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期刊导读

地铁车站土建施工安全风险问题及应对措施
Safety Risks and Countermeasures in Civil Construction of Metro Station

谢葛 XIE Ge
(中国水利水电第四工程局有限公司,西宁 810000)
(PowerChina Sinohydro Engineering Bureau 4 Co.,Ltd.,Xining 810000,China)

摘要:我国地铁的发展历史并不长。国外发达国家有着较为广泛的应用和历史,起步早、发展时间久、技术经验相对丰富。作为当前国内重要的交通出行方式,地铁不仅关系到一个城市的规划建设,也与人民的出行便利程度有着莫大的关系。因此,做好地铁车站土建施工及安全工作非常重要。我国的地铁发展起步较迟,但是在国家大力支持下,我国通过招标等手段很快从日本等国家引入了地铁建设新技术,实现了关键技术不再受制于人,极大地推动了我国地铁行业的发展。地铁车站施工受到当前技术原因限制和内外部多重因素的影响,尤其是其本身土建施工情况直接影响着工程的整体质量,所以要抓好土建施工质量水平,针对施工安全问题给予针对性的应对措施,从而保证工程整体质量。
Abstract: The development history of China's subway is not long. Developed countries abroad have a relatively wide range of applications and history, with an early start, a long development time, and relatively rich technical experience. As an important mode of transportation in China, the subway is not only related to the planning and construction of a city, but also has a great relationship with the people's travel convenience. Therefore, it is very important to do a good job in civil construction and safety of subway stations. China's subway development started late, but with the strong support of the country, China quickly introduced new subway construction technologies from Japan and other countries through bidding and other means, realizing that key technologies are no longer controlled by others, and greatly promoting the development of China’s subway industry. Metro station construction is subject to current technical limitations and multiple internal and external factors, especially its own civil construction situation directly affects the overall quality of the project, so it is necessary to grasp the level of civil construction quality and give targeted countermeasures to construction safety issues, so as to ensure the overall quality of the project.
关键词:地铁车站;土建施工;安全风险;应对措施
Key words: subway station;civil construction;safety risk;countermeasures

