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摘 要:随着城市化和机动化进程的不断加快,交通拥挤正迅速成为制约我国城市发展的重要问题之一。从城市交通的现状出发,阐述轨道交通的特点,讨论城市建设中轨道交通系统在环保、快捷、安全等方面的巨大优势。 本文根据城市轨道交通建设土建阶段安全施工的现状,提出了导致安全事故频发的重要因素之一,乃工程地质问题。笔者提出城轨建设过程中,为了减少安全事故的发生,土建监理工作及施工作业过程中,应加强工程地质工作内容。
关键词:城轨建设 土建施工 安全 地质内容
1城市轨道交通工程的特点
城市快速轨道交通系统(地下铁道、轻轨)属于集多种、多专业于一身的复杂系统。近百年来世界上许多大城市的发展经验告诉我们,只有采用快速轨道交通系统作为公共交通的骨干网络,才能有效地解决城市交通问题。
城市轨道交通提供了资源集约利用、环保舒适、安全快捷的大容量运输服务方式,它与城市其他交通工具互不干扰,具有强大的运输能力、较高的服务水平、显著的资源环境效益,是解决特大型城市交通问题和可持续发展的根本出路。
轨道交通不仅提供高效、优质的公交出行服务,而且是一种集约化的交通方式,节约能源和土地资源。大城市机动化进程加快,简单的阔路增车方法已无法解决城市交通问题,公交专用道的潜在利用能力毕竟有限,个体分散交通对土地资源利用的效率低下也是有目共睹的,中央商业区土地资源可提供的地面交通供给正逐渐耗尽,利用开发宝贵的地下空间资源,提供新的交通供给,以缓解地面空间资源紧张状况,支持城市的持续发展。
2城市轨道交通问题的提出
城市轨道交通基础建设为城市的交通拥堵建立了缓解的措施,从而引导城市建立科学合理的交通网络的规划。城市轨道交通基础建设能缓解城市的交通拥堵状况,建立合理而科学的城市交通规划。在一定的意义上来说,城市的交通拥堵状况的环节和城市空间的合理布局,从而引导城市空间的合理发展,实现了城市的交通方式和土地利用的协调发展,从而形成城市轨道交通和城市之间相互作用的关系。城市的轨道交通基础建设要充分发挥其对交通的引导和疏通的作用必须建立与城市土地利用和空间的规划和发展。当前,城市虽然重视交通规划和设计,但出于多种因素制约,难以形成城市轨道交通与城市之间相互关系的深入发展和研究,城市空间设计和模式设计难以形成系统协调的发展模式,从而也难以利用城市的轨道交通实施对城市的发展和促进,同时也难以实现城市交通和城市空间设计的合理发展。
目前正值国家拉动内需、刺激经济4万亿元投资计划实施阶段,其中“加快重大基础设施建设”是重中之重。城市轨道交通(以下简称“地铁”)建设是建设现代化城市的标志,将迎来集中、高速发展的“春天”。我国大陆一线大、中城市,北京、上海、天津、广州、深圳、南京、杭州、西安、沈阳、长春及武汉等均大手笔的投入了地铁新建、扩建工程;部分二线城市无锡、宁波、大连、成都、合肥、南昌等也相继加入了地铁新建的行列;目前已获国家批准搞城市轨道交通建设的城市达22个。单个城市地铁建设规模,以北京为例,目前投入使用的地铁长度二百余公里,规划到2020年,地铁长度达1000公里。可想而知,我国大、中城市现在及未来一段时间,地铁建设处于举世瞩目的高速发展阶段。但是地铁建设土建阶段的风险控制与安全施工管理,并没有跟上高速发展的现代化步伐。近几年国内各地的地铁隧道施工地质坍塌事故时有发生。地铁建设中存在的问题,既有解决的迫切性和实用性,又有长期性和普遍性。
3产生问题的原因
目前进行地铁建设的大、中城市,从地形地貌上看,绝大多位于我国的东部地区,且基本处在沿海、河流中下游流域。这一类地质单元的地质条件共同特点是:第四系地层沉积厚度大、地层界线变化复杂、层厚极不稳定、各地层的力学性质(粘性、塑性、压缩性、密实性等)变化大、地质结构沟造复杂。城市轨道交通的建设深度,一般在4.5至22米埋深范围内,即城市轨道建设空间,基本位于松散、力学性质多变、水文地质条件复杂的第四系地层中。以北京地铁5号线试验段为例,各种岩性的的地层多变互存,自上而下岩性有:人工填土层、粘质砂质粉土层、粉质细砂层、园砾层、中粗砂层、卵石层、粉质粘土层和卵石层等,呈层状、似层状、透镜状互层产出;延线地下水也比较发育,有上层滞水(水位埋深2—10M)、潜水、构造裂隙水等,且部分为承压水。本区段所穿越的上述地层,在北京地区属典型地层,极为普遍。