談地鐵車站施工的風(fēng)險(xiǎn)管控

武 兆 玉

(中鐵上海工程局集團(tuán)華海工程有限公司，上海 201101)

0 引言

目前，我國許多城市都相繼建設(shè)地鐵，地鐵建設(shè)處于高峰期。由于地鐵車站多設(shè)于熱鬧繁華的城市市區(qū)，建(構(gòu))筑物密集，交通擁擠堵塞，周圍環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)情況復(fù)雜，文明施工要求標(biāo)準(zhǔn)高，而且各種管線復(fù)雜密集，產(chǎn)權(quán)單位各不相同，不可避免地給工程施工帶來各種安全風(fēng)險(xiǎn)。下面以某市軌道交通14號線金粵路站工程為例，淺談地鐵車站施工的風(fēng)險(xiǎn)管控，為以后類似工程的施工提供借鑒作用。

1 工程概況

該地鐵站位于某市錦繡東路下方，沿錦繡東路東西向布置，騎跨金粵路，為地下2層島式站臺車站。車站中心里程為SK37+187.278，主體尺寸為236 m×19.14 m(凈尺寸)，站臺中心處頂板覆土約3.27 m，底板埋深約17.49 m。共設(shè)4個(gè)出入口，2組風(fēng)井，其中1號風(fēng)井與3號口合建，2號風(fēng)井與2號口合建。

1.1 周圍環(huán)境

車站基坑上方主要管線有：2根DN500上水管(鑄鐵)、1根DN1 000上水管(鑄鐵)、1根d800雨水管(混凝土)、1根d600污水管(混凝土)、1根D250燃?xì)?鋼)、1組12孔電信導(dǎo)管、1組21孔電力導(dǎo)管等，完成主體結(jié)構(gòu)施工后管線復(fù)位。南側(cè)有220 kV高壓線，離地最近距離12 m左右。

車站東端頭井毗鄰新建許家溝橋，南側(cè)附屬結(jié)構(gòu)近鄰華漕達(dá)河道，最近距離8 m，北部4號出入口有暗浜。

1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

根據(jù)勘察資料得知，該車站在深度55.45 m范圍內(nèi)地基土屬第四紀(jì)晚更新世及全新世沉積物，主要由粘性土、粉性土和砂土組成。分布較穩(wěn)定，一般具有成層分布的特點(diǎn)。工程地質(zhì)分布自上而下為：①1-1雜色雜填土層、①1-2雜色素填土層、②黃色～灰黃色粉質(zhì)粘土層、③灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、③夾灰色粘質(zhì)粉土層、④灰色淤泥質(zhì)粘土層、⑤灰色粘土層、⑥暗綠～草黃色粉質(zhì)粘土層、⑦1-2粉砂層、⑦2粉砂層。其中車站坑底位于第④層灰色淤泥質(zhì)粘土層與⑤層灰色粘土層，圍護(hù)墻底位于第⑦1-2粉砂中。

地下水主要為賦存于淺部土層中的潛水和第⑦層粉性土和砂土中的承壓水。南側(cè)有華漕達(dá)明浜分布，華漕達(dá)河道寬度25.0 m，設(shè)有堤岸，浜底標(biāo)高為0.47 m～0.17 m，淤泥最大厚度約1.40 m。

2 影響車站施工的主要風(fēng)險(xiǎn)因素

在車站施工過程中，常見的重大危險(xiǎn)源一般有以下五類：坍塌、觸電、高處墜落、機(jī)械傷害和物體打擊，所以可能導(dǎo)致這些事故發(fā)生的主要因素是施工過程中應(yīng)該控制的重點(diǎn)。影響車站施工的主要風(fēng)險(xiǎn)因素有以下幾個(gè)方面。

2.1 工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

影響工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)主要有兩方面的因素：一是車站位置不良地質(zhì)的客觀條件：例如第③夾層粘質(zhì)粉土，圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)易塌孔；當(dāng)基坑圍護(hù)隔水效果不好時(shí)，在動(dòng)水壓力下，易產(chǎn)生流砂和管涌，可能對鄰近建(構(gòu))筑物、地下市政管線等影響較大；第⑤層微承壓水層及⑦層承壓含水層，易產(chǎn)生車站內(nèi)滲漏或突水涌泥風(fēng)險(xiǎn)；土層不均勻，地下連續(xù)墻施工期間可能會(huì)造成塌孔、泥漿流失，甚至成槽傾斜，鋼筋籠無法下放。二是設(shè)計(jì)時(shí)地質(zhì)勘察不準(zhǔn)確。施工時(shí)不良地層的范圍大大超過預(yù)期值，或有未探明的不良地層。

