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【摘 要】随着近年来城市化进程的不断发展,地铁的线路数量和运营里程都不断增加,因此,地铁工程建设的重要性就越发明显。本文首先就既有地铁设施结构特点进行了介绍,然后对新建工程穿越既有地铁设施相互作用机理作了简要的阐述,最后就新建地铁穿越既有轨道交通线路施工的风险控制措施展开了简要的分析与探讨。
【关键词】新建地铁;既有铁路;风险控制
一、既有铁路与地铁结构的互相影响分析
地铁施工产生地层变形,这种扰动传播到既有铁路上对其造成影响,同时既有铁路对新建地铁也将产生一定程度的影响,主要体现在列车运行时的冲击荷载和机车的振动对土体开挖和衬砌结构施作的影响,这种影响通过上覆土体传播到新建地铁结构,不仅增加衬砌支护结构荷载,而且进一步加大地层的变形,进而会对既有铁路结构产生更大的影响。地铁工程施工和安全措施不利将导致铁路和地铁结构同时发生质量和安全缺陷。根据影响预测分析,选取合理的施工方案应该对既有铁路影响最小。
二、新建工程穿越既有地铁设施相互作用机理
新建工程在穿越施工过程中与既有地铁设施之间存在着复杂的动态相互作用,这一作用以隧道穿越地段的地层土体为介质来实现,其核心在于土体与隧道结构之间的动态作用问题。既有地铁设施、土体、新建工程构成了一个多因素影响的多元结构体系,彼此之间伴随着施工活动的发展始终存在着对立、运动、联系与转化。这一动态多元结构体系的特点主要表现在:
(1)新建工程的每个施工步骤都会牵动周围土体发生一定的变形,而土体的变形又会导致其与既有地铁结构之间接触状态的变化;同样,既有地铁设施的运营会使既有结构长时间承受动荷载的作用,这一荷载会对其周边的土体产生一定的扰动,从而影响新建工程的受力状态。
(2)既有地铁设施、土体、新建工程形成了一种动态的相互作用机制,而且时刻处于变化和“运动”状态。它们通过彼此间内力和变形的相互协调,在工程中寻求相应的平衡。
那么,为了保证新建工程的安全穿越,又能保证既有地铁设施的安全运营,在这一动态过程中找到一个平衡点就显得至关重要。而一个良好的监测方案,它必须能很好地反映这一动态过程,从而为施工和运营提供反馈,保证既有地铁设施的运营安全。
三、地铁轨道的安全措施分析
目前地铁运营的安全形势严峻,安全问题十分复杂,在人、机、管理、环境等要素的综合作用下,表现出典型的不确定性、随机性和突发性特征,对安全控制和防灾减灾提出了非常高的要求。由于涉及地铁的土建设施、行车调度、客运组织、车辆设备(车辆、供电、通信、信号、机电、线路、自动检售票等)、地铁内外环境、管理制度、人员和乘客等诸多方面,因此,需要利用系统工程理论和技术及其他相关专业的知识,建立地铁运营安全的综合保障体系。
(1)地铁人员及乘客的安全管理
从业人员(地铁列车驾驶员、各种调度人员、站务人员、设备操作人员、设备检修人员)是基础设施的操作者,是各种技术和管理规章的执行者,他们的水平和素质是地铁系统安全运营的重要保障之一。
地铁安全教育培训工作不同于其他行业安全培训,对人员的素质要求极高,要求达到一致的、规范化的、超稳定的操作可靠度。地铁安全教育模式的核心内容,是要确定培训的对象、培训的频次、培训的方法、培训的内容、培训的效果及效果的验收。开展职业道德和心理素质培训,可以保证在突发火灾面前,员工履行职责投入救援,表现镇静、果断,能有效抓住扑灭火灾和人员撤离的最佳时机。心理辅导的目的则是让员工知道,人在紧急状态下的反应会直接影响突发灾害后果及自身的安全。
