3.5 沉降控制案例:
深南路~红岭路人行地道工程
深南路~红岭路人行地道位于深南中路与红岭路相交十字路口,西南角建有红岭大厦,西北角建有“邓小平画像”,东北角为大剧院下沉广场,东南角有金融中心。
该路口深南中路宽50米,红岭路宽40米,人行地道设计为互通式,十字路四角方向均布有出入口。
深南路~红岭路人行地道工程施工地层由上向下依次为:
1、人工填土层(Qml):上部为路面及路基块石;下部褐黄、灰黄、褐红等色,由粘性土混30~40 %的碎石、块石组成,底部由粘性土混少量植物根须组成。堆填时间10年以上已基本完成自重固结,结构稍密~中密。场地内各钻孔均见该层,层厚2.0~5.8m。
2、第四系全新统海陆交互沉积层(Q4ml):中砂(含淤泥质)(Z/S),灰~灰黑、褐灰等色,成分为石英质,混少量淤泥及有机质,局部夹淤泥质土团块。饱和,松散。厚薄不均,层厚1.6~4.7m.
3、四系晚更新统冲积层(Q3al+pl):
粘性:褐黄、灰白、灰黄等色,湿,可~硬塑。含少量粉细砂。光滑,摇振反应无,干强高度,韧性高。该层主要分布于场地南侧,层厚1.2~3.3m。
砾砂:褐黄、灰白、灰黄等色,成分为石英质,不均匀混少量粘土,局部夹团状粘性土。饱和稍密~中密。场地范围内孔20外,其于钻孔均可见,层厚1.0~5.4m.
4、四系中更新统残积层(Qel)
砾质粘土:灰白、褐黄、灰黄等色,由粗粒花岗岩风化残积而成,原岩结构尚可辩。无摇反应,稍有光滑,干强度中等,韧性中等。很湿~湿,可~硬塑状态。该土遇水极易软化。层厚不详。
地下水丰富,属孔隙型潜水,略具承压性质。稳定水位埋深0.3~4.1m,地下水主要赋存于第四系全新系统海陆交互沉积中砂和晚更新冲洪积砾砂层中,地下水主要靠大气降水补给。场地地下水在强透水砂层中对混凝土具弱碳酸型腐蚀型。
地铁区间隧道施工造成深南中路和红岭路交叉路口较大范围地表沉降,且沉降值达50 cm以上;沿深南中路、红岭路两侧各有现状铸铁给水管,因地表沉降以对给水工程造成一定程度的影响及破坏;深南中路和红岭路交叉路口,发现有“囊状风化带”等不良情况,并且出现了坍塌现象;A通道暗通过地铁隧道上方地段;该地道工程埋深浅且邻近地下管线。施工条件差。
深南中路红岭地下通道的人行地道包括A、B、C三段暗挖通道和7段明挖梯道。暗挖通道总长为188.26m,明挖梯道总长为262.75m。暗挖通道按“新奥法”原理进行支护结构设计,“浅埋暗挖法”进行设计和施工。结构采用复合式衬砌结构,初期支护采用格栅钢架、网、喷砼联合支护形式,辅以临时支撑、小导管超前支护及预注浆加固地层。二次衬砌为模注钢筋砼结构,初期支护与二次衬砌间设防水层防水。明挖梯道采用直壁开挖,砂浆锚杆、型钢网喷混凝土支护。辅以临时支撑、小导管预注浆加固地层。二次衬砌为模注钢筋砼结构,初期支护与二次衬砌间设防水层防水。在施工过程中,每开挖循环进尺50cm就开始支护,并严格进行地表沉降数据的及时监测、及时分析,有效控制了沉降事故的发生。
4. 地铁工程沉降事故的应急处置
地铁工程中地表沉降事故的发生,一般由地下空间的塌方、爆破、支护不当或者失效等事故直接引起,容易造成人员伤亡和财产损失。所以,针对地铁施工中沉降事故的发生,制定和实施一套健全的应急预案是相当重要的。
应急预案是指未来加强对重大事故的处理能力,防止事故扩大,使事故损失降到最低限度,而根据实际情况制定的事故应急救援对策。通过制定应急预案并进行必要的演练,事故发生时采取正确的应对措施,一方面可以控制事故的影响范围,降低人员伤害呵财产损失,另一方面可以避免人为措施的失当造成的事故扩大。
应急预案从表面上看,是一套应急响应程序。而实际上,一套纨扇的预案是有其支撑平台的。这个平台就是:(1)人才资源的合理配置及有效组合。(2)相关设备、物料的配备和合理有效地管理、运用。(3)对危险有害因素的全面辨识和分析评估。应急处置程序运行在这个基础上,才能真正算的上一套完善的应急预案。
