Эксплуатация и строительство подземных объектов

ПРОБЛЕМЫ И ТЕНДЕНЦИИ СОВРЕМЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Основные виды рисков в подземном строительстве

В процессе строительства и эксплуатации подземного сооружения возникают различные аварийные ситуации, связанные с ошибками в решениях изыскателей, проектировщиков, строителей и эксплуатационного персонала. Принятие того или иного решения зависит от множества объективных и субъективных условий и факторов. Учесть все условия и факторы, а затем активно на них воздействовать, не всегда возможно. Соответственно и принятое решение может иметь различный исход, как желательный, т.е. правильный, так и нежелательный — ошибочный. В любом случае, появляется неопределённость в прогнозировании исхода ситуации, т.е. имеется лишь некоторая вероятность достижения результата, или риск.

Риском принято называть вероятность достижения желательного или нежелательного результата от принятого решения. Для прогнозирования риска необходима полная и достоверная информация об объекте.

Все риски, возникающие при проектировании, строительстве и эксплуатации подземного сооружения, можно условно классифицировать:

· по природе возникновения: внешние, обусловленные различными внешними факторами (инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями, сбоями в поставках строительных материалов и оборудования или поставками некачественных материалов, проблемами финансирования и пр.), и внутренние, возникшие внутри системы (некачественно проведённые инженерные изыскания, нарушения технологий производства работ, выход из строя проходческого оборудования, нарушения строительных норм и правил техники безопасности и т.д.);

· по принадлежности: ошибки изыскателей, проектировщиков, строителей, эксплуатационного персонала, поставщиков строительных материалов и оборудования, заказчика, инвестора и др.;

· по времени возникновения и проявления: ошибка, возникшая при инженерно-геологических изысканиях или при проектировании, может проявиться лишь при строительстве или, что ещё хуже, при эксплуатации сооружения. Примером подобных ошибок может служить Лужнецкий метромост в Москве;

· по продолжительности проявления негативных последствий: длительные и кратковременные;

· по интенсивности проявления и ущербу: крупные и местные;

· по степени влияния на результат: незначительные — не оказывающие влияния на само сооружение, сроки строительства, не имеющие человеческих жертв и крупных материальных по следствий; значительные — приводящие к изменению конфигурации или трассы подземного сооружения, увеличению сроков строительства, длительному выходу из строя проходческого оборудования, приводящие к травмам и гибели людей и крупным материальным последствиям; катастрофические, результатом которых является прекращение строительства или невозможность эксплуатации подземного объекта;

· по реальности проявления: прогнозируемые и фактические.

Неизбежность возникновения рисков в процессе строительства и эксплуатации подземного сооружения требует разработки и применения методов прогнозирования рисковых ситуаций и реагирования на них для исключения или минимизации последствий.

Для качественного анализа причин и последствий возможных рисков применяют различные математические методы, в частности:

· аналитический, базирующийся на жёстко последователь ном расчёте по заданным формулам и нормативам;

· алгоритмический — использующий систему логических построений, позволяющих более полно учесть имеющиеся условия и ограничения;

· статистический — требующий наличия статистических данных об аварийных ситуациях на объектах-аналогах. Этот метод малоприменим при строительстве уникальных сооружений, каковыми являются многие крупные подземные объекты;

· имитационное моделирование — позволяет наиболее пол но и адекватно описывать все процессы, происходящие при строительстве и эксплуатации подземного сооружения и отслеживать последствия имитируемых и фактических сбоев. Для этого, не редко, общее алгоритмическое представление системы реализуется с помощью ЭВМ.

Наиболее сложной задачей становится количественная оценка последствий проявления каждого вида риска и их совокупности, связанная с существованием множества вариантов решений и, как следствие, неопределённостью рисковых ситуаций. Для выявления вероятности возникновения каждого вида риска необходимо составить классификацию всех возникающих рисков, произвести расчёт базовых значений рисков и выделить из них основные.

Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 235 ;

Источник

Безопасность и риски строительства подземных сооружений

О строительной геотехнологии

Взаимодействие подземных сооружений с массивом горных пород, методы проектирования и расчета конструкций этих сооружений, способы и методы организации и управления горно-строительными работами, обеспечение безопасного выполнения этих работ составляют основы содержания строительной геотехнологии.

Безопасность и надежность подземных сооружений является ключевым аспектом использования подземного пространства. В области безопасного производства горных работ строительство подземных сооружений регламентируется федеральными законами, введенными в действие: в 1995 г. № 27-ФЗ «О недрах» и в 1997 г № 116 ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», а также Градостроительным кодексом Российской Федерации (Федеральный закон от 29.12.2004 г. № 190-ФЗ).

