摘要:簡要介紹了軌道交通安全風(fēng)險管控現(xiàn)狀,總結(jié)了寧波軌道交通基坑施工風(fēng)險管控措施。通過具體實例,闡述了基坑施工安全風(fēng)險管控實際工程應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:軌道交通 基坑 安全風(fēng)險管控
1 引言
隨著城市不斷快速的發(fā)展,城市地面道路越來越不能滿足人們交通出行的需求,因此需要通過建設(shè)軌道交通,充分將地下空間拓展開發(fā)。軌道交通是城市基礎(chǔ)交通設(shè)施,實事民生工程,軌道交通對于推動城市國際化步伐,提升城市經(jīng)濟發(fā)展,優(yōu)化城市環(huán)境,提高人民生活幸福感有極為重要的意義。
2020年6月底,寧波軌道交通1、2、3號線的建設(shè)工作完成,并已開通運營,到2020年底寧波軌道交通運營里程達155km。根據(jù)最新的《寧波市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃(2020-2025年) 》[1],在未來五年內(nèi),寧波將建設(shè)5、6、7、8號線路,并將已有的1、2、3號線路進行延伸,總規(guī)劃路線長度達一百二十三公里。
寧波軌道交通的建設(shè)發(fā)展快速,建設(shè)體量較大,建設(shè)時間較緊;地質(zhì)復(fù)雜,土體大部分由塑形指數(shù)低、承載能力差、力學(xué)特性較弱的淤泥質(zhì)土,不利于軌道交通深基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;車站結(jié)構(gòu)形式較為多樣;基坑周邊環(huán)境較為龐雜,并且與已運營的軌道交通線路有所穿插。因此,需要深刻認清當(dāng)前安全生產(chǎn)面臨的嚴(yán)峻形勢,嚴(yán)格遵守科學(xué)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),進一步加強安全生產(chǎn)管控,不斷提高安全生產(chǎn)意識,杜絕安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。
2 國內(nèi)外安全風(fēng)險管控現(xiàn)狀
近幾年,隨著地鐵建設(shè)工程越來越多,國家也不斷推出安全風(fēng)險管控的規(guī)范、指南、辦法,指導(dǎo)軌道交通安全風(fēng)險管控的開展。
我國各個城市根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范與指南,結(jié)合自身實際情況,除了開展軌道交通相關(guān)監(jiān)測工作,還進行周邊環(huán)境調(diào)查、風(fēng)險咨詢與管理、基坑風(fēng)險評估。
孫長軍、任雪峰等人結(jié)合北京市軌道交通建設(shè)進行了介紹,闡述了建設(shè)安全風(fēng)險區(qū)域性特點,并且對北京市軌道交通建設(shè)安全風(fēng)險管理的發(fā)展,現(xiàn)有的模式進行詳細論述。同時,介紹了北京軌道交通安全風(fēng)險監(jiān)控系統(tǒng)的特點與作用,對于軌道交通安全管控取得了一定的效果[2]。
馬亞梅對廈門軌道交通安全風(fēng)險管控工作的特點進行了總結(jié),并闡述地鐵蓮坂站的風(fēng)險管控機制在工程風(fēng)險處置過程中的應(yīng)用,提出全風(fēng)險管理工作要求及時響應(yīng)之外,更需要做到及時處置,同時對處置質(zhì)量及處理效果應(yīng)有所反饋[3]。
韓三琪針對寧波軌道交通施工特點,闡述了軌道交通施工風(fēng)險評估的方式,對于軌道交通風(fēng)險管理與預(yù)控措施提出了自己的想法,以寧波軌道交通三號線為例,列舉了對基坑安全風(fēng)險管理的辦法與成果[4]。
我國主要以監(jiān)測與安全風(fēng)險管控的方式,對軌道交通工程建設(shè)風(fēng)險進行有效的管理與預(yù)控,以減少軌道交通建設(shè)風(fēng)險事故,降低因軌道交通建設(shè)風(fēng)險事故造成的損失,保證軌道交通建設(shè)的安全、質(zhì)量、速度、周邊環(huán)境保護等目標(biāo)。
3 軌道交通基坑風(fēng)險管控
3.1 施工前風(fēng)險管控措施
3.1.1風(fēng)險界定與辨識
風(fēng)險的界定與辨識是風(fēng)險管控的基礎(chǔ),在軌道交通工程開始前,需要對軌道交通施工場地附近環(huán)境進行仔細的調(diào)查,從而對軌道交通周邊環(huán)境風(fēng)險進行的選取與研究活動,以確定影響軌道交通建設(shè)風(fēng)險因素,即利用不同的風(fēng)險識別方法以及已有的風(fēng)險管控基本原則,找到具體的風(fēng)險源。對于風(fēng)險識別體系而言,主要的分析辦法有WBS-RBS法、德爾菲法等。
3.1.2風(fēng)險估計與評價
