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白阳
长春市轨道交通集团有限公司吉林长春
摘要:现如今,伴随经济建设的飞速发展,推动了城市化建设的逐步加快,同时,伴随着交通领域的不断发展,为了满足经济发展的需求,积极改善我国现阶段城市交通拥堵的问题。地铁也成为了居民的主要交通工具。然而,地铁车站土建工程复杂,在施工过程中存在一定的安全风险,基于此,为解决城市地铁建设安全风险存在的问题,本文主要以地铁车站土建施工为例,研究实际地铁车站土建施工存在的安全风险,制定出相应的风险优化对策,以提供参考与借鉴的作用。
关键词:地铁车站;土建施工;安全风险;优化对策
引言
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,所以施工方要抓好土建施工质量水平。本文就地铁车站土建施工安全风险及展开分析,同时提出具体措施以加强风险质量管理工作。
一、控制地铁车站土建施工重难点的重要性
地铁车站土建施工地点以城市为主,城市交通的安全程度相对较高,工作节奏快,客流量大。同时拥有充足的可用地下资源,经济较为发达,满足地铁施工的基本要求。经济水平的上升,带动了城市交通业的快速发展,地铁工程的数量逐年增加,城市交通问题得到了有效的改善。但是由于地铁工程施工风险较大,工作稍有疏忽,就会诱发重大安全事故,给社会带来极为恶劣的影响。我国国土面积大,地形多样化,各地的风险因素也存在很大的差异。结合地铁工程主要施工环境的特点,需要地下作业,工程复杂性更高,在地铁车站土建施工阶段,如机电安装系统、人防等各专业单位形成立体交叉作业。为了保证现场施工的安全,提高项目的运行质量,就要从基础工作入手,不断优化现场操作工艺,加强轨行区域管理等重难点管控。排除干扰因素,不断提升地铁建设的整体水平,更好地服务于社会发展。
二、地铁车站土建施工方法
在分析城市地铁车站土建施工安全风险之前,有必要针对相关的土建施工方法进行分析。这对制定相应的风险干预措施具有非常显著的作用和效果。(1)明挖法。在当前的城市地铁建设过程中,使用次数最多的方法就是明挖法。明挖法非常适合应用在一些周边交通工环境不复杂的区域中。在应用明挖法进行施工的过程中,由于该土建方法具有施工速度快、施工成本低以及施工安全系数较高等优势,可以保证工程项目的建设质量。但是该土建方法也存在一定缺陷,即在施工的过程中,会对施工区域周围的环境产生一定程度的影响。此外,在应用该施工方法进行施工的过程中,也非常容易受到各类综合因素的影响。如果施工区域位于城市的主干道区域,会大幅增加施工难度和施工时间。同时还有可能为了施工更改管线,由此都会在一定程度上增加施工安全风险。(2)盖挖法。在针对城市内部一些车流量较大的区域进行地铁车站土建工程项目施工的过程中,此时会使用临时结构或者顶板施工技术,该技术被称为盖挖法。(3)暗挖法。暗挖法的主要方式有暗挖盖挖相结合、新奥法以及浅埋暗挖。(4)盾构综合法。随着施工技术的不断成熟和进步,在当前的地铁施工过程中,往往会使用到盾构综合法来进行施工。盾构综合法的有效应用可以摆脱施工交通因素以及施工地质条件等的影响。同时应用该施工技术也可以有效防止在施工过程中产生结构性渗漏问题。
三、地铁车站土建施工安全风险
(一)支撑失稳的风险
支撑加工质量不合格、支撑有可能脱落;钢筋混凝土支撑内部配筋严重不足;支撑受外力撞击;支撑变形的监测方案不合理。
(二)基坑滑移坍塌的风险
基坑放坡坡度不够大,基坑边坡顶部过车产生震动,基坑边坡顶部超载;排水施工不到位,排水不畅;连续雨水天气,土层含水量增大,其承载能力也会下降;开挖时没有严格按照设计尺寸开挖,开挖超标;护臂支撑拆除顺序不正确,这些原因都会引起基坑滑移坍塌的风险。
(三)围护结构渗流的风险
如果存在施工抢进度情况,超量挖土,支撑架设不及时,墙内壁缺少必要的支撑,就会产生结构渗流风险,或者施工者没有严格按照设计要求进行施工,维护墙体应力过大产生破坏,有饱和含水地层,有墙体裂缝等质量缺陷情况;接缝施工的围护结构质量差,从接缝处有地下水渗入基坑内。
(四)下穿既有线环境风险
