管柱的施工,在准备阶段就应该加强安全质量管理与监督检查,
熟悉了解钢管柱加工厂家的设备,相关工艺,以便分析在加工钢管柱阶段,什么情况、什么位置容易产生质量问题。对于较大的钢管柱,可能由于设备、定位画线方法等的限制,施工中发现有些问题,比如圆度、轴线、牛腿位置、方向等容易出现较大偏差,对今后钢梁安装有很大影响,应作为重点检查对象,派专人跟踪验收,了解加工进度,协调其与工地现场的施工进度,确保以工地的实际情况来安排进场时间及钢管柱进场顺序,避免挤占施工用地,也避免了钢管柱运到现场或安装后发现问题而影响进度。对重而长的钢管柱,在运输过程中,应对较长的牛腿实施保护,避免运输途中出现变形。施工中采用焊接临时拉结板条的方法,证明是简单可行的,割开后不会因焊缝收缩等原因造成牛腿变形。
(2)吊装。为便于起吊,钢管柱出厂前应在管顶焊接耳片,位置约在管顶下50mm,耳片中间孔与柱身焊缝长200~250mm,取厚度20~25mm与柱身相同材料钢板,耳片侧面须加焊肋板,以确保在最不利位置起吊时不至侧翻破坏。通过计算与实践,上述耳片从水平吊起20多吨、长20多米钢管柱至垂直时有足够安全性。钢管柱吊人时须十分谨慎,在现场对限位肋板进行适当切割,切割吊入后,还需要在管身之间插入铁件,减少切割后可能造成的空位,以此保证轴线对齐、圆心重合。同时在设计许可情况下,加工时可适当放大限位结构的配合间隙。
(3)轴线与垂直度校正。当钢管柱底部轴线对齐后,对其进行调直时,可用2台经纬仪在两个垂直方向沿轴线向上观察管顶轴线,大的偏差靠吊臂调整,用4根钢丝绳拉住管顶,靠兰花扣进行细致调整。经纬仪应尽量架在轴线上,当无法在轴线上架经纬仪时,应尽量靠近轴线,最大限度减少柱在变截面时侧面观察上、下轴线可能产生的误差。在观察轴线是否垂直的同时,应注意观察钢管柱身两侧边线是否也垂直。调垂直后焊接应四周对称均匀进行,避免焊接收缩引起垂直度改变。还应注意,在柱安装完成过程中,由于上述种种原因,牛腿端面的位置、角度一定会跟着产生某种程度的位移,如果柱之间牛腿是钢梁连接,为避免对接处缝隙过大超出允许偏差范围,钢梁加工时可考虑加长10mm,其中一端不在厂家开坡口,吊装时根据实际牛腿间距现场加工切割并开坡口,能有效减少因柱身倾斜偏差、牛腿角度偏差等引起焊接处缝隙偏大或偏小而造成安装、焊接困难的情况。
(4)临时支护。钢管柱的接驳过程中,焊接需要较长的时间,在焊接未完成时,吊钩不能松开,这会明显影响到吊装的速度,同时也影响其他吊装任务。可以考虑对比较长的钢管柱做有效临时支护,尽快脱钩后再继续进行焊接工序,加快吊装速度。钢管柱在出厂前,在柱身底部、第一层牛腿下方,两个垂直方向各焊两个耳片,间距适当大些,约400 mm,这样尽量把支护点提高,也不妨碍其他作业面施工。钢管柱高强混凝土浇筑。对每段接驳较长钢管柱的情况,如经设计核算满足要求,可直接浇筑混凝土。由于一般钢管柱浇筑均较深,需用串桶向柱内浇筑,串桶下端离混凝土面4~5m高(约每层间牛腿距离),并随浇筑混凝土面的上升而升高,保持混凝土的抛落高度,同时用振动棒振捣。一般钢管柱大部分牛腿都透过管壁伸入柱身内,浇筑点太高的话会出现混凝土被柱内牛腿打散的情况,所以直接高抛时,混凝土不仅被牛腿打散,而且高抛的能量被损耗,达不到预期目的,实验观察到石与浆分布不均匀,气泡较多。选用
第七章城市轨道交通工程施工安全技术高抛与振捣结合,避免混凝土被伸入柱内的牛腿打散,避免石浆分离造成离析,也减少直接高抛产生的气泡及内部牛腿下方出现未能结合的缝隙等情况。对高强度混凝土浇筑,除严格按照浇筑程序操作外,应有专业技术人员跟班,对意外情况作出处理。另外对大管径钢管柱可考虑加膨胀剂,确保柱内混凝土为三向受压,提高结构强度。加膨胀剂虽然有损坍落度,但由于结合振捣浇筑,坍落度可以适当低些。浇筑面离管顶高度大致为管的直径时停止浇筑(应兼顾接点接驳需要的长度),初凝时在管口加水养护。一般来说,浇筑至这一高度可方便将混凝土顶面凿毛,也避免太接近下次接驳柱身的焊缝,造成混凝土在焊接时过热而局部强度受损。
3.中洞法暗挖地铁车站顶梁与顶拱施工技术
1)顶纵梁施工技术顶纵梁即钢管混凝土柱上的纵梁,也是车站主体结构的主要承载结构。纵梁底部钢板通过钢管柱顶部的预埋锚固螺栓与钢管柱连接。顶梁结构的施工顺序为:芯梁底板预制→芯梁底板安装→顶部防水层铺设→芯梁部位钢筋绑扎→模板支架施工→混凝土浇筑。800 800600 600图7-8顶纵梁一次浇筑范围(单位:mm)顶纵梁分段施工长度为18m。为使拱部结构与顶纵梁相接的施工缝便于处理,将顶纵梁一次浇筑范围向拱部延伸,其形状如图7-8所示。
(1)顶梁底板的制作。由于顶梁底板的制作精度要求较高,故由专业厂家进行加工制作,运到现场进行安装。工厂制作部分为钢板裁制、坡口加工、各种连接孔洞及连接板件的加工、角钢及焊钉的焊接。现场工作主要为芯梁与钢管柱的拴接,两片芯梁的俯焊。钢筋的焊接及绑扎,顶芯梁型钢构造如图7-9所示。φ60φ14钢筋慢焊钉φ14钢筋10 41040L160×160×10 L160×160×1010 410 10 10δ18钢板818钢板85 380 85 50-550 2片芯梁骨架中心线600 2片芯梁安装时俯焊图7-9顶芯梁型钢构造(单位:mm)
(2)顶芯梁底板预制技术要求。每跨顶芯梁由2片芯梁结合而成,2片芯梁用61mm的钢筋横向连接而成;角钢及钢板下料长度应留有足够的因焊接而引起的收缩量;角钢与钢板焊接后须校验变形,当产生侧向变形垂直弯曲时宜采用压力机冷矫,扭转变形时宜采用加热方法矫正;由于芯梁与钢管柱连接的每片芯梁底均有螺栓孔,为保证螺栓孔的边距
正确,应先焊接,待矫正变形后再钻孔。圆柱头焊钉,柱头与柱身采用热镦工艺制作;芯梁外露钢件表面要彻底清除氧化铁皮、铁锈及焊渣并做防腐及防火处理。按模板支架专项方案(超过一定规模后,要求组织专家论证)搭设模板支架体系,钢板移动采用人工撬滑方法,横向推移到钢管柱顶面位置处,然后用抄手楔子调整高程。
(3)顶梁底板安装。钢管柱顶部施工时,准确定位安装钢管柱盖板及精确预埋与顶芯梁连接螺栓,预制加工顶芯梁时,在顶芯梁端部,精确钻设6个φ42mm螺栓孔洞,以便运到现场后进行准确安装。顶芯梁底板与钢管柱连接部位结构尺寸如图7-10所示。636预埋600 600连接螺栓L160×160×10 600 600芯梁人角钢
④ 10钢管混凝土10Ba口n柱上盖板45°芯梁钢板品5990×600×18连接螺栓◎品20钢管壁φ36螺栓图7-10顶芯梁底板与钢管柱连接部位结构尺寸(单位:mm)顶芯梁底板从预制厂运到工地现场在钢管柱外侧,用倒链(两端各1个)同时吊起,吊起过程中(2个葫芦)要尽量保持一致,吊装梁底板钢板下严禁站人,梁底钢板基本与钢管柱顶面一致后,迅速在梁底钢板两端及中心处进行支撑。一般情况下,支撑采用脚手架纵横向步距为0.6m,基本支撑完成后,在梁底钢板位置下进行满堂搭设,脚手架纵横向步距为0.6m,搭设完后脚手架宽度及长度为2.4m×9m,脚手架顶面纵横向采用12cm×12cm方木与顶芯梁接触,方木横向长3.5m,纵向长10m,钢板移动采用人工撬滑方法,横向推移到钢管柱顶面位置处,然后用抄手楔子调整高程。顶纵梁支架布置如图7-11所示。
(4)芯梁顶部防水层铺设。施工前搭设脚手架,脚手架的纵横向步距为90cm,每次搭设长度为9m,宽度为3.6m。缓冲层及塑料防水板铺设前,要认真检查防水基面,其平整度应符合D/L=1/6~1/10(D为基面相邻两凸面间凹进去的深度,L为基面相邻两凸面之间的距离)。防水基面不得有渗漏水,若有渗漏水要先进行堵渗漏水作业。防水基面要做到清洁、坚实、平整无水。防水材料按铺设长度及宽度下料,下料后在干净的顶芯梁上部防水基面上先铺土工布。土工布(褐色)面朝下,铺设从一端开始,用水泥钉及压条固定铺设要注意保持土工布直顺,不能出现褶皱现象,然后再铺塑料防水板,四周要与土工布对齐,防水板要与土工布黏结牢固。防水层的保护采用0.5~1mm厚的钢板,内外侧夹住土工布及塑料防水板。
第七章城市轨道交通工程施工安全技术满堂红碗扣脚手架间距600×600满堂红碗扣脚手架间距600×60014983图7-11顶纵梁支架布置(单位;mm)
(5)芯梁部位钢筋绑扎。钢筋安装时,做好预留钢筋的设置。顶芯梁与中跨及边跨拱部钢筋接茬连接采用正反丝扣型钢筋接驳器连接,采用I级接头。正反丝扣型接头连接如图7-12所示。
2)顶拱施工技术顶芯梁的混凝土达到强度要求后,中洞拱顶施工前,分段拆除顶部中隔墙,通常分段拆除长度为18m。进行中隔墙拆除时,严格做好监控量测。拆除到顶部后,用防水砂浆把凸凹不平处涂抹圆顺,铺设防水层。顶拱与顶芯梁连接处拱圈主筋在顶芯梁钢筋施工时,已进行了接茬钢筋的预留,采用正反丝扣型钢筋接驳器或套筒冷挤压机械连接方式。自制钢拱架及模板体系,特制大块钢模板。在拱顶中央部位纵向每隔1.5m预留混凝土灌注孔,利用输送泵泵送混凝土入模浇筑中部拱顶混凝土。拱部预埋注浆管,结构达到强度后进行回填注浆,保证拱顶密实。中洞拱部模板支架如图7-13所示。14983正扣反扣图7-12正反丝扣型接头连接图7-13中洞拱部模板支架(单位:mm)
首先在两顶芯梁内侧设置纵向间距3m拉、撑顶芯梁,分担由中部拱跨传递的内侧拱脚受力,确保施工安全后,再施作拱部剩余部分中跨混凝土衬砌。为防止边洞开挖引起中洞拱部不平衡受力,需要在顶纵梁上设置钢管,钢管端部设置钢板,钢板通过加强钢筋与天梁内钢筋连接牢固。
4.侧洞法临时中隔壁拆除与二衬施工力系转换控制技术
1)临时中隔壁拆除与二衬施工力系转换的安全技术难点分析对于采用侧洞法修建的复合式衬砌隧道结构,初支受力最危险的时期是为施作二衬而分段拆除初期支护的临时支撑的过程。当暗挖车站各个施工部位均已通过监测断面,且监测的各项数据均已稳定时,就要考虑临时支撑的拆除及二衬的施作。浅埋暗挖法中的初期支护形成了棚架体系,于是在二衬修筑时需要分段拆除临时支撑,临时支撑的拆除将导致结构内的应力重新分布,此过程也是初期支护受力最危险、最不安全的时期。
2)施工原则及措施暗挖车站二衬施工时应注意以下几点:二衬施工前应编制混凝土的浇注方案,制定详细的混凝土供应方式、现场安全质量控制措施、混凝土浇注工艺流程、混凝土施工路线、混凝土灌筑及养护、防止混凝土安全质量通病的措施等,报监理审批后实施。混凝土灌筑前应对模板(或台车)、钢筋、预埋件、预留孔洞、施工缝、变形缝、止水带等进行检查,清除模板内杂物,隐蔽验收合格后,方可灌筑混凝土。混凝土灌筑过程中应随时观察模板(或台车)、支撑、防水板、钢筋、预埋件、预留孔洞等情况,发现问题及时处理。二衬每隔一段距离可以设置一个观察孔(兼做排气孔),当混凝土灌筑时,用以检查混凝土灌筑是否密实,此孔在二衬背后回填注浆时,可作为注浆孔用。
二、区间暗挖施工及安全技术(一)区间暗挖常用施工方法区间一般断面较小,可采用全断面法、台阶法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法和交叉中隔壁法等施工方法。区间暗挖施工主要工法见表7-3。表7-3区间暗挖施工主要工法一览表序号施工工法适用条件
