武漢HL深基坑支護工程重大危險源辨識與評價

李興林　張亞斌

摘要：本文在前人研究的基礎上，根據不同的危險源對基坑支護結構，人身安全和財產損失影響結果和影響范圍不同，文中將其分為基坑結構失效性的危險源和非支護結構失效性危險源，并對兩種危險源分別采用FTA分析法和LEC分析法進行辨識和評價，根據評價結果對武漢HL深基坑支護工程危險源進行綜合管控，保證該項目施工過程中的安全，同時為今后類似的工程項目的危險源管控和安全施工提供一定的參考。

關鍵詞：深基坑支護;危險源辨識與評價;FTA分析法;LEC分析法

一、引言

在字笨基坑支護工程施工過程中，由于地層條件和水文地質條件以及周邊環境的不穩定性，導致一系列危險源的存在，使得基坑的安全穩定問題尤為突出。因此對于基坑工程危險源研究是一個非常有價值的課題，是基坑工程安全施工的關鍵。目前，國內外在基坑安全的理論研究及事故控制方面取得了一些成就，主要是積累經驗，對基坑工程施工安全管理存在的問題進行分析，形成較為統一的安全施工管理體系。但是由于當前的理論還存在一定的局限性，受水文、地質等條件的影響，工程存在諸多的不確定性，這導致一些實際的分析結果往往與現實存在差異性，且分析結果帶有一定的主觀性和經驗性。因此本文嘗試采用新的危險源分類方法，將整個基坑看成一個完整的系統，開展相關的研究。結合實際工程項目，進行深基坑重大危險源的辨識與評價，從而實現深基坑支護工程的安全管控。

二、工程概況

武漢IIL深基坑支護項目基坑開挖面積約7.8萬m，周長約1300m，開挖深度達20.45m。基坑北面為軌道交通線，基坑東面、南面為多層天然基礎住宅和天然氣管線。項目采用明挖順作法進行施工，支護體系為超深落底式地下連續墻和四道鋼筋砼支撐，在鄰近輕軌和辦公樓超深開挖區間和地連墻外側采用三軸深攪拌樁對地連墻進行槽壁加固兼做補充止水帷幕使用，地下連續墻為臨時結構。根據住建部《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》，項目存在著較大的安全風險，需要對項目整個施工過程進行預判，確定重大危險源加以防范，避免安全事故的發生，減少人民財產的損失。

三、深基坑支護工程危險源的辨識與評價方法的選擇

深基坑屬于臨時性建筑，一旦出現工程事故，可能造成較大的人員傷亡。根據邊亦海（2006）[1]對深基坑工程事故資料的統計分析，對失事基坑支護結構類型，排樁支護結構采用頻率高，失事頻率也高，此外超深基坑中的地下連續墻失事頻率也較高。而對于HL深基坑支護項目屬特大超深基坑支護，且支護結構涉及了地下連續墻和排樁施工，因此加強深基坑作業危險源的辨識與評價對于提高深基坑施工安全性是十分必要的。根據前期的理論研究成果，本文將危險源分為結構失效性危險源和非結構失效性危險源，結構失效性危險源是指能夠直接造成基坑結構局部或者整體失效，導致安全事故的發生;非結構失效性危險源是指在施工工程中由于對危險源的管控不到位，安全防范意識不高等造成某一個體的傷亡等局部性安全事故。對于兩種類型的危險源分別采用FTA分析法和LEC分析法進行危險源辨識與評價。

四、結構失效性危險源辨識與評價

根據設計方案和施工組織設計知道，武漢田汗深基坑項目采用明挖順作法施工，整個項目所包含的工藝包括地下連續墻、混凝土灌注樁、錨索施工等施工工藝。采用WBS方法對目標項目進行解構分解，在此基礎上采用FTA法繪制事故樹并通過布爾運算對每一道工序所產生的風險進幣二分析，最終確定最大危險源。具體步驟如圖I所示。分別用Mi代表頂端事件，Xi代表導致Mi發生的基本因子。如表1所示，對每一個子系統進行進一步的細化，可以得到各子項導致基坑系統結構性失效的最小因子，這些因子就是導致基坑結構失效的危險源。根據FTA分析法，將表中的各個危險源看作事件，繪制事故樹如圖2所示。事故樹中基本事件共計35項，這些基本事件或造成支撐錨桿體系的破壞或導致支護樁的破壞，或導致連續墻體系的破壞，最終導致基坑結構失效，導致安全事故的發生，這些基本事件就是基坑結構失效的危險源[1][2][3]。

