地铁工程安全风险评估及控制措施分析

朱艳萍

上海海龙工程技术发展有限公司 上海 200011

上海地区地下工程结构相对复杂，施工难度系数较高，潜在风险类型较多，风险损失大，同时受到一系列其他因素的影响，地铁工程中存在诸多风险因素，为了能够进一步提高工程的安全性和稳定性，采取安全风险评估及控制措施具有重要意义，最大限度地控制风险，减少安全事故发生风险，降低工程成本，减少工期损失，为轨道交通工程提供强有力的安全保障[1]。基于此，本文以上海市轨道交通15号线工程土建8标工程实例为基础，分析上海地区地铁工程安全风险评估及控制措施。

1 工程概况

上海市轨道交通15号线工程土建8标，包括景洪路站、朱梅路站、罗秀路站三个车站工程。

景洪路站位于规划景洪路下，沿景洪路南北向敷设。车站为地下2层岛式交叉渡线车站，车站总建筑面积28321m2，车站规模为502.26m×19.64m（包含结构内衬墙），车站主体埋深约为18.6m。根据站址周边建设条件、与地块结合的条件，车站共设4组出入口，3组风井，5组疏散口。

朱梅路站位于老沪闵路与朱梅路交叉口北侧，车站设于老沪闵路路中，沿老沪闵路南北向敷设。车站为地下二层岛式车站，车站总建筑面积12031m2，车站规模为206m×20.44m（包含结构内衬墙）；其中标准段内净尺寸长179m，宽20.44m。车站主体埋深约为16.3m。车站共设4个出入口，2组风井。

罗秀路站位于老沪闵路与罗秀路交叉口，车站设于老沪闵路路中，沿老沪闵路南北向敷设。车站为地下二层岛式车站，车站总建筑面积11581m2，车站规模为208.8m×20.44m（包含结构内衬墙）；其中标准段内净尺寸长181m，宽20.44m。车站主体埋深约为16.5m。车站共设3个出入口，2组风井。

2 风险评估过程及方法

结合相关规定要求，风险评估过程主要分为下述几个阶段：

（1）准备阶段。建立专门的评估小组，对职责进行明确，同时保证小组组长具有丰富的管理经验；明确评估对象及范围，了解相关政策，重视对资料的收集，全面分析相关工程安全事故情况；深入现场进行全面勘察，了解地质、水文等相关信息，收集工程施工资料。

（2）进行总体风险评估。结合设计环节评估结果和相似工程安全事故情况，通过定性结合定量的方法对该项目环境及导致风险因素进行分析，明确项目总体风险等级。

（3）进行专项风险评估。根据施工组织设计明确的施工方案，对施工流程进行分解；明确合理的评估方法，根据工程特点、环境情况、施工组织等因素，明确施工过程中的事故类型；全面分析风险源，确立重大风险源及风险等级。

（4）确定风险控制措施。结合相关规定要求，建立重大风险源监测、预警及应急预案[2]。

3 施工风险特点及控制措施

3.1 该标段项目拟建场地存在较多粉砂土层

该工程拟建场地中含有多种粉性土，如砂质粉土、粉质黏土夹粉土等，在地下连续墙成槽过程时，极易引发塌孔现象，对基坑进行开挖时易发生流沙问题。通过基坑围护虽能将承压含水层阻断，但是围护局部存在缺陷问题，坑内降压会导致坑内外水位联系，导致围护结构发生渗漏现象。因此对在砂性、粉砂性承压含水层中的地铁车站深基坑工程来说，需要加强从施工围护阶段到结构浇筑各流程的风险管理，提高技术管理水平，做好细节管理，从根源处控制风险。

不良地质处理要求：①保证地下连续墙施工质量，尤其是地墙接缝位置施工；②进行降水试验，保证围护结构能够隔断微承压水层；③基坑开挖阶段，进行围护结构堵漏作业，最大程度降低其风险；④保证现场应急物资的充足。

