验收资料一课题工作报告

轨道交通大断面地下暗挖工程风险控制上海建科工程咨询有限公司二0一五年四月十六日上海建科工程咨询有限公司科技创新项目《轨道交通大断面地下暗挖工程风险控制》验收资料之一项目编号：2.02.11010合同编号：建筑科学研究报告资料编号：内部资料项目名称：轨道交通大断面地下暗挖工程风险控制项目来源：上海建科工程咨询有限公司科研创新项目项目编号：2.02.11010起止日期：2011.6.24—2015.3.1项目负责单位：上海建科工程咨询有限公司项目负责：张永福项目参加：李松延、魏艳超报告审核：报告批准：验收资料清单验收资料1：课题工作报告验收资料2：课题研究报告验收资料3：课题发表论文验收资料4：风险评估报告验收资料5：施工验收用表验收资料1：轨道交通大断面地下暗挖工程风险控制课题工作报告上海建科工程咨询有限公司二零一五年三月1摘要随着城市地下空间的开发和城市轨道交通建设，地下暗挖工程越来越多，特别是大跨度、大断面地下工程越来越多。地下暗挖工程施工，不可避免的扰动地层造成地层沉降，地层沉降过大会导致地面道路路面破损、既有地下管线破坏及建（构）筑物的损坏等环境风险，同时带来较大的施工风险。由于地下暗挖工程施工带来的环境风险将影响环境安全及工程本身的安全，并造成严重的社会影响和经济损失。目前对地下工程施工造成的环境风险的研究主要集中在风险辨识方法和风险评估方法上，常用的风险评估与分析方法主要有：基于信心指数的专家调查法、模糊综合评判方法、层次分析法、故障树分析方法等。而在评估后如何从技术层面给出相应的风险控制措施和规避方法还不完善，不能形成完整的风险控制体系。针对地下暗挖工程的地质条件和环境特点，提出以控制地层变形为核心，以保证结构（包括既有建（构）筑物和既有管线等）安全为目的的风险管理体系，并从技术层面上提出相应的风险控制指标和规避措施，以指导大断面暗挖工程的施工。以青岛城市轨道交通地下车站为例子，通过课题研究形成风险评估报告和风险管理方法，并制定青岛施工用表及管理方法。关键词：轨道交通大断面暗挖风险控制2一.总体目标近年来，我国城市规模不断扩大，城市人口快速增长，机动化出行增长很快，城市交通拥堵已经成为城市可持续发展面临的重要问题，城市轨道交通作为一种大容力、便捷、节约、环保的城市公共交通方式，在缓解城市交通拥堵，优化完善城市空间布局，提高人民生活质量等方面发挥了重要作用。目前，我国已批准超过54个城市的轨道建设规划，总里程15000多公里。截止2013年底，我国已超过20个城市开通了城市轨道交通的线路，总运营里程2200多公里，日均客运量突破2500万人次，全年客运量达到87亿人次。近年来，我国轨道交通进入大发展时期，一是北京、上海、广州、深圳等目前已经形成轨道交通网络的城市，未来将根据城市发展的特点和客流的需求，加密和拓展网络结构，发挥轨道交通网络效益；二是武汉、南京、沈阳、成都等已经建成骨干线路的城市，将加快建设轨道交通的网络；三是刚起步的城市将重点建设主骨架线路。城市轨道交通施工常面临各种复杂地质条件及周边环境因素的制约，尤其是城市轨道交通车站作为城市轨道交通网络及人口流动的枢纽，是城市轨道交通施工中技术和工期的关键性控制工程。城市轨道交通车站由于埋深原因大多处于软岩及“上软下硬”复合地层，且埋深浅、周围临近建筑物、构筑物较多，管线密集，开挖易引起的地层扰动及出现掌子面失稳和地面沉降等问题。暗挖车站在施工期间，由于车站主洞、出入口、风道等隧道断面形式大小不一，左右、上下邻近情况较多，交叉重叠，施工风险较大。本课题针对城市轨道交通地下暗挖车站工程的地质条件和环境特点，提出以控制地层变形为核心，以保证结构（包括既有建（构）筑物和既有管线等）安全为目的的风险管理体系，并从技术层面上提出相应的风险控制指标和规避措施，形成相关风险评估报告，以指导大断面暗挖工程的施工。二.主要创新点1、对轨道交通大断面地下暗挖工程施工风险分析本课题通过对城市轨道交通地下暗挖工程的风险源分析，分别从周边环境、地质情况、埋深、断面尺寸、开挖方式等进行风险分析。