干開挖港池施工風(fēng)險分析及對策研究

陶然 張亮 中交二航局第一工程有限公司

1.引言

埃及蘇赫納碼頭項目位于埃及開羅以東140km，蘇伊士運河入口以西40km的蘇赫納港，項目包含650萬方港池疏浚。面對港池區(qū)域內(nèi)存在較厚堅硬地層且分布連續(xù)、面積廣，一般的疏浚船機設(shè)備與疏浚施工工藝不能滿足本項目施工需求，加上當(dāng)?shù)馗甙旱氖杩蝺r與跨國調(diào)遣費用問題，項目部首創(chuàng)了降水干開挖施工工藝進行港池土方作業(yè)，在圓滿完成項目施工任務(wù)同時也獲得了較高的經(jīng)濟效益。但高收益的背后也潛藏了降水困難、結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)、安全管控難等各種風(fēng)險，本文即針對上述施工過程中存在風(fēng)險進行詳細(xì)的分析及對策研究。

2.工程概況

埃及蘇赫納項目港池設(shè)計長1350米，頂部寬325米，底部寬250米，港池北側(cè)是總長32.5m（底標(biāo)高-29.0m）地連墻碼頭，南側(cè)和西側(cè)-1.5米以上為小于1：5坡比的自然散坡，-1.5米以下為原狀土開挖坡面，坡比為1：2.5，港池東側(cè)設(shè)置兩道圍堰，港池底標(biāo)高-17.0米，頂部碼頭及護岸標(biāo)高均為+3.5米，開挖深度20.5m，總開挖方量約650萬方，其中干開挖總方量約600萬方，其余為疏浚施工。

圖1 港池降水干開挖平面布置圖

3.場地地質(zhì)條件

本項目施工區(qū)域平均海平面標(biāo)高為+1.1m，平均地下水位標(biāo)高為+0.8m，主要地層為細(xì)砂層和砂卵石層。其中，地面標(biāo)高+1m以上為細(xì)砂層或砂夾泥層，松散地層；+1m至-8.5為較密實細(xì)砂層，中間偶爾會遇到1-2m黏土層；-8.5m至-22m為較為密實的砂卵石層，地質(zhì)滲透系數(shù)約為35m/天。

4.風(fēng)險分析及對策研究

根據(jù)現(xiàn)場干開挖港池施工內(nèi)容，對降水干開挖施工期內(nèi)風(fēng)險進行識別，見表1。

5.對策分析

5.1 施工前期風(fēng)險應(yīng)對措施

5.1.1 降水方案無法滿足降水要求

前期降水方案構(gòu)想主要依托在業(yè)主提供的地質(zhì)資料，施工方未進行現(xiàn)場核查，對現(xiàn)場真實地質(zhì)情況了解不夠，現(xiàn)場實際地質(zhì)情況可能與業(yè)主提供地質(zhì)資料有出入，導(dǎo)致投標(biāo)階段的降水方案無法滿足要求，為避免以上風(fēng)險，應(yīng)對措施如下：

（1）對業(yè)主提供地質(zhì)資料進行認(rèn)真核查，進場后及時進行現(xiàn)場地質(zhì)補勘，確保施工區(qū)域地質(zhì)參數(shù)真實可靠；

（2）實地進行群井抽水試驗，根據(jù)群井試驗結(jié)果確定真實有效的基礎(chǔ)參數(shù)；

（3）在降水方案無法滿足現(xiàn)場施工的情況下增加止水帷幕、明渠等措施輔助降水；

（4）增加輔助措施仍無法滿足現(xiàn)場施工時，調(diào)整干開挖和疏浚施工比例。例如根據(jù)可執(zhí)行降深確定干開挖深度，剩余方量放入疏浚施工。

表1 風(fēng)險識別清單

5.1.2 當(dāng)?shù)胤职淘O(shè)備及履約能力不足應(yīng)對措施

（1）提前做好市場調(diào)研，選擇當(dāng)?shù)赜蓄愃平?jīng)驗和實力分包商；

（2）挑選多家分包商同時施工；

（3）利用合同條款盡可能限制因其履約情況較差引起的經(jīng)濟損失，或?qū)L(fēng)險轉(zhuǎn)嫁給其他分包商；

（4）把控付款節(jié)奏，調(diào)動分包商生產(chǎn)積極性；

（5）介入分包商施工管理體系，幫助其梳理、調(diào)整現(xiàn)場施工管理架構(gòu)。

5.1.3 降水試驗水體水質(zhì)不滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門排放要求

實施深井降水過程中可能因為排水水質(zhì)問題，遭遇當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門以水質(zhì)不達標(biāo)為由勒令停工，為避免以上風(fēng)險，應(yīng)對措施如下：

