復雜環境下地鐵車站施工風險的辨識及管控

程利民 李雅婷

（1.南昌軌道交通集團有限公司，江西 南昌 330038；2.東華理工大學，江西 南昌 330013）

0 引言

工程施工中不可預見因素較多，易引發事故災害，會給人民的生命財產安全帶來危害。這得到了國內外大量學者的重視，并對工程施工風險識別進行了廣泛的研究。其中，曹鵬[1]等對地鐵車站的防水工程采用WBS-RBS法建立風險耦合矩陣，確定導致滲漏水的基本風險因素；趙騰[2]運用WBS-RBS風險識別方法，對艱險山區高速鐵路工務防洪風險進行識別，并對識別出的中高等級風險事件提出風險管控建議；李宗坤[3]等運用WBS-RBS方法對港珠澳大橋人工島建設進行項目結構分解和風險分解,構建了WBS-RBS風險識別矩陣，還采用層次分析法和風險度理論計算各指標層的權重和風險度,并對該工程進行了風險評價；高文杰[4]等提出以故障樹分析為基礎結合工作分解結構(WBS)-風險分解結構(RBS)對地鐵基坑工程進行風險識別的方法；劉碧萍[5]等提出了將WBS-RBS法與G1法相結合的定性與定量評價模型對深基坑開挖進行風險識別與評價。

事故不可能憑空發生，每一件風險事件都有其對應的風險因素，而這些風險因素就存在于項目建設過程中，故從基本的施工過程或工序辨識出風險源是進行風險預控的重要手段[6]。本文以南昌軌道交通三號線某地鐵車站施工項目為例，共識別出四類工作單元和五類風險單元，采用WBS-RBS風險辨識方法對各分解單元進行風險分析，構建出風險源清單，并針對風險源提出相應的控制措施，給類似工程的風險識別和防控提供了參考。

1 工程實例

八大山人站車站位于迎賓北大道與定山路交匯處，周邊建筑較多（影響基坑部分需要拆除），且功能多樣，車站東側重要建筑物為江西省預備役師部門亭、軍民醫院及其附屬建筑、民房等；西側為汽車4S店、永生現代賓館、教導大隊門亭、干休所等建筑，如圖1所示。車站類型為標準地下兩層島式車站，車站有效站臺寬度為11m，長度為118m。車站外包長度206.6m，標準段寬度19.7m，車站中心里程頂板覆土厚度為3.47m。車站基坑深約18m，頭井基坑深約19.5m，車站設計起訖里程范圍為CYK29+917.269～CYK30+123.869，車站全長約206.6m，車站有效站臺中心里程為CYK30+050.969。

圖1 車站位置示意圖

車站及周邊管線較多，管線多為沿車站南北走向，車站中部存在橫跨基坑強電兩組、弱電兩組、供水管一組；管線種類包括：強電、弱電、雨污水、供水等。車站結構由上至下穿越填土層、粉質黏土層、中砂層、粗砂層、礫砂層，主體結構底部坐落于礫砂層。圍護結構地下連續墻坐落于中風化泥質粉砂巖層內，入巖深度2.3~3.3m不等。車站地質斷面圖見圖2。

圖2 車站地質斷面圖

2 基于工作風險分解法（WBS-RBS）的風險識別

工作風險分解法（WBS-RBS）既秉承了WBS深入于項目壽命周期各個環節的優點，又能通過RBS對內、外部環境的風險進行綜合分析，因此比較適合于工程項目的風險識別工作[7]，故采用該方法進行風險識別。工作分解和風險分解分別見圖3、圖4。本文將項目建設工作W分為了四個部分，分別是：地基處理及降排水W1、防水工程建設W2、內部結構設計W3和吊裝工程建設W4；又結合該工程的施工環境和水文地質狀況，將項目建設風險R分解成自然災害風險R1、其他風險R2、圍護結構施工風險R3、基坑開挖回填風險R4以及周邊環境風險R5，同時對各類風險類型還細分了子風險單元。

