地铁在建线路土建工程安全风险评估(宋敏华、吕培印11)

地铁土建工程安全风险评估北京城建设计研究总院主要内容介绍1.开展安全风险评估的必要性2.风险源（因素）辨识的方法3.风险评估方法4.风险等级标准探讨5.广州地铁在建某线路土建工程安全风险评估1.开展安全风险评估的必要性1）我国大陆近期规划建设55条线路（至2014年），线路里程约合达到1500公里。新建地铁短期内集中上马，有经验的勘察、设计和施工力量明显不足，使地铁工程建设过程中的风险大大增加。2）地铁工程相关技术标准不够完善，潜在技术风险不容忽视。1.开展安全风险评估的必要性3）各地对于重大的安全和技术问题实行专家论证会制度，在一定程度上避免了决策失误和安全事故的发生。但专家论证是针对某一点或一段进行，还没有形成“工点---线路--线网”全面性论证和全过程参与的机制，缺乏从系统性上解决安全问题的理念和手段。4）地铁土建工程事故为我们敲响了安全的警钟1.开展安全风险评估的必要性新加坡地铁上海地铁北京地铁长40米,宽18米,坑深6～10米台湾高雄地铁综上所述，针对我国在建地铁的实际情况，对地铁建设工程开展全面的、系统的风险分析和评估，采取合理的风险规避方法和控制措施，追求本质安全，对于最大限度地减少风险，降低事故的发生，全面提高地铁工程建设安全管理的水平是十分必要的。2.风险源（因素）辨识的方法2.风险源（因素）辨识的方法本文风险源辨识的思路是：依据在建线路地质勘察报告、各方人员调研和现场踏勘情况，针对初步设计或施工图设计、施工方（工）法对工程安全性及其周边环境（建构筑物、既有线、管线等）的影响，从风险的角度，参考国内外各地特别是已修建地铁的案例风险，结合国家、省及现行有关规范和标准要求，综合风险调查法、专家调查法和经验数据法，识别风险源或风险事件。3.风险评估方法选择风险矩阵法进行风险评估。该方法综合考虑风险因素发生概率和风险后果，给出风险等级，用R＝P×C表示，其中：R表示风险；P表示风险因素发生的概率；C表示风险因素发生时可能产生的后果。P×C不是简单意义的相乘，而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合。R＝P×C定级法是一种定性与定量相结合的方法，是目前国内外比较推崇的风险评估方法之一。3.风险评估方法4.风险等级标准探讨4.风险等级标准探讨有关风险等级的划分标准，目前国内外还没有一个适应性强、便于实际操作的标准，例如：风险矩阵法考虑风险因素发生概率和风险后果，给出了风险等级的划分标准（见下页），但因缺乏明确的条件和过大的划分区间，而使实际问题的等级划分难以操作。在此，针对广州地铁土建工程实际情况，探讨按工法等条件确定风险分级的标准。4.风险等级标准探讨后果描述级别定义采取相应措施后果可忽略Ⅰ更少地引起次要结构、次要系统或环境的破坏，更少的伤人、更少的职业病害。可不采取控制措施后果较轻Ⅱ次要结构、次要系统或环境破坏，轻度伤人、轻度职业病害。可适当采取措施后果严重Ⅲ主要结构、主要系统或环境破坏，重度伤人、重度职业病。必须采取措施灾难性后果Ⅳ结构毁坏、系统失效或严重的环境毁坏，人员死亡。必须排除4.风险等级标准探讨4．1明挖段风险分级4．1．1基本风险分级4．1．2风险分级修正4．1．2．1考虑扰动影响的风险级别修正4．1．2．2考虑环境条件的风险级别修正4．1．2．3考虑地下水影响的风险级别修正4．1．3风险分级标准4．2盾构法施工隧道风险分级4．1明挖段风险分级对于明挖基坑风险分级，由基坑深度、地下水条件、基坑周围受扰动的程度和环境对基坑变形的敏感程度四大因素确定。具体因素采用定性划分和定量指标两种方法综合确定。考虑深度影响的明挖基坑风险分级作为基坑风险的基本分级，而具体风险级别则是在基坑风险基本分级的基础上，考虑地下水影响、基坑周围受扰动的程度和环境对基坑变形的敏感程度等必要的因素进行修正。综合各种因素后，明挖基坑风险分为六个等级。风险随基坑深度，或者说土压力的增大而增大。按照土压力随基坑深度的变化规律，对基坑风险的影响分级，定为四个等级（Ⅰ～Ⅳ），见表1。4．1．1基本风险分级表1按基坑深度划分的风险等级风险等级ⅠⅡⅢⅣ基坑深度h≤20m20mh≤29m29mh≤33m34mh≤36m注：h为基坑深度。基坑工程对周围环境的扰动不尽相同。把基坑周围地段按其受基坑工程扰动的程度划分为三个区（图1），其中，Ⅰ区为基本不受扰动区，Ⅱ区为受扰动较小区，Ⅲ区为受扰动最大区。4．1．2．1考虑扰动影响的风险级别修正4．1．