对成都地铁工程施工安全监督管理的初探.docx

对成都地铁工程施工安全监督管理的初探张 佳 付修华（成都市建设工程施工安全监督站 成都 610031）【摘要】随着成都地铁工程的开工建设，地铁工程的施工安全问题引起了社会各界的高度关注和各级领导的高度重视，通过对北京、上海、广州、深圳等地的地铁工程安全监督管理的调研和大量的事故案例分析，结合我市的实际，提出了地铁工程建设过程中的安全监督管理的初步探讨。【关键词】地铁工程 施工安全 安全监督 1. 其他城市地铁施工事故概述 图1上海地铁4号线施工导致房屋变形坍塌 图2广州海珠城基坑施工导致房屋变形坍塌近几年来，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、深圳等城市时有发生。据网上初步统计：从2001年至2006年我国及周边国家和地区共发生24起地铁施工安全事故（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社会负面影响较大（如图1和图2）。表1 地铁事故一览表序号时间 地区事故类型诱因人员伤亡 12003-10-8北京支架坍塌支撑架突然失稳3死 22005-7-19北京路面隆起 不明 32005-8-1北京汽车吊事故吊车施工时翻倒1死42005-9-24北京龙门吊倾倒 路面突然塌陷 52005-10-18北京简易房倒塌涌水 62005-10-25北京钻机倒塌 不明 72005-11-30北京基坑倒塌工地内多根污水、自来水管、断裂 82006-1-3北京塌陷事故污水管漏水 92006-1-4北京喷浆注水泥浆加固地基 102006-2-27北京龙门吊事故龙门吊钢丝绳折断3死 112004-3-17广州塌方事故 不明1死 122004-4-1广州地下连续墙围护结构突然塌方暴雨132004-9-25广州大面积塌方地下自来水管被工程车压破爆裂 142005-7-21广州基坑侧边跨坍塌 不明2死1失踪 152005-11-3广州物体打击隧道壁上的电缆组突然坠落2死 162005-11-7广州塌方溶洞 172006-1-4广州地陷事故地下水流失182006-4-24广州机械事故凿岩机在工作中意外断裂螺母，风管脱落死192003-7-1上海地面沉降，3栋建筑物严重倾斜冷冻法施工的制冷设备发生故障。流沙涌入浦西联络通道，管涌。 202001-5-25深圳坍塌事故坑壁不稳定1死212002-4-19深圳吊臂折断不明2死。 222005-7-14深圳塌方由于泥土和沙石带有不稳定的流沙性，地下水渗出 232004-6-19台湾塌陷雨水排水主干管断裂 242004-4-20新加坡路面坍塌土质松软死失踪 2. 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。表2造成人员死亡总起数总死亡人数（失踪）坍塌事故起数坍塌死亡人数（失踪）机械事故起数机械事故死亡人数（失踪）三级事故起数四级事故起数10起20人 5起12人5起8人4起6起在24起事故中，按照事故类型进行分析如图3。图3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%，这主要是由于地铁工程是一项投资巨大、建设工期较长、技术复杂的大型工程项目。它面临的“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。再由于地铁工程的隐蔽性、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、成都地铁1号线工程概况图4成都地铁1号线为南北方向主干线（如图4），北起大丰，沿人民北路北延线、人民北路、人民中路、人民南路、人民南路南延线及南都西路、孵化园北干道、外环高速敷设，经会展中心、科技园后，沿人民南路南延线南下，止于华阳镇广都街附近。1号线线路全长31.6公里，设23座车站。其中地下线长约22.44公里，地上线长约9.16公里；高架车站5座，地下车站18座。其中，地铁1号线一期工程位于成都市中心城南北主轴线和主要客运交通走廊内，工程北起大沙河南侧的红花堰站，南止高新区孵化园站，沿线经过火车北站、骡马市、天府广场、体育馆、火车南站等线路全长15.998公里，全线为地下站，设车站15座，主变电所2座，控制中心1处，车辆段及综合维修基地1个，拟于2010年建成通车。 4、成都地铁工程施工重大危险源分析 成都地铁1号线位于成都平原东部前缘，属岷江冲积沉积形成的扇状向东和东南微倾斜的宽阔平原。基岩埋藏较深，工程建筑的持力层及围岩主要是第四系松散地层，但不同的地貌单元，岩性及岩土组合也有较大差异。主要地质特点是存在独特的“三高”，即：1、地下水位高。成都地区地下水丰富，常年水位都在开挖范围以内。2、砂卵石直径大、含量高。成都平原地质状况属典型冲积砂夹卵石层，分布在地面3-5m以下，一般为稍密、中密、密实砂夹卵石层，地铁大量的开挖断面在中密砂夹卵石层以下，石子含量达50%以上，且“人头石”分布不均。3、卵石和漂石强度高。这就使成都地铁施工存在三大难题，即：1、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。