  中图分类号:U213.2    文献标识码:A      文章编号:1006-4311(2021)27-026-03      doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2021.27.009

1  当前地铁车站土建施工的重要性
地铁车站土建施工同比传统深基坑而言,混凝土浇筑结构施工和底板浇筑具备明显的承载力。地铁车站土建施工的保护措施具备更强的功能性,可提升结构施工和底板浇筑强度和承载力。在地铁车站工程设计施工的过程中,应更加重视交通网络建设中的安全性能、经济效益。地铁车站工程设计过程中必须综合考虑工程施工对周边地质环境的影响,为了满足混凝土浇筑的标准和要求,应更重视结构施工和底板浇筑的过程、混凝土浇筑措施,避免施工出现安全和质量风险,工作人员应采取更严格和谨慎的工作态度投入设计和施工的过程中。
在我国推进城市化的进程中,地铁车站土建施工的结构强度较为重要,建设地铁车站土建施工是持续提高城市化水平和施工安全的重要部分,关系着地铁工程质量、周边居民生活质量、深基坑施工的承载力。为了保障城市的安全发展,须加强地铁车站工程基坑荷载计算、围护结构设计环节的技术控制和支撑体系,重视结构设计、深基坑施工的技术要求和混凝土浇筑措施,实现地铁车站土建施工的高质量完工。全面了解工程施工设计情况及实际需要并发挥出结构施工及底板现浇作业的功能,从而保证设计效果。目前,我国地铁车站土建施工建设数量不断增多且建设规模也随之扩大,这样在一定程度上也增加了地铁土建施工的复杂性,同时施工过程中外界影响也随之增多,因此要想确保施工质量并不破坏施工现场周边地质环境,应强化地铁车站土建施工质量及性能管理。
2  地铁车站土建施工技术
2.1 明挖法
明挖法是地铁车站土建施工最为常用的方法。明挖法采用根据设计标准的高度,从地面向地下开挖基坑,直到设计标高。再采用由地下向地面建造车站主体结构,同时对主体结构做好防水措施。车站地下主体结构完工后,实施回填工序,完成路面恢复。明挖法施工速度快、工程造价低,但是也会对周边环境及居民造成巨大的影响。
2.2 盖挖法
盖挖法是一种先盖后挖的基层施工技术,主要由顺做法、逆做法、半逆做法等多种方法。盖挖法主要是根据路面的实际情况,制作维持路面交通的预制棚盖结构,再进行棚盖结构支护下开挖工序,开挖完成后进行主体结构施工和防水施工工序,最后完成管线路等施工和恢复工序。
3  地铁车站土建施工中安全风险
3.1 安全管理体制机制缺失,约束性不足
地铁车站土建项目工程施工单位所面临的安全管理环境日益复杂,各类安全风险无处不在,既需要对地铁车站土建施工安全风险进行准确的识别及发现,同时还应对施工环境中的隐形风险进行控制,提升地铁车站土建施工安全管理强度并对安全管理机制进行优化。纵观当前施工单位安全管理实际,普遍存在着安全管理体制机制缺失,安全管理制度不健全,既有的安全管理制度规则约束性与权威性不足等共性问题,阻碍安全管理整体效能的优化提升。部分施工单位不尊重工程施工安全管理基本规律,漠视先进安全管理理念的运用与创新,施工安全管理中的分析、评估、反馈、防护等环节衔接欠妥,依旧沿袭传统保守陈旧的施工安全管理模式,安全管理效率严重受限。
3.2 现代信息化技术建设滞后,先进性不足
现代科学技术的快速发展,可以为地铁车站土建施工企业安全管理提供更多的技术手段,同时可以为安全管理人员提供更多的工具、管理方法,在新的发展形式下确保安全管理工作的可行性。从现阶段安全管理情况来看,部分施工单位未能积极引进现代信息化技术,工程施工安全管理方面的软件硬件建设水平低下,对老旧硬件设备没有进行及时更换,安全评估与监控的各类重点难点问题突出,与当今快节奏、高强度的土建项目工程施工发展趋向不相适应,背离土建项目施工安全管理基本要求。由于信息化建设进程滞后,无法在土建项目工程各参与方之间实现信息互通,安全数据信息的实际价值得不到彰显。
3.3 安全管理人员专业素质相对较低
在地铁车站土建项目施工安全管理中,安全管理人员始终扮演着不可替代的关键角色,是执行安全管理制度,落实安全管理具体职责的直接实施者与操作者,其安全意识等方面综合素养的高低与安全管理标准化建设成效密切相关。实践表明,部分安全管理人员未能掌握丰富而系统的土建项目工程施工安全管理基本理论体系,安全管理技能不甚熟练,难以全面充分考量工程安全技术参数指标,施工材料、预制件堆放和存储不合理,在潜在危险源识别、分析、处理、反馈中的风险意识、责任意识淡化,对重大危险源辨识与控制不当,与工程施工安全管理职责任务要求存在较大差距,难以将现代先进的集约化、精细化安全管理理念融入工程施工全过程。
