Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Безопасность и риски строительства подземных сооружений

Безопасность и риски строительства подземных сооружений

В рубрику "Официальный раздел" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Безопасность и риски строительства подземных сооружений

Осуществляемое в последние десятилетия интенсивное и эффективное использование подземного пространства с каждым годом приобретает все более широкое распространение во всех странах мира, в том числе и в России. Интерес к проблеме освоения подземного пространства и успехи в практическом решении этой проблемы способствовали активизации исследований в области методологии горных наук. Результатом этих исследований явились современная концепция использования и сохранения недр, а также новая классификация горных наук. В соответствии с этой классификацией строительная геотехнология осуществляет обеспечение проблем освоения подземного пространства
А.В. Александров
Начальник ФГУ "УВГСЧ в строительстве"

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.

Рост городского населения в мире вызвал глобальный процесс урбанизации, масштабы и темпы которого непрерывно растут. Если в 1830 г. в городах проживало около 3% населения, в 1960 г. - 34%, то в 1995 г. -уже 45% и предполагается, что к 2015 г. будет проживать не менее 55%.

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:

  • проведение геологических, маркшейдерских и иных наблюдений;
  • систематический   контроль   состава воздуха в горных выработках;
  • осуществление специальных мероприятий по прогнозированию и предупреждению прорывов воды, других текучих масс;
  • управление деформационными процессами горного массива и другие.

Одним из таких специфических требований является закрепленное в статье 24 закона требование обязательного обслуживания профессиональными горноспасательными службами организаций - пользователей недр, ведущих горные работы.

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:

  • подземные сооружения, в первую очередь метрополитены, сооружаются в подземном пространстве городов с плотной городской застройкой, на относительно небольших глубинах, вблизи газопроводных и иных коммуникаций, мест захоронения промышленных отходов и т.п.;
  • в период строительства проветривание осуществляется  по  временным схемам,  что  предопределяет более низкий уровень надежности управления аварийными вентиляционными режимами;
  • привлечение большого количества субподрядных организаций, особенно на завершающих этапах строительства, интенсивное применение в этот период огневых работ, отсутствие на большинстве объектов постоянной диспетчерской службы, точного учета людей, находящихся в горных выработках;
  • использование в проектах организации строительства тупиковых забоев большой протяженности, из которых отсутствует запасной (второй) выход на поверхность.

Аварийные ситуации

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

  • пожары и возгорания, сопровождающиеся задымлением горных выработок, взрывы газа (как правило, метана) и внезапные выбросы пород;
  • загазование выработок вредными газами, как природного происхождения (углекислый газ, метан, сероводород), так и техногенного (окислы азота, оксид углерода и другие), которые образуются при ведении взрывных работ, использовании механизмов и машин с двигателями внутреннего сгорания, химическом закреплении грунтов и вследствие других технологических процессов;
  • прорывы в подземное пространство из окружающих грунтов воды или обводненных текучих масс, в том числе так называемых плывунов;
  • внезапные обрушения пород, образующие перевалы в горных выработках, завалы в проходческих забоях, в устьях штолен и в других местах под влиянием перераспределения напряжения в горном массиве вмещающих пород. Как правило, одни аварийные ситуации могут инициировать другие, например пожары – обрушения или затопления горных выработок, и наоборот. В связи с этим вопросы противоаварийной защиты объекта рассматриваются в комплексе возможных вариантов чрезвычайных 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.

Свыше 60% всех зарегистрированных случаев ведения горноспасательных работ связано с возникновением пожаров и загораний, около 20% составляют затопления горных выработок водой, плывунами, другими текучими массами и примерно по 10% приходится на загазование выработок и внезапные обрушения вмещающих пород. На строительстве Московского метрополитена возникло 28 аварийных ситуаций, Северо-Муйского тоннеля - 29, объектах специального назначения - 33. Одна из основных причин большого количества аварийных ситуаций на этих объектах - большие объемы работ по сравнению с другими строившимися подземными объектами.

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.


При возникновении пожаров в специфических условиях вертикальных и наклонных выработок, порошково-пенная установка типа ППУ обеспечивает подачу высокократной воздушно-механической пены до 10 м3/с, и позволяет заполнить, например, ствол шахты этой пеной, подавив очаги горения дистанционно (рис. 4).

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:

  • отслеживать  процесс  выявления  и устранения нарушений норм и правил безопасности;
  • анализировать эффективность предупредительной деятельности в области реализации противоаварийных мер защиты каждого объекта;
  • координировать направления и цели профилактической работы в зависимости от технологии горных работ, горногеологических и других условий их выполнения на конкретных обслуживаемых объектах.

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.

Опубликовано: Каталог "Пожарная безопасность"-2011
Посещений: 15810


  Автор
Александров А. В.

Александров А. В.

Нначальник ФГУ "УВГСЧ в строительстве", заслуженный строитель РФ

Всего статей:  2

В рубрику "Официальный раздел" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций