地鐵BT建設模式下施工項目的風險管理

(成都軌道集團有限公司 四川 成都 610051)

一、工程概況

深圳地鐵5號線是深圳市人民政府與某央企公司合作確定為投融資及施工圖設計施工總承包的BT建設模式項目，其中5305標段正線長約8.195Km，位于深圳市龍崗區布吉鎮范圍內，北起下水徑，南止于百鴿籠站。該標段區間盾構工程包括2個施工豎井、1個盾構始發井(80米)和3個區間隧道總計5104.396米，工程合同造價為3.163億元，合同工期為2008年3月1日至2010年2月28日。

二、項目的風險識別與評估

(一)成本風險

1.初步設計概算風險

(1)材料價的風險：項目施工合同為總價包干方式，但在初步設計概算中存在著部分材料價中的信息價中不明確而帶來造價偏低的風險。

(2)定額選?。涸诓煌瑮l件下定額的選取直接影響到工程量清單項目的單價，對工程總造價起著決定性的作用。

(3)措施費：在概算編制中存在施工措施費漏項問題，也會給工程總造價帶來較大影響。

2.合同風險

本標段項目采用固定總價合同，價格和工程量的風險均由承包商承擔。固定總價合同一經簽訂，施工方首先要承擔的是價格風險，合同履行過程中的價格上漲風險均由施工方承擔，業主不會給予補償。其次，施工方還要承擔工程量風險。在固定總價合同中，業主往往只提供施工圖紙和說明，一旦合同工程量小于實際完成工程量，施工方損失風險自擔。

(二)施工技術、安全質量風險

本標段盾構施工工程中遇到上軟下硬復合地層時，盾構機的姿態將難以控制，會造成隧道軸線產生較大的偏移，地層受到擾動了會造成較大的地面沉降。還存在盾構機在地下穿越江河時，因施工擾動而發生噴涌的風險、穿越建構筑物的地表注漿加固措施不到位、建筑物結構本身存在安全風險、設計與施工能力、物資資源不足等風險；同時無形中加大措施費用風險。

(三)工期風險

深圳地鐵五號線項目是第26屆世界大學生運動會的配套建設項目，需在2011年完工，總工期3年。而5305標段盾構項目合同工期只有24個月，包括2個施工豎井，1個盾構始發井(80m)和3個區間隧道，總計5104.390m，施工區間地質復雜、施工干擾大、施工組織困難，給項目工期的兌現帶來極大風險。

三、項目風險的防范和管控措施

(一)成本風險

1.初步設計概算的風險防范：

(1)材料價的風險防范。對信息價中不明確的材料采用較高單價或自行分析，如噴砼的單價采用試驗室提供的配合比分析取值，砂石水泥及外加劑采用信息價自行分析。

(2)措施費的風險防范。在概算編制中措施費考慮充分，如：楊美-上水徑區間超長(超過定額最大長度為25m的)豎井垂直提升增加罐籠費用；所有蓋挖區間、蓋挖車站材料增加水平運輸及垂直提升費用；下水徑-長龍站、長龍站-布吉客運站、布吉客運站-百鴿籠區間增加房屋加固措施費用及臨遷補償費用；長龍站-布吉客運站增加過鐵路加固措施費用及與鐵路單位協調配合費用；下水徑-長龍站、長龍站-布吉客運站、布吉客運站-百鴿籠區間盾構增加穿硬巖費用；下水徑-長龍站、長龍站-布吉客運站、布吉客運站-百鴿籠區間采用進口盾構機增加臺班費用；所有暗挖區間增加排水費用等等。

以上在初步設計概算編制過程中的風險，經過與設計方有理有據的充分溝通和協調，較好的在初步設計概算編制過程中給予考慮。

2.合同造價風險

在項目實施前，項目部精心組織力量對各個工點的工程量進行了充分的復合計算，對在施工圖紙工程量計算出現遺漏、不足和工程量及時協調設計方給予技術核定修正，并充分考慮可能出現的合同外工程量。針對性地制定了“上足措施、打夠數量、施工圖中得到體現、實施中靈活善變”的設計工作原則。在收到設計院施工圖紙后及時編制施工圖預算，并將施工圖預算與設計概算進行對比，確保施工圖預算在設計概算內，將合同執行中的風險進行了預見性的規避。

(二)施工技術、安全質量風險防范

1.隧道施工過既有建筑物風險

為確保盾構掘進過程中地表建筑物的安全，在盾構穿越建筑物段制定了措施：

(1)盾構機推進參數：土倉頂部壓力為1.2bar以上；總推力不大于800噸；掘進速度不大于35mm/min；每環(1.5米)出土量不大于65方；注漿量6～8方。

(2)掘進過程中適當加大同步注漿壓力及注漿量，每一環管片注漿量在6-8m3，并根據實際情況調整同步注漿漿液配合比，提高漿液的和易性和可泵性，縮短漿液凝固時間，及時有效地填滿管片與圍攻巖間的建筑空隙，防止地表下沉。

