大规模地铁深基坑施工中的风险评估与控制策略
摘要
关键词
地铁;深基坑施工;风险评估;风险控制
正文
1施工风险因素评估
1.1地质风险
地质风险主要由地下工程的隐蔽性、复杂性和不可预见性以及地质勘察手段的局限性所引起。地下工程具有隐蔽性,浑河站深基坑开挖施进行在地下深处,无法直接观察和监测。这使得对地下土层的物理特性、结构状况和稳定性的了解相对有限,增加了施工过程中的风险。地质勘察手段的局限性也是导致地质风险的一个重要原因。地质勘察主要依靠样本采集、试验分析、地质剖面绘制等手段来获取地下土体的信息。然而,地质勘察难免受到时间、空间和经济等因素的制约,导致采样点数量有限、采样范围不全,无法完全准确地反映地下情况。
1.2基坑支护失稳
本次施工为杂填土、砂层等土壤条件下的施工。这些土壤具有较低的稳定性和承载能力,容易在开挖过程中发生塌方现象,导致基坑失稳问题。
在杂填土和砂层等土壤条件下进行施工时,由于这些土壤的颗粒结构和力学特性相对较弱,其自身的稳定性较差。当开挖基坑时,土体受到剪切力和侧向压力的影响,容易发生塌方,给施工带来严重的安全隐患。另一方面,基坑深度的增加会导致土体压力的增大,进一步增加了基坑失稳的风险。随着基坑深度的增加,土体的自重压力和侧向土压力也随之增大,可能超过土体的承载能力,导致基坑的变形和局部失稳。
1.3基坑周边管线错位变形
基坑施工过程中对周围土体进行开挖和支护操作时,会引起土体的扰动,这可能导致周围管线的错位和变形现象发生。基坑施工会对周围土体施加水平和竖向力,这种力的作用会传递到管线上,导致管线发生位移、错位或变形。特别是当基坑边界与管线靠近时,土体的变形会更直接地影响到管线的稳定性,增加了管线发生问题的风险。
本次施工位于沈阳市区,城市区域的管线网络通常非常复杂,涉及供水、排水、燃气、通信等各类管线。这些管线的走向和位置常常错综复杂,且有可能存在未被准确探明的管线。由于地下管线信息不全或不准确,施工人员难以准确判断管线的位置和深度,增加了施工中对管线的损害风险。
1.4车站周边建(构)筑物施工风险
由于车站周边建(构)筑物距离主体基坑较近,存在施工风险。这些建筑物的基础抗扰动能力相对较低,面临坍塌的潜在风险。在开挖基坑的过程中,土体受到剧烈扰动,压力和变形会传递到周围建筑物的地基上。如果这些建筑物的基础抗扰动能力不足,开挖过程中可能引发其坍塌。此种风险需要特别关注,因为坍塌事件可能导致人员伤亡、财产损失以及项目延误。
1.5高压线触电风险
由于高压线与明挖基坑的近距离,以及吊装和桩基作业的进行,存在着触电的潜在风险。当高压线与基坑接近时,吊装设备和施工材料可能会接触到高压线,导致电击事故发生。此外,进行桩基作业时,打桩机或其他施工设备也可能意外接触到高压线,造成严重的触电事故。高压线带有极高的电压,触电后会导致严重的电击伤害甚至危及生命。
2控制策略
2.1施工风险管理组织机构及职责
为确保施工过程中风险的有效分析、预测、管理和规避,需要成立专门的施工风险管理组织机构。该组织机构包括以下各人员:
项目经理在施工风险管理中扮演重要角色,全面负责工程项目的施工风险管理工作。项目经理需及时采取有效措施来规避和预防各种施工风险,并主持召开施工风险分析会议,制定相应的处理方案以尽可能降低施工风险。项目总工负责管理风险监测组、风险分析组和风险对策组,在风险管理工作中配合项目经理及副经理的工作。负责组织制定预防施工风险措施和紧急救援预案,并将其提交至风险分析会进行讨论和实施。项目安全总监负责管理风险管理组和紧急救援组,组织实施各项风险预防措施和紧急救援预案。深入施工现场了解可能出现的施工风险问题,并及时采取预防和消除措施。风险分析组负责收集各种施工风险的资料,包括施工进度、地质预测预报和监控量测结果。通过对这些数据的分析,提出风险预警报告,为决策者提供相关信息。风险对策组依据风险分析结果及时制定相应的施工风险预防措施和紧急救援预案,以规避各种施工风险并应对突发情况。风险管理组负责实施各项风险措施和紧急救援预案的执行工作,确保风险管理措施得以落实。风险监测组负责进行地质预测预报和监控量测工作,采集相关数据,并进行处理和分析,将结果及时报送给风险分析组。紧急救援组负责在发生施工风险事故后进行紧急救援工作,各小组承担各自的责任,确保紧急救援工作的有效展开。
2.2风险源施工
浑河站主体基坑范围内的填土层相对较厚,具有杂色,松散的特点。这些填土主要由黏性土、碎石和砂类土组成,部分区域较为密实,稍微湿润。在填土层中还含有少量的建筑垃圾和生活垃圾。地表层是由沥青路面构成的马路。沥青路面下方是一层碎石垫层。整个杂填土的最大厚度约为13.3米。为了加固土体,在围护桩外侧采用了双排φ600毫米间距为400毫米的旋喷柱。
另一方面,在车站小里程一侧,靠近一个高压电杆(220kV),电杆的高度约为38米,架线的高程为64.58米。该电杆距离主体基坑水平方向大约15米,存在较大的风险。为了减少高压电线杆在降水和基坑开挖施工过程中的不均匀沉降,并确保高压线杆的安全以及正常的降水和基坑开挖施工,采取了以下措施:(1)在风险源区域内(高压电线杆半径3米范围),进行袖阀管注浆操作。这项措施旨在稳定土壤并加强地基的承载能力,以支撑高压电线杆的重量和降低不均匀沉降的风险。(2)通过注浆操作,将浆液注入袖阀管,使其渗透到土壤中。这样可以改善土壤的力学性质,增强其稳定性和承载能力。注浆能够填充土壤中的空隙并形成固结体,从而减少土壤的沉降和变形。这一措施的目标是确保高压电线杆的安全,并保证基坑开挖施工期间的正常降水,同时减少风险源区域内的不稳定因素对施工的影响。
结语:
在大规模地铁深基坑施工中,风险评估与控制策略的实施至关重要。通过对自身风险和环境风险的识别和评估,可以有效预防和管理可能出现的问题。进一步的研究可以深入探讨新的风险评估方法和控制策略。如引入先进的地质勘察技术和监测手段,加强对地下水位和地层情况的了解,为基坑支护措施的选择提供更准确的依据。通过综合的风险评估和有效的控制策略,可以最大程度地降低大规模地铁深基坑施工中的各种风险,提升地铁深基坑施工的安全性和可行性。
参考文献
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