風(fēng)險估計與評價是指通過軌道交通建設(shè)發(fā)展的情況,利用軌道交通建設(shè)風(fēng)險分析與評估,對軌道交通事故發(fā)生的幾率、事故導(dǎo)致的損失進行大概的統(tǒng)計。風(fēng)險分析和風(fēng)險管理最關(guān)鍵的是要通過一些定量解析和評估辦法,利用現(xiàn)場收集到的資料和專家的判斷,最終獲得較為科學(xué)的結(jié)論。對于軌道交通風(fēng)險的分析與評估來說,主要通過定性或定量的綜合分析法。軌道交通風(fēng)險管理主要通過各種各樣風(fēng)險研究與評估,形成最終的較為正確的結(jié)論。對于風(fēng)險評價體系而言,風(fēng)險矩陣法、層次分析法等為主要的分析方式。
3.1.3風(fēng)險預(yù)防措施
當(dāng)各個風(fēng)險確定之后,可根據(jù)風(fēng)險估計與評價,對產(chǎn)生風(fēng)險的幾率以及程度水平等方面加以整體權(quán)衡,確定出重大風(fēng)險源,進而采取相應(yīng)的風(fēng)險控制措施。
3.2 施工期間風(fēng)險管控措施
3.2.1建立工程風(fēng)險監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)平臺
寧波軌道交通建立了工程建設(shè)管理平臺,通過軌道交通施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)、軌道交通基坑實時監(jiān)測系統(tǒng)、軌道交通隱患排查系統(tǒng)、軌道交通盾構(gòu)信息系統(tǒng),對軌道交通建設(shè)進行安全風(fēng)險管控與遠程視頻監(jiān)管。實現(xiàn)了對施工工況、巡檢訊息、監(jiān)測數(shù)據(jù)、預(yù)警信息等及時傳送,大大提高了安全風(fēng)險管理的質(zhì)量與效率,實現(xiàn)了對工程風(fēng)險的及時預(yù)警預(yù)控。
3.2.2監(jiān)測管理模式
寧波軌道交通監(jiān)測模式主要為施工監(jiān)測全面監(jiān)測,第三方監(jiān)測單位降頻監(jiān)測。通過監(jiān)理單位與第三方監(jiān)測加強對施工方監(jiān)測的監(jiān)督管理。第三方監(jiān)測在監(jiān)測點埋設(shè)、驗收并與監(jiān)理共同監(jiān)督確認,同時采集原始數(shù)據(jù),同點降頻監(jiān)測,做好數(shù)據(jù)比對分析,同時需要對現(xiàn)場進行巡檢與安全風(fēng)險評估。
3.2.3動態(tài)風(fēng)險評估
軌道交通的建設(shè)是動態(tài)的,每日的現(xiàn)場工況都有所變化,需要實時跟蹤施工期間不同風(fēng)險源,對于風(fēng)險源及時的監(jiān)測,對于施工質(zhì)量進行管理,全面落實風(fēng)險規(guī)避措施,當(dāng)發(fā)現(xiàn)還未被發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險源時,迅速落實相關(guān)風(fēng)險預(yù)防措施。動態(tài)風(fēng)險評估內(nèi)容主要是對軌道交通建設(shè)現(xiàn)場工況、對軌道交通建設(shè)風(fēng)險和突發(fā)風(fēng)險的巡查和監(jiān)測、對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)察、對已發(fā)生的風(fēng)險狀況的處理與總結(jié),及時發(fā)現(xiàn)軌道交通建設(shè)現(xiàn)場的風(fēng)險源與可能存在的危險,可以按照相關(guān)風(fēng)險預(yù)案,落實相關(guān)預(yù)警措施,提高了安全風(fēng)險管理的質(zhì)量與效率,實現(xiàn)了對工程風(fēng)險的及時預(yù)警預(yù)控。
圖1 動態(tài)風(fēng)險評估表
3.2.4監(jiān)測預(yù)警
寧波軌道交通預(yù)警管理包括單項預(yù)警和綜合預(yù)警兩大類。當(dāng)軌道交通基坑本體或周邊環(huán)境形變累計值、變化速率超出方案設(shè)定的監(jiān)測控制值,或現(xiàn)場日常巡檢過程中發(fā)現(xiàn)基坑主體結(jié)構(gòu)、支護結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境出現(xiàn)影響風(fēng)險基坑工程自身及周邊環(huán)境安全的異常情況時,現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控分中心啟動單項預(yù)警。綜合預(yù)警是由定量的監(jiān)測數(shù)據(jù)大小和定性的風(fēng)險事件影響程度綜合確定,按軌道交通安全風(fēng)險狀態(tài)緊急情況由小到大分為:藍、黃、橙、紅四個等級的預(yù)警。不同程度的預(yù)警,采用相應(yīng)的預(yù)警響應(yīng)、預(yù)警處理措施。