圖3 工作分解（WBS）

圖4 風險分解（RBS）

通過專家打分的方式對以上各分解單元進行分析，并形成風險評價表。表1為自然災害風險評價表。

表1 自然災害風險評價表

依據風險評價表，構造風險矩陣并計算出各風險單元的風險等級，可求出其中風險等級較高的風險源，如表2所示，形成風險源清單。

表2 重要風險源清單

3 風險控制措施

3.1 國防光纜管線施工風險控制措施

（1）組織專門的管線調查小組，負責管線的摸排，調查和協調工作，避免錯漏；

（2）在現場進行人工挖槽或人孔探測；

（3）根據各方提供的管線資料，匯總分析，進一步優化管線遷改路線和保護措施；

（4）施工時，加強監測，及時反饋；

（5）精心施工，避免圍護結構變形過大導致管線破壞風險。

3.2 軍民醫院門診施工風險控制措施

（1）對地連墻進行試成槽，編制試成槽參數統計，針對不同地層調整泥漿參數；

（2）對地連墻接縫工字鋼刷壁效果進行控制，確保接縫質量；

（3）對施工過程加強監測，及時反饋，信息化指導施工。

3.3 支撐體系基坑開挖施工風險控制措施

（1）基坑開挖過程中要防止挖土等機械碰撞支撐體系，以防支撐失穩；

（2）施工時加強監測，及時預警報警，防止支撐撓曲變形過大，保證鋼支撐受力穩定；

（3）千斤頂預加軸力必須對稱同步，以平衡橫撐自重下落的可能和初期開挖時的初應變；鋼支撐預應力損失時，立即在當天低溫時段復加應力至設計值；

（4）土方開挖時分段分層，嚴格控制安裝橫撐所需的基坑開挖深度；

（5）所有支撐連接處，均應墊緊貼密，防止鋼管支撐偏心受壓；

（6）斜撐處支撐頭必須嚴格按設計尺寸和角度加工焊接、安裝，保證支撐為軸心受力；

（7）采用鋼絲繩拉結兩支撐端，防止意外脫落。

3.4 半蓋挖施工風險控制措施

（1）半蓋挖鋪蓋系統承重支撐的格構柱選用材質優良、符合相應規范及標準的材料，保證成品格構柱質量，格構柱間焊接時接頭應當錯開，保證同一截面角鋼接頭不大于50%；

（2）格構柱鉆樁成孔時保證成孔垂直度與樁位偏差符合設計及規范要求；

（3）格構柱吊裝時應精確定位，要求型鋼中樁中心線與樁位中心線誤差≤5mm，垂直度偏差≤L/300且≤15mm；

（4）土方開挖及主體結構施工過程中盡量避免機械及吊裝施工對格構柱的碰撞；

（5）鋪蓋系統施工完成通車后應當隨時對鋪蓋系統及格構柱進行監測分析。

3.5 基坑開挖階段防涌砂措施

（1）基坑開挖前應對圍護結構的施工質量進行評估，對地連墻使用超聲波監測其連續性和完整性，對接縫加固旋噴樁使用抽芯的方法檢測其成樁效果，發現隱患必須在土方開挖前進行加固處理；

（2）土方開挖進入富水砂層，每層土方開挖前必須進行掏槽驗縫，使用洛陽鏟對未開挖的下層土的每個地連墻接縫，通過掏槽的方法確認是否存在漏水可能；

（3）基坑開挖中，先撐后挖、隨挖隨撐，防止圍護結構出現大的變形，造成地墻接縫滲漏；

（4）僅有少量滲漏水的，用雙快水泥或摻有“堵漏靈”的防水砂漿鑿槽抹面處理，外加劑摻量由現場試驗確定；

（5）有明顯漏水點時，先引流量埋管，后在地連墻背后做注漿處理或采用高壓旋噴樁止水；

（6）如發現接縫漏水，必須進行加固處理。此階段的加固處理方式主要是在基坑外采用鉆機引孔，設置袖閥管進行雙液注漿加固。

3.6 地下連續墻施工風險控制措施

（1）選用優質泥漿，及時補漿；

（2）成槽機履帶下鋪設鋼板（特別是轉角幅槽段），減少成槽機對槽壁豎向應力，同時盡量減少成槽機對槽壁擾動；

（3）成槽抓土慢提慢放、嚴禁滿抓；在開槽時，必須做到穩、慢；

（4）清底工作應徹底，將槽底泥塊清除干凈；

（5）控制鋼筋籠保護塊，保證有足夠的剛度、厚度、數量；

（6）鋼筋籠吊裝嚴格按程序操作，防止觸碰高壓線。

4 結束語

（1）南昌軌道交通三號線八大山人站車站項目，施工環境復雜、干擾因素多，故采用WBS-RBS法對該工程進行風險辨識，將項目工作結構分解成四部分，項目工作風險分為五大類，共15個子單元。

（2）基于專家打分方法所形成的風險評價表，得出各分解單元的風險等級，并分析其風險源。其中，管線施工、醫院區域施工、土方開挖、支撐體系、地下連續墻施工和半蓋挖法施工風險等級均為Ⅱ級，屬較高風險工作，要采取相應的管控措施。

本文取得的關于復雜環境下地鐵車站施工風險辨識和預防的經驗，為類似地下工程項目風險問題的應對提供了參考。