地铁安全教育培训工作的另一个重点是对乘客的宣传教育。乘客作为地铁提供服务的对象,同时也是生产过程的参与者,服务过程中许多环节需要乘客自助完成。加强对乘客的宣传教育,提高乘客的素质,引导他们安全乘车、文明乘车,可以极大提高地铁安全运营的稳定可靠度。可以利用各种手段开展对乘客的宣传教育,如编制《安全服务手册》免费向乘客发放,在车站滚动播放动画宣传片,张贴宣传画,开展“文明乘车,按线候车”等活动。
(2)设施设备安全管理技术
首先是地铁土建设施安全管理技术。地铁网络化运营要求土建设施符合地铁网络化建设和安全管理的要求,因此从安全工程的角度出发,在土建设施设计阶段就应充分考虑选线选址设计及建筑结构设计(如地下线路、高架线路区间和车站的疏散通道、紧急出口的布置、数量、间距、空间大小等)的优化问题,评估土建设施抵抗各种灾害的能力。在完成设计和施工后,还应对土建设施的安全状态进行检测和监测。因此,需要研究土建设施在火灾、地震、水灾、风灾等各种灾害作用下的破坏机理和抵抗能力;研究土建设施在防火、防震、防水、防冰雪、防重大运营事故、防施工诱发灾害、防恐怖袭击等方面的安全措施;研究地铁网络化运营条件下的土建设施健康安全检测监测技术。例如:建立地铁系统防止地震、塌方事故的灾害预警系统;建立防水灾技术安全设计体系;建立地铁地面线路桥梁的振动和损伤监测系统;建立地面轨道变形和路基沉降的安全监测系统等。
其次是地铁运营系统设备的安全管理技術。地铁运营系统设备的技术复杂、自动化程度高,是高新技术密集的产品,是确保整个地铁系统安全运行的关键,因此设备的安全管理至关重要。由于地铁运营设备的分布点较分散,而且部分设备无人值班看护,因此设备的安全管理应以事先控制为主,积极准备事中、事后控制方案,并以技术防范为主,结合人工预防。随着工业化、经济全球化、信息化的发展,机械制造、自动控制、可靠性工程及管理科学出现了新的突破,使现代设备的科学管理出现了新的趋势,主要表现为:设备管理信息化趋势,设备维修社会化、专业化、网络化趋势,可靠性工程在设备管理中的应用趋势,状态监测和故障诊断技术的应用趋势,从定期维修向预知维修转变的趋势。这一趋势对于地铁运营系统设备的安全管理,具有非常重要的指导意义。因此,在事先控制和以技术防范为主的指导思想下,运用现代设备的科学管理方法,在安全技术装备的选型与配置及其系统集成,车辆和机电设备的安全装备、安全标准和技术参数等方面进行研究,确定设备满足地铁系统在各种条件下的安全设计原则和技术标准,实现对地铁运营系统设备管理的科学化和现代化。例如:研究各种设备的故障管理模式和管理控制机制;地铁设备维修社会化、专业化、网络化的模式和体制;各种设备的状态监测和故障诊断系统及技术;地铁设备预知维修模式的综合技术研究;地铁设备疲劳损伤在役检测和安全寿命评估系统等。 四、铁路养护维修的相关措施
(1)加强养护维修的管理手段和修理方法改進
首先,加强线路质量管理。对线路状态及时进行检查,如可开展专门检查,规定时间定期对轨道的动态、钢轨的状态、轨道的平面以及纵断面等进行检查;可在春秋季开展全面检查,分段确认铁路轨道的运行状态。其次,轨道的养护和修理,如对防护栏进行加固、排水沟和路基进行整修保养,补充道碴、清筛等,使其保持良好的排水性能;对轨枕、钢轨等进行定期保养和更新等作业。第三,要加强管理维修计划,建立轨道车间的维修计划制度,对作业质量进行考核和验收,及时对案例进行收集和整理,并予以分析和利用,在促进预防工作落实的同时也提高了修理的质量。
