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1、二一四年十二月,地铁工程施工安全管理与技术地铁工程施工技术及管理人员培训教材节选,目 录一、地铁工程主要安全风险二、明（盖）挖法施工安全管理三、矿山法施工安全管理 四、盾构施工安全管理 五、高架施工安全管理六、安装及装修施工安全管理,一、地铁工程主要安全风险地铁工程按专业系统分为土建工程、安装及装修工程。土建工程按工法分为明（盖）挖、矿山法、盾构、高架。 地铁工程主要安全风险：明（盖）挖法施工：一是围护结构施工质量等原因导致的涌水涌砂风险；二是基坑开挖过程违规施工，未按照要求架设支撑等原因导致的基坑变形、坍塌风险；三是结构施工高支模带来的支架坍塌风险。矿山法施工：一是开挖支护过程中未按照相关要
2、求导致的地面沉降、建筑物开裂、隧道坍塌风险；二是未预测到的地质突变带来的隧道涌水、涌泥等风险；三是在CRD、双侧壁导坑法等大断面二衬施工前支撑体系转化（拆临时支撑等）带来的风险。,一、地铁工程主要安全风险盾构施工：一是盾构选型问题带来的掘进风险；二是盾构始发、到达因地层加固或操作等原因引起的涌水、涌砂甚至坍塌等风险；三是掘进过程中因操作不当或地质复杂引起的地面沉降、建筑物沉降、地面坍塌等风险。高架施工：一是高架施工对周边交通环境带来的安全风险；二是高支模施工不规范带来的垮塌风险；三是架梁等起重吊装风险。安装及装修施工：一是轨行区施工带来的安全风险；二是交叉施工带来的人员伤害、消防、用电安全等风
3、险；三是设备吊装等起重作业带来的风险。,二、明（盖）挖施工安全管理,（1）管线、建（构）筑物及周边环境交通情况调查是重点，要根据不同管线和建筑物距离划分不同风险等级，分级跟踪管控。 （2）场地布置设计和建设是重点，要控制基坑边堆载、排水措施。 （3）危险性较大工程施工方案编审是重点，针对深基坑支护、土方开挖、主体结构高大模板、起重吊装工程、爆破工程等危险性较大的专项工程，施工前单独编制安全专项施工方案，并完善各项编审程序。 （4）多工序交叉作业是重点，如围护结构和降水井交叉施工、土方开挖与支护体系设置、支护体系设置（砼支撑拆除）与主体结构交叉施工，要在施工组织上要充分考虑，施工过程安排专人协调
4、处理。,1、施工安全管理策划重点,二、明（盖）挖施工安全管理,（5）垂直运输设备管理是重点，做好（塔吊、移动门吊、吊车等）选型和管理工作，并对在基坑边行走的重载机械进行承载力计算。 （6）盖挖逆做法中桩施工是重点，做好施工现场质量控制工作，防止整体沉降过大、差异沉降超标现象，引起结构变形。 （7）盖挖法路面铺盖系统施工是重点，要根据设计要求控制好现场实际加载，防止荷载过大引起铺盖系统变形过大，引发事故。,1、施工安全管理策划重点,二、明（盖）挖施工安全管理,1、施工安全管理策划重点,铺盖系统上部车流量很大,临时钢便梁,二、明（盖）挖施工安全管理,（1）不良地质风险控制 不良地质深基坑施工前，应
5、组织有设计施工经验的岩土工程专家对基坑设计方案和施工方案进行评审，采取注浆加固、换填等处理措施。 （2）基坑降水风险控制 需要采取降水的基坑，应充分考虑降水范围对周边建筑物可能产生的附加沉降。采取针对性的降水设计、施工期间控制性降水，定期做沉降和水位观测，一旦发现降水对建筑物沉降影响大时，可采取地下水回灌方式，回灌水量和压力要通过计算，并通过观测井观测加以调整。,2、施工风险控制措施,二、明（盖）挖施工安全管理,（3）围护结构渗漏风险控制 为避免土方开挖过程中围护结构涌水涌砂导致地面沉降，应及时查明土方中存在的不明水源，根据施工记录，发现围护结构施工质量差的地方，提前进行桩间注浆加固处理，封闭
