Проектирование организации строительства
Основные принципы строительства.
Работы по строительству подземных сооружений выполняют в соответствии с разработанной проектно-сметной документацией, включающей проект организации строительства (ПОС), утвержденный и согласованный в установленном порядке.
При разработке проекта организации строительства городских подземных транспортных сооружений необходимо учитывать особенности больших городов: с одной стороны, наличие мощной индустриальной базы, широкого парка строительных машин и оборудования; с другой стороны, стесненные условия городской планировки и застройки, интенсивное уличное движение, густая сеть подземных коммуникаций.
Проект организации строительства подземного сооружения разрабатывается проектной организацией на основе требований действующих норм и технических условий с учетом передового опыта строительства аналогичных объектов и конкретных условий строительства. При этом предусматриваются меры по обеспечению минимального стеснения городской территории, охране окружающей среды, а также условий безопасного ведения работ.
В состав проекта входят:
— генплан организации строительства;
— ситуационный план участка с указанием расположения всех необходимых объектов, улиц и дорог, зданий и сооружений;
— схемы строительных площадок;
— схемы, определяющие развитие фронта работ;
— технологические схемы возведения подземного объекта;
— таблицы объемов основных работ;
— график производства работ;
— график потребности в основных строительных машинах и оборудовании;
— график потребности в рабочей силе и пояснительная записка.
На основе проекта организации строительства проектная или строительная организация разрабатывает проект производства работ (ППР), учитывающий уточненные местные условия, наличие машин, механизмов и оборудования, ресурсов рабочей силы и т. п.
В ППР включают:
— технологические схемы, выполнения подземно-строительных работ;
— таблицы с показателями, характеризующими затраты труда и материалов;
— календарный план производства работ;
— график движения рабочей силы;
— график работы основных строительных машин и механизмов;
— график поступления строительных конструкций, материалов и оборудования;
— план обеспечения строительства транспортными средствами.
При разработке проекта организации строительства и проекта производства работ руководствуются необходимостью достижения наивысшей производительности труда, обеспечения быстрейшего ввода в эксплуатацию данного объекта при высоком качестве выполнения работ. Это возможно только при высокой степени индустриализации, комплексной механизации и автоматизации основных технологических процессов, при четкой организации всех видов работ.
Организация и управление строительством подземных сооружений на современном этапе осуществляется на основе научной организации труда (НОТ). Это комплекс мероприятий, направленных на совершенствование организационной структуры и системы планирования и управления строительством, на повышение уровня организации производственных процессов. При этом предусматриваются более эффективное использование механизмов и оборудования, улучшение материально-технического снабжения, внедрение прогрессивной технологии и передовых форм труда и т. п.
Одной из наиболее прогрессивных форм организации работ при строительстве крупных подземных сооружений является поточный метод, предусматривающий последовательное возведение отдельных элементов сооружения при непрерывном и равномерном выполнении установленных объемов работ. При этом требуются тщательная предварительная инженерная подготовка территории строительства, обеспечение максимального фронта работ, оперативность производственного аппарата и материально-промышленной базы. Технологический поток организуется на строительстве в целом, а также на отдельных его участках. Специализированные строительные подразделения, бригады, звенья включаются в работу последовательно в соответствии с видом выполняемых технологических операций, что обеспечивает совмещение во времени горно-проходческих, монтажных и отделочных работ. Применение поточного метода позволяет обеспечить полное завершение строительно-монтажных работ на отдельных участках в установленные сроки за счет более четкой специализации строительных подразделений, эффективного использования материально-технических ресурсов и капитальных вложений, организации работ по методу бригадного подряда и повышения производительности труда.
Работы на строительных участках должны выполняться циклично. В каждый цикл включают обычно все виды работ, обеспечивающие создание законченного участка подземного сооружения (1м длины тоннеля, заходка). Продолжительность цикла определяет скорость проходки выработки и устанавливается путем составления специального графика — циклограммы работ. Все виды работ включенные в циклограмму увязывают, исходя из их технологической последовательности и возможности совмещения; продолжительность выполнения каждой технологической операции устанавливают в соответствии с нормами времени.
