林錦賢
(中國交通建設股份有限公司總承包經(jīng)營分公司)
火炬園站為廈門市地鐵1 號線與3 號線換乘站,位于廈門市湖里區(qū)嘉禾路與湖里大道、火炬路交叉口。3號線部分主體為地下三層15m 寬島式車站,長274m、寬度25.9m,基坑深度約27m,基坑開挖采用明挖順作法施工,局部采用蓋挖順作法施工,圍護結(jié)構(gòu)為排樁+內(nèi)支撐+鎖腳錨索結(jié)合巖石錨桿的支撐體系,排樁之間采用三重管旋噴樁+深孔注漿止水+坑內(nèi)降水。
車站圍擋緊鄰車道及磚混、框架建構(gòu)筑物,基坑東側(cè)有11kv 架空電力線、埋地DN800 給水管、市政雨污水管等,基坑西側(cè)有DN500 燃氣管、DN1200 給水管、通訊光纜和雨污水管等,橫跨基坑南端有架空110kV 電力線。
受周邊環(huán)境影響,火炬園站交通疏解期數(shù)較多,實際分11 次交通導改,過程中各施工階段存在平行施工,為便于風險分析和歸類,按照車站分部分項工程劃分,和各階段施工的主要任務差別,可將火炬園站施工劃分為如下5 個階段:
⑴交通疏解階段:交通疏解階段的核心任務是通過管線遷改、拆除既有市政設施和新建臨時替代道路,實現(xiàn)占用原有道路實施圍擋,形成施工場地。
⑵樁基施工階段:本階段的主要任務是通過沖孔樁機、旋挖鉆成樁后施工冠梁和基坑首道內(nèi)支撐,形成基坑支護體系,打設降水井,建設基坑周邊截排水設施,為基坑開挖創(chuàng)造條件。
⑶基坑開挖階段:采用機械開挖、爆破開挖的方式將土石方從基坑開挖至地表并運輸出場,逐段分層對稱開挖,隨挖隨撐,直至開挖到基底;火炬園站基坑以石方爆破開挖為主,土石方開挖總量約17 萬m3,其中石方占總量的80%,約13.6 萬m3。
⑷結(jié)構(gòu)施工階段:從基底向上順做車站框架結(jié)構(gòu),逐層搭設滿堂支架澆筑梁板結(jié)構(gòu),逐層拆除基坑內(nèi)支撐,直至車站封項。
⑸恢復道路階段:車站主體結(jié)構(gòu)完成后應及時回填恢復道路,因主體施工時或?qū)⒉糠止芫€遷改到附屬結(jié)構(gòu)范圍,在回填車站之前需按圖回遷管線至車站項板覆土內(nèi)。
3.1.1 施工風險分析
從交通疏解的工作內(nèi)容、施工方法、施工設備、環(huán)境特點分析,本階段工程自身風險小,主要風險在于外部因素:地下管線不明或保護不當導致的管線損壞風險,場地封閉不嚴、坑洞槽防護不足、警示不足、道路障礙物等導致外界行人、車輛的第三方損害。
3.1.2 風險控制措施
⑴收集、熟悉管線現(xiàn)狀及遷改圖紙,對重要管線如給水管、燃氣管、光纜等建立清單,逐一與現(xiàn)場實際進行核實,掌握管線的實際類型、材質(zhì)、埋設及走向,對管線現(xiàn)狀圖進行修正,確保圖物相符。
⑵收集管線產(chǎn)權(quán)單位信息,對給水、燃氣管周邊動土開挖需辦理管線咨詢手續(xù),邀請產(chǎn)權(quán)單位到現(xiàn)場進行交底,此項工作主要目的是與產(chǎn)權(quán)單位建立應急聯(lián)動機制,以便應急響應時能準確找到臨近閥門,關閉自來水及燃氣,防止事態(tài)擴大。