2.2 施工環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

車站南側(cè)有220 kV高壓架空線，確保高壓線的穩(wěn)定安全和高壓線下的安全施工是本標(biāo)段施工期間的一個(gè)重大風(fēng)險(xiǎn)；施工范圍內(nèi)沿車站方向均分布上水管、燃?xì)夤?、通信管、雨水管、污水管、電力排管等各種管線，確保各種管線的安全控制的風(fēng)險(xiǎn)；南緊鄰華漕達(dá)明浜，最近處僅有8 m，汛期施工可能會(huì)造成河水向基坑滲漏甚至流灌。造成基坑失穩(wěn)，甚至河水倒流至主體結(jié)構(gòu)等風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料顯示，地下工程發(fā)生事故原因是多方面的，其中設(shè)計(jì)失誤約占41%。因此施工過程中的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)也應(yīng)引起足夠的重視。盡管施工單位按設(shè)計(jì)施工，但是在施工過程中，偶有設(shè)計(jì)缺陷發(fā)生，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)，底板加固及其他監(jiān)控參數(shù)變化等。設(shè)計(jì)變更、修改和審核不及時(shí)，也是產(chǎn)生設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)重要原因。

2.4 施工技術(shù)方案風(fēng)險(xiǎn)

制定的降水方案不合理，導(dǎo)致基坑周圍土壤松動(dòng)流失，產(chǎn)生滲水、涌水涌泥的現(xiàn)象，甚至引起基坑坍塌或周邊建筑物、管線的損壞；深基坑止水帷幕的地連墻、咬合樁的結(jié)合部止水失效、施工質(zhì)量控制不到位，造成滲水現(xiàn)象；分段分區(qū)施工方案制定不合理，結(jié)構(gòu)混凝土施工不及時(shí)，工序銜接時(shí)間不緊湊，基坑暴露時(shí)間長。

2.5 施工管理風(fēng)險(xiǎn)

現(xiàn)場施工人員未嚴(yán)格遵守施工規(guī)章制度操作，施工現(xiàn)場管理不科學(xué)，施工混亂；施工現(xiàn)場交通疏導(dǎo)不科學(xué)，基坑單側(cè)集中堆放材料，重載車輛反復(fù)碾壓產(chǎn)生動(dòng)載荷，造成基坑變形較大；支護(hù)施工不及時(shí)、不規(guī)范，造成支撐體系失效；挖土機(jī)在深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)附近進(jìn)行反鏟挖土作業(yè)，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)受力過大；作業(yè)時(shí)碰撞支護(hù)系統(tǒng)，導(dǎo)致支護(hù)系統(tǒng)變形，引發(fā)事故；開挖暴露時(shí)間長，未及時(shí)施工襯砌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致基坑塌陷等等。

2.6 施工監(jiān)測風(fēng)險(xiǎn)

施工監(jiān)測對車站施工安全起到預(yù)警作用，但為了節(jié)約施工資金，沒有對施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測，工程中的技術(shù)人員獲得的施工數(shù)據(jù)不夠充分，或者監(jiān)測的數(shù)據(jù)已達(dá)到警戒值，但現(xiàn)場管理人員未采取及時(shí)的應(yīng)對措施，可能導(dǎo)致施工塌方事故的發(fā)生。

2.7 氣候及極端天氣風(fēng)險(xiǎn)

這是車站施工過程中一個(gè)重要的風(fēng)險(xiǎn)控制因素。連續(xù)降雨會(huì)導(dǎo)致土的松動(dòng)，降低土的強(qiáng)度，增加支護(hù)結(jié)構(gòu)背后的土壓力，易產(chǎn)生坍塌事故的發(fā)生。臺風(fēng)季節(jié)，易導(dǎo)致坍塌、高處墜落和物體打擊等其他意外事故的發(fā)生。

3 對主要施工風(fēng)險(xiǎn)采取的措施

3.1 高度重視工程地質(zhì)勘查工作

施工進(jìn)場時(shí)，加強(qiáng)對施工現(xiàn)場工程地質(zhì)的復(fù)核工作，對地下水位、承壓水及華漕達(dá)明浜等水文條件加以詳細(xì)了解，取得詳實(shí)的水文參數(shù)，有針對性地布置承壓水降水井，并做到按需降承壓水，保證降水效果與周邊環(huán)境的安全之間取得平衡，以確?；禹樌┕ぁ４_保圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地基加固施工質(zhì)量，避免滲漏現(xiàn)象的發(fā)生，確保施工安全。