Циклограммы являются основой для составления календарного графика производства работ, в котором отражается последовательность выполнения отдельных видов работ по сооружению подземного объекта в соответствии с установленным сроком строительства.
Помимо календарного графика составляют график движения рабочей силы, определяющий потребность в людских ресурсах на всех стадиях строительства, а также график потребности в энергии, основных материалах и оборудовании.
В последнее время взамен линейных календарных графиков применяют сетевые графики работ, позволяющие более точно учесть все нужды п возможности строительства, наметить наиболее рациональные пути выполнения основных и вспомогательных технологических операций. Сетевые графики разрабатывают исходя из конечного срока, установленного для ввода в действие данного подземного объекта. Графиком определяется продолжительность основных этапов и очередность строительства отдельных объектов, входящих в состав подземного сооружения. Кроме того, регламентируются сроки поставки основных материалов и оборудования. Сетевой график является исходным документом для планирования капитальных вложений и материально-технического снабжения. Все работы, входящие в состав сетевого графика, должны находиться в технологической и организационной последовательности. Контроль за соблюдением сетевого графика производится из единого центра, куда поступает вся необходимая информация со строительных площадок.
Управление строительством осуществляется по сетевым и недельно-суточным графикам через диспетчерскую службу, на вооружении которой имеются различные средства связи, автоматики, телемеханики и т. п. Диспетчерская служба обеспечивает контроль и регулирование выполнения графиков работ, снабжение строительства материальными и техническими ресурсами, координирует согласованную и ритмичную работу всех участвующих в строительстве организаций. Строительство по сетевым графикам ряда городских подземных сооружений (линий метрополитена, транспортных и пешеходных тоннелей) показало высокую эффективность таких графиков.
На основе сетевых графиков разрабатывают системы сетевого планирования и управления (СПУ), которые охватывают весь процесс создания подземного сооружения, начиная с проектирования и кончая сдачей объекта в эксплуатацию. Система сетевого планирования и управления в сочетании с диспетчеризацией и ЭВМ является составной частью автоматизированной системы управления строительством (АСУС). Основное назначение АСУС — дальнейшее совершенствование деятельности строительных организаций на базе использования экономико-математических методов управления и средств вычислительной техники. Обычно АСУС подземного сооружения включает в себя целый ряд систем и подсистем, выполняющих различные функции и обеспечивающих сбор и обработку информации с последующим анализом и выработкой оптимального решения, разработку перспективных планов, а также управление отдельными технологическими процессами. Взаимодействие подсистем с системой более высокого уровня — автоматизированной системой организационного управления строительством осуществляется посредством автоматизированной системы оперативного диспетчерского управления (ОДУ) строительством.
Главным показателем оптимальности АСУС является ввод объекта в эксплуатацию в установленные государственным планом сроки. Создание АСУС обеспечивает дальнейшую централизацию управления производственными ресурсами, способствует координации действий во всех звеньях управления строительством, дает возможность оперативного маневрирования имеющимися резервами. Внедрение АСУС позволяет не только повысить технико-экономические показатели строительства, но и значительно улучшить условия труда рабочих и ИТР, усовершенствовать нормирование и оплату труда, повысить степень энерго- и механовооруженности строительства.
Охрана городской среды.
При строительстве городских подземных транспортных сооружений необходимо учитывать требования охраны окружающей среды, которые предусматривают минимальные нарушения движения транспорта и пешеходов, предотвращение сдвижений и деформаций поверхности земли и находящихся поблизости зданий и инженерных коммуникаций, уменьшение загазованности и запыленности воздуха, снижение до допустимых пределов уровня шума и вибрации в период производства подземно-строительных работ.