結合圖2所繪制的事故樹，根據布爾代數進行簡化，得到事故樹的最小割集，每一個割集代表的是一種事件發生的模式。通過對事故樹進行從上至下的逐層計算，找出最事故樹中最末端的影響因子，計算過程中對于“A或B”的關系相乘，“A和B”的關系相加，最終進行合并簡化找出最小割集，從而確定最大危險源。具體步驟如下所示，公式中各符號所代表含義與表1對應

經過分析可以看出，在該項目中存在的重大危險源主要有五個方面：（1）材料（2）設計與施工（3）地下水（4）周邊環境的影響（5）地勘數據及模型參數。

五、非結構失效性危險源辨識與評價

通過編制調查問卷，確定調查人群，組織調查統計，對收集的數據進行調查分析，確定最大危險源。具體步驟如下：（1）問卷設計——根據對非結構性失效危險源進行分析，采用WBs法對可能導致的事故進行結構分解，得到每一項的子單元，即基本危險源。根據LFC法各項指標繪制表格，各值的評價標準參見2.3.2中各評價指標表格;（2）問卷發放對象——根據深基坑支護項目特點，選定公司安委會成員，專家庫成員，安全生產部及技術質量部人員，項目安全管理人員，技術質量管理人員等組成，這些人員在安全風險管控方面都有著豐富的經驗和獨到的認識。其中人員比例中一線員工占比s。馴。（3）評價結果——通過評價小組成員結合實際，認真分析和討論，評價成員對本項目可能存在的危險源進行辨識并作出評價，搜集評價表格200份，有效表格195份，部分表格因與實際情況相差較大做失效處理，對有效表格各指標取平均值，計算出D實際值，D=L*E*C，評價結果見表2。

根據LEC分析法規定，當D值大于160時為重大危險源。因此非結構失效性重大危險源共計8項，分別是高空墜落范疇的臨邊及其他防護不符合要求、高處作業的安全防護措施不符合要求;物體打擊范疇的垂直作業上下無隔離防護措施、材料和設備堆碼在深坑邊未及時清運或轉移、機械設備施工地點與槽邊距離過小且無加固措施;起重吊裝傷害范疇的鋼絲繩與索具不符合要求;機械車輛傷害范疇的道路夜間照明不良等;觸電范疇的電線線路老化未更換。其中臨邊及其他防護不符合要求危險性較大，屬于高度危險，需要引起高度的注意。因此在施工過程中對存在重大危險源的，高空墜落、物體打擊、起重吊裝傷害、機械、車輛傷害、觸電的潛在安全問題提前預防，避免安全事故的發生。

六、結論

本文以武漢HL深基坑項目為依托，根據危險據（影響結果的差異，將危險溉分為結構失效性危險源和非結構失效性危險源，結合兩類危險領泵的特點分別選擇FTA法和LEC法對非結構失效性危險裂享進行辨識與評價。研究效果表明在深基坑支護項目危險源管李空中將危險源分為結構失效性危險源和非結構失效性危險源，并分別采用FTA法和LEC法對其危險源進行辨識評價，可以在評價過程中充分考慮危險源的特點，貼近工程實際，保證了后續的危險源管控工作具有針對性，為類似項自的危險癮管控提供了一種可供參考的管控方法。

參考文獻：

[1]邊亦海.基于風險分析的軟土地區深基坑支護方案選擇[D].同濟大學，2006.

[Z]陳振.建設工程施工危險源的辨識、風險評價與控制[D].華中科技大學，2009.

[3]劉建航等.基坑工程手冊[M].中國建筑工業出版社，1997.