浅埋大跨隧道下穿建筑物群的施工期安全风险评估
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中铁二十局集团有限公司西安地铁四号线TJSG-12标项目经理部施工期安全风险评估报告编制人:审核人:审批人:编制单位:中铁二十局集团有限公司西安地铁四号线TJSG-12 标项目经理部报告日期:二零一五年二月十日施工期安全风险评估报告目前,中铁二十局西安市地铁四号线TJSG-12 标工程已进入施工建设阶段,为了在工程出现突发风险事件征兆的第一时间及时采取有效措施,避免突发风险事件的出现或恶化,降低经济损失和社会影响,需对对施工中的风险事件进行排查,划分风险源的风险等级,提出减少地铁施工对地上和地下已有设施的不良影响及保护的技术措施,明确施工中突发风险事件预防及应急措施。
1、工程概况1.1 概况西安市地铁四号线工程(航天东路站~北客站)土建施工项目D4TJSG-12 标段包含两站三区间,即含元路站~大明宫站区间、大明宫站、大明宫站~玄武路站区间、玄武路站、玄武路站~曹家庙站区间。
具体如下表1-1。
表 1-1工程情况一览表序目结构形式工法规模项号含元路站~大明宫1站区间2大明宫站大明宫站~玄武路3站区间4玄武路站玄武路站~曹家庙5站区间圆形 +马蹄形断盾构 +浅埋762.224m 面暗挖地下两层双柱三明挖法总建筑面积跨箱型框架结构12645m2圆形 +马蹄形断盾构 +浅埋1017.209m 面暗挖地下两层双柱三明挖法总建筑面积跨箱型框架结构12261m2圆形断面盾构法808.153m1.1.1 含元路站~大明宫站区间含元路站~大明宫站区间敷设于太华南路下方,含元路站后设置一条单渡线,线路出含元路站后沿太华南路直行,过西安风机厂、陕西科技大学技术学院后到达设置在啤酒路与太华南路路口的大明宫站。
区间右线起讫里程为YCK19+154.606-YCK19+916.830 ,全长762.224m;区间左线起讫里程为ZCK19+154.606-ZCK19+916.830 ,长链0.018m,全长762.242m。
关于开展公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知(交质监发[2011]217号)各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团交通运输厅(局、委),天津市市政公路管理局,天津市、上海市交通运输和港口管理局:为加强公路桥梁和隧道工程施工安全管理,优化施工组织方案,提高施工现场安全预控有效性,经研究,决定在施工阶段实行公路桥梁和隧道工程安全风险评估制度。
现将有关事项通知如下:一、目的与适用范围(一) 公路桥梁和隧道工程施工环境条件复杂,施工组织实施困难,作业安全风险居高不下,一直以来是行业安全监管的重点环节。
在施工阶段建立安全风险评估制度符合国际通行做法。
在工程实施前,开展定性或定量的施工安全风险估测,能够增强安全风险意识,改进施工措施,规范预案预警预控管理,有效降低施工风险,严防重特大事故发生。
这项工作也是公路桥梁和隧道工程设计风险评估结果在施工阶段的落实和深化。
(二) 列入国家和地方基本建设计划的新建、改建、扩建以及拆除、加固等高等级公路桥梁和隧道工程项目,在施工阶段,应按本通知要求,进行施工安全风险评估。
其他公路工程项目,可参照执行。
二、评估范围公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估范围,可由各地根据工程建设条件、技术复杂程度和施工管理模式,以及当地工程建设经验,并参考以下标准确定。
(一) 桥梁工程。
1. 多跨或跨径大于40m的石拱桥,跨径大于或等于150m的钢筋混凝土拱桥,跨径大于或等于350m的钢箱拱桥,钢桁架、钢管混凝土拱桥;2. 跨径大于或等于140m的梁式桥,跨径大于400m的斜拉桥,跨径大于1000m的悬索桥;3. 墩高或净空大于100m的桥梁工程;4. 采用新材料、新结构、新工艺、新技术的特大桥、大桥工程;5. 特殊桥型或特殊结构桥梁的拆除或加固工程;6. 施工环境复杂、施工工艺复杂的其他桥梁工程。
(二) 隧道工程。
1. 穿越高地应力区、岩溶发育区、区域地质构造、煤系地层、采空区等工程地质或水文地质条件复杂的隧道,黄土地区、水下或海底隧道工程;2. 浅埋、偏压、大跨度、变化断面等结构受力复杂的隧道工程;3. 长度3000m及以上的隧道工程,VI、V级围岩连续长度超过50m或合计长度占隧道全长的30%及以上的隧道工程;4. 连拱隧道和小净距隧道工程;5. 采用新技术、新材料、新设备、新工艺的隧道工程;6. 隧道改扩建工程;7. 施工环境复杂、施工工艺复杂的其他隧道工程。
解析超浅埋大跨度暗挖隧道施工方法随着隧道施工的不断发展,下穿既有建筑物和线路的隧道越来越多,施工难度越来越大,施工方法的选择显得尤为重要。