(1)全断面法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工,适宜人工或机械作业。
(2)全断面法采取自上而下一次开挖成形,沿着隧道断面轮廓开挖,按施工方案一次进尺1全断面法并及时进行初期支护。
(3)全断面法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成,工序简便;缺点是对地质条件要求较高,围岩必须有足够的自稳能力
(1)台阶法适用于土质较好的隧道施工。
(2)台阶法将结构断面分成两个以上部分,即分成上下两个工作面或几个工作面,分步开2台阶法挖。根据地层条件和机械配套情况,台阶法又可分为正台阶法和中隔壁台阶法等。正台阶法能较早使支护闭合,有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。
(3)台阶法优点是具有足够的作业空间和较快的施工速度,灵活多变,适用性强
第七章城市轨道交通工程施工安全技术表7-3(续)序号施工工法适用条件
(1)环形开挖预留核心土法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大的隧道施工。
(2)一般情况下,将断面分成环形拱部、上部核心土、下部台阶等三部分。根据断面的大环形开挖小,环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺通常为0.5~1.0m,不宜过长。台阶长度3预留核心一般控制在1D内(D一般指隧道跨度)为宜。土法(3)施工作业流程:用人工或单臂掘进机开挖环形拱部,架立钢支撑,喷混凝土。在拱部初次支护保护下,开挖上部核心土和下部台阶,随时接长钢支撑和喷混凝土、封底。视初次支护的变形情况或施工步序,安排施工二次衬砌作业
(1)单侧壁导坑法适用于断面跨度较大、地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中隧道施工。4单侧壁导(2)单侧壁导坑法是将断面横向分成3块或4块。侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑坑法作用,并考虑机械设备和施工条件而定。
(3)一般情况下侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽,高度以到起拱线为宜,这样导坑可分二次开挖和支护,不需要架设工作平台,人工架立钢支撑也较方便
(1)双侧壁导坑法又称眼镜工法。当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁导坑法难以控制围岩变形时,可采用双侧壁导坑法,一般用于区间暗挖单洞双线段。
(2)双侧壁导坑法一般是将断面分成4块:左、右侧壁导坑、上部核心土、下台阶。导坑5双侧壁导尺寸拟定的原则同前,但宽度不宜超过断面最大跨度的三分之一。左、右侧导坑错开的距离,坑法应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重新分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。
(3)施工顺序:开挖一侧导坑,并及时将其初次支护闭合。相隔适当距离后开挖另一侧导坑,并施工初次支护。开挖上部核心土,施工拱部初次支护,拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上。开挖下台阶,施工底部的初次支护,使初次支护全断面闭合。拆除导坑临空部分的初次支护,施作内层衬砌
(1)中隔壁法也称CD工法,主要适用于地层较差和不稳定岩体,且地面沉降要求高的地下工程施工。中隔壁法和(2)当CD工法不能满足要求时,可在CD工法基础上加设临时仰拱,即所谓的交叉中隔壁6交叉中法(CRD工法)。隔壁法(3)CD工法和CRD工法在大跨度隧道施工中应用普遍,在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点,尤其要考虑时空效应,每一步开挖必须快速,必须及时步步成环,工作面留核心土或喷混凝土封闭,消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象(二)区间暗挖施工安全技术区间暗挖施工安全技术基本与车站暗挖施工大同小异。以下简要介绍施工竖井及相关安全技术。
1.竖井施工安全技术在井口设置明显的安全防护设施,设置安全施工警示牌、下井人员明细牌。井口地面设施牢固、安全。严禁在井口附近堆码杂物,防止跌落井内。井内爬梯处必须有足够的照明设施。井内布设的各种管线必须牢固、安全,不影响提升设备的运行。竖井内的提升设备应有足够的安全系数。建立严格的规章制度,定期详细检查防止事故发生。下井施工人员必须穿戴符合要求的着装,严禁闲杂人员进入井内。井内和井外配备先进的通信设备,并设专人值班,确保安全。
2.起重设备使用安全技术设备正式使用前,先试空车。加强井底与提升司机的信号联系,除常用的声响信号装
置外,还必须有备用信号装置(电话或传话筒)。井底应能给提升司机发送紧急停车信号。使用过程中不允许超额定负荷起吊、不允许吊钩下站人、不允许斜吊平拉、不允许骤然反车、不允许限位器作开关使用、不允许起吊重物过久空悬。定期进行设备检查、维修。
3.结构开挖初支安全技术坚持先护顶后开挖的原则施工。采用合理的开挖方式。严格控制每循环进尺,开挖成型后及时进行初期支护,尽早施作仰拱封闭成环,对特殊地段缩小钢格栅的间距。随时注意观察工作面的情况,发现地质情况变化,及时采取相应处理措施。加强监测,及时对数据进行分析,发现异常情况立即上报,并采取相应防治措施。
4.结构衬砌作业安全技术模板台架工作平台、跳板、梯子等应安设牢固,其承重不得超过设计能力,并应在现场标明;有足够的净空保证车辆、行人安全通行;工作平台应搭设不低于1m的栏杆,底板满铺,木板端头必须搭在支点上,严禁出现探头板,上下平台的梯子一侧应有扶手。灌筑混凝土前,应先检查挡头板是否稳定和严密,灌筑时必须两侧对称进行,不使台架受到偏压;拆除混凝土输送软管时,必须停止混凝土泵的运转;台架停止工作时,应及时切断电源,以防漏电、触电。拆除移动模板台架时,设专人指挥、监护,以防事故发生。
5.模板脚手架施工安全技术架设工具材料的规格和质量必须符合有关技术规定的要求;自行加工的架设工具必须符合设计要求,并经试验合格后方可使用。编制脚手架施工方案,制定具体安全保护措施,所有架设人员必须有架子工上岗证。采取二次检查脚手架的方法,消除隐患,保证脚手架安全、可靠。
6.装、卸渣与运输安全技术装载料具时,不得超出装载限界。装运大体积或超长料具时,应捆扎牢固。各种运输车辆不得人、料混装,严禁除司机外的其他人员搭乘非运人的车辆。装载机工作场地,应设车辆机械调度与指挥人员。禁止使用装载机当“吊机”爬坡和当运输车用,以免违章发生事故。
三、区间盾构法施工及安全技术(一)盾构法施工起重吊装作业安全技术在盾构法施工过程中,起重吊装作业贯穿了盾构法隧道施工的全过程。在施工最初阶段,必须利用移动式起重机将盾构机及其附属设备吊下盾构井内进行组装,在盾构机转场或者施工完成盾构机进洞以后,也必须将其从井下吊至地面;在盾构法开挖阶段,也需利用固定式的龙门吊等起重机垂直吊装管片、轨枕、轨道等附属材料和吊取渣土;在一些大型设施如拌浆站的拆除和负环管片拆除都必须要有汽车起重机、履带起重机等移动式起重机的协助作业。在吊装作业进行之前,吊装司机必须检查:指示仪表是否齐全精准,各限位和警示设施是否有效,起重设备的燃油、润滑油、液压油及冷却水是否添加充足,吊索、吊具及其连接部位是否符合规定等事项。此外,还必须从以下几个方面加强起重吊装
第七章城市轨道交通工程施工安全技术作业过程中的施工安全管理。
(1)参加起重吊装作业人员,包括司机、信号指挥、电焊工等均应属特种作业人员,必须是经专业培训、考核取得合格证,并经体检确认可进行高处作业的人员。
(2)大型起重吊装作业前应详细勘察现场,按照工程特点及作业环境编制专项施工方案,经企业技术负责人审批,并报总监理工程师审核后方可实施,且必须安排相关安全管理人员现场监督。
(3)在周边临空状态下进行高空作业时应有牢靠的立足处,并视作业条件设置防护栏杆、张挂安全网、佩戴安全带等安全措施。起重吊装作业时不宜在同一垂直方向上交叉施工,下层作业的位置,宜处于上层高度可能坠落范围以外,当不能满足要求时,必须设置安全防护层。
(4)在吊装过程中,有时移动式起重机需带载行走时,载荷不得超过允许起重量的70行走道路应坚实平整,重物应在起重机正前方向,重物离地面不得大于0.5m,并应拴好拉绳,缓慢行驶。严禁长距离带载行驶。起重机地面松软不平时,起吊禁止同时进行两个动作。
(5)在吊装盾体时,有时需要用两台或多台起重机同时吊运,在吊运过程中钢丝绳应保持垂直,各台起重机的升降、运行应保持同步,各台起重机所承受的载荷均不得超过各机的额定起重能力,达不到上述要求时,应降低额定起重能力至80??(二)盾构法施工用电安全技术触电事故是建筑施工过程中五大伤害之一,可见建筑施工现场中临时用电也是重大危险源,而恰恰好多施工现场就是在“安全用电”上存在薄弱环节,从而引发了触电等生产安全事故。盾构法隧道施工中除一般机械设备用电和生活用电等常规用电之外,盾构掘进动力系统的供电电压高达10kV。可以说盾构法施工临时用电安全管理是最重要的部分之一。
1.一般用电一般用电是临时用电,首先要从材料上把关,电缆线必须是三相五线电缆,漏电保护器必须有效,配电箱内设置的隔离开关、接线端子等必须符合要求,还需从以下几个方面进行重点管理。临时用电施工组织设计要由电气专业技术人员进行编制,经单位技术负责人审批、总监理工程师审核后方可施工。临时用电系统在施工完成后要经过编制人、项目经理、审批人及专职电工共同验收合格后方可投入使用。电工必须持证上岗,定期对用电设备、设施、供电线路等的绝缘进行检测并做好记录,不能满足安全使用要求的立即停止使用,进行维修或更换。大风、雨雪前后对整个施工现场的供电系统及用电设备进行检查,确保无事故隐患后再投入使用。二级漏电保护器的参数相匹配,可按如下方法选择:分配电箱可选100~200 mA,但不得超过30mA·s的限值,开关箱处不大于30mA,额定漏电动作时间应小于0.1s,用于潮湿的漏电保护器其额定漏电动作电流应不大于15mA,额定漏电动作时间应小于0.1s。保护接地导体必须由工作接地线、配电室(总配电箱)或总漏电保护器电源侧引出,同一供电系统内不得同时采用接零保护和接地保护两种方式,所有电气设备的金属外壳、