虽然地铁勘察规范对前期岩土工程勘察布钻明确了具体的要求,初勘点距50米;详细勘察点距25米。地质情况复杂时,予以加密。但是以笔者在北京、南京、深圳、上海等地多年从事地质勘察及隧道工程的经验。沿海城市往往25米的距离内,足以发生地层岩性非常大的变化。由于地层往往呈透镜状、不连续的倾斜似层状产出。以深圳地铁1号线香蜜湖一带为例,该地区为低山丘陵滨海相沉积地层,NE、ND向两组构造交叉发育,在同一埋深高度,25米范围内地层可能从坚硬的花岗岩风化球,变化到具有砂体液化特征的粉细砂土。仅仅靠勘探密度的调整,也无法解决清晰揭示地质问题。在此笔者提出;地铁交通建设的土建施工过程中,为了把握好安全施工的环节,需加强工程地质工作内容的投入。
4解决问题的途径
4.1 建立健全安全管理制度与体系建设方及各参建方建立键全安全质量责任制和各级岗位管理制度。充分发挥政府安全管理机构的工作职能作用,是安全施工的前提条件。
4.2 重视前期岩土工程勘查的实际效果首先要从地铁施工与设计需要出发,足够重视前期的岩土工程勘察等基础工程地质工作,根据场地的复杂程度,地铁建设的特点,选用静力触探、测井、工程物探技术(地震勘探、探地雷达、陆地声纳法、电阻率法、激电法、电磁法等)配合钻探工作的地质调查,互相补充,进行综合勘探。对于地下水、岩溶发育的区域,还应做好地下水的分布特征、水量、承压性、构造的导水性的查证工作。应重视勘察的效果,搞清拟建场地的工程地质、水文地质问题。 4.3 配备必需的工程地质人员
地铁建设的土建施工过程中,人员配备方面,根据施工场地工程地质条件的复杂程度,土建工程监理单位和土建施工单位,依据地铁工程规模、场地工程地质复杂程度,分别配备有工程地质素养与实际经验的监理人员、施工技术人员,投入地铁建设土建阶段施工的一线。上述人员的专业技术素质,至少达到看得懂、较好的运用前期勘察报告,对于现场的各地层岩性特征、力学性质、场地的工程地质特点等能够理解与掌握。能够在地铁早期的土建施工过程中出现不良地质情况时,及时的判断、发现工程地质隐患,杜绝和减少地质灾害事故的发生。但是目前地铁建设前期的土建阶段,根据笔者接触的监理机构现场人员和土建施工项目部的技术人员来看,具有工程地质理论水平、现场实际地质情况动态判断能力强者实在是凤毛麟角,一线技术人员、监理人员工程地质经验的缺乏,不利于地铁隧道施工现场对突发性地质灾害的预测、防范和应急处理。近几年国内各地的地铁隧道施工地质坍塌事故频繁发生,地铁隧道的土建施工已经成为高危行业。2007年5月28日南京水西门大街地铁2号线茶亭施工现场塌陷;2008年广州地铁5号线施工现场水文地质原因突然涌水,导致塌陷达100多平方米,深度达5米;2008年4月1日深圳龙岗区荷坳路口的3号线发生地质塌陷;2008年11月15日杭州地铁风情大道1号线施工现场地质塌陷,长度达100多米,深度达20余米,酿成了震惊全国的特大施工安全事故。以深圳地铁为例,仅2009年7月—10月,几个月时间内,先后发生了5起地铁施工地质坍塌事故。深圳地铁建设坍塌事故发生频率之高,客观上深圳地处丘陵滨海沉积相地带。如前所述,下覆地层变化多异,各地层的地质力学性质及其它岩土性质差异大,地质构造较复杂,是坍塌事故发生的主要诱因。杭州地铁的坍塌事故的发生,施工现场对地质情况未能及时的进行动态掌控,相关方对突发性地质灾害不够重视,是坍塌事故的主要原因之一。这一切从另一个侧面说明,地下隧道的前期土建施工,应加强工程地质方面的投入,工程监理机构及土建施工单位的一线,充实必要的、具有施工现场地质动态观测能力的工程地质技术人员,有利于尽可能减少地铁建设中的地质灾害。
5结论
根据不同场地的岩土工程特点,从地铁建设土建安全施工的需要出发,做好前期岩土工程综合勘察;土建施工阶段,工程监理机构、土建一线施工单位,根据地铁工程规模、场地复杂程度,配备具有工程地质素养的技术人员,可以大量减少地铁建设土建施工中安全事故的发生。
参考文献:
[1]中华人民共和国铁道部TB10003--2005铁路隧道设计规范[S]
[2]钟世航.关于地铁勘察的几点认识[J].勘察科学技术 2001-1.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部城市轨道交通安全质量管理暂行办法[J].2010-1.
