城市地铁工程项目施工危险源辨识与风险评估

摘 要：论文依托城市地铁建设项目工程实例,对地铁工程项目施工危险源进行辨识,并对其进行风险评估,得出施工危险源风险评价结果,提出加强地铁工程项目施工安全管理的对策.

关 键 词：地铁工程；危险源辨识；风险评估

近年来,随着经济的快速发展,城市地铁施工工程投资大幅上升,对于缓解城市交通压力、改善群众出行以及推动节能减排具有重要意义.但是,地铁工程建设项目的施工是一项复杂的过程,由于地下作业、施工条件复杂、技术含量高、建设目标要求高等,存在较多不安全因素.实现地铁工程建设项目安全管理目标,是保证施工进度、质量、成本等管理目标的前提条件.因此,对地铁施工工程项目施工危险源辨识和风险评估,并据此找出安全管理对策有着重要意义.本文依托某市地铁建设项目,对地铁工程项目施工危险源进行辨识,并对其进行风险评估,得出施工危险源风险评价结果,提出加强地铁工程项目施工安全管理的对策.

1地铁工程项目施工危险源辨识

1.1工程概况

M地铁工程1标区间隧道主要穿越粉质黏土、砂层、圆砾层、卵石层等地层,地下水位较高.断面直径11.97米,为单洞双线隧道.工程采用明挖法（230mDK0+620～DK0+850）,浅埋暗挖（775mDK0+850～DK1+625）,盾构法（3131mDK1+625～DK4+756）.工程总投资5.3亿元.

1.2深基坑施工危险源辨识

在地铁工程建设过程中,基坑施工是否成功,对与整个工程而言具有重大的经济效益,对与社会而言具有重大的社会效益.在整个工程开始的初期,地下水位和土质的决定了基坑深度和平面形状,在施工过程中,深基坑的变形主要是由于地下水位和土层会发生改变.在工程建设过程中,基坑施工周围的土壤的堆载、机械的工作所产生的震动、机械挖掘顺序的改变等都可以引起基坑施工的突发危险.因此深基坑施工是关系到生命安全、财产安全和社会安全的重大问题.

由于没有严格按照施工设计操作,如坑边地面堆载超出设计值,支护结构没有按照设计的要求作业,或更换撑时,没有设临时支撑,或者支撑设置及土方开挖与设计情况不符等原因；深基坑施工的工程事故经常发生,主要有：因悬臂式围护结构过大的内倾位移,内撑或锚杆围护结构失衡而发生较大的向内变形：边坡失稳,基底隆起,渗流破坏,坑底突涌,周围地面沉降及其他因设计、施工不当而造成的事故.

1.3冷冻法旁通道施工危险源辨识

具体的辨识结果如下所示：

（l）冷冻孔施工方面

①开孔的位置不准确,将会损伤管片强度；

②钻孔方位和精度控制不准,将引起终孔距离偏差较大；

③钻进施工时可能出现水土压力释放不及时等情形而引发水砂突涌,造成钻孔施工事故隐患,甚至危及隧道结构的安全；

④密封开孔口和透孔口的若密封效果不佳或密封不及时,会引起地下水渗漏,甚至出现水砂突涌；

⑤钻孔过程中的容易引起隧道结构出现较大变形,甚至导致管片局部破坏；

（2）冻结安装与运转方面

①未考虑冷冻机的输冷量理论计算与实际工况存在较大的差异.在实际工作中,由于气温、通风、散热条件等,将产生冷冻质量差问题；

②冷冻设备的性能和冻结安装运转、维护质量要高,必须保证快速连续冻结否则,会对通道开挖及隧道结构带来极高的危害；

③冻胀力产生不利的影响.

1.4盾构施工危险源辨识

（l）地质与盾构选型危险

盾构机的选型依据是：地质条件；开挖面稳定性能；隧道埋深、地下水位；

隧道设计断面、路线、线性、坡度；环境条件、沿线场地；管片衬砌类型；工期造价等.所以如果地质条件错误、选型失误,是盾构施工最大的危险.

（2）盾构组装与调试危险

盾构机进场的运输,盾构吊装调试现场作业,主要风险有超宽超高运输风险,超大超重吊装风险,超大型设备协调配合调试风险.

（3）盾构始发与到达作业危险

盾构施工过程中,始发与到达的危险最大,主要有：盾构基座变形；反力架位移或变形；破除洞门时涌水涌砂涌土；洞门密封失效或漏水；姿态突变；轴线偏离等.

（4）盾构掘进施工危险

刀盘卡死：前方卵石堆积；刀具磨损；岩石太硬；

盾构密封失效：主轴承密封、盾体铰接处密封、盾尾钢丝刷密封；

盾构机后退（千斤顶单向阀故障）；掌子面塌方和地面沉降过大；隧道管片上浮（常见）；管片错台、碎裂（常见）.

