地铁隧道施工风险分析与控制

地铁隧道施工风险分析与控制目前国内地铁常用的施工方法主要包括：明挖法、浅埋暗挖法、盾构法、顶管法和沉埋法。实践表明，浅埋暗挖法由于避免了明挖法的大量拆迁占地和改建现象，受自然天气影响小，减少对周围环境的粉尘污染和噪声影响，以及对城市交通的干扰小，十分适用于在人口及建筑密集的繁华城市内施工。因此，国内正在修建地铁的城市在市区内大多数采用浅埋暗挖法施工，尤其在北京、广州、深圳三地。目前浅埋暗挖法支护结构设计仍以工程类比法为主，辅以量测手段的现场监控设计法和计算为依据的理论分析设计法。而地下支护结构设计是一门经验性很强的学科，造成施工条件存在较大的不确定性，而导致地层失稳或过量变形等工程病害问题，这将危及地面和周围建筑物以及交通、通讯、供水、供电、煤气管线等各种城市生命线的安全。正是由于地铁工程项目具有一次性、投资大、周期长、要求高等特点，其施工过程又是在复杂的自然和社会环境中进行，不可避免地受到各种各样的不确定因素的干扰，并引发工程项目的进度、质量、安全和费用控制目标不能实现的风险。1、工程介绍停车线里程为：ZCK12924.604ZCK13+507.180，总长587.888m，根据六号线全线行车要求，在东湖站站前设置一条停车线，暗挖隧道按新奥法原理设计，采用矿山法施工。隧道穿越的地层主要为8、9地层，在YCK13330处拱部长50m局部穿越7地层。8、9地层岩石强度为520 Mpa。暗挖隧道根据停车线要求，设计多种断面形式，见下表：暗挖隧道暗挖形式表（右线）序号断面形式长度(m)里程主要施工方法1A2259.668YCK12924.604YCK13+178.96台阶法2A191.04YCK13+178.96 YCK13+270台阶法3A278.96YCK13+270 YCK13+348.96台阶法4C123.53YCK13+348.96 YCK13+372.49中洞法CRD5C212.88YCK13+372.49 YCK13+385.37中洞法CRD6C118.81YCK13+385.37 YCK13+404.18中洞法CRD7B212.96YCK13+404.18 YCK13+417.14CRD法8B133.28YCK13+417.14 YCK13+450.42CRD法9A156.76YCK13+450.42YCK13+507.180台阶法暗挖隧道暗挖形式表（左线）序号断面形式长度(m)里程主要施工方法1A2259.668ZCK12924.604ZCK13+178.96台阶法2B391.04ZCK13+178.96 ZCK13+270CRD法3B478.96ZCK13+270 ZCK13+348.96CRD法4C123.53ZCK13+348.96 ZCK13+372.49中洞法CRD5C212.88ZCK13+372.49 ZCK13+385.37中洞法CRD6C118.81ZCK13+385.37 ZCK13+404.18中洞法CRD7A1102.55ZCK13+404.18ZCK13+507.180台阶法1.2工程重难点、隧道穿越大沙头三马路和四马路及多幢建筑物，施工时对四周环境保护要求高，隧道施工时如何控制地表沉降保证建筑物和管线的安全是区间施工必须重视的难点。、暗挖隧道断面大，断面形式变化多，联拱断面施工工序多，受力形式转换频繁，周围土体多次受扰动，施工组织和协调难度大，施工时对安全的要求高；、暗挖隧道断面多数位于、地层、局部位于地层，、地层岩层强度高，为保证地面建筑物，根据不同断面大小分别采用台阶法、CRD法、中洞法CRD法爆破开挖，施工难度大。、隧道地质条件主要为强风化岩、泥质粉砂岩、微风化岩；地下水主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水，且隧道走向与珠江平行水平距离仅有100多米，施工中易出现涌水或涌砂等不利条件，造成地层损失，引起较在的地表下沉。2、风险识别在风险识别阶段，由于主观性较大，为了力求识别的准确性、完整性和系统性，必须确保数据来源的准确和分析的科学性。在本工程的风险管理中，决定采用分解分析、核查表和专家问卷三种相结合的方法。首先，将收集的数据中所涉及的工程项目按照WBS分解成单位、分部和分项工程。