2风险分级修正hhhⅢⅡⅠ图1一般地基的扰动区划图在基坑基本风险分级基础上，考虑基坑周围地段受基坑工程扰动的程度，进行风险等级修正，见表3。表3基坑工程扰动的修正基本风险等级ⅠⅡⅢⅣ受扰动程度ⅠⅠⅡⅢ或ⅣⅣⅡⅠⅢⅣⅤⅢⅡⅢⅣⅤ4．1．2．2考虑环境条件的风险级别修正环境条件分级环境条件Ⅰ符合下列情况之一时：1．农田和植被；2．距离江、河、湖、水道200m。Ⅱ符合下列情况之一时：1．一般性的建（构）筑物等2．一般性的道路等；3．一般性的地下管线等；4．距离江、河、湖、水道100～200m。1）环境条件的分级(原文表4)Ⅲ符合下列情况之一时：1．较重要的或对地基变形敏感的建（构）筑物等，包括各种结构型式的建（构）筑物、需保护的陈旧建（构）筑物、高架桥等。2．较重要的道路、铁路、地下铁道；3．较重要的地下管线，包括煤气、上下水、通讯电缆、高压电缆等4．距离江、河、湖、水道50～100m；Ⅳ符合下列情况之一时：1．重要建（构）筑物，包括国家保护建（构）筑物、高架桥、人防工程等。2．重要的道路、铁路、地下铁道；3．重要地下管线，包括煤气管道、上下水管道、通讯电缆、高压电缆等；4．距离江、河、湖、水道50m。环境条件分级环境条件1）环境条件的分级(原文表4)根据周围环境对基坑变形的敏感程度和基坑工程对周围环境可能造成的危害程度，修正基坑环境风险等级，如表5。表5环境影响的修正基本风险等级ⅠⅡⅢⅣ环境分级ⅠⅠⅡⅢⅣⅡⅠⅡⅢ或ⅣⅣⅢⅠⅢⅣⅤⅣⅡⅢⅣⅤ（2）环境影响的修正出现下列任一情况，则在基本等级基础上，提高一个风险等级。（1）含水粉细沙、粉土层，开挖可能引起潜蚀、流沙和湧土；（2）基坑下有承压水含水层，可能影响基坑的稳定性；（3）地下水对岩土的软化、蹦解、湿陷和潜蚀等；（4）施工降排水可能引起的两侧建筑物变形、市政道路的下沉、塌陷、地下水动态的变化和地下管线及各种设施的变形影响。4．1．2．3考虑地下水影响的风险级别修正对于盾构隧道风险分级，由盾构隧道的围岩类别与不良地质条件、盾构隧道的空间状态（坡度、覆土厚度、转弯半径、与相邻隧道的空间距离）、地层受扰动的程度和环境对地层变形的敏感程度等因素确定。隧道的围岩类别、不良地质条件与地下水影响的风险分级作为盾构隧道的基本分级，而具体风险级别则是在基本风险分级的基础上，考虑盾构隧道的空间状态、地层受扰动的程度和环境对地层变形的敏感程度等必要的因素进行修正。综合各种因素后，盾构隧道风险分为六个等级。详细的修正过程不再细述。4．2盾构法施工隧道风险分级5.广州地铁某线路土建工程安全风险评估5.广州地铁某线路土建工程安全风险评估广州地铁在建某线路，共有8个换乘站，14座明挖车站,3座明暗挖结合车站；15.48km盾构法施工区间,1.56km明挖法施工区间。着重从地质状况风险、主体及围护结构施工阶段风险、环境影响风险等几个方面进行风险评估。5．1地质状况风险分析5．2主体及围护结构施工阶段风险分析5．3环境影响风险分析5．4工点的风险等级划分5．5对策措施建议5.广州地铁某线路土建工程安全风险评估5．1地质状况风险分析5．1．1不良地质和特殊岩土风险分析5．1．2地下水不良作用的风险分析5．1．3地质资料完整度和勘察精度的风险分析5．2主体及围护结构施工阶段风险分析5．2．1明挖段（地下车站或区间）施工风险5．2．2盾构法隧道施工风险5．2．1．1围护结构施工风险（1）地下连续墙围护结构施工风险（2）钻孔灌注桩加止水帷幕施工风险（3）内支撑体系施工风险5．2．1．2施工降排水风险5．2．1明挖段（地下车站或区间）施工风险5．2．1．3基坑加固风险（1）基坑变形失稳（2）对附近地面、建构筑物的不利影响5．2．1．4基坑开挖风险5．2．1明挖段（地下车站或区间）施工风险5．2．2盾构法隧道施工风险5．2．2．1常规施工风险（1）盾构始发风险（2）盾构掘进风险（3）盾构到达风险（4）管片拼装风险（5）附属结构施工风险5．2．2．2特殊条件下的风险5．3环境影响风险分析5．3．1对周边建筑物的影响5．3．2对道路、铁路或地铁线路的影响5．3．3对周边管线影响5．3．4受周边环境或工程施工的影响5．4工点的风险等级划分在已识别的各类风险因素基础上，按照文中介绍的风险评估方法和风险分级标准，针对具体工点的地质条件、施工方法与工艺和周边环境条件，划分风险等级，结果详见原文。下表给出各等级的工点数：风险等级ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ工点数351678谢谢﹗