深圳市红棉路市政隧道下穿机荷高速公路段就是上述复杂隧道工程中的典型。
该隧道开挖断面大、埋深浅、围岩十分软弱。
本文在对隧道施工方法进行研究选择。
虽然构筑物类型、变形和受力模式存在差异,但都面临相似的问题,即隧道施工方法的选取、施工对地层、构筑物保护等系列问题,各种下穿类型的隧道技术研究成果可以为彼此提供借鉴。
在隧道下穿既有高速公路施工方面,许亚军[2]分析了洛阳新区东干渠下穿洛界高速公路段采用CRD分部开挖法的施工安全性。
张鹏,谭忠盛[2-3] 采用数值计算方法对闺乡隧道下穿施工工法进行了优化,并提出根据路面平整度和行车舒适性两个角度确定下穿隧道地表沉降的控制基准。
此外,王志[4]、马占荣[5]、王成[6]等都对下穿高速公路隧道的施工方法和沉降控制技术进行了总结,为下穿高速公路的工程施工提供了宝贵经验。
2.工程概况红棉路求水山隧道下穿机荷高速段,是目前国内下穿高速公路最长的隧道,为双向六车道大断面隧道,其中,左线长163m,右线长177m,隧道中线与高速公路约45°~58°夹角斜交,中心线间距约为43.5m(如图1-1所示),隧道下穿段的开挖跨度约16.0m,高度为11.7m,开挖断面总面积约163.4m2,埋深6m~8m,覆跨比(H/D) 0.43,为大断面超浅埋隧道,隧道采用大管棚和小导管注浆进行超前支护。
地质及水文情况,隧道穿越地层,围岩主要为人工素填土、第四系冲洪积淤泥质土、粉质黏土、粗砂及残积黏土、强风化泥质砂岩、松散或松软结构,地下水呈小股流水或可出现股状流水,并有少量渗水,围岩开挖后无自稳能力。
图1-1 隧道下穿机荷高速段平面布置图3.工程特点隧道断面跨度大、埋深浅、穿越地质多为富水软弱围岩,跨越长度长,施工过程受高速公路强动载影响,开挖极易坍塌,隧道容易变形,施工风险极高,属于国内施工难度罕见的隧道。
2024年桥梁、隧道施工安全风险评估管理制度1.目的为切实抓好项目公路桥梁、隧道工程施工安全风险工作,在施工阶段建立安全风险评估制度,开展定向或定量的施工安全风险估测,增强施工安全风险意识,改进施工措施,规范预案预警预控管理,有效降低施工安全风险,严防重特大生产安全事故的发生,降低人员伤亡和经济损失,保障公路桥梁、隧道施工建设安全。
2.编制依据依据《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》(中华人民共和国交通运输部____年____月),结合项目工程实际,特制度本制度.3.术语定义风险:某一事故发生的可能性和严重程度的组合。
施工安全风险评估:针对工程施工过程中各项作业活动、作业环境、施工设备、危险物品等所潜在风险进行风险源辨识、风险源分析、风险估测的系列工作。
4.适用范围本规定适用于目公路桥梁、隧道工程施工安全风险评估管理。
5.职责5.1各施工单位应根据风险评估结论,完善施工组织设计和危险性较大工程专项施工方案,制定相应的专项应急预案,对项目施工过程实施预警控制。
专项风险等级在Ⅲ级(高度风险)及以上的施工作业活动(施工区段)的风险控制,还应符合下列规定:5.1.1重大风险源的监控与防治措施、应急预案经施工单位技术负责人和项目总监理工程师审批后,由建设单位组织论证和复评估。
5.1.2施工单位应建立重大风险源的监测和验收、日常巡查、定期报告等工作制度,并组织实施。
5.1.3施工项目经理或技术负责人在工程施工前应对施工人员进行安全技术教育与交底;施工现场应设立相应的危险告知牌。
5.1.4适时组织对典型重大风险源的应急救援演练。
5.1.5当专项风险等级为Ⅳ级(极高风险)且无法降低时,必须提高现场防护标准,落实应急处置措施,视情况开展第三方施工监测;未采取有效措施的,不得施工。
5.2监理单位在审查工程施工组织设计文件、危险性较大工程专项施工方案、应急预案时,应同时审查施工安全风险评估报告;无风险评估报告,不得签发开工令。
第31卷增刊1 岩 土 力 学 V ol.31 Supp.1 2010年8月 Rock and Soil Mechanics Aug. 2010收稿日期:2010-04-23第一作者简介:王浩,男,1972年生,博士,副研究员,主要从事岩土工程监测反馈分析、风险评估和相关软件开发方面的工作。
E-mail:wanghao325@文章编号:1000-7598 (2010) 增刊1-0310-07浅埋大跨隧道下穿建筑物群的施工期安全风险管理王 浩,覃卫民,焦玉勇(中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,武汉 430071)摘 要:梧村隧道大跨度浅埋暗挖段下穿密集建筑物群,地质条件和环境十分复杂,施工难度极大。
针对建筑物不均匀沉降和变形破坏的风险,制定了较为完善的安全管理措施。