4 安全風(fēng)險管控實例
4.1 工程概況
某軌道交通車站基坑凈長273.4m,基坑凈寬12.60~24.62m,屬于深大基坑。
車站形式為地下兩層島式車站,圍護結(jié)構(gòu)采用0.8m厚43m深地下連續(xù)墻+一道砼支撐和四道鋼支撐體系。主體基坑采用明挖順作法施工。
4.2 靜態(tài)風(fēng)險評估及預(yù)控措施
根據(jù)施工前的靜態(tài)風(fēng)險評估,本車站主體基坑總體風(fēng)險指數(shù)為9.6,風(fēng)險等級為Ⅱ級,處在不愿接受的風(fēng)險等級范圍內(nèi),在軌道交通建設(shè)過程中需重點監(jiān)測風(fēng)險源相關(guān)監(jiān)測內(nèi)容,并采取相關(guān)風(fēng)險處理措施以降低風(fēng)險源風(fēng)險等級。
其中,土方開挖的風(fēng)險指數(shù)為10,主要由于基坑底部位置土體承載能力弱,為④1b淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層,整個車站基坑開挖層即②2c層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土厚度達到12—16m左右,且物理力學(xué)性質(zhì)差,土層較厚,周邊土體在基坑開挖過程中受到擾動,在開挖過程中可能有圍護結(jié)構(gòu)變形過大、地墻滲漏、周邊建筑物傾斜、路面下陷等風(fēng)險事件發(fā)生。在基坑開挖過程中需要嚴(yán)格按照基坑開挖方案進行開挖,最大程度減少土方開挖對于基坑周邊土體的擾動;按相關(guān)施工方案要求進行地基加固;縮減基坑無支撐暴露時間,控制基坑位移量,保證基坑開挖過程中的安全穩(wěn)定。
4.3 動態(tài)安全風(fēng)險預(yù)警管控
基坑標(biāo)準(zhǔn)段27—30軸第四層土土方開挖,開挖面附近墻體測斜CX18累計值78.93mm,變化速率26.01mm/2d;CX24累計值58.99mm,變化速率5.51mm/d;CX19累計值73.65mm,變化速率21.02mm/d;CX23累計值64.95mm,變化速率7.69mm/d;嚴(yán)重超過了基坑深層土體位移報警值,并且基坑變形速率較大。監(jiān)測監(jiān)控管理中心發(fā)布黃色預(yù)警,并在現(xiàn)場召集建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理、施工、第三方監(jiān)測單位召開黃色預(yù)警分析會。經(jīng)過分析,總結(jié)原因為:1.整個車站基底下落層均處于④1b層,該層土塑性指數(shù)較低,含水率較高,承載能力較弱且土層較厚,基坑的底部土體受力較為不利;2.現(xiàn)場抗拔樁鑿樁頭,基坑無支撐暴露時間為20小時,基坑處于無支撐暴露的狀態(tài)過久;3.連續(xù)雨天導(dǎo)致坑內(nèi)土體強度降低。針對上述原因,采取以下了措施:加強基坑開挖工序銜接,減小無支撐暴露時間,加快墊層澆筑速度;及時安排抽水,將坑內(nèi)積水排出;加密監(jiān)測頻率,及時反饋基坑形變情況。
直至基坑預(yù)警位置墊層澆筑完成,監(jiān)測數(shù)據(jù)趨于收斂,基坑變形得到控制,黃色預(yù)警狀態(tài)解除。
圖2 測斜最大位移時程曲線圖
基坑險情歷時十日,動態(tài)安全風(fēng)險管理實時根據(jù)現(xiàn)場巡視及監(jiān)測情況發(fā)布黃色預(yù)警,啟動黃色預(yù)警響應(yīng)層次,根據(jù)現(xiàn)場實際狀況采取相應(yīng)的處置措施。有效地遏制了風(fēng)險事件進一步發(fā)展,避免基坑坍塌及路面沉陷等事故的發(fā)生,減少經(jīng)濟損失及社會影響。在參建單位共同努力下,在基坑底板施工完成后,最終各項數(shù)據(jù)穩(wěn)定,安全風(fēng)險管控成效顯著。
5 結(jié)論
寧波軌道交通借鑒國內(nèi)外安全風(fēng)險管控的經(jīng)驗,通過建設(shè)單位建立完善的安全風(fēng)險管理體系及技術(shù)體系,推行軌道交通安全風(fēng)險管理信息化工具與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),提升了軌道交通安全風(fēng)險管理水平。在寧波軌道交通基坑施工過程中,對風(fēng)險進行界定與辨識、估計與評價,并制定相應(yīng)風(fēng)險預(yù)防措施;建立基坑監(jiān)控系統(tǒng)平臺;對現(xiàn)場的巡視、監(jiān)測、預(yù)警等工作,快速發(fā)現(xiàn)軌道交通建設(shè)安全風(fēng)險并采取相關(guān)措施,最大限度地減少工程和環(huán)境風(fēng)險造成的各類損失,為推進軌道交通安全建設(shè)發(fā)揮了積極作用。
參考文獻
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