3.4 工程机械设备运维管理不及时,安全风险系数大
在工程机械设备安全生产责任体系构建过程中,及时科学有效的运维管理占据着关键地位。现状表明,部分工程项目施工单位对施工机械设备运行维护管理不及时,采取的运维管理技术措施缺乏针对性与有效性,未能构建完善可行的工程机械设备运维管理制度体系,各项资源要素的调节与配置不合理,阻碍工程机械设备安全责任的落实。由于工程机械设备运维管理缺失,安全故障隐患排查方式方法流于形式,难以及时有效排除其运行过程中的潜在安全风险隐患,容易导致整个工程项目施工全过程处于高风险运行状态。
4  完善地铁车站土建施工安全风险管理方法
4.1 加强设计管理风险的控制
地铁工程施工中为了保证质量,避免安全风险,应当通过合理控制设计加强对风险的管理工作,可以按照以下几种方法进行操作:针对规模较小的地下工程可以选择增加机械作业的方式,以此加强一定空间内对设备的利用效率,从而减少人工作业的强度与误差,加快整个工程的建设进程。这也要求在施工前的设计方案中充分考虑到中小型专用机械设备之间的配合使用,从而更快地推进施工进度。如果进行大型地下工程的施工,盾构机、掘进机等大型设备是必不可少的,需要提前运送到现场,并准备好对应的专用设备管理方案。由于地铁施工不是短期内就能完成的,所以为了避免施工出现误差而导致返工,就要重视对前期现场的调查工作,熟悉施工现场的地质水文情况,充分了解施工区域地下管线和周边建筑的分布情况,在全面掌握了施工现场的情况后,才能更加有效地确认施工中可能面临的安全风险,从而加强施工质量。此外,为了确保整个施工工作的正常运转,应当在施工前构建能够贯穿整个施工工作的风险监测网站,承担起对施工全过程的监管,防止在施工中因为安全风险管理不到位或其他因素的影响造成安全事故,各大主体之间相互推诿,责任不清,影响后续工程的推进。
4.2 施工技术对策
施工技术的安全风险应对措施,主要根据地铁车站土建施工的三个工序分别提出。对于钻孔施工技术,应对措施是在采用多次钻孔策略,并在首次钻孔前,在需要钻孔的周围安装一个固定板。固定板的目的是固定钻孔周围的土质,防止土壤流失。然后在钻孔最上端设置防喷装置,避免钻孔触及到土建地下的水管。最后打开管片,进行钻孔操作。在钻孔操作时,控制钻孔速度,使速度均衡,切不可速度差大。打地基过程中,持续对地基的底层进行监测,每隔1h记录一次底层数据变化参数。一旦发现有不可触碰障碍时,立即停止地基施工。为了防止地基施工过程中出现安全危险事故,整个施工中对地基结构与周围土地水平高度进行实时监测,将安全风险扼杀在萌芽中,保证施工的安全性。对土建工程挖掘技术安全风险,提出的应对策略是先探后挖,先对施工的地理位置进行监测探索。这一过程也是检验施工工艺的施工监测参数是否准确。对于挖掘过程中出现的挖掘安全风险,提出的应对措施是无论挖掘的目标和方案是什么,都要在挖掘过程中添加一个聚乙烯构成的存盐装置。挖掘中一旦出现水管爆裂情况,及时供给聚乙烯盐水并开启保温模式,将水结冰,以降低安全风险损失。在水管不出水时,提高保温板的温度,查看渗水程度,根据渗水速率,调节土泥的填充速率,最终将爆裂处填平。同时作好关闭应急防护门的准备。在挖掘区域由内向外充填完成后,关闭通道防护门,最短时间内拧紧螺栓压紧密封条,并向开挖区域内持续充气以平衡水土压力。对于地铁车站施工过程中,由于纵向内力和横向内力产生裂缝造成的安全风险问题,提出的应对措施是在施工车站地平面时,采用微膨胀的混凝土和低水化热的混凝土混合物作为施工材料。在地铁车站施工期间选择合适的地面浇捣时间,最好在春秋两个季节。在车站水平面相连的侧面加固一层注浆,减少地铁对水平面的冲击力,降低施工安全风险。
4.3 管理因素对策
为了解决管理因素产生的施工安全风险问题,分别对管理人员、施工起重机以及施工信息提出相应的应对措施。对于施工的管理人员,首先要规范施工队伍的专业性和工作意识,切不可贪图缩短工期为目的,不按照规定的施工工序执行。不断提高施工人员的基本施工知识掌握能力,使其可以辨别出基本的隐形施工风险。对于施工器材,要按时对器材进行质量质检,使各个功能的施工器材都可以正常工作,且工作质量符合标准,避免由于施工器材不达标而导致安全风险。针对地铁车站施工信息的安全风险问题,提出的应对策略是加强施工信息可视化。主要措施是在施工的各个角落安装监视器,加强对施工中的盾构土层参数信息的管理。在地铁车站土建工程施工各个角落按照监视器,可以方便夜间对施工现场的管理,减少工作人员的工作量,并且提高管理的工作效率。施工现场晚间出现意外情况,监视器会发出警报,降低施工损失。在施工结束后,各个角落的监视器还可以留作其他用途。地铁车站土建施工信息安全可视化措施,主要解决的是将施工信息进行全方面的剖解,提取出一些相关的信息,辨别施工中可能出现的安全风险,并及时进行处理,保证施工的正常进行。施工信息可视化通过借助计算机大数据分析软件,将施工相关的参数进行录入,软件进行数据分析,得出可视化结果。
