深圳地鐵5號線施工風(fēng)險管理

李 琦，郭 杰，劉 超，趙有明

(1.中國鐵道科學(xué)研究院深圳研究設(shè)計院，廣東深圳 518034;2.中國鐵道科學(xué)研究院，北京 100081)

隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市人口急劇增長，交通壓力日趨加大，城市交通擁擠的狀況日益突出，發(fā)展城市軌道交通已成為各大城市緩解交通壓力，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)和社會和諧發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。北京、上海、廣州等各大城市相繼展開了大規(guī)模的軌道交通建設(shè)。深圳自1998年開始地鐵一期工程建設(shè)以來，至2011年6月地鐵二期工程建設(shè)后，共完成了5條地鐵線路的建設(shè)工作，總里程已達(dá)178 km。隨著2012年地鐵三期7，9，11號線工程全面開工建設(shè)，深圳地鐵建設(shè)已進(jìn)入高速發(fā)展階段。由于地鐵建設(shè)具有隱蔽性、復(fù)雜性和不確定性等特點，實施過程中存在大量的不確定性風(fēng)險因素，造成地鐵工程建設(shè)風(fēng)險較大，尤其是近年來地鐵建設(shè)過程中頻頻發(fā)生的災(zāi)難事故，引起了人們對風(fēng)險管理的重視，深圳地鐵5號線在建設(shè)過程中全面引進(jìn)風(fēng)險預(yù)警和響應(yīng)等風(fēng)險管理機(jī)制，工程建設(shè)取得了良好的效果。

1 風(fēng)險管理在深圳地鐵5號線中的應(yīng)用

深圳地鐵5號線在項目管理過程中，對全線實行數(shù)字化管理模式，引進(jìn)第三方監(jiān)測機(jī)制，充分利用第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)和施工單位自身監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析，建立了黃、橙、紅三級預(yù)警及響應(yīng)機(jī)制，并根據(jù)不同的預(yù)警等級，建立了完善的風(fēng)險事件處理流程和嚴(yán)密的消警制度，成功地預(yù)測并消除了多起施工安全隱患。

1.1 嚴(yán)格的工程監(jiān)測制度

對深圳地鐵5號線項目制定了嚴(yán)格的施工監(jiān)測大綱，監(jiān)測范圍包括地鐵工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測以及工程結(jié)構(gòu)外緣兩側(cè)30 m范圍內(nèi)的地下、地面建(構(gòu))筑物、重要管線、地面及道路的安全監(jiān)測。監(jiān)測大綱對礦山法施工、盾構(gòu)法施工、地鐵明(蓋)挖法施工(含豎井施工)引起的地表沉降等監(jiān)測項目建立相應(yīng)的監(jiān)測控制值標(biāo)準(zhǔn)。同時，引進(jìn)第三方監(jiān)測制度，委托專業(yè)監(jiān)測單位對全線施工范圍進(jìn)行第三方監(jiān)測，用第三方監(jiān)測所得數(shù)據(jù)與施工單位自測數(shù)據(jù)相互驗證，剔除其中不合理數(shù)據(jù)，確保風(fēng)險預(yù)警數(shù)據(jù)的科學(xué)性和可靠性。以礦山法和盾構(gòu)法施工為例，其主要施工監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)值如表1、表2所示。

表1 地鐵礦山法施工監(jiān)控量測值控制標(biāo)準(zhǔn)

表2 地鐵盾構(gòu)法施工監(jiān)控量測值控制標(biāo)準(zhǔn)

1.2 合理的預(yù)警等級劃分機(jī)制

深圳地鐵5號線預(yù)警等級劃分是根據(jù)國內(nèi)各地的安全預(yù)警經(jīng)驗，并結(jié)合工程施工具體情況確定的。采用實測位移(或沉降)的絕對值和速率雙指標(biāo)控制，將地鐵施工風(fēng)險分為3個預(yù)警等級，分別是紅色預(yù)警、橙色預(yù)警與黃色預(yù)警。不同的預(yù)警等級，預(yù)警響應(yīng)的管理層和響應(yīng)措施都不相同，具體分級情況如表3所示。

表3 監(jiān)測預(yù)警等級

當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)工程風(fēng)險后，監(jiān)測單位(包括施工監(jiān)測及第三方監(jiān)測單位)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷風(fēng)險預(yù)警等級，并根據(jù)相應(yīng)等級，向相關(guān)單位和部門發(fā)出預(yù)警報告，同時加強(qiáng)監(jiān)測頻率，隨時掌握變形情況，直到變形趨于穩(wěn)定。施工單位在收到監(jiān)測單位報送的預(yù)警報告后，及時并積極采取相應(yīng)技術(shù)措施，控制變形趨勢的發(fā)展。

1.3 完善的風(fēng)險事件處理流程

針對不同的風(fēng)險預(yù)警等級，深圳地鐵5號線項目對于施工安全預(yù)警、消警及其信息報送實行三層次管理機(jī)制，即由決策管理層、中間管理層和現(xiàn)場監(jiān)控實施層組成，如圖1所示。