Строительство городских подземных транспортных сооружений, как правило, сопряжено с нарушением поверхностных условий, причем характер и степень нарушений зависят от места расположения подземного сооружения, глубины его заложения, организации и технологии ведения работ, видов применяемого строительного оборудования. При строительстве подземных сооружений мелкого заложения открытым или опускным способом на застроенной территории, в условиях интенсивного автомобильного и пешеходного движения работы ведут с поверхности земли по всей трассе подземного сооружения, что вызывает необходимость частичного или полного закрытая движения транспорта и пешеходов в районе строительства на период производства работ. При этом могут потребоваться перекладка трамвайных путей, перенос контактной сети троллейбуса, организация новых пешеходных-путей, установка дополнительного светофорного регулирования. Многие технологические операции при открытом способе работ (забивка я извлечение свай и шпунта, разработка грунта) сопровождаются сильным шумом, вибрацией и газовыделениями, что отрицательно сказывается на состоянии воздушного бассейна и условиях проживания людей в этом районе. Кроме того, приоткрытом и опускном способах требуется выполнить большие объемы работ по переустройству подземных коммуникаций с временным их отключением, что также отражается на жизни города.
При закрытом способе работ поверхностные условия нарушаются только в местах расположения порталов или шахтных стволов. Однако проходка подземных выработок закрытым способом в неустойчивых грунтах может вызвать сдвижения и деформации поверхности земли и находящихся поблизости зданий, сооружений и коммуникаций. Строительство подземных сооружений в скальных грунтах буровзрывным способом также сопряжено с опасностью нарушения поверхностных условий и повреждения зданий и сооружений.
Определенные нарушения поверхностных условий, связанные с изменением бытового режима и загрязнением подземных вод, имеют место при применении водопонижения, искусственного замораживания н химического закрепления грунтов. В связи с этим при строительстве городских подземных транспортных сооружений необходимо применять такую организацию и технологию работ, которые в наибольшей степени отвечают требованиям охраны городской среды. Например, при открытом способе работ для ограждения котлованов следует устраивать не забивную, а погружную или подвижную крепь, а также траншейные стены, возводимые по технологии «стена в грунте». При производстве работ на поверхности земли следует использовать машины, механизмы и оборудование, оснащенные газоочистителями, глушителями шума и другими приспособлениями, снижающими вредное воздействие на окружающую среду. При строительстве подземных сооружений закрытым способом необходимо ограничивать или исключать применение буровзрывных работ, широко используя тоннелепроходческие машины и механизированные щиты с обделками, обжатыми в грунт, или из монолитно-прессованного бетона.
Требования охраны городской среды касаются также организации и оборудования строительных площадок. Все временные здания и сооружения на строительной площадке следует размещать с учетом минимальных нарушений окружающей среды и жизни населения в прилегающих районах, соблюдения санитарных и противопожарных требований, сохранения систем городского хозяйства. Учитывая ограниченные возможности отвода городской территории, в большинстве случаев на строительной площадке располагают лишь минимальное количество временных зданий. Такие помещения, как контора участка, душкомбинат, медпункт, мастерские и пр., могут располагаться в арендуемых на время строительства близлежащих зданиях. Кроме того, стремятся по возможности производить централизованную доставку материалов — бетонной смеси, цементного раствора, битумной мастики, а также элементов конструкций, что позволяет не устраивать на стройплощадке больших складов, бетонных и растворных узлов, битумоварок и пр.
При размещении строительной площадки на территории скверов или парков необходимо пересадить деревья и кустарники, а после ликвидации площадки произвести рекультивацию растительного слоя грунта и зеленых насаждений. Во избежание загрязнения городских водотоков или водоемов удаляемые со строительных площадок грунтовые воды следует пропускать через грязеотстойники, а производственные (бытовые) стоки — через бензомаслоуловители и биофильтры с целью очистки их от вредных примесей до допускаемых нормами пределов. Грунтовые воды могут сбрасываться в дождевую городскую канализацию без предварительной очистки, если концентрация в них нетоксичных взвесей, масляных и нефтяных веществ не превышает предельно допустимой. В ряде случаев на строительной площадке целесообразно устройство системы оборотного водоснабжения.
Охрана труда и техника безопасности.