配电箱柜的金属框架、门,以及人体可能接触到的金属支撑、底座、架体,电气保护管及其配件等均应与保护接地导体做牢固电气连接,箱内开关应贴上标有用电设备编号及名称的标签且箱内接线端子应牢固压接,严禁虚接。施工现场要配备足够的配电箱和开关箱,箱体要求固定、稳定,箱腿与平台木板用螺丝固定,配电箱门内侧有接线系统图,配电箱门外侧设有编号及负责人,固定式开关箱与所控设备必须实行“一机”“一闸”“一箱”“一漏”的控制方法,严禁一个开关直接控制两台及以上用电设备。电工作业时戴好安全帽,穿戴好电工劳保用品,严禁带电操作;设备维修时必须按照要求将电源开关关闭,并且悬挂“有人工作,禁止合闸”警示标志牌或者派人现场监督。
2.高压用电盾构机动力系统掘进用电一般是采用双回路专供的电缆路专供的电缆,电缆从变电站接到盾构始发井一般采用埋地敷设,高压电缆埋地深度不小于0.7m,电缆周围需铺50 mm厚的细砂,上面盖红砖保护,然后回填夯实,并在醒目位置设置警示标志牌。盾构掘进的隧道内一般环境潮湿,且随着盾构向前不断推进,高压电缆也要经过多次连接,接头一定要选用优质的专用接驳器。在隧道内电缆固定时悬挂高度要合适,至少要比轨道运输车辆高,防止运输车辆脱轨后倾翻击断电缆造成严重后果。(三)盾构机开舱与刀具更换的安全管理随着地质条件的变化,隧道掘进过程中刀具会有不同程度的磨损,当磨损达到一定程度时需要对刀具进行更换。刀盘内更换刀具也是盾构法隧道施工过程中一项相对较危险的作业工序,所以在更换刀具之前要将换刀所需的工具、设备、简易药箱等应急物品准备齐全,对土舱内的气体进行检测,在保证无有毒气体的情况下才可进行刀具更换。另外在土舱必须提供充足的照明,但刀盘内潮湿、水气大,随着温度的升高会产生雾化现象,对电器、电线绝缘性能要求高,需选用24V以下的安全电压,包括行灯等局部照明工具。
1.常压换刀在地质条件比较稳定的情况下,一般采取常压换刀。在更换刀具之前要选择合适的地点并预先对地层进行加固处理。开舱过程应在开舱点垂直上方和重要建(构)筑物四周设置监测点,严密注视它们的位移和沉降情况。在开舱之前,首先要观察土压的变化情况,待情况稳定后再进入舱内进行刀具更换。作业人员进入土舱前要系上安全绳,在舱口外至少挂有一把斧头,以备发生紧急情况时在人员撤离后能及时砍断入舱的电线电缆等障碍物并关上舱门。更换刀具时,土舱内的照明工具,包括行灯等局部照明工具,必须是24V以下的安全电压,且应设置应急灯,在断电时可以应急照明,保障作业人员安全撤离。作业面要保持通风,及时排净废气,防止二氧化碳等有害气体积聚在下方造成作业人员不适,同时也可以降温,改善作业面的环境。在开舱之前,必须准备好开舱需要的设备工具和刀具等,还需准备好担架和配有应急药品的简易药箱等,并且要求电瓶车在最后一节台车后面应急备用,如发生作业人员受伤等意外情况,可乘电瓶车将其快速运出。拆装刀具时应尽量借助机械装置,可合理运用葫芦等起重设备和滑轨等移动设施,以及支架等固定装置,吊运过程中千斤顶位要铺设走道板,防止砸坏千斤顶油缸。刀盘非期望转动伤人在盾构施工过程中屡有发生,因此重新启
第七章城市轨道交通工程施工安全技术动盾构机时一定要再三确认土舱内没有作业人员,且工具材料已全部回收。
2.气压换刀在盾构机前方或上方的土体不能自稳的情况下,需进行气压换刀。除了与常压换刀一样需要对土体进行加固、加强监测、选派体格强壮且有经验的人员参加换刀外,加压舱在使用前必须认真检查所有的阀门、管路是否有堵塞和漏气现象,压力表是否准确,通信装置、照明设备是否正常,舱门开关是否灵便,所需的工具、器材是否完备和加压系统、供氧系统等辅助设备是否准备齐全,必要时需对加压舱进行耐压和泄漏试验。在正式进行气压换刀之前,还应进行无人压力试验。作业人员进入后,操作人员应掌握好升压的速度,若舱内有人感到升压过快要马上停止升压或适当降低压力,待适应后再适当增加升压的速度。在压力舱内作业时,舱内的照明要求也更高,必须是经得起相应压力的防爆灯;通信方面也需更加精准,外面值守人员必须不间断地与压力舱内的人员保持联络,了解其情况;应急措施也需更加充分,除了准备一般的应急药品外,还需有相关专业的医生在外面值守,以便采取抢救措施,有条件的最好配备专用的流动医疗舱,以便在送往医院的过程中保持伤员所受体外压力差基本一致。(四)盾构法施工管片拼装作业在盾构机掘进达到一环的距离时,需进行管片的拼装作业。拼装管片就是拼装机利用举重臂将管片拼装成环的过程。拼装机刚开始作业时,必须保证其旋转时警报蜂鸣器响,警示灯闪烁,警示作业人员不得在拼装机旋转范围内,因为拼装、开装架及拼装辊等回转物体有夹住人体的危险。管片起吊时吊销必须全插到位,以免旋转中销子脱出,管片落下伤人;另外在插入管片吊销时,销子和管片起吊金属件之间有夹住手指的危险,操作人员必须明确信号、确认操作人员安全后再操作。拼装管片时,拼装工必须站在安全可靠的位置,严禁将手、脚放在环缝和千斤顶的顶部,以防受到意外伤害。组装管片,拼装机和推进油缸的操作手也必须在收到作业人员安全的明确信号后才能动作,以防夹住作业人员的手脚。(五)盾构法施工隧道内轨道运输盾构隧道施工时,需要电机车等临时轨道运输工具水平运送管片、钢轨、轨枕等材料和出渣土。由于管片底部为圆弧形,对轨枕的稳定性有一定影响,运输车辆容易脱轨,如果碰到行走在走道板上的行人或者盾构机专用高压电缆,那后果更是不堪设想。所以轨距、轨道高差、弧度、接缝等重要参数要严格按规范执行,轨枕要保证足够的刚度,并和管片上的螺栓保持固定或焊接,避免滑动变形。另外电机车司机在电机车起步、转弯或者比较黑暗处必须鸣笛示警,要严格控制好速度,且电机车进出隧道时严禁搭乘各类人员,以防脱轨时电机车倾翻将人员压伤。在电机车停下时,后面拖车车轮必须用铁楔或木楔卡住车轮,严防溜车,特别是在盾构机位置,电机车与盾构机之间几乎没有空隙,稍不注意人员就可能挤卡在中间。(六)盾构法施工砂浆搅拌与注浆盾构机在掘进过程中需要对管片外侧的环形空隙中注入浆液,这就需要砂浆搅拌系统预制浆液并进行输送。进料工在进料时严禁将头或手伸入料斗与机架之间察看或探摸进料
情况,运转中也不得用手或工具等伸人搅拌筒内扒料出料,料斗升起时要时刻留意其下方是否有人在工作或穿行,清理料坑时必须将料用链条扣牢。送料工调节输送机的卸料高度时应在停车时进行,调节好后应立即将连接螺母拧紧,并插上保险销,以防输送管掉落伤人。当电源中断或因其他原因突然停机时,应立即切断电源,将输送带上的物料清除掉,待来电或排除故障后方可再接通电源启动运转。清洗砂浆搅拌罐时必须有人在外面监视,以防有人突然接通电源使搅拌叶片发生非期望的旋转。最后,输送浆液刚性管道堵塞时,还可能需要加大注浆泵的压力进行疏通,倘若加压管突然畅通,会导致管道内的砂浆等高速喷出,所以在出口处可用编织带或者帆布作防护,以防高速喷出物对人员造成伤害,尤其是对眼部造成伤害。(七)盾构法施工的管片拆除在盾构施工过程中,有负环管片、洞门管片和联络通道管片需要拆除。在拆除负环管片时,应按拆除技术方案规定的顺序拆除,不得一次将整环管片螺栓全部松懈或拆除,以免发生一次性大面积脱落。拆卸管片螺栓时,应满足管片的自稳角,应先挂好吊钩,穿好吊销杆,拉紧绳索后再行拆除连接螺杆,以防管片滑移倾倒。起吊前应确定连接螺杆无遗漏且起吊管片与其他管片、连接体完全脱离,并且一定要将周围的电缆管线等进行保护,以防在拆除过程中管片突然塌落击穿电缆或其他设施设备;吊装时,吊装物下方及重心摆动方向禁止站人,待作业人员撤离到安全有效距离位置时方可起吊。拆除洞门管片一般需要电机车的配合,电机车的牵引钢丝绳一定要相匹配,以免钢丝绳崩断管片突然掉落伤人或者损坏路轨、电机等设施设备。在联络通道管片拆除之前,必须严格按照要求对上方管片进行支撑,以防管片受力不均产生挤压变形等恶性影响。(八)盾构法施工的联络通道施工联络通道施工包括联络通道和废水泵房施工两部分,一般是采用人工开挖,与矿山法施工相似,但开挖的隧道长度较短。联络通道施工过程中,遇软弱土层、透水砂层或者工作面发生小量掉块等,一般是采取小导管注浆、增加锚杆长度和数量,或者挂网喷混凝土来加强临时支护;若发现工作面发生较大量的坍塌,应立即采用沙袋回填等措施,并喷混凝土充填满沙袋与拱顶部的空隙和坍塌部位;若遇局部透水砂层有涌水情况发生,须立即喷射掺有大量速凝剂的混凝土封闭涌水面,喷射混凝土前预埋出水花管,然后增加小导管注浆,注浆时可采用水玻璃或其他速凝剂的双液注浆,以达到有效止水和稳固工作面的效果。另外在施工作业期间需加强排水,以防土体长时间浸泡变软而发生坍塌引发恶性事故,也不得在电机车安全运行范围以内堆放各类物料,以免影响电机车出人。要注意加强与盾构工区的工作联系和沟通,相互之间不得彼此影响正常的施工安全生产。(九)盾构机组装与拆卸盾构机在始发出洞之前必须进行组装,当完成施工任务进洞后必须对其进行拆卸并转场。在组装和拆卸盾构机时需要站在盾体上进行焊接吊耳、气割气刨等动火作业。动火作业区必须配备足够的消防器材,并且将易燃易爆物质移开至安全有效距离,以免发生火灾或者爆炸的危险。交流电焊机必须具备有效的防二次侧触电保护器。在盾体上焊接吊耳属于高处作业,而且盾构本身是圆形,极易发生高处坠落事故,所以在盾体上焊接吊耳或进行其他作业时,必须焊好防护栏杆并系好安全带。在组装或拆卸
第七章城市轨道交通工程施工安全技术的过程中,可能会有少量的机油、液压油或者其他的油污分布在各种设备设施上,所以在(十)盾构区间隧道施工风险源分析及防护措施为便于系统学习掌握盾构区间隧道施工的安全管理主要内容,表7-4汇总列出了盾表7-4盾构区间隧道施工风险源分析及防护措施汇总表施工现场禁止吸烟,且走路要留心,以防滑倒摔伤。同时所有带电和非带电电线、电缆不构区间隧道施工的风险源分析及防护措施。得放置在水中,带电线路必须张挂在可靠位置,非带电线路必须及时收卷,以免发生触电事故。另外各个作业面必须预留出不低于45cm的安全作业通道,且拆除下的部件应及时放置在指定位置,不得占用作业通道。最后用于盾构吊装、拖拉,张挂机具、设备、设施的钢丝绳必须符合载荷及安全使用规定。序号危险源类别可能的后果基本对策及措施
(1)编制安装、拆除方案。高处坠落、(2)过程中做好监控,设置警戒区。1起重作业物体打击、(3)自检合格后,报特种设备监督检验所检测。设备事故(4)安装单位须有相应资质。
(5)特殊工种必须持证上岗。
(6)定期做好维修、保养
(1)必须编制《临时用电施工组织设计》。
(2)临时用电设施验收合格后方可使用。
(3)施工现场线路全部采用橡套电缆或用塑铜线架空架设。2施工用电触电事故(4)施工现场线路、电气设备的安装、维修保养及接线、拆线工作必须由持证电工进行。
(5)对移动机具及照明的使用实行二级漏电保护,并经常进行检查、维修和保养。
(6)坚持每周一次安全用电检查和日常巡视工作,发现问题立即整改
(1)隧道内安全通道采用专用的走道板。3安全通道人员伤亡(2)使用前进行验收并挂牌。
(3)走道板须绑扎牢固
(1)机管员负责对机械使用前的验收工作,平时做好对机械运行情况的检查。
