基本信息
- 项目名称：
- 天津地铁建设运营安全评价的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 我国近几年来开始了地铁大规模建设并有大量建成投入运行。由于我国地铁建设的超速发展和技术研究与储备不足，导致地铁建设与运营中存在很多安全问题与安全隐患。大规模地铁建成后的安全尚无有关规程从技术上法律上进行保护；针对地铁建设与运营的地铁风险源辨识、评估与控制还没有形成统一的技术体系等。本文针对以上问题进行研究并提出解决问题的建议。
- 详细介绍：
- 5 地铁建设运营安全风险防范对策及建议 5.1 建设阶段安全风险建议 5.1.1根据地质情况合理规划线路 目前为止，我国尚未制定统一的地铁建设地址环境评价标准，根据自身的地质特点，每个地区可以制定各地的评价方法和标准。在选择线路、设计并确定方案、计算成本、施工方法、建设周期以及运营期间的维护等方面各地地铁建设都与所处的地质环境有紧密联系。因此合理选线,选择设计方案和施工方法,加快建设进程, 节省投资,保证地铁和周边设施安全，比较系统地研究地铁建设与地质环境的关系有着十分重要的意义。对相应的地质环境方面，各勘察阶段需要做工作,为地铁建设区地质环境现状的评价和地质环境变化的预测提供依据。例如在地铁建设中排水作业造成地铁建造地区地下水资源减少，同时在浅覆盖岩溶区可能会造成地面塌陷和变形。由于人工排水破坏地下水平衡，可能还会诱发轻微地震;还可因排水施工引起地下海水侵入，像天津这样的沿海地区。掘进过程可引起采空塌陷, 例如2008年11月15日，杭州风情大道地铁施工现场发生了大面积地面坍塌的特大事故，酿成21人死亡的惨剧。地质环境的变化，像岩溶泥砂突水或溃塌可改变生态环境。地铁建设受到原生地质环境影响,同时地铁建设又会改变地质环境或产生新的地质环境问题,反过来又影响地铁的投资成本、建设周期、地铁安全以及周边居民的生活及财产安全。 5.1.2制定完善相关的安全管理法规，完善设计理论 针对我国地铁安全管理目前存在的一系列问题，认真总结国内外地铁建设和运营的安全管理工作经验，制定相应的理论规范以及章程，完善我国地铁法律法规，明确地铁规划、设计、施工、监理、运营单位的安全职责，依法规范乘客行为，保护地铁安全设施，使地铁建设和运营管理走上依法管理的更高层次，确保地铁系统安全运营。目前从保障我国地铁安全运营的实际情况来看,急需定期完善地铁灾害应急处理制度、地铁紧急状况演练的机制、地铁设施以及设备的日常安全维护制度及国民地铁安全教育计划。 5.1.3盾构隧道施工 盾构法是一种利用盾构机在地面以下暗挖隧道的施工方法。盾构机利用圆柱体的钢组件即护盾，在其掩护下进行挖掘、排土、衬砌等作业，并沿隧洞轴线向前推进。盾构法施工有以下优点： (1)盾构施工的机械化程度高。现代盾构掘进机具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。科学技术含量高，融合了光、机、电、液、传感、信息技术，劳动强度低，施工人员少，施工速度快、效率高，工程质量和工期有保障。 (2)一次性成洞。不需重复施工，一次成型，简化了很多不必要的步骤。 (3)施工占地小。除端头井外，不占任何场地，盾构施工隐藏在地下。施工时与地面工程及地面交通互不影响，作业环境好，并且对外界的负面影响小。特别适合交通繁忙和城区建筑密集的地段。 (4)震动噪声小。因为盾构机械深埋地下，土壤覆盖盾构机械，所以施工隐蔽性好，天然隔声降噪。施工噪音及震动所引起的环境影响也小，对周围居民干扰很小。 (5)施工不受气候的影响。盾构支护、掘进、出土、衬砌等作业在地下完成，因此受气候影响较小。 5.2 运营阶段安全风险建议 5.2.1 信息化的监测手段 (1) 综合监控系统的建立 综合监控系统的基本原理是实现对地铁内部各专业化的供电、环境与设备监控、防灾报警等自动化监控系统的集成和监控管理，利用计算机及网络技术和综合信息处理平台软件体系。关键技术在于通过综合信息处理平台对各专业化监控系统的信息的综合处理，根据运营管理的需求，综合监控系统设置灾害情况和多个运营条件下的各专业化监控系统间的自动联动监控模式，从而提高处理突发事件及运营管理效率的能力。 (2) 地铁工程安全风险管理及重大事故预测预报研究 针对地铁安全问题的发生机制、安全监测与监控理论及技术、灾害预测预报技术、风险分析技术、应急处理决策支持技术需要进行深入系统研究。