地鐵工程安全及風險管理研究
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1、前言
城市快速軌道交通(含地鐵、輕軌等)作為城市公共交通的一種交通方式,由于大容量、用地集約、能耗低,快捷、綠色、安全、舒適等特點,是未來大城市解決交通問題的必然選擇。由于軌道交通投資大,建設(shè)周期長,建成后更改異常困難,票房收益低,地下工程高風險和營運安全管理等因素,制約著我國城市軌道交通的發(fā)展。但是,在我國軌道交通作為新生事物和城市經(jīng)濟的巨大引擎,發(fā)展?jié)摿薮?,前景異常廣闊。目前,北京、上海、廣州等城市軌道交通營運線路達260公里,正在建設(shè)或申請立項的城市達20多個,總規(guī)模達4300多公里。僅北京、上海和廣州3地的近期建設(shè)規(guī)劃達578公里,投資估算1800多億元。
近年來,國內(nèi)外地鐵建設(shè)和營運安全問題異常突出,嚴重威脅人民寶貴生命,造成巨大經(jīng)濟損失,影響社會穩(wěn)定。例如,2003年的韓國大邱地鐵火災(zāi);上海地鐵4號線管涌;北京5號線的施工事故;2004年的香港地鐵火災(zāi);臺灣高雄地鐵、新加坡地鐵、廣州地鐵3號線工地地面坍塌等一幕幕觸目驚心的安全事件給我們敲響了警鐘,事故原因值得我們反思和警示。
2、地鐵安全事故成因分析
安全事故具有必然性和偶然性。美國安全工程師海因里奇經(jīng)過大量研究,認為存在著88:10:2的規(guī)律,即100起事故中,有88起純屬人為,有10起是人和物的不安全狀態(tài)造成,只有2起是所謂的“天災(zāi)”,是難以預(yù)防的。
上海地鐵4號線事故,經(jīng)查明施工單位在用于冷凍法施工的制冷設(shè)備發(fā)生故障、險情征兆出現(xiàn)、工程已經(jīng)停工的情況下,沒有及時采取有效措施,排除險情,現(xiàn)場管理人員違章指揮施工,直接導(dǎo)致了這起事故的發(fā)生。同時,施工單位未按規(guī)定程序調(diào)整施工方案,且調(diào)整后的施工方案存在欠缺??偘鼏挝滑F(xiàn)場管理失控,監(jiān)理單位現(xiàn)場監(jiān)理失職。
北京地鐵5號線崇文門事故是一起重大生產(chǎn)安全責任事故。施工單位在搭設(shè)地梁支架時,沒有按標準組織設(shè)計和制定施工方案,地梁架子沒有按規(guī)定組織驗收便投入使用,工人違章拆除,冒險作業(yè),以致發(fā)生重大事故。
韓國和香港火災(zāi)為人為縱火,但是由于安全管理水平差距明顯,事態(tài)的結(jié)局大相徑庭。韓國地鐵死130人,傷140人,造成地面交通嚴重癱瘓;而香港地鐵9:12發(fā)生火災(zāi),兩分鐘后,即9時14分,列車進入金鐘站時,已有濃煙從首節(jié)列車中冒出。地鐵工作人員也已在站臺等候。列車長的表現(xiàn)很出色,及時穩(wěn)定了乘客的情緒。9時16分,地鐵站緊急疏散所有乘客約1200人,沒有出現(xiàn)騷亂,僅受輕傷14人。同時,金鐘站關(guān)閉。中央控制中心在收到列車長的警報后,馬上調(diào)集了站臺工作人員進行援助,同時讓后面的地鐵暫停運營。
廣州地鐵3號線該工地臨近珠江,地質(zhì)條件復(fù)雜,土層自穩(wěn)能力極差,地下水豐富。同時,由于近期連降暴雨,砂層含水量加大,加重了連續(xù)墻背后的土壓,導(dǎo)致事故的發(fā)生。
