地铁浅埋暗挖法施工安全巡视工作要点
摘 要:结合北京城市地铁“浅埋暗挖法”施工特点及安全巡视工作经验,简要阐述了“浅埋暗挖法”工程施工安全风险管理中安全巡视的重要性、主要内容、工作流程及方法等,以供相关技术人员研究、讨论。
关键词: 浅埋暗挖法, 安全巡视, 工作要点
0 引言
城市地铁设计与施工的基本特点是“地质条件复杂,基础信息匮乏,周边环境复杂[1]”,其施工存在着很大的不确定性和高风险性。施工安全综合评价是一个多层次、多指标、难以量化的复杂分析评价问题,所依据的主要是施工过程中的安全监测资料。施工安全监测不仅包括对固定测点一定频次的仪器观测,也包括对水文地质变化、工程结构安全状态、周边环境的定期或不定期的巡查检查。由于地下工程项目不确定因素多、个体差异性大的特点,安全判据不易量化。参考安全巡视报告,对施工现场进行安全性评价,受到业内人士愈来愈多的重视。
1 目的及意义
安全巡视的目的就是通过对工程自身和周边环境的安全状况的观察、记录、分析,结合施工监测数据,综合判断工程自身和周边环境的安全性,确保工程和周边环境的安全。
安全巡视具有全面性、及时性和直观性等特点,是固定测点监测所不能替代的。实践证明,安全巡视工作的有效开展,可避免众多施工安全问题,为消除隐患或采取补救措施提供了可靠依据,并创造了极为宝贵的时机。
2 安全巡视内容
现场安全巡视内容主要包括工程自身安全巡视和周边环境安全巡视两部分内容。
2.1 工程自身安全巡视
1)开挖面土层性质及稳定性评价。
掌子面地质调查: a.围岩类型及分布特征。根据掌子面揭露地质分布,进行地质环境的工程评价,验证勘察资料的准确性,修正勘察报告中提供的技术参数。b.掌子面土体渗漏水情况。重点关注渗漏水量、气味、颜色、是否伴有砂土颗粒、发生位置、发展趋势等。结合周边环境调查,判断渗水性质及水源,评价地下水对岩土的软化、崩解、湿陷、潜蚀等有害作用,评价施工降水效果(如施工采取降水、排水措施时)。
掌子面坍塌:在松散地层中进行隧道施工,很难避免掌子面坍塌现象,巡视过程中要注意观察发生坍塌的位置、坍塌体大小, 预估坍塌发展趋势。
2)超前支护。
超前支护是确保“浅埋暗挖法”施工安全和有效控制地层变形的有效措施之一。现场巡视过程中注意观察超前导管的尺寸(长度、直径)、加工(端头、侧孔)、安装(深度、间距、步距)、注浆加固效果等。可结合隐蔽工程施工的质量管理进行巡视。
3)土方开挖。
土方开挖是“浅埋暗挖法”施工风险控制的重点。现场巡视中要重点关注以下几个方面:
a.开挖进尺。根据地质勘察资料及设计文件,施工方案中都会对单次开挖进尺有明确的初步要求,施工过程中不宜随意调整。开挖进尺一般不宜超过“初支施工进尺+20 cm”。b.核心土留设。松散地层中“浅埋暗挖法”施工,合理留设核心土可改善开挖面土层的受力状态,减小开挖面的水平位移,有利于保持掌子面稳定和控制地层位移。核心土留设尺寸可参考设计文件或施工方案。c.施工台阶长度。台阶长度的设置除了满足施工空间的条件外,对围岩的稳定及支护结构、地层的变形都有较大影响。施工过程中要注意结合围岩性状、监测信息、施工技术等因素合理设置台阶长度,并在施工过程中严格控制。d.分部开挖各部工作面距离。分部开挖法主要适用地层较差的大断面地下工程,包括:单侧壁导坑超前台阶法、中隔墙法(CD, CRD工法)、双侧壁导坑超前台阶法等[3]。为稳定工作面、减小初期支护结构变形、控制地层变形,各部分开挖时,纵向间隔要根据具体情况保持一定距离,现场巡视应注意观察、记录。e.超挖和局部塌方回填。在松散地层中开挖隧道,超挖和局部塌方情况比较常见。巡视过程中注意观察回填的密实度、回填料成分、回填时机是否符合技术要求。
4)初期支护。
