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地下工程施工安全控制与案例分析

【摘要】:2005年,召开了中国第一次全国范围的地下工程安全风险分析研讨会,这次会议的顺利召开对推动地下工程安全风险研究的全面开展有积极的促进作用,推动了地下工程安全风险研究的全面开展。2011年1月,举办了“城市轨道交通地下工程风险管理及安全控制技术”研讨会。这标志着我国地下工程施工安全管理理论越来越受到重视。另外,国家层面对于地下工程的施工安全管控也相当重视。

随着我国城市化的不断发展与进步,为城市地下空间的开发利用带来了空前的机遇与挑战,特别是在我国人口众多的大型城市,人们面临日益突出的居住、交通环境等与有限土地资源之间的矛盾,地下空间已被视为城市的战略性空间资源,是新型国土资源,在城市建设浪潮中受到极大关注。经过长期的发展,目前我国已成为地下空间开发利用的大国,城市地下空间的总体规模和总量稳居世界前列,而且各类地下工程建设依旧呈现急剧增长的趋势。

大量的工程建设实践有力地促进了我国施工技术水平的发展,地下工程往更深更远的方向发展。与此同时,大规模地下工程的施工安全问题也日益突出。2003年7月,上海地铁4号线浦西联络通道发生特大涌水事故,造成周围地区地面沉降严重,周围建筑物倾斜、倒塌,事故造成直接经济损失约1.5亿元。2005年7月,广州市珠海城广场基坑发生坍塌事故,造成5人受伤、3人遇难。2007年11月,北京西大望路地下通道发生塌方事故,附近主路4条车道全部塌陷,部分主辅路隔离带和辅路也发生塌陷,坍塌面积约100 m2,造成交通严重拥堵。2008年11月15日,杭州地铁湘湖站北基坑施工现场发生大面积坍塌事故,造成21死、24伤,被称为我国地铁建设史上伤亡最为严重的事故。2009年3月19日,正在施工的西宁市商业巷南市场佳豪广场发生工程基坑坍塌事故,造成8名工人死亡。2011年4月12日,上海宝山万达广场施工工地在基坑开挖和垫层施工中造成北侧围护体倾覆,并引起部分道路坍塌,通行中断,不仅造成经济损失,也影响周边交通,造成不利的社会影响。众多施工事故的频繁发生为人们敲响警钟,我国地下施工安全现状形势严峻,如何加强地下工程施工的安全控制,减少或者避免大规模地下工程建设中的安全事故,是工程技术和研究人员亟需解决的问题。

我国地下工程施工的安全管理起步较晚,早在20世纪末已有对地下工程安全风险及其相关学科进行过探讨,随着地下空间的开发需求以及地下工程建设安全问题的日益突出,一些研究人员、行业协会和政府机构都做了大量研究和工作,经过不断的发展,地下施工安全管理在科学研究、工程实践以及相应条例意见的制定方面获得了不少成果。如同济大学的丁士昭教授(1992)对我国广州地铁首期工程、上海地铁1号线工程等地铁建设中的风险和保险模式进行了研究。吴贤国等根据工程风险评价的基本原理,针对水下盾构隧道施工的特点提出了一种评估方法,对水下隧道工程的施工风险进行定级评估。孙钧主持了“城市地下工程施工安全的智能控制预测与控制及其三维仿真模拟系统研究”,采用模糊神经网络对城市地下工程建设中结构与土体的变形、稳定做智能预测,将预测结果以科学计算可视化技术研制三维仿真模拟系统专用软件,通过工程应用,建立较为完善的施工技术计算机管理系统。2005年,召开了中国第一次全国范围的地下工程安全风险分析研讨会,这次会议的顺利召开对推动地下工程安全风险研究的全面开展有积极的促进作用,推动了地下工程安全风险研究的全面开展。2007年,首届岩土工程风险与安全国际研讨会在同济大学召开,会议汇集了多篇关于岩土工程风险与不确定性、地下工程中的风险管理和评估、项目风险管理、结构安全与岩土体安全的协调、可靠度与风险分析等方面的论文。2009年,在大连召开了地下工程设计、施工、运营安全风险控制及管理国际会议。2011年1月,举办了“城市轨道交通地下工程风险管理及安全控制技术”研讨会。这标志着我国地下工程施工安全管理理论越来越受到重视。同时,地下工程的施工安全信息技术实际应用在我国也得到了迅速发展,特别是在地铁建设方面。上海同是工程科技有限公司依托同济大学开发的“安程地铁工程远程监控管理系统”,基于网络传输、无线通信、网络数据库、数据分析以及自动预测预警等技术,综合了施工、监理、监测、管理及多媒体等多种信息,已在上海地铁工程中得到应用。针对盾构法隧道施工,上海隧道工程股份有限公司开发了“盾构法隧道施工智能管理系统”,通过数据分析,对工程施工进行有效管理和技术支持,该系统在大型隧道建设——上海长江隧道、钱塘江隧道等项目有所应用。另外,国家层面对于地下工程的施工安全管控也相当重视。2003年,建设部等九部委联合印发了《关于进一步加强地铁安全管理工作的意见》,随后又编发了《地铁与地下工程建设技术风险控制导则》《地铁及地下工程建设风险管理指南》,这些指导和意见对中国地铁及地下工程安全风险管理的标准化、程序化和规范化具有促进作用。(www.chuimin.cn)

针对地下工程项目的特点,未来一段时期内围绕安全管理的研究重心和主要发展方向,大致将围绕着以下四个方面:首先,风险安全管理过程应进一步标准化和规范化,要不断完善地下工程的安全管理标准体系,从而系统地指导和推进我国安全控制标准化工作;其次,安全控制过程中风险因素识别应进一步科学化、具体化,应加强对风险因素的定量分析,安全控制措施应具有针对性和实用性;第三,风险管理的预警机制应进一步加强,地下工程风险管理和安全控制工作是一个动态过程,不同参建单位和人员在不同阶段对工程的影响和作用也是不同的,在工程建设的过程中,风险因素也是不断变化的,健全和加强风险管理预警机制有利于实时对风险因素予以评估,分析最优控制路径,并采取有效的安全控制措施;第四,地下工程安全控制应全方位、全过程、多样化,工程参建单位和人员应加强安全控制的意识,应对工程的立项、勘察、设计、施工、竣工验收进行全过程的风险管理,安全控制的方法、措施、途径和技术手段也应多样化。