(2)操作人员必须持有效证件上岗。
(3)按规定搭设机械防护棚。
(4)机械设备金属外壳必须接地,随机开关灵敏可靠。4中小型机械使用机械伤人(5)督促机操人员做好定期检查、保养及维修工作,并做好运转、保养记录。
(6)机械设备的防护装置必须齐全有效,严禁带病运转。
(7)固定机械设备和手持移动电具,必须实施二级漏电保护。
(8)必须做到定机、定人、定岗位。
(9)下班之前必须做好安全整理工作,切断机械电器设备的电源
(1)与管线单位取得联系,弄清地下管线的分布确切情况,编制地下管管线损坏、线保护方案,做好安全交底。5地下管线煤气中毒、(2)加强沉降观测,对观测结果分析,提出处理及预防措施。爆炸、(3)合理设置掘进参数,加强注浆效果的控制。供水中断(4)定期检查管线保护措施的落实情况及保护措施的可靠性。
(5)必要时,跟踪注浆,并做好应急准备
表7-4(续)序号危险源类别可能的后果基本对策及措施
(1)对运输机具、轨道必须定期进行安全运行检查和维护。
(2)电瓶车辆在隧道内曲线段行驶以及进出台车,必须缓慢通过。
(3)工作人员必须在人行走道板上通行,走道板须绑扎牢固。6隧道内水平财产损失、(4)电瓶车、平板车严禁载人运输。运输人员伤亡、(5)电瓶车司机持证上岗,禁止酒后驾驶。设备事故(6)做好例保,刹车片及时更换。
(7)长距离大坡度地段:电瓶车增设电动制动刹车装置及配置行车闪光示警灯具,定期及时检查刹车装置,保证其良好性;将钢轨轨枕可靠固定连接,不允许松动;工作面钢轨末端设置行驶止动装置,制定安全行车操作规程;配置专用防止管片旋转的专用平板车发生火灾、(1)动火前必须分级办理动火证,专人进行监护。7动火作业财产损失、(2)配备足够的消防器材。人员伤亡(3)成立防火领导小组,建立义务消防队
(1)盾构工作井及竖井四周设立安全栏杆及安全挡板,防止发生井边物体坠落打击事故。
(2)起吊设备必须有限位保险装置,不得带病或超负荷作业。8垂直运输物体坠落、(3)起重专职指挥,加强责任心,预防发生碰撞事故。物体打击(4)管片、土斗配专用吊具及钢丝绳,要定期检查,发现缺陷,及时调换。
(5)满载土斗起吊前,必须进行处理,防止泥块坠落伤人。
(6)夜间施工井口必须有足够的光照度。
(7)特种作业人员要持证上岗。
(8)起重用索具、夹具须有产品合格证和质保书
(1)机械手操作人员在机械手转动前必须告知上、下作业人员,在确保无人的情况下才可转动机械手。
(2)机械手举起管片后,严禁该断面区域站人,以防吊耳脱落,引起管财产损失、片坠落伤人。9管片拼装人员伤亡、(3)机械手转动前小脚应撑住管片,不得晃动。设备事故(4)小脚调定油压≤6 UPa,以免吊耳、预埋件受损伤。
(5)机械手的声、光警报装置齐全。
(6)机械手由专人操作。
(7)吊耳丝扣拧到底10高温施工人员中暑事件配备必要的防暑降温用品,隧道内加强通风,保持隧道内空气流通财产损失、(1)与当地气象台保持信息联系,掌握天气情况,提前预知预防。11暴雨人员伤亡、(2)提前做好防雨防汛物资准备,准备足够的防汛器材。设备事故(3)加强地面及隧道内排水
(1)拆除和安装必须制定专项施工方案,其中,起吊作业还需制定安全专项施工方案。
(2)安装、拆除施工单位必须具备相应的安装资质。12盾构机拆除人员伤亡、(3)起吊作业必须做到设备有检验合格证,专业人员持证上岗。与安装设备事故、(4)高处作业必须有牢固可靠的操作平台,安全带使用规范。财产损失(5)作业前,按规定开展安全技术交底和班前讲话。
(6)施工中,必须有专职安全员全过程监控。
(7)临时用电按要求做到三级配电二级保护,所有用电设备做到验收合格,重复接地接零规范
第七章城市轨道交通工程施工安全技术表7-4(续)序号危险源类别可能的后果基本对策及措施
(1)全面调查建筑物的现状,制定相应施工措施,特别是对地表沉降敏感的建筑物。
(2)盾构机严格控制出土量,控制姿态,保持均衡施工,同时严格进行13地面建沉降、开同步注浆和二次注浆。(构)筑物裂、倾斜(3)暗挖隧道严格按工艺要求和顺序进行。等其他破坏(4)对地表沉降和建筑物变形进行严密监测,及时反馈信息,优化施工参数。
(5)必要时跟踪注浆。
(6)做好应急准备第四节城市轨道交通工程安全生产检查住房和城乡建设部为有效指导城市轨道交通工程质量安全检查工作,科学评价质量安全管理现状,推动建设、勘察、设计、施工、监理以及施工图审查、第三方监测、检测等单位落实质量安全主体责任和相关责任,提升检查工作标准化、规范化和科学化水平,组织编写了《城市轨道交通工程质量安全检查指南》(建质〔2016〕173号)(简称《指南》)。
一、《指南》概述编写《指南》的主要依据是《中华人民共和国建筑法》《建设工程质量管理条例》《建设工程安全生产管理条例》《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》等有关法规制度、标准规范。《指南》主要适用于城市轨道交通工程建设、勘察、设计、施工、监理等各方主体以及施工图审查、第三方监测、检测等单位开展质量安全自查工作,也可用于城市轨道交通工程建设单位对各参建单位实施履约管理及评价等工作,以及城市轨道交通工程建设主管部门开展质量安全检查工作。《指南》的检查评分表涵盖了建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位、第三方监测单位、质量检测单位、施工图审查机构8个方面的参加方。包含了目前我国城市轨道交通工程建设的主要参加单位和安全管理内容。
二、城市轨道交通工程参建单位安全检查项目(一)检查建设单位质量安全的主要项目对建设单位安全检查的项目共26项。主要包括质量安全管理机构、人员,质量安全责任制,质量安全管理制度与标准,质量安全会议制度,质量安全教育培训,招标、工期造价,参建各方主体资质和人员资格审查,组织工程周边环境调查与现状评估,提供工程基础资料,委托专项勘察、设计,办理施工图审查,组织勘察设计地下管线交底,采购材料设备,提供施工场地,支付工程款及安全措施费,办理质量安全监督手续,质量安全风
险管理,委托第三方监测、检测,履约管理与现场检查,现场协调管理,应急预案管理,预警与响应,质量安全事故处理,工程验收,建设项目档案管理,违规行为。(二)检查勘察单位质量安全的主要项目对勘察单位检查的项目共35项。主要包括资质资格及管理制度,资料收集与研究,大纲编制,勘探点布置,取样、原位测试、现场试验布置,室内试验布置,安全文明施工,大纲落实,管线核查,孔位测放,探孔调整,钻进及岩芯采取率,岩土鉴别与描述,样品采集,原位测试,物探测试,水位观测及水文地质试验,外业记录,室内试验,外业安全,岩土层划分,不良地质与特殊岩土,地下水,场地稳定性、适宜性,围岩及土石工程分级,岩土物理力学参数,工程地质、水文地质条件评价及措施建议,场地与地基的建筑抗震设计基本条件,环境影响分析,遗留问题说明,成果审查及意见落实情况,成果文件签章及资料归档,勘察成果准确性,勘察成果交底,施工配合。(三)检查设计单位质量安全的主要项目对设计单位检查的项目共14项。主要包括资质资格及管理制度、基础资料、法律法规标准执行、结构计算、地下水处理、不良地质和特殊性岩土、结构与防水、风险工程设计及抗震专项设计、监控量测、内部审核、外部审查确认、设计交底、设计变更、施工配合。(四)检查监理单位质量安全的主要项目对监理单位检查的项目共16项。主要包括资质资格及管理制度,监理规划与实施细则,资质资格审查,制度审查,方案审查,费用核查,日常巡视,旁站监理,材料设备查验,平行检验,测量、监测查核,验收,问题处理,协调管理,档案管理,监理效果。(五)检查施工单位质量安全的主要项目对施工单位检查的项目共11大项、201小项。主要包括安全管理、文明施工、脚手架、基坑支护/模板工程、矿山法与盾构法隧道、安全防护、施工用电、塔吊/龙门吊/物料提升机、起重吊装、施工机具、其他专项。
1.安全管理检查内容(共13项)安全管理检查主要内容包括单位资质与人员资格、责任制度与目标管理、施工组织设计、安全技术交底、安全教育和班前活动、作业管理、安全检查、工程周边环境保护、安全防护用品管理、分包管理与协调管理、费用管理、应急管理、事故管理。
2.扣件式钢管脚手架检查内容(共11项)扣件式钢管脚手架检查主要内容包括施工方案、立杆基础、架体与建筑结构拉结、杆件间距与剪刀撑、脚手板与防护栏杆、横向水平杆设置、杆件连接、层间防护、构配件材质、通道、验收。
3.碗扣式钢管脚手架检查内容(共10项)碗扣式钢管脚手架检查主要内容包括施工方案、架体基础、架体稳定、杆件锁件、脚手板、架体防护、构配件材质、荷载、通道、验收。
4.承插型盘扣式钢管脚手架检查内容(共10项)承插型盘扣式钢管脚手架检查主要内容包括施工方案、架体基础、架体稳定、杆件设置、脚手板、架体防护、杆件连接、构配件材质、通道、验收。
第七章城市轨道交通工程施工安全技术
5.满堂式脚手架检查内容(共10项)满堂式脚手架检查主要内容包括施工方案、架体基础、架体稳定、杆件锁件、脚手板、架体防护、构配件材质、荷载、通道、验收。
6.模架工程安全检查内容(共10项)模架工程安全检查主要内容包括施工方案、材料材质、地面基础、支撑系统或桥墩立模、移动模架或挂篮、施工荷载、支拆模板、模板存放、上下通道、关键节点验收。
7.施工用电安全检查内容(共9项)施工用电安全检查主要内容包括外电防护、接零保护系统、配电线路、配电箱与开关箱、现场照明、电器装置、配电室与变配电装置、电气消防安全、用电管理。
8.安全防护检查内容(共13项)安全防护检查主要内容包括安全帽、安全网、安全带、电气作业防护用品、防尘防毒用品、临边防护、洞口防护、通道口防护、攀登作业、悬空作业、移动式操作平台、物料平台、悬挑钢平台。
9.塔吊安全检查内容(共12项)塔吊安全检查主要内容包括限载装置,行程限位装置,保护装置,吊钩、滑轮、卷筒与钢丝绳,安装拆卸验收,附着装置,防雷,基础,结构设施,多塔作业,周边安全,检查检测及维修保养。
10.龙门吊安全检查内容(共9项)龙门吊安全检查主要内容包括安装、拆卸与验收,保险装置,轨道,电气安全,吊钩与钢丝绳,结构设施,防撞措施,防护及警示,检查检测及维修保养。
11.物料提升机检查内容(共12项)物料提升机检查主要内容包括安全装置,防护设施,附墙架与缆风绳,吊篮,钢丝绳及滑轮,基础与导轨架,动力与传动,操作棚,通信装置,避雷装置,安装、拆卸与验收,检查、检测及维修保养。
12.起重吊装安全检查内容(共11项)起重吊装安全检查主要内容包括施工方案、人员配备、起重吊装条件验收、索具、操作控制、过程管理、多机协作、高处作业、构件堆放、占道吊装、安全警戒。
13.施工机具安全检查内容(共13项)施工机具安全检查主要内容包括平刨,圆盘电锯,手持电动工具,钢筋机械,电焊机,搅拌机,气瓶,场内运输车,潜水泵,振捣器,桩工机械(含成槽机),预应力张拉机械,其他施工机具、设备。
