核电地下工程施工风险管控及应对研究论文_王树新

核电地下工程施工风险管控及应对研究论文_王树新

中核新能源有限公司 北京 100048

摘要:核电工程相较普通工程,具有较大的建设周期和投资规模,其对安全施工的标准更为严格,对于工程的质量也有更高的要求。工程造价管理是核电项目中的重要控制工作,其造价管理工作的效果会直接影响核电工程项目的总投资。为此,我们必须对其给予足够的重视。本文首先分析了地下工程风险管控的特点,然后分析了具体的风险管控的措施,希望能够加强施工风险管控的科学化,由此提升工程施工的质量。

关键字:核电;地下工程;风险管控

引言

伴随着全球人口的膨胀,人类的共同家园“地球”承载着越来越大的空间、环境、气候等压力,如何在有限的条件下提高对资源、空间的利用效率,满足日益增加的生产、生活需求,无疑是关乎人类生存、发展的重要课题。核电工程项目具有建设周期长、投资规模大、施工技术复杂、安全要求高等特点。核电工程包括地面厂房、地下构筑物、管沟、隧洞等子项,施工风险包括施工技术风险、施工活动风险、施工管理风险、施工资源风险、施工环境风险等五大风险因素。核电地下工程由于工艺要求的特殊性,采用隧洞作业较多,存在其独特的施工管控风险。国际工程保险协会的报告指出大部分地下工程事故都发生在隧洞施工阶段,因此对安全裕度、安全等级要求很高的核电项目,如何有效预判、有效管控,消除施工管理过程风险,对工程的顺利推进具有重要的意义。

一、地下工程风险管控特点

(一)常规地下工程风险管控特点

1、不利工程地质及水文条件。

当施工遭遇围岩类别较差、软弱结构、强风化体、涌水、渗透水等时,如采用钻爆法掘进,可能出现塌方、冒顶等工程风险,采用盾构法时,遭遇孤石、大块石、基坑、洞内渗水等风险,对施工进度及安全的影响。

2、有害气体、危险气体。

施工过程中出现的有害气体、易燃易爆气体,对作业人员及施工安全构成巨大影响,如硫化氢、一氧化碳、甲烷、二氧化碳等次生气体。

3、施工作业面狭小、工作面有限。

如隧洞掘进、衬砌作业面空间狭小,工序间衔接紧密,很难大规模开展、多工序开展施工作业,受成本及工艺限制,很难开展大规模的多工作面并行作业。因此工程进度管控压力较大,若遭遇突发状况,进度风险将进一步扩大。

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(二)核电地下工程风险管控特点

核电地下工程主要包括为满足循环冷却水运行要求的取排水隧洞、沟道、取排水构筑物等,通常明挖、暗挖施工相互组合、交叉,明挖包括大开挖放坡、垂直基坑,暗挖包括钻爆法、盾构法掘进等,多种施工工艺并行,使得各子项间形成连续、连通的系统工程,由于核电厂系统众多,要求将各系统紧凑布置,以满足运行需求,因此地下工程具有以下特点:

1、子项间交错布置,交叉施工

各子项空间上具有“多层次、多交叉”的特点,且工程进度压力大、施工安全管控风险高。典型子项空间布置如图1所示,在-16.5m至8.0m(场平标高)的立体空间内布置有4层隧洞(沟道),且在平面和高程上的距离较小(10m内)。由于子项间交错布置,作业面紧邻,需统筹考虑各子项的施工安排,进度风险较大;由于工期紧张,临近子项需并行作业,如隧洞钻爆作业与正上方沟道爆破、土建同时推进,爆破震动控制要求更高,施工安全风险更大。

2、与周边运行设施紧邻,安全等级较高。

隧洞周边、基坑周边运行设施较多,且相对距离较近,对安全的保证裕度要求较高。如在隧洞正上方存在明挖沟道、重件道路、维修车间、木工房,深基坑周边20m范围内存在已建机组投用的500KV高压线铁塔、10m范围内存在供水管线、电缆、变电站等,紧邻在运设施的存在。

3、隧洞浅埋及偏压、不良地质体及渗透水、进出洞口存在陡坡。 由于核电工艺的要求,其取水、排水隧洞的埋深相对较浅(埋深为4.5m~14m),且由于隧洞上方存在道路、沟道等,隧洞浅埋的同时多伴随有偏心压力荷载,通行的重型车辆荷载达到上百吨;受地勘条件的限制,时常出现绿泥岩、卸荷体、强风化带、IV类及V类围岩等不良地质条件,又由于工程靠近大海,施工需考虑强渗透水对作业的影响;在与隧洞连接的构筑物基坑边坡较陡,边坡坡比达到1:0.2,爆破震动的影响,裂隙和浮石较多,因此必须对洞口段进行相应的处理后才能保证安全进出洞。

4、施工逻辑顺序要求高,工程统筹难度大。

由于分层子项及连接子项较多,各子项分属多家施工单位,且施工进度较为紧张,在狭小的空间内多种施工工艺、多项目齐头并进,施工管控及协调难度凸显,因此需对施工布置、顺序安排进行统筹考虑,尤其是涉及钻爆隧洞出渣、衬砌的道路布置、盾构掘进的机械、管片通道布置,以便工程结束后,将工作面移交下一个子项施工,作为工程总承包管理方需对工程具有整体的宏观把握,理清逻辑顺序及交叉关系。

二、安全风险的主要管控措施

1、专家会议论证及评估

在地下工程施工中,需针对不同的施工工艺编制专项的施工方案,除满足国家法规要求的需对深基坑、地下暗挖工程、高边坡等方案进行专家论证的方案外,在核电地下工程中,对风险等级较高、施工环境特殊的方案,仍需组织专家论证及评估,充分发挥专家的“智库”作用及决策咨询作用,为工程顺利推进保驾护航。如钻爆法隧洞进洞过程中,针对不良地质体(IV类与V类围岩)、小间距隧洞(最小间距仅1m)进洞的方案进行了专家评审会,为安全进洞提供了有效的支撑作用。

2、施工监测与监控等信息化手段

将现代化的监测与量控技术手段运用到施工过程控制中,充分发挥信息时代的资源信息传递与精细化管控作用,做到动态掌控,针对施工过程中的位移、应变、应力、沉降、毒害气体等方面,对深基坑、洞挖、隧洞上方地表、周边建筑物等进行相应监控,编制专项方案,安排专业队伍进行实时监测,将预警信息反馈到施工过程中,实现“监控量测—信息反馈—指导施工—安全生产—进度推进”的良性发展态势。

3、完善的应急与应对措施

针对地下工程施工特点,在深基坑、钻爆、盾构施工过程中存在较大风险,包括防洪排涝、塌方、冒顶、渗漏渗水等突发状况,编制相应的应急预案与应对措施,充分交底,并配备齐全应急物资,将工程风险控制到最低程度,确保在紧急情况下,安全高效处理处置,为工程顺利推进奠定坚实基础。

结束语

就当前地下工程存在的风险,进行了相应的分析,精准的提出了相应的措施。对于核电地下工程,在明晰了相应的进度风险与安全风险基础上,针对各类风险采取有效的控制措施,主要包括:严密的进度逻辑计划、统筹的策划与规划、专家会议论证及评估、施工监测与监控等信息化手段、完善的应急与应对措施等,从而形成定向合力,推动工程建设又好又快发展。

参考文献:

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论文作者:王树新

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期

论文发表时间:2018/6/22

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