2、大粒径卵石和漂石处理难。若盾构施工过程中遇“人头石”，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。3、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，易造成纠偏后产生建筑空隙引起地面正常沉降，甚至产生塌陷事故。通过对成都地铁施工工艺及地质条件的分析，初步分析成都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。2、矿山法的重大危险源：衬砌支护。危害表现：相邻建（构）筑或地表变形严重或围岩坍塌或地下涌水。3、明挖法的重大危险源：深基坑。危害表现：相邻建（构）筑变形或基坑壁坍塌。4、明挖车站施工的重大危险源：高大模板危害表现：支模架失稳坍塌造成群死群伤。5、起重设备：塔吊或龙门吊危害表现：塔吊折臂或倒塔，龙门吊倾斜事故。对于明挖工程施工的安全管理办法，我站已探索多年，已总结出由“专家咨询、中介评价、行业管理”的行之有效的管理办法。 而盾构法和矿山法施工安全管理在我市的建设施工面临的新课题。 5、盾构法施工导致安全隐患成都地铁1号线一期工程在市区红花堰至火车南站的隧道区间绝大部分用盾构法修建隧道，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、 由于注浆材料的本身体积的收缩，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。6、矿山法施工导致安全隐患矿山法施工在成都地区尚无经验，天府广场南端工程北接天府广场站，南接盾构施工区间，南端是盾构三标的盾构吊出井。南段暗挖工程108m， 1号线北边暗挖段及2号线东边暗挖段均是成都地铁的暗挖试验段，同时为盾构施工预留的接口。在松散的砂夹卵石层内使用矿山法进行开挖最大断面达到12.7米，埋深最浅处只有2.4米，施工难度高，易发生坍塌事故。安全隐患主要表现以下六种类型：第一类：地下涌水主要原因：地下水位高，地下水压头大。第二类：隧道开挖时冒顶片帮主要原因：成都地质状况3-5m以下多为砂夹卵石层，地层结构松散，常含软弱沙夹层。第三类：地表沉陷和相邻建筑物变形主要原因：衬砌背后的建筑空隙填充不密实等因素。第四类：支护结构失效主要原因：设计方案考虑不周，支护结构选型或支设不当。第五类：隧道通风不足导致中毒窒息主要原因：通风设备选型不当，通风管路堵塞、破损。第六类：触电事故等其它因素主要原因：未使用安全电压，漏电保护设置不当。7、成都地铁工程风险规避的几点建议依照建设工程安全管理条例和危险性较大工程安全专项方案编制及专家论证审查办法完善有专业针对性的专项施工安全管理办法，按照成都现行的成都市建筑工程深基坑施工安全管理暂行办法、成都市建设工程高（大）模板施工安全管理暂行办法、四川省建筑施工起重机械设备安全管理暂行规定，对地铁施工的深基坑、高（大）模板、起重机械设备进行安全监督管理。同时，还要进一步完善相应的管理办法、制度和标准：1、建议制定成都市地铁工程施工安全监督管理暂行规定。借鉴我市 建筑工地的深基坑管理办法， 进行暗挖工程施工方案评估，加强安全监测，同时、 积极构建专家参与中介安全服务平台，充分发挥社会安全中介机构或专家的力量，按照建设部危险性较大工程安全专项方案编制及专家论证审查办法，要求施工单位对暗挖工程重大危险源部位施工时编制专项施工方案，专家对方案进行咨询评估。并加强对地铁施工现场沿线道路及相邻建（构）筑物必须进行安全监测。通过该规定的实施，从制度的建立来保障地铁工程的安全施工。2、建议制定成都市地铁工程暗挖施工安全技术标准。鉴于当前尚无国家性的关于地铁暗挖工程施工安全技术标准，可借鉴北京、上海等地的地铁工程安全管理的有益做法，根据我市的水文地质情况、建筑物的基础形式、沿线的地下管网分布情况以及明挖、暗挖施工工艺方法等，建立和完善地铁工程施工安全的地方标准，为地铁工程施工安全管理提供技术保障。3、建议制定成都市地铁工程施工突发事故应急预案。由于地铁工程施工安全的隐蔽性、复杂性和岩土工程的不确定性，以防在发生事故后，防止事故进一步扩大，最大限度挽救生命和财产的安全。对地铁工程施工中突发的各类事故及时采取有效控制和实施抢险，防止事故影响蔓延，最大限度降低损失，并将成立常设的抢险专家组，并定期组织演练。 4、加强对地铁工程监理单位的监督管理。应结合地铁工程实际，根据国务院建设工程安全生产管理条例、建筑工程施工安全监督导则和建设工程监理规范（GB50319-2000）的要求，制定地铁工程安全生产监理工作的要点，细化地铁工程监理的安全管理工作，强化监理第二道安全防线的作用。5、建议成立成都市地铁工程施工安全专家组。针对地铁工程施工专业性强，施工难度大，危险源隐蔽的特点，应聘请在地铁设计、施工、监理领域有丰富经验的专家作为专家组成员，参加地铁工程施工安全重大技术方案的会审和论证，参与相关技术标准的制定，参加地铁施工重大危险点源抽查和专项整治活动，形成地铁施工安全管理的智库作用。 二00六年七月十九日