4.4 构建风险管理的自救系统
为了更好的控制地铁车站土建施工风险并提高风险管理效果,还应构建起自救系统,当有突发事件产生时可以立即启动自救系统,从而保证施工人员可以利用工具进行自救及逃生,最大限度减少人员伤亡。如地铁车站建设企业应在日常工作中就强化施工人员安全教育,根据工程情况定期组织施工人员进行自救逃生演习,通过有效的培训提升施工人员安全意识并可以熟练掌握逃生工具使用方式,掌握逃生路线;同时还应利用先进的科技,开发施工现场自动监控设备,当发生地质环境变化、施工人员违规操作等突发事件时可以立即发出警报,施工人员听到警报后可以及时逃生,提升施工安全,确保地铁车站土建工程可以顺利开展。
4.5 对风险事故的预防与处理
要想确保地铁车站土建施工顺利开展,应做好风险事故防范工作,同时还应做好基坑围护及支护等方面的管理。首先,应避免基坑围护结构管涌问题,在进行基坑围护时要想避免管涌事件应确保地下连续墙的垂直度并强化刷墙效果。同时确保混凝土施工的连续性,对剩余的混凝土进行合理处理并对施工过程中的问题进行记录,在施工后期对问题进行处理同时强化监管工作,避免连接墙渗漏现象,从而保证地铁工程建筑质量。假如施工过程中出现管涌问题应及时组织施工人员撤离并及时与相关管理部门进行联系,检查是否存在漏电情况。其次,避免基坑支撑失稳现象,施工人员在挖掘深基坑时应关注支撑变化情况,若发现基坑出现弯曲或是下沉现象应及时进行补救;同时还应对基坑施工材料质量进行严格控制,做好支撑材料样本检测工作,最大限度保证支撑材料质量与工程要求相符。若支撑结构出现失稳现象应及时进行撤离,然后将新的支撑加设到未坍塌位置,并对失稳原因进行分析,对失稳周边位置超载物进行清理,有效避免失稳现象再次发生。
5  质量控制措施
5.1 桩基施工技术
桩基施工技术是半盖挖法施工中的重点,其与地铁车站施工期间运营荷载有着直接的关系,因此为了确保施工安全应保证桩位定位的精准性,确定桩位后进行施工。完成钻孔施工后应进行清理工作,从而保证孔底沉渣厚度与设计标准相符,确保桩基承载力、沉降与工程要求相符。若沉渣厚度较大会导致沉降下降,沉降量也会更深,导致钢管柱下沉,导致不均匀沉降现象,严重时应力也会增大导致结构损坏。桩基施工前还应做好桩基荷载工作,确认桩基是否存在变形现象,若承载力与工程要求不符可以通过桩侧注浆方式来提升荷载力,避免沉降现象的发生。
5.2 钢管柱定位施工
确定锚固并完成混凝土浇筑作业后可以将定位器安装到指定位置。完成放线作业后进行审核检测。钢管柱上下两端进行固定,使用定位器进行下部固定,采用型钢焊接方式进行上端固定。自动定位器为预先加工设备,可以对明面位置、高层、垂直度进行准确的矫正,将其规定到护筒壁位置。完成浇筑作业后将下部位置固定到桩基混凝土中。采用全站仪对定位器桩进行检测并将其安装到中心位置,桩心投测设置到定位仪中心位置并保证定位的准确性,完成安装作业。
5.3 沉降控制
基坑土体测量、地表建筑物测量、地下管线沉降观测等作业可以采用水准仪完成,通过此可以及时掌握施工现场周边既有建筑物沉降情况。首先,了解观测对象特点,可以在观测位置设置沉降观测点。此外,在距离基坑较远的位置设置基准点。然后根据施工进度对观测频率进行调整,最开始可以每天一至两次,后期可以每七天进行一次观测。
6  结语
综上所述,结构施工和底板浇筑过程中,须重视地铁车站工程的结构施工和底板浇筑建设。为了满足地铁车站土建施工建设中的标准和要求,施工人员应重视结构施工和底板浇筑的过程、混凝土浇筑措施,工作人员应采取更严格和谨慎的态度,投入于设计和施工的过程。进行构造设计的过程中布置科学合理的支撑体系,充分发挥结构施工和底板浇筑的功能,以严格的设计和施工规范,提升结构施工和底板浇筑自身的功能。地铁车站土建施工建设中施工安全管理需要建立健全严格的深基坑质量管理措施,有效解决实际施工中存在的质量问题。
参考文献:
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