评估事故发生概率及灾害后果，提出发展定量研究，预防措施，解决其关键问题。 5.2.2 安全风险管理体系建立 5.2.2.1人为因素 地铁运营的作业人员和管理者要有高素质的工作水平和职业道德，乘客要有较强的安全防范意识。地铁工作人员平时要注重安全意识的培养,努力提高对易燃易爆危险物品的识别能力和自身处理各类突发事件的能力。乘客在乘坐地铁时要严格遵守地铁安全管理守则和乘客守则,严禁携带危险物品进入地铁站，切忌在列车运行期间,有砸窗、拉门、跳车等危险行为。还要熟悉环境及注意地铁的安全装置和消防设施。灾害发生时,能采取有效自救措施。 5.2.2.2外界因素 性能先进、功能完善的地铁装备防灾抗灾能力强。车站与区间隧道建筑结构设计合理,灾害发生时便于逃生。 (1)违禁物品检测系统 鉴于国内屡禁不止的乘客携带易燃易爆品进站事件和国外发生的几起地铁炸弹袭击事件,加大安全检查的力度。在每个站点候车处安装探头,及时发现乘客携带的可疑物品。在地铁进站口设安全检测仪,检测旅客随身物品及行李是否含有危险品;在一些特殊节假日的人流涌动高峰期,甚至还有必要出动防爆犬,在车站、车厢内加强乘客行李的安全检查,加大对各类危险品的查堵力度。 (2)可靠装置防止坠轨和自杀 车站内的坠轨等自杀事故严重影响到列车的正常运营。在地铁站台安装屏蔽门设施。为防止地铁跳轨事件的发生, 北京的运营部门采取积极的应对措施,一线地铁各站安装红外线感应器,当有乘客越过黄线,感应器就能及时响起报警。 (3)设置合理且通畅的应急通道 2004年实施的《上海市城市轨道交通设计规范》规定,在设计新的轨道交通线路时,沿线每隔300 m距离应设置一条应急通道。一旦列车在隧道中发生故障,或发生火灾等险情,乘客可以通过应急通道走到站台,从而大大加快乘客疏散速度。 (4)完备的监测系统、安全装置、消防设施和信息传输系统 对地铁运营情况进行实时监测是一项重要手段。为能在调度室随时察看任何一个车站和过道的情况，在地铁车站内部和过道处安装摄像头，在车厢内安装监控摄像头。在驾驶室安装监视器,司机可以对车厢内的情况进行观察。在隧道内安装了图像信号传输设备,地铁调度指挥中心可以监控每辆车的运行情况。地铁安全装置一般包括车门紧急解锁手柄、司机室与车厢通道门的紧急拉手、列车警报按钮、列车头部紧急疏散门、车内的紧急照明、通风系统和供电系统、车站智能烟感探头、车站紧急停车按钮。地铁消防设施一般包括列车上灭火器、车站和区间隧道内的排烟装置，站厅及站台内消防栓和灭火器、自动水喷淋装置、防淹门等。为方便外部救援力量的支援，特别是要在车站的出入口附近设置与外部消防车接口的消防栓。 (5)地铁工程及车辆材料防灾 地铁车站区间工程属一级耐火建筑,均采用钢筋混凝土结构,除此之外, 电缆电线采用耐火阻燃、低烟无卤材料,装修材料均需采用不燃材料,将大大降低车站区间工程自身着火的可能性。 5.2.2.3附属设施及装备的安全化 地铁内布置了很多附属设施，可能地为乘客尽提供便利。今年来全球地铁突发事件增多，各国地铁管理部门纷纷采取应对措施，来避免这些附属设施成为恐怖分子制造灾害的渠道。“9•11”恐怖袭击之后,美国纽约地铁站换成了能抵御炸弹爆炸的新型垃圾箱。 “3•11” 马德里恐怖袭击中,恐怖分子利用手机引爆炸弹，英国伦敦地铁当局宣布,将重新评估在该市地铁车站安设手机信号接收天线的计划。2004年春运期间,为避免发生危险事件,上海地铁也有类似措施，用一次性垃圾袋取代了原来的钢制垃圾筒。为了降低突发事件可能造成的损失,俄罗斯有关部门计划在车辆内安装新式车窗玻璃,一旦发生爆炸,这种玻璃不会破碎,而是连同窗框一起脱落。 5.2.2.4运营期间地铁监护 建立长久有效的地铁监测体系，建全并完善地铁监护档案，保证监测数据的准确性和连续性，全面优化地铁监控活动的频率和活动范围。完善地铁保护的目标责任制，积极开展与地铁安全运营密切相关的多项科研:如振动、分层沉降、堵漏、数字化地铁监护等。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文通过对国内外地铁建设与运营的风险管理现状的描述找出我国在地铁建设与运营的风险管理中所面临的问题。首先阅读大量国内外文献，总结地铁建设和运营期间安全风险的现状；再对地铁建设运营安全风险因素识别进行分析，利用AHP法建立地铁建设运营安全风险评价指标体系和模型;最后针对我国地铁建设与运营过程中存在问题进行研究，并提出了解决办法。
科学性、先进性及独特之处
