何永保 莊均祿

1 危險(xiǎn)源的定義及識(shí)別方法

危險(xiǎn)源是指可能導(dǎo)致傷害或疾病、財(cái)產(chǎn)損失、工作環(huán)境破壞或這些情況組合的根源或狀態(tài)。施工安全危險(xiǎn)源是指由于施工活動(dòng)，可能導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)及周圍區(qū)域人員傷亡的潛在不安全因素?？刂瓢踩鹿实陌l(fā)生，必須首先辨識(shí)危險(xiǎn)源，然后才能采取相應(yīng)的措施控制危險(xiǎn)源帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

安全危險(xiǎn)源一般可以從時(shí)間和空間兩個(gè)方面進(jìn)行辨識(shí)，時(shí)間主要是指施工的流程，安全事故往往跟施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)作業(yè)不到位有關(guān)系;而空間主要是指施工的環(huán)境，包括周邊環(huán)境及作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

安全風(fēng)險(xiǎn)源之間是相互聯(lián)系的，它們不但能通過(guò)一定的相互關(guān)系和約束條件形成復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)源，還能互為影響因素，在一定條件下相互觸發(fā)。因此，不能孤立地對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行分析，而要以聯(lián)系的觀點(diǎn)進(jìn)行分析。在地下工程項(xiàng)目施工的安全風(fēng)險(xiǎn)源中，有些風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)項(xiàng)目的潛在影響程度最為顯著，這類風(fēng)險(xiǎn)源被稱為關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)源。確定關(guān)鍵安全風(fēng)險(xiǎn)源有利于對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的有效控制，降低風(fēng)險(xiǎn)的不利影響。

一些安全事故發(fā)生以后，常常誘發(fā)出一連串的其他安全事故接連發(fā)生，這種現(xiàn)象叫安全風(fēng)險(xiǎn)鏈。風(fēng)險(xiǎn)鏈中最早發(fā)生的起作用的安全風(fēng)險(xiǎn)源稱為原生安全危險(xiǎn)源;而由原生安全危險(xiǎn)源所誘導(dǎo)出來(lái)的危險(xiǎn)源則稱為次生安全危險(xiǎn)源，由此還可以導(dǎo)生出一系列其他安全事故，這些可泛稱為衍生安全危險(xiǎn)源。當(dāng)然，安全事故發(fā)生的過(guò)程往往是很復(fù)雜的，有時(shí)候一種安全事故可由幾種安全危險(xiǎn)源引起，或者一種安全危險(xiǎn)源會(huì)同時(shí)引起好幾種不同的安全事故。這些安全危險(xiǎn)源中既有突發(fā)性的，如物體打擊、高處墜落、土體坍塌;也有如滲水、管涌、地面沉降、隆起等在較長(zhǎng)時(shí)間中才能逐漸顯現(xiàn)的漸變性的安全危險(xiǎn)源。

在地下工程施工過(guò)程中，不同的施工方法、不同的地質(zhì)條件發(fā)生事故的類型和概率不盡相同，甚至在同一地質(zhì)條件下的同一隧道的不同部位，事故發(fā)生的類型和概率也相差很大。下面針對(duì)幾種常見(jiàn)的施工方法進(jìn)行關(guān)鍵危險(xiǎn)源的辨識(shí)。

2 明挖法危險(xiǎn)源識(shí)別

地鐵明挖法施工過(guò)程根據(jù)其施工、開挖方法可分為支護(hù)型開挖和無(wú)支護(hù)型開挖兩種方式。其中，有支護(hù)的明挖法基坑施工過(guò)程主要包括以下內(nèi)容:圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐體系、土方開挖(工藝及設(shè)施)、降水工程、地基加固、監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)工程。無(wú)支護(hù)的明挖法放坡開挖一般包括以下內(nèi)容:降水工程、土方開挖、地基加固及土坡護(hù)面。

地鐵明挖法施工過(guò)程中深基坑支護(hù)體系主要包括擋土結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)。擋土結(jié)構(gòu)主要用來(lái)承受土壓力、水壓力的作用;支撐結(jié)構(gòu)主要用來(lái)支撐擋土結(jié)構(gòu)，保持深基坑內(nèi)的整體穩(wěn)定性和剛度。常用的擋土結(jié)構(gòu)主要有重力式水泥土攪拌樁、鋼筋混凝土灌注樁、地下連續(xù)墻、SMW工法、高壓旋噴樁、預(yù)制混凝土板樁、鋼板樁等。常用的支撐結(jié)構(gòu)主要形式為內(nèi)支撐以及外拉錨等。

對(duì)于無(wú)支護(hù)的放坡開挖由于設(shè)計(jì)放坡太陡，或雨水管道漏水等原因?qū)е峦馏w抗剪強(qiáng)度降低，引起基坑邊土體滑坡。