14.基坑支护安全检查内容(共10项)基坑支护安全检查主要内容包括施工方案,基坑支护,降排水,坑边荷载,上下通道,土方开挖,支撑拆除,附属结构,基坑监测,作业环境。
15.盾构法/TBM隧道施工安全检查内容(共11项)盾构法/TBM隧道施工安全检查主要内容包括盾构机选型、施工方案、安装调试、始发/接收、掘进施工、隧道施工运输、开舱与刀具更换、洞门及联络通道施工、管片堆放与管片拼装、安全防护与保护措施、施工监测。
16.矿山法隧道施工安全检查内容(共13项)矿山法隧道施工安全检查主要内容包括施工方案、地层超前支护加固、降水排水、洞口工程、隧道开挖、爆破施工、初期支护、防水作业、二次衬砌、作业架防护、隧道运输、施工监测、作业环境。
17.轨行区施工安全检查内容(共4项)轨行区施工安全检查主要内容包括调度、方案及安全协议,施工请销点,轨行区施工安全,行车安全。
18.特殊气候施工安全检查内容(共7项)特殊气候施工安全检查主要内容包括人员管理,预警,暴雨及地质灾害防范,大风防范,雷电防范,低温、冰雪(雹)、大雾防范,应急管理。
19.人工挖孔安全检查内容(共10项)人工挖孔安全检查主要内容包括施工方案、提升设备、护壁、通风及检测、开挖、上下井梯、井边载荷、配合或监护、井边防护、孔内防护。
20.架桥机作业安全检查内容(共3项)架桥机作业安全检查主要内容包括施工方案,架桥机验收,桥梁架设。(六)检查第三方监测单位质量安全的主要项目对第三方监测单位检查的项目共9项。主要包括资质与资格,仪器设备,管理制度,监测方案制定及审查,基准点、监测点埋设及保护,监测实施,监测成果,信息反馈及预警报告,监测资料归档管理。(七)检查质量检测单位质量安全的主要项目对质量检测单位检查的项目共6项。主要包括单位资质,人员与设备,管理制度,检测实施,检测报告,检测资料归档管理。(八)检查施工图(详细勘察文件)审查机构质量安全的主要项目对施工图(详细勘察文件)审查机构检查的项目共9项。主要包括机构条件,人员资格,管理制度与责任制,审查内容,审查意见,签字盖章,问题上报,告知性备案,审查记录存档。(九)检查施工图(施工图设计文件)审查机构质量安全的主要项目对施工图(施工图设计文件)审查机构检查的项目共9项。主要包括单位条件,人员资格、数量与专业,管理制度与责任制,审查内容,审查意见,签字盖章,问题上报,告知性备案,审查记录存档。第五节城市轨道交通工程建设风险管理城市轨道交通工程建设风险管理是一项复杂的系统工程,如何科学地预防安全风险,强化源头管理,落实安全责任,加大过程控制,减少生产安全事故,提高安全水平,是参与轨道交通工程建设所有人员的职责和使命。在轨道交通工程施工阶段,按照关口前移、重心下移的管理思路,通过精细化、信息化、程序化、标准化、规范化的管理手段,强化动态管理和过程控制,强化监督措施和行为规范的有效执行,将风险防范工作与绩效考
第七章城市轨道交通工程施工安全技术核、奖惩制度挂钩,保障城市轨道交通工程建设的安全稳定。
一、城市轨道交通工程建设风险基本类型(一)按照风险损失进行分类
(1)人员伤亡风险。
(2)环境影响风险。
(3)经济损失风险。
(4)工期延误风险。
(5)社会影响风险。(二)按照建设内容与实施过程进行分类
(1)规划阶段风险管理。
(2)可行性研究风险管理。
(3)勘察与设计风险管理。
(4)招标、投标与合同风险管理。
(5)施工风险管理。
二、城市轨道交通工程建设风险管理基本要点(一)风险管理组织与责权工程建设风险管理应由建设单位负责组织和实施,并以合同约定建设各方的风险管理责任。风险管理责任分担应坚持责、权、利协调一致,权责明确。建设单位在编制概算时,应确定建设风险管理的专项费用,做到风险处置措施费专款专用。(二)风险等级标准划分原则城市轨道交通地下工程建设风险管理应根据工程建设阶段、规模、重要程度及风险管理目标等制定风险等级标准。工程建设风险等级标准应按风险发生可能性及其损失进行划分。(三)风险辨识的基础资料
(1)工程周边水文地质、工程地质、自然环境及人文、社会区域环境等资料。
(2)已建线路的相关工程建设风险或事故资料,类似工程建设风险资料。
(3)工程规划、可行性分析、设计、施工与采购方案等相关资料。
(4)工程周边建(构)筑物(含地下管线、道路、民防设施等)等相关资料。
(5)工程邻近既有轨道交通及其他地下工程等资料。
(6)可能存在业务联系或影响的相关部门与第三方等信息。
(7)其他相关资料。(四)风险分析方法
(1)定性分析方法。
(2)定量分析方法。
(3)综合分析方法。工程施工风险管理中宜采用综合风险分析方法。
(五)风险处置方式风险处置有四种基本对策,可选择一种或多种对策实施风险控制,城市轨道交通地下工程建设风险处置对策包括:
(1)风险消除。不让工程建设风险发生或将工程建设风险发生的概率降低到最小。
(2)风险降低。通过采取措施或修改技术方案等降低工程建设风险发生的概率和(或)损失。
(3)风险转移。依法将工程建设风险的全部或部分转让或转移给第三方(专业单位),或通过保险等合法方式使第三方承担工程建设风险。
(4)风险自留。风险自留的前提是所接受的工程建设风险可能导致的损失比风险消除、风险降低和风险转移所需的成本低。采取风险自留对策时应制定可行的风险应急处置预案,采取必要的安全防护措施等。(六)风险清单内容城市轨道交通应建立风险清单,其内容一般包括:风险名称、风险因素、风险发生可能性、风险损失、风险发生位置及征兆等,可采用列表的形式给出具体的辨识成果。
三、城市轨道交通工程建设施工风险管理城市轨道交通地下工程施工期的风险管理是工程建设风险管理过程的核心,也是工程建设风险能否得到有效控制的关键阶段。城市轨道交通地下工程施工风险管理应编制风险控制预案、建立重大风险事故呈报制度。(一)城市轨道交通地下工程施工风险管理实施的主要阶段
(1)施工准备期。
(2)施工期。
(3)车辆及机电系统安装与调试。
(4)试运行和竣工验收。(二)城市轨道交通地下工程施工风险管理应完成的工作
(1)建设各方施工风险分析及职责划分。
(2)制定现场工程建设风险管理实施制度。
(3)编制关键节点工程建设风险管理专项文件。
(4)编制突发事件或事故应急预案。(三)城市轨道交通地下工程施工期风险管理中的主要风险因素
(1)邻近或穿越既有或保护性建(构)筑物、军事区、地下管线设施区等地段施工。
(2)穿越地下障碍物地段施工。
(3)浅覆土层地段施工。
(4)小半径曲线地段施工。
(5)大坡度地段施工。
(6)小净距隧道施工。
(7)穿越江河湖海地段施工。
(8)特殊地质条件或复杂地段施工。
第七章城市轨道交通工程施工安全技术(四)实施动态风险管理城市轨道交通地下工程施工必须实施动态风险管理,利用现场监测数据和风险记录,实现施工风险动态跟踪与控制。工程建设风险随着工程施工进展是动态变化的,各项风险的发生概率及其损失也将发生改变,而且,地下工程建设易受外部天气和环境等条件的干扰,现场风险情况瞬息万变,因此,工程建设过程中建设各方必须实施动态风险管理。动态风险管理主要体现在风险信息的收取、分析与决策过程的动态,对风险的预报、预警与控制实施的动态。(五)设置安全保护区为保证城市轨道交通安全运行,应明确划定轨道交通工程地上和地下安全保护区的范围,未经批准不应在轨道交通工程安全保护区内进行危险作业,否则会造成城市轨道交通设施、设备的损坏,影响和威胁运营安全。下列区域或场所应划分为轨道交通工程地下和地上安全保护区的范围:
(1)出入口、风亭、冷却塔、变电所和无障碍电梯等附属设施结构外边线外侧10m内。
(2)地面车站和地面线路、高架车站和高架线路结构、车辆基地用地范围外边线外侧30m内。
(3)地下车站与隧道结构外边线外侧50m内。
(4)轨道交通穿(跨)越水域的隧道或桥梁结构外边线外侧100 m内。未经批准,不应在安全保护区内开展以下作业:
(1)新建、改扩建或拆除建(构)筑物。
(2)敷设管线、架空作业、挖掘、爆破、地基处理或打井。
(3)修建塘堰、开挖河道水渠、挖砂、采石、取土、堆土。
(4)在穿越水域的隧道段开展疏浚、抛锚、拖锚等作业。
(5)其他大面积增加或减少荷载,进而影响轨道交通安全的活动。(六)施工期的建设风险管理应完成的工作
(1)施工中的风险辨识和评估。
(2)编制现场施工风险评估报告,并以正式文件发送给工程建设各方,经各方沟通研究后,形成现场风险管理实施文件记录。
(3)施工对邻近建(构)筑物影响风险分析。
(4)施工风险动态跟踪管理。
(5)施工风险预警预报。
(6)施工风险通告。
(7)现场重大事故上报及处置。(七)施工单位风险管理主要内容及职责施工单位负责施工现场建设风险管理的执行和落实,其风险管理主要内容及职责。
(1)结合施工组织设计拟定风险管理计划,建立工程施工风险实施细则。
(2)对Ⅲ级及以上风险,根据设计单位技术要求等,确定工程施工预警监控指标及标准。
(3)对Ⅱ级及以上建设风险编制事故应急处置预案。
(4)现场区域作业人员必须严格执行登记制度,对作业层技术人员进行施工风险交底,制订工程建设风险管理培训计划。
(5)负责完成工程施工风险动态评估,分析并梳理Ⅱ级及以上风险,提交施工重大工程建设风险动态评估报告。
(6)结合工程施工进度及时上报工程施工信息,向工程建设各方通告现场施工风险状况。
(7)工程设计、施工方案如有重大变更,应根据变更情况对工程建设风险进行重新分析与评估。
(8)因建设风险处置措施的实施而发生的费用增加或工期延长,应经过建设单位批准后方可实施。
(9)对与工程施工有关的事故、意外或缺陷等进行风险记录。
(10)必须做到施工安全措施费用专款专用。施工现场一旦发生重大建设风险事故,施工单位应及时上报建设单位和政府相关主管部门,并应及时组织人员实施抢险。监理单位对施工单位存在的风险或违反风险管理规定的行为,有责任向施工单位提出警告,不听劝阻或情节严重的,监理单位有权利予以停工处置,并及时上报建设单位。由建设单位组织,以前期各阶段完成的风险管理文件为基础,结合工程建设进度和周边条件,动态地对现场及未来工程建设潜在风险进行分析与评估,同时,通过现场施工风险记录资料,利用现场监测信息化手段,依据施工参数、环境监测反馈等信息对施工工程建设风险开展跟踪与反馈。上述技术措施的实施与开展,一方面保证了风险管理的连续性和有效性,同时,为工程进展中发生的新情况、新问题提供了预报、预警,为调整、优化、完善设计与施工方案,及时处置、控制风险提供了保证。对于事故、意外、缺陷等问题,建设各方应认真、细致、充分、全面地分析,做到证据分析、过程分析、原因分析、责任分析,并保持客观、中立的态度,对定性、定责应公正、准确。调查还应查明发生的原因、过程、财产损失情况和对后续工作的影响,并提出处理措施和完善风险控制措施的建议。事故各相关单位应采取措施防止类似事故的再次发生,并对员工进行教育和培训。建设各方可根据施工现场情况和进度,跟踪风险动态变化情况,实施风险控制策略和措施。在出现风险征兆后应及时通报建设各方,跟踪风险征兆发展,及时启动应急预案措施。(八)地铁施工中常见的安全风险