现阶段,城市地铁车站通常会选择路面下方进行施工,同时也会存在相应的潜在风险,所以对挖掘深度与位置的选择需要慎重考虑。在地铁车站路线规划中,应尽量规避与大型高层建筑物的地基接触,最大限度地降低对城市的危害,避免造成更严重的风险。应严格遵照施工计划实施对应工作,不可随意变更路线,发现问题及时上报;在施工实践中,尽可能细化相应工作内容,且做好对应抽查,保证其质量安全满足产品标准;利用科学仪器对施工技术进行持续优化;在施工实践中,除执行规划外,也制定备用规划,避免意外状况发生。
四、地铁车站土建施工安全风险的优化对策
(一)做好地铁车站土建施工安全风险识别
为了有效预防地铁车站建设过程中出现的各类施工安全风险,地铁车站基坑深度为一般为25m左右,其整体地质结构相对简单,同时地下水水位较低,主要的安全风险识别如下:①做好基坑围护工作。在针对基坑进行钻孔灌注桩施工的过程中,非常容易出现如成孔坍塌、护壁泥浆渗漏,孔径收缩、钢筋笼下放困难等安全风险,可将其风险等级定位为C级别,即为比较严重的安全风险;②在基坑开挖的过程中,如果没有按照设计要求和施工方案进行开挖,非常容易导致基坑内部的土方出现坍塌和滑坡,由此对支护体系产生一定程度的影响。此外,如果没有及时进行混凝土喷射,还可能会导致基坑产生桩间土坍塌以及流沙现象,影响周边的施工环境。可以将其风险等级定位为C级别,即为比较严重的安全风险;③就土建结构来说,如果模板、混凝土浇筑和养护方案都没有严格按照施工技术方案开展,可能会导致施工安全事故产生,鉴于此,可以将其施工风险等级定位为D级,即一般的施工风险。
(二)支撑失稳风险应对措施
(1)由于支撑安装质量不符合要求、发生支撑脱落的情况。①支撑定位要垂直于结构轴线时才能进行固定;②以柱桩沉降为依据,适当调整支撑,避免发生支撑偏心的情况,影响支撑受力;③连接钢支撑固定所有的螺栓时,一定依据顺序,确保其牢固性;④支撑连接处,要垫紧,且严丝合缝,避免造成脱落。(2)支撑受外力撞击。使用机械作业时,避免发生钻孔灌注桩与钢支撑碰撞的情况。(3)支撑变形监测的方案不合理。①要随时监测钢支撑及围护架构出现位置移动和形状改变等情况;②保护好监测用的传感器,确保获得监测数据是精准的。
(三)基坑滑移坍塌风险的应对措施
(1)以开挖进度为准,调整降水井个数,确保地下水位比开挖面低lm。(2)若下暴雨,浸泡基坑土体,致使强度减弱。在雨前,不要再开挖,覆盖保护边坡。(3)基坑开挖顺序不正确。①应当分层开挖,严格按照标准设定开挖每层深度;②同一层的开挖是分段在先、分块在后。严格按照设计进行土方开挖,其开挖顺序、方法必须与设计工况一致,并遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则。(4)基坑开挖时,放坡的坡度过大。①放坡应顺着基坑开挖方向,以纵向而行,其坡度通常要小于1:1.5-1:2.这个方法可以做到预防基坑边坡失稳。(5)超标高开挖。①为避免超挖,开挖期间监测工作进一步加强。每层开挖的适当位置是到支撑底部的0.5m处;②为尽可能少的干扰基底土层,开挖土方到坑底0.3m时,换为人工作业。配合深基坑支护机构施工,防止深基坑挖土后土体回弹变形过大。
(四)完善施工技术对策
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。对于地铁车站土建施工过程中,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。在地铁车站土建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。
(五)加强设计管理风险的控制
地铁车站土建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。
结语:
综上所述,在地铁车站土建工程项目的建设过程中,由于工程项目整体的建设复杂性较高且非常容易受到外界的干扰,容易出现各类施工安全风险,鉴于此,在施工过程中,一定要重视安全风险管理工作,并做好施工安全风险的识别工作,通过制定行之有效的安全管理方案来确保土建工程项目建设效果和质量,以此更好地促进我国公共轨道交通行业发展和进步。
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