川藏铁路工程建设安全面临的挑战与对策模板范本.docx
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1、川藏铁路工程建设安全面临的挑战与对策1 .引言川藏铁路是国家十三五重大建设项目计划中的重中之重,是西藏 自治区对外运输通道的重要组成部分,是引导产业布局、促进沿线国 土开发、整合旅游资源的黄金通道。规划建设川藏铁路对西藏、四川 乃至中国西部经济社会发展具有重大而深远的意义。如何高起点、高标准、高质量建设川藏铁路既是当下中国社会各界 普遍关注的热点和焦点问题,也是摆在川藏铁路建设组织管理者面前 的重大课题。下文主要结合笔者多年的铁路建设管理经验和研究成果, 围绕川藏铁路工程建设安全风险简要讨论抓什么和“怎么抓两方 面的问题。2.川藏铁路概况和主要挑战2.1. 工程概况川藏铁路东起四川省成都市,向
2、西经雅安、康定、昌都、林芝、山 南,终于西藏自治区首府拉萨。全线运营长度1567km,其中成都至 雅安段(成雅段)已于2023年12月28日开通运营,拉萨至林芝段(拉林段)已于2023年12月开工建设,预计2023年建成通车;雅 安至林芝为新建段,正线全长1008.45km,新建车站24个(不含雅 安站、林芝站),桥隧总长965.74km,桥隧比95.8%,其中新建桥梁 114.22km (93座),占线路长度11.33%,新建隧道851.48km (72座), 为气候灾害、地质灾害、工程灾害、高原灾害4个方面,按工程类型 分,川藏铁路工程建设安全风险受危害最大的是临时工程和隧道工程。本文还提
3、出了永久工程和临时工程安全风险的一体化管理框架与 关键要点,同时探讨了包括空天地一体化通信、工程管理信息化平台、 灾害监测、救援设备等多手段的安全风险管控技术措施,为建立川藏 铁路工程建设安全风险管控体系提供了基础支撑。1 .引言川藏铁路是国家“十三五重大建设项目计划中的重中之重,是西藏 自治区对外运输通道的重要组成部分,是引导产业布局、促进沿线国 土开发、整合旅游资源的黄金通道。规划建设川藏铁路对西藏、四川 乃至中国西部经济社会发展具有重大而深远的意义。如何高起点、高标准、高质量建设川藏铁路既是当下中国社会各界 普遍关注的热点和焦点问题,也是摆在川藏铁路建设组织管理者面前 的重大课题。下文主
4、要结合笔者多年的铁路建设管理经验和研究成果, 围绕川藏铁路工程建设安全风险简要讨论“抓什么和怎么抓两方 面的问题。2.川藏铁路概况和主要挑战2.1.工程概况川藏铁路东起四川省成都市,向西经雅安、康定、昌都、林芝、山 南,终于西藏自治区首府拉萨。全线运营长度1567km,其中成都至 雅安段(成雅段)已于2023年12月28日开通运营,拉萨至林芝段(拉林段)已于2023年12月开工建设,预计2023年建成通车;雅 安至林芝为新建段,正线全长1008.45km,新建车站24个(不含雅 安站、林芝站),桥隧总长965.7妹m,桥隧比95.8%,其中新建桥梁 114.22km (93座),占线路长度11
5、.33%,新建隧道851.48km (72座), 占线路长度84.43%o22工程主要特点和挑战工程环境复杂。线路依次经过四川盆地、川西高山峡谷区、川西高 山原区、藏东南横断山区、藏南谷地区5个地貌单元,平均海拔3800m, 地形起伏剧烈;线路“穿七江过八山,沿线天气气候变化剧烈,水系 分布复杂,内外动力地质作用强烈,地球板块活动仍在继续,地震活 动高发,不良地质和特殊岩土发育,工程地质条件极其复杂,自然灾 害频发。线路经过区域国家级保护区数10处、大熊猫等珍稀动植物 近百种,生态环境敏感,环境保护任务艰巨。重难点工程多。全线有千米级跨度悬索桥3座;200m跨度以上的 钢桁梁、拱桥和刚构桥7座
