地鐵工程施工安全事故分析及防治管理

1、地鐵工程施工安全事故分析及防治管理 一、 城市地鐵施工事故概述      近幾年來，隨著全國地鐵建設(shè)規(guī)模逐步增大，地鐵施工事故分別在上海、北京、廣州、深圳、南京等城市時有發(fā)生。據(jù)相關(guān)人員初步統(tǒng)計：從2001年至2006年，我國及周邊國家和地區(qū)共發(fā)生24起地鐵施工事故（如表1）。其中以上海地鐵4號線和廣州海珠城基坑施工，導(dǎo)致房屋變形坍塌的社會負(fù)面影響較大（如圖1）。圖1 上海地鐵4號線事故導(dǎo)致房屋變形坍塌二、 地鐵事故分析      事故主要由于施工技術(shù)和安全防護(hù)不當(dāng)

2、原因造成，造成事故由于施工技術(shù)原因有16起占66.6%，其中主要是由于地下水的防止不當(dāng)或不可預(yù)見等原因造成事故。      安全防護(hù)原因有8起，占33.4%，其中主要是由于機(jī)械原因（如龍門吊等）造成事故。造成人員傷亡的分析如表2。     從上圖中可以看出，因為地鐵施工對地質(zhì)環(huán)境造成的擾動而發(fā)生坍塌事故的占63%，這主要是由于受到地鐵工程的特殊性的影響，施工過程的控制措施不當(dāng)所引發(fā)的。地鐵工程的特殊性：地鐵工程具有投資大、施工周期長、施工項目多、施工場所隱蔽、施工技術(shù)復(fù)雜、巖土工程的不確定性等不

3、可預(yù)見風(fēng)險因素多和對社會環(huán)境影響大等特點，屬于高風(fēng)險工程。地鐵施工可能會對施工影響區(qū)內(nèi)環(huán)境，如地面建筑物、道路、地下構(gòu)筑物及地下管網(wǎng)等的安全造成影響和破壞。1地鐵施工面臨的“四大環(huán)境”。即“地表建（構(gòu)）筑物環(huán)境、地下管線環(huán)境、地下水環(huán)境、地層覆蓋環(huán)境”均存在不明確性。2地鐵工程的隱蔽性、施工復(fù)雜性、地層條件和周圍環(huán)境的不確定性突出，這也加大了施工技術(shù)的難度和建設(shè)的風(fēng)險性，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。3施工作業(yè)區(qū)域環(huán)境影響：地鐵隧道內(nèi)存在粉塵、噪聲、有害氣體、高溫、潮濕等不良環(huán)境因素；另外，風(fēng)、水、電、機(jī)械設(shè)備、原材料、建筑垃圾和運輸車輛與施工人員爭空間。4。人為的不安全因素影響：根據(jù)目前地鐵隧道施工工

4、藝、施工技術(shù)和施工條件限制， 作業(yè)人員一年四季、白天黑夜都在狹小的洞室中從事單調(diào)、艱苦、危險的重復(fù)勞動。同時承受噪聲、有害氣體、高溫等不良環(huán)境的影響，身心健康長期受到壓抑，自我安全防衛(wèi)能力很容易降低。 三、地鐵工程施工重大危險源分析地鐵施工重大危險源主要有如下五點：（1）盾構(gòu)法的重大危險源：掌子面支撐。危害表現(xiàn)：開倉時掌子面失穩(wěn)導(dǎo)致相鄰建（構(gòu)）筑或地表變形嚴(yán)重或產(chǎn)生噴涌。盾構(gòu)施工過程中若遇“人頭石” 即大粒徑卵石和漂石處理難。只能通過盾構(gòu)打開土倉，進(jìn)行人工破碎，易產(chǎn)生掌子面失穩(wěn)坍塌事故。      盾構(gòu)機(jī)行走姿態(tài)控制難度高。由于地層砂卵石直徑大

5、、含量高，且地層較軟弱，盾構(gòu)掘進(jìn)極易造成跑偏，而糾偏時又易產(chǎn)生建筑空隙引起地面正常沉降，甚至產(chǎn)生塌陷事故。地下水壓大。由于地下水位高，砂夾卵石層透水性強(qiáng)且含有大量細(xì)砂，如處理不當(dāng)隧道內(nèi)易產(chǎn)生噴涌災(zāi)害性事故。（例南京市地鐵遭受水淹事故）盾構(gòu)法施工安全隱患用盾構(gòu)法修建隧道，它引起地層位移的主要原因是施工過程中的地層損失、地層原始應(yīng)力狀態(tài)的改變、土體固結(jié)及土體的蠕變效應(yīng)、襯砌結(jié)構(gòu)的變形等。因此，能否有效控制地層位移（主要為地面沉降）是盾構(gòu)隧道施工成敗的關(guān)鍵之一。    盾構(gòu)法施工導(dǎo)致安全隱患主要表現(xiàn)在地面沉降。地面沉降一般可分為以下三類：  