В проектах организации строительства и производства работ должен быть предусмотрен комплекс мероприятий, обеспечивающих безопасное ведение строительных работ в соответствии с действующими правилами техники безопасности и производственной санитарии. Имеется в виду создание нормальных условий для выполнения работ на строительной площадке и рабочих местах, обеспечение санитарно-гигиенического обслуживания работ, устройство необходимого освещения строительных площадок, рабочих мест, проходов, проездов и т. п.
Вопросы охраны труда и техники безопасности занимают весьма важное место в общем комплексе организации подземного строительства. Следует отметить, что производство подземно-строительных работ во многих случаях сопряжено с тяжелыми и вредными условиями труда, что требует специальных мер по технике безопасности. Это относится в первую очередь к проходке выработок закрытым способом с применением буровзрывных работ, сжатого воздуха при наличии вредных газов, пыли и т. п.
Меры по охране труда должны предусматривать обеспечение каждого строительного объекта санитарно-бытовыми помещениями: душевыми, столовыми, буфетами, медпунктом. При работе на открытом воздухе в зимнее время должны быть устроены помещения для обогрева людей.
При производстве подземных работ необходимо обеспечивать требуемую чистоту, влажность и температуру воздуха. Для обеспечения требуемого состава и температуры воздуха подземные выработки необходимо проветривать. Воздухообмен осуществляется по приточной, вытяжной или комбинированной (приточно- вытяжной схемам с подачей или удалением воздуха по трубопроводам диаметром 0,6—1,2 м. Регулирование режима проветривания осуществляется в соответствии с уровнем загазованности и запыленности, который контролируют с помощью газоанализаторов и других измерительных приборов.
При наличии притока в выработку подземных вод устраивают водоотлив. Воду откачивать можно непрерывно или периодически, не допуская затопления настилов и откаточных путей в подземной выработке. Воду из забоя отводят по лоткам или трубам в водосборник главного водоотлива или вспомогательной насосной установки. При этом размеры поперечного сечения лотков или труб подбирают, исходя из максимального водопритока. Насосное оборудование устанавливают непосредственно в тоннеле или в подземной камере. Пол камеры должен превышать уровень откаточных путей не менее чем на 0,5 м. В составе водоотливной установки должно быть не менее двух насосов — рабочий и резервный. Все насосы оборудуют автоматическим управлением и устройствами аварийной сигнализации. Емкость водосборника насосной камеры главного водоотлива при притоке подземных вод до 300 м3/ч должна быть не менее 150 м3, а при притоке более 300 м3/ч устанавливается по проекту.
Помимо вентиляции и водоотлива в подземных выработках (круглосуточно), а также на поверхности земли (в вечернее время) должно быть предусмотрено искусственное освещение. Для этого применяют специальные светильники с лампами накаливания или с газоразрядными лампами. В зависимости от типа и размеров выработки светильники размещают на взаимном расстоянии 2—8 м при высоте подвески 2—4 м, обеспечивая уровень освещенности 10—50 лк. Непосредственно в забое выработки устраивают усиленное освещение. На строящихся подземных объектах предусматривается также система аварийного освещения от автономного источника питания.
Для оперативной связи работающих в подземных выработках с поверхностью предусматривается телефонная сеть, а также система электросигнализации. Для сетей освещения и сигнализации в подземных выработках допускается напряжение не более 36 В, а при наличии обводненных участков, в тесных выработках—не более 12В.
Для безопасности ведения подземно-строительных работ необходимо правильно организовать рабочие места и проходы, предусмотрев надежные ограждения, защитные и предохранительные устройства и приспособления.
Все используемые при строительстве подземного сооружения машины, механизмы и оборудование, а также вспомогательные приспособления леса, настилы, подмости, опалубка и т. п.) должны иметь надежную конструкцию, соответствовать требованиям стандартов и обеспечивать безопасное ведение работ.
Требования техники безопасности весьма разнообразны и распространяются на все виды подземно-строительных работ. В нашей стране уделяется большое внимание вопросам охраны труда и техники безопасности, профилактике профессиональных заболеваний и производственного травматизма на подземных работах.