3.2 采取措施減少環(huán)境影響

施工前與電力公司簽訂的安全協(xié)議書，對施工過程中高壓線下受限空間內(nèi)的作業(yè)，采取小型設(shè)備、鋼筋籠分節(jié)吊裝、人員全過程監(jiān)控等措施保證安全距離，并采用紅外線限界報(bào)警裝置進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控報(bào)警，通過智能化的技防措施輔以人防管理，確保高壓線下施工安全。聘請專業(yè)的物探部門對各種非開挖管線進(jìn)行詳細(xì)探測，制定措施進(jìn)行加固保護(hù)，施工中利用BIM技術(shù)對各種管線準(zhǔn)確恢復(fù)。

3.3 加強(qiáng)與設(shè)計(jì)、業(yè)主的聯(lián)系溝通

根據(jù)現(xiàn)場施工情況及地質(zhì)狀況，需要變更時(shí)及時(shí)向設(shè)計(jì)及業(yè)主反映情況，請各單位盡快通過設(shè)計(jì)變更、修改和審核；對一些比較突發(fā)的緊急情況，應(yīng)及時(shí)采取措施，控制事態(tài)的發(fā)展，再與相關(guān)單位協(xié)調(diào)變更。

3.4 制定切實(shí)可行的施工方案

制訂施工方案必須從實(shí)際出發(fā)，符合現(xiàn)場的實(shí)際情況，在資源、技術(shù)上提出的要求應(yīng)與現(xiàn)有的條件或在一定時(shí)間能爭取到的條件相吻合。充分考慮工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)，使方案完全符合技術(shù)規(guī)范、操作規(guī)范和安全規(guī)程的要求。技術(shù)方案經(jīng)過審批后，嚴(yán)格按方案組織施工。

3.5 加強(qiáng)現(xiàn)場風(fēng)險(xiǎn)管理

加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，提高施工人員的風(fēng)險(xiǎn)意識和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測能力；因地制宜地在施工現(xiàn)場設(shè)置安全體驗(yàn)館，使施工人員親身體驗(yàn)各種安全防護(hù)用品的使用及出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)瞬間的感受，增強(qiáng)施工人員在施工現(xiàn)場時(shí)的切身感受，提高工人的自我安全防范意識；通用BIM技術(shù)模擬合理規(guī)劃場區(qū)布置，起重吊裝避免鋼支撐及鋼支撐的連系梁對主體永久結(jié)構(gòu)的碰撞；運(yùn)用“時(shí)空效應(yīng)”原理合理安排挖土、支撐、結(jié)構(gòu)施工銜接，減少基坑暴露時(shí)間，在基坑施工時(shí)必須對施工影響范圍內(nèi)的土體進(jìn)行穩(wěn)妥、可靠的加固處理；采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)和信息化施工安全技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)因素，及時(shí)采取應(yīng)急措施。加大安全措施費(fèi)用投入，提高裝備技術(shù)水平，提高防范和處理事故應(yīng)急能力。

3.6 及時(shí)做好施工監(jiān)測

根據(jù)本工程車站的實(shí)際情況，在工程周邊環(huán)境和基坑周邊分別布設(shè)測點(diǎn)，及時(shí)掌握周圍地層、支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下管線和周邊建筑物的動(dòng)態(tài)，觀測開挖過程中基坑的狀態(tài)及其對周邊環(huán)境的影響，預(yù)防工程破壞事故和環(huán)境事故的發(fā)生。將現(xiàn)場測量結(jié)果與報(bào)警值相比較，以確定和優(yōu)化下一步施工參數(shù)，從而指導(dǎo)現(xiàn)場施工，做到信息化施工，控制施工風(fēng)險(xiǎn)。

3.7 制定氣候及極端天氣措施

加強(qiáng)與地方氣象部門的聯(lián)系，及時(shí)掌握氣象信息。根據(jù)分項(xiàng)工程的具體情況，制定具體的雨季施工措施，制定臺風(fēng)施工措施和夏季施工措施。

4 結(jié)語

本文針對地鐵車站實(shí)際施工過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析，并采取相應(yīng)的預(yù)控措施對各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制，利用安全體驗(yàn)館、紅外線限界報(bào)警裝置、BIM技術(shù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和信息化施工等現(xiàn)代安全技術(shù)對各種風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行管控，盡量擴(kuò)大風(fēng)險(xiǎn)事件的有利結(jié)果，避免風(fēng)險(xiǎn)事故造成的不利后果，確保施工能按照計(jì)劃進(jìn)行，同時(shí)也達(dá)到安全施工的目的，取得了預(yù)期的效果。

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