(2)提升养护修理人员的专业水平
工作人员专业水平的高低对轨道养护维修的质量和效率产生重要影响,因此,提升养护修理人员的专业水平至关重要。第一,建立可行的培训制度,定期对工作人员进行相关的培训工作;另外可开设各种专业技术课程,强制性的要求员工参与听课,并在课程结束时进行考核。此外,还要加强员工的设备操作能力,尽可能多的了解和掌握机械的性能,为工作的有效开展发挥最大的效益。第二,建立合理有效的激励制度。将工作人员按组进行分配,把养护修理的精准度、重复作业等纳入考评指标,按月或者按季对小组进行综合考评,对考评成绩突出者给予一定的物质奖励,从而提高工作人员的积极性,确保高标准高质量的完成轨道的养护和维修工作。
(3)有针对性的开展养护和维修工作
首先,根据铁路轨道具体出现的病害成因,对症下药。如在路基下沉时,采取补充路基本体、保温护道或者开挖排水的方式进行修理;在雪害情况出现时,可采取修筑挡雪栅栏、挡雪墙或者开挖挡雪沟的方式予以修理。其次,依照自然环境的变化对铁路轨道出现的不同病害情况进行观察和记录,不断的积累相关资料,并以文字形式进行整理和归纳,建立病害数据库,确保在后期的维修工作开展有据可依。
参考文献:
[1]闫朝霞,李振辉,许俊伟.北京新建地铁近距离穿越既有线施工技术[J].铁道勘察,2010,02:96-99.
[2]潘秀明,汪国锋,王贵和.北京地铁工程施工环境风险管理与处置方案综述[J].施工技术,2008,10:65-69.
[3]张成平,张顶立,王梦恕.复杂地铁工程施工安全控制技术研究[J].中国安全科学学报,2008,08:171-176.
[4]王春苗,张彦斌,孔祥利.新建地铁线穿越运营地铁线的评估方法研究[J].城市轨道交通研究,2011,12:42-47.
[5]王春苗,孔祥利.新建地铁线穿越运营地铁线评估方法研究[J].铁道建筑技术,2011,S2:209-214+218.
【关键词】新建地铁;既有铁路;风险控制
一、既有铁路与地铁结构的互相影响分析
地铁施工产生地层变形,这种扰动传播到既有铁路上对其造成影响,同时既有铁路对新建地铁也将产生一定程度的影响,主要体现在列车运行时的冲击荷载和机车的振动对土体开挖和衬砌结构施作的影响,这种影响通过上覆土体传播到新建地铁结构,不仅增加衬砌支护结构荷载,而且进一步加大地层的变形,进而会对既有铁路结构产生更大的影响。地铁工程施工和安全措施不利将导致铁路和地铁结构同时发生质量和安全缺陷。根据影响预测分析,选取合理的施工方案应该对既有铁路影响最小。
二、新建工程穿越既有地铁设施相互作用机理
新建工程在穿越施工过程中与既有地铁设施之间存在着复杂的动态相互作用,这一作用以隧道穿越地段的地层土体为介质来实现,其核心在于土体与隧道结构之间的动态作用问题。既有地铁设施、土体、新建工程构成了一个多因素影响的多元结构体系,彼此之间伴随着施工活动的发展始终存在着对立、运动、联系与转化。这一动态多元结构体系的特点主要表现在:
(1)新建工程的每个施工步骤都会牵动周围土体发生一定的变形,而土体的变形又会导致其与既有地铁结构之间接触状态的变化;同样,既有地铁设施的运营会使既有结构长时间承受动荷载的作用,这一荷载会对其周边的土体产生一定的扰动,从而影响新建工程的受力状态。
(2)既有地铁设施、土体、新建工程形成了一种动态的相互作用机制,而且时刻处于变化和“运动”状态。它们通过彼此间内力和变形的相互协调,在工程中寻求相应的平衡。