在施工前需要加强与设计部门的沟通，更改地墙的接头形式，改为CWS橡胶止水带接头，提高地墙接缝的防水性能。

3.2 微承压水和承压水水头较高

通过勘查报告可知，三站微承压水分布于④2、⑤2层土，承压水分布于⑦层土。基坑开挖深度在16～20m之间，开挖深度较深，因此降压幅度较大。

不良地质处理要求：①保证地下连续墙施工质量，尤其是地墙接缝位置施工；②进行降水试验，对承压水头进行检测，检查原降水方案是否符合要求；③开挖过程严格遵守降水方案进行。

控制措施：①按微承压水和承压水最不利情况来设计，开挖前进行降水试验，明确具体承压水水头，对抗承压水突涌进行验算，对单井出水量进行明确，了解水位恢复情况，制定科学合理的应急预案，最终明确降压运行方案。施工阶段对降水效果进行检验，提高承压水水位监测水平；②该工程需要降低④2和⑤2层微承压含水层，虽然止水帷幕对该层隔断，但是分析施工过程中止水帷幕的风险，需要在主体基坑坑外附近按照40m间距设置坑外观测井，在降水阶段对主体基坑进行观测，预防地墙接缝等薄弱位置渗漏风险，保证基坑的稳定性；③主体施工阶段按需降水，重点对承压水降水进行控制，降低其对周围环境造成的影响。基坑周围具有受保护建筑物，地墙围护结构并未安全隔断承压水层，为避免承压水过度，需要在基坑外侧设置承压水回灌井，结合监测数据采取有效的措施。

3.3 周边环境风险控制措施

在施工阶段易发生地表沉降问题，进而导致周围建筑物存在沉降、开裂的风险，对周围建筑物的使用造成不利影响。施工阶段其风险主要表现在下述几个方面。①建筑资料不符合施工设计图纸要求，随意、盲目施工导致风险滋生；②围护结构施工过程中因为土体损失导致地面发生隆起或沉降等不良情况；③长期、降水导致地面发生沉降，建筑物存在开裂、变形问题；④围护结构接缝漏水漏沙严重，致使其发生变形，对周围建筑物的正常使用造成影响；⑤因为前期准备阶段未对周围建筑物进行质量检测，缺乏对其情况的了解，导致一系列问题滋生。

控制措施：①对周围建筑物资料及设计图纸进行全面检查，查看二者是否一致。施工前首先需要核实图纸和资料，尤其是地下建筑物，如果发生两者存在不符，及时进行设计变更，确保施工的安全性。②地墙成槽阶段，需要提高泥浆液面高度，对泥浆配比进行调整，减少地墙单幅槽宽，降低槽壁坍塌风险，加快该段施工进度。③对井点降水系统来说，需要适当增加降水井，降低降水深度，根据施工要求进行降水，按需降水。④每日进行安全巡视，如果发现基坑围护结构存在渗漏水问题，及时进行堵漏，必要情况需要实施墙后注浆，降低地下连续墙渗漏对周围建筑物造成的影响。⑤对周围建筑物实施房屋检测，了解其构造、形式、使用情况等，明确建筑物已有变形及抵抗剩余变形的性能。结合检测报告，评估建筑物，结合评估指标进行判断，采取有效的技术措施和应变措施。完成检测报告后，同建筑物业主进行确认，以防非工程导致的裂缝纠纷问题，减少周围环境导致的经济风险问题。⑥合理制定监测方案，严格遵循方案执行。设置倾斜监测点，增加巡视次数，对可能存在的安全风险事故进行提前预警，避免支护结构破坏及环境事故出现[3]。

