上海浦東機場下穿通道深基坑工程施工風險評估

盧 忠 華

(山東科技大學，山東 青島　266500)

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上海浦東機場下穿通道深基坑工程施工風險評估

盧 忠 華

(山東科技大學，山東 青島266500)

采用WBS方法，對上海浦東機場下穿通道深基坑工程進行了結構分解，基于故障樹法識別風險事件，將專家打分法與層次分析法相結合，對該基坑工程進行綜合風險評估，得出基坑的風險等級，指出該風險評估可對下階段施工起到規(guī)避風險的作用。

深基坑，結構分解，風險識別，權重向量

0　引言

基坑影響因素較多，風險因素較大，據統(tǒng)計每年建筑事故中基坑事故占近50%，基坑安全問題也受到極大重視。因此，為保障基坑安全，對基坑影響因素進行分析評估尤為重要。

本文主要是在上海浦東機場下穿通道一階段施工過程中出現及可能出現的問題總結分析的基礎上，針對機場對施工質量及安全等要求較高，嚴禁施工影響飛機通航等特殊條件下進行風險評估。通過此次評估的結果，在接下來的施工過程中對風險因素較大的工序嚴格控制，盡最大可能減小事故發(fā)生。

1　工程簡介

該工程是連接T2航站樓與新建S2衛(wèi)星廳，穿越T3,T4滑行道的下穿通道。施工采用明挖法施工，基坑開挖深度0 m～12.45 m。根據不同開挖深度及周圍施工條件，基坑圍護主要采用SMW 工法樁和鉆孔灌注樁兩種形式。

2　工程水文地質情況

2.1工程地質

場地自地表以下45.38 m深度范圍內屬第四系河口、濱海、淺海、沼澤相沉積層，主要由飽和粘性土、粉性土以及砂土組成，具有成層分布特點。按其沉積年代、成因類型及其物理力學性質的差異，可劃分為6個主要層次，其中第①，③，⑦層均可劃分為2個亞層，第②，⑤層均可劃分為3個亞層，而第⑦2層又可劃分出2個次亞層。場地缺失上海市統(tǒng)編地層第⑥層暗綠色硬土層。

2.2水文地質

1)潛水：場地淺部地下水屬潛水類型，受大氣降水及地表徑流補給。水位埋深在0.4 m～1.9 m之間，其相應標高在3.64 m～2.12 m之間。2)承壓含水層：場地內承壓水分布在第⑦層，承壓水位均低于潛水層。

3　工作分解

3.1一級分解

根據場地水文地質情況，結合機場禁區(qū)內外不同施工條件，地下管線的分布以及不同的圍護方式，對基坑保護等級進行分類。

第Ⅰ類基坑：保護等級為一級，基坑深度大于12 m。鉆孔灌注樁圍護，機場禁區(qū)內施工，地下水位高，破壞后果嚴重，施工條件受限大。

第Ⅱ類基坑：保護等級為二級，基坑深度6 m～12 m，SMW工法樁圍護，機場禁區(qū)外施工，破壞后果較嚴重，地下水位高，施工條件復雜。

第Ⅲ類基坑：保護等級為三級，基坑深度小于6 m，放坡施工，禁區(qū)外施工，施工條件簡單，對施工影響輕。

3.2二級分解

以第Ⅰ類基坑為例對基坑工序施工進行WBS分解，結果見圖1。

4　風險識別

在WBS結構分解的基礎上利用故障樹法對各工序可能產生的風險事件進行識別分析建立風險清單，以第Ⅰ類基坑施工過程為例進行風險識別，見圖2。

5　風險評估

該項目風險評估主要利用專家打分法與層次分析法(AHP)相結合的一種綜合集成分析評估。

5.1專家打分

對第一階段施工進行工作會議總結，分析施工過程中出現及可能出現的風險問題，對各風險因素的可能發(fā)生概率及發(fā)生后的影響后果進行綜合分析，結合專家打分法對項目風險可能值P與風險影響后果C進行打分(發(fā)生可能性越大分值越高，風險影響后果越大分值越高，可參照參考文獻[2])，對打出分值進行統(tǒng)計，結果見表1。