6、;  第一類：正常沉降    沉降原因：主要是施工現(xiàn)場的客觀條件，如地質(zhì)條件或盾構(gòu)施工工藝的選擇。    第二類：非正常沉降    沉降原因：主要是施工中盾構(gòu)操作失誤而引起的，如盾構(gòu)操作過程中各類參數(shù)設(shè)置錯誤、超挖、注漿不及時。    第三類：災(zāi)害性沉降    沉降原因：施工中盾構(gòu)開挖面有突發(fā)性急劇流動，甚至暴發(fā)性崩塌，使地面塌陷。主要原因是遇到地下水壓大或透水性強(qiáng)的顆粒狀土體

7、不良地質(zhì)條件。    引起地面沉降的因素主要有：    （1）主觀因素：它同施工人員的工作態(tài)度、技術(shù)水平等因素有聯(lián)系，具體體現(xiàn)在：    A.盾構(gòu)嚴(yán)重超（欠）挖引起地面沉降，    B.盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時，推進(jìn)參數(shù)匹配不合理，    C.盾構(gòu)同步注漿不足，    D.由于地層砂卵石直徑大、含量高，且地層較軟弱，盾構(gòu)掘進(jìn)極易造成跑偏，   

8、60;E.較長時間盾構(gòu)停止推進(jìn)，因千斤頂漏油而導(dǎo)致盾構(gòu)后退。    （2）客觀因素：    A.盾構(gòu)的選型    B.由于注漿材料本身體積的收縮，產(chǎn)生“建筑空隙”    C.盾殼移動對地層的摩擦和剪切，造成對土體的擾動D.在土壓力的作用下，隧道襯砌的橢圓度變形也會引起沉降。盾構(gòu)施工控制重點（1）盾構(gòu)機(jī)拆、裝、運（起重吊裝、道路運輸應(yīng)有專項方案）（2）盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞門（反力架的強(qiáng)度、盾構(gòu)機(jī)自身的旋轉(zhuǎn)、加固區(qū)的加固強(qiáng)度）（3）起重作業(yè)（工作井

9、口處管片泥土的垂直運輸，上下交叉作業(yè)）（4）洞內(nèi)軌道運輸（人員與車輛分道并進(jìn)行隔離、洞內(nèi)二次注漿人員防護(hù)）（5）管片拼裝（聯(lián)接螺栓是否上緊）（6）10KV高壓線（防觸電）（7）盾構(gòu)機(jī)穿越地下障礙物（高層或重要建筑、構(gòu)筑物、煤氣、水、電、通訊等管網(wǎng)）（8）盾尾注漿壓力及量的控制（防止地面凸凹）（9）施工通道的設(shè)置（10）門吊運轉(zhuǎn)作業(yè)（11）洞內(nèi)動火管理      （2）礦山法的重大危險源：襯砌支護(hù)。      危害表現(xiàn)：相鄰建（構(gòu)）筑或地表變形嚴(yán)重或圍巖坍塌或地下涌水。  &#

10、160;  礦山法施工安全隱患      礦山法施工安全隱患主要表現(xiàn)以下六種類型：      第一類：地下涌水      主要原因：地下水位高，地下水壓力大。      第二類：隧道開挖時冒頂片幫      主要原因：地層結(jié)構(gòu)松散、含軟弱砂夾層等不良地質(zhì)狀況。      第三類：

11、地表沉陷和相鄰建筑物變形      主要原因：襯砌背后的建筑空隙填充不密實等因素。      第四類：支護(hù)結(jié)構(gòu)失效      主要原因：設(shè)計方案考慮不周，支護(hù)結(jié)構(gòu)選型或支設(shè)不當(dāng)。      第五類：隧道通風(fēng)不足導(dǎo)致中毒窒息      主要原因：通風(fēng)設(shè)備選型不當(dāng)，通風(fēng)管路堵塞、破損。      第六類

12、：觸電事故等其它因素      主要原因：未使用安全電壓，漏電保護(hù)設(shè)置不當(dāng)。（3）明挖法的重大危險源：深基坑。      危害表現(xiàn)：相鄰建（構(gòu)）筑變形或基坑壁坍塌。（4）明挖車站施工的重大危險源：高大模板      危害表現(xiàn)：支模架失穩(wěn)坍塌造成群死群傷。     （5）起重設(shè)備：塔吊或龍門吊      危害表現(xiàn)：塔吊折臂或倒塔，龍門吊傾斜事故。&#