6、桩间缝隙，避免险情发生。,2、施工风险控制措施,二、明（盖）挖施工安全管理,2、施工风险控制措施,某地铁站连续墙接缝处涌水涌砂,二、明（盖）挖施工安全管理,2、施工风险控制措施,连续墙墙身裂纹,涌水涌砂,二、明（盖）挖施工安全管理,（4）开挖过程风险控制 基坑开挖最容易出现的问题是超挖、支撑架设不及时、基坑底部泡水、垫层施工不及时、不重视监测数据等现象，均可能带来严重后果。 （5）主体结构施工风险控制 模板支架搭设、拆除是重点，支架一定按照受力计算的支架体系搭设，支架拆除一定遵循先支后拆、后支先拆的顺序，后拆承重模板和支撑，以此保证结构的牢固性。,2、施工风险控制措施,二、明（盖）挖施工安全管
7、理,3、案例：案例1：08年某地铁站基坑发生大面积坍塌，造成18人死亡、3人失踪、24人受伤（起中4人重伤）。 事故发生前，第一段木工、钢筋进行作业；第三段杂工清理基地，技术人员安装接地铜条；第四段正安装钢支撑、施加预应力；第五、六段坑内两台挖机进行第5层土方开挖。15时15分左右，突然一声巨响，北2基坑部分支撑破坏，西侧中部地下连续墙横线断裂并向基坑内倾斜，长度约75米，东侧连续墙位移3.5米。导致导致西侧道路坍塌，河水倒灌进基坑，路面等待红绿灯的汽车一同随路面下沉进基坑，多数车辆被淹。,二、明（盖）挖施工安全管理,事故发生前开裂路面,污水管线拉裂、车辆泡在基坑里,已浇筑完成底板的北侧基坑失
8、稳,二、明（盖）挖施工安全管理,连续墙在接头处扭剪作用下断裂,钢支撑失稳后堆叠在一起,二、明（盖）挖施工安全管理,事故原因：开挖超挖严重，支撑体系存在严重缺陷，未及时架设支撑，西侧基坑未及时施工混凝土垫层。没有足够重视监测数据，事发前1个多月路面就出现裂缝，逐渐发展，并延续100米长，只是采取临时灌浆等措施对路面进行修补。基坑的变形是有先兆的，支撑体系需要注意时空效应，及时架设支撑能有效控制围护结构的变形，滞后支撑架设，已经导致围护结构开始变形发展。应充分重视施工监测情况及周边环境的变化。,二、明（盖）挖施工安全管理,案例 2： 2012年12月31日21时03分，上海轨道交通金桥停车场房间工
9、程检修联合库施工过程发生模板支撑体系坍塌，造成5人死亡、7人重伤、10人轻伤、直接经济损失700万。 事故原因：模板支架搭设存在缺陷，扫地杆设置严重不足、剪刀撑设置过少等问题，在混凝土自重及施工荷载共同作用下致使支架局部坍塌。,二、明（盖）挖施工安全管理,金桥停车场房间工程检修联合库坍塌现场,二、明（盖）挖施工安全管理,某模板支架坍塌,其它工地模板支架坍塌现场,二、明（盖）挖施工安全管理,模板支架坍塌 场面触目惊心 ！,三、矿山法施工安全管理,（1）摸清隧道周边区域建(构）物和地下管线与隧道的相对情况，对其保护方案应经专家评审。 （2）采用台阶法、CD、CRD、双侧壁导坑法等工法，开挖时应预留
10、足够的变形量，防止初期支护侵限。临时支撑的拆除长度和顺序应按照设计进行，并根据监测数据判定拆除时间和拆除部位的安全性。 （3）竖井和横通道交叉口、横通道与正线交叉口、隧道变断面等应采取强支护，并尽早做好二次衬砌。 （4）重视信息化施工，应根据监控量测和地质超前预测、预报成果确定施工的参数和各项措施。,1、施工安全管理策划重点,三、矿山法施工安全管理,（1）不良地质控制 防止突泥涌水，可以采取超前钻孔探水法、红外超前探水等方法探明掌子面前方水体；采用掌子面地质素描、地质雷达物探等方法超前预报地质情况。探明开挖范围内富水时，应采取超前预加固进行地层加固处理。 （2）超前支护风险控制 重点从超前锚杆
11、支护、小导管注浆超前支护、大管棚超前支护等工艺方面控制施工风险。,2、施工风险控制措施,三、矿山法施工安全管理,（3）隧道开挖风险控制 重点说说变断面开挖风险控制措施。辅道进入正线、正线不同工法转变连接段、人防段等部位存在变断面，大断面向小断面变化难度较小，将大断面隧道施工到设计里程后，喷射砼封闭掌子面，再破口进入小断面。若小断面向大断面变化幅度不大，可以采取提前渐变，逐渐抬高、加宽即可；若小断面向大断面变化幅度较大则要采取增加横通道、小导洞、转换施工顺序变成由大到小施工，再对大断面反向施工等措施处理。在-级围岩地段，必须采取大管棚或超前小导管、加密钢架、加密监测等加强措施，确保安全。,2、施