(3)在盾構掘進過程中要嚴格控制出土量，做到進尺與出土量保持均衡。

(4)推進過程應保持盾構機有良好的姿態，嚴禁姿態的急劇起伏，水平和高程偏差控制在±50mm以內。減小盾構機上下千斤頂壓力差，上下千斤頂壓力差控制在60Bar以內。

(5)根據地表監控量測數值，如發現管片在脫出盾尾后，地表沉降幅度較大(10mm<沉降值<20mm時對管片進行二次補注漿，以控制地表繼續沉降，二次注漿采用雙液漿。

(6)加強地表建(構)筑物的監測頻率，以地表沉降值調整盾構機的掘進速度、同步注漿量、注漿壓力確保各項監測信息能及時反饋到施工班組，以監測數據指導施工。

2.盾構掘進過河的風險管控措施

(1)盾構換刀位置的提前確定

為確保盾構順利通過布吉河及南門墩橋，需在盾構到達布吉河前對磨損超限的刀具進行更換，根據隧道地質情況，換刀位置定在全斷面微風化巖層地段進行，根據地質勘測資料推斷并結合渣樣進行分析確定了左右線的換刀里程即DK31+745(即推進完成第556環)處。

(2)洞內措施

根據布吉河區域地質及水文地質條件要求，為預防存在的掘進過程中的冒頂擊穿河底的等風險,針對性對盾構過布吉河掘進參數進行了設定:如土倉壓力為1.2bar;刀盤轉速1.6-1.8r/min;推力不大于800t;推進速度≤40mm/min；嚴格控制每環出土量≤60m2；注漿量6m2；同時盾構姿態的水平和垂直偏差控制在±50mm范圍內。

(3)地表措施

①河床監測

在河流兩邊坡腳位置各布設1個監測點，沿線路方向間隔4m布置一個斷面，每天監測2次，沉降和隆起的報警值為5cm，監測人員必須及時計算監測數據并報項目經理部。

②南門墩橋監測

在橋面兩側各布置一個監測點斷面，每個斷面共布設6個點，每個斷面間距5m，每天測量2次。沉降和隆起的報警值為2cm(日沉降或隆起不應超過2mm)，監測人員必須及時計算監測數據并報項目經理部。

3.盾構下穿鐵路的風險管控

(1)對鐵路進行預注漿加固

盾構推進前，對穿越鐵路進行預加固。下穿區域鐵路線路兩側設四排旋噴樁，樁間范圍內路基分層注漿加固。旋噴樁起加固和隔斷及控制變形的作用，加固平面、剖面詳見下圖所示：

圖1 盾構下穿廣深鐵路加固縱橫斷面

施工線路下部主加固區(A)時對鐵路線路應采取以下保護措施：采用分層注漿加固，實施斜孔注漿，并采用復合漿液，縮短膠凝時間，以控制注漿壓力和擴散范圍，注漿壓力和注漿速度根據線路軌道變形的監測數據進行調整，減小注漿對基床的影響。次加固區(C)采用豎直施做注漿孔，復合漿液，一次性加固完成。

(2)盾構推進過程中的措施

洞內措施：對鐵路下方的盾構隧道管片配筋進行加強。并根據地面的監測情況，不斷優化盾構施工的各種技術參數，合理選定推進速度、平衡土壓力、出土量等參數，嚴格控制盾構糾偏量。嚴格控制同步注漿量和漿液質量。盾構隧道施工完成后，對隧道管片外1.5m注漿加固。優化漿液配比，合理設定注漿量及注漿壓力，確保掘進過程中地層填充密實。

洞外措施：增加監測頻率，在鐵路兩側埋設沉降觀測點，進行半小時一次的跟蹤測量，并進行信息分析，及時通知井下調整掘進施工參數。及時對碎石道床進行鋪墊和軌道校正，保持鐵路軌道的平順直。

4.盾構在硬巖段掘進的風險管控

(1)合理調整刀盤及刀具的布設：結合以往在廣深地區硬巖地層掘進的經驗，采用安裝了滾刀、刮刀和鏟刀的刀盤。布設主要刀具種類為單刃滾刀、刮刀、齒刀、鏟刀和超挖刀，刀盤設計充分考慮了本段巖石較硬且部分角巖的特點，采用重型刀盤，在磨損機會較多的部位大量堆焊了網格狀耐磨硬質合金。在正常的工作環境下，在硬巖地層中掘進時，刀盤、刀座和刀盤支承結構能夠抵抗最高單軸抗壓強度達到150Mpa的強度，不會出現刀盤變形及超出正常的磨損此外，還在刀盤輪緣上設計了3道耐磨合金環，大大提高了刀盤的耐磨性能，延長其使用壽命。同時還要對刀具進行不定期檢查，主要是在盾構掘進過程中，掘進參數異常，推進艱難時，開倉對刀具進行檢查，對刀具磨損進行評估。

(2)調整掘進參數：當盾構機在硬巖段中掘進時，主要掘進參數的設定應遵循：“高轉速、小扭矩、大推力”的原則。設定針對性的掘進參數：①盾構推進速度控制在1-2cm/分鐘；②掘進模式選用敞開式掘進。③總推力控制在18000-22000KN；④刀盤扭矩3000-4000KN.m；⑤刀盤轉速在2-3rpm；