（1）做好當(dāng)?shù)卣哐芯浚私猱?dāng)?shù)嘏欧胖笜?biāo)，項目開工之前對井管抽出的水進行檢驗，做好應(yīng)對方案；

（2）根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門排放指標(biāo)對排放水進行周期性檢測，通過相應(yīng)過濾手段或化學(xué)處理方法處理以滿足當(dāng)?shù)嘏欧乓蟆?/p>

5.1.4 降水對附近建筑物沉降、位移值超出設(shè)計允許值及對擬建結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生不利影響應(yīng)對措施

（1）施工前對施工區(qū)域外部建筑物進行測量記錄，做好降水沉降影響面積及降水引起的沉降量計算，若降水影響面積及沉降過大采取優(yōu)化調(diào)整降水方案或回灌；

（2）項目結(jié)構(gòu)物設(shè)計過程中要考慮深井降水對擬建結(jié)構(gòu)物全周期內(nèi)影響，結(jié)構(gòu)物在深井降水過程中和降水結(jié)束后是否存在技術(shù)風(fēng)險。

5.1.5 永久結(jié)構(gòu)施工區(qū)域及棄土區(qū)已有地下管線勘探出現(xiàn)遺漏

施工前未對現(xiàn)場施工區(qū)或棄土區(qū)地下管線進行排查或出現(xiàn)遺漏，開挖過程中造成地下管線破壞，輕則造成經(jīng)濟損失，重則造成重大人員傷亡，為避免以上風(fēng)險，應(yīng)對措施如下：

（1）投標(biāo)前必須對開挖區(qū)域和棄土區(qū)域地下情況向業(yè)主進行澄清，規(guī)避風(fēng)險；

（2）施工前認(rèn)真查看圖紙，對業(yè)主提供的所有圖紙仔細(xì)查閱，合理編制施工方案，制定保護措施；

（3）編制緊急預(yù)案，成立緊急事故管理小組，實施應(yīng)急演練，充分儲備應(yīng)急物資；

（4）施工過程中，提前勘探標(biāo)注出地下管線位置、深度等信息，安排專人負(fù)責(zé)，機械開挖與人工結(jié)合，嚴(yán)格按照方案執(zhí)行地下管線保護措施；

（5）針對施工中風(fēng)險較大地下管線部位，建議調(diào)整設(shè)計避開或邀請管線所屬機構(gòu)或單位參與施工方案討論制定。

5.2 施工過程風(fēng)險應(yīng)對措施

5.2.1 降水系統(tǒng)運行監(jiān)控不力

降水系統(tǒng)若出現(xiàn)監(jiān)控不力，將導(dǎo)致降水失效、水位上升、出現(xiàn)倒灌、管涌、邊坡垮塌等一系列問題，為避免以上風(fēng)險，應(yīng)對措施如下：

（1）建立降水井運行巡視制度及管理辦法，成立巡視小組進行統(tǒng)一指揮，安排專人做好水位監(jiān)測記錄及降水設(shè)備定期保養(yǎng)工作；

（2）有條件的項目建議實施智能降水監(jiān)控報警系統(tǒng)，對降水系統(tǒng)運營情況進行智能化監(jiān)控；

（3）針對項目本身，周期性整理總結(jié)回顧降水系統(tǒng)運營期間出現(xiàn)問題及處理結(jié)果，補充修訂巡視制度及管理辦法；

（4）編制緊急預(yù)案，成立緊急事故管理小組，開展應(yīng)急演練，充分儲備應(yīng)急物資。

5.2.2 開挖過程中遭遇不透水層層間水應(yīng)對措施

（1）降水系統(tǒng)巡視組須根據(jù)地勘資料信息對不透水土層部位重點關(guān)注，有的放矢；

（2）開挖過程中對不透水層層間水滲漏較大區(qū)域進行開挖明排、疏干井及輕型井點方式，對不透水層層間水滲漏較小區(qū)域采用土釘噴錨防護法進行防護。

5.2.3 干開挖施工涉及土方設(shè)備數(shù)量眾多，開挖深度大，臨邊作業(yè)面廣，交通布置設(shè)計及現(xiàn)場管理困難干開挖港池主要是依靠大量機械設(shè)備進行開挖，如果交通布置不善將會導(dǎo)致現(xiàn)場施工混亂，交通事故頻發(fā)，造成人員傷亡，為避免以上風(fēng)險，應(yīng)對措施如下：

