中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面取得一系列成果

近年来，中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面进行了大量研究，在轨道交通深埋站点火灾安全模型实验与数值模拟研究、区域地下集运系统区间防排烟设计研究、地铁突发事件下人员疏散研究、地铁安全评价等方面完成了十余项研究项目，部分成果已在广州、深圳和南京等城市的地铁中得到应用，提高了这些工程项目的安全可靠性，取得较好的社会和经济效益。主要研究领域有：城市复杂条件下浅埋暗挖大垮度地铁隧道施工引起的地表沉降和地层变形规律；地层位移与变形安全性评价模型和分析技术；开挖施工引起的地层位移与建筑物的相互作用的基础模型；     

地铁车站深基坑开挖变形及数值模拟分析*

为研究土岩复合地层地铁车站深基坑变形时空效应特征与规律，以南宁地铁某车站基坑为研究背景，在不同施工工况下对车站基坑进行有限元数值模拟，并结合实测数据进行对比。结果表明:数值计算值与现场实测值差距较小，2种变形规律接近一致，有限元计算结果合理。围护结构水平位移随施工进行逐渐增大，呈现鼓肚形状，水平位移由桩顶移动到桩身，最大位移稳定在桩身0.5~0.75H处；围护结构受力集中在第2道和第3道内支撑位置；基坑地表沉降中，长边方向的沉降比短边方向沉降明显，空间效应显著；在地铁车站深基坑中，基于时空效应机理，考虑施工影响，在施工过程中调整施工工序和参数，对基坑稳定和控制变形具有重要指导意义。     

信息与动态

中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面取得一系列成果近年来,中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面进行了大量研究,在轨道交通深埋站点火灾安全模型实验与数值模拟研究、区域地下集运系统区间防排烟设计研究、地铁突发事件下人员疏散研究、地铁安全评价等方面完成了十余项研究项目,部分成果已在广州、深圳和南京等城市的地铁中得到应用,提高了这些工程项目的安全可靠性,取得较好的社会和经济效益。主要研究领域有:城市复杂条件下浅埋暗挖大垮度地铁隧道施工引起的地表沉降和地层变形规律;地层位移与变形安全性评价模型和…     

浅埋暗挖法修建城市地铁隧道安全性分析及病害防治研究

浅埋暗挖法已渐成为中国城市地铁隧道修建的主要方法 ,但若应用不当 ,可能导致地层失稳或过量变形等工程病害问题 ,危及地面以及周围建筑物、管线等城市生命线安全。笔者在总结浅埋暗挖法修建城市地铁隧道安全性问题基础上 ,分析了危害安全性的病害原因 ,提出了安全性评估指标 ;同时 ,从设计、施工、监测等各方面提出了防治地铁隧道工程病害的措施     

广州地铁鹭江站施工安全技术体系研究

城市地铁工程主要穿越城市商业区和居民聚居区 ,施工过程中的安全技术问题可能对地表环境产生严重影响 ,甚至诱发地面塌陷等灾害发生。笔者结合广州地铁二号线鹭江站的施工实践 ,研究了城市地铁工程的施工安全技术 ;探讨了地铁车站施工安全监测中的维护桩变形、土体变形、支撑结构的受力状况、地下水水位、地下管线沉降和位移监测的实施细则 ;突出了对折返线施工过程的监测 ;研究了施工安全保障技术方法体系 ;对施工现场安全技术、施工工艺安全技术进行了深入分析 ;明确了基坑开挖、洞室掘进、空中作业等不同类型的施工场地和人工挖孔、爆破、模筑混凝土、钢支撑安装、防水层施做等各种施工工艺的安全保障技术方法 ;建立了安全施工和安全管理措施方法体系。     

西安地铁车站深基坑变形规律FLAC模拟研究

开展西安地铁深基坑变形规律理论与监测的研究对指导西北地区深基坑信息化施工具有重要价值。本文以西安地铁2号线某车站深基坑工程为背景,完成了车站深基坑施工监测方案设计,对深基坑施工过程进行了FLAC计算模拟,重点研究了桩体变形、钢支撑轴力、基坑周边地表变形规律。结果表明,复杂环境下城市地铁车站站深基坑明挖施工时,现场监测是信息化安全施工的保证,采用钻孔灌注桩和钢支撑的复合围护方案作为车站深基坑的围护结构是合理的,土方分层开挖方式和钢支撑预应力施加是减少空间效应保证安全施工的重要措施。桩身水平位移特别是桩顶水平位移是围护结构变形特性的直接反映,围护桩变形最大的地方为基坑中部到三分之二基坑深度处。基坑围护结构附近的地面隆起量明显小于基坑中部的隆起量,随着开挖深度增大,隆起量逐渐由基坑中部最大转变为两边大中间小的型式。     