(一)制定应急预案的一般程序和内容
1.一般程序:
(1)突发事故及其危险性分析
(2)应急计划对象区域划定:根据应急救援救援力量来源的范围一般分为区域应急救援和单位应急救援。
(3)编制应急救援计划:包括技术措施和组织协调措施两个方面。
(4)应急救援资源配置:包括人才资源和设备、物料的配置两个方面。
(5)应急救援预案演练:一方面是对各方面因素的协调性的演练,一方面是发现不足实现改进的手段。
(6)应急预案效果评价与改进:应急救援方式会随着社会环境、技术条件等因素的变化而变化,所以要持续改进以适应各方面的环境因素变化,从而能够发挥预案应有的效能。
2.一般内容:核心是制定所采取的技术和组织措施。
(1)组织机构及其职责。包括:应急预案制定、日常协调和指挥的机构;相关部门在应急救援中的职责和分工。
(2)危险源识别与风险评价。
(3)通告程序与报警系统:确定由哪一级组织启动应急预警系统。
(4)应急设备设、物料的配置。
(5)应急能力与资源配置的评价。
(6)事故应急救援针对性措施程序的制定。
(7)信息发布与公众教育。
(8)事故后恢复程序。
(9)培训与演练。
(10)应急预案的维护。
(二)沉降事故处置应急预案的编制过程
(1)成立预案编制小组 :沉降事故应急预案编制小组应该由施工单位、施工监理单位和业主三方面的人员参加,由质量与安全方面的第一负责人、专业技术人员、辅助人员(包括财务、物资供应人员等)构成。
(2)风险分析与评估 :由专业技术人员针对沉降事故进行各个方面的风险分析与评价。
(3)编制应急预案 :以风险分析与评价结果为基础编制沉降事故应急预案。
(4)应急预案的评审与发布 :由总工程师组织相关技术人员对应急预案的准确性、有效性进行审核,提出改进建议,从而使预案趋于完善。在修改完善之后,把预案通报给全体施工人员、生产质量安全管理人员、建设监理人员及业主,并组织对预案的学习。
(5)应急预案的实施:在实践中检验预案的有效性。
(6)应急预案的持续改进:沉降事故的发生具有共性,但是在实际生产中可能会发生未预想到的情况。所以在生产中要做到对应急预案的持续改进。
(三)沉降事故应急处置的资源配置
1.人员配置及组织管理
应急处置所需的人员有三个方面:指挥人员、沉降事故处理技术人员、应急处置辅助人员(包括医疗救护、设备物料运送、其他人员)。
人员的组织管理要建立起一个完善的组织体系,实行明确的分工,拥有高效的协调机制。
2.应急处置所需设备、物料的储备与管理
应急所需设备和物料是进行应急处置的基础,所需设备、物料的配备和使用管理关系到应急响应能否有效进行。一方面设备、物料的全面配备要有严格的组织程序保障,另一方面对所配备设备、物料的严格保养、检验也要写进组织程序。这样才能保证设备物料的有效性。
(四)风险因素的辨识和评估
沉降事故的发生原因、可能结果等因素是编制事故应急处置技术措施的基础。
(五)沉降事故应急响应程序的制定
事故发生在时间上具有突发性,应急预案的启动必须在短时间内完成。那么,如何使应急预案在短时间内全面协调地运作起来就成为事故处置效果的关键影响因素。应急预案的启动在短时间内的启动是一个系统工程,需要调动起人员、设备、物料等多方面因素。这需要有快捷的通讯联络技术、指挥者扎实的知识基础和敏捷的处理能力、有效的人员协调机制。
5.结语
城市地铁工程一般建设在城市内交通压力大的繁华地段,而地下工程的施工常常造成地表下沉的事故发生。但是,地表下沉的机理到目前为止还未形成定论,本文中有关的沉降机理分析只是目前比较流行的理论,随着理论和技术的不断进步、完善,地层沉降理论也将会逐渐清晰,届时有关的沉降控制技术和应急处理技术也会逐渐完善。
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