1.坍塌(土方坍塌)
(1)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(暗挖法)隧道开挖、盾构法隧道掘进等作业环节。
(2)诱发因素:土方开挖过程中,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。
(3)可能造成的影响:开挖面坍塌或地面坍塌等,有时造成工程本身的损失不大,但如在敏感部位施工,可能造成的第三方责任风险较高,如洞内坍塌引起地面建筑物、构
第七章城市轨道交通工程施工安全技术《<筑物坍塌,人员、车辆陷落,管线破坏从而造成燃气泄漏,自来水或污水涌入等危害事故。
2.垮塌(深基坑支撑体系、高大支模支撑体系垮塌)
(1)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。
(2)诱发因素:基坑内支撑受到外力撞击、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,以及不按方案施工等。
(3)可能造成的影响:深基坑垮塌、高大模板支撑体系垮塌,造成群死群伤后果极其严重的事故。
3.渗漏
(1)存在的主要作业环节或工序:出入口、区间隧道、联络通道;车站结构变形缝、施工缝和诱导缝;管片接缝等。
(2)诱发因素:周边地质环境、结构埋深、防水设计、防水材料、围护结构防水效果、结构混凝土性能、细部处理的施工工艺等。
(3)可能造成的影响:渗漏一般属于质量缺陷,处理不好渗漏严重时可能引发安全事故,如隧道渗漏引起电气设备短路从而诱发触电、火灾等事故。
4.沉降
(1)存在的主要作业环节或工序:伴随土方开挖过程均出现沉降,而容易发生不均匀沉降主要集中在深基坑施工、盾构施工、暗挖施工,尤其是在地下水丰富且易造成大量水流失的情况下。
(2)诱发因素:地层应力释放、地下水流失、开挖掌子面失稳、盾构出渣过量等。
(3)可能造成的影响:不均匀沉降易造成隧道、地面坍塌等一系列安全事故,甚至造成人员伤亡和设备损坏、建筑物开裂、倾斜、地下管线破裂的部分严重事故。因此沉降应作为地铁施工中重大安全风险予以防范。
5.洪水水灾
(1)存在的主要作业环节或工序:汛期施工、隧道过河、雨污水管线施工。
(2)诱发因素:极端天气、盾构机穿越河流时出现坍塌、过大的沉降导致隧道上方污水管破坏、机械开挖导致雨污水管破坏等。
(3)可能造成的影响:大量水流涌入基坑造成基坑支撑体系破坏、坍塌等二次事故,隧道涌水可能造成盾构机等大型设备损坏。通车前发生水灾,可能造成区间受灾,装修损坏、电气设备受损等严重后果。
6.机械致害
(1)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、履带吊、龙门吊、高压喷射机等。
(2)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、地基处理不满足载荷要求、机械设备操作经验不足或操作失误等。
(3)可能造成的影响:建筑行业中机械致害发生概率大,对人的直接伤害大,且机械致害可能造成第三方的伤害,如汽车吊倾覆造成场外人员、车辆的伤害,社会影响大,
应予以高度重视。
7.火灾
(1)存在的主要作业环节或工序:电焊作业、防水作业、装修工程和工人宿舍等。
(2)诱发因素:材料耐火不达标、电气质量不合格、可燃物管理不到位、电气设备老化、明火使用不当、吸烟等。
(3)可能造成的影响:工地一旦发生火灾,疏散难度大,易造成多人伤亡和大量财产损失,会造成极其严重的社会影响。
8.高处坠落、物体打击、车辆伤害
(1)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、场内运输作业、管片安装等。
(2)诱发因素:未防护或防护不当;违章作业;电机车防溜车装置失灵等。
(3)可能造成的影响:对人体造成严重伤害,并可能危及生命。
9.其他伤害
(1)存在的主要作业环节或工序:盾构掘进、盾构开仓、地质补勘、地层加固等作业时可能存在特殊地质灾害、气体中毒、管线破坏的风险。
(2)诱发因素:特殊复杂地质结构、管线调查不全面不准确、填土厚度过大、地下障碍物、盾构机开仓未进行气体检测、未进行气体置换等。
(3)可能造成的影响:地质灾害可能造成涌水、涌砂、不均匀沉降、盾构机刀盘或输送机卡死等事故。有害气体可能造成人员中毒、窒息和气体爆炸事故;管线破坏可能引起燃气泄漏、燃气爆炸、局部水灾、停电、通信中断等事故,均会造成严重的社会影响。(九)试运行和竣工验收风险管理试运行和竣工验收风险管理应结合现场资料和风险管理经验,采用风险检查表法实施,针对建设方面和运营方面分别进行风险评估。
1.建设方面风险分析
(1)土建系统风险分析包括:车站、区间、车辆基地和综合维修基地、轨道系统、预留线等。
(2)机电设备风险分析包括:供电系统、信号系统、通信系统、通风空调系统、给水排水和消防系统、防灾报警系统(FAS)、设备监控系统(BAS)、自动售检票系统(AFC)、车站屏蔽门、安全门、自动扶梯及电梯、防淹门系统等。
(3)车辆系统风险分析。
(4)系统联调及试运行风险分析。
2.运营方面风险分析
(1)组织机构和人员配置及要求风险分析。
(2)行车组织和客运组织风险分析。
(3)线路运营备品备件风险分析。
(4)相关技术资料配备风险分析。
(5)资产接管风险分析。
(6)试运营规章制度风险分析。
第七章城市轨道交通工程施工安全技术
(7)应急预案与演练。试运行中针对轨道、供电、接触网、信号、通信、车辆、屏蔽门及调度指挥等系统需进行综合模拟运行,各相关系统的安全性、可靠性和适用性指标都要求达到运营线路的标准。另外,还需要对客运服务设施和通风空调、FAS、BAS及AFC等系统进行综合动态模拟运行。当联合调试季节符合冷源运行条件时,空调系统要求做带负荷综合效能运行。相关城市轨道交通设施应做到配合协调、联动迅速,功能达到设计规范要求。
四、城市轨道交通工程关键节点风险管控城市轨道交通工程生产安全事故大多与工程关键节点施工前风险预控不到位有关,造成较大生命财产损失。为强化城市轨道交通工程关键节点施工前风险预控措施,提升关键节点风险管控水平,有效防范和遏制事故发生,住建部及时发出了《住房城乡建设部办公厅关于加强城市轨道交通工程关键节点风险管控的通知》(建办质〔2017〕68号)。明确提出关键节点是指轨道交通工程开(复)工或施工过程中风险较大、风险集中或工序转换时容易发生事故和险情的关键工序和重要部位。关键节点风险管控要坚持全面识别、重点管控、各负其责、强化落实的原则。要求将开展关键节点施工前条件核查作为关键节点风险管控的重要手段。并应依据《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》(建质〔2010〕5号)、《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB 50652)和《城市轨道交通建设项目管理规范》(GB 50722)等制度规定和标准规范,对城市轨道交通工程施工关键工序和重要部位实施风险管控。
1.关键节点风险管控主要内容
(1)勘察和设计交底的完成情况。
(2)专项施工方案编制、审批和专家论证情况。
(3)监测方案编制、审批及落实情况。
(4)施工安全技术交底情况。
(5)安全技术措施落实情况。
(6)周边环境核查和保护措施落实情况。
(7)材料、施工机械准备情况。
(8)项目管理、技术人员和劳动力组织情况。
(9)应急预案编制、审批和救援物资储备情况。
(10)相关工程质量检测资料合规情况。
(11)法规、标准及合同约定的其他情况。
2.关键节点风险管控程序
(1)施工单位根据《关键节点分类清单》编制《关键节点识别清单》,报监理单位审批。
(2)施工单位对照经监理单位批准的《关键节点识别清单》,对关键节点施工前条件自检自评,符合要求的报监理单位。
(3)监理单位对关键节点施工前条件进行预核查,通过后报建设单位。
(4)建设单位(或委托监理单位)依据相关制度规定和标准规范组织开展关键节点
施工前条件核查。
(5)通过核查的,方可进行关键节点施工;未通过核查的,相关单位按照核查意见进行整改,整改完成后建设单位重新组织核查。
3.风险管控保障措施
(1)明确核查人员工作职责。参加关键节点施工前条件核查的人员应具备相应职业资格,按照建质〔2010〕5号文件和相关标准规范对涉及的施工条件逐项进行核查,形成明确核查意见和书面核查记录(包括影像资料),并对签署的核查意见负责。
(2)加强督促检查。城市轨道交通工程质量安全监管部门要督促参建单位做好关键节点风险管控工作,对因关键节点风险管控不到位而引发事故的责任单位和责任人,要依法进行处理、处罚。
(3)建立关键节点风险管控相关制度。进一步明确关键节点施工前条件核查标准、程序、内容和组织方式,确保关键节点风险管控落实到位,有效防范生产安全事故发生。我国城市轨道交通建设规模大、施工风险大、事故影响大,城市轨道交通安全生产涉及专业多、类型多、数量大、致因复杂、人的不安全行为与管理缺陷隐患突出。工程建设事故隐患与风险无处不在、无时不在。对此,建立一套切实可行、行之有效的生产安全事故隐患排查治理体系和风险管控体系,进而开发出从施工准备、试运行直到运营阶段的全员、全过程、全方位、全天候、全生命周期的安全大数据信息管控系统,是我国城市轨道交通工程建设和运营安全管理亟须研究的课题。第六节城市轨道交通工程基坑、隧道施工坍塌事故防范为加强城市轨道交通工程建设质量安全管理,提升基坑、隧道坍塌事故防范水平,减少生产安全事故发生,住房和城乡建设部组织编制了《城市轨道交通工程基坑、隧道施工坍塌防范导则》(建办质〔2021〕42号),本导则对城市轨道交通工程坍塌事故防范体系、防范措施及参建各方的职责作了明确要求。
一、基本规定(一)构建基坑、隧道防范坍塌体系
(1)城市轨道交通工程基坑、隧道属于超过一定规模的危大工程,必须严格执行《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住房城乡建设部令第37号)及相关要求。防范基坑、隧道施工坍塌是确保施工过程安全的主要内容。
(2)建设单位牵头构建基坑、隧道防范坍塌体系,细化任务分工,认真组织实施,层层压实责任,强化各参建单位的责任落实。
(3)组织开展重点项目科技攻坚,推广应用城市轨道交通工程创新技术;推动危险性较大的分部分项工程和关键工序的机械化施工水平,促进“机械化换人、自动化减人”;新技术、新工艺、新材料、新设备的应用,应有认证、鉴定、评估或推广证书。
(4)各地宜针对地质条件和工程特点,细化基坑、隧道防坍塌具体措施要求。