2、对轨道交通大断面地下暗挖工程施工风险评估和管理3通过研究提出了依据《城市轨道交通风险评估指南》，采用基于层次分析法(AHP)与专家打分法的综合集成风险评估法，以青岛城市轨道交通地下大断面暗挖车站为例子进行评估并提出了管理方法。3、针对不同地质情况提出合理的施工工法通过对青岛地铁一期工程不同地质条件、周边环境、开挖方式的风险分析和评估，提出了合理的施工工法。特别是对浅埋暗挖大断面工程的CD法、CRD法等的临时支撑设置提出了针对青岛地铁一期工程地质特点的优化施工工法。4、提出针对不同情况下大断面地下暗挖工程施工控制措施以青岛地铁一期工程为例子，针对浅埋暗挖大断面工程提出施工控制措施，并编制出施工用表和质量管理标准化，便于在工程实际中应用。针对软弱围岩条件下施工提出“一控六专项”的控制方法，即专项勘察、专项设计、专项施工方案、专项监理细则、专项监测方案、专项应急方案预案；严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针，控制施工风险。并依据围岩变形原理，提出青岛市城市轨道交通地下暗挖工程施工“三要素”控制方法，即根据不同围岩“严格控制爆破开挖时间、初喷时间、钢架安装及混凝土喷射时间”三要素，确保隧道围岩变形控制在风险可控范围内。三.研究内容以青岛城市轨道交通和重庆城市轨道交通大断面暗挖车站为案例，对不同地质条件下的地下暗挖工程进行研究：1、轨道交通大断面地下暗挖工程施工风险分析研究；2、轨道交通大断面地下暗挖工程施工风险评估和管理研究；3、轨道交通大断面地下暗挖工程施工风险控制研究；4、轨道交通大断面地下暗挖工程施工技术研究。四.技术路线针对不同地质条件下大断面地下暗挖工程施工风险进行辨识、分析、评估，进行施工风险管理研究，并总结出相应的风险管理方法和施工工法。1、轨道交通大断面暗挖工程的施工方法研究；42、轨道交通大断面地下暗挖工程对城市运营的影响；3、通过对工程地质及水文、环境、设计文件及相关规程，以及国内外类似工程的分析比较，找出工程的主要风险源及其在施工过程中的分布，对施工中所涉及的风险实施有效的管理与控制，确保工程的施工安全可靠。4、对特殊断面如：双联拱隧道、三联拱隧道、大小断面隧道变换、小净距平行隧道等的风险评估及控制。五.课题的完成形式和考核指标1、形成课题报告1份课题报告共分七个部分：1）第一部分，概述。本部分重点探讨课题的主要背景，明确课题研究的理论价值与现实意义。2）第二部分，风险分析。本部分通过对收集的自1981年到2011年的175起公开报道的涉及轨道交通施工过程中发生的事故进行调查分析，明确轨道交通工程暗挖法施工的事故类型和频率，总结大断面地下暗挖工程在各施工阶段潜在的风险，为后期的风险识别和评估奠定了基础。3）第三部分，风险评估。采用基于层次分析法(AHP)与专家打分法的综合集成风险评估法，以青岛城市轨道交通地下大断面暗挖车站（君峰路站）为例子进行评估，计算出各层次风险的风险系数，作为衡量风险因素风险水平的最终指标，进而根据风险等级的评定标准来判断各风险因素的风险等级。4）第四部分，风险控制措施。针对通过风险评估得到的风险等级较高的事件，给出相应的控制措施。5）第五部分，施工工法选择。根据国内外修建大跨浅埋暗挖车站的基本情况，包括车站结构形式、跨度、高度和覆土厚度等方面，归纳统计出大跨浅埋暗挖车站的主要结构形式。针对不同浅埋暗挖车站结构形式对应的施工方法进行风险评估。6）第六部分，施工方法示例。本部分青岛地铁一期工程君峰路站为例，对施工工法进行详细的讲解。7）第七部分，总结与展望。针对青岛城市轨道交通工程地下大断面暗挖工程的分析，我们提出了保围岩、稳基脚、固侧壁、早封闭、勤量测、空爆破等施工控制理念。52、公开发表二篇学术论文；1）张永福、魏艳超、李松延，《轨道交通大断面地下暗挖工程施工风险分析与控制》，《建设监理》，2014年7月。2）魏艳超、李松延，《浅析区间隧道帷幕注浆施工方法》，《房地产导刊》，2014年5月。3、形成君峰路站、君西区间、西永区间的施工风险评估报告；4、制定出青岛城市轨道交通施工管理用表；