⑶施工前人工探挖。對需要進行土石方開挖的區(qū)域先期進行人工探挖,探挖深度應大于所需開挖深度0.5m,對探明管線設置三角旗標識管線位置及走向。
⑷對土石方開挖設備操作手、工人進行有效交底,開挖過程旁站監(jiān)控。
3.2.1 施工風險分析
車站圍護樁常用成樁工法有:沖孔灌注樁、旋挖樁,及人工挖孔樁,其中人孔挖孔樁宜用于地下水位低、樁深小于15m 的黏土和巖石地質(zhì)。樁基施工階段管線損壞風險較大,風險的控制方法與“3.1 交通疏解”類似,區(qū)別在與探挖深度要求不少于3m;施工本身風險方面,沖孔樁風險小,旋挖樁自身風險主要是傾倒風險,人工挖孔樁自身風險主要是爆破飛石、高處墜落、中毒、窒息等。
3.2.2 風險控制措施
⑴旋挖樁機傾倒風險控制。根據(jù)場地條件,若場地為原市政道路等比較堅實的地基,則可以直接開挖圍護樁導槽,旋挖機左右履帶就位在導槽兩側(cè)施工,過程中注意觀察地面情況,遇機位地面開裂、下沉,可鋪設鋼板進行地基加強。若場地為軟土或回填地基,則應考慮表層土換填壓實,澆筑一定厚度的混凝土形成圍護樁導槽和旋挖機位[1]。
⑵人工挖孔樁風險控制。人工挖孔樁屬于危險性較大工程,須編制專項安全施工方案,組織專家論證;若挖孔樁需要進行爆破,應提前制作覆蓋鋼筋籠,籠內(nèi)裝沙袋覆蓋孔口,起爆前需抽排樁底積水,防范飛石。無論土質(zhì)和巖石,挖孔樁均應隔孔開挖,具體隔幾孔視地質(zhì)條件確定,一般土質(zhì)隔1 孔,需爆破的巖石孔樁隔2 孔,逐層開挖并施做護壁,開挖到底后及時澆筑樁身混凝土。
廈門地區(qū)挖孔樁內(nèi)基本無有害氣體,主要需監(jiān)測孔樁內(nèi)含氧量,作業(yè)前可用毒害氣體檢測儀對孔內(nèi)氣體進行檢測,發(fā)現(xiàn)異常先通風處理,孔內(nèi)空氣正常后再入孔作業(yè),開挖深度4m 以內(nèi)一般不需要強制通風,深度超過5m 時可采用空壓機風管送風;另外,為保持氣體流動,孔口覆蓋宜采用鋼筋網(wǎng)片,不宜使用竹膠板、模板等全封閉的蓋板。
3.3.1 施工風險分析
基坑開挖是地鐵車站施工過程中重大風險最多的階段,在項目實施過程中統(tǒng)計的39 次風險事件,發(fā)生在基坑開挖階段的風險事件有15 次,占比38.5%,主要有:基坑變形、涌泥涌水、交叉作業(yè)和巖石基坑爆破飛石等風險,特別是對需要頻繁爆破的巖石基坑,爆破飛石的風險十分顯著,出現(xiàn)飛石風險事件共計4 次,占基坑開挖階段全部風險事件的26.7%。
3.3.2 風險控制措施
⑴深基坑開挖屬于危險性較大工程,需要編制專項安全施工方案并組織專家論證。
⑵遵循“分段分層、先撐后挖、隨挖隨支”的開挖原則,按方案既定原則開挖是避免基坑圍護結(jié)構(gòu)變形、支撐軸力報警和防范基坑坍塌的關鍵。
⑶重視監(jiān)控量測,每天對圍護樁水平、豎向位移進行監(jiān)測對比,現(xiàn)場要儲備一定量的鋼支撐類應急材料,隨時做好架設支撐和加強支撐的準備。
⑷設置有效的坑外、坑內(nèi)降水井,確?;拥叵滤惶幱陂_挖面以下,開挖到底后及時驗槽并澆筑封底混凝土,開挖工程在現(xiàn)場儲備堵漏材料,應對樁間涌泥涌水險情。
⑸開挖作業(yè)面與結(jié)構(gòu)施工邊界需保持足夠安全距離,特別是石方基坑,必須考慮防止石塊向結(jié)構(gòu)作業(yè)面滾落的措施[2]。