[4]深圳勘察研究院岩土[S].工程勘察报告,2006-5.
关键词:城轨建设 土建施工 安全 地质内容
1城市轨道交通工程的特点
城市快速轨道交通系统(地下铁道、轻轨)属于集多种、多专业于一身的复杂系统。近百年来世界上许多大城市的发展经验告诉我们,只有采用快速轨道交通系统作为公共交通的骨干网络,才能有效地解决城市交通问题。
城市轨道交通提供了资源集约利用、环保舒适、安全快捷的大容量运输服务方式,它与城市其他交通工具互不干扰,具有强大的运输能力、较高的服务水平、显著的资源环境效益,是解决特大型城市交通问题和可持续发展的根本出路。
轨道交通不仅提供高效、优质的公交出行服务,而且是一种集约化的交通方式,节约能源和土地资源。大城市机动化进程加快,简单的阔路增车方法已无法解决城市交通问题,公交专用道的潜在利用能力毕竟有限,个体分散交通对土地资源利用的效率低下也是有目共睹的,中央商业区土地资源可提供的地面交通供给正逐渐耗尽,利用开发宝贵的地下空间资源,提供新的交通供给,以缓解地面空间资源紧张状况,支持城市的持续发展。
2城市轨道交通问题的提出
城市轨道交通基础建设为城市的交通拥堵建立了缓解的措施,从而引导城市建立科学合理的交通网络的规划。城市轨道交通基础建设能缓解城市的交通拥堵状况,建立合理而科学的城市交通规划。在一定的意义上来说,城市的交通拥堵状况的环节和城市空间的合理布局,从而引导城市空间的合理发展,实现了城市的交通方式和土地利用的协调发展,从而形成城市轨道交通和城市之间相互作用的关系。城市的轨道交通基础建设要充分发挥其对交通的引导和疏通的作用必须建立与城市土地利用和空间的规划和发展。当前,城市虽然重视交通规划和设计,但出于多种因素制约,难以形成城市轨道交通与城市之间相互关系的深入发展和研究,城市空间设计和模式设计难以形成系统协调的发展模式,从而也难以利用城市的轨道交通实施对城市的发展和促进,同时也难以实现城市交通和城市空间设计的合理发展。
目前正值国家拉动内需、刺激经济4万亿元投资计划实施阶段,其中“加快重大基础设施建设”是重中之重。城市轨道交通(以下简称“地铁”)建设是建设现代化城市的标志,将迎来集中、高速发展的“春天”。我国大陆一线大、中城市,北京、上海、天津、广州、深圳、南京、杭州、西安、沈阳、长春及武汉等均大手笔的投入了地铁新建、扩建工程;部分二线城市无锡、宁波、大连、成都、合肥、南昌等也相继加入了地铁新建的行列;目前已获国家批准搞城市轨道交通建设的城市达22个。单个城市地铁建设规模,以北京为例,目前投入使用的地铁长度二百余公里,规划到2020年,地铁长度达1000公里。可想而知,我国大、中城市现在及未来一段时间,地铁建设处于举世瞩目的高速发展阶段。但是地铁建设土建阶段的风险控制与安全施工管理,并没有跟上高速发展的现代化步伐。近几年国内各地的地铁隧道施工地质坍塌事故时有发生。地铁建设中存在的问题,既有解决的迫切性和实用性,又有长期性和普遍性。
3产生问题的原因
目前进行地铁建设的大、中城市,从地形地貌上看,绝大多位于我国的东部地区,且基本处在沿海、河流中下游流域。这一类地质单元的地质条件共同特点是:第四系地层沉积厚度大、地层界线变化复杂、层厚极不稳定、各地层的力学性质(粘性、塑性、压缩性、密实性等)变化大、地质结构沟造复杂。城市轨道交通的建设深度,一般在4.5至22米埋深范围内,即城市轨道建设空间,基本位于松散、力学性质多变、水文地质条件复杂的第四系地层中。以北京地铁5号线试验段为例,各种岩性的的地层多变互存,自上而下岩性有:人工填土层、粘质砂质粉土层、粉质细砂层、园砾层、中粗砂层、卵石层、粉质粘土层和卵石层等,呈层状、似层状、透镜状互层产出;延线地下水也比较发育,有上层滞水(水位埋深2—10M)、潜水、构造裂隙水等,且部分为承压水。本区段所穿越的上述地层,在北京地区属典型地层,极为普遍。虽然地铁勘察规范对前期岩土工程勘察布钻明确了具体的要求,初勘点距50米;详细勘察点距25米。地质情况复杂时,予以加密。但是以笔者在北京、南京、深圳、上海等地多年从事地质勘察及隧道工程的经验。沿海城市往往25米的距离内,足以发生地层岩性非常大的变化。由于地层往往呈透镜状、不连续的倾斜似层状产出。以深圳地铁1号线香蜜湖一带为例,该地区为低山丘陵滨海相沉积地层,NE、ND向两组构造交叉发育,在同一埋深高度,25米范围内地层可能从坚硬的花岗岩风化球,变化到具有砂体液化特征的粉细砂土。仅仅靠勘探密度的调整,也无法解决清晰揭示地质问题。在此笔者提出;地铁交通建设的土建施工过程中,为了把握好安全施工的环节,需加强工程地质工作内容的投入。