那么,为了保证新建工程的安全穿越,又能保证既有地铁设施的安全运营,在这一动态过程中找到一个平衡点就显得至关重要。而一个良好的监测方案,它必须能很好地反映这一动态过程,从而为施工和运营提供反馈,保证既有地铁设施的运营安全。
三、地铁轨道的安全措施分析
目前地铁运营的安全形势严峻,安全问题十分复杂,在人、机、管理、环境等要素的综合作用下,表现出典型的不确定性、随机性和突发性特征,对安全控制和防灾减灾提出了非常高的要求。由于涉及地铁的土建设施、行车调度、客运组织、车辆设备(车辆、供电、通信、信号、机电、线路、自动检售票等)、地铁内外环境、管理制度、人员和乘客等诸多方面,因此,需要利用系统工程理论和技术及其他相关专业的知识,建立地铁运营安全的综合保障体系。
(1)地铁人员及乘客的安全管理
从业人员(地铁列车驾驶员、各种调度人员、站务人员、设备操作人员、设备检修人员)是基础设施的操作者,是各种技术和管理规章的执行者,他们的水平和素质是地铁系统安全运营的重要保障之一。
地铁安全教育培训工作不同于其他行业安全培训,对人员的素质要求极高,要求达到一致的、规范化的、超稳定的操作可靠度。地铁安全教育模式的核心内容,是要确定培训的对象、培训的频次、培训的方法、培训的内容、培训的效果及效果的验收。开展职业道德和心理素质培训,可以保证在突发火灾面前,员工履行职责投入救援,表现镇静、果断,能有效抓住扑灭火灾和人员撤离的最佳时机。心理辅导的目的则是让员工知道,人在紧急状态下的反应会直接影响突发灾害后果及自身的安全。
地铁安全教育培训工作的另一个重点是对乘客的宣传教育。乘客作为地铁提供服务的对象,同时也是生产过程的参与者,服务过程中许多环节需要乘客自助完成。加强对乘客的宣传教育,提高乘客的素质,引导他们安全乘车、文明乘车,可以极大提高地铁安全运营的稳定可靠度。可以利用各种手段开展对乘客的宣传教育,如编制《安全服务手册》免费向乘客发放,在车站滚动播放动画宣传片,张贴宣传画,开展“文明乘车,按线候车”等活动。
(2)设施设备安全管理技术
首先是地铁土建设施安全管理技术。地铁网络化运营要求土建设施符合地铁网络化建设和安全管理的要求,因此从安全工程的角度出发,在土建设施设计阶段就应充分考虑选线选址设计及建筑结构设计(如地下线路、高架线路区间和车站的疏散通道、紧急出口的布置、数量、间距、空间大小等)的优化问题,评估土建设施抵抗各种灾害的能力。在完成设计和施工后,还应对土建设施的安全状态进行检测和监测。因此,需要研究土建设施在火灾、地震、水灾、风灾等各种灾害作用下的破坏机理和抵抗能力;研究土建设施在防火、防震、防水、防冰雪、防重大运营事故、防施工诱发灾害、防恐怖袭击等方面的安全措施;研究地铁网络化运营条件下的土建设施健康安全检测监测技术。例如:建立地铁系统防止地震、塌方事故的灾害预警系统;建立防水灾技术安全设计体系;建立地铁地面线路桥梁的振动和损伤监测系统;建立地面轨道变形和路基沉降的安全监测系统等。