浅埋隧道下穿超近距密集管线施工变形时空特性研究*

为分析浅埋隧道下穿密集管线施工地层与管线群变形时空特性,基于南昌地铁三号线邓埠站1号出入口暗挖隧道工程,利用理论分析、数值分析结合现场监测的方法进行研究。研究结果表明:隧道上方密集管线中位于前方的管线先承担开挖释放的部分土体应力,使其后方管线的变形大幅减小,平均减幅达23%;地层变形始终朝向掌子面,在掌子面到达时水平位移最大;因管线-土体共同作用,土体释放部分应力转移到地下管线,使地层沉降减小24%~38%,沉降槽宽度扩大40%;施工期间建议对污水管变形重点监测,在管线平均变形速率急速增大时,需提高监测频率。研究结果可为该地区相似工程施工提供参考。     

隧道盾构施工下穿地铁车站出入口安全影响分析

基于有限单元法的Ansys软件,对某隧道盾构施工近距离下穿既有地铁出入口人行通道的施工过程进行数值仿真分析,得出其地层变位规律及对结构内力和变形产生的影响;提出结构安全评价新指标(斜率和曲率)并结合水平位移、竖直位移和差异沉降等指标对车站结构变形的安全性进行了分析,其评估结果与现场监测结果作对比分析,非常吻合。说明该评价指标有效、操作过程可行且结果可信,从而可利用其为类似工程的设计与施工、相关软件计算结果的使用以及结构安全评估提供依据和支持。     

浅埋暗挖隧道施工对临近建筑物变形的影响及加固措施

随着城市经济和建设的发展,大量隧道和地铁开始修建,浅埋暗挖已经成为主要施工方法,但在施工过程中必然会引起地面周围建筑物的变形,因此如何保护沿线建筑物的安全已经成为城市隧道工程中亟待解决的问题.基于胶州湾湾口海底隧道接线端工程在施工中下穿多栋高层建筑的实际问题,分析了隧道施工对建筑物的影响机理及隧道开挖引起建筑物的变形特征,采用有限元法进行动态施工模拟,同时加强现场监控量测,做到信息反馈指导施工.研究表明,在复杂岩石地基开洞工程中,科学合理地分析临近建筑物与隧道的相互影响,采取的施工方法及加固措施合适,则隧道开挖对临近建筑物沉降与倾斜变形均可以满足现行控制标准,可为依托工程的顺利实施提供重要指导及可靠保证.研究结果可估算实际工程中的隧道开挖对周围建筑造成的不均匀沉降量及倾斜,对以后类似工程有实用价值.     

城市地铁安全施工第三方监测的研究与实施

实施城市地铁施工第三方监测是保证施工安全和工程质量十分重要的举措 ,有效地避免了施工过程中可能发生的事故。笔者以深圳地铁一期工程为例 ,详细阐述该工程中实施第三方监测的内容、第三方监测分析管理信息系统的研究和开发 ,包括地铁施工过程中对线路及沿线两侧建筑物倾斜和沉降、道路及各种管线沉降、土体位移、水位变化、桥梁墩台位移、隧道收敛及拱顶下沉等进行及时的监测、分析和信息反馈 ,从地铁工程第三方监测分析管理信息系统的内容、主要功能、系统结构等方面论述该系统的设计及开发。第三方监测及其管理的信息化 ,对全国其他城市的地铁施工安全 ,具有借鉴作用。     

地铁工程建设施工危险辨识与施工坍塌事故应急预案的探讨

地铁工程建设施工一旦发生突发性事故,不仅损失巨大,而且受害面广。而目前,我国对于地铁施工突发性事故的应急救援制度和救援预案并未引起人们足够的重视。针对该现状,笔者论述地铁施工建立应急救援的必要性;通过对地铁工程建设施工的固有危险性以及以往事故的统计分析,确立坍塌是地铁工程施工中的重大突发事故;运用实效模式与影响方法,研讨TBM盾构机施工过程中的各种可能危险及后果;在上述研究的基础上,制定了坍塌事故应急预案;强调注水、堵漏、注浆是防止事故扩大的关键,事故后迅速恢复被破坏的市政设施的正常运行是预案实施的有力保障。坍塌事故应急预案对解决地铁工程施工中出现的重大突发坍塌问题具有一定的指导意义。     

西安地铁穿越地裂缝带支护结构设计研究

西安地裂缝是一种地区性的地质灾害,地裂缝的存在给西安地铁的设计和施工等带来一系列的难题和挑战.本文针对西安地铁1号线与F6地裂缝的交叉进行了支护结构设计的探讨分析,调查了F6地裂缝的活动规律和特点.在此基础上,建立了三维有限元计算模型,确定模型的加载方式,分析研究了地铁隧道在施工、支护阶段以及设计年限内最终沉降的结构受力与变形,从而确定了结构设计的方式以及布置形式.同时探讨了支护结构构造,给出了变形缝处结构协调地裂缝活动措施和方法,以期本研究对西安地裂缝带的地铁建设有一定参考.     