(3)合理使用外加劑：盾構在掘進過程中，要不斷向工作面噴注泡沫，冷卻水來潤滑及冷卻刀盤。

(三)項目工期風險防范

1.盾構始發井不能按期完工的風險

根據2010年2月28日實現隧道洞通的工期目標，5305標段盾構項目經理部對盾構區間施工進行工期倒排，月掘進綜合指標到達220m/月，最高達到340m/月，盾構機必須在2008年9月底下井，11月初必須始發。原設計的盾構始發井百鴿籠站站前明挖段需在2008年7月底日前提供盾構始發場地，但因百鴿籠站拆遷工作復雜，而同時施工一個80m長的始發井結構正常需要6個月的時間，將要到2009年3月盾構機才具備下井的條件，工期將滯后7個月，進而直接影響到整個深圳地鐵五號線全線里程碑工期目標的實現。

根據上述情況，項目部提出了盾構始發井由車站改為區間的方案變更，即將盾構始發井位置調整到布吉客運站-百鴿籠站區間內(CK32+625附近)，該場地內基本無房屋拆遷，土地屬于布吉鎮政府下屬的物業發展有限公司集體用地，征地相對比較容易，有利于盾構始發井先行施工，保證盾構區間及整個5號線按總工期要求完成。通過以上始發井位置的變更，布百區間盾構井于2008年9月底提供了盾構進場條件，11月12日該區間盾構基本按原計劃實現了始發，為整個工期的實現提供了保證。

2.硬巖地層段導致盾構無法掘進通過

通過詳勘報告和地質補充勘察資料顯示，在該標段下水徑站～長龍站區間穿越了人工堆積層、殘積層、全風化角巖層、強風化角巖層、中風化角巖層、微風化角巖層。其中Ⅵ級圍巖長約55m(單延米)；其中Ⅴ級圍巖長約573.491m(單延米)。區間巖石強度高，有些巖石高達362MP，已近遠遠超出了投入的海瑞克盾構機最大破巖強度150MP的極限值，無法正常掘進，工期無法保證。

針對上述情況，項目標部從工程地質及水文地質條件、工程規模大小、鄰近地下及地面環境等因素考慮，并從地鐵施工方法的可實現性、安全性、適應性、技術性和經濟性、工期進度及對周圍環境影響等多個方面綜合考慮，將部分盾構施工無法保證工期的區間工法做相應的調整，采用礦山法先行開挖及施作初支，盾構機拼裝管片通過的方式來通過硬巖段，既有效降低了工期風險和成本風險，又避免了工期延誤造成的施工成本的增加。

(四)合同工期的風險防范和管控

(1)依據短板理論，實行工期預警。對影響兌現工期的盾構推進、礦山開挖等關鍵工序、薄弱環節，根據短板理論，實施重點控制，突破“生產瓶頸”，同時按照確保洞通工期的要求，制定了盾構機始發、出洞和礦山法開挖完成、二次襯砌開始等若干里程碑節點工期，并對這些節點工期實行預警管理，超出節點工期15天就列為Ⅰ級預警，10天為Ⅱ級預警，5天為Ⅲ級預警，不同預警等級采取不同措施進行管理，確保整個施工生產始終處于均衡生產狀態，避免因搶工增大工程投入和風險。

(2)嚴格工序管理，確保過程連續。用工序的時間和質量來保證工期，既必要也必須，為此項目部制定了工序管理辦法，規定了一些主要工序的作業時間和工序質量，避免因上道工序占用下道工序時間，工序質量不合格，返工影響整個施工過程的連續。如項目部在盾構施工時規定從停機拼管片到恢復推進時間為50分鐘等，從而保證了施工過程的連續性，有利于促進施工生產。

(3)做好生產準備管理，促進均衡生產。項目部把生產準備單獨列為一個管理范圍，每一道工序開工前按照設備、材料等進行全面準備，使人、機、料、法、環符合要求，決不允許停工待料、人等機或機等人現象出現，過程中的準備實行“打包包干”，指定專人負責準備工作，從而促進均衡生產。

四、結束語

通過對項目風險的有效管理，BT模式施工管理下的深圳地鐵5號線5305標段盾構項目較好地控制了成本、施工技術以及相關的安全質量、合同工期等一系列風險，保證了項目得以順利按計劃實施，并取得了經濟效益和社會效益，該標段盾構項目于2008年3月1日開始實質性進場組織實施，于2008年11月12日實現全線首發，于2010年2月5日實現全線貫通，比原定計劃提前23天完成，初步核算實現經濟效益5000多萬元。該項目在兌現工期節點、安全質量管理、文明施工管理、標準化建設等方面上均被譽為同一施工線上的標桿項目，是深圳市地鐵施工領域的明星工程和市質檢站唯一免檢單位，獲廣東省安全生產文明施工優良樣板工地等殊榮。