Объективные факторы повышенной опасности при строительстве подземных сооружений

Особые меры безопасности при выполнении работ в подземных условиях определены в Федеральном законе «О недрах» и предусматривают ряд специфических требований:

Конкретные нормы соблюдения этих и других законодательно установленных требований приведены в действующих «Правилах безопасности при строительстве подземных сооружений» (ПБ 03-428-02). Правила учитывают особенности использования техники и технологии горных работ, организационную структуру строительных компаний, другие условия строительства подземных сооружений, в том числе в крупных городах и мегаполисах, и включают в себя раздел «Противоаварийная защита».

По сравнению с горнодобывающими предприятиями на строительстве подземных сооружений в городах горным работам присущ ряд особенностей, существенно повышающих степень риска при их выполнении в силу ряда объективных причин:

Аварийные ситуации

Горным работам вообще и на строительстве подземных сооружений в городах в частности сопутствует относительно широкий перечень возможных аварийных ситуаций:

Горноспасательные работы по видам аварийных ситуаций

Анализ горноспасательных работ на строительстве отечественных метрополитенов, транспортных тоннелей и других подземных сооружений, выполненных за последние 30 лет, свидетельствует о большом количестве и разнообразии аварийных ситуаций, о сотнях людей, оказавшихся в опасных зонах в подземных условиях и выведенных из загазованных и задымленных выработок подразделениями горноспасательной службы. Всего, начиная с 1980 г., на территории Российской Федерации в ФГУ «УВГСЧ в строительстве» зарегистрировано 185 таких случаев.

Обрушения горных выработок при ведении работ в подземном пространстве

Обрушения часто осложняются последующим прорывом в горные выработки подземных вод, плывунов, других текучих масс, являются причиной тяжелых несчастных случаев с работающими и влекут значительные затраты на ликвидацию последствий.

В числе непосредственных причин обрушений можно выделить недостатки горногеологических и иных предпроектных изысканий и прогнозов, ошибки при проектировании на разных этапах, отступления от проектов производства работ, а также природные явления.

Примером аварийной ситуации, явившейся следствием нарушений проектной документации и просчетов маркшейдерской службы, может служить обрушение в фурнели при строительстве пересадочного узла между станциями «Менделеевская» и «Новослободская» в г. Москве (рис. 1).

Подобные случаи имели место и на других стройках: например, в г. Санкт-Петербурге при сооружении комплекса станционного узла станции «Владимирская-II» (1989 г.).

Затопления горных выработок

Прорывы грунтовых вод в призабойное пространство тоннелей сопровождаются выносом грунтов, разрушением крепи и вызывают иногда длительную приостановку горных работ. В большинстве случаев развитию таких аварийных ситуаций предшествует ряд признаков, свидетельствующих о перераспределении горного давления на крепь, постепенный рост водопритока и др., что позволяет своевременно вывести людей из опасной зоны.

Подобные случаи неоднократно имели место на строительстве Северо-Муйского тоннеля, один из которых (в мае 1999 г.) существенно повлиял на сроки завершения строительства. Аналогичные аварийные ситуации в последние годы возникали и на строительстве метрополитена в г. Казани, где в 2001-2004 гг. произошло несколько инцидентов, в том числе с подтоплением горнопроходческого комплекса «Ловат». На строительстве Московского метрополитена одно из наиболее серьезных затоплений произошло на шахте № 904 (1988 г., станция «Цветной бульвар») при подработке артезианской скважины. Случаи подтопления происходили на шахтах № 936 (1990 г.), № 931 (1989 г.) Московского метрополитена и других объектах. Характерный пример затопления выработок произошел 28 мая 2008 г. на строительстве метрополитена в г. Омске (рис. 2).

Оснащение горноспасательных подразделений

Оснащение горноспасательных подразделений осуществляется в соответствии с Табелем оснащения. Каждое горноспасательное отделение (а их во взводе не менее четырех) снабжено комплектом табельного оснащения первой очереди доставки и применения и второй очереди.

Оснащение первой очереди содержится в специальном оперативном автомобиле. К нему относятся специальное техническое оборудование (установки, механизмы, аппараты и др.) и материалы, используемые непосредственно для спасения людей и ликвидации аварий, а также средства доставки (личного состава, оснащения) к месту аварии. Оборудование второй очереди применения – насосные и вентиляторные установки, пеногенераторы и устройства порошкового пожаротушения, материалы оперативного назначения (пенообразователь, огнетушащий порошок и т.п.), а также механизированный аварийно-спасательный инструмент – содержится в грузовых автомобилях и автопоездах. На боевом расчете взвода содержится пожарная автоцистерна среднего типа, используемая для тушения пожаров на строительных площадках, в том числе при выполнении горных работ на объектах открытым способом.