其次是地铁运营系统设备的安全管理技術。地铁运营系统设备的技术复杂、自动化程度高,是高新技术密集的产品,是确保整个地铁系统安全运行的关键,因此设备的安全管理至关重要。由于地铁运营设备的分布点较分散,而且部分设备无人值班看护,因此设备的安全管理应以事先控制为主,积极准备事中、事后控制方案,并以技术防范为主,结合人工预防。随着工业化、经济全球化、信息化的发展,机械制造、自动控制、可靠性工程及管理科学出现了新的突破,使现代设备的科学管理出现了新的趋势,主要表现为:设备管理信息化趋势,设备维修社会化、专业化、网络化趋势,可靠性工程在设备管理中的应用趋势,状态监测和故障诊断技术的应用趋势,从定期维修向预知维修转变的趋势。这一趋势对于地铁运营系统设备的安全管理,具有非常重要的指导意义。因此,在事先控制和以技术防范为主的指导思想下,运用现代设备的科学管理方法,在安全技术装备的选型与配置及其系统集成,车辆和机电设备的安全装备、安全标准和技术参数等方面进行研究,确定设备满足地铁系统在各种条件下的安全设计原则和技术标准,实现对地铁运营系统设备管理的科学化和现代化。例如:研究各种设备的故障管理模式和管理控制机制;地铁设备维修社会化、专业化、网络化的模式和体制;各种设备的状态监测和故障诊断系统及技术;地铁设备预知维修模式的综合技术研究;地铁设备疲劳损伤在役检测和安全寿命评估系统等。 四、铁路养护维修的相关措施
(1)加强养护维修的管理手段和修理方法改進
首先,加强线路质量管理。对线路状态及时进行检查,如可开展专门检查,规定时间定期对轨道的动态、钢轨的状态、轨道的平面以及纵断面等进行检查;可在春秋季开展全面检查,分段确认铁路轨道的运行状态。其次,轨道的养护和修理,如对防护栏进行加固、排水沟和路基进行整修保养,补充道碴、清筛等,使其保持良好的排水性能;对轨枕、钢轨等进行定期保养和更新等作业。第三,要加强管理维修计划,建立轨道车间的维修计划制度,对作业质量进行考核和验收,及时对案例进行收集和整理,并予以分析和利用,在促进预防工作落实的同时也提高了修理的质量。
(2)提升养护修理人员的专业水平
工作人员专业水平的高低对轨道养护维修的质量和效率产生重要影响,因此,提升养护修理人员的专业水平至关重要。第一,建立可行的培训制度,定期对工作人员进行相关的培训工作;另外可开设各种专业技术课程,强制性的要求员工参与听课,并在课程结束时进行考核。此外,还要加强员工的设备操作能力,尽可能多的了解和掌握机械的性能,为工作的有效开展发挥最大的效益。第二,建立合理有效的激励制度。将工作人员按组进行分配,把养护修理的精准度、重复作业等纳入考评指标,按月或者按季对小组进行综合考评,对考评成绩突出者给予一定的物质奖励,从而提高工作人员的积极性,确保高标准高质量的完成轨道的养护和维修工作。
(3)有针对性的开展养护和维修工作
首先,根据铁路轨道具体出现的病害成因,对症下药。如在路基下沉时,采取补充路基本体、保温护道或者开挖排水的方式进行修理;在雪害情况出现时,可采取修筑挡雪栅栏、挡雪墙或者开挖挡雪沟的方式予以修理。其次,依照自然环境的变化对铁路轨道出现的不同病害情况进行观察和记录,不断的积累相关资料,并以文字形式进行整理和归纳,建立病害数据库,确保在后期的维修工作开展有据可依。
参考文献:
[1]闫朝霞,李振辉,许俊伟.北京新建地铁近距离穿越既有线施工技术[J].铁道勘察,2010,02:96-99.
[2]潘秀明,汪国锋,王贵和.北京地铁工程施工环境风险管理与处置方案综述[J].施工技术,2008,10:65-69.
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[4]王春苗,张彦斌,孔祥利.新建地铁线穿越运营地铁线的评估方法研究[J].城市轨道交通研究,2011,12:42-47.
[5]王春苗,孔祥利.新建地铁线穿越运营地铁线评估方法研究[J].铁道建筑技术,2011,S2:209-214+218.