6、;长度15km以上隧道23座,最长的易 贡隧道长达42.5km;深埋隧道众多,最大埋深2100mo工程结构复 杂、技术难度巨大,还受制于桥址隧址地质、水文、气候和交通条件 等工程环境,安全风险因素众多,施工条件艰难。建设管理难度大。线路位于高海拔地区,山高谷深、人迹罕至,高 寒缺氧工效低,有效作业期短;区域工业基础薄弱,沿线交通运输能 力不足,钢材、水泥、砂石料等建筑材料匮乏,电网和通信网络覆盖 面不足;单体控制性工程多,建设周期10年左右,施工组织难度大。总体而言,川藏铁路全线复杂结构桥梁、超长深埋隧道众多,具有 地形起伏剧烈、工程地质复杂、生态环境敏感、气候条件恶劣、自然 灾害频发、施工条
7、件艰难等特点,面临着“极端地质灾害、工程异常 艰巨两大挑战,给工程建设和运营带来极高的安全风险。3.风险判析3.L风险因素辨识根据自然环境和工程特点,川藏铁路建设期的主要安全风险可分为 气候灾害、地质灾害、工程灾害、高原灾害4类,灾害分类和建设期 主要风险因素如图1所示。图1.川藏铁路灾害分类和主要风险因素分析图。3.2. 对工程结构的影响分析川藏铁路主要工程结构类型包括轨道、桥梁、路基、隧道、站房、 临时工程等。考虑工程结构和灾害影响等特点,建立单一灾害下工程 建设安全风险(人和财产风险)估算公式如下:式中,R为单一灾害对工程结构的风险影响因子;Ra为灾害的风险 程度(财产损失和潜在死亡人数
8、);为结构重要性系数;Q为结构数量分布比率;K为结构易损性系数; P为灾害发生的概率;Pt为灾害到达承灾体(财产和人员)的概率; Ps为单一灾害使承灾体(财产和人员)产生事故的概率。川藏铁路各类结构可能会受到4类灾害的影响,其多灾害条件下工 程建设安全总风险计算公式如下:式中,Rt为多灾害条件下工程结构的总风险;Ri为不同类型单一灾 害条件下工程结构的影响因子。采用资料调研与专家问卷等方法对川藏铁路各类结构安全风险进 行计算,如表1、表2所示。表1不同结构类型风险影响的计算表2不同灾害类型风险影响的计算根据公式(1)和公式(2),针对川藏铁路不同类型工程结构进行 风险估算,估算结果如图2所示。
9、从图2可知,要尤为注意地质灾害 对川藏铁路工程建设的影响,就工程类型而言,风险最大的是临时工 程和隧道工程。图2.川藏铁路工程建设安全风险估算临时工程包括临时道路、制梁场、轨道板场、拌合站、构配件加工 场、队伍驻地、临时通信等。这些工程均暴露在自然环境下,或紧临 河流、沟壑,或在风口、洼地,或紧靠山脚、陡坡,露天施工场地与 此相似,极易受到洪水、大风、地质灾害冲击。2023年9月7日甘 肃舟曲泥石流灾害,造成1841人遇难或失踪;2023年3月15日山 西临汾永宁山体滑坡,造成20人遇难;2023年6月19日,在成贵 铁路大土地隧道附近,某施工单位队伍驻地背后发生山体滑坡,摧毁 住房,造成7人
10、死亡。这些都是人员驻地发生地质灾害造成重大伤亡 的例子,教训十分惨痛。川藏铁路地质、气候条件更为复杂,地质灾 害对临时工程,特别是队伍驻地、露天施工场地的威胁更大,需重点 防范。川藏铁路隧道众多,有的超长超深,有的地处高地应力、断裂带、 极高地温等区域,根据以往铁路建设经验,隧道施工发生安全事故的 概率最高,包括坍塌、突泥突水等,也需重点防范。4.永临工程的一体化管理4.1. 一体化管理框架对于工程建设风险管理,铁路系统有较为成熟的方法和经验,但鉴 于川藏铁路的特殊性,在应用风险管理基本方法、项目标准化管理基 本思路的同时,应大力推进管理体制、机制、方法等方面的创新,通 过管理创新保安全。安全
11、风险管理涉及铁路参建各方、地方有关部门,其时间跨度是全 生命周期,其管理范围既有正式工程,也有临时工程,使用的知识涉 及地质、水文、气象、工程结构、施工设施等。因此,川藏铁路的安 全风险管理是典型的巨系统工程,应使用系统工程的方法管理。同时, 鉴于临时工程风险高,故将正式工程与临时工程进行一体化管理,一 体化内容包括勘察设计、建设管理、灾害监测和应急救援4个方面, 其管理框架模型如图3所示。图3.正式工程与临时工程一体化管理框架4.2. 勘察设计一体化勘察设计一体化也就是正式工程与临时工程要一起安排勘察设计, 一起安排咨询、审查。按目前规定,设计院对大临工程是有设计责任 的,但实际情况主要是图