12、工风险控制措施,三、矿山法施工安全管理,（4）临时支护结构拆除风险控制 初期支护受力最危险的时候就是为施工二次衬砌分段拆除初期临时支撑结构的过程。首先必须编制专项拆除方案，并结合力学计算分析制定合理的拆除顺序、分段拆除长度、倒撑、二衬施工时机等技术措施，并制定应急预案。临时支护结构拆除前应具备以下条件：经监测，施工现场初期支护变形已经稳定、地表沉降已经稳定，各项设备材料已经备齐。拆除过程必须加强地面沉降、洞内拱顶沉降及收敛的监测。,2、施工风险控制措施,三、矿山法施工安全管理,（5）穿越建（构）筑物风险控制 施工前，根据建（构）筑物所处的位置，分析确定保护等级，并根据不同等级确定好监测方案。一
13、般将下穿既有轨道线路（含铁路）的定为特级（专项监测设计），下穿既有建（构）筑物、上穿既有轨道线路定为一级（专项监测设计），侧穿或邻近既有建（构）筑物、下穿重要市政管线定为二级（根据具体条件和管线运营情况调整监测方案），下穿一般市政管线和其他市政基础设施定为三级（根据具体条件和管线运营情况调整监测方案）。,2、施工风险控制措施,三、矿山法施工安全管理,3、案例： 北京地铁某线区间隧道涌水、涌砂 （1）事故概况： 北京地铁某线区间暗挖隧道采用新奥法施工，分南线和北线。在北线设一座施工竖井。竖井向东3m有热电厂泄洪方涵，横断面为两孔净空2mx2m的钢筋混凝土方沟，方涵壁厚200mm，底板外皮距地铁隧
14、道拱顶初期支护外皮仅1.39m。地铁隧道从竖井向东西两侧开挖，为了保护方涵，保证施工安全，设计采取在竖井内沿隧道马头门施打108钢管管棚支护，钢管长1018m，间距300mm。,类似11号线碧机区间矿山法污水箱涵工况,三、矿山法施工安全管理,管棚钻进时采取由中部拱顶向两侧依次交错进行。在施作北侧拱脚最后根管棚时，突然有水由钢管涌出流入竖井，当堵住流水钢管时，污水便从其他钢管流出，水越流越大，并由竖井流人另一侧已完隧道。随着水流带着泥沙造成各管联通，最后各管几乎都有水流出。由于方涵水流量为13 m3/s，水从拱部流出，落到隧道底8m高，在洞口底部时间不长就发现有污泥上返。为保住竖井及洞口，确保竖
15、井两侧其它设施的安全，立即采取了抛填砂袋、袋装水泥的封井措施。当竖井内水位高于方涵水位1m左占，水位达到平衡，竖井洞口完好。但此时已经建成的100多m隧道全部注满了水，竖井东侧土体被流水冲刷带走，引起拱部土体坍方，压断管棚，地层沉陷，地表出现孔洞。,三、矿山法施工安全管理,（2）原因分析： 在工程施工前施工单位就进行了管线调查，隧道顶距离方涵很近，开挖时可能会使管线产生过大变形，因此曾找有关单位协商，建议暂时截流但未同意，设计才采取大管棚加注浆方案。 施工方面， ）此方涵为1958年建设，已超过设计使用寿命，方涵本身长期渗漏，致使方涵下土体液化，形成饱和水水包，一经扰动就会沿管棚流出。随着水包
16、流走，方涵内污水便顺流而出，形成流水通道。 ）施工时管棚钻进穿越方涵底部时扰动了底部土体，同时钻进采用水冷却循环，另外当时也发现有少量水从管棚中流出一直以为是冷却水流出，没有发现流出的污水，未引起警惕。当液化泥水流完后，方涵内污水便流出造成涌水。,三、矿山法施工安全管理,（3）处理措施：由于事故发生过程中，采取及时填井措施，竖井和洞口未发生坍塌和变形，井架完好，京通快速路及京通快速路北辅路均正常通行。为防止重车通行进一步引起坍方，在辅路上加铺了临时钢板。方涵采取了截水导流，并随着地铁隧道施工修补了方涵，保证通水。方涵内无水后经勘察，方涵周围均被流水冲刷成空洞，管棚被水冲击变形，失去支护作用，研究采用超前小导管注浆加固方涵底部土体，先施工隧道拱部，加设临时仰拱增加稳定性和减少沉降，待背后注浆填充方涵底部后再施工侧墙和仰拱。为增加结构稳定，提高防水质量，保证方涵通水后的结构安全，提前将该段二次衬砌。,四、盾构施工安全管理,（1）盾构机吊装作业安全管理； （2）盾构机采用高压输供电系统，对高压用电安全引起高度重视； （3）盾构施工安全与地层地质水文适应性关系密切，地质勘测和盾构选型是安全保证前提； （4）盾构下穿水体、建（构）筑物、既有线等复杂环境问题，提前策划。,