表1　評價指標分值

風險事件的風險值采用公式R=C+P-C×P計算。例如風險事件“鉆孔灌注樁強度不足”的風險值R=0.5+0.1-0.5×0.1=0.55。同理計算出鉆孔灌注樁圍護其他風險事件的風險值，各風險值組成向量：b1=(0.44 0.55 0.51 0.36)-1。同理得到其他工序的風險值向量：地基加固：b2=(0.44)-1；井點降水：b3=(0.51 0.52)-1；土方開挖及支撐：b4=(0.6 0.44 0.55 0.86 0.7 0.64 0.55)-1；結構施工：b5=(0.64 0.58)-1。

5.2評價指標權重

評價指標權重的確定是采用層次分析法(AHP)把各因子進行兩兩比較，按照比較重要性進行仿數量化(參照表2)，構成一個“構造判斷矩陣”，該矩陣在一致檢驗后，最大特征值對應的特征向量即為各因子的權重向量。

表2　各因子重要性比較仿數量化表

以鉆孔灌注樁圍護工序為例，各風險事件兩兩比較仿數量化后的構造判斷矩陣為：

最大特征值對應向量a1=(0.08 0.65 0.20 0.08)即為鉆孔灌注樁圍護風險事件層的權重向量。同理其他風險事件層的權重向量：地基加固：a2=(1)；井點降水：a3=(0.75 0.25)；土方開挖及支撐：a4=(0.12 0.07 0.12 0.50 0.05 0.05 0.12)；結構施工：a5=(0.83 0.17)。工序層權重向量：A=(0.20 0.06 0.05 0.56 0.15)。

5.3綜合集成計算

鉆孔灌注樁圍護的風險值R1=a1·b1=0.52,同理得:地基加固風險值R2=0.44；井點降水風險值R3=0.51；土方開挖及支撐風險值R4=0.85；結構施工風險值R5=0.63。工序層風險值向量B=(0.52 0.44 0.51 0.85 0.63)-1。

則第Ⅰ類基坑施工風險值R=A·B=0.73，按風險等級類別屬于四級風險。風險水平等級較高，事故后果嚴重，事故發(fā)生對工程造成較大破壞且有人員傷亡。其中土方開挖及支撐風險值較大，結構施工次之，地基加固風險值最小。為更清晰的顯示各工序風險值，用柱狀圖表示，如圖3所示。土方開挖及支撐風險較大工序各風險事件的風險值柱狀圖如圖4所示。因此在施工過程中必須采取有效合理的預防控制措施，必要時制定應急計劃和應急預案，盡最大可能減小風險事故發(fā)生，減緩風險災難。

由于下階段施工主要為第Ⅰ類基坑，Ⅱ類,Ⅲ類基坑對接下來的施工意義不大，在此不做細致分析。主要通過對第Ⅰ類基坑的風險分析對下階段的施工起指導作用。

6　結語

由于機場特殊施工條件，本工程施工又位于機場禁區(qū)內，周邊有飛機?？考盎?，所以對施工條件要求較高，嚴禁事故發(fā)生。針對此特殊情況，該風險分析主要是采用基于AHP與專家打分法相結合的一種綜合分析法。結合第一階段已完工程的施工情況進行風險評估，找出風險因素較大工序及風險事件層，在下一階段施工中對風險因素較大的事件及工序進行嚴格把控，避免風險事故發(fā)生，減緩風險災害，對工程具有重要意義。

[1]成虎.工程項目管理[M].第2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[2]周紅波，姚浩，盧劍華.上海某軌道交通深基坑工程施工風險評估[J].巖土工程學報，2006，28(S1)：1902-1906.

[3]陳華菊，師旭超.深基坑工程風險分析[J].銅業(yè)工程，2008，20(1)：71-74.

[4]毛金萍，鐘建馳，徐偉.深基坑支護方案的風險分析[J].建筑施工，2003，25(4)：249-252.

[5]龍小梅，陳龍珠.基坑工程安全的故障樹分析方法研究[J].防災減災工程學報，2005(4)：15-20.

Construction risk assessment on deep foundation pits of a underground passage in Shanghai Pudong airport

Lu Zhonghua

(ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266500,China)

WBS method using the deep foundation pits of underground passage in Shanghai Pudong airport excavation structural decomposition, based on the use of fault tree analysis to identify risk events, the application of expert scoring method and AHP combined with a comprehensive risk assessment, risk levels derived pit. The risk assessment to play the role of risk aversion.

deep foundation pit, structural decomposition, value at risk, weight vector

1009-6825(2016)19-0069-03

2016-04-12

盧忠華(1992- )，男

TU463

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