采用数值模拟方法,对施工开挖、支护进行精细化模拟,得出关键施工步序的变形量;结合类似工程经验和规范,制定安全监测的控制标准,以指导监测和施工。
开展全面的监测,掌握隧道施工过程中建筑物、管线、地面以及地层、隧道围岩和支护结构的动态变化,并对关键的建筑物实施24 h 自动化监测。
建立了先进的安全管理网络传输系统,包括监测信息管理、预测预报系统和LED 显示屏信息发布系统,将所有监测信息和施工动态存储入数据库服务器中,供联网的计算机检索查询。
以第三方监测单位为主,建立报警及监测工作III 级管理措施,并及时将报警信息及工程近况以文字和图形方式发布在LED 显示屏上,供参建各方知晓。
关 键 词:浅埋大跨隧道;安全风险;密集建筑物群;信息管理系统;自动化监测 中图分类号:TU 451 文献标识码:AConstruction security risk management for shallow-buried large-span tunnel passing intensive buildings underneathWANG Hao, QIN Wei-min, JIAO Yu-yong(State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering ,Institute of Rock and Soil Mechanics,Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China)Abstract: The Xiamen Wuchun highway tunnel of which the span is 34.5 m and only 9 m buried depth, passing underneath an area over 95 sets of buildings within it, the geological condition and environment of the tunnel is very complicated; and the degree of difficulty being under construction is immense also. In order to solve the main security risks during tunnel construction, such as uneven settlement, deformation and destruction of building, we conducted comprehensive research approaches and adopted a set of comparatively perfect safety management system. Firstly, we simulated excavation and reinforce of tunnel construction by using numerical method, and get the deformation values on key construction step. Combining with experiences from other similar projects and national standard, we drew out the control standard values for security monitoring to guide the tunnel excavation and the building protection. Secondly, we carried out thoroughly monitoring to grasp the dynamical response of building, pipeline, ground surface, stratum, surrounding rock and lining of tunnel during construction to ensure security, and implement 24 h automatic monitoring to the key buildings. Thirdly, having built advanced network transmission system of security management, which include monitoring information management, forecasting system and the information announces system with LED display screen; the whole