- 1、本文研究了在我国地铁建设过程中存在的问题，包括地下水、土层、消防等； 2、建立基于AHP地铁建设运营安全风险评价指标体系和模型，分析评价地铁安全风险，具有很好的理论指导作用和实际意义； 3.结合之前国内外安全事故进行分析，综合自然，人文，社会各个反面的因素，总结出一些行之有效的意见和建议，供决策者参考。
应用价值和现实意义
- 实际应用价值：对地铁工程进行安全管理控制，有利于提高工程建设的安全管理水平，增强地铁安全控制能力，预防和减少地铁建设和运营期间事故的发生，保证地铁工程顺利进行。并且可以延长地铁的使用年限。现实指导意义：本文描述了地铁建设与运营期间需要重视的一系列问题，其中主要包括：地下水、抗震设计、消防、深基坑、安全预警远程控制等等。
学术论文摘要
- 我国近几年来开始了地铁大规模建设并有大量建成投入运行。 但由于我国居民对地铁数量与质量需求规模日益增加的趋势与地铁建设的超速发展和我国技术研究与储备的不足形成鲜明对比，使地铁建设和运营中存在很多安全问题与安全隐患。 针对地铁建设与运营的地铁风险源辨识、评估与控制还没有形成统一的技术体系 1、我国尚无地铁抗震设计规范、大量新建的地铁没有经过地震等安全考验； 2、大规模地铁建成后的安全尚无有关规程从技术上与法律上进行保护； 3、地铁长期运行沉降及对地铁结构安全及列车高速运行安全的影响尚未研究等。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] H ．H .Einstein，Risk and risk analysis in rock engineering [J], Tunneling and Underground Space Technology，1996. [2] 刘大安，杨志法，柯天河等.综合地质信息系统及其应用研究[J].岩土工程学报，2000. [3]孙建军. 地铁施工若干问题研究[D].天津大学，2006. [4] 王理达. 地铁车站人群疏散行为仿真研究[D]北京交通大学, 2007 . [5]张俊丽. 基于公共安全优先的综合交通枢纽预警管理系统构建研究[D]天津理工大学, 2009 . [6]刘艳,汪彤,吴宗之. 地铁运营事故风险中的乘客因素分析[A]中国灾害防御协会风险分析专业委员会第二届年会论文集（二）[C], 2006 .
同类课题研究水平概述
- 国外风险管理理论在地铁工程中的应用研究比较晚，大部分主要针对隧道工程的。HH Einstein教授在1990年比较系统的阐述了风险分析在山岭隧道工程中的应用，并开发了由于地质及环境不确定性产生风险的计算机辅助分析工具。在Einstein研究的基础上，Nilsen（1992）等对复杂底层条件下的海底隧道的风险进行了相对深入的研究。Clark（2002）采用了风险指数的评价方法对美国西雅图地铁工程规划和初步设计进行了地质风险、合同风险、设计和施工风险的分析工作。Kampmann运用了风险评估技术为哥本哈根地铁工程提出了包括40多种灾害的10种风险类型，对事故的可能性和影响结果提出了具体的分类体系。日本的佐藤久给出了盾构法、矿山法和顶管法三种施工中发生灾害事故的统计资料。Snel和Van Hasselt在考虑投资、工期和工程质量的前提下研究了阿姆斯特丹南北地铁线路设计和施工中的风险管理问题，提出了“IPM”风险管理模型（Inventory of critical aspects；Preventive measures；Backup measures），来控制复杂的技术性的地下工程设计施工过程中的工期、造价和质量方面的风险。 我国地铁风险研究处于起步阶段，同济大学的丁士昭教授对广州地铁首期工程、上海地铁1号线工程建设中的风险和保险模式进行了研究。边亦海(2005)以可靠度理论为基础，提出了地铁等地下结构的抗风险设计概念计算出地下结构风险发生的概率以及定性评价风险造成的损失，并提出了改进的层次分析方法。王梦恕(2005)指出了厦门海底隧道设计、施工、运营中存在的重大风险，并提出了相应的风险规避措施。陈亮(2005)对盾构地铁隧道中主要的风险事故、规避措旌等进行归类、存储，收集和积累工程风险信息，建立风险数据库，为风险辨识、评估和决策等工程风险管理各环节提供信息的存储、计算和分析。吴贤国(2007)等对武汉长江隧道盾构施工主要风险因素进行识别和分析，提出一些相应的风险防治措施，且半定量地确定了各风险因素发生概率和影响后果。
