地铁施工安全的影响因素分析*

钟春玲 夏彦杰

(吉林建筑大学土木工程学院，长春 130118)

1 地铁工程的施工特点及现状

随着我国社会、经济的持续快速发展和城市化进程的不断加快,为缓解城市交通拥挤的状况,国内许多大城市相继修建地铁.目前,我国隧道总里程7 000 km以上,而且每年还以450 km以上的速度增长,城市轨道交通建设进入了迅猛发展时期.在地铁建设施工阶段,国内采用的较成熟的施工方法主要有:明挖法、盖挖法、浅埋法、盾构法和矿山法等5种[1-2].

由于地铁大多建在人口密集、经济繁华的城市,项目投资又大、建设期长、技术复杂，具有较强的特殊性(如:地理位置特殊、对工程质量和安全要求高、工程量巨大、涉及工程专业多、地下和露天作业多、施工过程与周边环境状况关系密切等)，所以，在地铁施工过程中存在诸多不容忽视的问题和隐患.

2 地铁施工安全事故案例统计分析

根据调查,搜集到我国相关几个城市的地铁施工安全事故,虽然事故案例并不全面,但通过对这些具有一定代表性的地铁事故的分析,仍然可以从不同方向和视角揭示地铁施工安全影响因素和事故发生的规律(见表1).

表1 地铁事故调查分析统计

图1 地铁施工事故类别统计饼图

以上是对北京、西安、深圳三个城市在不同年份的地铁施工事故的整理,从案例中可以看到，造成地铁施工事故的影响因素是多方面的,其中,施工过程中出现的坍塌是发生频率最高,也是危害最严重的事故;同时,由于地铁施工环境的特殊性,渗漏在南方水域发达的地方较易发生,且很多由于初期不重视,小渗漏慢慢变成大事故.参考《企业职工伤亡事故分类标准(UDC658.382GB)》,选取几类发生频率较高的地铁事故类型,其余统一归为其他伤害.对近十年的事故进行统计分析,按事故类型分布情况如图1所示[3].

结合案例可以看到，在地铁施工过程中因地质问题、施工管理问题等造成的坍塌是发生频率最高的一类事故;另外,水害、火灾、机械伤害以及物体打击是另外几种发生频率较高的事故.这些事故往往并不是单独发生的,在许多的情况下,一些安全事故发生以后,常常诱发出一连串的其他安全事故.

3 相关地铁实例事故分析

3.1 事故概况

2008年11月15日,杭州地铁湘湖站北2基坑现场发生大面积坍塌事故.八车道的风情大道塌陷长度100多米,塌陷深度20米左右,边上的河水倒灌向塌陷的地铁坑道内.工地结构性坍塌造成自来水钢管断裂,大量水涌出淹没事故现场.事故造成21人死亡,24人受伤.直接经济损失4 961万元[4].

图2 事故现场示意图

图3 事故现场

3.2 事故原因

(1) 设计方因素. 设计方案存在严重缺陷,主要问题是地下连续墙设计埋入土体深度严重不足,不能有效抵御大量的车流活载以及土体遇水饱和度等,造成整体坍塌；

(2) 施工方因素. 施工单位违规施工,冒险作业,基坑严重超挖;支撑体系存在严重缺陷且钢管架设不及时;开挖后的垫层未及时浇筑;部分施工人员属于临时工,经验不足；

(3) 业主方因素. 不合理的压缩工期赶进度,压低工程造价；

(4) 环境因素. 湘湖站属于钱塘江冲积平原和浦阳江流域的孤独地带,即为沙土和软土过渡的地带.地表层下30多米主要是软土,软土的含水量高、可压缩性大、强度低,在地铁施工过程中,基坑外的软土层对四面连续墙以及基坑底部产生了强大的挤压力,最终连续墙及基坑被强大的软土挤压力冲破,发生坍塌事故.坍塌事故后,又引起次生灾害,旁边河水倒灌,发生水害.