2地铁工程项目施工危险源辨风险评估

2.1地铁工程项目施工危险源风险评价方法的选择

由于M地铁工程是地下施工项目,系统结构比较复杂,不易准确地计算出事件发生的概率,以及受财力、物力、人力以及时间等方面的约束和限制,不能采取太过复杂的方法.综合对比各种危险源辨识的方法,本文选择作业条件危险性评价法.该方法引进了L（发生事故的可能性）、E（人员处于危险环境中的频率）、C（事故后果的严重性）三个自变量,故又被称为LEC法.评价步骤如下：

（1）事故或危险事件发生的可能性,如表1所示：

表1事故发生可能性

分值

事故发生可能性

分值

事故发生可能性

10

必然发生

0.5

可设想,很不可能

6

相当可能

0.2

极为不可能

3

不经常,但可能

0.1

实际不可能1

完全意外,极小可能性

（2）暴露于危险环境中的频率,如表2所示：

表2暴露于危险环境的频繁程度（E）

分值

人员暴露于危险环境频繁程度

分值

人员暴露于危险环境频繁程度

10

连续暴露

2

每月暴露一次

6

工作时间每天暴露

1

每年暴露几次

3

每周暴露一次

0.5

暴露非常罕见

（3）发生事故或危险事件的可能结果,如表3所示：

表3事故或危险事件的可能结果表

分值

事故发生造成的后果

分值

事故发生造成的后果

100

大灾难,十人以上死亡

7

严重,重伤

40

灾难,三至九人死亡

3

较为严重,受伤较重

15

非常严重,三人以下死亡

1

引人关注,轻伤

L、E、C值根据有关资料提供,专家评出,通过计算式S等于L*E*C（S：危险源风险值）得出一定值.一般情况下,当危险性分值在20以下时,是可以被人们接受的低危险性.当危险性分值为20-70时,需引起注意；当危险性分值为70-160时,则属于有明显的危险,需采取必要的整改措施；当危险性分值为160-320时,则为高度的危险,必须立即采取整改措施.当危险性分值为320分以上时,则为极其危险的作业条件,必须立即停止施工,直到隐患消除.

2.2地铁工程项目施工危险源风险评价实例

本文选取深基坑的施工危险源风险进行评价,以展示作业条件危险性评价法在M地铁施工工程项目危险源风险评价中的应用.根据M地铁工程施工危险源辨识讲述的状况,从各个子系统出发,运用作业条件危险性评价法,聘用专家对各个危险源发生事故的可能性、发生的频率以及事故可能产生的后果进行评估和预测,得出深基坑的施工危险源风险评价结果,具体见表4.

表4深基坑的施工危险源风险评价结果表

子系统

事故发生可能性

暴露于危险环境的频繁程度

发生事故产生后果

危险评价值

评价结果

施工方案

10

6

40

2400

不容许风险

临边防护

5

3

7

105

中度风险

坑坑支护

6

6

15

540

不容许风险

降排水设施

3

1

7

21

可容许风险

坑坑载荷

6

3

7

126

中度风险

上下通道

1

0.5

3

105

可忽略风险

土方开挖

6

3

7

126

中度风险

支护变形监测

3

1

40

120

中度风险

作业环境

6

6

5

180

重大风险

3加强地铁工程项目施工安全管理的对策

3.1M地铁工程项目施工安全技术交底

本文仅以深基坑施工安全技术交底为例,简要叙述如下：

（l）进入施工现场必须遵守安全操作规程和安全生产十大纪律.

（2）严格执行施工组织设计和安全技术措施,不准擅自修改.

（3）基坑开挖前,应先检查了解地质、水文、道路、附近建筑物、民房等状况,做好记录,开挖过程经常观测变化情况,发现异常,立即采取应急措施.

（4）作业前要全面检查开挖的机械、电气设备是否符合安全要求,严禁带”病”运行,基坑现场排水、降水、集水措施是否落实.

（5）作业中应坚持由上而下分层开挖,先放坡,先支护,后开挖的原则,不准碰损边坡或碰撞支撑系统或护壁桩,防止坍塌,未支护前不准超挖.

（6）基坑抽水用潜水泵和电源电线应绝缘良好,接线正确,符合三相五线制和“一机一闸,一漏一箱”要求,抽水时坑内作业人员应返回地面,不得有人在坑内边抽水边作业,移动泵机必须先拉闸切断电源.

（7）开挖过程,如需石方爆破,应制定包括药量计算的专项安全作业方案,报门审批后才准施爆,并严格按有关爆破器材规定运输、领用、存放和管理（包括遵守爆破作业安全规程）.

（8）夜间作业应配有足够照明,基坑内应采用36V以下安全电压.

3.2地铁工程项目施工安全管理的检查

为保证M地铁工程施工安全,确保安全管理目标的顺利实现,及时准确的发现施工过程中存在的安全隐患和事故苗头,使安全管理规划与施工现场实际情况相互协调,必须开展生产安全检查.

（l）定期和不定期安全检查.由建设行政主管部门、建设安全监督机构每月对在建的地铁项目进行巡查,主要检查制度建立情况、人员持证上岗、培训情况、重大技术方案执行情况、施工现场安全防护情况、应急救援预案建立和演练情况等.为了检查安全的实际效果,各级和各部门需要开展安全巡查.

（2）专项安全检查.为保证地下车站深基坑、车站结构工程、盾构隧道工程、针对“五大”伤害而开展的专项检查.

（3）日常安全检查.项目安全监理工程师或项目专职安全员履行日常的安全检查,随时随地纠正各种违章、违规施工操作行为,及时消除各类安全隐患.检查必须覆盖当日施工的全内容.

（4）验收性安全检查.如新搭设的脚手架工程、各种机械设备安装到位后的检查.主要检查安全防护装置安装情况、施工机具安全性能等,检查合格后方能投入使用.

（5）安全检查要达到检查的目的,关键是狠抓隐患整改落实.

4结束语

地铁工程项目安全管理能确保施工项目工序合理,交叉作业井然有序,施工进度按计划进行,使质量、工期达到预期要求并确保成本最小化,有效减少安全事故造成的损失和负面影响.本文运用在地铁工程施工过程中,危险源的识别和辨识,并对其进行风险评估,提出了地铁施工工程施工安全管理的对策,保证安全保证体系的顺利运行,从而保障生产安全.