第七章城市轨道交通工程施工安全技术
(5)加强培训教育,将基坑、隧道防坍塌技术管理要求纳入培训内容,提升防范坍塌意识和技术管理水平。
(6)严格执行地下水控制措施,落实控制效果,加强止水帷幕和帷幕注浆止水效果检测,避免带水作业,及时封堵涌水,必要时采用地层回灌、跟踪补偿注浆等措施,确保地下水控制处于安全状态。
(7)应充分考虑各种非施工因素停工带来的不利影响,提前采取设计、施工应对措施。
(8)建设单位应在基坑开挖前、盾构始发前,组织勘察、设计、施工、监理第三方检测等单位,结合水文地质情况和周边建(构)筑物、管线情况进行现状调查,形成现状调查报告并分析评估,研究制定相关保护措施。(二)完善基坑、隧道施工防范暴雨措施
(1)暴雨易导致基坑、隧道积水,若疏浚不及时,易诱发坍塌风险。施工现场应确保场地排水系统排水能力满足规范要求,定期检查,确保无淤积、堵塞等现象。抽排水设施管(孔)口应设置防水倒灌措施。雨季期间,通往基坑、隧道的所有可能进水管(口)应进行可靠封堵,并设专人检查,及时疏浚排水系统,确保施工现场排水畅通。
(2)避免在汛期进行新建线与既有线相接部位的开洞连通施工,若必须在汛期施工,应制定汛期施工保障措施。
(3)基坑(竖井、斜井)、车站出入口等周边挡水墙强度、相对高度应满足防汛要求,并定期检查挡水墙完好性,及时修补处理。
(4)雨期开挖基坑(槽、沟)时,应注意边坡稳定,应加强对边坡坡脚、支撑等的处理,暴雨期间应停止土石方作业。
(5)汛期前,应做好周边河流、管线渗漏情况摸排,对隐患部位及时进行处理。汛期施工时,应落实值班巡查制度,加强监测,与气象、防汛等部门建立防汛联动机制,及时掌握气象、水文等信息。根据当地防汛预警等级要求,及时启动防汛应急预案。(三)管理行为
1.监管部门
(1)城市轨道交通工程质量安全监管部门应加强对基坑、隧道施工的监督管理,促进参建各方加强坍塌隐患排查治理,对发现的突出问题依法依规进行处理,对重大坍塌隐患挂牌督办,建立健全防坍塌工作机制。
(2)质量安全监管部门要督促建设单位建立不良地质信息、应急及灾害事件信息库。可引入第三方作为监管辅助手段。
(3)质量安全监管部门应创新监督方式,开发应用城市轨道交通工程质量安全监督管理平台,建立基坑、隧道防坍塌管理信息系统,实现互联互通;应加快智能化、信息化、网络化技术与城市轨道交通需求的深度融合,全面提高城市轨道交通工程勘察、设计、施工、监理等参建单位信息化管理水平。
2.建设单位
(1)建设单位落实质量安全首要责任,确保工期、造价合理,保障工程施工资金到位,安全文明费用专款专用,全面履行质量安全管理职责。
(2)建设单位牵头构建勘察、设计、施工、监理、监测、检测等参建单位共同参与、各负其责的基坑、隧道防坍塌管理体系,明确参建各方管理责任,督促落实防坍塌措施,加强各阶段组织衔接与工作协调,加强对参建各方的履约管理组织开展典型事故案例和工程风险技术分析。
(3)建设单位及时提供真实、准确、完整的工程相关资料[气象水文和地形地貌资料,工程地质和水文地质资料,施工现场及毗邻区域内建(构)筑物、地下管线等周边环境资料],强化地质风险防控,提升信息化管理水平,逐步实现关键部位监测自动化,督促监测数据实时上传,关键工序管理数据实时记录。建设单位可委托第三方咨询机构进行风险评估。
3.勘察、设计单位
(1)勘察单位应完善不良地质地区勘察细则,建立地下水动态勘察机制;按照《城市轨道交通工程地质风险控制技术指南》要求做好断层及其破碎带、淤泥、流砂、孤石、水囊、岩溶(溶洞)、地下障碍物等不良地质探查评估,针对不良地质、地质变化复杂区段及坍塌风险较大的地区开展专项勘察;勘察报告中应揭示不良地质条件,对因故未能探明的地层区段或位置,应向设计、施工单位交底并说明对工程施工可能造成的影响。
(2)勘察单位应随工程进展和工程位置变更,结合现场条件,及时完成补勘工作,对无法实施的钻孔应采用物探等手段探测地层岩性、地质构造等地质条件;加强勘察钻孔封堵及标识检查验收,杜绝钻孔未封堵或封堵不密实现象。
(3)设计单位应按照法律法规和工程建设强制性标准进行设计,开展风险辨识、分析、跟踪和设计服务。
(4)设计应根据工程自身、不良地质、周边环境和自然灾害等坍塌风险深化工程风险设计;加强基坑围护结构、隧道支护结构方案审查;完善动态设计及配合制度,研究工程应急设计。
(5)设计应充分考虑工程地质和水文地质特性,在符合国家标准、行业标准和地方标准规定前提下,结合工程实际,科学合理地选择重要设计参数、计算方法和计算模型并严格复核,保证足够的结构强度安全系数和稳定性安全系数。
(6)设计宜量化地面沉陷影响范围,结合实际情况制定合理的监测项目、频率和预警控制值;对于不良地质段及关键部位,应将深层沉降监测列为必测项目。
4.施工单位
(1)负责施工阶段的坍塌风险辨识、分析评价和动态管控,排查治理坍塌隐患,建立应急制度,完善应急措施。
(2)应配备相关专业人员,对施工过程中的地质风险进行日常巡查,评估现场风险状况,及时采取处置措施。
(3)应严格按照设计文件、施工方案及相关技术标准进行施工,深人辨识工程自身、不良地质、周边环境和自然灾害等可能造成的坍塌风险,明确风险等级和管控措施,形成风险分析报告并进行专家评审。
(4)应当对工程周边环境进行核查。按照《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB
50911)有关规定,做好工程自身监测和地表水、地下水位监测工作,按照《危险性较大
第七章城市轨道交通工程施工安全技术的分部分项工程管理规定》编制施工监测方案并组织实施;做好施工场地地面硬化,完善排水设施;加强工程邻近海域、河流、湖泊、渡槽等巡视排查;对于不良地质段及有可能发生地质变化的区段,施工单位必须组织开展超前地质探测。
(5)基坑、隧道工程施工方案的编制、审批、专家论证及实施、验收等应符合《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住建部令第37号)相关规定。施工方案的编制论证应将防坍塌作为重点内容之一。
(6)开工前应详细核查施工区域周边地下管线情况,做好废弃管线排查并与管线产权单位会签确认。施工过程中应随时检查地下管线渗漏水情况,发现地面出现沉降、开裂、渗涌水等情况应及时启动应急预案并协调会商相关部门妥善处理。
(7)应采用探地雷达法等先进适用方法对施工影响范围内的地下空洞及疏松体、管线渗漏等进行探测,由专业工程师对探测结果进行分析、验证、评估。
5.监理单位
(1)应按照法律法规、标准、设计文件和合同要求配备专业监理人员,应当结合危大工程专项施工方案编制监理实施细则,并对危大工程施工实施专项巡视检查。监理实施细则应包括基坑、隧道防坍塌有关内容,严格按监理规划及实施细则进行监理。
(2)按照工程建设强制性标准要求,审查施工组织设计中的安全技术措施、专项施工方案,监督施工单位按施工方案组织施工,做好施工期间重要工序旁站、巡视等工作。
(3)应检查施工监测点布置和保护情况,比对分析施工监测和第三方监测数据及巡视信息。发现异常及时向建设、施工单位反馈并督促施工单位采取应对措施。
(4)监理过程中发现施工单位未按专项施工方案施工的,应当要求其进行整改;情节严重,可能存在坍塌风险的,应当要求其暂停施工并及时报告建设单位。
二、基坑工程施工坍塌防范(一)一般规定
(1)对围护结构侵限、止水帷幕渗漏、支撑或锚杆(索)轴力超标或松弛、监测值达到红色预警、地下水控制失效、周边建(构)筑物倾斜或产生裂缝等情况处置过程中,设计单位应参与并提出应急保障措施。
(2)采用连续墙作为围护结构的,拐角处连续墙不得采用“一”字型结构,连续墙接缝处宜采用旋喷桩、预留注浆管等止水措施。连续墙接缝处宜“先探后挖”,发现渗漏及时注浆堵漏,连续墙接缝渗漏治理方案应纳入危大工程管理。
(3)加强围护结构施工质量检测,采用声波透射法、钻芯法、低应变法等方法对围护桩、连续墙等围护结构进行完整性检测。
(4)宜采用声呐、超声波、光纤维、电位差等方法对围护结构(含止水帷幕)进行渗漏水检测。(二)施工准备阶段
(1)基坑工程设计前必须调查地质水文、周边环境及地下管线等情况,严禁情况不明开展设计工作;基坑围护结构设计选型应与地质情况匹配;应保证围护结构坚固可靠,
嵌入深度满足稳定性和强度要求,确保基坑围护结构止水措施到位。
(2)基坑工程设计应进行坍塌风险辨识、分析,编制风险清单并制定相应措施,计算围护(支撑)体系内力和变形,结合当地工程经验判断设计成果合理性。
(3)基坑施工必须有可靠的地下水控制方案,临河道、湖泊基坑应做好防汛措施,应在确保地下水得到有效控制的前提下开挖。
(4)基坑施工前应按照相关规定编制专项施工方案并组织专家论证,确保按照经审查合格的设计文件和方案组织实施,做好方案交底,严禁擅自改变施工方法。
(5)围护结构施工前,做好地上及地下建(构)筑物、管线等周边环境调查和变形监测点布设等工作。(三)施工阶段
(1)基坑开挖前应组织开展关键节点施工前安全条件核查,包括钻孔、成槽等动土作业和土方开挖施工,重点核查可能出现渗漏的围护体系施工质量。未经安全条件核查或条件核查不合格的,不得开挖施作。
(2)土方开挖时严格遵循自上而下分层分段进行,严格控制开挖与支撑之间的时间、空间间隔,严禁超挖;软弱地层支撑应采用钢筋砼支撑等加强措施;应先撑后挖,采用换撑方案时应先撑后拆;支撑不到位严禁开挖土体;严格换撑、拆撑验收,严禁支撑架设滞后、违规换撑、拆撑。
(3)基坑内土坡坡度和支护方法应符合施工方案规定,基坑开挖分层分段时,应做好超前降水、排水,确保坑内土体安全坡度,基坑分段分期开挖时,必须保证临时隔离结构及支护的工程质量。对周边环境要求严格的地区,可采用伺服式钢支撑。
(4)钢支撑架设必须设置防坠落装置;钢支撑架设时严格按规范要求分级施加预应力,做好钢支撑预应力锁定,钢支撑出现应力损失应及时查明原因并进行应力补偿。
(5)基坑分段开挖长度应符合施工方案要求。基坑开挖见底后尽早施作底板结构,确保基底及时封闭,严禁长距离、长时间暴露。
(6)严格控制基坑边堆载,不得超过设计文件和施工方案规定允许值;加强设备、车辆管理,车辆通行尽量远离基坑,严禁重型机械在基坑边长时间停放;应对基坑两侧的不对称荷载进行专项风险分析。
(7)基坑(槽)开挖后应及时进行地下结构和安装工程施工,基坑(槽)开挖或回填应连续进行。施工过程中应随时检查坑(槽)壁稳定情况。
(8)应防止地表水流入基坑(槽)内造成边坡塌方或土体破坏,基坑施工时应做好坑内和地表排水组织,调查基坑周边的管网渗漏情况,避免地表水流入基坑或给排水管网渗漏、爆管。场地周围出现地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时,应组织排水,对基坑采取保护措施。
(9)采用爆破施工时,应编制专项方案,防止爆破震动影响边坡及周边建(构)筑物稳定,并符合当地管理部门要求。