3.3 抢险方案

在原基坑地下连续墙的基础上,再打一道桩,浇注防渗墙加固基坑,同时在上面加冠梁,待这些支护达到一定强度后再开挖施救.

3.4 事故分析

通过对杭州地铁站坍塌事故实例分析,发现造成事故的原因是多方面的.事故发生后不仅仅要追究施工单位现场的安全责任,还要认识到勘察、设计、监理、业主等单位的责任,综合分析查找施工中安全影响因素,及早做好相应准备和相关预防工作,提高警惕,减少工程事故的发生.

4 地铁施工安全的防护建议

近年来,许多已建和在建的地铁工程,由于施工过程中防护措施及安全管理过程存在缺陷,从而引发安全事故,造成人员伤亡、经济损失和不良社会影响[5-6].因此,在施工过程中必须要高度重视和切实做好防护措施及安全管理工作.然而,由于我国城市地下空间工程施工存在多头管理和立法空白,地下工程开发与施工大多各自为政,施工经验不足和安全意识缺失导致事故频发,因此城市地下空间的开发与施工管理亟待建立和完善科学的安全控制体系及有针对性的监管办法.结合相关的事故案例给出以下几点地铁施工过程中的防护建议:

(1) 地铁工程施工过程中地质情况具有难见性,需要尽快完整收集地铁沿线相关的地质、水文、地下管线等勘探资料,从系统总平面布置到每一个局部结构都要按照相关规范规程和技术标准进行设计;

(2) 注重工程质量,尤其是围护结构的质量.围护结构的实体质量和止水效果关系到基坑开挖的结构安全,高质量的围护结构和可靠的支撑可以起到预防坍塌事故的效果;

(3) 在地铁施工实施前,要对参与工程施工的全体人员进行专业技能和安全教育培训.加强安全教育力度,在施工过程中严格遵守有关安全操作规程和安全作业规程;

(4) 对机械设备定期进行检查维修保养,防止设备带病作业;

(5) 应在地铁及其他地下空间开发利用方面建立严格的立法和相应的政策及施工规程，使施工管理能够做到有章可循,有法可依;

(6) 对于地铁建设中出现的事故原因进行深入分析,在明确事故原因的基础上,有必要提出相应的地下空间工程施工安全评价指标体系;

(7) 严格执行国家相关法律、法规和强制性标准，发现事故征兆,必须立即采取果断的措施进行处理;

(8) 及时针对地铁及地下空间工程的施工技术进行分析,总结施工技术的难点和关键点,依据相关标准，给出施工技术评价.

5 结语

目前,国内有北京、上海、西安、深圳、广州等十多个城市地铁线路已经投入运营,福州、青岛、长春等地正在进行地铁施工,全国还有十多个城市在申请建设地铁工程.我国城市地铁建设正逐步进入稳步、有序和快速的发展阶段.但各个城市的地铁建设安全事故时有发生,本文以具体案例为背景,从一个侧面分析了地铁施工安全事故发生的影响因素及相应的注意事项,有助于减少地铁施工安全事故的发生,最大限度地保障人民生命财产安全.

参 考 文 献

[1] 唐 丰.地铁施工安全管理与防护措施[J].安全与健康,2010(1):36-37.

[2] 钟春玲,叶 增.城市地下工程施工新技术发展概述[J].吉林建筑工程学院学报,2011,28(6):7-10.

[3] 邓小鹏,李启明,周志鹏.地铁施工安全事故规律性的统计分析[J].统计与决策,2010(9):87-89.

[4] 周志鹏,李启明,邓小鹏,蔡园.基于事故机理和管理因素的地铁坍塌事故分析.2009,19(9):139-145.

[5] 周刘刚,王海祥.城市地铁及地下空间施工环境安全风险评估与控制[J].铁道勘察,2007(6):91-94.

[6] 侯艳娟,张顶立,李鹏飞.北京地铁施工安全事故分析及防治对策[J].北京交通大学学报,2009,33(3):52-59.