國(guó)內(nèi)如北京、上海、天津、深圳、廣州、南京等地的城市地鐵建設(shè)中，由于受周邊環(huán)境條件所限，地鐵明挖法普遍是以支護(hù)開挖為主要形式。因此以下介紹的事故類型集中在有支護(hù)的基坑開挖過(guò)程中。正是由于地鐵明挖法多以深基坑有支護(hù)體系開挖形式為主，因此地鐵明挖法也就具備了深基坑施工過(guò)程的主要特點(diǎn)［1-3］。

明挖法施工程序一般可以分為:圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工→內(nèi)部土方開挖→工程結(jié)構(gòu)施工→管線恢復(fù)及覆土。由于降水施工過(guò)程、圍護(hù)施工過(guò)程、開挖施工過(guò)程是基坑有支護(hù)開挖過(guò)程中的關(guān)鍵工序，而深基坑工程事故形式與支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)差異很多，產(chǎn)生深基坑工程事故的原因很復(fù)雜，對(duì)其嚴(yán)格分類是很困難的，粗略的分類如圖1所示。

圖1 基坑工程事故分類

3 盾構(gòu)法危險(xiǎn)源識(shí)別

盾構(gòu)法施工的工序較為復(fù)雜且施工精度及技術(shù)含量很高，利用盾構(gòu)作為開挖地下土體及支護(hù)土體和拼裝隧道襯砌的機(jī)具，掘進(jìn)一環(huán)，拼裝一環(huán)，循環(huán)工作，直至完成整條隧道，其主要施工步驟為:

1)在盾構(gòu)法施工隧道的起始端和終端各建一個(gè)工作井，分別稱為始發(fā)井和到達(dá)井(或稱拼裝室、拆卸室);

2)盾構(gòu)在端頭井內(nèi)拼裝就位;

3)洞口地層加固;

4)依靠盾構(gòu)千斤頂推力(作用在已拼裝好的襯砌環(huán)和工作井后壁上)將盾構(gòu)從起始工作井的墻壁開孔處推出(此工序?yàn)槎軜?gòu)出洞);

5)盾構(gòu)在地層中沿著設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)，在推進(jìn)的同時(shí)不斷出土和安裝襯砌管片;

6)及時(shí)向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動(dòng)和固定襯砌環(huán)位置;

7)盾構(gòu)進(jìn)入終端工作井并被拆除(此工序?yàn)槎軜?gòu)進(jìn)洞)，如施工需要，可穿越工作井或盾構(gòu)過(guò)站再向前推進(jìn)。

盾構(gòu)法施工的主要安全危險(xiǎn)源如圖2所示。

圖2 盾構(gòu)法主要安全危險(xiǎn)源

4 淺埋暗挖危險(xiǎn)源識(shí)別

淺埋暗挖施工的基本作業(yè)由開挖和支護(hù)兩大作業(yè)構(gòu)成。前者是采用各種方法將隧道斷面開挖成與設(shè)計(jì)輪廓相符的斷面;而后者是確保施工過(guò)程和結(jié)構(gòu)物運(yùn)營(yíng)過(guò)程的安全而采取的結(jié)構(gòu)措施［4，5］(見(jiàn)圖 3)。

圖3 施工過(guò)程主要作業(yè)流程

圖4 淺埋暗挖法主要安全危險(xiǎn)源

暗挖施工需要人員長(zhǎng)時(shí)間在地下開挖形成的空間中進(jìn)行施工作業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)較大，一旦發(fā)生事故，造成的人員傷亡情況較為嚴(yán)重。

淺埋暗挖法的重大危險(xiǎn)源是管線斷裂以及開挖過(guò)程中產(chǎn)生的土體坍塌和地面塌陷。要對(duì)周邊管線進(jìn)行保護(hù)，不能讓管線有過(guò)大變形。否則就會(huì)造成管線開裂，引起漏水，導(dǎo)致事故發(fā)生，如圖4所示。

在軟弱地層中采用淺埋暗挖法施工的核心問(wèn)題是在輔助工法中因水土流失而產(chǎn)生的地層沉降。礦山法的重大危險(xiǎn)源——支撐(襯砌支護(hù))失穩(wěn)，危害表現(xiàn)為相鄰建(構(gòu))筑物或地表變形嚴(yán)重或圍巖坍塌或地下涌水。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)地下工程施工安全危險(xiǎn)源從時(shí)間和空間兩個(gè)角度進(jìn)行了識(shí)別，分析了這些危險(xiǎn)源之間的相互作用，詳細(xì)對(duì)明挖法施工、盾構(gòu)法施工和淺埋暗挖施工工藝中的關(guān)鍵危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)，得到各安全施工中需要重點(diǎn)關(guān)注要點(diǎn)，可供地下工程安全施工參考。

［1］ 趙志縉，應(yīng)惠清.簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000:176-345.

［2］ 劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

［3］ 龔曉南，高有潮.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

［4］ 江見(jiàn)鯨，龔曉南，王元清，等.建筑工程事故分析與處理［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

［5］ 關(guān)寶樹.地下工程概論［M］.成都:西南交通大學(xué)出版社，2001.