Для тушения пожаров горноспасательные подразделения в настоящее время имеют на вооружении все необходимое оборудование, в том числе установки, специально предназначенные для использования в горных выработках: пеногенераторные (рис. 3), порошковые и универсальные.

В последние годы пожарное оснащение подразделений существенно усилено за счет комплектования каждого горноспасательного отделения ранцевым устройством пожаротушения типа РУПТО-1-0,4 и РУПТ-2-0,4, внедрения новых типов мотопомп и другого оснащения, в том числе теплоотражательных костюмов ТОК-200, допускающих выполнение работ в непосредственной близости от очага горения при кратковременном воздействии температур до +200 °С.

Тушение пожаров – специфическая функция ВГСЧ. Подразделения горноспасательной службы, в отличие от всех других «наземных» аварийно-спасательных формирований, выполняют тушение пожаров в подземных условиях на профессиональной основе.

В случае возникновения пожара на объекте подземного строительства горноспасательное отделение, направляемое в задымленные выработки на поиск и спасение людей, имеет с собой самоспасатели, аппараты искусственной вентиляции легких и аппараты связи, приборы для определения состава воздуха и другое снаряжение (рис. 6–10).

Для организации связи с отделением, работающим в задымленной обстановке, используются специальные аппараты связи с телефонным проводом на катушках. Такие аппараты обеспечивают надежную связь до 5 км, наличие провода позволяет ориентироваться в задымленных выработках (рис. 11).

Для установки водяных завес на исходящей от очага пожара струе воздуха, дистанционного тушения пожаров в зависимости от угла наклона выработки и направления вентиляционной струи применяются водоразбрызгиватели (рис. 13).

ФГУ «УВГСЧ в строительстве» постоянно обновляет имеющееся оснащение на более совершенное и отвечающее требованиям, предъявляемым к аварийно-спасательным формированиям. В связи с привлечением горноспасательных подразделений к работам неаварийного характера, при выполнении которых не представляется возможным использование кислородно-дыхательной аппаратуры, приобретены аппараты, работающие на сжатом воздухе типа АСВ-2. Для контроля газовоздушной среды в подземных условиях для обеспечения безопасности горноспасателей при проведении аварийно-спасательных работ подразделения оснащены мультигазоанализаторами, переносными газоанализаторами горючих газов, в том числе приборами группового и индивидуального оповещения звуковым сигналом типа «ВМ-25» и «Гном» соответственно при повышении концентрации метана до критического содержания в шахтной атмосфере (рис. 14 и 15).

Профессиональная государственная горноспасательная служба в строительном комплексе

Почти три десятилетия горноспасательные подразделения нашего управления выполняют горноспасательные и другие аварийно-спасательные работы, сначала на территории бывшего СССР, затем России, действуя в ведении федеральных органов исполнительной власти, в том числе Минстроя, Госстроя России и с 2005 г. – Ростех-надзора. В настоящее время (2010 г. ) – в ведении МЧС России.

В ФГУ «УВГСЧ в строительстве» создана система профилактической работы. Установлен регламент проведения профилактических обследований – плановых и целевых, порядок учета и контроля за принятыми администрацией организаций предложениями по устранению выявленных нарушений правил безопасности. С 2007 г. внедрена и успешно используется автоматизированная компьютерная программа «Автоматизированное рабочее место (АРМ), учет и анализ результатов профилактической работы». Программа позволяет в режиме реального времени:

В рамках указанной системы на объектах обслуживаемых организаций в горных выработках ведется отбор проб воздуха и анализ его состава на предмет соответствия требованиям пожаровзрывобезопас-ности и санитарным нормам, проводятся тактические учения и учения-игры в порядке отработки предусмотренных планами ликвидации аварий мероприятий.

В целях повышения безопасности и снижения рисков при реализации инженерных решений строительной геотехнологии в подземном пространстве мегаполисов предусмотрен комплекс мер по укреплению оперативной готовности горноспасательных формирований к решению возложенных задач.

В порядке реализации федеральной целевой программы «Пожарная безопасность в Российской Федерации на период до 2012 года», концепция которой утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 31.10.2007 г. № 1532-р, предусматривается реконструкция в 2012 г. служебно-технических зданий для горноспасательных подразделений ФГУ «УВГСЧ в строительстве» в ряде городов, где строятся метрополитены.

В соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 24.06.2010 г. № 1050-р горноспасательные подразделения в угольной, металлургической и строительной отрасли переданы в ведение МЧС России. В настоящее время стоит задача интеграции этих подразделений в единую профессиональную горноспасательную службу.

Осуществление указанной выше задачи улучшит горноспасательное обслуживание строящихся объектов в подземном пространстве крупных городов и мегаполисов, позволит существенно снизить производственные риски и обеспечит более высокий уровень безопасности работы профессиональной горноспасательной службы МЧС России.

Источник