高雄捷運工地在短短三個星期內(nèi)連續(xù)發(fā)生兩次塌陷意外。今年五月三十日在鹽埕發(fā)生的塌陷意外是因大量滲水沖噬地基,造成五幢房屋傾斜,住戶連夜搬出,迄今仍未完善解決;六月十九日晚在博愛橋附近的塌陷意外,可能因地下雨水排水干管下方地基被掏空、干管斷裂。
我國正處于軌道交通的建設(shè)高潮,工程項目管理和營運管理經(jīng)驗相對不足,工程風險和安全隱患不同程度的存在。主要原因如下:項目前期工作不充分;工期偏緊,3-4年建成20公里的一條地鐵線,對新建城市來說難度相當大,幾乎不可能;設(shè)計人員青黃不接,許多助工承擔結(jié)構(gòu)設(shè)計主力;地鐵安全規(guī)范不全;安全防范和預(yù)警機制不完善;建設(shè)單位項目管理水平參差不齊,世界上仍然沒有每年建設(shè)20-40公里地鐵的項目管理經(jīng)驗可供借鑒;工程招投標規(guī)則欠合理;信號及控制技術(shù)仍受制于人,安全維護不到位;機電及車輛制造水平與國外相比,差距明顯;管理體制比較混亂,審批環(huán)節(jié)多,存在玩忽職守,現(xiàn)象等。
正是由于地鐵工程的特殊性,研究地鐵工程的安全及風險管理,有助于盡快地降低災(zāi)害的影響,最大限度地保障人民生命財產(chǎn)安全,促進城市的可持續(xù)發(fā)展。
3、地鐵工程安全及風險防范機制、措施
安全風險管理必須從規(guī)劃設(shè)計、施工到運營全過程加強安全管理。本文試圖從不同階段探討安全管理措施。
3.1 規(guī)劃設(shè)計階段的安全風險管理
在規(guī)劃設(shè)計階段主要進行區(qū)域地質(zhì)評估、工程地質(zhì)勘察和評估、線路比選、施工安全檢驗和監(jiān)測計劃評估等。
主要工作內(nèi)容有:制定設(shè)計方案的安全審查內(nèi)容和程序;審核地質(zhì)、水文勘察資料、地下管線資料和相鄰建筑物的資料;審核與巖土和地下結(jié)構(gòu)工程相關(guān)的設(shè)計;審核相應(yīng)的施工方法、輔助工法、施工規(guī)范和特殊條款;審核施工安全措施和方法;審核施工單位監(jiān)測系統(tǒng)的配置原則,建立并完善全線工程監(jiān)測網(wǎng)。建立并完善資料數(shù)據(jù)庫和風險管理信息系統(tǒng);提出設(shè)計階段的安全風險管理報告等。
3.2 施工階段的安全風險管理
在施工階段安全管理主要包括:建立安全管理體系、事故預(yù)測與防范、鄰近建(構(gòu))筑物保護、工程保險與索賠等。
主要內(nèi)容有:督促和檢查施工單位建立和完善安全管理機制;審核施工單位的施工方案、施工組織及安全措施;分析和評估各車站、區(qū)間施工中可能發(fā)生的安全風險;確定現(xiàn)場監(jiān)測的對象、項目內(nèi)容、范圍以及監(jiān)測頻率,并實施監(jiān)測;審查施工降水、地層注漿、臨時工程設(shè)計和重要管線及建筑物的保護方案;參與施工中關(guān)鍵技術(shù)措施可行性和有效性的審定,并對相應(yīng)的安全風險做出評價;綜合分析監(jiān)測數(shù)據(jù)和地質(zhì)狀況,對施工影響區(qū)內(nèi)的環(huán)境安全狀態(tài)做出及時、可靠的評估,及時進行預(yù)警和報警,并提出建議處置措施;當發(fā)生環(huán)境破壞事故及社會糾紛時,提供可靠、公正的監(jiān)測資料,用以界定相關(guān)各方的責任;加強技術(shù)培訓和安全教育培訓,提高施工管理人員的安全風險管理技術(shù)水平;結(jié)合工點情況及有關(guān)科研情況,開展必要的專題研究與試驗等。