a.格栅制作及安装。格栅制作主要重点关注:焊接质量、U形筋设置、节点板设置等;格栅架设重点关注:格栅架设间距、缩脚锚杆设置、格栅拱脚悬空、节点板连接、纵向连接筋的设置、钢筋网片的安装、临时支撑拆除的部位和顺序等情况。现场巡视可结合格栅施工质量检查进行。b.喷射混凝土。喷射混凝土施工要严格按照设计要求和施工方案进行,现场常见的施工缺陷主要有:基面积水、漏喷、离鼓、表面离散、表面孔隙、喷混凝土流淌、回弹料堆填等问题。巡视过程中,注意观察喷射混凝土工人的操作是否规范合理。c.初期支护结构的表观特征。巡视过程中注意观察:初支结构是否存在裂缝、裂缝的位置、开合度、与隧道轴线的相对关系及裂缝的发生、发展情况,初支结构的剥离、掉块情况和初期支护结构的扭曲变形情况。d.初支结构回填注浆。回填注浆“浅埋暗挖法”施工中处理初支结构背后空洞及土层疏松区的常规措施,利于变形的控制[2]。现场巡视应注意观察:回填注浆是否及时,浆液材料、注浆孔数量及布置、注浆控制压力、注浆量等是否满足设计文件和施工方案的要求。巡视过程中要注意多看、多问、多记录,才能对其作出较为合理的评价。
5)复杂隧道结构的施工工序管理。
施工横通道马头门破除时的加固措施、破除顺序、掌子面间隔距离等;特大断面隧道施工的分部方式、临时支撑形式、施工顺序、掌子面间隔距离等。
2.2 周边环境安全巡视
对周边环境的巡视要特别注意在施工前做好充分、深入的调查工作,对周边环境的现状做好信息的文字、影像记录并汇总成文件存档[4]。主要巡视内容如下
1)建(构)筑物:建(构)筑物裂缝、剥落;地下室渗水等;
2)桥梁:墩台或梁体开裂、剥落情况;
3)地下管线:管线沿线地面开裂、渗水及塌陷等情况;检查井等附属设施的开裂及积水变化情况等;
4)道路、地面:地面裂缝;地面沉陷、隆起;地面冒浆等;
5)河流、湖泊:水面漩涡、气泡;堤坡开裂等;
6)既有轨道交通: a.道床结构开裂,道渣排列、风化、孔隙率;b.结构渗水; c.钢轨伤损; d.轨枕开裂等。
3 工作流程
安全巡视各步骤的主要内容如下:
1)准备阶段。
明确工作对象和范围,收集国内外相关法律法规、技术标准及建设项目资料并进行现场调查。根据建设项目周边环境、施工工艺流程或场所的特点识别和分析其潜在的危险、有害因素。根据被评价对象的特点选择科学、合理、适用的定性、定量评价方法。
2)现场巡视及评价。
针对上述安全巡视内容,制定巡视方案,委托具有丰富施工经验的技术人员进行巡视。采用图表、影像、视频等方式记录现场情况。现场巡视结束,应及时按照选择的评价方法,对现场有害因素导致事故发生的可能性和严重程度进行定性、定量评价,确定事故可能发生的部位、频次、严重程度的等级,为制定安全对策措施提供科学依据。
3)安全对策措施及建议。
根据定性、定量评价结果提出消除或减弱危险、有害因素的技术和管理措施和建议。简要列出主要危险、有害因素评价结果,指出建设项目应重点防范的重大危险、有害因素,明确应重视的重要安全对策措施,给出建设项目从安全角度是否符合国家和地方有关法律、法规、技术标准的结论。
4 结语
1)安全巡视过程中,首先要保证巡视人员的人身安全。地下工程施工,作业空间狭小,环境复杂,巡视过程要注意防范塌落、滑跌、机械伤害等。
2)在巡视工作开展前,对周边环境、风险工程进行详细踏勘,并与相关产权单位沟通,确保巡视工作的顺利进行,保证巡视信息的连续性。
3)确保与施工单位信息渠道畅通,掌握全线施工进度、施工计划和施工节点等重要信息,据此编制详尽可行的巡视实施方案。
4)“质量是安全的保证,安全是质量的延伸”。安全巡视的很多内容与施工质量管理内容一致,安全巡视中的一些工作可与施工质量检查共同开展。但两者侧重点有所不同,安全巡视工作不可替代相关的施工质量管理工作。