13、160;   四、地鐵工程風(fēng)險規(guī)避措施    依照建設(shè)工程安全管理條例和危險性較大工程安全專項方案編制及專家論證審查辦法，完善有專業(yè)針對性的專項施工安全管理辦法；按照工程在地政府現(xiàn)行的建筑工程深基坑施工安全管理暫行辦法、建設(shè)工程高（大）模板施工安全管理暫行辦法、建筑施工起重機(jī)械設(shè)備安全管理暫行規(guī)定，對地鐵施工的深基坑、高（大）模板、起重機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安全管理。同時，還要進(jìn)一步完善相應(yīng)的管理辦法、制度和標(biāo)準(zhǔn)：1建立和實行工程風(fēng)險管理制度。這種風(fēng)險管理包括辨識分析、風(fēng)險評估和風(fēng)險控制，內(nèi)容涉及探明風(fēng)險源、分析風(fēng)險因素、根據(jù)事故發(fā)生可能性和影

14、響大小評估工程風(fēng)險等級，以及建立監(jiān)測系統(tǒng)，采取預(yù)防措施規(guī)避或轉(zhuǎn)移風(fēng)險等。2制定地鐵工程施工安全監(jiān)督管理暫行規(guī)定。借鑒建筑工地的深基坑管理辦法，進(jìn)行暗挖工程施工方案評估，加強(qiáng)安全監(jiān)測。同時，積極構(gòu)建專家參與的中介安全服務(wù)平臺，充分發(fā)揮社會安全中介機(jī)構(gòu)或?qū)＜业牧α?，按照建設(shè)部危險性較大工程安全專項方案編制及專家論證審查辦法，施工單位對暗挖工程重大危險源部位施工時編制專項施工方案，邀請專家對方案進(jìn)行咨詢評估。同時，必須加強(qiáng)對地鐵施工現(xiàn)場沿線道路及相鄰建（構(gòu)）筑物的安全監(jiān)測。通過該規(guī)定的實施，從制度的建立來保障地鐵工程的安全施工。 3編制企業(yè)地鐵工程暗挖施工安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。鑒于當(dāng)前尚無國家性的

15、關(guān)于地鐵暗挖工程施工安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可借鑒北京、上海、沈陽等地的地鐵工程安全管理的有益做法，根據(jù)工程的水文地質(zhì)情況、建筑物的基礎(chǔ)形式、沿線的地下管網(wǎng)分布情況以及明挖、暗挖施工工藝方法等，建立和完善地鐵工程施工安全的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為地鐵工程施工安全管理提供技術(shù)保障。     4充分發(fā)揮社會技術(shù)資源。與工程所在地地鐵工程施工安全專家組保持聯(lián)系，針對地鐵工程施工專業(yè)性強(qiáng)，施工難度大，危險源隱蔽的特點，可聘請在地鐵設(shè)計、施工、監(jiān)理領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗的專家作為專家組成員，參加地鐵工程施工安全重大技術(shù)方案的會審和論證，參與相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，參加地鐵施工重大危險點源

16、抽查和專項整治活動，進(jìn)而起到地鐵施工安全管理的專家?guī)熳饔谩?在地鐵施工工地安裝安全風(fēng)險遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。在所有的地鐵施工工地尤其是在各風(fēng)險點都安裝攝像頭，利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對工地進(jìn)行24小時監(jiān)控，并設(shè)立四級風(fēng)險警報，一旦發(fā)現(xiàn)問題，信息會立刻反饋到控制平臺，便于及時有效發(fā)現(xiàn)安全隱患。項目經(jīng)理部、子（分）公司或集團(tuán)公司，通過網(wǎng)絡(luò)實行遠(yuǎn)程監(jiān)控。若地鐵施工工地圍檔不規(guī)范對交通造成影響、施工組織不當(dāng)、施工存在安全隱患、工地發(fā)生事故或者在工地發(fā)生治安事件，相關(guān)管理人員在辦公室內(nèi)就可以實時掌握現(xiàn)場情況，能夠立即要求施工單位采取措施整改解決。6制定地鐵工程施工突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案。制定行之有效的應(yīng)急救援預(yù)案，做到超前預(yù)想，提前防范；發(fā)生事故，可防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，最大限度地挽救生命和財產(chǎn)的安全。同時，可成立常設(shè)的搶險專家組，并定期組織演練。  地鐵施工的五條原則一是建立一系列的安全規(guī)章制度強(qiáng)化各級安全管理職責(zé)明確各級安全管理的責(zé)任。二是實施重要技術(shù)方案業(yè)主審批制未經(jīng)論證審批的方案不得開工並在安全措施上加大投入進(jìn)一步提升設(shè)計對安全的把關(guān)。三是加強(qiáng)對地鐵施工及周邊建筑物監(jiān)測對管網(wǎng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)控制建立動態(tài)數(shù)據(jù)控制網(wǎng)絡(luò)。四是嚴(yán)格實施風(fēng)險源控制加大對風(fēng)險源的投入和控制力度健全風(fēng)險源管理制度將地鐵二號線所有的風(fēng)險源進(jìn)行