4解决问题的途径
4.1 建立健全安全管理制度与体系建设方及各参建方建立键全安全质量责任制和各级岗位管理制度。充分发挥政府安全管理机构的工作职能作用,是安全施工的前提条件。
4.2 重视前期岩土工程勘查的实际效果首先要从地铁施工与设计需要出发,足够重视前期的岩土工程勘察等基础工程地质工作,根据场地的复杂程度,地铁建设的特点,选用静力触探、测井、工程物探技术(地震勘探、探地雷达、陆地声纳法、电阻率法、激电法、电磁法等)配合钻探工作的地质调查,互相补充,进行综合勘探。对于地下水、岩溶发育的区域,还应做好地下水的分布特征、水量、承压性、构造的导水性的查证工作。应重视勘察的效果,搞清拟建场地的工程地质、水文地质问题。 4.3 配备必需的工程地质人员
地铁建设的土建施工过程中,人员配备方面,根据施工场地工程地质条件的复杂程度,土建工程监理单位和土建施工单位,依据地铁工程规模、场地工程地质复杂程度,分别配备有工程地质素养与实际经验的监理人员、施工技术人员,投入地铁建设土建阶段施工的一线。上述人员的专业技术素质,至少达到看得懂、较好的运用前期勘察报告,对于现场的各地层岩性特征、力学性质、场地的工程地质特点等能够理解与掌握。能够在地铁早期的土建施工过程中出现不良地质情况时,及时的判断、发现工程地质隐患,杜绝和减少地质灾害事故的发生。但是目前地铁建设前期的土建阶段,根据笔者接触的监理机构现场人员和土建施工项目部的技术人员来看,具有工程地质理论水平、现场实际地质情况动态判断能力强者实在是凤毛麟角,一线技术人员、监理人员工程地质经验的缺乏,不利于地铁隧道施工现场对突发性地质灾害的预测、防范和应急处理。近几年国内各地的地铁隧道施工地质坍塌事故频繁发生,地铁隧道的土建施工已经成为高危行业。2007年5月28日南京水西门大街地铁2号线茶亭施工现场塌陷;2008年广州地铁5号线施工现场水文地质原因突然涌水,导致塌陷达100多平方米,深度达5米;2008年4月1日深圳龙岗区荷坳路口的3号线发生地质塌陷;2008年11月15日杭州地铁风情大道1号线施工现场地质塌陷,长度达100多米,深度达20余米,酿成了震惊全国的特大施工安全事故。以深圳地铁为例,仅2009年7月—10月,几个月时间内,先后发生了5起地铁施工地质坍塌事故。深圳地铁建设坍塌事故发生频率之高,客观上深圳地处丘陵滨海沉积相地带。如前所述,下覆地层变化多异,各地层的地质力学性质及其它岩土性质差异大,地质构造较复杂,是坍塌事故发生的主要诱因。杭州地铁的坍塌事故的发生,施工现场对地质情况未能及时的进行动态掌控,相关方对突发性地质灾害不够重视,是坍塌事故的主要原因之一。这一切从另一个侧面说明,地下隧道的前期土建施工,应加强工程地质方面的投入,工程监理机构及土建施工单位的一线,充实必要的、具有施工现场地质动态观测能力的工程地质技术人员,有利于尽可能减少地铁建设中的地质灾害。
5结论
根据不同场地的岩土工程特点,从地铁建设土建安全施工的需要出发,做好前期岩土工程综合勘察;土建施工阶段,工程监理机构、土建一线施工单位,根据地铁工程规模、场地复杂程度,配备具有工程地质素养的技术人员,可以大量减少地铁建设土建施工中安全事故的发生。
参考文献:
[1]中华人民共和国铁道部TB10003--2005铁路隧道设计规范[S]
[2]钟世航.关于地铁勘察的几点认识[J].勘察科学技术 2001-1.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部城市轨道交通安全质量管理暂行办法[J].2010-1.
[4]深圳勘察研究院岩土[S].工程勘察报告,2006-5.