⑹明挖石方基坑爆破,需將防范飛石作為關鍵事項,控制合理裝藥量,明確覆蓋量化要求,建立檢查、驗收、簽字制度,確保每次覆蓋達標;特別是臨空面差或首層掏槽爆破,極易發(fā)生飛石,應考慮加蓋鐵板。
3.4.1 施工風險分析
車站主體結(jié)構(gòu)施工階段存在大量起重吊裝、高處作業(yè)、電焊作業(yè)等,作業(yè)場地狹窄、視線不良、上下交叉、材料機具多,是發(fā)生輕傷事故可能性最大的階段;另外隨車站結(jié)構(gòu)施工需逐層拆除支撐,若混凝土板齡期不夠過早拆除支撐,也易引起車站維護結(jié)構(gòu)變形和上層支撐軸力報警。
3.4.2 風險控制措施
⑴起重吊裝需設置基坑內(nèi)、地表兩名指揮,持對講機與吊機操作手進行有效信息傳遞,避免視線不良造成吊物碰撞支撐或人員。
⑵鋼筋、管架、模板等長大物件吊裝,需拉設溜繩,選取合適堆放位置,支架上堆放材料數(shù)量應進行控制,不得集中堆放造成具備荷載過大,基坑內(nèi)指揮人員需做好坑內(nèi)工人警示,避免工人在吊物下方行走或作業(yè)。
⑶吊裝氣瓶、扣件、螺桿等散件必須采用吊斗吊裝。
⑷側(cè)墻模板臨邊、鋼筋綁扎臨時作業(yè)平臺外側(cè)、結(jié)構(gòu)分段臨邊等均需通報設置防護欄桿,掛設密目安全網(wǎng),搭設作業(yè)平臺、支架人員需穿戴比系掛安全帶。
⑸流水施工相鄰兩層結(jié)構(gòu)施工時,不得在上一層結(jié)構(gòu)臨邊堆放易墜材料,兩層結(jié)構(gòu)作業(yè)工人應避免同時在交界處施工形成上下交叉作業(yè)[3]。
⑹車站結(jié)構(gòu)施工作業(yè)面材料、機具應有序擺放,及時清除防水板薄膜、木渣、編織袋等易燃垃圾,保持通道通暢,保持環(huán)境有序是避免傷害事故和火災的有效途徑。
⑺電焊、氣割作業(yè)區(qū)需清理周邊及施焊下方可燃、易燃物,臨近防水板動火應先對防水板采取隔離防護措施,動火作業(yè)區(qū)域配備滅火器或消防水,避免火災。
3.5.1 施工風險分析
道路恢復施工工藝簡單,但此階段易出現(xiàn)麻痹大意、思想松懈,在施工中出現(xiàn)機械傷害、或工地電纜、水管等管線損壞。
3.5.2 風險控制措施
⑴做好道路恢復施工計劃,和人員培訓交底,從思想上重視收尾施工安全。
⑵對場內(nèi)施工水電管線進行清理,有富余長度的管線盡可能移至施工范圍以外。
⑶涉及不能移動管線、回遷管線的位置,需要做好標示,對設備作業(yè)人員進行管線交底。
基于廈門市軌道交通3 號線火炬園站主體施工,對地鐵車站施工過程進行階段劃分,并分析各階段主要安全風險,當實際過程中,因為交通疏解分期、車站分段施工及啟動附屬結(jié)構(gòu)施工等因素,各個施工階段并非獨立存在,存在大量平行施工,故各階段安全風險實際是同時存在,需要給予全面的關注和防范;同時,工程風險隨周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、天氣變化、周邊管線、工法選擇、使用設備等不同也會有差別,風險分析需隨工程變化動態(tài)辨識,實事求是,找出關鍵環(huán)節(jié)和主要風險,實施針對性的控制。