(10)基坑工程应按照设计文件规定进行支撑轴力、围护结构变形、地下水位、地面沉降等监控量测,监控量测数据超过预警值应科学分析并及时处置,超过控制值时应分析查明原因并制定有效处置措施,未采取处置措施前,严禁组织后续施工。
第七章城市轨道交通工程施工安全技术
三、矿山法隧道施工坍塌防范(一)一般规定
(1)矿山法隧道工程采用爆破法施工时应符合当地有关管理规定,建立严格的爆破专项方案并经专家评审论证,按规定报批后方可实施;爆破人员持证上岗;严格控制爆破装药量,当天剩余的爆破器材必须清点数量,及时退库;爆破时划定爆破警戒区,严禁人员进入。
(2)调整设计文件和施工方案主要技术措施参数(如混凝土强度、配筋、结构尺寸等),应经设计专业负责人书面同意,并重新按规定审查。建设单位项目负责人、总监理工程师或总监理工程师代表、项目经理或项目总工程师、设计专业负责人等应参加涉及调整主要技术措施参数的四方会议,并在会议纪要上签字确认。开挖过程中采取的施工步序、超前加固、初期支护及拆除的范围和方式与设计文件及施工方案不符的,严禁开挖施工。
(3)矿山法隧道施工应进行超前地质探测工作,进一步核查隧道开挖面前方的工程地质、水文地质条件,分析地质突变发生概率和危害程度,采取切实有效的防范措施指导工程施工。
(4)施工单位应对重要管线核查清楚,针对可能的风险采取相应措施后,方可进行矿山法隧道施工。对施工影响范围内的燃气、给排水和雨污水等管线,未经核查或发现重要管线未采取相应措施的,严禁施工。管线核查主要包括管线的规格、材质、所处标高与工程位置关系、使用年限、现状等信息;相应措施主要是指重要管线的保护、加固等措施。
(5)施工单位必须建立矿山法隧道掌子面与地面的通信联络机制;通信联络可采用有线电话、无线电话、网络通信等方式,确保两种以上联络方式畅通。
(6)隧道施工完成后,应及时对隧道洞内(壁后)、施工影响区域上部空洞进行探测并处理。(二)施工准备阶段
(1)设计单位应进行隧道坍塌风险辨识、分析,并制定相应措施,开展隧道坍塌风险跟踪和设计服务。
(2)设计应加强隧道工程整体方案把控,控制隧道尺寸和深度、选择合适的施工工法、增加与风险源建筑物的距离、合理确定隧道支护结构设计、采取与地质条件相符且足够的风险控制措施。
(3)设计应采取适当的隧道超前支护方法(大管棚、双层小导管、深孔注浆等),对掌子面前方一定范围内的地层进行超前支护,避免掌子面变形过大导致失稳,以及前方地层及管线等构筑物变形过大或破坏。
(4)设计应合理确定分部开挖各导洞的断面尺寸和施工步序,保证各导洞初期支护稳定并减小导洞间群洞效应,设计应明确临时支撑拆除施工步序、长度、范围,确保结构安全。
(5)采用冻结法施工的通道,工程勘察应提供土层的热物理特性指标,应由有资质
的单位进行专项设计;施工现场应有充足的物资、设备和配件储备,应有两路以上的电力供应,且有备用发电机。
(6)设计单位必要时进行应急设计,应参与初支结构侵限、土体超前加固不足、渗漏水、监测值达到红色预警等特殊情况下的应急设计方案制定。
(7)矿山法施工方案中应包括掘进支护施工方案,二衬结构施工方案(拆换撑)、地下水控制施工方案等重要内容。施工工法、施工顺序、超前支护形式、临时支护拆除(拆除长度超过原设计要求1/3)、地下水控制等因素发生变化的应按要求重新编制、审批、论证施工方案。未按要求编制、审批、论证施工方案的,严禁施工。
(8)矿山法隧道工程应严格按照关键节点施工前安全条件核查的管理规定组织条件核查。未经安全条件核查或核查主控项目不合格的,严禁后续施工。(三)施工阶段
(1)施工单位应按设计和施工方案要求进行降(止)水施工,确保矿山法隧道施工的安全作业条件。掌子面出现线状或股状的明流水,施工单位应查明水的来源,组织相关方会商,采取引排水、注浆止水等措施;应采取降(止)水的矿山法隧道工程,未按降(止)水设计图纸和降(止)水方案实施的,严禁开挖施工。
(2)严格控制超前注浆量,超前支护效果达到安全作业条件时方可进行土方开挖。回填土、砂层等松散地层超前支护加固效果不能满足开挖安全需要的,或开挖后出现流砂、土体坍塌等现象,隐患未处理完成的,严禁继续开挖施工。注浆人员应经专业培训考核合格后上岗;加强格栅及丝头加工质量控制;格栅安装时,节点板及连接筋连接不满足要求应采用帮条焊补强。
(3)矿山法隧道开挖进尺应严格执行相关规范、标准、规定及设计要求,严禁超挖,严禁仰挖,严禁以土柱代替格栅支护。
(4)矿山法隧道(非爆破)掌子面应安装视频监控设备,全面记录掌子面围岩情况、地下水控制、超前支护、土方开挖、格栅钢架安装及喷射混凝土等施工全过程。
(5)矿山法隧道格栅钢架、型钢及连接节点应逐榀进行隐蔽工程验收,并留存照片等影像资料。
(6)矿山法隧道贯通、初期支护封闭成环后,结合监控量测资料拆除临时支撑,尽快施作二次衬砌,发挥二次衬砌承载力。
(7)施工单位应严格按照设计图纸和方案开展监测工作。监测数据出现预警时,及时按方案要求及规定程序启动响应处置。未按设计和方案开展监测工作的严禁开挖施工。
(8)矿山法施工作业前,应确保主要人员、机械设备、物资到位,保持掌子面连续作业;机械设备(包括注浆设备、喷射混凝土设备)能够保障超前支护注浆效果,开挖后及时喷射混凝土;开挖前,钢格栅(或型钢构件)、喷射混凝土所用的材料等物资准备齐全。分部施工的,格栅架设完成后应及时喷射混凝土;暂停开挖施工的应按要求及时封闭掌子面。
(9)采用冻结法施工的通道,土方开挖前(积极冻结期结束)及停止冻结前应进行条件验收。
(10)加强矿山法隧道施工期间上部道路管理,有条件时采取铺设钢板、车辆限重、
第七章城市轨道交通工程施工安全技术限速等措施,确保隧道施工安全。
(11)应对初期支护与围岩之间空隙进行检测,避免围岩松动,造成地表沉降等破坏。应对中隔壁及仰拱施工质量、垂直度进行验收,避免初支破坏。
(12)开挖阶段隧道内应配置应急抢险物资(工字钢、小导管、加气块、钢筋网片等),根据工程进度就近放置。
四、盾构法隧道施工坍塌防范(一)一般规定
(1)施工项目部应配备具有盾构施工经验且经过培训的土木、机电、测量等相关专业技术人员。盾构机操作工应经专业技能培训考试合格并具有一定操作经验持证上岗。
(2)严格盾构选型程序;盾构机宜优先配备双闸门螺旋机及渣土自动计量装置、径向孔注入系统和超前注浆系统;施工单位必须建立盾构机安全技术档案并使用具备安全技术档案的盾构机。
(3)施工单位应建立盾构机驾驶室与地面通信联络机制;通信联络可采用有线电话、无线电话、网络通信等方式,确保两种以上联络方式畅通。
(4)隧道施工完成后,应及时对洞内(壁后)、盾构施工影响区域上部空洞进行探测并处理。(二)施工准备阶段
(1)盾构机在进场前应通过适应性评估,由建设(或监理)单位组织专家和相关人员验收合格后方可进场;严禁未经验收或验收不合格的盾构机进场。关键节点施工前应开展安全条件核查,未经安全条件核查或核查不合格的,严禁擅自施工。
(2)盾构掘进施工前,施工单位应在具备条件时对地下空洞及易造成地面坍塌风险的不良地质(如上软下硬、孤石、岩溶、富水砂层及断裂带等)进行地面预处理。
(3)针对工程地质、水文地质和周边环境情况,制定盾构始发、接收方案并经专家论证,强化盾构始发、接收土体加固、地下水控制措施;加强对地层加固效果的检测,确保始发、接收过程安全。
(4)针对工程地质、水文地质和周边环境情况,合理选择联络通道辅助工法,制定地层加固方案,加强对地层加固效果的检测。(三)施工阶段
(1)施工单位应根据不同的掘进组段,确定合理的土压力、扭矩、刀盘转速推力、推进速度、添加材料注入量、注浆压力等掘进参数,精确控制盾构掘进姿态,妥善处理轴线偏差,确保盾构匀速连续掘进;建立掘进参数动态调整机制,以出土量控制为核心,确保盾构姿态稳定。
(2)施工单位应按照设计文件规定实施监控量测,监控量测数据超过预警值应科学分析并及时处置,超过控制值应分析查明原因并形成有效的处置措施。未明确处置措施严禁组织后续施工。
(3)盾构穿越高风险区段前,必须保证盾构机运行状况良好,有条件的宜设置穿越试验段以检验并调整掘进参数。应按照注浆量及注浆压力双控要求掘进施工,并加强同步
注浆,及时进行背后回填注浆。
(4)施工单位应严格按照操作规程开展水平运输、垂直运输(起重吊装)作业,按规定对运输设备及轨道进行维修保养,保证运行状态良好;盾构机出现故障或其他异常情况时,应及时处置。
(5)应准确控制渣土改良配合比;确保出土量计算准确;逐步推行盾构出土量数据自动计量和网络实时上传制度。
(6)盾构掘进过程中出现参数异常突变、渣土改良效果变差、出土量异常和监测预警时,应及时组织召开专家分析会,并迅速采取有效措施进行处理。
(7)对于复杂地质条件,应在风险较低的地段适当设置掘进试验段,调整确定适合的掘进方式和掘进参数。
(8)盾构开仓方案应综合考虑周围环境、地面条件、工程地质与水文地质条件、盾构设备状态和掘进参数特征等,选取合理开仓位置,制定有效的地层加固降水止水、开挖面防坍塌等辅助措施,并经专家评审通过后实施。开仓前应进行安全条件核查,核查通过后现场严格组织,确保开仓作业安全。
五、应急响应
(1)各地城市轨道交通建设主管部门以及工程参建各方要根据险情类型、部位、级别、影响范围等实际情况,定期进行基坑、隧道防坍塌事故应急培训。
(2)建设单位应组织勘察、设计、施工、监理、监测、检测等各方参与的基坑、隧道防坍塌演练,提高应急处置实效,完善应急联动机制,督促各方落实应急措施。
(3)施工单位应建立健全生产安全事故应急工作责任制,根据自身工程特点和内容,编制基坑、隧道防坍塌专项应急预案和现场处置方案,建立应急抢险队伍,配备必要的应急救援装备和物资并进行经常性维护保养;作业人员进入有限空间作业应做好防范坍塌措施。
(4)基坑、隧道防坍塌应急演练应突出重点、讲究实效,确保受训人员了解应急预案内容,明确个人职责,熟悉响应程序,掌握突发情况应急处置技能。
(5)矿山法隧道及盾构施工一旦出现施工作业面坍塌、突泥、涌水,应采取有效措施科学处置,首先保证作业人员生命安全,并将情况反馈地面。施工过程中要加强洞内、洞外巡视和监测,设置专人值守和地面巡视,一旦地面发生开裂隆起、坍塌等情况应及时通知地下人员,视情况及时撤离作业面,并做好地面交通管制和人流疏导。
(6)矿山法隧道及盾构施工对应地面影响位置宜配备围蔽、隔离等应急物资并随地下结构施工进展及时调整相应存放位置。
(7)建设、施工单位建立与工程周边产权单位联动机制,发生坍塌事件,第一时间通知影响区范围内的房屋、管线产权单位,及时启动应急响应,保证社会人员安全。
(8)险情发生后建设单位应按程序报告险情并组织现场抢险,协调有关工程专家及应急抢险队伍、设备进场。建设、施工单位应防止事态扩大,尽量避免事故次生灾害和衍生灾害发生。
(9)勘察设计单位应配合做好地质水文勘察、险情分析,参与制定、优化重大险情应急抢险实施方案。第三方监测单位应配合做好抢险期间险情发生部位的加密监测工作。