然后将归纳的各种风险事件按照以上介绍的项目风险分类标准加以分类；如此，将工程结构分解和分类的风险事件作为核查表的横竖列形成风险识别表。最后，将核查表请专家尤其亲身参加过类似工程的专家加以评价，去伪存真。最后得到以下几点：2.1风险一-恶劣多变的地层地质、水文条件区间工程所在地层的地质水文条件表现出很大的随机变异性，同时，地层中还存在大量富水物体的活动与作用，如含水管线、排水暗挖等。并且，由于本工程地处闹市区，导致地质勘探和降水工程受限，施工人员无法得到精确的资料。2.2风险二-隧道周边建筑物和地下管道线复杂由于工程处于城市闹市区，周围的地面构筑物和周围环境设施很复杂：1）地面建筑的安全程度较低；2）地面建筑物和区间隧道之间的垂直距离不到25米；3)管线的类别、年限、材料及施工方法表现出承受隧道施工扰动能力较弱。本工程上方的民房和商用房大部分为八十年代建的房子，结构承载力较差，经过鉴定单位鉴定，有部分房已经出现细微裂缝。2.3风险三-前期拆迁导致工期处于不确定状态由于此区间隧道处于老城区，上方的大量民房，拆迁难度较大，致使盾构吊出井西移142米，隧道延长工程量增加。2.4风险四-施工方案的复杂性本工程因为运营的需要设计有停车线，隧道断面大变化多且有岔线段。目前国内针对区间隧道渡线结构存在多种技术方案，各不相同，各有千秋。但由于工程施工技术方案与工艺流程复杂，且不同的工法又有不同的适用条件，贸然采取某种方案必产生风险。2.5风险五-施工中人员的安全地铁工程的建设周期长、施工环境条件差，这些对施工人员都容易产生不良影响，导致出现各种意外风险事故。3、风险分析和评估根据以上隧道的风险分析，应采取适当的方法以确定各风险事件大小的先后顺序，确定风险事件间的内在联系，把握风险之间的相互关系，并进一步认识风险发生的概率和引起的损失。在此可借助一此具体的工具和技术，例如：计划评审方法PERT、MC模拟方法、AHP法、故障树法、效用理论、模糊分析法、影响图分析法等等。考虑希望促使施工人员能量化风险因素对项目成功影响的权重以及分析出风险因素的发生原因和概率，在本工程风险管理中采用了AHP法来分析，即层次分析法识定性分析和定量分析相结合的评定方法，将复杂的风险问题分解为若干层次和若干要素，并把同一层次的各要素通过具体算法进行比较、判断和计算，得到各个风险因素的权重，综合项目实际情况和业主要求，借助专家意见首先对决策标准元素两两比较形成判断矩阵，其次对每一个决策标准将风险因素两两比较形成判断矩阵以求得相对权重，并进行一致行检验，最后对各风险因素按照统计分析排出先后优劣次序。4、风险应对通过对东湖站站前停车线隧道施工风险的识别和分析评估，已经对存在的种种风险和潜在损失等方面有了一定的把握。在此基础上，合理编制了一个切实可行风险应对计划，内容包括：已识别风险因素的描绘、风险分析、风险承担人、应对措施、应对计划、应对费用和应急计划。（1）风险一的应对措施-风险缓解。由于地质水文条件客观存在，不能根本消除。并且，在投标文件中已经对此地质水文条件作了一定承诺，只能采取减轻风险。考虑本区间隧道具体条件：杂填土层较厚、自稳性差易坍塌、含水管线较多等，在区间隧道施工中采取超前小导管及深孔帷幕注浆加固土层和止水，浆液采用水泥一水玻璃双液浆，实践证明，此措施很好保证了隧道对于恶劣多变的地质水文条件的有效防范。（2）风险二的应对措施-风险转移和风险缓解。对于隧道上方地面的民房，聘请具有资质的房屋鉴定机构对全部房屋进行了危房鉴定，然后以正式报告形式与业主进行协商，施工过程中及时进行信息反馈。经过努力，基本解决了风险问题。对于管线安全，经过专家讨论会和现场调查，采取了从区间隧道内新开一断面不足4米的洞室贴近管线，使用近距离注浆将管线周边土层进行置换已达到加固和止水作用。（3）风险三的应对措施-风险转移。由于此区间工程工期的延误主要是因为前期拆迁及隧道工程量增加，施工方采取了工期延误报告、现场专题汇报会和停复工申请的诸多形式，使业主明晰工期延误原因并留有书面依据，最终将工期进行延长，化解了风险。（4）风险五的应对措施-风险规避。即采取措施避免发生人身伤亡事故，其中，采取的措施中最有效的是严格按照技术交底施工。5总结和建议综上所述，地铁工程项目是在复杂的自