施工單位、監(jiān)理單位及第三方監(jiān)測單位通過監(jiān)測、現(xiàn)場巡查、視頻監(jiān)控等手段，一旦發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在影響較大的風(fēng)險隱患時，立即發(fā)布工程預(yù)警事件，并在第一時間上報給中間管理層(業(yè)主與安全風(fēng)險咨詢評估單位)。中間管理層通過現(xiàn)場核查、現(xiàn)場技術(shù)會議以及數(shù)據(jù)分析等手段對預(yù)警事件進(jìn)行分析、判斷，并由安全風(fēng)險管理咨詢方提出風(fēng)險處置與控制措施，由工程項目部對預(yù)警處置進(jìn)行決策，施工單位根據(jù)決策意見采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，一旦工程預(yù)警事件得到控制，應(yīng)及時消除預(yù)警事件。當(dāng)安全風(fēng)險事件得不到控制，且有加劇的趨勢時，中間管理層根據(jù)預(yù)警事件的等級上報給決策管理層，決策管理層做出決策，由中間管理層負(fù)責(zé)監(jiān)督現(xiàn)場實施單位進(jìn)行安全處置并消警。

圖1 三層次預(yù)報警管理機(jī)制

1.4 嚴(yán)密的風(fēng)險事件消警制度

現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)或發(fā)生的警情，通過采取相關(guān)措施或警情處理措施后，警情得到控制，工程隱患得以消除，將啟動消警狀態(tài)監(jiān)控流程。深圳地鐵5號線項目實行嚴(yán)格的消警審查制度(如圖2所示)，確保風(fēng)險消警的嚴(yán)密性和準(zhǔn)確性。同時，對于發(fā)生過風(fēng)險預(yù)警的工點，需在一到兩周內(nèi)持續(xù)密切關(guān)注后續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，確保風(fēng)險真正解除。

圖2 消警流程

2 工程實例

2008年12月21日上午，深圳地鐵5號線太怡區(qū)間1#豎井隧道右線開挖作業(yè)過程中，監(jiān)測人員現(xiàn)場監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)YDK37+450.1處出現(xiàn)突發(fā)沉降，隧道初支出現(xiàn)環(huán)向裂縫。經(jīng)實測發(fā)現(xiàn)該處沉降達(dá)到12 cm，且沉降有進(jìn)一步加大的趨勢，監(jiān)測單位立即發(fā)出紅色預(yù)警。接到預(yù)警后，業(yè)主立即組織專家現(xiàn)場分析原因:①由于該處地下水較發(fā)育，圍巖遇水極易崩解軟化，自穩(wěn)性很差，對支護(hù)條件要求較高;②由于該處工作面停工時間較長造成拱腳土體被泡軟，再加上仰拱未設(shè)置格柵拱架，縱向連接偏弱、格柵間距偏大從而造成局部初支整體下沉。相關(guān)單位立即組成了專門的應(yīng)急搶險領(lǐng)導(dǎo)小組及3個作業(yè)搶險隊，采取措施為:①由于拱頂下沉位置上方為交通繁忙的市政路面，為防止地面交通及人身安全出現(xiàn)意外，立即協(xié)調(diào)市交管局在隧道線路上方臨時封閉3個車道;②拱頂下沉段初支增加豎向型鋼支撐，支撐底部設(shè)鋼板及工字鋼支墊，臨時支撐之間增加環(huán)向及縱向連接型鋼，形成整體式支撐體系，控制隧道拱頂?shù)倪M(jìn)一步下沉;③增加上臺階防滑措施，采取砂包反壓、型鋼打入等措施支擋核心土，對開挖掌子面、下沉錯臺段噴混凝土進(jìn)行封閉;④加強(qiáng)地下水的引排措施，避免地下水浸泡初期支護(hù)拱腳支護(hù)土體;⑤監(jiān)測單位加強(qiáng)監(jiān)測頻率，按照地表30 min一次、洞內(nèi)10 min一次進(jìn)行加密監(jiān)測，并增加測點，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析搶險效果，及時調(diào)整方案。

采取上述措施后，此次突發(fā)拱頂下沉的風(fēng)險事件得到了有效控制，且通過后續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，上述應(yīng)急措施較好地控制住了洞內(nèi)拱頂沉降和地表沉降。整個事件發(fā)生過程中，未出現(xiàn)涌水涌砂、隧道坍塌的現(xiàn)象，地表無異常，施工處于安全、可控狀態(tài)。施工單位提出消警申請，按照消警程序，解除了風(fēng)險警報。

3 結(jié)語

深圳地鐵5號線風(fēng)險管理的成功經(jīng)驗表明，盡管地鐵工程建設(shè)中的風(fēng)險很大，但是只要合理地進(jìn)行安全風(fēng)險管理，依照風(fēng)險發(fā)生發(fā)展的規(guī)律和特點，重點把握風(fēng)險管理的重點和難點，運用合理的管理理念和管理方法，建立完善的安全風(fēng)險管理法規(guī)、制度和體系，對工程建設(shè)風(fēng)險進(jìn)行預(yù)防和規(guī)避，就可以大大地遏制風(fēng)險危害的發(fā)生與發(fā)展，減少工程建設(shè)事故特別是重大事故的發(fā)生。

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