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市政地铁车站施工现场安全管理

作者

代成成

合肥市轨道交通集团建设有限公司 安徽合肥 230000

引言

随着城市化进程的不断加快,人口规模不断扩大,给城市交通系统造成了巨大压力,进而引发交通拥堵、环境污染以及能源消耗等多重问题。在此背景下,地铁逐步发展为缓解城市通病的关键基础设施之一。其主要优势体现在以下几个方面: ① 具有强大的运载能力,单条线路每小时运送量可达传统公交的 8 至 10 倍,能够显著缓解高峰时段的客流压力; ② 运行效率优异,列车平均时速约为 100 公里,专用轨道与地面交通实现物理隔离,准时率明显优于普通道路车辆; ③ 环保性能强,全电驱动技术基本上可以做到全程零排放,为城市碳中和的目标提供了有力的支持。基于此,在地铁建设进入快速推进阶段,强化施工安全管理,提升工程质量显得尤为重要,这关系到轨道交通网络的可持续稳定运营和预期社会效益的实现。

1 地铁建设期间存在的重要安全隐患

1.1 不均匀沉降及其它原因引起的坍塌

地铁车站深基坑开挖过程中,不均匀沉降是一种常见的、危害较大的地质工程问题。为了提高施工效率并且保证基坑的干燥,常会采取预先降排水的办法,但是如果不控制好该工艺,就容易造成周围土体水分流失、孔隙水压力变化,进而产生土体固结、沉降。尤其是在软土地区,由于土体强度低、压缩性高,更容易产生超出设计允许范围的沉降。严重的时候,会使得支护结构受力失衡,甚至会导致基坑局部或整体失稳。

1.2 整体结构品质不过关引起的渗漏及其它伤害

在土木工程施工过程中,施工误差是不可避免的,一般都在一定的范围内,可以通过技术手段进行调整与控制。如果误差超过允许范围,将严重影响工程结构安全,并可能产生无法挽回的灾难性后果,造成重大人员伤亡。防水体系是地下工程中常见的一个例子,止水帷幕尺寸偏差、围护桩施工缺陷或断裂、后浇带或施工缝处止水措施缺失、变形缝和诱导缝处理不当导致开裂等问题,都可能导致结构整体防水性能受损。

1.3 非可抗力及机械、人为因素引起安全问题

地铁工程在建设及运营期间所遇到的安全风险,主要来源于非可抗力与人为可控因素两大类。非可抗力一般为极端气象、地质灾害,比如持续强降雨会造成基坑积水、倒灌;地震活动会破坏地下结构整体稳定性,导致衬砌开裂、轨道变形、局部坍塌。人为因素和机械因素同样会构成重大隐患,如起重机械违规超载作业或者吊装方案不合理等,极易发生碰撞或者倾覆事故。

2 地铁车站在建设过程中主要不安全因素

2.1 技术应用与作业方式不能更好的进行融合

在地铁工程建设过程中,为了保证工程进度和施工质量,必须要做到技术方案与现场作业方式的有效配合。目前,由于没有建立起统一的管理机制,很多工程的实施与设计意图有很大出入。技术标准和作业流程不能做到统一,各标段或各工种之间,往往存在工艺衔接不畅、技术要求不一的问题;在施工组织上,未能对技术方案、现场实际条件进行科学分析,也未充分考虑地质、气候和资源等现实因素,导致施工管理较为碎片化。

2.2 防水卷材与混凝土品质引发的渗漏现象

防水卷材与混凝土结构质量好坏直接决定了工程整体防渗效果和长期安全性。对于混凝土来说,如果配合比设计不合理,或者外加剂掺入过量,以及搅拌、养护工作不到位都可能使结构的密实度不够。而防水卷材方面,以聚氨酯类为代表的防水卷材性能高度取决于原材料质量和施工工艺,进场检验如果不严格,劣质材料和不符合设计要求的材料就会被使用,就会造成搭接不牢、粘结失效或提前老化等情况。

3 市政地铁车站建设安全管控的有效措施

3.1 深基坑施工安全技术管控

地铁车站建设中,深基坑工程安全风险高,技术难度大,施工质量、过程控制直接决定整个工程的成败。为了应对复杂的地质条件和周边环境的影响,基坑工程的三个重要阶段:支护结构施工、土方开挖以及整个施工过程中的监测,都要做到严格的精细化管理。支护结构的设计和施工要结合工程地质和水文条件,在软土地区,通常采用“钻孔灌注桩+ 止水帷幕 + 多道内支撑”的复合支护体系。施工时要保证桩位正确、帷幕连续无缝,从而形成可靠的挡土隔水屏障。内支撑系统应该按照分层开挖、分层支护的原则,采用施加预应力的方法控制围护结构的变形。土方开挖要严格按照“分段、分层、平衡、限时”的要求,采用小块快挖、及时封闭的方式。机械开挖至坑底以上一定高度时,应采用人工清底,以减少对基底土体的扰动,保持基坑整体稳定。并且要建立全方位、高精度的自动化实时监测系统,对基坑边坡水平位移、支撑轴力、地表及周边建筑物沉降等重要参数进行采和分析。当监测数据接近或超过预设阈值时,系统应立即报警,启动应急预案,必要时果断停工直至隐患排除。

3.2 结构施工安全技术优化

要提升地铁车站施工的安全性和结构质量,就需要通过技术优化对重要工序进行细致化的管控。混凝土工程中应使用高性能混凝土配合分层浇筑、智能振捣工艺,通过严格控制初凝时间保证层间连续浇筑,按照规范要求进行振捣,防止漏振;墙体部分宜采用分层推移式浇筑工艺,抑制结构变形。防水工程要遵循多道设防的原则,加强工艺管理,采用“水泥基渗透结晶型涂料 + 高分子自粘卷材”的复合体系,严格控制涂料涂刷厚度和后期养护,保证卷材热熔满粘和搭接可靠,在闭水试验验收合格之后,才可以进行下一道工序。

3.3 施工机械安全技术管控

地铁车站施工过程中,机械设备运行的安全问题,是整体工程管理的重点环节之一。起重机械应该全面配备力矩限制器和高精度的位置传感器,使其在发现超限操作时可以自动切断动力,以达到本质安全。汽车起重机工作前要严格进行支腿校准,在支腿下铺设专用钢板,分散荷载,防止地面沉降造成翻车;多台起重机同时吊装时,要用统一的指挥系统保证动作同步,避免碰撞。土方施工机械应装有倒车影像系统和雷达探测装置,在施工区域内设置电子围栏隔离作业区,当人员接近时,发出声光报警,根据预设条件自动减速或停车,建立人机隔离的多级防护体系。

结束语

总的来说,作为关系到公共安全的重要基础设施工程,地铁建设项目要重点防范深基坑开挖、主体结构施工及大型设备运行等核心风险环节。应该建立以系统性隐患排查、动态方案优化和全生命周期精细化管理为主要内容的综合性安全管理体系,实践中要持续推进管理模式和技术创新升级,整合先进的监测技术、智能控制平台和场管理工具,大幅度提高风险预警能力和应急响应水平,从而保证城市轨道交通系统的可持续高质量发展。

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