3.4 周围管线较多，需强化基坑变形控制

基坑开挖需要保证基坑的稳定性，提高监测水平，对该工程来说，实现对周边管线沉降的控制十分重要。主要措施包括：①保证围护结构质量。为了保证基坑的稳定性，需要保证围护结构具有良好的抗侧压能力、抗渗能力，施工阶段对地墙垂直度、厚度、墙底标高、混凝土密实度等进行全面控制。②保证地墙注浆质量。严格根据设计要求进行注浆，对浆液配比和注浆量进行严格控制。③保证基坑降水质量。使用深井-真空井点降水，确保每一井点承受降水面积≤200m2，开挖前降水时间需大于20天，通过观测井观测水位，保证基坑内地下水位下降至基坑底面下1m后进行土方开挖，根据图纸要求做降压井，确保承压水不会对开挖产生隐患[4]。④及时抽排基坑内明水。尽量在旱季进行基坑开挖，随时将基坑内明水抽排，以防地表水渗入土中使土体软化。⑤对拆支撑与结构混凝土施工关系进行有效处理。明挖法结构混凝土需要按照从上至下的顺序施工，需要处理好拆支撑与结构混凝土关系，保证结构混凝土满足设计强度后拆除相应支撑。⑥提高监测水平。对深基坑施工进行严密监测，及时发现存在问题，从根源处消除安全事故。⑦备好应急物资。为了保证施工的安全，还需要备好应急物资，为了防止停电事故，需要配备柴油发电机组，电路停电及时启动备用电源，保证施工的正常。

4 重大风险源的控制措施

4.1 基坑滑坡风险

①对基坑开挖坡度进行严格控制；②开挖前及开挖中采取针对性降水措施，确保该层土中降水效果；③如果存在特殊情况，如基坑停工时间较长，需要在平台、基坑周围及坡脚位置设置排水明沟与积水坑，安排工作人抽水值班，必要情况时对边坡面喷射素砼，能够有一定的保护作用。④进度允许的情况下使用少开工作面形式，以防基坑工作面的大量暴露。⑤严禁坡顶堆积荷载，不允许在坡顶设置便道。

4.2 围护体位置偏斜

①使用“Ⅲ级”复核制度进行测量，确保桩位的准确性；②施工过程中严格控制垂直度，地下连续墙成槽机使用四向纠偏，保证围护垂直度；③正式施工前，全面勘察沿线地下障碍物，如果发现障碍物需要及时清理[5]。

4.3 围护结构强度不佳

①检查商品混凝土出场配合比情况，确保商品混凝土配比所用材料、外加剂，以及强度、抗渗等级、坍落度符合设计要求；②防止混凝土浇筑过程中掺水导致混凝土强度降低；③混凝土运输及振捣需要在初凝前完成；④对浇筑和振捣质量进行全面控制；⑤做好后期养护工作。

4.4 加固失效引发基坑失稳风险

①合理制定加固方案；②对地基加固过程进行全面监控，注重水泥掺量、注浆量及注浆压力；③结合坑底挡墙周围土体性质，选择科学合理的加固方法，例如压密注浆、深层搅拌法以及降水加固等。

4.5 周围管线审理引发基坑风险

①做好勘查工作，了解基坑周围水管分布情况，和相关单位做好停水协商工作；②对可能发生的风险管道做好保护及排水应急从事；③使用井点降水和回灌结合技术，避免水土流失。

4.6 基坑围檩、支撑、系梁安装、拆除吊装风险

①施工准备阶段保证支撑材料的充足，包括草包、土、沙、石料等；②存在险情需要立即停工，组织施工人员、车辆用土或沙将发生险情的已开挖段及时回填，稳定险情，最大限度降低其对周围环境的影响程度；③全面监测，实时掌握基坑变化情况；④结合监测数据，对相应部位支撑复加预应力；⑤如果连续变形需要增加支撑，合理控制位移；⑥发现原因，对施工方法进行调整，减少位移；⑦通过钢丝网加细石砼对基坑边坡进行保护；⑧安排专门的工作人员对基坑边坡及钢支撑进行巡视，如果存在问题及时进行修坡处理[6]。

4.7 基坑围檩或腰梁破坏风险

①保证支撑梁架设施工符合标准，避免发生滑动、脱落等不良情况，改变支撑点位置；②对围檩受力情况进行准确计算，选择合适材料及尺寸，确保其刚度强度；③合理设置腰梁位置及数量，避免发生超挖情况；④提高质量控制及变形监测水平，保证围檩架位置的合理性；⑤对支撑点位置围檩进行加固。

5 结束语

综上所述，因为地铁工程具有一定的复杂性，施工难度较大，周围环境复杂，因此极易发生风险问题，因此开展风险评估工作具有重要意义，对可能存在的风险因素进行全面评估，及时发现问题，采取有效的控制措施防范风险，保证工程的整体安全性和稳定性，促进工程的可持续发展。