12、上作业,而对于队伍驻地等临时工程(小临 工程),设计院没有设计责任。川藏铁路如果按此办理,临时工程和 施工人员就会面临极高的地质灾害、自然灾害风险,这是不可接受的。 因此,应将临时工程纳入勘察设计工作中,要点见表3。表3勘察设计一体化要点4.3. 建设管理一体化建设管理一体化即参建单位、有关机构一体化管理,职工与民工、 职业健康与施工安全、正式工程与临时工程同等对待,一同管理。参建单位一体化管理已在铁路建设项目上应用多年,即以建设单位 为主导层、各参建单位为管理层和作业层的虚拟企业架构。川藏铁路 涉及单位更多,管理链条更长,因此要增加支持层,如图4所示。在 此架构下,管理要点包括:(1)建设管
13、理任务既有工程、又有队伍。队伍包括职工和民工。 民工是施工的骨干力量,必须纳入到设计、施工单位的编制中,与职 工同吃、同住、同培训,杜绝民工随处居住、缺医少药情况的发生。(2)川藏铁路的高原病防治与施工安全同等重要,应按科研方案,设立医疗机构,建立台阶适应、轮休、限制劳动时间等制度,保证不 发生高原病死亡事故。职业健康与施工安全应考虑同一个部门管理。(3)建设过程中各级的检查、评比,应将临时工程纳入,特别是 安全检查时,应将临时工程、施工场地、隧道工程作为重点,不因其 位置偏远、规模较小而忽视,做到全覆盖。图4.参建单位、有关机构一体化管理4.4. 灾害监控一体化灾害监控一体化也就是正式工程与
14、临时工程一体化监控,施工安全 与职业健康、疫情一体化监控。要点如下:(1)对于地质、气候灾害监测点的设置,应统筹兼顾、突出重点, 将队伍驻地、桥隧施工场地作为重点监测工点,将洪水、泥石流、滑 坡、雪崩作为重点监测项目。(2)对于当地疫情的监测,主要依靠卫生防疫部门,对职业健康, 特别是高原病的监测按防治方案办理。(3)监测应实行建设单位统一部署,各单位分头实施的体制。监 测标准明确,监测资料共享。(4)灾害监测实行专业化,可充分利用社会资源。4.5. 应急救援一体化应急救援一体化即参建各方、地方一体化应急响应和救援。要点如 下:(1)建立统一的应急救援指挥体系,项目级指挥机构由建设单位主要领导
15、负责,各参建单位参加,同时,将当地消防、医疗等单位纳 入体系中。标段级、工区级指挥机构分别由经理部、工区的主要领导 负责,设计、监理单位参加。(2)制定正式工程、临时工程的应急预案。(3)建立专业化救援队伍。救援队伍来源主要依托现有的工总、 建总所属的国家应急救援队伍。参考国家级隧道应急救援队装备配置 方案,为川藏铁路专业救援队伍配置通用、专业、辅助和个人救援设 备。(4)高原病和其他疾病抢救方案、队伍、设备按医疗部门的意见 办理。(5)工程建设期的应急救援基地、设备配置应考虑运营期的需求, 一体安排。5.风险管控的技术措施对于安全风险控制,涉及的技术主要有监测、预报、通信、信息管 理、智能施
16、工设备、救援设备等。川藏铁路安全风险控制的技术手段、 技术装备均应先进实用,并适应高原、高山环境,体系框架如图5所 示。从目前的技术成果和发展趋势分析,应考虑以下技术措施。图5.风险管控技术措施框架图(1)空天地一体化通信。利用北斗卫星、4G公网通信。勘察设计 和临时工程建设阶段,充分利用北斗卫星通信,同时建设或完善建立 川藏铁路沿线的4G无线通信网络,工程正式开工时实现公网全覆盖。隧道内通信要研究新的信号传输技术,目前已提出使用无线骨干网 与无线接入网两级架构、实现隧道内信号全覆盖的方案有新意,还应 进行多方案比较确定。(2)信息化工程管理平台。建立应用BIM+GIS技术,围绕工程建 设的安
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