地铁盾构隧道施工安全及事故分析

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1、地铁盾构隧道施工安全及事故分析地铁盾构隧道旋工安坌及事故分析田华军宋艺宏王泽武摘要:通过分析北京,广州等城市地铁盾构施工过程中发生的安全事故,总结事故发生的规律和特点,充分吸取教训,据此制定防范技术手段和相应的安全管理措施,确保盾构隧道的施工安全.关键词:地铁;盾构隧道;施工安全;事故分析我国地铁施工的历史已经有40多年,随着国内地铁项目的增多,面临复杂的地质和外部环境情况,加之经验不足,管理不到位,在建设中存在着一些不容忽视的问题和不安全隐患,对潜在技术风险缺乏必要的分析和论证,随之而来的是施工事故的增多,在上海,北京,广州等地都出

2、现过不同程度的地铁工程安全事故,造成了重大经济和人员损失.近年来,越来越多的地铁项目采用盾构法进行施工,盾构基本成为地铁施工的首选,出于安全性与可靠性的考虑,非常需要归纳总结盾构施工过程中的事故,进行系统和全面的分析,以备后续建设项目借鉴,杜绝类似事故的发生.1盾构施工事故的分类及特点在盾构隧道施工中,按照事故的发生特点,主要分为机械事故和施工技术事故两大类.1.1机械事故一般的盾构项目,机械使用较多,相对应的事故也较多,大约占一半以上,主要有龙门吊事故,盾构机事故,管片安装机事故等.1.1.1管片吊机事故上海地铁4号线6标段施工中,

3、盾构管片安装机起吊密封突然失效,导致管片脱落,砸伤下部安装工人2名,原因:由于密封失效,没有及时发现,管片失去吸力而突然下落.防范措施:严格设备维护检查制度,尤其要重视管片安装机的可靠性检查,例如密封胶圈有无损坏,起吊绳具是否可靠等,消除安全隐患,同时,管片拼装过程中,安装机下部严禁有人工作.1.1-2电器事故施工过程中,由于盾构掘进中功率大,能耗高,容易出现电力安全事故,必须给予重视.某现场盾构的10kV高压电缆,由于安装接头保护不当,突然击穿,造成火灾,并导致盾构掘进停止l0h,因此,要重视施工动力线的安全保护措施,严格执行电力高

4、压进洞的安装与施工田华军:郑州市轨道交通有限公司,高级工程师,郑州450000图1击穿后的高压电接头规范,做到安全第一,万无一失.1.1.3运输设施的安全施工与盾构配套的有轨运输设备,要注意电瓶车的溜车防撞(包括管片车,砂浆车等),以及轨道道岔的安全运营等.武汉地铁施工中就曾经出现电瓶车刹车失灵,导致列车溜车撞坏盾构机的严重事故(图2),损失200多万元,停工近1个月.因此,对运输轨道车辆的刹车性能检测,轨道,道岔设备的安全性能检测等应给予足够的重视.图2电瓶车溜车事故l贝代懂市轨唱交幢5/2009MODERNURBANTRANSIT

5、01.1.4盾构脱困的形成原因以及处理措施长时间停止掘进,或者转弯,泥饼形成,不明物质困住等,都会导致盾构掌子面坍塌,使盾构无法驱动.措施:制定严格正确的操作掘进方法,随时根据实际情况,调整掘进参数和施工工艺.透过许多事故的现象,可以发现,对于机械事故来讲,原因多与不规范,不正确的违章操作有直接关系,所以严格操作规范,是避免事故的必要条件;同时,人员的责任心非常重要,要抓好岗前培训,特别是一些特种设备要严格持证上岗.由于盾构机是一个集液压,电子,机械等多学科综合为一体的现代化施工机械,配套设备多,施工牵涉的方面较多,所以,事故的隐患也

6、多,这就要求现场必须重视机械设备的正常保养维护,加强对盾构机的熟悉和了解,要定人定岗,不轻易更换操作人员.1.2施工技术事故主要是指由于施工工艺不当导致的技术事故.这类事故多为恶性事故,往往造成些人员伤亡或造成一定经济损失.1.2.1地面沉降导致的安全事故地面沉降一般可分为3类.第l类:非正常沉降,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2类:灾害性沉降,主要指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.如,广

7、州地铁l号线在中山四路段采用盾构法施工,由于铸铁供水图3广州地铁1号线在中山四路路面塌陷管漏水,硬路面下的土体部分流失,形成空洞,盾构通过时,小的地层变形造成供水管断裂,大量水土流失,导致路面塌陷(图3);第3类:盾构的选型不合适或出现较大失误,如成都地铁由于选型失误,多次造成掘进过程中的地表沉陷事故,无法正常施工.1.2.2盾构隧道的防洪排水设施不具备或能力不足导致的安全事故武汉过江公路隧道,重庆嘉陵江排污隧道等盾构隧道施工过程中,均出现过水从洞外倒排进隧道的事故(图4),造成较大的损失.因此,施工中要做好防灾预案安排.图4洞外水倒

8、排进隧道1-2_3管片拼装事故拼装过程中,管片挤损或破裂,导致涌水,使施工面临较大的技术风险(图5).所以,必须重视管片的安装工艺和技术方法,注意掘进参数的控制,采用相应的技术手段,控制姿态的调整,科学进行管片的安装顺序