地铁工程施工安全事故分析及防治管理

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年09月21日

一、 城市地铁施工事故概述
      近几年来,随着全国地铁建设规模逐步增大,地铁施工事故分别在上海、北京、广州、深圳、南京等城市时有发生。据相关人员初步统计:从2001年至2006年,我国及周边国家和地区共发生24起地铁施工事故(如表1)。其中以上海地铁4号线和广州海珠城基坑施工,导致房屋变形坍塌的社会
负面影响较大(如图1)。
图1  上海地铁4号线事故导致房屋变形坍塌
二、 地铁事故分析
      事故主要由于施工技术和安全防护不当原因造成,造成事故由于施工技术原因有16起占66.6%,其中主要是由于地下水的防止不当或不可预见等原因造成事故。
      安全防护原因有8起,占33.4%,其中主要是由于机械原因(如龙门吊等)造成事故。造成人员伤亡的分析如表2。
从上图中可以看出,因为地铁施工对地质环境造成的扰动而发生坍塌事故的占63%,这主要是由于受到地铁工程的特殊性的影响,施工过程的控制措施不当所引发的。
地铁工程的特殊性:
地铁工程具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工场所隐蔽、施工技术复杂、岩土工程的不确定性等不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点,属于高风险工程。地铁施工可能会对施工影响区内环境,如地面建筑物、道路、地下构筑物及地下管网等的安全造成影响和破坏。
1.地铁施工面临的“四大环境”。即“地表建(构)筑物环境、地下管线环境、地下水环境、地层覆盖环境”均存在不明确性。
2.地铁工程的隐蔽性、施工复杂性、地层条件和周围环境的不确定性突出,这也加大了施工技术的难度和建设的风险性,从而导致事故的发生。
3.施工作业区域环境影响:地铁隧道内存在粉尘、噪声、有害气体、高温、潮湿等不良环境因素;另外,风、水、电、机械设备、原材料、建筑垃圾和运输车辆与施工人员争空间。
4。人为的不安全因素影响:根据目前地铁隧道施工工艺、施工技术和施工条件限制, 作业人员一年四季、白天黑夜都在狭小的洞室中从事单调、艰苦、危险的重复劳动。同时承受噪声、有害气体、高温等不良环境的影响,身心健康长期受到压抑,自我安全防卫能力很容易降低。
 三、地铁工程施工重大危险源分析
地铁施工重大危险源主要有如下五点:
(1)盾构法的重大危险源:掌子面支撑。
危害表现:开仓时掌子面失稳导致相邻建(构)筑或地表变形严重或产生喷涌。
盾构施工过程中若遇“人头石” 即大粒径卵石和漂石处理难。只能通过盾构打开土仓,进行人工破碎,易产生掌子面失稳坍塌事故。
      盾构机行走姿态控制难度高。由于地层砂卵石直径大、含量高,且地层较软弱,盾构掘进极易造成跑偏,而纠偏时又易产生建筑空隙引起地面正常沉降,甚至产生塌陷事故。
地下水压大。由于地下水位高,砂夹卵石层透水性强且含有大量细砂,如处理不当隧道内易产生喷涌灾害性事故。(例南京市地铁遭受水淹事故)
盾构法施工安全隐患
用盾构法修建隧道,它引起地层位移的主要原因是施工过程中的地层损失、地层原始应力状态的改变、土体固结及土体的蠕变效应、衬砌结构的变形等。因此,能否有效控制地层位移(主要为地面沉降)是盾构隧道施工成败的关键之一。
    盾构法施工导致安全隐患主要表现在地面沉降。地面沉降一般可分为以下三类:
    第一类:正常沉降
    沉降原因:主要是施工现场的客观条件,如地质条件或盾构施工工艺的选择。
    第二类:非正常沉降
    沉降原因:主要是施工中盾构操作失误而引起的,如盾构操作过程中各类参数设置错误、超挖、注浆不及时。
    第三类:灾害性沉降
    沉降原因:施工中盾构开挖面有突发性急剧流动,甚至暴发性崩塌,使地面塌陷。主要原因是遇到地下水压大或透水性强的颗粒状土体不良地质条件。
    引起地面沉降的因素主要有:
    (1)主观因素:它同施工人员的工作态度、技术水平等因素有联系,具体体现在:
    A.盾构严重超(欠)挖引起地面沉降,
    B.盾构机推进时,推进参数匹配不合理,
    C.盾构同步注浆不足,
    D.由于地层砂卵石直径大、含量高,且地层较软弱,盾构掘进极易造成跑偏,
    E.较长时间盾构停止推进,因千斤顶漏油而导致盾构后退。
    (2)客观因素:
    A.盾构的选型
    B.由于注浆材料本身体积的收缩,产生“建筑空隙”
    C.盾壳移动对地层的摩擦和剪切,造成对土体的扰动
D.在土压力的作用下,隧道衬砌的椭圆度变形也会引起沉降。
盾构施工控制重点
(1)盾构机拆、装、运(起重吊装、道路运输应有专项方案)

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