（1）進出口道路盡量設(shè)置單向循環(huán)路，盡量保證2條以上進出口道路，防止因為車輛事故導(dǎo)致現(xiàn)場癱瘓；

（2）路口交叉點設(shè)置專門指揮人員，控制交通，疏導(dǎo)車流，24小時全天候輪崗值守；

（3）設(shè)置專門道路維護隊伍，確保道路通行狀況良好；

（4）道路設(shè)置點盡量遠(yuǎn)離開挖點，保證道路使用周期；

（5）嚴(yán)格控制現(xiàn)場車速，合理設(shè)置減速帶；

（6）每條道路需修建臨邊防護，做好警示標(biāo)志，夜間布置警示霓虹燈帶；

（7）開挖設(shè)備保證足夠安全距離。

5.2.4 圍堰開挖過程中圍堰穩(wěn)定性監(jiān)控不力應(yīng)對措施

開工前根據(jù)施工內(nèi)容編制項目的原型監(jiān)測方案，監(jiān)測方案應(yīng)包括現(xiàn)場實施過程中所有需監(jiān)測項目，施工過程中嚴(yán)格安裝監(jiān)測方案執(zhí)行，做好監(jiān)測記錄，監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)異常及時采取應(yīng)急措施。

5.2.5 降水系統(tǒng)排水不滿足要求，造成海洋污染

在深井鉆孔洗井過程中可能發(fā)生大量廢料及油污混合洗井水一起排放至海里，造成附近海域污染，導(dǎo)致當(dāng)?shù)夭块T勒令停工等現(xiàn)象，為避免以上風(fēng)險，應(yīng)對措施如下：

降水井抽出的水由排水渠進行統(tǒng)一排放，可在排水口安裝油污分離器進行油水分離后進行排放。

5.3 施工后期風(fēng)險

5.3.1 降水井關(guān)閉順序不當(dāng)，導(dǎo)致港池水位與墻后水位水頭差過大

不同于港池疏浚施工，干開挖港池施工完畢后要進行港池回水，回水過程中若不注意碼頭結(jié)構(gòu)物內(nèi)外水頭差可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物墻后壓力過大，造成結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)，為避免以上風(fēng)險，應(yīng)對措施如下：

（1）回水前對結(jié)構(gòu)物進行模擬計算，確定前后墻水位差允許最大值；

（2）根據(jù)水位差制定降水井關(guān)閉先后順序；

（3）做好回水期間水位監(jiān)測工作，若發(fā)現(xiàn)異常及時糾正。

5.3.2 計劃調(diào)遣疏浚船無法承擔(dān)圍堰疏浚工作

后期圍堰疏?？赡軙媾R結(jié)構(gòu)物前沿土體或角落開挖，若調(diào)遣疏浚船型無法對此處開挖會導(dǎo)致項目無法正常交工，為避免以上風(fēng)險，應(yīng)對措施如下：

做好疏浚施工前技術(shù)準(zhǔn)備工作，合理選擇疏浚船型，保證疏浚船能夠滿足后期港池開挖、驗收工作。

5.3.3 降水井管及原有護岸塊石拆除不徹底對疏浚船鉸刀頭損壞應(yīng)對措施

（1）疏浚前做好圍堰大塊石清理工作；

（2）降水完畢后做好降水井管割除、移除工作。

6.結(jié)語

通過對干開挖工藝港池施工風(fēng)險分析，明確干開挖工藝施工風(fēng)險點，根據(jù)風(fēng)險點制定相應(yīng)的對策進行控制，可以有效控制項目施工風(fēng)險，減少各類風(fēng)險事故的發(fā)生，降低工程經(jīng)濟損失人員傷亡和環(huán)境影響，保障項目實施過程中的質(zhì)量、安全及人員傷亡和環(huán)境影響，確保項目的順利實施。