monitoring data and construction proceedings can be stored and processed in data base server, while can be browsed and inquired by the networked computer. Finally, based on the work of third-party monitoring, we built a kind of monitoring management system of III levels warning, which can announce the warning information and construction proceeding to all participant via intranet or LED screen in time.Key words: shallow-buried large-span tunnel; security risk; intensive buildings; information management system; automatic monitoring1 引 言厦门市成功大道梧村山隧道JC3标暗挖段隧道位于莲前西路两侧的龙山山前台地和浦南工业区,总长为650 m ,单洞净宽为13.5 m ,净高为5.0 m ,为双向6车道特长隧道。
以开挖跨度达34 m 的连增刊1 王浩等:浅埋大跨隧道下穿建筑物群的施工期安全风险管理拱及小间距隧道按浅埋、大跨形式通过,线路地形平缓,隧道顶板埋深仅9~20 m。
该段人口稠密,工业、民用建筑林立,施工环境十分复杂(见图1)。
隧线两侧有众多建于20世纪70~90年代的3~7层住宅楼及工业厂房,多为浅基础砖混结构,极少数为钢筋混凝土结构。
隧道从正下方完全穿过14栋楼房,部分下穿过的有20栋,在隧道开挖边缘50 m范围内的楼房有61栋[1]。
隧道洞身处于砂粒状强风化花岗岩内,结构松散,渗透性弱。
洞顶以上主要由泥质粗砂、残积粉质黏土和全风化花岗岩组成,土体压缩性均为中等,渗透性微~弱,稳定性很差~极差,其中残积粉质黏土和全风化花岗岩中的细粒土呈流塑状,土体易出现流土变形。
围岩总体为Ⅵ级,地下水埋深为3.2~4.7 m[2]。
由于本段属浅埋大跨隧道,围岩自稳能力很差,地下水位埋深浅,场地土中存在很厚的中等压缩性松软地层,因而施工开挖和降水引起的固结沉降导致的建筑物不均匀沉降甚至变形破坏,是本段隧道工程施工的最大风险。
施工中遵循“预改良(加固),先支护(强支护),短进尺,快封闭”的原则,采用了严格的止水和限制围岩收敛的措施[3]。
为了保证工程和环境的安全,业主委托了独立的社会机构对施工和周边环境实施第三方监测,并成立了专门的安全管理指挥部进行风险管理。
图1 隧道下穿密集楼房实景Fig.1 Tunnel construction passing intensivebuildings underneath2 施工期安全风险管理在隧道施工安全风险管理方面,国内同行做了大量的工作:(1)沈建庭[4]结合市政工程的建设特点,全面分析市政工程施工阶段的风险类型;路美丽[5]从风险识别、风险评估、风险应对、风险监控等方面分析了公路隧道施工风险的特征;翟世鸿等[6]从工程的组织实施角度对该隧道工程可能遇到的技术难点和风险进行了分析。
(2)姚浩[7]、侯艳娟等[8]针对施工风险的随机性与模糊性特点,提出采用模糊综合评价模型;易小明[9]对浅埋大跨隧道下穿建筑物时的变形控制标准进行了探讨。
国内研究及报道主要体现在施工技术和理论学术研究方面,而以监控量测技术为主的施工风险管理研究较少。
本文拟从监控量测技术和反馈分析工作方面,阐述梧村隧道安全风险管理工作。
2.1 安全风险管理的总体思路针对建筑物不均匀沉降和变形破坏的风险,建立了包含业主、第三方监测、设计、监理和施工单位参加的安全管理指挥部。
此外,业主对外聘请人员成立了一个风险评估小组,根据设计文件、现场施工情况及安全监测成果对隧道施工过程进行安全风险评估。
安全风险管理的总体思路如下:①采用数值模拟方法,对施工开挖、支护进行精细化模拟,得出关键施工步序的变形量;结合类似工程经验和规范,制定建筑物安全监测的控制标准,以指导监测和施工。
②开展全面的监测,掌握隧道施工过程中建筑物、管线、地面以及地层、隧道围岩和支护结构的动态变化;对关键的建筑物实施24 h自动化监测。
③建立了先进的安全管理网络传输系统,包括监测信息管理、预测预报系统和LED显示屏信息发布系统,将所有监测信息和施工动态存储入数据库服务器中,供联网的计算机检索查询。
④以第三方监测单位为主,建立报警及监测工作Ⅲ级管理措施,并及时将报警信息及工程近况以文字和图形方式发布在LED显示屏上,供参建各方知晓。