地铁隧道施工对邻近垂直于地铁线路管线的 变形影响规律研究 ）

地铁隧道施工对周围管线的影响已成为地铁工程中的重点和难点。研究地铁隧道盾构施工对周围邻近管线的变形影响规律,并据此对管线进行合理保护是地铁等隧道建设中面临的普遍任务。以西安地铁3号线为研究背景,通过FLAC数值模拟,得到了多种工况下地铁隧道盾构施工对邻近垂直于地铁线路的管线变形影响规律。研究表明,地铁盾构施工时,对周围环境的影响大小是不一样的,管线的沉降最大值处均位于隧道轴线正上方,且随着管隧距离的缩短,管线沉降最大值不断增大,因隧道盾构施工而对管线的变形影响范围逐渐减小,沉降曲线的沉降槽宽度逐渐减小;管线在距隧道轴线±1.6倍洞径范围内随管隧距离的减小沉降值逐渐增大,反之,其变形减小;随着土仓压力的增大,地下管线的变形越来越小,甚至可能产生向上隆起。工程实践表明,预测结果和监测结果基本一致。     

复杂环境下浅埋大跨地铁渡线隧道施工地层沉降控制方法研究

以北京地铁4号线白石桥至学院南路区间渡线隧道作为工程背景,阐述在复杂环境下浅埋大跨隧道施工的地层沉降控制方法。该隧道具有"隧道跨度大(最大跨度22.1 m),埋深浅,断面类型多、结构复杂"等特点,隧道上方有雨水管等市政管线,地层沉降控制难度极大。首先介绍了渡线隧道总体施工顺序安排、超前加固方案和各断面施工方法,并利用FLAC3D三维数值模拟程序,对最大断面开挖支护过程进行了模拟计算,研究了地表沉降规律和塑性区分布情况,用于指导施工。在施工期间对地表沉降进行监测,其结果表明:渡线隧道施工方法是合理的,地表沉降在控制范围内,确保了隧道周边环境的安全。     

浅谈沈阳地铁工程安全管理

随着我国经济的快速发展，越来越多的城市已开通或正在进行地铁工程的建设和规划，地铁将在这些城市公共交通中占有重要位置。从国内外地铁建设的历程中可以看出安全管理工作是地铁工程建设的保证，本文结合沈阳地铁工程建设，对安全管理体系、机制和责任进行探讨，有关管理经验可供同类工程的安全管理提供参考。     

西安地铁安全文化体系建设研究

通过论述北京、广州、上海三个城市地铁安全管理情况,总结国内地铁建设运营中的安全管理经验与存在不足,提出保证地铁建设运营安全不能仅仅依靠制度制定与检查监管,要完善安全管理体系,重视安全文化培育与建设,运用文化的理论和方法塑造共同安全的价值观,建立地铁安全文化体系新理念。重点以西安地铁建设为例,详细阐述了在地铁建设运营中用文化贯穿始终,以理念培育为核心,机构建立为基础,制度建设为根本,作为构建地铁企业的安全文化体系的主要作法,总结出地铁安全文化体系建设的经验,以期对国内其他城市的地铁建设运营管理工作提供借鉴和参考。     

红土地区地铁暗挖隧道施工地表沉降规律研究

红土在我国有较为广泛的分布,红土具有一定的胀缩性,底部常有软土和土洞分布,容易引起地基变形和地面塌陷。因此,红土地区地铁建设设计、施工都有其特殊性。以昆明地铁施工监测数据为例,研究红土地区地铁施工地表沉降规律,分析其安全性,并为今后红土地区地铁建设提供参考。     

Modeling and safety strategy of passenger evacuation in a metro station in China

The construction of metro in China is in a period of an unprecedented development in recent years, and the passengers are in high density within the metro during the operation time, the problem of occupant safety in emergencies has attracted more and more attentions. During the design and operation stages, modeling of the metro station evacuation capacity by using the computational models is an effective measure for guaranteeing the metro evacuation safety in the future. In this article, the safety strategy of evacuation in metro stations is first investigated and established, which involves the occupants needed to be evacuated, the evacuation route, and the safety zone. Then, an engineering calculation method for the metro station evacuation time is proposed. Based on the experimental data, simulation of evacuation process in different fire cases is conducted by using an agent-based model, so as to study the features of occupant evacuation behavior, the evacuation time, the passage flow rate, and the strategy of using the escalator as evacuation passage. These conclusions will be helpful for guiding the safe evacuation design of metros in China.     

地铁工程建设中安全气候测度工具研究

对现有安全维度研究进行总结,结合中国项目安全管理特征以及地铁工程特征,在专家调查及一轮补充调查的基础上,通过决策实验室分析法(DEMATEL)对地铁工程建设安全气候的维度进行筛选,获得可以对安全效果进行预测的安全气候的维度。结合各个维度在安全气候问卷调查中的调研要素,概括中国地铁工程建设安全气候主要调查指标。研究确定的安全气候主要因子可以为地铁工程建设中安全气候问卷调查提供基础,并通过对安全效果的有效预测指导安全管理决策。     

深埋岛式地铁车站突发事件时人员疏散模拟研究

在地铁安全性分析中,人员安全疏散是一个关键的考核指标。笔者首先介绍基于规范的人员疏散设计、基于火灾工程学的性能化人员疏散设计思路及计算方法;以某市轨道交通S号线深埋车站为系统原型,通过人员疏散动力学模型对深埋车站的人员疏散过程(1 200人)进行计算机模拟;研究突发事件时,深埋站点内人员能否安全疏散。